JP2003060604A - Ｏｆｄｍ信号送信装置およびｏｆｄｍ信号受信装置 - Google Patents
Ｏｆｄｍ信号送信装置およびｏｆｄｍ信号受信装置Info
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- JP2003060604A JP2003060604A JP2001246408A JP2001246408A JP2003060604A JP 2003060604 A JP2003060604 A JP 2003060604A JP 2001246408 A JP2001246408 A JP 2001246408A JP 2001246408 A JP2001246408 A JP 2001246408A JP 2003060604 A JP2003060604 A JP 2003060604A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広帯域移動体通信などにおいて用いられるＯ
ＦＤＭ信号伝送装置に関し、複数の送受信アンテナを用
いてＭＩＭＯチャネルを構成することにより周波数利用
効率を向上させることを目的とする。 【構成】 ＯＦＤＭ信号送信装置のパイロット信号発生
器として、ｉ番目のサブキャリアにおけるｎ本目のアン
テナで送信されるｍシンボル目の送信パイロット信号Ｐ
i mnをｍ行ｎ列の成分として、行列式が０とならない単
行列およびその複素数倍の行列以外の行列を発生させる
送信サブキャリアパイロット行列発生器と、その出力で
あるｉ番目のサブキャリアの送信サブキャリアパイロッ
ト行列Ｐiに対して、全てのＰi からｍ行ｎ列目の成分
をｎ本目のアンテナのｍシンボル目の送信パイロット信
号成分（ｐ1 mn，ｐ2 mn，・・・ｐI mn）として多重化
回路に入力する送信パイロット信号構成器を配置するこ
とによって構成する。
ＦＤＭ信号伝送装置に関し、複数の送受信アンテナを用
いてＭＩＭＯチャネルを構成することにより周波数利用
効率を向上させることを目的とする。 【構成】 ＯＦＤＭ信号送信装置のパイロット信号発生
器として、ｉ番目のサブキャリアにおけるｎ本目のアン
テナで送信されるｍシンボル目の送信パイロット信号Ｐ
i mnをｍ行ｎ列の成分として、行列式が０とならない単
行列およびその複素数倍の行列以外の行列を発生させる
送信サブキャリアパイロット行列発生器と、その出力で
あるｉ番目のサブキャリアの送信サブキャリアパイロッ
ト行列Ｐiに対して、全てのＰi からｍ行ｎ列目の成分
をｎ本目のアンテナのｍシンボル目の送信パイロット信
号成分（ｐ1 mn，ｐ2 mn，・・・ｐI mn）として多重化
回路に入力する送信パイロット信号構成器を配置するこ
とによって構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域移動体通信
などにおいて用いられる直交周波数分割多重（ＯＦＤ
Ｍ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信
号伝送装置の中でも、特に複数の送信アンテナと複数の
受信アンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple-Input Multi
ple-0utput ）チャネルを構成することにより飛躍的な
周波数利用効率を達成することのできるＯＦＤＭ信号送
信装置およびＯＦＤＭ信号受信装置に係る。
などにおいて用いられる直交周波数分割多重（ＯＦＤ
Ｍ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信
号伝送装置の中でも、特に複数の送信アンテナと複数の
受信アンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple-Input Multi
ple-0utput ）チャネルを構成することにより飛躍的な
周波数利用効率を達成することのできるＯＦＤＭ信号送
信装置およびＯＦＤＭ信号受信装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】広帯域移動体通信においては、移動体通
信におけるマルチパスフェージング環境下において一定
レベルの通信品質を維持するための周波数選択性フェー
ジングの対策とともに、限られた周波数帯の中で大容量
化を図るための周波数利用効率の向上策が必要である。
周波数選択性フェージングへの対策としては、送信信号
を互いに直交するサブキャリア群に分割して、マルチキ
ャリア伝送を行うＯＦＤＭ方式が知られている。
信におけるマルチパスフェージング環境下において一定
レベルの通信品質を維持するための周波数選択性フェー
ジングの対策とともに、限られた周波数帯の中で大容量
化を図るための周波数利用効率の向上策が必要である。
周波数選択性フェージングへの対策としては、送信信号
を互いに直交するサブキャリア群に分割して、マルチキ
ャリア伝送を行うＯＦＤＭ方式が知られている。
【０００３】一方、周波数利用効率の向上への対策とし
ては、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用い
てＭＩＭＯチャネルを構成し、受信側において各受信ア
ンテナの受信信号からチャネル推定器と干渉キャンセラ
を用いて各送信アンテナからの送信信号を分離して復元
することにより、送信アンテナの数だけチャネルを増加
させ、周波数利用効率を向上させる手法が提案されてい
る。
ては、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用い
てＭＩＭＯチャネルを構成し、受信側において各受信ア
ンテナの受信信号からチャネル推定器と干渉キャンセラ
を用いて各送信アンテナからの送信信号を分離して復元
することにより、送信アンテナの数だけチャネルを増加
させ、周波数利用効率を向上させる手法が提案されてい
る。
【０００４】ＯＦＤＭ方式においてＭＩＭＯチャネルを
構成し、信号処理を行うことにより空間で合成された信
号を分離することを可能とする手法も提案されている
（特願2001-109679 ）。以下、従来技術におけるＭＩＭ
Ｏチャネルを用いたＯＦＤＭ信号伝送装置の構成を、図
１０のブロック図を用いて説明する。従来技術における
ＯＦＤＭ信号伝送装置は、ＯＦＤＭ信号伝送装置１とＯ
ＦＤＭ信号受信装置２から構成される。
構成し、信号処理を行うことにより空間で合成された信
号を分離することを可能とする手法も提案されている
（特願2001-109679 ）。以下、従来技術におけるＭＩＭ
Ｏチャネルを用いたＯＦＤＭ信号伝送装置の構成を、図
１０のブロック図を用いて説明する。従来技術における
ＯＦＤＭ信号伝送装置は、ＯＦＤＭ信号伝送装置１とＯ
ＦＤＭ信号受信装置２から構成される。
【０００５】ＯＦＤＭ信号送信装置１は、２以上の複数
Ｎ個の送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎと、該送信
アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎに対応した既知のパイ
ロット信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・・ＰN を発生するＮ個のパ
イロット信号発生器１−１−１〜１−１−Ｎと、送信デ
ータＴ1 、Ｔ2 、・・・ＴN を各々ＯＦＤＭシンボルＭ
1 、Ｍ2 、・・・ＭN に変換するデータ変換器１−２−
１〜１−２−Ｎと、該パイロット信号とデータ変換器の
出力を多重化するＮ個の多重化回路１−３−１〜１−３
−Ｎと、
Ｎ個の送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎと、該送信
アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎに対応した既知のパイ
ロット信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・・ＰN を発生するＮ個のパ
イロット信号発生器１−１−１〜１−１−Ｎと、送信デ
ータＴ1 、Ｔ2 、・・・ＴN を各々ＯＦＤＭシンボルＭ
1 、Ｍ2 、・・・ＭN に変換するデータ変換器１−２−
１〜１−２−Ｎと、該パイロット信号とデータ変換器の
出力を多重化するＮ個の多重化回路１−３−１〜１−３
−Ｎと、
【０００６】 該多重化回路の出力に接続されるＮ個の
高速逆フーリエ変換器１−４−１〜１−４−Ｎと、該高
速逆フーリエ変換器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタ
イミングを供給するシンボルタイミング発生器１−５
と、該高速逆フーリエ変換器の出力を無線周波数に変換
するＮ個の送信用周波数変換器１−６−１〜１−６−Ｎ
と、該送信用周波数変換器の全てに共通の局部発振信号
を供給する送信用局部発振器１−７から構成される。
高速逆フーリエ変換器１−４−１〜１−４−Ｎと、該高
速逆フーリエ変換器の全てに共通のＯＦＤＭシンボルタ
イミングを供給するシンボルタイミング発生器１−５
と、該高速逆フーリエ変換器の出力を無線周波数に変換
するＮ個の送信用周波数変換器１−６−１〜１−６−Ｎ
と、該送信用周波数変換器の全てに共通の局部発振信号
を供給する送信用局部発振器１−７から構成される。
【０００７】なお、データ信号Ｔ1 、Ｔ2 、・・・ＴN
には、受信側で同期をとるために必要なプリアンブル等
が予め付加されているものと考える。また、パイロット
信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・・、ＰN はＯＦＤＭ信号受信装置
２が各パイロット信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・・ＰN を容易に
分離して受信できるよう、送信アンテナ毎にタイミング
を替えて送信する。
には、受信側で同期をとるために必要なプリアンブル等
が予め付加されているものと考える。また、パイロット
信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・・、ＰN はＯＦＤＭ信号受信装置
２が各パイロット信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・・ＰN を容易に
分離して受信できるよう、送信アンテナ毎にタイミング
を替えて送信する。
【０００８】パイロット信号の例を図１１に示す。一
方、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、Ｎ個の受信アンテナ２
−９−１〜２−９−Ｎと、該受信アンテナ毎２−９−１
〜２−９−Ｎに接続され、無線周波数の受信信号を復調
に適した周波数に周波数変換するＮ個の受信用周波数変
換器２−１０−１〜２−１０−Ｎと、該受信用周波数変
換器２−１０−１〜２−１０−Ｎの全てに共通の局部発
振信号を供給する受信用局部発振器２−１１と、
方、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、Ｎ個の受信アンテナ２
−９−１〜２−９−Ｎと、該受信アンテナ毎２−９−１
〜２−９−Ｎに接続され、無線周波数の受信信号を復調
に適した周波数に周波数変換するＮ個の受信用周波数変
換器２−１０−１〜２−１０−Ｎと、該受信用周波数変
換器２−１０−１〜２−１０−Ｎの全てに共通の局部発
振信号を供給する受信用局部発振器２−１１と、
【０００９】該受信用周波数変換器２−１０−１〜２−
１０−Ｎからの出力を高速フーリエ変換する高速フーリ
エ変換器２−１２−１〜２−１２−Ｎと、該高速フーリ
エ変換器２−１２−１〜２−１２−Ｎからの出力信号の
うち、前記ＯＦＤＭ信号送信装置の送信アンテナ１、
２、・・・Ｎ毎に送信される前記パイロット信号Ｐ1 、
Ｐ2 、・・・ＰN の受信信号（以下、受信パイロット信
号と称す）を検出するためのタイミング信号発生器２−
１３と、
１０−Ｎからの出力を高速フーリエ変換する高速フーリ
エ変換器２−１２−１〜２−１２−Ｎと、該高速フーリ
エ変換器２−１２−１〜２−１２−Ｎからの出力信号の
うち、前記ＯＦＤＭ信号送信装置の送信アンテナ１、
２、・・・Ｎ毎に送信される前記パイロット信号Ｐ1 、
Ｐ2 、・・・ＰN の受信信号（以下、受信パイロット信
号と称す）を検出するためのタイミング信号発生器２−
１３と、
【００１０】該高速フーリエ変換器２−１１−１〜２−
１１−Ｎから出力される受信パイロット信号から、ｉ番
目のサブキヤリア毎に、該ＯＦＤＭ信号送信装置の送信
アンテナＮ個と前記ＯＦＤＭ信号送信装置の受信アンテ
ナＮ個の各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の受信パ
イロット信号の受信振幅と位相を検出することにより得
られる伝達関数を成分とするＮ行Ｎ列の行列Ｓi の逆行
列（Ｓi ）-1を演算して記憶する逆行列演算器２−１４
と、
１１−Ｎから出力される受信パイロット信号から、ｉ番
目のサブキヤリア毎に、該ＯＦＤＭ信号送信装置の送信
アンテナＮ個と前記ＯＦＤＭ信号送信装置の受信アンテ
ナＮ個の各々の組み合わせに対応するＮ×Ｎ個の受信パ
イロット信号の受信振幅と位相を検出することにより得
られる伝達関数を成分とするＮ行Ｎ列の行列Ｓi の逆行
列（Ｓi ）-1を演算して記憶する逆行列演算器２−１４
と、
【００１１】Ｎ個の該高速フーリエ変換器の出力である
受信データ信号Ｒ1 、Ｒ2 、・・・ＲN から得られるｉ
番目のサブキヤリア（ｒi 1 、ｒi 2 、・・・ｒi N ）
に対して、該逆行列演算器で求めた逆行列（Ｓi ）-1を
用いて、（ｒi 1 、ｒi 2 、・・・、ｒi N ）×
（Ｓi ）-1の演算を全てのサブキャリアについて行う干
渉キャンセラ２−１５と、該干渉キャンセラの出力であ
るＯＦＤＭシンボルをビット列に変換する復調器２−１
６−１〜２−１６−Ｎから構成される。
受信データ信号Ｒ1 、Ｒ2 、・・・ＲN から得られるｉ
番目のサブキヤリア（ｒi 1 、ｒi 2 、・・・ｒi N ）
に対して、該逆行列演算器で求めた逆行列（Ｓi ）-1を
用いて、（ｒi 1 、ｒi 2 、・・・、ｒi N ）×
（Ｓi ）-1の演算を全てのサブキャリアについて行う干
渉キャンセラ２−１５と、該干渉キャンセラの出力であ
るＯＦＤＭシンボルをビット列に変換する復調器２−１
６−１〜２−１６−Ｎから構成される。
【００１２】従来のＯＦＤＭ信号送受信装置において
は、ＯＦＤＭ信号送信装置１において、送信用局部発振
器１−７により各送信用周波数変換器１−６−１〜１−
６−Ｎに共通の局部発振信号を供給することにより、各
送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎから同一の周波数
の無線信号を送信する。従って、ＯＦＤＭ信号受信装置
２側において、各受信アンテナ２−９−１〜２−９−Ｎ
は各送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎからの信号を
同一周波数にて受信する。
は、ＯＦＤＭ信号送信装置１において、送信用局部発振
器１−７により各送信用周波数変換器１−６−１〜１−
６−Ｎに共通の局部発振信号を供給することにより、各
送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎから同一の周波数
の無線信号を送信する。従って、ＯＦＤＭ信号受信装置
２側において、各受信アンテナ２−９−１〜２−９−Ｎ
は各送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎからの信号を
同一周波数にて受信する。
【００１３】これらの信号は空間においては互いに干渉
信号となるが、従来のＯＦＤＭ信号送受信装置の構成で
は以下の手法により各信号を分離している。まず、ＯＦ
ＤＭ信号送信装置１から、パイロット信号発生器１−１
−１〜１−１−Ｎによって送信アンテナ１−８−１〜１
−８−Ｎ毎に既知のパイロット信号Ｐ１、Ｐ２、・・・
ＰＮをＯＦＤＭ信号受信装置２へ送信する。
信号となるが、従来のＯＦＤＭ信号送受信装置の構成で
は以下の手法により各信号を分離している。まず、ＯＦ
ＤＭ信号送信装置１から、パイロット信号発生器１−１
−１〜１−１−Ｎによって送信アンテナ１−８−１〜１
−８−Ｎ毎に既知のパイロット信号Ｐ１、Ｐ２、・・・
ＰＮをＯＦＤＭ信号受信装置２へ送信する。
【００１４】ＯＦＤＭ信号受信装置２側では各受信アン
テナ２−９−１〜２−９−Ｎが受信した各パイロット信
号を元々のパイロット信号で正規化することにより、該
ＯＦＤＭ信号送信装置１の送信アンテナ１−８−１〜１
−８−Ｎと該ＯＦＤＭ信号受信装置２の受信アンテナ２
−９−１〜２−９−Ｎの各々の組み合わせに対応するサ
ブキャリア毎の伝達応答を推定できる。
テナ２−９−１〜２−９−Ｎが受信した各パイロット信
号を元々のパイロット信号で正規化することにより、該
ＯＦＤＭ信号送信装置１の送信アンテナ１−８−１〜１
−８−Ｎと該ＯＦＤＭ信号受信装置２の受信アンテナ２
−９−１〜２−９−Ｎの各々の組み合わせに対応するサ
ブキャリア毎の伝達応答を推定できる。
【００１５】この伝達応答の推定には、ＯＦＤＭ信号受
信装置８において、該パイロット信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・
・ＰN を各々分離できることが必要であるが、これはＯ
ＦＤＭ信号送信装置１において、各パイロット信号
Ｐ1 、Ｐ2 、・・・ＰN を時間上重ならないようタイミ
ングをシフトして送信することにより実現している。い
ま、送信アンテナａ（ａ＝１、２、・・・、Ｎ）と受信
アンテナｂ（ｂ＝１、２．・・・Ｎ）の間の伝達関数を
Ｓａｂとして、送信アンテナと受信アンテナの伝達関数
をＮ×Ｎのサブキャリア伝達関数行列Ｓi として“数
１”で表す。
信装置８において、該パイロット信号Ｐ1 、Ｐ2 、・・
・ＰN を各々分離できることが必要であるが、これはＯ
ＦＤＭ信号送信装置１において、各パイロット信号
Ｐ1 、Ｐ2 、・・・ＰN を時間上重ならないようタイミ
ングをシフトして送信することにより実現している。い
ま、送信アンテナａ（ａ＝１、２、・・・、Ｎ）と受信
アンテナｂ（ｂ＝１、２．・・・Ｎ）の間の伝達関数を
Ｓａｂとして、送信アンテナと受信アンテナの伝達関数
をＮ×Ｎのサブキャリア伝達関数行列Ｓi として“数
１”で表す。
【００１６】
【数１】
【００１７】例としてＮ個のアンテナのうちアンテナｎ
だけがパイロット信号を送信し、残りのアンテナはパイ
ロット信号を送信しない場合を考えると、“数２”、
“数３”の演算より伝達関数はｎ行の全ての成分のみ求
められる。
だけがパイロット信号を送信し、残りのアンテナはパイ
ロット信号を送信しない場合を考えると、“数２”、
“数３”の演算より伝達関数はｎ行の全ての成分のみ求
められる。
【００１８】
【数２】
【００１９】
【数３】
【００２０】上記の操作を一回行うと、送信アンテナｎ
と全ての受信アンテナの間のＮ個の伝搬係数の推定が行
える。送信アンテナ、受信アンテナともにＮ個の場合、
アンテナ間の通信路の種類はＮ×Ｎ種類存在する。全て
の通信路に対する伝達関数の推定を行うためにはある一
つのアンテナのみがパイロット信号を送信し、残りの全
てのアンテナは信号を送信しないパターンをＮ回繰り返
す必要があり、パイロット信号の形態は、例えば図１１
の配置が考えられる。
と全ての受信アンテナの間のＮ個の伝搬係数の推定が行
える。送信アンテナ、受信アンテナともにＮ個の場合、
アンテナ間の通信路の種類はＮ×Ｎ種類存在する。全て
の通信路に対する伝達関数の推定を行うためにはある一
つのアンテナのみがパイロット信号を送信し、残りの全
てのアンテナは信号を送信しないパターンをＮ回繰り返
す必要があり、パイロット信号の形態は、例えば図１１
の配置が考えられる。
【００２１】上記の手法によって得られたサブキャリア
ｉ毎の送受信アンテナの組み合わせに対する伝達関数を
成分とするＮ×Ｎの行列Ｓi の逆行列（Ｓi ）-1を逆行
列演算器２−１４により計算し、干渉キャンセラ２−１
５が受信したＮシンボルのデータ信号に含まれるサブキ
ャリアｉに対する全ての成分から構成される１行Ｎ列の
行列に対してサブキャリアｉの逆行列（Ｓi）-1 を乗算
することにより、サブキャリア毎に該ＯＦＤＭ信号送信
装置１の該送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎ毎に送
信されるデータ信号（Ｍi 1 、Ｍi 2 、・・・Ｍi N ）
（ＭＩＭＯチャネル）を分離する。
ｉ毎の送受信アンテナの組み合わせに対する伝達関数を
成分とするＮ×Ｎの行列Ｓi の逆行列（Ｓi ）-1を逆行
列演算器２−１４により計算し、干渉キャンセラ２−１
５が受信したＮシンボルのデータ信号に含まれるサブキ
ャリアｉに対する全ての成分から構成される１行Ｎ列の
行列に対してサブキャリアｉの逆行列（Ｓi）-1 を乗算
することにより、サブキャリア毎に該ＯＦＤＭ信号送信
装置１の該送信アンテナ１−８−１〜１−８−Ｎ毎に送
信されるデータ信号（Ｍi 1 、Ｍi 2 、・・・Ｍi N ）
（ＭＩＭＯチャネル）を分離する。
【００２２】このデータ信号（Ｍi 1 、Ｍi 2 、・・・
Ｍi N ）を復調器２−１６−１〜２−１６−Ｎによつて
ビット列に復調することにより、ＯＦＤＭ信号受信装置
２においてＯＦＤＭ信号送信装置１が送信する元のデー
タ信号Ｔ1 、Ｔ2 、・・・Ｔ N が復元できる。このよう
に動作するため、同一の伝送パスにおいて同一の周波数
帯域でＮのＯＦＤＭ信号の送受信を行うことができ、こ
の技術を用いないＯＦＤＭ信号伝送装置に比べて周波数
帯域を増加させることなくＮ倍の容量の情報を伝送する
ことが可能となる。
Ｍi N ）を復調器２−１６−１〜２−１６−Ｎによつて
ビット列に復調することにより、ＯＦＤＭ信号受信装置
２においてＯＦＤＭ信号送信装置１が送信する元のデー
タ信号Ｔ1 、Ｔ2 、・・・Ｔ N が復元できる。このよう
に動作するため、同一の伝送パスにおいて同一の周波数
帯域でＮのＯＦＤＭ信号の送受信を行うことができ、こ
の技術を用いないＯＦＤＭ信号伝送装置に比べて周波数
帯域を増加させることなくＮ倍の容量の情報を伝送する
ことが可能となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】ＯＦＤＭ ＭＩＭＯ送
受信装置では、ある送信アンテナが送信した信号は受信
器側の全てのアンテナにおいて受信される。各受信アン
テナおいて受信される信号は、全ての送信信号成分を含
んでおり、ある送信アンテナからの信号成分に対して、
それ以外の送信アンテナの信号成分は全て干渉成分とし
てはたらく。したがって、受信信号を送信信号成分毎に
分離する必要があり、任意の送受信アンテナの組に対す
る伝達関数を求めなければならない。
受信装置では、ある送信アンテナが送信した信号は受信
器側の全てのアンテナにおいて受信される。各受信アン
テナおいて受信される信号は、全ての送信信号成分を含
んでおり、ある送信アンテナからの信号成分に対して、
それ以外の送信アンテナの信号成分は全て干渉成分とし
てはたらく。したがって、受信信号を送信信号成分毎に
分離する必要があり、任意の送受信アンテナの組に対す
る伝達関数を求めなければならない。
【００２４】従来のＯＦＤＭ ＭＩＭＯ送受信器におい
ては、送信アンテナ毎に伝達関数の推定を行っていた。
すなわち、あるーつのアンテナのみパイロット信号を送
信し残りのＮ−１個のアンテナはパイロット信号を送信
しないことにより、パイロツト信号を送信したある１つ
のアンテナと全ての受信アンテナの間の伝達関数を全て
のサブキャリアに対して求め、この操作をＮ回繰り返す
ことにより、任意の送受信アンテナの組に対する伝達関
数を全てのサブキヤリアに対して求めていた。
ては、送信アンテナ毎に伝達関数の推定を行っていた。
すなわち、あるーつのアンテナのみパイロット信号を送
信し残りのＮ−１個のアンテナはパイロット信号を送信
しないことにより、パイロツト信号を送信したある１つ
のアンテナと全ての受信アンテナの間の伝達関数を全て
のサブキャリアに対して求め、この操作をＮ回繰り返す
ことにより、任意の送受信アンテナの組に対する伝達関
数を全てのサブキヤリアに対して求めていた。
【００２５】従来方式において、伝達関数の推定精度を
向上させる事を目的としてパイロット信号に含まれる電
力を増加させることを考えると、ある１個のアンテナの
みがパイロット信号を送信している間は、残りのＮ−１
個のアンテナがパイロット信号を送信することができな
いため、例えばパイロット信号の送信電力をＫ倍にする
ためには、以下の２種類の方法が存在していた。
向上させる事を目的としてパイロット信号に含まれる電
力を増加させることを考えると、ある１個のアンテナの
みがパイロット信号を送信している間は、残りのＮ−１
個のアンテナがパイロット信号を送信することができな
いため、例えばパイロット信号の送信電力をＫ倍にする
ためには、以下の２種類の方法が存在していた。
【００２６】１．送信するパイロット信号のシンボル数
をＫ倍にする 各アンテナ毎に独立に送信するパイロット信号を、各ア
ンテナで繰り返し送信することにより、送信電力を向上
させる。この手法を利用すると、パイロット信号の送信
電力をＫ倍にするためには、Ｎ本のアンテナでＫシンボ
ルずつパイロット信号を送信する必要があり、パイロッ
ト信号のシンボル長がＫ倍となり、送信信号中における
データシンボルの割合が減少し、伝送効率が低下する。
をＫ倍にする 各アンテナ毎に独立に送信するパイロット信号を、各ア
ンテナで繰り返し送信することにより、送信電力を向上
させる。この手法を利用すると、パイロット信号の送信
電力をＫ倍にするためには、Ｎ本のアンテナでＫシンボ
ルずつパイロット信号を送信する必要があり、パイロッ
ト信号のシンボル長がＫ倍となり、送信信号中における
データシンボルの割合が減少し、伝送効率が低下する。
【００２７】２．パイロット信号のみを通常のシンボル
のＫ倍の送信電力で送信する 送信アンテナに接続される高電力増幅器および受信アン
テナに接続される低雑音増幅器のダイナミックレンジが
従来のＫ倍必要となる。上記のいずれの方法も、周波数
利用が低下したり、アナログ回路の高機能化が必要とな
るという欠点があり、送信パイロット信号のシンボル
数、すなわち送信パイロット信号を送っている時間を増
加させることなく、パイロット信号の送信電力の増加を
実現する方法が必要とされていた。
のＫ倍の送信電力で送信する 送信アンテナに接続される高電力増幅器および受信アン
テナに接続される低雑音増幅器のダイナミックレンジが
従来のＫ倍必要となる。上記のいずれの方法も、周波数
利用が低下したり、アナログ回路の高機能化が必要とな
るという欠点があり、送信パイロット信号のシンボル
数、すなわち送信パイロット信号を送っている時間を増
加させることなく、パイロット信号の送信電力の増加を
実現する方法が必要とされていた。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解
決される。すなわち、請求項１の発明は、Ｎ系統（Ｎは
２以上の整数）の送信データを各々Ｎ系統のサブキャリ
ア数がＩであるＯＦＤＭシンボルに変換するデータ変換
器と、Ｎ系統の既知のパイロット信号を生成するパイロ
ット信号発生器と、
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解
決される。すなわち、請求項１の発明は、Ｎ系統（Ｎは
２以上の整数）の送信データを各々Ｎ系統のサブキャリ
ア数がＩであるＯＦＤＭシンボルに変換するデータ変換
器と、Ｎ系統の既知のパイロット信号を生成するパイロ
ット信号発生器と、
【００２９】前記のデータ変換器の出力であるＮ系統の
ＯＦＤＭシンボルと前記Ｎ系統のパイロット信号とを多
重化する多重化回路と、該多重化回路のＮ系統の出力に
接続される高速逆フーリエ変換器と、前記高速逆フーリ
エ変換器のＮ系統の出力を無線周波数に変換する周波数
変換器と、前記の周波数変換器出力を送信するＮ個の送
信アンテナを有するＯＦＤＭ信号送信装置と、
ＯＦＤＭシンボルと前記Ｎ系統のパイロット信号とを多
重化する多重化回路と、該多重化回路のＮ系統の出力に
接続される高速逆フーリエ変換器と、前記高速逆フーリ
エ変換器のＮ系統の出力を無線周波数に変換する周波数
変換器と、前記の周波数変換器出力を送信するＮ個の送
信アンテナを有するＯＦＤＭ信号送信装置と、
【００３０】Ｎ個の受信アンテナと、該Ｎ個の受信アン
テナに接続され、無線周波数の受信信号を復調に適した
周波数に周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換
器の全てに共通の局部発信信号を供給する局部発信器
と、前記の周波数変換器にそれぞれ接続される高速フー
リエ変換器と、前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受
信アンテナの全ての組み合わせのＮ×Ｎ種類の通信路を
推定するためにｉ番目（ｉは１以上Ｉ以下の整数）のサ
ブキャリアにおいて前記Ｎ個のパイロット信号のＮシン
ボルを要素とするＮ×Ｎの行列Ｓi に対する逆行列（Ｓ
i ）-１を計算して記憶する逆行列演算器と、
テナに接続され、無線周波数の受信信号を復調に適した
周波数に周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換
器の全てに共通の局部発信信号を供給する局部発信器
と、前記の周波数変換器にそれぞれ接続される高速フー
リエ変換器と、前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受
信アンテナの全ての組み合わせのＮ×Ｎ種類の通信路を
推定するためにｉ番目（ｉは１以上Ｉ以下の整数）のサ
ブキャリアにおいて前記Ｎ個のパイロット信号のＮシン
ボルを要素とするＮ×Ｎの行列Ｓi に対する逆行列（Ｓ
i ）-１を計算して記憶する逆行列演算器と、
【００３１】前記高速フーリエ変換器の出力であるＮ系
統の受信ＯＦＤＭ信号Ｒ1 、Ｒ2 、・・・ＲN のｉ番目
のサブキャリアの信号成分（ｒi １、ｒi ２、・・・ｒ
i N）と前記逆行列演算器出力（Ｓi ）-１を乗じる干渉
キャンセラと、該干渉キャンセラ出力（ｔi 1 、
ｔi 2 、・・・ｔi N ）から前記Ｎ系統の送信ＯＦＤＭ
信号のｉ番目のサブキャリアの信号成分（ｔi 1 、ｔi
2 、・・・ｔi N ）の振幅・位相を出力する復調器を有
するＯＦＤＭ信号受信装置から構成されるＯＦＤＭ信号
伝送装置において、
統の受信ＯＦＤＭ信号Ｒ1 、Ｒ2 、・・・ＲN のｉ番目
のサブキャリアの信号成分（ｒi １、ｒi ２、・・・ｒ
i N）と前記逆行列演算器出力（Ｓi ）-１を乗じる干渉
キャンセラと、該干渉キャンセラ出力（ｔi 1 、
ｔi 2 、・・・ｔi N ）から前記Ｎ系統の送信ＯＦＤＭ
信号のｉ番目のサブキャリアの信号成分（ｔi 1 、ｔi
2 、・・・ｔi N ）の振幅・位相を出力する復調器を有
するＯＦＤＭ信号受信装置から構成されるＯＦＤＭ信号
伝送装置において、
【００３２】前記ＯＦＤＭ信号送信装置の前記パイロッ
ト信号発生器として、ｉ番目のサブキャリアにおけるｎ
本目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）のアンテナで送信され
るｍシンボル目の送信パイロット信号ｐi mnをｍ行ｎ列
の成分として、行列式が０とならない単行列およびその
複素数倍の行列以外の行列を発生させる送信サブキャリ
アパイロット行列発生器と、
ト信号発生器として、ｉ番目のサブキャリアにおけるｎ
本目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）のアンテナで送信され
るｍシンボル目の送信パイロット信号ｐi mnをｍ行ｎ列
の成分として、行列式が０とならない単行列およびその
複素数倍の行列以外の行列を発生させる送信サブキャリ
アパイロット行列発生器と、
【００３３】該送信サブキャリアパイロット行列発生器
の出力であるｉ番目のサブキャリアの送信サブキャリア
パイロット行列Ｐi に対して、全てのＰi からｍ行ｎ列
目の成分をｎ本目のアンテナのｍシンボル目の送信パイ
ロット信号成分（ｐ1 mn、ｐ 2 mn、・・・ｐI mn）とし
て前記多重化回路に入力する送信パイロット信号構成器
を配置したことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
の出力であるｉ番目のサブキャリアの送信サブキャリア
パイロット行列Ｐi に対して、全てのＰi からｍ行ｎ列
目の成分をｎ本目のアンテナのｍシンボル目の送信パイ
ロット信号成分（ｐ1 mn、ｐ 2 mn、・・・ｐI mn）とし
て前記多重化回路に入力する送信パイロット信号構成器
を配置したことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
【００３４】請求項２の発明は、請求項１記載のＯＦＤ
Ｍ信号送信装置において、送信サブキャリアパイロット
行列発生器を、全ての送信サブキャリアパイロット行列
における送信パイロット信号成分ｐi mnの絶対値が全て
同一である行列で構成したものである。
Ｍ信号送信装置において、送信サブキャリアパイロット
行列発生器を、全ての送信サブキャリアパイロット行列
における送信パイロット信号成分ｐi mnの絶対値が全て
同一である行列で構成したものである。
【００３５】請求項３の発明は、請求項１記載のＯＦＤ
Ｍ信号送信装置において、送信サブキャリアパイロット
行列発生器および送信パイロット信号構成器を、全ての
要素が絶対値が同一で符号のみが異なる２つの実数のみ
で構成される送信パイロットシンボルを構成するサブキ
ャリア成分の集合であるＩ行１列の基本送信パイロット
シンボル行列Ｂを発生させる送信パイロットシンボル発
生器と、
Ｍ信号送信装置において、送信サブキャリアパイロット
行列発生器および送信パイロット信号構成器を、全ての
要素が絶対値が同一で符号のみが異なる２つの実数のみ
で構成される送信パイロットシンボルを構成するサブキ
ャリア成分の集合であるＩ行１列の基本送信パイロット
シンボル行列Ｂを発生させる送信パイロットシンボル発
生器と、
【００３６】基本送信パイロットシンボル行列Ｂおよび
行列Ｂの全ての要素を符号変換した行列−Ｂのみにより
全ての送信サブキャリアパイロット信号行列を送信サブ
キャリアパイロット行列が逆行列を持つように構成しデ
ータ変換器に渡す送信パイロットシンボル符号変換器を
有せしめて構成したものである。
行列Ｂの全ての要素を符号変換した行列−Ｂのみにより
全ての送信サブキャリアパイロット信号行列を送信サブ
キャリアパイロット行列が逆行列を持つように構成しデ
ータ変換器に渡す送信パイロットシンボル符号変換器を
有せしめて構成したものである。
【００３７】請求項４の発明は、請求項３記載のＯＦＤ
Ｍ信号送信装置において、サブキヤリア干渉補償行列演
算器が、受信サブキャリアパイロット行列に対する送信
サブキャリアパイロット行列の逆行列の演算を、複素乗
算器を用いることなく符号変換器とシフトレジスタのみ
で行うように構成したものである。
Ｍ信号送信装置において、サブキヤリア干渉補償行列演
算器が、受信サブキャリアパイロット行列に対する送信
サブキャリアパイロット行列の逆行列の演算を、複素乗
算器を用いることなく符号変換器とシフトレジスタのみ
で行うように構成したものである。
【００３８】請求項５の発明は、請求項１〜請求項３の
いずれか１項に記載のＯＦＤＭ信号送信装置において、
全てのアンテナの全てのパイロット信号を予め決められ
た回数Ｇ回だけ同一のシンボルを繰り返し送信する送信
パイロット信号構成器を有せしめて構成したものであ
る。
いずれか１項に記載のＯＦＤＭ信号送信装置において、
全てのアンテナの全てのパイロット信号を予め決められ
た回数Ｇ回だけ同一のシンボルを繰り返し送信する送信
パイロット信号構成器を有せしめて構成したものであ
る。
【００３９】請求項６の発明は、Ｎ系統（Ｎは２以上の
整数）の送信データを各々Ｎ系統のサブキャリア数がＩ
であるＯＦＤＭシンボルに変換するデータ変換器と、Ｎ
系統の既知のパイロット信号を生成するパイロット信号
発生器と、前記のデータ変換器の出力であるＮ系統のＯ
ＦＤＭシンボルと前記Ｎ系統のパイロット信号とを多重
化する多重化回路と、該多重化回路のＮ系統の出力に接
続される高速逆フーリエ変換器と、前記高速逆フーリエ
変換器のＮ系統の出力を無線周波数に変換する周波数変
換器と、前記の周波数変換器出力を送信するＮ個の送信
アンテナを有するＯＦＤＭ信号送信装置と、
整数）の送信データを各々Ｎ系統のサブキャリア数がＩ
であるＯＦＤＭシンボルに変換するデータ変換器と、Ｎ
系統の既知のパイロット信号を生成するパイロット信号
発生器と、前記のデータ変換器の出力であるＮ系統のＯ
ＦＤＭシンボルと前記Ｎ系統のパイロット信号とを多重
化する多重化回路と、該多重化回路のＮ系統の出力に接
続される高速逆フーリエ変換器と、前記高速逆フーリエ
変換器のＮ系統の出力を無線周波数に変換する周波数変
換器と、前記の周波数変換器出力を送信するＮ個の送信
アンテナを有するＯＦＤＭ信号送信装置と、
【００４０】Ｎ個の受信アンテナと、該Ｎ個の受信アン
テナに接続され、無線周波数の受信信号を復調に適した
周波数に周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換
器の全てに共通の局部発信信号を供給する局部発信器
と、前記の周波数変換器にそれぞれ接続される高速フー
リエ変換器と、前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受
信アンテナの全ての組み合わせのＮ×Ｎ種類の通信路を
推定するためにｉ番目（ｉは１以上Ｉ以下の整数）のサ
ブキャリアにおいて前記Ｎ個のパイロット信号のＮシン
ボルを要素とするＮ×Ｎの行列Ｓi に対する逆行列（Ｓ
i ）-１を計算して記憶する逆行列演算器と、
テナに接続され、無線周波数の受信信号を復調に適した
周波数に周波数変換する周波数変換器と、該周波数変換
器の全てに共通の局部発信信号を供給する局部発信器
と、前記の周波数変換器にそれぞれ接続される高速フー
リエ変換器と、前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受
信アンテナの全ての組み合わせのＮ×Ｎ種類の通信路を
推定するためにｉ番目（ｉは１以上Ｉ以下の整数）のサ
ブキャリアにおいて前記Ｎ個のパイロット信号のＮシン
ボルを要素とするＮ×Ｎの行列Ｓi に対する逆行列（Ｓ
i ）-１を計算して記憶する逆行列演算器と、
【００４１】前記の高速フーリエ変換器の出力であるＮ
系統の受信ＯＦＤＭ信号Ｒ1 、Ｒ2、・・・ＲN のｉ番
目のサブキャリアの信号成分（ｒi １、ｒi ２、・・・
ｒi N ）と前記逆行列演算器出力（Ｓi ）-１を乗じる干
渉キャンセラと、該干渉キャンセラ出力（ｔi 1 、ｔi
2 、・・・ｔi N ）から前記Ｎ系統の送信ＯＦＤＭ信号
のｉ番目のサブキャリアの信号成分（ｔi 1 、ｔi 2 、
・・・ｔi N ）の振幅・位相を出力する復調器を有する
ＯＦＤＭ信号受信装置から構成されるＯＦＤＭ信号伝送
装置において、
系統の受信ＯＦＤＭ信号Ｒ1 、Ｒ2、・・・ＲN のｉ番
目のサブキャリアの信号成分（ｒi １、ｒi ２、・・・
ｒi N ）と前記逆行列演算器出力（Ｓi ）-１を乗じる干
渉キャンセラと、該干渉キャンセラ出力（ｔi 1 、ｔi
2 、・・・ｔi N ）から前記Ｎ系統の送信ＯＦＤＭ信号
のｉ番目のサブキャリアの信号成分（ｔi 1 、ｔi 2 、
・・・ｔi N ）の振幅・位相を出力する復調器を有する
ＯＦＤＭ信号受信装置から構成されるＯＦＤＭ信号伝送
装置において、
【００４２】ＯＦＤＭ信号受信装置の逆行列演算器とし
て、Ｎ本のアンテナで受信したＮシンボルのパイロット
信号を入力として、前記Ｎ系統の高速フーリエ変換器出
力におけるｉ番目のサブキャリアのｎ本目のアンテナの
ｍシンボル目の受信信号ｒｉ ｍｎをｍ行ｎ列の成分とす
るＮ行Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列ＰＲを出
力する受信サブキャリアパイロット信号行列構成器と、
て、Ｎ本のアンテナで受信したＮシンボルのパイロット
信号を入力として、前記Ｎ系統の高速フーリエ変換器出
力におけるｉ番目のサブキャリアのｎ本目のアンテナの
ｍシンボル目の受信信号ｒｉ ｍｎをｍ行ｎ列の成分とす
るＮ行Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列ＰＲを出
力する受信サブキャリアパイロット信号行列構成器と、
【００４３】該受信パイロット信号行列生成器出力ＰＲ
ｉと送信サブキャリアパイロット信号行列Ｐｉの逆行列
を乗算することによりｉ番目のサブキャリアに対する前
記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受信アンテナの間の
伝達関数の行列であるサブキャリア伝達関数行列Ｓｉを
計算し、その逆行列（Ｓｉ）-１を計算するサブキャリ
ア干渉補償行列演算器を具備するＯＦＤＭ信号受信装置
である。
ｉと送信サブキャリアパイロット信号行列Ｐｉの逆行列
を乗算することによりｉ番目のサブキャリアに対する前
記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受信アンテナの間の
伝達関数の行列であるサブキャリア伝達関数行列Ｓｉを
計算し、その逆行列（Ｓｉ）-１を計算するサブキャリ
ア干渉補償行列演算器を具備するＯＦＤＭ信号受信装置
である。
【００４４】請求項７の発明は、請求項６記載のＯＦＤ
Ｍ信号受信装置において、Ｇシンボル繰り返し送信され
た送信パイロット信号に対する受信パイロット信号のフ
ーリエ変換出力を、各アンテナのＧシンボルにわたる平
均値を１シンボル分のパイロット信号として伝達関数演
算器に受け渡す受信パイロット信号合成回路とを有する
ように構成したものである。
Ｍ信号受信装置において、Ｇシンボル繰り返し送信され
た送信パイロット信号に対する受信パイロット信号のフ
ーリエ変換出力を、各アンテナのＧシンボルにわたる平
均値を１シンボル分のパイロット信号として伝達関数演
算器に受け渡す受信パイロット信号合成回路とを有する
ように構成したものである。
【００４５】
【作用】本発明では、伝達関数の推定のために用いられ
る送信パイロット信号の信号空間の利用効率を改善する
ために、送信器において、パイロット信号としてサブキ
ャリア毎に構成される各アンテナとＯＦＤＭシンボルに
よって張られる空間、すなわちあるサブキャリアに対す
る空間および時間軸の２次元空間におけるパイロット信
号の成分を行列に見立てて、サブキャリア毎の送信パイ
ロット信号成分に対するＮ行Ｎ列の行列が逆行列を持つ
ように構成し送信を行い、
る送信パイロット信号の信号空間の利用効率を改善する
ために、送信器において、パイロット信号としてサブキ
ャリア毎に構成される各アンテナとＯＦＤＭシンボルに
よって張られる空間、すなわちあるサブキャリアに対す
る空間および時間軸の２次元空間におけるパイロット信
号の成分を行列に見立てて、サブキャリア毎の送信パイ
ロット信号成分に対するＮ行Ｎ列の行列が逆行列を持つ
ように構成し送信を行い、
【００４６】受信器において受信したパイロット信号に
パイロット信号の逆行列を乗算することにより伝達関数
を求める。この操作により、伝達関数推定用パイロット
信号は全アンテナで同時に送信することが可能となり、
パイロット信号を送信するのに必要となる時間は従来の
方式と同一でありながら、パイロット信号を多重化する
ことにより全体の電力をＮ倍にすることができるため、
伝達関数の推定値の信頼度が向上し誤り率特性の改善を
達成できる。
パイロット信号の逆行列を乗算することにより伝達関数
を求める。この操作により、伝達関数推定用パイロット
信号は全アンテナで同時に送信することが可能となり、
パイロット信号を送信するのに必要となる時間は従来の
方式と同一でありながら、パイロット信号を多重化する
ことにより全体の電力をＮ倍にすることができるため、
伝達関数の推定値の信頼度が向上し誤り率特性の改善を
達成できる。
【００４７】
【発明の実施の形態】請求項１、６の発明に対応する実
施の形態の例を図１に示す。本発明に係るＯＦＤＭ信号
伝送装置は、ＯＦＤＭ信号送信装置３とＯＦＤＭ信号受
信装置４から構成される。ＯＦＤＭ信号送信装置３は、
Ｉ個の送信サブキャリアパイロット行列発生器３−１−
１〜３−１−Ｉ送信パイロット信号構成器３−２、Ｎ個
のデータ変換器３−３−１〜３−３−Ｎ、Ｎ個の多重化
回路３−４−１〜３−４−Ｎ、Ｎ個の高速逆フーリエ変
換器３−５−１〜３−５−Ｎ、シンボルタイミング発生
器３−６、Ｎ個の送信用周波数変換器３−７−１〜３−
７−Ｎ、送信用局部発信器３−８、Ｎ個の送信アンテナ
３−９−１〜３−９−Ｎから構成される。
施の形態の例を図１に示す。本発明に係るＯＦＤＭ信号
伝送装置は、ＯＦＤＭ信号送信装置３とＯＦＤＭ信号受
信装置４から構成される。ＯＦＤＭ信号送信装置３は、
Ｉ個の送信サブキャリアパイロット行列発生器３−１−
１〜３−１−Ｉ送信パイロット信号構成器３−２、Ｎ個
のデータ変換器３−３−１〜３−３−Ｎ、Ｎ個の多重化
回路３−４−１〜３−４−Ｎ、Ｎ個の高速逆フーリエ変
換器３−５−１〜３−５−Ｎ、シンボルタイミング発生
器３−６、Ｎ個の送信用周波数変換器３−７−１〜３−
７−Ｎ、送信用局部発信器３−８、Ｎ個の送信アンテナ
３−９−１〜３−９−Ｎから構成される。
【００４８】なお、各アンテナで送信されるデータ信号
Ｔ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN には、受信側で同期をとるた
めに必要なプリアンブルが、予め付加されているものと
考える。一方、ＯＦＤＭ信号受信装置４は、Ｎ個の受信
アンテナ４−１０−１〜４−１０−Ｎ、Ｎ個の受信用周
波数変換器４−１１−１〜４−１１−Ｎ、受信用局部発
信器４−１２、Ｎ個の高速フーリエ変換器４−１３−１
〜４−１３−Ｎ、タイミング信号発生器４−１４、
Ｔ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN には、受信側で同期をとるた
めに必要なプリアンブルが、予め付加されているものと
考える。一方、ＯＦＤＭ信号受信装置４は、Ｎ個の受信
アンテナ４−１０−１〜４−１０−Ｎ、Ｎ個の受信用周
波数変換器４−１１−１〜４−１１−Ｎ、受信用局部発
信器４−１２、Ｎ個の高速フーリエ変換器４−１３−１
〜４−１３−Ｎ、タイミング信号発生器４−１４、
【００４９】該高速フーリエ変換器４−１３−１〜４−
１３−Ｎから出力されるＮ個のアンテナがＮシンボルず
つ出力するパイロット信号を、サブキャリアごとにＮ行
Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列に構成する受信
サブキャリアパイロット行列構成器４−１５、前記受信
サブキャリアパイロット信号行列構成器において構成さ
れたＮ×Ｎのサブキヤリア成分をＮ行Ｎ列の行列として
読み込み、
１３−Ｎから出力されるＮ個のアンテナがＮシンボルず
つ出力するパイロット信号を、サブキャリアごとにＮ行
Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列に構成する受信
サブキャリアパイロット行列構成器４−１５、前記受信
サブキャリアパイロット信号行列構成器において構成さ
れたＮ×Ｎのサブキヤリア成分をＮ行Ｎ列の行列として
読み込み、
【００５０】この行列に当該サブキャリアに対する送信
パイロット信号行列の逆行列を乗算することによりサブ
キャリア伝達関数行列を計算し、計算された伝達関数の
逆行列を計算し記憶するＩ個のサブキャリア伝達関数逆
行列演算器４−１５−１〜４−１５−Ｉ、 該サブキャ
リア干渉補償行列演算器からサブキャリア干渉補償行列
を読み出し、各サブキャリアの情報信号の該高速フーリ
エ変換器の出力と乗算することにより各サブキャリアの
信号を各アンテナ成分毎に分離する干渉キャンセラ４−
１７と、Ｎ個の復調器４−１８−１〜４−１８−Ｎから
構成される。
パイロット信号行列の逆行列を乗算することによりサブ
キャリア伝達関数行列を計算し、計算された伝達関数の
逆行列を計算し記憶するＩ個のサブキャリア伝達関数逆
行列演算器４−１５−１〜４−１５−Ｉ、 該サブキャ
リア干渉補償行列演算器からサブキャリア干渉補償行列
を読み出し、各サブキャリアの情報信号の該高速フーリ
エ変換器の出力と乗算することにより各サブキャリアの
信号を各アンテナ成分毎に分離する干渉キャンセラ４−
１７と、Ｎ個の復調器４−１８−１〜４−１８−Ｎから
構成される。
【００５１】本ＯＦＤＭ信号送受信装置においては、Ｏ
ＦＤＭ信号送信装置３において送信用局部発信器３−８
により各送信用周波数変換器３−７−１〜３−７−Ｎに
共通の局部発信信号を供給することにより、各送信アン
テナ３−９−１〜３−９−Ｎから同一の周波数である無
線信号を送信する。従って、ＯＦＤＭ信号受信装置４側
において各受信アンテナ４−１０−１〜４−１０−Ｎは
各送信アンテナからの信号を同一周波数で受信する。こ
れらの信号は空間においては互いに干渉信号としてはた
らくが、本構成では以下の手法により各信号を分離す
る。Ｎ本の送信アンテナでＮシンボルのパイロット信号
を送信する場合を例とする。
ＦＤＭ信号送信装置３において送信用局部発信器３−８
により各送信用周波数変換器３−７−１〜３−７−Ｎに
共通の局部発信信号を供給することにより、各送信アン
テナ３−９−１〜３−９−Ｎから同一の周波数である無
線信号を送信する。従って、ＯＦＤＭ信号受信装置４側
において各受信アンテナ４−１０−１〜４−１０−Ｎは
各送信アンテナからの信号を同一周波数で受信する。こ
れらの信号は空間においては互いに干渉信号としてはた
らくが、本構成では以下の手法により各信号を分離す
る。Ｎ本の送信アンテナでＮシンボルのパイロット信号
を送信する場合を例とする。
【００５２】送信するＯＦＤＭ信号を図２に示す。本発
明では、ＯＦＤＭ信号送信装置におけるＩ個のサブキャ
リアパイロット信号行列発生器３−１−１〜３−１−Ｉ
において、Ｎ本のアンテナ、Ｎシンボルで送信されるパ
イロット信号のうち、サブキャリアｉに対するパイロッ
ト信号成分を発生させる。ｎ本目のアンテナが送信する
ｍ番目のシンボルのサブキャリアｉの成分をｐi mnとし
た場合に、“数４”に示すような逆行列を持ちなおかつ
単位行列の複素数倍でない送信サブキャリアパイロット
信号行列Ｐi を生成して、送信パイロット信号再構成３
−２に受け渡す。
明では、ＯＦＤＭ信号送信装置におけるＩ個のサブキャ
リアパイロット信号行列発生器３−１−１〜３−１−Ｉ
において、Ｎ本のアンテナ、Ｎシンボルで送信されるパ
イロット信号のうち、サブキャリアｉに対するパイロッ
ト信号成分を発生させる。ｎ本目のアンテナが送信する
ｍ番目のシンボルのサブキャリアｉの成分をｐi mnとし
た場合に、“数４”に示すような逆行列を持ちなおかつ
単位行列の複素数倍でない送信サブキャリアパイロット
信号行列Ｐi を生成して、送信パイロット信号再構成３
−２に受け渡す。
【００５３】
【数４】
【００５４】送信パイロット信号再構成器では、Ｉ個の
送信サブキャリアパイロット信号行列Ｐi から、ｎ個目
のアンテナのｍシンボル目の送信パイロット信号の全て
のサブキャリア成分を抽出し、Ｎ×Ｎ個の送信パイロッ
トシンボル行列ＰＹnm ＰＹmn＝（ｐ1 ｍｎｐ2 ｍｎ・・・ｐN ｍｎ） として再構築する。
送信サブキャリアパイロット信号行列Ｐi から、ｎ個目
のアンテナのｍシンボル目の送信パイロット信号の全て
のサブキャリア成分を抽出し、Ｎ×Ｎ個の送信パイロッ
トシンボル行列ＰＹnm ＰＹmn＝（ｐ1 ｍｎｐ2 ｍｎ・・・ｐN ｍｎ） として再構築する。
【００５５】送信パイロット信号再構成器は、再構築し
たパイロットシンボル行列ＰＹnmを送信されるタイミン
グにあわせて各多重化回路に受け渡す。ＯＦＤＭ受信装
置においては、Ｎ個のアンテナから送信されたパイロッ
ト信号をＮ個の受信アンテナ４−１０−１〜４−１０−
Ｎで受信し、周波数変換器４−１１−１〜４−１１−Ｎ
でベースバンド信号に変換し、高速フーリエ変換器４−
１２−１〜４−１２−Ｎで各アンテナで受信された時間
波形を各サブキャリアの周波数成分に変換する。
たパイロットシンボル行列ＰＹnmを送信されるタイミン
グにあわせて各多重化回路に受け渡す。ＯＦＤＭ受信装
置においては、Ｎ個のアンテナから送信されたパイロッ
ト信号をＮ個の受信アンテナ４−１０−１〜４−１０−
Ｎで受信し、周波数変換器４−１１−１〜４−１１−Ｎ
でベースバンド信号に変換し、高速フーリエ変換器４−
１２−１〜４−１２−Ｎで各アンテナで受信された時間
波形を各サブキャリアの周波数成分に変換する。
【００５６】高速フーリエ変換回路における受信パイロ
ット信号の出力はシンボル毎出カされるが、干渉キャン
セルを行うために必要となるサブキャリア伝達関数逆行
列は全てのアンテナの全てのパイロット信号における同
一のサブキャリア成分から求められるため、受信サブキ
ャリアパイロット信号行列構成器４−１５によりシンボ
ル毎のパイロット信号の集合を、サブキャリア毎のパイ
ロット信号の集合に変換する。
ット信号の出力はシンボル毎出カされるが、干渉キャン
セルを行うために必要となるサブキャリア伝達関数逆行
列は全てのアンテナの全てのパイロット信号における同
一のサブキャリア成分から求められるため、受信サブキ
ャリアパイロット信号行列構成器４−１５によりシンボ
ル毎のパイロット信号の集合を、サブキャリア毎のパイ
ロット信号の集合に変換する。
【００５７】すなわち、高速フーリエ変換器出力におけ
るｎ本目のアンテナが受信したｍ番目のシンボルのサブ
キャリアｉの受信成分をｐi mnとすると、ｎ本目のアン
テナにおいて受信されたｍシンボル目の受信パイロット
信号の全サブキャリア成分を記憶する。受信サブキヤリ
アパイロツト信号行列構成器は、全てのアンテナの全て
のシンボルに対するＮ×Ｎ個の受信パイロットシンボル
行列を得た後に、“数５”に示すようなサブキャリアｉ
に対する全てのアンテナの全てのシンボル成分から構成
される受信サブキャリアパイロット信号行列ＰＲi とし
て再構成する。
るｎ本目のアンテナが受信したｍ番目のシンボルのサブ
キャリアｉの受信成分をｐi mnとすると、ｎ本目のアン
テナにおいて受信されたｍシンボル目の受信パイロット
信号の全サブキャリア成分を記憶する。受信サブキヤリ
アパイロツト信号行列構成器は、全てのアンテナの全て
のシンボルに対するＮ×Ｎ個の受信パイロットシンボル
行列を得た後に、“数５”に示すようなサブキャリアｉ
に対する全てのアンテナの全てのシンボル成分から構成
される受信サブキャリアパイロット信号行列ＰＲi とし
て再構成する。
【００５８】
【数５】
【００５９】サブキャリア干渉補償行列演算器４−１６
−１〜４−１６−Ｉでは、前記受信サブキャリアパイロ
ット行列構成器において計算されたサブキャリアｉに対
する受信サブキャリアパイロット行列ＰＲｉを読み込
む。これは送信パイロット信号が通信路を通過して多重
化されたものであるため、サブキャリア伝達関数行列Ｓ
i を用いると、 Ｐi ・Ｓi ＝ＰＲi と表される。
−１〜４−１６−Ｉでは、前記受信サブキャリアパイロ
ット行列構成器において計算されたサブキャリアｉに対
する受信サブキャリアパイロット行列ＰＲｉを読み込
む。これは送信パイロット信号が通信路を通過して多重
化されたものであるため、サブキャリア伝達関数行列Ｓ
i を用いると、 Ｐi ・Ｓi ＝ＰＲi と表される。
【００６０】サブキャリア干渉補償行列演算器は、各サ
ブキャリアの受信パイロット信号の行列に対して、送信
パイロット信号の逆行列を乗算することにより、各サブ
キャリアの任意の送信アンテナと受信アンテナの組に対
する伝達関数の組である行列Ｓi を求めることができ
る。 Ｓi ＝（Ｐi）-1 ・ＰＲi
ブキャリアの受信パイロット信号の行列に対して、送信
パイロット信号の逆行列を乗算することにより、各サブ
キャリアの任意の送信アンテナと受信アンテナの組に対
する伝達関数の組である行列Ｓi を求めることができ
る。 Ｓi ＝（Ｐi）-1 ・ＰＲi
【００６１】求められた伝達関数の行列Ｓｉから、伝達
関数の逆行列（Ｓi）-1 が求められ、サブキャリア干渉
補償行列演算器に記憶される。ｎ本目のアンテナにおけ
る情報シンボルのサブキャリアｉにおける信号点をi n
として、i n がｎ列目の成分となる１行Ｎ列の情報信号
行列Ｒi Ｒi ＝（i 1 i 2 ・・・i N ） に対して、
関数の逆行列（Ｓi）-1 が求められ、サブキャリア干渉
補償行列演算器に記憶される。ｎ本目のアンテナにおけ
る情報シンボルのサブキャリアｉにおける信号点をi n
として、i n がｎ列目の成分となる１行Ｎ列の情報信号
行列Ｒi Ｒi ＝（i 1 i 2 ・・・i N ） に対して、
【００６２】干渉キャンセラ４−１７では、各サブキャ
リア毎に伝達関数の逆行列（Ｓi ） -1をサブキャリア干
渉補償行列演算器４−１６−１〜４−１６−Ｉから読み
出し、Ｒi に右から乗算することにより受信信号成分を
送信信号成分毎に分離する。干渉成分が分離された信号
は、復調器４−１７−１〜４−１７−Ｎにより情報に復
調される。
リア毎に伝達関数の逆行列（Ｓi ） -1をサブキャリア干
渉補償行列演算器４−１６−１〜４−１６−Ｉから読み
出し、Ｒi に右から乗算することにより受信信号成分を
送信信号成分毎に分離する。干渉成分が分離された信号
は、復調器４−１７−１〜４−１７−Ｎにより情報に復
調される。
【００６３】本発明によりパイロット信号を全てのアン
テナから同一時刻に送信することが可能となるため、パ
イロット信号が従来と同一のシンボル長でありながら、
パイロット信号全体の電力がＮ倍になり、伝達関数の推
定がより正確になり特性改善が実現できる。
テナから同一時刻に送信することが可能となるため、パ
イロット信号が従来と同一のシンボル長でありながら、
パイロット信号全体の電力がＮ倍になり、伝達関数の推
定がより正確になり特性改善が実現できる。
【００６４】請求項２の発明に対応する実施の形態の例
における送受信器の構成は請求項１の場合と同一であ
る。Ｉ個の送信サブキャリアパイロット行列発生器は、
送信サブキャリアパイロット行列Ｐi の全ての要素に対
して、絶対値が同一である複素数を割り当てる。その結
果、パイロット信号の時間波形の振幅変動が減少する。
における送受信器の構成は請求項１の場合と同一であ
る。Ｉ個の送信サブキャリアパイロット行列発生器は、
送信サブキャリアパイロット行列Ｐi の全ての要素に対
して、絶対値が同一である複素数を割り当てる。その結
果、パイロット信号の時間波形の振幅変動が減少する。
【００６５】請求項３の発明に対応する実施の形態の例
を図４に示す。本発明におけるＯＦＤＭ信号伝送装置
は、ＯＦＤＭ信号送信装置５とＯＦＤＭ信号受信装置６
から構成される。ＯＦＤＭ信号送信装置５は、基本送信
パイロット信号行列を与える基本送信パイロット信号発
生器５−１、基本送信パイロット信号行列を符号変換
し、各系統に与える送信パイロット信号符号変換器５−
２、
を図４に示す。本発明におけるＯＦＤＭ信号伝送装置
は、ＯＦＤＭ信号送信装置５とＯＦＤＭ信号受信装置６
から構成される。ＯＦＤＭ信号送信装置５は、基本送信
パイロット信号行列を与える基本送信パイロット信号発
生器５−１、基本送信パイロット信号行列を符号変換
し、各系統に与える送信パイロット信号符号変換器５−
２、
【００６６】Ｎ個のデータ変換器５−３−１〜５−３−
Ｎ、Ｎ個の多重化回路５−４−１〜５−４−Ｎ、Ｎ個の
高速逆フーリエ変換器５−５−１〜５−５−Ｎ、シンボ
ルタイミング発生器５−６、Ｎ個の送信用周波数変換器
５−７−１〜５−７−Ｎ、送信用局部発信器５−８、Ｎ
個の送信アンテナ５−９−１〜５−９−Ｎから構成され
る。
Ｎ、Ｎ個の多重化回路５−４−１〜５−４−Ｎ、Ｎ個の
高速逆フーリエ変換器５−５−１〜５−５−Ｎ、シンボ
ルタイミング発生器５−６、Ｎ個の送信用周波数変換器
５−７−１〜５−７−Ｎ、送信用局部発信器５−８、Ｎ
個の送信アンテナ５−９−１〜５−９−Ｎから構成され
る。
【００６７】なお、各アンテナで送信されるデータ信号
Ｔ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN には、受信側で同期をとるた
めに必要なプリアンブルが予め付加されているものと考
える。一方、０５ＤＭ信号受信装置６は、Ｎ個の受信ア
ンテナ６−１０−１〜６−１０−Ｎ、Ｎ個の受信用周波
数変換器６−１１−１〜６−１１−Ｎ、受信用局部発信
器６−１２、Ｎ個の高速フーリエ変換器６−１３−１〜
６−１３−Ｎ、タイミング信号発生器６−１４、
Ｔ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN には、受信側で同期をとるた
めに必要なプリアンブルが予め付加されているものと考
える。一方、０５ＤＭ信号受信装置６は、Ｎ個の受信ア
ンテナ６−１０−１〜６−１０−Ｎ、Ｎ個の受信用周波
数変換器６−１１−１〜６−１１−Ｎ、受信用局部発信
器６−１２、Ｎ個の高速フーリエ変換器６−１３−１〜
６−１３−Ｎ、タイミング信号発生器６−１４、
【００６８】該高速フーリエ変換器６−１３−１〜６−
１３−Ｎから出力されるＮ個のアンテナがＮシンボルず
つ出力するパイロット信号を、サブキャリアごとにＮ行
Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列に構成する受信
サブキャリアパイロット行列構成器６−１５、前記受信
サブキャリアパイロット行列構成器において構成された
Ｎ×Ｎのサブキャリア成分をＮ行Ｎ列の行列として読み
込み、この行列に当該サブキャリアに対する送信サブキ
ャリアパイロット行列の逆行列を乗算することによりサ
ブキャリア伝達関数行列を計算し、
１３−Ｎから出力されるＮ個のアンテナがＮシンボルず
つ出力するパイロット信号を、サブキャリアごとにＮ行
Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列に構成する受信
サブキャリアパイロット行列構成器６−１５、前記受信
サブキャリアパイロット行列構成器において構成された
Ｎ×Ｎのサブキャリア成分をＮ行Ｎ列の行列として読み
込み、この行列に当該サブキャリアに対する送信サブキ
ャリアパイロット行列の逆行列を乗算することによりサ
ブキャリア伝達関数行列を計算し、
【００６９】計算されたサブキヤリア伝達関数行列の逆
行列を計算して記憶するＩ個のサブキャリア干渉補償行
列演算器６−１６−１〜６−１６−Ｉと、該サブキャリ
ア干渉補償行列演算器からサブキャリア伝達関数逆行列
を読み出し、各サブキャリアの情報信号の該高速フーリ
エ変換器の出力と乗算することにより各サブキャリアの
信号を分離する干渉キャンセラ６−１７と、Ｎ個の復調
器６−１８−１〜６−１８−Ｎから構成される。
行列を計算して記憶するＩ個のサブキャリア干渉補償行
列演算器６−１６−１〜６−１６−Ｉと、該サブキャリ
ア干渉補償行列演算器からサブキャリア伝達関数逆行列
を読み出し、各サブキャリアの情報信号の該高速フーリ
エ変換器の出力と乗算することにより各サブキャリアの
信号を分離する干渉キャンセラ６−１７と、Ｎ個の復調
器６−１８−１〜６−１８−Ｎから構成される。
【００７０】送信サブキャリアパイロット行列発生器、
送信パイロット信号構成器の代わりに基本送信パイロッ
ト信号発生器、送信パイロット信号符号変換器を用いる
構成となっている点を除いては請求項１に対応する実施
の形態の例（図１）と同一である。送信パイロットシン
ボル発生器５−１では、基準となる１行Ｎ列の送信基本
パイロット信号Ｂを発生させる。行列Ｂの要素は、絶対
値が同一で符号のみが異なる実数の組のみから構成し、
符号の組み合わせは逆高速フーリエ変換を行ったのちに
生成される時間波形の振幅変動値が少ないものにする。
送信パイロット信号構成器の代わりに基本送信パイロッ
ト信号発生器、送信パイロット信号符号変換器を用いる
構成となっている点を除いては請求項１に対応する実施
の形態の例（図１）と同一である。送信パイロットシン
ボル発生器５−１では、基準となる１行Ｎ列の送信基本
パイロット信号Ｂを発生させる。行列Ｂの要素は、絶対
値が同一で符号のみが異なる実数の組のみから構成し、
符号の組み合わせは逆高速フーリエ変換を行ったのちに
生成される時間波形の振幅変動値が少ないものにする。
【００７１】例としてサブキャリア数５２、ＦＦＴポイ
ント数６４の場合の送信基本パイロット信号Ｂexを以下
に示す。サブキャリア間隔をΔｆとし、情報を送信する
ベースバンドにおけるサブキャリア周波数は−２６Δｆ
−２６Δｆとする。ただしＤＣ成分となるサブキャリア
は利用しないため、０とする。“数６”におけるパイロ
ット信号の集合は、サブキャリアのベースバンド周波数
である−２６Δｆ、−２５Δｆ・・・−Δｆ、ＤＣ成
分、Δｆ、・・・、２６Δｆという並びに対応してい
る。また、全てのサブキャリアの振幅を１で正規化して
いる。
ント数６４の場合の送信基本パイロット信号Ｂexを以下
に示す。サブキャリア間隔をΔｆとし、情報を送信する
ベースバンドにおけるサブキャリア周波数は−２６Δｆ
−２６Δｆとする。ただしＤＣ成分となるサブキャリア
は利用しないため、０とする。“数６”におけるパイロ
ット信号の集合は、サブキャリアのベースバンド周波数
である−２６Δｆ、−２５Δｆ・・・−Δｆ、ＤＣ成
分、Δｆ、・・・、２６Δｆという並びに対応してい
る。また、全てのサブキャリアの振幅を１で正規化して
いる。
【００７２】
【数６】
【００７３】送信パイロット信号符号変換器５−２で
は、基本パイロット信号が各アンテナ、シンボルにおい
て用いる符号の情報であるパイロットシンボル符号行列
ＢＩをもとに、各アンテナのパイロットシンボルとして
Ｂex、または−Ｂexのいずれかを与える。パイロットシ
ンボル符号行列は全ての要素が「１」もしくは「−１」
で構成され、逆行列を持つ。Ｎ＝４の場合におけるＢＩ
の例を“数７”に示す。
は、基本パイロット信号が各アンテナ、シンボルにおい
て用いる符号の情報であるパイロットシンボル符号行列
ＢＩをもとに、各アンテナのパイロットシンボルとして
Ｂex、または−Ｂexのいずれかを与える。パイロットシ
ンボル符号行列は全ての要素が「１」もしくは「−１」
で構成され、逆行列を持つ。Ｎ＝４の場合におけるＢＩ
の例を“数７”に示す。
【００７４】
【数７】
【００７５】ＢＩのｎ行ｍ列の成分の符号は、ｎ本目の
アンテナがｍシンボル目に送信すべきパイロットシンボ
ルを表しており、値が「１」であれば、Ｂexを、「−
１」であれば−Ｂexを多重化回路５−４−１〜５−４−
Ｎに与える。すなわち、上記の例においては、パイロッ
トシンボルの１シンボル目の時刻においては行列ＢＩの
１列目の成分に対応して、多重化回路５−４−１〜５−
４−４にはすべてＢexが入力される。
アンテナがｍシンボル目に送信すべきパイロットシンボ
ルを表しており、値が「１」であれば、Ｂexを、「−
１」であれば−Ｂexを多重化回路５−４−１〜５−４−
Ｎに与える。すなわち、上記の例においては、パイロッ
トシンボルの１シンボル目の時刻においては行列ＢＩの
１列目の成分に対応して、多重化回路５−４−１〜５−
４−４にはすべてＢexが入力される。
【００７６】２シンボル目の時刻において、多重化回路
５−４−１、５−４−３には−Ｂexが入力され、多重化
回路５−４−２、５−４−４にはＢexが入力される。３
シンボル目の時刻においては、多重化回路５−４−１、
５−４−４には−Ｂexが入力され、多重化回路５−４−
２、５−４−３にはＢexが入力される。４シンボル目の
時刻においては、多重化回路５−４−１、５−４−２に
は−Ｂexが入力され、多重化回路５−４−３、５−４−
４にはＢexが入力される。
５−４−１、５−４−３には−Ｂexが入力され、多重化
回路５−４−２、５−４−４にはＢexが入力される。３
シンボル目の時刻においては、多重化回路５−４−１、
５−４−４には−Ｂexが入力され、多重化回路５−４−
２、５−４−３にはＢexが入力される。４シンボル目の
時刻においては、多重化回路５−４−１、５−４−２に
は−Ｂexが入力され、多重化回路５−４−３、５−４−
４にはＢexが入力される。
【００７７】以上のようにパイロット信号を構成する
と、あるサブキャリアに対するサブキャリア送信パイロ
ッ卜信号行列は逆行列をもつＢＩもしくは−Ｂ１のいず
れかの行列になるため、伝達関数の推定が行える。ま
た、各アンテナが送信するパイロットシンボルは、Ｂex
もしくは−Ｂexのいずれかになるため、振幅変動が少な
い波形となる。
と、あるサブキャリアに対するサブキャリア送信パイロ
ッ卜信号行列は逆行列をもつＢＩもしくは−Ｂ１のいず
れかの行列になるため、伝達関数の推定が行える。ま
た、各アンテナが送信するパイロットシンボルは、Ｂex
もしくは−Ｂexのいずれかになるため、振幅変動が少な
い波形となる。
【００７８】また、請求項１におけるサブキャリア伝達
関数逆行列の演算が行える。また、請求項１で用いてい
るサブキャリアパイロット信号行列が１つになり、パイ
ロットシンボルのパターンが２通りに限定されるため、
請求項１においてパイロット信号を生成する、「サブキ
ャリアパイロット行列発生器」および「送信パイロット
信号構成器」の記憶回路削減につながり、大幅な回路規
模の縮小が実現できる。
関数逆行列の演算が行える。また、請求項１で用いてい
るサブキャリアパイロット信号行列が１つになり、パイ
ロットシンボルのパターンが２通りに限定されるため、
請求項１においてパイロット信号を生成する、「サブキ
ャリアパイロット行列発生器」および「送信パイロット
信号構成器」の記憶回路削減につながり、大幅な回路規
模の縮小が実現できる。
【００７９】請求項４に対応する実施の形態の例につい
て説明する。請求項１〜３に対応する実施の形態の例の
サブキャリア伝達関数逆行列演算器の内部構成を図５に
示す。この例における送受信アンテナ本数はＮ＝２とし
た。サブキヤリア伝達関数逆行列演算器７は、複素加算
機７−１−１、７−１−６、減算器７−２、複素除算器
７−３−１〜７−３−５、複素乗算器７−４−１〜７−
４−８、符号変換器７−５−１、７−５−２、逆行列メ
モリ７−６から構成される。
て説明する。請求項１〜３に対応する実施の形態の例の
サブキャリア伝達関数逆行列演算器の内部構成を図５に
示す。この例における送受信アンテナ本数はＮ＝２とし
た。サブキヤリア伝達関数逆行列演算器７は、複素加算
機７−１−１、７−１−６、減算器７−２、複素除算器
７−３−１〜７−３−５、複素乗算器７−４−１〜７−
４−８、符号変換器７−５−１、７−５−２、逆行列メ
モリ７−６から構成される。
【００８０】サブキャリアｉにおける受信パイロット信
号成分であるｒi 11、ｒi 21、ｒi 12、ｒｉ 22に対し
て、まずはじめに送信サブキャリアパイロット行列の逆
行列を乗算することによりサブキャリア伝達関数行列Ｓ
i を求め、Ｓi から干渉キャンセルを行うためのサブキ
ャリア伝達関数逆行列（Ｓi ）-1を求める。Ｓi を求め
るためには“数８”の演算を行う。
号成分であるｒi 11、ｒi 21、ｒi 12、ｒｉ 22に対し
て、まずはじめに送信サブキャリアパイロット行列の逆
行列を乗算することによりサブキャリア伝達関数行列Ｓ
i を求め、Ｓi から干渉キャンセルを行うためのサブキ
ャリア伝達関数逆行列（Ｓi ）-1を求める。Ｓi を求め
るためには“数８”の演算を行う。
【００８１】
【数８】
【００８２】すなわち、Ｓi を求めるためには８種類の
複素乗算を行う必要があり、複素乗算器７−４−１〜７
−４−８において計算される。また、請求項１〜請求項
３におけるサブキャリア伝達関数逆行列演算器内におけ
る複素乗算器の構成を図６に示す。複素乗算器８は、実
乗算器８−１−１〜８−１−４、実加算器８−２−１〜
８−２−２から構成される。例えば、（Ｐi 11）´・ｒ
i 11の項を計算するためには、（ｐi 11）´＝ａ＋ｊ
ｂ、ｒi 11＝ｃ＋ｊｄ（ただしｊは虚数単位）とする
と、 （ｐi 11）´・ｒi 11＝（ａ＋ｊｂ）・（ｃ＋ｊｄ）＝
（ａｃ−ｂｄ）＋ｊ（ａｄ＋ｂｃ） となるため、
複素乗算を行う必要があり、複素乗算器７−４−１〜７
−４−８において計算される。また、請求項１〜請求項
３におけるサブキャリア伝達関数逆行列演算器内におけ
る複素乗算器の構成を図６に示す。複素乗算器８は、実
乗算器８−１−１〜８−１−４、実加算器８−２−１〜
８−２−２から構成される。例えば、（Ｐi 11）´・ｒ
i 11の項を計算するためには、（ｐi 11）´＝ａ＋ｊ
ｂ、ｒi 11＝ｃ＋ｊｄ（ただしｊは虚数単位）とする
と、 （ｐi 11）´・ｒi 11＝（ａ＋ｊｂ）・（ｃ＋ｊｄ）＝
（ａｃ−ｂｄ）＋ｊ（ａｄ＋ｂｃ） となるため、
【００８３】実数の乗算を４回行う必要がある。しかし
ながら、パイロット信号の各成分が、符号が異なり絶対
値（絶対値をｈとする）が同一である２種類の実数を用
いる場合は、任意のｉ、ｍ、ｎに対してｒi mnは、ｈあ
るいは−ｈとなる。したがって、上記の例と同様に（ｐ
i l1）´・ｒi 11の項を計算することを考える（ｒi 11
＝ｈとする）と、 （ｐi 11）´・ｒi 11＝（ａ＋ｊｂ）・（ｈ）＝ａｈ＋
ｊｂｈ となるため、
ながら、パイロット信号の各成分が、符号が異なり絶対
値（絶対値をｈとする）が同一である２種類の実数を用
いる場合は、任意のｉ、ｍ、ｎに対してｒi mnは、ｈあ
るいは−ｈとなる。したがって、上記の例と同様に（ｐ
i l1）´・ｒi 11の項を計算することを考える（ｒi 11
＝ｈとする）と、 （ｐi 11）´・ｒi 11＝（ａ＋ｊｂ）・（ｈ）＝ａｈ＋
ｊｂｈ となるため、
【００８４】必要となる実乗算器は２つとなる。さら
に、ｈを２のｋ乗に設定することにより、ａとｈの乗算
およびｂとｈの乗算は、ａおよびｂをｋビットシフトす
るシフトレジスタに置き換えることが可能となる。以上
を踏まえて、請求項４における複素乗算器の構成例を図
７に示す。複素乗算器９は、符号変換器９−１−１〜９
−１−２、シフトレジスタ９−２−１〜９−２−２から
構成される。
に、ｈを２のｋ乗に設定することにより、ａとｈの乗算
およびｂとｈの乗算は、ａおよびｂをｋビットシフトす
るシフトレジスタに置き換えることが可能となる。以上
を踏まえて、請求項４における複素乗算器の構成例を図
７に示す。複素乗算器９は、符号変換器９−１−１〜９
−１−２、シフトレジスタ９−２−１〜９−２−２から
構成される。
【００８５】入力１に受信パイロット信号の実数成分お
よび虚数成分が入力され、入力２に受信パイロット信号
の成分に対応する送信パイロット信号の符号部分が入力
される。入力された受信パイロット信号および送信パイ
ロット信号の符号ははじめに符号変換器に入力される。
入力された送信パイロット信号の成分の符号が正であれ
ば受信パイロット信号の成分がそのまま出力され、送信
パイロット信号の成分の符号が負であれば受信パイロッ
ト信号の成分が符号反転されて出力される。
よび虚数成分が入力され、入力２に受信パイロット信号
の成分に対応する送信パイロット信号の符号部分が入力
される。入力された受信パイロット信号および送信パイ
ロット信号の符号ははじめに符号変換器に入力される。
入力された送信パイロット信号の成分の符号が正であれ
ば受信パイロット信号の成分がそのまま出力され、送信
パイロット信号の成分の符号が負であれば受信パイロッ
ト信号の成分が符号反転されて出力される。
【００８６】次に、符号変換器の出力はシフトレジスタ
に入力される。全ての送信パイロット信号の絶対値を同
一（２のｋ乗）にしているため、乗算器は必要なく、ｋ
ビット左にビットシフトを行うシフトレジスタを用いれ
ばよい。以上の回路構成を行えば、複素乗算器を符号変
換器およびシフトレジスタの簡素な構成にすることが可
能となり、アンテナ本数Ｎの値が大きくなればなるほ
ど、逆行列乗算のために必要となる複素乗算器の数は増
加するため、回路規模削減の効果は大きくなる。
に入力される。全ての送信パイロット信号の絶対値を同
一（２のｋ乗）にしているため、乗算器は必要なく、ｋ
ビット左にビットシフトを行うシフトレジスタを用いれ
ばよい。以上の回路構成を行えば、複素乗算器を符号変
換器およびシフトレジスタの簡素な構成にすることが可
能となり、アンテナ本数Ｎの値が大きくなればなるほ
ど、逆行列乗算のために必要となる複素乗算器の数は増
加するため、回路規模削減の効果は大きくなる。
【００８７】請求項４の発明の実施の形態の例のサブキ
ャリア伝達関数逆行列演算器内部における複素乗算器の
構成を図７に示す。請求項３の発明における送信サブキ
ャリアパイロット行列の成分はすべて絶対値が同一であ
り符号のみが異なる実数の組であるため、受信側のパイ
ロット信号の逆行列を乗算を行う部分は、複素乗算器を
用いる必要はなく、符号反転およびシフトレジスタを用
いるだけで実現することができるため回路規模を縮小す
る事が可能となる。
ャリア伝達関数逆行列演算器内部における複素乗算器の
構成を図７に示す。請求項３の発明における送信サブキ
ャリアパイロット行列の成分はすべて絶対値が同一であ
り符号のみが異なる実数の組であるため、受信側のパイ
ロット信号の逆行列を乗算を行う部分は、複素乗算器を
用いる必要はなく、符号反転およびシフトレジスタを用
いるだけで実現することができるため回路規模を縮小す
る事が可能となる。
【００８８】請求項５あるいは請求項７の発明に対応す
る実施の形態の例を図８に示す。本例におけるＯＦＤＭ
信号送信装置の構成は請求項３に対応する実施の形態の
例に対して機能変更を行うこと前提とする。しかし、請
求項１および２におけるＯＦＤＭ信号送信装置を機能変
更することでも実現可能であることは明白である。本発
明におけるＯＦＤＭ信号伝送装置は、ＯＦＤＭ信号送信
装置１０とＯＦＤＭ信号受信装置１１から構成される。
る実施の形態の例を図８に示す。本例におけるＯＦＤＭ
信号送信装置の構成は請求項３に対応する実施の形態の
例に対して機能変更を行うこと前提とする。しかし、請
求項１および２におけるＯＦＤＭ信号送信装置を機能変
更することでも実現可能であることは明白である。本発
明におけるＯＦＤＭ信号伝送装置は、ＯＦＤＭ信号送信
装置１０とＯＦＤＭ信号受信装置１１から構成される。
【００８９】ＯＦＤＭ信号送信装置１０は、基本送信パ
イロット信号発生器１０−１、各アンテナで送信される
送信パイロットシンボルを全シンボルに対してＧ回繰り
返して与える送信パイロット信号符号変換器１０−２、
Ｎ個のデータ変換器１０−３−１〜１０−３−Ｎ、Ｎ個
の多重化回路１０−４−１〜１０−４−Ｎ、Ｎ個の高速
逆フーリエ変換器１０−５−１〜１０−５−Ｎ、シンボ
ルタイミング発生器１０−６、Ｎ個の送信用周波数変換
器１０−７−１〜１０−７−Ｎ、送信用局部発信器１０
−８、Ｎ個の送信アンテナ１０−９−１〜１０−９−Ｎ
から構成される。
イロット信号発生器１０−１、各アンテナで送信される
送信パイロットシンボルを全シンボルに対してＧ回繰り
返して与える送信パイロット信号符号変換器１０−２、
Ｎ個のデータ変換器１０−３−１〜１０−３−Ｎ、Ｎ個
の多重化回路１０−４−１〜１０−４−Ｎ、Ｎ個の高速
逆フーリエ変換器１０−５−１〜１０−５−Ｎ、シンボ
ルタイミング発生器１０−６、Ｎ個の送信用周波数変換
器１０−７−１〜１０−７−Ｎ、送信用局部発信器１０
−８、Ｎ個の送信アンテナ１０−９−１〜１０−９−Ｎ
から構成される。
【００９０】なお、各アンテナで送信されるデータ信号
Ｔ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN には、受信側で同期をとるた
めに必要なブリアンブルが予め付加されているものと考
える。一方、ＯＦＤＭ信号受信装置１１は、Ｎ個の受信
アンテナ１１−１０−１〜１１−１０−Ｎ、Ｎ個の受信
用周波数変換器１１−１１−１〜１１−１１−Ｎ、受信
用局部発信器１１−１２、Ｎ個の高速フーリエ変換器１
１−１３−１〜１１−１３−Ｎ、タイミング信号発生器
１１−１４、
Ｔ1 、Ｔ2 、・・・、ＴN には、受信側で同期をとるた
めに必要なブリアンブルが予め付加されているものと考
える。一方、ＯＦＤＭ信号受信装置１１は、Ｎ個の受信
アンテナ１１−１０−１〜１１−１０−Ｎ、Ｎ個の受信
用周波数変換器１１−１１−１〜１１−１１−Ｎ、受信
用局部発信器１１−１２、Ｎ個の高速フーリエ変換器１
１−１３−１〜１１−１３−Ｎ、タイミング信号発生器
１１−１４、
【００９１】該高速フーリエ変換器１１−１３−１〜１
１−１３−Ｎから出力されるＮ個のアンテナがＮ×Ｇシ
ンボルずつ出力するパイロット信号を、シンボル毎に繰
り返しＧ回送信される同一のパイロットシンボルを平均
化する受信パイロット信号平均化回路１１−１５−１〜
１１−１５−Ｎ、前記受信パイロットシンボル平均化回
路の出力であるＮ×Ｎシンボルの受信パイロットシンボ
ルを読み込み、サブキャリア毎にＮ×Ｎ個の成分を抽出
し、Ｎ行Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列をＩ個
構成する受信サブキャリアパイロット行列構成器１１−
１６、
１−１３−Ｎから出力されるＮ個のアンテナがＮ×Ｇシ
ンボルずつ出力するパイロット信号を、シンボル毎に繰
り返しＧ回送信される同一のパイロットシンボルを平均
化する受信パイロット信号平均化回路１１−１５−１〜
１１−１５−Ｎ、前記受信パイロットシンボル平均化回
路の出力であるＮ×Ｎシンボルの受信パイロットシンボ
ルを読み込み、サブキャリア毎にＮ×Ｎ個の成分を抽出
し、Ｎ行Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列をＩ個
構成する受信サブキャリアパイロット行列構成器１１−
１６、
【００９２】前記受信サブキャリアパイロット行列構成
器において構成された受信サブキャリアパイロット行列
を読み込み、この行列に当該サブキャリアに対する送信
パイロット信号行列の逆行列を乗算して当該サブキャリ
アに対するサブキャリア伝達関数行列を計算し、
器において構成された受信サブキャリアパイロット行列
を読み込み、この行列に当該サブキャリアに対する送信
パイロット信号行列の逆行列を乗算して当該サブキャリ
アに対するサブキャリア伝達関数行列を計算し、
【００９３】計算された伝達関数の逆行列を計算しサブ
キャリア伝達関数逆行列として記憶するＩ個のサブキャ
リア伝達関数逆行列演算器１１−１５−１〜１１−１５
−Ｉと、該サブキャリア伝達関数逆行列演算器からサブ
キャリア伝達関数逆行列を読み出し、各サブキャリアの
情報信号の該高速フーリエ変換器の出力と乗算すること
により各サブキヤリアの信号を分離するＮ個の復調器１
１−１７−１〜１１−１７−Ｎと、干渉キャンセラ１１
−１８とから構成される。
キャリア伝達関数逆行列として記憶するＩ個のサブキャ
リア伝達関数逆行列演算器１１−１５−１〜１１−１５
−Ｉと、該サブキャリア伝達関数逆行列演算器からサブ
キャリア伝達関数逆行列を読み出し、各サブキャリアの
情報信号の該高速フーリエ変換器の出力と乗算すること
により各サブキヤリアの信号を分離するＮ個の復調器１
１−１７−１〜１１−１７−Ｎと、干渉キャンセラ１１
−１８とから構成される。
【００９４】ＯＦＤＭ送信装置における送信パイロット
シンボル符号変換器７−２では、全ての送信パイロット
シンボルをＧ回ずつ繰り返す。Ｎ＝４、Ｇ＝２の場合を
例にとると、送信されるパイロット信号の構成は図９で
示される形となる。すなわち、請求項３に対応する実施
の形態の例における、ＢＩの全ての成分を行方向にＧ回
繰り返せば所望のパイロット信号の構成が得られる。Ｎ
＝４、Ｇ＝２の場合におけるＢＩ（ＢＩ(N,G)=(4,2) と
する）はＮ行Ｎ×２列の、すなわち、４行８列の行列と
なり、“数９”に示す構成となる。
シンボル符号変換器７−２では、全ての送信パイロット
シンボルをＧ回ずつ繰り返す。Ｎ＝４、Ｇ＝２の場合を
例にとると、送信されるパイロット信号の構成は図９で
示される形となる。すなわち、請求項３に対応する実施
の形態の例における、ＢＩの全ての成分を行方向にＧ回
繰り返せば所望のパイロット信号の構成が得られる。Ｎ
＝４、Ｇ＝２の場合におけるＢＩ（ＢＩ(N,G)=(4,2) と
する）はＮ行Ｎ×２列の、すなわち、４行８列の行列と
なり、“数９”に示す構成となる。
【００９５】
【数９】
【００９６】ＯＦＤＭ受信器においては既知である送信
パイロットシンボルの繰り返しパターンをもとに、繰り
返し送信と逆の操作となる平均化を受信パイロットシン
ボル平均化回路１１−１５−１〜１１−１５−Ｎにおい
て行う。すなわち、Ｎ個のアンテナでＮ×Ｇシンボルず
つ受信されたパイロット信号の高速フーリエ変換器１１
−１３−１〜１１−１３−Ｎの出力に対して、
パイロットシンボルの繰り返しパターンをもとに、繰り
返し送信と逆の操作となる平均化を受信パイロットシン
ボル平均化回路１１−１５−１〜１１−１５−Ｎにおい
て行う。すなわち、Ｎ個のアンテナでＮ×Ｇシンボルず
つ受信されたパイロット信号の高速フーリエ変換器１１
−１３−１〜１１−１３−Ｎの出力に対して、
【００９７】各受信パイロットシンボル平均化回路１１
−１５−１〜１１−１５−Ｎでは、１シンボル目からＧ
シンボル目までを合成して１つ目の受信パイロットシン
ボルを生成して、Ｇ＋１シンボル目からＧ×２シンボル
目を合成して２つ目の受信パイロットシンボルを生成し
て・・・という操作をＮ回繰り返し、各アンテナでＮ×
Ｇシンボル受信されるパイロット信号をＮシンボルに合
成し、伝達関数演算器に受け渡す。
−１５−１〜１１−１５−Ｎでは、１シンボル目からＧ
シンボル目までを合成して１つ目の受信パイロットシン
ボルを生成して、Ｇ＋１シンボル目からＧ×２シンボル
目を合成して２つ目の受信パイロットシンボルを生成し
て・・・という操作をＮ回繰り返し、各アンテナでＮ×
Ｇシンボル受信されるパイロット信号をＮシンボルに合
成し、伝達関数演算器に受け渡す。
【００９８】伝達関数演算器以降の処理は請求項１に対
応する実施の形態の例に記載されているものと同一であ
る。この操作により、各パイロット信号に対して与えら
れ電力は、繰り返し回数Ｇと同数倍となり、パイロット
信号の雑音成分が少なくなりより正確な伝達関数推定が
行うことが可能となる。
応する実施の形態の例に記載されているものと同一であ
る。この操作により、各パイロット信号に対して与えら
れ電力は、繰り返し回数Ｇと同数倍となり、パイロット
信号の雑音成分が少なくなりより正確な伝達関数推定が
行うことが可能となる。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１あるいは
請求項６の発明によれば、伝達関数推定のためのパイロ
ット信号を全てのアンテナで同時に送信することが可能
となる。そのため、従来方式と比較して、送受信アンテ
ナの系統数Ｎに対してパイロット信号の信号対雑音電力
比をＮ倍にすることが可能となり、より正確な伝達関数
の推定を行うことが可能となり、特性の向上を実現でき
る。
請求項６の発明によれば、伝達関数推定のためのパイロ
ット信号を全てのアンテナで同時に送信することが可能
となる。そのため、従来方式と比較して、送受信アンテ
ナの系統数Ｎに対してパイロット信号の信号対雑音電力
比をＮ倍にすることが可能となり、より正確な伝達関数
の推定を行うことが可能となり、特性の向上を実現でき
る。
【０１００】従来方式で、本発明と同一のシンボル長
で、本発明と同一の信号電力のパイロット信号を送信す
るためには、各パイ口ットシンボルをＮ個ずつ送信しな
ければならず、これは周波数利用効率を低下させる事に
つながる。これに対して本発明では、パイロット信号を
送信する時間を増やすことなく多重化することにより電
力の増加を実現しており、周波数利用効率を下げること
なく伝達関数の推定精度を向上させることが可能とな
る。
で、本発明と同一の信号電力のパイロット信号を送信す
るためには、各パイ口ットシンボルをＮ個ずつ送信しな
ければならず、これは周波数利用効率を低下させる事に
つながる。これに対して本発明では、パイロット信号を
送信する時間を増やすことなく多重化することにより電
力の増加を実現しており、周波数利用効率を下げること
なく伝達関数の推定精度を向上させることが可能とな
る。
【０１０１】請求項２の発明によれば、伝達関数を推定
するための送信パイロットシンボルの全サブキャリア成
分の振幅値を同一にすることにより、パイロットシンボ
ルの逆高速フーリエ変換出力である時間波形の振幅変動
値を抑圧する事が可能となる。
するための送信パイロットシンボルの全サブキャリア成
分の振幅値を同一にすることにより、パイロットシンボ
ルの逆高速フーリエ変換出力である時間波形の振幅変動
値を抑圧する事が可能となる。
【０１０２】請求項３の発明によれば、送信サブキャリ
アパイロット行列をサブキャリア毎に持つ代わりに、基
本パイロット信号行列を各アンテナのパイロット信号毎
にシンボル単位で符号を変更して与えることにより同等
の処理を行い、回路規模の削減を実現できる。
アパイロット行列をサブキャリア毎に持つ代わりに、基
本パイロット信号行列を各アンテナのパイロット信号毎
にシンボル単位で符号を変更して与えることにより同等
の処理を行い、回路規模の削減を実現できる。
【０１０３】請求項４の発明によれば、パイロット信号
のサブキャリア成分を全て絶対値が同一で符号のみが異
なる実数の組のみで構成し、サブキャリア伝達関数逆行
列により、ＯＦＤＭ信号受信装置側における行列演算に
おける複素乗算器の数を減らすことが可能となる。ま
た、この回路規模削減の効果はアンテナ本数Ｎが増加す
ればするほど大きなものとなる。
のサブキャリア成分を全て絶対値が同一で符号のみが異
なる実数の組のみで構成し、サブキャリア伝達関数逆行
列により、ＯＦＤＭ信号受信装置側における行列演算に
おける複素乗算器の数を減らすことが可能となる。ま
た、この回路規模削減の効果はアンテナ本数Ｎが増加す
ればするほど大きなものとなる。
【０１０４】請求項５あるいは請求項７の発明によれ
ば、ＯＦＤＭ信号送信装置において全てのアンテナの全
ての送信パイロット信号をＧ回繰り返して構成し、ＯＦ
ＤＭ信号受信装置において、Ｇ回繰り返されている受信
パイロット信号のＧシンボルの平均をとり、パイロット
シンボルの信号対雑音電力費をＧ倍にすることにより、
伝達関数の推定をより正確にすることが可能となる。
ば、ＯＦＤＭ信号送信装置において全てのアンテナの全
ての送信パイロット信号をＧ回繰り返して構成し、ＯＦ
ＤＭ信号受信装置において、Ｇ回繰り返されている受信
パイロット信号のＧシンボルの平均をとり、パイロット
シンボルの信号対雑音電力費をＧ倍にすることにより、
伝達関数の推定をより正確にすることが可能となる。
【０１０５】
【図１】請求項１に対応する実施の形態の例を示す図で
ある。
ある。
【０１０６】
【図２】パイロット信号を含む送信ＯＦＤＭ信号を説明
する図である。
する図である。
【０１０７】
【図３】パイロット信号の信号空間を説明する図であ
る。
る。
【０１０８】
【図４】請求項３に対応する実施の形態の例を示す図で
ある。
ある。
【０１０９】
【図５】請求項１〜４に対応する実施の形態における伝
達関数逆行列演算器の構成の例を示す図である。
達関数逆行列演算器の構成の例を示す図である。
【０１１０】
【図６】請求項１〜３に対応する実施の形態の例の伝達
関数逆行列演算器に用いられる複素乗算器の内部構成を
説明する図である。
関数逆行列演算器に用いられる複素乗算器の内部構成を
説明する図である。
【０１１１】
【図７】請求項４に対応する実施の形態の伝達関数逆行
列演算器に用いられる複素乗算器の内部構成を説明する
図である。
列演算器に用いられる複素乗算器の内部構成を説明する
図である。
【０１１２】
【図８】請求項５に対応する実施の形態の例を示す図で
ある。
ある。
【０１１３】
【図９】請求項５に対応する実施の形態の例例における
パイロット信号の構成例を示す図である。
パイロット信号の構成例を示す図である。
【０１１４】
【図１０】従来のＭＩＭＯチャネルにおいてＯＦＤＭ信
号を分離する送受信装置の構成の例を示す図である。
号を分離する送受信装置の構成の例を示す図である。
【０１１５】
【図１１】従来の送受信装置において用いられているパ
イロット信号を含む送信ＯＦＤＭ信号の例を示す図であ
る。
イロット信号を含む送信ＯＦＤＭ信号の例を示す図であ
る。
【０１１６】
１、３、５、１０ ＯＦＤＭ信号送信装置
２、４、６、１１ ＯＦＤＭ信号受信装置
３−１−１〜３−１−Ｉ 送信サブキャリアパイロッ
ト行列発生器 ３−２ 送信パイロット信号構成器 ３−３−１〜３−３−Ｎ データ変換器 ３−４−１〜３−４−Ｎ 多重化回路 ３−５−１〜３−５−Ｎ 高速逆フーリエ変換器 ３−６ シンボルタイミング発生器 ３−７−１〜３−７−Ｎ 送信用周波数変換器 ３−８ 送信用局部発信器 ３−９−１〜３−９−Ｎ 送信アンテナ ４−１０−１〜４−１０−Ｎ 受信アンテナ ４−１１−１〜４−１１−Ｎ 受信用周波数変換器 ４−１２ 受信用局部発信器 ４−１３−１〜４−１３−Ｎ 高速フーリエ変換器 ４−１４ タイミング信号発生器 ４−１５ 受信サブキャリアパイロット行列構成器 ４−１５−１〜４−１５−Ｉ サブキャリア伝達関数
逆行列演算器 ４−１７ 干渉キャンセラ ４−１８−１〜４−１８−Ｎ 復調器 ５−１ 基本送信パイロット信号発生器 ５−２ 送信パイロット信号符号変換器 ５−３−１〜５−３−Ｎ データ変換器 ５−４−１〜５−４−Ｎ 多重化回路 ５−５−１〜５−５−Ｎ 高速逆フーリエ変換器 ５−６ シンボルタイミング発生器 ５−７−１〜５−７−Ｎ 送信用周波数変換器 ５−８ 送信用局部発信器 ５−９−１〜５−９−Ｎ 送信アンテナ ６−１０−１〜６−１０−Ｎ 受信アンテナ ６−１１−１〜６−１１−Ｎ 受信用周波数変換器 ６−１２ 受信用局部発信器 ６−１３−１〜６−１３−Ｎ 高速フーリエ変換器 ６−１４ タイミング信号発生器 ６−１５ 受信サブキャリアパイロット行列構成器 ６−１６−１〜６−１６−Ｉ サブキャリア干渉補償
行列演算器 ６−１７ 干渉キャンセラ ６−１８−１〜６−１８−Ｎ 復調器 ７ サブキヤリア伝達関数逆行列演算器 ７−１−１、７−１−６ 複素加算機 ７−２ 減算器 ７−３−１〜７−３−５ 複素除算器 ７−４−１〜７−４−８ 複素乗算器 ７−５−１、７−５−２ 符号変換器 ７−６ 逆行列メモリ ８ 複素乗算器 ８−１−１〜８−１−４ 実乗算器 ８−２−１〜８−２−２ 実加算器 ９ 複素乗算器 ９−１−１〜９−１−２ 符号変換器 ９−２−１〜９−２−２ シフトレジスタ １０−１ 基本送信パイロット信号発生器 １０−２ 送信パイロット信号符号変換器 １０−３−１〜１０−３−Ｎ データ変換器 １０−４−１〜１０−４−Ｎ 多重化回路 １０−５−１〜１０−５−Ｎ 高速逆フーリエ変換器 １０−６ シンボルタイミング発生器 １０−７−１〜１０−７−Ｎ 送信用周波数変換器 １０−８ 送信用局部発信器 １０−９−１〜１０−９−Ｎ 送信アンテナ １１−１０−１〜１１−１０−Ｎ 受信アンテナ １１−１１−１〜１１−１１−Ｎ 受信用周波数変換
器 １１−１２ 受信用局部発信器 １１−１３−１〜１１−１３−Ｎ 高速フーリエ変換
器 １１−１４ タイミング信号発生器 １１−１５−１〜１１−１５−Ｎ 受信パイロット信
号平均化回路 １１−１６ 受信サブキャリアパイロット行列構成器 １１−１７−１〜１１−１７−Ｎ 復調器 １１−１８ 干渉キャンセラ
ト行列発生器 ３−２ 送信パイロット信号構成器 ３−３−１〜３−３−Ｎ データ変換器 ３−４−１〜３−４−Ｎ 多重化回路 ３−５−１〜３−５−Ｎ 高速逆フーリエ変換器 ３−６ シンボルタイミング発生器 ３−７−１〜３−７−Ｎ 送信用周波数変換器 ３−８ 送信用局部発信器 ３−９−１〜３−９−Ｎ 送信アンテナ ４−１０−１〜４−１０−Ｎ 受信アンテナ ４−１１−１〜４−１１−Ｎ 受信用周波数変換器 ４−１２ 受信用局部発信器 ４−１３−１〜４−１３−Ｎ 高速フーリエ変換器 ４−１４ タイミング信号発生器 ４−１５ 受信サブキャリアパイロット行列構成器 ４−１５−１〜４−１５−Ｉ サブキャリア伝達関数
逆行列演算器 ４−１７ 干渉キャンセラ ４−１８−１〜４−１８−Ｎ 復調器 ５−１ 基本送信パイロット信号発生器 ５−２ 送信パイロット信号符号変換器 ５−３−１〜５−３−Ｎ データ変換器 ５−４−１〜５−４−Ｎ 多重化回路 ５−５−１〜５−５−Ｎ 高速逆フーリエ変換器 ５−６ シンボルタイミング発生器 ５−７−１〜５−７−Ｎ 送信用周波数変換器 ５−８ 送信用局部発信器 ５−９−１〜５−９−Ｎ 送信アンテナ ６−１０−１〜６−１０−Ｎ 受信アンテナ ６−１１−１〜６−１１−Ｎ 受信用周波数変換器 ６−１２ 受信用局部発信器 ６−１３−１〜６−１３−Ｎ 高速フーリエ変換器 ６−１４ タイミング信号発生器 ６−１５ 受信サブキャリアパイロット行列構成器 ６−１６−１〜６−１６−Ｉ サブキャリア干渉補償
行列演算器 ６−１７ 干渉キャンセラ ６−１８−１〜６−１８−Ｎ 復調器 ７ サブキヤリア伝達関数逆行列演算器 ７−１−１、７−１−６ 複素加算機 ７−２ 減算器 ７−３−１〜７−３−５ 複素除算器 ７−４−１〜７−４−８ 複素乗算器 ７−５−１、７−５−２ 符号変換器 ７−６ 逆行列メモリ ８ 複素乗算器 ８−１−１〜８−１−４ 実乗算器 ８−２−１〜８−２−２ 実加算器 ９ 複素乗算器 ９−１−１〜９−１−２ 符号変換器 ９−２−１〜９−２−２ シフトレジスタ １０−１ 基本送信パイロット信号発生器 １０−２ 送信パイロット信号符号変換器 １０−３−１〜１０−３−Ｎ データ変換器 １０−４−１〜１０−４−Ｎ 多重化回路 １０−５−１〜１０−５−Ｎ 高速逆フーリエ変換器 １０−６ シンボルタイミング発生器 １０−７−１〜１０−７−Ｎ 送信用周波数変換器 １０−８ 送信用局部発信器 １０−９−１〜１０−９−Ｎ 送信アンテナ １１−１０−１〜１１−１０−Ｎ 受信アンテナ １１−１１−１〜１１−１１−Ｎ 受信用周波数変換
器 １１−１２ 受信用局部発信器 １１−１３−１〜１１−１３−Ｎ 高速フーリエ変換
器 １１−１４ タイミング信号発生器 １１−１５−１〜１１−１５−Ｎ 受信パイロット信
号平均化回路 １１−１６ 受信サブキャリアパイロット行列構成器 １１−１７−１〜１１−１７−Ｎ 復調器 １１−１８ 干渉キャンセラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 杉山 隆利
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 黒崎 聰
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD18 DD23 DD33
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｎ系統（Ｎは２以上の整数）の送信デー
タを各々Ｎ系統のサブキャリア数がＩであるＯＦＤＭシ
ンボルに変換するデータ変換器と、Ｎ系統の既知のパイ
ロット信号を生成するパイロット信号発生器と、前記の
データ変換器の出力であるＮ系統のＯＦＤＭシンボルと
前記Ｎ系統のパイロット信号とを多重化する多重化回路
と、該多重化回路のＮ系統の出力に接続される高速逆フ
ーリエ変換器と、前記高速逆フーリエ変換器のＮ系統の
出力を無線周波数に変換する周波数変換器と、前記の周
波数変換器出力を送信するＮ個の送信アンテナを有する
ＯＦＤＭ信号送信装置と、 Ｎ個の受信アンテナと、該Ｎ個の受信アンテナに接続さ
れ、無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波
数変換する周波数変換器と、該周波数変換器の全てに共
通の局部発信信号を供給する局部発信器と、前記の周波
数変換器にそれぞれ接続される高速フーリエ変換器と、
前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受信アンテナの全
ての組み合わせのＮ×Ｎ種類の通信路を推定するために
ｉ番目（ｉは１以上Ｉ以下の整数）のサブキャリアにお
いて前記Ｎ個のパイロット信号のＮシンボルを要素とす
るＮ×Ｎの行列Ｓi に対する逆行列（Ｓi ）-１を計算
して記憶する逆行列演算器と、前記の高速フーリエ変換
器の出力であるＮ系統の受信ＯＦＤＭ信号Ｒ1 、Ｒ2 、
・・・ＲN のｉ番目のサブキャリアの信号成分
（ｒ i １、ｒi ２、・・・ｒi N ）と前記逆行列演算器
出力（Ｓi ）-１を乗じる干渉キャンセラと、該干渉キ
ャンセラ出力（ｔi 1 、ｔi 2 、・・・ｔi N ）から前
記Ｎ系統の送信ＯＦＤＭ信号のｉ番目のサブキャリアの
信号成分（ｔi 1 、ｔ i 2 、・・・ｔi N ）の振幅・位
相を出力する復調器を有するＯＦＤＭ信号受信装置から
構成されるＯＦＤＭ信号伝送装置において、 前記ＯＦＤＭ信号送信装置の前記パイロット信号発生器
として、 ｉ番目のサブキャリアにおけるｎ本目（ｎは１以上Ｎ以
下の整数）のアンテナで送信されるｍシンボル目の送信
パイロット信号Ｐi mnをｍ行ｎ列の成分として、行列式
が０とならない単行列およびその複素数倍の行列以外の
行列を発生させる送信サブキャリアパイロット行列発生
器と、 該送信サブキャリアパイロット行列発生器の出力である
ｉ番目のサブキャリアの送信サブキャリアパイロット行
列Ｐi に対して、全てのＰi からｍ行ｎ列目の成分をｎ
本目のアンテナのｍシンボル目の送信パイロット信号成
分（ｐ1 mn、ｐ 2 mn、・・・、ｐI mn）として前記多重
化回路に入力する送信パイロット信号構成器を配置した
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。 - 【請求項２】 送信サブキャリアパイロット行列発生器
において、全ての送信サブキャリアパイロット行列にお
ける送信パイロット信号成分ｐi mnの絶対値が全て同一
である行列で構成する請求項１記載のＯＦＤＭ信号送信
装置。 - 【請求項３】 送信サブキャリアパイロット行列発生器
および送信パイロット信号構成器において、 全ての要素が絶対値が同一で符号のみが異なる２つの実
数のみで構成される送信パイロットシンボルを構成する
サブキャリア成分の集合であるＩ行１列の基本送信パイ
ロットシンボル行列Ｂを発生させる送信パイロットシン
ボル発生器と、 基本送信パイロットシンボル行列Ｂおよび行列Ｂの全て
の要素を符号変換した行列−Ｂのみにより全ての送信サ
ブキャリアパイロット信号行列を送信サブキャリアパイ
ロット行列が逆行列を持つように構成しデータ変換器に
渡す送信パイロットシンボル符号変換器を有する請求項
１記載のＯＦＤＭ信号送信装置。 - 【請求項４】 サブキヤリア干渉補償行列演算器におい
て、受信サブキャリアパイロット行列に対する送信サブ
キャリアパイロット行列の逆行列の演算を、複素乗算器
を用いることなく符号変換器とシフトレジスタのみの構
成で行う請求項３記載のＯＦＤＭ信号送信装置。 - 【請求項５】 全てのアンテナの全てのパイロット信号
を予め決められた回数Ｇ回だけ同一のシンボルを繰り返
し送信する送信パイロット信号構成器を有する請求項１
〜請求項３のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ信号送信装
置。 - 【請求項６】 Ｎ系統（Ｎは２以上の整数）の送信デー
タを各々Ｎ系統のサブキャリア数がＩであるＯＦＤＭシ
ンボルに変換するデータ変換器と、Ｎ系統の既知のパイ
ロット信号を生成するパイロット信号発生器と、前記の
データ変換器の出力であるＮ系統のＯＦＤＭシンボルと
前記Ｎ系統のパイロット信号とを多重化する多重化回路
と、該多重化回路のＮ系統の出力に接続される高速逆フ
ーリエ変換器と、前記高速逆フーリエ変換器のＮ系統の
出力を無線周波数に変換する周波数変換器と、前記の周
波数変換器出力を送信するＮ個の送信アンテナを有する
ＯＦＤＭ信号送信装置と、 Ｎ個の受信アンテナと、該Ｎ個の受信アンテナに接続さ
れ、無線周波数の受信信号を復調に適した周波数に周波
数変換する周波数変換器と、該周波数変換器の全てに共
通の局部発信信号を供給する局部発信器と、前記の周波
数変換器にそれぞれ接続される高速フーリエ変換器と、
前記Ｎ個の送信アンテナと前記Ｎ個の受信アンテナの全
ての組み合わせのＮ×Ｎ種類の通信路を推定するために
ｉ番目（ｉは１以上Ｉ以下の整数）のサブキャリアにお
いて前記Ｎ個のパイロット信号のＮシンボルを要素とす
るＮ×Ｎの行列Ｓi に対する逆行列（Ｓi ）-１を計算
して記憶する逆行列演算器と、前記の高速フーリエ変換
器の出力であるＮ系統の受信ＯＦＤＭ信号Ｒ1 、Ｒ2 、
・・・ＲN のｉ番目のサブキャリアの信号成分
（ｒ i １、ｒi ２、・・・ｒi N ）と前記逆行列演算器
出力（Ｓi ）-１を乗じる干渉キャンセラと、該干渉キ
ャンセラ出力（ｔi 1 、ｔi 2 、・・・ｔi N ）から前
記Ｎ系統の送信ＯＦＤＭ信号のｉ番目のサブキャリアの
信号成分（ｔi 1 、ｔ i 2 、・・・ｔi N ）の振幅・位
相を出力する復調器を有するＯＦＤＭ信号受信装置から
構成されるＯＦＤＭ信号伝送装置において、 ＯＦＤＭ信号受信装置の逆行列演算器として、 Ｎ本のアンテナで受信したＮシンボルのパイロット信号
を入力として、前記Ｎ系統の高速フーリエ変換器出力に
おけるｉ番目のサブキャリアのｎ本目のアンテナのｍシ
ンボル目の受信信号ｒｉ ｍｎをｍ行ｎ列の成分とするＮ
行Ｎ列の受信サブキャリアパイロット行列ＰＲを出力す
る受信サブキャリアパイロット信号行列構成器と、 該受信パイロット信号行列生成器出力ＰＲｉと送信サブ
キャリアパイロット信号行列Ｐｉの逆行列を乗算するこ
とによりｉ番目のサブキャリアに対する前記Ｎ個の送信
アンテナと前記Ｎ個の受信アンテナの間の伝達関数の行
列であるサブキャリア伝達関数行列Ｓｉを計算し、その
逆行列（Ｓｉ）-１を計算するサブキャリア干渉補償行
列演算器を具備することを特徴とするＯＦＤＭ信号受信
装置。 - 【請求項７】 Ｇシンボル繰り返し送信された送信パイ
ロット信号に対する受信パイロット信号のフーリエ変換
出力を、各アンテナのＧシンボルにわたる平均値を１シ
ンボル分のパイロット信号として伝達関数演算器に受け
渡す受信パイロット信号合成回路とを有する請求項６記
載のＯＦＤＭ信号受信装置。
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