JP4597042B2 - 送信方法および受信方法ならびにそれらを利用した基地局装置および端末装置および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信技術および受信技術に関し、特に複数の系列にて形成されるパケット信号を送信する送信方法および受信方法ならびにそれらを利用した基地局装置および端末装置および通信システムに関する。

高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。このＯＦＤＭ変調方式は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇやＨＩＰＥＲＬＡＮ／２に適用されている。このような無線ＬＡＮにおけるパケット信号は、一般的に時間と共に変動する伝送路環境を介して伝送され、かつ周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は一般的に伝送路推定を動的に実行する。

受信装置が伝送路推定を実行するために、パケット信号内に、２種類の既知信号が設けられている。ひとつは、パケット信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、パケット信号のデータ区間中に一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号といわれるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
Ｓｉｎｅｍ Ｃｏｌｅｒｉ，Ｍｕｓｔａｆａ Ｅｒｇｅｎ，Ａｎｕｊ Ｐｕｒｉ， ａｎｄ Ａｈｍａｄ Ｂａｈａｉ，"Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｉｎ ＯＦＤＭ Ｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２２３−２２９，Ｓｅｐｔ．２００２．

ワイヤレス通信において、周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナのそれぞれにおいて、処理対象の信号の振幅と位相を制御することによって、アンテナの指向性パターンを制御する。このようなアダプティブアレイアンテナ技術を利用して、データレートを高速化するための技術にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）システムがある。当該ＭＩＭＯシステムは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、並列に送信されるべきパケット信号を設定する（以下、パケット信号において並列に送信されるべきデータ等のそれぞれを「系列」という）。すなわち、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までの系列を設定することによって、データレートを向上させる。

さらに、このようなＭＩＭＯシステムに、ＯＦＤＭ変調方式を組み合わせると、データレートはさらに高速化される。ＭＩＭＯシステムにおいて、データの通信に使用すべきアンテナの数を増減することによって、データレートの調節も可能になる。さらに、適応変調の適用によって、データレートの調節がより詳細になされる。適応変調を実行する際、送信装置は、一般的に、現在のデータのレートに関する情報（以下、「レート情報」という）を受信装置に通知する。レート情報には、変調方式に関する情報、符号化率に関する情報、系列数に関する情報が含まれる。受信装置は、レート情報を取得すると、レート情報にしたがって変調方式、符号化率、系列数を設定した後、データを復調する。

一方、基地局装置が複数の端末装置との通信を多重化する際に、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が実行される場合、送信されるパケット信号の間隔は、キャリアセンスがなされるための期間をもとに規定される。しかしながら、伝送効率を向上させるためには、パケット信号の送信間隔が短くなるように規定する方が望ましい。そのために、所定の期間において、ひとつの基地局信号が帯域を占有し、複数のパケット信号を連続的に送信する。また、伝送効率の向上は、複数の端末装置に対するデータをひとつのパケット信号に含めることによっても実現可能である。このような状況下においても、データのそれぞれに対して適応変調を実行する場合、データのそれぞれに対応したレート情報も送信されるべきである。

本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。レート情報が複数のビットにて規定されており、かつ複数のビットのうちの一部のビットにおいて標準的なレート情報（以下、「標準的レート情報」という）が規定されている場合がある。例えば、レート情報が７ビットにて規定されており、標準的レート情報が５ビットにて規定されている。このとき、標準的レート情報として、最大３２通りのデータレートの値が示される。さらに、残りのビットを使用しながら、付加的なレート情報（以下、「付加的レート情報」という）が規定されている。なお、標準的レート情報は、すべての受信装置において処理可能であるが、付加的レート情報は、すべての受信装置において処理可能ではない。すなわち、付加的レート情報を処理できる受信装置が存在すれば、付加的レート情報を処理できない受信装置も存在する。

このようなレート情報は制御信号に含まれており、かつ制御信号はデータとともにパケット信号に含まれている。また、制御信号には、データの長さに関する情報（以下、「長さ情報」という）も含まれている。一般的に、受信装置、例えば、端末装置は、レート情報に示されたデータレートと長さ情報に示されたデータの長さをもとに、データが送信される期間（以下、「送信期間」という）を導出する。さらに、端末装置は、導出した送信期間にわたって、パケット信号の送信を実行しない。その結果、パケット信号の衝突が回避される。そのとき、レート情報が付加的レート情報であれば、端末装置は、付加的レート情報の内容を理解できなければ、送信期間を導出できない。

一方、前述のごとく、所定の期間にわたって、パケット信号の送信間隔が短くなるように規定する場合、先頭のパケット信号に当該所定の期間に関する情報を含めることが可能である。端末装置が、付加的レート情報の内容を理解できない場合、当該端末装置は、所定の期間に関する情報をもとに送信期間を設定する。一般的に、衝突確率を低減するために、所定の期間に関する情報は、実際の期間よりも長くなるように設定される。そのため、このような期間をもとに設定された送信期間は、正確な値でない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の端末装置に連続してデータを送信する際に、付加的なレート情報を理解できない端末装置において設定される送信期間の精度を向上させる送信技術および受信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、所定の期間にわたって、複数の端末装置に対して、複数のデータ信号のそれぞれを可変のデータ速度にて送信する基地局装置であって、複数のデータ信号を入力する入力部と、入力部において入力した複数のデータ信号のそれぞれを送信する際のデータ速度が示された速度情報を受けつける受付部と、受付部において受けつけた速度情報と、入力部において入力したデータ信号とを対応づけながら、複数のデータ信号を送信する送信部とを備える。受付部において受けつけた速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、送信部は、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号を送信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号を送信する。

「必須のデータ速度」とは、端末装置が対応すべきデータ速度であり、標準的に端末装置によって対応されるデータ速度である。また、「追加のデータ速度」とは、端末装置のいずれかが対応したデータ速度であり、必ずしも端末装置が対応すべきでないデータ速度である。そのため、追加のデータ速度は、必須のデータ速度に対して、付加的に規定されたデータ速度といえる。

この態様によると、必須用速度情報に対応したデータ信号を先に送信してから、追加用速度情報に対応したデータ信号を送信するので、追加用速度情報に対応しない端末装置に対しても、当該端末装置へデータ信号が到来するタイミング近傍において、速度情報を通知できる。

送信部は、複数のデータ信号のそれぞれの前段において制御信号を送信しており、当該データ信号の前段に配置された制御信号に、当該データ信号に対応した速度情報と、当該データ信号の長さを示すための長さ情報とを含ませる。この場合、速度情報と長さ情報とを含ませるので、端末装置に対して、データ信号が送信される期間を通知できる。

送信部は、データ信号に対応した制御信号と当該データ信号とを対応づけながらパケット信号を生成し、かつ複数のパケット信号をそれぞれ送信しており、生成した複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号に、所定の期間を示すための情報を含ませる。この場合、先頭のパケット信号に、所定の期間を示すための情報を含ませるので、端末装置が速度情報を理解できない場合であっても、端末装置に所定の期間を通知できる。

送信部は、データ信号に対応した制御信号と当該データ信号とを対応づけながらパケット信号を生成し、かつ複数のパケット信号をそれぞれ送信しており、生成した複数のパケット信号のうち、追加用速度情報が制御情報に含まれたパケット信号に、所定の期間のうちの少なくとも残りの期間を示すための情報を含ませる。この場合、追加用速度情報が含まれたパケット信号に、所定の期間を示すための情報を含ませるので、端末装置が追加用速度情報を理解できない場合であっても、端末装置に所定の期間を通知できる。

本発明の別の態様は、端末装置である。この装置は、所定の期間にわたって、可変のデータ速度にて送信された複数のデータ信号と、複数のデータ信号のそれぞれに付加された制御信号とを受信する受信部と、受信部において受信した複数のデータ信号のうち、自らが宛先となっているデータ信号を処理する処理部と、受信部において受信した複数のデータ信号のうち、自らが宛先となっていないデータ信号に対して、処理の停止を決定する決定部とを備える。受信部において受信した制御信号には、データ速度が示された速度情報と、データ信号の長さが示された長さ情報とが含まれ、かつ速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、決定部は、制御信号から、必須用速度情報を抽出したときに、抽出した速度情報と長さ情報とをもとに決定した期間において、処理を停止するための期間を決定し、制御信号から、追加用速度情報を抽出したときに、別途付加された所定の期間を示すための情報をもとに、処理を停止するための期間を決定する。

この態様によると、所定の期間を示すための情報が含まれているので、端末装置が追加用速度情報を理解できない場合であっても、所定の期間を決定できる。

本発明のさらに別の態様は、通信システムである。この通信システムは、複数の端末装置と、複数の端末装置に対して、所定の期間にわたって、複数のデータ信号のそれぞれを可変のデータ速度にて送信する基地局装置とを備える。基地局装置は、複数のデータ信号を入力する入力部と、入力部において入力した複数のデータ信号のそれぞれを送信する際のデータ速度が示された速度情報を受けつける受付部と、受付部において受けつけた速度情報と、入力部において入力したデータ信号とを対応づけながら、複数のデータ信号を送信する送信部とを備える。受付部において受けつけた速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、送信部は、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号を送信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号を送信する。

この態様によると、必須用速度情報に対応したデータ信号を先に送信してから、追加用速度情報に対応したデータ信号を送信するので、追加用速度情報に対応しない端末装置に対しても、当該端末装置へデータ信号が到来するタイミング近傍において、速度情報を通知できる。

本発明のさらに別の態様は、送信方法である。この方法は、データ信号を送信する際のデータ速度が示された速度情報と、データ信号とを対応づけながら、所定の期間にわたって、複数の端末装置に対して、複数のデータ信号のそれぞれを可変のデータ速度にて送信する送信方法であって、速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報とが含まれており、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号を送信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号を送信する。

複数のデータ信号のそれぞれの前段において制御信号を送信しており、当該データ信号の前段に配置された制御信号に、当該データ信号に対応した速度情報と、当該データ信号の長さを示すための長さ情報とを含ませてもよい。データ信号に対応した制御信号と当該データ信号とを対応づけながらパケット信号を生成し、かつ複数のパケット信号をそれぞれ送信しており、生成した複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号に、所定の期間を示すための情報を含ませてもよい。データ信号に対応した制御信号と当該データ信号とを対応づけながらパケット信号を生成し、かつ複数のパケット信号をそれぞれ送信しており、生成した複数のパケット信号のうち、追加用速度情報が制御情報に含まれたパケット信号に、所定の期間のうちの少なくとも残りの期間を示すための情報を含ませてもよい。

本発明のさらに別の態様は、受信方法である。この方法は、所定の期間にわたって、可変のデータ速度にて送信された複数のデータ信号と、複数のデータ信号のそれぞれに付加された制御信号とを受信するステップと、受信した複数のデータ信号のうち、自らが宛先となっているデータ信号を処理するステップと、受信した複数のデータ信号のうち、自らが宛先となっていないデータ信号に対して、処理の停止を決定するステップとを備える。受信するステップにおいて受信した制御信号には、データ速度が示された速度情報と、データ信号の長さが示された長さ情報とが含まれ、かつ速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、決定するステップは、制御信号から、必須用速度情報を抽出したときに、抽出した速度情報と長さ情報とをもとに決定した期間において、処理を停止するための期間を決定し、制御信号から、追加用速度情報を抽出したときに、別途付加された所定の期間を示すための情報をもとに、処理を停止するための期間を決定する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数の端末装置に連続してデータを送信する際に、付加的なレート情報を理解できない端末装置において設定される送信期間の精度を向上できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、少なくともふたつの無線装置によって構成されるＭＩＭＯシステムに関する。無線装置のうちの一方は、基地局装置に相当し、他方は、端末装置に相当する。基地局装置は、複数の系列によって構成されるパケット信号を生成する。また、基地局装置は、基本的に複数の端末装置に対して、ＣＳＭＡを実行する。さらに、伝送効率を向上させるために、基地局装置は所定の期間にわたり無線帯域を占有し、複数のパケット信号を連続的に送信する。なお、連続的に送信することには、完全に連続ではなくても、通常の送信間隔よりも短い間隔にてパケット信号が送信されることを含む。ここでは、特に後者を説明の対象にし、ＣＳＭＡに関しては公知の技術を使用すればよいので、説明を省略する。

基地局装置は、複数の端末装置のそれぞれにパケット信号を送信する際に、データ速度を可変に設定する。ここで、データ速度は、変調方式、符号化率、系列数等を設定することによって決定される。基地局装置は、パケット信号の中に、データ速度を示すためのレート情報を含める。前述のごとく、レート情報には、標準的レート情報あるいは付加的レート情報が含まれている。また、パケット信号には、長さ情報も含まれており、端末装置は、レート情報と長さ情報から送信期間を導出し、送信期間にわたって送信処理を実行しない。また、端末装置は、低消費電力化を目的として、送信期間にわたって受信処理を停止してもよい。

ここで、端末装置が、標準的レート情報を理解できるが、付加的レート情報を理解できない場合、以上の処理では送信期間が設定できない。その際、連続的に送信されるパケット信号のうち、先頭のパケット信号に、連続的にパケット信号が送信される期間に応じた長さの情報（以下、「従来用長さ情報」という）が含まれており、端末装置は、従来用長さ情報に応じて送信期間を設定する。前述のごとく、従来用長さ情報は実際の送信期間よりも長くなるような値に設定されているので、従来用長さ情報をもとに設定された送信期間は、正確なものではない。特に、送信期間をもとに受信動作を停止する場合、自らが宛先のパケット信号が送信期間に含まれていれば、端末装置は、当該パケット信号を受信できない。これに対応するために、基地局装置は、以下の処理を実行する。なお、ここでは基地局装置が、レート情報を端末装置に通知する際の処理を説明する。そのため、前述のレート情報を決定するための処理については公知の技術を使用すればよく、ここでは説明を省略する。

基地局装置は、連続的にパケット信号を送信する際に、標準的レート情報と対応づけられたパケット信号を送信してから、付加的レート情報と対応づけられたパケット信号を送信する。そのため、付加的レート情報を理解できない端末装置に対するパケット信号は、連続的に送信されるパケット信号の前方の部分に配置されるので、当該端末装置は、パケット信号に含まれたレート情報を理解できる。その結果、当該端末装置は、送信期間を正確に設定できる。一方、連続的に送信されるパケット信号の後方の部分では、付加的レート情報に対応したパケット信号が送信されるので、当該端末装置は、連続的にレート情報を理解できない。その結果、正確な送信期間が設定されないが、後方の部分において、当該端末装置に対するパケット信号は到来しないので、送信期間が正確でないことによる影響も小さくなる。

図１は、本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図１は、ＯＦＤＭ変調方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ＭＩＭＯシステムには、サブキャリア番号「−２８」から「２８」までの５６サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「０」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。一方、ＭＩＭＯシステムに対応していないシステム（以下、「従来システム」という）には、サブキャリア番号「−２６」から「２６」までの５２サブキャリアが規定されている。なお、従来システムの一例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮである。また、複数のサブキャリアにて構成されたひとつの信号の単位であって、かつ時間領域のひとつの信号の単位は、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれるものとする。

また、それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。変調方式には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのいずれかが使用される。

また、これらの信号には、誤り訂正方式として、畳み込み符号化が適用されている。畳み込み符号化の符号化率は、１／２、３／４等に設定される。さらに、並列に送信すべきデータの数は、可変に設定される。その結果、変調方式、符号化率、系列の数の値が可変に設定されることによって、データレートも可変に設定される。なお、「データレート」は、これらの任意の組合せによって決定されてもよいし、これらのうちのひとつによって決定されてもよい。従来システムにおいて、変調方式がＢＰＳＫであり、符号化率が１／２である場合、データレートは６Ｍｂｐｓになる。一方、変調方式がＢＰＳＫであり、符号化率が３／４である場合、データレートは９Ｍｂｐｓになる。

図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、無線装置１０と総称される第１無線装置１０ａ、第２無線装置１０ｂを含む。また、第１無線装置１０ａは、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄを含み、第２無線装置１０ｂは、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第３アンテナ１４ｃ、第４アンテナ１４ｄを含む。ここで、第１無線装置１０ａが、送信装置および基地局装置に対応し、第２無線装置１０ｂが、受信装置および端末装置に対応する。

通信システム１００の構成として、ＭＩＭＯシステムの概略を説明する。データは、第１無線装置１０ａから第２無線装置１０ｂに送信されているものとする。第１無線装置１０ａは、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄのそれぞれから、複数の系列のデータをそれぞれ送信する。その結果、データレートが高速になる。第２無線装置１０ｂは、第１アンテナ１４ａから第４アンテナ１４ｄによって、複数の系列のデータを受信する。さらに、第２無線装置１０ｂは、アダプティブアレイ信号処理によって、受信したデータを分離して、複数の系列のデータを独立に復調する。

ここで、アンテナ１２の本数は「４」であり、アンテナ１４の本数も「４」であるので、アンテナ１２とアンテナ１４の間の伝送路の組合せは「１６」になる。第ｉアンテナ１２ｉから第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性をｈｉｊと示す。図中において、第１アンテナ１２ａと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ１１、第１アンテナ１２ａから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ１２、第２アンテナ１２ｂと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ２１、第２アンテナ１２ｂから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ２２、第４アンテナ１２ｄから第４アンテナ１４ｄとの間の伝送路特性がｈ４４と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。なお、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂとが逆になってもよい。

図３は、通信システム１００において送信されるパケット信号の配置を示す。図３は、図２の第１無線装置１０ａ、すなわち基地局装置から送信される複数のパケット信号を示す。ここでは、説明を明瞭にするために、「パケット信号１」から「パケット信号５」の５つのパケット信号が送信の対象になっているものとする。また、「パケット信号３」での系列の数が「１」になっており、「パケット信号１」と「パケット信号４」での系列の数が「２」になっており、「パケット信号２」と「パケット信号５」での系列の数が「３」になっている。

また、隣接したパケット信号の間隔は、「Ｔ」であるものとする。ここで、間隔「Ｔ」は、キャリアセンスのために必要とされる期間よりも短い期間であるとする。すなわち、図示しない端末装置は、間隔「Ｔ」よりも長い期間においてキャリアセンスを実行するので、間隔「Ｔ」の間にパケット信号の送信を開始できない。その結果、基地局装置は、複数のパケット信号を連続して送信でき、これは、複数のパケット信号を送信すべき期間にわたって当該帯域を占有することに相当する。また、詳細は後述するが、先頭のパケット信号に含まれているＬ−ＳＩＧの中に、図３のような送信がなされる期間に対応したダミーのパケット長（前述のごとく、「従来用長さ情報」という）が、挿入されている。その結果、パケット信号が送信されない無線装置１０は、図３のような送信が終わるまでの期間を理解できるので、送信を停止し、信号の衝突が低減される。

基地局装置が図３のような連続したパケット信号を送信する際、基地局装置は、標準的レート情報が含まれたパケット信号を前方に配置し、付加的レート情報が含まれたパケット信号を後方に配置する。例えば、「パケット信号１」から「パケット信号３」には、標準的レート情報が含まれており、「パケット信号４」および「パケット信号５」には、付加的レート情報が含まれている。また、前述のごとく、「パケット信号１」には、従来用長さ情報が含まれている。

図４（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるパケットフォーマットを示す。図４（ａ）−（ｃ）は、図３のパケット信号１、すなわち連続して送信されるパケット信号のうち、先頭のパケット信号に対するフォーマットを示す。図４（ａ）は、系列の数が「４」である場合に対応し、図４（ｂ）は、系列の数が「３」である場合に対応し、図４（ｃ）は、系列の数が「２」である場合に対応する。図４（ａ）では、４つの系列に含まれたデータが、送信の対象とされるものとし、第１から第４の系列に対応したパケットフォーマットが上段から下段に順に示される。

第１の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」等が配置される。「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」は、従来システムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号、制御信号、ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号にそれぞれ相当する。従来システムに対応した制御信号には、従来用長さ情報が含まれており、ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号には、レート情報、長さ情報が含まれている。「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ＭＩＭＯシステムに対応したＡＧＣ設定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号に相当する。一方、「データ１」は、データ信号である。なお、Ｌ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦは、ＡＧＣの設定だけでなく、タイミングの推定にも使用される。

また、第２の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」等が配置される。また、第３の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１００ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−２００ｎｓ）」等が配置される。また、第４の系列に対応したパケット信号には、プリアンブル信号として「Ｌ−ＳＴＦ（−１５０ｎｓ）」と「ＨＴ−ＬＴＦ（−６００ｎｓ）」等が配置される。

ここで、「−４００ｎｓ」等は、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）におけるタイミングシフト量を示す。ＣＤＤとは、所定の区間において、時間領域の波形をシフト量だけ後方にシフトさせ、所定の区間の最後部から押し出された波形を所定の区間の先頭部分に循環的に配置させる処理である。すなわち、「Ｌ−ＳＴＦ（−５０ｎｓ）」には、「Ｌ−ＳＴＦ」に対して、−５０ｎｓの遅延量にて循環的なタイミングシフトがなされている。なお、Ｌ−ＳＴＦとＨＴ−ＳＴＦは、８００ｎｓの期間の繰り返しによって構成され、その他のＨＴ−ＬＴＦ等は、３．２μｓの期間の繰り返しによって構成されているものとする。ここで「データ１」から「データ４」にもＣＤＤがなされており、タイミングシフト量は、前段に配置されたＨＴ−ＬＴＦでのタイミングシフト量と同一の値である。

また、第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＦＴ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。ここで、これらを順に、すべての系列において「第１成分」、「第２成分」、「第３成分」、「第４成分」と呼ぶ。すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分＋第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分−第３成分＋第４成分の演算を行えば、受信装置において、第３の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分−第３成分−第４成分の演算を行えば、受信装置において、第４の系列に対する所望信号が抽出される。これらは、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。なお、加減処理は、ベクトル演算にて実行される。

「Ｌ−ＬＴＦ」から「ＨＴ−ＳＩＧ」等までの部分には、従来システムと同様に、「５２」サブキャリアが使用される。なお、「５２」サブキャリアのうちの「４」サブキャリアがパイロット信号に相当する。一方、「ＨＴ−ＬＴＦ」等以降の部分は、「５６」サブキャリアを使用する。

図４（ａ）において、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号は、以下のように規定されている。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「−」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「−」、「＋」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「−」の順に並べられている。しかしながら、符号は、以下のように規定されていてもよい。第１の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「−」、「＋」、「＋」の順に並べられ、第２の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「−」、「＋」の順に並べられ、第３の系列の先頭から順に、符号は「＋」、「＋」、「＋」、「−」の順に並べられ、第４の系列の先頭から順に、符号は「−」、「＋」、「＋」、「＋」の順に並べられる。このような符号であっても、所定の成分の符号の組合せが系列間において直交関係を有していることに相当する。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の第１の系列から第３の系列に相当する。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示したパケットフォーマットのうちの第１系列と第２系列に類似している。ここで、図４（ｂ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置が、図４（ａ）の「ＨＴ−ＬＴＦ」の配置と異なっている。すなわち、ＨＴ−ＬＴＦには、第１成分と第２成分だけが含まれている。第１の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置され、第２の系列において、ＨＴ−ＬＴＦが、先頭から「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」の順に配置されている。すべての系列の受信信号に対して、第１成分＋第２成分の演算を行えば、受信装置において、第１の系列に対する所望信号が抽出される。また、すべての系列の受信信号に対して、第１成分−第２成分の演算を行えば、受信装置において、第２の系列に対する所望信号が抽出される。これらも、前述のごとく、直交関係といえる。

図５（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００における別のパケットフォーマットを示す。図５（ａ）−（ｃ）は、図３のパケット信号２から５、すなわち連続して送信されるパケット信号のうち、ふたつ目以降のパケット信号に対するフォーマットを示す。図５（ａ）では、図４（ａ）での「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」が配置されていない。すなわち、従来システムとの互換性を維持するための信号が配置されてない。その代わりに、図５（ａ）では、「Ｌ−ＳＴＦ」等が配置されていないので、パケット信号の伝送効率が図４（ａ）よりも改善されている。

第１の系列において、「ＨＴ−ＳＴＦ」に続いて、図４（ａ）と同様の４つの「ＨＴ−ＬＴＦ」等が配置されているが、１番目の「ＨＴ−ＬＴＦ」と２番目の「−ＨＴ−ＬＴＦ」との間に、「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置されている。また、４つの「ＨＴ−ＬＴＦ」等の後段に、「データ１」が配置されている。第２の系列から第４の系列に対しては、第１の系列に−４００ｎｓ、−２００ｎｓ、−６００ｎｓでのＣＤＤがなされた信号がそれぞれ配置されている。また、図５（ｂ）は、図４（ｂ）に対応したフォーマットである。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示したパケットフォーマットのうちの第１系列と第２系列に類似している。すなわち、図５（ｃ）は、図４（ｃ）に対応したフォーマットである。

図６は、通信システムにおいて最終的に送信されるパケット信号のパケットフォーマットを示す図である。図６は、図４（ａ）−（ｃ）のパケット信号を変形させた場合に相当する。ここでは、図４（ｃ）を変形した場合において、「ＨＴ−ＳＴＦ」以降を示す。図４（ｃ）の第１の系列と第２の系列に配置された「ＨＴ−ＳＴＦ」と「ＨＴ−ＬＴＦ」に、後述の直交行列による演算がなされる。その結果、「ＨＴ−ＳＴＦ１」から「ＨＴ−ＳＴＦ４」が生成される。「ＨＴ−ＬＴＦ」についても同様である。さらに、第１の系列から第４の系列のそれぞれに対して、タイミングシフト量「０ｎｓ」、「−５０ｎｓ」、「−１００ｎｓ」、「−１５０ｎｓ」によるＣＤＤが実行される。なお、２度目のＣＤＤでのタイミングシフト量の絶対値は、ＨＴ−ＳＴＦおよびＨＴ−ＬＴＦに対して１度目になされたＣＤＤでのタイミングシフト量の絶対値よりも小さくなるように設定される。第３の系列と第４の系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」と、第１の系列の「データ１」等に対しても同様の処理が実行される。なお、図５（ａ）−（ｃ）に対しても同様の変形がなされる。

図７は、第１無線装置１０ａの構成を示す。第１無線装置１０ａは、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第４無線部２０ｄ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、制御部３０を含む。また信号として、時間領域信号２００と総称される第１時間領域信号２００ａ、第２時間領域信号２００ｂ、第４時間領域信号２００ｄ、周波数領域信号２０２と総称される第１周波数領域信号２０２ａ、第２周波数領域信号２０２ｂ、第４周波数領域信号２０２ｄを含む。なお、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａと同様に構成される。そのため、以下の説明において、受信動作に関する説明は、第２無線装置１０ｂでの処理に対応し、送信動作に関する説明は、第１無線装置１０ａでの処理に対応する。

無線部２０は、受信動作として、アンテナ１２によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部２０は、ベースバンドの信号を時間領域信号２００としてベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。ＡＧＣは、「Ｌ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＳＴＦ」において増幅率を設定する。

無線部２０は、送信動作として、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号も時間領域信号２００として示す。無線部２０は、無線周波数の信号をアンテナ１２に出力する。すなわち、無線部２０は、無線周波数のパケット信号をアンテナ１２から送信する。また、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。時間領域信号２００は、時間領域に変換されたマルチキャリア信号であり、デジタル信号であるものとする。

ベースバンド処理部２２は、受信動作として、複数の時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を周波数領域信号２０２として出力する。ひとつの周波数領域信号２０２が、送信された複数の系列のそれぞれに相当する。また、ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域の信号としての周波数領域信号２０２を入力し、周波数領域の信号を時間領域に変換し、複数のアンテナ１２のそれぞれに対応づけながら時間領域信号２００として出力する。

送信処理において使用すべきアンテナ１２の数は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、周波数領域の信号である周波数領域信号２０２は、図１のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順番に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。

図８は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図１に示したサブキャリア番号「−２８」から「２８」のひとつの組合せを「ＯＦＤＭシンボル」というものとする。「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア番号「１」から「２８」、サブキャリア番号「−２８」から「−１」の順番にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの前に、「ｉ−１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置され、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの後ろに、「ｉ＋１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。なお、図４（ａ）等の「Ｌ−ＳＩＧ」等の部分では、ひとつの「ＯＦＤＭシンボル」に対して、サブキャリア番号「−２６」から「２６」の組合せが使用される。

図７に戻る。また、ベースバンド処理部２２は、図４（ａ）−（ｃ）、図５（ａ）−（ｃ）のパケットフォーマットに対応したパケット信号を生成するために、ＣＤＤを実行する。さらに、ベースバンド処理部２２は、図６のパケットフォーマットに示したパケット信号への変形を実行するために、ステアリング行列の乗算を実行する。これらの処理の詳細は、後述する。

変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域信号２０２に対して、復調とデインタリーブを実行する。なお、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、インタリーブと変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域信号２０２としてベースバンド処理部２２に出力する。送信処理の際に、変調方式は、制御部３０によって指定されるものとする。

ＩＦ部２６は、受信処理として、複数の変復調部２４からの信号を合成し、ひとつのデータストリームを形成する。さらに、ひとつのデータストリームを復号する。ＩＦ部２６は、復号したデータストリームを出力する。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、ひとつのデータストリームを入力し、符号化した後に、これを分離する。さらに、ＩＦ部２６は、分離したデータを複数の変復調部２４に出力する。送信処理の際に、符号化率は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、符号化の一例は、たたみ込み符号化であり、復号の一例は、ビタビ復号であるとする。

制御部３０は、第１無線装置１０ａのタイミング等を制御する。制御部３０は、ＩＦ部２６、変復調部２４、ベースバンド処理部２２と協同しながら、図３、図４（ａ）−（ｃ）、図５（ａ）−（ｃ）、図６のようにパケット信号を生成し、生成したパケット信号を送信するための制御を実行する。ＩＦ部２６は、複数のデータを入力する。ここで、複数のデータとは、複数の端末装置のそれぞれに対して送信すべきデータである。また、ここでは、前述のごとく、所定の期間にわたって、複数のデータを連続的に送信する場合を想定する。複数のデータのそれぞれは、可変のデータレートにて送信されるべきであり、制御部３０は、複数のデータのそれぞれを送信する際のレート情報を予め受けつける。

なお、前述のごとく、レート情報には、変調方式に関する情報、符号化率に関する情報、系列数に関する情報が含まれており、これらの組合せによってデータレートが示されている。また、これらの最適値は、無線伝送路特性に応じて決定されるべきである。ここでは、基地局装置の制御部３０は、端末装置から、送信する際のデータレートの要求値をレート情報として予め受けつける。また、制御部３０は、受けつけたレート情報を図示しない記憶媒体に記憶する。なお、前述のごとく、端末装置が要求値を決定する方法として、公知の技術が使用されればよい。そのため、要求値を決定する方法についての説明は、省略する。また、レート情報として、標準的レート情報と付加的レート情報とが規定されている。

ここで、標準的レート情報とは、端末装置が対応すべき必須のレート情報であり、５ビットのデータとして構成される。図９は、制御部３０に記憶された標準的レート情報のデータ構造を示す。図９は、標準的レート情報欄１１０、変調方式欄１１２、符号化率欄１１４、系列数欄１１６を含む。標準的レート情報欄１１０には、標準的レート情報の値が示されており、「０００００」から「１１１１１」までの３２種類の値が示されている。変調方式欄１１２には、変調方式の種類が示されている。例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭが含まれている。符号化率欄１１４には、たたみ込み符号化の符号化率が示されている。系列数欄１１６には、系列の数が示されている。ここでは、「１」から「４」のいずれかの値が示されているものとする。図示のごとく、標準的レート情報欄１１０のいずれかの値が、特定の変調方式、特定の符号化率、特定の系列数に対応づけられている。例えば、「０００００」は、変調方式として「ＢＰＳＫ」、符号化率として「１／２」、系列数として「１」に対応づけられている。

また、付加的レート情報とは、対応した端末装置も存在すれば、対応しない端末装置も存在するようなレート情報である。図１０は、制御部３０に記憶された付加的レート情報のデータ構造を示す。図１０は、付加的レート情報欄１１８、情報内容欄１２０を含む。付加的レート情報欄１１８には、付加的レート情報の値が示されている。レート情報として、７ビットの値が規定されているので、１２８通りの値が規定されている。７ビットの値のうちの上位２ビットの値が「０」である場合に、下位５ビットの値は、前述の標準的レート情報として規定される。一方、レート情報から標準的レート情報を除外した残りの情報が、付加的レート情報として規定される。付加的レート情報には、標準的レート情報に含まれていない変調方式等、例えば、２５６ＱＡＭが含まれていてもよい。あるいは系列ごとに変調方式等が異なるような規定が付加的レート情報に含まれていてもよい。ここでは、これらの値を「Ａ」から「Ｚ」によって示している。実際には、「Ａ」から「Ｚ」の代わりに具体的な値が情報内容欄１２０に示されている。

図７に戻る。制御部３０は、レート情報とデータとを対応づける。なお、制御部３０は、図３のように「パケット信号１」から「パケット信号５」のいずれかに、ＩＦ部２６に入力された複数のデータを対応づける。ここでは、説明を簡易にするために、ひとつのパケット信号がひとつの端末装置に対して送信され、かつひとつのパケット信号にひとつのデータが割り当てられるものとする。なお、ひとつのデータとは、ひとつのパケット信号に含められるべきデータのまとまりを示す。また、制御部３０、変復調部２４、ベースバンド処理部２２によって形成される「パケット信号１」のフォーマットは、図４（ａ）−（ｃ）に示されており、データの前段において「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置されている。制御部３０は、「ＨＴ−ＳＩＧ」の中に、レート情報と長さ情報とを含める。

また、制御部３０は、「Ｌ−ＳＩＧ」の中に、図３のごとく連続的にパケット信号を送信する期間が示された情報を含ませる。ここでは、連続的にパケット信号を送信する期間が示された情報として、従来システムにおいて規定されたレート情報（以下、「従来用レート情報」という）、従来用長さ情報とが、「Ｌ−ＳＩＧ」に含まれる。図１１は、制御部３０に記憶された従来用レート情報のデータ構造を示す。図１１は、従来用レート情報欄１２２、変調方式欄１１２、符号化率欄１１４を含む。従来用レート情報欄１２２には、従来用レート情報の値が示されている。従来用レート情報として、４ビットの値が規定され、８通りの値が規定されている。制御部３０は、従来用レート情報と従来用長さ情報によって、端末装置に対して、連続的にパケット信号を送信する期間を通知する。前述のごとく、パケット信号の衝突確率を低減するために、制御部３０は、実際の期間よりも長くなるように、連続的にパケット信号を送信する期間を設定する。

一方、制御部３０、変復調部２４、ベースバンド処理部２２によって形成される「パケット信号２」から「パケット信号５」のフォーマットは、図５（ａ）−（ｃ）に示されており、データの前段において「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置されている。「ＨＴ−ＳＩＧ」の構成は、図４（ａ）−（ｃ）の場合と同様である。図７に戻る。

制御部３０は、図３のような複数のパケット信号に複数のデータを割り当てる際に以下の処理を実行する。データに対応したレート情報が標準的レート情報であれば、制御部３０は、複数のパケット信号のうちの前方のパケット信号に当該データを割り当てる。一方、データに対応したレート情報が付加的レート情報であれば、制御部３０は、複数のパケット信号のうちの後方のパケット信号に当該データを割り当てる。このような割当によって、変復調部２４、ベースバンド処理部２２、無線部２０は、標準的レート情報が含まれたパケット信号を送信した後に、付加的レート情報が含まれたパケット信号を送信する。

送信処理を停止する際の動作について、図３等を使用しながら説明する。ここで、図３の「パケット信号１」のパケットフォーマットは、図４（ｂ）であり、「パケット信号２」から「パケット信号５」のパケットフォーマットは、図５（ａ）−（ｃ）等である。「パケット信号１」のＬ−ＳＩＧには、従来用レート情報と従来用長さ情報とが含まれ、ＨＴ−ＳＩＧには、標準的レート情報と長さ情報とが含まれており、「パケット信号２」と「パケット信号３」のＨＴ−ＳＩＧにも、標準的レート情報と長さ情報とが含まれているものとする。一方、「パケット信号４」と「パケット信号５」のＨＴ−ＳＩＧには、付加的レート情報と長さ情報とが含まれているものとする。

付加的レート情報を理解できる端末装置は、各パケット信号のＨＴ−ＳＩＧに含まれた標準的レート情報あるいは付加的レート情報と、長さ情報とから、送信処理を停止するための期間、すなわち前述の送信期間を決定する。また、送信期間は、これらのレート情報にて示されたデータレートの値によって、長さ情報にて示されたデータの長さを除算することによって導出される。制御部３０は、ＨＴ−ＳＩＧに含まれた情報を使用しながら送信期間を決定するので、送信期間を正確に設定できる。さらに、当該端末装置は、送信期間において送信処理を停止する。

一方、付加的レート情報を理解できない端末装置は、「パケット信号１」から「パケット信号３」に含まれた標準的レート情報と長さ情報とから、送信期間を決定する。また、当該端末装置は、これらの送信期間にわたって送信処理を停止する。当該端末装置は、「パケット信号４」と「パケット信号５」に含まれた付加的レート情報を理解できないので、これらのパケット信号に対して、「パケット信号１」に含まれた従来用レート情報と従来用長さ情報とから、送信期間を決定する。また、当該端末装置は、送信期間にわたって送信処理を停止する。

受信処理を停止する際の動作について、図３等を使用しながら説明する。まず、端末装置が付加的レート情報を理解可能である場合を説明する。端末装置は、無線部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４によって、所定の期間にわたって、複数のパケット信号を受信する。制御部３０では、受信したパケット信号の宛先を確認し、自らが宛先となっているパケット信号に対して、受信処理の続行をベースバンド処理部２２等に指示する。なお、パケット信号の宛先は、ＭＡＣヘッダとして、データの中に含まれているものとする。

一方、制御部３０は、自らが宛先となっていないパケット信号に対して、受信処理の停止をベースバンド処理部２２等に指示する。その際、制御部３０は、ＨＴ−ＳＩＧの中から、長さ情報とレート情報とを抽出する。さらに、制御部３０は、長さ情報とレート情報から、送信期間を決定する。また、当該端末装置は、送信期間にわたって受信処理を停止する。

次に、端末装置が付加的レート情報を理解可能でない場合を説明する。なお、受信したパケット信号の宛先が自らである場合の処理は、前述の処理と同様であるので、説明を省略する。また、端末装置は複数のパケット信号を受信するが、前方のパケット信号には標準的レート情報が含まれているので、当該端末装置はレート情報を理解できる。そのため、端末装置は、前述と同様の処理によって送信期間を設定する。また、端末装置が宛先となるパケット信号は、複数のパケット信号のうちの前方の部分において到来するが、正確な送信期間が設定されているので、一旦処理を停止しても、端末装置が宛先となるパケット信号が到来すれば、端末装置は、当該パケット信号を通常通りに受信できる。

一方、複数のパケット信号のうちの後方の部分において、付加的レート情報を含んだパケット信号が到来する。端末装置は、レート情報を理解できないので、「Ｌ−ＳＩＧ」に含まれた従来用レート情報と従来用長さ情報とをもとに、送信期間を決定する。また、送信期間は、従来用レート情報にて示されたデータレートの値によって、従来用長さ情報にて示されたデータの長さを除算することによって導出される。このように決定された送信期間は正確でないが、複数のパケット信号のうちの後方の部分において、自らが宛先となるパケット信号は到来しないので、端末装置が受ける影響は小さい。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図１２は、ベースバンド処理部２２の構成を示す。ベースバンド処理部２２は、受信用処理部５０、送信用処理部５２を含む。受信用処理部５０は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、受信動作に対応する部分を実行する。すなわち、受信用処理部５０は、時間領域信号２００に対してアダプティブアレイ信号処理を実行しており、そのために時間領域信号２００のウエイトベクトルの導出を実行する。また、受信用処理部５０は、アレイ合成した結果を周波数領域信号２０２として出力する。なお、受信用処理部５０は、周波数領域信号２０２をもとに要求値を生成してもよい。要求値の生成については、前述のごとく公知の技術でよいので、説明を省略する。

送信用処理部５２は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、送信動作に対応する部分を実行する。すなわち、受信用処理部５０は、周波数領域信号２０２を変換することによって、時間領域信号２００を生成する。また、送信用処理部５２は、複数の系列を複数のアンテナ１２にそれぞれ対応づける。さらに、送信用処理部５２は、図４（ａ）−（ｃ）、図５（ａ）−（ｃ）に示されたようなＣＤＤを実行し、図６に示されたようなステアリング行列の演算を実行する。なお、送信用処理部５２は、最終的に時間領域信号２００を出力する。一方、送信用処理部５２は、図４（ａ）−（ｃ）、図５（ａ）−（ｃ）に示されたパケット信号を送信する際に、ビームフォーミングを実行してもよい。ビームフォーミングについては、前述のごとく公知の技術でよいので、説明を省略する。

図１３は、受信用処理部５０の構成を示す。受信用処理部５０は、ＦＦＴ部７４、ウエイトベクトル導出部７６、合成部８０と総称される第１合成部８０ａ、第２合成部８０ｂ、第３合成部８０ｃ、第４合成部８０ｄを含む。

ＦＦＴ部７４は、時間領域信号２００に対してＦＦＴを実行することによって、時間領域信号２００を周波数領域の値に変換する。ここで、周波数領域の値は、図８のように構成されているものとする。すなわち、ひとつの時間領域信号２００に対する周波数領域の値は、ひとつの信号線にて出力される。

ウエイトベクトル導出部７６は、周波数領域の値から、サブキャリア単位にウエイトベクトルを導出する。なお、ウエイトベクトルは、複数の系列のそれぞれに対応するように導出され、ひとつの系列に対するウエイトベクトルは、アンテナ１２の数に対応した要素をサブキャリア単位に有する。また、複数の系列のそれぞれに対応したウエイトベクトルの導出には、適応アルゴリズムが使用されてもよく、あるいは伝送路特性が使用されてもよいが、これらの処理には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。なお、ウエイトベクトル導出部７６は、ウエイトを導出する際に、前述のごとく、第１成分−第２成分＋第３成分−第４成分や第１成分＋第２成分等の演算を実行する。最終的に、前述のごとく、サブキャリア、アンテナ１２、系列のそれぞれを単位にして、ウエイトが導出される。

合成部８０は、ＦＦＴ部７４にて変換された周波数領域の値と、ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルとによって、合成を実行する。例えば、ひとつの乗算対象として、ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルのうち、ひとつのサブキャリアに対応したウエイトであって、かつ第１の系列に対応したウエイトが選択される。選択されたウエイトは、アンテナ１２のそれぞれに対応した値を有する。

また、別の乗算対象として、ＦＦＴ部７４にて変換された周波数領域の値のうち、ひとつのサブキャリアに対応した値が選択される。選択された値は、アンテナ１２のそれぞれに対応した値を有する。なお、選択されたウエイトと選択された値は、同一のサブキャリアに対応する。アンテナ１２のそれぞれに対応づけられながら、選択されたウエイトと選択された値が、それぞれ乗算され、乗算結果が加算されることによって、第１の系列のうちのひとつのサブキャリアに対応した値が導出される。第１合成部８０ａでは、以上の処理が他のサブキャリアに対しても実行され、第１の系列に対応したデータが導出される。また、第２合成部８０ｂから第４合成部８０ｄでは、同様の処理によって、第２の系列から第４の系列に対応したデータがそれぞれ導出される。導出された第１の系列から第４の系列は、第１周波数領域信号２０２ａから第４周波数領域信号２０２ｄとしてそれぞれ出力される。

図１４は、送信用処理部５２の構成を示す。送信用処理部５２は、分散部６６、ＩＦＦＴ部６８を含む。分散部６６は、周波数領域信号２０２とアンテナ１２とを対応づける。分散部６６は、図４（ａ）−（ｃ）、図５（ａ）−（ｃ）のパケットフォーマットに対応したパケット信号を生成するために、ＣＤＤを実行する。ＣＤＤは、行列Ｃとして、以下のように実行される。

ここで、δは、シフト量を示し、ｌは、サブキャリア番号を示している。さらに、行列Ｃと系列との乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。すなわち、分散部６６は、Ｌ−ＳＴＦ等内での循環的なタイミングシフトを系列単位に実行する。また、タイミングシフト量は、図４（ａ）−（ｃ）、図５（ａ）−（ｃ）のごとく設定される。

分散部６６は、図４（ｂ）−（ｃ）、図５（ｂ）−（ｃ）のごとく生成されたパケット信号に対して、ステアリング行列をそれぞれ乗算することによって、パケット信号の系列の数を複数の系列の数まで増加させる。ここで、分散部６６は、乗算を実行する前に、入力した信号の次数を複数の系列の数まで拡張する。図４（ｃ）の場合、第１の系列と第２の系列に配置された「ＨＴ−ＳＴＦ」等が入力されるので、入力した信号の数は、「２」であり、ここでは、「Ｎｉｎ」によって代表させる。

そのため、入力したデータは、「Ｎｉｎ×１」のベクトルによって示される。また、複数の系列の数は、「４」であり、ここでは、「Ｎｏｕｔ」によって代表させる。分散部６６は、入力したデータの次数をＮｉｎからＮｏｕｔに拡張させる。すなわち、「Ｎｉｎ×１」のベクトルを「Ｎｏｕｔ×１」のベクトルに拡張させる。その際、Ｎｉｎ＋１行目からＮｏｕｔ行目までの成分に「０」を挿入する。

また、ステアリング行列Ｓは、次のように示される。

ステアリング行列は、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。また、Ｗは、直交行列であり、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。直交行列の一例は、ウォルシュ行列である。ここで、ｌは、サブキャリア番号を示しており、ステアリング行列による乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。さらに、Ｃは、前述のごとく、ＣＤＤを示す。ここで、ＣＤＤにおけるタイミングシフト量は、複数の系列のそれぞれに対して異なるように規定されている。すなわち、第１の系列に対して「０ｎｓ」、第２の系列に対して「−５０ｎｓ」、第３の系列に対して「−１００ｎｓ」、第４の系列に対して「−１５０ｎｓ」のようにタイミングシフト量が規定される。ＩＦＦＴ部６８は、分散部６６からの信号に対してＩＦＦＴを実行し、時間領域信号２００として出力する。

以上の構成による無線装置１０の動作を説明する。第１無線装置１０ａのＩＦ部２６が複数のデータを受けつけると、制御部３０は、複数のデータのそれぞれに対応したレート情報を記憶媒体から取得する。制御部３０は、取得したレート情報が標準的レート情報であるデータに対して、複数のパケット信号のうちの前方のパケット信号を割り当てる。また、制御部３０は、取得したレート情報が付加的レート情報であるデータに対して、複数のパケット信号のうちの後方のパケット信号を割り当てる。変復調部２４、ベースバンド処理部２２、無線部２０は、複数のパケット信号を連続的に送信する。

第２無線装置１０ｂが付加的レート情報を理解できないものとして、第２無線装置１０ｂの動作を説明する。第２無線装置１０ｂの無線部２０等は、複数のパケット信号を連続的に受信する。パケット信号の宛先が自らである場合に、制御部３０は、ベースバンド処理部２２等に処理の続行を指示する。一方、パケット信号の宛先が自らでない場合に、ＨＴ−ＳＩＧに標準的レート情報が含まれていれば、制御部３０は、当該標準的レート情報をもとに送信期間を導出する。制御部３０は、導出した送信期間にわたる処理の停止をベースバンド処理部２２等に指示する。さらに、パケット信号の宛先が自らでない場合に、ＨＴ−ＳＩＧに付加的レート情報が含まれていれば、制御部３０は、Ｌ−ＳＩＧに含まれた従来用レート情報をもとに送信期間を導出する。制御部３０は、導出した送信期間にわたる処理の停止をベースバンド処理部２２等に指示する。

本発明の実施例によれば、標準的レート情報に対応したデータが含まれたパケット信号を連続的に先に送信するので、付加的レート情報に対応しない端末装置に対しても、当該端末装置へデータ信号が到来するタイミング近傍において、レート情報を通知できる。また、長さ情報とレート情報とを制御信号に含ませるので、端末装置に対して、データ信号が送信される期間を通知できる。また、付加的レート情報に対応しない端末装置であっても、当該端末装置へのデータ信号が到来するタイミング近傍において、連続して標準的レート情報を取得できるので、送信期間を正確に導出させることができる。また、送信期間を正確に導出させるので、端末装置における処理の停止を正確に実行させることができる。

また、端末装置における処理の停止を正確に実行させられるので、パケット信号の衝突確率を低減しつつ、高い伝送効率にてパケット信号を送信できる。また、先頭のパケット信号に、従来用長さ情報を含ませるので、端末装置が付加的レート情報を理解できない場合であっても、端末装置に所定の期間を通知できる。また、付加的レート情報に対応したデータが含まれたパケット信号を後方のタイミングにて連続的に送信するので、付加的レート情報に対応していない端末装置が、所定の期間を示すための情報をもとに処理を停止しても、処理に与える影響を小さくできる。また、付加的レート情報の内容が現タイミングにおいて規定されず、将来的に規定される場合であっても、付加的レート情報に対応しない端末装置に対しても、正確に送信期間を導出させることができる。

また、従来用レート情報と従来用長さ情報とが送信されるので、端末装置が付加的レート情報を理解できない場合であっても、所定の期間を通知できる。また、自らが宛先となるパケット信号が到来するタイミングの近傍において正確な送信期間を導出できるので、送信期間にわたって受信動作を停止する場合であっても、自らが宛先となるパケット信号の受信に失敗する確率を低減できる。また、自らが宛先でないパケット信号が到来している期間にわたって受信処理を停止するので、消費電力を低減できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、複数の系列の数が「４」である場合を説明した。しかしながらこれに限らず例えば、複数の系列の数は、「４」より小さくても構わないし、「４」より大きくても構わない。これにあわせて、前者の場合、アンテナ１２の数が「４」より少なくても構わないし、アンテナ１２の数が「４」より大きくても構わない。本変形例によれば、さまざまな系列の数に本発明を適用できる。

本発明の実施例において、制御部３０は、先頭のパケット信号に対して、図４（ａ）−（ｃ）に示されたパケットフォーマットを使用している。すなわち、先頭のパケット信号にＬ−ＳＩＧを配置させ、Ｌ−ＳＩＧに配置された従来用レート情報と従来用長さ情報をもとに、端末装置に送信期間を推定させている。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、送信すべき複数のパケット信号のうち、付加的レート情報がＨＴ−ＳＩＧに含まれたパケット信号に、Ｌ−ＳＩＧを付加してもよい。すなわち、付加的レート情報がＨＴ−ＳＩＧに含まれたパケット信号に対して、図４（ａ）−（ｃ）に示されたパケットフォーマットを使用してもよい。そのとき、Ｌ−ＳＩＧに含まれる従来用長さ情報は、連続的にパケット信号を送信する期間のうち、残りの期間に対応してもよい。本変形例によれば、従来用レート情報と従来用長さ情報とをもとにした送信期間の推定であっても、推定の精度を向上できる。つまり、付加的レート情報を理解できない端末装置にとって、理解できるような期間の情報が含まれていればよい。

本発明の実施例において、通信システム１００は、複数のパケット信号を連続的に送信している。しかしながらこれに限らず例えば、通信システム１００は、複数のデータ信号をひとつのパケット信号にまとめてから、当該パケット信号を送信してもよい。図１５は、通信システム１００におけるさらに別のパケットフォーマットを示す。図１５は、系列の数が「２」である場合に対応する。「データ１」と「データ２」は、ひとつ目のデータであり、その前段に配置された「ＨＴ−ＳＩＧ」は、当該データに関する制御信号である。「データ３」と「データ４」は、ふたつ目のデータであり、その直前に配置された「ＨＴ−ＳＩＧ」は、当該データに関する制御信号である。また、「データＮ」、「データＮ＋１」は、（Ｎ＋１）／２番目のデータであり、最後のデータである。本変形例によれば、複数のデータを送信する際の伝送効率を向上できる。つまり、複数のデータが連続的に送信されればよい。

本発明の実施例において、トレーニング信号における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号関係として、各成分が直交の関係を有している行列を示している。しかしながらこれに限らず例えば、各成分が直交の関係でなくても、加算や減算のような簡単な演算によって、各所望の成分を取り出すことができるような符号関係を有している行列であればよい。本変形によれば、トレーニング信号における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号として、さまざまな符号関係を使用できる。

本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。 本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図２の通信システムにおいて送信されるパケット信号の配置を示す図である。 図４（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムにおけるパケットフォーマットを示す図である。 図５（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムにおける別のパケットフォーマットを示す図である。 図２の通信システムにおいて最終的に送信されるパケット信号のパケットフォーマットを示す図である。 図２の第１無線装置の構成を示す図である。 図７における周波数領域の信号の構成を示す図である。 図７の制御部に記憶された標準的レート情報のデータ構造を示す図である。 図７の制御部に記憶された付加的レート情報のデータ構造を示す図である。 図７の制御部に記憶された従来用レート情報のデータ構造を示す図である。 図７のベースバンド処理部の構成を示す図である。 図１２の受信用処理部の構成を示す図である。 図１２の送信用処理部の構成を示す図である。 図２の通信システムにおけるさらに別のパケットフォーマットを示す図である。

符号の説明

１０ 無線装置、 １２ アンテナ、 １４ アンテナ、 ２０ 無線部、 ２２ ベースバンド処理部、 ２４ 変復調部、 ２６ ＩＦ部、 ３０ 制御部、 １００ 通信システム。

Claims (5)

1. 所定の期間にわたって、複数の端末装置に対して、複数のデータ信号のそれぞれを可変のデータ速度にて送信する基地局装置であって、
   複数のデータ信号を入力する入力部と、
   前記入力部において入力した複数のデータ信号のそれぞれを送信する際のデータ速度が示された速度情報を受けつける受付部と、
   前記受付部において受けつけた速度情報が含まれた制御信号と、前記入力部において入力したデータ信号とを１対１で対応づけながら、制御信号、データ信号の順に配置されたパケット信号を生成する生成部と、
   複数のパケット信号をそれぞれ送信する送信部とを備え、
   前記受付部において受けつけた速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、
   前記送信部は、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を送信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を送信し、
   前記生成部は、各パケット信号に含まれた制御信号に、対応したデータ信号の長さを示すための長さ情報も含ませるとともに、生成した複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号のみに、複数のデータ信号を送信すべき期間を示すための情報を制御信号の前段に含ませることを特徴とする基地局装置。
2. 所定の期間にわたって、複数のパケット信号を受信する受信部と、
   前記受信部において受信した複数のパケット信号のそれぞれは、制御信号、データ信号の順に配置されており、前記受信部において受信した複数のパケット信号のそれぞれに含まれたデータ信号のうち、自らが宛先となっているデータ信号を処理する処理部と、
   前記受信部において受信した複数のパケット信号のそれぞれに含まれたデータ信号のうち、自らが宛先となっていないデータ信号に対して、処理の停止を決定する決定部とを備え、
   前記受信部において受信した複数のパケット信号のそれぞれに含まれた制御信号には、データ速度が示された速度情報と、データ信号の長さが示された長さ情報とが含まれ、かつ速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、
   前記受信部は、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を受信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を受信し、
   前記受信部において受信した複数のパケット信号のうち、先頭のパケット信号のみに、複数のデータ信号が送信される期間を示すための情報が、制御信号の前段に含まれ、
   前記決定部は、制御信号から、必須用速度情報を抽出したときに、抽出した速度情報と長さ情報とをもとに決定した期間において、処理を停止するための期間を決定し、制御信号から、追加用速度情報を抽出したときに、先頭のパケット信号のみに含まれた複数のデータ信号を送信すべき期間を示すための情報をもとに、処理を停止するための期間を決定することを特徴とする端末装置。
3. 複数の端末装置と、
   前記複数の端末装置に対して、所定の期間にわたって、複数のデータ信号のそれぞれを可変のデータ速度にて送信する基地局装置とを備え、
   前記基地局装置は、
   複数のデータ信号を入力する入力部と、
   前記入力部において入力した複数のデータ信号のそれぞれを送信する際のデータ速度が示された速度情報を受けつける受付部と、
   前記受付部において受けつけた速度情報が含まれた制御信号と、前記入力部において入力したデータ信号とを１対１で対応づけながら、制御信号、データ信号の順に配置されたパケット信号を生成する生成部と、
   複数のパケット信号をそれぞれ送信する送信部とを備え、
   前記受付部において受けつけた速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、
   前記送信部は、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を送信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を送信し、
   前記生成部は、各パケット信号に含まれた制御信号に、対応したデータ信号の長さを示すための長さ情報も含ませるとともに、生成した複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号のみに、複数のデータ信号を送信すべき期間を示すための情報を制御信号の前段に含ませることを特徴とする通信システム。
4. 所定の期間にわたって、複数の端末装置に対して、複数のデータ信号のそれぞれを可変のデータ速度にて送信する送信方法であって、
   複数のデータ信号を入力するステップと、
   入力した複数のデータ信号のそれぞれを送信する際のデータ速度が示された速度情報を受けつけるステップと、
   受けつけた速度情報が含まれた制御信号と、入力したデータ信号とを１対１で対応づけながら、制御信号、データ信号の順に配置されたパケット信号を生成するステップと、
   複数のパケット信号をそれぞれ送信するステップとを備え、
   前記受けつけるステップにおいて受けつけた速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、
   前記送信するステップは、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を送信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を送信し、
   前記生成するステップは、各パケット信号に含まれた制御信号に、対応したデータ信号の長さを示すための長さ情報も含ませるとともに、生成した複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号のみに、複数のデータ信号を送信すべき期間を示すための情報を制御信号の前段に含ませることを特徴とする送信方法。
5. 所定の期間にわたって、複数のパケット信号を受信するステップと、
   受信した複数のパケット信号のそれぞれは、制御信号、データ信号の順に配置されており、受信した複数のパケット信号のそれぞれに含まれたデータ信号のうち、自らが宛先となっているデータ信号を処理するステップと、
   受信した複数のパケット信号のそれぞれに含まれたデータ信号のうち、自らが宛先となっていないデータ信号に対して、処理の停止を決定するステップとを備え、
   前記受信するステップにおいて受信した複数のパケット信号のそれぞれに含まれた制御信号には、データ速度が示された速度情報と、データ信号の長さが示された長さ情報とが含まれ、かつ速度情報には、必須のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための必須用速度情報、あるいは追加のデータ速度として規定されたデータ速度を示すための追加用速度情報が含まれており、
   前記受信するステップは、必須用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を受信した後に、追加用速度情報と対応づけられたデータ信号が含まれたパケット信号を受信し、
   前記受信するステップにおいて受信した複数のパケット信号のうち、先頭のパケット信号のみに、複数のデータ信号が送信される期間を示すための情報が、制御信号の前段に含まれ、
   前記決定するステップは、制御信号から、必須用速度情報を抽出したときに、抽出した速度情報と長さ情報とをもとに決定した期間において、処理を停止するための期間を決定し、制御信号から、追加用速度情報を抽出したときに、先頭のパケット信号のみに含まれた複数のデータ信号を送信すべき期間を示すための情報をもとに、処理を停止するための期間を決定することを特徴とする受信方法。

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