WO2006035704A1

WO2006035704A1 - マルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法

Info

Publication number: WO2006035704A1
Application number: PCT/JP2005/017617
Authority: WO
Inventors: Yasuaki Yuda; Tomohiro Imai; Kenichi Miyoshi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2006-04-06
Also published as: EP1783940A1; BRPI0516148A; RU2007111320A; JPWO2006035704A1; MX2007003469A; US20070263736A1; US8064503B2; CN101023612A; KR20070072862A; JP4597996B2

Abstract

　マルチキャリア信号に乗じる受信ウエイトの算出に要する演算処理量を抑制しつつ、このマルチキャリア信号の受信特性を向上させるマルチキャリア通信装置等を開示する。この装置では、サブキャリア送信ウエイト生成部（５１３）は、伝搬路情報生成部（５１１）から入力されてくるサブキャリア毎の伝搬路情報と、サブキャリアグループ受信ウエイト生成部（５１２）から入力されてくるサブキャリアグループ毎の受信ウエイトと、に基づいてサブキャリア毎の送信ウエイトを生成する。そして、サブキャリア送信ウエイト生成部（５１３）は、生成したサブキャリア毎の送信ウエイトを対応する乗算器（５２２）に入力する。

Description

明細書

マルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重)信号等のマルチキャリア信号を送受信する通信装置及びその方法に関する。背景技術

[0002] 現在、第 4世代移動体無線通信システムに関する研究開発が行われており、高速大容量データ伝送を実現する伝送方式が検討されて、る。その伝送方式の 1つに O FDM伝送方式がある。 OFDM伝送方式に関し、 OFDM信号をスマートアンテナ（ァダプティブアレーアンテナ）で受信する際に、サブキャリア毎のウェイトを算出するための演算処理量を削減する技術が知られている (例えば特許文献 1参照)。

[0003] 特許文献 1に記載の技術では、複数のサブキャリアをまとめてグループィ匕し、そのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに対して同一のウェイトを用いることにより、サブキャリア毎のウェイト生成を回避して、その演算処理量を削減する。

[0004] 図 1に、特許文献 1に記載の技術を用いた無線通信システムの概略を示す。図 1に示す無線通信システムでは、スマートアンテナを具備する送信装置と受信装置とが共に、 OFDM信号における隣接する複数のサブキャリアをまとめて 1つのグループを設定し、そのサブキャリァグループ毎にゥェィトWr' 0〜Wr，m—lを用ぃてOFDM 信号を重み付けして送受信する。

特許文献 1 :特開 2002— 198878号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、特許文献 1に記載の技術では、 1つのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに対して同一のウェイトを乗じて重み付けを行うため、サブキャリア間の伝搬路状況の相違や伝搬路状況の時間変動が大きくなるほど、マルチキャリア信号の受信特性が劣化してしまう問題がある。

[0006] 具体的には、図 2に示すように、受信装置において、グループ 1を構成する全サブキャリアに対して同一の受信ウェイトを乗じれば、各サブキャリアの受信レベルは概して高くなるものの、サブキャリア間の受信レベルや位相の差異は縮小しないため、特許文献 1に記載の技術では、サブキャリア間の伝搬路状況の相違によって生じるマルチキャリア信号の受信特性の劣化の問題を解消することはできない。

[0007] 本発明の目的は、マルチキャリア信号に乗じる受信ウェイトの算出に要する演算処理量を削減しつつ、このマルチキャリア信号の受信特性を向上させるマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明に係るマルチキャリア通信装置は、マルチキャリア信号送信側のマルチキヤリア通信装置であって、 1つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウェイトを乗じて重み付けを行う受信側通信装置に対してマルチキャリア信号を無線送信する通信装置であって、サブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成手段と、生成された送信ウェイトを対応するサブキャリアに乗じて重み付けを行う重み付け手段と、重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

[0009] また、本発明に係るマルチキャリア通信装置は、マルチキャリア信号受信側のマルチキャリア通信装置であって、サブキャリア毎に送信ウェイトを乗じて重み付けされたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号に対して複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎に 1つの受信ウェイトを乗じて重み付けを行う重み付け手段と、を具備する構成を採る。

[0010] また、本発明に係るマルチキャリア通信方法は、受信したマルチキャリア信号に基づいて前記マルチキャリア信号おけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成ステップと、生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づ、て複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎の受信ウェイトを生成する受信ゥェイト生成ステップと、生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウェイトと生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成ステップと、生成された送信ウェイトを対応するサブキャリアに乗じることによりマルチキャリア信号に重み付けを行う送信重み付けステップと、重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信ステップと、無線送信されたマルチキヤリア信号を受信する受信ステップと、受信されたマルチキャリア信号に対して 1つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウェイトを乗じて重み付けを行う受信重み付けステップと、を具備するようにした。

発明の効果

[0011] 本発明によれば、受信側マルチキャリア通信装置において 1つのサブキャリアダループにおける複数のサブキャリアの受信レベルと位相とが均一になるように、送信側マルチキャリア通信装置においてマルチキャリア信号に乗じる送信ウェイトがサブキャリア毎の伝搬路状況に応じてサブキャリア毎に適応的に調節されるため、受信側マルチキャリア通信装置における受信ウェイトの算出演算処理量を削減しつつマルチキャリア信号の受信特性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]従来の送信側マルチキャリア通信装置で使用されるウェイトと受信側マルチキャリア通信装置で使用されるウェイトとの関係を示す概念図

[図 2]従来のマルチキャリア通信装置によってマルチキャリア信号にウェイトを乗じた結果を説明する図

[図 3]実施の形態 1に係るマルチキャリア通信装置によってマルチキャリア信号に乗じられる送信ウェイトと受信ウェイトとの関係を示す概念図

[図 4]実施の形態 1における送信ウェイトによる重み付けの効果を説明する図

[図 5]実施の形態 1における移動体無線通信システムの構成を示す図

[図 6]実施の形態 1に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図

[図 7]実施の形態 1に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図

[図 8]実施の形態 1におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図

[図 9]実施の形態 1におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図

[図 10]実施の形態 2におけるサブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第一例を示す図

[図 11]実施の形態 2におけるサブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第二例を示す図

[図 12]実施の形態 2に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウェイト生成部の構成を示すブロック図

[図 13]実施の形態 2に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウェイト生成部の構成を示すブロック図

[図 14]実施の形態 2におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図 [図 15]実施の形態 2におけるマルチキャリア通信装置の動作を説明するフロー図 [図 16]実施の形態 3に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウェイト生成部の構成を示すブロック図

[図 17]実施の形態 3に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウェイト生成部の構成を示すブロック図

[図 18]実施の形態 4に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図 [図 19]実施の形態 4に係るマルチキャリア通信装置の主要な構成を示すブロック図発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、本発明の実施の形態について、図を適宜参照しつつ詳細に説明する。

[0014] (実施の形態 1)

図 3は、本発明の実施の形態 1に係るマルチキャリア通信装置によってマルチキヤリァ信号に乗じられる送信ウェイト Wt' x (xは任意の自然数）と受信ウェイト Wt"y(yは Xより小さい任意の自然数)との関係を示す概念図である。図 3に示すように、本実施の形態では、送信側マルチキャリア通信装置は送信ウェイトをサブキャリア毎に算出して対応するサブキャリアに乗じるのに対し、受信側マルチキャリア通信装置は 1つの受信ウェイトを 1つのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに乗じる。

[0015] また、送信側マルチキャリア通信装置は、図 4に示すように、受信側マルチキャリア通信装置におけるサブキャリア毎の受信状況即ちサブキャリア毎の伝搬路状況を勘案して、送信ウェイトを乗じられた後のマルチキャリア信号のサブキャリア毎の受信レベルと位相とが同一のサブキャリアグループにおいて均一になるように、サブキャリア毎に乗じる送信ウェイトを生成する。ここで、送信ウェイト及び受信ウェイトは、振幅と位相とを制御する係数であり、例えば複素数係数が用いられる。 [0016] また、本実施の形態では、図 3に示すように、送信側と受信側とのマルチキャリア通信装置が共に複数のアンテナを具備し、 MIMO (Multiple Input Multiple Output)伝送技術を用いて高速無線通信を行う。 MIMO伝送では、同じ時間、同じ周波数にお V、て、複数のアンテナ力も異なる信号を送信することで伝送容量を増大させる空間分割多重（SDM : Space Division Multiplexing)が行われる。

[0017] SDMを行う MIMO伝送において、送受信アンテナ間の伝搬路状況を送信側通信装置 (マルチキャリア通信装置ではな、）が把握して、る場合に、送信側と受信側との双方の通信装置において送信信号と受信信号とにウェイトを乗じて重み付けする技術が特開 2003— 258770号公報に記載されている。

[0018] この公報の技術では、重み付けに使用されるウェイトは、伝搬路状況の推定結果である伝搬路情報に基づいて、固有値分解や逆行列演算等の行列演算により生成される。このウェイトを生成するための行列演算では、行列の要素数に応じて、 2乗、 3 乗若しくはそれ以上のオーダーで演算処理量が増加する。従って、マルチキャリア通信に MIMO伝送技術を適用すれば、送受信アンテナ間においてマルチキャリア信号のサブキャリア毎に伝搬路状況が異なることから、少なくともサブキャリア数分の行列要素が存在することになるため、ウェイト生成に要する演算処理量が膨大になる。

[0019] また、 MIMO伝送技術は、高、伝送容量を実現できることから、例えばマルチキヤスト通信での利用が検討されており、図 5に示すように、基地局から移動局への下り回線に適用されると考えられる。

[0020] そこで、マルチキャリア通信に MIMO伝送技術を適用する場合には、概して演算処理能力の低い移動局でもマルチキャリア信号の受信処理を的確に行えるように、受信側マルチキャリア通信装置における演算処理量を削減する手段を講じる必要がある。

[0021] 本実施の形態では、以下の前提条件の下で、 MIMO伝送技術を適用したマルチキャリア通信が行われるものとする。 (1)送信側マルチキャリア通信装置が基地局であり、受信側マルチキャリア通信装置が移動局である。（2)マルチキャリア信号は OF DM信号である。 (3)送信側マルチキャリア通信装置と受信側マルチキャリア通信装置とは互いにサブキャリアグループを構成するサブキャリアを事前に把握している。 ( 4)サブキャリアグループを構成するサブキャリアは固定されており、 1つのサブキヤリァグループは周波数の隣接する所定数のサブキャリアで構成される。（5) MIMO伝送は、 TDD (Time Division Duplex:時間分割多重）方式で行われる。（6) OFDM信号におけるサブキャリアの総数を「N」、任意のサブキャリア番号を「n」、 OFDM信号におけるサブキャリアグループの総数を「M」、そして任意のサブキャリアグループ番号を「m」と表記する。

[0022] 図 6は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 400の主要な構成を示すプロック図である。マルチキャリア通信装置 400は、受信側マルチキャリア通信装置であつて、例えば携帯電話等の移動局に搭載されるものである。マルチキャリア通信装置 400は、 2つのアンテナ 401— 1、 401— 2、 2つの送受信部 402— 1、 402— 2、受信ウェイト生成部 410及び 2つの受信重み付け部 420— 1、 420— 2を具備する。なお、マルチキャリア通信装置 400における同一の機能を有する複数の構成要素には、同一の参照符号を付し、さらにその同一の参照符号を有する構成要素同士を区別するために、参照符号の後ろに枝番号を付す。以下では、同一の参照符号を有する複数の構成要素について、共通する機能や動作を説明する場合には、枝番号を省略することがある。

[0023] 受信ウェイト生成部 410は、伝搬路情報生成部 411及び M個のサブキャリアダループ受信ウェイト生成部 412— 1〜412— Mを具備する。受信重み付け部 420 - 1、

420— 2はそれぞれ、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform :FFT)部 421— 1、

421— 2、 N個の乗算器 422— 1— 1〜422— 1— N、 422— 2— 1〜422— 2— N (N >M)、 N個のカロ算器 423— 1— 1〜423— 1— N、 423— 2— 1〜423— 2— N及びノラレル Zシリアル (P/S)変換部 424 - 1, 424- 2を具備する。

[0024] 送受信部 402は、後述するマルチキャリア通信装置 500から下り回線で MIMO伝送される OFDM信号をアンテナ 401を介して受信し、その受信信号に周波数変換や増幅等の所定の受信処理を施した後に、その受信信号を FFT部 421及び伝搬路情報生成部 411にそれぞれ入力する。

[0025] 伝搬路情報生成部 411は、送受信部 402から入力されてくる受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいてサブキャリア毎にチャネル推定を行ってサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、生成したサブキャリア毎の伝搬路情報をサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412に入力する。

[0026] サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412は、伝搬路情報生成部 411から入力されてくるサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、担当するサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアを選択し、選択したサブキャリアのチャネル推定値に基づいて、そのサブキャリアグループにおける全サブキャリアに乗じる受信ウェイトを生成する。そして、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 41 2は、生成した受信ウェイトを、対応する乗算器 422に入力する。なお、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412が受信ウェイトを生成する態様については、後述する。

[0027] FFT部 421は、送受信部 402から入力されてくる受信信号をシリアル信号からパラレル信号に変換し、さらに高速フーリエ変換処理することにより、 OFDM信号をサブキャリア毎に分離した後、そのノラレル信号を乗算器 422に入力する。

[0028] 乗算器 422は、 FFT部 421から入力されてくるサブキャリア毎のパラレル信号に対して、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412から入力されてくる受信ウェイトを乗じる。そして、乗算器 422— 1は、受信ウェイトを乗じたパラレル信号を加算器 423 1に入力するとともに、この加算器 423— 1と同一のサブキャリアを取り扱う加算器 4 23— 2にも入力する。つまり、乗算器 422は、マルチキャリア通信装置 400における重み付け手段の主要な構成要素である。

[0029] 加算器 423— 1は、乗算器 422— 1から入力されてくる受信信号と、この乗算器 42 2—1と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器 422— 2から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果を PZS変換部 424— 1に入力する。同様に、加算器 42 3— 2は、乗算器 422— 2から入力されてくるパラレル信号と、この乗算器 422— 2と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器 422— 1から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果を PZS変換部 424— 2に入力する。

[0030] PZS変換部 424は、加算器 423から入力されてくる加算結果をパラレル信号からシリアル信号に変換することによって受信データを生成し、生成した受信データを図示しない制御部等に入力する。 [0031] 図 7は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 500の主要な構成を示すプロック図である。マルチキャリア通信装置 500は、送信側マルチキャリア通信装置であつて、例えば移動体無線通信システムにおける基地局に搭載されるものである。マルチキャリア通信装置 500は、 2つのアンテナ 501— 1、 501— 2、 2つの送受信部 502 1、 502— 2、送信ウェイト生成部 510及び 2つの送信重み付け部 520—1、 520— 2を具備する。なお、マルチキャリア通信装置 500における同一の機能を有する複数の構成要素には、同一の参照符号を付し、さらにその同一の機能を有する構成要素同士を区別するために、参照符号の後ろに枝番号を付す。

[0032] 送信ウェイト生成部 510は、伝搬路情報生成部 511、 M個のサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512— 1〜512— M及び N個のサブキャリア送信ウェイト生成部 513— 1〜513— Nを具備する。

[0033] 受信重み付け部 520— 1、 520— 2はそれぞれ、シリアル Zパラレル (SZP)変換部 521— 1、 521— 2、 N個の乗算器 522— 1— 1〜522— 1— N、 522— 2— 1〜52 2— 2— N、 N個のカロ算器 523— 1— 1〜523— 1— N、 523— 2— 1〜523— 2— N 及び逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform :IFFT)部 524— 1、 524 —2を具備する。

[0034] 送受信部 502は、マルチキャリア通信装置 400から上り回線で MIMO伝送された OFDM信号をアンテナ 501を介して受信し、その受信信号に周波数変換や増幅等の所定の受信処理を施した後に、その受信信号を伝搬路情報生成部 511に入力する。また、送受信部 502は、後述する IFFT部 524から入力されてくる送信信号 (OF DM信号）に所定の送信処理を施した後に、この OFDM信号をアンテナ 501を介して下り回線でマルチキャリア通信装置 400に MIMO伝送する。

[0035] 伝搬路情報生成部 511は、送受信部 502から入力されてくる受信信号からパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいてサブキャリア毎にチャネル推定を行うことによってサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、生成したサブキャリア毎の伝搬路情報をサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512とサブキャリア送信ウェイト生成部 513とにそれぞれ入力する。

[0036] サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412と同様に機能して、伝搬路情報生成部 511から入力されてくるサブキヤリア毎の伝搬路情報に基づいて、担当するサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアを選択し、選択したサブキャリアの伝搬路情報 (チヤネル推定値）に基づいて、そのサブキャリアグループの受信ウェイトを生成する。そして、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、生成した受信ウェイトを、サブキャリア送信ウェイト生成部 513に入力する。

[0037] サブキャリア送信ウェイト生成部 513は、伝搬路情報生成部 511から入力されてくるサブキャリア毎の伝搬路情報と、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512から入力されてくるサブキャリアグループ毎の受信ウェイトと、に基づいてサブキャリア毎の送信ウェイトを生成する。そして、サブキャリア送信ウェイト生成部 513は、生成したサブキャリア毎の送信ウェイトを対応する乗算器 522に入力する。なお、サブキヤリァ送信ウェイト生成部 513が送信ウェイトを生成する態様については、後述する。

[0038] SZP変換部 521は、図示しない制御部等力も入力されてくる送信データをシリアル信号からパラレル信号に変換することによってサブキャリア毎の信号に分離し、そのパラレル信号を乗算器 522に入力する。

[0039] 乗算器 522は、 SZP変換部 521から入力されてくるパラレル信号に対して、サブキャリア送信ウェイト生成部 513から入力されてくる送信ウェイトを乗じる。そして、乗算器 522— 1は、その送信ウェイトを乗じたパラレル信号を加算器 523 - 1に入力するとともに、この加算器 523— 1と同一のサブキャリアを取り扱う加算器 523— 2にも入力する。つまり、乗算器 522は、マルチキャリア通信装置 500における重み付け手段の主要な構成要素である。

[0040] 加算器 523— 1は、乗算器 522— 1から入力されてくるパラレル信号と、この乗算器 522— 1と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器 522— 2から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果を IFFT部 524— 1に入力する。同様に、加算器 52 3— 2は、乗算器 522— 2から入力されてくるパラレル信号と、この乗算器 522— 2と同一のサブキャリアを取り扱う乗算器 522— 1から入力されてくるパラレル信号とを加算して、その加算結果を IFFT部 524— 2に入力する。

[0041] IFFT部 524は、加算器 523から入力されてくる加算結果を逆高速フーリエ変換し、変換後の信号をパラレル信号カゝらシリアル信号に変換することによって OFDM信号を生成し、生成した OFDM信号を送受信部 502に入力する。

[0042] 次!、で、マルチキャリア通信装置 400の動作につ!、て図 8を用いて、またマルチキャリア通信装置 500の動作について図 9を用いて説明する。

[0043] 図 8において、ステップ ST610では、伝搬路情報生成部 411が、下り回線の受信信号からパイロット信号を抽出し、そのノィロット信号を用いてサブキャリア毎のチヤネル推定を行うことにより、下り回線のサブキャリア毎の伝搬路状況を示すサブキヤリァ毎の伝搬路情報を生成する。

[0044] 続いて、ステップ ST620では、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412が、ステツプ ST610で生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリアグループ毎の受信ウェイトを生成する。ここで、サブキャリアグループ mにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアの番号を Pとすると、受信ウェイト Wrx は、 ZeroF orcingウェイトとして、サブキャリア pの伝搬路情報 Hを用いて「式 1」で算出される。

P

[数 1]

Wrx_m = H /…(式 1) なお、式 1における添え字「 +」は、 Moore— Penrose—般化逆行列演算を示す。

[0045] 続!、て、ステップ ST630では、乗算器 422力ステップ ST620で生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウェイトを、そのサブキャリアグループにおける全サブキヤリァに乗じて、受信信号に重み付けを行う。

[0046] 続!、て、ステップ ST640では、カロ算器 423及び PZS変換部 424力ステップ ST6

30で重み付けされた受信信号を加算し、さらに FFT処理することにより、受信データを生成する。

[0047] 一方、図 9において、ステップ ST710では、伝搬路情報生成部 511が、上り回線の受信信号からパイロット信号を抽出し、そのパイロット信号に基づいてチャネル推定を行うことにより、上り回線の伝搬路状況を示すサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する。

[0048] 続いて、ステップ ST720では、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512が、ステツプ ST710で生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づ、て、ステップ ST6 20と同様にして例えば式 1を用いて、サブキャリアグループ毎の受信ウェイトを生成する。

[0049] ここで、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、マルチキャリア通信装置 4 00における OFDM信号の受信特性を向上させるために、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412の生成した受信ウェイトと同一の受信ウェイトを生成する必要がある力本実施の形態では、 OFDM信号が TDD方式で送受信されることから、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、上り回線におけるパイロット信号に基づいて生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報を、下り回線におけるパイロット信号に基づいて生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報として用いることができる。なぜなら、下り回線と上り回線とが使用するスロットは、その時間差が僅かであり、また周波数帯域が同じであるため、上り回線と下り回線とに可逆性が認められるからである。

[0050] 続いて、ステップ ST730では、サブキャリア送信ウェイト生成部 513が、ステップ ST 710で生成された上り回線におけるサブキャリア毎の伝搬路情報と、ステップ ST720 で生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウェイトと、に基づいて、サブキャリア毎の送信ウェイトを生成する。ここで、サブキャリアグループ mにおけるサブキャリア nの送信ウェイト Wtxは、式 1による受信ウェイト Wrx と、サブキャリア nの伝搬路情報 H

n m

と、を用いて「式 2」で算出される。

[数 2]

Wtx_n = {Wrx_m ' H_n )⁺ - {^ 2)

[0051] 続いて、ステップ ST740では、乗算器 522力ステップ ST730で生成されたサブキャリア毎の送信ウェイトを、対応するサブキャリア (パラレル信号）に乗じて、そのパラレル信号に重み付けを行う。

[0052] 続、て、ステップ ST750では、加算器 523及び IFFT部 524力ステップ ST740で重み付けされたパラレル信号を加算し、さらに IFFT処理することにより、送信信号 (O

FDM信号)を生成する。

[0053] このように、本実施の形態によれば、 OFDM信号を送信するマルチキャリア通信装置 500力その OFDM信号を受信するマルチキャリア通信装置 400におけるサブキャリア毎の伝搬路状況（下り回線の伝搬路状況)を把握して、その OFDM信号のサブキャリアグループにおける全サブキャリアの受信レベルと位相とが均一になるように、サブキャリア毎に乗じる送信ウェイトを調節することから、マルチキャリア通信装置 4 00における受信ウェイトの生成演算処理量を削減しつつ、この OFDM信号の受信特性を向上させることができる。

[0054] また、本実施の形態によれば、マルチキャリア通信装置 400における受信ウェイトの生成演算処理量が効果的に削減されるため、その回路規模を縮小し、かつ、その消費電力を削減することができる。特に、マルチキャリア通信装置 400は携帯電話等の移動局に搭載されるため、回路規模の縮小及び消費電力の削減により、その商品価値は著しく向上する。

[0055] また、本実施の形態によれば、マルチキャリア通信装置 500が、送信ウェイトの生成に必要な受信ウェイトをマルチキャリア通信装置 400から送信されるパイロット信号に基づいて独自に生成するため、マルチキャリア通信装置 400から受信ウェイトそのものをフィードバック回線等で送信してもらう必要がないことから、上り回線におけるデータ伝送速度を容易に高めることができる。

[0056] なお、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 400、 500について、以下のように変形したり応用したりしてもよ、。

[0057] 本実施の形態では、マルチキャリア通信装置 500が送信ウェイトの生成に必要な受信ウェイトを独自に生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えばマルチキャリア通信装置 400が生成した受信ウェイトをフィードバック回線等でマルチキャリア通信装置 500に通知するようにしてもょ、。このようにすれば、マルチキャリア通信装置 500からサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512を除去できるため、マルチキャリア通信装置 500の構成を簡素にできる。

[0058] また、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置 400がマルチキャリア通信装置 500からのノィロット信号に基づいて受信ウェイトを生成する場合について説明した力本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えばマルチキャリア通信装置 50 0が伝搬路情報生成部 511で生成したサブキャリア毎の伝搬路情報に送信ウェイトを乗じて、そのサブキャリア毎の伝搬路情報をマルチキャリア通信装置 400に MIM O伝送するようにしてもよい。このようにすれば、マルチキャリア通信装置 400は、マルチキャリア通信装置 500からパイロット信号が送信されなくても、伝搬路情報生成部 511の生成したサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて受信ウェイトを生成することができる。従って、このようにすれば、マルチキャリア通信装置 500からマルチキヤリァ通信装置 400へパイロット信号を送信しなくてもよくなるため、下り回線における伝送容量をさらに増大させることができる。

[0059] また、本実施の形態では、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512が受信ウェイトとして ZeroForcingウェイトを生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えばサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512が、 MMSE (最小 2乗誤差)ウェイトや固有ビーム伝送で用いる固有ベクトルを受信ウェイトとして生成するようにしてもょ、。

[0060] また、本実施の形態では、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512が、サブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアのチャネル推定値に基づいて受信ウェイトを生成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えばサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512が、サブキャリアグループにおける受信電力が最大のサブキャリアのチヤネル推定値に基づ、て受信ウェイトを生成するようにしてもょ、。このようにすれば、サブキャリア毎の伝搬路情報の検出精度を効果的に高めることができ、その結果、マルチキャリア通信装置 400における OFDM信号の受信特性を効果的に改善することができる。さらに、この応用例において、サブキャリアグループにおける受信電力が最大のサブキャリアの代わりに、信号対干渉電力比（SIR: Signa卜 to- Interference po wer Ratio)や信号対雑音電力比（SNR : SignaH:o-Noise Ratio)が最大のサブキヤリァのチャネル推定値を用いるようにしてもよ、。

[0061] さらに、例えばサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアダループ受信ウェイト生成部 512が、サブキャリアグループにおける全サブキャリアのチヤネル推定値の平均値に基づ、てサブキャリア毎の受信ウェイトを生成するようにしてもよい。このようにすれば、サブキャリアグループにおいてサブキャリア毎のチャネル推定値に偏りがある場合でも、マルチキャリア通信装置 400における OFDM信号の受信特性を安定させることができる。

[0062] さらに、この応用例において、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、サブキャリアグループにおける全サブキャリアのチャネル推定値の平均値の代わりに、サブキャリアグループにおける最高周波数のサブキャリアと最低周波数のサブキャリアとのチャネル推定値の平均値を用いるようにしてもよい。このようにすれば、サブキャリアグループの両端にあるサブキヤリアの伝搬路状況の変動は確率的に均一であることに鑑みて、マルチキャリア通信装置 400における OFDM信号の受信特性を安定させることができると考えられる。

[0063] さらに、この応用例において、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、サブキャリアグループにおける全サブキャリアのチャネル推定値の平均値の代わりに、サブキャリアグループにおける所定間隔のサブキャリアのチャネル推定値の平均値を用いるようにしてもょ、。このようにすれば、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412又はサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、サブキャリアグループ毎の受信ウェイトの生成に要する演算処理量を効果的に削減することができる。

[0064] また、本実施の形態では、送受信ウェイトとして複素数係数を用いる場合にっヽて説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えば、振幅情報もしくは位相情報だけを表した実数係数であってもよい。このようにすれば、サブキャリアグループ内の変動力振幅変動もしくは位相変動のどちらかの変動がより支配的である場合に、その支配的な変動に対してだけ送信ウェイトを生成して、送信側で生成した送信ウェイトを乗算することにより、同様の効果を得ることができる。

[0065] また、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置 400とマルチキャリア通信装置 5 00とが TDD方式で OFDM信号を MIMO伝送する場合につ!、て説明した力本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えばマルチキャリア通信装置 400とマルチキャリア通信装置 500とが FDD (Frequency Division Duplex:周波数分割多重）方式で OFDM信号を MIMO伝送するようにしてもよい。なお、 FDD方式で OFDM信号が MIMO伝送される場合には、上り回線と下り回線とで使用される周波数帯域が異なるため、上り回線と下り回線とに可逆性がなくなることから、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512は、伝搬路情報生成部 511の生成したサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて受信ウェイトを生成することができなくなる。そこで、 FDD方式で OFDM信号が MIMO伝送される場合には、マルチキャリア通信装置 400力サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412で生成した受信ウェイトをフィードバック回線等を用いてマルチキャリア通信装置 500に送信する必要がある。

[0066] また、フィードバック回線において十分な伝送容量が確保できる場合には、フィードノック回線を用いてマルチキャリア通信装置 500に送信する情報として、伝搬路情報生成部 411の生成したサブキャリア毎の伝搬路情報を送信してもよい。

[0067] また、本実施の形態では、 OFDM信号を送信するマルチキャリア通信装置 500が基地局であり、その OFDM信号を受信するマルチキャリア通信装置 400が移動局である場合について説明した力本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えば OFDM信号を送信するマルチキャリア通信装置 500が移動局であり、その OFDM 信号を受信するマルチキャリア通信装置 400が基地局であってもよい。

[0068] (実施の形態 2)

本発明に係る実施の形態 2では、実施の形態 1において、サブキャリア間の伝搬路状況の相関を算出し、その相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する。即ち、実施の形態 1では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアが予め固定されている場合について説明した力本実施の形態では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアがサブキャリア間の相関値に応じて適応的に変化する。つまり、実施の形態 1では、 1つのサブキャリアグループの帯域内において伝搬路状況が大きく時間変動する場合には、サブキャリアが固定されているため、そのグループを構成するサブキャリアに対して実際の伝搬路状況を反映していない送信ウェイトが乗じられてしまうおそれがある。

[0069] そこで、本実施の形態では、サブキャリア間の相関を算出し、その相関値が高いサブキャリア同士をグループ化することにより、サブキャリアグループにおいて伝搬路状況が大きく時間変動した場合でも、受信側マルチキャリア通信装置における OFDM 信号の受信特性の劣化を抑制する。

[0070] 図 10に、サブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第一例を示す。図 10では、任意のサブキャリアを基準サブキャリアに定め、この基準サブキャリアと他のサブキャリアとの相関値を算出する。なお、サブキャリア間の相関値の算出方法については後述する。そして、図 10に示す第一例では、算出した相関値を既定の閾値例えば 0. 7と比較し、相関値が 0. 7以上のサブキャリアをまとめてサブキャリアグループ 1と決定する。従って、図 10に示す第一例では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアの数は、サブキャリア間の相関値の分布態様に応じて即ちサブキャリア毎の伝搬路状況に応じて変動することになる。

[0071] 図 11に、サブキャリア間の相関値に基づいてサブキャリアグループを決定する第二例を示す。図 11に示す第二例では、所定の帯域幅に存在するサブキャリア間の相関値を全て算出し、算出したサブキャリア間の相関値を行列化して、その行列に基づいてサブキャリア間の相関値が高い帯域を検出した後に、そのサブキャリア間の相関値が高い帯域におけるサブキャリアをまとめてグループィ匕する。また、図 11に示す第二例では、このグループ化に際して、サブキャリアグループの総数を予め定めておき、 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリアの数を変化させる。

[0072] 図 12は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウェイト生成部 1010の構成を示すブロック図である。送信ウェイト生成部 1010は、マルチキヤリア通信装置 500において、送信ウェイト生成部 510の代わりに具備される構成要素である。また、送信ウェイト生成部 1010は、送信ウェイト生成部 510にサブキャリア間相関演算部 1011及びサブキャリアグループ決定部 1012をさらに具備するものである。従って、送信ウェイト生成部 1010は送信ウェイト生成部 510の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。

[0073] サブキャリア間相関演算部 1011は、送受信部 502から入力されてくる上り回線のパイロット信号に基づいて、 OFDM信号における全サブキャリアについてチャネル推定を行い、そのチャネル推定値を用いてサブキャリア間の相関値を算出する。そして、サブキャリア間相関演算部 1011は、算出したサブキャリア間の相関値をサブキヤリァグループ決定部 1012に入力する。

[0074] サブキャリアグループ決定部 1012は、サブキャリア間相関演算部 1011から入力されてくるサブキャリア間の相関値に基づ、て、図 10に示す第一例又は図 11に示す第二例のようにして、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部 1012は、決定したサブキャリアグループについての情報をサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512に通知する。

[0075] 図 13は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウェイト生成部 1110の構成を示すブロック図である。受信ウェイト生成部 1110は、マルチキヤリア通信装置 400において、受信ウェイト生成部 410の代わりに具備される構成要素である。また、受信ウェイト生成部 1110は、受信ウェイト生成部 410にサブキャリア間相関演算部 1111及びサブキャリアグループ決定部 1112をさらに具備するものである。従って、受信ウェイト生成部 1110は受信ウェイト生成部 410の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。

[0076] サブキャリア間相関演算部 1111は、送受信部 402から入力されてくる下り回線のパイロット信号に基づいて、 OFDM信号における全サブキャリアについてチャネル推定を行い、そのチャネル推定値を用いてサブキャリア間の相関値を算出する。そして、サブキャリア間相関演算部 1111は、算出したサブキャリア間の相関値をサブキヤリァグループ決定部 1112に入力する。

[0077] サブキャリアグループ決定部 1112は、サブキャリア間相関演算部 1111から入力されてくるサブキャリア間の相関値に基づ、て、図 10に示す第一例又は図 11に示す第二例のようにして、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部 1112は、決定したサブキャリアグループにつ、ての情報をサブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412に通知する。

[0078] 次いで、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 400の動作について図 14を用いて、また本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 500の動作について図 15 を用いて説明する。 [0079] 図 14に示すフローでは、図 8におけるステップ ST610とステップ ST620との間に、サブキャリアグループの決定にっ、てのステップ ST1213、ステップ ST1215及びステツプ ST1217が実行される。以下では、重複を避けるため、このサブキャリアグループの決定に関するステップについてのみ説明する。

[0080] 図 14において、ステップ ST1213では、受信ウェイト生成部 1110力下り回線におけるパイロット信号に基づいて、マルチキャリア通信装置 400が独自にサブキャリアグループを決定する方式か、或、はマルチキャリア通信装置 500の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式力、を判定する。そして、ステップ ST1213において、サブキャリア間相関演算部 1111が、マルチキャリア通信装置 400が独自にサブキャリアグループを決定する方式であると判定した場合には、ステップ ST1213 に続、てステップ ST1215が実行され、一方でサブキャリア間相関演算部 1111が、マルチキャリア通信装置 500の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式であると判定した場合には、ステップ ST1213に続、てステップ ST1217が実行される。

[0081] 続いて、ステップ ST1215では、サブキャリア間相関演算部 1111が、ステップ ST6 10で生成された下り回線のサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア間の相関値を算出する。ここで、サブキャリア nにおける、第 jアンテナにおける伝搬路情報を h と表記すると、サブキャリア nとサブキャリア（n+ 1)との間の相関値

] (n) j i， n+ は、以下の「式 3」で算出される。

[数 3]

…(式 3)

ここで、式 3における伝搬路情報 hの添え字「H」は、共役転置行列を示している。そして、サブキャリア間相関演算部 1111が、他のアンテナについても同様にして算出したサブキャリア間の相関値について、例えば平均化することにより、サブキ

j (n, n+1)

ャリア間の相関値 p を算出する。そして、ステップ ST1215では、サブキャリアグループ決定部 1112が、サブキャリア間相関演算部 1111によって算出されたサブキャリア間の相関値に基づ!、てサブキャリアグループを決定する。

(n, n+ 1)

[0083] 一方で、ステップ ST1217では、サブキャリア間相関演算部 1111が、フィードバック回線等で送信されてくるマルチキャリア通信装置 500で決定されたサブキャリアグループにつヽての情報を取得し、取得したサブキャリアグループ情報をサブキャリアグループ決定部 1112を介して、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 412に通知する。

[0084] 図 15に示すフローでは、図 9におけるステップ ST710とステップ ST720との間に、サブキャリアグループの決定にっ、てのステップ ST1313、ステップ ST1315及びステツプ ST1317が実行される。以下では、重複を避けるため、このサブキャリアグループの決定に関するステップについてのみ説明する。

[0085] 図 15において、ステップ ST1313では、サブキャリア間相関演算部 1011が、上り回線におけるパイロット信号に基づいて、マルチキャリア通信装置 500が独自にサブキャリアグループを決定する方式力、或、はマルチキャリア通信装置 400の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式力、を判定する。そして、ステップ ST1 313において、サブキャリア間相関演算部 1011が、マルチキャリア通信装置 400が独自にサブキャリアグループを決定する方式であると判定した場合には、ステップ ST 1313に続ぃてステップ3丁1315が実行され、一方で、サブキャリア間相関演算部 10 11力マルチキャリア通信装置 400の決定したサブキャリアグループを知得して使用する方式であると判定した場合には、ステップ ST1313に続、てステップ ST1317が実行される。

[0086] 続いて、ステップ ST1315では、サブキャリア間相関演算部 1011が、ステップ ST7 10で生成された上り回線のサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、ステップ ST12 15と同様にして、サブキャリア間の相関値 p を算出する。そして、ステップ ST1

(n, n+ 1)

315では、サブキャリアグループ決定部 1012が、サブキャリア間相関演算部 1011によって算出されたサブキャリア間の相関値 p に基づいてサブキャリアグループ

(n, n+ 1)

を決定する。

[0087] 一方で、ステップ ST1317では、サブキャリア間相関演算部 1011が、フィードバック回線等で送信されてくるマルチキャリア通信装置 400で決定されたサブキャリアグループにつヽての情報を取得し、取得したサブキャリアグループ情報をサブキャリアグループ決定部 1012を介して、サブキャリアグループ受信ウェイト生成部 512に通知する。

[0088] このように、本実施の形態によれば、サブキャリアグループを構成するサブキャリア力サブキャリア毎のチャネル推定値に基づいて算出されるサブキャリア間の相関値に応じて適応的に決定されるため、サブキャリア間の相関値が高いサブキャリア同士をグループ化することができ、その結果、サブキャリア毎の伝搬路状況の時間変動が大き、場合でも、マルチキャリア通信装置 400における OFDM信号の受信特性を効果的に改善することができる。

[0089] なお、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 400、 500について、以下のように変形したり応用したりしてもよ、。

[0090] 本実施の形態では、サブキャリアグループを構成するサブキャリアがサブキャリア間の相関値に応じて適応的に決定される場合について説明した力本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えば 1つのサブキャリアグループを構成するサブキヤリァ数を予め決定しておき、サブキャリア間の相関値に応じてサブキャリアグループの総数を適応的に変化させるようにしてもよい。ここで、 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を予め決定する方法としては、例えば周波数選択性フェージング環境を想定し、その想定した環境において相関の高いサブキャリア数を予測して決定する方法が挙げられる。

[0091] また、この 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数は、単一アンテナから OFDM信号を送信する場合と、複数アンテナから OFDM信号を送信する場合とで異なる数としてもよい。具体的には、単一アンテナ力送信する場合のサブキヤリァ数に対して、複数アンテナ力送信する場合のサブキャリア数を少なくすることである。これは、複数アンテナから送信する場合では、各アンテナから送信する信号が、それぞれ独立に周波数選択性フェージングを受け、受信側ではそれらの組み合わせになるので、単一の周波数選択性フェージングに対して相関の高いサブキャリア数が少なくなるからである。 [0092] また、本実施の形態では、隣接する複数のサブキャリアにおいて、サブキャリア間の相関値が高いサブキャリア同士をグループィ匕する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなぐ例えば隣接しないサブキャリア間の相関値も算出し、算出したサブキャリア間の相関値が高い又は低いサブキャリア同士力も順に所定数ずつグループ化するようにしてもょヽ。

[0093] (実施の形態 3)

本発明に係る実施の形態 3では、実施の形態 2において、受信した OFDM信号について遅延分散を算出し、算出した遅延分散に基づいてサブキャリアグループを決定する。

[0094] 図 16は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される受信ウェイト生成部 1410の構成を示すブロック図である。受信ウェイト生成部 1410は、マルチキヤリア通信装置 400において、受信ウェイト生成部 410の代わりに具備される構成要素である。また、受信ウェイト生成部 1410は、受信ウェイト生成部 410に遅延分散判定部 1411及びサブキャリアグループ決定部 1412をさらに具備するものである。従って、受信ウェイト生成部 1410は受信ウェイト生成部 410の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。

[0095] 遅延分散判定部 1411は、送受信部 402から入力されてくる下り回線のパイロット信号に基づ、て、サブキャリア毎の伝搬路情報として例えば遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルに基づいて遅延分散を算出する。そして、遅延分散判定部 1411は、算出した遅延分散をサブキャリアグループ決定部 1412に入力する。

[0096] サブキャリアグループ決定部 1412は、遅延分散判定部 1411から入力されてくる遅延分散に基づいて、サブキャリアグループを決定する。ここで、遅延分散が大きい場合には、遅延波による周波数選択性フェージングの影響により、 OFDM信号の帯域内で伝搬路状況が大きく変動していることから、サブキャリア間の相関値が高いサブキャリアの数は概して少な、。

[0097] 一方で、遅延分散が小さい場合には、遅延波による周波数選択性フェージングの影響が比較的小さいため、 OFDM信号の帯域内で伝搬路状況の変動も比較的小さ、ことから、サブキャリア間の相関値の高、サブキャリアの数は概して多!、。

[0098] そこで、サブキャリアグループ決定部 1412は、遅延分散判定部 1411から入力されてくる遅延分散が大きい場合には、グループ化するサブキャリア数を少なくし、一方でその遅延分散が小さ、場合には、グループィ匕するサブキャリア数を多くするようにして、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部 1412 は、決定したサブキャリアグループにつ、ての情報をサブキャリアグループ受信ゥェイト生成部 412に通知する。

[0099] 図 17は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置に具備される送信ウェイト生成部 1510の構成を示すブロック図である。送信ウェイト生成部 1510は、マルチキヤリア通信装置 500において、送信ウェイト生成部 510の代わりに具備される構成要素である。また、送信ウェイト生成部 1510は、送信ウェイト生成部 510に遅延分散判定部 1511及びサブキャリアグループ決定部 1512をさらに具備するものである。従って、送信ウェイト生成部 1510は送信ウェイト生成部 510の具備する構成要素を全て具備することから、本実施の形態では、重複を避けるため、このような同一の構成要素についての説明を省略する。

[0100] 遅延分散判定部 1511は、送受信部 502から入力されてくる上り回線のパイロット信号に基づ、て、サブキャリア毎の伝搬路情報として例えば遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルに基づいて遅延分散を算出する。そして、遅延分散判定部 1511は、算出した遅延分散をサブキャリアグループ決定部 1512に入力する。

[0101] サブキャリアグループ決定部 1512は、遅延分散判定部 1511から入力されてくる遅延分散に基づいて、サブキャリアグループを決定する。そして、サブキャリアグループ決定部 1512は、決定したサブキャリアグループについての情報をサブキャリアダループ受信ウェイト生成部 512に通知する。

[0102] このように、本実施の形態によれば、受信ウェイト生成部 1410又は送信ウェイト生成部 1510が、下り回線又は上り回線についての遅延分散を算出し、算出した遅延分散に応じてサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を調節するため、周波数選択性フェージングの状況に適応的に対応することができる。

[0103] なお、本実施の形態では、受信ウェイト生成部 1410と送信ウェイト生成部 1510とがそれぞれ遅延分散判定部を備えているが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、受信ウェイト生成部 1410もしくは送信ウェイト生成部 1510のどちらかにおける遅延分散判定部により遅延分散を算出して、この算出した遅延分散をフィードバック回線を用いて他方に伝送してもよい。これにより、送受信双方において遅延分散を算出しなくても、遅延分散に応じたサブキャリア数を調整することができる。

[0104] なお、遅延分散判定部における遅延分散の算出方法としては、複数の遅延プロフアイルを用いて算出する方法や特定の遅延プロファイルを用いて算出する方法がある。例えば、複数の遅延プロファイルを用いて算出する方法として、複数の遅延プロファイル力それぞれの遅延分散を算出して、それらの遅延分散の平均値を算出することで遅延分散判定部における算出結果とすることができる。この場合、アンテナ毎にばらつきがある周波数選択性フェージングの中で、それぞれのフェージングの状況に対して平均的に対応することができる。この他に、複数の遅延分散の中央値や分散なども用いることができる。また、特定の遅延プロファイルを用いて算出する方法として、複数の遅延プロファイル力それぞれの遅延分散を算出して、その中の最大値を検出することで遅延分散判定部における算出結果とすることができる。この場合、アンテナ毎にばらつきのある周波数選択性フェージングの中から、フェージングの状況が最も悪いものを基準とすることで、最適に対応できる。

[0105] (実施の形態 4)

本発明に係る実施の形態 4では、実施の形態 1において、マルチキャリア通信装置 400とマルチキャリア通信装置 500とがそれぞれ、 1つのアンテナを具備して、 OFD M信号を送受信する。即ち、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置 400とマルチキャリア通信装置 500とが、 MIMO伝送を行わな、場合にっ、て説明する。

[0106] 図 18は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 1600の主要な構成を示すブロック図である。マルチキャリア通信装置 1600は、マルチキャリア通信装置 400からアンテナ 401を 1つ削減したものであり、さらにアンテナ 401の削減に伴い、送受信部 402と受信重み付け部 1620とを 1つずつ削減したものである。また、受信重み付け部 1620は、このアンテナ 401の削減に伴って機能上不要となる受信重み付け部 4 20における加算器 423を除去したものである。従って、マルチキャリア通信装置 160 0における構成要素は全て、マルチキャリア通信装置 400における構成要素と同一であるから、本実施の形態では、重複を避けるため、マルチキャリア通信装置 1600 における構成要素についての説明を省略する。

[0107] 図 19は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置 1700の主要な構成を示すブロック図である。マルチキャリア通信装置 1700は、マルチキャリア通信装置 500からアンテナ 501を 1つ削減したものであり、さらにアンテナ 501の削減に伴い、送受信部 502と送信重み付け部 1720とを 1つずつ削減したものである。また、送信重み付け部 1720は、このアンテナ 501の削減に伴って機能上不要となる送信重み付け部 5 20における加算器 523を除去したものである。従って、マルチキャリア通信装置 170 0における構成要素は全て、マルチキャリア通信装置 500における構成要素と同一であるから、本実施の形態では、重複を避けるため、マルチキャリア通信装置 1700 における構成要素についての説明を省略する。

[0108] なお、本実施の形態では、マルチキャリア通信装置 1700は、送信ウェイト Wtxを以下の「式 4」で算出することができる。

画

Wtx_n = …(式 4)

[0109] このように、本実施の形態によれば、 OFDM信号を ΜΙΜΟ伝送しない場合でも、実施の形態 1〜実施の形態 3と同様の効果を奏することができる。

[0110] なお、本実施の形態では、送受信装置双方で 1つのアンテナによって OFDM信号を送受信する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなぐ送受信装置のどちらか一方で複数アンテナを用いて OFDM信号を送受信する場合、つまり送信ダイバーシチもしくは受信ダイバーシチの場合であってもよい。また、この場合、サブキャリアグループ毎に送信ダイバーシチもしくは受信ダイバーシチを行うことで、本実施の形態の効果をダイバーシチ適用時に得ることができる。

[0111] なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように 1チップィ匕されても良い。

[0112] ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ゥノレ卜ラ LSIと呼称されることちある。

[0113] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Program mable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブノレ ·プロセッサーを利用しても良、。

[0114] さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積ィ匕を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

[0115] 本明細書は、 2004年 9月 28日出願の特願 2004— 282671に基づくものである。

この内容は全てここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0116] 本発明に係るマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信方法は、マルチキヤリア信号に乗じる受信ウェイトの算出に要する演算処理量を削減しつつ、このマルチキャリア信号の受信特性を向上させると、う効果を有し、 OFDM信号を MIMO伝送する移動体高速無線通信システム等に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] マルチキャリア信号送信側のマルチキャリア通信装置であって、

1つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウェイトを乗じて重み付けを行う受信側通信装置に対してマルチキャリア信号を無線送信する通信装置であって、

サブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成手段と、

生成された送信ウェイトを対応するサブキャリアに乗じて重み付けを行う重み付け手段と、

重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信手段と、を具備するマルチキャリア通信装置。

[2] 前記サブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリア間の相関値を算出し、算出された相関値に応じて 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を決定するサブキャリアグループ決定手段をさらに具備する請求項 1記載のマルチキヤリァ通信装置。

[3] 前記サブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて遅延分散を算出し、算出された遅延分散に応じて 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を決定するサブキャリアグループ決定手段をさらに具備する請求項 1記載のマルチキャリア通信装置

[4] 前記送信ウェイト生成手段は、

1つのサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成手段をさらに具備し、

生成された前記受信ウェイトとサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキヤリァ毎の送信ウェイトを生成する、請求項 1記載のマルチキャリア通信装置。

[5] 前記送信ウェイト生成手段は、

1つのサブキャリアグループにおけるサブキャリアの伝搬路情報の平均値に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成手段をさらに具備し、

[6] 前記送信ウェイト生成手段は、

1つのサブキャリアグループにおける受信電力が最大のサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成手段をさらに具備し、

[7] 前記送信ウェイト生成手段は、

1つのサブキャリアグループにおける信号対干渉電力比又は信号対雑音電力比が最大のサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループの前記受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成手段をさらに具備し、

[8] 前記送信手段は、

複数のアンテナをさらに具備し、

前記複数のアンテナ力 MIMO伝送技術を用いて重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する、請求項 1記載のマルチキャリア通信装置。

[9] マルチキャリア信号受信側のマルチキャリア通信装置であって、

サブキャリア毎に送信ウェイトを乗じて重み付けされたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、

受信されたマルチキャリア信号に対して複数のサブキャリアで構成されるサブキヤリァグループ毎に 1つの受信ウェイトを乗じて重み付けを行う重み付け手段と、を具備するマルチキャリア通信装置。

[10] 前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成手段をさらに具備する請求項 9記載のマルチキャリア通信装置。

[11] 前記受信ウェイト生成手段は、

前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成手段と、

生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいてサブキャリア間の相関値を算出し、算出された相関値に応じて 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を決定するサブキャリアグループ決定手段と、を具備し、

生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア数を決定されたサブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトを生成する、を具備する請求項 10記載のマルチキャリア通信装置。

[12] 前記受信ウェイト生成手段は、

生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて遅延分散を算出し、算出された遅延分散に応じて 1つのサブキャリアグループを構成するサブキャリア数を決定するサブキャリアグループ決定手段と、を具備し、

[13] 前記受信ウェイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、 1つのサブキャリアグループにおける中央の周波数に最も近似するサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトを生成する、請求項 10記載のマルチキャリア通信装置。

[14] 前記受信ウェイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、 1つのサブキャリアグループにおける生成されたサブキャリアの伝搬路情報の平均値に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトを生成する、請求項 10記載のマルチキャリア通信装置

[15] 前記受信ウェイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、 1つのサブキャリアグループにおいて受信電力が最大で生成されたサブキャリアの伝搬路情報に基づいて前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトを生成する、請求項 10記載のマルチキャリア通信装置。

[16] 前記受信ウェイト生成手段は、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の伝搬路情報を生成し、 1つのサブキャリアグループにおいて信号対干渉電力比又は信号対雑音電力比が最大のサブキャリアの伝搬路情報に基づ!/、て前記サブキャリアグループ毎の前記受信ウェイトを生成する、請求項 10 記載のマルチキャリア通信装置。

[17] 前記受信手段は、

複数のアンテナをさらに具備し、

前記複数のアンテナで MIMO伝送技術を用いて前記送信ウェイトによって重み付けされたマルチキャリア信号を受信する、請求項 10記載のマルチキャリア通信装置。

[18] 受信したマルチキャリア信号に基づ、て前記マルチキャリア信号おけるサブキヤリァ毎の伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成ステップと、

生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて複数のサブキャリアで構成されるサブキャリアグループ毎の受信ウェイトを生成する受信ウェイト生成ステップと、生成されたサブキャリアグループ毎の受信ウェイトと生成されたサブキャリア毎の伝搬路情報とに基づいてサブキャリア毎の送信ウェイトを生成する送信ウェイト生成ステツプと、

生成された送信ウェイトを対応するサブキャリアに乗じることによりマルチキャリア信号に重み付けを行う送信重み付けステップと、

重み付けされたマルチキャリア信号を無線送信する送信ステップと、

無線送信されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、

受信されたマルチキャリア信号に対して 1つのサブキャリアグループを構成する複数のサブキャリアに同一の受信ウェイトを乗じて重み付けを行う受信重み付けステツプと、を具備するマルチキャリア通信方法。