JP5026005B2 - 無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線装置に関し、特に複数のサブキャリアを使用する無線装置に関する。

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。このようなデータレートの調節を確実に実行するために、送信装置は、受信装置から、受信装置との間の無線伝送路に適したデータレートに関する情報（以下、「レート情報」という）を取得すべきである。また、このようなレート情報の精度を高めるために、受信装置では、送信装置に含まれた複数のアンテナと、受信装置に含まれた複数のアンテナ間のそれぞれの伝送路特性を取得する方が望ましい。

また、ＭＩＭＯシステムでの送信装置と受信装置におけるアンテナの指向性パターンの組合せは、例えば、以下の通りである。ひとつは、送信装置のアンテナがオムニパターンを有し、受信装置のアンテナがアダプティブアレイ信号処理でのパターンを有する場合である。別のものは、送信装置のアンテナと受信装置のアンテナの両者が、アダプティブアレイ信号処理でのパターンを有する場合である。これは、ビームフォーミングともいわれる。前者の方がシステムを簡略化できるが、後者の方が、アンテナの指向性パターンをより詳細に制御できるので、特性を向上できる。後者の場合、送信装置では、送信のアダプティブアレイ信号処理を実行するために、受信装置から、伝送路推定用の既知信号を予め受信する必要がある。

以上のような要求において、レート情報の精度、およびビームフォーミングの精度を向上させるために、伝送路特性の特性の取得が高い精度にてなされる必要がある。伝送路特性の取得の精度を向上させるために、送信装置に含まれた複数のアンテナと、受信装置に含まれた複数のアンテナ間のそれぞれの伝送路特性が取得される方が望ましい。そのため、送信装置あるいは受信装置は、すべてのアンテナから伝送路推定用の既知信号を送信する。以下、データの通信に使用すべきアンテナの本数に関係なく、複数のアンテナから送信される伝送路推定用の既知信号を「トレーニング信号」という。

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。トレーニング信号が送信される場合、伝送路推定用の既知信号（以下、「伝送路推定用既知信号」という）が含まれる系列の数とデータが含まれる系列の数が異なる。また、伝送路推定用既知信号の前段には、受信側のＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を設定するための既知信号（以下、「ＡＧＣ用既知信号」という）が配置される。データが配置される系列のみにＡＧＣ用既知信号が配置される場合、伝送路推定用既知信号のひとつは、その前段にＡＧＣ用既知信号が受信されていない状態において、受信される。特に、受信側において、ＡＧＣ用既知信号の強度が大きくなければ、ＡＧＣにおける利得は、ある程度大きい値に設定される。その際に、ＡＧＣ用既知信号が配置されていない系列の伝送路推定用既知信号の強度が大きければ、当該伝送路推定用既知信号が、ＡＧＣによって歪みが生じるほど増幅されかねない。その結果、当該伝送路推定用既知信号にもとづく伝送路推定の誤差が大きくなる。

一方、伝送路推定用既知信号が配置される系列にＡＧＣ用既知信号が配置される場合、ＡＧＣ用既知信号が配置される系列の数と、データが配置される系列の数が異なるので、データの復調にとって、ＡＧＣ用既知信号によって設定された利得では、適していない可能性がある。その結果、復調されたデータに誤りが生じやすくなる。

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。このような状況下において、前述の伝送推定用信号が伝送される場合でも、伝送効率の低下が抑えられる方が望ましい。

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、伝送路推定用の既知信号を伝送する際に、伝送効率の低下を抑制しながら、伝送路推定の精度を向上させる無線装置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無線装置は、所定の期間において、少なくともひとつの系列によって形成されるパケット信号を複数送信する無線装置であって、複数のパケット信号のそれぞれに対する系列の数を調節する調節部と、調節部によって系列の数が調節されたパケット信号のうち、もっとも系列の数の大きいパケット信号を特定する特定部と、特定部において特定したパケット信号に対して、系列のそれぞれに既知信号とデータ信号とを配置し、さらに別の系列を設定しながら、別の系列に付加的な既知信号を配置する手段と、特定部において特定していないパケット信号に対して、少なくともひとつの系列に既知信号とデータ信号とを配置する手段とを含む生成部と、生成部において生成した複数のパケット信号を送信する送信部と、を備える。

この態様によると、データ信号が配置される系列の数の多いパケット信号に対して、付加的な既知信号を配置させるので、付加的な既知信号の期間を短くでき、伝送効率の低下を抑制できる。

特定部は、もっとも系列の数の大きいパケット信号を特定するとともに、特定したパケット信号を複数のパケット信号のうちの後部に配置させてもよい。この場合、付加的な既知信号を配置したパケット信号を後部に配置するので、端末装置に対して最新の伝送路特性を推定させることができる。

生成部は、特定部において特定したパケット信号に対して、データ信号と既知信号が配置されるタイミング以外のタイミングに付加的な既知信号を配置してもよい。この場合、データ信号が配置される系列において既知信号が配置されるタイミングと、データ信号が配置されない系列において既知信号が配置されるタイミングとをずらすことによって、両者の受信電力を近くでき、伝送路特定の推定の悪化を抑制できる。

生成部は、既知信号が連続して配置されながら、その前段に制御信号が配置され、さらにその前段に別の既知信号が配置される第１のフォーマットと、既知信号の間に制御信号が配置される第２のフォーマットとを規定しており、複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号に第１のフォーマットを使用しながら、残りのパケット信号に第２のフォーマットを使用し、かつ特定部において特定したパケット信号における別の系列での既知信号として、第１のフォーマットのうちの既知信号の部分を使用してもよい。この場合、複数のパケット信号の先頭のパケット信号に、第１のフォーマットを使用するので、従来のシステムとの互換性を維持でき、残りのパケット信号に、第２のフォーマットを使用するので、伝送効率を改善でき、付加的な既知信号として、第１のフォーマットのうちの既知信号の部分を使用するので、伝送効率を改善できる。

生成部は、特定部において特定したパケット信号に対して、データ信号が配置される主系列のうちのひとつに配置された既知信号を基準として、他の系列に配置された既知信号に、既知信号内での循環的なタイミングシフトを行いながら、データ信号が配置されない副系列に配置された付加的な既知信号に対してもタイミングシフトを行っており、かつタイミングシフト量には予め優先度を設けており、主系列に対して、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用し、副系列に対しても、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用してもよい。この場合、タイミングシフト量に優先度を規定し、データ信号が配置される系列とデータ信号が配置されない系列とのそれぞれに対して、高い優先度から順に使用することによって、同一のタイミングシフト量を多く使用できる。

生成部は、特定部において特定したパケット信号に対して、データ信号が配置される主系列のうちのひとつに配置された既知信号を基準として、他の系列に配置された既知信号に、既知信号内での循環的なタイミングシフトを行いながら、データ信号が配置されない副系列に配置された付加的な既知信号に対してもタイミングシフトを行っており、かつ複数の系列に対してそれぞれ異なった値のタイミングシフト量が設定されていてもよい。この場合、複数の系列に配置された既知信号のそれぞれに対するタイミングシフト量は同一の値であるので、データ信号が配置される系列が変更されても、受信側において容易に対応できる。

生成部において既知信号および付加的な既知信号は、時間領域において所定の単位が繰り返されることによって形成されており、かつ所定の単位の符号の組合せは、系列間において直交関係が成立するように規定されておりながら、複数の系列のそれぞれに対し、所定の単位の符号の組合せが固定されるように規定されていてもよい。この場合、符号の組合せが固定されているので、処理を簡易にできる。

「所定の単位」は、時間領域において規定される場合だけでなく、周波数領域において規定される場合であってもよい。後者の場合、所定の単位を時間領域に変換したときに、複数の単位のそれぞれに対応した期間が異なっていてもよい。

生成部において既知信号および付加的な既知信号は、時間領域において所定の単位が繰り返されることによって形成されており、かつ所定の単位の符号の組合せは、系列間において直交関係が成立するように規定されておりながら、所定の単位の符号の組合せには予め優先度を設けており、データ信号が配置される系列に対して、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用し、データ信号が配置されない系列に対しても、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用してもよい。この場合、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用するので、データ信号が配置されない系列と、データ信号が配置される系列に対する伝送路特性の計算に対して、共通の回路を使用できる。

生成部は、特定部において特定したパケット信号でのデータ信号に対しても循環的なタイミングシフトを行っており、タイミングシフト量として、主系列に対するタイミングシフト量を使用してもよい。この場合、データ信号を復調できる。

生成部において生成した複数のパケット信号のうち、少なくとも特定部において特定したパケット信号を変形し、変形したパケット信号を送信部に出力する変形部をさらに備えてもよい。変形部は、主系列の数を複数の系列の数まで拡張した後に、拡張された系列に対して、拡張された系列のうちのひとつに配置された既知信号を基準として、他の系列に配置された既知信号に、既知信号内での循環的なタイミングシフトを行う第１処理部と、副系列の数を複数の系列の数まで拡張した後に、拡張された系列に対して、拡張された系列のうちのひとつに配置された付加的な既知信号を基準として、他の系列に配置された付加的な既知信号に、付加的な既知信号内での循環的なタイミングシフトを行う第２処理部とを備えてもよい。第１処理部において拡張された系列に対して使用されるタイミングシフト量のそれぞれと、第２処理部において拡張された系列のそれぞれに対して使用されるタイミングシフト量のそれぞれとが、同一の値になるように設定されていてもよい。

生成部におけるタイミングシフト量の絶対値は、変形部におけるタイミングシフト量の絶対値よりも大きな値になるように設定されていてもよい。

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、伝送路推定用の既知信号を伝送する際に、伝送効率の低下を抑制しながら、伝送路推定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、送信装置に相当し、他方は、受信装置に相当する。送信装置は、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。ここでは、特に、送信装置がトレーニング信号を送信する際の処理を説明する。そのため、前述のレート情報による適応変調処理や、ビームフォーミングについては、公知の技術を使用すればよく、ここでは説明を省略する。

また、送信装置は、基地局装置に相当する。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。また、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、複数のパケットを連続的に送信する。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。このような状況下、ＡＧＣ用既知信号が配置された系列の数と、伝送路推定用既知信号が配置された系列の数が異なることによって、受信装置における伝送路特性の推定精度が悪化する可能性がある。また、トレーニング信号を送信する場合であっても、伝送効率の低下を抑制したい。そのため、本実施例では、以下の処理を実行する。

基地局装置は、送信すべき複数のデータ信号をそれぞれ取得する。基地局装置は、複数のデータ信号の系列の数をそれぞれ調査し、系列の数が昇順となるように複数のデータ信号を並べる。すなわち、系列の数が多いデータ信号が後部になるように複数のデータ信号が並べられる。基地局装置は、複数のデータ信号のそれぞれに対して、既知信号を付加することによって複数のパケット信号を生成する。また、最後に配置されたパケット信号が前述のトレーニング信号となるように、基地局装置はパケット信号を生成する。さらに、基地局装置は、トレーニング信号を生成する際に、ＡＧＣ用既知信号の後段に伝送路推定用既知信号を配置する（以下、この系列を「主系列」という）。その後段に、基地局装置は、別の系列（以下、「副系列」という）を設け、副系列にも伝送路推定用既知信号を配置する。さらにその後段にて、基地局装置は、主系列にデータ信号を配置する。

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。なお、データは、パケット信号として送信されており、並列に送信されるパケット信号のそれぞれは、前述のごとく「系列」と呼ばれる。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。なお、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。また、第１無線装置１０ａから第２無線装置１０ｂに、トレーニング信号が送信されるものとする。

図３は、本発明の実施例に係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４」の４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１」と「パケット信号２」での系列の数が「２」になっており、「パケット信号３」と「パケット信号４」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。

図示のごとく、基地局装置は、系列の数の小さいパケット信号を前方に配置し、系列の数の大きいパケット信号を後方に配置する。さらに、基地局装置は、最後に配置されたパケット信号をトレーニング信号とする。すなわち、最も系列の数が大きいパケット信号がトレーニング信号とされる。通常のパケット信号の構成およびトレーニング信号の構成は、後述するが、トレーニング信号では、通常のパケット信号に別の系列が付加される。このとき、付加する系列の数が小さいほど付加する系列の長さが短くなる。そのため、伝送効率の低下が抑制される。また、無線伝送路は、一般的に変動する。トレーニング信号を最後に配置することによって、端末装置は、最新の伝送路特性を取得できる。

図４（ａ）−（ｂ）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）−（ｂ）は、トレーニング信号でなく、通常のパケット信号のフォーマットを示す。ここで、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「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。ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号には、例えば、系列の数に関する情報やデータ信号の宛先が含まれている。「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。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」等までの部分は、従来システムと同様に、「５２」サブキャリアを使用する。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（ｂ）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。

図５（ａ）−（ｂ）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）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。図５（ｂ）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（ｂ）は、図４（ｂ）に対応したフォーマットである。

図６（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００におけるトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す。図６（ａ）−（ｄ）は、図５（ａ）−（ｂ）でのパケット信号に対するトレーニング信号である。図６（ａ）は、データ信号が配置される主系列の数が「２」である場合であり、図６（ｂ）−（ｃ）は、主系列の数が「１」である場合であり、図６（ｄ）は、主系列の数が「３」場合である。すなわち、図６（ａ）では、第１の系列と第２の系列とにデータ信号が配置され、図６（ｂ）−（ｃ）では、第１の系列にデータ信号が配置され、図６（ｄ）では、第１の系列から第３の系列とにデータ信号が配置される。

図６（ａ）の第１の系列と第２の系列のうち、ＨＴ−ＬＴＦに関する配置までは、図５（ｂ）での配置と同一である。しかしながら、その後段において、第１の系列と第２の系列には、空白の期間が設けられる。一方、第１の系列と第２の系列での空白の期間において、第３の系列と第４の系列には、ＨＴ−ＬＴＦが配置される。また、第３の系列と第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに続いて、第１の系列と第２の系列には、データが配置される。なお、第３の系列と第４の系列でのＨＴ−ＬＴＦの配置は、図４（ｂ）での配置と同一である。

このような配置によって、「ＨＴ−ＳＴＦ」が配置された系列の数が、データ信号が配置された系列の数に等しくなるので、受信装置において「ＨＴ−ＳＴＦ」によって設定された利得に含まれる誤差が小さくなり、データ信号の受信特性の悪化を防止できる。また、第３系列と第４系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ふたつの系列に配置されているだけなので、受信装置において「ＨＴ−ＳＴＦ」によって設定された利得に含まれる誤差が小さくなり、伝送路推定の精度の悪化を防止できる。

ここで、タイミングシフト量について、「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」の順に優先度が低くなるように、優先度が規定されているものとする。すなわち、「０ｎｓ」の優先度が最も高く、「−６００ｎｓ」の優先度が最も低くなるように規定されている。そのため、第１の系列と第２の系列では、タイミングシフト量として、「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」の値が使用されている。一方、第３の系列と第４の系列でもタイミングシフト量として「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」の値が使用されている。その結果、第１の系列での「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」の組合せが第３の系列でも使用され、第２の系列での「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」、「−ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」の組合せが第４の系列でも使用されるので、処理が簡易になる。

図６（ｂ）の第１の系列のうち、ＨＴ−ＬＴＦに関する配置までは、図５（ｂ）の第１の系列に対する配置と同等である。ここで、「ＨＴ−ＬＴＦ」はひとつのみに配置される。しかしながら、その後段において、第１の系列には、空白の期間が設けられる。一方、第１の系列での空白の期間において、第２の系列から第４の系列には、ＨＴ−ＬＴＦが配置される。また、第２の系列から第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに続いて、第１の系列には、データが配置される。ここで、第２の系列から第３の系列に配置されるＨＴ−ＬＴＦの配置は、図４（ａ）での配置に類似する。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）と同様に構成されるが、図６（ｃ）における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せが、図６（ｂ）のものと異なる。ここで、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せは、系列間において直交関係が成立するように規定されている。また、図６（ｃ）では、複数の系列のそれぞれに対し、「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せが固定されるように規定されている。ここで、図６（ｃ）では、図６（ｂ）と同様に、第２の系列から第４の系列であっても、優先度の高い「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」が使用される。

図６（ｄ）の第１の系列から第３の系列のうち、ＨＴ−ＬＴＦに関する配置までは、図５（ａ）での第１の系列から第３の系列に対する配置と同一である。その後段において、第１の系列から第３の系列には、空白の期間が設けられる。一方、第１の系列から第３の系列での空白の期間において、第４の期間にはひとつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。また、また、第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに続いて、第１の系列から第３の系列には、データが配置される。なお、第４の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに対するタイミングシフト量は、前述の優先度にしたがって、「０ｎｓ」に設定される。

図６（ａ）での第３の系列および第４の系列、すなわち副系列には、ふたつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。また、図６（ｂ）および図６（ｃ）での第２の系列から第４の系列、すなわち副系列には、４つの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。さらに、図６（ｄ）での第４の系列、すなわち副系列には、ひとつの「ＨＴ−ＬＴＦ」が配置される。これらを比較すると、図６（ｄ）での副系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」の長さが最も短くなる。すなわち、トレーニング信号を生成すべきパケット信号での主系列の数が大きくなると、副系列の長さが短くなる。この特徴を利用し、本実施例では、トレーニング信号を生成するために、主系列の数が大きいパケット信号を調査する。

図７（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００における別のトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す。図７（ａ）−（ｂ）は、図６（ａ）−（ｄ）にそれぞれ対応する。
図７（ａ）−（ｄ）では、複数の系列のそれぞれにタイミングシフト量が対応づけられながら規定されている。ここで、第１の系列に対してタイミングシフト量「０ｎｓ」が規定され、第２の系列に対してタイミングシフト量「−４００ｎｓ」が規定され、第３の系列に対してタイミングシフト量「−２００ｎｓ」が規定され、第４の系列に対してタイミングシフト量「−６００ｎｓ」が規定されている。そのため、図７（ａ）では、図６（ａ）における第３の系列と第４の系列でのタイミングシフト量「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」の代わりに、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」が使用される。一方、図７（ｂ）−（ｃ）では、図６（ｂ）−（ｃ）における第２の系列から第４の系列でのタイミングシフト量「０ｎｓ」、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」の代わりに、「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」が使用される。また、図７（ｄ）では、図６（ｄ）における第４の系列でのタイミングシフト量「０ｎｓ」の代わりに、「−６００ｎｓ」が使用される。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）と同様に構成されるが、図７（ｃ）における「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せが、図７（ｂ）のものと異なる。「ＨＴ−ＬＴＦ」の符号の組合せには予め優先度が設けられている。すなわち、図４（ａ）の第１の系列における符号の組合せの優先度が最も高く、第４の系列における符号の組合せの優先度が最も低くなるような規定がなされている。また、データ信号が配置される系列に対して、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用し、データ信号が配置されない系列に対しても、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用する。このように、符号の組合せを同じにしておけば、受信装置が＋−の演算を行って各成分を取り出す場合に、データが配置されない系列の「ＨＴ−ＬＴＦ」の部分に対する伝送路特性の計算と、データが配置される系列の「ＨＴ−ＬＴＦ」の部分に対する伝送路特性の計算に対して、共通の回路を使用できる。

図８は、通信システム１００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８は、図６（ｄ）あるいは図７（ｄ）のパケット信号を変形させた場合に相当する。図６（ｄ）あるいは図７（ｄ）の第１の系列から第３の系列に配置された「ＨＴ−ＳＴＦ」と「ＨＴ−ＬＴＦ」までに、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４の系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」と、第１の系列から第３の系列「データ１」等に対しても同様の処理が実行される。

図９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」においてゲインを設定する。

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１０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、「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９に戻る。また、ベースバンド処理部２２は、図４（ａ）−（ｂ）、図５（ａ）−（ｂ）、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）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８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に対して、図３のごとく所定の期間において、少なくともひとつの系列によって形成されるパケット信号を複数送信するための制御を実行する。制御部３０は、複数のパケット信号のそれぞれに対する系列の数を調節する。すなわちＩＦ部２６に入力されたデータ信号であって、パケット信号として送信すべきデータ信号のデータ量に応じて、系列の数を調節する。例えば、データ量が多ければ、系列の数を増加する。また、制御部３０は、受信装置において処理可能な系列数を予め受けつけ、受けつけた系列の数に応じて、パケット信号の系列の数を調節してもよい。

制御部３０は、系列の数が調節されたパケット信号のうち、もっとも系列の数の大きいパケット信号を特定する。さらに、制御部３０は、もっとも系列の数の大きいパケット信号を特定するとともに、特定したパケット信号を複数のパケット信号のうちの後部に配置させる。すなわち、制御部３０は、図３のような複数のパケット信号の配置になるように制御を実行する。また、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４（ａ）−（ｂ）、図５（ａ）−（ｂ）、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）、図８のように、複数の系列によって形成されるパケット信号を生成する。ここでは、図６（ａ）−（ｄ）と図７（ａ）−（ｄ）を生成するための処理を中心に説明するが、図４（ａ）−（ｂ）と図５（ａ）−（ｂ）の生成には、説明のうちの対応する処理が使用されればよい。

制御部３０は、ベースバンド処理部２２に対して、特定したパケット信号での主系列にＨＴ−ＬＴＦとデータとを配置するように指示する。これは、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）での主系列での配置に相当する。主系列は、例えば、図６（ｄ）の第１の系列から第３の系列に相当する。また、制御部３０は、副系列を設定しながら、副系列にＨＴ−ＬＴＦを配置する。ここで、制御部３０は、主系列でのＨＴ−ＬＴＦおよびデータが配置されるタイミング以外のタイミングにＨＴ−ＬＴＦを配置させる。これは、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）での副系列での配置に相当する。副系列は、例えば、図６（ｄ）の第４の系列に相当する。

制御部３０は、特定していないパケット信号に対して、少なくともひとつの系列にＨＴ−ＬＴＦとデータとを配置する。これは、図４（ａ）−（ｂ）、図５（ａ）−（ｂ）での配置に相当する。ここで、図４（ａ）−（ｂ）示されたフォーマット、すなわちＨＴ−ＬＴＦが連続して配置されながら、その前段にＨＴ−ＳＩＧが配置され、さらにその前段にＬ−ＬＴＦが配置されるフォーマット（以下、「第１のフォーマット」という）が規定されている。また、図５（ａ）−（ｂ）に示されたフォーマット、すなわち、ＨＴ−ＬＴＦの間にＨＴ−ＳＩＧが配置されるフォーマット（以下、「第２のフォーマット」という）が規定されている。

制御部３０は、複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号に第１のフォーマットを使用しながら、残りのパケット信号に第２のフォーマットを使用する。すなわち、図３のパケット信号１には第１のパケットフォーマットが使用され、パケット信号２から４には第２のパケットフォーマットが使用される。さらに、特定したパケット信号における副系列での既知信号として、第１のフォーマットのうちのＨＴ−ＬＴＦの部分が使用される。すなわち、図３のパケット信号４の副系列には、第１のフォーマットのうちのＨＴ−ＬＴＦの部分を使用する。

制御部３０は、ベースバンド処理部２２に対して、主系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦ等にＣＤＤを実行させる。なお、ＣＤＤは、ひとつに配置されたＨＴ−ＬＴＦを基準として、他の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに、ＨＴ−ＬＴＦ内での循環的なタイミングシフトを実行させることに相当する。また、制御部３０は、副系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦに対してもＣＤＤを行う。制御部３０は、タイミングシフト量に予め優先度を設けている。ここでは、前述のごとく、タイミングシフト量「０ｎｓ」の優先度を最も高く設定し、それに続いて「−４００ｎｓ」、「−２００ｎｓ」、「−６００ｎｓ」の順に低くなっていくような優先度を設定する。

さらに、制御部３０は、ベースバンド処理部２２に、主系列に対して、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用させる。例えば、図６（ｄ）の場合、第１の系列に対して「０ｎｓ」を使用させ、第２の系列に対して「−４００ｎｓ」を使用させ、第３の系列に対して「−２００ｎｓ」を使用させる。また、制御部３０は、副系列に対しても、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用させる。例えば、例えば、図６（ｄ）の場合、第４の系列に対して「０ｎｓ」を使用させる。なお、制御部３０は、ベースバンド処理部２２に、データに対してもＣＤＤを実行させ、タイミングシフト量として、主系列に対するタイミングシフト量を使用させる。以上の処理によって、図６（ａ）−（ｄ）に示したパケットフォーマットのパケット信号が生成される。

一方、これとは別に、複数の系列に対してそれぞれ異なった値のタイミングシフト量が設定されていてもよい。例えば、第１の系列のタイミングシフト量として、「０ｎｓ」が設定され、第２の系列のタイミングシフト量として、「−４００ｎｓ」が設定され、第３の系列のタイミングシフト量として、「−２００ｎｓ」が設定され、第４の系列のタイミングシフト量として、「−６００ｎｓ」が設定される。以上の処理によって、図７（ａ）−（ｄ）に示したパケットフォーマットのパケット信号が生成される。

以上の処理によって、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）のようなパケットフォーマットのパケット信号が生成された後、制御部３０は、ベースバンド処理部２２に、これらのようなパケット信号を変形させ、変形したパケット信号を無線部２０に送信させる。すなわち、制御部３０は、図６（ａ）−（ｄ）あるいは図７（ａ）−（ｄ）に示したパケットフォーマットを図８に示したパケットフォーマットに変形させる。ベースバンド処理部２２は、主系列の数を複数の系列の数まで拡張した後に、拡張された系列に対して、ＣＤＤを実行する。また、ベースバンド処理部２２は、副系列の数を複数の系列の数まで拡張した後に、拡張された系列に対して、ＣＤＤを実行する。ここで、制御部３０は、主系列に対するタイミングシフト量と、主系列に対するタイミングシフト量とを同一の値になるように設定する。

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１１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をもとにレート情報を生成してもよい。レート情報の生成については、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、送信用処理部５２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６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）に示されたようなＣＤＤを実行し、図８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６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）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１２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１０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、ＨＴ−ＬＴＦ等が使用される。また、ウエイトベクトルを導出するために、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１３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。ＩＦＦＴ部６８は、周波数領域信号２０２に対してＩＦＦＴを実行し、時間領域の信号を出力する。その結果、ＩＦＦＴ部６８は、系列のそれぞれに対応した時間領域の信号を出力する。

分散部６６は、ＩＦＦＴ部６８からの系列とアンテナ１２とを対応づける。分散部６６は、図４（ａ）−（ｂ）、図５（ａ）−（ｂ）、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）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）−（ｂ）、図５（ａ）−（ｂ）、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）のごとく設定される。

分散部６６は、図６（ａ）−（ｄ）、図７（ａ）−（ｄ）のごとく生成されたトレーニング信号に対して、ステアリング行列をそれぞれ乗算することによって、トレーニング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６（ｄ）、図７（ｄ）の場合、第１の系列から第３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、「３」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。一方、図６（ｄ）、図７（ｄ）の第４の系列に配置された「ＨＴ−ＬＴＦ」に対して、Ｎｉｎまでの成分が「０」であり、Ｎｉｎ＋１行目からＮｏｕｔ行目までの成分にＨＴ−ＬＴＦ等が挿入されている。

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。

図１４は、第１無線装置１０ａにおける送信処理の手順を示すフローチャートである。ＩＦ部２６は、データ信号を複数入力する（Ｓ１０）。制御部３０は、系列の数に応じて、データ信号を並べる（Ｓ１２）。制御部３０は、前方に系列の数の少ないデータ信号を配置し、後方に系列の数の多いデータ信号を配置する。制御部３０は、ベースバンド処理部２２に、先頭に第１のフォーマットを付加させ（Ｓ１４）、残りに第２のフォーマットを付加させる（Ｓ１６）。制御部３０は、最後部の副系列に付加的なＨＴ−ＬＴＦを付加する（Ｓ１８）。

本発明の実施例によれば、データが配置される系列の数の多いパケット信号に対して、付加的なＨＴ−ＬＴＦを配置させるので、付加的なＨＴ−ＬＴＦの期間を短くできる。また、付加的なＨＴ−ＬＴＦの期間を短くできるので、伝送効率を改善できる。また、付加的なＨＴ−ＬＴＦを配置したパケット信号を後部に配置するので、端末装置に対して最新の伝送路特性を推定させることができる。また、複数のパケット信号の先頭のパケット信号に、第１のフォーマットを使用するので、従来システムとの互換性を維持できる。また、複数のパケット信号の残りのパケット信号に、第２のフォーマットを使用するので、伝送効率を改善できる。また、付加的なＨＴーＬＴＦに、第１のフォーマットのうちのＨＴ−ＬＴＦの部分を使用するので、伝送効率を改善できる。

また、トレーニング信号を生成する際に、ＨＴ−ＳＴＦが配置される系列の数と、データが配置される系列の数とを同一の数にするので、ＨＴ−ＳＴＦによって設定された利得がデータに対応し、データの受信特性の悪化を抑制できる。また、トレーニング信号を生成する際に、データが配置される系列においてＨＴ−ＬＴＦが配置されるタイミングと、データが配置されない系列においてＨＴ−ＬＴＦが配置されるタイミングとをずらすことによって、両者の受信電力を近くできる。また、両者の受信電力を近くすることによって、データが配置されない系列にＨＴ−ＳＴＦが配置されなくても、当該系列による伝送路特定の推定の悪化を抑制できる。

また、タイミングシフト量に優先度を規定し、データが配置される系列とデータが配置されない系列とのそれぞれに対して、高い優先度から順に使用することによって、同一のタイミングシフト量を多く使用できる。また、同一のタイミングシフト量を多く使用することによって、処理を簡易にできる。また、複数の系列の数を「２」とし、データが配置される系列の数を「１」とする場合、受信装置は、ＨＴ−ＬＴＦの受信状況に応じて、複数の系列のいずれかにデータが配置されるべきかを送信装置に指示できる。すなわち、送信ダイバーシチを実行できる。

また、複数の系列に配置されたＨＴ−ＬＴＦのそれぞれに対するタイミングシフト量は同一の値であるので、データが配置される系列が変更されても、受信装置において容易に対応できる。また、複数の系列のそれぞれに対して異なったタイミングシフト量を設定するので、均一的に処理を実行できる。また、均一的に処理を実行できるので、処理を簡易にできる。また、次に続くパケット信号において、データが配置される系列の数が増加する場合であっても、増加される系列に対するＨＴ−ＬＴＦは、同一のタイミングシフト量にて既に送信されているので、受信装置は、既に導出したタイミング等を使用できる。また、既に導出したタイミング等を使用できるので、受信装置は、データが配置された系列の数の増加に容易に対応できる。

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。 本発明の実施例に係るパケット信号の配置を示す図である。 図４（ａ）−（ｂ）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）−（ｂ）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６（ａ）−（ｄ）は、図２の通信システムにおけるトレーニング信号用のパケットフォーマットを示す図である。 図７（ａ）−（ｄ）は、図２の通信システムにおける別のトレーニング信号用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９における周波数領域の信号の構成を示す図である。 図９のベースバンド処理部の構成を示す図である。 図１１の受信用処理部の構成を示す図である。 図１１の送信用処理部の構成を示す図である。 図９の第１無線装置における送信処理の手順を示すフローチャートである。

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、 ５０ 受信用処理部、 ５２ 送信用処理部、 １００ 通信システム。

Claims (7)

1. 所定の期間において、少なくともひとつの系列によって形成されるパケット信号を複数送信する無線装置であって、
   複数のパケット信号のそれぞれに対する系列の数を調節する調節部と、
   前記調節部によって系列の数が調節されたパケット信号のうち、もっとも系列の数の大きいパケット信号を特定する特定部と、
   前記特定部において特定したパケット信号に対して、既知信号とデータ信号とを配置するとともに、データ信号が配置された系列数よりも既知信号が配置される系列数を大きくするように設定する手段と、前記特定部において特定していないパケット信号に対して、既知信号とデータ信号とを配置するとともに、データ信号が配置された系列数と既知信号が配置される系列数とを同一にするように設定する手段とを含む生成部と、
   前記生成部において生成した複数のパケット信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする無線装置。
2. 前記特定部は、もっとも系列の数の大きいパケット信号を特定するとともに、特定したパケット信号を複数のパケット信号のうちの後部に配置させることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記生成部は、前記特定部において特定したパケット信号に対して、データ信号が配置された系列に既知信号を配置し、その後段に、データが配置された系列以外の系列に既知信号を配置し、その後段にデータ信号を配置することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
4. 前記生成部は、既知信号の前段に制御信号が配置され、さらにその前段に別の既知信号が配置される第１のフォーマットと、既知信号の間に制御信号が配置される第２のフォーマットとを規定しており、複数のパケット信号のうちの先頭のパケット信号に第１のフォーマットを使用しながら、残りのパケット信号に第２のフォーマットを使用することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線装置。
5. 前記生成部は、前記特定部において特定したパケット信号に対して、データ信号が配置された系列に配置された既知信号にＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を行いながら、データ信号が配置された系列以外の系列に配置された既知信号にもＣＤＤを行っており、かつＣＤＤのタイミングシフト量には予め優先度を設けており、データ信号が配置された系列に対して、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用し、データ信号が配置された系列以外の系列に対しても、優先度の高いタイミングシフト量から順にタイミングシフト量を使用することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無線装置。
6. 前記生成部において既知信号は、時間領域において所定の単位が繰り返されることによって形成されており、かつ所定の単位の符号の組合せは、系列間において直交関係が成立するように規定されておりながら、所定の単位の符号の組合せには予め優先度を設けており、データ信号が配置された系列に対して、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用し、データ信号が配置された系列以外の系列に対しても、優先度の高い符号の組合せから順に符号の組合せを使用することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
7. 前記生成部は、前記特定部において特定したパケット信号でのデータ信号に対しても循環的なタイミングシフトを行っており、タイミングシフト量として、データ信号が配置された系列に対するタイミングシフト量を使用することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。

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