JP4841333B2 - 無線装置およびそれを利用した通信システム - 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およびそれを利用した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。このようなＭＩＭＯシステムにおいて、伝送効率の向上を目的として、複数のパケット信号にてそれぞれ送信すべきデータ信号が、ひとつのパケット信号にまとめられる。その際、データ信号のそれぞれに対して制御信号が付加される。すなわち、パケット信号には、制御信号（以下、「ＭＩＭＯ用制御信号」という）とデータ信号の組合せが複数含まれる。また、受信装置がこれらの制御信号やデータ信号を受信する場合、ウエイトや伝送路特性が予め導出されている必要がある。そのため、ＭＩＭＯシステムでの既知信号（以下、「ＭＩＭＯ用既知信号」という）がパケット信号に含まれる。

また、ＭＩＭＯシステムではない通信システム（以下、「従来システム」という）との互換性を保つこと、すなわち従来システムでの受信装置にもパケット信号の存在を知らしめることが要求される。そのため、パケット信号の先頭部分に従来システムでの既知信号と制御信号（以下、「従来用既知信号」、「従来用制御信号」という）が配置される。これらをまとめると、パケットフォーマットは、従来用既知信号、従来用制御信号、先頭の組合せに含まれたＭＩＭＯ用制御信号、ＭＩＭＯ用既知信号、先頭の組合せに含まれたデータ信号、残りの組合せにて構成される。ここで、残りの組合せは、ＭＩＭＯ用制御信号、データ信号の順に順次配置される。

一般的に、従来用制御信号とＭＩＭＯ用制御信号（以下、これらを「制御信号」と総称する）にて送信されるべき情報量は、データ信号にて送信されるべき情報量よりも少ない。そのため、制御信号は、ひとつの系列によって送信可能である。しかしながら、制御信号だけがひとつの系列に配置され、制御信号以外の信号が複数の系列に配置されていれば、パケット信号の一部分だけにおいて電力が異なってしまう。このような電力変動を低減するために、残りの系列には、制御信号の期間において、制御信号を循環的にタイミングシフトさせた信号が配置される。このような処理は、一般的にＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）と呼ばれる。また、制御信号にあわせて、従来用既知信号、ＭＩＭＯ用既知信号（以下、これらを「既知信号」と総称する）にも、同様のＣＤＤがなされる。

ＣＤＤにおけるタイミングシフト量が大きくなれば、遅延波による影響も大きくなるので、従来システムに対応した受信装置での受信特性の悪化のおそれがある。そのため、従来システムとの互換性を考慮すると、ＣＤＤにおけるタイミングシフト量は、小さい方が望ましい。一方、ＣＤＤにおけるタイミングシフト量が小さくなれば、複数の系列間の相関が大きくなるので、系列の分離が不十分になる。そのため、ＭＩＭＯシステムでの特性を考慮すると、ＣＤＤにおけるタイミングシフト量は、大きい方が望ましい。これらより、従来用既知信号、従来用制御信号、先頭の組合せに含まれたＭＩＭＯ用制御信号には、絶対値がある程度小さい値のタイミングシフト量にてＣＤＤが実行され、ＭＩＭＯ用既知信号には、絶対値がある程度大きい値のタイミングシフト量にてＣＤＤが実行される。

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。ＭＩＭＯ用制御信号でのタイミングシフト量として、従来用既知信号のタイミングシフト量と同一の値が設定される。そのため、先頭の組合せに含まれたＭＩＭＯ用制御信号には、前段に配置された従来用既知信号でのタイミングシフト量と同一の値にてＣＤＤがなされる。しかしながら、残りの組合せに含まれたＭＩＭＯ用制御信号でのタイミングシフト量は、前段に配置されたＭＩＭＯ用既知信号でのタイミングシフト量と異なった値になってしまう。そのため、受信装置においてＭＩＭＯ用既知信号をもとに推定されたウエイトが、ＭＩＭＯ用制御信号を受信するために適した値でなくなる可能性もある。そのとき、受信されたＭＩＭＯ用制御信号に誤りが生じる場合がある。また、一般的に、ＭＩＭＯ用制御信号には、データ信号よりも重要な情報が含まれている。さらに、残りの組み合わせの信号の誤り発生確率が高くなる傾向がある。

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、制御信号とデータ信号の組合せを複数伝送する際に、ふたつ目以降の制御信号とデータ信号が正確に伝送される可能性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、複数の系列によって形成されるパケット信号を送信する無線装置であって、データ信号に関する制御信号と当該データ信号との組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータ信号が含まれた組合せを複数入力する入力部と、既知信号の後段に、入力部において入力した複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれた制御信号を配置させ、当該制御信号の後段に、先頭の組合せに含まれたデータ信号を配置させてから、残りの組合せの少なくとも１つに既知信号を付加した上で、当該データ信号の後段に、残りの組み合わせを順次配置させることによって、パケット信号を生成する生成部と、生成部において生成した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、ふたつ目以降の組合せの少なくとも１つに既知信号を付加するので、ふたつ目以降の制御信号とデータ信号が正確に伝送される可能性を向上できる。

生成部は、複数の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、制御信号に対してもタイミングシフトを行っており、制御信号と既知信号との間においてタイミングシフト量を同一の値に設定してもよい。この場合、既知信号に対するタイミングシフト量と、制御信号に対するタイミングシフト量とを同一の値に設定するので、制御信号を復調する際の特性の悪化を抑制できる。

本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、複数の系列によって形成されるパケット信号を送信する無線装置であって、データ信号に関する制御信号と当該データ信号との組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータ信号が含まれた組合せを複数入力する入力部と、入力部において入力した複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれた制御信号の前段に第１の既知信号を配置させ、かつ当該制御信号の後段に第２の既知信号を配置させながら、第２の既知信号の後段に、先頭の組合せに含まれたデータ信号を配置させてから、残りの組合せの少なくとも１つに第２の既知信号を付加した上で、当該データ信号の後段に、残りの組合せを順次配置させることによって、パケット信号を生成する生成部と、生成部において生成した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、ふたつ目以降の組合せの少なくとも１つに第２の既知信号を付加するので、ふたつ目以降の制御信号とデータ信号が正確に伝送される可能性を向上できる。

生成部は、複数の系列のうちのひとつに配置された第１の既知信号を基準として、他の系列に配置された第１の既知信号に、第１の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、第２の既知信号と制御信号に対してもタイミングシフトを行っており、第１の既知信号と第２の既知信号との間においてタイミングシフト量を異なった値に設定しつつ、先頭の組合せに含まれた制御信号と第１の既知信号との間においてタイミングシフト量を同一の値に設定し、残りの組合せに含まれた制御信号と第２の既知信号との間においてタイミングシフト量を同一の値に設定してもよい。この場合、先頭の組合せに含まれた制御信号と第１の既知信号との間においてタイミングシフト量を同一の値に設定するので、従来のシステムとの互換性を維持しながら、制御信号を復調する際の特性の悪化を抑制できる。また、残りの組合せに含まれた制御信号と第２の既知信号との間においてタイミングシフト量を同一の値に設定するので、制御信号を復調する際の特性の悪化を抑制できる。

制御信号の前段に第１の既知信号を配置させ、かつ当該制御信号の後段に第２の既知信号を配置させながら、第２の既知信号の後段にデータ信号を配置させる第１のフォーマットと、第２の既知信号の後段に制御信号を配置させ、当該制御信号の後段にデータ信号を配置させる第２のフォーマットとのいずれかを選択し、選択したフォーマットのパケット信号を生成部に生成させる選択部をさらに備えてもよい。選択部は、入力部において入力した複数の組合せのうち、生成部に先頭の組合せのパケット信号を生成させるときは、第１のフォーマットを選択し、生成部に残りの組合せのパケット信号を生成させるときは、第２のフォーマットを選択してもよい。この場合、従来システムとの互換性のある第１のパケットフォーマットを生成する機能と、従来システムとの互換性がない第２のパケットフォーマットを生成する機能とを用意しておくので、両機能を切り替えて、複数の組合せを一つにまとめたパケット信号を容易に生成することができる。

生成部は、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、先頭の組合せに含まれた制御信号とデータ信号との間においてタイミングシフト量を異なった値に設定し、残りの組合せに含まれた制御信号とデータ信号との間においてタイミングシフト量を同一の値に設定してもよい。この場合、データ信号を復調できる。

生成部は、先頭の組合せに含まれた制御信号に対するタイミングシフト量の絶対値よりも、残りの組合せに含まれた制御信号に対するタイミングシフト量の絶対値の方を大きな値に設定してもよい。この場合、従来のシステムとの互換性を維持しながら、特性を改善できる。

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、複数の系列によって形成されるパケット信号を送信する送信装置と、送信装置から送信されたパケット信号を受信する受信装置とを備える。送信装置は、データ信号に関する制御信号と当該データ信号との組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータ信号が含まれた組合せを複数入力する入力部と、既知信号の後段に、入力部において入力した複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれた制御信号を配置させ、当該制御信号の後段に、先頭の組合せに含まれたデータ信号を配置させてから、残りの組合せの少なくとも１つに既知信号を付加した上で、当該データ信号の後段に、残りの組み合わせを順次配置させることによって、パケット信号を生成する生成部と、生成部において生成したパケット信号を送信する送信部とを備える。

本発明のさらに別の態様もまた、通信システムである。この通信システムは、複数の系列によって形成されるパケット信号を送信する送信装置と、送信装置から送信されたパケット信号を受信する受信装置とを備える。送信装置は、データ信号に関する制御信号と当該データ信号との組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータ信号が含まれた組合せを複数入力する入力部と、入力部において入力した複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれた制御信号の前段に第１の既知信号を配置させ、かつ当該制御信号の後段に第２の既知信号を配置させながら、第２の既知信号の後段に、先頭の組合せに含まれたデータ信号を配置させてから、残りの組合せの少なくとも１つに第２の既知信号を付加した上で、当該データ信号の後段に、残りの組合せを順次配置させることによって、パケット信号を生成する生成部と、生成部において生成したパケット信号を送信する送信部とを備える。

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、制御信号とデータ信号の組合せを複数伝送する際に、ふたつ目以降の制御信号が正確に伝送される可能性を向上できる。

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、ＭＩＭＯ用制御信号とデータ信号との組合せを複数含むように、ひとつのパケット信号を生成する。なお、ひとつのパケット信号は、複数の系列によって構成される。前述のごとく、ふたつ目以降の組合せに含まれるＭＩＭＯ用制御信号におけるタイミングシフト量が、ＭＩＭＯ用既知信号におけるタイミングシフト量と異なれば、ＭＩＭＯ用制御信号での誤りの発生確率が増加する。そのため、本実施例では、以下の処理を実行する。

送信装置は、先頭の組合せに含まれるＭＩＭＯ用制御信号に対し、その前段に配置される従来用既知信号でのタイミングシフト量と同一の値によって、ＣＤＤを実行する。一方、送信装置は、ふたつ目以降の組合せに含まれるＭＩＭＯ用制御信号に対し、その前段に配置されるＭＩＭＯ用既知信号でのタイミングシフト量と同一の値によって、ＣＤＤを実行する。すなわち、送信装置は、先頭の組合せに含まれるＭＩＭＯ用制御信号とふたつ目以降の組合せに含まれるＭＩＭＯ用制御信号とのそれぞれに対して、異なった値のタイミングシフト量を使用する。その結果、従来システムとの互換性およびＭＩＭＯシステムでの特性を維持しながらも、ふたつ目以降の組合せに含まれるＭＩＭＯ用制御信号に対する受信特性の悪化を抑制できる。

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、従来システムには、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、送信装置に対応し、第２無線装置１０ｂが、受信装置に対応する。

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。

通信システム１００におけるパケットフォーマットを説明する。最初に、比較のために、制御信号とデータ信号の組合せを１つだけ含むパケット信号のフォーマットを説明し、その後、制御信号とデータ信号の複数の組合せを含む集約されたパケット信号のフォーマットを説明する。

図３（ａ）−（ｃ）は、制御信号とデータ信号の組合せを１つだけ含むパケット信号のフォーマットを示す。図３（ａ）および（ｂ）は、ＭＩＭＯシステムにおいて規定されている第１のパケットフォーマットおよび第２のパケットフォーマットにそれぞれ相当し、図３（ｃ）は、従来システムにおいて規定されているパケットフォーマットに相当する。図３（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タイミング推定用の既知信号、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が含まれている。「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」は、ＭＩＭＯシステムに対応したタイミング推定用の既知信号、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。

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、１ＯＦＤＭシンボルの期間は、８００ｎｓであるとする。

ここで「データ１」から「データ４」に対する制御信号は、これらより前に配置された「ＨＴ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−５０ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−１００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−１５０ｎｓ）」に相当する。そのため、「ＨＴ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−５０ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−１００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−１５０ｎｓ）」、「データ１」から「データ４」は、「第１の組合せ」と呼ばれる。なお、第１の組合せでのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」に対するタイミングシフト量と同一の値に設定されている。また、第１の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータとの間においてタイミングシフト量は、異なった値に設定されている。

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」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３（ｂ）では、図３（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。第１の系列において、「ＨＴ−ＳＴＦ」に続いて、図３（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。ここで、「ＨＴ−ＬＴＦ」等の間に配置された「ＨＴ−ＳＩＧ」等と、「データ１」から「データ４」は、「第１の組合せ」と呼ばれる。

図３（ｃ）では、図３（ａ）と同様に、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」が配置される。さらに、「Ｌ−ＳＩＧ」の後段に「データ」が配置される。

図４は、図３（ａ）で説明した、従来システムとの互換性を維持するための信号が先頭に配置される第１のフォーマットを利用する場合において、制御信号とデータ信号の複数の組合せが集約されたパケット信号のフォーマットを示す。

従来システムとの互換性を維持するための「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」等の信号、ＭＩＭＯシステムに対応した「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」等の既知信号、および「データ１」から「データ４」のデータ信号の配置については、図３（ａ）と同じであり、「データ１」から「データ４」の後段に、制御信号とデータ信号の第２の組合せ以降が配置される。第２の組合せを配置する際、必要に応じてＭＩＭＯシステムに対応した伝送路推定用の既知信号「ＨＴ−ＬＴＦ」をミッドアンブル信号として付加する。以下、第２の組合せ以降の信号の配置について説明する。

第１の系列において、「データ１」の後段に、伝送路推定用の４つの既知信号「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＦＴ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」が配置されるが、１番目の「ＨＴ−ＬＴＦ」と２番目の「−ＨＴ−ＬＴＦ」との間に、制御信号として「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置される。こうして得られた第１の系列に−４００ｎｓ、−２００ｎｓ、−６００ｎｓでのＣＤＤがなされた信号が、第２の系列から第４の系列の「データ２」から「データ４」の後段にそれぞれ配置される。そして、第１から第４の系列において、４番目の「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ（−４００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＬＴＦ（−２００ｎｓ）」、「−ＨＴ−ＬＴＦ（−６００ｎｓ）」の後段に、それぞれ「データ５」から「データ８」が配置される。

ここで「ＨＴ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−４００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−２００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−６００ｎｓ）」は、「データ５」から「データ８」に対する制御信号である。そのため、「ＨＴ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−４００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−２００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−６００ｎｓ）」、「データ５」から「データ８」は、「第２の組合せ」と呼ばれる。

第３の組合せ以降についても同様の配置であり、パケット信号の最後部における「ＨＴ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−４００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−２００ｎｓ）」、「ＨＴ−ＳＩＧ（−６００ｎｓ）」、「データＮ」から「データＮ＋３」は、「第（Ｎ＋３）／４の組合せ」と呼ばれる。

ここで、第２の組合せ以降について、ミッドアンブル信号は必要に応じて付加される。第２の組合せ以降のすべての組合せについて、ミッドアンブル信号を付加してもよく、第２の組合せ以降の少なくとも１つ以上の組合せについてミッドアンブル信号を付加してもよい。また、第２の組合せ以降の前半の組合せについてはミッドアンブル信号を付加せず、後半の組合せについてミッドアンブル信号を付加するなど、ミッドアンブル信号の付け方には動作環境などに応じていろいろなバリエーションをもたせることができる。

なお、第２の組合せ以降でのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」に対するタイミングシフト量と同一の値に設定されている。すなわち、第２の組合せ以降でのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、第１の組合せでのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量と異なった値に設定されている。また、「第２の組合せ」から「第（Ｎ＋３）／４の組合せ」に含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータとの間においてタイミングシフト量が、同一の値に設定されている。

また、第１の組合せでのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」に対するタイミングシフト量と同一の値に設定されている。すなわち、第１の組合せでのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」に対するタイミングシフト量とは異なる値に設定されている。一方、第２の組合せ以降でのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」に対するタイミングシフト量と同一の値に設定されている。

図５は、図３（ｂ）で説明した、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ない第２のフォーマットを利用する場合において、制御信号とデータ信号の複数の組合せが集約されたパケット信号のフォーマットを示す。

ＭＩＭＯシステムに対応した「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」等の既知信号、および「データ１」から「データ４」のデータ信号の配置については、図３（ｂ）と同じであり、「データ１」から「データ４」の後段に、制御信号とデータ信号の第２の組合せ以降が配置される。第２の組合せを配置する際、必要に応じてＭＩＭＯシステムに対応した伝送路推定用の既知信号「ＨＴ−ＬＴＦ」をミッドアンブル信号として付加する。

図５に示すように、第２のフォーマットの第２の組合せ以降の信号の配置は、図４で説明した第１のフォーマットの第２の組合せ以降の信号の配置と全く同じである。すなわち、「データ１」の後段に、伝送路推定用の４つの既知信号「ＨＴ−ＬＴＦ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＬＦＴ」、「−ＨＴ−ＬＴＦ」が配置されるが、１番目の「ＨＴ−ＬＴＦ」と２番目の「−ＨＴ−ＬＴＦ」との間に、「データ５」の制御信号として「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置される。「データ２」から「データ４」の後段についても、タイミングシフト量の違いを除いて同様であり、伝送路推定用の４つの既知信号の内、１番目と２番目の既知信号間に、それぞれ「データ６」から「データ８」の制御信号が配置される。

ここで、第１の組合せでのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」に対するタイミングシフト量と同一の値に設定されており、第２の組合せ以降でのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、第１の組合せでのＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量と同一の値に設定されている。

図６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。

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（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）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、図示しない第２無線装置１０ｂから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７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３（ａ）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６に戻る。また、ベースバンド処理部２２は、図３（ａ）−（ｂ）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、ベースバンド処理部２２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、シフト量は、図３（ａ）−（ｂ）に対応するように、系列を単位にして異なった値に設定される。

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。

ここで、図３（ａ）でのＭＩＭＯシステムにおいて規定された第１のパケットフォーマットと、図３（ｃ）での従来システムにおいて規定されたパケットフォーマット（以下、「従来用フォーマット」という）とにおいて、「Ｌ−ＳＩＧ」までの構成は共通している。一方、第１のパケットフォーマットでは、「Ｌ−ＳＩＧ」の直後に「ＨＴ−ＳＩＧ」が配置され、従来用フォーマットでは、「Ｌ−ＳＩＧ」の直後に「データ」が配置されている。ここで、「データ」における信号点の配置が、「ＨＴ−ＳＩＧ」での信号点の配置と異なっている。

変復調部２４は、受信処理において、後述の制御部３０と共同して、周波数領域信号２０２中の「ＨＴ−ＳＩＧ」を復調することによって、パケット信号中の「ＨＴ−ＳＴＦ」の存在を検出する。すなわち、制御部３０は、変復調部２４において復調したパケット信号のうち、「Ｌ−ＳＩＧ」の後段の部分における信号点の配置が、「ＨＴ−ＳＩＧ」での信号点の配置に対応していれば、「ＨＴ−ＳＩＧ」の存在を検出したとする。以上の動作を説明するために、「ＨＴ−ＳＩＧ」等の信号点の配置を説明する。

図８（ａ）−（ｂ）は、Ｌ−ＳＩＧとＨＴ−ＳＩＧでのコンスタレーションを示す。図８（ａ）は、Ｌ−ＳＩＧに対して規定されているコンスタレーションを示す。横軸が同相軸（以下、「Ｉ軸」という）を示し、縦軸が直交軸（以下、「Ｑ軸」という）を示す。図示のごとく、Ｉ軸上の「＋１」あるいは「−１」に信号点が配置される。図８（ｂ）は、ＨＴ−ＳＩＧに対して規定されているコンスタレーションを示す。図示のごとく、Ｑ軸上の「＋１」あるいは「−１」に信号点が配置されており、この配置は、Ｌ−ＳＩＧに対して規定されている信号点の配置と直交した関係になっている。

すなわち、Ｌ−ＬＴＦあるいはＨＴ−ＬＴＦの後段に、ＨＴ−ＳＩＧが配置されている場合、すなわち図８（ｂ）のコンスタレーションの信号が配置されている場合、制御部３０では、パケット信号が第２のパケットフォーマットであると特定する。一方、Ｌ−ＬＴＦあるいはＨＴ−ＬＴＦの後段に、ＨＴ−ＳＩＧが配置されていない場合、制御部３０では、パケット信号が第１のパケットフォーマットあるいは従来用フォーマットであると特定する。さらに、制御部３０は、以下のように第１のパケットフォーマットと従来用フォーマットとを区別する。

第１のパケットフォーマットにおいて、Ｌ−ＳＩＧの後段にＨＴ−ＳＩＧが配置されているが、従来用フォーマットにおいて、Ｌ−ＳＩＧの後段にＨＴ−ＳＩＧが配置されていない。そのため、制御部３０は、復調したＢＰＳＫのコンスタレーションの変化から、Ｌ−ＳＩＧの後段にＨＴ−ＳＩＧが配置されているか否かを特定する。なお、従来用フォーマットでのデータでは、図８（ａ）のＢＰＳＫの他にＱＰＳＫ、１６ＱＡＭが使用される可能性もあるが、これらにおいても、図８（ｂ）と異なって、信号点はＩ軸上に所定の値を有している。そのため、復調された信号のＩ軸の値を調べることによって、制御部３０は、ＨＴ−ＳＩＧであるか否かを特定できる。また、ＨＴ−ＳＩＧが送られる場合には、Ｌ−ＳＩＧの部分の変調方式がＢＰＳＫになっている。従来システムに対応したパケット信号が受信されれば、この部分の変調方式はＢＰＳＫになっているべきであり、Ｑ成分の値は小さくなっている。一方、ＨＴ−ＳＩＧが受信されれば、Ｑ成分の値が大きくなる。このような工夫によって、ＨＴ−ＳＩＧのＡｕｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎの精度を上げている。図６に戻る。

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。ここで、データストリームには、データに関する制御信号であるＨＴ−ＳＩＧと、当該データとの組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータが含まれた組合せが複数含まれている。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４および図５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。なお、制御部３０は、図３（ｃ）のような従来システムのパケット信号も生成可能であるが、ここでは説明を省略する。制御部３０が、図４の第１のパケットフォーマットのパケット信号を生成する場合を説明する。制御部３０は、複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧの前段にＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦを配置させ、かつ当該ＨＴ−ＳＩＧの後段にＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦを配置させる。また、制御部３０は、ＨＴ−ＬＴＦの後段に、先頭の組合せに含まれたデータを配置させてから、当該データの後段に、ひとつ目のＨＴ−ＬＴＦ、第２の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧ、残りのＨＴ−ＬＴＦ等の順に配置させ、さらにその後段に第２の組合せに含まれたデータを配置させる。以下、第３の組合せ以降についても順次同様に配置させる。

制御部３０は、第１の系列に配置されたＬ−ＳＴＦを基準として、他の系列に配置されたＬ−ＳＴＦに、Ｌ−ＳＴＦ内での循環的なタイミングシフトを行う。すなわち、制御部３０は、ＣＤＤを実行するが、タイミングシフト量として系列ごとに異なった値を設定する。また、制御部３０は、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦに対してもＣＤＤを行う。ここで、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ひとつ目の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、−５０ｎｓ、−１００ｎｓ、−１５０ｎｓと規定されている。一方、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦ、ふたつ目以降の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、−４００ｎｓ、−２００ｎｓ、−６００ｎｓと規定されている。

すなわち、制御部３０は、Ｌ−ＬＴＦ等とＨＴ−ＬＴＦ等との間においてタイミングシフト量を異なった値に設定しながら、Ｌ−ＬＴＦと先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとの間においてタイミングシフト量を同一の値に設定している。特に、Ｌ−ＬＴＦ等に対するタイミングシフト量の絶対値が、ＨＴ−ＬＴＦ等に対するタイミングシフト量の絶対値よりも小さい値にて規定されているので、Ｌ−ＬＴＦ等にて従来システムとの互換性が維持され、ＨＴ−ＬＴＦ等によってＭＩＭＯシステムの特性が向上される。また、制御部３０は、ＨＴ−ＬＴＦと、残りの組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとの間においてタイミングシフト量を同一の値に設定している。すなわち、制御部３０は、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量の絶対値よりも、残りの組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量の絶対値の方を大きな値に設定する。制御部３０は、以上の設定に応じた処理を変復調部２４、ベースバンド処理部２２に指示する。また、制御部３０は、第１の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータとの間においてタイミングシフト量を異なった値に設定し、残りの組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータとの間においてタイミングシフト量を同一の値に設定する。

以上のように規定される結果、ひとつ目の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧは、その前段に配置されたＬ−ＬＴＦをもとに復調されるが、両者のタイミングシフト量は等しいので、復調の特性の悪化が抑制される。また、ふたつ目の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータは、当該段にミッドアンブル信号として配置されたＨＴ−ＬＴＦをもとに復調されるが、両者のタイミングシフト量は等しいので、復調の特性の悪化が抑制される。同様に、３つ目以降の組合せについても、ＨＴ−ＳＩＧとデータとが当該段にミッドアンブル信号として配置されたＨＴ−ＬＴＦをもとに復調されるが、両者のタイミングシフト量は等しいので、復調の特性の悪化が抑制される。なお、ミッドアンブル信号が含まれない段のＨＴ−ＳＩＧとデータは、それ以前の段にミッドアンブル信号として配置されたＨＴ−ＬＴＦをもとに復調されるか、もしくはプリアンブル信号として配置されたＨＴ−ＬＴＦをもとに復調される。ここで、「Ｌ−ＬＴＦをもとに復調」や「ＨＴ−ＬＴＦをもとに復調」とは、これらをもとにベースバンド処理部２２でのウエイトベクトルの推定や変復調部２４での伝送路推定がなされることによって、復調が実行されることである。その結果、複数の組合せのそれぞれに含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータが正確に復調される。よって、無線装置１０は、受信特性を向上できる。

制御部３０が、図５の第２のパケットフォーマットのパケット信号を生成する場合を説明する。制御部３０は、ＨＴ−ＳＴＦ、ひとつ目のＨＴ−ＬＴＦの後段に、複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧを配置させ、当該ＨＴ−ＳＩＧの後段に、残りのＨＴ−ＬＴＦ等を配置させる。さらに、制御部３０は、その後段にデータを配置させてから、当該データの後段に、ひとつ目のＨＴ−ＬＴＦ、第２の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧ、残りのＨＴ−ＬＴＦ等の順に配置させ、さらにその後段に第２の組合せに含まれたデータを配置させる。以下、第３の組合せ以降についても順次同様に配置させる。ここで、制御部３０は、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧと残りの組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとに対するタイミングシフト量をいずれもＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦに対するタイミングシフト量と同一の値に設定する。すなわち、第２の系列から第４の系列に対するタイミングシフト量には、−４００ｎｓ、−２００ｎｓ、−６００ｎｓだけが規定されている。

制御部３０は、図示しないインターフェイスを介してユーザからの指示を受けつけ、受けつけた指示をもとに、第１のパケットフォーマットの使用あるいは第２のパケットフォーマットの使用を選択する。あるいは、制御部３０は、無線部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４を介して受信したパケット信号のフォーマットを調査する。具体的には、パケット信号の先頭部分に「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」が配置されているかを調べる。すなわち、第１のパケットフォーマットあるいは従来用フォーマットが使用されているかを調べる。例えば、ベースバンド処理部２２等が、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」のパターンを予め保持しており、保持したパターンと受信したパケット信号との相関値を計算する。制御部３０は、相関値がしきい値よりも大きくなった場合に、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」が配置されていると判断する。

また、所定の期間にわたって、第１のパケットフォーマットのパケット信号あるいは従来用フォーマットのパケット信号が検出されれば、制御部３０は、送信する際に第１のパケットフォーマットの使用を選択する。すなわち、第１のパケットフォーマットあるいは従来用フォーマットが使用されている場合、従来システムにおける無線装置が周囲に存在すると想定されるので、それらとの互換性を維持するために、第１のパケットフォーマットが使用される。一方、所定の期間にわたって、第１のパケットフォーマットのパケット信号あるいは従来用フォーマットのパケット信号が検出されなければ、制御部３０は、送信する際に第２のパケットフォーマットの使用を選択する。この場合、前述の状態とは反対に、従来システムにおける無線装置が周囲に存在しないと想定されるので、利用効率の高い第２のパケットフォーマットが使用される。

制御部３０は、図４に示した、従来システムとの互換性を維持するための信号が先頭に配置した上で、制御信号とデータ信号の複数の組合せが集約されたパケット信号を生成する場合、複数の組合せのうち、先頭の組合せのパケット信号を生成するときは、第１のパケットフォーマットでパケットを生成する機能を選択して、図４に示した、従来システムとの互換性をもたせた１段目の信号フォーマットを生成し、続いて第２の組合せ以降のパケット信号を生成するときは、第２のパケットフォーマットでパケットを生成する機能に切り替えて、２段目以降の信号フォーマットを生成する。

また、制御部３０は、図５に示した、従来システムとの互換性を維持するための信号を配置せずに、制御信号とデータ信号の複数の組合せが集約されたパケット信号を生成する場合は、第２のパケットフォーマットでパケットを生成する機能を選択して、複数の組合せのうち、先頭の組合せから順次パケット信号を生成する。

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９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。

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３（ａ）−（ｂ）に示されたようなＣＤＤ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。

図１０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７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１１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。ここでは、使用されるアンテナ１２の数と系列の数とが同一であるとするので、ひとつの系列をひとつのアンテナ１２にそのまま対応づける。さらに、分散部６６は、送信すべき系列、すなわちパケット信号のそれぞれのうち、「Ｌ−ＳＩＧ」等に対して、ＣＤＤを実行する。

以上の構成による無線装置１０の動作を説明する。無線部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４を介して受信したパケット信号のフォーマットを調査することによって、制御部３０は、従来システムにおける無線装置が周囲に存在するか否かを推定する。従来システムにおける無線装置が存在すると推定した場合、制御部３０は、第１のパケットフォーマットの使用を決定し、従来システムにおける無線装置が存在しないと推定した場合、制御部３０は、第２のパケットフォーマットの使用を決定する。第１のパケットフォーマットを使用する場合、制御部３０は、ふたつ目以降の組合せに必要に応じてＨＴ−ＬＴＦを付加するように制御し、ベースバンド処理部２２は、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量と、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦ、ふたつ目以降の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量を異なった値に設定しながら、ＣＤＤを実行する。一方、第２のパケットフォーマットを使用する場合、制御部３０は、ふたつ目以降の組合せに必要に応じてＨＴ−ＬＴＦを付加するように制御し、ベースバンド処理部２２は、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦ、すべての組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量を同一の値に設定しながら、ＣＤＤを実行する。

本発明の実施例によれば、複数の組合せにそれぞれ含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量として、直前に配置される既知信号に対するタイミングシフト量を設定するので、ＨＴ−ＳＩＧを復調する際の特性の悪化を抑制できる。また、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量は、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦに対するタイミングシフト量と同一の値に設定されるので、従来システムとの互換性を維持しながら、ＨＴ−ＳＩＧを復調する際の特性の悪化を抑制できる。また、残りの組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧとデータに対するタイミングシフト量は、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦに対するタイミングシフト量と同一の値に設定されるので、ＭＩＭＯシステムでの特性を改善しながら、ＨＴ−ＳＩＧとデータを復調する際の特性の悪化を抑制できる。さらに、残りの組合せにおいてＨＴ−ＬＴＦがミッドアンブル信号として与えられるため、伝送路推定をやり直して、品質の悪化を抑制することができる。

また、従来システムとの互換性を維持するための信号が先頭に配置した上で、制御信号とデータ信号の複数の組合せを一つにまとめたパケット信号を生成する際、従来システムとの互換性のある第１のパケットフォーマットを生成する機能と、従来システムとの互換性がない第２のパケットフォーマットを生成する機能とを用意しておけば、両機能を切り替えて、複数の組合せを一つにまとめたパケット信号を容易に生成することができる。すなわち、先頭の組合せのパケット信号を生成するときは、第１のパケットフォーマットで信号を生成し、第２の組合せ以降のパケット信号を生成するときは、第２のパケットフォーマットに切り替えて信号を生成すればよい。

また、先頭の組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量の絶対値よりも、残りの組合せに含まれたＨＴ−ＳＩＧに対するタイミングシフト量の絶対値を大きい値に設定するので、従来システムとの互換性を維持しながら、ＭＩＭＯシステムでの特性を改善できる。また、Ｌ−ＳＴＦ等を含まない別のパケットフォーマットも生成するので、パケット信号の利用効率を向上できる。また、Ｌ−ＳＴＦ等を含むパケットフォーマットあるいはＬ−ＳＴＦ等を含まないパケットフォーマットを選択しながら使用するので、従来システムとの互換性あるいは利用効率の向上のいずれかを選択できる。

また、Ｌ−ＳＴＦ等を含むパケットフォーマットとＬ−ＳＴＦ等を含まないパケットフォーマットとのそれぞれに応じて異なった値のタイミングシフト量を設定するので、パケットフォーマットが異なっていても、ＨＴ−ＳＩＧを復調する際の特性の悪化を抑制できる。また、Ｌ−ＳＴＦ等を含むパケットフォーマットとＬ−ＳＴＦ等を含まないパケットフォーマットとは、従来システムにおける無線装置が周囲に存在するかによって選択されるので、周囲の環境に応じたパケットフォーマットを使用できる。

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。 図３（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムにおける、制御信号とデータ信号の組合せを１つだけ含む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の通信システムにおける、制御信号とデータ信号の複数の組合せが集約されたパケット信号のフォーマットを示す図である。 図２の通信システムにおける、制御信号とデータ信号の複数の組合せが集約されたパケット信号の別の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６における周波数領域の信号の構成を示す図である。 図８（ａ）−（ｂ）は、図３（ａ）−（ｃ）におけるＬ−ＳＩＧとＨＴ−ＳＩＧでのコンスタレーションを示す図である。 図６のベースバンド処理部の構成を示す図である。 図９の受信用処理部の構成を示す図である。 図９の送信用処理部の構成を示す図である。

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、 ５０ 受信用処理部、 ５２ 送信用処理部、 １００ 通信システム。

Claims (5)

1. 複数の系列によって形成されるパケット信号を送信する無線装置であって、
   データ信号に関する制御信号と当該データ信号との組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータ信号が含まれた組合せを複数入力する入力部と、
   前記入力部において入力した複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれた制御信号の前段に第１の既知信号を配置させ、かつ当該制御信号の後段に第２の既知信号を配置させながら、第２の既知信号の後段に、先頭の組合せに含まれたデータ信号を配置させてから、残りの組合せの少なくとも１つに第２の既知信号を付加した上で、当該データ信号の後段に、残りの組合せを順次配置させることによって、パケット信号を生成する生成部と、
   前記生成部において生成したパケット信号を送信する送信部とを備え、
   前記生成部は、複数の系列に配置された第１の既知信号に対してＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を実行しながら、複数の系列に配置された第２の既知信号と制御信号に対してもＣＤＤを実行しており、第１の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、第２の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを異なった値に設定しつつ、先頭の組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、第１の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを同一の値に設定し、残りの組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、第２の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを同一の値に設定することを特徴とする無線装置。
2. 制御信号の前段に第１の既知信号を配置させ、かつ当該制御信号の後段に第２の既知信号を配置させながら、第２の既知信号の後段にデータ信号を配置させる第１のフォーマットと、第２の既知信号の後段に制御信号を配置させ、当該制御信号の後段にデータ信号を配置させる第２のフォーマットとのいずれかを選択し、選択したフォーマットのパケット信号を生成部に生成させる選択部をさらに備え、
   前記選択部は、前記入力部において入力した複数の組合せのうち、前記生成部に前記先頭の組合せのパケット信号を生成させるときは、前記第１のフォーマットを選択し、前記生成部に前記残りの組合せのパケット信号を生成させるときは、前記第２のフォーマットを選択す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、データ信号に対してもＣＤＤを実行しており、先頭の組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、データ信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを異なった値に設定し、残りの組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、データ信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを同一の値に設定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、先頭の組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量の絶対値の最大値よりも、残りの組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量の絶対値の最大値の方を大きな値に設定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。
5. 複数の系列によって形成されるパケット信号を送信する送信装置と、
   前記送信装置から送信されたパケット信号を受信する受信装置とを備え、
   前記送信装置は、
   データ信号に関する制御信号と当該データ信号との組合せであって、かつ複数の系列にそれぞれ配置されるべきデータ信号が含まれた組合せを複数入力する入力部と、
   前記入力部において入力した複数の組合せのうち、先頭の組合せに含まれた制御信号の前段に第１の既知信号を配置させ、かつ当該制御信号の後段に第２の既知信号を配置させながら、第２の既知信号の後段に、先頭の組合せに含まれたデータ信号を配置させてから、残りの組合せの少なくとも１つに第２の既知信号を付加した上で、当該データ信号の後段に、残りの組合せを順次配置させることによって、パケット信号を生成する生成部と、
   前記生成部において生成したパケット信号を送信する送信部とを備え、
   前記生成部は、複数の系列に配置された第１の既知信号に対してＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を実行しながら、複数の系列に配置された第２の既知信号と制御信号に対してもＣＤＤを実行しており、第１の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、第２の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを異なった値に設定しつつ、先頭の組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、第１の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを同一の値に設定し、残りの組合せに含まれた制御信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量と、第２の既知信号に対する複数の系列のそれぞれにおけるタイミングシフト量とを同一の値に設定することを特徴とする通信システム。

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