JP2008113175A - 無線送受信装置および無線送受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速な時間的フェージングによる変動に対しても迅速に追従でき、移動体の高速移動時においてもデータの通信速度を低下させることなく通信可能な信頼性に優れた無線送受信装置および方法を提供する。
【解決手段】複数のアンテナを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら時分割複信方式によりデータを送受信するマルチキャリア方式の無線送受信方法において、受信信号中の第１既知信号に基づいて受信ゲインが最大となる重みを算出し、その重みに基づいて受信信号を重み付けして合成し、その合成受信信号中の第２既知信号に基づいて時間軸方向の補正量を算出して、次の送信フレームにおいて複数のアンテナから送信する送信信号を、当該受信フレームで算出した補正量に基づいて補正してから、重みに基づいて重み付けして送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線送受信装置および無線送受信方法に関するものである。

無線通信環境においては、マルチパスによるフェージングの干渉や、ドップラーシフトによる伝播路環境の時間的変動による遅延波の干渉が、受信信号の品質を劣化させる要因となっている。

このような問題の改善を図った無線送受信装置として、例えば図６に示す構成のものが知られている。この無線送受信装置は、マルチアンテナを構成する複数のアンテナ１０１−１〜１０１−ｋを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら時分割複信（ＴＤＤ）方式によりデータを送受信するＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）によるマルチキャリア方式のもので、図６（ａ）は受信機の機能ブロック図を示しており、図６（ｂ）は送信機の機能ブロック図を示している。

この無線送受信装置では、図６（ａ）に示す受信機において、アンテナ１０１−１〜１０１−ｋでの受信信号を、対応するＦＦＴ処理部１０２−１〜１０２−ｋでそれぞれ高速フーリエ変換してサブキャリア単位に復調した後、論理マッピング部１０３で周波数マッピングしてバースト処理部１０４−１〜１０４−ｋに供給している。

バースト処理部１０４−１〜１０４−ｋは、代表してバースト処理部１０４−１の構成を示すように、受信重み算出部１０５−１、受信信号合成部１０６−１およびデコーダ１０７−１を有している。論理マッピング部１０３で周波数マッピングされた受信信号は、受信重み算出部１０５−１および受信信号合成部１０６−１に並列に供給され、受信重み算出部１０５−１において、受信フレームにおける既知信号（例えば、プリアンブル）の受信信号に基づいて、ユーザ毎（チャネル毎）に最大の受信ゲインが得られる重み（重みベクトル）が算出される。なお、この重みベクトルは、アンテナ１０１−１〜１０１−ｋによるアンテナダイバーシティの方式、例えばアダプティブ・アンテナ・システム（ＡＡＳ）やＭＩＭＯに応じて算出される。

この受信重み算出部１０５−１で算出された重みベクトルは、送信機に供給されるとともに、受信信号合成部１０６−１に供給され、該受信信号合成部１０６−１においてアンテナ１０１−１〜１０１−ｋからの受信信号に積算されて、受信信号が合成され、その合成受信信号がデコーダ１０７−１でデコードされる。

このようにして、受信機では、アンテナ１０１−１〜１０１−ｋからの受信信号に対して、周波数選択性フェージングによる変動を押さえて、高いダイバーシティゲインが得られるような重み付けを行う受信処理を行っている。

一方、送信機は、図６（ｂ）に示すように、バースト処理部１１１−１〜１１１−ｋと、物理マッピング部１１２とＩＦＦＴ処理部１１３−１〜１１３−ｋとを有しており、バースト処理部１１１−１〜１１１−ｋに、送信すべき情報信号が供給されるとともに、図６（ａ）に示した受信機のバースト処理部１０４−１〜１０４−ｋから重みベクトルが供給される。

バースト処理部１１１−１〜１１１−ｋは、代表してバースト処理部１１１−１の構成を示すように、エンコーダ１１４−１および送信重み付け部１１５−１を有している。入力された送信すべき情報信号は、エンコーダ１１４−１でコーディングされて送信重み付け部１１５−１に供給され、ここでサブキャリア単位にマッピングされて変調される。また、送信重み付け部１１５−１には、受信機からの重みベクトルが供給され、その重みベクトルに基づいて、アンテナ１０１−１〜１０１−ｋに対する送信情報が重み付けされて、物理マッピング部１１２で周波数マッピングされてＩＦＦＴ処理部１１３−１〜１１３−ｋに供給され、ここで逆高速フーリエ変換されてアンテナ１０１−１〜１０１−ｋから送信される。

このようにして、送信機では、受信機側で算出された重みベクトルに基づいて、次の送信フレームにおいて、アンテナ１０１−１〜１０１−ｋから送信信号を重み付けして送信することにより、受信機側で最も高い合成ゲインが得られるようにしている。

しかし、図６に示した無線送受信装置は、周波数選択性フェージングによる変動に対しては効果があるが、移動体の移動等によって生じる時間的フェージングによる受信信号の変動に対しては補償していない。

この時間的フェージングによる変動を補償し得るものとしては、例えば、パケット等のデータストリームの通信において、受信成功していた処理時に計算された重みをいくつか保存し、受信エラーしたデータの再送時に、保存されている重みの中から再送時にアンテナダイバーシティゲインが最大となるような重みを選択して再送処理することで、伝播路の時間的フェージングによる変動に対しての追従性能を確保するようにした無線送受信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１１２０９８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の無線送受信装置では、受信エラーを起こしたデータストリームの再送処理時に、過去に計算された重みを用いて時間的フェージングによる変動を補償するものであるため、時間的フェージングに対して迅速に対応することができない。このため、特に、移動体の高速移動等によって生じる高速な時間的フェージングによる変動に対しては追従できず、その結果、再送処理時が頻繁に行われるようになって、通信速度の低下を招くことが懸念される。

したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、高速な時間的フェージングによる変動に対しても迅速に追従でき、移動体の高速移動時においてもデータの通信速度を低下させることなく通信可能な信頼性に優れた無線送受信装置および無線送受信方法を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る発明は、複数のアンテナを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら、周波数軸方向および時間軸方向に複数のシンボル列を含むフレーム構成の無線信号を、時分割複信方式およびマルチキャリア方式により送受信する無線送受信装置において、
前記複数のアンテナから得られる受信信号のうち、周波数軸方向のシンボル列に含まれる第１既知信号に基づいて重みを算出する受信重み算出手段と、
該受信重み算出手段で算出された重みに基づいて前記受信信号を重み付けして合成する受信信号合成手段と、
該受信信号合成手段で合成された合成受信信号のうち、時間軸方向のシンボル列に含まれる第２既知信号に基づいて、少なくとも時間軸方向のシンボル列の補正量を算出する補正量算出手段と、
前記重みおよび前記補正量を算出した受信フレームの次の送信フレームにおいて、前記複数のアンテナから送信する送信信号を、前記補正量に基づいて補正してから、前記重みに基づいて重み付けする送信重み付け手段と、
を有することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無線送受信装置において、前記補正量算出手段は、前記補正量として、前記重みを算出した受信フレームのデータエリアにおける位相変移量および振幅変動量のそれぞれの平均値を算出することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の無線送受信装置において、前記送信重み付け手段は、前記補正量を算出した受信フレームにおける時間軸上でのデータエリアの中心点から次の送信フレームの先頭までの時間だけ、前記位相変移量の平均値を位相シフトして、送信初期位相を与えることを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項４に係る発明は、複数のアンテナを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら、周波数軸方向および時間軸方向に複数のシンボル列を含むフレーム構成の無線信号を、時分割複信方式およびマルチキャリア方式により送受信する無線送受信方法において、
前記複数のアンテナから得られる受信信号のうち、周波数軸方向のシンボル列に含まれる第１既知信号に基づいて重みを算出するステップと、
算出された重みに基づいて前記受信信号を重み付けして合成するステップと、
合成された合成受信信号のうち、時間軸方向のシンボル列に含まれる第２既知信号に基づいて、少なくとも時間軸方向のシンボル列の補正量を算出するステップと、
前記重みおよび前記補正量を算出した受信フレームの次の送信フレームにおいて、前記複数のアンテナから送信する送信信号を、前記補正量に基づいて補正してから、前記重みに基づいて重み付けするステップと、
を含むことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の無線送受信方法において、前記算出された補正量に基づいて前記合成受信信号を補正するステップと、
補正された合成受信信号についての誤りを把握するステップと、を更に含み、
前記把握に基づいて、訂正不能な誤りがない場合には、前記受信フレームの次の送信フレームにおいて、前記複数のアンテナから送信する送信信号を、前記補正量に基づいて補正してから、前記重みに基づいて重み付けする、
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、受信フレームにおいて、受信ゲインが最大となる重みと、時間軸方向の補正量とを算出し、これら算出した重みおよび補正量に基づいて、次の送信フレームにおいて送信する送信信号を補正して重み付けするようにしたので、高速な時間的フェージングによる変動に対しても迅速に追従することができる。したがって、移動体の高速移動時においても、データの通信速度を低下させることなく通信可能で、信頼性に優れた無線送受信装置および無線送受信方法を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る無線送受信装置を示すもので、図１（ａ）は受信機の機能ブロック図を示しており、図１（ｂ）は送信機の機能ブロック図を示している。この無線送受信装置は、図６に示した無線送受信装置と同様に、マルチアンテナを構成する複数のアンテナ１−１〜１−ｋを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら時分割複信（ＴＤＤ）方式によりデータを送受信するＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）によるマルチキャリア方式のものである。なお、ここでは、説明の便宜上、無線送受信装置を基地局として説明する。

図１（ａ）に示すように、受信機は、ＦＦＴ処理部２−１〜２−ｋ、論理マッピング部３およびバースト処理部４−１〜４−ｋを有しており、アンテナ１−１〜１−ｋでの受信信号は、対応するＦＦＴ処理部２−１〜２−ｋでそれぞれ高速フーリエ変換してサブキャリア単位に復調した後、論理マッピング部３で周波数マッピングしてバースト処理部４−１〜４−ｋに供給する。

バースト処理部４−１〜４−ｋは、代表してバースト処理部４−１の構成を示すように、受信重み算出部５−１、受信信号合成部６−１、線形補正部７−１およびデコーダ８−１を有している。論理マッピング部３で周波数マッピングした受信信号は、受信重み算出部５−１および受信信号合成部６−１に並列に供給し、受信重み算出部５−１において、第１既知信号の受信信号に基づいて、ユーザ毎（チャネル毎）に最大の受信ゲインが得られる重み（重みベクトル）を算出する。

本実施の形態は、例えば、図２に示すように、周波数軸方向および時間軸方向に複数のシンボル列を含むフレーム構造でデータの送受信を行う。すなわち、アップリンクフレームＵＬ−Ｆ（受信フレーム）とダウンリンクフレームＤＬ−Ｆ（送信フレーム）とを、ガードタイムＴｇを介して交互に繰り返して、デュープレックス通信を行う。ここで、アップリンクフレームＵＬ−ＦおよびダウンリンクフレームＤＬ−Ｆは、それぞれ端末に対応する、周波数軸方向のシンボル列に含まれた既知のプリアンブルＰｒｅと、それに続くデータエリアとを有しており、データエリアには同期確立の参照信号である既知のパイロット信号Ｐｔ（サブキャリア）が内在している。なお、図２は、１チャネルが１８サブキャリアからなる場合を示している。

そこで、本実施の形態では、第１既知信号をプリアンブルＰｒｅとして、受信重み算出部５−１においてプリアンブルＰｒｅの受信信号に基づいて、チャネル毎に最大の受信ゲインが得られる重みベクトルを算出する。なお、この重みベクトルは、アンテナ１−１〜１−ｋによるアンテナダイバーシティの方式、例えばアダプティブ・アンテナ・システム（ＡＡＳ）やＭＩＭＯに応じて算出する。

受信重み算出部５−１で算出した重みベクトルは、送信機に供給するとともに、受信信号合成部６−１に供給し、該受信信号合成部６−１においてアンテナ１−１〜１−ｋからの受信信号の全体（周波数軸方向および時間軸方向）に対して積算合成して、合成受信信号を得る。

ここで、受信信号合成部６−１から得られる合成受信信号は、時間的な変動に対しては何も対策されていないので、サンプル時間が遅い信号程、フェージングの影響で位相シフトおよび振幅の変動を受けていることになる。

そこで、本実施の形態では、受信信号合成部６−１からの合成受信信号を線形補正部７−１に供給し、ここで、合成受信信号に含まれるパイロット信号Ｐｔ（第２既知信号）に基づいて、時間軸方向の線形補正量として、当該アップリンクフレームＵＬ−Ｆのデータエリアにおける位相変移量および振幅変動量のそれぞれの平均値を算出し、この線形補正量に基づいて合成受信信号を補正する。この際、重みは、周波数軸上ではチャネル単位で補正されているので、１チャネル内のパイロット信号Ｐｔ全ての位相および振幅の変移平均を取ることにより、線形平均母数のサンプル数が増え、結果として線形補正量の推定誤差を低減することができる。

したがって、この位相および振幅の線形補正量を合成受信信号に加えて、合成受信信号を補正すれば、時間的変動に対応して受信誤りを低減することができる。すなわち、一般に移動体（移動局）との通信においては、移動局および基地局ともに到来波にはドップラー周波数に依存するドップラーシフトを受ける。このため、受信信号は、振幅および位相が時間的に変動する状態になる。その中で、数μｓのような短い時間においては、移動局と基地局との位置ベクトルの変動量を一定と仮定した場合、当該フレームのドップラー変動量を単一と捕らえることで、位相および振幅のフレーム内変動は線形と見なすことができる。このような環境を想定した場合、フレーム先頭からフレーム末尾におけるシンボル変動を線形に補間すると、ドップラー変動の影響を軽減できるので、フレーム後方の位相、振幅変動におけるシンボルエラー（期待値からのずれ）を軽減でき、結果として受信誤りを低減することができる。

線形補正部７−１において線形補正量により補正された合成受信信号は、デコーダ８−１に供給してデコードする。また、線形補正部７−１で算出した線形補正量は、送信機に供給する。

一方、送信機は、図１（ｂ）に示すように、バースト処理部１１−１〜１１−ｋ、物理マッピング部１２およびＩＦＦＴ処理部１３−１〜１３−ｋを有しており、バースト処理部１１−１〜１１−ｋには、送信すべき情報信号を供給するとともに、図１（ａ）に示した受信機のバースト処理部４−１〜４−ｋからの重みベクトルおよび線形補正量を供給する。

バースト処理部１１−１〜１１−ｋは、代表してバースト処理部１１−１の構成を示すように、エンコーダ１４−１および送信重み付け部１５−１を有しており、入力された送信すべき情報信号は、エンコーダ１４−１でコーディングして送信重み付け部１５−１に供給し、ここでサブキャリア単位にマッピングして変調する。また、送信重み付け部１５−１には、受信機からの重みベクトルおよび線形補正量を供給し、これら重みベクトルおよび線形補正量に基づいて、アンテナ１−１〜１−ｋに対する送信情報の補正および重み付けを行って、物理マッピング部１２で周波数マッピングしてＩＦＦＴ処理部１３−１〜１３−ｋに供給し、ここで逆高速フーリエ変換してアンテナ１−１〜１−ｋから送信する。

すなわち、図３に重みベクトルおよび線形補正量の適用例を模式的に示すように、送信機では、受信機で求めた線形補正量を、当該線形補正量を求めた受信フレームであるアップリンクフレームＡＬ−Ｆの次の送信フレームであるダウンリンクフレームＤＬ−Ｆにおいて即時利用して、まず、コーディング、マッピングされた送信信号に対して、線形補正量の内の位相変動量を加えて伝搬路の時間的変動を線形補間し、次にアンテナ毎の送信信号として重みベクトルを加えて信号を送信する。

ここで、送信処理と受信処理との間には、図３に示すような時間的な差が存在する。このため、送信信号の第一信号に与える位相（送信初期位相）は、ガードタイムＴｇを考慮して当該通信システム上の受信と送信との時間差分だけ、位相変移量（平均値）をシフトさせる。これにより、さらに送信時の伝播路時間変動補間を助ける働きが期待できる。したがって、この場合は、アップリンクフレームＡＬ−Ｆで算出される位相の線形補正量がデータエリア内のパイロット信号Ｐｔにおける位相変移量の平均値で、この平均値は時間軸上でデータエリアの中心点に位置することになるので、この中心点から送信部分の先頭までのシステム上定義される時間だけ、算出された平均位相変移量を位相シフトして送信初期位相を与える。

なお、受信機を構成するＦＦＴ処理部２−１〜２−ｋ、論理マッピング部３、バースト処理部４−１〜４−ｋ、および送信機を構成するバースト処理部１１−１〜１１−ｋ、物理マッピング部１２、ＩＦＦＴ処理部１３−１〜１３−ｋは、例えばＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）やＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）で構成する。

図４および図５は、本実施の形態における無線送受信装置の受信機による受信処理および送信機による送信処理を示すフローチャートである。

先ず、図４に示す受信機による受信処理について具体的に説明する。受信処理では、先ず、アンテナ１−１〜１−ｋでの受信信号をＦＦＴ処理部２−１〜２−ｋでそれぞれ高速フーリエ変換して周波数マッピングする（ステップＳ１）。次に、バースト処理部４−１〜４−ｋの各々において、受信重み算出部でチャネル毎にプリアンブルＰｒｅの受信信号に基づいて最大の受信ゲインが得られる重みベクトルを算出し（ステップＳ２）、その重みベクトルを対応する受信信号合成部で受信信号に積算合成して、合成受信信号を得る（ステップＳ３）。

すなわち、ステップＳ２では、先ず、入力信号をｒ（ｔ）、復調後の出力信号をｙ（ｔ）、重みベクトルをＷ、各アンテナの入力信号列ベクトルをＸ（ｔ）として、下記の（１）式により誤差信号ｅ（ｔ）を算出する。ただし、０≦ｔ＜Ｎ_Ｐｒｅで、Ｎ_Ｐｒｅはプリアンブル数を示す。

次に、最小２乗誤差法に従って、下記の（２）式により誤差信号の２乗期待値を算出する。

さらに、上記（２）式を微分展開して、下記の（３）式を得る。

ただし、ｒ_ｘｄは参照信号と入力信号との相関ベクトル、Ｒ_ｘｘは各アンテナ間の相関行列を示す。

上記（３）式から、最適な重みベクトルＷ_ｏｐｔを下記の（４）により算出する。

また、ステップＳ３では、上記（４）式で求めた重みベクトルＷ_ｏｐｔを用いて、下記の（５）式に従って合成受信信号である復調後の出力信号ｙ（ｔ）を求める。なお、（５）式において、０≦ｔ＜Ｎ_{ｓｙｍｂｏｌ}で、Ｎ_{ｓｙｍｂｏｌ}は総シンボルを示している。

合成受信信号ｙ（ｔ）を算出したら、次に、線形補正部において、データエリアに内在する既知のパイロット信号Ｐｔ（サブキャリア）を用いて、時間軸方向に位相（偏角）、振幅変移の線形平均を求め（ステップＳ４およびＳ５）、それにより合成受信信号を線形補正する（ステップＳ６）。このため、先ず、上記（４）式を用いて、図２に示す復調後のパイロット信号Ｐｔ部分の最適ベクトルＷ_{ｐｉｌｏｔ}を下記の（６）式により求める。ただし、（６）式において、ｒ_ｙｐは参照信号と復調信号との相関ベクトル、ｒ_ｙｙは復調信号の相関ベクトルを示す。

次に、下記の（７）式によりＷ_{ｐｉｌｏｔ}の偏角（位相変移量）θを求める。

また、Ｗ_{ｐｉｌｏｔ}の振幅変動量Δ_ｒは、１が期待値であるから、下記の（８）式により算出する。

その後、上記（７）および（８）式で求めた偏角θおよび振幅変動量Δ_ｒを、１チャネル中のパイロットシンボル数Ｎ_{ｐｉｌｏｔ}で等分割してシンボル単位の位相変移量の線形平均θ_ｓｙｍ、振幅変動量の線形平均Δ_ｓｙｍを求める。

以上のようにして、位相変移量の線形平均θ_ｓｙｍ、振幅変動量の線形平均Δ_ｓｙｍを求めたら、ステップＳ６において、その結果をデータシンボル空間に変移量として与えることで、全シンボル空間において位相と振幅との変動を補正する。

ステップＳ６において、合成受信信号の位相、振幅の変動を線形補正したら、その補正された合成信号をデコーダでデコードする（ステップＳ７）。本実施の形態では、さらに、デコードしたデータのフレームあるいはパケット等の誤りチェック（ＣＲＣチェック等）を行って信頼性を判定する（ステップＳ８）。その結果、訂正不能な誤りがない場合には、信頼性が高いと判定して、当該フレームで算出した重みベクトルおよび線形補正量を保存して（ステップＳ９）、送信機による次の送信フレームでの送信処理に用いるようにする。

これに対し、訂正不能な誤りがある場合には、信頼性が低いと判定して、当該フレームで算出した重みベクトルおよび線形補正量を棄却する（ステップＳ１０）。この場合には、既に保存されている信頼性の高い最新の受信フレームにおいて算出された重みベクトルおよび線形補正量を、送信機による次の送信フレームでの送信処理に用いるようにする。

上記のステップＳ２からの処理を、ステップＳ１１においてバースト数分繰り返して、受信処理を終了する。

次に、図５に示す送信機による送信処理について具体的に説明する。送信処理では、先ず、バースト処理部１１−１〜１１−ｋの各々において、入力された送信すべき情報信号をエンコーダでコーディングし（ステップＳ２１）、送信重み付け部でマッピングしてアンテナ本数分コピーして、受信機からの線形補正量および重みベクトルに基づいて、線形シフト（ステップＳ２２）および重み付け（ステップＳ２３）を行う。

すなわち、ステップＳ２２では、コーディング、マッピングされた送信信号に対して、受信機からの線形補正量の内、位相変動量を加える。ここで、アップリンクフレームＵＬ−Ｆのデータエリアにおける位相変動平均（偏角）はθであるから、シンボル単位の時間変動は、上記（９）式で求められる。したがって、図３に示すように、アップリンクフレームＵＬ−Ｆのデータエリアの中心点から、ダウンリンクフレームＤＬ−Ｆの第一送信シンボルまでの時間をＴ_ＤＬとし、１シンボル間隔をｔ_{ｓｙｍｂｏｌ}として、時間Ｔ_ＤＬ間におけるシンボル数Ｎ_ＤＬを、次式で近似する。

上式（１１）より、アップリンクフレームＵＬ−Ｆから時間的に推移した送信信号のシフト量を、

とし、コーディング、マッピングされてアンテナ本数分コピーされた送信信号ベクトルをＸ_ｔｘとすると、シンボル単位に位相変動を加えた送信信号Ｘ_{ｓｈｉｆｔｅｄ−ｔｘ}は、下記の（１２）から求められる。ただし、０≦ｔ＜Ｎ_{ＤＬ−ＥＮＤ}で、Ｎ_{ＤＬ−ＥＮＤ}はダウンリンクフレームＤＬ−Ｆの１チャネルにおける総送信シンボルを表す。

また、ステップＳ２３では、送信重みベクトルをＷ_ｔｘとすると、次式で重み付けされた送信信号ベクトルＺ（ｔ）を算出する。

上記のステップＳ２１からの処理を、ステップＳ２４においてバースト数分繰り返したら、ステップＳ２５において、周波数マッピングおよびＩＦＦＴ処理部１３−１〜１３−ｋによる逆高速フーリエ変換を行って、アンテナ１−１〜１−ｋから送信し、処理を終了する。

以上のように、本実施の形態においては、アップリンクフレームＵＬ−Ｆにおいて、受信ゲインが最大となる重みと、時間軸方向の線形補正量としての位相、振幅の変動平均とを算出し、これら算出した重みおよび線形補正量に基づいて、次のダウンリンクフレームＤＬ−Ｆにおいて送信する送信信号を補正して重み付けするようにしたので、高速な時間的フェージングによる変動に対しても迅速に追従することができる。したがって、移動体の高速移動時においても、データの通信速度を低下させることなく通信できるので、ＱｏＳおよび通信の信頼性を向上することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、無線送受信装置を基地局として説明したが、移動局（端末）においても、マルチアンテナを有してアンテナダイバーシティを実行する場合には、同様に適用することができる。この場合、端末においては、アップリンクフレームが送信フレーム、ダウンリンクフレームが受信フレームとなるので、基地局の場合とは逆に、ダウンリンクフレームにおいて、受信ゲインが最大となる重みと、時間軸方向の線形補正量としての位相、振幅の変動平均とを算出し、これら算出した重みおよび線形補正量に基づいて、次のアップリンクフレームにおいて送信する送信信号を補正して重み付けするようにすればよい。また、マルチキャリアによる通信方式は、ＯＦＤＭＡに限らず、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）やＤＭＴ（離散マルチトーン）等の公知のマルチキャリア方式にも、本発明を有効に適用することができる。

本発明の一実施の形態に係る無線送受信装置の受信機および送信機の構成を示す機能ブロック図である。 図１に示す無線送受信装置による送受信のフレーム構造の一例を示す図である。 図１に示す無線送受信装置による重みベクトルおよび線形補正量の適用例を模式的に示す図である。 図１に示す受信機による受信処理を示すフローチャートである。 図１に示す送信機による送信処理を示すフローチャートである。 従来の無線送受信装置の受信機および送信機の構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１−１〜１−ｋ アンテナ
２−１〜２−ｋ ＦＦＴ処理部
３ 論理マッピング部
４−１〜４−ｋ バースト処理部
５−１ 受信重み算出部
６−１ 受信信号合成部
７−１ 線形補正部
８−１ デコーダ
１１−１〜１１−ｋ バースト処理部
１２ 物理マッピング部
１３−１〜１３−ｋ ＩＦＦＴ処理部
１４−１ エンコーダ
１５−１ 送信重み付け部

Claims (5)

1. 複数のアンテナを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら、周波数軸方向および時間軸方向に複数のシンボル列を含むフレーム構成の無線信号を、時分割複信方式およびマルチキャリア方式により送受信する無線送受信装置において、
   前記複数のアンテナから得られる受信信号のうち、周波数軸方向のシンボル列に含まれる第１既知信号に基づいて重みを算出する受信重み算出手段と、
   該受信重み算出手段で算出された重みに基づいて前記受信信号を重み付けして合成する受信信号合成手段と、
   該受信信号合成手段で合成された合成受信信号のうち、時間軸方向のシンボル列に含まれる第２既知信号に基づいて、少なくとも時間軸方向のシンボル列の補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記重みおよび前記補正量を算出した受信フレームの次の送信フレームにおいて、前記複数のアンテナから送信する送信信号を、前記補正量に基づいて補正してから、前記重みに基づいて重み付けする送信重み付け手段と、
   を有することを特徴とする無線送受信装置。
2. 前記補正量算出手段は、前記補正量として、前記重みを算出した受信フレームのデータエリアにおける位相変移量および振幅変動量のそれぞれの平均値を算出することを特徴とする請求項１に記載の無線送受信装置。
3. 前記送信重み付け手段は、前記補正量を算出した受信フレームにおける時間軸上でのデータエリアの中心点から次の送信フレームの先頭までの時間だけ、前記位相変移量の平均値を位相シフトして、送信初期位相を与えることを特徴とする請求項２に記載の無線送受信装置。
4. 複数のアンテナを有し、送受信ともにアンテナダイバーシティを実行しながら、周波数軸方向および時間軸方向に複数のシンボル列を含むフレーム構成の無線信号を、時分割複信方式およびマルチキャリア方式により送受信する無線送受信方法において、
   前記複数のアンテナから得られる受信信号のうち、周波数軸方向のシンボル列に含まれる第１既知信号に基づいて重みを算出するステップと、
   算出された重みに基づいて前記受信信号を重み付けして合成するステップと、
   合成された合成受信信号のうち、時間軸方向のシンボル列に含まれる第２既知信号に基づいて、少なくとも時間軸方向のシンボル列の補正量を算出するステップと、
   前記重みおよび前記補正量を算出した受信フレームの次の送信フレームにおいて、前記複数のアンテナから送信する送信信号を、前記補正量に基づいて補正してから、前記重みに基づいて重み付けするステップと、
   を含むことを特徴とする無線送受信方法。
5. 前記算出された補正量に基づいて前記合成受信信号を補正するステップと、
   補正された合成受信信号についての誤りを把握するステップと、を更に含み、
   前記把握に基づいて、訂正不能な誤りがない場合には、前記受信フレームの次の送信フレームにおいて、前記複数のアンテナから送信する送信信号を、前記補正量に基づいて補正してから、前記重みに基づいて重み付けする、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線送受信方法。

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