特許 7582478 無線通信システムおよび通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】無線通信システムおよび通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20241106BHJP

   H04B 7/0413 20170101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H04L27/26 411

H04B7/0413

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023534476

(86)(22)【出願日】2021-07-13

(86)【国際出願番号】 JP2021026305

(87)【国際公開番号】W WO2023286158

(87)【国際公開日】2023-01-19

【審査請求日】2024-01-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004381

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124844

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 隆治

(72)【発明者】

【氏名】増野 淳

(72)【発明者】

【氏名】李 斗煥

(72)【発明者】

【氏名】山田 貴之

(72)【発明者】

【氏名】笹木 裕文

(72)【発明者】

【氏名】八木 康徳

(72)【発明者】

【氏名】景山 知哉

【審査官】吉江 一明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０３０２４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５３７４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】竹内 知明 他，空間分割多重ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭにおける高周波数分解能空間フィルタによる長遅延マルチパス等化，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１１４ Ｎｏ．２９５，日本，一般社団法人電子情報通信学会，2014年11月05日，p.103-106

【文献】MIYANAGA Yoshikazu et al.，Development of High Performance RF Modules Used in Real-time FHD Video Communication over 8X8 MIMO-O，2018 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISACS)，IEEE，2018年11月30日，pp.107-110

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｂ ７／０４１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信装置と受信装置とを備え、ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムであって、
前記送信装置は、無線通信の信号を前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、前記送信装置のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値を示す情報を取得して、前記送信装置の前記ジッタの最大値と、前記受信装置の前記ジッタの最大値とに基づいて、前記送信装置から送信された前記信号の復調または信号等化に用いるＦＦＴ区間を決定する、
無線通信システム。

【請求項2】

前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、特定のＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重して、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記送信装置の前記ジッタの最大値Δ_Ｔｘと、前記受信装置の前記ジッタの最大値Δ_Ｒｘとに基づいて、前記同期信号により同定された巡回プレフィックスの終点から少なくとも２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプル以上前方の前記巡回プレフィックスのサンプル点を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記送信装置は、前記受信装置から前記受信装置のジッタの最大値Δ_Ｒｘを示す情報を取得して、前記巡回プレフィックスの長さを少なくとも２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプル以上とする、
請求項２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、各ＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重し、前記各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記各ＭＩＭＯチャンネルの無線フレームのサンプル位置を前記同期信号により検出し、最も早着となるＭＩＭＯチャンネルの前記巡回プレフィックスの終点を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記無線通信システムは、複数の送信装置を備え、
前記複数の送信装置のそれぞれは、前記信号の無線フレームにおいて、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、前記ジッタの最大値を示す情報を前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、前記複数の送信装置のそれぞれから前記ジッタの最大値を示す情報を受信して、受信したそれぞれの送信装置の前記ジッタの最大値Δ_ＭＡＸを導出し、前記受信装置の前記ジッタの最大値Δ_Ｒｘに基づいて、前記巡回プレフィックスの終点から少なくとも２×（Δ_ＭＡＸ＋Δ_Ｒｘ）サンプル以上前方を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【請求項6】

前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、特定のＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重して、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスおよび巡回ポストフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記同期信号により同定された前記巡回プレフィックスの終点を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【請求項7】

前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、特定のＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重して、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、前記送信装置の前記ジッタの最大値Δ_Ｔｘに基づいて、少なくとも２×Δ_Ｔｘサンプル以上の長さの巡回ポストフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記同期信号により同定された前記巡回プレフィックスの終点から少なくとも２×Δ_Ｒｘサンプル以上前方を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。

【請求項8】

送信装置と受信装置とを備える無線通信システムにおける通信方法であって、
前記送信装置が、無線通信の信号を前記受信装置に送信するステップと、
前記受信装置が、前記送信装置のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値を示す情報を取得して、前記送信装置の前記ジッタの最大値と、前記受信装置の前記ジッタの最大値とに基づいて、前記送信装置から送信された前記信号の復調または信号等化に用いるＦＦＴ区間を決定するステップと、を備える、
通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線信号を空間多重伝送する技術に関連するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、無線通信の需要の高まりに対してさまざまな高速化手段が検討されている。有効な手段の１つは空間多重により通信路を等価的に増やす手法が挙げられ、複数のアンテナ構成を用いたＭＩＭＯ通信、特にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Domain Multiplexing）変調と組み合わせたＯＦＤＭ－ＭＩＭＯ方式は無線ＬＡＮやＬＴＥ／５Ｇといった無線通信システムにおいて実用化されている（非特許文献１）。

【0003】

ＭＩＭＯ通信では、一般にアンテナポート間の時間同期を前提とした空間多重送受信が行われる。すなわち送信アンテナポート♯１－♯Ｎのサンプリングタイミングは一致しており、無線フレーム等の規則に従い、空間多重対象の信号は各アンテナポートで同一のサンプル範囲に重畳され、受信側ではＭＩＭＯ検出処理を行う（非特許文献２）。

【0004】

高速化に有効なもう１つの手段として広帯域化が挙げられるが、使用可能な電波資源のひっ迫に伴い、広帯域が使用可能なＲＦ周波数帯は高周波数化の一途にある。ベースバンド信号を実際に送信するＲＦ周波数までアップコンバートするにあたり、ＩＦ周波数を経由したスーパーヘテロダイン方式などの伝統的手法ではアナログデバイスを多く含む。低周波数帯に比べ高周波数帯アナログデバイスは高価であることから、一般的に無線機コストは高まり、無線通信システムや特に端末装置の普及を阻害する要因となる。

【0005】

近年では、低廉な高周波数無線機の実現手段として、デジタル信号処理においてベースバンド信号をオーバーサンプリングした際に出現するエイリアス成分を適当なＢＰＦ（Band-pass filter）で抽出し、ＲＦ周波数帯の信号として送信（またその逆で受信）を行う無線機も出現している。一方、そのような低廉な無線機構成では、ＧＳａ／ｓクラスの高速サンプリングのＤＡＣ動作が前提となり、ＭＩＭＯアンテナ構成のように複数アンテナポートからの送信（受信）を行う場合、アンテナポート間のサンプルレベルの同期が難しくなる。例えば、非特許文献３の無線機の事例では、アンテナポート間で最大±１サンプルのずれが発生する仕様となっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】「ＭＩＭＯワイヤレス通信」，東京電機大学出版局，１．５－１．６章，２００９年

【文献】S. Yang and L. Hanzo, "Fifty Years of MIMO Detection: The Road to Large-Scale MIMOs," in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 17, no. 4, pp. 1941-1988, Fourthquarter 2015, doi: 10.1109/COMST.2015.2475242.

【文献】XILINX, Zynq UltraScale+ RFSoC Data Sheet:DC and AC Switching Characteristics, DS926 (v1.8) April 6, 2021.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように、原理的にはＭＩＭＯ通信において、空間フィルタリング等の信号処理により空間多重された信号を分離することができるが、アンテナポート間でサンプルレベルの同期が難しい場合、分離性能の特性劣化を招く問題がある。

【0008】

開示の技術は、アンテナポート間のサンプルレベルの同期性能を向上し、空間多重信号を適切に分離することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

開示の技術は、送信装置と受信装置とを備え、ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムであって、前記送信装置は、無線通信の信号を前記受信装置に送信し、前記受信装置は、前記送信装置のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値を示す情報を取得して、前記送信装置の前記ジッタの最大値と、前記受信装置の前記ジッタの最大値とに基づいて、前記送信装置から送信された前記信号の復調または信号等化に用いるＦＦＴ区間を決定する無線通信システムである。

【発明の効果】

【0010】

アンテナポート間のサンプルレベルの同期性能を向上し、空間多重信号を適切に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態における通信システムの構成図である。

【図2】アンテナポート間のサンプルレベルの同期について説明するための図である。

【図3】シンボル間干渉の発生状況について説明するための第一の図である。

【図4】シンボル間干渉の発生状況について説明するための第二の図である。

【図5】実施例１に係るＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。

【図6】実施例１に係る送信装置の構成例を示す図である。

【図7】実施例１に係る受信装置の構成例を示す図である。

【図8】実施例２に係る送信装置の構成例を示す図である。

【図9】実施例２に係る受信装置の構成例を示す図である。

【図10】実施例２に係るＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。

【図11】上りリンクマルチユーザＭＩＭＯにおけるＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。

【図12】実施例３に係る無線通信システムの構成例を示す図である。

【図13】実施例４に係る送信装置の構成例を示す図である。

【図14】実施例４に係るＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

【0013】

（システム構成）
図１は、本発明の実施の形態における通信システムの構成図である。図１に示すように、本実施の形態における無線通信システムは、送信装置１００と受信装置２００を有する。

【0014】

次に、本実施形態に係るアンテナポート間のサンプルレベルの同期について、実施例１から実施例５までの例を用いて説明する。

【0015】

図２は、アンテナポート間のサンプルレベルの同期について説明するための図である。例えば、図２に示すように各チャネルのアンテナポート間で完全に同期されている場合、特定のアンテナポート（図ではｃｈ１）に多重された時間同期用のＳＹＮＣ信号（同期信号）を元に受信機側で同期をとることで、各アンテナポートの受信信号に適用するＦＦＴ（Fast Fourier Transform）区間には自シンボルのみが含まれている状況となり、すなわちシンボル間干渉は発生しない。ＦＦＴ区間は、信号の復調または信号等化に用いられる区間である。なお、移動無線通信を想定したＯＦＤＭ方式の場合、遅延波に起因するシンボル間干渉を抑圧するために、ＤＡＴＡ部（データ信号）の信号波形の末尾を複製した巡回プレフィックス（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ）（以下、ＣＰｒｅｆｉｘとする）をＤＡＴＡ部の前に付加し、受信側でこれらを除去した上でＦＦＴを行いサブキャリア毎の変調シンボルを取得するのが一般的である。しかし、ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭにおいてアンテナポート間のサンプルレベルの同期がとれていない場合、ＭＩＭＯチャンネルごとにＣＰｒｅｆｉｘのサンプル位置がずれるため、シンボル間干渉を引き起こす要因となる。

【0016】

図３は、シンボル間干渉の発生状況について説明するための第一の図である。図２と同様に、特定のアンテナポート（図ではｃｈ１）にＳＹＮＣ信号が多重され、受信機はこれを検出して、後続するＣＰｒｅｆｉｘの始点、終点、ＤＡＴＡ部の始点、終点を同定する。受信機は、通常動作として、ＣＰｒｅｆｉｘの終点をＦＦＴの始点、すなわちＤＡＴＡ部の始点から終点までをＦＦＴ区間としてＯＦＤＭ復調する。アンテナポート間でサンプルレベルの同期がとれていない場合、基準となる特定のアンテナポートの受信信号に比べて他のアンテナポートの受信信号が前方にシフトしていると、シンボル間干渉が発生する。

【0017】

このとき、送信機側のジッタを±Δ_Ｔｘ、受信機側のジッタを±Δ_Ｒｘとすると、最大２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプルのシフトが生じる可能性がある。

【0018】

図４は、シンボル間干渉の発生状況について説明するための第二の図である。図４に示すように、基準となるアンテナポート（ｃｈ１）が最も後方となるケースが最も厳しいシンボル間干渉が発生するケースである。

【0019】

（実施例１に係るＦＦＴ区間のオフセット方法）
図５は、実施例１に係るＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。本実施例では、送信装置１００が、アンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値を事前に把握しておく。受信装置２００は送信装置１００から当該情報を取得する。このとき、送信装置１００側のジッタを±Δ_Ｔｘ、受信装置２００側のジッタを±Δ_Ｒｘとする。

【0020】

受信装置２００は、特定のアンテナポートの同期信号等により遅延波対策用に送信装置１００が挿入するＣＰｒｅｆｉｘの終点を決定し、そこから少なくとも２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプル以上前方のＣＰｒｅｆｉｘのサンプル点をＦＦＴ区間の始点として、伝送路推定、等化およびＯＦＤＭ復調を行う。なお、ＣＰｒｅｆｉｘはＤＡＴＡ部の巡回シフト信号のため、位相回転はするが、シンボル間干渉(ＩＳＩ：Inter Symbol Interference)が無い状態でＯＦＤＭ復調可能となる。前記位相回転の影響は伝送路推定によって補償される。

【0021】

（実施例１に係る送信装置の構成例）
図６は、実施例１に係る送信装置の構成例を示す図である。送信装置１００は、ビット分配回路１１０と、複数の送信回路１２０と、を備える。送信装置１００が備える送信回路１２０の数は、送信信号の空間多重レイヤ数に対応している。各送信回路１２０は、伝送路推定用信号付加回路１２１と、ｍ－ＱＡＭ変調回路１２２と、周波数多重回路１２３と、ＩＦＦＴ回路１２４と、ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ付加回路１２５と、同期信号多重回路１２６と、送信側同期能力情報送出回路１２７と、無線フレーム構成回路１２８と、周波数変換回路１２９と、を備える。

【0022】

ビット分配回路１１０は、入力ビットを空間多重用のｎ個のＭＩＭＯチャンネルに分配する。各ＭＩＭＯチャンネルのｍ－ＱＡＭ変調回路１２２は、サブキャリア毎のシンボルマッピングを行う。

【0023】

本実施例では、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどの振幅多値のＩＱ直交変調を想定しているが、ＱＰＳＫ（４ＱＡＭ）やＢＰＳＫなど他の変調方式でも良い。これらのデータサブキャリアのほかに、特定サブキャリアには伝送路推定用信号付加回路１２１より出力される伝送路推定用信号が周波数多重回路１２３で多重された上で、ＯＦＤＭ変調用のＩＦＦＴ回路１２４が時間領域データ信号を生成する。

【0024】

続いてＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ付加回路１２５は、時間領域データ信号の後半部を複写したＣＰｒｅｆｉｘを時間領域データ信号の先頭に連結する。ＣＰｒｅｆｉｘの長さは一般的に遅延波によるシンボル間干渉対策として固定的なパラメータとして扱ってもよいが、別途制御する手段を設けても良い。

【0025】

続いて、無線フレーム構成回路１２８は、送信側同期能力情報送出回路１２７により送出される制御情報を制御情報チャネル等に埋め込む。制御情報は、送信装置１００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値（±Δ_Ｔｘ）を示す情報を含む。なお、ジッタの最大値（±Δ_Ｔｘ）を示す情報は、無線機固有の値であるため、送信装置１００は、ＭＩＭＯ通信を実施する前の初期接続段階において１回のみ報知するようにしても良い。

【0026】

また、特定のＭＩＭＯチャンネル（たとえばｃｈ１）については同期信号多重回路１２６から送出される同期信号（たとえばＭ系列を元に生成される変調波）が無線フレームの先頭に時間多重等される。なお、前述の伝送路推定用信号を時間領域で設計する場合は、無線フレーム構成回路１２８が適当な場所に伝送路推定用信号を多重しても良い。

【0027】

各ＭＩＭＯチャンネルの信号は、周波数変換回路１２９を経て、それぞれのアンテナポートから送出される。周波数変換手段としては、ベースバンド信号をオーバーサンプリングした際に出現するエイリアス成分を適当なＢＰＦで抽出し、ＲＦ周波数帯の信号として送信する低廉な構成も取りえる。

【0028】

（実施例１に係る受信装置の構成例）
図７は、実施例１に係る受信装置の構成例を示す図である。受信装置２００は、ビット混合回路２１０と、複数のｍ－ＱＡＭ復調回路２２０と、ＭＩＭＯ等化回路２３０と、複数の受信回路２４０と、を備える。受信装置２００が備える受信回路２４０の数は、受信信号の空間多重レイヤ数に対応している。各受信回路２４０は、伝送路推定用信号検出回路２４１と、ＦＦＴ区間決定回路２４２と、無線フレーム位置検出回路２４３と、送信側同期能力情報検出回路２４４と、同期信号検出回路２４５と、ＦＦＴ回路２４６と、周波数多重分離回路２４７と、を備える。

【0029】

同期信号が多重された特定のＭＩＭＯチャンネル（たとえばｃｈ１）の受信信号に対し、同期信号検出回路２４５は、スライディング相関等により既知の同期信号（たとえばＭ系列を元に生成される変調波）を検出する。無線フレーム位置検出回路２４３は、無線フレームの位置、すなわち各ＯＦＤＭシンボルのＣＰｒｅｆｉｘの始点・終点およびＤＡＴＡ部の始点・終点を決定する。

【0030】

送信側同期能力情報検出回路２４４は、送信装置１００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値±Δ_Ｔｘを示す情報を取得する。無線フレーム位置検出回路２４３は、受信装置２００内で共有するため、これらの情報を他のＭＩＭＯチャンネルの受信回路２４０に送信する。

【0031】

続いて、ＦＦＴ区間決定回路２４２は、同定したＣＰｒｅｆｉｘの終点から少なくとも２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプル以上前方のＣＰｒｅｆｉｘのサンプル点をＦＦＴ区間の始点として、そこからＦＦＴサイズ（２０４８ＦＦＴなら２０４８サンプル）相当のサンプル区間をＦＦＴ区間に決定する。ＦＦＴ回路２４６は、決定されたＦＦＴ区間に基づいて、ＦＦＴを行い、サブキャリアに分解する。

【0032】

周波数多重分離回路２４７は、伝送路推定用信号を分離する。伝送路推定用信号検出回路２４１は、伝送路を示す情報を推定する。ここで、伝送路を示す情報は、空間伝搬における振幅変化・位相回転に加え、前述のＦＦＴ開始点を前方へオフセットしたことによる位相回転量も含む。

【0033】

ＭＩＭＯ等化回路２３０は、周波数多重分離回路２４７によって分離された各ＭＩＭＯチャンネルのデータサブキャリアに、伝送路情報を用いてＭＩＭＯ干渉除去・等化を行う。干渉除去・等化の方法としては、周波数領域におけるＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇなどが良く知られるが、他の方法でも良い。

【0034】

また、受信装置２００が備えるｍ－ＱＡＭ復調回路２２０の数は、ＭＩＭＯ等化回路２３０による等化後の受信信号のＭＩＭＯチャンネルの数に相当する。各ｍ－ＱＡＭ復調回路２２０は、等化後の各ＭＩＭＯチャンネルの信号を、ビットに変換する。ビット混合回路２１０は、各空間多重に分配されたビットをまとめて、出力する。

【0035】

なお、送信装置１００は、受信装置２００から送信装置１００へのフィードバックリンクにおいて、受信装置２００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値±Δ_Ｒｘを入手した上で、２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプル以上となるようにＣＰｒｅｆｉｘを可変制御しても良く、その際は遅延波耐力も考慮した制御とすることが望ましい。すなわち、想定される遅延波の最長遅延がＣｐサンプルだとすれば、送信装置１００は、たとえばＣＰｒｅｆｉｘの長さをＣｐ＋２(Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ)サンプルとしても良い。

【0036】

本実施例では、ＯＦＤＭ－ＭＩＭＯを想定した通信を事例に挙げたが、そのほかのブロック型の周波数領域信号処理を前提としたＭＩＭＯ伝送方式にも適用可能である。たとえば、ＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ（DFT-spreading-OFDM）、ＳＣ－ＦＤＥ(Single Carrier-Frequency Domain Equalization)などが考えられる。また、前方誤り訂正符号を組合せても良い。

【0037】

本実施例に係る各実施例では送信装置１００、受信装置２００ともに、ｎ本のアンテナを用いてｎ空間多重を実現するｎ×ｎのＭＩＭＯを想定したが、特にこれに限らない。ｋ本の送信アンテナ、ｎ本の受信アンテナによるｋ×ｎのＭＩＭＯアンテナ構成にも適用可能であるし、あるいは、ＭＩＭＯの一様態として考えられるＵＣＡアンテナを用いたＯＡＭ無線多重にも適用可能である。

【0038】

ジッタの最大値±Δ_Ｔｘ、±Δ_Ｒｘは、送信装置１００および受信装置２００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すものとしたが、そのほかの要因による影響を加味した値としても良い。たとえば前述のＳＣ－ＦＤＥでは周波数利用効率を高めるために低ロールオフ率のｒａｉｓｅｄ－ｃｏｓｉｎｅ ｆｉｌｔｅｒを帯域制限フィルタとして組み合わせる場合があるが、時間応答が長いために、後続ＯＦＤＭシンボルからのシンボル間干渉が生じるようなケースでは、ジッタの前方方向の絶対値を大きくとっても良い。

【0039】

また、ジッタの最大値±Δ_Ｔｘ（±Δ_Ｒｘ）を制御情報として通知することとしているが、既知の情報として送信装置１００および受信装置２００が予め記憶しておいても良い。

【0040】

（実施例２）
以下に図面を参照して、実施例２について説明する。実施例２は、各ＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重し、受信装置２００が特定のアンテナポートに対する各アンテナポートの同期ずれ量を直接検出する点が、実施例１と相違する。よって、以下の実施例２の説明では、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の機能構成を有するものには、実施例１の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

【0041】

（実施例２に係る送信装置の構成例）
図８は、実施例２に係る送信装置の構成例を示す図である。本実施例に係る送信装置１００の各送信回路１２０は、実施例１に係る送信回路１２０から送信側同期能力情報送出回路１２７を削除した構成である。

【0042】

本実施例に係る送信装置１００は、各ＭＩＭＯチャンネルにおいて同期信号多重回路１２６から送出される同期信号を無線フレームの先頭に多重する。送信装置１００は、無線フレームごとに同期信号を多重するＭＩＭＯチャンネルを変える時分割処理によって単一の同期信号を各ＭＩＭＯチャンネルで使いまわしても良いし、自己相関特性だけでなく相互相関特性にも優れた複数の同期信号（たとえばＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列を元に生成した変調波）を各ＭＩＭＯチャンネルに空間多重しても良い。

【0043】

（実施例２に係る受信装置の構成例）
図９は、実施例２に係る受信装置の構成例を示す図である。

【0044】

本実施例に係る受信装置２００は、各ＭＩＭＯチャンネルの無線フレーム位置検出回路２４３で同定した同期情報から、特定のＭＩＭＯチャンネル（たとえばｃｈ１）に対する各ＭＩＭＯチャンネルのサンプルずれΔｉ(ｉ＝２，…，Ｎ)を算出する。ＦＦＴ区間決定回路２４２は、最も早いタイミングで受信されたＭＩＭＯチャンネルのＣＰｒｅｆｉｘの終点を、各ＭＩＭＯチャンネルのＦＦＴ区間の始点として、そこからＦＦＴサイズ（２０４８ＦＦＴなら２０４８サンプル）相当のサンプル区間をＦＦＴ区間に決定する。ＦＦＴ回路２４６は、決定されたＦＦＴ区間に基づいて、ＦＦＴを行い、サブキャリアに分解する。

【0045】

図１０は、実施例２に係るＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。送信装置１００は、各ＭＩＭＯチャンネルに相互相関特性の良好な同期信号を多重する。受信装置２００は、各ＭＩＭＯチャンネルの無線フレームのサンプル位置を前記同期信号により検出する。これによって、最も早着となるＭＩＭＯチャンネルのＣＰｒｅｆｉｘの終点をＦＦＴ区間の始点としてＯＦＤＭ復調することができる。

【0046】

（実施例３）
以下に図面を参照して、実施例３について説明する。実施例３は、送信装置１００が個別にジッタの最大値を受信装置２００に送信する点が、実施例１と相違する。よって、以下の実施例３の説明では、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の機能構成を有するものには、実施例１の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

【0047】

本実施例に係る無線通信システムによれば、複数の端末局（送信装置１００の一例）から１台の基地局（受信装置２００の一例）に対する上りリンクマルチユーザＭＩＭＯに対応することができる。

【0048】

図１１は、上りリンクマルチユーザＭＩＭＯにおけるＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。セルラ型無線通信システムにおける上りリンクマルチユーザＭＩＭＯでは、原則下りリンクで同期信号の検出を行う一方で、上りリンクの同期実現のためには伝送遅延を考慮した送信タイミング制御を行うが、前述の通りアンテナポート間のサンプルレベルの同期が困難となる可能性はある。さらに、ユーザ毎に端末設計が異なるとアンテナポート間ジッタΔ_Ｔｘもユーザ毎に異なる値Δ_{Ｔｘ＿ＵＥｉ}を持つ可能性がある。

【0049】

そこで、送信装置１００および受信装置２００は、非ＭＩＭＯ通信時の制御チャネルなどを用いて、Δ_{Ｔｘ＿ＵＥｉ}を示す情報を共有する。

【0050】

図１２は、実施例３に係る無線通信システムの構成例を示す図である。前提として、能力の異なる無線機（送信装置１００の一例）が混在する場合、無線機によってアンテナポート間のサンプルずれ量（ジッタの大きさ）が異なることが考えられる。そこで、各端末局（送信局）（送信装置１００の一例）から基地局（受信局）（受信装置２００の一例）に対し、個別に送信装置１００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値±Δ_{Ｔｘ＿ＵＥｉ}（ｉ＝１，…，ｎ）を通知する。なお、セルラ型無線通信システムにおいて同期信号の検出は下りリンクのみで実施し、上りリンクの同期は下りリンクの同期情報を元に送信タイミング制御により確立する設計の場合、上りリンクにおける送信装置１００（端末局）は、同期信号多重回路１２６を備えていなくて良い。

【0051】

受信装置２００は、Δ_{Ｔｘ＿ＵＥｉ}（ｉ＝１，…，ｎ）の最大値、すなわちｍａｘ｛Δ_{Ｔｘ＿ＵＥｉ}（ｉ＝１，…，ｎ）｝＝Δ_ＭＡＸを導出する。また、受信装置２００自体のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタ±Δ_Ｒｘも事前に把握しておく。ＦＦＴ区間決定回路２４２は、特定のＭＩＭＯチャンネル（たとえばｃｈ１）で同定したＣＰｒｅｆｉｘの終点に対し、少なくとも２×（Δ_ＭＡＸ＋Δ_Ｒｘ）サンプル以上前方を各ＭＩＭＯチャンネルのＦＦＴ区間の始点として、そこからＦＦＴサイズ（２０４８ＦＦＴなら２０４８サンプル）相当のサンプル区間をＦＦＴ区間に決定する。ＦＦＴ回路２４６は、決定されたＦＦＴ区間に基づいて、ＦＦＴを行い、サブキャリアに分解する。

【0052】

（実施例４）
以下に図面を参照して、実施例４について説明する。実施例４は、送信装置１００がＣＰｒｅｆｉｘに加えて、ＣｙｃｌｉｃＰｏｓｔｆｉｘ（ＣＰｏｓｔｆｉｘ）の付加も行う点が、実施例１と相違する。よって、以下の実施例４の説明では、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の機能構成を有するものには、実施例１の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

【0053】

図１３は、実施例４に係る送信装置の構成例を示す図である。本実施例に係る送信装置１００の各送信回路１２０は、実施例１に係る各送信回路１２０の構成のＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ付加回路１２５に代えて、ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ／Ｐｏｓｔｆｉｘ付加回路１２５１を備える。

【0054】

ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ／Ｐｏｓｔｆｉｘ付加回路１２５１は、時間領域データ信号の先頭にＣＰｒｅｆｉｘを連結するのに加えて、時間領域データ信号の最後に巡回ポストフィックス（ＣｙｃｌｉｃＰｏｓｔｆｉｘ）（以下、ＣＰｏｓｔｆｉｘとする）を連結する。ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ／Ｐｏｓｔｆｉｘ付加回路１２５１は、受信装置２００から送信装置１００へのフィードバックリンクにおいて、受信装置２００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値±Δ_Ｒｘを示す情報を取得した上で、ＣＰｏｓｔｆｉｘが２（Δ_Ｔｘ＋Δ_Ｒｘ）サンプル以上となるよう設定または可変制御を行う。

【0055】

図１４は、実施例４に係るＦＦＴ区間のオフセット方法について説明するための図である。本実施例に係るＦＦＴ区間決定回路２４２は、同期信号により同定したＣＰｒｅｆｉｘの終点をそのままＦＦＴ区間の始点として、そこからＦＦＴサイズ（２０４８ＦＦＴなら２０４８サンプル）相当のサンプル区間をＦＦＴ区間に決定する。ＦＦＴ回路２２１６は、決定されたＦＦＴ区間に基づいて、ＦＦＴを行い、サブキャリアに分解する。

【0056】

本実施例ではＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ／Ｐｏｓｔｆｉｘ付加回路１２５１がＣＰｒｅｆｉｘに加え、ＣＰｏｓｔｆｉｘの付加も行う。これによって、アンテナポート間のサンプルずれのうち、前方オフセットはＣＰｒｅｆｉｘで吸収する一方で、後方オフセットはＣＰｏｓｔｆｉｘで吸収することができる。

【0057】

また、本実施例では、受信装置２００は、送信側同期能力情報検出回路２４４が不要である。すなわち、受信装置２００は、送信装置１００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値±Δ_Ｔｘを示す情報を取得しなくても良い。これは、データ信号に十分な長さのＣＰｏｓｔｆｉｘが付加されていることによって、シンボル間干渉を回避できるためである。

【0058】

なお、実施例１から実施例４は適宜組み合わせても良い。例えば、実施例１と実施例４とを組み合わせても良い。

【0059】

この場合、送信装置１００は、送信装置１００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタ±Δ_Ｔｘによるシンボル間干渉を回避するため、少なくとも２Δ_ＴｘサンプルのＣＰｏｓｔｆｉｘを付加する。一方、受信装置２００は、受信装置２００のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタ±Δ_Ｒｘによるシンボル間干渉を回避するため、同期信号を検出する特定のＭＩＭＯチャンネルにおいて、同定したＣＰｒｅｆｉｘの終点より少なくとも２Δ_Ｒｘサンプル前方のサンプル点をＦＦＴ区間の始点とし、ＯＦＤＭ復調する。

【0060】

これによって、受信装置２００から送信装置１００へのフィードバックリンクで±Δ_Ｒｘを示す情報を通知する処理が不要となる。なお、これはΔ_ＲｘよりもＣＰｒｅｆｉｘのサンプル長が十分長いことを前提としている。

【0061】

（実施の形態のまとめ）
本明細書には、少なくとも下記の各項に記載した無線通信システムおよび通信方法が記載されている。
（第１項）
送信装置と受信装置とを備え、ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムであって、
前記送信装置は、無線通信の信号を前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、前記送信装置のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値を示す情報を取得して、前記送信装置の前記ジッタの最大値と、前記受信装置の前記ジッタの最大値とに基づいて、前記送信装置から送信された前記信号の復調または信号等化に用いるＦＦＴ区間を決定する、
無線通信システム。
（第２項）
前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、特定のＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重して、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記送信装置の前記ジッタの最大値ΔＴｘと、前記受信装置の前記ジッタの最大値ΔＲｘとに基づいて、前記同期信号により同定された巡回プレフィックスの終点から少なくとも２(ΔＴｘ＋ΔＲｘ)サンプル以上前方の前記巡回プレフィックスのサンプル点を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
第１項に記載の無線通信システム。
（第３項）
前記送信装置は、前記受信装置から前記受信装置のジッタの最大値ΔＲｘを示す情報を取得して、前記巡回プレフィックスの長さを少なくとも２(ΔＴｘ＋ΔＲｘ)サンプル以上とする、
第２項に記載の無線通信システム。
（第４項）
前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、各ＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重し、前記各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記各ＭＩＭＯチャンネルの無線フレームのサンプル位置を前記同期信号により検出し、最も早着となるＭＩＭＯチャンネルの前記巡回プレフィックスの終点を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
第１項から第３項のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（第５項）
前記無線通信システムは、複数の送信装置を備え、
前記複数の送信装置のそれぞれは、前記信号の無線フレームにおいて、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、前記ジッタの最大値を示す情報を前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、前記複数の送信装置のそれぞれから前記ジッタの最大値を示す情報を受信して、受信したそれぞれの送信装置の前記ジッタの最大値Δ_ＭＡＸを導出し、前記受信装置の前記ジッタの最大値Δ_Ｒｘに基づいて、前記巡回プレフィックスの終点から少なくとも２×（Δ_ＭＡＸ＋Δ_Ｒｘ）サンプル以上前方を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
第１項から第４項のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（第６項）
前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、特定のＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重して、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスおよび巡回ポストフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記同期信号により同定された前記巡回プレフィックスの終点を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
第１項から第４項のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（第７項）
前記送信装置は、前記信号の無線フレームにおいて、特定のＭＩＭＯチャンネルに同期信号を多重して、各ＭＩＭＯチャンネルのデータ信号に巡回プレフィックスを付加し、前記送信装置の前記ジッタの最大値ΔＴｘに基づいて、少なくとも２×ΔＴｘサンプル以上の長さの巡回ポストフィックスを付加し、
前記受信装置は、前記同期信号により同定された前記巡回プレフィックスの終点から少なくとも２×ΔＲｘサンプル以上前方を前記ＦＦＴ区間の始点とする、
第１項から第４項のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（第８項）
送信装置と受信装置とを備える無線通信システムにおける通信方法であって、
前記送信装置が、無線通信の信号を前記受信装置に送信するステップと、
前記受信装置が、前記送信装置のアンテナポート間のサンプル同期能力を示すジッタの最大値を示す情報を取得して、前記送信装置の前記ジッタの最大値と、前記受信装置の前記ジッタの最大値とに基づいて、前記送信装置から送信された前記信号の復調または信号等化に用いるＦＦＴ区間を決定するステップと、を備える、
通信方法。

【0062】

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１００ 送信装置
１１０ ビット分配回路
１２０ 送信回路
１２１ 伝送路推定用信号付加回路
１２２ ｍ－ＱＡＭ変調回路
１２３ 周波数多重回路
１２４ ＩＦＦＴ回路
１２５ ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ付加回路
１２５１ ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ／Ｐｏｓｔｆｉｘ付加回路
１２６ 同期信号多重回路
１２７ 送信側同期能力情報送出回路
１２８ 無線フレーム構成回路
１２９ 周波数変換回路
２００ 受信装置
２１０ ビット混合回路
２２０ ｍ－ＱＡＭ復調回路
２３０ ＭＩＭＯ等化回路
２４０ 受信回路
２４１ 伝送路推定用信号検出回路
２４２ ＦＦＴ区間決定回路
２４３ 無線フレーム位置検出回路
２４４ 送信側同期能力情報検出回路
２４５ 同期信号検出回路
２４６ ＦＦＴ回路
２４７ 周波数多重分離回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】