JP2004312674A - 直交周波数分割多重接続方式システムにおける側副葉抑制信号発生方法および装置と、これを採用する上向きリンク通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 直交周波数分割多重接続方式システムにおける側副葉抑制信号発生装置およびこれを採用する上向きリンク通信装置を提供する。
【解決手段】送信端が直列に入力されるデータストリームをＱＰＳＫまたはＱＡＭ信号でマッピングする信号マッピング部と、前記信号マッピング部から供給される直列データストリームを並列データに変換する直／並列変換部と、ユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルの内積より得られる上部および下部側副葉抑制信号を生成して保護帯域の副搬送波に割当てる側副葉抑制信号発生部と、所定副帯域の各副搬送波に割当てられたユーザ送信信号と前記保護帯域の副帯域に割当てられる上部および下部側副葉抑制信号を逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、前記ＩＦＦＴから供給されるデータに保護帯域を挿入した後、直列データに変換する保護帯域挿入および並／直列変換器と、を含む上向きリンク通信装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access、以下ＯＦＤＭＡと称する）方式システムに係り、特に上向きリンクにおけるさらなる帯域幅損失を誘発させることなくユーザ間の干渉を緩和させるための側副葉（edge sidelobe）抑制信号生成方法および装置と、これを採用した上向きリンク通信方法および装置に関する。

一般にＯＦＤＭは、周波数選択性フェーディングチャンネルに強靭で周波数効率的な変調方式であって、最近では、次世代移動通信のための候補技術として積極的に検討、研究されている。ＯＦＤＭ方式は、高速の直列信号を低速の複数の並列信号に分離した後、これをそれぞれの直交副搬送波に変調して送受信する方式である。したがって、狭い帯域に分けられた直交副搬送波はフラットフェーディングを経験するので、周波数選択的フェーディングチャンネルに優れた特性を有する。また、送信端で保護帯域挿入のような簡単な方法を使用して副搬送波間の直交性を保存することによって、受信端で複雑な等化器やＤＳ−ＣＤＭＡ（Direct Sequence-Code Division Multiplexing Access）方式でのレーキ受信機などが不要になる。ＯＦＤＭ方式は、このような優秀な特性によってデジタル放送、ＩＥＥＥ８０２．１１ａやＨＩＰＥＲＬＡＮのような無線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１６のような固定広域無線接続等で標準変調方式として採択されており、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）でも変復調／多重接続方式を決定するための段階でＯＦＤＭＡ方式が候補技術の１つとして検討されたことがある。

超高速マルチメディアサービスなどユーザ要求が急増している次世代移動通信を達成するための候補技術としてＯＦＤＭに基づく多様な多重接続方式が活発に研究されている。このうちＯＦＤＭＡ方式は、各ユーザ別のデータがＯＦＤＭに基づく直交副搬送波のサブセットから構成される。すなわち、直交副搬送波の全体のうちＭ個の隣接した副搬送波を束ねて１つの副帯域(subband)として定義し、この副帯域が相異なるユーザに割当てられる。このようなＯＦＤＭＡ方式を採用する通信システムでは、ユーザの端末機、すなわち、移動局から基地局に伝送された信号は相互に独立した周波数誤差を受けることになる。したがって、受信端、すなわち、基地局で各ユーザの周波数誤差に合せて正確に推定および補償しても、ユーザ間干渉は発生することになる。

このように、特に上向きリンクの場合、各ユーザによる周波数誤差が隣接したユーザの帯域に干渉を起こすことを防止するために保護帯域が使用される。保護帯域は、相互隣接した副帯域間でＭ_G個の副搬送波を変調しないことによって隣接した副搬送波による干渉を減らす役割をする。

ところが、このような保護帯域を多く割り当てると、ユーザ別周波数誤差による信号対干渉比ＳＩＲ（Signal-to-Interference Ratio）は向上するが、帯域幅損失は大きくなる。また、直交多重搬送波システムの長所を生かすためにｍ−ビットＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）のような高い帯域幅効率の変調方式を使用する場合、高い信号対干渉比を要求するために保護帯域による干渉緩和方式は限界を有する。例えば、既存のＯＦＤＭＡ方式、すなわち非特許文献１，非特許文献２，および非特許文献３で開示されたＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）と８ＤＰＳＫ変調方式を使用し、２２ないし２５個の副搬送波よりなる副帯域と２ないし３個の副搬送波よりなる保護帯域を使用すると、最小７．４％ないし最大１２％の帯域幅損失が生じている。さらに高い帯域幅効率の変調方式を使用する場合には、さらなる帯域幅損失による伝送容量減少が発生する。

Concept group Beta,"OFDMA Evaluation Report-The multiple access proposal for the UMTS Terrestrial Radio Air Interface(UTRA)" (Tdoc/SMG 896/97,ETSI SMG Meeting No.24,Madrid,Spain,Dec.1997) J.van de Beek,P.O.Borjesson,et,al., "Atimeand frequency synchronization scheme for multi user OFDM" (IEEE J.Select Areas Commun., vol.17,pp.1900-1914,Nov.1999) H.Alikhani,R.Bohnke, M.Suzuki, "BDMA Band Division Multiple Access-A New Air-Interface for 3rd Generation mobile System in Europe" (Proc.ACTS Summit,Aalborg,Denmark,Oct.1997,pp.482-488)

従って、本発明が解決しようとする技術的課題は、直交周波数分割多重接続方式システムにおいて保護帯域に属する副搬送波のうち伝送する副帯域に最も近い１つずつの副搬送波に上部および下部側副葉抑制信号を伝送することによってユーザ間干渉を最小化しうる上向きリンク通信方法および装置を提供するところにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、送信端のユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルとの内積よりなる上部および下部側副葉抑制信号を発生させるための方法および装置を提供するところにある。

前記課題を達成するために本発明に係る直交周波数分割多重接続方式システムにおける上向きリンク通信方法は、直交周波数分割多重接続方式システムにおいて、（ａ） 上向きリンクの送信端で上部および下部側副葉抑制信号を生成する段階と、（ｂ） 前記上部および下部側副葉抑制信号を各ユーザに割当てられた副帯域のうち保護帯域に含めて、ユーザの送信信号と共に逆高速フーリエ変換する段階と、を含む。

ここで、上部および下部側副葉抑制信号は、前記保護帯域に属する複数個の副搬送波のうち伝送する副帯域に最も近い副搬送波に伝送することが望ましく、上部および下部側副葉抑制信号は送信端のユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルとの内積より得られることが望ましい。

前記課題を達成するために本発明に係る直交周波数分割多重接続方式システムにおける上向きリンク通信装置は、送信端が、直列に入力されるデータストリームをＱＰＳＫまたはＱＡＭ信号でマッピングする信号マッピング部と、前記信号マッピング部から供給されるＱＰＳＫまたはＱＡＭ信号でマッピングされた直列データストリームを並列データに変換する直／並列変換部と、ユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルの内積より得られる上部および下部側副葉抑制信号を生成して保護帯域の副搬送波に割当てる側副葉抑制信号発生部と、所定副帯域の各副搬送波に割当てられたユーザ送信信号と前記保護帯域の副帯域に割当てられる上部および下部側副葉抑制信号を逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、前記ＩＦＦＴから供給される逆高速フーリエ変換されたデータに保護帯域を挿入した後、直列データに変換して最終ＯＦＤＭ変調されたデータを出力する保護帯域挿入および並／直列変換器と、を含む。

前記他の課題を達成するために本発明に係る側副葉抑制信号発生方法は、直交周波数分割多重接続方式システムにおいて、
（ａ） ユーザ送信信号ベクトルを入力する段階と、
（ｂ） 次の式

（ここで、Ｋ_jはｊ番目ユーザの副帯域の位置を決定するパラメータ、Ｍは各ユーザに割当てられた副搬送波の数、Ｐ_Δεは両副帯域の周波数誤差の違い（Δε）に対する確率密度関数、Ｍ_G+１は相異なる副帯域に属する２つの副搬送波間の最小距離を各々示す）を行って加重値ベクトル（ｗ_u，ｗ_l）を生成する段階と、
（ｃ） 前記ユーザ送信信号ベクトルと前記上部側副葉用の加重値ベクトルを内積して上部側副葉抑制信号を生成し、前記ユーザ送信信号ベクトルと前記下部側副葉用の加重値ベクトルとを内積して下部側副葉抑制信号を生成する段階と、を含む。

前記他の課題を達成するために本発明に係る側副葉抑制信号の発生装置は、直交周波数分割多重接続方式システムにおいて、上部側副葉用加重値ベクトルまたは下部側副葉用加重値ベクトルのうち１つが保存され、側副葉選択信号によって所定の順序で読み出す貯蔵部と、ユーザ送信信号ベクトルと前記貯蔵部から供給される上部側副葉用加重値ベクトルまたは下部側副葉用加重値ベクトルを内積して上部または下部側副葉抑制信号を発生させる行列演算部と、を含む。

本発明によれば、ＯＦＤＭＡ方式の上向きリンク通信システムにおいて、送信端で上部および下部側副葉抑制信号を生成して各ユーザに割当てられた副帯域のうち保護帯域に含めてユーザの送信信号と共に逆高速フーリエ変換して伝送することによって、不要な帯域幅損失を起こさずにユーザ間干渉を最小化させる。また、既存のウィンドウを用いる干渉緩和アルゴリズムとともに使用しうる。

また、上部および下部側副葉抑制信号は送信端のユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルとの内積よりなるので、ユーザ別に割当てられる副帯域の大きさだけの実数検索テーブルが貯蔵されるメモリと副帯域の大きさだけの乗算器および加算器とを用いて上部および下部側副葉抑制信号を生成することによって、システムをあまり複雑にせずともユーザ間干渉を緩和させうる。

以下、本発明の望ましい一実施例について添付図面に基づいて詳細に説明する。
本発明では、第１に、ＯＦＤＭＡ方式の上向きリンクで各ユーザの周波数誤差を起こす要因、すなわち、発振器の誤差およびユーザ端末機の移動性に係るドップラー遷移現象等についての統計的特性を予測可能であり、第２に、各ユーザの周波数誤差は、統計特性上、相互に独立しているという２つのことを前提とする。

まず、図１および図２を参照して本発明が適用されるＯＦＤＭＡ方式システムの送信端(terminal)および受信端を説明する。図１および図２において、ＩＦＦＴおよびＦＦＴは各々逆高速フーリエ変換および高速フーリエ変換、ＣＰおよびＣＰ（Ｘ）は保護帯域挿入および除去、Ｐ／ＳとＳ／Ｐは各々並／直列変換および直／並列変換を意味する。

ＯＦＤＭＡ方式ではＩＦＦＴ部のＮ個の副搬送波のうち隣接したＭ個の副搬送波（副チャンネル）を束ねて単一ユーザに割り当てる。Ｎ_J人のユーザが同時に基地局と通信できるＯＦＤＭユーザ環境を考慮すれば、上向きリンクの送信端から発生するｊ番目ユーザの送信信号（ｘ_j（ｎ））は次の式（１）のように表現しうる。

ここで、ＮはＩＦＦＴ部の副搬送波数、すなわち、ＩＦＦＴの大きさ、Ｇは保護帯域の長さを各々示す。すなわち、式（１）でｘ_j（ｎ）はＩＦＦＴ実行後に保護帯域が挿入されたｊ番目ユーザの送信信号を示し、Ｘ_j（ｋ）はｊ番目ユーザの周波数軸信号である。また、ＯＦＤＭＡ方式であるために各ユーザの副搬送波は相互重畳されてはならないので、前記式（１）でｊ番目ユーザの副搬送波集合Ｂ_jは次の式（２）を満足せねばならない。

ここで、Ｋ_jはｊ番目ユーザの副搬送波集合のうち最初の副搬送波の位置、すなわちｊ番目ユーザの副帯域の位置を決定するパラメータを、Ｍは各ユーザに割当てられた副搬送波の数を各々示す。

前記式（１）のように変調されたユーザの送信信号ｘ_j（ｎ）は独立的なチャンネルと周波数誤差とを含んで伝送され、上向きリンクで受信端、すなわち、基地局では全てＮ_J人のユーザ送信信号が重畳されて受信されるので、基地局の入力信号ｒ（ｎ）は次の式（３）のように表現しうる。

ここで、ε_jはｊ番目ユーザの周波数誤差、ｈ_j（ｎ）はｊ番目ユーザと基地局間のチャンネル応答関数、ｗ（ｎ）は付加白色雑音を各々示す。

前記式（３）においてｊ番目ユーザの周波数誤差ε_jに対して基地局によって完璧に推定され、ユーザ別に独立して補償されると仮定するならば、ｊ′番目ユーザの復元信号Ｙ_j′（ｌ）は次の式（４）のように示しうる。

前記式（４）で第１項は所望のｊ′番目ユーザ信号と該当するチャンネル応答関数との積を、第２項は多重接続干渉の和を示す。ここで、ｊ番目ユーザによる多重接続干渉Ｉ_j（ｌ）は次の式（５）のように示しうる。

ここで、Δε_jはε_j−ε_j′と定義され、復元しようというｊ′番目ユーザとｊ（ｊ≠ｊ′）番目ユーザとの周波数誤差の差を意味する。したがって、各ユーザの周波数誤差εを持って受信される信号を受信端、すなわち、基地局に印加した場合、前記式（５）のような干渉が発生する。

図３は、本発明に係る側副葉抑制信号発生装置を含む上向きリンク通信装置の送信端の構成を示すブロック図であって、信号マッピング部３１、直／並列変換部３２、帯域選択部３３、側副葉抑制信号発生部３４、“０”挿入部３５、ＩＦＦＴ部３６、および保護帯域挿入および並／直列変換部３７よりなる。

図３を参照すれば、信号マッピング部３１は、直列に入力されるデータストリームをＱＰＳＫ（Quardrature-Phase Shift Keying）あるいはＱＡＭ（Quardrature Amplitude Modulation）信号でマッピングして出力ノードに接続された直／並列変換器３２に供給する。

直／並列変換器３２はＱＰＳＫあるいはＱＡＭ信号でマッピングされた直列データストリームを並列データに変換する。副帯域選択部３３では前記直／並列変換器３２から提供される信号を割り当てるためのＭ個の副搬送波よりなる任意の副帯域を選択する。

側副葉抑制信号発生部３４は、保護帯域に属する複数個の副搬送波のうち伝送する副帯域に最も近い副搬送波に割当てられ、送信端のユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルとの内積より得られる上部および下部側副葉抑制信号を生成する。

“０”挿入部３５は、副帯域選択部３３で選択された副帯域以外の帯域に“０′”を挿入する。ＩＦＦＴ部３６は、選択された副帯域および側副葉抑制信号が割当てられた副搬送波を含む信号を逆高速フーリエ変換して保護帯域挿入および並／直列変換器３７に供給する。

保護帯域挿入および並／直列変換器３７は逆高速フーリエ変換されたデータに保護帯域を挿入した後、直列データに変換して最終ＯＦＤＭ変調されたデータを出力する。

図４は、図３に示した側副葉抑制信号発生装置３４の構成を示すブロック図であって、貯蔵部４１と行列演算部４３とよりなる。
図４を参照すれば、貯蔵部４１は、１つの副帯域を構成する副搬送波の数がＭ個である場合、Ｍ×１のサイズを有するルックアップテーブルよりなり、上部および下部側副葉抑制信号を構成する変数の１つである上部側副葉用の加重値ベクトルｗ_uまたは下部側副葉用の加重値ベクトルｗ_lが貯蔵される。上部側副葉用の加重値ベクトルｗ_uと下部側副葉用の加重値ベクトルｗ_lは相互逆順のベクトルよりなるために、二加重値ベクトルのうち１つだけルックアップテーブルより構成し、側副葉選択信号によって該当する順序で読出して行列演算部４３に供給する。これら加重値ベクトルは、ユーザ周波数誤差の統計的特性と帯域を構成する副搬送波の数とに関する関数よりなるために、あらかじめ参照テーブルの形式で作られて送信端の複雑さはほとんど増加しない。

行列演算部４３は、直／並列変換部３２から供給されるユーザ送信信号ベクトルＸ_jと貯蔵部４１から供給される上部側副葉用加重値ベクトルｗ_uまたは下部側副葉用加重値ベクトルｗ_lを内積して上部または下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uを発生させる。すなわち、行列演算部４３では、副帯域を構成する副搬送波の数だけ、すなわち、Ｍ個の乗算および加算演算が行なわれることによって上部または下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uを発生させる。

それにより、図３および図４を参照して本発明の動作をさらに詳細に説明すれば次の通りである。

本発明では前記式（５）のような干渉を緩和させるために、隣接したユーザの帯域間に位置し、情報の伝送されない所定数の副搬送波が配される保護帯域に属する副搬送波のうち伝送する副帯域に最も近い１つずつの副搬送波にユーザ間干渉を最小化できる側副葉抑制信号を生成して伝送する。

ｊ番目ユーザのＭ個の副搬送波のうち上下両端に該当する（Ｋ_j−１）番目副搬送波と（Ｋ_j＋Ｍ）番目副搬送波のＸ_j（Ｋ_j−１）とＸ_j（Ｋ_j＋Ｍ）に対して、その挿入される位置によって上部および下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uを次の式（６）のように定義する。

すなわち、前記上部および下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uが含まれた２つの副搬送波は、送信シンボルの側副葉を抑制して干渉を防止しうる。

次いで、上部および下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uを生成する方法について説明する。
上部および下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uを保護帯域の２つの副搬送波に含めて伝送する場合、ｊ番目ユーザによる干渉信号

は次の式（７）のように示しうる。

一方、このような干渉信号の期待値は次の式（８）のような費用関数Ｊにより定量的に表現されうる。

ここで、

は周波数誤差の差

の確率密度関数を示す。周波数誤差は発振器の不一致とドップラーシフトにより発生し、このような発振器の不一致とドップラーシフトは各々独立したランダム変数でモデリングされうる。これらランダム変数は発振器とドップラースペクトルの電力スペクトル密度関数に比例する確率密度関数を有する。

これについてさらに詳細にはP.H.Mooseによる論文、["A technique for orthogonal frequency-division multiplexing frequency offset correction", IEEE Trans. Commun., vol. 42, pp.2908-2914, Oct. 1994]に開示されている。

前記費用関数Ｊは次の式（９）のように偏微分を取って０と置くことによって最小化しうる。

前記式（９）により作られる連立方程式から次の式（１０）および（１１）のような最適化された上部および下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uが得られる。

すなわち、上部および下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uは各々送信端のユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルｗ_u，ｗ_lの内積より得られる。

前記式（１０）および（１１）に使われる各変数は次の式（１２）ないし（１４）のように定義される。

前記式（１２）ないし（１４）において、Ｍ_G＋１は相異なる帯域に属する２つの副搬送波間の最小距離を示す。

一方、前記式（１０）および（１１）で使われたベクトルＡ^f， Ａ^b， Ｘ_j は次の式（１５）ないし（１７）のように定義される。

一方、上部／下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uを生成するために使われたＡ_p,qとＡ_pなどの変数は信号情報Ｘ_j（ｋ）を含まないので、システムに使われた発振器の特性関数やドップラースペクトルに対する特性を通じてあらかじめ計算が可能な値である。したがって、送信端ではこのような演算過程を行う必要がなく、ｗ_uおよびｗ_l値をあらかじめ貯蔵した後、送信信号列Ｘ_jと乗算することによって上部／下部側副葉抑制信号ｇ^l，ｇ^uが得られる。また、ｗ_uおよびｗ_l値の関係は相互逆順のベクトルであるのでＭ×１の大きさを有する実数検索テーブルだけで具現可能である。

図５は、保護帯域内に側副葉抑制信号が含まれた周波数割当構造を示す図面であって、ｊ−１番目ユーザとｊ番目ユーザとに各々割当てられたＭ個の副搬送波Ｍ_j-1，Ｍ_j間の保護帯域に含まれる副搬送波Ｍ_Gのうちから伝送される副帯域に最も近い副搬送波、すなわち、保護帯域の両端に位置した副搬送波にｊ−１番目ユーザ副帯域の上部側副葉抑制信号

およびｊ番目ユーザ副帯域の下部側副葉抑制信号

を含める。

一方、前述した本発明の実施例はコンピュータで実行可能なプログラムにて作成可能であり、コンピュータにて読取れる記録媒体を用いて前記プログラムを動作させる汎用ディジタルコンピュータで具現されうる。前記コンピュータにて読取れる記録媒体は、例えばＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスクのようなマグネチック貯蔵媒体、例えばＣＤ ＲＯＭ、ＤＶＤのような光学的記録媒体、および例えばインターネットを通じた伝送のようなキャリアウェーブのような貯蔵媒体を含む。

次いで、本発明についての性能評価結果を図６ないし図９を参照して説明する。
まず、１つのＯＦＤＭ信号に含まれた全体副搬送波が１，０２４個であり、このうちパルス成形のために２５６個の副搬送波を使用し、各ユーザに割当てられる帯域は２２個の副搬送波よりなり、副帯域間の干渉を緩和するための保護帯域に隣接した副帯域毎に２つの副搬送波が使われると仮定する。したがって、１つのＯＦＤＭ信号内でユーザに割り当てられる副帯域の数は３２個となり、また３２個の帯域のうち任意の帯域を相互排他的に選択するものと仮定する。

図６は、白色雑音チャンネルで各々８人のユーザと３２人のユーザとに対して本発明による側副葉抑制器（ＥＳＣ）を適用した場合と適用していない場合に対して１つの副帯域に含まれた２２個の副搬送波ｋに対する平均信号対干渉比（Signal to Interference Ratio；ＳＩＲ）を比較したグラフである。この際、完全な電力制御が行われて送信端、すなわち、各ユーザ端末機からの送信信号が同じ大きさを有し、受信端、すなわち、基地局に到達したと仮定する。破線は保護帯域だけで干渉を緩和させた場合であり、実線はあらゆる送信端から保護帯域に側副葉抑制信号を含めて伝送した場合を各々示す。側副葉抑制信号を含めて伝送された場合、ほとんどの副搬送波に対して平均ＳＩＲが約１０ｄＢ程度改善されることが分かる。

図７は、白色雑音チャンネルにおいて１６ＱＡＭ変調方式を採択した場合、チャンネル符号化を行わない状態での信号対雑音比（ＳＮＲ）による平均ビットエラー率（ＢＥＲ）を示すグラフである。一般に、ユーザの数が多くなるほど干渉量が増加するために、非常に高い信号対雑音比でも平均ビットエラー率は低くならない傾向がある。本発明に係るＥＳＣはこのような限界点を十分に低めるために、特にユーザが８人である場合にはほとんど干渉のない単一ユーザ伝送と類似した性能を表すことが分かる。

図８は、レイリーフェーディングチャンネルで各々８人のユーザと３２人のユーザとに対して本発明によるＥＳＣを適用した場合と適用していない場合に対して１つの副帯域に含まれた２２個の副搬送波ｋに対する平均信号対干渉比（ＳＩＲ）を比較したグラフである。この際、不完全な電力制御が行われて各ユーザ端末機からの送信信号がレイリー分布の包絡線の大きさを持って受信端に到達したと仮定する。側副葉抑制信号を含めて伝送された場合、図６に示された白色雑音チャンネルと同様に、あらゆる副搬送波に対して平均ＳＩＲが約１０ｄＢ程度改善されることが分かる。

図９は、レイリーフェーディングチャンネルで１６ＱＡＭ変調方式を採択した場合、チャンネル符号化を行わない状態でのＳＮＲによるＢＥＲを示すグラフである。この際、図８と同様に各ユーザ端末機からの送信信号がレイリー分布の包絡線の大きさを持って受信端に到達したと仮定する。この場合にも図７に示された白色雑音チャンネルと同様に、特にユーザが８人である場合にはほとんど干渉のないである単一ユーザ伝送と類似した性能を表すことが分かる。

本発明について前記実施例を参考して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形および均等な他実施例が可能であるという点が理解できる。よって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲上の技術的思想により決まるべきである。

本発明は多様なネットワーク構造の移動通信分野に適用されてさらなる帯域幅損失を起こさずにユーザ間干渉を最小化可能にする。

本発明が適用されるＯＦＤＭＡ方式の送信端の構成を示すブロック図である。 本発明が適用されるＯＦＤＭＡ方式の受信端の構成を示すブロック図である。 本発明に係るＯＦＤＭＡ方式上向きリンク通信装置の送信端の構成を示すブロック図である。 図３における側副葉抑制信号発生部の構成を示すブロック図である。 保護帯域内に側副葉抑制信号が含まれた周波数割当て構造を示す図面である。 白色雑音チャンネルにおいて本発明によるＥＳＣを適用した場合と、適用していない場合とについて各副搬送波に対する平均信号対干渉比を比較したグラフである。 白色雑音チャンネルで本発明によるＥＳＣを適用した場合と、適用していない場合についてＳＮＲによるＢＥＲを比較したグラフである。 レイリーフェーディングチャンネルにおいて本発明によるＥＳＣを適用した場合と、適用していない場合について各副搬送波に対するＳＩＲを比較したグラフである。 レイリーフェーディングチャンネルにおいて本発明によるＥＳＣを適用した場合と、適用しない場合についてＳＮＲによるＢＥＲを比較したグラフである。

符号の説明

３１ 信号マッピング部
３２ 直／並列変換部
３３ 帯域選択部
３４ 側副葉抑制信号発生部
３５ “０”挿入部
３６ ＩＦＦＴ部
３７ 保護帯域挿入および並／直列変換部

Claims (10)

1. 直交周波数分割多重接続方式システムにおける上向きリンク通信方法であって、
   （ａ） 上向きリンクの送信端で上部および下部側副葉抑制信号を生成する段階と、
   （ｂ） 前記上部および下部側副葉抑制信号を各ユーザに割当てられた副帯域のうち保護帯域に含めてユーザの送信信号と共に逆高速フーリエ変換する段階と、を含む上向きリンク通信方法。
2. 前記上部および下部側副葉抑制信号は、前記保護帯域に属する複数の副搬送波のうち伝送する副帯域に最も近い副搬送波に伝送することを特徴とする請求項１に記載の上向きリンク通信方法。
3. 前記上部および下部側副葉抑制信号は、送信端のユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルとの内積より得られることを特徴とする請求項１に記載の上向きリンク通信方法。
4. 直交周波数分割多重接続方式システムにおける側副葉抑制信号生成方法であって、
   （ａ） ユーザ送信信号ベクトルを入力する段階と、
   （ｂ） 次の式
   

   

   （ここで、Ｋ_jはｊ番目ユーザの副帯域の位置を決定するパラメータ、Ｍは各ユーザに割当てられた副搬送波の数、Ｐ_Δεは両副帯域の周波数誤差の違い（Δε）に対する確率密度関数、Ｍ_G+１は相異なる副帯域に属する２つの副搬送波間の最小距離を各々示す）を行って加重値ベクトル（ｗ_u，ｗ_l）を生成する段階と、
   （ｃ） 前記ユーザ送信信号ベクトルと前記上部側副葉用の加重値ベクトルを内積して上部側副葉抑制信号を生成し、前記ユーザ送信信号ベクトルと前記下部側副葉用の加重値ベクトルを内積して下部側副葉抑制信号を生成する段階と、を含む側副葉抑制信号生成方法。
5. 請求項１ないし４に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体。
6. 直交周波数分割多重接続方式システムにおける上向きリンク通信装置であって、
   送信端を含み、この送信端が、
   直列に入力されるデータストリームをＱＰＳＫまたはＱＡＭ信号でマッピングする信号マッピング部と、
   前記信号マッピング部から供給されるＱＰＳＫまたはＱＡＭ信号でマッピングされた直列データストリームを並列データに変換する直／並列変換部と、
   ユーザ別送信信号ベクトルと最適化された加重値ベクトルとの内積より得られる上部および下部側副葉抑制信号を生成して、これらを保護帯域の副搬送波に割当てる側副葉抑制信号発生部と、
   所定副帯域の各副搬送波に割当てられたユーザ送信信号と前記保護帯域の副帯域に割当てられる上部および下部側副葉抑制信号とを逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、
   前記ＩＦＦＴから供給される逆高速フーリエ変換されたデータに保護帯域を挿入した後、直列データに変換して最終ＯＦＤＭ変調されたデータを出力する保護帯域挿入および並／直列変換器と、を含む上向きリンク通信装置。
7. 前記上部および下部側副葉抑制信号は、前記保護帯域に属する複数の副搬送波のうち伝送する副帯域に最も近い副搬送波に伝送することを特徴とする請求項６に記載の上向きリンク通信装置。
8. 直交周波数分割多重接続方式システムにおける側副葉抑制信号発生装置であって、
   上部側副葉用加重値ベクトルまたは下部側副葉用加重値ベクトルのうち１つが保存され、側副葉選択信号によって所定の順序でこれらのベクトルを読出す貯蔵部と、
   ユーザ送信信号ベクトルと前記貯蔵部から供給される上部側副葉用加重値ベクトルまたは下部側副葉用加重値ベクトルを内積して上部または下部側副葉抑制信号を発生させる行列演算部と、を含む側副葉抑制信号発生装置。
9. 前記貯蔵部は、１つの副帯域を構成する副搬送波の数がＭ個である場合、Ｍ×１のサイズを有するルックアップテーブルよりなる請求項８に記載の側副葉抑制信号発生装置。
10. 前記下部または上部側副葉用加重値ベクトルは、各ユーザの周波数誤差の統計的特性と副帯域を構成する副搬送波の数とに関する関数よりなることを特徴とする請求項８に記載の側副葉抑制信号発生装置。

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