JP2005101746A

JP2005101746A - マルチキャリヤ伝送システム、マルチキャリヤ受信機、及び送信機

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Publication number: JP2005101746A
Application number: JP2003330170A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Yamazaki; 彰一郎山嵜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: US20090041143A1; US20050089107A1; JP3961999B2; US7450651B2

Abstract

【課題】同期用のシンボルを挿入することなくシンボル同期を実現する。
【解決手段】２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号とする変換手段１１と、該変換信号を送信する送信手段１２とを具備する送信機１０と、前記送信された変換信号を受信する受信手段２１と、前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする検出手段２２とを具備する受信機２０による。
【選択図】図１

Description

この発明は、ディジタルデータ伝送技術に関し、特にマルチキャリヤを用いたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送技術を利用したマルチキャリヤ伝送システム、マルチキャリヤ受信機、及び送信機に関する。

マルチキャリヤ伝送方式の一種であるＯＦＤＭは、送信機で周波数軸上の信号を逆離散フーリエ変換器（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transformer）により多重して時間軸上の信号に変換して送信し、受信機で受信した時間軸上の信号を離散フーリエ変換器（ＤＦＴ）により周波数軸上の信号に分離することにより、送受信を行う。その他のＯＦＤＭに関する動作は既に広く知られているので、その詳細は省略する。

ＯＦＤＭ受信機で伝送信号を受信するとき、ＤＦＴはブロック処理を行うため、ブロック位置の正確な設定、すなわち、シンボル同期が必須である。通常、このシンボル同期を実現するため、送信機で冗長なシンボルを付加して送信することが行われている。

例えば、ガードシンボルを挿入しこのシンボルに基づいて同期する方法がある。具体的には、例えば、８点のＩＤＦＴ出力を、ｘ₀、ｘ₁、…、ｘ₇とするとき、後端の４点、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇をガードシンボルとして前方にコピーして、全１２点を１シンボルとして送信する。受信機で８個の信号点間隔で相関演算をスライドして行うと、４点のガードシンボルと、シンボル後ろの４点は同一であるため相関が強く、シンボル同期位置を特定できる（例えば、特許文献１）。

他には、同期用の既知信号をプリアンブルとして送信し、受信側でその既知のプリアンブルを検出することによって、シンボル同期位置を特定するものがある（例えば、特許文献２）。
特開平７−９９４８６号公報特開２００３−６９５４６号公報

上述したマルチキャリヤ伝送システムにおいては、受信機でシンボル同期を可能とするため、同期用のシンボルを挿入する必要があり、伝送効率が低下するという問題がある。

この発明は、上述した従来の技術に鑑み、同期用のシンボルを挿入することなくシンボル同期を実現するマルチキャリヤ伝送システム、マルチキャリヤ受信機、及び送信機を実現することを目的とする。

本発明のマルチキャリヤ伝送システムは、２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号とする変換手段と、該変換信号を送信する送信手段とを具備する送信機と、
前記送信された変換信号を受信する受信手段と、前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする検出手段とを具備する受信機とを具備することを特徴とする。

本発明のマルチキャリヤ受信機は、２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して送信された変換信号を受信するマルチキャリヤ受信機において、
前記送信された変換信号を受信する受信手段と、前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする検出手段を具備することを特徴とする。

本発明のマルチキャリヤ送信機は、２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号が送信された信号を受信し、前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする受信機宛てに前記変換信号を送信する送信機において、
前記無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号とする変換手段と、該変換信号を送信する送信手段とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、同期用のシンボルを挿入することなく、シンボル同期を実現することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システム、マルチキャリヤ受信機、及び送信機について詳細に説明する。
マルチキャリヤ伝送方式の一種であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、送信機で逆離散フーリエ変換器（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transformer）によって周波数軸上の信号を多重して時間軸上の信号に変換して送信し、受信機で受信した時間軸上の信号を離散フーリエ変換器（ＤＦＴ）により周波数軸上の信号に分離することにより、送受信を行う。

（第１の実施形態）
本実施形態のマルチキャリヤ伝送システムの構成を図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１及び第２の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システムのブロック図である。
本発明のマルチキャリヤ伝送システムは、マルチキャリヤ送信機１０、及び、マルチキャリヤ受信機２０を少なくとも備えている。
マルチキャリヤ送信機１０は、逆離散フーリエ変換器（ＩＤＦＴ）１１及び送信部１２を少なくとも備えている。マルチキャリヤ受信機２０は、受信部２１、同期回路２２、及び、離散フーリエ変換器（ＤＦＴ）２３を少なくとも備えている。また、本実施形態では、図１に示したように、ＩＤＦＴ１１及びＤＦＴ２３は共に８点の入出力を有する場合を説明する。しかしながら、ＩＤＦＴ１１及びＤＦＴ２３が８点の入出力に限定されるわけではなく、任意の点数で本実施形態のマルチキャリヤ伝送システム、マルチキャリヤ受信機、及び送信機は実施可能である。この点に関しては、後述する数式［１４］以下で詳細に説明される。

ＩＤＦＴ１１は、８個の入力信号である変調信号を入力し、これら８個の変調信号を逆離散フーリエ変換して、変換された変調信号を出力信号として出力する。すなわち、ＩＤＦＴ１１の入力信号をＸ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇、出力信号をｘ₀、ｘ₁、…、ｘ₇と定義し、Ｗ＝ｅｘｐ（−ｊ２π／８）、ｊ²＝−１とすると、入力信号と出力信号の関係は、
ｘ_k ＝（１／８）（Ｘ₀ ＋Ｗ^-kＸ₁ ＋Ｗ^-2kＸ₂ ＋…
＋Ｗ^-7kＸ₇）・・・・・・・［１］
（ｋ＝０、１、…、７）
で定まる。ここで例えば、Ｗ^-2k＝（Ｗ）^-2kであり、Ｗ^-2kはＷの−２ｋ乗を示す。ＩＤＦＴ１１は変調信号をこの数式［１］で定まる変換信号に変換する。

送信部１２は、ＩＤＦＴ１１の出力信号ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇の８個の信号列をＩＤＦＴ１１出力の１個の送信シンボルとする。このようにして、ＩＤＦＴ１１は送信シンボルを次々に生成し、送信部１２が送信シンボル列を伝送する。

本実施形態では、ＩＤＦＴの入力信号のうち、２点の入力信号Ｘ₀及びＸ₄を、
Ｘ₀ ＝０、Ｘ₄ ＝０・・・・・・・［２］
となるように設定する。この場合、数式［１］に数式［２］を代入して計算すると、ＩＤＦＴ１１の出力信号において、
ｘ₀ ＋ｘ₂ ＋ｘ₄ ＋ｘ₆ ＝０・・・・・・・［３−１］
ｘ₁ ＋ｘ₃ ＋ｘ₅ ＋ｘ₇ ＝０・・・・・・・［３−２］
の関係式である拘束条件が成立する。

受信部２１は、伝送路３０を通過した送信シンボル列を、切れ目のない連なっている信号列として受信する。同期回路２２は、受信部２１から送信シンボル列を受取、その送信シンボル列から連続した８個の信号を受信順に抽出してゆき、マルチキャリヤ送信機１０からの送信信号とマルチキャリヤ受信機２０の受信信号との間で同期をとる。

同期回路２２がある時刻で抽出した連続する８個の信号を、ｙ₀、ｙ₁、…、ｙ₇とする。そして、ＤＦＴ２３は、この信号列を離散フーリエ変換して、変換された変調信号を出力信号として出力する。すなわち、ＤＦＴ２３の入力信号をｙ₀、ｙ₁、…、ｙ_7、ＤＦＴ２３の出力信号をＹ₀、Ｙ₁、…、Ｙ₇とすると、入力信号と出力信号の関係は、
Ｙ_k ＝ｙ₀ ＋Ｗ^1kｙ₁ ＋Ｗ^2kｙ₂ ＋…＋Ｗ^7kｙ₇ ・・・・・・［４］
ｋ＝０、１、…、７
で定まる。

雑音、マルチパスなどの影響の無い理想的な伝送路を仮定したとき、マルチキャリヤ送信機１０のＩＤＦＴ１１から８個の信号を出力するタイミングと、マルチキャリヤ受信機２０のＤＦＴ２３に８個の信号を入力するタイミングが合致している場合、言い換えると、シンボル同期がとれている場合、ＤＦＴ２３の入力の時間軸上の信号では、
ｙ₀ ＋ｙ₂ ＋ｙ₄ ＋ｙ₆ ＝０・・・・・・・［５−１］
ｙ₁ ＋ｙ₃ ＋ｙ₅ ＋ｙ₇ ＝０・・・・・・・［５−２］
の関係式が成立する。そして、ＤＦＴ２３の出力の周波数軸上の信号では、
Ｙ₀ ＝０、Ｙ₄ ＝０・・・・・・・［６］
の等号関係が成立している。ＤＦＴの入出力は１対１の関係があり、入力、あるいは、出力の一方の等号が成立すると、他方の等号も成立する。一方、送受信のタイミングがずれている場合、言い換えると、シンボル同期がとれていない場合、上記の数式［５−１］、［５−２］、及び、［６］の等号関係は成立しない。

同期回路２２が同期をとる動作を、図２を参照して説明する。図２は、図１の同期回路２２の処理を説明するための図である。
同期回路２２は、時間軸上の受信信号列から、連続した８個の信号を１信号ずつスライドさせて抽出してゆく。例えば、図２で示すように、まず、信号列ｓｑ１であるｎ−１番目のＩＤＦＴ１１の出力信号列のｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇を抽出し、次に、１つスライドして、信号列ｓｑ２、すなわちｎ−１番目のＩＤＦＴ１１の出力信号列のｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇とｎ番目のＩＤＦＴ１１の出力信号列のｘ₀を抽出する。同期回路２２は、以下同様にして順に抽出してゆき、例えば、信号列ｓｑ６、すなわちｎ−１番目のＩＤＦＴ１１の出力信号列のｘ₅、ｘ₆、ｘ₇とｎ番目のＩＤＦＴ１１の出力信号列のｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄を抽出する。

そして同期回路２２は、抽出した８つの信号からなる信号列ごとに、数式［５−１］及び数式［５−２］が成立する信号列を決定する。例えば、図２に示した信号列ｓｑ１であるｎ−１番目のＩＤＦＴ１１の出力信号列のｘ₀、ｘ₁、…、ｘ₇では対応する受信信号列ｙ₀、ｙ₁、…、ｙ₇の間で数式［５−１］及び数式［５−２］が成立する。他に、図２に示した信号列では、信号列ｓｑ２、信号列ｓｑ９、及び信号列ｓｑ１０に対応する受信信号列の間で数式［５−１］及び数式［５−２］が成立する。

このように、同期回路２２が、時間軸上の８個の信号に関する等号条件が成立する連続した８個の信号を決定することにより、マルチキャリヤ送信機１０の送信信号に同期した正しいタイミングを得ることができる。

なお、実際の伝送路では、付加雑音、マルチパスなどの影響で、数式［５−１］及び数式［５−２］が成立しないため、ある値ｖ₂を定めておき、
（ｙ₀ ＋ｙ₂ ＋ｙ₄ ＋ｙ₆ ）² ＜ｖ₂ ・・・・・［７−１］
（ｙ₁ ＋ｙ₃ ＋ｙ₅ ＋ｙ₇ ）² ＜ｖ₂ ・・・・・［７−２］
のように、電力がｖ₂よりも小さくなる信号を抽出するようにする。
他に、ｙ₀ ＋ｙ₂ ＋ｙ₄ ＋ｙ₆ 及びｙ₁ ＋ｙ₃ ＋ｙ₅ ＋ｙ₇ が最小となるｙ₀、ｙ₁、…、ｙ₇を探し出し、これら信号に基づいて同期タイミングを決定してもよい。

上記では、ＩＤＦＴ１１の２個の入力信号を０としたときのＤＦＴ２３の出力信号の条件を利用したがこれには限定されない。すなわち、ＩＤＦＴ１１の入力信号のうちの２個を０にすることが本質的ではなく、ほかのケースもあり、いつくかの具体的なケースを図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）を参照して説明する。図３（Ａ）は、図１のＩＤＦＴ１１に入力される変調信号が全て４−ＰＳＫ（4-Phase-Shift Keying）の場合の図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の１つの変調信号が無情報信号である場合の図である。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の２つの変調信号が無情報信号である場合の図である。図３（Ｄ）は、図３（Ａ）の４つの変調信号が無情報信号である場合の図である。図３（Ａ）は、従来の技術に対応し、Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇の全ての入力信号が情報を伝達しており、無情報信号を有しない場合である。図３（Ｂ）、（Ｃ）、及び（Ｄ）が本発明の実施形態に対応する。

（ケース１）ＩＤＦＴ１１の１個の入力信号が０の場合（図３（Ｂ）が対応する）。図３（Ｂ）では、
Ｘ₀ ＝０・・・・・・・［８］
の場合である。この場合、ＩＤＦＴ１１の出力信号に成立する関係式である拘束条件は、
ｘ₀＋ｘ₁＋ｘ₂＋ｘ₃＋ｘ₄＋ｘ₅＋ｘ₆＋ｘ₇ ＝０・・・・・・・［９］
となり、同期回路２２が同期位置を探索する際の関係式は、ある電力値ｖ₁を設定して、
（ｙ₀＋ｙ₁＋ｙ₂＋ｙ₃＋ｙ₄＋ｙ₅＋ｙ₆＋ｙ₇ ）² ＜ｖ₁ ・・・・・［１０］
となる。

（ケース２）ＩＤＦＴ１１の２個の信号が０の場合（図３（Ｃ）が対応する）。図１を参照して説明した例と同様である。数式［２］の条件の下で、数式［３−１］及び［３−２］が成立する。そして、このとき同期回路２２が同期位置を探索する際の関係式は、数式［７−１］及び［７−２］となる。

（ケース３）ＩＤＦＴ１１の４個の信号を０の場合（図３（Ｄ）が対応する）。図３（Ｃ）では、
Ｘ₀ ＝０、Ｘ₂ ＝０、Ｘ₄ ＝０、Ｘ₆ ＝０・・・・・［１１］
の場合である。この場合、ＩＤＦＴ１１の出力信号に成立する関係式である拘束条件は、
ｘ₀ ＋ｘ₄ ＝０、・・・・・・・［１２−１］
ｘ₁ ＋ｘ₅ ＝０、・・・・・・・［１２−２］
ｘ₂ ＋ｘ₆ ＝０、・・・・・・・［１２−３］
ｘ₃ ＋ｘ₇ ＝０・・・・・・・［１２−４］
となり、同期回路２２が同期位置を探索する際の関係式は、ある電力値ｖ₄を設定して、
（ｙ₀ ＋ｙ₄ ）² ＜ｖ₄、・・・・・・・［１３−１］
（ｙ₁ ＋ｙ₅ ）² ＜ｖ₄、・・・・・・・［１３−２］
（ｙ₂ ＋ｙ₆ ）² ＜ｖ₄、・・・・・・・［１３−３］
（ｙ₃ ＋ｙ₇ ）² ＜ｖ₄ ・・・・・・・［１３−４］
となる。

上記のいずれの関係式を利用しても、マルチキャリヤ送信機１０とマルチキャリヤ受信機２０との間でシンボル同期を確立することができる。上記の例からわかるように、０信号の挿入数を増加させた方が、多くの条件式を得ることができる。

マルチパス伝送路の場合、主到来シンボルから時間遅れの遅延到来シンボルが存在し得る。この遅延到来シンボルが存在する場合は、例えば、ｎ番目のＩＤＦＴ１１のｘ₀にｎ−１番目のＩＤＦＴ１１のｘ₇が混入してしまい、ｘ₀とｘ₇が干渉するシンボル間干渉が発生する場合がある。また、伝送路の条件によっては、ｘ₁までもシンボル間干渉が発生する場合がある。このように、ｘ₀、又は、ｘ₀及びｘ₁を含む同期のための条件式（ＩＤＦＴ１１の出力信号間に成立する関係式）はシンボル間干渉の影響を受けやすく、正確に同期をとることができない可能性がある。上記のケースのうち、ケース１は、数式［９］でわかるように、ｘ₀、又は、ｘ₀及びｘ₁を含む条件式しかないので、ここで述べたシンボル間干渉の影響を取り除くことは難しい。

一方、ケース２では、同期のための条件式にｘ₀を含まない数式［３−２］があるので、この数式を基にした数式［７−２］によってシンボル同期を確立することができる。また、ケース３では、同期のための条件式にケース２の場合と同様にｘ₀を含まない数式［１２−２］、［１２−３］、及び［１２−４］があるので、この数式を基にして数式［１３−２］、［１３−３］、及び［１３−４］によってシンボル同期を確立することができる。さらに、ケース３では、同期のための条件式にｘ₀及びｘ₁を含まない数式［１２−３］及び［１２−４］もあるので、ｘ₁までもシンボル間干渉が発生する場合にもシンボル間干渉の影響を受けることなく、数式［１３−３］及び［１３−４］シンボル同期を確立することができる。

次に、伝送効率に関して図４（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）を参照して説明する。図４（Ａ）は、図１のＩＤＦＴに入力される変調信号が全て４−ＰＳＫの場合の図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の２つの変調信号を無情報信号とし、その他の６つの変調信号を全て４−ＰＳＫにした場合の図である。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）の２つの変調信号を無情報信号とし、その他の２つの変調信号を１６−ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）にした場合の図である。
図４（Ａ）に示したＩＤＦＴ１１の入力信号であるＸ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇が全て無情報信号でない場合に比較して、図４（Ｂ）に示したＩＤＦＴ１１の入力信号であるＸ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇のうちＸ₀及びＸ₄がのみが無情報信号である場合は、無情報信号のＸ₀及びＸ₄の伝送ビット数分だけ伝送効率が低下している。

そこで、本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、１つの入力信号を無情報信号にした場合に、変調回路１３が無情報信号でないＩＤＦＴ１１の入力信号のうちの１つの入力信号をより伝送ビット数の大きい信号に変調する。ここで、変調回路１３は、入力信号を所定の変調方式に対応した変調信号に変調する回路である。
例えば、変調回路１３は、４−ＰＳＫよりも１信号当たりの伝送ビット数の大きな１６−ＱＡＭの変調信号に変調する。１６−ＱＡＭに限定されるわけではなく他に、６４−ＱＡＭの変調方式でもよい。

図４（Ｃ）の例は、図４（Ａ）に示したＸ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇が全て４−ＰＳＫである場合と伝送ビット数が同一になる場合である。１６−ＱＡＭは、１信号当たりの伝送ビット数が４−ＰＳＫの倍であるので、無情報信号が２信号である場合に、無情報信号でないＩＤＦＴ１１の入力信号のうちの２信号を１６−ＱＡＭの変調信号に設定してある。

また、Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇のうち、無情報信号が１つのみの場合は、図３（Ｂ）に示してある。さらに、Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇のうち、無情報信号が４つのみの場合は、図３（Ｄ）に示してある。これらは図４（Ｃ）で示した事項の応用である。すなわち、１６−ＱＡＭは、１信号当たりの伝送ビット数が４−ＰＳＫの倍であることに基づいている。

本実施形態は、上記の図４（Ｃ）及び、図３（Ｂ）、（Ｄ）に示したように１６−ＱＡＭを使用することに限定されない。例えば、図４（Ａ）の場合と伝送ビット数が同一になる方法は、Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇のうち、１つの無情報信号当たりに対して無情報信号でない４−ＰＳＫ方式の２信号の変調方式を８−ＰＳＫに変更しても良い。他に図４（Ａ）の場合と伝送ビット数が同一になる方法は、Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇のうち、２つの無情報信号当たりに対して無情報信号でない４−ＰＳＫ方式の１信号の変調方式を６４−ＱＡＭに変更しても良い。

一方、Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇のうち、無情報信号がある場合その無情報信号数分の電力が減少すると、誤り耐性が少なくなる。本実施形態では、誤り耐性が少なくなることを防ぐために、図４（Ｃ）のＸ₀、Ｘ₁’、…、Ｘ₅’、…、Ｘ₇の総和電力が、図４（Ａ）のＸ₀、Ｘ₁、…、Ｘ₇の総和電力と同様になるように、電力調整部１４が１６−ＱＡＭ方式の変調信号Ｘ₁’、Ｘ₅’の電力を増加させる。このように総和電力が同一の場合は、誤り耐性も同一になる。

以上に示したように、誤り耐性を悪化させず、さらに、１シンボル当たりの伝送ビット数も維持しつつ、ＩＤＦＴ１１の入力信号のうちの幾つかの信号を無情報信号に設定することが可能である。すなわち、ＩＤＦＴ１１の入力信号が含む全ビット数が同一、かつＩＤＦＴ１１入力信号の全電力が同一という条件で変調方式及び電力を設定することができる。

ところで、ＩＤＦＴ１１の４−ＰＳＫのある入力信号を０にすることによる伝送ビット数の低下が許容されるならば、他の入力信号の変調方式を多値変調にするという処理は行う必要はなく４−ＰＳＫのままでもよい。また、ある入力信号の変調方式を多値変調にすることによる誤り率の劣化が許容されるならば、電力の調整は不要となる。

通常のＯＦＤＭ伝送でもＩＤＦＴ１１の入力信号に無情報信号を含む場合がある。次に、このＯＦＤＭ伝送に本実施形態のマルチキャリヤ伝送システムを適用する場合を図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図５（Ａ）は、図１のＩＤＦＴ１１に入力される変調信号の両端が無情報信号である場合の図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の無情報信号の信号配置を変更した場合の図である。

通常のＯＦＤＭ伝送では、例えば２０４８点のＩＤＦＴを利用する場合、ＩＤＦＴの全ての入力点に信号は入力せずに、両端の各数１００点程度の入力信号は用いず、無情報信号にすることがある。図５（Ａ）は、その象徴的な例として両端のＸ₀及びＸ₇の入力信号が無情報信号になっている場合を示している。図５（Ａ）のような入力信号の配置の場合に本発明を適用するとすれば、図５（Ｂ）のように本実施形態の同期をとるための条件（この場合は、数式［２］）に適合するように、無情報信号とする入力信号を変更する。この変更は、操作的には単に無情報信号を移動するだけであるので、伝送ビット／シンボルは変わらず伝送効率の低下はない。

これら無情報信号の挿入数は、伝送路の状態に応じて変更可能である。この内容に関して、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。図６（Ａ）は、基地局５０から端末４０への伝送路の帯域と端末４０から基地局５０への伝送路の帯域が異なる場合のマルチキャリヤ伝送システムのブロック図である。図６（Ｂ）は、基地局７０から端末６０への伝送路の帯域と端末６０から基地局７０への伝送路の帯域が同一の場合のマルチキャリヤ伝送システムのブロック図である。
端末４０又は基地局７０が伝送路の状態を検出して、ＯＦＤＭ送信機５２又はＯＦＤＭ送信機７３に内蔵されている変調回路を制御する。例えば、マルチパス遅延時間が長い場合は無情報信号の挿入数を増やし、逆に、マルチパス遅延時間が短い場合は無情報信号の挿入数を減らすように、ＯＦＤＭ送信機５２又はＯＦＤＭ送信機７３に内蔵されている変調回路を制御する。伝送路の状態は、以下のようにして基地局が取得する。
図６（Ａ）は、基地局５０と端末４０との間の上りと下りの伝送帯域が異なる周波数分割通信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）の場合である。通信方式がＦＤＤのとき、基地局５０から端末４０の下り伝送路でＯＦＤＭ伝送する場合は、下り伝送路の伝送条件を、上り伝送路を介して、基地局５０が端末４０から報知してもらう。そして、基地局５０は、端末４０からの下り伝送路の伝送条件に基づいて、ＯＦＤＭ伝送を実行する。
より詳しくは、例えば、端末４０のＯＦＤＭ受信機４１の受信信号に基づいて、下り伝送路推定器４２が下り伝送路の状態を推定する。そして、下り伝送路推定器４２が推定した下り伝送路状態の情報を送信機４３によって、基地局５０に送信する。基地局５０は、受信機５１によって下り伝送路状態の情報を受信し、その情報をＯＦＤＭ送信機５２に出力する。ＯＦＤＭ送信機５２は、入力した下り伝送路状態の情報に基づいて、信号を端末４０に送信する。

一方、図６（Ｂ）は、基地局７０と端末６０との間の上りと下りの伝送帯域が同一の時分割通信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）の場合である。通信方式がＴＤＤのとき、基地局７０から端末６０の下り伝送路でＯＦＤＭ伝送する場合は、基地局７０が受信した受信信号の特性から、下り伝送路の伝送条件を検知する。そして、基地局７０は、基地局７０自身が検知した下り伝送路の伝送条件に基づいて、ＯＦＤＭ伝送を実行する。
より詳しくは、例えば、基地局７０の受信機７１の受信信号に基づいて、下り伝送路推定器７２が下り伝送路の状態を推定する。そして、下り伝送路推定器７２が推定した下り伝送路状態の情報に基づいて、ＯＦＤＭ送信機７３が信号を端末６０に送信する。

以上説明した実施形態では、８点のＩＤＦＴ及びＤＦＴに関して説明してきたが、もちろん、本実施形態は８点に限定すべきものではなく、任意の点数に拡張することができる。すなわち、送信機では、Ｍ点のＩＤＦＴ（Ｍ＝２^m）の入力信号Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ_M-1のうち、Ｘ_pK（ｐ＝０、１、…、Ｎ−１、Ｍ＝ＫＮ、Ｎ＝２ⁿ ）を０とすると、ＩＤＦＴの出力信号ｘ₀、ｘ₁、…、ｘ_M-1には、
ｘ_p ＋ｘ_p+N ＋…＋ｘ_p+(K-1)N ＝０・・・・・・・［１４］
ｐ＝０、１、…、Ｎ−１
の関係式が成立する。したがって、伝送路を通過した受信信号をｙ₀、ｙ₁、…、ｙ_M-1とするとき、ｖを微小な電力とすると、
（ｙ_p ＋ｙ_p+N ＋…＋ｙ_p+(K-1)N ）²＜ｖ・・・・・・・［１５］
ｋ＝０、１、…、Ｎ−１
となる位置を検出することによって、シンボル同期が実現される。

例えば、Ｍ＝２０４８、Ｎ＝２５６、Ｋ＝８の場合は、２０４８点のＩＤＦＴの入力信号、Ｘ₀ 、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、…、Ｘ₂₀₄₆ 、Ｘ₂₀₄₇ 、のうち、Ｘ₀ 、Ｘ₈ 、Ｘ₁₆ 、…、Ｘ₂₀₃₂ 、Ｘ₂₀₄₀ を０に設定することになる。この場合、２０４８点のＩＤＦＴの出力信号、ｘ₀ 、ｘ₁ 、ｘ₂ 、…、ｘ₂₀₄₆ 、ｘ₂₀₄₇ の拘束条件として、
ｘ₀＋ｘ₂₅₆＋ｘ₅₁₂＋…＋ｘ₁₅₃₆＋ｘ₁₇₉₂ ＝０・・・・・・・［１６−１］
ｘ₁＋ｘ₂₅₇＋ｘ₅₁₃＋…＋ｘ₁₅₃₇＋ｘ₁₇₉₃ ＝０・・・・・・・［１６−２］
ｘ₂＋ｘ₂₅₈＋ｘ₅₁₄＋…＋ｘ₁₅₃₈＋ｘ₁₇₉₄ ＝０・・・・・・・［１６−３］
・・・・・・・
・・・・・・・
・・・・・・・
ｘ₂₅₄＋ｘ₅₁₀＋ｘ₇₆₆＋…＋ｘ₁₇₉₀＋ｘ₂₀₄₆ ＝０・・・・・・［１６−２５５］
ｘ₂₅₅＋ｘ₅₁₁＋ｘ₇₆₇＋…＋ｘ₁₇₉₁＋ｘ₂₀₄₇ ＝０・・・・・・［１６−２５６］
の２５６個の条件式を得られる。したがって、同期回路は、受信信号ｙ₀ 、ｙ₁ 、ｙ₂ 、…、ｙ₂₀₄₆ 、ｙ₂₀₄₇ 、に対して、
（ｙ₀＋ｙ₂₅₆＋ｙ₅₁₂＋…＋ｙ₁₅₃₆＋ｙ₁₇₉₂）² ＜ｖ・・・・・・・［１７−１］
（ｙ₁＋ｙ₂₅₇＋ｙ₅₁₃＋…＋ｙ₁₅₃₇＋ｙ₁₇₉₃）² ＜ｖ・・・・・・・［１７−２］
（ｙ₂＋ｙ₂₅₈＋ｙ₅₁₄＋…＋ｙ₁₅₃₈＋ｙ₁₇₉₄）² ＜ｖ・・・・・・・［１７−３］
・・・・・・・
・・・・・・・
・・・・・・・
（ｙ₂₅₄＋ｙ₅₁₀＋ｙ₇₆₆＋…＋ｙ₁₇₉₀＋ｙ₂₀₄₆）² ＜ｖ・・・・・［１７−２５５］
（ｙ₂₅₅＋ｙ₅₁₁＋ｙ₇₆₇＋…＋ｙ₁₇₉₁＋ｙ₂₀₄₇）² ＜ｖ・・・・・［１７−２５６］
の演算で、シンボル同期位置を探索する。なお、電力値ｖではなく、電圧値で演算する手法も考えられる。
また、点数の多いＤＦＴ、ＩＤＦＴの演算は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）、及び、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse FFT）のアルゴリズムを適用する。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施例では、送信機では、Ｍ点のＩＤＦＴ（Ｍ＝２^m）の入力信号Ｘ₀、Ｘ₁、…、Ｘ_M-1のうち、Ｘ₀から始まるＫ個ごとの信号Ｘ_pK（ｐ＝０、１、…、Ｎ−１、Ｍ＝ＫＮ、Ｎ＝２ⁿ ）を無情報信号に設定した。本実施形態では、第１の実施形態を一般化して、Ｘ₀から始まることに限定せず、Ｘ_iから始まるＫ個ごとの信号すなわち、Ｘ_i+pK（ｉ＝０、１、…、Ｋ−１）を無情報信号に設定する。

ＩＤＦＴの入力信号をＸ₀ 、Ｘ₁ 、 …、Ｘ _M-1 、ＩＤＦＴの出力信号をｘ₀、ｘ₁、…、ｘ_M-1とし、Ｗ_M ＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１とすると、入力信号と出力信号の関係は、
ｘ_k ＝（１／Ｍ）（Ｘ₀ ＋Ｗ_M ^-kＸ₁ ＋Ｗ_M ^-2kＸ₂ ＋・・・
＋Ｗ_M ^-(M-1)kＸ_M-1）・・・・・・・［１８］
（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）
となる。また、ＩＤＦＴの出力信号ｘ₀、ｘ₁、…、ｘ_M-1に対して、次式［１９］でｕ_pを定義する。

ｕ_p ＝Ｗ_M ^piｘ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)iｘ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)iｘ_p+2N ＋・・・
＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)iｘ_p+(K-1)N ・・・・・・・［１９］
（ｐは整数、かつ、０≦ｐ≦Ｎ−１）
このｕ₀、ｕ₁、…、ｕ_N-1をＮ点のＤＦＴに入力した場合の出力信号Ｕ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）は、
Ｕ_k ＝ｕ₀ ＋Ｗ_N ^kｕ₁ ＋Ｗ_N ^2kｕ₂ ＋・・・
＋Ｗ_N ^(N-1)kｕ_N-1 ・・・・・・・［２０］
となる。ここで、Ｗ_N ＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｎ）＝Ｗ_M ^Kであり、さらに数式［１９］を使用して、数式［２０］は次式［２１］に変形することができる。

Ｕ_k ＝ｘ₀ ＋Ｗ_M ^(i+kK)ｘ₁ ＋Ｗ_M ^2(i+kK)ｘ₂ ＋・・・
＋Ｗ_M ^(M-1)(i+kK)ｘ_M-1）・・・・・・・［２１］
一方、ｘ₀ 、ｘ₁ 、 …、ｘ _M-1 、をＭ点のＤＦＴに入力したときの出力信号Ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）は、
Ｘ_k ＝ｘ₀ ＋Ｗ_M ^kｘ₁ ＋Ｗ_M ^2kｘ₂ ＋…
＋Ｗ_M ^(M-1)kｘ_M-1 ・・・・・・・［２２］
となる。したがって、数式［２１］及び数式［２２］から、
Ｘ _i+pK ＝Ｕ_p ・・・・・・・［２３］
ｐ＝０、１、…、Ｎ−１、ｉ＝０、１、…、Ｋ−１
が得られる。

数式［２３］において、Ｘ _i+pK ＝Ｕ_p ＝０と置くと、Ｕ₀ 、Ｕ₁ 、…、Ｕ _N-1 、をＮ点のＩＤＦＴに入力したときの出力信号ｕ_pは当然、ｕ_p ＝０、（ｐ＝０、１、…、Ｎ−１）となる。したがって、数式［１９］より、
Ｗ_M ^piｘ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)iｘ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)iｘ_p+2N ＋…
＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)iｘ_p+(K-1)N ＝０・・・・・・・［２４］
ｐ＝０、１、…、Ｎ−１、ｉ＝０、１、…、Ｋ−１
が得られる。この数式［２４］がＸ_i+pK （ｉ＝０、１、…、Ｋ−１、ｐ＝０、１、…、Ｎ−１、Ｍ＝ＫＮ、Ｎ＝２ⁿ ）を０と設定する場合の、Ｍ点のＩＤＦＴ出力の拘束条件になる。

例えば、ｉ＝０の場合は、
ｘ_p ＋ｘ_p+N ＋ｘ_p+2N ＋…＋ｘ_p+(K-1)N ＝０・・・・［２５］
ｐ＝０、１、…、Ｎ−１
とり、第１の実施形態における拘束条件となる。例えば、Ｍ＝８、Ｎ＝４とすれば、Ｋ＝２であり数式［２５］は、
ｘ_p ＋ｘ_p+4 ＝０、ｐ＝０、１、２、３・・・・・・・［２６］
となり、数式［２６］は、第１の実施形態で導出した数式［１２−１］、［１２−２］、［１２−３］、及び［１２−４］に等しくなる。

一般的には、受信した連続したＭ個の信号ｙ₀ 、ｙ₁ 、 …、ｙ _M-1 に対して、同期回路が検出することのできる微小な電力ｖを定めておき、
Ｗ_M ^piｙ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)iｙ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)iｙ_p+2N ＋…
＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)iｙ_p+(K-1)N ＜ｖ・・・・・・・［２７］
ｐ＝０、１、…、Ｎ−１、ｉ＝０、１、…、Ｋ−１
が成立する位置を探索して、同期確立が行える。本実施形態は、第１の実施形態を含めた一般的な場合に対応し、送信側で無情報信号を設定する位置の自由度が増す。

具体的な例を図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）を参照して説明する。図７（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システムでの無情報信号を２つ入れる場合の図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の無情報信号の信号位置を１つ移動した場合の図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）の無情報信号の信号位置を２つ移動した場合の図である。図７（Ｄ）は、図７（Ａ）の無情報信号の信号位置を３つ移動した場合の図である。
図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）は、Ｍ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４の場合で、それぞれｉ＝０、１、２、３に対する０の配置位置を示している。このうち、ｉ＝０の場合は図７（Ａ）に対応し、同期のための条件式は既に説明したように上記の数式［２５］になる。数式［２５］にＭ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４を代入すると、
ｘ_p ＋ｘ_p+2＋ｘ_p+4＋ｘ_p+6 ＝０、ｐ＝０、１・・・・・・［２８］
となり、数式［２８］は第１の実施形態で導出した数式［５−１］及び［５−２］に等しくなる。

ｉ＝１の場合は図７（Ｂ）に対応する。同期のための条件式は数式［２４］より、
Ｗ_M ^pｘ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)ｘ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)ｘ_p+2N ＋…
＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)ｘ_p+(K-1)N ＝０・・・・・・・［２９］
となる。数式［２９］にＭ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４を代入すると、
Ｗ_M ^pｘ_p ＋Ｗ_M ^(p+2)ｘ_p+2 ＋Ｗ_M ^(p+4)ｘ_p+4
＋Ｗ_M ^(p+6)ｘ_p+6 ＝０、ｐ＝０、１・・・・・［３０］
となり、この式が、ｉ＝１、Ｍ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４の場合の同期のための条件式である。

ｉ＝２の場合は図７（Ｃ）に対応する。同期のための条件式は数式［２４］より、
Ｗ_M ^2pｘ_p ＋Ｗ_M ^2(p+N)ｘ_p+N ＋Ｗ_M ^2(p+2N)ｘ_p+2N ＋…
＋Ｗ_M ^2(p+(K-1)N)ｘ_p+(K-1)N ＝０・・・・・・・［３１］
となる。数式［３１］にＭ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４を代入すると、
Ｗ_M ^2pｘ_p ＋Ｗ_M ^2(p+2)ｘ_p+2 ＋Ｗ_M ^2(p+4)ｘ_p+4
＋Ｗ_M ^2(p+6)ｘ_p+6 ＝０、ｐ＝０、１・・・・［３２］
となり、この式が、ｉ＝２、Ｍ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４の場合の同期のための条件式である。

ｉ＝３の場合は図７（Ｄ）に対応する。同期のための条件式は数式［２４］より、
Ｗ_M ^3pｘ_p ＋Ｗ_M ^3(p+N)ｘ_p+N ＋Ｗ_M ^3(p+2N)ｘ_p+2N ＋…
＋Ｗ_M ^3(p+(K-1)N)ｘ_p+(K-1)N ＝０・・・・・・・［３３］
となる。数式［３３］にＭ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４を代入すると、
Ｗ_M ^3pｘ_p ＋Ｗ_M ^3(p+2)ｘ_p+2 ＋Ｗ_M ^3(p+4)ｘ_p+4
＋Ｗ_M ^3(p+6)ｘ_p+6 ＝０、ｐ＝０、１・・・・・・・［３４］
となり、この式が、ｉ＝３、Ｍ＝８、Ｎ＝２、Ｋ＝４の場合の同期のための条件式である。

以上に説明したように、本実施形態によれば、無情報信号を設定する位置を自在に変更することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態に、ガードシンボルを用いた同期検出手法を組み合わせたものである。ガードシンボルを用いた同期検出手法は、ＩＤＦＴの出力信号のうち後端の何点かの出力信号をガードシンボルとして出力信号の前端の前にコピーして、ガードシンボルとコピー元の出力信号との間の相関に基づいて、シンボル同期を確立するものである。
本実施形態では、本発明の第１の実施形態の構成と同様に、送信機に８点のＩＤＦＴ１１、受信機に８点のＤＦＴ２３を有する場合に関して、図８を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第３の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システムのブロック図である。また、送信機では、ＩＤＦＴ１１の入力信号を、Ｘ₀、Ｘ₁、 …、Ｘ₇、出力信号を、ｘ₀、ｘ₁、 …、ｘ₇と定義する。さらに、第１の実施形態の数式［２］と同様に、Ｘ₀ ＝０、Ｘ₄ ＝０と定める。このとき、ＩＤＦＴの出力信号では、数式［３−１］及び［３−２］に示したように、
ｘ₀ ＋ｘ₂ ＋ｘ₄ ＋ｘ₆ ＝０
ｘ₁ ＋ｘ₃ ＋ｘ₅ ＋ｘ₇ ＝０
の関係式が成立している。

本実施形態では、ガードシンボルを設定するために、ｘ₆、及びｘ₇、の信号をコピーとしてｘ₀の直前に配置するように図８に示したように配線される。すなわち、ＩＤＦＴ１１の出力信号、ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇の後端の２個の信号ｘ₆、ｘ₇をガードシンボルとして、ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇に前置するように配線されている。その結果、ｘ₆、ｘ₇、ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇が１個の送信シンボルとなる。このようにして、送信シンボルを次々に生成し、送信シンボル列を伝送路３０を介して伝送する。

受信機では、伝送路を通過した送信シンボル列を、切れ目のない連なっている信号列として受信し、その中から、あるタイミングで連続した８個の信号を抽出して、それを、ｙ₀、ｙ₁、 …、ｙ₇とする。雑音やマルチパスがない状況で、もしも、正しいタイミングで抽出されていると、
ｙ₀ ＋ｙ₂ ＋ｙ₄ ＋ｙ₆ ＝０
ｙ₁ ＋ｙ₃ ＋ｙ₅ ＋ｙ₇ ＝０
が成立している。この関係式を利用して、抽出する８個の信号の位置をスライドさせていき、上記の関係の成立する信号を抽出したタイミングを同期タイミングとする。なお、雑音などが存在する現実の伝送では、同期回路２２１が、上記の関係式で信号和の電力値が最小となるタイミングを探索する。また、数式［７−１］及び［７−２］のようにある電力値よりも小さくなる信号を抽出して同期タイミングを抽出してもよい。

一方、送信シンボルは、ｘ₆、ｘ₇、ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、ｘ₆、ｘ₇、であったため、受信シンボルは、ｙ₀、ｙ₁、 …、ｙ₇にｙ₆、ｙ₇、が前置されている。すなわち、正しいタイミングで連続した８個の信号を抽出した場合、その８個の信号が含む後端の２個の信号と、８個の信号の前の２個の信号は等しい。言い換えると、６個の信号ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃、ｘ₄、ｘ₅、に隔てられて、その前後に各々２個の信号の同一のｘ₆、ｘ₇、が存在している。
同期回路２２１は、この規則を利用して、６個の信号で隔てられた２個の信号をスライドさせて抽出していき、相関値が最大となるタイミング、すなわち、乗算値の加算結果が最大となるタイミングを、同期タイミングとする。

雑音、マルチパスなどが存在する劣悪な現実の伝送では、第１の実施の形態における上記の受信信号の関係式の信号和の電力値は増加し、ガードシンボルを用いた同期検出手法での相関値は減少する。劣悪な伝送環境では、これらを併用することにより、同期検出精度の劣化を抑制することができる。

例えば、同期回路２２１は、比較的良好な伝送環境ではガードシンボルを用いた同期検出手法を実行し、劣悪な伝送環境では第１の実施形態で説明した同期検出手法も実行して、これら２つの手法が共に同期点と判定する位置を同期タイミングとする。

上述した実施形態は、基地局端末間の無線通信に限定されず、放送形式の無線伝送、又は有線伝送に適用することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１及び第２の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システムのブロック図。図１の同期回路の処理を説明するための図。（Ａ）は、図１のＩＤＦＴに入力される変調信号が全て４−ＰＳＫの場合の図。（Ｂ）は、図３（Ａ）の１つの変調信号が無情報信号である場合の図。（Ｃ）は、図３（Ａ）の２つの変調信号が無情報信号である場合の図。（Ｄ）は、図３（Ａ）の４つの変調信号が無情報信号である場合の図。（Ａ）は、図１のＩＤＦＴに入力される変調信号が全て４−ＰＳＫの場合の図。（Ｂ）は、図４（Ａ）の２つの変調信号を無情報信号とし、その他の６つの変調信号を全て４−ＰＳＫにした場合の図。（Ｃ）は、図４（Ａ）の２つの変調信号を無情報信号とし、その他の２つの変調信号を１６−ＱＡＭにした場合の図。（Ａ）は、図１のＩＤＦＴに入力される変調信号の両端が無情報信号である場合の図。（Ｂ）は、図５（Ａ）の無情報信号の信号配置を変更した場合の図。（Ａ）は、基地局から端末への伝送路の帯域と端末から基地局への伝送路の帯域が異なる場合のマルチキャリヤ伝送システムのブロック図。（Ｂ）は、基地局から端末への伝送路の帯域と端末から基地局への伝送路の帯域が同一の場合のマルチキャリヤ伝送システムのブロック図。（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システムでの無情報信号を２つ入れる場合の図。（Ｂ）は、図７（Ａ）の無情報信号の信号位置を１つ移動した場合の図。（Ｃ）は、図７（Ａ）の無情報信号の信号位置を２つ移動した場合の図。（Ｄ）は、図７（Ａ）の無情報信号の信号位置を３つ移動した場合の図。本発明の第３の実施形態に係るマルチキャリヤ伝送システムのブロック図。

符号の説明

１０・・・マルチキャリヤ送信機、１１・・・逆離散フーリエ変換器（ＩＤＦＴ）、１２・・・送信部、１３・・・変調回路、１４・・・電力調整部、２０・・・マルチキャリヤ受信機、２１・・・受信部、２２、２２１・・・同期回路、２３・・・離散フーリエ変換器（ＤＦＴ）、３０・・・伝送路、４０、６０・・・端末、４１・・・ＯＦＤＭ受信機、４２、７２・・・下り伝送路推定器、４３・・・送信機、５０、７０・・・基地局、５１、７１・・・受信機、５２、７３ＯＦＤＭ送信機

Claims

２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号とする変換手段と、該変換信号を送信する送信手段とを具備する送信機と、
前記送信された変換信号を受信する受信手段と、前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする検出手段とを具備する受信機とを具備することを特徴とするマルチキャリヤ伝送システム。
前記検出手段は、前記変換信号の間で成立する関係式である拘束条件に基づいて、同期検出をすることを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記変換手段は、Ｍ（＝２^ｍ）個の変調信号Ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）を、
ｘ_k ＝（１／Ｍ）（Ｘ₀ ＋Ｗ_M ^-kＸ₁ ＋Ｗ_M ^-2kＸ₂ ＋・・・
＋Ｗ_M ^-(M-1)kＸ_M-1）、
（ここで、Ｗ_M＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１）
で規定されるｘ_kに変換することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマルチキャリヤ伝送システム。
（２^ｍ−２^ｎ）個の無情報信号でない前記変調信号の伝送ビット数が、２^ｍ個の前記変調信号が無情報信号を有しない場合の２^ｍ個の前記変調信号の伝送ビット数以上になるように、２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号以外の変調信号のうちの少なくとも１つの変調信号の伝送ビット数を増加させるビット数増加手段をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記ビット数増加手段は、２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号以外の変調信号のうちの少なくとも１つの変調信号の変調多値数を増加させることを特徴とする請求項４に記載のマルチキャリヤ伝送システム。
２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号以外の変調信号のうちの少なくとも１つの変調信号の電力を増加させる電力増加手段をさらに具備することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記送信機は、さらに、前記受信機との間の伝送路の状態を推定する推定手段を具備し、前記変換手段は、前記伝送路の状態に応じて、２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号に設定する変調信号数を調整することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記検出手段は、Ｍ（＝２^ｍ）個の送信された変換信号ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）をｙ_kとして受信し、
Ｗ_M ^pLｙ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)Lｙ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)Lｙ_p+2N ＋
・・・＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)L ｙ_p+(K-1)N、
（ここで、Ｗ_M＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１、Ｎ＝２^ｎ、ｐは整数、かつ、０≦ｐ≦Ｎ−１）
の電力がある値以下になるｐを検出することによって、同期検出をすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記検出手段は、Ｍ（＝２^ｍ）個の送信された変換信号ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）をｙ_kとして受信し、
Ｗ_M ^pLｙ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)Lｙ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)Lｙ_p+2N ＋
・・・＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)L ｙ_p+(K-1)N、
（ここで、Ｗ_M＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１、Ｎ＝２^ｎ、ｐは整数、かつ、０≦ｐ≦Ｎ−１）
の電力が最小となるｐを検出することによって、同期検出をすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記送信手段は、前記２^ｍ個の変換信号のうちの後端からｑ個（ｑは自然数、かつ、１≦ｑ＜２^ｍ）の連続した変換信号を前記２^ｍ個の変換信号より以前に送信することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のマルチキャリヤ伝送システム。
前記検出手段は、受信した前記変換信号のうち、２^ｍ−ｑ個の連続した変換信号の前のｑ個の連続した信号と後のｑ個の連続した信号との間の相関値を計算する計算手段をさらに具備し、
該検出手段は、該相関値に基づいて同期検出をすることを特徴とする請求項１０に記載のマルチキャリヤ伝送システム。
２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して送信された変換信号を受信するマルチキャリヤ受信機において、
前記送信された変換信号を受信する受信手段と、
前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする検出手段を具備することを特徴とするマルチキャリヤ受信機。
前記検出手段は、前記変換信号の間で成立する関係式である拘束条件に基づいて、同期検出をすることを特徴とする請求項１２に記載のマルチキャリヤ受信機。
前記検出手段は、Ｍ（＝２^ｍ）個の送信された変換信号ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）をｙ_kとして受信し、
Ｗ_M ^pLｙ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)Lｙ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)Lｙ_p+2N ＋
・・・＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)Lｙ_p+(K-1)N、
（ここで、Ｗ_M＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１、Ｎ＝２^ｎ、ｐは整数、かつ、０≦ｐ≦Ｎ−１）
の電力がある値以下になるｐを検出することによって、同期検出をすることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のマルチキャリヤ受信機。
前記検出手段は、Ｍ（＝２^ｍ）個の送信された変換信号ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）をｙ_kとして受信し、
Ｗ_M ^pLｙ_p ＋Ｗ_M ^(p+N)Lｙ_p+N ＋Ｗ_M ^(p+2N)Lｙ_p+2N ＋
・・・＋Ｗ_M ^(p+(K-1)N)Lｙ_p+(K-1)N、
（ここで、Ｗ_M＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１、Ｎ＝２^ｎ、ｐは整数、かつ、０≦ｐ≦Ｎ−１）
の電力が最小となるｐを検出することによって、同期検出をすることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のマルチキャリヤ受信機。
前記変換信号は送信される場合に、前記２^ｍ個の変換信号のうちの後端からｑ個（ｑは自然数、かつ、１≦ｑ＜２^ｍ）の連続した変換信号を前記２^ｍ個の変換信号より以前に送信するように設定されて、
前記検出手段は、受信した前記変換信号のうち、２^ｍ−ｑ個の連続した変換信号前のｑ個の連続した信号と後のｑ個の連続した信号との間の相関値を計算する計算手段をさらに具備し、
該検出手段は、該相関値に基づいて同期検出をすることを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれかに記載のマルチキャリヤ受信機。
２^ｍ個（ｍは自然数）の変調信号を入力して、該変調信号のうちの２^ｎ個（ｎは自然数、ｍ＞ｎ）の入力信号値を情報伝送に使用しない無情報信号に設定し、順に番号を変調信号に付与した場合の最初からＬ番目の変調信号を無情報信号とし以下Ｋ個（Ｋは自然数、Ｌは整数、かつ、Ｋ＝２^ｍ−ｎ、０≦Ｌ≦Ｋ−１）ごとの変調信号を無情報信号として、これら無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号が送信された信号を受信し、前記変調信号に含まれている少なくとも１つの前記無情報信号に基づいて、同期検出をする受信機宛てに前記変換信号を送信する送信機において、
前記無情報信号を含んだ変調信号を逆離散フーリエ変換して変換信号とする変換手段と、
該変換信号を送信する送信手段とを具備することを特徴とするマルチキャリヤ送信機。
前記変換手段は、Ｍ（＝２^ｍ）個の変調信号Ｘ_k（ｋは整数、かつ、０≦ｋ≦Ｍ−１）を、
ｘ_k ＝（１／Ｍ）（Ｘ₀ ＋Ｗ_M ^-kＸ₁ ＋Ｗ_M ^-2kＸ₂ ＋・・・
＋Ｗ_M ^-(M-1)kＸ_M-1）、
（ここで、Ｗ_M＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、ｊ²＝−１）
で規定されるｘ_kに変換することを特徴とする請求項１７に記載のマルチキャリヤ送信機。
（２^ｍ−２^ｎ）個の無情報信号でない前記変調信号の伝送ビット数が、２^ｍ個の前記変調信号が無情報信号を有しない場合の２^ｍ個の前記変調信号の伝送ビット数以上になるように、２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号以外の変調信号のうちの少なくとも１つの変調信号の伝送ビット数を増加させるビット数増加手段をさらに具備することを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載のマルチキャリヤ送信機。
前記ビット数増加手段は、２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号以外の変調信号のうちの少なくとも１つの変調信号の変調多値数を増加させることを特徴とする請求項１９に記載のマルチキャリヤ送信機。
２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号以外の変調信号のうちの少なくとも１つの変調信号の電力を増加させる電力増加手段をさらに具備することを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載のマルチキャリヤ送信機。
前記受信機との間の伝送路の状態を推定する推定手段をさらに具備し、前記変換手段は、前記伝送路の状態に応じて、２^ｍ個の前記変調信号のうちの無情報信号に設定する変調信号数を調整することを特徴とする請求項１７から請求項２１のいずれかに記載のマルチキャリヤ送信機。
前記送信手段は、前記２^ｍ個の変換信号のうちの後端からｑ個（ｑは自然数、かつ、１≦ｑ＜２^ｍ）の連続した変換信号を前記２^ｍ個の変換信号より以前に送信することを特徴とする請求項１７から請求項２２のいずれかに記載のマルチキャリヤ送信機。