JP2008078790A - Ｏｆｄｍ送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】波形整形による変調精度劣化を最小限の範囲にとどめ、かつ、スペクトルがコンパクトで伝送レート減少の少ないＯＦＤＭシンボルを送信できるＯＦＤＭ送信機を提供する。
【解決手段】データマッピング手段2は、複数のサブキャリアを信号スペクトルの外側と内側との変調グループに分割し、各変調グループの各サブキャリアに対して変調グループに応じた変調方式によりデータをマッピングして複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループを出力する。逆フーリエ変換手段3-1〜3-3は、各逆フーリエ変換サブキャリアグループの複数のデータ用サブキャリアに対してIFFTを行い複数のデータ用サブキャリア各々の時間波形を出力する。波形整形手段6-1〜6-3は、複数の時間波形に対して複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループ毎に波形整形強度の強弱の異なる波形整形用の波形を乗算して波形整形を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ送信機に関し、特に帯域外輻射を抑圧しうるＯＦＤＭ送信機に関する。

通信システムの変調方式には種々のものがあるが、周波数利用効率の高さからＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式が頻繁に用いられるようになった。しかし、ＯＦＤＭには種々の理由で帯域外の不要輻射を出しやすいという不具合がある。その一例として、ＯＦＤＭ信号はシンボルとシンボルとの間で時間的に位相や振幅が不連続となるため、各サブキャリアが矩形波で変調を掛けられたようにスペクトルが拡がることがあげられる。すなわち、各サブキャリアに、シンボルレート相当の矩形波に対応するsinc関数を畳み込んだようなスペクトルとなる。

このような問題を解決する手法として、各シンボルの時間波形をその両端について時間T_TRの間、なだらかに整形する手法が提案されている（例えば、非特許文献１、２参照）。これによれば、シンボルの端で振幅が０まで徐々に小さくなっているため、隣接シンボル間の位相がその遷移時間でゆっくりと変化し、スペクトル拡がりが抑圧できる。

他の手法としては、並列送信シンボル列をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）によりＯＦＤＭ信号に変換して時間波形に直し、フィルタによりスペクトル整形した後に直交変調する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
International Standard ISO/IEC ８８０２-１１:１９９９/Amd １:２０００（E） IEEE Std ８０２.１１a-１９９９ （Figure １０８） ３GPP TSG-RAN WG１ 寄書 R１-０５１２０３ （Figure ３） 特開２００４-１７３１５３号公報

しかしながら、フィルタによる整形を用いた方法は、非常に高精度のアナログフィルタか、帯域の端を急峻に切り落とすためのタップ数の大きいデジタルフィルタが必要である。また、時間波形を整形する方法により帯域外輻射を十分に減らせるだけ整形すると、時間T_TRの部分を十分に長くする必要がある。時間T_TRの部分がＯＦＤＭシンボル本体にまで入り込むと、変調精度が劣化する。サイクリックプリフィクス等により時間波形を延長して対応する場合は、サイクリックプリフィクス等を含めたシンボル長が非常に長くなる。

また、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）のようにシンボル毎に周波数が非常に短い周期で切り替わるといった特徴をもつシステムでは、サイクリックプリフィクスまで含めたトータルのシンボル長についての自由度がなく、シンボル長を長くして対応することが出来ない。

しかしながら、ＵＷＢシステムのように、他のシステムにライセンスされた周波数に重ねるように出力するシステムでは、要求されるスペクトルマスク形状が複雑であり、時には非常に厳しい帯域外輻射抑圧レベルが要求されることがある。

そこで本発明は、非常に長いシンボル長を要求せず、かつ、変調精度劣化を最小限の範囲にとどめ、かつ、高精度のフィルタを必要としない構成で、帯域外輻射を抑圧したＯＦＤＭ信号を送信できるＯＦＤＭ送信機を提供することを目的とする。

このような課題を解決するため、本発明の一態様によれば、１つのＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアを、互いに隣接するサブキャリアから形成される複数のサブキャリアからなる複数の変調グループに分割し、
前記複数の変調グループの内の、前記ＯＦＤＭシンボルを形成するサブキャリアを含む周波数の近傍の周波数であって前記複数のサブキャリアが存在しない周波数に隣接する１つ以上の第１変調グループに含まれる複数の第１サブキャリアに対して第１の変調方式によりデータをマッピングして複数の第１のデータ用サブキャリアを生成し、
前記複数の変調グループの内の、残りの複数の第２変調グループのそれぞれに含まれるサブキャリアに対して前記第１の変調方式の変調多値数よりも変調多値数が多くかつその変調多値数が前記複数の第２変調グループ毎に定められた変調方式によりデータをマッピングして複数の第２のデータ用サブキャリアを生成し、
前記複数の第１のデータ用サブキャリアと前記複数の第２のデータ用サブキャリアとを複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに再グループ化して出力するデータマッピング手段と、
前記データマッピング手段から出力された各逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のデータ用サブキャリアに対してそれぞれ逆フーリエ変換を行って、前記複数のデータ用サブキャリアのそれぞれの時間波形を出力する逆フーリエ変換手段と、
前記ＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアのいずれも存在しない周波数に隣接し、前記第１サブキャリアの一部または全部を含む、１つ以上の逆フーリエ変換サブキャリアグループのデータ用サブキャリアについて、前記逆フーリエ変換手段から出力された時間波形に対しては、第１の波形整形用波形を乗算して波形整形を行い、
前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループの内の、残りの複数の逆フーリエ変換グループのデータ用サブキャリアについては、前記逆フーリエ変換手段から出力された時間波形に対しては、前記第１の波形よりもスペクトル拡がりが大きくかつそのスペクトル拡がりが前記残りの複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループ毎に定められた第２の波形整形用波形を乗算して波形整形を行う波形整形手段と、
前記波形整形手段において波形整形された前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに対応する複数の時間波形を加算する加算手段と
を有することを特徴とするＯＦＤＭ送信機が提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、１つのＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアを、前記ＯＦＤＭシンボルの信号スペクトル帯域の低周波端側および高周波端側に周波数配置される複数のサブキャリアからなる第１の変調グループと前記信号スペクトル帯域の中域に周波数配置される複数のサブキャリアからなる第２の変調グループとに分割し、分割した前記第１の変調グループおよび前記第２の変調グループに含まれる各サブキャリアに対して変調グループ毎に予め決められた変調方式によりデータをマッピングして、データがマッピングされた複数のデータ用サブキャリアを生成し、前記複数のデータ用サブキャリアを含む複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループを出力するデータマッピング手段と、
前記データマッピング手段から出力された各逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のデータ用サブキャリアに対してそれぞれ逆フーリエ変換を行って、前記複数のデータ用サブキャリアのそれぞれの時間波形を出力する複数の逆フーリエ変換手段と、
前記各逆フーリエ変換手段から出力された複数の時間波形に対して、前記データマッピング手段から出力された前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループ毎に波形整形強度の強弱が異なる波形整形用波形を乗算して波形整形を行う複数の波形整形手段と、
各波形整形手段において波形整形された複数の時間波形を加算する加算手段と
を有することを特徴とするＯＦＤＭ送信機が提供される。

本発明によれば、シンボル長を著しく長くすること無く、変調精度劣化の影響を最小限に留め、伝送レートの減少を抑圧しながら、帯域外輻射を抑圧することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭシステムは、例えば６４本のサブキャリアを用いて１シンボルを形成するものであり、例えば無線ＬＡＮやＵＷＢに利用される。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機は、図１に示すように、データマッピング部２、逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）３−１、３−２、３−３、サイクリックプリフィクス付加部（ＣＰ付加部）５−１、５−２、５−３、波形整形部６−１、６−２、６−３、加算器４、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）８、アナログ部９を備えて構成される。

データマッピング部２は、データマッピング手段であり、次のような処理を行う。データマッピング部２は、１つのＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアを、複数のサブキャリアからなる複数の変調グループに分割する。データマッピング部２は、複数の変調グループの内の、ＯＦＤＭシンボルを形成するサブキャリアを含む周波数の近傍の周波数であって複数のサブキャリアが存在しない周波数に隣接する１つ以上の第１変調グループに含まれる複数の第１サブキャリアに対して第１の変調方式によりデータをマッピングして、そのデータをマッピングされた複数の第１のデータ用サブキャリアを生成する。データマッピング部２は、複数の変調グループの内の、残りの複数の第２変調グループのそれぞれに含まれるサブキャリアに対して第１の変調方式の変調多値数よりも変調多値数が多くかつその変調多値数が複数の第２変調グループ毎に定められた第２の変調方式によりデータをマッピングして、そのデータをマッピングされた複数の第２のデータ用サブキャリアを生成する。そして、データマッピング部２は、複数の第１のデータ用サブキャリアと複数の第２のデータ用サブキャリアとをそれぞれ複数のグループにグループ化して、複数のデータ用サブキャリアを含む複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループ（以下、逆フーリエ変換グループと呼ぶ）を出力する。このデータマッピング部２には、送信すべきデータが入力される。なお、データマッピング部２の前段には、パケット化および誤り訂正付加を行う図示を省略する処理部やプロトコル制御部等が設けられている。

逆フーリエ変換部３−１〜３−３は、それぞれ、データマッピング部２から出力された各逆フーリエ変換グループに含まれる複数のデータ用サブキャリアに対してそれぞれ逆フーリエ変換を行って、複数のデータ用サブキャリアのそれぞれの時間波形を出力する逆フーリエ変換手段である。

サイクリックプリフィクス付加部５−１〜５−３は、各逆フーリエ変換部３−１〜３−３から出力された時間波形に対してサイクリックプリフィクスを付加するサイクリックプリフィクス付加手段である。

波形整形部６−１〜６−３は、波形整形手段であり、次の処理を行う。波形整形部６−１〜６−３は、ＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアのいずれの周波数も存在しない周波数に隣接し、第１変調グループに含まれる第１サブキャリアの一部または全部を含む１つ以上の逆フーリエ変換グループのデータ用サブキャリアについての複数の時間波形に対して、第１の波形整形波形を乗算して波形整形を行う。波形整形部６−１〜６−３は、複数の逆フーリエ変換グループの内の、残りの複数の逆フーリエ変換グループのデータ用サブキャリアについての時間波形に対して、第１の波形整形波形よりもスペクトル拡がりが大きくかつそのスペクトル拡がりが残りの複数の逆フーリエ変換グループ毎に定められた第２の波形整形波形を乗算して波形整形を行う。

この波形整形部６−１〜６−３は、それぞれ、サイクリックプリフィクス付加部５−１〜５−３によってサイクリックプリフィクスを付加された付加後の時間波形に対して波形整形を行う。

加算器４は、各波形整形手段６−１〜６−３において波形整形された複数の時間波形を加算する加算手段である。加算器４が図１のようにデジタル／アナログ変換器８以前に配置される場合は、数値列を加算するデジタル加算器である。

デジタル／アナログ変換器８は、デジタル信号をアナログ信号に変換するものである。

アナログ部９は、アナログ信号について、周波数変換、フィルタリング、増幅等を行い、アンテナ７から放射される無線信号の形態に変換するものであり、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＲＦモジュール等からなる。

なお、データマッピング部２、逆フーリエ変換部３−１、３−２、３−３、サイクリックプリフィクス付加部５−１、５−２、５−３、波形整形部６−１、６−２、６−３の各機能は、いずれも、デジタル信号処理によって実現される。具体的には、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）であったり、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）のようにＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＣ、ＬＳＩおよび記憶装置等により実現される。

このような構成により、本実施形態に係るＯＦＤＭ送信機１の動作について詳述する。

データマッピング部２において、入力されたデータは、６４本のサブキャリアに各々、予め決められた変調方式によりマッピングされる。

ＯＦＤＭ送信機１から出力されるサブキャリアが使用する周波数帯と、その周波数帯の近辺のスペクトルマスクとは、通常、法律で定められており、また、許容される帯域外輻射の量も決定されている。ＯＦＤＭ送信機１に要求される仕様は、例えば図２に示すようになる。送信帯域と書かれた部分は、ＯＦＤＭ送信機１がメインローブを出力できる帯域である。その外側の送信禁止帯域と書かれた２つの部分は、ＯＦＤＭ送信機１が事実上メインローブを出力できない部分であり、帯域外輻射の許容レベルに相当する。ＯＦＤＭ送信機１は、このようなスペクトルマスク１０を守って、例えば信号スペクトル１２により表されるスペクトルの帯域制限を行ってから信号を出力する。本発明は、送信帯域と送信禁止帯域との送信パワーについてのレベル差が大きい時、すなわち、帯域外輻射に対する要求が厳しい時に特に有効である。

図２のように、スペクトルマスク１０により表される帯域が、送信帯域の直ぐ外側の周波数において、厳しい帯域外輻射レベルによって送信禁止帯域となっている場合は、ＯＦＤＭ送信機１は、ＯＦＤＭサブキャリア群の両方の外側の周波数について帯域外輻射を十分に抑圧しなければならない。

このような場合に対応するため、本発明のデータマッピング部２は、データを載せようとする複数のＯＦＤＭサブキャリアを、例えば図３のように、変調グループ１，２，３に分ける。すなわち、複数のＯＦＤＭサブキャリアは、信号スペクトル１２（図２）の高周波端および低周波端に近い周波数に配置される変調グループ１，３と、中央に近い部分に配置される変調グループ２とに分けられる。図３の例では、変調グループ１，３は、それぞれ一例として、１０本のサブキャリアを含み、変調グループ２は、４４本のサブキャリアを含む。これらのサブキャリアの本数は、要求されるスプリアス抑圧値に応じて種々変更される。

データマッピング部２は、変調グループ１，３に対してそれぞれＢＰＳＫによってデータをマッピングし、また、変調グループ２に対しては、ＢＰＳＫよりもデータ座標上の変調多値数が多い変調方式、例えば、ＱＰＳＫによってデータをマッピングする。もちろん、用いようとする変調方式がシステム仕様により許容され、なおかつ、フェージング等の伝搬路の状態が良好であり受信機における受信感度に余裕がある場合には、データマッピング部２は、８ＰＳＫや１６ＱＡＭ等を用いても良い。

なお、変調多値数の決め方に関して述べると、このＯＦＤＭ送信機１の所属するＯＦＤＭシステムは、サブキャリア毎に変調多値数を変化させることが可能なシステムである必要がある。各サブキャリアの変調多値数に関する情報は、予め制御チャンネル、ビーコン等によってシステム側から相手の受信機に通知される。あるいは、それぞれの周波数バンドに課されるスペクトルマスクが決められており、それぞれの周波数バンドに対してシステム仕様として予め変調多値数のグループ分けが決定されていることを用いて変調多値数を決めてもよい。後者の場合、各々の送信機は使用する周波数バンドが決定した段階で、それぞれの周波数バンドに対して予め決定されている変調多値数のグループ分けを自動的に適用する。

このようにして、本実施形態に係るＯＦＤＭ送信機１は、複数の変調グループのそれぞれに対して予め決められた変調方式でデータをマッピングしていく。ただし、データマッピングされるものは、データを載せるサブキャリアである。パイロットキャリアのように、いずれのサブキャリアであっても、変調方式、変調多値数、およびサブキャリアに載せる情報の内容が予め決定されているようなサブキャリアについては、必ずしも変調グループに応じた変調方式によりデータがマッピングされるとは限らない。すなわち、パイロットキャリアがＢＰＳＫにより変調されると予め決定されている場合は、パイロットキャリアが変調グループ２の中にあっても、予め定められたフォーマットであるＢＰＳＫにより変調される。

データマッピング部２は、次に、データがマッピングされた複数のサブキャリアを、複数の逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）グループに分割する。データマッピング部２は、図３のように、ＯＦＤＭシンボルを形成する複数のＯＦＤＭサブキャリア１６の内、外側に配置されているものをＩＦＦＴグループ１，３とし、内側に配置されているものをＩＦＦＴグループ２とする。この図３から明白であるように、多少のずれはあるものの、基本的に各々のＩＦＦＴグループ１，２，３は、各々の変調グループに対応するようにグループ分けされる。図３の例では、ＩＦＦＴグループ１，３はそれぞれ８本のサブキャリア、ＩＦＦＴグループ２は４８本のサブキャリアを含む。

ＩＦＦＴグループ１，２，３にグループ分けされた各サブキャリアは、ＩＦＦＴグループ１，２，３ごとに逆フーリエ変換部３−１〜３−３（図１）に出力される。ＩＦＦＴグループ１の各サブキャリアはＩＦＦＴ部３−１に送られ、ＩＦＦＴグループ２の各サブキャリアはＩＦＦＴ部３−２に送られ、そして、ＩＦＦＴグループ３の各サブキャリアはＩＦＦＴ部３−３に送られる。送られた各サブキャリアは、ＩＦＦＴグループごとにＩＦＦＴされて、これにより、各サブキャリアはそれぞれＯＦＤＭの１シンボル長を有する時間波形に変換される。１つのＯＦＤＭシンボルが６４サブキャリアである場合、各サブキャリアはそれぞれ６４点の時間波形に変換される。各サブキャリアは、オーバーサンプリング処理されてもよく、オーバーサンプリングが行われる場合には、各サブキャリアは、オーバーサンプリングレートに応じて、６４の整数倍の点においてＩＦＦＴが施される。

ＩＦＦＴ部３−１〜３−３から出力された３つの時間波形は、それぞれ、サイクリックプリフィクス（ＣＰ）付加部５−１〜５−３に送られて、予め定められた長さのＣＰが各時間波形に付加される。サイクリックプリフィクス付加部５−１〜５−３において付加されるＣＰは、各時間波形の後ろの部分をコピーして得られるものであり、シンボルの前に付加される。このＣＰの長さは、規格に応じて決められる。例えば、伝搬路のモデルに応じて、ＣＰの長さは、シンボル本体の全長の１／４、１／８、１／１６等と決められる。

ＣＰが付加された３つの時間波形は、それぞれ波形整形部６−１〜６−３に出力される。波形整形部６−１〜６−３は、それぞれ、各ＩＦＦＴグループに対して予め定められた波形により波形整形を施す。それぞれのＩＦＦＴグループに対して定められる波形は、ＯＦＤＭ送信機１が使用する周波数バンドのスペクトルマスクによって決定される。複数のＩＦＦＴグループの内、送信禁止帯域に周波数が隣接する帯域外輻射要求の厳しいＩＦＦＴグループ、例えば図３の例では、外側の２つのＩＦＦＴグループ１，３に対しては強い波形整形波形（波形整形用の波形）が適用され、また、内側のＩＦＦＴグループであるＩＦＦＴグループ２に対しては弱い波形整形波形が適用される。換言すれば、１つのＯＦＤＭシンボルは、波形整形強度の強弱が異なる波形を用いて波形整形が行われる。強弱が異なる波形の一例を図４（ａ）および図４（ｂ）に示す。

図４（ａ）および図４（ｂ）において波形の欄に示す波形は、１つのサブキャリアに相当する正弦波に、本発明の波形整形部６−１〜６−３による波形整形波形が適用された波形である。実線はサブキャリアに相当する正弦波であり、点線で示した包絡線は波形整形波形である。サブキャリアを示す正弦波が振幅０を中心にプラスマイナスの振幅を有する波形であるので、波形整形後の包絡線も上下対称の形状を有する。波形整形部６は、入力された信号の時間波形に対して、図４（ａ）および図４（ｂ）の点線の上半分（プラス部分）に相当する波形を掛け算していく。その掛け算の結果、図４（ａ）および図４（ｂ）のような包絡線をもつ波形が得られる。このように、本発明は、簡単な乗算だけの波形整形によりスペクトル整形を行う。

本発明が使用する波形整形用波形の形状は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、シンボル時間の始めにおいては、なだらかに立ち上がって、シンボル時間の中央近辺においては一定振幅であり、シンボル時間の終わりにおいてはなだらかに立ち下がっていく。波形の時間微係数に不連続点が無いことが望ましい。さらには、時間波形の最初と最後の微係数が０であることが望ましい。本発明の目的は帯域外輻射を抑圧することであり、波形の時間的な微係数に不連続点があるとスペクトル拡がりが大きくなるためである。

立ち下がり部分および立ち上がり部分に各々適用可能な波形の例としては、半周期分の正弦波や、波形の裾が十分に長いガウス波形、あるいは大きなロールオフ率を有するコサインロールオフ波形等が挙げられる。

本発明の波形整形処理は、信号がデジタル信号である段階、すなわち、信号が電圧ではなく、数値列である段階で行われる。従って、厳密には微分は定義されず、差分として定義される。波形整形部６−１〜６−３は、差分値が所定の閾値を超えないようにし、これにより、微係数に不連続点がない状態を模擬する。

図４（ａ）では、ＩＦＦＴグループ１および３のサブキャリアに適用される波形整形波形はそれぞれ立ち上がりと立ち下がりとが非常にゆっくりとした波形であり、図４（ｂ）のＩＦＦＴグループ２のサブキャリアに適用される波形整形波形はそれぞれ立ち上がりと立ち下がりとが比較的速い波形である。図４（ａ）および図４（ｂ）の各波形を用いた波形整形による各々のサブキャリアのスペクトルは、それぞれ、スペクトルの欄に示したようになり、強い波形整形を施したＩＦＦＴグループ１，３の方についてのスペクトル拡がりが小さくなる。

図４（ａ）のＩＦＦＴグループ１，３に適用される波形整形波形は、波形の始まりと終わりとの各片端において、それぞれ、波形の全長の１／４程度の領域が立ち上がりと立ち下がりとに使用されている。図４（ｂ）のＩＦＦＴグループ２については、波形の全長の１／１６程度の領域が、立ち上がりと立ち下がりとに使用されている。

上記の波形整形部６−１〜６−３は、サイクリックプリフィクスが付加された後のシンボルに、このような波形整形波形を乗算する。従って、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したように、時間波形の長さは、ＯＦＤＭシンボルのＣＰ付加前の本体部分の長さ（図４（ａ）および図４（ｂ）で「シンボル長」と示した長さ）よりも長い。ＣＰそのものは、波形内に位相の不連続点を作らない。本実施形態に係るＯＦＤＭ送信機１は、ＣＰ付加後の時間波形に波形整形を施すことにより、変調精度劣化を小さくしている。

また、図４（ｂ）のＩＦＦＴグループ２は、図３において変調グループ２に対応するものであるが、変調グループ２のサブキャリアは、変調多値数が大きい変調方式で変調されているため、この変調方式により変調されたサブキャリアは、波形整形による変調精度の劣化の影響が大きい。従って、復調される際に、波形整形の影響を受けないようにすることが望ましい。すなわち、波形のうちの中央の振幅が一定の部分において、ＣＰ長を除いたＯＦＤＭの１シンボルに対応する長さが確保されるようにしておくことが望ましい。

このように、複数の逆フーリエ変換グループに適用される複数の第２の波形整形波形の内の、最もスペクトル拡がりが大きい波形整形波形は、中央近辺における時間波形の長さが、サイクリックプリフィックスの長さを除くＯＦＤＭデータの１シンボル長と同じか又はそれ以上である。

また、時間波形に付加されるサイクリックプリフィクスの長さは、複数の逆フーリエ変換グループに適用される複数の第２の波形整形波形の内の、最もスペクトル拡がりが大きい波形整形波形において、中央近辺におけるＯＦＤＭデータの１シンボル分の長さ以前の部分において、ＯＦＤＭ送信機１に要求される遅延拡がり耐力から決定される長さを少なくとも有するように決定される。

このようにすると、受信機がこの波形整形された信号を受信して復調する際に、受信信号の波形の内の中央近辺の波形整形振幅が一定の部分を切り出して、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）フレーム化することによって、波形整形の影響が全く無い、すなわち、波形整形による変調精度劣化が全く無い状態で復調できる。従って、ＯＦＤＭ送信機１は、送信波形の中央近辺の振幅が一定の部分については、変調多値数の多い変調を掛けることが可能であって、これにより、伝送レートの減少を抑圧することが出来る。

ＯＦＤＭは、本来、各サブキャリアの変調成分が隣のサブキャリアの周波数においては０になる。すなわち、サブキャリア間で周波数が直交していることによって、ＯＦＤＭは、高密度な周波数多重を実現させている。しかし、サブキャリアに波形整形を施すことによって、直交性が崩れ、隣のサブキャリアにスプリアスが漏れ込む。そのようなスプリアスの漏れ込みがサブキャリアに加算されると変調精度が劣化する。

ＩＦＦＴグループ２のように、サブキャリアの波形の中央の振幅が一定の部分において１シンボルが確保されるように処理することによって、そのシンボルのデータが空間を飛んでいる電波の状態では変調精度が劣化していても、受信機が復調する際には再びサブキャリア間を直交させるように出来る。

しかし、ＩＦＦＴグループ１，３では、波形の立ち上がりの部分と立ち下がりの部分とがシンボル本体部分に入り込んでいる。このように、受信機が、波形のどこの部分を取り出しても、波形整形振幅一定の部分において１シンボルを取ることができない場合には、復調時において変調精度劣化は免れない。本発明は、外側、すなわちスプリアス抑圧要求の厳しい周波数に隣接するＩＦＦＴグループに対しては、変調精度を犠牲にしてもスペクトル拡がりを抑圧し、変調精度の劣化による誤り増の影響を防ぐために、変調多値数の少ない変調方式を適用した。

本発明によれば、複数のＩＦＦＴグループの内の、内側の周波数にあるために帯域外へのスプリアスの漏れ込みが少ない内側のＩＦＦＴグループに対しては弱い波形整形を行い、波形整形による変調精度の劣化を無くすことにより変調多値数を増やして、全体としての伝送レートの著しい劣化を防いでいる。

このように、本発明は、データ長が長すぎないようにし、変調精度劣化が起きる程度に強い波形整形を行うサブキャリアを、外側のサブキャリアに限定することによって、変調精度の劣化の影響を最小限に留める。また、本発明は、変調精度の劣化を起こさない程度の弱い波形整形を行うサブキャリアに対しては、大きい変調多値数の変調によりデータ密度を上げることによって、伝送レートの減少を抑圧しながら、帯域外輻射を抑圧している。

図１の各波形整形部６−１〜６−３から出力された信号は、加算器４において各時間波形のタイミングを合わせて加算され、加算された信号は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器８によって、デジタルにより表される数値列の信号から、電圧あるいは電流で表現されるアナログ信号へと変換される。出力されたアナログ信号は、アナログ部９によって適宜、周波数変換、フィルタリング、増幅等が行われてアンテナ７から空中に放射される。

なお、図１はＯＦＤＭ無線機の例であるが、無線伝送する代わりに、デジタル／アナログ変換されたアナログ信号を、有線用の送信機を用いて伝送してもよい。すなわち、本発明は、ケーブルが接続されたインターフェースをアナログ部９に接続し、アナログ信号をアナログ部９からインターフェースを介してケーブルに出力するようにもできる。

図３の例では、変調グループ１，３に含まれるサブキャリア数は１０であって、ＩＦＦＴグループ１，３に含まれるサブキャリア数８とは数が異なっており、変調グループ１，３に含まれるサブキャリア数の方が多い。このように、データマッピング部２によって生成される予め決定された１つ以上の第１変調グループに含まれるサブキャリア数は、対応する１つ以上の逆フーリエ変換グループに含まれる複数のデータ用サブキャリアの数よりも多い。

前述のように、ＩＦＦＴグループ１，３に対して行われる波形整形は強いため、隣接サブキャリア間の直交性が保てない。従って、隣接サブキャリア、さらには、近接するいくつかのサブキャリアにスプリアスが漏れ込む。この場合、ＩＦＦＴグループ１，３に含まれるサブキャリアのうち、ＩＦＦＴグループ２に隣接または近接するサブキャリアによるスプリアスが、ＩＦＦＴグループ２の端にあるいくつかのサブキャリアに漏れ込み、変調精度の劣化を引き起こす。

そのため、本発明は、ＩＦＦＴグループ２の端にあるいくつかのサブキャリアの変調多値数を、変調精度の劣化に対して強くなるように少なくする。そのため、本発明は、少ない変調多値数で変調する変調グループ１，３のサブキャリア数を、対応する強い波形整形を加えるＩＦＦＴグループ１，３のサブキャリア数よりも多くする。これにより、強い波形整形によるスプリアスの漏れ込みが変調精度に悪影響を及ぼす範囲内のサブキャリアは、少ない変調多値数で変調されているようになる。

強い波形整形が行われたサブキャリアの内で最も端にあるサブキャリアによって生じるスプリアスの漏れ込み量が、−３０ｄＢ程度、振幅にして１／３０程度になる場合は、複数のサブキャリアからの漏れ込み量が加算されても変調精度の劣化は十分に小さくなる。そこで、本発明は、波形整形波形のスペクトル拡がりから、スプリアスが−３０ｄＢ程度になる周波数差までに含まれるサブキャリアを少ない変調多値数の変調グループに加えておくようにする。図４（ａ）、図４（ｂ）の例では、２，３程度のサブキャリアで十分である。

もちろん、２つあるいは３つ程度のサブキャリアに対する影響であるならば問題なしとして、多少の誤り増を許容する場合には、本発明はＩＦＦＴグループのグループ分けと変調グループのグループ分けとを同じにしてもかまわない。このようにすると、グループ分けが１種類ですむために送信機の構成を単純化することができる。

次に、強い波形整形を施すＩＦＦＴグループに含まれるサブキャリア数の決定方法について図５を用いて説明する。

図５に示す波形は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示した強い波形整形波形と弱い波形整形波形との各スペクトルの包絡線を、非常に広い周波数範囲で図示したものである。強い波形整形波形を掛けられたスペクトル包絡線１９のスペクトルはコンパクトである。強い波形整形波形のスペクトル包絡線１９と、弱い波形整形波形のスペクトル包絡線１８とは、それぞれ、強い波形整形を掛けられるＩＦＦＴグループの一番端にあるサブキャリアと、弱い波形整形を掛けられるサブキャリアの内の強い波形整形のグループに一番近いサブキャリアとの位置に合わせて図示されている。

これらのスペクトル包絡線１８および１９のほかにも、スペクトル包絡線１８および１９よりも内側にある（図５では右側、高周波側に位置する方）複数のサブキャリアが同様の拡がりをもって加算されていくが、帯域の端に近いサブキャリアほど帯域外輻射への影響は大きくなる。従って、帯域の端のサブキャリアによるスペクトル形状から、強い波形整形を施すＩＦＦＴグループに含まれるサブキャリア数を決定可能である。ＯＦＤＭサブキャリアの内、送信禁止帯域に最も近いサブキャリアの周波数から送信禁止帯域端Feまでの周波数差はf１である。

同様に弱い波形整形を掛けられるＩＦＦＴグループのサブキャリアの内、最も送信禁止帯域に近いサブキャリアの周波数と送信禁止帯域端Feまでの周波数との差はf２である。このような周波数配置により、送信禁止帯域端Feにおけるそれぞれのスペクトルのスプリアスは、スペクトルのピークと比較してそれぞれ、−Ｂ１（ｄＢc）と−Ｂ２（ｄＢc）であるとする。これらの値について比較すると、−Ｂ１は、−Ｂ２と同じか−Ｂ２よりも上にある必要がある。図５では、−Ｂ１は−Ｂ２よりΔＢ（ｄＢ）だけ上に位置する。−Ｂ１は図２の送信禁止帯域に対して課せられているレベルＬｎよりも小さい必要がある。具体的には、ＩＦＦＴグループ１に含まれるサブキャリアのスプリアスが全部加算されて増加する分だけ予めレベルが下げられている。

このような配置によって、ＩＦＦＴグループ１に含まれるサブキャリアによるスプリアスのFeにおける合計と、ＩＦＦＴグループ２の左のいくつか（ＩＦＦＴグループ１に含まれるサブキャリアと同じ数）のサブキャリアによるスプリアスの合計との差はおおよそΔＢとなる。本発明は、ＩＦＦＴグループ２によるスプリアスの影響が小さくなる程度にf２を決定する。すなわち、ＩＦＦＴグループ１のサブキャリア数は、f１とｆ２との差、具体的には、ｆ１と、Feにおける包絡線１９と１８のスプリアスの差ΔＢが影響が小さいとみなせる最小値ΔＢminとなるときのf２との差で決まる幅に入るサブキャリア数以上とすれば良い。なお、影響が小さいとみなせるための基準はシステム設計事項であるが、例えば、ΔＢminは０ｄＢ、６ｄＢ、１０ｄＢ等であり、主として、全サブキャリア数とＢ１のＬｎに対する余裕から決定される。

ＩＦＦＴグループ１、すなわち、強い波形整形を施すグループに含まれるべき最小のサブキャリア数はこのようにして決定されるが、実際にそれぞれのグループに含まれる数はこれ以上であれば良く、具体的にその中から数値を決定する際、第２の実施形態に示すように、他の要素を加味して決定しても良い。

このように、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機１は、帯域外輻射要求の厳しい周波数に隣接するサブキャリアにスペクトル拡がりの小さい強い波形整形を施し、強い波形整形を施したサブキャリアとその近傍については変調多値数の小さい変調方式で変調することによって強い波形整形に伴う変調精度劣化の影響を抑圧することができる。さらに、他のサブキャリアについては変調精度劣化を起こさない弱い波形整形を施し、強い波形整形を施したサブキャリアより変調多値数を多くする。また、波形整形は、それぞれの時間波形に特有のスペクトル拡がりの波形整形波形を乗算して行うため、簡単な波形整形によって、シンボル長を著しく長くすること無く、変調精度劣化の影響を最小限に留め、伝送レートの減少を抑圧しながら、帯域外輻射を抑圧することができるようになる。

（第２の実施形態）
上記の第１の実施形態においては、ＯＦＤＭ送信機１が、それぞれのグループをＩＦＦＴする際、全ＯＦＤＭサブキャリアのサイズでＩＦＦＴ処理を行っていたが、本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機は、それぞれのＩＦＦＴグループに含まれるサブキャリア数を２のべき乗にすることによって、それぞれのグループに含まれるサブキャリア数に必要な最小のポイント数でＩＦＦＴを行う。

本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機２１は、図６に示すように、各波形整形部６−１〜６−３から出力された複数の時間波形に対して周波数変換する周波数変換部１７−１〜１７−３を加算器４の前段に設ける。

各々の逆フーリエ変換部３−１〜３−３は、対応する逆フーリエ変換グループに含まれる複数のデータ用サブキャリアをそれぞれ高速逆フーリエ変換するために必要な最小のポイント数により逆フーリエ変換を行って時間波形を出力する。

周波数変換部１７−１〜１７−３は、逆フーリエ変換部３−１〜３−３から出力された複数の時間波形が互いに相対的に正しい周波数位置に配置されるように、必要に応じて複数の時間波形に対して周波数変換を施す。なお、これら以外のものに関するもので上述したものと同じ符号を付したものについての重複した説明を省略する。

図６の例では、ＯＦＤＭシンボルを形成する全てのサブキャリアの数は６４である。ＩＦＦＴグループ１，３に含まれるサブキャリアの数はそれぞれ１６であり、ＩＦＦＴグループ２に含まれるサブキャリアの数は３２である。これらのサブキャリア数は、それぞれ、２の４乗および２の５乗であるので、ＯＦＤＭ送信機２１は、各ＩＦＦＴグループに対して、ＩＦＦＴ処理の効率が良い２のべき乗の単位をフルに利用してＩＦＦＴが可能である。このように、本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機２１においては、ＩＦＦＴ部３−１〜３−３によって逆フーリエ変換される各逆フーリエ変換グループに含まれる複数のサブキャリアの数は、２のべき乗である。

ＩＦＦＴ部３−１および３−３では、１６ポイントのＩＦＦＴが行われ、ＩＦＦＴ部３−２では、３２ポイントのＩＦＦＴが行われる。これらのＩＦＦＴ処理の後段で行われるＣＰの付加と、波形整形とは、図１の場合と同様である。

このような構成により、波形整形された波形はそれぞれ、加算される前に周波数変換部１７−１〜１７−３において周波数変換される。すなわち、各ＩＦＦＴグループの信号は、それぞれ直流近辺にあるので、ＩＦＦＴグループ２は、ＩＦＦＴグループ１の隣にくるように周波数変換され、ＩＦＦＴグループ３はＩＦＦＴグループ２の隣に来るように周波数変換される。また、周波数変換された信号は、加算器４により加算され、図１の場合と同様に処理される。

このように、本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機２１によれば、ＩＦＦＴのサイズを減らすことができるので、ＩＦＦＴの演算量を減らすことが可能となる。

（第３の実施形態）
図１の例では、ＯＦＤＭ送信機１は、ＩＦＦＴグループ１と３には同じ波形整形波形で波形整形を行っているので、これらのＩＦＦＴグループ１と３を同時に処理するようにもできる。

図７に示すように、本発明の第３の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機は、複数の逆フーリエ変換グループの内の、同一の波形整形波形を適用される複数の逆フーリエ変換グループが、同一の逆フーリエ変換手段および同一の波形整形手段により処理されるようにしている。

本実施形態に係るＯＦＤＭ送信機２２は、データマッピング部２が、本発明の第１の実施形態に係るデータマッピング部２における処理（図１）と同様に、データマッピングを行った後、図７に示すように、データマッピングした複数のサブキャリアを、ＩＦＦＴグループ１，３をまとめたグループとＩＦＦＴグループ２とに分けて出力する。本実施形態に係るＩＦＦＴ部１８は、ＩＦＦＴグループ１，３をまとめたもの、すなわち、図３に示すＩＦＦＴグループ２の部分が抜けたようなサブキャリア群をＩＦＦＴする。なお、これら以外のものに関する重複した説明を省略する。

ＯＦＤＭ送信機２２において、ＩＦＦＴグループ２に対する処理は、ＯＦＤＭ送信機１（図１）における処理と同様である。これらのＩＦＦＴグループ２は、図１の処理と同様に、ＣＰを付加され、波形整形処理され、また、同様に、加算器４において加算される。加算器４以降の処理は図１のＯＦＤＭ送信機１と全く同じように処理される。図７の例のＯＦＤＭ送信機２２によれば、同じ波形整形波形によって波形整形しようとするサブキャリアをまとめて１つのＩＦＦＴ部１８がＩＦＦＴすることができるので、演算の規模およびハードウェアの規模、あるいはソフトウェアの演算量を減らすことが出来る。

（変形例）
（１）なお、第１の実施形態から第３の実施形態の例は、図２に示したように、１つのＯＦＤＭ信号のスペクトルの両外側が、送信レベル制限の厳しい送信禁止帯域である場合のものであった。しかし、１つのシステムに、２チャンネル分又は３チャンネル分の周波数帯域が割り当てられており、その割り当てられた周波数帯域の外側では、帯域外輻射のレベル制限が厳しいが、その周波数帯域の内側では、そのレベル制限があまり厳しくないことがある。

図８の例は、２チャンネル分の帯域幅の外側においてレベル制限が厳しい場合の例である。このような場合、各々の信号の送信禁止帯域に近い周波数では、そのレベル制限に適合するような帯域外輻射レベルにする必要があるが、隣接チャンネルに近い方の周波数では、特に厳しい波形整形は不要である場合がある。

このような場合は、本発明（ＯＦＤＭ送信機１，２１，２２）は、例えば、図９に示すように、変調グループおよびＩＦＦＴグループをグループ分けするように処理する。図９の周波数配置は、図８における信号スペクトル１３−１（左側のチャンネル）についてのものであり、ＯＦＤＭ送信機１，２１，２２は、ＯＦＤＭサブキャリア１６の内、送信禁止帯域に隣接する側のいくつかのサブキャリアを（図９では１０本）を変調グループ１とし、残りのサブキャリアを変調グループ２としている。また、本発明は、変調グループ１の左端のサブキャリアのいくつか（図９では８本）をＩＦＦＴグループ１とし、残りのサブキャリアをＩＦＦＴグループ２としている。本発明は、ＩＦＦＴグループ１に対しては、強い波形整形を施してスペクトル拡がりを抑圧し、ＩＦＦＴグループ２に対しては弱い波形整形を施している。強い波形整形および弱い波形整形の詳細については、図１の処理の場合と同様である。

ただし、ＯＦＤＭサブキャリアの右端、すなわち隣接チャンネルに隣接する方の端には、強い波形整形が施されないため、スペクトル拡がりが抑圧されていない。従って、図８の信号スペクトル１３-１については、図２の場合（信号スペクトル１２により示されるスペクトル）よりも、隣接チャンネル側に高いレベルのスプリアスが漏れている。隣接チャンネルから要求されるスプリアスのレベルが、この程度の漏れを許容する場合には、このような波形整形が可能であり、変調多値数が多いサブキャリアの数を多く確保できるので、伝送レートの減少を少なくすることができる。

図８の例では、右側のチャンネルである信号スペクトル１３−２は、信号スペクトル１３-１とは線対称な形状をもつように波形整形され、右側の送信禁止帯域に漏れるスプリアスが十分抑圧され、左側のチャンネルである信号スペクトル１３−１に漏れるスプリアスはあまり抑圧されていない。

（２）さらに、図１０のように、１つのＯＦＤＭチャンネルの周波数帯域の中に、送信禁止帯域があることもある。このような場合の処理は、いくつかのサブキャリアをヌルにして、送信禁止帯域においてパワーが出力されないようにするが、そのほかの帯域のサブキャリアから発生するスプリアスが、帯域外輻射の場合と同様にチャンネルに漏れ込む。このため、ＯＦＤＭチャンネルの内側にある送信禁止帯域に対しても同様に十分なスプリアスの抑圧を行う必要がある。

本発明は、１つのＯＦＤＭチャンネルの周波数帯域の中に送信禁止帯域がある場合、図１１に示すように、内側の送信禁止帯域の左側のＯＦＤＭサブキャリア１６だけについて図３と同様のグループ分けを行って処理する。送信禁止帯域の右側は、送信に使用可能なサブキャリア数が少ないので、本発明は、送信禁止帯域の右側にあるサブキャリアの全部に対して、強い波形整形を掛ける。すなわち、図１１の例では、ＩＦＦＴグループ１，３，４に対しては強い波形整形を掛け、ＩＦＦＴグループ２に対しては弱い波形整形を掛ける。変調グループ１，３，４は、いずれも、変調多値数が少ない変調方式、例えばＢＰＳＫにより変調され、また、変調グループ２は変調多値数が多い変調方式、例えばＱＰＳＫ又は１６ＱＡＭ等により変調される。

これらのＩＦＦＴグループは、図１と同様にグループごとに処理されても良く、あるいは、強い波形整形が同じ波形整形波形である場合には、図７のように、同じ波形のグループはまとめて１つの系統で処理しても良い。

（３）これまでの例では、本発明は、送信禁止帯域に近い部分に適用される変調方式および波形整形波形と、それ以外の帯域に適用される変調方式および波形整形波形とのそれぞれ２種類で処理を行っていた。換言すれば、本発明のデータマッピング部２のマッピングに使用される変調方式の種類は、第１の変調方式および第２の変調方式とによる２種類である。さらに、波形整形部６−１〜６−３の波形整形に使用される波形整形波形の種類は、第１の波形整形波形および第２の波形整形波形とによる２種類である。

本発明の目的は、送信禁止帯域に漏れ込む帯域外輻射を減らすことなので、本発明は、送信禁止帯域に隣接するサブキャリア群に強い波形整形を掛ければ良く、２種類で大体その目的を達成できる。また、２種類の処理が行われる場合、本発明は、２つの処理系統数を備えるだけで良く、最小の構成により本発明の目的を達成できる。

ところが、帯域外輻射レベルをより下げたい、しかし、変調精度劣化による伝送レートの減少は最小に留めたい場合には、本発明は、図１２のように、より細かいグループ分けを行っても良い。すなわち、図１２に示す処理は、５つにグループ分けをする場合のものである。例えば、変調グループ１，５はＢＰＳＫにより変調され、変調グループ２，４はＱＰＳＫにより変調され、また、変調グループ３は１６ＱＡＭで変調される。ＩＦＦＴグループ１，５は強い波形整形が施され、ＩＦＦＴグループ２，４は中くらいの波形整形が施され、また、ＩＦＦＴグループ３は弱い波形整形が施される。波形整形された各ＩＦＦＴグループは、加算されて、これまでの例と同様に処理される。図１２の例では、変調グループ１，５はそれぞれ１０本のサブキャリアからなり、変調グループ２，４はそれぞれ８本のサブキャリアからなる。ＩＦＦＴグループ１，２，４，５はそれぞれ８本のサブキャリアを含む。

本発明は、強い波形整形によって生じるスプリアスの近隣のサブキャリアへの影響を考慮して、ＩＦＦＴグループ１のサブキャリア数よりも変調グループ１のサブキャリア数を多くして処理を行う。しかし、ＩＦＦＴグループ２と変調グループ２とについては、この限りでなく、変調グループ２に含まれるサブキャリアの内の一番変調グループ３寄りのサブキャリアが、ＩＦＦＴグループ２に含まれる一番ＩＦＦＴグループ３寄りのサブキャリアよりも内側にあればよい。

変調グループ１のサブキャリア数は、ＩＦＦＴグループ１のサブキャリア数よりも２つ多いが、変調グループ２のサブキャリア数はＩＦＦＴグループ２のサブキャリア数よりも２つ多くする必要は無い。同程度のスプリアス漏れの影響があると判断される場合には、変調グループ２のサブキャリア数とＩＦＦＴグループ２のサブキャリア数とは同じでよい。すなわち、変調グループ２と３の境目が、ＩＦＦＴグループ２と３の境目よりも２つ内側に寄っていればよい。図１２の例ではそのようになっている。

さらに、本発明では、ＩＦＦＴグループ２に対してＩＦＦＴグループ１よりも弱い波形整形を施す場合（受信機が受信信号からＦＦＴフレームを切り出したときに、波形整形の立ち上がり部分および立ち下がり部分の内のＦＦＴフレーム内に入る長さがより短い場合）、変調グループ２および３の境目が、ＩＦＦＴグループ２および３の境目よりも内側にある限りにおいては、変調グループ２は、ＩＦＦＴグループ２よりも少ないサブキャリア数、例えば７つでもよい。

なお、中くらいの波形整形波形とは、立ち下がりおよび立ち上がりの各長さが、図４（ａ）の強い波形整形波形よりも短く、かつ図４（ｂ）の弱い波形整形波形よりも長い波形であり、その結果、スペクトル広がりが、強い波形整形波形のスペクトル広がりよりも大きく、かつ弱い波形整形波形のスペクトル広がりよりも小さいような波形を指す。

これらのＩＦＦＴグループは、図１の例と同様にそれぞれ別々の５つの系統で処理されても良いし、図７の例と同様に同じ波形整形波形のものについては、同一の系統で処理することにより３つの系統を用いて処理されてもよい。

（４）次に、本発明におけるサイクリックプリフィクスの扱いについて図１３（ａ）から図１３（ｄ）を用いて説明する。これまでの例では、基本的にはシンボル本体の前にサイクリックプリフィクスが付加されていた。一般のＯＦＤＭ送信機ではサイクリックプリフィクスは、マルチパス等によって前のシンボルの伝搬遅延成分が、後ろのシンボルに漏れ込む長さから決定される。本発明においても、同様の要求から、必要とされるサイクリックプリフィクスの長さが決定される。しかし、図４（ａ）および図４（ｂ）に示したように、本発明においては、シンボルの時間的に後ろの部分に、波形整形の立ち下がり部分が存在するため、受信機が、この立ち下がり部分をＦＦＴフレーム内に取り込むと、変調精度の劣化が発生する。

この立ち下がり部分の取り込みによる変調精度の劣化が生じないように、本発明のサイクリックプリフィクス付加部５−１〜５−３は、少なくとも最も弱い波形整形を施されたＩＦＦＴグループのサブキャリアの波形の長さとして、立ち下がり部分を除いてシンボル本体と同じ長さを確保し、さらにその前の部分に伝搬遅延拡がりから要求されるＣＰ長を有しているように決定する。

図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、送信されるシンボル波形の一例であり、また、図１３（ｃ）および図１３（ｄ）はそれぞれ図１３（ａ）および図１３（ｂ）の波形の一部分の長さを説明するための図である。本発明では、立ち下がり部分を除いてシンボル本体と同じ長さを確保し、さらにその前の部分、すなわち、図１３（ｃ）の有効ＣＰ長と表示された部分が、伝搬遅延拡がりから要求される長さを有するようにサイクリックプリフィクスの長さを決定する。この場合に実際に必要なＣＰ長は、図１３（ｃ）のＣＰと表示された長さ（有効ＣＰ長と表示されたところの上）となる。受信機は、図１３（ｄ）の最下段に示すように、ＣＰに入り込む部分を、ＦＦＴフレームとして切り出すため、シンボルは、遅延によって位相がずれた状態で受信される。受信機は、パイロットサブキャリア等を参照して受信した波形からシンボルのデータ座標を修正する。このようにすると、最も変調精度劣化に弱くデータ密度が高いサブキャリア群が遅延拡がりの影響を受けないで、より良い伝送品質で伝送されるようになる。

遅延のずれが好ましくない場合には、本発明は、サイクリックプリフィクスを、通常通り、図１３（ｄ）に示したようにシンボル本体に前、伝搬遅延の拡がりから決定される長さを配置し、最も弱い波形整形を施したＩＦＦＴグループの波形の立ち下がり部分に相当する長さだけ、シンボル本体の時間的に始めの部分を切り出してシンボルの後ろにつけてもよい。後ろに付加される部分は、図１３（ｄ）ではＣＳ（サイクリックサフィクス）で示される。このようにすることによって、データ座標の修正が容易になる。

この場合、図１、図６、図７におけるサイクリックプリフィクス付加部５−１〜５−３は、それぞれ、ＣＰに加えて、時間波形の先頭部分を複製し、その複製した時間波形の先頭部分を、時間波形の後ろに付加する。

このようにして、本発明によれば、シンボル長を著しく長くすること無く、変調精度劣化の影響を最小限に留め、伝送レートの減少を抑圧しながら、帯域外輻射を抑圧することが可能となる。

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。上記の説明においては、本発明のＯＦＤＭ送信機の動作と直接関係しない部分についての説明を省略しているが、本発明は、例えばインターリーブ等の別の処理を加えて実施可能であることは言うまでもない。

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み合わせにより、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の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機の要求仕様の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機におけるサブキャリアのグループ分けの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機における波形整形用の波形の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機における逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれるサブキャリアの最小数を決定する手法を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機のブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るＯＦＤＭ送信機のブロック図である。 本発明の第１の変形例に係るＯＦＤＭ送信機の要求仕様の一例を示す図である。 本発明の第１の変形例に係るＯＦＤＭ送信機におけるサブキャリアのグループ分けの一例を示す図である。 本発明の第２の変形例に係るＯＦＤＭ送信機の要求仕様の一例を示す図である。 本発明の第２の変形例に係るＯＦＤＭ送信機におけるサブキャリアのグループ分けの一例を示す図である。 本発明の第３の変形例に係るＯＦＤＭ送信機におけるサブキャリアのグループ分けの一例を示す図である。 本発明のサイクリックプリフィクス長を説明するための図である。

符号の説明

１，２１，２２・・・ＯＦＤＭ送信機、２・・・データマッピング部（データマッピング手段）、３−１〜３−３・・・逆フーリエ変換部（逆フーリエ変換手段）、４・・・加算器（加算手段）、５−１〜５−３・・・サイクリックプリフィクス付加部（サイクリックプリフィクス付加手段）、６−１〜６−３・・・波形整形部（波形整形手段）、７・・・アンテナ、８・・・デジタル／アナログ変換器、９・・・アナログ部、１０，１１，１４・・・スペクトルマスク、１２，１３，１３−１，１３−２，１５・・・信号スペクトル、１６・・・ＯＦＤＭサブキャリア、１７・・・周波数変換部（周波数変換手段）、１８・・・弱い波形整形波形のスペクトル包絡線、１９・・・強い波形整形波形のスペクトル包絡線。

Claims (13)

1. １つのＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）シンボルを形成する複数のサブキャリアを、互いに隣接するサブキャリアから形成される複数のサブキャリアからなる複数の変調グループに分割し、
   前記複数の変調グループの内の、前記ＯＦＤＭシンボルを形成するサブキャリアを含む周波数の近傍の周波数であって前記複数のサブキャリアが存在しない周波数に隣接する１つ以上の第１変調グループに含まれる複数の第１サブキャリアに対して第１の変調方式によりデータをマッピングして複数の第１のデータ用サブキャリアを生成し、
   前記複数の変調グループの内の、残りの複数の第２変調グループのそれぞれに含まれるサブキャリアに対して前記第１の変調方式の変調多値数よりも変調多値数が多くかつその変調多値数が前記複数の第２変調グループ毎に定められた変調方式によりデータをマッピングして複数の第２のデータ用サブキャリアを生成し、
   前記複数の第１のデータ用サブキャリアと前記複数の第２のデータ用サブキャリアとを複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに再グループ化して出力するデータマッピング手段と、
   前記データマッピング手段から出力された各逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のデータ用サブキャリアに対してそれぞれ逆フーリエ変換を行って、前記複数のデータ用サブキャリアのそれぞれの時間波形を出力する逆フーリエ変換手段と、
   前記ＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアのいずれも存在しない周波数に隣接し、前記第１サブキャリアの一部または全部を含む、１つ以上の逆フーリエ変換サブキャリアグループのデータ用サブキャリアについて、前記逆フーリエ変換手段から出力された時間波形に対しては、第１の波形整形用波形を乗算して波形整形を行い、
   前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループの内の、残りの複数の逆フーリエ変換グループのデータ用サブキャリアについては、前記逆フーリエ変換手段から出力された時間波形に対しては、前記第１の波形よりもスペクトル拡がりが大きくかつそのスペクトル拡がりが前記残りの複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループ毎に定められた第２の波形整形用波形を乗算して波形整形を行う波形整形手段と、
   前記波形整形手段において波形整形された前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに対応する複数の時間波形を加算する加算手段と
   を有することを特徴とするＯＦＤＭ送信機。
2. 前記データマッピング手段によって生成される前記１つ以上の第１変調グループに含まれる前記第１サブキャリア数は、前記第1の波形で波形整形された前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のデータ用サブキャリアの数よりも多いことを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
3. 前記逆フーリエ変換手段から出力された前記時間波形に対してサイクリックプリフィクスを付加するサイクリックプリフィクス付加手段をさらに有し、
   前記波形整形手段は、前記サイクリックプリフィクス付加手段によって前記サイクリックプリフィクスを付加された付加後の時間波形に対して波形整形を行うことを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
4. 前記波形整形手段で用いる前記波形整形用波形は、前記付加後の時間波形の中央近辺では、振幅が一定であるとともに、前記付加後の時間波形の両端では、振幅が一定の部分から振幅が０の部分までがなだらかになるように振幅が変化するものであり、かつ、時間微係数に不連続点が無いことを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ送信機。
5. 前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに適用される前記第２の波形整形用波形の内、最もスペクトル拡がりが大きい波形は、波形の中央近辺における前記振幅が一定の部分の長さが、前記サイクリックプリフィックスの長さを除く前記ＯＦＤＭデータの１シンボル長と同じか又はそれ以上であることを特徴とする請求項４記載のＯＦＤＭ送信機。
6. 前記時間波形に付加される前記サイクリックプリフィクスの長さは、前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループに適用される前記第２の波形整形用波形の内の、最もスペクトル拡がりが大きい第２の波形整形用波形において、前記付加後の時間波形の中央近辺における前記ＯＦＤＭデータの１シンボル分以前の部分が、要求される遅延拡がり耐力から決定される長さを少なくとも有するように決定されることを特徴とする請求項５記載のＯＦＤＭ送信機。
7. 前記サイクリックプリフィクス付加手段は、前記サイクリックプリフィクスに加えて、前記時間波形の先頭部分を複製し、前記時間波形の後ろに付加することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載のＯＦＤＭ送信機。
8. 各逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のサブキャリアの数は２のべき乗であることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
9. 前記加算手段以前に、前記複数の時間波形に対して周波数変換する周波数変換手段をさらに有し、
   前記逆フーリエ変換手段は、逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のデータ用サブキャリアをそれぞれ高速逆フーリエ変換するために必要な最小のポイント数によりそれぞれ逆フーリエ変換を行って前記時間波形を出力し、
   前記周波数変換手段は、前記複数の前記時間波形が互いに相対的に正しい周波数位置に配置されるように前記複数の時間波形に対して周波数変換を施すことを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
10. 前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループの内の、同一の前記第１の波形整形用波形又は前記第２の波形整形用波形を適用される複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループは、同一の逆フーリエ変換手段および同一の波形整形手段により処理されることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
11. 前記第１の変調方式は１種類であり、前記第２の変調方式は１種類であることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
12. 前記第１の波形整形用波形は１種類であり、前記第２の波形整形用波形は１種類であることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信機。
13. １つのＯＦＤＭシンボルを形成する複数のサブキャリアを、前記ＯＦＤＭシンボルの信号スペクトル帯域の低周波端側および高周波端側に周波数配置される複数のサブキャリアからなる第１の変調グループと前記信号スペクトル帯域の中域に周波数配置される複数のサブキャリアからなる第２の変調グループとに分割し、分割した前記第１の変調グループおよび前記第２の変調グループに含まれる各サブキャリアに対して変調グループ毎に予め決められた変調方式によりデータをマッピングして、データがマッピングされた複数のデータ用サブキャリアを生成し、前記複数のデータ用サブキャリアを含む複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループを出力するデータマッピング手段と、
    前記データマッピング手段から出力された各逆フーリエ変換サブキャリアグループに含まれる前記複数のデータ用サブキャリアに対してそれぞれ逆フーリエ変換を行って、前記複数のデータ用サブキャリアのそれぞれの時間波形を出力する複数の逆フーリエ変換手段と、
    前記各逆フーリエ変換手段から出力された複数の時間波形に対して、前記データマッピング手段から出力された前記複数の逆フーリエ変換サブキャリアグループ毎に波形整形強度の強弱が異なる波形整形用波形を乗算して波形整形を行う複数の波形整形手段と、
    各波形整形手段において波形整形された複数の時間波形を加算する加算手段と
    を有することを特徴とするＯＦＤＭ送信機。

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