JP2008177693A - Ｏｆｄｍ方式通信システム及びｏｆｄｍ方式受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ方式の通信において、より正確な信号伝送を行えるようにすること。
【解決手段】シンボル部５０２のガードインターバル５０１は、シンボル部５０２の最後部の所定数のシンボルを複写し、シンボル部５０２の最前部に付加することによって形成されている。子局側では、そのメモリに記憶された切り出し開始位置（ガードインターバル５０１の中央位置等、ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置）を参照して、前記切り出し開始位置から所定数のシンボルを切り出す。切り出した信号には、前記シンボルのガードインターバルが含まれるが、ガードインターバルは当該シンボルの後部を複写した信号であるため、切り出した信号はシンボルの位相がずれたにすぎない信号であり、位相補正を行うことによって正確なシンボルが得られる。これにより、マルチパスによる影響を抑制して、基地局から送信された信号を正確に復号することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式によって通信を行うＯＦＤＭ方式通信システム及び前記ＯＦＤＭ方式通信システムに適したＯＦＤＭ方式受信装置に関する。

従来から、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、地上デジタル放送等において、信号の高速伝送を行うために、マルチキャリア通信方式の一種であるＯＦＤＭ方式が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
ＯＦＤＭ方式においては、マルチパスによる影響を軽減するために、シンボル間にガードインターバルを付加している。これにより、ある程度のマルチパスの影響は軽減することが可能になる。

しかしながら、マルチパスによる遅延波の遅延時間がガードインターバル長よりも長くなると、マルチパスの影響を軽減することができなくなるという問題がある。
図６は、従来のＯＦＤＭ方式通信システムの一例を示す全体構成図である。図６において、３つの基地局６０１〜６０３は、信号ケーブル６０７によって相互接続されると共に所定間隔で配置されている。各基地局６０１〜６０３は、同期しており、同一タイミングで同一信号を送信するように構成されている。

各基地局６０１〜６０３は、各々、所定範囲の通信エリアを有している。また、各基地局６０１〜６０３は相互に干渉しないように、異なる周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を使用して通信を行う。子局６０４は、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を走査して選択し、いずれかの周波数で通信を行うように構成されている。子局６０４が基地局６０３の通信エリア６０６内にいる場合には、子局６０４（６０４ｂと表示）は、周波数ｆ３を使用して、基地局６０３との間で、ＯＦＤＭ方式によって通信を行う。

子局６０４が基地局６０３の通信エリア６０６から基地局６０１の通信エリア６０５内に移動してハンドオフする場合、子局６０４（６０４ａと表示）は、通信周波数を走査して、基地局６０１の使用している周波数ｆ１を用いて、基地局６０１との間で、ＯＦＤＭ方式によって通信を行う。
これにより、子局６０４は、基地局６０１〜６０３のいずれかの通信エリア内に位置していれば、基地局６０１〜６０３の通信エリア間をハンドオフし、周波数ｆ１〜ｆ３のいずれかを使用して、通信エリア内の基地局６０１〜６０３と通信することが可能になる。

ところで、従来のＯＦＤＭシステムにおいては、基地局側から送信するパケット信号は、図７に示すように、シンボル部（周波数領域等化技術を用いたＯＦＤＭ（ＳＣ−ＯＦＤＭ）の場合は有効シンボル）７０２の後縁部の所定数のシンボルを複写して、当該シンボルの最前部に付加したガードインターバル（ＧＩ）７０１を設けるようにしている。
子局６０４側では、基地局側から受信した信号を復調する場合に、マルチパスの消滅する１シンボル７０２の前縁部分全てのガードインターバル７０１は削除するようにしている。また、次シンボルの場合にはガードインターバル７０３を全て削除するようにしている。

このようにすることで、図７（ａ）に示す元の信号に、同図（ｂ）に示すようにマルチパスによる干渉が生じた場合でも、前シンボル部のマルチパスによる当該シンボル部７０２への干渉を取り除き、当該シンボル部７０２の情報だけを取り出すことができる。
しかしながら、前述したシンボルの切り出しタイミングの抽出は、子局６０４の受信開始時点で、パケット信号中の「１０１０１０１」繰り返しによるプリアンブル部及びユニークワード（ＵＷ）部中に含まれるシンボル長の情報に基づいて切り出しタイミングを決定して抽出している。

前記切り出しタイミングはマルチパスにより前後にばらついてしまう可能性がある。マルチパス環境において、前後どちらかにタイミングがばらつくかは環境に依存する。
もし図７（ｃ）のようにシンボル切り出しタイミングのズレによる遅れが生じた場合、当該シンボル分として認識する位置が後ろにずれてしまう。この場合、当該シンボルが遅延することにより、それと次のガードインターバル７０３が干渉することで、当該シンボル７０２内に干渉が発生してしまうという問題がある。

また、図６に示したＯＦＤＭ方式通信システムでは、ハンドオフした状態では、子局６０４が次にどの基地局６０１〜６０３を受信できるかがわからず、全ての周波数ｆ１〜ｆ３の走査を開始する必要がある。
走査を開始すると、ハンドオフが完了するまでに時問がかかって非常に非効率的である。これは無線通信を行う範囲が広くなる、つまり設置する基地局の数が多くなればなるほど、周波数の数が増えてしまい、スキャンする周波数の数が多くなってしまう。当然、ひとつの周波数に滞留する時間は一定であるため、全体のスキャン時間はかなり大きくなってしまう。したがって、通信レスポンスが遅くなるという間題がある。

さらに、使用する周波数が増えてくると、１つの基地局から送信したパケットが、複数の周波数を長時間かけてスキャンしている移動体子局で受信できない（異なる周波数を受信している最中は受信できない。確率論的に考えると、通信成功確率が低下するということ）という問題も生じてくる。
これを解決するためにかなり長時間にわたってパケットを再送するなど、通信トラフィックを増やさなくてはならないという問題もある。

あわせて、周波数が増えてくることにより、周波数チャネル数の問題が生じてくる。無線機器としては使用できるチャネル数は有限であり、なおかつ複数のシステム間で周波数を分割して使用したいという要望もある。無線通信可能な領域を広くすることでチャネル数が逼迫し、さらにそれを複数システムで相互に干渉せずに（チャネルを分けて）運用することで、さらにチャネル数が逼迫することになるという問題がある。有限なチャネル数で収まらない場合には、システムの導入を制限せざるをえなくなるという問題がある。
ＣＤＭＡ携帯電話で採用されているような、高度な拡散変復調技術を用いたローミング方法も考えられるが、低コストで安易に基地局を設置して無線通信を行なうシステムにおいては、システム構築および無線機開発・製造の費用が多額になり、現実的ではない。

この問題を解決する方法として、異なる複数の通信エリアに基地局を配設し、前記各基地局と子局間の通信を同一周波数を用いて行う単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Single Frequency Network）が開発されている（例えば、特許文献２参照）。これにより、簡単な構成によって、子局が移動した場合でもハンドオフが可能になり、シームレスに基地局と子局間の通信が可能になる。
しかしながら、従来のＯＦＤＭ方式によってＳＦＮを構築する場合、前述したように、マルチパスの問題が生じ、正確な信号伝送が困難という問題がある。

特開２００５−１９１６６２号公報 特開平９−２５２２７８号公報

本発明は、ＯＦＤＭ方式を用いたＯＦＤＭ方式通信システムにおいて、より正確な信号伝送を行えるようにすることを課題としている。
また本発明は、ＯＦＤＭ方式を用いたＯＦＤＭ方式受信装置において、より正確な信号受信を行えるようにすることを課題としている。

本発明によれば、情報を構成する所定長の複数のシンボル間に前記各シンボルの一部を用いたガードインターバルを設けたパケット信号を送信する送信装置と、前記送信装置から受信した前記パケット信号から前記各シンボルを切り出して前記情報を復号する受信装置とを有するＯＦＤＭ方式通信システムにおいて、前記受信装置は、前記送信装置から受信したパケット信号から、前記各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置を切り出し開始位置として前記所定長の信号を切り出し、前記切り出した信号に基づいて前記送信装置から送信された情報を復号することを特徴とするＯＦＤＭ方式通信システムが提供される。
受信装置は、送信装置から受信したパケット信号から、各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置を切り出し開始位置として所定長の信号を切り出し、前記切り出した信号に基づいて前記送信装置から送信された情報を復号する。

ここで、前記受信装置は、前記送信装置からのパケット信号を受信する受信手段と、前記切り出し開始位置を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した切り出し開始位置を基準として、前記受信手段が受信した前記パケット信号から前記所定長の信号を切り出す切り出し手段と、前記切り出し手段が切り出した信号に基づいて前記情報を復号する復号手段とを備えて成るように構成してもよい。

また、前記記憶手段には、前記ガードインターバルの中央位置が切り出し開始し位置として記憶されて成り、前記切り出し手段は、前記各ガードインターバルの中央位置を切り出し開始位置として所定長の信号を切り出すように構成してもよい。
また、前記受信装置は、前記切り出し手段からの信号に対して、周波数領域において等化を行う周波数領域等化手段を備えて成り、前記復号手段は、前記周波数領域等化手段からの信号に基づいて前記情報を復号するように構成してもよい。

また、前記送信装置は複数設けられると共に、前記各送信装置は同一の前記パケット信号を同一周波数を用いて同一タイミングで無線送信し、前記受信装置は、前記複数の送信装置のうち、送信エリア内に位置する送信装置からの前記パケット信号を受信して、前記情報を復号するように構成してもよい。

また、本発明によれば、情報を構成する所定長の複数のシンボル間に前記各シンボルの一部を用いたガードインターバルを設けたパケット信号を受信し、前記パケット信号から前記各シンボルを切り出して前記情報を復号するＯＦＤＭ方式受信装置において、前記パケット信号から、前記各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置を切り出し開始位置として前記所定長の信号を切り出し、前記切り出した信号に基づいて、前記受信した情報を復号することを特徴とするＯＦＤＭ方式受信装置が提供される。
パケット信号から、各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置を切り出し開始位置として所定長の信号を切り出し、前記切り出した信号に基づいて、受信した情報を復号する。

ここで、前記パケット信号を受信する受信手段と、前記切り出し開始位置を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した切り出し開始位置を基準として、前記受信手段が受信した前記パケット信号から前記所定長の信号を切り出す切り出し手段と、前記切り出し手段が切り出した信号に基づいて前記情報を復号する復号手段とを備えて成るように構成してもよい。

また、前記記憶手段には、前記ガードインターバルの中央位置が切り出し開始し位置として記憶されて成り、前記切り出し手段は、前記各ガードインターバルの中央位置を切り出し開始位置として所定長の信号を切り出すように構成してもよい。
また、前記切り出し手段からの信号に対して、周波数領域において等化を行う周波数領域等化手段を備えて成り、前記復号手段は、前記周波数領域等化手段からの信号に基づいて前記情報を復号するように構成してもよい。

本発明に係るＯＦＤＭ方式通信システムによれば、より正確な信号伝送を行うことが可能になる。
また、本発明に係るＯＦＤＭ方式受信装置によれば、前記ＯＦＤＭ方式通信システムに好適であり、より正確に信号受信を行うことが可能になる。

図１は、本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムの全体構成を示す図で、基地局と子局間の通信を同一周波数を用いて行う単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Single Frequency Network）の例を示している。また、ＯＦＤＭ通信方式として、周波数領域等化技術を用いたＯＦＤＭ（ＳＣ−ＯＦＤＭ）の例を示している。

図１において、基地局は複数（本実施の形態では３局）があるものとし、基地局１０１〜１０３を示している。ここで、各基地局１０１〜１０３は送信装置を構成し、子局１０４は受信装置を構成している。また、子局１０４は、ＯＦＤＭ方式受信装置を構成している。
各基地局１０１〜１０３は、同期をとるために、通信ケーブル１０７によってループ状に接続されている。各基地局１０１〜１０３は同期しており、同一の信号を同一周波数、同一タイミングで子局１０４に対して、送信するように構成されている。

同期をとる方法としては、例えば、基準周波数クロック情報に送信情報が多重化された通信ケーブル１０７において、基準周波数クロック情報で各基地局１０１〜１０３の基準周波数発生源の発振周波数を精密に同期させる。クロック情報に送信情報が多重化されているので、各基地局１０１〜１０３では、かならず同じタイミングで送信トリガが発生する。

前記送信トリガにより、各基地局１０１〜１０３はそれぞれ持つ遅延補正パラメータで送信時間の微調整を行なう。このように構成することにより、各基地局１０１〜１０３から送信する信号（同時送出無線信号）を受信する移動体子局１０４においては、あたかも１つの基地局から送信された信号がマルチパスの遅延分散をもって受信されたように見える。

例えば、子局１０４（１０４ｂと表示）が基地局１０３の通信エリア１０６内に位置しているときは、子局１０４ｂは基地局１０３との間で、周波数ｆ１を使用して、ＳＣ−ＯＦＤＭによって通信を行う。子局１０４が移動して、基地局１０１の通信エリア１０５内に移動した場合には、子局１０４（子局１０４ａと表示）は基地局１０１との間で、周波数ｆ１を使用して、ＳＣ−ＯＦＤＭによって通信を行う。これにより、単一周波数を用いて、シームレスなハンドオフが可能になる。
上記のことが実現でき、さらに周波数領域等化技術を子局１０４の受信回路に適用することにより、この同時送出無線信号を問題なく復調することができる。当初問題とされていた複数基地局を広いエリアに多数分散して配置する場合の問題を、このようにして解決することができる。

図２及び図３は、本発明の実施の形態に係る周波数領域等化を用いたＯＦＤＭ方式通信システムのブロック図であり、図２は前記ＯＦＤＭ方式通信システムに使用する基地局（ＯＦＤＭ方式送信装置）の構成を示すブロック図、図３は前記ＯＦＤＭ方式通信システムに使用する子局（ＯＦＤＭ方式受信装置）の構成を示すブロック図である。
図１における基地局１０１〜１０３は同一構成であるため、図２には代表例として、基地局１０１を示している。

図２において、基地局１０１は、通信ケーブル１０７に接続して他の基地局１０２、１０３と同期をとるためのアクセス制御部２０１、情報を構成するデータビットをＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号化する符号化部２０２、符号化部２０２によって符号化された信号のマッピング処理（例えばシンボル間マッピング処理）を行うマッピング部２０３、マッピング部２０３からの信号に位相補正用のパイロット信号を挿入するパイロット挿入部２０４、パイロット挿入部２０４からの信号に含まれる複数のシンボルに各々ガードインターバルを付加するガードインターバル付加部２０５、ガードインターバル付加部２０５からの信号をオーバーサンプリングして出力するオーバーサンプリング部２０６を備えている。

また、基地局１０１は、オーバーサンプリング部２０６からの信号をフィルタリングすることによってオーバーサンプリング部２０６からの信号中の必要な信号を通過すると共にＯＦＤＭ信号であるパケット信号を生成して出力する送信機側のフィルタリング部２０７、フィルタリング部２０７からのパケット信号を周波数ｆ１のパケット信号として出力する送信部２０８を備えている。

図３において、子局１０４は、基地局１０１〜１０３からの周波数ｆ１のパケット信号を受信して出力する受信部２０９、受信部２０９からの信号中の必要な信号のみを通過し出力するフィルタリング部２１０、信号レベルが一定になるように制御するＡＧＣ（Automatic Gain control）部２１１、ＡＧＣ部２１１からの信号のシンボル同期を行うシンボル同期部２１２、シンボル同期部２１２からの信号のダウンサンプリングを行うダウンサンプリング部２１３を備えている。

また、子局１０４は、フレーム同期部２１５、ダウンサンプリング部２１３からの信号を、フレーム同期部２１５からの信号に基づいてキャリア同期を行って出力するキャリア同期部２１４、信号の切り出し開始位置を記憶するメモリ２２７、メモリ２２７に記憶した切り出し開始位置を参照してキャリア同期部２１４の出力信号から所定長の信号を切り出して出力するガードインターバル削除部２２６、ガードインターバル削除部２２６からの直列信号を並列信号に変換して出力する直並列（Ｓ／Ｐ）変換部２１６、直並列変換部２１６からの信号の周波数領域等化を行って出力する周波数領域等化部２２５、周波数領域等化部２２５からの並列信号を直列信号に変換する直並列（Ｐ／Ｓ）変換部２２１、直並列変換部２２１からの直列信号の位相を補正して整列する位相補正部２２２、位相補正部２２２からの信号のデマッピング処理（例えばシンボル間デマッピング処理）を行って出力するデマッピング部２２３、デマッピング部２２３からの信号（基地局からの情報に一致する信号）を検出する検出部２２４を備えている。

尚、メモリ２２７に記憶される切り出し開始位置は、図示しない操作手段によって設定されて記憶される。例えば、通信環境等によって、マルチパス波の到来時刻が遅れたり、逆に早くなったり変動する場合があるため通信環境等を考慮して、前記操作手段によって切り出し開始位置の設定を行うが、前記切り出し位置を指定するための切り出し位置指定情報の内容を、「ガードインターバルの中央位置から所定ビット前」、あるいは、「ガードインターバルの中央位置から所定ビット後」というように、ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置にパラメータによって設定する。

このように、メモリ２２７には、各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置（例えば、各ガードインターバルの中央位置）を切り出し開始位置として記憶することにより、通信環境に応じた切り出し開始位置がメモリ２２７に記憶される。
周波数領域等化部２２５は、直並列変換部２１６からの信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理するＦＦＴ（高速フーリエ変換）部２１７、ＦＦＴ処理部２１７からの信号のチャネル推定を行うチャネル推定部２１９、チャネル推定部２１９によるチャネル推定に基づいてＦＦＴ処理部２１７からの信号のチャネル等化を行うチャネル等化部２１８、チャネル等化部２１８からの信号をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理するＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部２２０を備えている。

尚、受信部２０９、フィルタリング部２１０、ＡＧＣ部２１１、シンボル同期部２１２、ダウンサンプリング部２１３、キャリア同期部２１４及びフレーム同期部２１５は受信手段を構成し、ガードインターバル削除部２２６は切り出し手段を構成し、メモリ２２７は切り出し開始位置を記憶する記憶手段を構成し、周波数領域等化部２２５は周波数領域等化手段を構成し、並直列変換部２２１、位相補正部２２２、デマッピング部２２３及び検出部２２４は復号手段を構成している。

図４は、基地局１０１〜１０３によって生成し、子局１０４側へ送信するパケット信号のフォーマットを示す図である。
図４において、パケット信号は、プリアンブル部（Preamble）４０１、ユニークワード部（ＵＷ）４０２、チャネル信号部（ＣＨＡＮ）４０３、シグナル部（ＳＩＧＮＡＬ）４０４、複数のデータ部（ＤＡＴＡ）４０５、各データ部４０５間に挿入されたパイロット信号部を備えている。

プリアンブル信号部４０１は、ＡＧＣ、シンボル同期、キャリア同期を行うためにパケット信号の始まり部分を示す信号部である。ユニークワード部４０２は、フレーム同期情報やシンボル長の情報を含む信号部である。チャネル信号部４０３は、無線伝送路（チャネル）、位相、振幅を推定するための情報を含む信号部である。シグナル部４０４は、伝送速度やデータ量等を表す情報を含む信号部である。

各データ部４０５は、基地局１０１〜１０３から子局１０４に送信する情報を含む信号部であり、所定長のシンボル及びガードインターバルによって構成された信号部である。本実施の形態では、データ部４０５の長さを２０シンボルとし、１６シンボルに１回最後部の４シンボルを複写して最前部に付加した構成となっている。前記最前部に付加した４シンボルはガードインターバルとなる。この２０シンボルを１ブロックとして伝送を行なう。

尚、前記数値は一例であり、他のシンボル数、ガードインターバル長でも実現可能である。
また、各データ部４０５間に挿入されたパイロット信号部４０６は、所定長（本実施の形態では２０シンボル）毎、即ち、データ部４０５毎に１回挿入されたパイロットシンボルであり、キャリアの位相補正を行うためのものである。

図５は、本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムの動作説明図である。
図５において、シンボル部５０２は、マルチキャリアのＯＦＤＭ方式の場合にはシンボル、ＳＣ−ＯＦＤＭの場合は有効シンボルを表している。５０１は当該シンボル部５０２のガードインターバル、５０３は次のシンボル部のガードインターバル、５０４はシンボル切り出し開始位置を表している。

前述した通り、本実施の形態では、ガードインターバル５０１、５０３は４シンボル、シンボル部５０２は１６シンボルによって構成されている。シンボル部５０２の最前部に付加されたガードインターバル５０１は、シンボル部５０２の一部（本実施の形態では最後部の４シンボル）を複写して付加したシンボルである。

動作の詳細は後述するが、周波数領域等化は、ＦＦＴを用いて周波数軸上でチャネル等化を行うようにしている。図４のデータ部４０５は、１６シンボルに１回、最後尾のの４シンボルをコピーして最前部に付加することにより４シンボルのガードインターバルとしているため、伝送速度が１Ｍシンボル／秒の場合、ガードインターバルは４μ秒となり、複数の基地局から到来する電波、およぴマルチバスに、これだけの遅延分散量がある場合でも、周波数領域等化が実現できることになる。

以上のように構成されたＯＦＤＭ方式通信システム及びＯＦＤＭ方式受信装置の動作を説明する。
図１に関して説明したように、各基地局１０１〜１０３は同期しており、同一の信号を同一周波数、同一タイミングで子局１０４に対して信号を送信する。
子局１０４は、基地局１０１〜１０３のうち、子局１０４が位置する通信エリアの基地局１０１〜１０３と通信することになる。以下、子局１０４が基地局１０１の通信エリア１０５内に位置し、基地局１０１と子局１０４の間で通信を行う例を説明するが、他の通信エリアに位置する場合には、その通信エリアを管轄する基地局との間で同様の通信を行うことになる。

図２において、基地局１０１では、符号化部２０２は子局１０４に送信する情報を構成するデータビットをＣＲＣ符号化し、マッピング部２０３は符号化部２０２によって符号化された信号のマッピングを行う。パイロット挿入部２０４はマッピング部２０３からの信号の各データ部４０５間に、位相補正用のパイロット信号部４０６（図４参照）を挿入する。
ガードインターバル付加部２０５はパイロット挿入部２０４からの信号に含まれる各シンボルに各々前述したような形式のガードインターバルを付加して出力する。

オーバーサンプリング部２０６はガードインターバル付加部２０５からの信号をオーバーサンプリングして出力する。また、フィルタリング部２０７は、オーバーサンプリング部２０６からの信号をフィルタリングすることによってオーバーサンプリング部２０６からの信号中の必要な信号を通過すると共にＳＣ−ＯＦＤＭ信号であるパケット信号を生成して出力する。送信部２０８は、フィルタリング部２０７からのパケット信号を周波数ｆ１のパケット信号として子局１０４に出力する。

一方、図３の子局１０４側では、受信部２０９が基地局１０１からの周波数ｆ１のパケット信号を無線によって受信し、復調したパケット信号を出力する。フィルタリング部２１０は受信部２０９からの信号中の必要な信号のみを通過し出力する。ＡＧＣ部２１１はフィルタリング部からの信号レベルが一定になるように制御する。シンボル同期部２１２は、ＡＧＣ部２１１からの信号のシンボル同期を行い、ダウンサンプリング部２１３はシンボル同期部２１２からの信号のダウンサンプリングを行って出力する。

フレーム同期部２１５はダウンサンプリング部２１３からのパケット信号のユニークワード部４０２に記述されているフレーム同期情報を参照してフレーム同期を行い、これに基づいてキャリア同期部２１４がキャリア同期を行い、ガードインターバル削除部２２６に出力する。

ガードインターバル削除部２２６は、メモリ２２７に記憶された切り出し開始位置を参照して、キャリア信号同期部２１４からの信号から、前記切り出し開始位置を基準として所定長の信号を切り出し、その他の信号は破棄する。例えば、ガードインターバル削除部２２６は、１６シンボルを所定長の信号とし、ガードインターバルに相当するシンボル数（４シンボル分）は破棄する。
直並列変換部２１６は、ガードインターバル削除部２２６からの信号の１６シンボルを１つのＦＦＴブロックとして、直列信号から並列信号に変換して出力する。

これを図５に沿って説明すると、図５（ｃ）に示すように、ガードインターバル５０１の中央位置をシンボル切り出し開始位置５０４として、シンボル長に相当する所定長のシンボル数を切り出す。即ち、ガードインターバル長の１／２相当の前縁を削除し、合わせて同１／２相当の後縁を削除し、シンボル相当長の信号を切り出して抽出することにより、複雑なマルチパス環境下およびＳＦＮ方式においても、信号を適切にＯＦＤＭのＦＦＴ復調もしくは周波数領域等化できるようにする。また、前述したように、バラメータでこの切り出し開始位置を可変できるようにすることにより、種々の条件下でも適切に等化することが可能になる。

尚、切り出したシンボル相当部分には、当該シンボルのガードインターバルが含まれることになるが、ガードインターバルは当該シンボルの後部を複写した信号であるため、切り出したシンボル相当の信号は、シンボルの位相がずれたにすぎない信号となるため、位相補正を行うことにより、正確なシンボルが得られることになる。ガードインターバル削除部２２６は、前記位相補正を行った後に直並列変換部２１６に出力する。

ＦＦＴ部２１７は、ガードインターバルを除去した直並列変換部２１６からの信号をＦＦＴ処理（このとき、例えば１６点ＦＦＴを用いる。）することにより、時間軸で遅延情報をもった信号を周波数軸上に変換する。この周波数軸に変換された情報に対して、チャネル信号部４０３の情報に基づいてチャネル推定部２１９によって推定されたチャネル情報をもとに、チャネル等化部２１８がチャネル等化を行う。ＩＦＦＴ部２２０はチャネル等化部２１８からの信号を逆フーリエ変換して出力する。このようにして、周波数領域等化部２２５は直並列変換部２１６からの信号の周波数領域等化を行って出力する。

並直列変換２２１は、ＩＦＦＴ部２２０からの、換言すれば周波数領域等化部２２５からの並列信号を直列信号に変換して出力し、位相補正部２２２はパイロット信号部４０６を除去することによって並直列変換部２２１からの信号の位相補正を行い、デマッピング部２２３は位相補正部２２２からの信号をデマッピング処理して、基地局１０１から送信された信号を復号した形の信号を出力する。検出部２２４は、基地局１０１からの情報に一致する前記信号を検出する。

以上述べたように本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムによれば、シンボルの切り出し開始位置を、ガードインターバルの中央位置、又は、前記中央位置を基準として所定量前後にパラメータで可変できるようにしているため、マルチパス信号をより適切に除去することが可能になる。

即ち、ガードインターバルの１／２相当（およびそれを可変できるようにする）の前縁、後縁をそれぞれ削除することにより、プリアンブルで抽出したタイミングがばらついても、マルチパスによる影響のないＯＦＤＭのＦＦＴブロックを抽出することができる。したがって、図５（ａ）に示す元の信号に、同図（ｂ）に示すようにマルチパスによる干渉が生じた場合には、前シンボル部のマルチパスによる当該シンボル部５０２への干渉を取り除き、当該シンボル部５０２の情報だけを取り出すことができるのは勿論のこと、同図（ｃ）に示すように抽出タイミングが大幅にずれた場合にもシンボル部５０２に相当する信号を切り出すことが可能になる。

また複数の基地局から同時に送信されるＳＦＮを構成した場合では特に、マルチパス信号の一番強い波が初波ではない可能性がかなり高く、シンボルタイミングの抽出ズレの発生する可能性がより高まってくるが、本実施の形態によればマルチパスによる悪影響を良好に抑制することが可能になる。

尚、本実施の形態では、基地局と子局間で通信する例で説明したが、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、デジタル放送、データ通信等、情報通信を一方向又は双方向に行う各種の通信分野で利用可能である。
また、前記実施の形態は、ＳＣ−ＯＦＤＭの例で説明したが、マルチキャリアのＯＦＤＭにも適用することが可能である。

また、ＳＦＮのみならず、異なる周波数を用いた基地局と子局間通信やネットワーク等の通信にも適用可能である。

本発明は、ＯＦＤＭやＳＣ−ＯＦＤＭを用いたネットワーク、放送、データ通信をはじめとする、情報通信を一方向又は双方向に行う各種の通信分野で利用可能である。

本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムに使用する基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムに使用する子局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムに使用するパケット信号のフォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ方式通信システムの動作説明図である。 従来のＯＦＤＭ方式通信システムの全体構成図である。 従来のＯＦＤＭ方式通信システムの動作説明図である。

符号の説明

１０１〜１０３・・・ＯＦＤＭ方式送信装置である基地局
１０４、１０４ａ、１０４ｂ・・・ＯＦＤＭ方式受信装置である子局
１０５、１０６・・・通信エリア
１０７・・・通信ケーブル
２０１・・・アクセス制御部
２０２・・・符号化部
２０３・・・マッピング部
２０４・・・パイロット挿入部
２０５・・・ガードインターバル付加部
２０６・・・オーバーサンプリング部
２０７・・・フィルタリング部
２０８・・・送信部
２０９・・・受信手段を構成する受信部
２１０・・・受信手段を構成するフィルタリング部
２１１・・・受信手段を構成するＡＧＣ部
２１２・・・受信手段を構成するシンボル同期部
２１３・・・受信手段を構成するダウンサンプリング部
２１４・・・受信手段を構成するキャリア同期部
２１５・・・受信手段を構成するフレーム同期部
２１６・・・直並列変換部
２１７・・・高速フーリエ変換部
２１８・・・チャネル推定部
２１９・・・チャネル等化部
２２０・・・逆高速フーリエ変換部
２２１・・・復号手段を構成する並直列変換部
２２２・・・復号手段を構成する位相補正部
２２３・・・復号手段を構成するデマッピング部
２２４・・・復号手段を構成する検出部
２２５・・・周波数領域等化手段を構成する周波数領域等化部
２２６・・・切り出し手段を構成するガードインターバル削除部
２２７・・・記憶手段を構成するメモリ

Claims (9)

1. 情報を構成する所定長の複数のシンボル間に前記各シンボルの一部を用いたガードインターバルを設けたパケット信号を送信する送信装置と、前記送信装置から受信した前記パケット信号から前記各シンボルを切り出して前記情報を復号する受信装置とを有するＯＦＤＭ方式通信システムにおいて、
   前記受信装置は、前記送信装置から受信したパケット信号から、前記各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置を切り出し開始位置として前記所定長の信号を切り出し、前記切り出した信号に基づいて前記送信装置から送信された情報を復号することを特徴とするＯＦＤＭ方式通信システム。
2. 前記受信装置は、前記送信装置からのパケット信号を受信する受信手段と、前記切り出し開始位置を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した切り出し開始位置を基準として、前記受信手段が受信した前記パケット信号から前記所定長の信号を切り出す切り出し手段と、前記切り出し手段が切り出した信号に基づいて前記情報を復号する復号手段とを備えて成ることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ方式通信システム。
3. 前記記憶手段には、前記ガードインターバルの中央位置が切り出し開始し位置として記憶されて成り、
   前記切り出し手段は、前記各ガードインターバルの中央位置を切り出し開始位置として所定長の信号を切り出すことを特徴とする請求項２記載のＯＦＤＭ方式通信システム。
4. 前記受信装置は、前記切り出し手段からの信号に対して、周波数領域において等化を行う周波数領域等化手段を備えて成り、前記復号手段は、前記周波数領域等化手段からの信号に基づいて前記情報を復号することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のＯＦＤＭ方式通信システム。
5. 前記送信装置は複数設けられると共に、前記各送信装置は同一の前記パケット信号を同一周波数を用いて同一タイミングで無線送信し、
   前記受信装置は、前記複数の送信装置のうち、送信エリア内に位置する送信装置からの前記パケット信号を受信して、前記情報を復号することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のＯＦＤＭ方式通信システム。
6. 情報を構成する所定長の複数のシンボル間に前記各シンボルの一部を用いたガードインターバルを設けたパケット信号を受信し、前記パケット信号から前記各シンボルを切り出して前記情報を復号するＯＦＤＭ方式受信装置において、
   前記パケット信号から、前記各ガードインターバルの中央位置を基準とする所定位置を切り出し開始位置として前記所定長の信号を切り出し、前記切り出した信号に基づいて、前記受信した情報を復号することを特徴とするＯＦＤＭ方式受信装置。
7. 前記パケット信号を受信する受信手段と、前記切り出し開始位置を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した切り出し開始位置を基準として、前記受信手段が受信した前記パケット信号から前記所定長の信号を切り出す切り出し手段と、前記切り出し手段が切り出した信号に基づいて前記情報を復号する復号手段とを備えて成ることを特徴とする請求項６記載のＯＦＤＭ方式受信装置。
8. 前記記憶手段には、前記ガードインターバルの中央位置が切り出し開始し位置として記憶されて成り、
   前記切り出し手段は、前記各ガードインターバルの中央位置を切り出し開始位置として所定長の信号を切り出すことを特徴とする請求項７記載のＯＦＤＭ方式受信装置。
9. 前記切り出し手段からの信号に対して、周波数領域において等化を行う周波数領域等化手段を備えて成り、前記復号手段は、前記周波数領域等化手段からの信号に基づいて前記情報を復号することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一に記載のＯＦＤＭ方式受信装置。

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