JP2009171071A - 送信装置、通信システム及び送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の周波数帯域の送信を回避して被干渉システムに対する影響を抑えるとともに、受信特性を向上させること。
【解決手段】複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減する送信回避回路１０８と、所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整する波形整形部１１６、とを備える。被干渉システムに対応する所定の周波数帯域において送信信号の電力レベルを最適に調整することが可能となり、送信信号の時間軸方向の広がりを最小限に抑えることができるため、受信特性を向上することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信装置、通信システム及び送信方法に関する。

無線通信などにおいて、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）方式と称される通信方式が知られている。この方式は、複数のサブキャリアを一定の周波数間隔で並べて、各サブキャリアに情報を伝送するデジタル変調方式である。この方式では、複数の搬送波を互いに干渉することなく密に並べることができ、狭い周波数の範囲を効率的に利用した広帯域伝送を実現することができる。従って、周波数の利用効率を上げることができ、特に高速データ伝送に適している。

例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格の１つであるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ａ方式は、ＯＦＤＭ方式で無線伝送する構成である。また、近年実用化が検討されているＵＷＢ（Ultra Wide Band）方式は、ＧＨｚ帯などの高い周波数を比較的広い帯域で使用してマルチキャリア信号を伝送する方式である。

図１３は、従来のマルチキャリア信号を送信する送信装置５００の構成例を示す模式図である。図１３に示す送信装置５００では、上位レイヤから送られた送信データが符号器５０２に入力される。符号器５０２では、入力された送信データが符号化され、符号化された送信データは変調器５０４で無線送信用に変調される。変調器５０４で変調された送信データは、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ回路）５０６で送信シンボルが逆フーリエ変換される。逆フーリエ変換された送信シンボルは、ガードインターバル挿入部５０８に送られ、一定間隔でガードインターバルが挿入されて、そのガードインターバルが挿入された出力がデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）５１０に供給されてアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は、無線送信部５１２に供給されて、接続されたアンテナ５１４から所定の送信周波数で無線送信される。

ところで、このＯＦＤＭ通信方式においては、比較的広帯域のキャリアが用いられるため、他の通信ネットワーク（被干渉システム）において用いられているキャリアとの干渉が生じる可能性がある。例えば、マルチキャリア信号の周波数帯に含まれる所定周波数を用いて、他の通信ネットワークの携帯電話機が通信を行っているような場合がこれに該当する。この種の干渉が発生した場合、通信品質が劣化し、更には、通信が不能な状態に陥る可能性があるため、ＯＦＤＭによる通信側で干渉を回避するための対策が必要となる。かかる対策の一案として、近年、ＤＡＡ（Detect and avoid）と呼ばれる技術が検討されるに至っている。このＤＡＡは、マルチキャリア信号の送信時に、無線送信する比較的広い周波数帯の中の、特定の周波数帯（例えば、サブキャリア単位）だけを送信停止させる手法である。

特開２００７−１６６０６８号公報 特開２００７−２５８９０４号公報 特開２００７−２４３２３５号公報 特開２００７−２４３２３６号公報

しかしながら、上述したＤＡＡ技術において、特定の周波数帯だけを送信停止させると、被干渉システムに対する影響は低くなるが、送信波形が時間軸方向に広がるという問題がある。このため、連続して送られるシンボル間で干渉が発生し、受信特性が劣化する場合がある。特に、マルチパスの影響を受けている場合は、マルチパスによる送信波形の時間軸方向の広がりと、特定の周波数の送信停止による時間軸方向の広がりが重畳されて、受信特性が低下してしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、特定の周波数帯域の送信を回避して被干渉システムに対する影響を抑えるとともに、受信特性を向上させることが可能な、新規かつ改良された送信装置、通信システム及び送信方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減する送信電力低減部と、前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整する電力レベル調整部と、を備える送信装置が提供される。

上記構成によれば、複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力が低減され、この所定の周波数帯域において送信信号の電力が調整される。従って、被干渉システムに対応する所定の周波数帯域において送信信号の電力を低減した場合に、低減した電力レベルを最適に調整することが可能となる。これにより、送信信号の時間軸方向の広がりを最小限に抑えることができ、受信特性を向上することが可能となる。

また、前記送信電力低減部は、被干渉システムに対応する周波数帯域の送信信号の電力を低減し、前記電力レベル調整部は、被干渉システムから受信した信号のレベルに基づいて、送信信号の電力を調整するものであってもよい。かかる構成によれば、被干渉システムに対応する所定の周波数帯域において、被干渉システムから受信した信号のレベルに基づいて送信信号の電力レベルを最適に調整することができる。従って、被干渉システムから受信した信号のレベルに応じて送信信号の時間軸方向の広がりを最小限に抑えることができる。

また、前記電力レベル調整部は、窓関数を乗算することで、前記送信信号の電力を調整するものであってもよい。かかる構成によれば、窓関数を乗算することにより、簡素な構成で送信信号の電力を容易に調整することができる。

また、前記送信回避部の出力に対して逆フーリエ変換を含む処理を施す変換部と、前記変換部で逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前又は後に前記有効シンボルの一部を繰り返し信号として付加する繰り返し信号付加部と、を備え、前記電力レベル調整部は、前記繰り返し信号付加部の出力に窓関数を乗算することで、前記送信信号の電力を調整するものであってもよい。かかる構成によれば、逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前又は後に有効シンボルの一部が繰り返し信号として付加され、繰り返し信号付加部の出力に窓関数が乗算されるため、送信信号の電力を調整することが可能となる。

また、前記電力レベル調整部は、前記窓関数の係数を変更することで前記送信信号の電力を調整し、被干渉システムから受信した信号のレベルが低いほど、時間軸方向の広がりが狭い窓関数を乗算するものであってもよい。かかる構成によれば、窓関数の係数を変更することで送信信号の電力が調整され、被干渉システムから受信した信号のレベルが低いほど、時間軸方向の広がりが狭い窓関数が乗算される。従って、被干渉システムに与える影響が引く場合は、時間軸方向の広がりが狭い窓関数が乗算されるため、受信特性を向上することが可能となる。

また、前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を低減したサブキャリアの本数に基づいて、前記所定の周波数帯域以外の送信信号の電力を制御する送信電力制御部を更に備えるものであってもよい。かかる構成によれば、所定の周波数帯域において送信信号の電力を低減したサブキャリアの本数に基づいて、所定の周波数帯域以外の送信信号の電力が制御されるため、所定の周波数帯域における電力低減分を全体の送信電力に上乗せすることが可能となり、受信特性を向上することができる。

また、前記所定の周波数帯域における送信信号の電力に基づいて、前記所定の周波数帯域以外の送信信号の電力を制御する送信電力制御部を更に備えるものであってもよい。かかる構成によれば、所定の周波数帯域における送信信号の電力に基づいて、所定の周波数帯域以外の送信信号の電力が制御されるため、所定の周波数帯域における電力低減分を全体の送信電力に上乗せすることが可能となり、受信特性を向上することができる。

また、送信信号を送信するアンテナを備えるものであってもよい。かかる構成によれば、送信信号を送信するアンテナを備える送信装置において、送信信号の時間軸方向の広がりを最小限に抑えることができ、受信特性を向上することが可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、送信装置と受信装置とが無線通信ネットワークを介して接続された通信システムであって、前記送信装置は、複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減する送信電力低減部と、前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整する電力レベル調整部と、を備え、前記受信装置は、前記送信装置から受信した信号の有効シンボル部分からはみ出した信号成分を反対側の有効シンボル部分に加算する巡回加算によって受信信号の波形を整形する波形整形部を備える通信システムが提供される。

上記構成によれば、送信装置と受信装置とが無線通信ネットワークを介して接続された通信システムにおいて、送信装置では、複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域の送信信号の電力が低減され、この所定の周波数帯域において送信信号の電力が調整される。従って、被干渉システムに対応する所定の周波数帯域において送信信号の電力を低減した場合に、低減した電力レベルを最適に調整することが可能となる。これにより、送信信号の時間軸方向の広がりを最小限に抑えることができ、受信特性を向上することが可能となる。また、受信装置では、送信装置から受信した信号の有効シンボル部分からはみ出した信号成分を反対側の有効シンボル部分に加算する巡回加算によって受信信号の波形が整形される。従って、送信装置側での送信信号の電力の調整により信号波形の時間軸方向に広がりが生じたとしても、巡回加算によって受信信号の波形を整形することができるため、受信特性の劣化を確実に抑止することが可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減するステップと、前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整するステップと、を備える送信方法が提供される。

上記構成によれば、複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力が低減され、この所定の周波数帯域において送信信号の電力が調整される。従って、被干渉システムに対応する所定の周波数帯域において送信信号の電力を低減した場合に、低減した電力レベルを最適に調整することが可能となる。これにより、送信信号の時間軸方向の広がりを最小限に抑えることができ、受信特性を向上することが可能となる。

本発明によれば、特定の周波数帯域の送信を回避して被干渉システムに対する影響を抑えるとともに、受信特性を向上させることが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置１００の構成を示す模式図である。図１に示すように、送信装置１００は、ＭＡＣ１０２、符号器１０４、変調器１０６、サブキャリア単位での送信回避回路１０８、ＩＦＦＴ１１０、繰り返し信号付加部１１２、ガードインターバル挿入部１１４、波形整形部１１６、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１８、無線送信部１２０、アンテナ１２２を有して構成される。

ＭＡＣ１０２により生成された送信データは、符号器１０４で符号化され、変調器１０６で無線送信用に変調される。変調器１０６で変調された送信データ（送信シンボル）は、サブキャリア単位での送信回避回路１０８に送られる。送信回避回路１０８には、ＭＡＣ１０２から送信回避すべきサブキャリアの場所（位置）の情報が送られる。送信回避回路１０８は、ＭＡＣ１０２から送られた送信回避すべきサブキャリアの場所の情報に基づいて、指示されたサブキャリア位置のデータをヌル信号に置き換える。

図２は、送信回避回路１０８により送信回避位置のサブキャリアがヌル信号に置き換えられる様子を示す模式図である。ここでは、横軸を周波数、縦軸を電力レベルで示していおり、図２（ａ）はヌル信号に置き換える前を、図２（ｂ）はヌル信号に置き換えた後を示している。図２（ａ）に示すように、変調器１０６からは、中心周波数０から＋Ｍ及び−Ｍの周波数範囲で、一定間隔で一定電力のサブキャリアが多数配置された信号が出力される。図２（ａ）に示すサブキャリアは、送信回避回路１０８による処理により、図２（ｂ）に示すように、一部の周波数が送信回避される。図２（ｂ）では、周波数ＩからＩ＋Ｊまでのサブキャリアを送信回避させた状態を示しており、該当する区間のＵＷＢ送信電力が低減している。なお、送信回避回路１０８でのヌル信号に置き換える処理としては、1本のサブキャリアのデータだけをヌル信号としても良いし、例えば隣接した複数本のサブキャリアのデータをヌル信号としてもよい。

送信回避回路１０８により、
その一部がヌル信号に置き換えられた送信シンボル系列は、ＩＦＦＴ回路１１０により周波数軸を時間軸に直交変換され、マルチキャリア信号とする処理が行われる。ＩＦＦＴ回路１１０で変換された送信シンボルは、繰り返し信号付加部１１２に送られて、繰り返し信号が付加される。図３は、繰り返し信号付加部１１２での繰り返し信号の付加処理を示す模式図である。図３に示すように、１送信シンボル長をＴｓとすると、その１シンボル内の有効シンボルＴｅの前端及び後端の所定区間のシンボルを、反対側の端部に付加（コピー）して繰り返し信号Ｔｒを設ける。図３の例では、有効シンボルＴｅの前端及び後端の両方にコピーＴｒを付加しているが、いずれか一方でもよい。また図３の例では、ガードインターバル挿入部１１４で付加されるガードインターバルＴｇについても示している。ガードインターバルＴｇが付加されることにより、１送信シンボルＴｓ＝Ｔｅ＋２Ｔｒ＋Ｔｇと表される。ガードインターバル挿入部１１４では、例えばヌル信号を挿入することにより、ガードインターバルＴｇを付加する処理を行う。

繰り返し信号付加部１１２で繰り返し信号Ｔｒが付加され、ガードインターバル挿入部１１４でガードインターバルＴｇが挿入された１送信シンボルのデータは、波形整形部１１６に供給されて、波形整形処理が行われる。

波形整形部１１６での波形整形処理としては、繰り返し信号Ｔｒが付加されてガードインターバルＴｇが挿入された送信シンボルに対して、窓関数の係数を乗算する窓がけ処理を行う。図４は、窓関数の係数の例を示す模式図である。本実施形態では、窓関数の係数として、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の３つを用いている。

図４に示すように、窓がけ処理で用いる窓関数は、有効シンボルＴｅの長さに対応して設定され、係数Ｗ２，Ｗ３については、有効シンボルＴｅの前端及び後端でなだらかにレベルが上下する関数とされている。そのレベルが上下する範囲２Ｔｒは、上述したコピーにより付加された繰り返し信号Ｔｒの２倍に設定してある。また、係数Ｗ１については、有効シンボルＴｅの前端及び後端位置でレベルが上下する関数とされている。そして、このような窓関数の係数値の設定により、有効シンボル長だけずらした窓関数の値との和が常に一定値となるように設定してある。従って、送信シンボルのエネルギは、窓関数を乗算する前の有効シンボル長分のエネルギよりも大きくなることはない。

そして、１シンボル内の有効シンボルＴｅの前端及び後端を繰り返し信号Ｔｒとして反対側にコピーした上で、図４に示す係数の異なる複数の窓関数を使用した波形整形処理を行うことで、１送信シンボルの信号の脇の拡がりであるサイドローブのレベルを、最適に調整することができる。そして、特定の周波数位置のサブキャリアのデータをヌル信号に置き換えて送信を停止させた場合には、その送信を停止させた位置の信号レベル（送信電力）についても、このサイドローブのレベルと同様に信号レベルを最適に調整することができる。

これにより、送信電力を低減した場合にノッチの深さと送信信号の時間軸方向の拡がりを最適に調整することが可能となる。図５は、１送信シンボルの波形に対して、図４の係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３による窓関数をそれぞれ乗算した結果を示している。ここで、図５（ａ）は係数Ｗ１を乗算して得られた信号波形Ｓ１を、図５（ｂ）は係数Ｗ２を乗算して得られた信号波形Ｓ２を、図５（ｃ）は係数Ｗ３を乗算して得られた信号波形Ｓ３を、それぞれ示している。

図５（ａ）に示すように、係数Ｗ１の窓関数を乗算した場合は、図３でコピーした繰り返し信号Ｔｒが削除され、実質的には図３の繰り返し信号Ｔｒを付加する以前の状態に戻る。また、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、係数Ｗ２，Ｗ３の窓関数を乗算した場合は、１送信シンボルの信号の脇の拡がりであるサイドローブのレベルが、係数Ｗ２，Ｗ３に応じた値に設定される。

従って、係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を適宜選択することで、送信回避回路１０８により置き換えられたヌル信号の位置において、周波数軸上でのノッチの深さを最適に制御することができる。図６は、図２（ｂ）の信号に対して、ＩＦＦＴ回路１１０、繰り返し信号付加部１１２、ガードインターバル挿入部１１４で処理を行った後、波形整形部１１６にて３つの係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の窓関数を用いて波形整形し、周波数軸に変換した様子を示す特性図である。図６に示すように、周波数位置ＩからＩ＋Ｊまでの帯域において、ヌル信号への置き換えによるノッチが形成される。そして、ノッチの深さは窓関数の係数に応じて変化しており、ノッチの位置での電力Ｐ１の特性は窓関数の係数Ｗ１を用いた場合に対応している。また、ノッチの位置での電力Ｐ２の特性は係数Ｗ２に対応し、電力Ｐ３の特性は係数Ｗ３に対応している。

このように、例えば被干渉システムとの距離が遠い場合など、被干渉システムに対する影響が比較的少なく、図６に示す電力Ｐ１のように浅いノッチで十分な場合は、窓関数の係数Ｗ１を乗算することで、図５（ａ）に示すＳ１のような時間軸広がりの少ない信号とする。また、被干渉システムに対する影響が比較的大きく、図６に示す電力Ｐ３のように深いノッチが必要な場合は、係数Ｗ３を乗算することで、図５（ｃ）に示すＳ３のような時間軸広がりの大きい送信波形とする。このように、異なる窓関数の係数を乗算することで、周波数軸上でのノッチの深さを最適に制御することができる。

図６の電力Ｐ３のようにノッチの深さを深くすると、被干渉システムに対する影響を最も小さくできるが、送信波形の時間軸の広がりが広くなる。特に、マルチパスの影響を受けている場合は、マルチパスにより送信波形が時間軸上で広がるため、マルチパスの影響とノッチを深くしたこととの双方の要因により送信波形の時間軸上での広がりが大きくなる。従って、被干渉システムに対する影響が比較的少ない場合は、時間軸広がりがより少ない係数（Ｗ１）を選択することで、時間軸の広がりを最小限に抑えることができ、受信特性の劣化を確実に低減することが可能である。

また、被干渉システムに対する影響が大きい場合は、送信波形の時間軸上での広がりは比較的大きくなるが、ノッチの深さが深くなる係数（Ｗ３）を選択することで、被干渉システムに与える影響を確実に抑えることができる。

ＭＡＣ１０２は、受信側で受信した被干渉システムの信号のレベルに基づいて、送信回避する位置での電力レベルの情報（ノッチの深さ情報）を取得し、これを波形整形部１１６に送る。波形整形部１１６では、ＭＡＣ１０２から送られた情報に基づいて、係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の中から最適な係数を選択する。従って、受信状況に応じて、被干渉システムによる信号の受信レベルが大きい場合は、ノッチを深くすることで、被干渉システムに対する影響を小さくすることができる。また、被干渉システムによる受信レベルが小さい場合は、ノッチを浅くすることで、送信波形の時間軸上での拡がりを抑えることができ、時間軸で連続する信号間の干渉を抑えることができる。従って、受信特性を向上することができる。

波形整形部１１６で波形整形された信号は、Ｄ／Ａ変換器１１８に供給されてアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は、無線送信部１２０に供給されて、接続されたアンテナ１２２から所定の送信周波数で無線送信される。

次に、図７のフローチャートに基づいて、本実施形態の送信装置１００における処理の手順について説明する。先ず、ステップＳ１では、被干渉システムの存在を調査する。この調査は、受信した信号に基づいてＭＡＣ１０２により行われる。なお、被干渉システムの存在は、受信信号に基づく調査の他、ビーコンによって他の端末から送信される情報に基づいて調査することもできる。送信装置１００において、信号を受信するための構成は、後述する受信装置２００と同様の構成とすることができる。

次に、ステップＳ２では、ＭＡＣ１０２により送信回避するサブキャリアが取得され、また、送信電力を低減するレベルが取得される。次のステップＳ３では、送信装置１００による信号の送信を開始する。次のステップＳ４では、サブキャリア単位での送信電力低減を行うか否かを判定する。ここでは、取得された送信電力低減レベルに応じて、送信電力を低減する必要があるか否かがＭＡＣ１０２により判断される。そして、被干渉システムが存在し、送信電力を低減する必要がある場合は、送信回避すべきサブキャリアの場所（周波数）が送信回避回路１０８へ送られる。また、送信電力を低減する必要がある場合は、送信回避すべきサブキャリアの要求電力レベルＰが波形整形部１１６へ送られる。

ステップＳ４でサブキャリア単位での送信電力を低減する場合は、ステップＳ５へ進み、繰り返し信号付加部１１２により繰り返し信号Ｔｒを付加する処理を行う。一方、ステップＳ４でサブキャリア単位での送信電力の低減を行わない場合は、ステップＳ１３へ進み、通常の送信シンボルで送信する。

ステップＳ５の後はステップＳ６へ進み、送信電力低減のための要求電力レベルＰを確認する。確認の結果、Ｐ１＜Ｐの場合は、要求電力レベルＰが比較的大きく、ノッチの深さが浅いため、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、窓関数の係数Ｗ１を使用して波形整形部１１６による波形整形処理を行う。ステップＳ８では、波形整形した信号Ｓ１を送信する。

また、ステップＳ６での要求レベルＰの確認の結果、Ｐ１＜Ｐ＜Ｐ２の場合は、要求電力レベルＰが中程度であるため、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、窓関数の係数Ｗ２を使用して波形整形部１１６による波形整形処理を行い、次のステップＳ１０では、波形整形した信号Ｓ２を送信する。

また、ステップＳ６での要求レベルＰの確認の結果、Ｐ２＜Ｐ＜Ｐ３の場合は、要求電力レベルＰが比較的小さく、ノッチの深さが深いため、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、窓関数の係数Ｗ３を使用して波形整形部１１６による波形整形処理を行い、次のステップＳ１２では、波形整形した信号Ｓ３を送信する。ステップＳ８，Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１３の後は処理を終了する(RETURN)。

図７の処理によれば、送信回避する際の要求電力レベルＰに基づいて窓関数の係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が設定されるため、被干渉システムに与える影響に応じてノッチの深さを最適に設定することが可能となる。従って、ノッチの深さに応じた時間軸広がりを持つ送信信号を送ることで、信号波形の時間軸上での拡がりを最小限に抑えることが可能となり、受信特性の低下を抑止できる。

図８は、送信装置１００から送信された信号を受信する受信装置２００の構成例を示す模式図である。送信装置１００と受信装置２００とは、ＯＦＤＭ通信方式による無線通信ネットワークにより通信可能に接続されている。図８では、主にＯＦＤＭ受信機における物理層のベースバンド処理部の構成を示しており、無線信号を受信するアナログＲＦ処理部、並びに復号された受信データを処理するＭＡＣなどの上位レイヤの構成は省略している。

アナログＲＦ処理部（不図示）では、アンテナで受信した無線信号を低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅した後、ローカル信号と周波数合成することによりアナログ・ベースバンド信号にダウンコンバートする。さらに、希望信号以外の不要成分をバンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）を用いて除去して、可変利得増幅器（ＶＧＡ）で増幅し、ＡＤ変換する。

同期検出部２０２は、パケットのプリアンブル部分を用いて、伝搬路でマルチパス・フェージングを受けた受信信号から同期タイミングを検出する。ここで、送信装置１００において、プリアンブル信号の送出時のみガードインターバル区間に繰り返し信号Ｔｒを挿入することによって、受信装置２００側では、より高精度に同期を獲得することができる。

波形整形部２０４では、ガードインターバル部分、又は受信信号の有効シンボルからガードインターバル部分にはみ出た遅延波成分を利用して、有効シンボルの先頭部分に巡回加算することによって波形の整形処理を行なう。ガードインターバルにヌル信号を挿入するＯＦＤＭ通信方式では、受信信号の有効シンボル以降の成分を有効シンボルの先頭の遅延波成分に巡回加算を実施することによって、受信シンボルの先頭の遅延波成分と加算されたガードインターバル部分の信号波形を連続にしてサブキャリア間の干渉を除去することができる。巡回加算の方法並びに波形整形部２０４の詳細な動作については後述する。

高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）２０６は、シンボル長分の信号をフーリエ変換する。これにより、時間軸の信号が周波数軸の信号に変換される。

チャネル補正回路２０８では、等化処理、位相トラッキング、残留周波数オフセット補正といったチャネル補正処理を行う。チャネル補正後の受信信号は、復調器２１０により例えばＱＰＳＫ復調され、復号器２１２により誤り訂正符号で復号された後、受信データとなり、通信プロトコルの上位レイヤによって処理される。

図９は、伝搬路の推定結果に基づいて巡回加算する範囲を決定するように構成された波形整形部２０４の構成例を示す模式図である。また、図１０は、波形整形部２０４による処理を説明するための模式図である。ここで、図１０（ａ）は送信信号を示しており、図１０（ｂ）は受信信号を示している。また、図１０（ｃ）は巡回加算する様子を示している。以下、図９及び図１０に基づいて、波形整形部２０４の動作について説明する。

図１０（ａ）に示すように、送信信号においては、送信シンボルの有効シンボル長の後にガードインターバルＴｇが付けられる。この信号を受信すると、図１０（ｂ）に示すように、受信シンボルには遅延の影響が現れ、受信シンボルは送信シンボルよりも長くなる。
このため、図１０（ｂ）に示すように、ＦＦＴを適用する範囲の先頭にシンボルがはみ出してしまう。波形整形部２０４内では、はみ出した部分のうち、巡回加算する範囲Ｎに対応する図１０（ｂ）中の部分Ａを切り出してメモリ２０４ａに保存し、有効シンボル長の部分Ｂをそのまま後段のセレクタ２０４ｃに出力する。そして、有効シンボルの末尾からはみ出した部分のうち巡回加算する範囲Ｎに対応する部分Ｃを切り出し、加算器２０４ｂによりメモリ２０６ａに保存した部分Ａと加算して（図１０（ｃ）を参照）、セレクタ２０４ｃに出力する。セレクタ２０４ｃは、有効シンボル長の部分Ｂと、加算器２０４ｂで加算された信号（Ａ＋Ｃ）とを切り換えて後段のＦＦＴ２０６に出力する。

なお、巡回加算する範囲Ｎは、例えば伝搬路の推定結果に基づいて最大遅延時間を算出し、これに基づいて決定することができる。また、巡回加算する範囲Ｎは、マルチパスの影響で生じる時間軸広がりＮｃと、送信装置１００の波形整形部１１６での窓関数により生じた時間軸広がりＮｗとの和と考えることができる（Ｎ＝Ｎｃ＋Ｎｗ）。従って、送信装置１００側でノッチを付加したか否かによって範囲Ｎを決定しても良いし、また窓関数の係数に応じて範囲Ｎを決定しても良い。これにより、ノッチを付加したことによる受信信号の時間軸広がりを低減させることができ、受信特性が劣化してしまうことを抑止できる。

図１０（ｂ）に示すように、ＦＦＴが適用されるのはＢとＣの範囲であるが、巡回加算処理によって受信シンボルの先頭部分の遅延波成分と加算されたガードインターバル部分の信号波形は連続となる。従って、送信装置１００側で窓関数の係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を乗算することにより信号波形が時間軸上で拡がったとしても、受信信号の時間軸広がりを低減させることができ、サブキャリア間の干渉を確実に抑えることが可能となる。これにより、受信シンボルに加算される雑音成分も最小限に抑えることができるため、受信ＳＮＲが向上する。また、メモリ２０４ａ、加算器２０４ｂ、セレクタ２０４ｃにより巡回加算が可能な波形整形部２０４を簡易に構成することができる。

従って、本実施形態の受信装置２００によれば、送信装置１００によりノッチを深くするように波形整形を行った場合であっても、時間軸で連続する信号間の干渉を抑えることが可能となり、受信特性を向上することができる。

図１１は、第２の実施形態に係る送信装置１００を示す模式図である。第２の実施形態に係る送信装置１００では、波形整形部１１６に対して送信電力制御部１２４が付加されている。送信電力制御部１２４は、送信回避したサブキャリアの本数と、ＭＡＣ１０２から要求されたノッチの深さ情報をパラメータとして、時間軸波形において全体の送信電力を調整する。ノッチが深い場合は、ノッチが浅い場合に比べて送信電力が低減されるため、送信電力制御部１２４は、ノッチを深くした分だけ、全体の信号レベルを大きくして、ノッチにより電力が減った分を全体の信号の電力として上乗せする。また、送信回避したサブキャリアの本数が多いほど送信電力が低減されるため、送信電力制御部１２４は、送信回避したサブキャリアの本数が多いほど全体の信号レベルを大きくする。

送信電力制御部１２４は波形整形の窓関数を変更することで電力の制御を行う。図１２は、送信電力制御部１２４により電力を上乗せした状態を示す特性図である。図１２に示すように、通常の送信電力Ｐ１１の場合は、係数Ｗ１１の窓関数を用いて波形整形を行う。一方、送信回避したサブキャリア数、またはノッチの深さに応じて送信電力を増加する場合は、係数Ｗ１０の窓関数を用いて波形整形を行う。これにより、通常の電力Ｐ１１に対して電力Ｐ１０まで送信電力を増加させることができる。

以上のように第２の実施形態に係る送信装置１００によれば、送信回避したサブキャリア数、またはノッチの深さに応じて送信電力を変更するため、全体としての送信電力を増加することなく受信特性を向上することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成を示す模式図である。 送信回避位置のサブキャリアがヌル信号に置き換えられる様子を示す模式図である。 繰り返し信号付加部での繰り返し信号の付加処理を示す模式図である。 窓関数の係数の例を示す特性図である。 １送信シンボルの波形に対して、図４の係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３による窓関数をそれぞれ乗算した結果を示す模式図である。 ガードインターバル挿入部からの出力に対して係数Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の窓関数を用いて波形整形し、周波数軸に変換した様子を示す特性図である。 本実施形態の送信装置における処理の手順を示すフローチャートである。 送信装置から送信された信号を受信する受信装置の構成例を示す模式図である。 伝搬路の推定結果に基づいて巡回加算する範囲を決定するように構成された波形整形部の構成例を示す模式図である。 受信装置の波形整形部による処理を説明するための模式図である。 第２の実施形態に係る送信装置を示す模式図である。 送信電力制御部により電力を上乗せした状態を示す特性図である。 マルチキャリア信号を送信する送信装置の構成例を示す模式図である。

符号の説明

１００ 送信装置
１０８ 送信回避回路
１１０ ＩＦＦＴ
１１６ 波形整形部
１１２ 繰り返し信号付加部
１２４ 送信電力制御部

Claims (10)

1. 複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減する送信電力低減部と、
   前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整する電力レベル調整部と、
   を備えることを特徴とする、送信装置。
2. 前記送信電力低減部は、被干渉システムに対応する周波数帯域の送信信号の電力を低減し、
   前記電力レベル調整部は、被干渉システムから受信した信号のレベルに基づいて、送信信号の電力を調整することを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
3. 前記電力レベル調整部は、窓関数を乗算することで、前記送信信号の電力を調整することを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
4. 前記送信回避部の出力に対して逆フーリエ変換を含む処理を施す変換部と、
   前記変換部で逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前又は後に前記有効シンボルの一部を繰り返し信号として付加する繰り返し信号付加部と、を備え、
   前記電力レベル調整部は、前記繰り返し信号付加部の出力に窓関数を乗算することで、前記送信信号の電力を調整することを特徴とする、請求項３に記載の送信装置。
5. 前記電力レベル調整部は、前記窓関数の係数を変更することで前記送信信号の電力を調整し、被干渉システムから受信した信号のレベルが低いほど、時間軸方向の広がりが狭い窓関数を乗算することを特徴とする、請求項３に記載の送信装置。
6. 前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を低減したサブキャリアの本数に基づいて、前記所定の周波数帯域以外の送信信号の電力を制御する送信電力制御部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
7. 前記所定の周波数帯域における送信信号の電力に基づいて、前記所定の周波数帯域以外の送信信号の電力を制御する送信電力制御部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
8. 送信信号を送信するアンテナを備えることを特徴とする、請求項１に記載の送信装置。
9. 送信装置と受信装置とが無線通信ネットワークを介して接続された通信システムであって、
   前記送信装置は、
   複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減する送信電力低減部と、
   前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整する電力レベル調整部と、を備え、
   前記受信装置は、
   前記送信装置から受信した信号の有効シンボル部分からはみ出した信号成分を反対側の有効シンボル部分に加算する巡回加算によって受信信号の波形を整形する波形整形部を備えることを特徴とする、通信システム。
10. 複数のサブキャリアが配置されたマルチキャリア信号の所定の周波数帯域において、送信信号の電力を低減するステップと、
    前記所定の周波数帯域において送信信号の電力を調整するステップと、
    を備えることを特徴とする、送信方法。

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