JP2009284156A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信データを誤り訂正復号する受信装置において、受信／復調中の電波に干渉波が重畳されたときには、受信信号のレベル変動が小さい場合でも、その旨を正確に検出して、復号動作に対する干渉波の影響を抑制できるようにする。
【解決手段】ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の送信装置からの送信電波を受信し、受信信号を受信器２２にてＯＦＤＭ復調し、復号器２４にて、受信器２２からの出力を軟判定、デインターリーブ、誤り訂正復号することにより、送信装置からの送信データを復元する受信装置２０において、受信器２２で復調されるＯＦＤＭ信号の１シンボル毎に、信号の分散を表す分散値σを算出する分散算出器３０を設け、分散算出器３０にて算出された分散値σが予め設定された分散閾値σｔｈ以上になると、受信電波に干渉波が重畳されたと判断して、復号器２４内の軟判定値を、誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信データを誤り訂正符号にて符号化すると共に、その符号化データのビット配置をインターリーブにより並び替えて無線送信する送信装置からの送信電波を受信し、その受信信号から元の送信データを復元する受信装置に関する。

従来、無線伝送路を介して複数の通信装置間でデータを送受信する無線通信システムとして、データを送信しようとする通信装置が、データ通信に使用する通信チャンネルの空き状態をキャリアセンスにより検出し、その後、所定のランダム時間（バックオフ時間）が経過しても通信チャンネルが空いていれば、データ送信を開始するように構成されたＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線通信システムが知られている。

この無線通信システムでは、キャリアセンスによるアクセス制御によって、複数の通信装置が同時にデータ送信を開始して、各通信装置からの送信電波が干渉するのを防止しているが、実際には、これら各通信装置からの送信電波を受信する通信装置側で、各送信装置からの送信電波が干渉してしまい、データを正常に受信できないことがある。

例えば、図６に示すように、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の通信装置を複数の車両に搭載して、車車間通信を行う場合、データを送信しようとする車両Ｂと車両Ｃとが離れていて、互いに相手の送信電波を受信できないときには、各車両Ｂ、Ｃは、キャリアセンスによるアクセス制御によって、同一通信チャンネルで送信権を取得し、データ送信を開始することになる。

しかし、車両Ｂと車両Ｃとの間で、これら各車両Ｂ、Ｃからの送信電波を受信可能な位置に車両Ａが存在する場合、車両Ａの位置では車両Ｂ、Ｃからの電波が干渉し、車両Ａは各車両Ｂ、Ｃからの送信データを正常に受信することができなくなる。

一方、こうした干渉による受信不良を防止するのに適した無線通信システムとして、データを送信する送信装置側で、送信データを誤り訂正符号（ビタビ符号）にて符号化すると共に、その符号化したデータのビット配置をインターリーブにより並び替えることにより送信用のビット列を生成し、そのビット列を所定ビット長のシンボル単位で無線伝送用の信号に変調（例えばＯＦＤＭ変調）して、無線送信するものが知られている。

そして、この種の無線通信システムにおいては、受信装置側で、電波の干渉による影響を受けることなく、受信データをより正確に復元できるようにするために、受信装置側では、受信信号を復調（例えばＯＦＤＭ復調）することにより得られたベースバンドの信号（ビット列に対応した信号）を各ビット毎に軟判定すると共に各ビット列の配置を元に戻し（デインターリーブ）、その軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことが知られている。

また、こうした誤り訂正復号を行う場合、受信中の電波（希望波）に干渉波が重畳されると、軟判定値が干渉波の影響を受けて、誤り訂正を正常に実行できないことがあるので、誤り訂正復号の実行時に受信信号の信号レベルが大きくなると、希望波に干渉波が重畳された（換言すれば電波の干渉が生じた）と判断して、軟判定値を尤度ゼロの値に補正することで、軟判定値が誤り訂正復号（ビタビ復号）に寄与しないようにすることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２５７６０４号公報

上記提案の無線通信システムによれば、受信装置側で、希望波に干渉波が重畳された際に、その旨を検出して、軟判定値を尤度ゼロの値に補正する、所謂ＮＵＬＬ制御を実行することから、干渉期間中に得られた受信信号が受信データの復元に用いられるのを防止して、データ受信の信頼性を向上することができる。

しかし、上記提案の無線通信システムは、干渉波は、他のシステム（例えば、気象用レーダ等）から送信されるパルス状の電波であり、その干渉波の送信電力は、希望波よりも極端に大きい（換言すれば、干渉波と希望波との受信電力差が極端に大きい）ものとして、受信信号の信号レベルから電波の干渉を検出するようにされている。

このため、図６に示した車車間通信を行う無線通信システムのように、車両Ｂ、Ｃに搭載された通信装置からの送信電力が略同じで、各車両Ｂ、Ｃからの送信電波を受ける車両Ａ側では、電波が干渉する前と干渉した後とで、受信信号の信号レベルが大きく変化しない（換言すれば、干渉波と希望波の受信電力差が小さい）システムでは、電波の干渉を検出して、ＮＵＬＬ制御等の干渉時の対策を実行することができないという問題がある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、受信信号を復調した信号の軟判定及びデインターリーブにより、受信データを誤り訂正復号する受信装置において、受信／復調中の電波に干渉波が重畳されたときには、受信信号のレベル変動が小さい場合でも、その旨を正確に検出して、復号動作に対する干渉波の影響を抑制できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の受信装置は、送信データを誤り訂正符号にて符号化し、そのビット配置をインターリーブにより並び変えることにより送信用のビット列を生成し、その生成したビット列を所定ビット長のシンボル単位でＯＦＤＭ変調した信号を無線送信する送信装置からの送信電波を受信して、送信データを復元するためのものであり、送信装置からの送信電波を受信するアンテナを備える。

そして、復調手段が、このアンテナからの受信信号を受けて、送信装置側で生成されたビット列に対応した信号をＯＦＤＭ復調し、復号手段が、その復調された信号を軟判定及びデインターリーブし、軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことで、送信データを復元する。

また、請求項１に記載の受信装置には、復調手段にて復調されるＯＦＤＭ信号の１シンボル毎に、信号の分散値を算出する分散算出手段が設けられており、この分散算出手段にて算出された分散値が予め設定された閾値以上になると、干渉検出手段が、アンテナが受信中の電波（希望波）に干渉波が重畳されたことを検出する。

つまり、復調手段では、受信信号のダウンコンバート、フィルタリング等によりＯＦＤＭ信号が復元されるが、ＯＦＤＭ信号は直交関係にある複数のサブキャリアからなることから、受信信号に干渉波が重畳されると、ＯＦＤＭ信号１シンボル内での信号の分散が大きくなる。

そこで、請求項１に記載の受信装置では、復調手段にて復調されるＯＦＤＭ信号の１シンボル毎に、信号の分散値を算出し、その分散値が閾値以上になったときに、電波の干渉を検出するようにされている。

このため、請求項１に記載の受信装置によれば、受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出して、上述したＮＵＬＬ制御等の対策を施すことができるようになる。

次に、請求項２に記載の受信装置は、請求項１に記載の受信装置と略同様に構成されており、請求項１に記載の受信装置とは、分散算出手段に代えて、信号差算出手段が設けられている点が異なる。

そして、請求項２に記載の受信装置において、信号差算出手段は、ＯＦＤＭ信号１シンボル毎のガードインターバル期間中及び該ガードインターバル期間に対応したデータ期間中に、それぞれ、復調手段にて復調された信号を取り込み、その取り込んだ各期間中の信号の差を算出し、その算出した信号の差が閾値以上であるとき、干渉検出手段が、アンテナが受信中の電波（希望波）に干渉波が重畳されたことを検出する。

つまり、ＯＦＤＭ方式での無線通信では、受信装置側で、送信装置からの送信電波のマルチパスの影響を受けることなく送信データを復元できるようにするために、ＯＦＤＭ信号１シンボル毎に、データの冗長部となるガードインターバルが付与される。

このガードインターバルは、ＯＦＤＭ信号１シンボル毎に、送信データの後方の一部（例えば、１／４，１／８，１／１６，…）を、送信データの先頭部分にコピーすることにより付与されることから、アンテナにて希望波のみが正常に受信されている場合、復調手段にて復調された信号は、１シンボル毎に、ガードインターバル期間と、このガードインターバル期間に対応したデータ期間とで一致することになる。

そこで、請求項２に記載の受信装置では、このガードインターバル期間中に復調された信号と、ガードインターバル期間に対応したデータ期間中に復調された信号との差を求め、その差が閾値以上であるときに、電波の干渉を検出するようにされている。

このため、請求項２に記載の受信装置によれば、請求項１に記載の受信装置と同様、受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出して、上述したＮＵＬＬ制御等の対策を施すことができるようになる。

また次に、請求項３に記載の受信装置は、請求項２に記載の受信装置と略同様に構成されており、請求項２に記載の受信装置とは、信号差算出手段に代えて、相関値算出手段が設けられている点が異なる。

そして、請求項３に記載の受信装置において、相関値算出手段は、ＯＦＤＭ信号１シンボル毎のガードインターバル期間中及びこのガードインターバル期間に対応したデータ期間中に、それぞれ、復調手段にて復調された信号を取り込み、その取り込んだ信号の相関値を差を算出し、その算出した相関値が予め設定された閾値以下であるとき、干渉検出手段が、アンテナが受信中の電波（希望波）に干渉波が重畳されたことを検出する。

従って、請求項３に記載の受信装置によれば、請求項１，２に記載の受信装置と同様、受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出して、上述したＮＵＬＬ制御等の対策を施すことができるようになる。

なお、請求項１〜請求項３の何れかに記載の受信装置において、干渉検出手段が、希望波への干渉波の重畳（つまり電波の干渉）が検出されたときには、請求項４に記載のように、復号手段内で誤り訂正復号に使用される軟判定値を、誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正するようにするとよい。この時，本発明のインターリーブは、インターリーブ前の入力ビット列を構成する各ビット間の連続した並びが不連続となるように予め定められた規則に従って、インターリーブ前の各ビットを、パケット内のそれぞれ異なる時刻に受信される複数のシンボルに亘って振り分けることが望ましい。

つまり、このようにすれば、例えばパケットの後半部分で電波の干渉が発生しても、デインターリーブにより干渉の発生したビットをパケット内に散在させることができ，加えてその軟判定値が誤り訂正復号に寄与しないようにするため、希望波からの送信データの復元精度を向上することができる。

なお、軟判定値の補正は、上述したＮＵＬＬ制御のように、軟判定値を尤度がゼロを示す値となるように補正するようにしてもよく、或いは、電波の干渉の程度に応じて軟判定値を補正するようにしてもよい。

また、干渉検出手段にて電波の干渉が検出された際には、希望波からの送信データの復元動作に加えて、干渉波からの送信データの復元動作を並列的に実行し、希望波及び干渉波からそれぞれデータを復元するようにしてもよい。

次に、請求項５に記載の受信装置は、送信データを誤り訂正符号にて符号化し、そのビット配置をインターリーブにより並び変えることにより送信用のビット列を生成し、その生成したビット列を所定ビット長のシンボル単位で無線送信用の信号に変調して無線送信する送信装置からの送信電波を受信し、その受信信号から送信データを復元するためのものであり、送信装置からの送信電波を受信するアンテナを備える。

そして、復調手段が、このアンテナからの受信信号を受けて、送信装置側で生成されたビット列に対応した信号を復調し、復号手段が、その復調された信号を軟判定及びデインターリーブし、軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことで、送信データを復元する。

また、請求項５に記載の受信装置には、受信信号の信号レベルからアンテナが受信中のデータの長さを計測するデータ長計測手段が設けられており、その計測されたデータの長さが予め設定されたパケット長を超えると、干渉検出手段が、アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出する。

つまり、請求項５に記載の受信装置は、受信信号がＯＦＤＭ変調された信号であっても、他の変調方式で変調された信号であっても、干渉波を検出できるようにするために、アンテナが受信中のデータの長さを計測し、その計測したデータ長が、予め設定されたパケット長よりも長い場合に、希望波の受信中に干渉波が送信されて、データの受信期間（データ長）が長くなった（換言すれば電波の干渉が生じた）と判断するようにされている。

従って、この請求項５に記載の受信装置によれば、上述した請求項１〜４に記載の受信装置と同様、受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出することができ、しかも、送信電波の変調方式がＯＦＤＭ方式とは異なる無線通信システムであっても、適用することができる。

なお、請求項５に記載の受信装置において、干渉検出手段は、データの受信時間（データ長）とパケット長とから電波の干渉を判定するが、送信装置から送信されるパケット長は、送信データの長さによって変化するため、送信装置が一回の送信動作で送信するデータ長が固定されていない場合には、判定に用いるパケット長を、送信装置からの送信データの長さに応じて変化させる必要がある。

そして、このためには、請求項６に記載のように、干渉検出手段は、復号手段にて誤り訂正復号された受信データのヘッダ領域から、アンテナが受信中のデータのパケット長を取得し、その取得したパケット長を、干渉波検出用のパケット長として設定するようにすればよい。

また、請求項５、６に記載の受信装置においては、データ長計測手段にて計測したデータ長から干渉を検出するが、計測したデータ長が予め設定されたパケット長よりも長く、電波の干渉が生じていても、希望波に対する干渉波のレベルが低い場合には、ＮＵＬＬ制御等によって軟判定値を補正することなく、希望波から送信データを復元できることがある。

そこで、送信データを復元できないときにだけ、電波の干渉を検出して、ＮＵＬＬ制御等の対策を施すようにするには、請求項７に記載のように、干渉検出手段において、データ長計測手段にて計測されたデータの長さが予め設定されたパケット長を超えたと判断すると、前記受信信号のうち、パケット長を超えた部分の信号レベルから干渉波の電力を求め、その電力が予め設定された閾値を超えているときに、希望波に干渉波が重畳されたと判断するようにしてもよい。

また次に、請求項５〜７に記載の受信装置においては、データ長計測手段にて計測されたデータ長に基づき電波の干渉を判定することから、干渉検出手段にて電波の干渉が検出されるタイミングは、送信装置からの希望波の送信が完了した後であり、希望波の受信中にリアルタイムで干渉波を検出して、送信データの復元精度を高める制御（つまり軟判定値の補正）を実行することはできない。

そこで、請求項５〜７に記載の受信装置において、電波の干渉を検出した際に、請求項４と同様の軟判定値の補正を行い、送信データの復元精度を高めるようにするには、請求項８に記載のように、復調手段からの出力を記憶する記憶手段を設け、干渉検出手段は、アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出すると、データ長計測手段にて計測されたデータの長さと予め設定されたパケット長とから干渉波の重畳位置を特定し、復号手段に対し、その特定した重畳位置以降の軟判定値を誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正しつつ、記憶手段に記憶された信号に基づき受信データを復元させるようにすればよい。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された第１実施形態の無線通信装置の構成を表すブロック図である。

本実施形態の無線通信装置は、図６に示したような車車間通信を行う無線通信システムを構築するために、各種自動車に車載機として搭載されるものである。
図１に示すように、無線通信装置は、サーキュレータ２を介してアンテナ４に接続された送信装置１０及び受信装置２０と、車両に搭載された電子制御装置（図示せず）から送信要求を受けてＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行い、送信装置１０からのデータ送信を許可する送信制御部６と、を備える。

また、送信装置１０は、電子制御装置から入力される送信データを誤り訂正符号（例えば畳み込み符号）にて符号化する誤り訂正符号器１２と、誤り訂正符号器１２にて符号化されたデータのビット配列を並び替えるインターリーブ処理を行うインターリーバ１４と、インターリーバ１４からの出力にプリアンブルデータを挿入するプリアンブル挿入部１６と、このプリアンブル挿入部１６にてプリアンブルが挿入されたデータを、所定ビット長のシンボル単位でＯＦＤＭ変調する送信器１８と、を備える。

そして、送信装置１０は、送信制御部６から送信許可を受けると、誤り訂正符号器１２、インターリーバ１４、及び、プリアンブル挿入部１６によって、送信データの誤り訂正符号による符号化、インターリーブ、及びプリアンブルの挿入を行うことにより、送信用のビット列を生成し、送信器１８にて、そのビット列を所定ビット長のシンボル単位でＯＦＤＭ変調して、サーキュレータ２に出力することにより、アンテナ４から自車両周囲に送信データを無線送信させる。

なお、送信装置１０において、送信器１８は、例えば、プリアンブル挿入部１６からの出力をＮビット毎に２^N ＱＡＭのシンボル点にマッピングするマッパと、マッパの出力（以下、一次変調シンボルという）を直交周波数多重（ＯＦＤＭ）に使用するＭ本のサブキャリアに対応させて逆ＦＦＴ変換を実行することにより、ＯＦＤＭシンボル（以下、二次変調シンボルという）のＩ成分及びＱ成分を表す二つのデータ列を生成するＯＦＤＭ変調器と、ＯＦＤＭ変調器が生成した二つのデータ列をそれぞれデジタル−アナログ変換することにより、Ｉ成分及びＱ成分を表す二つのベースバンド信号を生成するＤＡ変換器と、ＤＡ変換器が生成した二つのベースバンド信号を混合して送信信号を生成する直交変調器と、直交変調器が生成した送信信号を予め設定された周波数帯の信号にアップコンバートして、サーキュレータ２へ出力するＲＦ送信部と、から構成されている。

次に、送信制御部６は、電子制御装置から送信要求を受けると、受信装置２０内の受信器２２から出力されるキャリアセンス信号ＣＳにより通信チャンネルの空き状態を判定し、その空き状態が所定のランダム時間（バックオフ時間）継続したときに、通信チャンネルでの送信権を取得したと判断して、送信装置１０からのデータ送信を許可する、周知のものである。

一方、受信装置２０は、サーキュレータ２を介してアンテナ４からの受信信号を取り込み、自車両周囲の自動車に搭載された無線通信装置の送信装置１０からの送信データを復元するためのものであり、受信信号を処理してＯＦＤＭ復調することにより、送信側で生成されたＭ本のサブキャリアに対応した一次変調シンボルを復調する受信器２２と、受信器２２にて復調された一次変調シンボルに基づいてＮビットの軟判定値を生成すると共に、その軟判定値からなる符号列の順番をデインターリーブ処理により元の順番に並べ替えて、誤り訂正（最尤復号）を行うことで、受信ビット列を生成する復号器２４と、復号器２４にて生成された受信ビット列から送信データを抽出し、これを受信データとして電子制御装置に出力する受信信号処理部２６と、を備える。

なお、受信器２２は、例えば、受信信号を信号処理に適した周波数帯の信号にダウンコンバートするＲＦ受信部と、ＲＦ受信部の出力から不要な周波数成分を除去するフィルタと、このフィルタを通過した受信信号を、平均電力が所定の目標値となるよう利得調整しながら増幅する自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器と、ＡＧＣ増幅器にて増幅された受信信号から、Ｉ成分及びＱ成分を表すベースバンド信号を生成する直交復調器と、直交復調器が生成した二つのベースバンド信号をそれぞれサンプリングして、Ｉ成分及びＱ成分を表す二つのデータ列を生成するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器が生成した二つのデータ列をＦＦＴ変換することにより、Ｍ本のサブキャリアに対応させた一次変調シンボルを復調するＯＦＤＭ復調器と、から構成されている。

また、受信装置２０には、この受信器２２にて復調された一次変調シンボルに基づいてＯＦＤＭ信号１シンボル内での信号（スペクトル）の分散を表す分散値σを算出する分散算出器３０と、この分散算出器３０にて算出された分散値σと予め設定された分散閾値σｔｈとを比較し、分散値σが分散閾値σｔｈ以上であれば、受信信号に妨害波信号が重畳されている（つまり電波の干渉が生じている）と判断する比較器３２が備えられている。

そして、比較器３２は、希望波に対する妨害波の干渉を検出すると、分散値σ等から受信信号のばらつき度合いを評価して、復号器２４内で生成される軟判定値に対する補正値である重み付け値、若しくは、軟判定値を尤度ゼロを示す値に補正するＮＵＬＬ制御情報を設定し、復号器２４に出力することで、復号器２４に対し、誤り訂正復号への寄与度が低下するように軟判定値を補正させる。

以上説明したように、本実施形態の受信装置２０においては、分散算出器３０にて、受信器２２で受信／復調されるＯＦＤＭ信号の１シンボル毎に、信号の分散を表す分散値σを算出し、その算出した分散値σが予め設定された分散閾値σｔｈ以上になると、比較器３２にて、現在受信中の電波（希望波）に妨害波（干渉波）が重畳されていると判断されて、復号器２４内で生成される軟判定値が、重み付け値若しくはＮＵＬＬ制御情報により、誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正される。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、干渉波の信号レベルが低く、希望波に干渉波が重畳された際の受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出して、軟判定値を補正し、送信データの復号精度を高めることができるようになる。

なお、本実施形態の受信装置２０は、請求項１に記載の受信装置に対応するものである。そして、受信器２２は、本発明の復調手段に相当し、復号器２４は、本発明の復号手段に相当し、分散算出器３０は、本発明の分散算出手段に相当し、比較器３２は、本発明の干渉検出手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、図２は、第２実施形態の受信装置２０の構成を表すブロック図である。

本実施形態の受信装置２０は、請求項２に記載の受信装置に対応するものであり、第１実施形態の受信装置２０と同様、復調手段としての受信器２２と、復号手段としての復号器２４と、受信信号処理部２６と、を備える。

そして、本実施形態の受信装置２０には、図１に示した分散検出器３０及び比較器３２に代えて、ＯＦＤＭ信号１シンボル毎のガードインターバル（ＧＩ）期間中及びこのＧＩ期間に対応したシンボル後方のデータ期間中に、それぞれ、受信器２２からの出力を取り込むＧＩ抽出器４２及びシンボル後方抽出器４４と、これら各抽出器４２，４４にて取り込まれた信号同士を比較し、その差△Ｄを算出する減算部４６と、減算部４６にて算出された信号の差△Ｄが予め設定された閾値△Ｄｔｈ以上であるとき、受信信号に妨害波信号が重畳されている（つまり電波の干渉が生じている）と判断する比較器４８と、が備えられている。

つまり、ＯＦＤＭ方式での無線通信では、受信装置側でマルチパスの影響を受けることなく送信データを復元できるようにするために、ＯＦＤＭ信号１シンボル毎に、送信データの後方の一部（例えば、１／４，１／８，１／１６，…）をそのまま先頭部分にコピーすることにより、データの冗長部となるガードインターバル（ＧＩ）が付与されることから、本実施形態では、これら各期間中に受信器２２にて復調された信号をＧＩ抽出器４２及びシンボル後方抽出器４４にてサンプリングして、そのサンプリングした信号同士を比較することで、各期間中の信号の差△Ｄを求め、その差△Ｄが閾値△Ｄｔｈ以上であるときに、電波の干渉を検出するようにされている。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、第１実施形態のものと同様、干渉波の信号レベルが低く、希望波に干渉波が重畳された際の受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出することができるようになる。

また、比較器４８は、第１実施形態の比較器３２と同様、希望波に対する妨害波の干渉を検出すると、減算部４６での減算結果（△Ｄ）等から、受信信号のばらつき度合いを評価して、復号器２４内で生成される軟判定値に対する重み付け値若しくはＮＵＬＬ制御情報を設定し、復号器２４に出力することで、復号器２４に対し、誤り訂正復号への寄与度が低下するように軟判定値を補正させる。

従って、本実施形態の受信装置２０においても、第１実施形態のものと同様、電波の干渉を検出した際には、その干渉の程度に応じて軟判定値を補正（重み付け値による補正、若しくは尤度ゼロを示す値への補正）し、送信データの復号精度を高めることができる。

なお、本実施形態の受信装置２０においては、ＧＩ抽出器４２、シンボル後方抽出器４４及び減算部４６が、本発明の信号差算出手段に相当し、比較器４８が、本発明の干渉検出手段に相当する。

ここで、本実施形態では、希望波に対する妨害波（干渉波）の干渉を検出するために、減算部４６を設けて、ＧＩ抽出器４２及びシンボル後方抽出器４４にてサンプリングした信号の差△Ｄを求めるものとして説明したが、図３に示すように、減算部４６に代えて相関演算部４７を設け、ＧＩ抽出器４２及びシンボル後方抽出器４４にてサンプリングした信号の相関値Ｃを求め、比較器４８にて、その相関値Ｃが予め設定された閾値△Ｃｔｈ以下であるときに、電波の干渉を検出するようにしてもよい。

なお、図３に示す受信装置２０は、請求項３に記載の受信装置に対応するものであり、ＧＩ抽出器４２、シンボル後方抽出器４４及び相関演算部４７は、本発明の相関値算出手段に相当する。

また、本実施形態では、ＧＩ期間の信号とＧＩ期間に対応したシンボル後方のデータ期間を比較するとしたが、マルチパスの影響が大きく、ＧＩ期間の信号に１つ前のシンボルの信号が多く混入する場合も考えられる。その場合には、前記ＧＩ期間のうち、マルチパスの影響の少ない区間に限定し、比較するようにすれば良い。
［第３実施形態］
図４（ａ）は、第３実施形態の受信装置２０の構成を表すブロック図であり、図４（ｂ）は、第３実施形態の受信装置２０における干渉検出動作を表すタイムチャートである。

本実施形態の受信装置２０は、請求項５に記載の受信装置に対応するものであり、第１、第２実施形態の受信装置２０と同様、復調手段としての受信器２２と、復号手段としての復号器２４と、受信信号処理部２６と、を備える。

そして、受信器２２からの出力のうち、プリアンブル（Ｐ）シンボルについては、復号器２４にそのまま出力し、プリアンブルシンボルに続くデータ（Ｄ）シンボルについては、メモリ２８に一時記憶するようにされている。

また、受信器２２は、フィルタを通過した受信信号の信号レベル（電力）を測定して、その測定結果を表すＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator） 信号を出力するように構成されており、受信装置２０には、このＲＳＳＩ信号に基づき受信電力を監視し、受信電力が予め設定された閾値以上であるとき、他の無線通信装置からの送信電波を受信していると判断して、その受信継続時間を計時する受信電力監視部５０が設けられている。

また、本実施形態の受信装置２０には、受信電力監視部５０による計時時間Ｔａと他の無線通信装置が実際に送信してくる送信データのパケット長Ｔｐ（具体的にはパケット長を表す時間）とを比較し、計時時間Ｔａがパケット長Ｔｐよりも大きくなると、受信信号に妨害波信号が重畳された（つまり電波の干渉が生じた）と判断して、希望波に対する妨害波の干渉時間を算出する干渉時間算出部５２も設けられている。

この干渉時間算出部５２は、図４（ｂ）に示すように、受信器２２にて希望波の受信が開始され（時点ｔ１）、復号器２４にて、その受信信号の先頭に付与されているプリアンブル（Ｐ）が復号されると、そのプリアンブル（Ｐ）の中から、今回受信した受信データのパケット長Ｔｐを取得し、このパケット長Ｔｐと受信電力監視部５０による計時時間Ｔａとを比較する。

そして、その計時時間Ｔａとパケット長Ｔｐとが一致（若しくは略一致）していれば、復号器２４に対し、メモリ２８に記憶されたデータ（Ｄ）シンボルを用いて受信データを復号化（上述した軟判定、デインターリーブ、誤り訂正）させる。

一方、計時時間Ｔａがパケット長Ｔｐに達しても（時刻ｔ３）、ＲＳＳＩ信号が閾値未満とならず、受信電力監視部５０による計時が継続されているときには、受信電力監視部５０による計時が終了した時点ｔ４で、受信電力監視部５０により最終的に得られた計時時間Ｔａからパケット長Ｔｐを減じることで、希望波が干渉波の影響を受けてない正常受信期間τを求め、受信器２２にて希望波の受信が開始された時点ｔ１から正常受信期間τが経過した時点ｔ２を、電波の干渉開始タイミング（換言すれば干渉波の重畳位置）として設定する。

そして、その後は、復号器２４に対し、メモリ２８に記憶されたデータ（Ｄ）シンボルを用いて受信データを復号化（上述した軟判定、デインターリーブ、誤り訂正）させるが、その復号化の際にメモリ２８に記憶されたデータ（Ｄ）シンボルから設定される軟判定値のうち、干渉開始タイミングｔ２以降に得られたデータ（Ｄ）シンボルに対応した軟判定値に対しては、重み付け値若しくはＮＵＬＬ制御情報を設定することで、誤り訂正復号への寄与度が低下するように軟判定値を補正させる。

以上説明したように、本実施形態の受信装置２０においては、受信信号の信号レベルを表すＲＳＳＩ信号に基づき、受信器２２によるデータの受信時間（換言すれば受信データの長さ）を計測し、その計測した時間（計時時間）Ｔａが、受信信号のヘッダ領域に付与されたプリアンブルデータから取得したパケット長Ｔｐを超えると、希望波に干渉波が重畳されたと判断する。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、第１、第２実施形態のものと同様、干渉波の信号レベルが低く、希望波に干渉波が重畳された際の受信信号のレベル変動が小さい場合であっても、受信信号から電波の干渉を検出することができる。

また、本実施形態の受信装置２０においては、受信データのデータ長を表す計時時間Ｔａと、送信データのパケット長Ｔｐとを比較することで、電波の干渉を検出することから、干渉検出タイミングは、希望波の受信が完了した後であり、希望波の受信中にリアルタイムで干渉波を検出して、送信データを復元することはできない。

しかし、本実施形態では、受信器２２からの出力をメモリ２８に記憶することで、電波の干渉の有無を判定してから、復号器２４にて、メモリ２８に記憶された受信器２２からの出力に基づき送信データを復元できるようにし、しかも、電波の干渉を検出した際には、干渉開始タイミングを特定して、その干渉開始タイミング以降、復号器２４による復号化処理で求められる軟判定値を、誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正する。

このため、本実施形態の受信装置２０においても、第１、第２実施形態のものと同様、希望波に干渉波が重畳された際に、軟判定値を補正して、送信データの復号精度を高めることができる。

なお、本実施形態においては、受信電力監視部５０が、本発明のデータ長計測手段に相当し、干渉時間算出部５２が、本発明の干渉検出手段に相当し、メモリ２８が、本発明の記憶手段に相当する。

ここで、本実施形態では、受信電力監視部５０による計時時間Ｔａがパケット長Ｔｐよりも長くなると、希望波に妨害波（干渉波）が重畳されたと判断して、誤り訂正復号への寄与度が低下するように軟判定値を補正するものとして説明したが、希望波に対する干渉波の信号レベルが充分低い場合には、こうした軟判定値の補正を行うことなく、希望波から送信データを復元できることがある。

このため、例えば、本実施形態の受信装置２０においては、図５に示すように、干渉時間算出部５２にて計時時間Ｔａがパケット長Ｔｐよりも長くなったと判断されると、その後受信器２２から出力されるＲＳＳＩ信号に基づき、干渉波の電力Ｐを求め、干渉波の電力Ｐが予め設定された閾値Ｐｈｔを超えると、送信データを正常に復元するには軟判定値の補正が必要であると判断して、重み付け値若しくはＮＵＬＬ制御情報を復号器２４に出力する、干渉電力算出部５４を設けるようにしてもよい。

なお、図５に示す受信装置２０は、請求項７に記載の受信装置に対応するものであり、干渉時間算出部５２及び干渉電力算出部５４が、本発明の干渉検出手段に相当することになる。
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。

例えば、第３実施形態の受信装置は、受信信号の信号レベルに基づき、他の無線通信装置からの送信電波の受信継続時間を計時し、その計時時間Ｔａが送信データのパケット長Ｔｐよりも長いときに、電波の干渉を検出することから、送信電波の変調方式がＯＦＤＭ方式とは異なる無線通信システムであっても、適用することができる。

また、上記実施形態では、本発明を、車車間通信を行うために自動車に搭載される無線通信装置に適用した場合について説明したが、本発明は、誤り訂正符号にて符号化され、インターリーブによりビット配置が並び変えられたデータを受信して、元のデータを復元する受信装置であれば、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。

第１実施形態の無線通信装置の構成を表すブロック図である。 第２実施形態の受信装置の構成を表すブロック図である。 第２実施形態の受信装置の変形例を表すブロック図である。 第３実施形態の受信装置及びその干渉検出動作を表す説明図である。 第３実施形態の受信装置の変形例を表すブロック図である。 車車間通信において発生する電波干渉の問題を説明する説明図である。

符号の説明

２…サーキュレータ、４…アンテナ、６…送信制御部、１０…送信装置、１２…誤り訂正符号器、１４…インターリーバ、１６…プリアンブル挿入部、１８…送信器、２０…受信装置、２２…受信器、２４…復号器、２６…受信信号処理部、２８…メモリ、３０…分散算出器、３２…比較器、４２…ＧＩ抽出器、４４…シンボル後方抽出器、４６…減算部、４７…相関演算部、４８…比較器、５０…受信電力監視部、５２…干渉時間算出部、５４…干渉電力算出部。

Claims (8)

1. 送信データを誤り訂正符号にて符号化すると共に、そのビット配置をインターリーブにより並び替えることにより送信用のビット列を生成し、該ビット列を所定ビット長のシンボル単位でＯＦＤＭ変調して無線送信する送信装置からの送信電波を、アンテナにて受信し、前記送信データを復元する受信装置であって、
   前記アンテナからの受信信号から前記ビット列に対応した信号をＯＦＤＭ復調する復調手段と、
   該復調手段にて復調された信号を軟判定及びデインターリーブすると共に、該軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことで、前記送信データを復元する復号手段と、
   前記復調手段にて復調されるＯＦＤＭ信号の１シンボル毎に、信号の分散値を算出する分散算出手段と、
   該分散算出手段にて算出された分散値が予め設定された閾値以上であるとき、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出する干渉検出手段と、
   を備えたことを特徴とする受信装置。
2. 送信データを誤り訂正符号にて符号化すると共に、そのビット配置をインターリーブにより並び替えることにより送信用のビット列を生成し、該ビット列を所定ビット長のシンボル単位でＯＦＤＭ変調して無線送信する送信装置からの送信電波を、アンテナにて受信し、前記送信データを復元する受信装置であって、
   前記アンテナからの受信信号から前記ビット列に対応した信号をＯＦＤＭ復調する復調手段と、
   該復調手段にて復調された信号を軟判定及びデインターリーブすると共に、該軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことで、前記送信データを復元する復号手段と、
   ＯＦＤＭ信号１シンボル毎のガードインターバル期間中及び該ガードインターバル期間に対応したデータ期間中に、それぞれ、前記復調手段にて復調された信号を取り込み、その取り込んだ各期間中の信号の差を算出する信号差算出手段と、
   該信号差算出手段にて算出された前記各期間中の信号の差が予め設定された閾値以上であるとき、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出する干渉検出手段と、
   を備えたことを特徴とする受信装置。
3. 送信データを誤り訂正符号にて符号化すると共に、そのビット配置をインターリーブにより並び替えることにより送信用のビット列を生成し、該ビット列を所定ビット長のシンボル単位でＯＦＤＭ変調して無線送信する送信装置からの送信電波を、アンテナにて受信し、前記送信データを復元する受信装置であって、
   前記アンテナからの受信信号から前記ビット列に対応した信号をＯＦＤＭ復調する復調手段と、
   該復調手段にて復調された信号を軟判定及びデインターリーブすると共に、該軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことで、前記送信データを復元する復号手段と、
   ＯＦＤＭ信号１シンボル毎のガードインターバル期間中及び該ガードインターバル期間に対応したデータ期間中に、それぞれ、前記復調手段にて復調された信号を取り込み、その取り込んだ各期間中の信号の相関値を算出する相関値算出手段と、
   該相関値算出手段にて算出された相関値が予め設定された閾値以下であるとき、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出する干渉検出手段と、
   を備えたことを特徴とする受信装置。
4. 前記干渉検出手段は、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出すると、前記復号手段内で誤り訂正復号に使用される軟判定値を、誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の受信装置。
5. 送信データを誤り訂正符号にて符号化すると共に、そのビット配置をインターリーブにより並び替えることにより送信用のビット列を生成し、該ビット列を所定ビット長のシンボル単位で無線送信用の信号に変調して無線送信する送信装置からの送信電波を、アンテナにて受信し、前記送信データを復元する受信装置であって、
   前記アンテナからの受信信号から前記ビット列に対応した信号を復調する復調手段と、
   該復調手段にて復調された信号を軟判定及びデインターリーブすると共に、該軟判定により得られた軟判定値に基づく誤り訂正復号を行うことで、前記送信データを復元する復号手段と、
   前記受信信号の信号レベルから前記アンテナが受信中のデータの長さを計測するデータ長計測手段と、
   前記データ長計測手段にて計測されたデータの長さが予め設定されたパケット長を超えると、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出する干渉検出手段と、
   を備えたことを特徴とする受信装置。
6. 前記干渉検出手段は、前記復号手段にて誤り訂正復号された受信データのヘッダ領域から、前記アンテナが受信中のデータのパケット長を取得し、その取得したパケット長を、干渉波検出用のパケット長として設定することを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
7. 前記干渉検出手段は、前記データ長計測手段にて計測されたデータの長さが前記パケット長を超えると、前記受信信号の信号レベルから干渉波の電力を求め、該電力が予め設定された閾値を超えているときに、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたと判断することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の受信装置。
8. 前記復調手段からの出力を記憶する記憶手段を備え、
   前記干渉検出手段は、前記アンテナが受信中の電波に干渉波が重畳されたことを検出すると、前記データ長計測手段にて計測されたデータの長さと前記パケット長とから干渉波の重畳位置を特定し、前記復号手段に対し、その特定した重畳位置以降の軟判定値を誤り訂正復号への寄与度が低下するように補正しつつ、前記記憶手段に記憶された信号に基づき受信データを復元させることを特徴とする請求項５〜請求項７の何れかに記載の受信装置。