JP2010004280A - 軟判定値補正方法、及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに精度よく復号を行うことが可能な受信装置等を提供する。
【解決手段】受信装置２０では、ＯＦＤＭ復調器２５が、受信信号をシンボル時間毎にＦＦＴすることによって周波数スペクトルを算出し、デマッパ２６が、ＯＦＤＭ復調器２５を介してＯＦＤＭ信号を復調して誤り訂正符号の復号に使用する軟判定値をサブキャリア毎に生成する。そして、被干渉量推定部２７が、ＯＦＤＭ復調器２５により算出された周波数スペクトルに基づき、無線通信システム１内の被干渉量を推定し、重み制御部２８が、被干渉量推定部２７により推定された被干渉量がノイズ閾値以上である場合、誤り訂正符号の復号への寄与度が低下するように重み係数を設定し、この重み係数をデマッパ２６により生成された軟判定値の少なくとも一部に乗じることでその軟判定値を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誤り訂正符号の復号に使用する軟判定値の補正方法、及びその補正方法を適用した受信装置に関する。

従来より、無線通信により通信装置間でパケットデータを送受信する無線通信システムにおいて使用される伝送技術として、互いに直交した周波数からなる複数の搬送波（サブキャリア）のそれぞれに情報を乗せ、それらを多重化して伝送することで、大容量通信を実現するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式が知られている。

一般的に、このＯＦＤＭ方式では、通信に使用する周波数帯域（以下、自システム帯域という）に隣接した周波数帯域を使用する他の通信システム等からの干渉を低減するために、自システム帯域における隣接チャンネル側の周波数帯域（隣接側帯域）の数サブキャリアを予めヌルキャリアとして設定している（つまり、スペクトルマスクをかけて伝送する）。以下では、このように予めヌルキャリアとして設定される隣接側帯域をヌル帯域とよぶことにする。

また、無線通信システムにおいてＯＦＤＭ方式と同様に重要な役割を演じる伝送技術として、伝送路に生じる干渉やフェージング等に起因するデータの誤りを訂正するための誤り訂正符号を用いる符号化技術がある。特に、誤り訂正符号として畳み込み符号を用い、ビタビ復号により最尤復号する方式は、誤り訂正能力が大きいため用いられることが多い。

このビタビ復号では、受信系列から、符号器の状態遷移を推定し、最も確からしい（最尤）状態遷移を選んで送信された情報系列を復号する。また、受信符号と候補符号とのユークリッド距離を用いて、状態遷移の確からしさ（尤度）を数量的に表すための軟判定値を求め、受信信号の信号強度（ＲＳＳＩ；Received Signal Strength Indicator）に応じた重み係数を軟判定値に乗じることで補正し、この補正した軟判定値を用いて復号する方式が、誤り訂正能力により優れているため通常採用されている。

ところで、この軟判定値を用いたビタビ復号では、ＲＳＳＩが大きいときは、一律に受信信号の信頼度が高い（つまり、誤りを含む可能性が低い）ものとして、状態遷移の尤度が高い軟判定値が得られるように重み係数を設定している。このため、従来の無線通信システムでは、ノイズの影響を受けてＲＳＳＩが大きくなっている場合でも、その受信信号の信頼度が高いと判断されてしまい、受信信号を正確に復号できない可能性があることが懸念されている。

一方、ＯＦＤＭ方式において、スペクトルマスクをかけて伝送することに加えて、自システム帯域内で定常的に発生するノイズの周波数に対応するサブキャリアをさらにヌルキャリア化したり（例えば、特許文献１参照）、前述したヌル帯域を拡張したり（例えば、特許文献２参照）して符号列を伝送する方法が提案されている。このため、これらの方法とビタビ復号とを組み合わせることで、無線通信システムにおけるノイズの影響を低減する方法（以下、ノイズ低減方法という）が考えられる。
特開２００１−２８５２３６号公報 特開２００２−２４７００４号公報

しかし、前述したノイズ低減方法では、ヌルキャリアの増加によって通信効率が低下してしまうという問題や、受信側のノイズ環境を送信側に伝達したり、送信側がヌルキャリアを追加したことを受信側に伝達したりするための通信規則を新たに構築する必要があるため、システム構成（つまり、個々の装置構成）が複雑化するという問題があった。

また、受信側の移動によって他の通信システムや電子機器などの干渉源が変わる場合や、干渉源から突発的にノイズが発生する場合といった急激なノイズ環境の変化にも対応しようとすると、通信規則がさらに複雑になって処理が煩雑化し、通信効率が余計に低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに精度よく復号を行うことが可能な軟判定値補正方法、及びその方法を適用した受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた第一発明である請求項１に記載の軟判定値補正方法は、複数のサブキャリアからなる通信チャンネルを用いて、誤り訂正符号にて符号化されたＯＦＤＭ信号の送受信を行う無線通信システム内の受信装置に適用される。但し、受信装置は、通信チャンネルを介して受信した受信信号をシンボル時間毎に高速フーリエ変換することによってその受信信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ処理手段と、ＦＦＴ処理手段を介してＯＦＤＭ信号を復調して誤り訂正符号の復号に使用する軟判定値をサブキャリア毎に生成する軟判定値生成手段とを備える。

そして、ＦＦＴ処理手段にて算出された周波数スペクトルに基づいて推定した無線通信システム内の被干渉量が、予め設定されたノイズ閾値以上である場合、軟判定値生成手段にて生成された軟判定値の少なくとも一部に、誤り訂正符号の復号への寄与度が低下するように設定された重み係数を乗じることによって、その軟判定値を補正する。

つまり、この軟判定値補正方法では、予め送信側でノイズの周波数にヌルキャリアを設定することなく、ＯＦＤＭ信号の受信ＣＮ比（キャリア信号電力と雑音電力との比）がある程度低い状態であっても、受信側が誤り訂正符号の復号に及ぼすノイズの影響を削減することによって通信品質を確保している。

したがって、本発明の軟判定値補正方法によれば、送信側と受信側との間で新たな通信規則を設ける必要もなく、ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに精度よく復号を行うことができる。

次に、第二発明である請求項２に記載の受信装置は、ＦＦＴ処理手段が、通信チャンネルを介して受信した受信信号をシンボル時間毎に高速フーリエ変換することによってその受信信号の周波数スペクトルを算出し、軟判定値生成手段が、ＦＦＴ処理手段を介してＯＦＤＭ信号を復調して誤り訂正符号の復号に使用する軟判定値をサブキャリア毎に生成する。

そして、補正手段が、軟判定値生成手段により生成された軟判定値の少なくとも一部に予め設定された重み係数を乗じることで、その軟判定値を補正し、被干渉量推定手段が、ＦＦＴ処理手段により算出された周波数スペクトルに基づいて、無線通信システム内の被干渉量を推定する。

ここで、重み係数設定手段が、被干渉量推定手段により推定された被干渉量が予め設定されたノイズ閾値以上である場合、補正手段による補正後の軟判定値において誤り訂正符号の復号への寄与度が低下するように重み係数を設定する。

つまり、本発明の受信装置は、第一発明の軟判定値補正方法を実現する装置であり、従って、この方法を実施した場合に得られる効果と同様の効果を得ることができる。
ところで、重み係数設定手段は、請求項３に記載のように、被干渉量と重み係数との対応関係を予め規定した対応テーブルに従って、重み係数を設定することが望ましい。

この場合、軟判定値をより細かく補正することができ、軟判定値に基づく誤り訂正復号の精度を向上させることができる。
次に、本発明の受信装置は、請求項４に記載のように、通信チャンネル内の周波数帯域のうち両側端部のサブキャリアが予めヌルキャリアとして設定された無線通信システムに適用される場合、被干渉量推定手段は、ヌルキャリアが設定された周波数帯域（以下、ヌル帯域という）の信号レベルに基づいて被干渉量を推定することが望ましい。

このように構成された受信装置によれば、通信チャンネル内のノイズレベルに近い推定値を簡易に得ることができる。
また、本発明の受信装置は、請求項５に記載のように、被干渉量推定手段が、シンボル時間毎にヌル帯域の信号レベルそのものを被干渉量として推定し、重み係数設定手段が、ヌル帯域の信号レベルがノイズ閾値以上である場合、被干渉量推定手段により被干渉量を推定したときのシンボル時間分の全サブキャリアに重み係数を設定してもよい。

このように構成された受信装置によれば、ノイズの発生時間に該当する軟判定値だけを重み付けするため、突発的にノイズが発生する等の受信環境の変化があった場合であっても、誤り訂正復号の精度を向上させることができる。

また、本発明の受信装置は、請求項６に記載のように、被干渉量推定手段が、高周波数側のヌル帯域をＨ側ヌル帯域、低周波数側のヌル帯域をＬ側ヌル帯域として、Ｈ側ヌル帯域の信号レベルとＬ側ヌル帯域の信号レベルとを個別に被干渉量として推定する。

そして、重み係数設定手段が、Ｈ側ヌル帯域の信号レベルがノイズ閾値以上である場合、Ｈ側ヌル帯域に隣接する予め設定された数のサブキャリアに重み係数を設定し、Ｌ側ヌル帯域の信号レベルがノイズ閾値以上である場合、Ｌ側ヌル帯域に隣接する予め設定された数のサブキャリアに重み係数を設定してもよい。

このように構成された受信装置によれば、干渉を受けた周波数側のサブキャリアに対応する軟判定値だけを重み付けするため、隣接チャンネルを用いた他の通信システム等からの影響が高周波数側（Ｈ側）と低周波数側（Ｌ側）で異なる場合に、より精度良く干渉の影響を推定でき、誤り訂正復号の精度を向上させることができる。

また、本発明の受信装置は、請求項７に記載のように、被干渉量推定手段が、周波数スペクトル上でＨ側ヌル帯域の信号レベルとＬ側ヌル帯域の信号レベルとに基づいて線形に近似されたサブキャリア毎の信号レベルを被干渉量として推定し、重み係数設定手段が、信号レベルがノイズ閾値以上であるサブキャリアに重み係数を設定してもよい。

このように構成された受信装置によれば、干渉を受けたサブキャリアに対応する軟判定値だけを重み付けするため、軟判定値をさらに細かく補正することができる。
或いは、本発明の受信装置は、請求項８に記載のように、被干渉量推定手段が、ＯＦＤＭ信号の受信前におけるサブキャリア毎の信号レベル（以下、待機信号レベルという）を被干渉量として推定し、重み係数設定手段は、待機信号レベルがノイズ閾値以上であるサブキャリアに重み係数を設定してもよい。

このように構成された受信装置によれば、例えば携帯電話やＰＣ等から流出する電磁波（高調波）のように特定の周波数に対応する信号レベルのみが高いノイズであっても識別可能となり、ひいては被干渉量の推定精度を向上させることができる。

なお、待機信号レベルは、請求項９に記載のように、ＯＦＤＭ信号を受信した時点より予め設定された時間だけ前における一定期間分の平均値であることが望ましい。
この場合、ＯＦＤＭ信号の受信前に瞬間的に発生するだけで復号に影響しないノイズを省き、定常的に発生して復号に影響するノイズのみに対して干渉量を推定可能となり、ひいては軟判定値に対する過度な補正を抑制することができる。

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実施形態としての無線通信システム１を構成する送信装置１０及び受信装置２０の概略構成を示すブロック図である。

＜無線通信システムの構成＞
図１に示すように、無線通信システム１は、一または複数の送信装置１０及び受信装置２０からなり、自システムに割り当てられた周波数帯域（以下、自システム帯域という）内に設定された複数のサブキャリアを用いてＯＦＤＭ通信を行うことにより、各装置間で大容量のパケットデータを伝送するシステムである。

なお、ここで伝送されるパケットデータ（以下、ＯＦＤＭ信号ともいう）は、１パケットがＬ個（但し、Ｌは自然数）のＯＦＤＭシンボルで構成され、１ＯＦＤＭシンボルあたりＮビット（但し、Ｎは自然数）の符号化された情報をＭ本（但し、Ｍは２以上の整数）のサブキャリアに重畳して伝送されるものであり、１パケットあたりＬ×Ｍ×Ｎ個のビットの情報量を有している。

また、無線通信システム１では、自システムの通信チャンネルに隣接した周波数帯域を使用する他の通信システム等（いわゆる隣接チャンネル）からの干渉を緩和するために、自システム帯域内における両側端部のサブキャリアをヌルキャリアとして伝送するように規定されている。

＜送信装置の構成＞
送信装置１０は、送信ビット列を、誤り訂正符号（ここでは畳み込み符号）に符号化（誤り符号化処理）するエンコーダ１１と、エンコーダ１１から出力される符号列の順番を並べ替え（インターリーブ処理）するインターリーバ１２と、インターリーバ１２の出力をＮビット毎に２^NＱＡＭのシンボル点にマッピングするマッパ１３と、マッパ１３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、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）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もいう）を表すデータ列を生成するＯＦＤＭ変調器１４とを備えている。

また、送信装置１０は、ＯＦＤＭ変調器１４が生成したデータ列（つまり、各ＯＦＤＭシンボル）にガードインターバルを付加するＧＩ付加部１５と、ＧＩ付加部１５から出力されるデータ列の先頭に後述するプリアンブルを付加するＰＡ付加部１６と、ＰＡ付加部１６から出力されるデータ列をデジタル−アナログ変換することにより送信信号（即ち、ＯＦＤＭ信号）を生成するＤＡ変換器１７と、ＤＡ変換器１７が生成したＯＦＤＭ信号を予め設定された周波数帯（以下、ＲＦ周波数帯という）の信号にアップコンバートし、送信アンテナＡＳを介して送信するＲＦ送信部１８とを備えている。

＜受信装置の構成＞
一方、受信装置２０は、受信アンテナＡＲを介してＲＦ周波数帯の信号を受信して後段の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２１と、ＲＦ受信部２１から出力される信号（ＯＦＤＭ信号を含む）をアナログ−デジタル変換することでデータ列を生成するＡＤ変換器２２と、ＡＤ変換器２２から出力されるデータ列の中からパケットの先頭を表すプリアンブルを検出するＰＡ検出部２３と、ＰＡ検出部２３を介して入力したデータ列の中からガードインターバルを除去するＧＩ除去部２４とを備えている。

また、受信装置２０は、ＧＩ除去部２４を介して入力したデータ列をシンボル時間毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することにより周波数スペクトルを算出し、Ｍ本のサブキャリアに対応させた一次シンボルに復調するＯＦＤＭ復調器２５と、ＯＦＤＭ復調器２５にて復調された一次シンボルに基づいて軟判定値Ｗ_{l, m, n}を生成するデマッパ２６と、ＯＦＤＭ復調器２５にてＦＦＴされた周波数スペクトルに基づいて、受信信号における被干渉量の推定値を算出する被干渉量推定部２７とを備えている。なお、Ｗ_{l, m, n}は、ｌ番目のＯＦＤＭシンボル，ｍ番目のサブキャリア，ｎ番目のビットに対応する軟判定値として表記している。

さらに、受信装置２０は、被干渉量推定部２７が算出した推定値に基づいて、デマッパ２６が生成する軟判定値Ｗ_{l, m, n}に重み付けすることにより、補正された軟判定値Ｗ_{l, m, n}からなる符号列を生成する重み制御部２８と、重み制御部２８が生成した符号列の順番を元の順番に並べ替え（デインターリーブ処理）するデインターリーバ２９と、デインターリーバ２９の出力に基づいて最尤復号処理を行って受信ビット列を生成するビタビ復号器３０とを備えている。なお、ここでの最尤復号処理とは、軟判定値Ｗ_{l, m, n}を用いて、受信したデータ列（受信系列）から最も尤度（信頼度）の高い符号系列を探索する復号を行う処理（軟判定ビタビ復号処理）をいう。

つまり、無線通信システム１では、送信装置１０が誤り符号化処理とインターリーブ処理とを施して生成したデータ列（パケットデータ）を伝送することで、受信装置２０が、デインターリーブ処理によってパケットデータ内の連続した誤りを分散し、軟判定ビタビ復号処理によって伝送中に発生した誤りを受信側で訂正することが可能となる。また、送信装置１０がＯＦＤＭシンボルにガードインターバルを付加して伝送することで、受信装置２０が、ガードインターバル長以内の遅延波であれば、電波の反射等によって生じるマルチパスの影響を防ぐことが可能となるように構成されている。

なお、本実施形態において、送信装置１０のエンコーダ１１，インターリーバ１２，マッパ１３，ＯＦＤＭ変調器１４、及び受信装置２０のＯＦＤＭ復調器２５，デマッパ２６，被干渉量推定部２７，重み制御部２８，デインターリーバ２９，ビタビ復号器３０は、論理回路に従って実行する処理として実現されている。

＜被干渉量推定部，重み制御部の構成＞
ここで、図２は、本実施形態における被干渉量推定部２７，重み制御部２８の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、被干渉量推定部２７は、ＯＦＤＭ復調器２５にてＦＦＴされたシンボル時間分の周波数スペクトルからヌルキャリアを抽出し、その抽出したヌルキャリアの信号電力（以下、単に電力ともいう）を算出するヌルキャリア電力算出部３１と、ヌルキャリア電力算出部３１にて算出された電力を加算することにより、自システム帯域のうちヌルキャリアが設定された周波数帯域（以下、ヌル帯域という；図７（ａ）参照）の総電力Ｘ_lを求める加算部３２とを備えている。なお、Ｘ_lは、ｌ番目のＯＦＤＭシンボルに対応するヌル帯域の総電力として表記している。

一方、重み制御部２８は、加算部３２により求められたヌル帯域の総電力Ｘ_lと予め設定されたノイズ閾値ｔｈとを比較し、ヌル帯域の総電力Ｘ_lがノイズ閾値ｔｈ以上である場合、全サブキャリアの軟判定値Ｗ_{l, m, n}において誤り訂正符号の復号への寄与が低下するように重み係数αを設定する第１重み係数設定部３３と、デマッパ２６が生成した軟判定値Ｗ_{l, m, n}に、第１重み係数設定部３３により設定された重み係数αを乗じることにより重み付けを行う重み付け部３４とを備えている。なお、重み係数αは、予め設定された固定値であってもよいし、ヌル帯域の総電力Ｘ_l（即ち、被干渉量の推定値）が大きいほど尤度が小さくなるように規定した対応テーブルに従って設定される可変値であってもよい。

なお、本実施形態において、ＯＦＤＭ復調器２５がＦＦＴ処理手段、デマッパ２６が軟判定値生成手段、重み付け部３４が補正手段、被干渉量推定部２７が被干渉量推定手段、第１重み係数設定部３３が重み係数設定手段に相当する。

＜効果＞
このように構成された受信装置２０では、予め送信装置１０側でノイズの周波数にヌルキャリアを別途設定することなく、ＯＦＤＭ信号の受信ＣＮ比（キャリア信号電力と雑音電力との比）がある程度低い状態であっても、軟判定ビタビ復号処理に及ぼすノイズの影響を削減することによって通信品質を確保している。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、送信装置１０との間で新たな通信規則を設ける必要もなく、ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに済むことができる。

また、受信装置２０では、ヌル帯域の総電力Ｘ_lを被干渉量として推定し、その被干渉量がノイズ閾値ｔｈ以上である場合、シンボル時間分の全サブキャリアに重み係数αを設定するため、突発的にノイズが発生する等の受信環境の変化があった場合であっても、誤り訂正復号の精度を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、本実施形態の受信装置２０は、第１実施形態と比較して、被干渉量推定部２７及び重み制御部２８（第１重み係数設定部３３）の構成が異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。

図３は、本実施形態における被干渉量推定部２７，重み制御部２８の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、被干渉量推定部２７は、ＯＦＤＭ復調器２５にてＦＦＴ変換されたシンボル時間分の周波数スペクトルからヌルキャリアを抽出し、その抽出したヌルキャリアの信号電力のうち、高周波数側の電力を算出するＨ側ヌルキャリア電力算出部４１ａと、低周波数側の電力を算出するＬ側ヌルキャリア電力算出部４１ｂとを備えている。

また、被干渉量推定部２７は、Ｈ側ヌルキャリア電力算出部４１Ａにて算出された電力を加算することにより、高周波数側のヌル帯域（以下、Ｈ側ヌル帯域という；図７（ｂ）参照）の総電力Ｘ（Ｈ）_lを求めるＨ側加算部４２ａと、Ｌ側ヌルキャリア電力算出部４１Ｂにて算出された電力を加算することにより、低周波数側のヌル帯域（以下、Ｌ側ヌル帯域という；図７（ｂ）参照）の総電力Ｘ（Ｌ）_lを求めるＬ側加算部４２ｂとを備えている。

一方、重み制御部２８は、Ｈ側加算部４２ａ，Ｌ側加算部４２ｂにより求められたＨ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｈ）_l，Ｌ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｌ）_lと予め設定されたノイズ閾値ｔｈとを個別に比較し、Ｈ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｈ）_lがノイズ閾値ｔｈ以上である場合、Ｈ側ヌル帯域に隣接する予め設定された数のサブキャリアに重み係数αを設定し、Ｌ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｌ）_lがノイズ閾値ｔｈ以上である場合、Ｌ側ヌル帯域に隣接する予め設定された数のサブキャリアに重み係数αを設定する第２重み係数設定部４３を備えている。ちなみに、ここでの予め設定された数のサブキャリアとは、高周波数側（或いは低周波数側）全てのサブキャリアであってもよい。

なお、本実施形態において、第２重み係数設定部４３が重み係数設定手段に相当する。
＜効果＞
このように構成された受信装置２０では、予め送信装置１０側でノイズの周波数にヌルキャリアを別途設定することなく、ＯＦＤＭ信号の受信ＣＮ比（キャリア信号電力と雑音電力との比）がある程度低い状態であっても、軟判定ビタビ復号処理に及ぼすノイズの影響を削減することによって通信品質を確保している。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、送信装置１０との間で新たな通信規則を設ける必要もなく、ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに済むことができる。

また、受信装置２０では、Ｈ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｈ）_lとＬ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｌ）_lとを個別に被干渉量として推定し、それぞれの被干渉量とノイズ閾値ｔｈとを比較するため、隣接チャンネルを用いた他の通信システム等からの干渉があった場合であっても、誤り訂正復号の精度を向上させることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
なお、本実施形態の受信装置２０は、第２実施形態と比較して、被干渉量推定部２７及び重み制御部２８（第２重み係数設定部４３）の構成が異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。但し、本実施形態の被干渉量推定部２７は、第２実施形態と同様に、Ｈ側ヌルキャリア電力算出部４１ａ，Ｌ側ヌルキャリア電力算出部４１ｂ，Ｈ側加算部４２ａ，Ｌ側加算部４２ｂを備えている。

図４は、本実施形態における被干渉量推定部２７，重み制御部２８の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、被干渉量推定部２７は、Ｈ側加算部４２ａ，Ｌ側加算部４２ｂにより求められたＨ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｈ）_l，Ｌ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｌ）_lのそれぞれの平均値に基づいて、周波数スペクトル上に線形近似されたサブキャリア毎の信号電力（図７（ｃ）参照）Ｘ_l,mを算出する線形近似部４５を備えている。

なお、ここでの線形近似は、例えば、高周波数側の隣接チャンネルを用いた他の通信システムからの干渉が支配的な場合、サブキャリア毎の干渉量は低周波数側になるほど小さくなり、反対に、低周波数側の隣接チャンネルを用いた他の通信システムからの干渉が支配的な場合、サブキャリア毎の干渉量は高周波数側になるほど小さくなることを利用している。

一方、重み制御部２８は、線形近似部４５により求められたサブキャリア毎の信号電力Ｘ_l,mと予め設定されたノイズ閾値ｔｈとを個別に比較し、信号電力Ｘ_l,mがノイズ閾値ｔｈ以上であるサブキャリアに重み係数αを設定する第３重み係数設定部４６を備えている。

なお、本実施形態において、第３重み係数設定部４６が重み係数設定手段に相当する。
＜効果＞
このように構成された受信装置２０では、予め送信装置１０側でノイズの周波数にヌルキャリアを別途設定することなく、ＯＦＤＭ信号の受信ＣＮ比（キャリア信号電力と雑音電力との比）がある程度低い状態であっても、軟判定ビタビ復号処理に及ぼすノイズの影響を削減することによって通信品質を確保している。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、送信装置１０との間で新たな通信規則を設ける必要もなく、ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに済むことができる。

また、受信装置２０では、Ｈ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｈ）_lとＬ側ヌル帯域の総電力Ｘ（Ｌ）_lとに基づいて線形に近似されたサブキャリア毎の信号電力Ｘ_l,mを被干渉量として推定し、それぞれの被干渉量とノイズ閾値ｔｈとを比較するため、軟判定値をさらに細かく補正することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
なお、本実施形態の受信装置２０は、第１実施形態と比較して、ＰＡ検出部２３、被干渉量推定部２７、及び、重み制御部２８（第２重み係数設定部４３）の構成が異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。このうち、ＰＡ検出部２３は、図５に示すように、ＡＤ変換器２２から出力されるデータ列の中からパケットの先頭を表すプリアンブルを検出すると、ハイレベルの信号（以下、Ｈレベル信号という）を被干渉量推定部２７に出力し、プリアンブルを検出しない間はローレベルの信号（以下、Ｌレベル信号という）を被干渉量推定部２７に出力する点が異なっている。

ここで、図６は、本実施形態における被干渉量推定部２７，重み制御部２８の構成を示すブロック図である。
図６に示すように、被干渉量推定部２７は、ＰＡ検出部２３からＬレベル信号が入力されている間、ＯＦＤＭ復調器２５にてＦＦＴ変換されたシンボル時間分の周波数スペクトルを表すデータをスペクトルデータとして、予め設定された個数のスペクトルデータを時系列的に順次更新することで、所定期間分のスペクトルデータを保持するメモリ部４７を備えている。

また、被干渉量推定部２７は、ＰＡ検出部２３からの入力信号がＨレベル信号に切り替わると、予め設定された時間だけ前の一定期間分のスペクトルデータをメモリ部４７から読み出し、その読み出したスペクトルデータに基づいて、サブキャリア毎の電力の時間平均値Ｘ_m（図７（ｄ）参照）を算出する電力算出部４８を備えている。なお、Ｘ_mは、ｍ番目のサブキャリアに対応する電力の時間平均値として表記している。

一方、重み制御部２８は、電力算出部４８により求められた電力の時間平均値Ｘ_mと予め設定されたノイズ閾値ｔｈとをサブキャリア毎に比較し、電力がノイズ閾値ｔｈ以上であるサブキャリアに重み係数αを設定する第４重み係数設定部４９を備えている。

なお、本実施形態において、第４重み係数設定部４９が重み係数設定手段に相当する。
＜効果＞
このように構成された受信装置２０では、予め送信装置１０側でノイズの周波数にヌルキャリアを別途設定することなく、ＯＦＤＭ信号の受信ＣＮ比（キャリア信号電力と雑音電力との比）がある程度低い状態であっても、軟判定ビタビ復号処理に及ぼすノイズの影響を削減することによって通信品質を確保している。

このため、本実施形態の受信装置２０によれば、送信装置１０との間で新たな通信規則を設ける必要もなく、ノイズ環境下にあっても、簡易な手法によって通信効率を低下させずに済むことができる。

また、受信装置２０では、ＯＦＤＭ信号の受信前におけるサブキャリア毎の電力の時間平均値Ｘ_mを被干渉量として推定し、その被干渉量がノイズ閾値ｔｈ以上であるパケット時間分のサブキャリアに重み係数αを設定する。

このため、受信装置２０によれば、例えば携帯電話やＰＣ等から流出する電磁波（高調波）のように特定の周波数に対応する信号レベルのみが高いノイズであっても識別可能となり、ひいては被干渉量の推定精度を向上させることができる。

また、受信装置２０によれば、ＯＦＤＭ信号を受信した時点より予め設定された時間だけ前における一定期間分の電力の時間平均値Ｘ_mを被干渉量の推定値としているため、ＯＦＤＭ信号の受信前に瞬間的に発生するだけで軟判定ビタビ復号処理に影響しないノイズを推定値から省き、軟判定値Ｗ_{l, m, n}に対する過度の補正を抑制することができる。

＜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において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記実施形態の受信装置２０では、ＯＦＤＭ復調器２５，デマッパ２６，被干渉量推定部２７，重み制御部２８，デインターリーバ２９，ビタビ復号器３０が、論理回路に従って実行する処理として実現されているが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータが予め用意されたプログラムに従って実行する処理として実現されていてもよい。

なお、上記実施形態の無線通信システム１は、プリアンブルを用いてパケットを検出するように構成されているが、これに限らず、ガードインターバルやＲＳＳＩを用いて検出するように構成されてもよい。

また、上記実施形態の無線通信システム１は、２^NＱＡＭで変調するように構成されているが、これに限るものではなく、２^NＰＳＫ等で変調するように構成されてもよい。
ところで、第１実施形態のヌルキャリア電力算出部３１の構成を、ＯＦＤＭ復調器２５にてＦＦＴされたシンボル時間分の周波数スペクトルからヌルキャリアを抽出するヌルキャリア抽出部と、そのヌルキャリア抽出部が抽出したヌルキャリアの信号電力を算出する第１電力算出部とに分けてもよいし、第２，第３実施形態のＨ側，Ｌ側のヌルキャリア電力算出部４１ａ，４１ｂの構成も同様にして分けてもよい。

また、第４実施形態の電力算出部４８は、ＯＦＤＭ信号を受信した時点より予め設定された時間だけ前における一定期間分の電力の時間平均値Ｘ_mを算出しているが、これに限定されるものではなく、メモリ部４７が保持する最新のスペクトルデータに基づく電力（即ち、ＯＦＤＭ信号を受信した時点の直前の電力）を算出するようにしてもよい。

第１実施形態における無線通信システム１を構成する送信装置１０及び受信装置２０の概略構成を示すブロック図。 第１実施形態における被干渉量推定部２７及び重み制御部２８の構成を示すブロック図。 第２実施形態における被干渉量推定部２７及び重み制御部２８の構成を示すブロック図。 第３実施形態における被干渉量推定部２７及び重み制御部２８の構成を示すブロック図。 第４実施形態における受信装置２０の概略構成を示すブロック図 第４実施形態における被干渉量推定部２７及び重み制御部２８の構成を示すブロック図。 被干渉量推定部２７が算出する推定値を説明するための周波数スペクトル図。

符号の説明

１…無線通信システム、１０…送信装置、１１…エンコーダ、１２…インターリーバ、１３…マッパ、１４…ＯＦＤＭ変調器、１５…ＧＩ付加部、１６…ＰＡ付加部、２０…受信装置、２３…ＰＡ検出部、２４…ＧＩ除去部、２５…ＯＦＤＭ復調器、２６…デマッパ、２７…被干渉量推定部、２８…重み制御部、２９…デインターリーバ、３０…ビタビ復号器、３１…ヌルキャリア電力算出部、３２…加算部、３３…第１重み係数設定部、３４…重み付け部、４１ａ…Ｈ側ヌルキャリア電力算出部、４１ｂ…Ｌ側ヌルキャリア電力算出部、４２ａ…Ｈ側加算部、４２ｂ…Ｌ側加算部、４３…第２重み係数設定部、４５…線形近似部、４６…第３重み係数設定部、４７…メモリ部、４８…電力算出部、４９…第４重み係数設定部。

Claims (9)

1. 複数のサブキャリアからなる通信チャンネルを用いて、誤り訂正符号にて符号化されたＯＦＤＭ信号の送受信を行う無線通信システムに使用され、
   前記通信チャンネルを介して受信した受信信号をシンボル時間毎に高速フーリエ変換することによって該受信信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ処理手段と、
   前記ＦＦＴ処理手段を介して前記ＯＦＤＭ信号を復調して誤り訂正符号の復号に使用する軟判定値を前記サブキャリア毎に生成する軟判定値生成手段と、
   を備えた受信装置において、前記軟判定値生成手段が生成した軟判定値を補正する軟判定値補正方法であって、
   前記ＦＦＴ処理手段にて算出された周波数スペクトルに基づいて推定した前記無線通信システム内の被干渉量が、予め設定されたノイズ閾値以上である場合、前記軟判定値生成手段にて生成された軟判定値の少なくとも一部に、前記誤り訂正符号の復号への寄与度が低下するように設定された重み係数を乗じることによって、該軟判定値を補正することを特徴とする軟判定値補正方法。
2. 複数のサブキャリアからなる通信チャンネルを用いて、誤り訂正符号にて符号化されたＯＦＤＭ信号の送受信を行う無線通信システムに使用され、
   前記通信チャンネルを介して受信した受信信号をシンボル時間毎に高速フーリエ変換することによって該受信信号の周波数スペクトルを算出するＦＦＴ処理手段と、
   前記ＦＦＴ処理手段を介して前記ＯＦＤＭ信号を復調して誤り訂正符号の復号に使用する軟判定値を前記サブキャリア毎に生成する軟判定値生成手段と、
   を備えた受信装置において、
   前記軟判定値生成手段により生成された軟判定値の少なくとも一部に予め設定された重み係数を乗じることで、該軟判定値を補正する補正手段と、
   前記ＦＦＴ処理手段により算出された周波数スペクトルに基づいて、前記無線通信システム内の被干渉量を推定する被干渉量推定手段と、
   前記被干渉量推定手段により推定された被干渉量が予め設定されたノイズ閾値以上である場合、前記補正手段による補正後の軟判定値において前記誤り訂正符号の復号への寄与度が低下するように前記重み係数を設定する重み係数設定手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
3. 前記重み係数設定手段は、前記被干渉量と前記重み係数との対応関係を予め規定した対応テーブルに従って、前記重み係数を設定することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記通信チャンネル内の周波数帯域のうち両側端部のサブキャリアが予めヌルキャリアとして設定され、
   前記被干渉量推定手段は、前記ヌルキャリアが設定された周波数帯域であるヌル帯域の信号レベルに基づいて前記被干渉量を推定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の受信装置。
5. 前記被干渉量推定手段は、前記シンボル時間毎に前記ヌル帯域の信号レベルそのものを前記被干渉量として推定し、
   前記重み係数設定手段は、前記ヌル帯域の信号レベルが前記ノイズ閾値以上である場合、前記被干渉量推定手段が前記被干渉量を推定したときのシンボル時間分の全サブキャリアに前記重み係数を設定することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
6. 前記被干渉量推定手段は、高周波数側の前記ヌル帯域をＨ側ヌル帯域、低周波数側の前記ヌル帯域をＬ側ヌル帯域として、前記Ｈ側ヌル帯域の信号レベルと前記Ｌ側ヌル帯域の信号レベルとを個別に前記被干渉量として推定し、
   前記重み係数設定手段は、前記Ｈ側ヌル帯域の信号レベルが前記ノイズ閾値以上である場合、前記Ｈ側ヌル帯域に隣接する予め設定された数のサブキャリアに前記重み係数を設定し、前記Ｌ側ヌル帯域の信号レベルが前記ノイズ閾値以上である場合、前記Ｌ側ヌル帯域に隣接する予め設定された数のサブキャリアに前記重み係数を設定することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
7. 前記被干渉量推定手段は、高周波数側の前記ヌル帯域をＨ側ヌル帯域、低周波数側の前記ヌル帯域をＬ側ヌル帯域として、前記周波数スペクトル上で前記Ｈ側ヌル帯域の信号レベルと前記Ｌ側ヌル帯域の信号レベルとに基づいて線形に近似されたサブキャリア毎の信号レベルを前記被干渉量として推定し、
   前記重み係数設定手段は、前記信号レベルが前記ノイズ閾値以上であるサブキャリアに前記重み係数を設定することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
8. 前記被干渉量推定手段は、前記ＯＦＤＭ信号の受信前におけるサブキャリア毎の信号レベルである待機信号レベルを前記被干渉量として推定し、
   前記重み係数設定手段は、前記待機信号レベルが前記ノイズ閾値以上であるサブキャリアに前記重み係数を設定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の受信装置。
9. 前記待機信号レベルは、前記ＯＦＤＭ信号を受信した時点より予め設定された時間だけ前における一定期間分の平均値であることを特徴とする請求項８に記載の受信装置。

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