JP2010088060A

JP2010088060A - 双方向通信システム、通信装置及び通信装置の制御方法

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Publication number: JP2010088060A
Application number: JP2008257789A
Authority: JP
Inventors: Makoto Umehara; 誠梅原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: US8165238B2; US20100086071A1; JP5178436B2

Abstract

【課題】干渉の発生を排除した周波数利用効率の高い双方向通信を実現する。
【解決手段】双方向通信システムにおける２つの通信装置の各々は、予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信し、相手の通信装置より送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う。これら通信装置の少なくとも一方において、ＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、当該双方向通信における双方向のＯＦＤＭ信号の伝送時間の合計よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の伝送周波数帯を用いて対向装置間でＯＦＤＭ信号を双方向通信する双方向通信システムに関する。

近年、地上デジタルテレビジョン放送等において直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式が適用されている。ＯＦＤＭ伝送方式は、送信データを直交する複数のサブキャリアで並列に低速伝送するため、マルチパス耐性や周波数利用効率が高いといった特徴を有している。

上記のようなＯＦＤＭ変調された信号をＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）方式により、対向する装置間で双方向通信する方法が特許文献１に記載されている。特許文献１では、受信ＯＦＤＭ信号に同期して逆方向にＯＦＤＭ信号を送信する双方向通信方式が提案されている。特許文献１に記載の伝送方式によれば、各装置が送信するＯＦＤＭ信号は直交し、受信復調時にお互いの信号が干渉し合うことがない。すなわち、周波数帯域を隣接して割り当てることで、双方向伝送帯域を増大せしめることが可能である。
特開平１１−０５５２１１号公報

しかしながら、特許文献１では信号の伝送時間が考慮されていない。このため、以下の課題が生じる。

図８は特許文献１の双方向通信システムのブロック図であり、通信装置８０１と通信装置８０２は送受信部８０３、８０４を備え、双方向通信を行う。なお、送受信部８０３、８０４の使用する通信周波数（サブキャリア周波数）の帯域は図９に示す如く隣接して割り当てられる。また、送受信部８０３、８０４にはハイブリッド回路等は具備されておらず、送受信部８０３（８０４）の送信部から送信される信号は送受信部８０４（８０３）にて受信されるほか、送受信部８０３（８０４）の受信部に回り込んで受信される。８０５は伝送路である。伝送路８０５は実線で示されているが、物理的な伝送路としては有線、無線を問うことはない。８０６は送受信部８０３が送受信部８０４に送信するＯＦＤＭ信号（以後、下りＯＦＤＭ信号８０６とする）を示しており、８０７は送受信部８０４が送受信部８０３に送信するＯＦＤＭ信号（以後、上りＯＦＤＭ信号８０７とする）を示している。

図１０において、１００１、１００２は送受信部８０３、８０４で受信される下りＯＦＤＭ信号８０６、上りＯＦＤＭ信号８０７の時間配置を示す。なお、図１０において、送受信部８０３、８０４間の信号伝送時間Ｔｄは考慮されるが、回り込みに関する信号伝送時間は十分小さく無視できるものとする。送受信部８０３、８０４は有効シンボルと有効シンボルの後部の所定期間をコピーしたガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）とから構成されるＯＦＤＭシンボルを送受信する。送受信部８０３から送信される下りＯＦＤＭ信号８０６は、送信から伝送時間Ｔｄ後、下りＯＦＤＭ信号１００５として送受信部８０４にて受信されるほか、送受信部８０３にも回り込んで受信される（下りＯＦＤＭ信号１００３）。

特許文献１によれば、送受信部８０４は、下りＯＦＤＭ信号１００５に同期して上りＯＦＤＭ信号８０７を送信する。この際、送受信部８０４から送信された上りＯＦＤＭ信号８０７は、送信から伝送時間Ｔｄ後、上りＯＦＤＭ信号１００４として送受信部８０３にて受信されるほか、送受信部８０４にも回り込んで受信される（上りＯＦＤＭ信号１００６）。ここで、送受信部８０４が下りＯＦＤＭ信号１００５の有効シンボル期間を復調処理期間とする場合（１００７）、下りＯＦＤＭ信号１００５と上りＯＦＤＭ信号１００６は直交しているため、干渉無く、下りＯＦＤＭ信号１００５を復調可能である。

一方、送受信部８０３では、１００１に示すように下りＯＦＤＭ信号１００３と上りＯＦＤＭ信号１００４のシンボルタイミングは往復分の伝送時間２Ｔｄの時間差を有することとなる。このため、送受信部８０３が上りＯＦＤＭ信号１００４の有効シンボル期間を復調処理期間とする場合（１００８）、下りＯＦＤＭ信号１００３のシンボル境界を含み、直交性が崩れることとなる。すなわち、干渉が発生し受信性能が低下してしまうという課題が生じる。

なお、送受信部８０３において、復調処理期間を上りＯＦＤＭ信号１００４の有効シンボル期間よりも前方に設定する（１００９）ことで、両ＯＦＤＭ信号の直交性を保つことは可能である。しかしながら、特許文献１にはそのような復調処理の期間の制御に関して記載は無い。また、このように復調処理期間を調整した場合には、送受信部８０３の受信信号の内、ＧＩとして機能する期間が送受信部８０４の受信信号のそれと比して短くなり、マルチパス耐性が大きく低下してしまう。したがって、送受信部８０３におけるマルチパス干渉を回避するためにガードインターバル長（ＧＩ長）を長く設定する必要があり、この場合、双方向伝送帯域が低下するという課題が生じる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭ信号による双方向通信における干渉の発生を排除し、周波数利用効率の高い双方向通信を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による通信システムは、以下の構成を備える。すなわち、
２つの通信装置によりＯＦＤＭ信号を用いた双方向通信を行う双方向通信システムであって、
前記２つの通信装置の各々は、
予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信する送信手段と、
相手の通信装置の前記送信手段より送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う復調手段とを備え、
前記２つの通信装置の少なくとも一方の通信装置において、前記送信手段によるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記双方向通信におけるＯＦＤＭ信号の往復伝送時間よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する制御手段を備える。

また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による通信装置は、以下の構成を備える。すなわち、
外部の通信装置との間でＯＦＤＭ信号の双方向通信を行う通信装置であって、
予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信する送信手段と、
相手の通信装置の前記送信手段より送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う復調手段と、
前記送信手段によるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記双方向通信におけるＯＦＤＭ信号の往復伝送時間よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する制御手段とを備える。

更に、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による通信装置の制御方法は、
外部の通信装置との間でＯＦＤＭ信号の双方向通信を行う通信装置の制御方法であって、
予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信する送信工程と、
相手の通信装置の前記送信工程より送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信工程と、
前記受信工程で受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う復調工程と、
前記送信工程におけるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信工程で受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記双方向通信におけるＯＦＤＭ信号の往復伝送時間よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する制御工程とを有する。

本発明によれば、干渉の発生が排除され、周波数利用効率の高い双方向通信システムを実現することができる。このため、双方向伝送帯域を増加せしめることが可能となる。

以下に、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態であるＯＦＤＭ信号の双方向通信システムについて詳細に説明する。なお、システム構成は図８と同様であるため、同一の符号を用いて説明を行うものとする。

＜第１実施形態＞
本実施形態に示す双方向通信システムは、送受信部８０３、８０４間の信号の伝送時間Ｔｄを測定する。そして、受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングから伝送時間Ｔｄ分だけ先行するタイミングで受信したＯＦＤＭ信号と直交するＯＦＤＭ信号を逆方向に送信する。さらに、送信されたＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間が復調処理の期間として設定される。すなわち、送受信部８０３、８０４における受信信号が図２の２０１、２０２に示す如く時間配置されるよう送受信部８０３と８０４とが同期してＯＦＤＭ信号を送信する。そして、復調処理期間を２０３、２０４に示す期間（送信するＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間）とすることで、復調処理期間にシンボル境界を含むことなく、干渉の発生しない双方向通信を実現する。この場合、送受信部８０３で受信される信号の内、ＧＩとして機能する期間が従来技術（図１０の１００９のタイミング）と比して長くなる。その一方、送受信部８０４で受信される信号の内、ＧＩとして機能する期間は従来技術（図１０の１００７のタイミング）と比して短くなる。しかしながら、従来技術と同一のマルチパス耐性を実現する場合、従来技術と比してガードインターバル長（ＧＩ長）を短く設定できるため、双方向伝送帯域を増大せしめることが可能となる。

ＯＦＤＭ方式では、ＧＩは復調には使用しない冗長な部分であり、ＧＩ長が短ければ短いほど伝送帯域が増える。但し、ＧＩ長に関して伝送帯域とマルチパス耐性はトレードオフの関係になる。従来技術では、送受信部８０３の受信信号において、ＧＩがＧＩとして働かない部分が多くあり、マルチパス耐性が低くなる問題がある。対して、本実施形態では、このような課題を解決し、ＧＩとして働く期間が長くなるよう送信タイミングを調整させる。すなわち、ＧＩ長が同一の場合、本実施形態は従来技術と比較してマルチパス耐性が向上する。逆に考えると、マルチパス耐性を同一とした場合には、本実施形態はＧＩ長が短くて済むことになる。

以下、第１実施形態における通信装置８０１、８０２の送受信部８０３、８０４の構成及び動作をブロック図である図１を用いて説明する。
まず、送受信部８０３、８０４の送信に関わる動作を説明する。

図１で送受信部８０３のシンボルマッパ１０１は下り送信データを下り複素シンボル列１０２に変換し、逆離散フーリエ変換（以下、ＩＤＦＴ）部１０３に出力する。ＩＤＦＴ部１０３は下り複素シンボル列１０２を時間軸信号に変換し、下り有効シンボル１０４を生成する。ＧＩ付加部１０５は下り有効シンボル１０４の後部の所定期間をコピーし、下り有効シンボル１０４の前部にＧＩとして付加することで下りＯＦＤＭシンボル１０６を生成する。ＯＦＤＭシンボルにおいて、ガードインターバル長（ＧＩ長)と有効シンボル長は、それぞれ予め定められた長さを有する。送信部１０７は、予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として外部の通信装置へ送信する。外部の通信装置とは、双方向通信における相手の通信装置である。即ち、送信部１０７は下りＯＦＤＭシンボル１０６をＤ／Ａ変換処理、直交変調処理、周波数変換処理し、所定周波数帯の下りＯＦＤＭ信号８０６を伝送路８０５に送信する。この際、送信部１０７はタイミング制御部１０８の出力する下りタイミング信号１０９に同期して下りＯＦＤＭシンボル１０６を送信する。

送受信部８０４のシンボルマッパ１５１、ＩＤＦＴ部１５３、ＧＩ付加部１５５、送信部１５７は送受信部８０３のシンボルマッパ１０１、ＩＤＦＴ部１０３、ＧＩ付加部１０５、送信部１０７と同様に動作する。送受信部８０４において、上り送信データはシンボルマッパ１５１により上り複素シンボル列１５２に変換され、上り複素シンボル列１５２はＩＤＦＴ部１５３により上り有効シンボル１５４に変換される。そして、上り有効シンボル１５４は、ＧＩ付加部１５５により、上りＯＦＤＭシンボル１５６に変換される。送信部１５７は、タイミング制御部１５８の出力する上りタイミング信号１５９に同期して上りＯＦＤＭシンボル１５６を伝送路８０５に送信する。ただし、下りＯＦＤＭシンボル１０６と上りＯＦＤＭシンボル１５６の有効シンボル及びＧＩは同一長となるように生成され、下りＯＦＤＭ信号８０６と上りＯＦＤＭ信号８０７の周波数帯が隣接するよう送信部１０７、１５７にて周波数変換処理が行われる。この結果、下りＯＦＤＭ信号８０６と上りＯＦＤＭ信号８０７は図９に示す如く周波数配置される。

続いて、送受信部８０３、８０４の受信に関わる動作を説明する。

送受信部８０３の受信部１１１は受信信号を周波数変換処理、直交復調処理、Ａ／Ｄ変換処理し、受信ＯＦＤＭシンボル１１２をタイミング制御部１０８とＧＩ除去部１１３に出力する。ＧＩ除去部１１３は下りタイミング信号１０９に基づき、受信ＯＦＤＭシンボル１１２からＧＩを除去し、受信有効シンボル１１４をＤＦＴ部１１５に出力する。ここで、下りタイミング信号１０９は下りＯＦＤＭ信号８０６のシンボルタイミングを示しており、ＧＩ除去部１１３は下りＯＦＤＭ信号８０６のＧＩ期間を受信シンボルのＧＩとして除去する。つまり、受信ＯＦＤＭシンボル１１２における、下りＯＦＤＭ信号８０６の有効シンボル期間を復調処理することとなるため、下りＯＦＤＭ信号８０６のシンボル境界を含むことなく復調処理が行われる。なお、本実施形態では下りＯＦＤＭ信号８０６の有効シンボル期間を復調処理するものとするが、シンボル境界が含まれない期間であれば復調処理期間はこれに限られるものではない。すなわち、受信ＯＦＤＭシンボル１１２における有効シンボル期間より所定期間だけ前方を復調処理期間とするようＧＩ除去部１１３が動作するよう設定されてもよい。ＤＦＴ部１１５、等化部１１７、シンボルデマッパ１１９は復調処理を行う。すなわち、ＤＦＴ部１１５は受信有効シンボル１１４を周波数軸信号に変換し、受信複素シンボル列１１６を等化部１１７に出力する。等化部１１７は伝送路特性の等化を行い、等化複素シンボル列１１８をシンボルデマッパ１１９に出力する。シンボルデマッパ１１９は等化複素シンボル列１１８を上り受信データに変換する。

送受信部８０４の受信部１６１、ＧＩ除去部１６３、ＤＦＴ部１６５、等化部１６７、シンボルデマッパ１６９は送受信部８０３の受信部１１１、ＧＩ除去部１１３、ＤＦＴ部１１５、等化部１１７、シンボルデマッパ１１９と同様に動作する。受信部１６１は受信信号を受信ＯＦＤＭシンボル１６２に変換する。ＧＩ除去部１６３は、受信ＯＦＤＭシンボル１６２を受信有効シンボル１６４に変換する。ＤＦＴ部１６５は、受信有効シンボル１６４を複素シンボル列１６６に変換する。等化部１６７は複素シンボル列１６６を等化複素シンボル列１６８に変換する。そして、シンボルデマッパ１６９は、等化複素シンボル列１６８を下り受信データに変換する。

詳細は後述するが、タイミング制御部１０８、１５８は、相手の通信装置との間の信号伝送時間を測定し、測定された伝送時間に応じてタイミング信号１０９、１５９を制御する。

第１実施形態における送受信部８０３、８０４の動作を図３のフローチャートと図１２のタイミングチャートを用いて説明する。図３は送受信部８０３、８０４の動作を説明するフローチャートであり、図１２は各動作ステップにおける各部の信号タイミングを示すタイミングチャートである。

通信開始後、送受信部８０３のタイミング制御部１０８はＯＦＤＭシンボル長と同周期の下りタイミング信号１０９を生成する（ステップＳ３０１）。その後、送受信部８０３はこの下りタイミング信号１０９に同期して既知パターンの下りプリアンブルシンボルを所定シンボル数送信する（ステップＳ３０２）。ここで、ステップＳ３０１にて生成された下りタイミング信号１０９は、下りプリアンブル信号の送信停止後も継続的に同周期で生成される。また、下りプリアンブルシンボルのシンボル数は、送受信部８０４が同期検出するのに十分足りうる数に設定される。

一方、送受信部８０４のタイミング制御部１５８は、受信される下りプリアンブル信号からシンボルタイミングを検出し（ステップＳ３０３）、当該シンボルタイミングに同期した上りタイミング信号１５９を生成する（ステップＳ３０４）。その後、下りプリアンブル信号の受信停止を検出した後（ステップＳ３０５）、既知パターンの上りプリアンブル信号を上りタイミング信号１５９に同期して所定シンボル数だけ送信する（ステップＳ３０６）。なお、ステップＳ３０４にて生成された上りタイミング信号１５９は、下りプリアンブル信号の受信停止後も継続的に同周期で生成される。また、上りプリアンブルシンボルのシンボル数は、送受信部８０３が同期検出するのに十分足りうる数に設定される。

ここで、送受信部８０４の上りプリアンブルシンボルは下りプリアンブルシンボルに同期して送信されることとなる。したがって、送受信部８０３で受信される上りプリアンブルのシンボルタイミングは、ステップＳ３０２において送信した下りプリアンブルシンボルのシンボルタイミングである下りタイミング信号１０９から往復伝送時間２Ｔｄだけ遅延したものとなる。これを利用し、送受信部８０３は上りプリアンブル信号のシンボルタイミングを検出し（ステップＳ３０７）、下りタイミング信号からの遅延時間から伝送時間Ｔｄを算出する（ステップＳ３０８）。こうして、２つの通信装置の間における、ＯＦＤＭ信号の伝送時間が計測され、双方向通信における片方向のＯＦＤＭ信号の伝送時間Ｔｄが取得される。その後、タイミング制御部１０８は、下りタイミング信号を伝送時間Ｔｄ遅延させた信号を生成し、これを新たな下りタイミング信号とする（ステップＳ３０９）。この処理により、下りＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、受信した上りＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、伝送時間Ｔｄだけ先行するタイミングに制御される。

この結果、下りタイミング信号１０９と上りタイミング信号１５９とが同期することとなる。したがって、送受信部８０３、８０４がそれぞれ、下りタイミング信号１０９、上りタイミング信号１５９に同期してＯＦＤＭ信号を送信することで、図２の２０１、２０２に示す信号時間配置にて双方向通信を行うことが可能となる。また、ＧＩ除去部１１３、１６３の動作の結果、復調処理期間が図２の２０３、２０４に示す期間に設定され、シンボル境界を含むことなく、干渉無しに復調することが可能となる。なお、送受信部８０３、８０４は伝送路推定用にパイロットシンボルを送信し（ステップＳ３１０、Ｓ３１１）、等化処理に関する設定が完了した後（ステップＳ３１２、Ｓ３１３）、データ伝送を開始する。

図４、図５は、上述した上述したタイミング制御を行うためのタイミング制御部１０８、１５８の構成を示すブロック図である。

図４は送受信部８０３のタイミング制御部１０８の構成例を示すブロック図である。タイミング生成部４０３はステップＳ３０１において、下りタイミング信号１０９を生成する。上述したように、下りタイミング信号１０９はプリアンブル信号送信停止後も生成を同周期で継続し、ステップＳ３０９において伝送時間Ｔｄの算出後、前述の下りタイミング信号１０９を生成する。伝送時間算出部４０２は、ステップＳ３０８において上りシンボルタイミングと下りタイミング信号との遅延時間差から伝送時間を算出する。シンボル同期部４０１はステップＳ３０７において、既知パターンとの相関演算により上りシンボルタイミングの検出を行う。

図５は送受信部８０４のタイミング制御部１５８のブロック図である。シンボル同期部５０１はステップＳ３０３において、既知パターンとの相関演算により下りシンボルタイミングの検出を行う。タイミング生成部５０２は、ステップＳ３０４において下りシンボルタイミングに同期した上りタイミング信号１５９を生成し、下りプリアンブル信号の受信停止後も生成を継続する。

これら各部の動作の結果、送受信部８０３、８０４にて送受信されるＯＦＤＭ信号は図２に示すように時間配置され、かつシンボル境界を含むことなく復調処理することが可能である。したがって、周波数帯域を隣接して割り当てる場合において干渉を生じることなく双方向通信を行うことができる。また、従来技術と同一のマルチパス耐性を実現する場合、従来技術と比してＧＩ長を短く設定できるため、双方向伝送帯域を増大せしめることが可能となる。

本実施形態では、送受信部８０３にて送信タイミングの制御を行うものとして説明したがこれに限られるものではない。例えば、送受信部８０３にて算出された伝送時間を送受信部８０４に通知し、送受信部８０４が送信タイミングの制御を行うことでも本実施形態と同様の効果を得ることが可能であることはいうまでもない。

また、本実施形態では、図９に示す如く、送受信部８０３、８０４が隣接された帯域で直交するサブキャリアを用いて双方向通信を行う場合を例として説明したが、これに限られるものではない。例えば、各サブキャリアが直交していれば、どのようなサブキャリア配置でも適用可能であることはいうまでもない。すなわち、例えば図１４に示す如く、各サブキャリアが交互に配置されるようにして双方向通信を行ってもよい。

本実施形態では、送受信部８０３、８０４が送信ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを受信ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して伝送時間Ｔｄ分先行するタイミングとなるよう制御するものとして説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、送受信部８０４が送信ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを受信ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して任意時間Ｔ分先行するタイミングとなるよう制御しても良い。ただし、Ｔ＝Ｔｄとした場合に本発明の効果が最大となることはいうまでもない。また、Ｔ≧２Ｔｄとした場合においては、送受信部８０３における復調処理期間にシンボル境界が含まれることとなり、干渉が発生することとなる。即ち、２つの通信装置の少なくとも一方の通信装置において、送信ＯＦＤＭ信号の送信タイミング（シンボルタイミング）を、受信ＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して所定時間だけ先行するタイミングに制御することが本実施形態のポイントである。但し、この所定時間は、当該双方向通信における双方向のＯＦＤＭ信号の伝送時間の合計（２Ｔｄ）よりも短い時間とする必要がある。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では周波数帯域を隣接して分割せずに、送受信部８０３、８０４は同一周波数帯のＯＦＤＭ信号を用いて双方向通信を行う。すなわち、図１１に示すように送受信部８０３、８０４は同一サブキャリア配置のＯＦＤＭ信号を送信する。そして、復調時に自送信信号分の補正減算処理を行うことで希望信号成分のみを抽出し、復調処理を行う。

以下、第２実施形態の送受信部８０３、８０４の構成と動作を説明するが、送信タイミング及び復調処理期間の制御方法は、先の実施形態と同一であるため、説明を省略する。

図６は、送受信部８０３、８０４の構成を示すブロック図である。図１と同一のブロックには同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。第２実施形態では、送信補正部６０１、６０２が加わっている点、及び、送信部１０７、１５７が下りＯＦＤＭシンボル１０６、上りＯＦＤＭシンボル１５６を同一中心周波数に周波数変換する点が第１実施形態とは異なる。送信補正部６０１、６０３は、シンボルマッパ１０１、１５１から出力される送信複素シンボル列１０２、１５２に基づいて、受信複素シンボル列１１６、１６６に補正減算処理を行う。換言すると、送信補正部６０１、６０２は、周波数軸上（周波数領域）で受信信号から自身が送信する信号成分を減算補正することで希望受信信号のみを抽出する。ただし、この補正減算処理においては、送信部１０７から受信部１１１及び送信部１５７から受信部１６１までの伝送路特性（以後、回り込み特性とする）を推定し、その伝送路特性による影響を送信複素シンボル列１０２、１５２に加える。こうして、回り込み特性が加味された送信複素シンボル列１０２、１５２を用いて、受信複素シンボル列１１６、１６６からの減算処理を行う必要がある。

本実施形態における動作を説明するフローチャートを図７に示す。なお、第１実施形態の動作フローを示す図３と同一のステップには同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第１実施形態とはパイロットシンボルの送信制御が異なる。タイミング制御終了後（ステップＳ３０９）、送受信部８０３は伝送路推定用の下りパイロットシンボルを送信する（ステップＳ８０１）。ここで、下りパイロットシンボルは送受信部８０４において伝送路８０５の特性推定に用いられる（ステップＳ８０２）ほか、送受信部８０３において回り込み特性の推定に用いられる（ステップＳ８０３）。その後、送受信部８０４は上りパイロットシンボルを送信し（ステップＳ８０４）、送受信部８０３は伝送路８０５の特性推定（ステップＳ８０５）、送受信部８０４は回り込み特性の推定を行う。以後、ステップＳ８０１〜８０５で得られた伝送路特性の推定値に基づき、データ伝送が行われる。

以上の動作により、同一サブキャリア配置のＯＦＤＭ信号を用いた双方向通信を実現することが可能となる。すなわち、第２実施形態では第１実施形態と比して送受信部８０３、８０４の使用する周波数帯域が増加するため、双方向伝送帯域を増大せしめることが可能である。

なお、第２実施形態では、送受信部８０３、８０４が同一サブキャリア配置のＯＦＤＭ信号を送受信するものとして説明を行ったが、上りＯＦＤＭ信号と下りＯＦＤＭ信号のＧＩ長と有効シンボル長、及び中心周波数が同一であれば適用可能である。すなわち、特定のサブキャリアを送受信部８０３もしくは８０４のみが送信するほか、図１３に示す如く送受信部８０３、８０４の送信するＯＦＤＭ信号のサブキャリアが一部重なるよう送信しても、本発明は適用可能である。以上のように、相手の通信装置が送信するＯＦＤＭ信号と当該送信部が送信するＯＦＤＭ信号のサブキャリア周波数の全部または一部を一致させて双方向通信を行う構成を用いることができる。

以上、実施形態を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としては以下が挙げられる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などである。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであってもよい。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布するという形態をとることもできる。この場合、所定の条件をクリアしたユーザに、インターネットを介してホームページから暗号を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用して暗号化されたプログラムを実行し、プログラムをコンピュータにインストールさせるようにもできる。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行なう。

第１実施形態における送受信部８０３、８０４の構成例を示すブロック図である。送受信部８０３、８０４における受信信号時間の配置を示す図である。第１実施形態における送受信部８０３、８０４の動作を説明するフローチャートである。タイミング制御部１０８の構成例を示すブロック図である。タイミング制御部１５８の構成例を示すブロック図である。第２実施形態における送受信部８０３、８０４の構成例を示すブロック図である。第２実施形態における送受信部８０３、８０４の動作を説明するフローチャートである。双方向通信システムの構成例を示すブロック図である。第１実施形態におけるＯＦＤＭ信号の周波数配置を示す図である。一般的な送受信部８０３、８０４における受信信号時間の配置を示す図である。第２実施形態におけるＯＦＤＭ信号の周波数配置を示す図である。第１実施形態による各部の信号タイミングを示す図である。第２実施形態におけるＯＦＤＭ信号の周波数配置を例示する図である。第１実施形態におけるＯＦＤＭ信号の周波数配置を例示する図である。

Claims

２つの通信装置によりＯＦＤＭ信号を用いた双方向通信を行う双方向通信システムであって、
前記２つの通信装置の各々は、
予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信する送信手段と、
相手の通信装置の前記送信手段より送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う復調手段とを備え、
前記２つの通信装置の少なくとも一方の通信装置において、前記送信手段によるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記双方向通信におけるＯＦＤＭ信号の往復伝送時間よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する制御手段を備えることを特徴とする双方向通信システム。
前記一方の通信装置は、
前記２つの通信装置の間における、ＯＦＤＭ信号の伝送時間を計測して、前記双方向通信における片方向のＯＦＤＭ信号の伝送時間を取得する計測手段を更に備え、
前記制御手段は、前記送信手段におけるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信手段が受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記計測手段により取得された片方向の伝送時間と等しい時間だけ先行するタイミングに制御することを特徴とする請求項１に記載の双方向通信システム。
前記復調手段は、前記送信手段が送信するＯＦＤＭ信号の有効シンボルの期間で、前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の双方向通信システム。
前記送信手段は、相手の通信装置が送信するＯＦＤＭ信号のサブキャリア周波数と直交するサブキャリア周波数を用いたＯＦＤＭ信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の双方向通信システム。
前記送信手段は、相手の通信装置が送信するＯＦＤＭ信号と当該送信手段が送信するＯＦＤＭ信号のサブキャリア周波数の全部または一部を一致させて送信し、
前記復調手段は、前記受信したＯＦＤＭ信号から、前記送信手段が送信したＯＦＤＭ信号の信号成分を周波数領域で減算する減算補正を行い、減算補正されたＯＦＤＭ信号について前記復調処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の双方向通信システム。
前記復調手段は、相手の通信装置から送信されたＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間を前記復調処理の期間とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の双方向通信システム。
外部の通信装置との間でＯＦＤＭ信号の双方向通信を行う通信装置であって、
予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信する送信手段と、
相手の通信装置の前記送信手段より送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う復調手段と、
前記送信手段によるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信手段で受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記双方向通信におけるＯＦＤＭ信号の往復伝送時間よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する制御手段とを備えることを特徴とする通信装置。
外部の通信装置との間でＯＦＤＭ信号の双方向通信を行う通信装置の制御方法であって、
予め定められたガードインターバル長と予め定められた有効シンボル長を有するＯＦＤＭシンボルを、所定の搬送波周波数でＯＦＤＭ信号として相手の通信装置へ送信する送信工程と、
相手の通信装置の前記送信工程より送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信工程と、
前記受信工程で受信したＯＦＤＭ信号のシンボル境界を含まない期間で、当該受信したＯＦＤＭ信号の復調処理を行う復調工程と、
前記送信工程におけるＯＦＤＭ信号の送信タイミングを、前記受信工程で受信したＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに対して、前記双方向通信におけるＯＦＤＭ信号の往復伝送時間よりも短い所定時間だけ先行するタイミングに制御する制御工程とを有することを特徴とする通信装置の制御方法。
請求項８に記載された通信装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項８に記載された通信装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。