JP2015211309A - 無線送信装置、無線受信装置および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はドップラー広がりが起こっても、隣接チャネル干渉の発生を抑制した無線送信装置、無線受信装置、および無線通信システムの提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係る無線送信装置は、Ｎ個に並列化された送信データに対して差動時空符号化方式で符号化を行い、Ｍ個の系統別にＮ個のシングルキャリア信号を生成する差動時空符号化変調回路（即ち第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４）と、系統別に、Ｎ個のシングルキャリア信号の周波数を変化させる周波数シフト回路７１，７２と、を備え、送信周波数シフト回路７１，７２は、互いに隣接するシングルキャリア信号の中心周波数の間隔を広げる方向へ、シングルキャリア信号の周波数を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は無線送信装置、無線受信装置および無線通信システムに関し、例えば差動時空ブロック符号化（ＤＳＴＢＣ：differential space-time block coding）方式におけるダイバーシチ方式の無線送信装置、無線受信装置および無線通信システムに関する。

マルチキャリア伝送方式の一つとして、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：orthogonal frequency-division multiplexing）方式が知られている。ＯＦＤＭ方式とＤＳＴＢＣ方式を組み合わせた通信技術としては、例えば非特許文献１を参照。ＯＦＤＭ方式の送信波においては、隣接するサブキャリアは互いにオーバラップする部分がある。

Ｊｉｎｇ Ｃｈｅｎ、他１名、「Performance Analysis of DSTBC-OFDM System in Frequency Selective Fading Channels」、IET International Conference on Wireless, Mobile and Multimedia Networks(ICWMMN2006) Proceedings、２００６年１１月、ｐｐ．１−４

無線送信装置または無線受信装置を備えた移動体の移動速度が大きくなると、ドップラー広がりにより、隣接するサブキャリアのオーバラップする部分が広くなる。隣接するサブキャリアのオーバラップする部分が広くなると、隣接チャネル干渉（ＩＣＩ：Inter-Carrier Interference）が起こり、ＤＳＴＢＣ復号において送信ダイバーシチ効果が得られなくなる。さらには、通信性能が大幅に劣化する。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ドップラー広がりが起こっても、隣接チャネル干渉の発生を抑制した無線送信装置、無線受信装置、および無線通信システムの提供を目的とする。

本発明に係る無線送信装置は、差動時空符号化方式を用いた無線送信装置であって、Ｎ個に並列化された送信データに対して差動時空符号化方式で符号化を行い、Ｍ個の系統別にＮ個のシングルキャリア信号を生成する差動時空符号化変調回路と、系統別に、Ｎ個のシングルキャリア信号の周波数を変化させる周波数シフト回路と、を備え、送信周波数シフト回路は、互いに隣接するシングルキャリア信号の中心周波数の間隔を広げる方向へ、シングルキャリア信号の周波数を変化させる。

また、本発明に係る無線受信装置は、差動時空符号化方式を用いた無線受信装置であって、受信データが入力される少なくとも１つの入力端子と、入力端子に入力された受信データを並列化したＮ個の並列データ信号のそれぞれに対して周波数を変化させる受信周波数シフト回路と、周波数が変化したＮ個の並列データ信号のそれぞれからシングルキャリア信号を抽出するＮ個の受信フィルタと、シングルキャリア信号に対して同期および復調処理を行う差動時空符号化復調回路と、を備え、受信周波数シフト回路は、隣接するシングルキャリア信号の中心周波数の間隔を狭める方向へ、個々のシングルキャリア信号の周波数を変化させる。

本発明に係る無線送信装置によれば、送信周波数シフト回路７１，７２において、周波数領域において隣接するシングルキャリア信号の間隔を広げる処理を行う。従って、送信信号においてドップラー広がりが生じて、個々のシングルキャリア信号の幅が広がったとしても、シングルキャリア信号間のチャネル干渉が発生することを抑制可能である。よって、通信性能の劣化を大きく抑圧できるとともに、ＤＳＴＢＣによる送信ダイバーシチ効果を享受することができる。

また、本発明に係る無線受信装置によれば、無線送信装置が、隣接するシングルキャリア信号の周波数領域での間隔を広げる処理を行って送信波を送信した場合であっても、無線受信装置は、受信周波数シフト回路を備えるため、シングルキャリア信号間の周波数領域での間隔を狭める処理を行って、周波数シフトを行う前の送信波を復元することが可能である。

実施の形態１に係る無線送信装置のブロック図である。 実施の形態１に係る無線送信装置における周波数軸上での全体信号とキャリア信号の関係を示す図である。 実施の形態１に係る無線受信装置のブロック図である。 実施の形態１に係る送信信号のドップラー広がりの影響を示す図である。 実施の形態２に係る無線送信装置のブロック図である。 実施の形態２に係る無線送信装置における周波数軸上での全体信号とキャリア信号の関係を示す図である。 実施の形態２に係る無線受信装置のブロック図である。 実施の形態３に係る無線受信装置のブロック図である。 実施の形態４に係る無線受信装置のブロック図である。 前提技術に係る無線送信装置のブロック図である。 前提技術に係る無線受信装置のブロック図である。 前提技術に係るＯＦＤＭ信号波形を示す図である。 前提技術に係る単一キャリア送信時のドップラー広がりによる信号波形の変化を示す図である。 前提技術に係るＯＦＤＭにおけるドップラー広がりの影響を示す図である。

＜前提技術＞
図１０に，前提技術におけるＤＳＴＢＣによるマルチキャリア伝送方式の無線送信装置のブロック図を示す。入力端子１から入力された送信データは、ＤＳＴＢＣ変調回路４にて２系統のＤＳＴＢＣ符号化データに変換される。その内、第１系統の符号化データは、直列・並列変換回路５において並列データに変換される。そして、逆離散フーリエ変換回路７（逆ＤＦＴ回路７）において時間領域の信号に変換される。そして、並列・直列変換回路９にて直列データに変換されて出力端子２から送信信号として送信される。第２系統の符号化データについても、直列・並列変換回路６、逆ＤＦＴ回路８、並列・直列変換回路１０において第１系統と同様の処理が施され、出力端子３から送信信号として送信される。

図１１に、前提技術におけるＤＳＴＢＣによるマルチキャリア伝送方式の無線受信装置のブロック図を示す。入力端子２０から受信された受信信号は、直列・並列変換回路２２にて並列信号に変換される。そして、離散フーリエ変換回路２３（ＤＦＴ回路２３）にて周波数領域信号に変換される。次に、並列・直列変換回路２４にて直列信号に変換される。そして、ＤＳＴＢＣ復調回路２５にて復調される。そして、出力端子２１から出力される。

図１２は、前提技術における無線送信装置から送信される全体信号とサブキャリア信号の関係を示す図である。図１２より明らかなように、ＯＦＤＭにおいては、隣接するサブキャリア３０，３１はお互いにオーバラップしている部分（領域３２）がある。

図１３は、単一キャリア送信時のドップラー広がりによる信号波形の変化を示す図である。無線送信装置から送信された元の信号（サブキャリア４０）が、ドップラー効果により周波数的に広がった信号（サブキャリア４０ａ）に変化する。

図１４は、ＯＦＤＭにおけるドップラー広がりの影響を示す図である。１つのサブキャリア５１がドップラー広がりによりサブキャリア５１ａの波形に変化したとする。すると、周波数的に広がったサブキャリア５１ａは、隣接するサブキャリア５０，５２の周波数領域に侵入するため、領域５３，５４において隣接チャネル干渉（ＩＣＩ）が発生する。無線受信装置は、ＩＣＩ存在下においてＤＳＴＢＣ復号を実施することになるため、送信ダイバーシチ効果を得ることができない。さらには、通信性能を大幅に劣化させてしまう問題がある。これらの問題を解決する本発明の実施の形態を以下に述べる。

＜実施の形態１＞
＜無線送信装置＞
＜構成＞
図１は、本実施の形態１における無線送信装置のブロック図である。本実施の形態１における無線送信装置は、ＤＳＴＢＣ によるマルチキャリア伝送方式を採用する。本実施の形態１における無線送信装置は、直列・並列変換回路６１と、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４と、第１系統用の第１から第Ｎの送信フィルタ６５，６６，６７と、第２系統用の第１から第Ｎの送信フィルタ６８，６９，７０と、第１、第２系統用の送信周波数シフト回路７１，７２と、第１、第２系統用の加算回路７３，７４と、を備える。

直列・並列変換回路６１は、入力端子６０から入力された送信データとしての直列データ系列をＮ個の並列データ系列へ変換する。第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４は、各並列データに対してＤＳＴＢＣ符号化を行い、２つの系統（第１系統、第２系統）のＤＳＴＢＣ符号化データ系列を出力する。

第１系統用の第１から第Ｎの送信フィルタ６５，６６，６７は、第１系統のＤＳＴＢＣ符号化データ系列に対して送信フィルタリングを実施する。同様に、第２系統用の第１から第Ｎの送信フィルタ６８，６９，７０は、第２系統のＤＳＴＢＣ符号化データ系列に対して送信フィルタリングを実施する。

第１系統用の送信周波数シフト回路７１は、第１系統のＮ個のＤＳＴＢＣ符号化データ系列に対して、それぞれに対応する所定の周波数シフトを施す。同様に、第２系統用の送信周波数シフト回路７２は、第２系統のＮ個のＤＳＴＢＣ符号化データ系列に対して、それぞれに対応する所定の周波数シフトを施す。ここで、周波数シフトを施すとは、周波数領域で隣接するデータ系列の中心周波数の間隔が広くなるように、各データ系列の周波数を変化させることを意味する。

第１系統用の加算回路７３は、第１系統のＮ個のＤＳＴＢＣデータ系列を加算し、送信出力端子７５にて出力する。同様に、第２系統用の加算回路７４は、第２系統のＮ個のＤＳＴＢＣデータ系列を加算し、出力端子７６にて出力する。

＜動作＞
入力端子６０から入力された送信データは、まず、直列・並列変換回路６１において直列データ系列からＮ個の並列データ系列へ変換される。次に、Ｎ個のＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４によって、各並列データ系列がＤＳＴＢＣ符号化される。Ｎ個のＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４は、第１、第２系統のＤＳＴＢＣ符号化データ系列を出力する。

そして、ＤＳＴＢＣ変調回路から出力された第１系統のデータ系統に対して、第１から第Ｎの送信フィルタ６５，６６，６７は送信フィルタリングを実施する。次に、Ｎ個の並列データ系列に対してＤＳＴＢＣ符号化して得られたＮ個の第１系統ＤＳＴＢＣ符号化データ系列は、送信周波数シフト回路７１において、Ｎ個のデータ系列それぞれに対応する所定の周波数シフトが与えられる。その後、加算回路７３にてＮ個のデータ系列を加算し、出力端子７５から出力される。

なお、第２系統ＤＳＴＢＣ符号化データ系列に対しても、第１から第Ｎの送信フィルタ６８，６９，７０、送信周波数シフト回路７２、加算回路７４において、同様の処理が施されて、出力端子７６から出力される。

図２は本実施の形態の無線送信装置における、周波数軸上での全体信号とキャリア信号の関係を示す．図２より明らかなように，図１２に示したＯＦＤＭとは異なり、隣接するキャリアはお互いにオーバラップしていない。それは、隣接する２つのシングルキャリア８０，８１がオーバラップせずに、緩衝領域８２が存在するよう、送信周波数シフト回路７１，７２において周波数シフトを与えているからである。

＜無線受信装置＞
＜構成＞
図３は、本実施の形態１における無線受信装置のブロック図である。本実施の形態１における無線受信装置は、直列・並列変換回路９１と、受信周波数シフト回路９２と、第１から第Ｎの受信フィルタ９３，９４，９５と、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８と、並列・直列変換回路９９と、を備える。

直列・並列変換回路９１は、直列受信データ系列をＮ個の並列受信データ系列に変換する。受信周波数シフト回路９２は、Ｎ個の並列受信データ系列の各データ系列に対して対応する周波数シフトを実施する。第１から第Ｎの受信フィルタ９３，９４，９５は、各シングルキャリアにおける受信信号成分を抽出する。

ＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８は、Ｎ個のデータ系列それぞれに対してＤＳＴＢＣ同期・復調処理を実施する。並列・直列変換回路９９は、Ｎ個のＤＳＴＢＣ復調後の並列データ系列を直列データ系列に変換する。

＜動作＞
入力端子９０ら入力された受信データは、まず、直列・並列変換回路９１により直列データ系列からＮ個の並列データ系列に変換され。そして、Ｎ個の並列データ系列は、受信周波数シフト回路９２によって、各データ系列に対して対応する周波数シフトが施される。ここで、周波数シフトを施すとは、周波数領域で隣接する並列データ系列の中心周波数の間隔が狭くなるように、各データ系列の周波数を変化させることを意味する。さらに、第１から第Ｎの受信フィルタ９３，９４，９５によって各シングルキャリアにおける受信信号成分が抽出される。

そして、Ｎ個のデータ系列それぞれに対して、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８においてＤＳＴＢＣ同期・復調処理が施される。得られたＮ個のＤＳＴＢＣ復調後のデータ系列は、並列・直列変換回路９９にて直列データ系列に変換される。この直列データ系列は、出力端子１００にて出力される。

図４に，本実施の形態におけるドップラー広がりの影響を、１つのキャリアに注目して周波数軸上で記載する。ドップラー広がりにより周波数的に広がった信号（シングルキャリア８１ａ）の受信フィルタの周波数範囲を超える部分は、受信フィルタにより削除される。しかし、周波数的に広がった信号（シングルキャリア８１ａ）は、隣接するシングルキャリア８０の周波数領域には侵入せず、隣接チャネル干渉（ＩＣＩ）は発生しない。受信フィルタによる信号の削除が性能に与える影響はＩＣＩと比較して小さい。よって、通信性能の劣化を大きく抑圧できるとともに、ＤＳＴＢＣによる送信ダイバーシチ効果を享受することができる。

なお、本実施の形態１における無線送信装置と無線受信装置では、符号化方式としてブロック符号化、ブロック復号化をそれぞれ行った。本実施の形態では、符号化方式としてブロック符号化に限定されず、例えばトレリス符号化（復号化）を行ってもよい。

＜効果＞
本実施の形態１における無線送信装置は、差動時空符号化方式を用いた無線送信装置であって、Ｎ個に並列化された送信データに対して差動時空符号化方式で符号化を行い、Ｍ個の系統別にＮ個のシングルキャリア信号を生成する差動時空符号化変調回路（即ち第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４）と、系統別に、Ｎ個のシングルキャリア信号の周波数を変化させる送信周波数シフト回路７１，７２と、を備え、送信周波数シフト回路７１，７２は、互いに隣接するシングルキャリア信号の中心周波数の間隔を広げる方向へ、シングルキャリア信号の周波数を変化させる。

本実施の形態１における無線送信装置は、送信周波数シフト回路７１，７２において、周波数領域において隣接するシングルキャリアの間隔を広げる処理を行う。従って、送信信号においてドップラー広がりが生じて、個々のシングルキャリアの幅が広がったとしても、シングルキャリア信号間のチャネル干渉が発生することを抑制可能である。よって、通信性能の劣化を大きく抑圧できるとともに、ＤＳＴＢＣによる送信ダイバーシチ効果を享受することができる。

また、本実施の形態における無線送信装置において、差動時空符号化変調回路（即ち、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４）は、差動時空ブロック符号化を行う。

従って、符号化処理としてブロック符号化は一般的であり、無線送信装置の汎用性を向上させることが可能である。

また、本実施の形態における無線送信装置において、差動時空符号化変調回路は、差動時空トレリス符号化も適用可能である。

従って、符号化処理としてトレリス符号化は一般的であり、無線送信装置の汎用性を向上させることが可能である。

また、本実施の形態１における無線受信装置は、差動時空符号化方式を用いた無線受信装置であって、受信データが入力される少なくとも１つの入力端子９０と、入力端子９０に入力された受信データを並列化したＮ個の並列データ信号のそれぞれに対して周波数を変化させる受信周波数シフト回路９２と、周波数が変化したＮ個の並列データ信号のそれぞれからシングルキャリア信号を抽出するＮ個の受信フィルタ（即ち、第１から第Ｎの受信フィルタ９３，９４，９５）と、シングルキャリア信号に対して同期および復調処理を行う差動時空符号化復調回路（即ち、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８）と、を備え、受信周波数シフト回路９２は、隣接するシングルキャリア信号の中心周波数の間隔を狭める方向へ、個々のシングルキャリア信号の周波数を変化させる。

従って、無線送信装置が、隣接するシングルキャリア信号の周波数領域での間隔を広げて送信波を送信した場合であっても、無線受信装置は、受信周波数シフト回路９２を備えるため、シングルキャリア信号の周波数領域での間隔を狭める処理を行って、周波数シフトを行う前の送信波を復元することが可能である。

また、本実施の形態における無線受信装置において、差動時空符号化復調回路（即ち、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６、９７，９８）は、差動時空ブロック復号化を行う。従って、無線送信装置側において差動時空ブロック復号化が行われた場合に、受信波を復号化することが可能である。

また、本実施の形態における差動時空符号化復調回路は、差動時空トレリス復号化も適用可能である。従って、無線送信装置側において差動時空トレリス復号化が行われた場合に、受信波を復号化することが可能である。

また、本実施の形態における無線通信システムは、差動時空符号化方式を用いた無線送信システムであって、無線送信装置と、無線受信装置と、を備える。

従って、無線送信装置が送信周波数シフト回路７１，７２を備えることによって、送信波にドップラーシフトが生じた場合であっても、周波数シフトを施すことによって、隣接チャネル干渉を抑制した状態で無線受信装置が送信波を受信することが可能となる。さらに、無線受信装置が受信周波数シフト回路９２を備えることによって、周波数シフトが施された送信波を周波数シフトが施される前の状態に戻すことが可能である。

＜実施の形態２＞
＜無線送信装置＞
図５は、本実施の形態２における無線送信装置のブロック図である。本実施の形態２における無線送信装置は、実施の形態１（図１）の無線送信装置に備わる、第１から第Ｎの送信フィルタ６５，６６，６７，６８，６９，７０、送信周波数シフト回路７１，７２および加算回路７３，７４に代えて、逆離散フーリエ変換回路１２５，１２６（逆ＤＦＴ回路１２５，１２６）および並列・直列変換回路１２７，１２８を備える。その他の構成は実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。

第１系統用の逆ＤＦＴ回路１２５は、Ｎ個のＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４においてＤＳＴＢＣ処理が施されたＮ個の第１系統出力に対して逆離散フーリエ変換処理を行う。同様に、第２系統用の逆ＤＦＴ回路１２６は、Ｎ個のＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４においてＤＳＴＢＣされたＮ個の第２系統出力に対して逆離散フーリエ変換処理を行う。

第１系統用、第２系統用の並列・直列回路１２７，１２８は、Ｎ個の並列データを直列データに変換して、出力端子７５，７６にそれぞれ出力する。

第１、第２系統用の逆ＤＦＴ回路１２５，１２６のそれぞれは、Ｎ個以上の入力端子(すなわち、Ｎ以上の逆ＤＦＴポイント数とする)を有する。これは、周波数領域で隣接するシングルキャリア信号間に緩衝領域を設けるためである。実施の形態１で説明したように、隣接するシングルキャリア信号間に緩衝領域を設けることにより、ＩＣＩを抑制することができる。

逆ＤＦＴ回路１２５，１２６には、所定のＤＦＴポイント数分の間隔で第１、第２系統のＤＳＴＢＣ符号化系列が入力される。例えば、図５では、所定のＤＦＴポイント数分の間隔として、１ＤＦＴポイントを設定している。

図６は、本実施の形態２の無線送信装置（図５）による、周波数軸上での全体信号と複数シングルキャリア信号１３０，１３２の関係を示す。図６より明らかなように、隣接するシングルキャリア信号１３０，１３２の間には、送信されないシングルキャリアによって緩衝領域１３１が設けられている。緩衝領域１３１が設けられるのは、ＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４の出力端子と、逆ＤＦＴ回路１２５，１２６の入力端子とを所定の規則に基づいて接続しているためである。

＜無線受信装置＞
図７は、本実施の形態２における無線受信装置のブロック図である。本実施の形態２における無線受信装置は、実施の形態１（図３）の無線送信装置に備わる受信周波数シフト回路９２および第１から第Ｎの受信フィルタ９３，９４，９５に代えて、離散フーリエ変換回路１４１（ＤＦＴ回路１４１）を備える。その他の構成は実施の形態１（図３）と同じため、説明を省略する。

本実施の形態２における無線受信装置（図７）は、直列・並列変換回路９１の後段に、実施の形態１における受信周波数シフト回路９２（図３）の代わりに、ＤＦＴ回路１４１を有している。つまり、本実施の形態２の無線受信装置においては、実施の形態１の受信周波数シフト回路９２の出力端子に代えて、ＤＦＴ回路１４１の出力端子が、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８の入力端子と接続される構成となっている。

本実施の形態２において、無線受信装置（図７）におけるＤＦＴ回路１４１と、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８との接続構成は、無線送信装置（図５）における第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路と、逆ＤＦＴ回路との接続構成に対応している。つまり、前述のように、逆ＤＦＴ回路１２５の入力端子には、例えば１ＤＦＴポイントを隔てて、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ変調回路６２，６３，６４の出力端子が接続される。同様に、ＤＦＴ回路１４１の出力端子には、例えば１ＤＦＴポイントを隔てて、第１から第ＮのＤＳＴＢＣ復調回路９６，９７，９８の入力端子が接続される。

本実施の形態２によれば、無線送信装置における逆ＤＦＴ回路１２５，１２６の入力端子、無線受信装置におけるＤＦＴ回路１４１の出力端子への接続を変更することで、柔軟かつ容易に緩衝領域を設定することが可能である。なお、実施の形態１と同様に、無線送信装置において各シングルキャリアに対して送信フィルタを設けても良い。また、無線受信装置において各シングルキャリアに対して受信フィルタを設けても良い。

しかしながら、図７の構成では、ＤＦＴ回路１４１を使用するため、ＤＦＴ処理ブロック内にて伝送路変動が生じる場合、ＤＦＴ処理を行っても複数シングルキャリア間の直交性の崩れによる干渉が生じることがある。そのため、上記のケースにおいてはＤＳＴＢＣによる送信ダイバーシチ効果が得られない可能性がある。上記の干渉を回避するために、図３の無線受信装置を使用しても良い。

＜効果＞
本実施の形態における無線送信装置において、送信周波数シフト回路７１，７２は逆離散フーリエ変換回路１２５，１２６である。

従って、逆離散フーリエ変換回路１２５，１２６はそれぞれ１つのハードウエアで構成されるため、入力される並列データの個数（シングルキャリアの個数）が増大した場合であっても、回路規模の増大を抑制することが可能である。

また、本実施の形態における無線受信装置において、受信周波数シフト回路９２は、離散フーリエ変換回路１４１である。

従って、離散フーリエ変換回路１４１は１つのハードウエアで構成されるため、入力される並列データの個数（シングルキャリアの個数）が増大した場合であっても、回路規模の増大を抑制することが可能である。

＜実施の形態３＞
＜構成＞
図８は、本実施の形態３における無線受信装置のブロック図である。実施の形態１、２ではドップラーシフトによる影響を回避するべく周波数軸における緩衝領域を設定することにより、隣接チャネル干渉（ＩＣＩ）を抑制した。しかし、ドップラーシフトが生じている信号に対し、受信フィルタにてフィルタリングを実施する際には、信号スペクトルの一部を除去してしまう場合がある。干渉や雑音耐性が弱い多値変調採用時には上記の信号歪の影響で伝送品質が劣化することが予想される。

そこで、本実施の形態３における無線受信装置は、上記の問題を解決するべく、予想されるドップラーシフトの程度を考慮して、各シングルキャリアに対して複数の受信フィルタを備える構成とする。

実施の形態１（図３）の無線受信装置は、各シングルキャリアごとに１つの受信フィルタと１つのＤＳＴＢＣ復調回路を備える構成であった。本実施の形態３（図８）の無線受信装置は、各シングルキャリアごとに複数の受信フィルタと複数のＤＳＴＢＣ復調回路を備え、複数の復調信号のうち最も誤差の少ない復調信号を選択する構成である。

本実施の形態３（図８）の無線受信装置は、直列・並列変換回路９１と、受信周波数シフト回路９２と、第１から第Ｎのシングルキャリア用復調回路２００，３００，４００と、並列・直列変換回路９９と、を備える。

直列・並列変換回路９１、受信周波数シフト回路９２および並列・直列変換回路９９は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。第１のシングルキャリア用復調回路２００は、Ｎ個の並列データのうち第１の並列データの復調を行う。第１のシングルキャリア用復調回路２００は、第１から第Ｌの受信フィルタ１５２，１５３と、第１から第ＬのＤＳＴＢＣ復調回路１５４，１５５と、復調結果選択回路１５８と、選択制御回路１５７と、を備える。なお、第２から第Ｎのシングルキャリア用復調回路３００，４００の構成は第１のシングルキャリア用復調回路２００の構成と同じため、説明を省略する。

＜動作＞
第１のシングルキャリア用復調回路２００の動作について説明を行う。第１のシングルキャリア用復調回路２００に備わる第１から第Ｌの受信フィルタ１５２，１５３には、受信周波数シフト回路９２から周波数が所定量だけシフトした第１のシングルキャリアが入力される。第１から第Ｌの受信フィルタは、互いに特性の異なる受信フィルタである。第１から第Ｌの受信フィルタにおいてシングルキャリアにおける受信信号成分が抽出され、第１から第ＬのＤＳＴＢＣ復調回路１５４，１５５にそれぞれ入力される。Ｌ個の復調信号は復調結果選択回路１５８に入力される。第１から第ＬのＤＳＴＢＣ復調回路１５４，１５５のそれぞれは、同期および復調処理を行うとともに、同期および復調処理に基づく誤差を算出して選択制御回路１５７に出力する。

選択制御回路１５７は、Ｌ個の誤差の中から最も小さい誤差を選択し、最も小さい誤差に対応した復調信号を選択するように、復調結果選択回路１５８を制御する。復調結果選択回路１５８は、選択制御回路１５７の指示を受け、Ｌ個の復調結果の中から１つを選んで、後段の並列・直列変換回路９９に出力する。

第２から第Ｎのシングルキャリア用復調回路３００，４００には、受信周波数シフト回路９２において周波数が所定量だけシフトした第２から第Ｎのシングルキャリアがそれぞれ入力される。第２から第Ｎのシングルキャリア用復調回路３００，４００の動作は、第１のシングルキャリア用復調回路２００の動作と同様のため、説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態における無線受信装置において、受信フィルタ（即ち第１から第Ｌの受信フィルタ１５２，１５３）は、並列データ信号ごとに複数備わっており、差動時空符号化復調回路（即ち第１から第ＬのＤＳＴＢＣ復調回路１５４，１５５）は、シングルキャリア信号ごとに複数備わっており、シングルキャリア信号ごとに、複数の差動時空符号化復調回路の出力のうちいずれか一つの出力を選択する復調結果選択回路１５８と、復調結果選択回路１５８の動作を制御する選択制御回路１５７と、をさらに備え、複数の差動時空符号化復調回路のそれぞれは、シングルキャリア信号に対して同期および復調処理を行うとともに、選択制御回路１５７に対して同期および復調処理に基づく誤差を出力し、選択制御回路１５７は、入力された複数の誤差のうち最も小さい誤差に対応する差動時空符号化復調回路の出力を選択するように復調結果選択回路１５８を制御する。

従って、本実施の形態における無線受信装置は、各シングルキャリアに対して最も誤差の少ない復調結果を選択するため、実施の形態１で述べた効果に加えて、受信フィルタによる信号の歪みを最小とすることができる。

＜実施の形態４＞
＜構成＞
実施の形態３の無線受信装置（図８）においては入力端子が１つの構成を示した。本実施の形態４の無線受信装置では入力端子が複数（例えば２系統）存在する構成を示す。

実施の形態３の無線受信装置が受信する受信波において、同一の周波数を使用した他信号が希望信号に重畳されている場合、重畳された他信号が希望信号に干渉するため、適切な復調結果を選択できない可能性ある。そのため、選択制御回路１５７にて干渉の影響を極力回避する手段が必要となる。そこで、本実施の形態４では、上記の干渉が生じている場合においても、適切な復調結果を選択できる構成を示す。

図９は、本実施の形態４における無線受信装置のブロック図である。本実施の形態では簡単のため入力端子を２つ（２系統）としているが、これに制約されない。本実施の形態４における無線受信装置は、実施の形態３の無線受信装置（図８）に対して、第２系統に対応した入力端子１６０、直列・並列変換回路１６１および受信周波数シフト回路１６２をさらに備える。本実施の形態４における無線受信装置の第１のシングルキャリア用復調回路２００Ａは、第２系統の第１の並列データに対応して、第１から第Ｌの受信フィルタ１６３，１６４をさらに備える。また、第１のシングルキャリア用復調回路２００Ａは、第１から第Ｌの複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６５，１６６をさらに備える。なお、第２から第Ｎのシングルキャリア用復調回路３００Ａ，４００Ａは、第１のシングルキャリア用復調回路２００Ａと同様の構成である。

＜動作＞
本実施の形態４における無線受信装置では、「第１系統を使用するＤＳＴＢＣ復調」、「第２系統を使用するＤＳＴＢＣ復調」および「複数系統（即ち第１、第２系統）を使用するＤＳＴＢＣ復調」を実施する。「複数系統を使用するＤＳＴＢＣ復調」では、同一のフィルタ特性を有する受信フィルタから出力される２つの系統の受信信号を用いてＤＳＴＢＣ復調を行う。

例えば、第１系統用の第１の受信フィルタ１５２と、第２系統用の第１の受信フィルタ１６３に着目して説明を行う。第１系統用の第１の受信フィルタ１５２から出力される信号は、第１系統用の第１のＤＳＴＢＣ復調回路１５４と、第１の複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６５へ入力される。また、第２系統用の第１の受信フィルタ１６３から出力される信号は、第２系統用の第１のＤＳＴＢＣ復調回路１６７と、第１の複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６５へ入力される。第１のＤＳＴＢＣ復調回路１５４が「第１系統を使用するＤＳＴＢＣ復調」を行う。第１のＤＳＴＢＣ復調回路１６７が「第２系統を使用するＤＳＴＢＣ復調」を行う。さらに、第１の複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６５が「複数系統を使用するＤＳＴＢＣ復調」を行う。

第１の複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６５は、例えば、各系統単位でＤＳＴＢＣ復調を行い、得られた２つの系統の復調結果を用いて最大比合成を行う。なお、複数系統を用いた復調方法および合成方法については上記の限りではない。

第１から第ＬのＤＳＴＢＣ復調回路１５４，１５５，１６７，１６８および第１から第Ｌの複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６６，１６７は、復調処理および同期処理を実施して、復調信号を復調結果選択回路１５８に入力するとともに、復調処理および同期処理に基づく誤差を算出して選択制御回路１５７に入力する。

実施の形態３と同様、選択制御回路１５７は、入力された複数の誤差の中から最も小さい誤差を選択し、最も小さい誤差に対応した復調信号を選択するように、復調結果選択回路１５８を制御する。復調結果選択回路１５８は、選択制御回路１５７の指示を受け、複数の復調結果の中から１つを選んで、後段の並列・直列変換回路９９に出力する。

なお、第２から第Ｎのシングルキャリア用復調回路３００Ａ，４００Ａの動作は、第１のシングルキャリア用復調回路２００Ａの動作と同様のため、説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態における無線受信装置において、入力端子９０，１６０は複数であり、複数の入力端子９０，１６０からの複数系統の受信データを利用して同期および復調処理を行う複数系統差動時空符号化復調回路（即ち第１から第Ｌの複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路１６５，１６６）をさらに備える。

従って、本実施の形態における無線受信装置は、第１、第２の各系統において個別にＤＳＴＢＣ復調を実施することに加えて、２つの系統を利用してＤＳＴＢＣ復調を実施する。マルチパスフェージングの影響により希望波に対し混入する干渉波の電力が各入力端子９０，１６０において異なるため、複数系統を利用して復調を行うことにより、ＩＣＩの抑制、信号の歪みの抑制および干渉波の影響の抑制の効果を得ることが可能である。

なお、本発明は、上記にて示した実施の形態にそのまま制限されるものではない。特に、各実施の形態では送信ダイバーシチ方式としてＤＳＴＢＣを採用したが、差動時空トレリス符号化（ＤＳＴＴＣ：differential space-time trellis coding）を採用してもよく、送信ダイバーシチ方式に制約はない。また、各実施の形態において、実施形態の記載内容から予測可能な範囲内で構成要素を変形できる。各実施の形態は、無線通信に制限されず、光通信などの有線通信においても適用可能である。特に、回路規模低減のためＤＳＴＢＣ復調回路等の構成要素について、同じ回路を並列に実装せずに単一回路で複数回実行させる構成としても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１，２０，６０，９０，１６０ 入力端子、７，８，１２５，１２６ 逆ＤＦＴ変換回路、２３，１４１ ＤＦＴ変換回路、２，３，２１，７５，７６，１００ 出力端子、６２，６３，６４ ＤＳＴＢＣ変調回路、６５，６８ 第１の送信フィルタ、６６，６９ 第２の送信フィルタ、６７，７０ 第Ｎの送信フィルタ、７１，７２ 送信周波数シフト回路、９２，１６２ 受信周波数シフト回路、７３，７４ 加算回路、１５２，１６３ 第１の受信フィルタ、１５３，１６４ 第Ｎの受信フィルタ、１５４，１６７ 第１のＤＳＴＢＣ復調回路、１５５，１６８ 第ＬのＤＳＴＢＣ復調回路、１６５ 第１の複数系統ＤＳＴＢＣ復調回路、１６６ 第Ｌの複数系統ＤＳＴＢ復調回路、１５７ 選択制御回路、１５８ 復調結果選択回路、２００，２００Ａ 第１のシングルキャリア用復調回路、３００，３００Ａ 第２のシングルキャリア用復調回路、４００，４００Ａ 第Ｎのシングルキャリア用復調回路、６１，９１ 直列・並列変換回路、９９，１２７，１２８ 並列・直列変換回路、３０，３１，４０，４０ａ，５０，５１，５１ａ，５２ サブキャリア、３２，５３，５４ 領域、８０，８１，８１ａ，１３０，１３２ シングルキャリア、８２，１３１ 緩衝領域。

Claims (11)

1. 差動時空符号化方式を用いた無線送信装置であって、
   Ｎ個に並列化された送信データに対して差動時空符号化方式で符号化を行い、Ｍ個の系統別にＮ個のシングルキャリア信号を生成する差動時空符号化変調回路と、
   前記系統別に、Ｎ個の前記シングルキャリア信号の周波数を変化させる送信周波数シフト回路と、
   を備え、
   前記送信周波数シフト回路は、互いに隣接する前記シングルキャリア信号の中心周波数の間隔を広げる方向へ、前記シングルキャリア信号の周波数を変化させる、
   無線送信装置。
2. 前記周波数シフト回路は逆離散フーリエ変換回路である、
   請求項１に記載の無線送信装置。
3. 前記差動時空符号化変調回路は、差動時空ブロック符号化を行う、
   請求項１に記載の無線送信装置。
4. 前記差動時空符号化変調回路は、差動時空トレリス符号化を行う、
   請求項１に記載の無線送信装置。
5. 差動時空符号化方式を用いた無線受信装置であって、
   受信データが入力される少なくとも１つの入力端子と、
   前記入力端子に入力された前記受信データを並列化したＮ個の並列データ信号のそれぞれに対して周波数を変化させる周波数シフト回路と、
   周波数が変化したＮ個の前記並列データ信号のそれぞれからシングルキャリア信号を抽出するＮ個の受信フィルタと、
   前記シングルキャリア信号に対して同期および復調処理を行う差動時空符号化復調回路と、
   を備え、
   前記周波数シフト回路は、隣接する前記シングルキャリア信号の中心周波数の間隔を狭める方向へ、個々のシングルキャリア信号の周波数を変化させる、
   無線受信装置。
6. 前記受信周波数シフト回路は、離散フーリエ変換回路である、
   請求項５に記載の無線受信装置。
7. 前記受信フィルタは、前記並列データ信号ごとに複数備わっており、
   前記差動時空符号化復調回路は、前記シングルキャリア信号ごとに複数備わっており、
   前記シングルキャリア信号ごとに、複数の前記差動時空符号化復調回路の出力のうちいずれか一つの出力を選択する復調結果選択回路と、前記復調結果選択回路の動作を制御する選択制御回路と、
   をさらに備え、
   複数の前記差動時空符号化復調回路のそれぞれは、前記シングルキャリア信号に対して同期および復調処理を行うとともに、前記選択制御回路に対して同期および復調処理に基づく誤差を出力し、
   前記選択制御回路は、入力された複数の前記誤差のうち最も小さい誤差に対応する前記差動時空符号化復調回路の出力を選択するように前記復調結果選択回路を制御する、
   請求項５に記載の無線受信装置。
8. 前記入力端子は複数であり、
   複数の前記入力端子からの複数系統の前記受信データを利用して同期および復調処理を行う複数系統差動時空符号化復調回路をさらに備える、
   請求項５に記載の無線受信装置。
9. 前記差動時空符号化復調回路は、差動時空ブロック復号化を行う、
   請求項５に記載の無線受信装置。
10. 前記差動時空符号化復調回路は、差動時空トレリス復号化を行う、
    請求項５に記載の無線受信装置。
11. 差動時空符号化方式を用いた無線送信システムであって、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の無線送信装置と、
    請求項５から請求項１０のいずれか一項に記載の無線受信装置と、
    を備える、
    無線通信システム。

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