JP2016163256A - Ｏｆｄｍ送信装置及びｏｆｄｍ送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信側で受信するＯＦＤＭ信号にドップラー効果により生じる周波数誤差を、送信側で予め補正する場合において、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域が広範である場合であっても、受信側で受信するＯＦＤＭ信号に周波数誤差を残留させないようにすること。
【解決手段】ＯＦＤＭ送信装置１００は、通信相手から受信したＯＦＤＭ受信信号より、複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数を検出し、検出した中心キャリア周波数のドップラー周波数に基づいて、複数のキャリア周波数におけるドップラー効果により生じた周波数誤差をキャリア周波数毎に補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動中の通信相手と通信するＯＦＤＭ送信装置及びＯＦＤＭ送信方法に関する。

従来、テレビの生中継、緊急報道等の映像データの伝送を行う無線通信システムに用いる装置として、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）が知られている。ＦＰＵは、放送分野の素材伝送のために用いられ、トランシーバ等の他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて無線通信を行う。

このような無線システムでは、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数に送信データを振り分けてＯＦＤＭ送信信号を生成して送信する。また、この無線システムでは、車両に搭載された通信機等の移動局が、ハンドオーバ時には、複数の基地局と同時に通信しながら移動する。これにより、映像データを途切れることなく伝送することができる。

また、移動局は、移動中、ドップラー効果により各基地局から受信した受信信号において異なる周波数誤差を生じる。移動局は、単一の基地局から信号を受信する場合には、ドップラー効果により生じる周波数誤差を受信処理の際に補正すればよい。

しかしながら、移動局は、複数の基地局から同時に信号を受信する場合には、受信信号がアンテナで加算されてしまうため、ドップラー効果により生じる周波数誤差を受信処理で補正することができない。

上記の課題を解決すべく、特許文献１には、ドップラー効果により生じる受信側（移動局）の受信信号の周波数誤差を低減するために、送信側（基地局）において、送信周波数を制御し（逆補正を行い）、送信信号を送信する構成を開示している。

特開２００８−１１２７１号公報

しかしながら、ＯＦＤＭ信号に対するドップラー周波数による影響はキャリア周波数毎に異なるにも関わらず、特許文献１では、中心周波数の周波数誤差が受信側で「０」になるような補正値を全てのキャリア周波数に一律に適用している。

このため、特許文献１では、中心周波数以外のキャリア周波数に周波数誤差が残留してしまい、中心周波数から離れたキャリア周波数程、残留する周波数誤差が大きくなる。

例えば、送信側から送信された信号の中心周波数ｆｃがドップラー周波数による影響を受け、受信側で周波数（１＋Δ）ｆｃ＝ｆｃ＋ｆｄ（０）となったとする。特許文献１では、この場合、送信側において予め−ｆｄ（０）＝−Δｆｃだけ周波数をシフトさせ、周波数ｆｃ’＝（１−Δ）ｆｃ＝ｆｃ−ｆｄ（０）で送信する。この信号は、ドップラー周波数による影響を受けて、受信側で周波数（１＋Δ）ｆｃ’となる。

この周波数は、（１＋Δ）ｆｃ’＝（１＋Δ）（１−Δ）ｆｃ＝ｆｃ−Δ^２ｆｃ≒ｆｃであるため、受信側において、ドップラー周波数による影響が殆ど無くなる。

ところが、特許文献１では、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア間隔をｄとした場合、中心周波数以外のサブキャリア周波数ｆ（ｎ）＝ｆｃ＋ｎｄ（ｎは０以外の整数）に対しても、送信側において予め−ｆｄ（０）＝−Δｆｃだけ周波数をシフトさせ、周波数ｆ（ｎ）’＝ｆｃ＋ｎｄ−Δｆｃで送信する。この信号は、ドップラー周波数による影響を受けて、受信側で周波数（１＋Δ）ｆ（ｎ）’となる。

この周波数は、（１＋Δ）ｆ（ｎ）’＝（１＋Δ）（ｆｃ＋ｎｄ−Δｆｃ）＝ｆｃ＋ｎｄ＋Δｎｄ−Δ^２ｆｃ≒ｆ（ｎ）＋Δｎｄであるため、受信側において、ドップラー周波数による影響（△ｎｄ）が残ってしまう。

特に、移動局の移動速度が速い場合や（△が大きい場合）、キャリア周波数の周波数帯域が広帯域である場合（ｎが大きい場合）には、残留する周波数誤差が顕著になる。

本発明の目的は、ＯＦＤＭ信号においてドップラー効果により生じる周波数誤差を、送信側で予め補正する場合において、受信したＯＦＤＭ信号の全てのサブキャリアにおいて周波数誤差を残留させないようにすることができるＯＦＤＭ送信装置及びＯＦＤＭ送信方法を提供することである。

本発明に係るＯＦＤＭ送信装置は、移動中の通信相手と通信するＯＦＤＭ送信装置であって、送信データに対して周波数分割多重処理を施すことにより複数のキャリア周波数に前記送信データを振り分けたＯＦＤＭ送信信号を生成するＯＦＤＭ送信信号生成部と、前記複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数に基づいて、前記複数のキャリア周波数におけるドップラー効果により生じた周波数誤差を前記複数のキャリア周波数毎に補正する補正部と、前記補正部で前記周波数誤差を補正した前記ＯＦＤＭ送信信号を送信する送信部と、を具備する。

本発明に係るＯＦＤＭ送信方法は、移動中の通信相手と通信するＯＦＤＭ送信装置におけるＯＦＤＭ送信方法であって、送信データに対して周波数分割多重処理を施すことにより複数のキャリア周波数に前記送信データを振り分けたＯＦＤＭ送信信号を生成するステップと、前記複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数に基づいて、前記複数のキャリア周波数におけるドップラー効果により生じた周波数誤差を前記複数のキャリア周波数毎に補正するステップと、前記周波数誤差を補正した前記ＯＦＤＭ送信信号を送信するステップと、を具備する。

本発明によれば、ＯＦＤＭ信号においてドップラー効果により生じる周波数誤差を、送信側で予め補正する場合において、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域が広帯域である場合であっても、受信したＯＦＤＭ信号の全てのサブキャリアにおいて周波数誤差を残留させないようにすることができる。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図 各キャリア周波数に生じる周波数誤差を示す図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ送信装置の処理の流れを示すフロー図

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜通信システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システム１０の構成を示す図である。図１に示すように、通信システム１０は、典型的にはＦＰＵであり、複数の基地局２０、３０（放送局）と、移動局４０（中継局）と、から構成される。ＦＰＵの他にも、鉄道・バス・飛行機などへのデータ通信も同様の構成となる。

基地局２０及び基地局３０は、移動局４０から送信されたＯＦＤＭ信号を受信して受信処理することにより受信データを取得すると共に、ＯＦＤＭ信号を生成して移動局４０に送信する。基地局２０及び基地局３０は、移動中の移動局４０から受信したＯＦＤＭ信号におけるドップラー効果により生じる各キャリア周波数の周波数誤差を求め、求めた周波数誤差をキャリア周波数毎に補正したＯＦＤＭ信号を移動局４０に送信する。なお、基地局２０と基地局３０とは、同一構成を有している。

移動局４０は、基地局２０から基地局３０の方向へ移動しながら、基地局２０及び基地局３０から送信されたＯＦＤＭ信号を受信して受信処理することにより受信データを取得すると共に、移動しながらＯＦＤＭ信号を生成して基地局２０及び基地局３０に送信する。移動局４０が受信するＯＦＤＭ信号は、基地局２０及び基地局３０で各キャリア周波数の周波数誤差を予め補正しているため、周波数誤差が残留しない。

ＯＦＤＭ信号に対するドップラー周波数による影響は、キャリア周波数毎に異なる。具体的に説明すると、速度ｖ［ｋｍ／ｈ］で走行する移動局４０が、基地局３０から送信された、（２Ｎ＋１）本のキャリア周波数を有すると共にキャリア周波数の間隔がｄ［Ｈｚ］であるＯＦＤＭ信号であって、中心周波数ｆｃ［Ｈｚ］にアップコンバートされたＯＦＤＭ信号を受信した場合、ドップラー周波数は以下の通りになる。中心周波数ｆｃに対応する中心キャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）は、ｆｄ（０）＝ｆｃ＊ｖ＊１ｅ−９／１．０８［Ｈｚ］になる。また、最も低周波数のキャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（−Ｎ）は、ｆｄ（−Ｎ）＝（ｆｃ−Ｎｄ）＊ｖ＊１ｅ−９／１．０８［Ｈｚ］になる。また、最も高周波数のキャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（Ｎ）は、ｆｄ（Ｎ）＝（ｆｃ＋Ｎｄ）＊ｖ＊１ｅ−９／１．０８［Ｈｚ］になる。

また、移動中の移動局４０が遠ざかる基地局２０から受信するＯＦＤＭ信号の周波数は、ドップラー効果により、移動中の移動局４０が近づく基地局３０から受信するＯＦＤＭ信号の周波数よりも低くなる。そのため、移動中の移動局４０が基地局２０から受信するＯＦＤＭ信号と基地局３０から受信するＯＦＤＭ信号とには、異なる周波数誤差を生じる。これに対して、特許文献１のように、ＯＦＤＭ信号の全てのキャリア周波数について、中心周波数ｆｃに対応する中心キャリア周波数の周波数誤差が「０」になるように補正する場合、移動中の移動局４０が基地局２０から受信するＯＦＤＭ信号と基地局３０から受信するＯＦＤＭ信号とには、図２に示すように、周波数軸上の両端のキャリア周波数において差分Δｆ１及び差分Δｆ２を生じる。

従って、基地局２０及び基地局３０は、中心周波数の周波数誤差を「０」にするだけでは不十分で、ＯＦＤＭ信号の周波数誤差をキャリア周波数毎に補正する必要があり、この補正を行うことにより、最も高周波数のキャリア周波数及び最も低周波数のキャリア周波数に周波数誤差を残留させないようにし、差分Δｆ１及び差分Δｆ２を生じないようにすることができる。

＜ＯＦＤＭ送信装置の構成＞
次に、本実施の形態に係るＯＦＤＭ送信装置１００の構成について、図３を用いて詳細に説明する。なお、ＯＦＤＭ送信装置１００は、基地局２０及び基地局３０の各々に搭載されている。

ＯＦＤＭ送信装置１００は、アンテナ１０１と、ドップラー周波数検出部１０２と、ドップラー周波数算出部１０３と、シリアルパラレル変換部１０４と、乗算器１０５と、合成部１０６と、デジタル／アナログ（以下、「Ｄ／Ａ」と記載する）変換部１０７と、高周波変換部１０８と、アンテナ１０９と、を有している。

ドップラー周波数検出部１０２は、アンテナ１０１を介してＯＦＤＭ信号を受信し、ＯＦＤＭ受信信号に対して増幅処理等の所定の無線受信処理を行う。ドップラー周波数検出部１０２は、無線受信処理したＯＦＤＭ受信信号の複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数を検出し、検出結果をドップラー周波数算出部１０３に出力する。

ドップラー周波数算出部１０３は、ドップラー周波数検出部１０２から入力された検出結果に基づいて、各キャリア周波数のドップラー周波数による周波数誤差を算出する。ドップラー周波数算出部１０３は、算出した各キャリア周波数の周波数誤差を打ち消す周波数の正弦波をキャリア周波数毎に生成して乗算器１０５の各々に出力する。

シリアルパラレル変換部１０４は、入力された送信信号をシリアルデータ形式からパラレルデータ形式に変換して乗算器１０５に出力する。

乗算器１０５は、シリアルパラレル変換部１０４から入力された送信信号の各々に対して、ドップラー周波数算出部１０３から入力された正弦波を乗算して合成部１０６に出力する。

合成部１０６は、乗算器１０５から入力された送信信号を合成することにより、複数のキャリア周波数に送信信号を振り分ける周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ送信信号を生成し、生成したＯＦＤＭ送信信号をＤ／Ａ変換部１０７に出力する。

Ｄ／Ａ変換部１０７は、合成部１０６から入力されたＯＦＤＭ送信信号をデジタルデータ形式からアナログデータ形式に変換して高周波変換部１０８に出力する。

高周波変換部１０８は、Ｄ／Ａ変換部１０７から入力されたＯＦＤＭ送信信号をＲＦ処理してアンテナ１０９より送信する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
次に、本実施の形態に係るＯＦＤＭ送信装置１００の動作について、図４のフロー図を用いて説明する。

まず、ドップラー周波数検出部１０２は、ＯＦＤＭ受信信号の中心キャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）を検出し、ドップラー周波数ｆｄ（０）の検出結果をドップラー周波数算出部１０３に出力する（ＳＴ２０１）。なお、ドップラー周波数ｆｄ（０）の検出にあたっては、移動局４０側で車速などから測定することもできるため、基地局で実施することに限るものではない。

例えば、移動局４０の移動速度が３０ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が１８ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが２３００ＭＨｚである場合、ドップラー周波数検出部１０２は、ＯＦＤＭ受信信号の中心キャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）＝６．３９Ｅ０１［Ｈｚ］を検出する。

また、移動局４０の移動速度が５００ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が２００ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが５０００ＭＨｚである場合、ドップラー周波数検出部１０２は、ＯＦＤＭ受信信号の中心キャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）＝２．３１Ｅ０３［Ｈｚ］を検出する。

また、移動局４０の移動速度が９００ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が１００ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが１０００ＭＨｚである場合、ドップラー周波数検出部１０２は、ＯＦＤＭ受信信号の中心キャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）＝８．３３Ｅ０２［Ｈｚ］を検出する。

次に、ドップラー周波数算出部１０３は、ドップラー周波数検出部１０２で検出した、中心周波数に位置するキャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）に基づいて、各キャリア周波数のドップラー周波数を算出する（ＳＴ２０２）。ＯＦＤＭ信号に対するドップラー周波数の影響は、キャリア周波数毎に異なる。ｎ番目のキャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（ｎ）は、ｆｄ（ｎ）＝ｆｄ（０）＊（１＋ｎｄ／ｆｃ）［Ｈｚ］より求まる。なお、ｄは、キャリア周波数の間隔であり、単位は［Ｈｚ］である。

次に、ドップラー周波数算出部１０３は、算出した各キャリア周波数のドップラー周波数による周波数誤差を打ち消す周波数−ｆｄ（Ｎ）、・・・、−ｆｄ（１）、−ｆｄ（０）、−ｆｄ（−１）、・・・、−ｆｄ（−Ｎ）の正弦波を、キャリア周波数毎に生成する（ＳＴ２０３）。

例えば、移動局４０の移動速度が３０ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が１８ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが２３００ＭＨｚである場合には、受信したＯＦＤＭ信号における周波数軸上の両端のキャリア周波数のドップラー周波数の差分は、０．５Ｈｚである。この場合、ドップラー周波数算出部１０３は、中心キャリア周波数の周波数誤差６３．８９［Ｈｚ］を算出し、最も低周波数のキャリア周波数の周波数誤差６３．６４［Ｈｚ］から、最も高周波数のキャリア周波数の周波数誤差６４．１４［Ｈｚ］までの各サブキャリアのドップラー周波数を算出する。そして、ドップラー周波数算出部１０３は、中心周波数に位置するキャリア周波数の周波数誤差６３．８９［Ｈｚ］を打ち消す周波数−６３．８９［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（０）を生成し、最も低周波数のキャリア周波数の周波数誤差６３．６４［Ｈｚ］を打ち消す周波数−６３．６４［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（−Ｎ）から、最も高周波数のキャリア周波数の周波数誤差６４．１４［Ｈｚ］を打ち消す周波数−６４．１４［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（Ｎ）まで、各サブキャリアに対する周波数補正用の正弦波を生成する。

また、移動局４０の移動速度が５００ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が２００ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが５０００ＭＨｚである場合には、受信したＯＦＤＭ信号における周波数軸上の両端のキャリア周波数のドップラー周波数の差分は、９２．５９Ｈｚである。この場合、ドップラー周波数算出部１０３は、中心キャリア周波数の周波数誤差２３１４．８１［Ｈｚ］を算出し、最も低周波数のキャリア周波数の周波数誤差２２６８．５２［Ｈｚ］から、最も高周波数のキャリア周波数の周波数誤差２３６１．１１［Ｈｚ］までの各サブキャリアのドップラー周波数を算出する。そして、ドップラー周波数算出部１０３は、中心周波数に位置するキャリア周波数の周波数誤差２３１４．８１［Ｈｚ］を打ち消す周波数−２３１４．８１［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（０）を生成し、最も低周波数のキャリア周波数の周波数誤差２２６８．５２［Ｈｚ］を打ち消す周波数−２２６８．５２［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（−Ｎ）から、最も高周波数のキャリア周波数の周波数誤差２３６１．１１［Ｈｚ］を打ち消す周波数−２３６１．１１［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（Ｎ）まで、各サブキャリアに対する周波数補正用の正弦波を生成する。

また、移動局４０の移動速度が９００ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が１００ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが１０００ＭＨｚである場合には、受信したＯＦＤＭ信号における周波数軸上の両端のキャリア周波数のドップラー周波数の差分は、８３．３３Ｈｚである。この場合、ドップラー周波数算出部１０３は、中心キャリア周波数の周波数誤差８３３．３３［Ｈｚ］を算出し、最も低周波数のキャリア周波数の周波数誤差７９１．６７［Ｈｚ］から、最も高周波数のキャリア周波数の周波数誤差８７５．００［Ｈｚ］までの各サブキャリアのドップラー周波数を算出する。そして、ドップラー周波数算出部１０３は、中心周波数に位置するキャリア周波数の周波数誤差８３３．３３［Ｈｚ］を打ち消す周波数−８３３．３３［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（０）を生成し、最も低周波数のキャリア周波数の周波数誤差７９１．６７［Ｈｚ］を打ち消す周波数−７９１．６７［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（−Ｎ）から、最も高周波数のキャリア周波数の周波数誤差８７５．００［Ｈｚ］を打ち消す周波数−８７５．００［Ｈｚ］の正弦波−ｆｄ（Ｎ）まで、各サブキャリアに対する周波数補正用の正弦波を生成する。

次に、乗算器１０５は、シリアルパラレル変換部１０４から入力された「１」、「０」又は「−１」のパラレルデータ形式の各送信信号に、ドップラー周波数算出部１０３で生成した、周波数誤差を打ち消す周波数−ｆｄ（Ｎ）、・・・、−ｆｄ（１）、−ｆｄ（０）、−ｆｄ（−１）、・・・、−ｆｄ（−Ｎ）の正弦波を各々乗算する（ＳＴ２０４）。

次に、合成部１０６は、乗算器１０５から入力された送信信号を合成してＯＦＤＭ送信信号を生成する（ＳＴ２０５）。

次に、Ｄ／Ａ変換部１０７は、合成部１０６で生成したＯＦＤＭ送信信号をデジタルデータ形式からアナログデータ形式に変換する（ＳＴ２０６）。

次に、高周波変換部１０８は、Ｄ／Ａ変換部１０７でアナログデータ形式に変換されたＯＦＤＭ送信信号をＲＦ処理してアンテナ１０９より送信する（ＳＴ２０７）。

このように、本実施の形態によれば、移動局から受信したＯＦＤＭ受信信号より、複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数を検出し、検出した中心キャリア周波数のドップラー周波数に基づいて、複数のキャリア周波数におけるドップラー効果により生じた周波数誤差をキャリア周波数毎に補正する。これにより、ＯＦＤＭ信号においてドップラー効果により生じる周波数誤差を、送信側で予め補正することにより、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域が広帯域である場合であっても、受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差を残留させないようにすることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態の通信システムの構成は図１と同一であるので、その説明を省略する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の構成＞
まず、本実施の形態に係るＯＦＤＭ送信装置３００の構成について図５を用いて説明する。なお、ＯＦＤＭ送信装置３００は、基地局２０及び基地局３０の各々に搭載されている。

ＯＦＤＭ送信装置３００は、アンテナ３０１と、ドップラー周波数検出部３０２と、クロック発生器３０３と、シリアルパラレル変換部３０４と、ＩＦＦＴ部３０５と、Ｄ／Ａ変換部３０６と、高周波変換部３０７と、アンテナ３０８と、を有している。

ドップラー周波数検出部３０２は、アンテナ３０１を介してＯＦＤＭ信号を受信し、ＯＦＤＭ受信信号に対して増幅処理等の所定の無線受信処理を行う。ドップラー周波数検出部３０２は、無線受信処理したＯＦＤＭ受信信号の複数のキャリア周波数の中心に位置するキャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）を検出する。なお、ドップラー周波数ｆｄ（０）の検出にあたっては、移動局４０側で車速などから測定することもできるため、基地局で実施することに限るものではない。ドップラー周波数検出部３０２は、ドップラー周波数の検出結果に基づいて、クロック発生器３０３からＤ／Ａ変換部３０６に出力されるクロック信号の周波数を変化させる。

クロック発生器３０３は、ドップラー周波数検出部３０２により検出したドップラー周波数の検出結果より基準クロック信号の周波数を変化させてＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する。クロック発生器３０３は、生成したＤ／Ａ変換用のクロック信号をＤ／Ａ変換部３０６に出力する。この際、クロック発生器３０３は、接近する移動局４０に送信するＯＦＤＭ送信信号をサンプリングする際のＤ／Ａ変換用のクロック信号の周波数を、遠ざかる移動局４０に送信するＯＦＤＭ送信信号をサンプリングする際のＤ／Ａ変換用のクロック信号の周波数よりも小さくする。

シリアルパラレル変換部３０４は、入力された送信信号をシリアルデータ形式からパラレルデータ形式に変換してＩＦＦＴ部３０５に出力する。

ＩＦＦＴ部３０５は、シリアルパラレル変換部３０４から入力された送信信号に対して、直交周波数分割多重処理を施すことにより複数のキャリア周波数に送信データを振り分けたＯＦＤＭ送信信号を生成してＤ／Ａ変換部３０６に出力する。

Ｄ／Ａ変換部３０６は、ＩＦＦＴ部３０５から入力されたデジタルデータ形式のＯＦＤＭ送信信号を、クロック発生器３０３から入力されるＤ／Ａ変換用のクロック信号でサンプリングして、アナログデータ形式のＯＦＤＭ送信信号を生成する。Ｄ／Ａ変換部３０６は、アナログデータ形式のＯＦＤＭ送信信号を高周波変換部３０７に出力する。

高周波変換部３０７は、Ｄ／Ａ変換部３０６から入力されたＯＦＤＭ送信信号をＲＦ処理してアンテナ３０８より送信する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
次に、本実施の形態に係るＯＦＤＭ送信装置３００の動作について、図６のフロー図を用いて詳細に説明する。

まず、ドップラー周波数検出部３０２は、ＯＦＤＭ受信信号の中心キャリア周波数のドップラー周波数ｆｄ（０）を検出する（ＳＴ４０１）。

次に、クロック発生器３０３は、ドップラー周波数検出部３０２で検出したドップラー周波数ｆｄ（０）に基づいて、基準クロック信号の周波数を変化させてＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する（ＳＴ４０２）。

クロック発生器３０３は、基準クロック信号の周波数を（１＋ｘ）倍に変化させた場合、キャリア周波数ｙを周波数ｙ（１＋ｘ）にする。これにより、クロック発生器３０３は、キャリア周波数ｙをｙｘだけ補正することができる。これはすなわち、ｙに比例した周波数補正を施したことになる。

具体的に、基準クロックの周波数をｆＤＡ０とし、複数のキャリア周波数の中心に位置し、中心周波数ｆｃに対応する中心キャリア周波数のドップラー周波数をｆｄ（０）とすると、Ｄ／Ａ変換用のクロック信号の周波数ｆＤＡは、ｆＤＡ＝ｆＤＡ０（１−ｆｄ（０）／ｆｃ）となる。即ち、移動局４０は、近づいている基地局３０から時間が短縮されて見える信号を受信し、遠ざかっている基地局２０から時間が延びて見える信号を受信する。従って、クロック発生器３０３は、近づいている移動局４０に送信するＯＦＤＭ送信信号をアナログデータ形式に変換する際に、時間を延ばす周波数ｆＤＡのＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する。また、クロック発生器３０３は、遠ざかっていく移動局４０に送信するＯＦＤＭ送信信号をアナログデータ形式に変換する際に、時間を短縮する周波数ｆＤＡのＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する。

例えば、移動局４０の移動速度が３０ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が１８ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが２３００ＭＨｚ、基準クロックの周波数ｆＤＡ０＝４０．０ＭＨｚである場合、クロック発生器３０３は、周波数ｆＤＡ＝３９．９９９９９８８９［ＭＨｚ］のＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する。

また、移動局４０の移動速度が５００ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が２００ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが５０００ＭＨｚ、基準クロックの周波数ｆＤＡ０＝４００．０ＭＨｚである場合、クロック発生器３０３は、周波数ｆＤＡ＝３９９．９９９８１４８１［ＭＨｚ］のＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する。

また、移動局４０の移動速度が９００ｋｍ／ｈであり、ＯＦＤＭ送信信号の周波数帯域が１００ＭＨｚであり、中心周波数ｆｃが１０００ＭＨｚ、基準クロックの周波数ｆＤＡ０＝２００．０ＭＨｚである場合、クロック発生器３０３は、周波数ｆＤＡ＝１９９．９９９８３３３３［ＭＨｚ］のＤ／Ａ変換用のクロック信号を生成する。

次に、Ｄ／Ａ変換部３０６は、ＩＦＦＴ部３０５で生成されたデジタルデータ形式のＯＦＤＭ送信信号を、クロック発生器３０３から入力されるＤ／Ａ変換用のクロック信号でサンプリングし、アナログデータ形式のＯＦＤＭ送信信号を生成する（ＳＴ４０３）。

次に、高周波変換部３０７は、Ｄ／Ａ変換部３０６で生成したアナログデータ形式のＯＦＤＭ送信信号をＲＦ処理してアンテナ３０８より送信する（ＳＴ４０４）。

このように、本実施の形態によれば、自局に接近する移動局に送信するＯＦＤＭ送信信号をサンプリングする際のクロック信号の周波数を、自局から遠ざかる移動局に送信するＯＦＤＭ送信信号をサンプリングする際のクロック信号の周波数よりも小さくして、各サブキャリア周波数の周波数誤差を一括で補正する。これにより、ＯＦＤＭ信号においてドップラー効果により生じる周波数誤差を、送信側で予め補正する場合において、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域が広帯域である場合であっても、受信したＯＦＤＭ信号の全てのサブキャリアにおいて周波数誤差を残留させないようにすることができる。さらに、周波数誤差の補正処理における負荷の増大を抑制することができると共に、補正処理を高速に行うことができる。

なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係るＯＦＤＭ送信装置及びＯＦＤＭ送信方法は、移動中の通信相手と通信するのに好適である。

１０ 通信システム
２０、３０ 基地局
４０ 移動局
１００、３００ ＯＦＤＭ送信装置
１０２、３０２ ドップラー周波数検出部
１０３ ドップラー周波数算出部
１０４、３０４ シリアルパラレル変換部
１０５ 乗算器
１０６ 合成部
１０７、３０６ Ｄ／Ａ変換部
１０８、３０７ 高周波変換部
３０３ クロック発生器
３０５ ＩＦＦＴ部

Claims (6)

1. 移動中の通信相手と通信するＯＦＤＭ送信装置であって、
   送信データに対して周波数分割多重処理を施すことにより複数のキャリア周波数に前記送信データを振り分けたＯＦＤＭ送信信号を生成するＯＦＤＭ送信信号生成部と、
   前記複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数に基づいて、前記複数のキャリア周波数におけるドップラー効果により生じた周波数誤差を前記複数のキャリア周波数毎に補正する補正部と、
   前記補正部で前記周波数誤差を補正した前記ＯＦＤＭ送信信号を送信する送信部と、
   を具備するＯＦＤＭ送信装置。
2. 前記通信相手から受信したＯＦＤＭ受信信号より、前記中心キャリア周波数のドップラー周波数を検出する検出部を、さらに具備する、
   請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置。
3. 前記補正部は、
   前記中心キャリア周波数のドップラー周波数より、前記複数のキャリア周波数の各々の前記周波数誤差を補正する周波数の正弦波を求め、求めた前記正弦波の各々を前記複数のキャリア周波数の各々に乗算する、
   請求項１又は請求項２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
4. 前記ＯＦＤＭ送信信号生成部により生成したデジタルデータ形式の前記ＯＦＤＭ送信信号をサンプリングしてアナログデータ形式の前記ＯＦＤＭ送信信号を生成するＤ／Ａ変換部を更に有し、
   前記補正部は、
   自局に接近する前記通信相手に送信する前記ＯＦＤＭ送信信号を前記Ｄ／Ａ変換部でサンプリングする際のクロック信号の周波数を、自局から遠ざかる前記通信相手に送信する前記ＯＦＤＭ送信信号を前記Ｄ／Ａ変換部でサンプリングする際のクロック信号の周波数よりも小さくする、
   請求項１又は請求項２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載のＯＦＤＭ送信装置を有する基地局。
6. 移動中の通信相手と通信するＯＦＤＭ送信装置におけるＯＦＤＭ送信方法であって、
   送信データに対して周波数分割多重処理を施すことにより複数のキャリア周波数に前記送信データを振り分けたＯＦＤＭ送信信号を生成するステップと、
   前記複数のキャリア周波数の中心に位置する中心キャリア周波数のドップラー周波数に基づいて、前記複数のキャリア周波数におけるドップラー効果により生じた周波数誤差を前記複数のキャリア周波数毎に補正するステップと、
   前記周波数誤差を補正した前記ＯＦＤＭ送信信号を送信するステップと、
   を具備するＯＦＤＭ送信方法。

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