JP2019134481A

JP2019134481A - Ｏｆｄｍ送信装置及びｏｆｄｍ送信方法

Info

Publication number: JP2019134481A
Application number: JP2019072998A
Authority: JP
Inventors: 須藤　浩章; Hiroaki Sudo; 浩章須藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2019-08-08

Abstract

【課題】周波数利用効率を低下させることなく干渉を回避することができ、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ること。【解決手段】ＯＦＤＭ送信装置１００は、フーリエ逆変換部１０６において変調部１０５から出力された送信データに対してフーリエ逆変換処理を行うことにより、上位ビットを単一のキャリア周波数に振り分けると共に、下位ビットを複数のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成し、送信部１０７よりアンテナ１０８を介してＯＦＤＭ信号を送信する。【選択図】図２

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式の通信に用いられるＯＦＤＭ送信装置及びＯＦＤＭ送信方法に関する。

従来、同一の送信データを複数のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ送信装置が知られている（例えば、特許文献１）。

図１は、従来のＯＦＤＭ信号を示す図である。従来のＯＦＤＭ信号では、図１に示すように、全てのキャリア周波数について、キャリア周波数＃１から＃ｎと、キャリア周波数＃ｎ＋１から＃２ｎと、の２つのキャリア周波数に同一の送信データ＃１から＃ｎを各々振り分けている。

このように、同一の送信データを複数のキャリア周波数に振り分けることにより、隣接チャネル干渉波の存在下において、隣接チャネル干渉波による干渉を避けることができる。

特開２００６−７４０８１号公報

しかしながら、従来のＯＦＤＭ送信装置においては、全てのキャリア周波数に対して同一の送信データを各々振り分けてＯＦＤＭ信号を生成するため、周波数利用効率の低下を招くという課題を有する。

本発明の目的は、周波数利用効率を低下させることなく干渉を回避することができ、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる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、複数のビットにより構成される送信データに対して直交周波数分割多重処理を施すことにより、ＯＦＤＭ信号を生成する直交周波数分割多重手段と、前記直交周波数分割多重手段により生成された前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、を具備し、前記直交周波数分割多重手段は、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外の単一のキャリア周波数に配置すると共に、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部の複数のキャリア周波数に重複して配置する。

本発明に係るＯＦＤＭ送信方法は、複数のビットにより構成される送信データに対して直交周波数分割多重処理を施すことにより、ＯＦＤＭ信号を生成するステップと、このステップにより生成された前記ＯＦＤＭ信号を送信するステップと、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外の単一のキャリア周波数に配置すると共に、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部の複数のキャリア周波数に重複して配置するステップと、を具備する。

本発明によれば、干渉を回避するとともに周波数利用効率も可能な範囲で高めることができ、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

従来のＯＦＤＭ信号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信号を示す図８ＰＳＫのコンスタレーションを示す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信号を示す図本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ信号を示す図本発明の実施の形態４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４に係るＯＦＤＭ信号を示す図本発明の実施の形態５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５に係るＯＦＤＭ送信装置の動作を示すフロー図

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜ＯＦＤＭ送信装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置１００の構成につき、図２を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＯＦＤＭ送信装置１００は、第１選択部１０１と、第１キャリア配置部１０２と、第２キャリア配置部１０３と、第２選択部１０４と、変調部１０５と、フーリエ逆変換部１０６と、送信部１０７と、アンテナ１０８と、を有している。

第１選択部１０１は、複数のビットを配列したビット列から構成される送信データを入力し、ビット列の最上位桁から順に所定の数だけ選択した上位ビットを第１キャリア配置部１０２に出力すると共に、ビット列における上位ビット以外の残りのビットである下位ビットを第２キャリア配置部１０３に出力する。典型例として、８ＰＳＫ等の３ビット１シンボルの変調を行う場合、第１選択部１０１は、送信データのビット列を５ビット毎に区切り、３つのビットを上位ビット（１ビット目、２ビット目）として第１キャリア配置部１０２に出力すると共に残りの１つのビットを下位ビット（３ビット目）として第２キャリア配置部１０３に出力する。

第１キャリア配置部１０２は、第１選択部１０１から出力された上位ビットを、所定の単一のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部１０４に出力する。

第２キャリア配置部１０３は、第１選択部１０１から出力された下位ビットを、所定の複数のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部１０４に出力する。例えば、８ＰＳＫ等の３ビット１シンボルの変調を行う場合、第２キャリア配置部１０３は、入力した各下位ビットを２つのキャリア周波数に振り分けられるように配置する。

第２選択部１０４は、第１キャリア配置部１０２から出力された上位ビット及び第２キャリア配置部１０３から出力された下位ビットを所定のタイミングで変調部１０５に出力する。

変調部１０５は、第２選択部１０４から出力された上位ビット及び下位ビットを多値変調して変調信号を生成してフーリエ逆変換部１０６に出力する。

フーリエ逆変換部１０６は、変調部１０５から出力された変調信号に対して直交周波数分割多重処理であるフーリエ逆変換を施すことによりＯＦＤＭ信号を生成して送信部１０７に出力する。

送信部１０７は、フーリエ逆変換部１０６から出力されたＯＦＤＭ信号をＲＦ処理してアンテナ１０８より送信する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置１００の動作につき、図３及び図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、図３及び図４では、送信データが８ＰＳＫ変調される場合を例に説明する。また、図３では、「送信データ」を単に「データ」と記載し、「キャリア周波数」を単に「キャリア」と記載する。

まず、送信データの各ビットは、第１選択部１０１により、上位ビット（１ビット目、２ビット目）として配置されるものと、下位ビット（３ビット目）として配置されるものとに分けられ、上位ビットとして配置されるものが第１キャリア配置部１０２に出力され、下位ビットとして配置されるものが第２キャリア配置部１０３に出力される。

次に、上位ビットは、第１キャリア配置部１０２により、ＯＦＤＭ送信に使用する周波数帯域（以下、「使用周波数帯域」という）Ｆ１の単一のキャリア周波数に振り分けられるように配置される。また、下位ビットは、第２キャリア配置部１０３により使用周波数帯域Ｆ１の複数（例えば２つ）のキャリア周波数に振り分けられるように配置される。

次に、上位ビット及び下位ビットは、第２選択部１０４により所定のタイミングで変調部１０５に出力され、変調部１０５により多値変調されて変調信号となる。

次に、多値変調信号は、フーリエ逆変換部１０６によりフーリエ逆変換されてＯＦＤＭ信号となる。

次に、ＯＦＤＭ信号は、送信部１０７によりＲＦ処理されてアンテナ１０８より送信される。

かかるＯＦＤＭ信号は、図３に示すように、上位ビットである１ビット目＃ｉ（＃ｉは、１から２ｎまでの整数）及び２ビット目＃ｉが単一のキャリア周波数＃ｉに振り分けられ、下位ビットである３ビット目＃ｊ（＃ｊは、１からｎまでの整数）が２つのキャリア周波数＃ｊおよび＃ｎ＋ｊに振り分けられる。

図３において、最初の１〜３ビット目は時刻♯１で送信され、次の１〜３ビット目は時刻♯２で送信され、以降、３ビットずつが同一時刻に送信される。

図４の８ＰＳＫのコンスタレーション（Ｉ−Ｑ平面）において、破線で示す３ビット目の判定閾値Ｈ２の間隔は、実線で示す１ビット目及び２ビット目の判定閾値Ｈ１の間隔よりも狭い。従って、３ビット目は、１ビット目及び２ビット目よりも誤り易い。

これに対して、本実施の形態では、上位ビットに比べて誤り易い下位ビットを複数のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、隣接チャネル干渉波の存在する環境下であっても、下位ビットである３ビット目の誤り率を低下させることができ、干渉を回避することができる。また、下位ビットよりも誤り難い上位ビットを単一のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、周波数利用効率の低下を抑制することができる。これより、本実施の形態によれば、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

本実施の形態においては、変調方式として８ＰＳＫを用いた場合について説明したが、本発明は、８ＰＳＫに限定されるわけではなく、１シンボルで３ビット以上の情報を送信できる変調方式であれば任意の変調方式（例えば、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等）に適用することができる。例えば、本発明を１６ＱＡＭに適用した場合、下位ビットである３ビット目と４ビット目を、複数キャリアに重複して配置することになる。

また、本実施の形態においては、下位ビット（例えば８ＰＳＫの場合は、３ビット目）を２つのキャリアに重複して配置した場合について説明したが、本発明は、同一情報を重複して配置するキャリア数が２に限定されるわけではなく、任意のキャリア数に設定することができる。例えば、下位ビットを４キャリア等に重複して配置することもできる。勿論、下位ビットを重複して配置するキャリア数を、回線品質等(隣接チャネル干渉波のレベル等)によって、適応的に変化させることもできる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ送信装置５００の構成につき、図５を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＯＦＤＭ送信装置５００は、ターボ符号化部５０１と、第１選択部５０２と、第１キャリア配置部５０３と、第２キャリア配置部５０４と、第２選択部５０５と、変調部５０６と、フーリエ逆変換部５０７と、送信部５０８と、アンテナ５０９と、を有している。

ターボ符号化部５０１は、入力データをターボ符号化してパリティビット１、パリティビット２及びシステマティックビットから構成される送信データを生成する。ターボ符号化部５０１は、生成したパリティビット１、パリティビット２及びシステマティックビットを第１選択部５０２に出力する。

第１選択部５０２は、ターボ符号化部５０１から出力された一部のビットであるパリティビット１及びパリティビット２を第１キャリア配置部５０３に出力する。また、第１選択部５０２は、ターボ符号化部５０１から出力された残りのビットであるシステマティックビットを第２キャリア配置部５０４に出力する。

第１キャリア配置部５０３は、第１選択部５０２から出力されたパリティビット１及びパリティビット２を、所定の単一のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部５０５に出力する。

第２キャリア配置部５０４は、第１選択部５０２から出力されたシステマティックビットを、所定の複数のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部５０５に出力する。

第２選択部５０５は、第１キャリア配置部５０３から出力されたパリティビット１及びパリティビット２と、第２キャリア配置部５０４から出力されたシステマティックビットと、を所定のタイミングで変調部５０６に出力する。

変調部５０６は、第２選択部５０５から出力されたパリティビット１、パリティビット２及びシステマティックビットを変調して変調信号を生成してフーリエ逆変換部５０７に出力する。

フーリエ逆変換部５０７は、変調部５０６から出力された変調信号に対して直交周波数分割多重処理であるフーリエ逆変換を施すことによりＯＦＤＭ信号を生成して送信部５０８に出力する。

送信部５０８は、フーリエ逆変換部５０７から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＲＦ処理を施してアンテナ５０９より送信する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ送信装置５００の動作につき、図６を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、図６では、「送信データ」を単に「データ」と記載し、「キャリア周波数」を単に「キャリア」と記載する。

まず、入力データは、ターボ符号化部５０１によりターボ符号化されてパリティビット１、パリティビット２及びシステマティックビットから構成された送信データとなる。

次に、パリティビット１及びパリティビット２は第１選択部５０２により第１キャリア配置部５０３に出力されると共に、システマティックビットは第１選択部５０２により第２キャリア配置部５０４に出力される。

次に、パリティビット１及びパリティビット２は、第１キャリア配置部５０３により使用周波数帯域Ｆ２の単一のキャリア周波数に振り分けられるように配置される。また、システマティックビットは、第２キャリア配置部５０４により使用周波数帯域Ｆ２の複数のキャリア周波数に振り分けられるように配置される。

次に、パリティビット１、パリティビット２及びシステマティックビットは、第２選択部５０５により所定のタイミングで変調部５０６に出力され、変調部５０６により変調されて変調信号となる。

次に、変調信号は、フーリエ逆変換部５０７によりフーリエ逆変換されてＯＦＤＭ信号となる。

次に、ＯＦＤＭ信号は、送信部５０８によりＲＦ処理されてアンテナ５０９より送信される。

かかるＯＦＤＭ信号は、図６に示すように、パリティビット１＃ｊ（＃ｊは、１からｎまでの整数）が単一のキャリア周波数＃ｊに振り分けられ、パリティビット２＃ｊが単一のキャリア周波数＃ｎ＋ｊに振り分けられると共に、システマティックビット＃ｊが２つのキャリア周波数＃ｊおよび＃ｎ＋ｊに振り分けられる。

図６において、最初のパリティビットとシステマティックビットは時刻♯１で送信され、次のパリティビットとシステマティックビットは時刻♯２で送信され、以降、パリティビットとシステマティックビットの組が同一時刻に送信される。

本実施の形態では、パリティビットに比べて重要なシステマティックビットを複数のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、隣接チャネル干渉波の存在する環境下であっても、システマティックビットの誤り率を低下させることができ、干渉を回避することができる。また、システマティックビットに比べて重要度の低いパリティビット１及びパリティビット２を単一のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、周波数利用効率の低下を抑制することができる。これより、本実施の形態によれば、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態において、ＯＦＤＭ送信装置の構成は図２と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態では、図２のＯＦＤＭ送信装置の符号を用いて説明する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ送信装置１００の動作につき、図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、図７では、６４ＱＡＭ等の６ビット１シンボルの変調方式を用いる場合を例に説明する。また、図７では、「送信データ」を単に「データ」と記載し、「キャリア周波数」を単に「キャリア」と記載する。

本実施の形態のＯＦＤＭ信号では、図７に示すように、上位ビットである１ビット目及び２ビット目を、単一のキャリア周波数＃１から＃４ｎに振り分け、中位〜下位ビットである３ビット目から６ビット目を、使用周波数帯域Ｆ３の両端のキャリア周波数＃１及びキャリア周波数＃４ｎから順次選択した所定数のキャリア周波数＃１から＃ｎ及びキャリア周波数＃３ｎ＋１から＃４ｎに振り分けると共に、下位ビットである５ビット目及び６ビット目を、３ビット目から６ビット目を振り分けたキャリア周波数＃１から＃ｎ及びキャリア周波数＃３ｎ＋１から＃４ｎよりも内側のキャリア周波数＃ｎ＋１から＃２ｎ及びキャリア周波数＃２ｎ＋１から＃３ｎに振り分ける。

具体的には、送信データ＃１の１ビット目及び２ビット目は単一のキャリア周波数＃１にのみ振り分けられ、送信データ＃１の下位ビットである３ビット目から６ビット目は複数のキャリア周波数＃１及びキャリア周波数＃３ｎ＋１に振り分けられる。また、送信データ＃ｎ＋１の５ビット目及び６ビット目は複数のキャリア周波数＃ｎ＋１及びキャリア周波数２ｎ＋１に振り分けられる。なお、送信データ＃２から＃ｎ及び送信データ＃ｎ＋２以降についても、送信データ＃１及び送信データ＃ｎ＋１と同様に振り分けられる。

このように、本実施の形態では、キャリア周波数＃１から＃ｎ及びキャリア周波数＃３ｎ＋１から＃４ｎに振り分けられる下位ビットの数と、キャリア周波数＃ｎ＋１から＃２ｎ及びキャリア周波数＃２ｎ＋１から＃３ｎに振り分けられる下位ビットの数とを異ならせる。

図７において、最初の１〜６ビット目は時刻♯１で送信され、次の１〜６ビット目は時刻♯２で送信され、以降、６ビットずつが同一時刻に送信される。

本実施の形態では、上位ビットに比べて誤り易い下位ビットを複数のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、隣接チャネル干渉波の存在する環境下であっても、下位ビットである３ビット目から６ビット目の誤り率を低下させることができ、干渉を回避することができる。また、下位ビットよりも誤り難い上位ビットを単一のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、周波数利用効率の低下を抑制することができる。これより、本実施の形態によれば、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

また、本実施の形態では、下位ビットである３ビット目及び４ビット目よりも誤り易い５ビット目及び６ビット目を振り分けるキャリア周波数の数を、３ビット目及び４ビット目を振り分けたキャリア周波数の数よりも多くすることにより、５ビット目及び６ビット目の誤り率を向上させることができ、更に干渉を回避することができる。また、５ビット目及び６ビット目よりも誤り難い３ビット目及び４ビット目を振り分けるキャリア周波数の数を、５ビット目及び６ビット目を振り分けるキャリア周波数の数よりも少なくしたＯＦＤＭ信号を生成することにより、周波数利用効率の低下を抑制することができる。これより、本実施の形態によれば、周波数利用効率の向上と干渉の回避との更なる両立を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、複数のキャリア周波数に振り分ける下位ビットのビット数を複数のキャリア周波数毎に異ならせたＯＦＤＭ信号を生成することにより、下位ビットが複数のビットから構成される６４値等の多値変調する場合であっても、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

なお、本実施の形態においても、５ビット目及び６ビット目を重複した配置するキャリア数は任意に設定することができ、また回線品質等により適応的に変化させることもできる。３ビット目及び４ビット目についても同様である。

（実施の形態４）
＜ＯＦＤＭ送信装置の構成＞
本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ送信装置８００の構成につき、図８を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＯＦＤＭ送信装置８００は、第１選択部８０１と、第１キャリア配置部８０２と、第２キャリア配置部８０３と、第２選択部８０４と、変調部８０５と、フーリエ逆変換部８０６と、送信部８０７と、アンテナ８０８と、を有している。

第１選択部８０１は、送信データのうち、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数（以下、「内側キャリア周波数」と記載する）に振り分けられる送信データを第１キャリア配置部８０２に出力すると共に、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数（以下、「外側キャリア周波数」と記載する）に振り分けられる送信データを第２キャリア配置部８０３に出力する。ここで、端部のキャリア周波数は１つに限らず複数でもよい。

第１キャリア配置部８０２は、第１選択部８０１から出力された送信データを内側キャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部８０４に出力する。

第２キャリア配置部８０３は、第１選択部８０１から出力された送信データを外側キャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部８０４に出力する。

第２選択部８０４は、第１キャリア配置部８０２から出力された送信データ及び第２キャリア配置部８０３から出力された送信データを所定のタイミングで変調部８０５に出力する。

変調部８０５は、第２選択部８０４から出力された送信データを多値変調して変調信号を生成してフーリエ逆変換部８０６に出力する。

フーリエ逆変換部８０６は、変調部８０５から出力された変調信号に対して直交周波数分割多重処理であるフーリエ逆変換を施すことによりＯＦＤＭ信号を生成して送信部８０７に出力する。

送信部８０７は、フーリエ逆変換部８０６から出力されたＯＦＤＭ信号をＲＦ処理してアンテナ８０８より送信する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ送信装置８００の動作につき、図９を参照しながら、以下に詳細に説明する。

まず、内側キャリア周波数に振り分けられる送信データは、第１選択部８０１により第１キャリア配置部８０２に出力される。外側キャリア周波数に振り分けられる送信データは、第１選択部８０１により第２キャリア配置部８０３に出力される。

次に、内側キャリア周波数に振り分けられる送信データは、第１キャリア配置部８０２により単一の内側キャリア周波数に振り分けられるように配置される。また、外側キャリア周波数に振り分けられる送信データは、第２キャリア配置部８０３により複数の外側キャリア周波数に振り分けられるように配置される。

次に、内側キャリア周波数に振り分けられる送信データ、及び外側キャリア周波数に振り分けられる送信データは、第２選択部８０４により所定のタイミングで変調部８０５に出力される。

次に、送信データは、第２選択部８０４により所定のタイミングで変調部８０５に出力され、変調部８０５により変調されて変調信号となる。

次に、変調信号は、フーリエ逆変換部８０６によりフーリエ逆変換されてＯＦＤＭ信号となる。

次に、ＯＦＤＭ信号は、送信部８０７によりＲＦ処理されてアンテナ８０８より送信される。

かかるＯＦＤＭ信号では、図９に示すように、送信データ＃１が使用周波数帯域Ｆ４の複数の外側のキャリア周波数信号＃１及び外側のキャリア周波数信号＃２ｎ−１に振り分けられると共に、送信データ＃２が複数の外側のキャリア周波数信号＃２及び外側のキャリア周波数信号＃２ｎに振り分けられる。また、ＯＦＤＭ信号では、送信データ＃３から＃２ｎ−２が単一の内側のキャリア周波数信号＃３から＃２ｎ−２に振り分けられる。

本実施の形態では、隣接チャネル干渉波の影響を受け易い外側キャリア周波数に振り分けられる送信データを、複数の外側キャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、隣接チャネル干渉波の存在する環境下であっても、誤り率を低下させることができ、干渉を回避することができる。また、内側キャリア周波数に振り分けられる送信データを、単一の内側キャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、周波数利用効率の低下を抑制することができる。これより、本実施の形態によれば、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

（実施の形態５）
＜ＯＦＤＭ送信装置の構成＞
本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ送信装置１０００の構成につき、図１０を参照しながら、以下に詳細に説明する。

ＯＦＤＭ送信装置１０００は、第１選択部１００１と、第１キャリア配置部１００２と、第２キャリア配置部１００３と、第２選択部１００４と、変調部１００５と、フーリエ逆変換部１００６と、送信部１００７と、アンテナ１００８と、アンテナ１０５１と、受信部１０５２と、レベル検出部１０５３と、キャリア配置制御部１０５４と、を有している。

第１選択部１００１は、送信データのうち、キャリア配置制御部１０５４の制御に従って、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数に振り分けられる送信データを第１キャリア配置部１００２に出力すると共に、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数に振り分けられる送信データを第２キャリア配置部１００３に出力する。

第１キャリア配置部１００２は、第１選択部１００１から出力された送信データを、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部１００４に出力する。

第２キャリア配置部１００３は、第１選択部１００１から出力された送信データを、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部１００４に出力する。

第２選択部１００４は、第１キャリア配置部１００２から出力された送信データ及び第２キャリア配置部１００３から出力された送信データを、キャリア配置制御部１０５４の制御に従って、所定のタイミングで変調部１００５に出力する。

変調部１００５は、第２選択部１００４から出力された送信データを多値変調して変調信号を生成してフーリエ逆変換部１００６に出力する。

フーリエ逆変換部１００６は、変調部１００５から出力された変調信号に対して直交周波数分割多重処理であるフーリエ逆変換を施すことによりＯＦＤＭ信号を生成して送信部１００７に出力する。

送信部１００７は、フーリエ逆変換部１００６から出力されたＯＦＤＭ信号をＲＦ処理してアンテナ１００８より送信する。

受信部１０５２は、アンテナ１０５１より受信した受信信号をＲＦ処理してレベル検出部１０５３に出力する。

レベル検出部１０５３は、受信部１０５２から出力された受信信号の干渉波レベルを検出し、その検出結果を示す電気信号をキャリア配置制御部１０５４に出力する。

キャリア配置制御部１０５４は、レベル検出部１０５３から出力された電気信号の示す干渉波レベルの検出結果に応じて、同一の送信データを振り分けるキャリア周波数の範囲を設定する。キャリア配置制御部１０５４は、設定した範囲のキャリア周波数に同一の送信データを振り分けるように第1選択部１００１及び第２選択部１００４を制御する。

＜ＯＦＤＭ送信装置の動作＞
本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ送信装置１０００の動作につき、図１１を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、以下の説明において、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３の値の大小関係は、Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３とする。

まず、レベル検出部１０５３は、受信信号の干渉波レベルを検出する（Ｓ１１０１）。

次に、キャリア配置制御部１０５４は、レベル検出部１０５３で検出した干渉波レベルが閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する（Ｓ１１０２）。

キャリア配置制御部１０５４は、干渉波レベルが閾値Ｔｈ１より大きい場合（Ｓ１１０２：ＹＥＳ）、使用周波数帯域の全てのキャリア周波数に対して同一の送信データを振り分けるように第1選択部１００１及び第２選択部１００４を制御する（Ｓ１１０３）。

一方、キャリア配置制御部１０５４は、干渉波レベルが閾値Ｔｈ１以下の場合（Ｓ１１０２：ＮＯ）、レベル検出部１０５３で検出した干渉波レベルが閾値Ｔｈ２より大きいか否かを判定する（Ｓ１１０４）。

キャリア配置制御部１０５４は、干渉波レベルが閾値Ｔｈ２より大きい場合（Ｓ１１０４：ＹＥＳ）、使用周波数帯域の２分の１の外側キャリア周波数に対して同一の送信データを振り分けるように第1選択部１００１及び第２選択部１００４を制御する（Ｓ１１０５）。

一方、キャリア配置制御部１０５４は、干渉波レベルが閾値Ｔｈ２以下の場合（Ｓ１１０４：ＮＯ）、レベル検出部１０５３で検出した干渉波レベルが閾値Ｔｈ３より大きいか否かを判定する（Ｓ１１０６）。

キャリア配置制御部１０５４は、干渉波レベルが閾値Ｔｈ３より大きい場合（Ｓ１１０６：ＹＥＳ）、使用周波数帯域の４分の１の外側キャリア周波数に対して同一の送信データを振り分けるように第１選択部１００１及び第２選択部１００４を制御する（Ｓ１１０７）。

一方、キャリア配置制御部１０５４は、干渉波レベルが閾値Ｔｈ３以下の場合（Ｓ１１０６：ＮＯ）、使用周波数帯域の全てのキャリア周波数に対して１つの送信データを振り分けるように第１選択部１００１及び第２選択部１００４を制御する（Ｓ１１０８）。

このように、本実施の形態によれば、干渉波レベルに応じて同一の送信データを振り分けるキャリア周波数の数を可変にすることにより、周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

なお、本実施の形態において、キャリア配置制御部１０５４は、同一の送信データを振り分けるキャリア周波数の範囲を示す制御情報を生成してＯＦＤＭ信号に重畳させても良い。これにより、通信相手のＯＦＤＭ受信装置が、同一の送信データが振り分けられたキャリア周波数を容易に知ることができ、受信したＯＦＤＭ信号を復調することができる。

（バリエーション１）
上記実施の形態１では、使用周波数帯域が一定であることを前提として、一部のビットを単一の周波数キャリアに配置する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、使用周波数帯域が可変である場合に使用周波数帯域が狭いときには、全てのビットを複数の周波数キャリアに配置するようにしても良い。

以下、このバリエーションについて説明する。なお、本バリエーションにおいて、ＯＦＤＭ送信装置の構成は図２と同一構成である。

第１選択部１０１は、複数のビットを配列したビット列から構成される送信データを入力した際に、使用周波数帯域が所定値以下の場合、ビット列の上位ビット及び下位ビットの全ビットを第２キャリア配置部１０３に出力する。

第１キャリア配置部１０２は、使用周波数帯域が所定値以下の場合、上位ビット及び下位ビットを入力しないため動作しない。

第２キャリア配置部１０３は、使用周波数帯域が所定値以下の場合、第１選択部１０１から出力された上位ビット及び下位ビットを、使用周波数帯域の複数のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部１０４に出力する。

第２選択部１０４は、使用周波数帯域が所定値以下の場合、第２キャリア配置部１０３から出力された上位ビット及び下位ビットを所定のタイミングで変調部１０５に出力する。

なお、使用周波数帯域が所定値より大きい場合には、上記実施の形態１と同一動作となるので、その説明を省略する。

このように、本バリエーションによれば、上記実施の形態１の効果に加えて、使用周波数帯域が所定値以下の場合に、複数のビットの全ビットを複数のキャリア周波数に振り分けたＯＦＤＭ信号を生成することにより、使用周波数帯域が狭い場合において周波数利用効率の向上と干渉の回避との両立を図ることができる。

なお、本バリエーションは、上記実施の形態２から５にも適用することができる。

（バリエーション２）
上記実施の形態１では、使用周波数帯域の環境が一様であることを前提として、一部のビットを単一の周波数キャリアに配置する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、使用周波数帯域の中にホワイトスペース等の特定の周波数帯域が含まれるときには、当該特定の周波数帯域のキャリア周波数に、他のキャリア周波数よりも多くのビットを振り分けるようにしても良い。また、当該特定の周波数帯域のキャリア周波数に全てのビットを重複して配置するようにしても良い。

なお、ホワイトスペースとは、地上テレビジョン放送用周波数帯において、チャンネル間の混信を防止するための隙間として設けられた空き周波数帯である。ホワイトスペース以外にも、地域によっては離散的に存在する空き周波数帯があり、これら離散的に存在する空き周波数帯もホワイトスペース同様に特定の周波数帯域とする。

第１選択部１０１は、複数のビットを配列したビット列から構成される送信データを入力した際に、特定の周波数帯域について、ビット列の上位ビット及び下位ビットの全ビットを第２キャリア配置部１０３に出力する。

第１キャリア配置部１０２は、特定の周波数帯域について、上位ビット及び下位ビットを入力しないため動作しない。

第２キャリア配置部１０３は、特定の周波数帯域について、第１選択部１０１から出力された上位ビット及び下位ビットを、複数のキャリア周波数に振り分けられるように配置して第２選択部１０４に出力する。

第２選択部１０４は、特定の周波数帯域について、第２キャリア配置部１０３から出力された上位ビット及び下位ビットを所定のタイミングで変調部１０５に出力する。

なお、特定の周波数帯域以外の周波数帯域については、上記実施の形態１と同一動作となるので、その説明を省略する。

このように、本バリエーションによれば、上記実施の形態１の効果に加えて、使用周波数帯域における特定の周波数のキャリア周波数に振り分けるビット数を、特定の周波数以外の周波数のキャリア周波数に振り分けるビット数よりも多くしたＯＦＤＭ信号を生成することにより、特定の周波数のキャリア周波数の送信レベルを低くすることが可能になるので、他の通信装置に対する与干渉を低減することができる。

本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施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ことはもちろんである。

本発明は、ＯＦＤＭ方式の通信を行う装置に用いるに好適である。

１００、５００、８００、１０００ＯＦＤＭ送信装置
１０１、５０２、８０１、１００１第１選択部
１０２、５０３、８０２、１００２第１キャリア配置部
１０３、５０４、８０３、１００３第２キャリア配置部
１０４、５０５、８０４、１００４第２選択部
１０５、５０６、８０５、１００５変調部
１０６、５０７、８０６、１００６フーリエ逆変換部
１０７、５０８、８０７、１００７送信部
１０８、５０９、８０８、１００８、１０５１アンテナ
５０１ターボ符号化部
１０５２受信部
１０５３レベル検出部
１０５４キャリア配置制御部

Claims

複数のビットにより構成される送信データに対して直交周波数分割多重処理を施すことにより、ＯＦＤＭ信号を生成する直交周波数分割多重手段と、
前記直交周波数分割多重手段により生成された前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、
を具備し、
前記直交周波数分割多重手段は、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外の単一のキャリア周波数に配置すると共に、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部の複数のキャリア周波数に重複して配置する、
ＯＦＤＭ送信装置。
前記直交周波数分割多重手段は、前記送信データを重複して配置するキャリア周波数の数を所定の条件に応じて変化させる、
請求項１に記載のＯＦＤＭ送信装置。
受信信号の干渉波レベルを検出する干渉波レベル検出手段をさらに具備し、
前記直交周波数分割多重手段は、前記干渉波レベル検出手段により検出された干渉波レベルに応じて、前記送信データを重複して配置するキャリア周波数の数を決定する、
請求項２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
複数のビットにより構成される送信データに対して直交周波数分割多重処理を施すことにより、ＯＦＤＭ信号を生成するステップと、
このステップにより生成された前記ＯＦＤＭ信号を送信するステップと、
使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数以外の単一のキャリア周波数に配置すると共に、使用周波数帯域の端部のキャリア周波数で送信される前記送信データを、使用周波数帯域の端部の複数のキャリア周波数に重複して配置するステップと、
を具備するＯＦＤＭ送信方法。