JP4881939B2

JP4881939B2 - マルチキャリア無線通信システム及びマルチキャリア無線通信方法

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Publication number: JP4881939B2
Application number: JP2008324704A
Authority: JP
Inventors: 淳増野; 隆利杉山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010147947A

Description

本発明は、マルチキャリア伝送方式において干渉の影響を低減するマルチキャリア無線通信システム及びマルチキャリア無線通信方法に関する。

近年、複数のユーザを収容する無線通信システムにおいて、各ユーザの通信品質を均質にするための技術として、分散型サブキャリア方式が提案されている。分散型サブキャリア方式では、情報量としては狭帯域伝送で済むＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）ブロックが、広帯域に分散して配置される。則ち、あるユーザの無線通信に用いられるサブキャリアの周波数帯域が特定の周波数帯域に集中しないように、無線通信システムが使用可能な帯域全体に分散して配置される。このような配置により、周波数選択性フェージングのように周波数帯域毎に受信レベルが異なる環境においても、各ユーザの通信品質を均質にすることが可能となる。

このように分散型サブキャリア方式が採用されることにより、同一の無線通信システムに収容されている複数のユーザ間の通信品質を均質にすることが実現されているが、他の無線通信システムに収容されているユーザとの間での通信品質の改善は実現されていない。

図１２は、複数の無線通信システム間に生じる干渉問題の概念を表す概念図である。送信装置Ａ及び受信装置Ａを含む無線通信システムと、送信装置Ｂ及び受信装置Ｂを含む無線通信システムとはそれぞれ異なる無線通信システムである。送信装置Ａは受信装置Ａに対し信号Ａを送信し、送信装置Ｂは受信装置Ｂに対し信号Ｂを送信する。則ち、受信装置Ａにとって信号Ａは所望信号であり、受信装置Ｂにとって信号Ｂは所望信号である。

しかしながら、信号Ａの周波数帯域と信号Ｂの周波数帯域とが重複する場合、受信装置Ａにとって信号Ｂは干渉信号となり、逆に受信装置Ｂにとっては信号Ａが干渉信号となってしまう。このように、受信装置が所望信号とともに干渉信号を受信することによって、受信装置における所望信号の受信精度が低下してしまうという問題があった。

このような問題に対し、受信された信号（以下、「受信信号」という。）のスペクトルに基づいて、受信信号に含まれる干渉信号の複製（以下、「干渉信号レプリカ」という。）を生成し、受信信号から干渉信号レプリカを減算することによって、干渉信号の影響を受けていない所望信号を推測する技術が提案されている（例えば非特許文献１参照）。

TOSHIYUKI KAITSUKA, TAKEO INOUE, "Interference Cancellation System for Satellite Communication Earth Station", IEEE Transactions on Communications, Vol.com-32, No.7, pp.796-803, July 1984.

しかしながら、上述した従来技術では、受信装置は干渉信号レプリカを生成し受信信号から減算するための回路を備える必要があり、回路規模が大きくなってしまうという問題があった。また、受信装置の処理において、干渉レプリカの生成処理が必要となり、信号を受信してからビットデータを出力するまでに要する処理時間が長くなってしまうという問題もあった。このような観点から、上記のように干渉信号の存在に関わらず所望信号を再現できるとしても、干渉が発生しない環境を構築することがより望ましい。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、異なる無線通信システム間での信号干渉を抑止することを可能とするマルチキャリア無線通信システム及びマルチキャリア無線通信方法を提供することを目的とするものである。

［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様によるマルチキャリア無線通信システムは、誤り訂正符号を適用し、複数のサブキャリアからなる無線信号を送受信する送信装置及び受信装置を含むマルチキャリア無線通信システムであって、前記受信装置は、無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号をサブキャリアごとに復調する復調部と、受信した無線信号において干渉が生じているサブキャリアを表す干渉帯域情報を生成する干渉帯域情報生成部と、前記干渉帯域情報を前記送信装置に送信する干渉帯域情報信号送信部と、前記複数のサブキャリアのうち、前記干渉が生じているサブキャリアに対し、他のサブキャリアと比して、前記誤り訂正符号における信頼度を低減させるサブキャリアごとの重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、前記復調部によって復調される前記無線信号のサブキャリアの復調値に前記重み付け係数を適用する重み付け演算処理を行う重み付け演算部と、前記重み付け演算部によって算出されるサブキャリアごとの値を用いて、誤り訂正処理及び復号処理を行う復号化部と、を備え、前記送信装置は、送信データに対し前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した符号化率により誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する符号化部と、符号化ビットを前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した変調方式により変調し複数の変調シンボルを生成し、各変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する変調部と、前記干渉帯域情報を受信し、当該干渉帯域情報に基づいて、前記干渉が生じているサブキャリアを特定し、送信電力を割り当てないヌルサブキャリアとして当該サブキャリアを選択し、かつ、当該ヌルサブキャリアに対して割り当てられていた電力を、干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに割り当てる電力制御部と、前記各変調シンボルを配置したサブキャリアに対して、前記ヌルサブキャリアとして選択されたサブキャリアの送信電力を０とし、干渉が生じていない他のサブキャリアを前記電力制御部が割り当てた送信電力にしたがって送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

［３］本発明において、前記干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに電力が割り当てられたことに応じて、前記符号化部が符号化率を高い符号化率に変更するように構成されても良い。

［４］本発明において、前記干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに電力が割り当てられたことに応じて、前記変調部が変調多値数を高い変調多値数に変更するように構成されても良い。

［５］本発明の一態様は、誤り訂正符号を適用し、複数のサブキャリアからなる無線信号を送受信する送信装置及び受信装置が行うマルチキャリア無線通信方法であって、前記受信装置が、無線信号を受信する受信ステップと、受信した無線信号をサブキャリアごとに復調する復調ステップと、受信した無線信号において干渉が生じているサブキャリアを表す干渉帯域情報を生成する干渉帯域情報生成ステップと、前記干渉帯域情報を前記送信装置に送信する干渉帯域情報信号送信ステップと、前記複数のサブキャリアのうち、前記干渉が生じているサブキャリアに対し、他のサブキャリアと比して、前記誤り訂正符号における信頼度を低減させるサブキャリアごとの重み付け係数を生成する重み付け係数生成ステップと、前記復調ステップにおいて復調される前記無線信号のサブキャリアの復調値に前記重み付け係数を適用する重み付け演算処理を行う重み付け演算ステップと、前記重み付け演算ステップにおいて算出されるサブキャリアごとの値を用いて、誤り訂正処理及び復号処理を行う復号化ステップと、前記送信装置が、送信データに対し前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した符号化率により誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する符号化ステップと、符号化ビットを前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した変調方式により変調し複数の変調シンボルを生成し、各変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する変調ステップと、前記干渉帯域情報を受信し、当該干渉帯域情報に基づいて、前記干渉が生じているサブキャリアを特定し、送信電力を割り当てないヌルサブキャリアとして当該サブキャリアを選択し、かつ、当該ヌルサブキャリアに対して割り当てられていた電力を、干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに割り当てる電力制御ステップと、前記各変調シンボルを配置したサブキャリアに対して、前記ヌルサブキャリアとして選択されたサブキャリアの送信電力を０とし、干渉が生じていない他のサブキャリアを前記電力制御部が割り当てた送信電力にしたがって送信する送信ステップと、を備えることを特徴とする。

このように構成された本発明のマルチキャリア無線通信システムでは、干渉が生じているサブキャリアに対して電力が割り当てられずに送信信号が生成されるため、干渉帯域が変化しない限り、この干渉の元となっている信号に対して与える干渉（与干渉）の影響を低減させることが可能となる。したがって、このように構成された無線通信システムによれば、異なる無線通信システム間での信号干渉を抑止することが可能となる。

図１は、マルチキャリア伝送によって信号の送受信を行う無線通信システム１００と、他の無線通信システム２００の初期状態の概略を表す概略図である。無線通信システム１００は、本発明による無線通信システムであり、送信装置１及び受信装置２を備える。一方、無線通信システム２００は、従来技術による伝送方式によって無線通信を行う無線通信システムであり、送信装置３及び受信装置４を備える。無線通信システム２００の伝送方式はマルチキャリア伝送に限定されない。また、無線通信システム１００に含まれる送信装置１の台数は、図１のように１台に限定されず、複数台含まれても良い。また、図１では送信装置１が無線通信端末であり受信装置２が基地局装置であるが、逆に送信装置１が基地局装置であり受信装置２が無線通信端末となっても良い。無線通信端末は、基地局装置と無線通信を行う端末装置であり、例えば携帯電話機や、無線ＬＡＮ（Local Area Network）端末や、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）端末などの装置である。基地局装置は、複数の無線通信端末と無線通信を行う装置であり、例えば携帯電話ネットワークにおける基地局装置や、無線ＬＡＮルータや、ＷｉＭＡＸ基地局などの装置である。

初期状態では、送信装置１は信号Ａを送信し、送信装置３は信号Ｂを送信する。受信装置２は、送信装置１からマルチキャリア伝送で送信される所望信号（信号Ａ）と、他の無線通信システム２００の送信装置３から送信される干渉信号（信号Ｂ）とが合成された信号（以下、「受信信号」という。）を受信する。受信装置４は、送信装置３から送信される所望信号（信号Ｂ）と、他の無線通信システム１００の送信装置１から送信される干渉信号（信号Ａ）とが合成された信号を受信する。

次に、送信装置１の機能構成について説明する。
図２は、送信装置１の機能構成を表すブロック図である。図示するように、送信装置１は、ＦＥＣ符号化部１１と、インターリーバ１２と、干渉帯域情報信号受信部１３と、変調部１４と、電力制御部１５と、送信部１６と、アンテナ１７とを備える。

ＦＥＣ符号化部１１は、送信データのビット列をＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）に従って符号化し、符号化ビットを生成する。また、ＦＥＣ符号化部１１は、干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいた適応変調処理を行うことによって符号化率を変更する。なお、適応変調処理は、既存の技術により可能である。例えば、ＦＥＣ符号化部１１は、誤り率が高い場合には、現在適用されている符号化率よりも符号化率を低く設定し干渉に対する耐性を高め、逆に誤り率が低い場合には、現在適用されている符号化率よりも符号化率を高く設定し干渉に対する耐性を低くする。
インターリーバ１２は、ＦＥＣ符号化部１１によって生成された符号化ビットに対しインターリーブを行う。

干渉帯域情報信号受信部１３は、後述するアンテナ１７によって受信された干渉帯域情報信号に対し、ダウンコンバート処理やアナログ／デジタル変換処理や復調処理や復号化処理などの処理を実行し、干渉帯域情報信号から干渉帯域情報を取得する。干渉帯域情報とは、送信装置１と受信装置２との間の無線通信において、干渉が発生してしまっているサブキャリアを表す情報である。また、干渉帯域情報は、受信装置２の復号化処理において算出された誤り率の情報も含む。

変調部１４は、インターリーバ１２によってインターリーブされた符号化ビットに対して、干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいた適応変調処理を行うことによって複数の変調シンボルを生成し、各変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する。なお、適応変調処理は、既存の技術により可能である。例えば、変調部１４は、誤り率が高い場合には、現在適用されている変調方法よりも変調多値数が低く干渉に対する耐性が高い変調方法によって変調信号を生成し、逆に誤り率が低い場合には、現在適用されている変調方法よりも変調多値数が高く干渉に対する耐性が低い変調方法によって変調信号を生成する。

電力制御部１５は、干渉帯域情報に基づいて、送信装置１と受信装置２との間の無線通信において、干渉が発生してしまっているサブキャリアを判定し、このサブキャリアには送信電力を割り当てないように電力制御を行う。以下、このように電力が割り当てられないサブキャリアを「ヌルサブキャリア」と呼ぶ。具体的には、電力制御部１５は、干渉が生じていないサブキャリアのみに対して最大送信電力に応じた送信電力を分配することによって、各サブキャリアに割り当てられる電力を決定する。そして、電力制御部１５は決定した内容に従って送信部１６における電力割当処理を制御する。電力制御部１５の制御によって、ヌルサブキャリアが発生し、その分の電力が他のサブキャリアに対して割り当てられるため、ヌルサブキャリアが発生していない場合に比べて、他のサブキャリアに対して割り当てられる電力が高くなる。

送信部１６は、変調信号に対しデジタル／アナログ変換や電力増幅やアップコンバート等の処理を行い、電力制御部１５によって決定された各サブキャリアに割り当てられる電力に従って送信信号を生成する。
アンテナ１７は、送信部１６によって生成された送信信号を無線により送信するとともに、無線信号（特に干渉帯域情報信号）を受信する。

図３は、送信装置１の送信部１６によって生成される送信信号の概要を表す概要図である。図３（ａ）は、送信装置１が送信処理に用いる全てのサブキャリア（ＳＣ１〜ＳＣ５）に電力が均等に割り当てられた場合の送信信号の概要を表す概要図である。図３（ａ）の場合、５つのサブキャリアに対し、最大送信電力を総サブキャリア数５で除算して得られる電力Ａ１が割り当てられる。

図３（ｂ）は、サブキャリアＳＣ４及びサブキャリアＳＣ５に対して電力が割り当てられない場合の送信信号の概要を表す概要図である。則ち、図３（ｂ）は、サブキャリアＳＣ４及びサブキャリアＳＣ５において干渉が生じていることを表す干渉帯域情報が送信装置１において受信された場合に、電力制御部１５によって決定される電力の割り当て例を表す。

図３（ｂ）の場合、電力が割り当てられるサブキャリアの数は３つである。従って、図３（ｂ）の場合、３つのサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ３に対し、最大送信電力を総サブキャリア数３で除算して得られる電力Ａ２が割り当てられる。そのため、３つのサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ３に割り当てられる電力Ａ２は、図３（ａ）の場合に各サブキャリアに割り当てられる電力Ａ１よりも高い。よって、図３（ｂ）の場合、図３（ａ）の場合に比べて各サブキャリアのＳＮ比（Signal to Noise ratio）が向上し、変調部１４による適応変調処理によって変調多値数がより高い変調方法に従った変調信号が生成され、伝送速度が向上する。

次に、受信装置２の機能構成について説明する。
図４は、受信装置２の機能構成を表すブロック図である。図示するように、受信装置２は、アンテナ２１と、受信部２２と、干渉帯域情報生成部２３と、干渉帯域情報信号送信部２４と、重み付け係数生成部２５と、復調部２６と、重み付け演算部２７と、デインターリーバ２８と、ＦＥＣ復号化部２９とを備える。

アンテナ２１は、所望信号と干渉信号とが合成された受信信号を受信する。
受信部２２は、受信された受信信号に対し、ダウンコンバートを行い、さらにアナログ／デジタル変換を行う。

干渉帯域情報生成部２３は、干渉帯域情報生成処理を実行し、所望信号の各サブキャリアについて干渉が生じているか否か、言い換えれば干渉信号と周波数帯域が重複しているか否か判定する。そして、干渉帯域情報生成部２３は、例えば、干渉が生じているサブキャリア（以下、「特定サブキャリア」という。）に対して“１”を対応付け、特定サブキャリア以外の所望信号のサブキャリアに対して“０”を対応付けた干渉帯域判定値の列として、干渉帯域情報を生成する。

干渉帯域情報生成処理は、既存の技術により可能である。例えば、干渉帯域情報生成部２３は、受信信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行うことによって受信信号の周波数スペクトルを算出し、算出された受信信号の周波数スペクトルと、所望信号の周波数スペクトルの推定結果との差分を算出することによって干渉信号の周波数スペクトルを推定し、この推定結果に基づいて干渉帯域情報を生成する。また、例えば、干渉源（他の無線通信システム２００の送信装置３）の位置が判明している場合には、この干渉源の方向から到来する干渉信号を受信する指向性を持った補助アンテナを受信装置２が備え、干渉帯域情報生成部２３が、補助アンテナによって受信された干渉信号から干渉帯域情報を生成しても良い。また、例えば、送信装置１から所定のタイミングで送信されるパイロット信号（例えば、サブキャリアに電力が割り当てられていない信号）における周波数スペクトルに基づいて、干渉帯域情報生成部２３が干渉帯域情報を生成しても良い。

干渉帯域情報信号送信部２４は、干渉帯域情報生成部２３によって生成された干渉帯域情報に、ＦＥＣ復号化部２９によって算出された誤り率を付加する。そして、干渉帯域情報信号送信部２４は、干渉帯域情報に対し符号化処理や変調処理やデジタル／アナログ変換処理やアップコンバート処理などの処理を実行することによって無線信号（干渉帯域情報信号）を生成し、アンテナ２１から送信装置１に送信する。

重み付け係数生成部２５は、干渉帯域情報に基づきサブキャリアごとの重み付け係数を算出する。重み付け係数は、干渉帯域情報生成部２３によって検出された特定サブキャリアに関し、他のサブキャリアに比して尤度を低減させる係数である。尤度とは、ＦＥＣ復号化部２９の処理において用いられる値であり、詳細については後述する。重み付け係数生成部２５は、算出した重み付け係数をサブキャリアごとに並べた列を重み付け演算部２７に出力する。

復調部２６は、復調処理を行うことによって、受信信号のサブキャリアごとの復調値を生成し出力する。
重み付け演算部２７は、重み付け係数に基づき、サブキャリアごとの復調値に重み付け演算処理を行い、演算結果をサブキャリア毎に並べた列を尤度データ列として出力する。

デインターリーバ２８は、重み付け演算部２７によって重み付け演算処理がなされたサブキャリア毎の尤度データ列に対しデインターリーブを行う。

ＦＥＣ復号化部２９は、デインターリーバ２８によってデインターリーブされた尤度データ列に基づいて、ＦＥＣに従った誤り訂正処理及び復号化処理を行うことによってビット列を生成し、所望信号のビット列（受信データ）を出力する。さらに、ＦＥＣ復号化部２９は、ＦＥＣに従った誤り訂正処理を行う際に、誤り率を算出する。

図５は、受信装置２の処理内容の概念図である。図５（ａ）は、受信装置２における受信信号の例を表す図である。干渉帯域情報生成部２３は、図５（ａ）において、所望信号と干渉信号とが重複するオーバーラップ範囲Ｗ（干渉帯域）に含まれるサブキャリアＳＣ１〜ＳＣ４を特定サブキャリアとして検出する。そして、干渉帯域情報生成部２３は、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣ４に対し“１”を対応付けて、他のサブキャリアに“０”を対応付けた干渉帯域情報を生成する。

図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、ＦＥＣに従った符号化方法に応じた重み付け演算処理の一例を表す図である。所望信号の符号化方法が軟判定正負多値の符号化方法である場合を例に説明する。この軟判定正負多値の符号化方法における復号化処理では、受信信号の復調値が正負の多値出力である。この場合、ＦＥＣ復号化部２９は、復調値の絶対値の大きさを尤度（尤もらしさを表す値、信頼度）として判定に用い、復調値が負の値である場合に“＋１”、復調値が正の値である場合に“−１”と判定する復号化処理を行う。

図５（ｂ）は、サブキャリア毎の重み付け係数を示す図である。重み付け係数生成部２５は、例えば特定サブキャリアに対し“０”、他のサブキャリアに対し“１”を重み付け係数として割り当てる。図５（ｃ）は、サブキャリアごとの正負多値出力の復調値を示す図である。図５（ｃ）において、最も“−１”であることへの尤度が高いサブキャリアは、復調値が最大の正値“＋２７．０２”のサブキャリアである。一方、最も“＋１”であることへの尤度が高いサブキャリアは、復調値が最小の負値“−２６．３４”のサブキャリアである。また、“＋１”と“−１”とのいずれであるか、最も曖昧である（尤度が低い）サブキャリアは、絶対値が最も小さい値、すなわち、復調値が“０”のサブキャリアである。

図５（ｄ）は、重み付け演算部２７の処理の概要を表す図である。重み付け係数生成部２５によって算出される重み付け係数に基づき、重み付け演算部２７が、各サブキャリアの復調値に重み付け係数を乗算する。図５の場合、重み付け演算部２７は、特定サブキャリア（サブキャリアＳＣ１〜４）の復調値には、“０”の重み付け係数を乗算し、特定サブキャリアの復調値の尤度を低減させる。一方、重み付け演算部２７は、他のサブキャリアの復調値には“１”の重み付け係数を乗算し、復調値の値をそのまま維持する。そして、重み付け演算部２７は、演算結果をサブキャリア毎に並べた列を尤度データ列としてＦＥＣ復号化部２９に出力する。

図６は、重み付け係数の他の例を示す図面である。重み付け係数生成部２５が特定サブキャリアに対し割り当てる重み付け係数は“０”に限られず、“０．１”や“０．２”のように復調値の絶対値が小さくなるような値であれば良い(図６（ａ）)。また、重み付け係数生成部２５が他のサブキャリアに対し割り当てる重み付け係数は“１”に限られず、“０．９９”や“０．９”のように特定サブキャリアに割り当てられる重み付け係数よりも大きければ良く、“１”に近い値であればさらに良い。また、他のサブキャリアに対し割り当てられる重み付け係数は、“１”よりも大きい値であっても良い。

また、軟判定出力型において、正数多値出力の復調値の場合、ＦＥＣ復号化部２９は、復調値が“０”に近いほどビット値を“−１”として復号し、復調値が最大値（図６（ｂ）の場合は“７”）に近いほどビット値を“１”として復号する。このような場合、重み付け係数生成部２５は、特定サブキャリアの復調値が出力候補値の中央値（例えば、出力候補値が０〜７であれば、その中央値の“３”または“４”）となるような重み付け係数を生成する。この場合、重み付け演算部２７は、各サブキャリアの復調値に重み付け係数を乗算するのではなく、特定サブキャリアの復調値を中央値に置換し、他のサブキャリアの復調値をそのままにして出力するように構成されても良い（図６（ｂ））。

また、硬判定出力型における“−１”と“＋１”との二値出力型の場合、重み付け係数生成部２５は、二値の復調値を“０”に置換する係数を特定サブキャリアの重み付け係数として重み付け演算部２７に出力するように構成されてもよい。

受信装置２は、誤り訂正符号（この場合はＦＥＣ）を適用しており、一部のサブキャリアの復調値が欠落していても他のサブキャリアの復調値に基づき所望信号を取得することが可能である。さらに、受信装置２は、干渉が生じているサブキャリア（特定サブキャリア）に対し、重み付け係数を用いた演算処理を行うことによってその尤度を下げ、受信誤り訂正能力を向上させる。

次に、送信装置１の動作及び処理手順について説明する。
図７は、送信装置１が所望信号を送信する場合の処理手順を示すフローチャートである。

図７に示すように、まずＦＥＣ符号化部１１が送信データのビット列をＦＥＣに従って符号化し、符号化ビットを生成する（ステップＳ１０１）。次に、インターリーバ１２が、ＦＥＣ符号化部１１によって生成された符号化ビットに対しインターリーブを行う（ステップＳ１０２）。次に、変調部１４が、インターリーバ１２によってインターリーブされた符号化ビットを変調し、各変調シンボルを各サブキャリアに配置することによって変調信号を生成する（ステップＳ１０３）。次に、電力制御部１５が、干渉帯域情報に基づいて、各サブキャリアに割り当てる電力を決定する（ステップＳ１０４）。次に、送信部１６は、変調部１４によって生成された変調信号に対し、電力制御部１５によって決定された各サブキャリアの電力に従ってデジタル／アナログ変換及び電力増幅を行うことによって、所望信号を生成する（ステップＳ１０５）。そして、アンテナ１７が所望信号を送信し（ステップＳ１０６）、このフローチャート全体の処理を終了する。

次に、受信装置２の動作及び処理手順について説明する。
図８は、受信装置２が干渉帯域情報信号の送信を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、まずアンテナ２１が信号を受信し、受信部２２がダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換を受信信号に対して行う（ステップＳ２０１）。次に、受信部２２によって処理がなされた受信信号から、干渉帯域情報生成部２３が干渉帯域情報を生成する（ステップＳ２０２）。次に、干渉帯域情報信号送信部２４が、ＦＥＣ復号化部２９によって算出された誤り率を干渉帯域情報に付加し、干渉帯域情報信号を生成する（ステップ２０３）。そして、干渉帯域情報信号送信部２４が、アンテナ２１を介して送信装置１へ干渉帯域情報信号を送信し（ステップＳ２０４）、このフローチャート全体の処理を終了する。

図９は、受信装置２が受信データの生成を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
図９に示すように、まずアンテナ２１が信号を受信し、受信部２２がダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換を受信信号に対して行う（ステップＳ３０１）。次に、復調部２６が、受信信号を復調し復調値を生成する（ステップＳ３０２）。次に、重み付け係数生成部２５が、干渉帯域情報に基づいて、各サブキャリアの重み付け係数を生成する（ステップＳ３０３）。次に、重み付け演算部２７が、重み付け係数に基づいて重み付け演算処理を行い、各サブキャリアの復調値を操作する。例えば、重み付け演算部２７が、各サブキャリアの復調値に対し、対応する重み付け係数を乗算する（ステップＳ３０４）。

次に、デインターリーバ２８が、復調値をデインターリーブする（ステップＳ３０５）。そして、ＦＥＣ復号化部２９が、デインターリーブされた復調値をＦＥＣ復号し（ステップＳ３０６）、誤り率を算出すると共に（ステップＳ３０７）、復号された受信データを出力し（ステップＳ３０８）、このフローチャート全体の処理を終了する。

図１０は、無線通信システム１００が奏する効果の概略を表す概略図である。無線通信システム１００の送信装置１は、受信装置２から干渉帯域情報を受信し、干渉が生じてしまっているサブキャリア（特定サブキャリア）を検出し、特定サブキャリアに対しては電力を割り当てることなくヌルサブキャリアとして送信を行う。例えば、図１に示されるような初期状態において、送信装置１が干渉帯域情報を受信装置２から受信すると、送信装置１の送信部１６は、他の無線通信システム２００の送信装置３から送信されている信号Ｂと干渉しているサブキャリアに対して電力を割り当てることなく生成した信号Ａ’を送信する。

この場合、他の無線通信システム２００において、送信装置３が受信装置４に対して送信する信号Ｂは、受信装置４が受信するときに信号Ａ’と干渉を生じない。そのため、受信装置４は所望信号（信号Ｂ）を干渉のない無線環境で受信をすることが可能となる。則ち、送信装置１が特定サブキャリアをヌルサブキャリアとして送信するため、他の無線通信システム２００において干渉に対する対策を特に講じることなく干渉を生じさせない無線通信を行うことが可能となる。言い換えれば、送信装置１は、他の無線通信システム２００に対して与える干渉（与干渉）を抑止することが可能となる。

なお、無線通信システム１００の受信装置２は、ヌルサブキャリアに配置されていた変調値を受信することができない。しかしながら、受信装置２は重み付け係数生成部２５及び重み付け演算部２７を備えることによって、特定サブキャリアの変調値を受信できたか否かにかかわらず特定サブキャリアに係る尤度を低減させて、受信誤り訂正能力を向上させてＦＥＣ復号化処理を実行する。そのため、無線通信システム１００の受信装置２は、ヌルサブキャリアに配置されていた変調値を受信することができないとしても、符号化率を下げることや変調多値数を下げることなく、ＦＥＣ復号化を適正に行い所望信号のデータを取得することが可能となる。そのため、無線通信システム１００及び無線通信システム２００のいずれにおいても、一定の通信速度を維持することが可能となる。

また、信号Ａ’において各サブキャリアに割り当てられる送信電力は信号Ａに比べて高くなるため、各サブキャリアのＳＮ比が向上する。そのため、適応変調処理によって、ＦＥＣ符号化部２１はより高い符号化率に変更して符号化ビットを生成することが可能となり、変調部２４はより高い変調多値数（シンボル数）に変更して変調を行うことが可能となり、伝送速度が向上する。

＜変形例＞
受信装置２の干渉帯域情報生成部２３は、受信された全ての信号について干渉帯域情報を生成するように構成されても良いし、定期的に干渉帯域情報を生成するように構成されても良い。同様に、受信装置２の干渉帯域情報信号送信部２４は、受信された全ての信号についての干渉帯域情報信号を送信するように構成されても良いし、定期的に干渉帯域情報信号を送信するように構成されても良い。

また、無線通信システム１００において採用されるサブキャリアの配置方式は、分散型であっても良い。この場合、ヌルサブキャリアが割り当てられる送信装置１が特定の送信装置に限定されず、無線通信システム１００の複数の送信装置に分散してヌルサブキャリアが割り当てられる。受信装置２は、電力が割り当てられたサブキャリアにおける復調値を用いて誤り訂正を行うことによって、複数の送信装置にわたってほぼ均等に無線通信のスループットの低下を防止することが可能となり、ある特定の送信装置のみが通信不能になってしまうことを抑止することができる。

図１１は、干渉帯域情報生成部２３による特定サブキャリアの検出方法の変形例の概略を表す概略図である。同図において、サブキャリアＳＣ５、ＳＣ６は、周波数選択性フェージングなどにより、信号レベル（電力値）が著しく弱まるサブキャリアである。干渉帯域情報生成部２３は、サブキャリアＳＣ５、ＳＣ６のように、所望信号の一部において信号レベルが低くなる低ＣＩＮＲ（Carrier to Interference Noise Ratio：キャリア電力対干渉信号電力及び雑音電力比）となるサブキャリアを、特定サブキャリアとして検出しても良い。

以下、このように構成された場合の干渉帯域情報生成部２３の処理について説明する。干渉帯域情報生成部２３は、所望信号のパイロット信号や、プリアンブル信号など、予め所望信号に含まれていることが既知である既知信号について、受信信号のサブキャリアごとのＣＩＮＲの推定値を算出する。次に、干渉帯域情報生成部２３は、測定結果に基づき、ＣＩＮＲの推定値が所定の閾値以下となるサブキャリアを特定サブキャリアとして選択する。なお、所定の閾値は、例えば、所望信号の全サブキャリアのＣＩＮＲの推定値の平均値に所定割合を乗算した値であっても良いし、他の値であっても良い。

また、送信装置１の電力制御部１５においてヌルサブキャリアが生成されるように電力制御が行われた場合であっても、符号化部１１は符号化率を変更しないように構成されても良い。このように構成されることにより、ＦＥＣブロックのデータが一様にパンクチャドされることとなり、結果として符号化率が上昇するという効果が得られる。
このように構成されることにより、周波数選択性フェージングが生じた受信信号について、受信誤り率を低減させることが可能になるという効果がある。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

マルチキャリア伝送によって信号の送受信を行う二つの無線通信システムの初期状態の概略を表す概略図である。送信装置の機能構成を表すブロック図である。送信装置の送信部によって生成される送信信号の概要を表す概要図である。受信装置の機能構成を表すブロック図である。受信装置の処理内容の概念図である。重み付け係数の他の例を示す図面である。送信装置が所望信号を送信する場合の処理手順を示すフローチャートである。受信装置が干渉帯域情報信号の送信を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。受信装置が受信データの生成を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。無線通信システムが奏する効果の概略を表す概略図である。干渉帯域情報生成部による特定サブキャリアの検出方法の変形例の概略を表す概略図である。複数の無線通信システム間に生じる干渉問題の概念を表す概念図である。

符号の説明

１…送信装置，１１…ＦＥＣ符号化部，１２…インターリーバ，１３…干渉帯域情報信号受信部，１４…変調部，１５…電力制御部，１６…送信部，１７…アンテナ，２…受信装置，２１…アンテナ，２２…受信部，２３…干渉帯域情報生成部，２４…干渉帯域情報信号送信部，２５…重み付け係数生成部，２６…復調部，２７…重み付け演算部，２８…デインターリーバ，２９…ＦＥＣ復号化部

Claims

誤り訂正符号を適用し、複数のサブキャリアからなる無線信号を送受信する送信装置及び受信装置を含むマルチキャリア無線通信システムであって、
前記受信装置は、
無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号をサブキャリアごとに復調する復調部と、
受信した無線信号において干渉が生じているサブキャリアを表す干渉帯域情報を生成する干渉帯域情報生成部と、
前記干渉帯域情報を前記送信装置に送信する干渉帯域情報信号送信部と、
前記複数のサブキャリアのうち、前記干渉が生じているサブキャリアに対し、他のサブキャリアと比して、前記誤り訂正符号における信頼度を低減させるサブキャリアごとの重み付け係数を生成する重み付け係数生成部と、
前記復調部によって復調される前記無線信号のサブキャリアの復調値に前記重み付け係数を適用する重み付け演算処理を行う重み付け演算部と、
前記重み付け演算部によって算出されるサブキャリアごとの値を用いて、誤り訂正処理及び復号処理を行う復号化部と、
を備え、
前記送信装置は、
送信データに対し前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した符号化率により誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する符号化部と、
符号化ビットを前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した変調方式により変調し複数の変調シンボルを生成し、各変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する変調部と、
前記干渉帯域情報を受信し、当該干渉帯域情報に基づいて、前記干渉が生じているサブキャリアを特定し、送信電力を割り当てないヌルサブキャリアとして当該サブキャリアを選択し、かつ、当該ヌルサブキャリアに対して割り当てられていた電力を、干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに割り当てる電力制御部と、
前記各変調シンボルを配置したサブキャリアに対して、前記ヌルサブキャリアとして選択されたサブキャリアの送信電力を０とし、干渉が生じていない他のサブキャリアを前記電力制御部が割り当てた送信電力にしたがって送信する送信部と、
を備えることを特徴とするマルチキャリア無線通信システム。
前記干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに電力が割り当てられたことに応じて、前記符号化部が符号化率を高い符号化率に変更することを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリア無線通信システム。
前記干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに電力が割り当てられたことに応じて、前記変調部が変調多値数を高い変調多値数に変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチキャリア無線通信システム。
誤り訂正符号を適用し、複数のサブキャリアからなる無線信号を送受信する送信装置及び受信装置が行うマルチキャリア無線通信方法であって、
前記受信装置が、
無線信号を受信する受信ステップと、
受信した無線信号をサブキャリアごとに復調する復調ステップと、
受信した無線信号において干渉が生じているサブキャリアを表す干渉帯域情報を生成する干渉帯域情報生成ステップと、
前記干渉帯域情報を前記送信装置に送信する干渉帯域情報信号送信ステップと、
前記複数のサブキャリアのうち、前記干渉が生じているサブキャリアに対し、他のサブキャリアと比して、前記誤り訂正符号における信頼度を低減させるサブキャリアごとの重み付け係数を生成する重み付け係数生成ステップと、
前記復調ステップにおいて復調される前記無線信号のサブキャリアの復調値に前記重み付け係数を適用する重み付け演算処理を行う重み付け演算ステップと、
前記重み付け演算ステップにおいて算出されるサブキャリアごとの値を用いて、誤り訂正処理及び復号処理を行う復号化ステップと、
前記送信装置が、
送信データに対し前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した符号化率により誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する符号化ステップと、
符号化ビットを前記干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいて決定した変調方式により変調し複数の変調シンボルを生成し、各変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する変調ステップと、
前記干渉帯域情報を受信し、当該干渉帯域情報に基づいて、前記干渉が生じているサブキャリアを特定し、送信電力を割り当てないヌルサブキャリアとして当該サブキャリアを選択し、かつ、当該ヌルサブキャリアに対して割り当てられていた電力を、干渉が生じていない他のサブキャリアに対してさらに割り当てる電力制御ステップと、
前記各変調シンボルを配置したサブキャリアに対して、前記ヌルサブキャリアとして選択されたサブキャリアの送信電力を０とし、干渉が生じていない他のサブキャリアを前記電力制御部が割り当てた送信電力にしたがって送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とするマルチキャリア無線通信方法。