JP4952088B2 - 送信装置、送信方法、受信装置、受信方法及び伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア信号を送信する送信装置及び送信方法と、そのマルチキャリア信号を受信する受信装置及び受信方法と、マルチキャリア信号を伝送する伝送システムに関する。

無線通信などにおいて、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）方式と称される通信方式がある。この方式では、複数のサブキャリアを一定の周波数間隔で並べて、各サブキャリアに情報を伝送するデジタル変調方式である。この方式では、複数の搬送波を、互いに干渉することなく密に並べることができ、狭い周波数の範囲を効率的に利用した広帯域伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができ、高速データ伝送に好適である。

例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格の１つであるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ａ方式では、ＯＦＤＭ方式で無線伝送する構成としてある。また、近年実用化が検討されているＵＷＢ（Ultra Wide Band）方式の場合にも、ＧＨｚ帯などの高い周波数を、比較的広い帯域で使って、マルチキャリア信号を伝送する方式である。

図２４は、従来のマルチキャリア信号を送信する送信装置の構成例を示した図である。図２４の構成について説明すると、入力端子１に得られる送信データを、符号器２で符号化し、その符号化された送信データを変調器３で無線送信用に変調する。変調器３で変調された送信データは、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ回路）４で送信シンボルを逆フーリエ変換される。逆フーリエ変換された送信シンボルは、ガードインターバル挿入部５に送られ、一定間隔でガードインターバルが挿入されて、そのガードインターバルが挿入された出力がデジタル／アナログ変換器６に供給されてアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は、無線送信部７に供給されて、接続されたアンテナ８から所定の送信周波数で無線送信されることとなる。

ところで、このＯＦＤＭ通信方式においては、比較的広帯域のキャリアが用いられるため、他の通信ネットワークにおいて用いられているキャリアとの干渉が生じる可能性がある。例えば、マルチキャリア信号の周波数帯に含まれる、所定周波数を用いて携帯電話機が通信を行っているような場合がこれに該当する。この種の干渉が発生した場合、通信品質が劣化し、更には、通信が不能な状態に陥る可能性があるため、干渉を回避するための対策が必要となる。かかる対策の一案として、近年、ＤＡＡ（Detect and avoid）と呼ばれる技術が検討されるに至っている。このＤＡＡは、マルチキャリア信号の送信時に、無線送信する比較的広い周波数帯の中の、特定の周波数帯（例えば、サブキャリア単位）だけを送信停止させる手法である。

図２５は、このＤＡＡ技術に適用可能な送信機の構成例を示す図である。この図２５の例では、変調器３の出力を送信回避回路９に供給し、送信回避すべきサブキャリアの場所（位置）の情報を端子９ａから得て、その情報で指示されたサブキャリアに割り当てる送信データをヌル信号に置き換える。その一部がヌル信号に置き換えられた送信シンボル系列を、ＩＦＦＴ回路４に供給して直交変換して、マルチキャリア信号とする処理を行う。その他の処理構成は、図２４の送信装置と同じである。この図２５に示すように送信を回避すべき周波数位置のサブキャリアを抜いたマルチキャリア信号とすることで、送信を停止させたい周波数帯の送信を回避させたマルチキャリア信号として、無線送信させることができる。

特許文献１には、マルチキャリア信号の無線伝送処理についての開示がある。
特開２００５−２７２５９号公報

ところで、図２５に示した構成例のように、単純にＩＦＦＴ回路で逆フーリエ変換する前の段階で、送信シンボルを抜く構成を採用した場合、送信を停止させたい周波数位置（すなわち、サブキャリア）の送信レベルが十分に低下せず、干渉を防止するためには不十分となる。例えば、図２５に示したような構成の送信機において、送信シンボルの一部をヌル信号に置き変えた場合、ヌル信号が割り当てられたサブキャリアの信号レベルは、他のサブキャリアに比べて約１５ｄＢ程度しか低下せず、干渉の発生を十分に抑制出来ない。

マルチキャリア信号の特定のサブキャリアを抜く別の処理としては、例えば、ＩＦＦＴ回路で逆フーリエ変換された信号を、ＦＩＲフィルタ(Finite Impulse Response Filter)に供給して、そのＦＩＲフィルタでのフィルタ処理で、該当するサブキャリアを抜くことが考えられる。ところが、ＦＩＲフィルタを設けると、それだけ送信系の回路規模が増大してしまう。さらに、ＡＩＣ(Active Interference Cancellation)なる技術も提案されているが、この方式を適用した場合にも、複雑な回路構成となってしまう。

また、特定のサブキャリアを抜いたマルチキャリア信号を正しく受信するためには、受信対象となっている信号中から特定のサブキャリアが抜かれている事を、受信機側において適確に把握することが必須となる。しかしながら、従来提案されている手法では、この点をカバーするための施策が施されておらず、受信機側における対応も十分とは言い難かった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、特定のサブキャリアを抜いてマルチキャリア信号の伝送を行う場合の送信処理や受信処理が、良好に行えるようにすることを目的とする。

第１の発明は、複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を送信する場合に、サブキャリア単位での送信回避処理が必要か否かを判断する判断処理を行い、その判断処理でサブキャリア単位での送信回避処理が必要と判断した場合に、所定周波数間隔で連続したサブキャリアの内の送信を回避する周波数位置のサブキャリアに対応する信号をヌル信号とする送信回避処理を行う。そして、送信回避処理された出力に対して逆フーリエ変換して所定周波数間隔のマルチキャリア信号とし、逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前及び／又は後に、有効シンボルの一部を繰り返し信号として配置すると共に繰り返し信号が配置された有効シンボルに対してガードインターバルを付加し、所定の窓関数を乗算し、窓関数が乗算されたマルチキャリア信号の送信電力を、送信回避処理でヌル信号としたサブキャリアの本数に対応して増加させて送信するものである。そして、サブキャリア単位での送信回避処理を行わない場合に、繰り返し信号の配置及びガードインターバルの付加と、窓関数の乗算を行わないようにした。

このようにしたことで、一部のサブキャリアの信号電力を低減させてしまうことで、ＩＦＦＴ後の信号電力が低くなってしまうのを防ぐことができ、受信特性を劣化させることを防ぐことができる。

第２の発明は、複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を受信する場合に、受信信号を高速フーリエ変換し、変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する。そして、その推定で、送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行うと共に、前記推定で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合と、送信が回避されているサブキャリアがない場合とで、受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する際の加算範囲を可変設定するものである。あるいは、前記推定で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在して、所定の窓関数が乗算された信号を受信したと判断した場合に、受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する際の、加算する範囲を可変設定するものである。

このようにしたことで、送信シンボルが存在していないサブキャリアを使用した復調などの受信処理が行われない。

第１の発明によると、簡単な回路構成で、送信させないサブキャリアの十分なレベル低減効果が得られる。また、一部のサブキャリアの信号電力を低減させてしまうことで、送信信号の電力が低くなってしまうのを防ぐことができ、受信特性を劣化させることを防ぐことも可能である。

第２の発明によると、雑音だけのサブキャリアをその後の復調処理で使用しないので、特定のサブキャリアが抜かれた信号を受信しても、特性の劣化を改善することが可能となる。

以下、本発明の第１の実施の形態の例を、図１〜図５を参照して説明する。
本例においては、複数のサブキャリアを一定周波数間隔で複数配置した信号であるマルチキャリア信号として、無線送信させる構成としてある。そして、送信する周波数帯の内の特定の周波数位置のサブキャリアについては、送信を必要により送信を停止させるようにしてある。この送信を停止させる周波数位置については、予め送信を停止させることを決めておく場合と、周囲の無線状態を監視して、妨害を与える（受ける）可能性のある周波数位置を随時設定する場合のいずれでもよい。

図１は、本例の送信装置の構成例を示したものである。図１に従って説明すると、入力端子１１に得られる送信データを、符号器１２で符号化し、その符号化された送信データを変調器１３で無線送信用に変調する。変調器１３で変調された送信データ（送信シンボル）は、サブキャリア単位での送信回避回路１４に供給し、送信回避すべきサブキャリアの場所（位置）の情報を端子１４ａから得て、その情報で指示されたサブキャリア位置のデータをヌル信号に置き換える。その一部がヌル信号に置き換えられた送信シンボル系列を、ＩＦＦＴ回路１５に供給して周波数軸を時間軸に直交変換し、マルチキャリア信号とする処理を行う。なお、送信回避回路１４でのヌル信号に置き換える処理としては、1本のサブキャリアのデータだけをヌル信号としてもよいが、例えば隣接した複数本のサブキャリアのデータをヌル信号としてもよい。

ＩＦＦＴ回路１５で変換された送信シンボルは、繰り返し信号付加部１６に供給して、繰り返し信号を付加する。そして、その繰り返し信号が付加された送信シンボルをガードインターバル挿入部１７に送り、一定間隔でガードインターバルを挿入し、そのガードインターバルが挿入された出力を波形整形部１８に供給し、波形整形処理を行う。波形整形部１８で波形整形された信号は、デジタル／アナログ変換器１９に供給してアナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号は、無線送信部２０に供給して、接続されたアンテナ２１から所定の送信周波数で無線送信させる。

次に、図１に示した各回路での処理について説明する。まず、繰り返し信号付加部１６での繰り返し信号の付加処理を、図２を参照して説明する。ここでは、図２に示すように、１送信シンボル長をＴｓとすると、その１シンボル内の有効シンボルＴｅの前端及び後端の所定区間のシンボルのコピーを、反対側の端部に付加する繰り返し信号Ｔｒを設ける。図２の例では、有効シンボルＴｅの前端及び後端の両方のコピーＴｒを付加した例としてあるが、いずれか一方でもよい。また図２の例では、ガードインターバル挿入部１７で付加されるガードインターバルＴｇについても示してあり、１送信シンボルＴｓ＝Ｔｅ＋２Ｔｒ＋Ｔｇとして示される。ガードインターバル挿入部１７で付加されるガードインターバルＴｇについては、例えばヌル信号の挿入で付加する処理を行う。

このようにして生成された１送信シンボルのデータは、波形整形部１８に供給し、波形整形処理が行われる。ここでの波形整形処理としては、例えば窓関数を乗算する窓がけ処理が行われる。図３は、窓がけ処理による波形整形処理例を示したものである。この窓がけ処理は、有効シンボルＴｅの長さに対応して設定された窓関数であり、有効シンボルＴｅの前端及び後端でなだらかにレベルが上下する関数としてある。そのレベルが上下する範囲２Ｔｒは、上述したコピー区間Ｔｒの２倍に設定してある。このような窓関数の値の設定で、有効シンボル長だけずらした窓関数の値との輪が常に一定値となるように設定してある。このように設定することで、送信シンボルのエネルギは、窓関数をかける前の有効シンボル長分のエネルギよりも大きくならない。

図２に示すように１シンボル内の有効シンボルＴｅの前端及び後端を反対側にコピーした上で、図３に示した窓関数を使用した波形整形処理を行うことで、１送信シンボルの信号の脇の拡がりであるサイドローブのレベルを、大幅に低減させることができる。そして、特定の周波数位置のサブキャリアのデータをヌル信号に置き換えて送信を停止させた場合には、その送信を停止させた位置の信号レベル（送信電力）についても、このサイドローブのレベルの低減と同様に低減する。従って、この送信信号を受信した側では、１送信シンボル内の一部のサブキャリアの送信を停止させた場合であっても、その送信を停止させたサブキャリアの影響を受けずに、送信されたサブキャリアで送られたデータだけを良好に復調できるようになる。

次に、図１に示した送信構成で送信処理する場合での、サブキャリア単位での送信回避処理の有無により、送信処理を可変させる場合の処理例を、図４のフローチャートを参照して説明する。この図４の処理は、図１に示した送信構成での処理を制御する制御部（図示せず）で行われ、図１の端子１４ａへの送信回避すべきサブキャリア位置の情報の供給についても、この制御部が行う。まず、サブキャリア単位での送信回避処理（即ちサブキャリア単位での送信電力低減処理）を行うか否か判断する（ステップＳ１１）。ここで、サブキャリア単位での送信回避処理が行われない場合には、通常のマルチキャリア信号用の送信シンボルを生成させる処理を行い、その生成された送信シンボルを無線送信させる（ステップＳ１２）。ここでの通常の送信シンボルとは、繰り返し信号付加部１６での繰り返し信号の付加処理と、波形整形部１８での窓関数の乗算処理をしない送信シンボルである。

そして、ステップＳ１１でサブキャリア単位での送信回避処理を行うと判断した場合には、繰り返し信号付加部１６で図２に示した如き繰り返し信号付加を行い（ステップＳ１３）、波形整形部１８で窓関数の乗算処理を行い（ステップＳ１４）、窓がけされた送信シンボルを得て、その送信シンボルを無線送信させる（ステップＳ１５）。

なお、図４のフローチャートに示したように、サブキャリア単位での送信回避処理の有無により、繰り返し信号付加部１６での繰り返し信号の付加処理と、波形整形部１８での窓関数の乗算処理を可変させたが、これらの処理部では、サブキャリア単位での送信回避処理の有無に関係なく、常時同じ処理を行うようにしてもよい。

また、サブキャリア単位での送信回避処理と、それに伴った繰り返し信号の付加処理及び窓関数の乗算処理を開始させた場合には、そのことを示すデータを送信データに付加して伝送させてもよい。受信側では、その該当するデータを受信した場合に、繰り返し信号の付加処理及び窓関数の乗算処理が行われたデータの受信を開始したことを認識して、該当する受信処理を開始させることができる。かかる受信処理構成については後述する。

図５は、このような構成で送信処理した場合に無線送信されるサブキャリアの例を示した図である。図５（ａ）は、サブキャリア単位での送信回避処理が行われない場合の例としてあり、横軸を周波数で示してあり、中心周波数０から＋Ｍ及び−Ｍの周波数範囲で、一定間隔で一定電力のサブキャリアが多数配置してある。図５（ｂ）は、周波数位置ＩからＪまでのサブキャリアを送信回避させた場合の例であり、該当する区間の送信電力が低減している。

次に、本発明の第２の実施の形態を、図６〜図９を参照して説明する。この図６〜図９において、第１の実施の形態で説明した図１〜図５に対応する部分には同一符号を付す。
本例においても、複数のサブキャリアを一定周波数間隔で複数配置した信号であるマルチキャリア信号として、無線送信させ、送信する周波数帯の内の特定の周波数位置のサブキャリアについては、送信を必要により停止させるようにしてある。この送信を停止させる周波数位置の設定についても、予め送信を停止させることを決めておく場合と、周囲の無線状態を監視して、妨害を与える（受ける）可能性のある周波数位置を随時設定する場合のいずれでもよい。

図６は、本例の送信装置の構成例を示したものである。図６に従って説明すると、入力端子１１に得られる送信データを、符号器１２で符号化し、その符号化された送信データを変調器１３で無線送信用に変調する。変調器１３で変調された送信データ（送信シンボル）は、サブキャリア単位での送信回避回路１４に供給し、送信回避すべきサブキャリアの場所（位置）の情報を端子１４ａから得て、その情報で指示されたサブキャリア位置のデータをヌル信号に置き換える。その一部がヌル信号に置き換えられた送信シンボル系列を、ＩＦＦＴ回路１５に供給して直交変換し、マルチキャリア信号とする処理を行う。

ＩＦＦＴ回路１５で変換された送信シンボルは、繰り返し信号付加部１６に供給して、繰り返し信号を付加する。そして、その繰り返し信号が付加された送信シンボルをガードインターバル挿入部１７に送り、一定間隔でガードインターバルを挿入する。ガードインターバル挿入部１７でガードインターバルを挿入する構成までは、図１と同じである。

そして本例においては、ガードインターバル挿入部１７でガードインターバルが挿入された出力を、送信電力制御部２２に供給する。送信電力制御部２２では、送信回避したサブキャリアの本数の情報を端子２２ａから得て、その情報で指示されたサブキャリア本数に対応した送信電力の増幅処理を行う。送信電力の増幅処理の詳細については後述する。

そして、送信電力制御部２２が出力する送信シンボル系列を、デジタル／アナログ変換器１９に供給し、アナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号は、無線送信部２０に供給して、接続されたアンテナ２１から所定の送信周波数で無線送信させる。

図７〜図９は、送信電力制御部２２での送信電力の増幅処理例を示した図である。まず、サブキャリアの送信回避が行われない場合の処理例を図７に示すと、この場合には、ＩＦＦＴ回路１５での直交変換前の信号（図７（ａ））については、周波数−Ｍから＋Ｍまで一定の電力であり、その信号を直交変換した信号は、図７（ｂ）に示すように、１有効シンボル内で各サブキャリアの送信電力が一定の信号となる。

そして、図８（ａ）に示すように、特定の周波数位置ＩからＩ＋Ｊまでの送信を回避した場合には、その信号をそのまま送信処理すると、図８（ｂ）に示すように、サブキャリアが欠落した部分の電力（破線で示す電力）が低減してしまう。ここで本例においては、送信電力制御部２２でサブキャリアを抜いた本数に対応して、送信電力を増やす処理を行うことで、図９に示す状態となる。即ち、例えば図９（ａ）に示すように、特定の周波数位置ＩからＩ＋Ｊまでのサブキャリアの送信を回避した場合に、欠落した電力Ａが生じる。ここで、サブキャリアが欠落した本数に対応した電力増幅が行われて、図９（ｂ）に示すように、電力Ｂが増やされ、サブキャリアを欠落させずに送信させた場合と同様の電力となる。欠落した電力Ａと増やされた電力Ｂは、ほぼ等しくなるようにする。

このように送信電力をサブキャリアの欠落に対応して制御することで、一部のサブキャリアの送信を回避させることがあっても、常時一定の電力で良好に無線送信させることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態を、図１０〜図１１を参照して説明する。この図１０〜図１１において、第１，第２の実施の形態で説明した図１〜図９に対応する部分には同一符号を付す。
本例においても、複数のサブキャリアを一定周波数間隔で複数配置した信号であるマルチキャリア信号として、無線送信させ、送信する周波数帯の内の特定の周波数位置のサブキャリアについては、送信を必要により停止させるようにしてある。この送信を停止させる周波数位置の設定についても、予め送信を停止させることを決めておく場合と、周囲の無線状態を監視して、妨害を与える（受ける）可能性のある周波数位置を随時設定する場合のいずれでもよい。

図１０は、本例の送信装置の構成例を示したものである。図１０に従って説明すると、入力端子１１に得られる送信データを、符号器１２で符号化し、その符号化された送信データを変調器１３で無線送信用に変調する。変調器１３で変調された送信データ（送信シンボル）は、サブキャリア単位での送信回避回路１４に供給し、送信回避すべきサブキャリアの場所（位置）の情報を端子１４ａから得て、その情報で指示されたサブキャリア位置のデータをヌル信号に置き換える。その一部がヌル信号に置き換えられた送信シンボル系列を、ＩＦＦＴ回路１５に供給して直交変換し、マルチキャリア信号とする処理を行う。

ＩＦＦＴ回路１５で変換された送信シンボルは、繰り返し信号付加部１６に供給して、繰り返し信号を付加する。そして、その繰り返し信号が付加された送信シンボルをガードインターバル挿入部１７に送り、一定間隔でガードインターバルを挿入する。そして、そのガードインターバルが挿入された出力を波形整形部１８に供給し、波形整形処理を行う。波形整形部１８での波形整形処理としては、例えば図３で説明した窓関数を乗算する整形処理である。

そして、波形整形部１８で窓関数が乗算された送信シンボルを、送信電力制御部２２に供給する。送信電力制御部２２では、送信回避したサブキャリアの本数の情報を端子２２ａから得て、その情報で指示されたサブキャリア本数に対応した送信電力の増幅処理を行う。送信電力の増幅処理状態については、例えば図７〜図９で説明した送信回避したサブキャリアの本数に対応した増幅処理である。

そして、送信電力制御部２２が出力する送信シンボル系列を、デジタル／アナログ変換器１９に供給し、アナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号は、無線送信部２０に供給して、接続されたアンテナ２１から所定の送信周波数で無線送信させる。

この図１０に示す送信処理構成としたことで、波形整形部１８で乗算した窓関数は、送信電力制御により、図１１に示すように電力が可変することになる。即ち、送信回避したサブキャリアが存在する場合、波形整形部１８で窓関数を乗算した信号は、図１１に示すレベルが低い電力の信号となるが、送信電力制御部２２で電力を一定とする制御が行われることで、図１１に示すレベルが高い電力の信号となり、送信回避したサブキャリアが存在しない場合の窓がけ状態と等しくなる。

ここまで説明した各実施の形態で説明したように、本発明によると、送信回避したサブキャリアが存在する場合でも、その送信回避したサブキャリアの電力を、他の送信されるサブキャリアの電力よりも大幅に低減させることができる。例えば、約３０ｄＢ低減させることができる。しかも、送信処理構成としては、送信回避するサブキャリアのデータをヌル信号とした上で、ガードインターバルの付加、送信電力の制御、窓関数の乗算を選択的に（又は組み合わせて）行うだけでよく、比較的簡単な送信構成で実現できる。

なお、送信回避するサブキャリアが存在する場合に、その送信回避するサブキャリアに隣接するサブキャリアの信号の逆位相の信号を乗算する等の、従来から知られた他の送信回避したサブキャリアの電力低減処理を、本発明の送信処理と組み合わせるようにしてもよい。

次に、本発明の第４の実施の形態を、図１２〜図２３を参照して説明する。本例においては、上述した第１〜第３の実施の形態で説明した送信装置構成で無線送信されたマルチキャリア信号を受信する受信装置としたものである。

図１２は本例の受信装置の構成例を示した図である。図１２に従って説明すると、アンテナ３１が接続された無線受信処理部３２で、所定の送信周波数帯の信号を受信し、その受信信号をアナログ／デジタル変換器３３でデジタルデータに変換する。変換された受信データは、波形整形部３４に供給して波形整形し、その波形整形された受信データを高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）３５に供給して、直交変換する。波形整形部３４での波形整形としては、例えば、送信側でガードインターバルにヌル信号を用いて、窓関数を乗算した信号を受信する際には、送信処理で有効シンボルの両端が減衰した信号を、補償する処理を行う。具体的には、有効シンボルからはみ出した信号成分を利用して、有効シンボルの先頭並びに末尾の信号成分に対して波形整形を行う。波形整形処理の詳細については後述する。

波形整形部３４で波形整形された後、ＦＦＴ回路３５で変換された信号は、チャネル補正回路３６で、チャネル補正処理を行う。このチャネル補正処理としては、チャネル推定部３７での受信信号状態の推定に対応した補正処理を行う。

そして、チャネル補正回路３６が出力する受信データを、周波数軸時間軸逆拡散回路３８と時間軸逆拡散回路３９と復調回路４０とに供給する。この周波数軸時間軸逆拡散回路３８と時間軸逆拡散回路３９と復調回路４０とは、受信データの伝送レートに応じて選択的に使用され、セレクタ４１でいずれかの回路３８，３９，４０の出力が選択され、その選択されたデータを、デインターリーブ部４２に供給して、送信側で行われたインターリーブを元に戻すデインターリーブ処理を行い、そのデインターリーブ処理されたデータをデコーダ４３に供給してデコードして、デコードされた受信データを得る。

図１３は、チャネル補正回路３６での補正構成と、チャネル推定部３７での推定構成の例を示した図である。ＦＦＴ回路３５の変換出力は、チャネル補正回路３６を構成する乗算器に供給する。そして、ＦＦＴ回路３５の出力を、加算器３７ａに供給し、端子３７ｂに得られるチャネル推定系列と加算し、その加算出力を、選択部３７ｃに供給する。また、サブキャリア単位での送信電力を、電力推定部３７ｄで推定し、その推定部３７ｄで推定した結果に基づいて、選択部３７ｃで加算器３７ａの出力の選択と、又は０データ（ヌルデータ）の選択とを切り換える。ここでは、電力推定部３７ｄで該当するサブキャリアの送信電力が閾値Ｐ以下か否か判断し、閾値Ｐ以下と判断（推定）した場合には、選択部３７ｃで０データを選択させる。閾値Ｐを越えている場合には、加算器３７ａの出力を選択する。選択部３７ｃで選択された信号は、チャネル補正回路３６を構成する乗算器に供給して、ＦＦＴ回路３５の出力に乗算させる。

この図１３に示す補正処理構成としたことで、送信時に特定のサブキャリアの送信回避が行われている場合に、そのことを確実に検出して、その送信回避されたサブキャリアのデータ（雑音）を、以後の受信復調処理に使用しない構成とすることができる。
即ち、図１４（ａ）に示すように、特定の周波数位置ＩからＩ＋Ｊまでのサブキャリアの送信を回避した場合に、受信装置で受信される実際の受信電力としては、図１４（ｂ）に示すように、ＩからＩ＋Ｊまでのサブキャリアについてもある程度の受信電力が生じる。

ここで、送信回避されたサブキャリアの受信電力と、送信されたサブキャリアの受信電力とを識別できる閾値Ｐを設定し、その閾値Ｐ以下の受信電力のサブキャリアのデータについては、選択部３７ｃで０データを選択させ、チャネル補正回路３６で０データを出力させる。

図１５のフローチャートは、チャネル推定部３７での推定処理に基づいた処理例を示したフローチャートである。まず、−Ｍから＋Ｍまでのサブキャリアを受信した場合において、サブキャリア単位で受信電力を推定する（ステップＳ２１）。そして、各サブキャリアにおいて、電力推定結果が閾値Ｐ以下となるサブキャリアがあるか否か判断し（ステップＳ２２）、閾値Ｐ以下となるサブキャリアがない場合には、通常の逆拡散や復調処理を行う（ステップＳ２３）。そして、例えばｋ番目のサブキャリアが閾値Ｐ以下となった場合には、そのｋ番目のサブキャリアを使用せずに、逆拡散や復調処理を行う（ステップＳ２４）。

次に、波形整形部３４の具体的な回路構成の例を、図１６に示す。本例の波形整形部３４は、巡回加算を行う構成としてある。即ち、アナログ／デジタル変換器３３の出力を、メモリ３４ａに供給して記憶させ、その記憶させた信号と、記憶させてない信号とを加算器３４ｂで加算する。そして、その加算信号と、アナログ／デジタル変換器３３の直接の出力とを、選択部３４ｃで選択させて、ＦＦＴ回路３５に供給する。

ここで、図１６に示す回路での波形整形処理例を、図１７に示すと、窓関数が乗算されて送信された送信シンボルは、全く反射波がない場合には、図１７（ａ）に示す信号を受信する。ガードインターバルが付加されている場合には、そのガードインターバルに対応した区間も存在する。この信号は、図１７（ｂ）及び（c）に示すように、有効シンボル長よりも図１７（ｂ）に示すＮｗの範囲だけはみ出して受信されることになる。そこで、図１７（ｂ）に示す区間Ａの信号を、メモリ３４ａに記憶させ、区間Ｂの信号を選択部３４ｃに供給し、区間Ｃの信号を、メモリ３４ａに記憶された区間Ａの信号と加算させる。区間Ｂの信号は、そのままＦＦＴ回路３５に供給し、区間Ｃの信号と区間Ａの信号との加算信号についてもＦＦＴ回路３５に供給し、区間Ｂの信号と、区間Ａ，Ｃの加算信号との範囲に対してＦＦＴが適用されることになる。

ここで、参考までに、マルチパスがある信号の波形整形処理を、図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。マルチパスがある場合には、マルチパスによる影響で有効シンボル長からＮｃの範囲がはみ出てしまうのが分かる。図１７の例と同じように、Ａの信号をメモリに保存し、Ｂの信号をそのままＦＦＴ回路に渡し、Ｃの信号は保存していたＡの信号を加算してＦＦＴ回路に渡す。この場合でも、ＦＦＴ回路での変換処理が適応されるのはＢの信号とＣの信号の範囲となる。

次に、巡回加算する範囲の可変処理を行う例を、図１９〜図２３を参照して説明する。既に説明したように、窓掛けを行った場合、マルチパスがなくても、有効シンボル長から信号がはみ出てしまう。実際はマルチパスによって、はみ出すことも起こるので、窓掛けによる影響Ｎｗ（図１７）とマルチパスによる影響のＮｃ（図１８）を加算した（Ｎｗ＋Ｎｃ）の範囲がはみ出てしまう。つまり、送信シンボルにおける窓掛けの有無により、加算する範囲を変える構成が考えられる。

図１９にその構成の一例を示す。図１９は、巡回加算回路５０を示したもので、この巡回加算回路５０は、アナログ／デジタル変換器３３の出力が供給されて、その出力をＦＦＴ回路３５に供給するものである。巡回加算回路５０としては、入力データをメモリ５１に供給して記憶させ、メモリ５１の出力を選択部５２を介して加算器５３に供給し、入力データと加算する。選択部５２では、メモリ５１の出力か、或いは０データを選択する。そして、入力データと加算器５３の出力とを、選択部５４で選択させ、その選択出力をＦＦＴ回路３５に供給する。そして、選択部５２でメモリ５１の出力を選択する範囲Ｎとしては、受信した送信シンボルの窓がけの有無の情報の判断部５５で、該当する判断を行い、その窓がけの有無に応じて選択させる。

図２１を参照して、図１９の回路での処理について説明すると、例えば、ガードインターバルの全範囲を加算せずに、固定範囲Ａを固定範囲Ｃに加算するように設定していた場合について示す。図２１に示した送信シンボルのように、通常の送信シンボルを送信側で送信した場合には、はみ出す範囲はＮｃであり、歪みなく受信することができる。しかし、図２２に示した信号のように、送信シンボルに窓掛けを行った場合は、はみ出す範囲は（Ｎｗ＋Ｎｃ）となり、はみ出す範囲が広がるので、Ｎｗの分だけ範囲を広げて加算する必要がある。このように、選択部５２で加算する範囲を可変させることで、良好に受信処理できるようになる。

図２３のフローチャートは、この窓掛けの有無により、巡回加算する範囲を広げたり、狭めたりする処理例を示したものであり、サブキャリア単位での送信電力低減が行われているか確認し（ステップＳ３１）、サブキャリア単位での送信電力低減が行われているか否か判断する（ステップＳ３２）。この判断で、サブキャリア単位での送信電力低減が行われていると判断した場合には、巡回加算の加算範囲を拡張する（ステップＳ３３）。また、サブキャリア単位での送信電力低減が行われていない場合には、巡回加算範囲を、通常の加算範囲とする（ステップＳ３４）。なお、ここでは、窓掛けの有無の情報は送信側から送られて来るか、或いは、受信側は事前に知っているものとする。

なお、図１９の例では、窓がけの有無の情報の判断部５５での判断結果に基づいて変化させたが、例えば図２０に示すように、伝搬路推定結果判定部５６を設けて、その判定部でのチャネル推定結果を用いて、加算範囲を適応的に変更する構成としてもよい。この場合、推定結果で窓掛けを行っていた場合は、（Ｎｗ＋Ｎｃ）の範囲を推定することができるので、この構成をそのまま使用しても、窓掛けによりはみ出る範囲に対応することで可能である。この例の場合、加算範囲はガードインターバルの全てでも良い。ただし、ガードインターバルの全てを加算範囲としてしまうと、受信シンボルがないのにノイズだけを加算してしまう範囲が発生してしまう。これにより、窓掛けの有無においても加算範囲を変更する必要がある。

本発明の第１の実施の形態による送信装置の例を示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態によるシンボル前後への信号の付加例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態による窓関数による波形整形例を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態による送信シンボルの切り換え処理例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態による送信電力の例を示す波形図である。 本発明の第２の実施の形態による送信装置の例を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態による送信電力の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態による送信電力の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態による送信電力の例を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態による送信装置の例を示す構成図である。 本発明の第３の実施の形態による窓関数による波形整形例を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態による受信装置の例を示す構成図である。 本発明の第４の実施の形態によるチャネル推定と補正構成の例を示す構成図である。 本発明の第４の実施の形態による受信電力の例を示す波形図である。 本発明の第４の実施の形態による電力推定による処理例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態による波形整形回路例を示す構成図である。 本発明の第４の実施の形態による波形整形処理例を示す特性図である。 本発明の第４の実施の形態による波形整形処理例を示す特性図である。 本発明の第４の実施の形態による加算範囲を可変にする回路例を示す構成図である。 本発明の第４の実施の形態による加算範囲を可変にする回路例を示す構成図である。 本発明の第４の実施の形態による波形整形処理例を示す特性図である。 本発明の第４の実施の形態による波形整形処理例を示す特性図である。 本発明の第４の実施の形態の判定による処理例を示すフローチャートである。 従来の送信装置の例を示す構成図である。 従来の送信装置の例を示す構成図である。

符号の説明

１１…送信データ、１２…符号器、１３…変調器、１４…送信回避回路、１５…逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ回路）、１６…繰り返し信号付加部、１７…ガードインターバル挿入部、１８…波形整形部、１９…デジタル／アナログ変換器、２０…無線送信処理部、２１…アンテナ、２２…送信電力制御部、３１…アンテナ、３２…無線受信処理部、３３…アナログ／デジタル変換器、３４…波形整形部、３５…高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）、３６…チャネル補正回路、３７…チャネル推定部、３８…周波数軸時間軸逆拡散回路、３９…時間軸逆拡散回路、４０…復調回路、４１…セレクタ、４２…デインターリーブ部、４３…デコーダ

Claims (10)

1. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を送信する送信装置において、
   サブキャリア単位での送信回避処理が必要か否かを判断する判断部と、
   前記判断部でサブキャリア単位での送信回避処理が必要と判断した場合に、前記所定周波数間隔で連続したサブキャリアの内の送信を回避する周波数位置のサブキャリアに対応する信号をヌル信号とする送信回避処理部と、
   前記送信回避処理部の出力に対して逆フーリエ変換を含む処理を実行して前記マルチキャリア信号に変換する変換部と、
   前記変換部で逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前及び／又は後に、前記有効シンボルの一部を繰り返し信号として配置すると共に前記繰り返し信号が配置された有効シンボルに対してガードインターバルを付加する繰り返し信号付加部と、
   前記繰り返し信号付加部の出力に、所定の窓関数を乗算する乗算部と、
   前記送信回避処理部でヌル信号としたサブキャリアの本数に対応して、前記乗算部が出力するマルチキャリア信号の送信電力を増幅させる送信電力設定部と、
   前記増幅された信号を送信する送信部とを備え、
   前記送信回避処理部で送信回避処理を行わない場合に、前記繰り返し信号付加部での繰り返し信号の配置及びガードインターバルの付加と、前記乗算部での窓関数の乗算を行わない
   送信装置。
2. 請求項１記載の送信装置において、
   前記ガードインターバルの付加は、ヌル信号の挿入で行う
   送信装置。
3. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を送信する送信方法において、
   サブキャリア単位での送信回避処理が必要か否かを判断する判断処理を行い、
   前記判断処理でサブキャリア単位での送信回避処理が必要と判断した場合に、前記所定周波数間隔で連続したサブキャリアの内の送信を回避する周波数位置のサブキャリアに対応する信号をヌル信号とする送信回避処理を行い、
   前記送信回避処理された出力を逆フーリエ変換して前記所定周波数間隔のマルチキャリア信号とし、
   前記逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前及び／又は後に、前記有効シンボルの一部を繰り返し信号として配置と共に前記繰り返し信号が配置された有効シンボルに対してガードインターバルを付加し、
   前記繰り返し信号が配置された信号に所定の窓関数を乗算し、
   前記窓関数が乗算されたマルチキャリア信号の送信電力を、前記送信回避処理でヌル信号としたサブキャリアの本数に対応して増加させて送信するようにし、
   前記送信回避処理を行わない場合に、前記繰り返し信号の配置と前記ガードインターバルの付加と前記窓関数の乗算を行わない
   送信方法。
4. 請求項３記載の送信方法において、
   前記ガードインターバルの付加は、ヌル信号の挿入で行う
   送信方法。
5. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を受信する受信装置において、
   受信信号をフーリエ変換する変換部と、
   前記変換部で変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する推定部と、
   前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行う復調処理部と、
   受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する加算部とを備え、
   前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合と、送信が回避されているサブキャリアがない場合とで、前記加算部で加算する範囲を可変設定する
   受信装置。
6. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を受信する受信装置において、
   受信信号をフーリエ変換する変換部と、
   前記変換部で変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する推定部と、
   前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行う復調処理部と、
   受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する加算部とを備え、
   前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在して、所定の窓関数が乗算された信号を受信したと判断した場合に、前記加算部で加算する範囲を可変設定する
   受信装置。
7. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を受信する受信方法において、
   受信信号を高速フーリエ変換し、変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する推定処理を行い、
   前記推定処理で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行うと共に、
   前記推定処理で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合と、送信が回避されているサブキャリアがない場合とで、受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する際の加算範囲を可変設定する
   受信方法。
8. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を受信する受信方法において、
   受信信号を高速フーリエ変換し、変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する推定処理を行い、
   前記推定処理で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行うと共に、
   前記推定処理で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在して、所定の窓関数が乗算された信号を受信したと判断した場合に、受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する際の、加算する範囲を可変設定する
   受信方法。
9. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を伝送システムにおいて、
   送信装置として、
   サブキャリア単位での送信回避処理が必要か否かを判断する判断部と、
   前記判断部でサブキャリア単位での送信回避処理が必要と判断した場合に、前記所定周波数間隔で連続したサブキャリアの内の送信を回避する周波数位置のサブキャリアに対応する信号をヌル信号とする送信回避処理部と、
   前記送信回避処理部の出力に対して逆フーリエ変換を含む処理を実行して前記マルチキャリア信号に変換する変換部と、
   前記変換部で逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前及び／又は後に、前記有効シンボルの一部を繰り返し信号として配置すると共に前記繰り返し信号が配置された有効シンボルに対してガードインターバルを付加する繰り返し信号付加部と、
   前記繰り返し信号付加部の出力に、所定の窓関数を乗算する乗算部と、
   前記送信回避処理部でヌル信号としたサブキャリアの本数に対応して、前記乗算部が出力するマルチキャリア信号の送信電力を増幅させる送信電力設定部と、
   前記増幅された信号を送信する送信部とを備え、
   前記送信回避処理部で送信回避処理を行わない場合に、前記繰り返し信号付加部での繰り返し信号の配置及びガードインターバルの付加と、前記乗算部での窓関数の乗算を行わないようにし、
   受信装置として、
   受信信号をフーリエ変換する変換部と、
   前記変換部で変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する推定部と、
   前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行う復調処理部と、
   受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する加算部とを備え、
   前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合と、送信が回避されているサブキャリアがない場合とで、前記加算部で加算する範囲を可変設定する
   伝送システム。
10. 複数のサブキャリアを所定周波数間隔で配置したマルチキャリア信号を伝送システムにおいて、
    送信装置として、
    サブキャリア単位での送信回避処理が必要か否かを判断する判断部と、
    前記判断部でサブキャリア単位での送信回避処理が必要と判断した場合に、前記所定周波数間隔で連続したサブキャリアの内の送信を回避する周波数位置のサブキャリアに対応する信号をヌル信号とする送信回避処理部と、
    前記送信回避処理部の出力に対して逆フーリエ変換を含む処理を実行して前記マルチキャリア信号に変換する変換部と、
    前記変換部で逆フーリエ変換された信号の有効シンボルの前及び／又は後に、前記有効シンボルの一部を繰り返し信号として配置すると共に前記繰り返し信号が配置された有効シンボルに対してガードインターバルを付加する繰り返し信号付加部と、
    前記繰り返し信号付加部の出力に、所定の窓関数を乗算する乗算部と、
    前記送信回避処理部でヌル信号としたサブキャリアの本数に対応して、前記乗算部が出力するマルチキャリア信号の送信電力を増幅させる送信電力設定部と、
    前記増幅された信号を送信する送信部とを備え、
    前記送信回避処理部で送信回避処理を行わない場合に、前記繰り返し信号付加部での繰り返し信号の配置及びガードインターバルの付加と、前記乗算部での窓関数の乗算を行わないようにし、
    受信装置として、
    受信信号をフーリエ変換する変換部と、
    前記変換部で変換された受信マルチキャリア信号の内の、送信が回避されたサブキャリアを推定する推定部と、
    前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在する場合に、該当するサブキャリアを使用せずに、逆拡散及び復調を行う復調処理部と、
    受信シンボルの前端と後端とを巡回加算する加算部とを備え、
    前記推定部で送信が回避されていると推定されたサブキャリアが存在して、所定の窓関数が乗算された信号を受信したと判断した場合に、前記加算部で加算する範囲を可変設定する
    伝送システム。

Images