JP4987638B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ方式を採用した無線通信システムにおける受信装置に関する。

セルラーシステムなどの無線通信システムにおいてセル端のスループットを向上させるために、周波数繰り返し（３セル繰り返しなど）、リユースパーティション（非特許文献１）、ＦＦＲ（Fractional Frequency Reuse）（非特許文献２）などの周波数再利用技術が知られている。
Halpern, S.W. "Reuse partitioning in cellular systems", Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference, VTC-83, pp.322-327, (1983). Nortel, "Adaptive Fractional Frequency Reuse", 3GPP TSG-RAN Working Group 1 Meeting #44bis R1-060905, Mar.27-31,2006. <http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_44bis/Docs/R1-060905.zip>

近年、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重化）方式を採用した無線通信システムが注目を集めている。
このようなＯＦＤＭ方式を採用した無線通信システムに、周波数繰り返し、ＦＦＲあるいはリユースパーティションなどを適用した場合、移動局が所属している基地局Ａから送信されるＯＦＤＭ信号と隣接する基地局Ｂから送信されるＯＦＤＭ信号とが隣接した周波数帯域となる場合がある。各基地局は周波数オフセットがないように制御されているが、周波数オフセットをなくすのは困難であり、また、基地局ごとに周波数オフセットの量が異なる場合がある。
このような場合に、基地局Ａから送信されるサブキャリアと基地局Ｂから送信されるサブキャリアの直交関係が保たれなくなり、隣接チャネル干渉が問題となる。

図８はＯＦＤＭ方式を採用した無線通信システムの構成を示す図である。
この図において、基地局Ａから送信されるＯＦＤＭ信号１と、基地局Ｂから送信される前記ＯＦＤＭ信号１と隣接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号２が移動局Ｃに到達する。基本的には、複数基地局からの信号は直交するようになれているが、周波数オフセットの影響により、相互に干渉を及ぼすことがある。

図９は、基地局間周波数オフセットの差の影響を説明するための図である。
この図において、縦軸は受信電力、横軸はサブキャリア番号を示しており、基地局Ａからサブキャリア番号−６〜０の信号が送信されたときに、基地局Ｂから送信される信号の帯域であるサブキャリア番号１〜９の帯域で受信される受信電力、すなわち、基地局Ａから送信される信号による基地局Ｂから送信される信号に対する干渉電力を、正規化周波数オフセットαの値がα＝０．０１〜１の各場合について示したものである。ここでは、サブキャリア間隔を１５ｋＨｚとし、正規化周波数オフセットαは、周波数オフセットをサブキャリア間隔（１５ｋＨｚ）で割った値である。
図９から明らかなように、基地局間の周波数オフセット差の影響により、隣接基地局からの受信帯域に干渉を及ぼすことが示されている。

このように、基地局ごとの周波数オフセットが異なることに起因して各基地局からの受信信号間の相互干渉（隣接チャネル干渉）が発生していた。
従来は、自身が通信を行う基地局の信号のみを受信するため、隣接周波数からの周波数間干渉を除去できず、通信品質の劣化が生じるという問題があった。

そこで本発明は、基地局ごとの周波数オフセットが異なることに起因する、各基地局からの受信信号間の相互干渉（隣接チャネル干渉）による通信品質劣化を克服することができる受信装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の受信装置は、複数の基地局から近接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信される無線通信システムに用いられる受信装置であって、受信信号が入力され、第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第１の周波数オフセット補償手段と、前記受信信号が入力され、第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第２の周波数オフセット補償手段と、前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号が入力され、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第２のフーリエ変換手段と、前記第２のフーリエ変換手段から出力される前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を復調する復調手段と、該復調手段により復調されたサブキャリアごとのデータを変調して出力する変調手段と、前記変調手段からの出力信号を時間波形に合成して出力する逆フーリエ変換手段と、前記逆フーリエ変換手段の出力信号が入力され、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する第３の周波数オフセット補償手段と、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号から前記第３の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する減算手段と、前記減算手段の出力信号が入力され、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第１のフーリエ変換手段とを有するものである。

また、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号は誤り訂正符号化されたものであり、前記復調手段の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号手段と、該誤り訂正復号手段の出力に対して誤り訂正符号化を行って前記変調手段に出力する誤り訂正符号化手段とを有し、前記変調手段は、前記誤り訂正符号化手段からの出力信号を変調して前記逆フーリエ変換手段に出力するものとされている。
さらに、前記逆フーリエ変換手段は、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力するものとされている。
さらにまた、本発明の他の受信装置は、複数の基地局から近接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信される無線通信システムに用いられる受信装置であって、受信信号が入力され、第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第１の周波数オフセット補償手段と、前記受信信号が入力され、第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第２の周波数オフセット補償手段と、前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号が入力され、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第２のフーリエ変換手段と、前記第２のフーリエ変換手段で分解された前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力する逆フーリエ変換手段と、前記逆フーリエ変換手段の出力信号が入力され、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する第３の周波数オフセット補償手段と、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号から前記第３の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する減算手段と、前記減算手段の出力信号が入力され、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第１のフーリエ変換手段とを有するものである。

さらにまた、本発明の他の受信装置は、複数の基地局から近接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信される無線通信システムに用いられる受信装置であって、受信信号が入力され、第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第１の周波数オフセット補償手段と、前記受信信号が入力され、第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第２の周波数オフセット補償手段と、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号から第３の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する第１の減算手段と、前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号から第４の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する第２の減算手段と、前記第１の減算手段の出力信号が入力され、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解して出力する第１のフーリエ変換手段と、前記第２の減算手段の出力信号が入力され、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解して出力する第２のフーリエ変換手段と、前記第１のフーリエ変換手段で分解された前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を時間波形に合成して出力する第１の逆フーリエ変換手段と、前記第２のフーリエ変換手段で分解された前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を時間波形に合成して出力する第２の逆フーリエ変換手段と、前記第１の逆フーリエ変換手段からの出力信号が入力され、前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する前記第４の周波数オフセット補償手段と、前記第２の逆フーリエ変換手段からの出力信号が入力され、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する前記第３の周波数オフセット補償手段とを有するものである。

さらにまた、前記第１のフーリエ変換手段から出力される前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を復調する第１の復調手段と、該第１の復調手段により復調されたサブキャリアごとのデータを変調して前記第１の逆フーリエ変換手段に出力する第１の変調手段と、前記第２のフーリエ変換手段から出力される前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を復調する第２の復調手段と、該第２の復調手段により復調されたサブキャリアごとのデータを変調して前記第２の逆フーリエ変換手段に出力する第２の変調手段とを有し、前記第１の逆フーリエ変換手段は、前記第１の変調手段からの出力信号を時間波形に合成して出力し、前記第２の逆フーリエ変換手段は、前記第２の変調手段からの出力信号を時間波形に合成して出力するものとされている。
さらにまた、前記第１の基地局及び前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号は誤り訂正符号化されたものであり、前記第１の復調手段の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行う第１の誤り訂正復号手段と、前記第２の復調手段の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行う第２の誤り訂正復号手段と、前記第１の誤り訂正復号手段の出力に対して誤り訂正符号化を行って前記第１の変調手段に出力する第１の誤り訂正符号化手段と、前記第２の誤り訂正復号手段の出力に対して誤り訂正符号化を行って前記第２の変調手段に出力する第２の誤り訂正符号化手段とを有し、前記第１の変調手段は、前記第１の誤り訂正符号化手段からの出力信号を変調して前記第１の逆フーリエ変換手段に出力し、前記第２の変調手段は、前記第２の誤り訂正符号化手段からの出力信号を変調して前記第２の逆フーリエ変換手段に出力するものとされている。
さらにまた、前記第１の逆フーリエ変換手段は、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力するものであり、前記第２の逆フーリエ変換手段は、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力するものとされている。

このような本発明の受信装置によれば、近接した周波数で送信される隣接基地局からの信号を受信し、それを除去することにより、周波数間干渉が低減し、通信品質の改善を図ることができる。

図１は、本発明の受信装置１０の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
受信装置１０は前記図８における移動局Ｃに設けられており、前述のように、第１の基地局ＡからのＯＦＤＭ信号１と第２の基地局ＢからのＯＦＤＭ信号２が受信装置１０のアンテナ１１に受信される。なお、ここでは、第１の基地局Ａからの受信信号が受信希望信号であるものとしている。
アンテナ１１で受信された信号は乗算器１２で搬送波ｆcと同一周波数の信号と乗算されてベースバンド信号にダウンコンバートされ、乗算器１３及び乗算器２１に入力される。
乗算器１３に入力された受信信号は、ここで基地局Ａから送信される信号の周波数オフセットｆ_Aを補償され、ガードインターバル除去部１４に入力される。なお、各基地局から送信される信号の周波数オフセットは、例えば、その基地局から送信される信号に含まれているパイロット信号の位相を検出することなどにより計測することができる。
ガードインターバル除去部１４から出力される信号は減算器１５に入力され、減算器１５において、後述するように乗算器２５から供給される干渉成分（基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号）が減算されて、フーリエ変換部１６に供給され、そこで受信希望信号である基地局Ａから送信されたＯＦＤＭ信号がサブキャリアごとの信号（data）に変換される。この信号は、図示しない復号部に供給されて復号されることとなる。

前記乗算器１２でベースバンドにダウンコンバートされた信号は、また、乗算器２１に入力され、ここで基地局Ｂから送信される信号の周波数オフセットｆ_Bを補償され、ガードインターバル除去部２２に入力される。ガードインターバル除去部２２でガードインターバルが除去された受信信号はフーリエ変換部２３に入力され、ここで基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号２がサブキャリアごとの信号に変換される。
フーリエ変換部２３から出力される基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号２のサブキャリアごとの信号は、逆フーリエ変換部２４に供給され、ここでＯＦＤＭ変調されて時間領域の信号とされ、基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号２（干渉成分）が再生される。そして、該再生された干渉成分は、乗算器２５で、基地局Ｂの周波数オフセットｆ_Bを付加されるとともに基地局Ａの周波数オフセットを補償される。これにより、基地局Ａから送信されたＯＦＤＭ信号１に対する干渉成分（基地局Ｂから送信された隣接チャネルのＯＦＤＭ信号２）の周波数オフセットが前記乗算器１３で周波数オフセットが補償された信号と同じ周波数関係とされる。
前記乗算器２５から出力される干渉成分は前記減算器１５に入力され、ここで、周波数オフセットが補償されガードインターバルが除去された受信信号から減算されることにより、基地局Ｂからの受信信号による隣接チャネル間干渉成分（干渉成分）が除去された基地局Ａからの受信信号がフーリエ変換部１６に供給され、ＯＦＤＭ復調される。
このように、乗算器２１、ガードインターバル除去部２２、フーリエ変換部２３、逆フーリエ変換部２４、乗算器２５及び減算器１５により、受信信号から干渉成分（この場合は、基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号）を減算する干渉キャンセラ２０が構成されている。

乗算器１３、２１及び２５を用いて行われる周波数オフセットの除去に関する処理について、図２を参照して説明する。
図２の（ａ）は、前記アンテナ１１で受信され乗算器１２でベースバンド領域にダウンコンバートされた受信信号を示す図である。図示するように、基地局Ａからの受信信号１はｆ_Aの周波数オフセットを有しており、基地局Ｂからの受信信号２はｆ_Bの周波数オフセットを有しているものとする。
前述のように、乗算器１３において、基地局Ａからの受信信号１に含まれる周波数オフセットｆ_Aが除去されるため、乗算器１３から出力される基地局Ａからの受信信号１は、図２の（ｂ）に示すように、周波数オフセットのない位置となる。
また、前記乗算器２１において、基地局Ｂからの受信信号２に含まれる周波数オフセットｆ_Bが除去されるため、乗算器２１から出力される基地局Ｂからの受信信号２は、図２の（ｃ）に示すように、周波数オフセットのない位置となる。

前述のように、図２の（ｃ）に示す周波数オフセットが除去された受信信号２がフーリエ変換部２３でサブキャリアごとの信号に変換され、それを逆フーリエ変換部２４で再度時間領域の信号に変換して基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号（干渉成分）を再現し、これを基地局Ａからの受信信号を復調するフーリエ変換部１６への入力信号から減算することにより隣接チャネル間干渉成分である受信信号２を減算するのであるが、このとき、前記逆フーリエ変換器２４からの出力は、周波数オフセットが除去された信号に基づくものであるので、周波数オフセットを含む受信信号とは周波数オフセットの分だけ周波数のずれが生じている。
そこで、前記乗算器２５において、逆フーリエ変換部２４から出力される干渉成分の周波数を、図２の（ａ）に示す受信信号における受信信号１と同じ周波数関係（図示する例では、受信信号１の最高周波数と受信信号２の最低周波数との間に周波数Ｄのずれが生じている）となるように、周波数シフトさせる。すなわち、乗算器２５において、ｆ_B−ｆ_Aの周波数シフトを行う。
これにより、図２の（ｄ）に示すように、乗算器２５から出力される干渉成分と、前記乗算器１３から出力されガードインターバル除去部１４から出力される受信信号の受信信号２とが同じ周波数帯域となり、前記減算器で減算することにより、図２の（ｅ）に示すように、隣接チャネル間干渉成分となる受信信号２が除去された受信信号１が得られ、この干渉が除去された信号を前記フーリエ変換部１６に入力することができる。

前記図１に示した実施の形態では、前記フーリエ変換部２３でフーリエ変換された後の信号は、隣接チャネル（隣接基地局）からの干渉や雑音を受けた信号となっている。
すなわち、前記基地局Ｂからの受信信号をＲ_Bとすると、Ｒ_Bは次のように表される。
Ｒ_B＝ｄ_BＨ_B＋Ｉ_A＋Ｎ (1)
ここで、ｄ_B：基地局Ｂの送信信号、Ｈ_B：基地局Ｂとの間の伝搬路での変動、Ｉ_A：隣接チャネル（基地局Ａ）からの干渉、Ｎ：雑音である。
この受信信号Ｒ_Bをそのまま干渉成分として受信信号から減算すると、干渉成分Ｉ_Aを余計にキャンセルしてしまうこととなる。
そこで、フーリエ変換後に受信データを判定することでより精度よく干渉成分を抑制することができる本発明の第２の実施の形態について説明する。

図３は、受信データを判定するようにした本発明の受信装置の第２の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。この図において、前記図１と同一の構成要素には、同一の番号を付して説明を省略する。
図３に示すように、この実施の形態においては、前記フーリエ変換部２３と逆フーリエ変換部２４の間に、復調部２６と該復調部２６の出力が入力される変調部２７とが設けられている。
前記フーリエ変換部２３から出力される各サブキャリアの信号は復調部２６で復調されて受信データが判定される。この受信データをＤ_Bとする。この判定後のデータＤ_Bを前記変調部２７で変調すると、判定が正しければ変調信号ｄ_B'＝ｄ_Bとなる。これに伝搬路変動Ｈ_Bを乗算した上で、前記逆フーリエ変換部２４で時間波形とすることにより、前記（１）式における隣接チャネルからの干渉Ｉ_A及び雑音Ｎが含まれない干渉成分を再生することができる。
このように、前記復調部２６で判定することにより、受信信号中の干渉や雑音の影響を受けずに干渉成分をキャンセルすることができるため、干渉キャンセラの精度を向上することができる。

干渉キャンセラに用いる具体的なキャンセル用の信号について、以下で、数式を用いて具体的に説明する。
図１に示す実施の形態において、第２の基地局Ｂからのフーリエ変換後のｎ番目サブキャリアの受信信号をＲ(n)とする。このとき、第２の基地局Ｂの送信信号をｄ_B(n)、伝搬路変動をＨ_B(n)、第１の基地局Ａからの受信信号に起因する干渉成分をＩ(n)、雑音をＮ(n)とおくと、Ｒ(n)は、次式で表される。
Ｒ(n)＝ｄ_B(n)Ｈ_B(n)＋Ｉ(n)＋Ｎ(n)
全サブキャリアの数をＮ、第２の基地局ＢがサブキャリアＮ／２からＮ−１までを用いて送信を行なう場合、時間サンプル番号をｋとすると、逆フーリエ変換後の信号ｃ(k)は次式で表せる。

さらに、第１の基地局Ａからの信号との周波数関係を合わせるために周波数オフセットを補償すると補償後の信号ｃ'(k)は、次式となる。

ここで、ｆ_A、ｆ_Bは第１，第２の基地局の周波数オフセットを、Δｆはサブキャリア間隔を表す。
また、判定を行なう場合には、判定データに基づき変調を行った信号をｄ_B'(n)とすると、Ｒ(n)＝ｄ_B'(n)Ｈ_B(n)となり、キャンセル用の信号は、上記と同様に作成される。

上記第２の実施の形態によれば、干渉や雑音の影響を排除して干渉をキャンセルすることができるが、前記復調部２６において判定誤りが起きたときには、間違った信号をキャンセルすることとなるため、その分は通信品質の劣化が生じてしまう。このような不都合を解消するために誤り訂正符号を用いて判定の精度を向上させるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。
図４は、本発明の第３の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態においては、前記基地局Ｂから送信されるデータは誤り訂正符号化されているものとする。
図４と前記図３とを比較すると明らかなように、この実施の形態においては、前記復調部２６と変調部２７との間に誤り訂正復号部２８と誤り訂正符号化部２９が設けられており、前記復調部２６で復調された信号に対して誤り訂正を行い、該誤り訂正されたデータを誤り訂正符号化して、前記変調部２７に供給するようにしている。
すなわち、前記フーリエ変換部２３から出力されるサブキャリアごとの受信信号（１＋ｊなどの複素シンボル）は、復調部２６で復調されてサブキャリアごとの判定信号（１，０のデータ、又は、受信レベルを考慮した重み付きデータ）とされる。このサブキャリアごとの判定信号は誤り訂正復号部２８で誤り訂正されたデータ（１，０のデータ）とされ、誤り訂正符号化部２９に入力されて再び誤り訂正符号化されたデータ（１，０のデータ）とされる。この誤り訂正符号化されたデータは変調部２７に入力され、サブキャリアごとの信号（１＋ｊなどの複素シンボル）とされ、前記逆フーリエ変換部２４で時間波形とされる。
このように誤り訂正復号部２８と誤り訂正符号化部２９を設けることにより、判定誤りの可能性を低くすることができ、より高精度の干渉キャンセルを行うことが可能となる。

さらに、上記第１ないし第３の実施の形態において、前記フーリエ変換部２３からの各サブキャリアの信号（又は、それを復調した後変調した信号、あるいは、復調後誤り訂正復号し、誤り訂正符号化後変調した信号）を逆フーリエ変換部２４に入力して時間波形を生成するときに、全てのサブキャリアの信号を用いる必要はなく、大きな干渉を与える近接サブキャリアの信号（例えば、近接する２，３のサブキャリア）のみを逆フーリエ変換部２４で逆フーリエ変換して時間波形を生成するようにしてもよい。これにより、信号処理量を削減することができる。なお、前記フーリエ変換部２３から少ないサブキャリア数のみ出力するようにしても良いし、前記フーリエ変換部２３から出力されるサブキャリア成分のうちの少ないサブキャリア成分のみを選択して前記逆フーリエ変換部２４（又は、復調部２６）に入力するようにしてもよい。

上述した各実施の形態は、第１の基地局Ａからの信号が希望信号であり、第２の基地局Ｂからの信号が干渉成分となるものであった。次に、移動局Ｃが第１の基地局Ａからの受信信号１と第２の基地局Ｂからの受信信号２の両方を受信する場合に適用される本発明の実施の形態について説明する。
複数の基地局間でタイミングを同期させ、複数基地局からのＯＦＤＭ信号を周波数多重で直交させて移動局Ｃで受信させることにより、セル境界近辺に位置する移動局のスループットを向上させる方式も考えられる。このような方式を採用した場合には、第１の基地局Ａ及び第２の基地局Ｂからの信号をともに移動局Ｃで受信することとなる。このとき、前述のように、基地局ごとの周波数オフセットが異なっていると、第１の基地局Ａからの受信信号に対しては第２の基地局Ｂからの受信信号が干渉成分となり、第２の基地局Ｂからの受信信号に対しては第１の基地局Ａからの受信信号が干渉成分となる。
そこで、この実施の形態では、基地局Ａからの信号を復号するための受信信号から基地局Ｂからの受信信号を除去し、基地局Ｂからの信号を復号するための受信信号から基地局Ａからの受信信号を除去するようにしている。

図５は、本発明の受信装置の第４の実施の形態の構成を示す要部ブロック図である。この図において、前記図１と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
前記図１と図５とを比較すると明らかなように、この実施の形態においては、前記第１の基地局Ａからの受信信号１からサブキャリアごとの受信成分を取り出すフーリエ変換部１６の出力信号と、前記第２の基地局Ｂからの受信信号２からサブキャリアごとの受信成分を取り出すフーリエ変換部２３の出力とがともに受信信号（data）として図示しない復調部に入力されている。

また、前記基地局Ａからの受信信号１に対応する前記フーリエ変換部１６の出力が入力される逆フーリエ変換部３１が設けられており、該逆フーリエ変換部３１により再生された受信信号１の干渉成分となる時間波形が生成される。
この時間波形は乗算器３２に入力され、ここで、前記ガードインターバル除去部２２から出力される受信信号に含まれる受信信号１と同じ周波数位置関係となるように周波数シフト（ｆ_A−ｆ_B）だけ周波数シフトされる。
そして、前記ガードインターバル除去部２２と前記フーリエ変換部２３の間に減算器３３が設けられており、該減算器３３において、前記乗算器２１により周波数オフセットｆ_Bを補償され、ガードインターバル除去部２２を介して出力される前記基地局Ｂからの受信信号２から、前記乗算器３２により周波数シフトされた干渉成分が減算され、隣接チャネル間干渉の原因となる基地局Ａからの受信信号１が減算された受信信号２が前記フーリエ変換部２３に入力され、サブキャリアごとの受信成分が取り出される。
フーリエ変換部２３の出力は、受信信号dataとして後続する復調部に出力されるとともに、前記逆フーリエ変換部２４にも供給され、ここで、前述のように、前記基地局Ａからの受信信号１をＯＦＤＭ復調するフーリエ変換部１６への入力信号から減算する干渉成分が生成される。

このように、この実施の形態によれば、第１の基地局Ａからの受信信号１及び第２の基地局Ｂからの受信信号２からそれぞれ互いに隣接チャネル間干渉となる信号成分を除去して、フーリエ変換部１６及びフーリエ変換部２３でそれぞれ対応するサブキャリアの受信成分を得ることができる。

なお、この実施の形態においても、前記図３の実施の形態のように、フーリエ変換部と逆フーリエ変換部との間に、各サブキャリア成分を復調する復調部と、該復調部で復調された各サブキャリア成分のデータを変調する変調部を設けるようにしてもよい。すなわち、この実施の形態においては、フーリエ変換部２３の出力が供給される第２の復調部により第２の基地局ＢからのＯＦＤＭ信号２の各サブキャリア成分を復調し、該復調された各サブキャリア成分のデータを第２の変調部で変調して前記逆フーリエ変換部２４に供給することにより、基地局Ｂから送信されたＯＦＤＭ信号を再生する。また、フーリエ変換部１６の出力が供給される第１の復調部により第１の基地局ＡからのＯＦＤＭ信号１の各サブキャリア成分を復調し、該復調された各サブキャリア成分のデータを第１の変調部で変調して前記逆フーリエ変換部３１に供給することにより基地局Ａから送信されたＯＦＤＭ信号を再生する。
これにより、受信信号中の干渉や雑音の影響を受けずに干渉をキャンセルすることができるため、キャンセラの精度を向上することができる。

さらに、前記図４の実施の形態のように、前記復調部と変調部に加えて誤り訂正復号部と誤り訂正符号化部を設けるようにしてもよい。すなわち、各基地局から誤り訂正符号化された信号を送信するようにし、前記フーリエ変換部２３から出力される第２の基地局ＢからのＯＦＤＭ信号２の各サブキャリア成分を復調する第２の復調部と、該第２の復調部で復調された各サブキャリア成分のデータに対して誤り訂正復号を行う第２の誤り訂正復号部と、該第２の誤り訂正復号部で誤り訂正復号された各サブキャリア成分のデータを誤り訂正符号化する第２の誤り訂正符号化部と、該誤り訂正符号化された各サブキャリア成分のデータを変調して前記逆フーリエ変換部２４に出力する第２の変調部とを設ける。また、前記フーリエ変換部１６から出力される第１の基地局ＡからのＯＦＤＭ信号１の各サブキャリア成分を復調する第１の復調部と、該第１の復調部で復調された各サブキャリア成分のデータに対して誤り訂正復号を行う第１の誤り訂正復号部と、該第１の誤り訂正復号部で誤り訂正復号された各サブキャリア成分のデータを誤り訂正符号化する第１の誤り訂正符号化部と、該誤り訂正符号化された各サブキャリア成分のデータを変調して前記逆フーリエ変換部３１に出力する第１の変調部を設ける。
これにより、判定誤りの可能性を低くすることができ、より高精度の干渉キャンセルを行うことが可能となる。

さらにまた、前述と同様に、前記フーリエ変換部１６及び２３からの各サブキャリアの信号（又は、それを復調した後変調した信号、あるいは、復調後誤り訂正復号し、誤り訂正符号化後変調した信号）を逆フーリエ変換部３１及び２４に入力して干渉成分の時間波形を生成するときに、対象となる全てのサブキャリアの信号を用いる必要はなく、大きな干渉を与える近接サブキャリアの信号のみを逆フーリエ変換して時間波形を生成するようにしてもよい。これにより、信号処理量を削減することができる。

図６及び図７は、このような本願発明の計算機シミュレーション結果を示す図である。図６の（ａ）はシミュレーション諸元を示し、（ｂ）は干渉電力に関するシミュレーション結果を示す図である。
図６の（ａ）に示すように、シミュレーション条件は、サブキャリア間隔：１５ｋＨｚ、サブキャリア数：６４、ガードインターバル長：シンボル長の１／８、ＯＦＤＭシンボル数：１、変調方式：ＱＰＳＫ、最大ドップラー周波数：０Ｈｚとした。また、パスモデルはパス数が５、傾きが３ｄＢの等間隔指数関数モデルを用い、各パスは独立なレイリー変動に従うものとし、遅延スプレッドは約１μｓとした。さらに、タイミング同期、基地局ごとの周波数同期、チャネル推定は理想とし、さらにまた、ＦＦＲやリユースパーティションの適用を想定して隣接チャネル（隣接基地局）の平均受信電力を１０ｄＢ大きいものとした。

図６の（ｂ）は、平均干渉電力の評価結果を示す図であり、縦軸は平均干渉電力、横軸はサブキャリア番号を示している。実線で解析結果を、ポイントでシミュレーション結果を示している。αは周波数オフセットをサブキャリア間隔（この場合は、１５ｋＨｚ）で正規化した正規化周波数オフセットであり、α＝０．０１〜０．５０の各場合についてのシミュレーション結果を示している。なお、ここでは、図１に示した構成の干渉キャンセラ２０を用いている。図中、左半分（サブキャリア番号１６〜３１）の領域は、本発明の干渉キャンセラを用いた場合の隣接チャネルからの干渉電力を示し、図中右半分（サブキャリア番号３２〜４７）の領域は本発明の干渉キャンセラがないとの隣接チャネルからの干渉電力を示している。
この図に示すように、本発明の干渉キャンセラを適用することにより、周波数オフセットに起因する干渉電力を大幅に削減できることが分かる。また、解析結果がシミュレーション結果とよく一致することも確認できた。

図７は、図６と同一の条件下において、ＳＮＲ＝１０ｄＢのときのサブキャリアごとのＢＥＲ特性のシミュレーション結果と解析結果を示す図である。この図において、縦軸はＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）、横軸はサブキャリア番号を示している。前述した正規化周波数オフセットα＝０．０１〜０．５０の各場合における各サブキャリアのＢＥＲを示している。
図中左半分（サブキャリア番号１６〜３１）の領域は本発明の干渉キャンセラを用いた場合のＢＥＲ、右半分（サブキャリア番号３２〜４７）の領域は本発明の干渉キャンセラを用いない場合のＢＥＲを示している。
この図から明らかなように、ＢＥＲ特性についても、本発明の干渉キャンセラの適用により大幅に改善できることが分かる。また、解析結果がシミュレーション結果とよく一致することも確認できた。

なお、上述した説明においては、隣接した基地局Ａと基地局Ｂから隣接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信されるものとして説明したが、本発明は、必ずしも隣接した周波数帯域ではなく、周波数間干渉が生じる程度に近接した周波数帯域で送信されるＯＦＤＭ信号間の干渉を除去するためにそのまま使用することができる。

本発明の受信装置の第１の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 周波数オフセットの補償について説明するための図である。 本発明の受信装置の第２の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明の受信装置の第３の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明の受信装置の第４の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 干渉電力のシミュレーション結果を示す図である。 ＢＥＲのシミュレーション結果を示す図である。 ＯＦＤＭを用いた無線通信システムの構成を示す図である。 基地局の周波数オフセットに起因する隣接チャネル間干渉について説明するための図である。

符号の説明

１：基地局Ａからの受信信号、２：基地局Ｂからの受信信号、１０：受信装置、１１：アンテナ、１２，１３，２１，２５，３２：乗算器、１４，２２：ガードインターバル除去部、１５，３３：減算器、１６，２３：フーリエ変換部、２４，３１：逆フーリエ変換部、２６：復調部、２７：変調部、２８：誤り訂正復号部、２９：誤り訂正符号化部

Claims (8)

1. 複数の基地局から近接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信される無線通信システムに用いられる受信装置であって、
   受信信号が入力され、第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第１の周波数オフセット補償手段と、
   前記受信信号が入力され、第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第２の周波数オフセット補償手段と、
   前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号が入力され、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第２のフーリエ変換手段と、
   前記第２のフーリエ変換手段から出力される前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を復調する復調手段と、
   該復調手段により復調されたサブキャリアごとのデータを変調して出力する変調手段と、
   前記変調手段からの出力信号を時間波形に合成して出力する逆フーリエ変換手段と、
   前記逆フーリエ変換手段の出力信号が入力され、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する第３の周波数オフセット補償手段と、
   前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号から前記第３の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する減算手段と、
   前記減算手段の出力信号が入力され、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第１のフーリエ変換手段と
   を有することを特徴とする受信装置。
2. 前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号は誤り訂正符号化されたものであり、
   前記復調手段の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号手段と、
   該誤り訂正復号手段の出力に対して誤り訂正符号化を行って前記変調手段に出力する誤り訂正符号化手段とを有し、
   前記変調手段は、前記誤り訂正符号化手段からの出力信号を変調して前記逆フーリエ変換手段に出力するものであることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記逆フーリエ変換手段は、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の受信装置。
4. 複数の基地局から近接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信される無線通信システムに用いられる受信装置であって、
   受信信号が入力され、第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第１の周波数オフセット補償手段と、
   前記受信信号が入力され、第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第２の周波数オフセット補償手段と、
   前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号が入力され、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第２のフーリエ変換手段と、
   前記第２のフーリエ変換手段で分解された前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力する逆フーリエ変換手段と、
   前記逆フーリエ変換手段の出力信号が入力され、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する第３の周波数オフセット補償手段と、
   前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号から前記第３の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する減算手段と、
   前記減算手段の出力信号が入力され、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解する第１のフーリエ変換手段と
   を有することを特徴とする受信装置。
5. 複数の基地局から近接した周波数帯域のＯＦＤＭ信号が送信される無線通信システムに用いられる受信装置であって、
   受信信号が入力され、第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第１の周波数オフセット補償手段と、
   前記受信信号が入力され、第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数オフセットを補償して出力する第２の周波数オフセット補償手段と、
   前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号から第３の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する第１の減算手段と、
   前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号から第４の周波数オフセット補償手段の出力信号を減算して出力する第２の減算手段と、
   前記第１の減算手段の出力信号が入力され、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解して出力する第１のフーリエ変換手段と、
   前記第２の減算手段の出力信号が入力され、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号をサブキャリアごとの成分に分解して出力する第２のフーリエ変換手段と、
   前記第１のフーリエ変換手段で分解された前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を時間波形に合成して出力する第１の逆フーリエ変換手段と、
   前記第２のフーリエ変換手段で分解された前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を時間波形に合成して出力する第２の逆フーリエ変換手段と、
   前記第１の逆フーリエ変換手段からの出力信号が入力され、前記第２の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する前記第４の周波数オフセット補償手段と、
   前記第２の逆フーリエ変換手段からの出力信号が入力され、前記第１の周波数オフセット補償手段の出力信号と同じ周波数関係となるように周波数オフセットを補償して出力する前記第３の周波数オフセット補償手段と
   を有することを特徴とする受信装置。
6. 前記第１のフーリエ変換手段から出力される前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を復調する第１の復調手段と、
   該第１の復調手段により復調されたサブキャリアごとのデータを変調して前記第１の逆フーリエ変換手段に出力する第１の変調手段と、
   前記第２のフーリエ変換手段から出力される前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとの成分を復調する第２の復調手段と、
   該第２の復調手段により復調されたサブキャリアごとのデータを変調して前記第２の逆フーリエ変換手段に出力する第２の変調手段とを有し、
   前記第１の逆フーリエ変換手段は、前記第１の変調手段からの出力信号を時間波形に合成して出力し、
   前記第２の逆フーリエ変換手段は、前記第２の変調手段からの出力信号を時間波形に合成して出力するものであることを特徴とする請求項５記載の受信装置。
7. 前記第１の基地局及び前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号は誤り訂正符号化されたものであり、
   前記第１の復調手段の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行う第１の誤り訂正復号手段と、
   前記第２の復調手段の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行う第２の誤り訂正復号手段と、
   前記第１の誤り訂正復号手段の出力に対して誤り訂正符号化を行って前記第１の変調手段に出力する第１の誤り訂正符号化手段と、
   前記第２の誤り訂正復号手段の出力に対して誤り訂正符号化を行って前記第２の変調手段に出力する第２の誤り訂正符号化手段とを有し、
   前記第１の変調手段は、前記第１の誤り訂正符号化手段からの出力信号を変調して前記第１の逆フーリエ変換手段に出力し、
   前記第２の変調手段は、前記第２の誤り訂正符号化手段からの出力信号を変調して前記第２の逆フーリエ変換手段に出力するものであることを特徴とする請求項６記載の受信装置。
8. 前記第１の逆フーリエ変換手段は、前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力するものであり、
   前記第２の逆フーリエ変換手段は、前記第２の基地局からのＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリアのうち前記第１の基地局からのＯＦＤＭ信号の周波数帯域に近接する１又は複数のサブキャリアを時間波形に合成して出力するものであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の受信装置。

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