JP5023091B2 - Ｏｆｄｍ送信装置、ｏｆｄｍ受信装置およびｏｆｄｍ送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；以下、ＯＦＤＭという）を用いたディジタル移動体通信に使用するＯＦＤＭ送信装置、ＯＦＤＭ受信装置およびＯＦＤＭ送信方法に関する。

まず図２９を用いて従来のＯＦＤＭ通信装置の構成と動作を説明する。図２９（ａ）は従来のＯＦＤＭ通信装置の送信系の概略構成を示す要部ブロック図であり、図２９（ｂ）は従来のＯＦＤＭ通信装置の受信系の概略構成を示す要部ブロック図である。

図２９（ａ）において、Ｓｅｒｉａｌ−Ｐａｒａｌｌｅｌ変換器（以下、Ｓ／Ｐ変換器という）２９０１は、１つの系列の入力信号を複数系列の信号に変換する。ＩＤＦＴ回路２９０２は、入力信号に対し逆離散フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；以下、ＩＤＦＴという）を行う。ガード区間挿入回路２９０３は、有効シンボル毎にガード区間を挿入する。Ｄ／Ａ変換器２９０４は、ガード区間を挿入した信号についてＤ／Ａ変換を行う。

図２９（ｂ）において、Ａ／Ｄ変換器２９０５は、受信信号についてＡ／Ｄ変換を行う。遅延器２９０６は、入力信号を有効シンボル長だけ遅延させる。相関器２９０７は、入力信号に対して逆拡散を行う。タイミング生成器２９０８は、相関器２９０７の相関結果が最大となる受信信号のタイミングを検出する。ガード区間除去回路２９０９は、有効シンボル毎に挿入したガード区間を除去する。ＤＦＴ回路２９１０は、入力信号に対し離散フーリエ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；以下、ＤＦＴという）を行う。同期検波器２９１１〜２９１４は、入力信号に対し同期検波を行う。判定器２９１５〜２９１８は、入力信号に対し判定を行う。Ｐａｒａｌｌｅｌ−Ｓｅｒｉａｌ変換器（以下、Ｐ／Ｓ変換器という）２９１９は、複数系列の入力信号を１つの系列の信号に変換する。

次いで従来のＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。ここではキャリア数が例えば４キャリアの場合について述べる。

まず図２９（ａ）を用いて、送信系の動作について説明する。送信系に入力された変調信号は、Ｓ／Ｐ変換器２９０１によってＳ／Ｐ変換され、１番目のキャリアで送信する変調信号と、２番目のキャリアで送信する変調信号と、３番目のキャリアで送信する変調信号と、４番目のキャリアで送信する変調信号が得られる。

次いで、Ｓ／Ｐ変換器２９０１の４つの出力信号は、ＩＤＦＴ回路２９０２によってＩＤＦＴ処理が行われる。

一般に、ＯＦＤＭ通信装置においては、図３０のフレームフォーマットの模式図に示すように、有効シンボルの最後部と同じ波形の信号を、ガード区間として有効シンボルの先頭に付加してなるフレーム構成を採用している。このガード区間長より短い遅延時間の遅延波を受信系のＤＦＴ処理で除去することができる。

ＩＤＦＴ処理された信号は、ガード区間挿入回路２９０３によってガード区間を挿入され、最後にＤ／Ａ変換器２９０４によってアナログ信号に変換され、送信信号が得られる。

次いで図２９（ｂ）を用いて、受信系の動作について説明する。受信系に入力された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２９０５によってディジタル信号に変換される。

一般にＤＦＴ回路の積分区間の検出は、ＤＦＴ前の信号とＤＦＴ前の信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号との間で相関演算を行い、相関結果が最大となるタイミングを検出することによって行うことができる。このため、遅延器２９０６によって受信信号を有効シンボル長だけ遅延させ、相関器２９０７によって相関演算を行い、タイミング生成器２９０８によって相関結果が最大となるタイミングを検出する。ガード区間除去回路２９０９は、この検出結果によって制御される。

ガード区間除去回路２９０９によってガード区間が除去された受信信号は、ＤＦＴ回路２９１０によってＤＦＴ処理が行われ、４つのキャリアそれぞれによって伝送されたベースバンド信号が得られる。４つのベースバンド信号は、同期検波器２９１１〜２９１４によってそれぞれ同期検波され、同期検波信号が得られる。

ここで、図３１を用いて同期検波器の構成と動作を説明する。図３１は、同期検波器の概略構成を示す要部ブロック図である。ディジタル乗算器３１０１及び３１０２は信号を掛け合わせ、共役複素数生成器３１０３は入力信号の共役複素数を生成する。

一般にフレームフォーマットにおいては、メッセージ区間の前に既知参照信号のパイロットシンボルが付加されている。一般的な同期検波の方法としては、パイロットシンボルを用いてフェージング変動を検出する方法が用いられる。

まず、パイロットシンボル区間において、ＤＦＴ後の入力信号（ベースバンド信号）とパイロットシンボルとの乗算を行うことによって、フェージングによる変動を表す信号が得られる。

ここで、パイロットシンボル区間における入力信号Ｉｎ（ｎＴ）は、
Ｉｎ（ｎＴ）＝Ｐ（ｎＴ）・Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（ｊΘ（ｎＴ））
と表わすことができる。ただし、ここでＰ（ｎＴ）はパイロットシンボルであり、Ａ（ｎＴ）はフェージングによる振幅変動であり、ｅｘｐ（ｊΘ（ｎＴ））はフェージングによる位相変動である。

又、フェージングによる変動を表す信号Ｆ（ｎＴ）は、
Ｆ（ｎＴ）
＝｛Ｐ（ｎＴ）・Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（ｊΘ（ｎＴ））｝・Ｐ（ｎＴ）
＝Ｐ（ｎＴ）²・Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（ｊΘ（ｎＴ）） −（1）
と表わすことができる。ここで、ＱＰＳＫ変調方式のような、振幅が一定で位相のみが情報を持っている変調方式においては、Ｐ（ｎＴ）²＝１となるため、（1）式は、
Ｆ（ｎＴ）＝Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（ｊΘ（ｎＴ））
と表わすことができる。

フェージングによる変動を表す信号Ｆ（ｎＴ）は、共役複素数生成器３１０３によって共役複素数を生成され、フェージングによる変動を表す信号Ｆ（ｎＴ）の共役複素数Ｆ（ｎＴ）^*が得られる。共役複素数の生成は、入力された信号のＱ成分を極性反転することによって得られる。共役複素数Ｆ（ｎＴ）^*は以下の式で表わすことができる。
Ｆ（ｎＴ）^*＝Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（−ｊΘ（ｎＴ））

最後に、ベースバンド信号と、共役複素数生成器３１０３の出力であるフェージングによる変動を表す信号の共役複素数とは、ディジタル乗算器３１０２によって乗算され、同期検波信号が得られる。

ここで、パイロットシンボルの間隔に比べて、フェージング変動が十分遅く、パイロットシンボルとの間でフェージング変動が一定であると仮定すると、同期検波信号を表わすＤ_out（ｎＴ）は、以下の式で表わすことができる。
Ｄ_out（ｎＴ）
＝Ｄ_in（ｎＴ）・Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（ｊΘ（ｎＴ））
・Ａ（ｎＴ）・ｅｘｐ（−ｊΘ（ｎＴ））
＝Ｄ_in（ｎＴ）・Ａ（ｎＴ）² −（2）
ここで、Ａ（ｎＴ）²は位相が一定で振幅のみの変動を表しているため、同期検波信号Ｄ_out（ｎＴ）の位相情報はＤ_in（ｎＴ）のみによって表される。従って、（2）式においては受信信号の位相を復調することができたといえる。ＱＰＳＫ変調方式は振幅が一定で位相のみが情報を持っている変調方式であるため、このように位相情報を復調することによって同期検波が完了する。

又、送受信キャリア間の位相差や周波数オフセットによる位相変動も、フェージング変動と同様に除去できる。

又、１６ＱＡＭ変調方式のような、位相と振幅の両方が情報を持っている変調方式においては、パイロットシンボル区間の入力信号をパイロットシンボルで除算することによりフェージング変動を検出し、入力信号を検出したフェージング変動を表す信号で除算することにより、同期検波を行うことができる。

なお、ＯＦＤＭ通信装置で用いる復調方式は、遅延検波方式でも可能である。

図２９（ｂ）を用いた従来の通信装置の受信系の動作の説明に戻る。同期検波器２９１１〜２９１４によって得られた同期検波信号は、判定器２９１５〜２９１８によって判定され、最後に、Ｐ／Ｓ変換器２９１９によって１系統の信号に変換され、復調信号が得られる。

このように、従来のＯＦＤＭ通信装置は、有効シンボルの最後部と同じ波形の信号を、ガード区間として有効シンボルの先頭に付加するため、受信系のＤＦＴ処理で遅延時間がガード区間長より短い遅延波を除去できる。

なお、キャリア数は４キャリアとした場合について説明したが、キャリア数をさらに８、１６、３２、６４・・・と増やした場合についても同様の構成で対応することができる。

しかしながら、従来の装置においては、回線品質に依らず、有効シンボル毎に固定長のガード区間を付加するため、回線品質が良好で遅延波の遅延時間が短い時には必要以上に長いガード区間が付加されることとなり、伝送効率が低下するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ガード区間付加による遅延波を除去する機能を維持しつつ伝送効率を向上させるＯＦＤＭ送信装置、ＯＦＤＭ受信装置およびＯＦＤＭ送信方法を提供することを目的とする。

本発明の態様の一つに係るＯＦＤＭ送信装置は、複数の制御信号を挿入する制御信号挿入手段と、前記制御信号とユーザデータとに対してフーリエ逆変換を行ってＯＦＤＭ信号を形成する形成手段と、前記ＯＦＤＭ信号の一部をガード区間として前記ＯＦＤＭ信号に挿入するガード区間挿入手段と、複数のガード区間長の中から前記ガード区間の長さを設定する設定手段と、を具備し、前記制御信号挿入手段は、前記ガード区間長に応じてそれぞれ異なる制御信号を挿入する構成を採る。

本発明によれば、ガード区間付加による遅延波を除去する機能を維持しつつ伝送効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
まず図１を用いて本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。

Ｓ／Ｐ変換器１０１は、１つの系列の入力信号を複数系列の信号に変換する。スイッチ１０２、１０３は、２つの入力信号を切り替えてどちらか一方を出力する。ＩＤＦＴ回路１０４は、入力信号に対しＩＤＦＴ処理を行う。ガード区間挿入回路１０５は、有効シンボル毎にガード区間を挿入する。Ｄ／Ａ変換器１０６は、ガード区間を挿入した信号についてＤ／Ａ変換を行う。

Ａ／Ｄ変換器１０７は、受信信号についてＡ／Ｄ変換を行う。遅延器１０８は、入力信号を有効シンボル長だけ遅延させる。相関器１０９は、入力信号に対して逆拡散を行う。タイミング生成器１１０は、相関器１０９の相関結果が最大となる受信信号のタイミングを検出する。ガード区間除去回路１１１は、有効シンボル毎に挿入したガード区間を除去する。ＤＦＴ回路１１２は、入力信号に対しＤＦＴ処理を行う。

同期検波器１１３〜１１６は、入力信号に対し同期検波を行う。判定器１１７〜１２０は、入力信号に対し判定を行う。スイッチ１２１は、判定器１２０の出力信号中から最適なガード区間長を選択するための制御信号のみを選択し、出力する。減算器１２２は、判定器１１７の入力信号と出力信号の減算処理を行う。最適ガード区間長検出器１２３は、減算器１２２の出力から最適なガード区間長を選択するための制御信号を生成する。Ｐ／Ｓ変換器１２４は、複数系列の入力信号を１つの系列の信号に変換する。

次いで本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の動作にについて説明する。ここではキャリア数が例えば４キャリアの場合について述べる。

まず送信系の動作について説明する。本実施の形態においては、最適なガード区間長を検出するための信号を一キャリア（ここでは、例えば、１番目のキャリア）に付加し、最適なガード区間長を選択するための制御信号を一キャリア（ここでは、例えば、４番目のキャリア）に付加する。これらは同じキャリアに付加することも可能であるが、ここでは１番目のキャリアと４番目のキャリアにそれぞれ付加する場合について説明する。

最適ガード区間長検出用信号は、各シンボルが異なるガード区間長を示す複数のシンボルから成る。ここでは、例えば、シンボル周期は８シンボルであり、最適ガード区間長検出用信号は４シンボルである。よって、１番目のシンボルの判定誤差が悪ければ「シンボル周期／２」のガード区間長が必要になることを示しており、以下同様に２番目のシンボルは「３×シンボル周期／８」のガード区間長を、３番目のシンボルは「シンボル周期／４」のガード区間長を、４番目のシンボルは「シンボル周期／８」のガード区間長を、それぞれ示すものとする。

送信系に入力された変調信号は、Ｓ／Ｐ変換器１０１によってＳ／Ｐ変換され、１番目のキャリアで送信する変調信号と、２番目のキャリアで送信する変調信号と、３番目のキャリアで送信する変調信号と、４番目のキャリアで送信する変調信号が得られる。

スイッチ１０２は、１番目のキャリアで送信する変調信号と、最適ガード区間検出用信号と、を切り替えて選択的に出力する。又、スイッチ１０３は、４番目のキャリアで送信する変調信号と、最適ガード区間長選択制御信号と、を切り替えて選択的に出力する。

ＩＤＦＴ回路１０４は、Ｓ／Ｐ変換器１０１の出力である２番目のキャリアで送信する変調信号及び３番目のキャリアで送信する変調信号と、スイッチ１０２及び１０３の出力信号と、に対してＩＤＦＴ処理を行う。

次いで、ＩＤＦＴ後の信号にガード区間を付加する。一般に、ＯＦＤＭ通信装置においては、図３０のフレームフォーマットの模式図に示すように、有効シンボルの最後部と同じ波形の信号を、ガード区間として有効シンボルの先頭に付加してなるフレーム構成を採用している。このガード区間長より短い遅延時間の遅延波を受信系のＤＦＴ処理で除去することができる。

ガード区間挿入回路１０５は、ＩＤＦＴ後の信号にガード区間を付加する。ガード区間が付加された信号はＤ／Ａ変換器１０６でアナログ信号に変換され、送信信号となる。

ここで、図２を用いて、ガード区間挿入回路１０５の構成及び動作を説明する。図２は、本実施の形態に係るガード区間挿入回路の概略構成を示す要部ブロック図である。

Ｓ／Ｐ変換器２０１は、判定器１２０の出力である復調された最適ガード区間長選択制御信号をＳ／Ｐ変換する。スイッチ２０２〜２０４は、２つの入力信号を切り替えてどちらか一方を出力する。論理積演算器２０５は、２つの入力信号の論理積演算を行う。Ｐ／Ｓ変換器２０６は、複数系列の入力信号を１つの系列の信号に変換する。

Ｓ／Ｐ変換器２０１によってＳ／Ｐ変換された復調された最適ガード区間長選択制御信号は、スイッチ２０２への制御信号及びスイッチ２０３への制御信号及びスイッチ２０４への制御信号に分割される。

又、スイッチ２０２には、「シンボル周期／２」のハイレベル区間を有する窓信号１と、「３×シンボル周期／８」のハイレベル区間を有する窓信号２が入力され、スイッチ２０３には、スイッチ２０２の出力信号と「シンボル周期／４」のハイレベル区間を有する窓信号３が入力され、スイッチ２０４には、スイッチ２０３の出力信号と「シンボル周期／８」のハイレベル区間を有する窓信号４が入力される。

このように、窓信号数は最適ガード区間長検出用信号のシンボル数と同数であり、上記構成を用いて、下記表に示すように窓信号を選択する。

このようにして、最適ガード区間長検出用信号の各シンボルの判定誤差を用いて、スイッチ２０４の出力、すなわち有効シンボルとの論理積を演算することによってガード区間長を設定することになる窓信号、を決定し、ガード区間を設定することができる。

論理積演算器２０５は、スイッチ２０４の出力と、ＩＤＦＴ回路１０４の出力の論理積を算出する。これによって有効シンボルの一部を取り出すことができるため、ガード区間を生成することができる。

そして最後にＰ／Ｓ変換器２０６は、論理積演算器２０５の出力であるガード区間信号と、ＩＤＦＴ回路１０４の出力信号と、をＰ／Ｓ変換することによって、ガード区間が挿入されたＩＤＦＴ信号を得る。

ここで図３を用いて、ガード区間挿入回路１０５がガード区間を生成する工程について説明する。図３は、ガード区間挿入回路１０５がガード区間を生成する工程の一例を示すタイミングチャート図である。

Ａに示す信号は有効シンボルを表わし、以下同様に、Ｂは窓信号１、Ｃは窓信号２、Ｄは窓信号３、Ｅは窓信号４、Ｆはガード区間信号、Ｇは有効シンボルを１シンボル分遅延させた信号、Ｈはガード区間付加後のＩＤＦＴ信号である。

このように、ハイレベル区間長の異なる窓信号のいずれかを選択して有効シンボルとの論理積を求めることによって、窓信号数と同数のガード区間長を設定することができる。ここで、図３中のＦに示す信号は、Ａに示す有効シンボルとＤに示す窓信号との論理積演算により、Ｄに示す窓信号のハイレベル区間と同じ長さを有効シンボルの最後部から取り出し、生成されたガード区間を示す。

このように、送信信号に挿入された最適ガード区間長検出用信号を受信する度にハイレベル区間長の異なる窓信号を選択し、有効シンボルとの論理積を演算し、回線品質に応じたガード区間を生成することによって、回線品質に応じてガード区間長を伸縮させることができる。

次いで、図１を用いて本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の受信系の動作について説明する。受信系に入力された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１０７によってディジタル信号に変換される。

ＤＦＴ回路の積分区間の検出は、ＤＦＴ前の信号とＤＦＴ前の信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号との相関演算を行い、相関結果が最大となるタイミングを検出することによって行う。まず遅延器１０８によって受信信号を有効シンボル長だけ遅延させ、相関器１０９によって相関演算を行い、タイミング生成器１１０によって相関結果が最大となるタイミングを検出する。ガード区間除去回路１１１は、この検出結果によって制御される。

ガード区間除去回路１１１によってガード区間が除去された受信信号は、ＤＦＴ回路１１２によってＤＦＴ処理が行われ、４つのキャリアそれぞれによって伝送されたベースバンド信号が得られる。４つのベースバンド信号は、同期検波器１１３〜１１６によってそれぞれ同期検波され、同期検波信号が得られる。なお、復調方式として遅延検波方式を用いてもよい。

同期検波器１１３〜１１６によって得られた同期検波信号は、判定器１１７〜１２０によって判定され、最後にＰ／Ｓ変換器１２４によって１系統の信号に変換され、復調信号が得られる。

一方、判定器１２０の出力信号は、スイッチ１２１によって最適なガード区間長を選択するための制御信号のみが選択されて出力される。復調された最適ガード区間長選択制御信号は、ガード区間挿入回路１０５に入力される。

又、減算器１２２は、判定器１１７の入力信号と出力信号を減算処理し、判定誤差を算出する。ここでは、この判定誤差を以って回線品質とする。最適ガード区間長検出器１２３は、減算器１２２が算出した判定誤差、すなわち回線品質情報、を用いて最適なガード区間長を選択するための制御信号を生成する。

ここで、図４を用いて、本実施の形態に係る最適ガード区間検出回路の構成及び動作を説明する。図４は、本実施の形態に係る最適ガード区間検出回路の概略構成を表わす要部ブロック図である。

最適ガード区間長検出器１２３に入力された減算器１２２の出力である判定誤差は、スイッチ４０１によって選択的に出力され、Ｓ／Ｐ変換器４０２によってＳ／Ｐ変換される。

減算器４０３は、Ｓ／Ｐ変換器４０２の１番目の出力と２番目の出力を減算処理する。以下、同様に、減算器４０４は、１番目の出力と３番目の出力を減算処理し、減算器４０５は、１番目の出力と４番目の出力を減算処理する。

このようにして、最も長いガード区間長を示すシンボルの判定誤差（ここでは、「シンボル周期／２」を示すシンボルの判定誤差であるＳ／Ｐ変換器４０２の１番目の出力）と、他のシンボルの判定誤差と、の差分を求める。

更に、減算器４０６は、減算器４０３の出力としきい値を減算処理する。以下、同様に、減算器４０７は、減算器４０４の出力としきい値を減算処理し、減算器４０８は、減算器４０５の出力としきい値を減算処理する。次いで、減算器４０６〜４０８の出力を、それぞれ判定器４０９〜４１１が大小判定する。

このようにして、最も長いガード区間長を示すシンボルの判定誤差との差分としきい値との大小判定が行われ、しきい値を下回ったシンボルの中で、そのシンボルが示すガード区間長が最も短いシンボルの示すガード区間が、ガード区間挿入回路１０５によって設定される。

すなわち、判定器４０９〜４１１は、判定誤差がしきい値より大きい場合、すなわち回線品質が良好であると判断する場合、はハイレベル（例えば、１）を、判定誤差がしきい値を下回る場合はローレベル（例えば、０）を出力する。そして、判定器４０９〜４１１の出力は、Ｐ／Ｓ変換器４１２によってＰ／Ｓ変換され、ガード区間挿入回路１０５に出力される。そして、Ｓ／Ｐ変換器２０１によって、判定器４０９〜４１１の出力がそれぞれスイッチ２０２〜２０４への制御信号となる。この後のガード区間挿入手順は既に述べた通りである。

このように、最適ガード区間検出用信号の各シンボルの受信状態を検出し、４シンボル中何番目のシンボルまで良好に受信することができたかを判定することによって、遅延波除去のために最低限必要なガード区間長を検出することができるため、ガード区間を適切な長さに適宜変化させることができる。

各シンボル毎に付加するガード区間の長さは、装置を使用する環境で想定される遅延波の最大遅延時間より長くする必要がある。しかし、想定される最大遅延時間の遅延波が、絶えず存在するわけではないため、上記説明したように、ガード区間の長さを適応的に変化させて必要以上に長いガード区間を設けないようにすることにより、誤り率特性劣化させずに、伝送効率の向上を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、ガード区間長を適応的に変化させることにより、伝送効率の向上を図ることができることができる。なお、キャリア数は４キャリアとした場合について説明したが、キャリア数をさらに８、１６、３２、６４・・・と増やした場合についても同様の構成で対応することができる。

又、窓信号は上記４種類に限られるものではなく、任意のハイレベル区間を有する窓信号を任意数設けることができるため、ガード区間長は任意に設定することができる。

又、ＤＦＴ及びＩＤＦＴの代わりに、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換）及びＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆フーリエ変換）を用いてもよく、同様に本発明の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し複数バーストの最適ガード区間長検出用のシンボルを用いるものである。

以下、図５を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

平均化器５０１〜５０３は、減算器４０３〜４０５の出力の平均化処理を行う。

このように、送信信号中の複数バーストの最適ガード区間長検出用信号のシンボルを用い、最適ガード区間長検出器１２３内で平均化処理を行うことにより、実施の形態１の場合よりも制御信号の精度を高くすることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し最適ガード区間長検出用のシンボルを複数のキャリアに挿入するものである。

以下、図６を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器について説明する。図６は、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施の形態においては、実施の形態１に比べ、送信系において、最適ガード区間長検出用信号をキャリア１だけでなく、スイッチ６０１を追加してキャリア２にも挿入している。

一方、受信系でも、減算器６０２及び平均化器６０３を追加し、減算器６０２がキャリア２の判定誤差を算出し、平均化器６０３がキャリア１の判定誤差とキャリア２の判定誤差との平均を取り、最適ガード区間長検出器１２３へ出力する。

このように本実施の形態によれば、最適ガード区間長検出用信号を複数のキャリアに挿入し、その平均を用いて制御信号を生成することにより、実施の形態１及び２よりも制御信号の精度を高めることができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し最適ガード区間長検出用信号を、最適ガード区間長検出器入力前に平均化せず、最適ガード区間長検出器内で論理積演算を行うものである。

以下、図７及び図８を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器について説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図８は、本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１及び３と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図７に示すように、本実施の形態においては、実施の形態３と異なり、キャリア１の判定誤差とキャリア２の判定誤差を平均化することなく、最適ガード区間長検出器７０１へ入力する。

そして図８に示すように、論理積演算器８０１〜８０３が、キャリア１用の判定器４０９〜４１１の各出力とキャリア２用の判定器４０９〜４１１の各出力とのそれぞれの論理積演算を行う。

このように、本実施の形態によれば、最適なガード区間長検出用のシンボルを挿入した全てのキャリアにおいて、ガード区間長が最長の場合の判定誤差との差がしきい値を下回ったガード区間長を、最適なガード区間長として選択するすることにより、制御信号の精度を高めることができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但しレベルがしきい値を下回ったキャリアは、最適なガード区間長の検出処理に用いないものである。

以下、図９を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器について説明する。図９は、本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１及び３と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図９に示すように、二乗和演算器９０１及び９０２は、キャリア１の同期検波信号及びキャリア２の同期検波信号の各々の二乗和を算出する。次いで減算器９０３、９０４が、それぞれ二乗和演算器９０１及び９０２の出力各々としきい値の減算処理を行い、判定器９０５及び９０６が各々大小判定する。

スイッチ９０７及び９０８は、それぞれ判定器９０５及び９０６によって制御され、キャリアの受信レベル、すなわち二乗和演算器９０１及び９０２の出力、がしきい値おり小さい場合には、該当キャリアの判定誤差を平均化器６０３へ入力しない。

このように、本実施の形態によれば、周波数選択性フェージング環境下では各キャリア毎に受信レベルが異なることを鑑み、レベルがしきい値を下回ったキャリアは回線品質が良くないとみなして最適なガード区間長の検出処理に用いないようにすることにより、制御信号の精度を高めることができる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し二乗和演算器の替わりにより簡素な構成のレベル検出器を採用し、実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置よりも必要な演算量を低減したものである。

なお、本実施の形態においては、入力信号がＱＰＳＫ変調された信号であり、既知参照信号がパイロットシンボルである場合について説明する。

本実施の形態のレベル検出器は、Ｉ成分とＱ成分の絶対値から包絡線情報を近似算出し、受信レベルを検出するものである。

包絡線情報Ｚは、Ｚ＝√（｜Ｉ｜²＋｜Ｑ｜²）で求めることができるが、二乗和を求めるには比較的多くの演算量を要す。そこで少ない演算量で済むように、Ｚ＝｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜で近似的に算出することも考えられるが、この近似式を用いると、最大（位相が４５°の時）で、二乗和√（｜Ｉ｜²＋｜Ｑ｜²）で算出した値の１．４１４倍、すなわち約４１％の誤差を生じ、誤り率特性が劣化する。

そこで本実施の形態では、ビットシフトにより簡易に行うことができる乗算を用いた近似式を利用する。すなわち、｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜の場合はＺ＝｜Ｉ｜＋０．３７５×｜Ｑ｜、｜Ｑ｜＞｜Ｉ｜の場合はＺ＝｜Ｑ｜＋０．３７５×｜Ｉ｜、を近似式として用いる。

図１０は、この近似式において｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜の時、すなわち０≦θ≦４５°の範囲、における位相θと推定半径、すなわち振幅、の関係を理論計算で求めた結果を示したグラフである。このグラフより、上記近似式を用いることによって、二乗和で求めた場合に比べ７％以内の誤差で包絡線情報を得ることができることがわかる。

以下、図１１を用いて、上記近似式を用いて包絡線情報を求め、受信レベルを検出する、本実施の形態に係る受信装置のレベル検出器について説明する。図１１は、本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ通信装置のレベル検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。

同期検波処理後の一キャリアのＩ成分とＱ成分は、絶対値検出器１１０１、１１０２に入力される。絶対値検出器１１０１、１１０２は、入力信号の絶対値を取り、減算器１１０５及び加算器１１１０へ出力する。Ｉ成分とＱ成分の選択は、スイッチ１１０３、１１０４により行われる。減算器１１０５の減算結果は判定器１１０６によって判定され、判定結果はスイッチ１１０３、１１０４の制御に反映される。

２ビットシフト器１１０７と３ビットシフト器１１０８は、スイッチ１１０４の出力をそれぞれ２ビット及び３ビットシフトさせる。２ビットシフト器１１０７と３ビットシフト器１１０８の出力は、加算器１１０９によって加算される。これにより、上記近似式における０．３７５の乗算処理がなされる。加算器１１１０は、スイッチ１１０３の出力と加算器１１０９の出力を加算し、包絡線情報を出力する。

次いで、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置のレベル検出器の動作を説明する。

Ｉ成分とＱ成分は、それぞれ絶対値検出器１１０１、１１０２によって絶対値を検出され、｜Ｉ｜と｜Ｑ｜が得られる。

次いで、絶対値検出器１１０１、１１０２の出力（｜Ｉ｜と｜Ｑ｜）は、減算器１１０５で減算処理され、その出力を用いて判定器１１０６が大小判定を行う。又、絶対値検出器１１０１、１１０２の出力（｜Ｉ｜と｜Ｑ｜）は、それぞれスイッチ１１０３、１１０４によって選択され、出力される。スイッチ１１０３、１１０４は判定器１１０６の判定結果に応じて出力する信号を選択する。

スイッチ１１０３は、判定器１１０６の出力が｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜であれば｜Ｉ｜を出力し、｜Ｑ｜＞｜Ｉ｜であれば｜Ｑ｜を出力する。スイッチ１１０４は、判定器１１０６の出力が｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜であれば｜Ｑ｜を出力し、｜Ｑ｜＞｜Ｉ｜であれば｜Ｉ｜を出力する。要するにまとめると、スイッチ１１０３は｜Ｉ｜と｜Ｑ｜との大きい方を出力し、スイッチ１１０４は｜Ｉ｜と｜Ｑ｜との小さい方を出力する。

次いで、スイッチ１１０４から出力された｜Ｉ｜と｜Ｑ｜の小さい方は、２ビットシフト器１１０７と３ビットシフト器１１０８によってそれぞれ２ビットシフト及び３ビットシフトされる。

１ビットシフトによって振幅は半分になるため、２ビットシフトでは０．２５倍、３ビットシフトでは０．１２５倍となる。従って、２ビットシフト器１１０７の出力信号の振幅は、スイッチ１１０４の出力信号の振幅の０．２５倍であり、３ビットシフト器１１０８の出力信号の振幅は、スイッチ１１０４の出力信号の振幅の０．１２５倍となる。

次いで加算器１１０９が、２ビットシフト器１１０７の出力信号（０．２５×｜Ｉ｜又は０．２５×｜Ｑ｜）と３ビットシフト器１１０８の出力信号（０．１２５×｜Ｉ｜又は０．１２５×｜Ｑ｜）を加算するため、加算器１１０９の出力信号は、０．３７５×｜Ｉ｜又は０．３７５×｜Ｑ｜となる。

最後に、加算器１１１０が、スイッチ１１０３の出力信号（｜Ｉ｜又は｜Ｑ｜）と、加算器１１０９の出力信号（０．３７５×｜Ｉ｜又は０．３７５×｜Ｑ｜）と、を加算し、前記近似式による包絡線情報Ｚを得ることができる。

このように、本実施の形態に係るレベル検出器は、実施の形態５に係る二乗和演算器と異なり、乗算演算を必要とせず、包絡線を求めてレベルを検出する方法を採るため、装置を簡素化させ、又、必要な演算量を減らすことができる。

又、包絡線の算出においては、回路上ではビットシフトで実現することができる簡単な乗算と、加算のみからなる近似式を用いることで、更に必要な演算量を減らすことができる。

本実施の形態においては、入力信号がＱＰＳＫ変調された信号である場合について説明しているが、入力信号をＩ成分・Ｑ成分で処理する場合であれば同様に適用することができる。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し最適ガード区間長検出用信号として既知シンボルを用いるものである。

以下、図１２を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図１２は、本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図１２に示すように、本実施の形態では、最適ガード区間長検出用信号として既知シンボルを用いる。そして減算器１２０１は、キャリア１の判定誤差ではなく、キャリア１の判定器入力前の信号と既知シンボルとの判定を行い、その誤差を最適ガード区間長検出器１２３へ出力する。

このように、本実施の形態によれば、最適ガード区間長検出用信号として既知シンボルを用いることにより、制御信号の精度を高めることができる。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し最適ガード区間長検出器において用いるしきい値を可変とするものである。

以下、図１３を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器について説明する。図１３は、本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

スイッチ１３０１は、入力された判定誤差をＳ／Ｐ変換器４０２と平均化器１３０２とに選択的に出力し、スイッチ１３０３の切替によってメモリ１３０４に前のバーストの回線品質情報を格納する。

メモリ１３０４に格納された回線品質情報は、減算器１３０５によってしきい値Ａとの減算処理が行われ、判定器１３０６がその大小判定を行う。スイッチ１３０７は、判定器１３０６の出力である判定結果によって制御され、しきい値Ｂ又はしきい値Ｃが出力される。ここでしきい値Ｂ＞しきい値Ｃとする。

このように、本実施の形態においては、例えば回線品質が悪い時に、判定誤差のバラツキが大きくなり、最適なガード区間長よりも長いガード区間長が選択される場合が生ずることに鑑み、メモリに格納した判定誤差情報がしきい値を上回った場合はしきい値を大きい値に変更することによって、制御信号の精度を高めることができる。

（実施の形態９）
本発明の実施の形態９に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し最適ガード区間長検出器において複数バーストにおけるガード区間長が最長の場合の判定誤差との差がしきい値を下回ったガード区間長を、最適なガード区間長として選択するものである。

以下、図１４を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器について説明する。図１４は、本発明の実施の形態９に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図１４において、カウンタ１４０１〜１４０３が判定器４０９〜４１１の出力を複数のバースト毎に出力し、減算器１４０４〜１４０６がカウンタ１４０１〜１４０３の出力を各々しきい値と減算処理し、判定器１４０７〜１４０９が判定する。

このように、本実施の形態においては、複数バーストにおいて、ガード区間長が最長の場合の判定誤差との差がしきい値を下回ったガード区間長を、最適なガード区間長として選択することによって、制御信号の精度を高めることができる。

（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し最適ガード区間長選択制御情報を挿入したキャリアの回線品質がしきい値を下回った場合はガード区間長を最長にするものである。

以下、図１５を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図１５は、本発明の実施の形態１０に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図１５において、減算器１５０１は、最適ガード区間長選択制御情報を挿入したキャリア（ここでは、キャリア４）の判定器１２０の入力信号と出力信号を減算処理する、すなわちキャリア４の判定誤差を算出する。

次いで、判定器１２０の判定誤差は平均化器１５０２によって平均化され、減算器１５０３によってしきい値との減算処理が行われ、判定器１５０４が大小判定する。スイッチ１５０５は、判定器１５０４の判定結果によって制御され、最適ガード区間長検出器１２３の出力と、最長ガード区間を選択させるような制御信号と、をスイッチ１０３へ選択的に出力する。

このように、本実施の形態によれば、最適ガード区間長選択制御情報を挿入したキャリアの回線品質がしきい値を下回った場合はガード区間長を最長にするため、復調後の最適ガード区間長選択制御信号に誤りが存在する場合に最適なガード区間長が設定されなくなり、誤り率特性が大きく劣化することを防止する。

なお、最適ガード区間長選択制御情報を挿入したキャリアの回線品質について、上記のようにしきい値を下回った場合だけでなく、誤り検出を行い、誤り検出された場合にガード区間長を最長とすることによっても同様の効果を得ることができる。

このように、本実施の形態によれば、最適ガード区間長選択制御情報を挿入したキャリアの回線品質がしきい値を下回った場合はガード区間長を最長とすることにより、制御信号の誤り率特性が劣化することを防ぐことができる。

（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し無線通信を行う無線局の双方において受信信号から検出した最適ガード区間長を用いて送信することにより、ガード区間長に関する制御信号の送受信を不要とするものである。

以下、図１６を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図１６は、本発明の実施の形態１１に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

なお、本実施の形態においては、無線通信がＯＦＤＭ／ＴＤＤ方式で行われる場合について説明する。

図１６において、最適ガード区間長検出器１６０１は、ガード区間長の制御信号をガード区間挿入回路１０５へ出力する。

ＴＤＤ方式においては上り回線と下り回線に同一の周波数を用いるため、上り回線と下り回線の回線情報は同一となる。従って、本実施の形態によれば、無線通信を行う無線局の双方において、受信信号から検出した最適ガード区間長を用いて送信を行うことにより、最適ガード区間長選択制御信号の送受信を不要とすることができる。

なお、最適ガード区間長選択制御信号を用いる場合に本実施の形態を適応すれば、復調後の最適ガード区間長選択制御信号に誤りが存在する場合でも最適なガード区間長を検出することができ、制御信号の誤り率特性の劣化を防ぐことができる。

（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し制御チャネルを用いて最適なガード区間長の検出を行うものである。

以下、図１７を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図１７は、本発明の実施の形態１２に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１及び１１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図１７において、スイッチ１７０１及び１７０２は、ユーザーチャネルよりも強力に誤り訂正が施されている制御チャネルによって制御される。すなわち、送信系における最適ガード区間長検出用信号の挿入タイミングと、受信系における最適ガード区間長検出用信号の抽出タイミングと、が制御チャネルによって制御される。

このように、本実施の形態によれば、制御チャネルを用いてガード区間長の検出を行うため、最適ガード区間長検出器の出力する制御信号に誤りが存在する確率を低減することができる。

（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し複数のフレーム同期獲得用既知信号（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ；以下、ＵＷという）を用いて有効シンボルに付加するガード区間長の選択を制御するものである。

以下、図１８及び図１９を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図１８は、本発明の実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図１９は、本発明の実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図１８において、最適ガード区間長検出器１２３の出力は、スイッチ１８０１を制御し、ＵＷ１〜４のいずれかがスイッチ１０３へ選択的に出力される。

ここで各ＵＷは、ＵＷ１の判定誤差が悪い場合には「シンボル周期／２」のガード区間長が必要であることを示しており、以下同様に、ＵＷ２は「３×シンボル周期／８」のガード区間長を、ＵＷ３は「シンボル周期／４」のガード区間長を、ＵＷ４は「シンボル周期／８」のガード区間長を、それぞれ示すものとする。

ＵＷ検出器１８０２は、復調された受信信号中のＵＷを検出し、スイッチ１８０３によってガード区間挿入回路１０５へ選択的に出力される。

又、一般に、ＵＷを用いたフレーム同期獲得は、ＵＷと復調信号との排他的論理和演算を行い、この排他的論理和演算結果を積算した結果がしきい値を超えた場合にフレーム同期獲得が行われたと判断する。ここで、復調後のＵＷに誤りが存在しても、排他的論理和演算結果を積算した結果がしきい値を超える範囲内の誤り数であれば、正しくフレーム同期獲得を行うことができる。

図１９において、排他的論理和演算器１９０１〜１９０４は、ＵＷ検出器１８０２に入力された復調信号とＵＷ１〜４各々の排他的論理和演算を行う。減算器１９０５〜１９０８は、排他的論理和演算器１９０１〜１９０４の各出力としきい値との減算処理を行う。

判定器１９０９〜１９１２は、減算器１９０５〜１９０８の各出力を判定し、Ｐ／Ｓ変換器１９１３が一系列のデータに変換する。

論理和演算器１９１４は、減算器１９０５〜１９０８の各出力の論理和演算を行う。スイッチ１９１５は、論理和演算器１９１４の出力によって制御され、Ｐ／Ｓ変換器１９１３の出力を選択的に出力する。

このように、本実施の形態によれば、複数のＵＷを用いてフレーム同期を取るようにし、どのＵＷによってフレーム同期が行われたかの情報によってガード区間長の選択を制御するため、ガード区間長選択制御信号に誤りが存在する確率を低減することができ、誤り率特性の劣化を防ぐことができる。

なお、本実施の形態は、ＴＤＤ以外のＯＦＤＭ方式において特に有効である。

（実施の形態１４）
本発明の実施の形態１４に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但しＵＷ検出器において用いるＵＷ数を削減するものである。

以下、図２０を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器について説明する。図２０は、本発明の実施の形態１４に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１３と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図２０において、排他的論理和演算器２００１は、復調信号とＵＷ１の排他的論理和演算を行い、復調信号とＵＷ１の排他的論理和演算の結果を減算器２００３へ出力し、復調信号とＵＷ１の反転信号の排他的論理和演算の結果を減算器２００４へ出力する。同様に排他的論理和演算器２００２は、復調信号とＵＷ２の排他的論理和演算を行い、復調信号とＵＷ２の排他的論理和演算の結果を減算器２００５へ出力し、復調信号とＵＷ２の反転信号の排他的論理和演算の結果を減算器２００６へ出力する。

ここで各ＵＷは、ＵＷ１の判定誤差が悪い場合には「シンボル周期／２」のガード区間長が必要であることを示しており、以下同様に、ＵＷ１の反転信号は「３×シンボル周期／８」のガード区間長を、ＵＷ２は「シンボル周期／４」のガード区間長を、ＵＷ２の反転信号は「シンボル周期／８」のガード区間長を、それぞれ示すものとする。

このように、本実施の形態によれば、ＵＷの反転信号を用いることによって、ＵＷ検出器が行う排他的論理和演算の回数を半減することができるため、演算量が削減され、簡易な回路構成とすることができる。

（実施の形態１５）
本発明の実施の形態１５に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し判定処理前の復調信号を用いてＵＷ検出を行うものである。

以下、図２１及び図２２を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図２１は、本発明の実施の形態１５に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図２２は、本発明の実施の形態１５に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１３と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図２１に示すように、ＵＷ検出器２１０１には、判定器１１７〜１２０に入力される前の同期検波信号が入力される。

又、図２２に示すように、ＵＷ検出器２１０１に入力された復調信号は、Ｐ／Ｓ変換器２２０１で一系列の信号に変換される。乗算器２２０２〜２２０５は、Ｐ／Ｓ変換器２２０１の出力信号とＵＷ１〜ＵＷ４とをそれぞれ乗算演算を行う。

このように、本実施の形態によれば、判定処理前の同期検波信号を用いてフレーム同期獲得を行うことにより、制御信号に誤りが存在する確率を低減することができる。

（実施の形態１６）
本発明の実施の形態１６に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但しＵＷ検出器において判定誤差に応じて用いるしきい値を可変とするものである。

以下、図２３及び図２４を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図２３は、本発明の実施の形態１６に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図２４は、本発明の実施の形態１６に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１３と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図２３に示すように、ＵＷ検出器２３０１には、復調信号と共に減算器１２２の出力であるキャリア１の判定誤差が入力される。なお、用いる判定誤差はキャリア１のものである必要はない。

又、図２４に示すように、ＵＷ検出器２３０１に入力された判定誤差は、減算器２４０１によってしきい値Ａとの減算処理が行われ、判定器２４０２が大小判定を行う。スイッチ２４０３は、判定器２４０２の出力によって制御され、判定誤差がしきい値以上であればしきい値Ｂを、しきい値以下であればしきい値Ｃを出力する。ここでは、しきい値Ｂ＞しきい値Ｃとする。

ＵＷ検出器で行われるフレーム同期獲得に用いるしきい値は、回線品質によって可変とし、回線品質が悪い場合はしきい値を小さい値とすることによって、フレーム同期獲得の精度を高めることができる。従って、本実施の形態によれば、前のバーストの回線品質情報（例えば、判定誤差）を用いて、回線品質が悪い時には小さい値のしきい値を用いることによって、フレーム同期獲得の精度を高くすることができる。

（実施の形態１７）
本発明の実施の形態１７に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但しＵＷ検出器において判定誤差がしきい値を超えた場合にはガード区間長を維持するように制御するものである。

以下、図２５を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器について説明する。図２５は、本発明の実施の形態１７に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態１３及び１６と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図２５において、スイッチ２５０１は、判定器２４０２の出力によって制御され、スイッチ１９１５の出力又はゼロ値を選択的に出力する。

このように、本実施の形態によれば、ＵＷ検出器において、回線品質が悪い場合にフレーム同期獲得用のしきい値を変化させることなく、ガード区間長を維持するようにゼロ値を出力するによって、悪回線品質下でしきい値を変化させることによって生ずる可能性がある誤り率特性の劣化又はフレーム同期が獲得できないといった状況を回避することができる。

（実施の形態１８）
本発明の実施の形態１８に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さは伸縮させず、回線品質に依らず常に一定長であるものである。

これまでの実施の形態１から実施の形態１７までで述べてきた「遅延波を除去するために必要なガード区間長」とは、メッセージ等のユーザ・データ（以下、「通常情報」という）に関する通信ついて充分と思われる誤り率を実現させるものであったが、制御情報や再送情報等の重要情報に関しては、誤り率に関して通常情報よりもより高い精度が要求される。

そこで、本実施の形態におけるガード区間長設定においては、送信信号中の重要情報及び通常情報を区別し、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さに関しては、回線品質に応じて伸縮させず、常に一定長とする。

上記重要情報を示す有効シンボルに付加する一定のガード区間長は、通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間によって実現される誤り率よりも低い誤り率を実現するように定めるものとする。

以下、図２６から図２８を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について説明する。図２６は、本発明の実施の形態１８に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図２７は、本発明の実施の形態１８に係るガード区間挿入回路がガード区間を付加する工程の一例を示すタイミングチャート図であり、図２８は、本発明の実施の形態１８に係るガード区間除去回路がガード区間を除去する工程の一例を示すタイミングチャート図、である。なお、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

図２６において、ガード区間挿入回路２６０１には既知であるタイミング制御信号が入力されるため、ガード区間挿入回路２６０１は、このタイミングに基づいて、送信シンボル中の通常情報を示すシンボルと重要情報を示すシンボルとを判別することができる。

既に述べたように回線品質に応じて有効シンボルに付加するガード区間の長さを変えるガード区間挿入回路２６０１は、上記判別結果に基づいて、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間を、回線品質に依らず、予め定められた任意の一定値となるように設定し、付加する。通常情報を示す有効シンボルであれば、既に述べた実施の形態１に示す方法によって回線品質に応じて設定されたガード区間長をそのまま設定し、付加する。

図２７に、本実施の形態に係るガード区間挿入回路においてガード区間を付加する工程の一例を示す。図示するように、重要情報を示す有効シンボルには、通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間より長いガード区間が付加される。

図２８に、ガード区間除去回路１１１におけるガード区間を除去する工程の一例を示す。ガード区間除去回路１１１は、ガード区間開始及び有効シンボル開始のタイミングを知らされるため、通常情報を示す有効シンボルと重要情報を示す有効シンボルとにおいてガード区間長が変わっても、通常通りの処理によって、有効シンボルだけを抽出し、ガード区間を除去することができる。

このように、本実施の形態によれば、送信信号中の重要情報と通常情報とを区別し、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さは、回線品質に依らず、通常情報についての誤り率よりも低い誤り率を実現させる一定値とするため、通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さを伸縮させて伝送効率向上を図りつつ、重要情報に関しては通常情報よりも誤り率を低くすることができるため、回線品質が向上し、伝送効率を向上させることができる。

（実施の形態１９）
本発明の実施の形態１９に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１８に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し重要情報を示す有効シンボルには通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間の長さよりも常に一定値分長いガード区間が付加されるものである。

実施の形態１８に係る重要情報の誤り率向上方法では、重要情報を示す有効シンボルには常に一定長のガード区間が付加されるため、誤り率が低く回線品質が良好な状態下では必要以上に長いガード区間を付加することになる。

そこで、本実施の形態におけるガード区間長設定においては、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さを、回線品質に応じて設定される通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間の長さに、予め定められた所定の一定値を加えた値とする。

このように、本実施の形態によれば、送信信号中の重要情報と通常情報とを区別し、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さを通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さより常に所定の一定値分長くなるようにすることによって、通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さを伸縮させて伝送効率向上を図りつつ、重要情報に関しては通常情報よりも誤り率を低くすることができるため、回線品質が向上し、伝送効率を向上させることができる。

（実施の形態２０）
本発明の実施の形態２０に係るＯＦＤＭ通信装置は、実施の形態１９に係るＯＦＤＭ通信装置と同様の構成を有し、但し重要情報を示す有効シンボルには通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間の長さよりも回線品質に応じて定められた所定値分長いガード区間が付加されるものである。

実施の形態１９に係る重要情報の誤り率向上方法では、重要情報を示す有効シンボルには、常に、回線品質に応じて設定された通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間の長さに所定の一定長が加えられた長さを有するガード区間が付加されるため、誤り率が高く回線品質が劣悪な状態下では重要情報についての誤り率を通常情報の誤り率よりも所定割合分向上させることができなくなる場合が生じる。

そこで、本実施の形態におけるガード区間長設定においては、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間を定める際、回線品質に応じて定められた通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さに加える所定値を回線品質に比例させるようにする。

すなわち、回線品質が良好で誤り率が低い時ほど、通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間の長さに加える所定値を短くし、回線品質が劣悪で誤り率が高い時ほど、通常情報を示す有効シンボルに付加されるガード区間の長さに加える所定値を長くする。

このように、本実施の形態によれば、送信信号中の重要情報と通常情報とを区別し、重要情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さを通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さより回線品質に応じた所定の可変値分長くなるようにすることによって、通常情報を示す有効シンボルに付加するガード区間の長さを伸縮させて伝送効率向上を図りつつ、重要情報に関しては通常情報よりも誤り率を低くすることができるため、回線品質が向上し、伝送効率を向上させることができる。

なお、上記実施の形態１８から実施の形態２０においては、実施の形態１から実施の形態１７に示したガード区間長を可変とする構成に対して、送信信号中の重要情報と通常情報とを区別するという概念を加味し、それぞれガード区間長を、１）通常情報用：回線品質に応じて可変、重要情報用：一定（固定）、２）通常情報用：回線品質に応じて可変、重要情報用：「通常情報用」との差が一定、３）通常情報用：可変、重要情報用：「通常情報用」との差が回線品質に応じて可変、とする場合について述べたが、これらはいずれも、重要情報についての誤り率を常に通常情報についての誤り率よりも低く保つことを目的としたものであり、この目的を得る構成であれば、上記３構成以外の構成を採ってもよい。

又、上記実施の形態１８から実施の形態２０においては、実施の形態１の態様において重要情報についての誤り率を向上させる態様について述べたが、実施の形態２から実施の形態１７とも組み合わせて行うことができる。

本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 実施の形態１に係るガード区間挿入回路の概略構成を示す要部ブロック図 実施の形態１に係るガード区間挿入回路がガード区間を付加する工程の一例を示すタイミングチャート図 実施の形態１に係る最適ガード区間検出回路の概略構成を表わす要部ブロック図 本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ通信装置のレベル検出器で用いる包絡線情報算出近似式の理論計算結果を示したグラフ 実施の形態６に係るＯＦＤＭ通信装置のレベル検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態９に係るＯＦＤＭ通信装置の最適ガード区間長検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１０に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１１に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１２に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１３に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１４に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１５に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１５に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１６に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１６に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１７に係るＯＦＤＭ通信装置のＵＷ検出器の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１８に係るＯＦＤＭ通信装置の概略構成を示す要部ブロック図 本発明の実施の形態１８に係るガード区間挿入回路がガード区間を付加する工程の一例を示すタイミングチャート図 本発明の実施の形態１８に係るガード区間除去回路がガード区間を除去する工程の一例を示すタイミングチャート図 （ａ）従来のＯＦＤＭ通信装置の送信系の概略構成を示す要部ブロック図、（ｂ）従来のＯＦＤＭ通信装置の受信系の概略構成を示す要部ブロック図 ＯＦＤＭ方式の無線通信におけるフレームフォーマットの模式図 従来の同期検波器の概略構成を示す要部ブロック図

１０１ Ｓ／Ｐ変換器
１０２、１０３ スイッチ
１０４ ＩＤＦＴ回路
１０５ ガード区間挿入回路
１０６ Ｄ／Ａ変換器
１０７ Ａ／Ｄ変換器
１０８ 遅延器
１０９ 相関器
１１０ タイミング生成器
１１１ ガード区間除去回路
１１２ ＤＦＴ回路
１１３〜１１６ 同期検波器
１１７〜１２０ 判定器
１２１ スイッチ
１２２ 減算器
１２３ 最適ガード区間長検出器
１２４ Ｐ／Ｓ変換器
２０５ 論理積演算器
５０１〜５０３ 平均化器
９０１、９０２ 二乗和演算器
１１０１、１１０２ 絶対値検出器
１１０７ ２ビットシフト器
１１０８ ３ビットシフト器
１３０４ メモリ
１４０１〜１４０３ カウンタ
１８０２ ＵＷ検出器
１９０１〜１９０４ 排他的論理和演算器
１９１４ 論理和演算器
２００１、２００２ 排他的論理和演算器

Claims (5)

1. 複数のガード区間長にそれぞれ対応する複数の同期獲得用信号のうち、選択されたガード区間長に対応する同期獲得用信号を挿入する制御信号挿入手段と、
   前記同期獲得用信号とユーザデータとに対してフーリエ逆変換を行って、受信装置に送信すべきＯＦＤＭ信号を形成する形成手段と、
   前記ＯＦＤＭ信号の前記選択されたガード区間長を持つ一部をガード区間として前記ＯＦＤＭ信号に挿入するガード区間挿入手段と、
   複数の同期獲得用信号のうちのどの同期獲得用信号で前記受信装置と同期が取れたかに応じて、前記複数のガード区間長の中から前記ガード区間長を選択する選択手段と、を具備し、
   前記制御信号挿入手段は、前記ガード区間長を選択するための制御信号として、前記選択されたガード区間長に対応する同期獲得用信号を挿入する、
   ＯＦＤＭ送信装置。
2. 請求項１に記載のＯＦＤＭ送信装置を具備する通信端末装置。
3. 請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置を具備する基地局装置。
4. 請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置から送信される前記ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置。
5. 複数のガード区間長にそれぞれ対応する複数の同期獲得用信号のうち、選択されたガード区間長に対応する同期獲得用信号を挿入する制御信号挿入工程と、
   前記同期獲得用信号とユーザデータとに対してフーリエ逆変換を行って、受信装置に送信すべきＯＦＤＭ信号を形成する形成工程と、
   前記ＯＦＤＭ信号の前記選択されたガード区間長を持つ一部をガード区間として前記ＯＦＤＭ信号に挿入するガード区間挿入工程と、
   複数の同期獲得用信号のうちのどの同期獲得用信号で前記受信装置と同期が取れたかに応じて、前記複数のガード区間長の中から前記ガード区間長を選択する選択工程と、を具備し、
   前記制御信号挿入工程において、前記ガード区間長を選択するための制御信号として、前記選択されたガード区間長に対応する同期獲得用信号を挿入する、
   ＯＦＤＭ送信方法。

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