JP5498767B2 - 送信装置、及び送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、及び送信方法に関する。

近年、各種無線通信システムの普及により周波数資源の枯渇が問題となっている。
そこで、周波数利用効率を向上する技術として、複数のアンテナを用いた技術の検討が盛んに行われている。例えば、非特許文献１のＭＩＭＯ（Multi-Input Multi Output；多入力多出力)アンテナ技術は、複数の送受信アンテナを利用し、散乱環境による複数空間パスの独立性を活用した空間多重を行っている。
しかしながら、複数アンテナ技術において、空間多重数を増加させ、複数ヌルパターンの生成を行うことにより特性改善を図るためには、いずれの方法においてもアンテナ数を増やす必要があり、携帯型端末のように筐体の小型性が重視される送受信機への実装は現実的ではなかった。

一方でアンテナ数を増やすことなく、複数の信号のスペクトルを重ね合わせて、周波数共用化を図ることで周波数利用効率を向上する重畳伝送技術の検討が進められている。例えば、図１０は、周波数帯域を共用する無線通信システムの組み合わせの一例として、周波数チャンネルが異なる２つの無線ＬＡＮ（Local Area Network；ローカル・エリア・ネットワーク)システム全体を示す概念図である。
同図において、無線通信システムは、無線ＬＡＮ基地局２ａ、２ｂと、受信機１ａとを備えている。無線ＬＡＮ基地局２ａは、中心周波数ｆａであるＣＨ１の周波数帯域を用いて通信する。一方、無線ＬＡＮ基地局２ｂは、中心周波数ｆｂ（ただし、ｆａ＜ｆｂ）であるＣＨ５の周波数帯域を用いて通信する。受信機１ａは、無線ＬＡＮ基地局２ａと無線ＬＡＮ基地局２ｂとの双方の無線信号が到達する位置に配置され、中心周波数ｆａの無線信号と中心周波数ｆｂの無線信号との２つの無線信号が部分的に互いに干渉した信号を含む無線信号を受信する。なお、周波数帯域を共用する他の例として、無線ＬＡＮシステムと、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と、ＷｉＭＡＸ（登録商標）とによる組み合わせなど、異なる通信方式のシステム同士が周波数共用する場合も考えられる。

このように、例えば、図１０に示す受信機１ａが無線ＬＡＮ基地局２ａを通信対象とする場合、中心周波数ｆａである希望波の送信周波数帯域と、中心周波数ｆｂである無線ＬＡＮ基地局２ｂからの干渉波の送信周波数帯域とが、部分的にオーバーラップ（重畳）する周波数共用型の無線通信において、受信機１ａは、希望波であるを正確に受信することが必須となる。一般にこのような干渉波が存在する場合、通信特性が著しく劣化するが、この干渉の影響を抑圧しながら分散配置されたＦＥＣ（Forward Error Correction ;前方誤り訂正）ブロックを復号し、正確な伝送を実現する非特許文献２に示される干渉抑圧技術がある。非特許文献２に記載の干渉抑圧技術では、所望波を復調後、干渉帯域の尤度の信頼性を低下させる方向に重み付けすることで、干渉波の影響を抑圧しするとともに、誤り訂正復号することで、強い干渉波が存在する場合においても、正確な伝送を実現することができる。
また、非特許文献３では、周波数ダイバーシチ獲得を目的として複数ユーザの周波数割当てリソースの一部重複を許容している。

黒崎聰、淺井裕介、杉山隆利、梅比良正弘、"ＭＩＭＯチャネルにより１００Ｍｂｉｔ／ｓを実現する広帯域移動通信用ＳＤＭ−ＣＯＦＤＭ方式の提案"、信学技報、ＲＣＳ２００１−１３５、ｐｐ．３７−４１、２００１年１０月 増野淳、杉山隆利、"マルチキャリア重畳伝送による周波数利用効率向上効果"、信学技報、ｖｏｌ．１０８、ｎｏ．１８８、ＲＣＳ２００８−６７、ｐｐ．８５−９０，２００８年８月． 横枕一成、高橋宏樹、中村理、後藤淳悟、浜口泰弘、"スペクトル重複リソースマネジメントを用いたシングルキャリアにおける多値変調適用時の性能評価"、信学技報、ＲＣＳ２００９−２５、ｐｐ．１４５−１５０、２００９年５月

しかしながら、非特許文献３に記載された技術は、高い重複率環境ではコンスタレーションポイントが近接する多値変調を使用する場合、受信機側でターボ等化処理により複数信号間干渉の一括除去を行っているので、誤り伝播によりエラーフロアが生じてしまう。
一方、非特許文献２記載の干渉抑圧方式では、伝送周波数帯域のうち隣接する伝送周波数帯域との干渉帯域から得られる尤度情報の信頼性を低下させて復号を行う、すなわち、伝送周波数帯域のうち隣接する伝送周波数帯域と重畳していない帯域幅の尤度情報に基づいて信号を復号している。このため、重畳させる部分の帯域幅を広げると復号に用いる尤度情報が減りＦＥＣにより正しく復号が行えなくなるので、重畳させる帯域幅は、一定の帯域幅を超えてより広くすることができないという問題がある。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、複数の信号を用いて情報を伝送する通信方式において、周波数領域において重畳させる帯域幅を増加させて、更なる周波数利用効率の改善を図る送信装置、及び送信方法を提供することにある。

（１）上記問題を解決するために、本発明は、周波数領域において隣接する送信信号と端が重畳され誤り訂正符号が適用された複数の送信信号を重畳信号として受信し、該重畳信号のうち最も高い周波数又は最も低い周波数帯域の送信信号を復調復号するとともに復調復号した送信信号のレプリカ信号を生成して該重畳信号から除去する処理を繰り返して、受信した該重畳信号に含まれる送信信号の復調復号を行う受信装置に前記複数の送信信号を送信する送信装置であって、前記受信装置が前記複数の送信信号の復号をする順番に応じて、前記複数の送信信号それぞれの送信電力を設定する制御部と、前記制御部の設定した送信電力に応じて送信信号を増幅する増幅部とを備えることを特徴とする送信装置である。

（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記制御部が、前記複数の送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い順に送信信号の送信電力を高くすることを特徴とする。

（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記制御部が、共通の重畳帯域を有する送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い送信信号の該重畳帯域の送信電力を低くすることを特徴とする。

（４）また、本発明は、上記記載の発明において、送信すべきデータに対して誤り訂正符号化を行う符号化器と、前記符号化器により符号化されたデータを変調する変調器と、前記変調器が変調したデータを周波数変換して複数の送信信号に変換する周波数変換器と、を備え、前記制御部が、前記複数の送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い順に、前記符号化器における符号化率を低くするか、又は、前記変調器における１シンボルあたりのビット数を少なくすることを特徴とする。

（５）また、本発明は、周波数領域において隣接する送信信号と端が重畳され誤り訂正符号が適用された複数の送信信号を重畳信号として受信し、該重畳信号のうち最も高い周波数又は最も低い周波数帯域の送信信号を復調復号するとともに復調復号した送信信号のレプリカ信号を生成して該重畳信号から除去する処理を繰り返して、受信した該重畳信号に含まれる送信信号の復調復号を行う受信装置に前記複数の送信信号を送信する送信装置における送信方法であって、前記受信装置が前記複数の送信信号の復号をする順番に応じて、前記送信信号それぞれの送信電力を設定する制御過程と、前記制御過程において設定した送信電力に応じて送信信号を増幅する増幅過程とを備えることを特徴とする送信方法である。

この発明によれば、複数の信号を用いて情報を伝送する通信方式において、隣接する信号の間で重畳する領域を増加させることにより、周波数利用効率を改善することができる。

重畳伝送について説明する図である。 本願発明の各実施形態における無線通信システムの受信装置が行う信号受信処理の概要を示す図である。 ＦＥＣ尤度マスクによる復調復号を説明する図である。 第１実施形態の無線通信システムの送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。 第１実施形態の無線通信システムにおける受信装置５００の構成を示す概略ブロック図である。 第２実施形態の無線通信システムにおける送信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態の送信装置２００が送信する送信信号（重畳信号）を示す模式図である。 第３実施形態の無線通信システムにおける送信装置３００の構成を示す概略ブロック図である。 第４実施形態の無線通信システムの送信装置４００−１〜４００−Ｎの構成を示す概略ブロック図、及びそれぞれが送信する信号の周波数帯域における配置の一例を示した図である。 周波数帯域を共用する無線通信システムの組み合わせの一例として、周波数チャンネルが異なる２つの無線ＬＡＮシステム全体を示す概念図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

[第１実施形態]
図１は、重畳伝送について説明する図である。図１（ａ）に示すように、複数の信号を伝送する場合、従来のスペクトル配置では、それら各信号が伝送に使用する周波数帯域間にガードバンドを設けていた。一方、図１（ｂ）に示すように重畳伝送では、隣り合うスペクトルの一部の周波数帯域を部分的にオーバーラップ（重畳）させて送信する。このように、複数の信号が部分的に周波数資源を共有するため、従来のスペクトル配置を用いた場合において複数の信号を伝送するために必要であった帯域ｆ_ａｌｌよりも、重畳伝送を用いた場合に複数の信号を伝送するために必要な帯域ｆ’_ａｌｌのほうが小さくなり、周波数利用効率を向上させることが可能となる。なお、１信号のデータ伝送に使用する周波数帯域ａに対する干渉帯域ｂの割合を重畳率（＝ｂ／ａ）という。

図２は、本願発明の各実施形態における無線通信システムの受信装置が行う信号受信処理の概要を示す図である。
本実施形態の受信装置は、複数の送信信号Ｒ１〜Ｒｎ（ｎ≧２、ｎは整数）が重畳された重畳信号を受信する。ここでは、受信装置が受信した重畳信号には、５つの送信信号Ｒ１〜Ｒ５それぞれが部分的にオーバーラップされているものとし、使用する周波数帯域の中心周波数が低い信号から順に送信信号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とする。これらの送信信号Ｒ１〜Ｒ５は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数分割多重）などのマルチキャリア信号であり、誤り訂正機構としてＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）符号を用いている。本実施形態では、重畳されている信号が、マルチキャリア信号である場合について説明する。

以下、送信信号Ｒｉ（１≦ｉ≦ｎ、ｉは整数）が使用する周波数帯域をｆｉと記載する。
また、重畳信号に重畳されている信号のうち、最も中心周波数が低い信号、又は、最も中心周波数が高い信号に使用されている周波数帯域を外側帯と記載する。例えば、図２に示す処理対象信号Ａ１の場合、送信信号Ｒ１、Ｒ５の周波数帯域ｆ１、ｆ５が外側帯である。外側帯の信号は、他の１つの信号とのみ周波数帯域が重畳されており、外側帯以外の信号は、他の２つの信号と周波数帯域が重畳されている。

図２に示すように、本実施形態の受信装置は、まず、受信した重畳信号である処理対象信号Ａ１から、外側帯の信号の１つである送信信号Ｒ１の復調及び復号を行う。この復調及び復号（以下、「復調復号」とも記載）においては、ＦＥＣ尤度マスク処理を行った後にＦＥＣ復号を行うが、ＦＥＣ尤度マスク処理（以下、単に「ＦＥＣ尤度マスク」とも記載）の詳細については後述する図３において説明する。受信装置は、送信信号Ｒ１を復号すると、復号により得られたビットストリームから送信信号Ｒ１のレプリカ信号Ｒ１’を生成し、この生成したレプリカ信号Ｒ１’を処理対象信号Ａ１から除去する。この結果、送信信号Ｒ２〜Ｒ５を重畳した処理対象信号Ａ２が生成される。

続いて、受信装置は、ＦＥＣ尤度マスク及びＦＥＣ復号により、処理対象信号Ａ２から外側帯の信号の１つである送信信号Ｒ２の復調復号を行う。受信装置は、送信信号Ｒ２を復号すると、復号により得られたビットストリームから送信信号Ｒ２のレプリカ信号Ｒ２’を生成し、この生成したレプリカ信号Ｒ２’を処理対象信号Ａ２から除去する。この結果、送信信号Ｒ３〜Ｒ５を重畳した処理対象信号Ａ３が生成される。
上記を繰り返すことによって、受信装置は、ＦＥＣ尤度マスク及びＦＥＣ復号により送信信号Ｒ３、Ｒ４の復調復号を行い、レプリカ信号Ｒ３’、Ｒ４’を除去して送信信号Ｒ５のみからなる処理対象信号Ａ５を得る。処理対象信号Ａ５が得られると、受信装置は、ＦＥＣ尤度マスクを行わずに、通常のＦＥＣ復号のみを行い送信信号Ｒ５の復調復号を行う。

つまり、受信装置は、ｉ＝１、２、…、（ｎ−１）について、送信信号Ｒｉ〜送信信号Ｒｎが重畳された処理対象信号ＡｉからＦＥＣ尤度マスク及びＦＥＣ復号により送信信号Ｒｉの復調復号を行い、得られたビットストリームから送信信号Ｒｉのレプリカ信号Ｒｉ’を生成し、処理対象信号Ａｉからレプリカ信号Ｒｉ’を除去して処理対象信号Ａ（ｉ＋１）を生成することを繰り返す。最後に得られた処理対象信号Ａｎは、送信信号Ｒｎのみを含むため、通常の復調復号を行う。
このように、本実施形態の受信装置は、重畳伝送方式により送信された信号を受信すると、尤度マスクによって干渉抑圧して外側帯の信号のＦＥＣ復号を行い、その復調復号された信号より生成したレプリカ信号を用いて、重畳された信号の干渉を除去しながら重畳信号の逐次復調復号を行う。

なお、上記においては、送信信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎの順に復調復号を行っているが、常に重畳信号の外側帯の信号の復調復号を行うようにすることで、その順序は任意としてよい。例えば、送信信号Ｒｎ、Ｒ（ｎ−１）、…、Ｒ１の順、Ｒ１、Ｒｎ、Ｒ２、Ｒ（ｎ−１）、Ｒ３、Ｒ（ｎ−２）、…の順、Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｐ、Ｒｎ、Ｒ（ｎ−１）、…、Ｒ（ｐ＋１）の順（１＜ｐ＜ｎ、ｐは整数）などの順で復調復号してもよい。但し、復調復号を行う順番は予め 決まっているものとする。

図３は、ＦＥＣ尤度マスクによる復調復号を説明する図である。
同図においては、復調復号対象の送信信号Ｒｉの一部が他の送信信号Ｒ（ｉ＋１）と重畳されている場合を示しており、送信信号Ｒ（ｉ＋１）はさらに他の信号と重畳されうる。受信装置は、送信装置において送信信号Ｒｉに用いられた符号化方法に応じて復調を行うが、ここでは、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処理では、受信信号の復調値が正負の多値出力であり、絶対値の大きさを信頼度（尤もらしさを表す値、尤度）として負の値を値「＋１」、正の値を値「−１」と判定する復号処理を行う。

図３（ａ）は、受信装置が、送信信号Ｒｉの使用する周波数帯域ｆｉについて重畳信号の復調を行った結果の例を示す図であり、復調により、周波数帯域ｆｉに含まれる各サブキャリアの正負多値出力の復調値が得られたことを示す。同図において、最も「−１」であることへの信頼度が高いのは、最大の正値「＋２７．０２」のサブキャリアである。一方、最も「＋１」であることへの信頼度が高いのは、最小の負値「−２６．３４」のサブキャリアである。なお、「＋１」と「−１」とのいずれであるか、最もあいまいである（信頼度が低い）のは、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３（ｂ）は、周波数帯域ｆｉに用いられる重み係数を示す図である。重み係数は、周波数帯域ｆｉに含まれる各サブキャリアに対応し、非重畳帯域のサブキャリアについては復調値をそのまま使用し、重畳帯域のサブキャリアについては、当該復調値の信頼度を下げるために復調値を０にする、あるいは、０に近づけるための係数である。つまり、非重畳帯域の各サブキャリアの重み係数は「１」、重畳帯域の各サブキャリアの重み係数は「ｋ」（０≦ｋ＜１）である。同図においては、重畳帯域のサブキャリアの復調値を０にする例を示している。すなわち、復号に用いる際の信号の重み付けを行っている。

図３（ｃ）は、重み付け係数と、正負多値復調値とをサブキャリアごとに重み付け演算した結果得られた尤度データ列を示す図である。これは、図３（ａ）に示す正負多値復調値と、図３（ｂ）に示す重み係数とを対応するサブキャリアごとに乗算して得られる。つまり、非重畳帯域のサブキャリアについては、復調値と重み係数「１」とを乗算した値、重畳帯域のサブキャリアについては、復調値と重み係数「ｋ」（０≦ｋ＜１）とを乗算した値として重み付け演算後の尤度データ列を得る。例えば、同図においては、重畳帯域のサブキャリアであるサブキャリアＳＣ１について、復調値「−２５．３２」と重み係数「０」とを乗算し、その乗算結果「０」を重み付け演算後の復調値として得ている。重畳帯域の他のサブキャリアも同様に、重み付け演算後の復調値は「０」である。従って、図３（ｃ）に示すように、重畳帯域のサブキャリアに対応する重み付け演算後の尤度データの値は信頼度が最も低い値「０」となり、非重畳帯域のサブキャリアの復調値は変化しない。
このように、重畳帯域のサブキャリアの復調値を「０」、又は、「０に近い値」に変換させる重み付け演算処理を行うことにより、重畳帯域のサブキャリアの復調値の信頼度を低減させることが可能になる。

受信装置は、重み付け演算により得られた尤度データ列に基づき、ＦＥＣ復号処理を行う。このＦＥＣ復号は、送信信号Ｒｉを送信した送信装置において適用されたＦＥＣ符号化方法に対応する。適用が可能な誤り訂正用のＦＥＣ符号化方法としては、例えば、畳み込み符号（Convolutional coding）による方法や、繰り返し復号とターボ符号とを組み合わせた方法などに応じた方法がある。
上記のように、受信装置が、サブキャリアごとの受信信号の信頼度に応じて復調値に重み付け演算を行い、信頼度の低い重畳帯域のサブキャリアをマスクし、信頼度の高いサブキャリアの復調値を用いて受信信号を復号することにより、受信誤り訂正能力を向上させることが可能になる。

なお、上記においては軟判定正負多値を例に説明したが、正数多値出力を用いてもよい。軟判定出力型においては、正数多値出力の復調値が０に近いほどビット値を「−１」として復号し、復調値が最大値に近いほどビット値を「１」として復号する。従って、重み係数として、重畳帯域のサブキャリアの復調値を、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又は４）に置換する重み係数を用いることができる。
また、硬判定出力型を用いてもよい。例えば、硬判定出力型が「−１」と「＋１」との二値出力型の場合、重畳帯域のサブキャリアの復調値を「０」に置換する重み係数を用いることができる。

図４は、第１実施形態の無線通信システムの送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、送信装置１００は、Ｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを送信する場合について説明する。
同図において、送信装置１００は、シリアル・パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）１２０と、Ｎ個の送信部１３０−１〜１３０−Ｎ（Ｎは、ｎ＝Ｎかつ２以上の自然数）と、合成器１９１とを備える。シリアル・パラレル変換器１２０は、送信すべき情報を表す入力ビットストリームに対してシリアル・パラレル変換してＮ個のビットストリームに分割し、分割したビットストリームを送信部１３０−１〜１３０−Ｎそれぞれに出力する。送信部１３０−１〜１３０−Ｎは、それぞれシリアル・パラレル変換器１２０から入力されたビットストリームに応じた送信信号Ｒ１〜ＲＮを生成して合成器１９１に出力する。合成器１９１は、送信部１３０−１〜１３０−Ｎそれぞれから入力された送信信号Ｒ１〜ＲＮを加算による合成により重畳信号を生成し、生成した重畳信号をアンテナを介して受信装置に送信する。
送信部１３０−１〜１３０−Ｎは、それぞれ同じ構成を有しているので、送信部１３０−１について説明をし、送信部１３０−２〜１３０−Ｎについてその説明を省略する。

送信部１３０−１は、符号化器１４０と、変調器１５０と、周波数変換器１７０とを有している。符号化器１４０は、シリアル・パラレル変換器１２０から入力されたビットストリームに対して、予め定められた誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化をしたビットストリームを変調器１５０に出力する。変調器１５０は、予め定められた変調方式で、符号化器１４０から入力された誤り訂正符号化されたビットストリームを用いてサブキャリアを変調した信号を周波数変換器１７０に出力する。周波数変換器１７０は、変調器１５０で変調された信号を周波数変換して予め定められた搬送波周波数の帯域の送信信号Ｒ１（無線信号）を出力する。

なお、符号化器１４０で用いられる予め定められた誤り訂正符号には、例えば、リード・ソロモン符号、ターボ符号、低密度パリティ検査符号などである。また、変調器１５０で用いられる予め定められた変調方式には、ＢＰＳＫ（Binary phase-shift keying；２位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature amplitude modulation；１６値直交振幅変調）などである。また、予め定められた搬送波周波数は、それぞれ周波数変換器１７０ごとに異なり、各周波数変換器１７０から出力される送信信号Ｒ１〜ＲＮの周波数帯域が、隣接する信号の周波数帯域と重畳されるように定められた周波数である。
例えば、送信信号は、図２に示すように、搬送波周波数が隣接する他の送信信号と、周波数帯域の両側が重畳される。このとき、送信信号は、それぞれ伝送品質や、入力されるビットストリームに対して要求される通信品質（Quality of Service；ＱｏＳ）に応じて定められる。

図５は、第１実施形態の無線通信システムにおける受信装置５００の構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、受信装置５００は、復号回数カウンタ５１０、スイッチ５１５、減算器５２０、遅延器５２５、処理帯域決定器５３０、ローカル信号発生器５３５、ミキサ５４０、バンドパスフィルタ５４５、伝送路推定器５５０、復調器５５５、重み係数生成器５６０、第１重み演算器５６５、復号器５７０、データバッファ５７５、レプリカ生成器５８０、データ抽出・並替器５９０を備えて構成される。

復号回数カウンタ５１０は、送信装置１００から新たな重畳信号を受信してから復号を行った回数を１から順にカウントし、そのカウントした値を記憶する。スイッチ５１５は、復号回数カウンタ５１０の値に従って、減算器５２０の接続元を受信信号側、あるいは、遅延器５２５側のいずれかに切り替える。具体的には、スイッチ５１５は、復号回数が初期値である場合、外部から入力される受信信号を選択して出力し、初期値よりも大きい場合、遅延器５２５から出力される信号を選択して出力する。

減算器５２０は、受信した重畳信号、あるいは、遅延器５２５に記憶されている処理対象信号から、レプリカ信号を除去して新たな処理対象信号を生成する。ここで、レプリカ信号は、復号した信号に基づいてレプリカ生成部５８０において生成される。但し、新たな重畳信号を受信してから最初の処理の場合、レプリカ信号が生成されていないため、レプリカ信号の初期値は０である。遅延器５２５は、減算器５２０から出力された処理対象信号を記憶し、時間的遅延を付加する。

処理帯域決定器５３０は、復号回数カウンタ５１０の値に基づいて復調復号対象信号の周波数帯域幅と中心周波数を決定し、決定した中心周波数のローカル信号の生成をローカル信号発生器５３５に指示するとともに、決定した中心周波数及び周波数帯域幅をバンドパスフィルタ５４５に出力し、復調復号対象の周波数成分以外を除去するよう指示する。
なお、処理周波数決定機５３０は、復号回数カウンタ５１０の値と、復調復号対象信号の中心周波数と帯域周波数幅とが記憶されているテーブルを有しており、復号カウンタ５１０からカウンタ値を読み出して、復調復号対象の送信周波数と帯域幅とを読み出してローカル信号発生器５３５に出力する。
また、処理帯域決定器５３０は、復号回数と周波数帯域の対応付けをデータ抽出・並替器５９０に出力する。

ローカル信号発生器５３５は、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数のローカル信号を発生させる。ミキサ５４０は、減算器５２０から出力された処理対象信号を、ローカル信号発生器５３５により発生させたローカル信号によりダウンコンバートする。バンドパスフィルタ５４５は、ミキサ５４０によりダウンコンバートされた処理対象信号から、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数及び周波数帯域幅の周波数成分以外を除去し、復調復号対象の周波数帯域の信号のみを抽出する。伝送路推定器５５０は、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象の信号に含まれるパイロット信号などから伝送路特性を推定する。復調器５５５は、伝送路推定器５５０により推定された伝送路特性を用いて、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象信号を復調して尤度を算出する。

重み係数生成器５６０は、復号回数カウンタ５１０の値に基づいた復調復号対象の周波数帯域について、復調器５５５による復調で得られた尤度を、非重畳帯域についてはそのまま使用し、重畳帯域については信頼度を低下させるような重み係数を生成する。第１重み演算器５６５は、復調器５５５による復調で得られた尤度に、重み係数生成器５６０により生成された重み係数を乗算した結果、つまり、尤度マスクされた尤度データ列を復号器５７０に出力する。復号器５７０は、第１重み演算器５６５により尤度マスクされた尤度データ列に基づき、誤り訂正処理及び復号処理を行い、ビットストリームを得る。

データバッファ５７５は、復号器５７０により復号されたビットストリームを記憶する。データ抽出・並替器５９０は、処理帯域決定器５３０から受信した復号回数と周波数帯域との対応付けを示す情報に基づいて、データバッファ５７５に記憶されているビットストリームから所望信号のビットストリームを抽出するか、あるいは、データバッファ５７５に記憶されているビットストリームの順序を並べ替えて正しいビットストリームを生成し、出力する。ここで、データ抽出・並替器５９０が行うビットストリームの順序の並び替えは、送信装置１００のシリアル・パラレル変換器１２０に入力される入力ビットストリーム列の順序を復元する並び替えである。

レプリカ生成器５８０は、再符号化器５８２、再変調器５８４、及び、第２重み演算器５８６からなり、復号器５７０により得られたビットストリームからレプリカ信号を生成する。
再符号化器５８２は、復号器５７０により復号されたビットストリームに、当該ビットストリームを送信した送信装置１００において用いられた符号化と同じ符号化を行う。すなわち、再符号化器５８２は、符号化器１４０（図４）と同じ符号化を行う。
再変調器５８４は、再符号化器５８２が符号化した信号を用いて、当該ビットストリームを送信した送信装置１００において用いられた変調方式と同じ変調方式で変調を行う。
すなわち、再変調器５８４は、変調器１５０（図４）と同じ変調方式を用いて変調を行う。
第２重み演算器５８６は、伝送路推定器５５０により推定された伝送路特性の推定値を再変調器５８４が変調した信号に乗算し、送信装置１００が送信した信号を自受信装置において受信したときの推定信号であるレプリカ信号を生成する。

続いて、本実施形態の送信装置１００及び受信装置５００の動作について説明する。
送信装置１００は、シリアル・パラレル変換器１２０が、入力されたビットストリームをＮ個のビットストリームに分割するシリアル・パラレル変換を行い、変換により得られたＮ個のビットストリームそれぞれを異なる送信部１３０−１〜１３０−Ｎに出力する。
送信部１３０−１〜１３０−Ｎにおいて、入力されたビットストリームに対して符号化器１４０及び変調器１５０により、誤り訂正符号化と変調とが行われてベースバンド信号が生成される。この生成されたベースバンド信号が周波数変換器１７０に入力され、周波数変換器１７０で予め定められた搬送波周波数に周波数変換（アップコンバート）が行われて送信信号Ｒｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｎ＝Ｎの自然数）として出力される。合成器１９１は、各送信部１３０−１〜１３０−Ｎから出力される送信信号Ｒ１、Ｒ２、…、ＲＮを合成により重畳を行った重畳信号を生成し、生成した重畳信号をアンテナから受信装置５００に送信する。

受信装置５００は、送信信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎが重畳された重畳信号を送信装置１００から受信し、送信信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎの順に復調復号を行うものとする。また、受信装置５００は、送信装置１００からビットストリームを受信する前に、希望波がないタイミングや、希望波がないサブキャリアの周波数帯域において、送信信号Ｒ１〜Ｒｎの使用周波数帯域ｆ１〜ｆｎ、中心周波数、重畳帯域などを予め測定、検出、あるいは定められているものとする。すなわち、受信装置５００は、送信装置１００の送信部１３０−１〜１３０−Ｎそれぞれが有する周波数変換器１７０それぞれの使用周波数帯域ｆ１〜ｆｎ、搬送波の中心周波数、及び隣り合う信号との重畳帯域などを重畳伝送による伝送を行う前に予め測定、検出、あるいは、予め定められているものとする。
あるいは、これらの情報を送信装置１００との間で送受信される制御情報から取得してもよく、これらの情報を予め図示しない入力手段により取得したり、記録媒体から読み取ったりしてもよい。

（処理１−１）：受信装置５００は、送信信号Ｒ１〜Ｒｎが重畳された信号を受信する。
（処理１−２）：スイッチ５１５は、復号回数カウンタ５１０の値が初期値であるため、減算器５２０の接続元を受信信号側に切り替える。ここでは、初期値を「１」とする。

（処理１−３）：減算器５２０は、受信した重畳信号からレプリカ信号を除去して処理対象信号Ａ１を生成する。但し、重畳信号を受信してから最初の処理のため、レプリカ信号は０であり、受信した重畳信号がそのまま処理対象信号Ａ１となる。処理対象信号Ａ１は遅延器５２５に記憶されるとともに、ミキサ５４０に出力される。

（処理１−４）：処理帯域決定器５３０は、復号回数と、復調復号対象信号の周波数帯域との対応付けを予め記憶しており、復号回数カウンタ５１０の値「１」に基づいて、復調復号対象が送信信号Ｒ１の周波数帯域ｆ１であることを判断すると、周波数帯域ｆ１の中心周波数とその周波数帯域幅を得る。処理帯域決定器５３０は、ローカル信号発生器５３５に周波数帯域ｆ１の中心周波数のローカル信号の生成を指示するともに、バンドパスフィルタ５４５に周波数帯域ｆ１の中心周波数及び周波数帯域幅の周波数成分以外を除去するよう指示する。

（処理１−５）：ローカル信号発生器５３５は、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数のローカル信号を発生させ、ミキサ５４０は、処理対象信号Ａ１を、ローカル信号発生器５３５が発生させたローカル信号によりダウンコンバートする。
（処理１−６）：バンドパスフィルタ５４５は、ミキサ５４０によりダウンコンバートされた処理対象信号Ａ１から、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数及び周波数帯域幅の周波数成分以外を除去して周波数帯域ｆ１の信号を抽出すると、抽出した信号を復調復号対象の信号として出力する。

（処理１−７）：伝送路推定器５５０は、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象の信号から伝送路特性を推定する。この伝送路特性の推定は、復調復号対象の信号に含まれるパイロット信号などに基づいて行われる。
（処理１−８）：復調器５５５は、伝送路推定器５５０により推定された伝送路特性を用いて、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象の信号を復調して尤度（復調値）を算出する。

（処理１−９）：重み係数生成器５６０は、復調復号対象信号の周波数帯域及び重畳帯域を示す重畳帯域情報と、復号回数との対応付けを予め記憶しており、復号回数カウンタ５１０の値「１」に基づいて、送信信号Ｒ１の周波数帯域ｆ１と、送信信号Ｒ１及び送信信号Ｒ２が重畳されている重畳帯域との情報を得ると、周波数帯域ｆ１に含まれる送信信号Ｒ１のサブキャリアごとの重み係数を生成する。つまり、周波数帯域ｆ１から重畳帯域を除いた非重畳帯域内のサブキャリアについては重み係数を「１」とし、重畳帯域内のサブキャリアについては係数を「ｋ」（０≦ｋ＜１）とした重み係数の列を生成する。

（処理１−１０）：第１重み演算器５６５は、復調器５５５による復調で得られた尤度に、重み係数生成器５６０により生成された重み係数を乗算した結果算出された尤度データ列を復号器５７０に出力する。復号器５７０は、第１重み演算器５６５により尤度マスクされた尤度データ列に基づき誤り訂正復号処理を行い、ビットストリームを得ると、データバッファ５７５に得られたビットストリームを書き込む。例えば、ビットストリームは、復号カウンタ値と対応付けて書き込んでもよく、復号カウンタ値に応じた記憶領域に書き込んでもよい。

（処理１−１１）：レプリカ生成器５８０は、復号器５７０により得られたビットストリームからレプリカ信号Ｒ１’を生成する。つまり、再符号化器５８２は、復号器５７０により復号されたビットストリームに、符号化器１４０と同様の符号化を行い、再変調器５８４は、再符号化器５８２が符号化した信号に、変調器１５０と同様の変調を行う。第２重み演算器５８６は、伝送路推定器５５０により推定された送信信号Ｒ１の送信装置１００との間の伝送路特性の推定値を、再変調器５８４が変調した信号に乗算してレプリカ信号Ｒ１’を生成する。レプリカ信号Ｒ１’が生成されると、復号回数カウンタ５１０の値に１が加算される。

（処理１−１２）：スイッチ５１５は、復号回数カウンタ５１０の値が２であるため、減算器５２０の接続元を遅延器５２５側に切り替える。減算器５２０は、遅延器５２５に記憶されている処理対象信号Ａ１から、レプリカ生成器５８０により生成されたレプリカ信号Ｒ１’を除去し、処理対象信号Ａ２を生成する。処理対象信号Ａ２は遅延器５２５に記憶されるとともに、ミキサ５４０に出力される。

（処理１−１３）：以降は、カウンタ値「１」をカウンタ値「ｉ」、処理対象信号Ａ１を処理対象信号Ａｉ、処理対象信号Ａ２を処理対象信号Ａ（ｉ＋１）、送信信号Ｒ１を送信信号Ｒｉ、送信信号Ｒ２を送信信号Ｒ（ｉ＋１）、周波数帯域ｆ１を周波数帯域ｆｉ、レプリカ信号Ｒ１’をレプリカ信号Ｒｉ’と読み替えて、（処理１−４）〜（処理１−１２）の処理を、ｉが２、３、…、（ｎ−１）の場合について行う。

（処理１−１４）：ｉがｎの場合について、（処理１−４）〜（処理１−１０）の処理を行う。なお、（処理１−９）においては、重畳帯域がないため、重み係数生成器５６０は係数がすべて１の重み係数を生成することになる。
（処理１−１５）：（処理１−１４）によって、データバッファ５７５に復号されたビットストリームが書き込まれると、データ抽出・並替器５９０は、処理帯域決定器５３０から入力された復号回数と周波数帯域との対応付けを示すデータに基づいて、データバッファ５７５に記憶されているビットストリームの順序を、送信信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎから得られたビットストリームの順に並べ替えて出力する。上記のように、送信信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎの順で復調復号を行った場合はビットストリームが得られた順にデータを並べることにより元のデータが得られるが、それ以外の順序、例えば、送信信号Ｒ１、Ｒｎ、Ｒ２、Ｒ（ｎ−１）、…のような順番で復号を行った場合は入れ替えが必要となる。

上記のように、受信装置５００において、受信した重畳信号の外側帯の送信信号Ｒｉ（１≦ｉ≦ｎ）から順に復調復号し、復調復号及び伝送路推定によるレプリカ信号の生成と、重畳信号からレプリカ信号の除去を繰り返して行うことにより、重畳信号に含まれる送信信号Ｒ１、…、Ｒｎを復調復号することができる。
周波数帯域幅が同じ幅のｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを、ガードバンドを設けずに重畳しないで送信した場合の占有周波数帯域幅をｆ_ａｌｌとした場合、つまり、各送信信号Ｒ１〜Ｒｎの周波数帯域幅をｆ_ａｌｌ／Ｎとし、干渉抑圧処理により復号可能な限界（最大）の重畳率をαとした場合に、重畳信号が占有する周波数帯域幅は、以下のようになる。
ＦＥＣ尤度マスクのみを用いて復調復号したとき、Ｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを送信するために必要な占有周波数帯域幅は、[｛１−（α／２）｝＋α／２Ｎ]ｆ_ａｌｌとなる（但し、Ｎは３以上）。

つまり、重畳率＝重畳帯域幅／占有周波数帯域幅と表せることから、１つの信号における重畳帯域の帯域幅は最大でα×ｆ_ａｌｌ／Ｎとなる。ここで、送信信号Ｒ２〜Ｒ（ｎ−１）に注目すると、重畳帯域は高周波数側と低周波数側にあるため、高周波数側、低周波数側それぞれの重畳帯域はα×ｆ_ａｌｌ／２Ｎとなり、非重畳帯域は（１／Ｎ−α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌとなる。外側帯の送信信号Ｒ１、Ｒｎの場合、高周波数側、低周波数側のいずれかにのみ重畳帯域があるため、非重畳帯域は（１／Ｎ−α／２Ｎ）×ｆ_ａｌｌとなる。
外側帯の信号の数は２個、外側帯以外の信号の数は（Ｎ−２）個、重畳帯域の数（Ｎ−１）個であるため、ＦＥＣ尤度マスクを用いる場合の占有周波数帯域幅は、以下となる。

（外側帯の非重畳帯域の帯域幅）×（外側帯の信号数）＋（外側帯以外の非重畳帯域の帯域幅）×（外側帯を除いた信号数）＋（重畳帯域の帯域幅）×（重畳帯域の数）
＝（１／Ｎ−α／２Ｎ）×ｆ_ａｌｌ×２＋（１／Ｎ−α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌ×（Ｎ−２）＋（α×ｆ_ａｌｌ／２Ｎ）×（Ｎ−１）
＝｛（１−α／２）＋α／２Ｎ）｝ｆ_ａｌｌ

一方、本実施形態を用いる場合、占有周波数帯域幅は、｛（１−α）＋α／Ｎ）｝ｆ_ａｌｌとなる。これは、以下による。
本実施の形態では、受信した重畳信号の外側帯から順に信号を復調復号し、レプリカ信号をまだ復調復号を行っていない重畳信号から減算する。例えば、送信信号Ｒ１、Ｒ２、…の順に復調復号を行うことを考えると、送信信号Ｒ１の重畳帯域幅は、送信信号Ｒ１と送信信号Ｒ２がオーバーラップする帯域幅である。続いて送信信号Ｒ１が復調復号され、送信信号Ｒ１のレプリカ信号が除去されると、次の復調復号対象の送信信号Ｒ２の重畳帯域幅は、送信信号Ｒ２と送信信号Ｒ３がオーバーラップする帯域のみとなる。送信信号Ｒ３以降も同様に考えられるため、送信信号Ｒ１と送信信号Ｒ２、送信信号Ｒ２と送信信号Ｒ３、…、送信信号Ｒ（ｎ−１）と送信信号Ｒｎがオーバーラップする帯域幅をそれぞれα×ｆ_ａｌｌ／Ｎとすることができる。

このように、外側帯以外の送信信号Ｒ２〜Ｒ（ｎ−１）の場合、重畳帯域が高周波数側と低周波数側にあるが、上記のように一方の重畳帯域はレプリカ信号の除去により非重畳帯域として復調復号が可能となるため、高周波数側と低周波数側にそれぞれ（１／Ｎ−α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌの重畳帯域を設けることができる。よって、送信信号Ｒ２〜Ｒ（ｎ−１）の非重畳帯域は、（１／Ｎ−２α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌとなる。また、外側帯の送信信号Ｒ１、Ｒｎの非重畳帯域は（１／Ｎ−α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌとなる。
従って、本実施形態を用いる場合の占有周波数帯域幅は、以下となる。

（外側帯の非重畳帯域の帯域幅）×（外側帯の信号数）＋（外側帯以外の非重畳帯域の帯域幅）×（外側帯を除いた信号数）＋（重畳帯域の帯域幅）×（重畳帯域の数）
＝（１／Ｎ−α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌ×２＋（１／Ｎ−２α／Ｎ）×ｆ_ａｌｌ×（Ｎ−２）＋（α×ｆ_ａｌｌ／Ｎ）×（Ｎ−１）
＝｛（１−α）＋α／Ｎ）｝ｆ_ａｌｌ

上記のように、受信側において干渉抑圧処理を用いて達成可能な最大の重畳率をαとするとき、本実施の形態を用いることにより、外側帯以外の信号についてはαを越える重畳率が許容され得る。従って、従来技術と比較して、伝送信号全体の占有周波数帯域幅を圧縮できるため、周波数利用効率を向上させることが可能である。

本実施形態における重畳伝送方式により送信された信号に対する逐次復調復号では、外側帯の内側に配置された信号を復調復号するために、レプリカ信号を生成して干渉を除去しながら復調復号を繰り返して行うので、逐次復調復号の初期の復調復号で訂正が不可能な誤りが生じると、誤りが後続の復調復号に伝播するので、重畳されたすべての信号を正しく復調復号することができなくなってしまう。
そこで、以下の実施形態では、重畳伝送方式の逐次復調復号において誤りが後続の復調復号に伝播することを低減させることのできる送信装置について説明する。

[第２実施形態]
図６は、第２実施形態の無線通信システムにおける送信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、送信装置２００は、第１実施形態の送信装置１００と同様に、Ｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを重畳した重畳信号を送信する場合について説明する。また、重畳信号に含まれるＮ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの搬送波の中心周波数及び帯域幅と、隣接する信号との重畳帯域幅とは、予め定められている。また、本実施形態の無線通信システムにおける受信装置は、第１実施形態の受信装置５００と同じ構成であるのでその説明を省略する。
同図に示すように、送信装置２００は、無線リソース制御部２１０と、可変シリアル・パラレル変換器２２０と、Ｎ個の中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎと、周波数変換器２８０と、合成器２９０を備えている。

無線リソース制御部２１０は、Ｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを受信する受信装置が送信信号Ｒ１〜Ｒｎを逐次復調復号する順序に応じて、送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの送信エネルギーの制御を行う。具体的には、逐次復調復号される順序に応じて、逐次復調復号される順番が早い信号に送信電力を多く割り当てる。この送信電力の制御は、入力ビットストリームを送信する際の送信電力及びＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme；変調・符号化方式）レベルの設定により行われ、ＭＣＳ（符号化率と変調方式）、平均送信電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比（＝（非重畳帯域の送信電力）／（重畳帯域の送信電力））をパラメータとして設定される。

例えば、符号化率を低くすると、１ビットの情報が符号化率の逆数に応じて冗長ビットが付加されて送信されるので、当該情報の送信のために要する送信電力が増加する。また、変調方式を６４ＱＡＭ（16 Quadrature amplitude modulation；１６値直交振幅変調）からＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying；４位相偏移変調）にすると送信する１シンボルあたりのビット数が減り、１ビットあたりの送信電力が増加する。また、送信電力の増加に応じて１ビットの情報あたりの送信電力は、増加する。
ここで、制御信号は、符号化率、変調方式、平均送信電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比を含む信号である。そして、無線リソース制御部２１０は、制御信号を中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎそれぞれに出力することで、受信装置において送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれが復調復号される順序に応じて順序に応じて電力比を比較することで、送信信号Ｒ１〜Ｒｎの送信電力を制御する。

可変シリアル・パラレル変換器２２０は、送信すべき入力ビットストリームが入力され、入力された入力ビットストリームをＮ個のビットストリームに分割して中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎに出力する。
中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎは、同じ構成を有しているので、中間信号生成部２３０−１の構成を説明し、中間信号生成部２３０−２〜２３０−Ｎの説明を省略する。中間信号生成部２３０−１は、符号化器２４０と、変調器２５０と、重み演算器２６０と、周波数変換器２７０とを有している。

符号化器２４０は、無線リソース制御部２１０から入力される制御信号で示される符号化率で、可変シリアル・パラレル変換器２２０から入力されるビットストリームを誤り訂正符号化して出力する。変調器２５０は、無線リソース制御部２１０から入力される制御信号で示される変調方式で、符号化器２４０により誤り訂正符号化されたビットストリームを用いてサブキャリアを変調し、変調により得られたベースバンド信号を重み演算器２６０に出力する。

重み演算器２６０は、無線リソース制御部２１０から入力される制御信号に含まれる平均送信電力値及び電力比に基づいて、変調器２５０から入力されるベースバンド信号のうち、当該ベースバンド信号より後に逐次復調復号されるベースバンド信号と重畳される周波数帯域の信号と、それ以外の周波数帯域の信号とに対して異なる増幅率で増幅する。具体的には、重み演算器２６０は、入力されるベースバンド信号より後に逐次復調復号されるベースバンド信号と重畳される周波数帯域の信号に対して、当該信号の平均電力値が
「（制御信号に含まれる平均送信電力値）×（制御信号に含まれる重畳帯域と非重畳帯域との電力比）」となるように増幅する。一方、それ以外の周波数帯域の信号に対して、当該信号の平均電力値が、制御信号に含まれる平均送信電力値となるように増幅する。
周波数変換器２７０は、重み演算器２６０が増幅したベースバンド信号を周波数変換して予め定められた中間周波数（Intermediate Frequency；ＩＦ）の帯域の中間信号を出力する。

なお、符号化器２４０で用いられる誤り訂正符号は、第１実施形態の符号化器１４０と同様である。また、変調器２５０で用いられる変調方式は、第１実施形態の変調器１５０と同様である。また、周波数変換器２７０で用いる中間周波数は、各中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎごとに異なり、周波数領域においてそれぞれから出力される中間信号が隣接する中間信号と重畳するように定められる。但し、中間周波数は、隣接する中間信号の重畳する帯域幅が、互いの限界の重畳率を超えないように中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎが出力する中間信号の帯域幅に基づいて定められる。

合成器２９０は、中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎそれぞれから出力される中間信号すべてを合成して周波数変換器２８０に出力する。周波数変換器２８０は、合成器２９０で合成された中間信号を予め定められた搬送波周波数の帯域の送信信号に周波数変換をして、変換により得られた送信信号をアンテナに出力して送信する。

上記の構成により、無線リソース制御部２１０は、中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎ対して個別に制御信号を出力してそれぞれが有する、符号化器２４０、変調器２５０、及び重み演算器２６０を制御する。これにより、無線リソース制御部２１０は、Ｎ個に分割されたビットストリームそれぞれに対する、符号化率と、変調方式と、重畳周波数帯域及び非重畳帯域の電力比と、平均送信電力とをパラメータとして重畳信号に含まれる送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの送信電力を制御する。

図７は、本実施形態の送信装置２００が送信する送信信号（重畳信号）を示す模式図である。横軸は周波数を示し、縦軸は重畳信号に含まれる各信号の電力値を示す。ここでは、重畳信号は、送信信号Ｒ１〜Ｒ５が含まれる場合について説明する（Ｎ＝５）。
図７（ａ）は、重畳信号を受信する受信装置が、最外側から内側に向けて復調復号した信号を足がかりにして干渉を抑圧しながら重畳信号から各送信信号Ｒ１〜Ｒ５を逐次復調復号する場合（例えば、送信信号Ｒ１、Ｒ５、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ３の順で復調復号する場合）の送信信号を示す図である。このとき、無線リソース制御部２１０は、中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎの重み演算器２６０に出力する制御信号に含まれる平均電力値を用いて、送信信号Ｒ３より周波数帯域の端に近い位置に配置される送信信号Ｒ２及び送信信号Ｒ４に送信信号Ｒ３より送信電力を多く割り当て、送信信号Ｒ２及び送信信号Ｒ４より周波数帯域の端に近い送信信号Ｒ１及び送信信号Ｒ５に信号２及び送信信号Ｒ３より送信電力を多く割り当てる。

例えば、（ＭＣＳ，平均送信電力値）の組み合わせを、送信信号Ｒ１に対して（６４ＱＡＭ１／２，＋４ｄＢ）とし、送信信号Ｒ２に対して（６４ＱＡＭ１／２，−２ｄＢ）とし、送信信号Ｒ３に対して（６４ＱＡＭ１／２，−４ｄＢ）、送信信号Ｒ４に対して（６４ＱＡＭ１／２，−２ｄＢ）とし、送信信号Ｒ５に対して（６４ＱＡＭ１／２，＋４ｄＢ）とする。なお、重畳帯域と非重畳帯域との電力比は、「１．０」としている。
これにより、受信装置において重畳信号から送信信号Ｒ１〜Ｒ５それぞれを復調復号する際に、逐次復調復号される順番の早い信号ほど受信電力値を高くすることができ、送信信号Ｒ１、Ｒ５の復調復号において誤りの生じる可能性を低減させることができる。

図７（ｂ）は、重畳信号を受信する受信装置が、周波数の低い側から周波数の高い側に順番（送信信号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の順番）に逐次復調復号する場合の送信信号を示す図である。このとき、無線リソース制御部２１０は、中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎそれぞれの重み演算器２６０に出力する制御信号に含まれる平均電力値を用いて、送信信号Ｒ１〜Ｒ５の送信電力値の大小関係が、「送信信号Ｒ１＞送信信号Ｒ２＞送信信号Ｒ３＞送信信号Ｒ４＞送信信号Ｒ５」となるように送信電力を割り当てる。このとき、符号化率、及び変調方式は、それぞれの中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎにおいて同じにしてもよい。なお、重畳帯域と非重畳帯域との電力比は、「１」としている。

図７（ｃ）は、重畳信号を受信する受信装置が、図７（ａ）の場合と同様に逐次復調復号を行うとともに、重畳帯域と非重畳帯域との電力比を１より小さい値としている場合の送信信号を示す図である。
これにより、隣接する信号の重畳帯域において、先に復調復号される信号が、後から復調復号される信号より受信強度が小さくなるように重畳帯域のサブキャリアの電力を調整することができる。その結果、逐次復調復号して生成したレプリカ信号に誤りが含まれていたとしても、後に逐次復調復号される信号の受信電力値を高くすることができ、図７（ａ）の場合に比べ、誤りが伝播する確率をさらに低くすることができる。同図において、具体的には、送信信号Ｒ２の周波数帯域のうち送信信号Ｒ２より後に逐次復調復号される送信信号Ｒ３と重畳される重畳帯域の送信電力が低くなっているので、送信信号Ｒ２の逐次復調復号において誤りが生じたとしても、送信信号Ｒ２の誤りが送信信号Ｒ３の逐次復調復号に伝播する可能性を低減することができる。

無線リソース制御部２１０は、図７（ａ）〜（ｃ）に示したように、受信装置において逐次復調復号される順番の早い順に送信電力を多く割り当てる。また、無線リソース制御部２１０は、受信装置において逐次復調復号される順番の早い順に、干渉耐力の高い信号を割り当てるようにしてもよい。
信号の干渉耐力は、例えば、符号化率・変調方式が６４ＱＡＭ３／４の信号より、ＱＰＳＫ１／２の信号が高い。つまり、伝送するデータあたりの送信電力を高くすると干渉耐力が高くなる。また、より誤り訂正能力が高いＦＥＣを用いると干渉耐力が高くなり、例えば、ＲＳ（Read-Solomon）符号を適用した信号より、ターボ符号を適用した信号が同じ符号化率で比較した場合に優れた受信特性を有する。

また、無線リソース制御部２１０は、自送信装置２００において最も干渉耐力の高い信号が最初に逐次復調復号され、最も干渉耐力の低い信号が最後に逐次復調復号されるように受信装置の逐次復調復号の順序に応じて各信号の符号化率、変調方式、平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比を定めるようにしてもよい。
例えば、図７（ａ）に示した順序により逐次復調復号をする場合、次にように各パラメータを定める。（ＭＣＳ，平均送信電力値，重畳帯域と非重畳帯域との電力比）の組み合わせを、送信信号Ｒ１に対して（ＱＰＳＫ３／４，０ｄＢ，１．０）とし、送信信号Ｒ２に対して（１６ＱＡＭ１／２，０ｄＢ，１．０）とし、送信信号Ｒ３に対して（６４ＱＡＭ１／２，０ｄＢ，１．０）とし、送信信号Ｒ４に対して（１６ＱＡＭ１／２，０ｄＢ，１．０）とし、送信信号Ｒ５に対して（ＱＰＳＫ３／４，０ｄＢ，１．０）とする。

上記のように、無線リソース制御部２１０が、受信装置における逐次復調復号の順序に応じて、送信する信号を生成する際のパラメータ（ＭＣＳ（符号化率と変調方式)，平均送信電力値，重畳帯域と非重畳帯域との電力比）を定めるようにした。これにより、逐次復調復号の順序が早い信号を送信する際に用いる送信電力を高くして干渉耐力を高めることができ、逐次復調復号の初期の段階で誤りの発生を抑制することができる。また、誤りの伝播により重畳信号に含まれるすべての信号を正しく復調復号できなくなる可能性を低減することができる。
換言すると、送信するデータのビットあたりの送信電力を高くすることで、逐次復調復号される順番の早い信号の干渉耐力を高めて逐次復調復号の初期の段階における誤りの発生の可能性を低減させることができるとともに、逐次復調復号において誤りが後続の復調復号に伝播することを低減させることができ、重畳信号に含まれる信号すべての逐次復調復号の精度を向上させることができる。

なお、無線リソース制御部２１０は、選択した符号化率と変調方式とに応じて中間信号生成部２３０−１〜２３０−Ｎそれぞれが単位時間当たりに送信できるデータ量に応じて、可変シリアル・パラレル変換器２２０から出力されるＮ個に分割されたビットストリームそれぞれのデータ量を変更してもよい。具体的には、逐次復調復号の順序が早い信号で伝送するビットストリームのデータ量を、逐次復調復号の順序が遅い信号で伝送するビットストリームのデータ量より少なくする。これにより、符号化率、変調方式の設定により送信できるデータ量が少なくなる場合においても、入力ビットストリームを滞りなく送信することができる。

なお、無線リソース制御部２１０は、ＭＣＳ（符号化率と変調方式)、送信平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比の組み合わせと、受信装置における通信品質を表す指標とを対応付けたテーブルを設け、受信装置５００における重畳信号に含まれる送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信品質を表す指標を受信して、当該受信品質を表す指標に対応する、ＭＣＳ、送信平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比の組み合わせをテーブルから読み出し、読み出した組み合わせにより送信電力を設定するようにしてもよい。
これにより、受信装置５００における送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信品質に応じた重畳信号の送信をすることができ、送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信品質の劣化を防ぐように重畳信号を送信することができる。受信品質を表す指標は、例えば、ＢＥＲ（Bit Error Rate；ビット誤り率）や、送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信電力値などである。また、テーブルに記憶されている、ＭＣＳ、送信平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比の組み合わせは、シミュレーションや、実測値に基づいたものであり、予め定められたものである。

[第３実施形態]
図８は、第３実施形態の無線通信システムにおける送信装置３００の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態の送信装置１００と同様に、Ｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを重畳した重畳信号を送信する場合について説明する。また、重畳信号に含まれるＮ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの搬送波の中心周波数及び帯域幅と、隣接する信号との重畳帯域幅とは、予め定められている。また、本実施形態の無線通信システムにおける受信装置は、第１実施形態の受信装置５００と同じ構成であるのでその説明を省略する。
同図に示すように、送信装置３００は、無線リソース制御部３１０と、可変シリアル・パラレル変換器３２０と、ベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎと、ＯＦＤＭ信号生成器３７０と、周波数変換器３８０と、合成器３９０−１〜３９０−（Ｎ−１）とを備えている。

無線リソース制御部３１０は、第２実施形態の無線リソース制御部２１０と同じ構成を有しており、自装置が送信する重畳信号に含まれる送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの送信電力の制御を行う制御信号をベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎそれぞれに出力する。可変シリアル・パラレル変換部３２０は、送信すべき入力ビットストリームが入力され、入力された入力ビットストリームを（Ｎ×３）個のビットストリームに分割し、３個のビットストリームをベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎに出力する。ベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎそれぞれに入力される３個のビットストリームは、送信信号Ｒｉ（１≦ｉ≦ｎ）において、低周波数側に隣接する送信信号Ｒ（ｉ−１）との重畳帯域に配置される信号と、非重畳帯域配置される信号と、高周波数側に隣接する送信信号Ｒ（ｉ＋１）との重畳帯域に配置される信号とそれぞれに対応する。但し、送信信号Ｒ１には低周波数側に隣接する信号がなく、送信信号Ｒｎには高周波数側に隣接する信号がないので、２つのビットストリームが非重畳領域に配置され、１個のビットストリームが重畳領域に配置される。

ベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎは、それぞれ周波数帯域の低いほうから順に送信信号Ｒ１〜Ｒｎに対応している。また、ベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎは、同じ構成を有しているので、ベースバンド信号生成部３３０−１の構成を説明し、ベースバンド信号生成部３３０−２〜３３０−Ｎの説明を省略する。ベースバンド信号生成部３３０−１は、符号化器３４０と、変調器３５０と、重み演算器３６０とを有している。
符号化器３４０は、無線リソース制御部３１０から入力される制御信号で示される符号化率で、可変シリアル・パラレル変換器３２０から入力される３つのビットストリームそれぞれを誤り訂正符号化して出力する。変調器３５０は、無線リソース制御部３１０から入力される制御信号で表される変調方式で、符号化器３４０により誤り手製符号化された３つのビットストリームそれぞれを用いてサブキャリアを変調し、変調により得られた３つのベースバンド信号を重み演算器３６０に出力する。

重み演算器３６０は、無線リソース制御部３１０から入力される制御信号に含まれる平均送信電力値及び電力比に基づいて、変調器３５０から入力される３つのベースバンド信号のうち、当該ベースバンド信号より後に逐次復調復号されるベースバンド信号と加算されるベースバンド信号と、それ以外の２つのベースバンド信号とに対して異なる増幅率で増幅する。具体的には、重み演算器３６０は、入力されるベースバンド信号より後に逐次復調復号されるベースバンド信号と重畳される周波数帯域のベースバンド信号に対して、当該ベースバンド信号の平均電力値が「（制御信号の示す平均送信電力値）×（制御信号の示す重畳帯域と非重畳帯域との電力比）」となるように増幅する。一方、他の２つのベースバンド信号に対して、当該信号の平均電力値が、制御信号に含まれる平均送信電力値となるように増幅する。

ベースバンド信号生成部３３０−１の重み演算器３６０は、低周波数側の重畳帯域のベースバンド信号と、非重畳帯域のベースバンド信号をＯＦＤＭ信号生成器３７０に出力し、高周波数側の重畳帯域のベースバンド信号を合成器３９０−１に出力する。ベースバンド信号生成部３３０−ｉ(２≦ｉ≦Ｎ−１)の重み演算器３６０は、低周波数側の重畳帯域のベースバンド信号を合成器３９０−ｉに出力し、非重畳帯域のベースバンド信号をＯＦＤＭ信号生成器３７０に出力し、高周波数側の重畳帯域のベースバンド信号を合成器３９０−（ｉ＋１）に出力する。ベースバンド信号生成部３３０−Ｎは、低周波数側の重畳帯域のベースバンド信号を合成器３９０−（Ｎ−１）に出力し、非重畳帯域のベースバンド信号と、高周波数側の重畳帯域のベースバンド信号をＯＦＤＭ信号生成器３７０に出力する。

合成器３９０−１は、ベースバンド信号生成部３３０−１から出力される高周波数側の重畳帯域のベースバンド信号と、ベースバンド信号生成部３３０−２から出力される低周波数側の重畳帯域のベースバンド信号とを加算により合成してＯＦＤＭ信号生成器３７０に出力する。合成器３９０−ｉ（２≦ｉ≦Ｎ−１）は、ベースバンド信号生成部３００−ｉから出力される高周波数側の重畳帯域のベースバンド信号と、ベースバンド信号生成部３３０−（ｉ＋１）から出力される低周波数側の重畳帯域のベースバンド信号とを加算により合成したベースバンド信号をＯＦＤＭ信号生成器３７０に出力する。合成器３９０−（Ｎ−１）は、ベースバンド信号生成部３３０−（Ｎ−１）から出力される高周波数側の重畳帯域のベースバンド信号と、ベースバンド信号生成部３３０−Ｎから出力される低周波数側の重畳帯域のベースバンド信号とを加算により合成したベースバンド信号をＯＦＤＭ信号生成器３７０に出力する。

ＯＦＤＭ信号生成器３７０は、ベースバンド信号生成部３３０−１〜３３０−Ｎ、及び合成器３９０−１〜３９０−（Ｎ−１）から入力されたベースバンド信号に対して逆フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform；ＩＦＦＴ）を行い、周波数領域から時間領域の信号に変換して周波数変換器３８０に出力する。
周波数変換器３８０は、ＯＦＤＭ信号生成器３７０から入力された信号の周波数を搬送波帯域の送信信号に変換し、変換により得られた送信信号をアンテナに出力して送信する。

上記のように、ＦＥＣ尤度マスクと干渉抑圧処理とをＯＦＤＭ変調を用いる場合、送信装置３００は、複数信号系列の加算処理をベースバンド領域で行い、重畳される周波数帯域のサブキャリアのみを互いに加算し、加算したサブキャリアと、非重畳帯域のサブキャリアとをＯＦＤＭ信号生成器３７０（逆フーリエ変換器）に入力して送信信号Ｒ１〜Ｒｎを重畳した重畳信号を生成することができる。これにより、複数のベースバンド信号を中間周波数に変換するために複数の周波数変換器を設けずとも重畳伝送を行うことができ、送信装置の構成を簡略化することができる。

なお、無線リソース制御部３１０は、ＭＣＳ（符号化率と変調方式)、送信平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比の組み合わせと、受信装置における通信品質を表す指標とを対応付けたテーブルを設け、受信装置５００における重畳信号に含まれる送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信品質を表す指標を受信して、当該受信品質を表す指標に対応する、ＭＣＳ、送信平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比の組み合わせをテーブルから読み出し、読み出した組み合わせにより送信電力を設定するようにしてもよい。
これにより、受信装置５００における送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信品質に応じた重畳信号の送信をすることができ、送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信品質の劣化を防ぐように重畳信号を送信することができる。受信品質を表す指標は、例えば、ＢＥＲ（Bit Error Rate；ビット誤り率）や、送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信電力値などである。また、テーブルに記憶されている、ＭＣＳ、送信平均電力値、及び、重畳帯域と非重畳帯域との電力比の組み合わせは、シミュレーションや、実測値に基づいたものであり、予め定められたものである。

[第４実施形態]
続いて、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の無線通信システムは、Ｎ個の送信装置と、少なくとも１つの受信装置とを具備する。
図９は、第４実施形態の無線通信システムの送信装置４００−１〜４００−Ｎ（Ｎ＝ｎは、２以上の自然数）の構成を示す概略ブロック図、及びそれぞれが送信する信号の周波数帯域における配置の一例を示した図である。ここでは、送信装置２００は、第１実施形態の送信装置１００と同様に、Ｎ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎを重畳した重畳信号を送信する場合について説明する。また、重畳信号に含まれるＮ個の送信信号Ｒ１〜Ｒｎそれぞれの搬送波の中心周波数及び帯域幅と、隣接する信号との重畳帯域幅とは、予め定められている。また、本実施形態における受信装置は、第１実施形態の受信装置５００と同じ構成であるので、構成の説明及び処理の説明を省略する。

同図において、送信装置４００−１〜４００−Ｎは、同じ構成を有しており、それぞれが無線リソース制御部４１０と、符号化器２４０と、変調器２５０と、重み演算器２６０と、周波数変換器４７０とを備えている。なお、第２実施形態の送信装置２００と同じ構成には、同一の符号（２４０、２５０、２６０）を付してその説明を省略する。

無線リソース制御部４１０は、第２実施形態の無線リソース制御部２１０と同じ構成を有しており、受信装置における受信電力値などの受信品質に応じて、自装置が送信する送信信号Ｒｉ（１≦ｉ≦ｎ）の送信電力の制御を行う制御信号を符号化器２４０、変調器２５０、及び重み演算器２６０に出力する。具体的には、無線リソース制御部４１０は、周波数軸上隣接し重畳される信号の受信電力値と、自装置が送信する信号との受信電力の大小関係と、受信装置が送信信号Ｒ１〜Ｒｎを逐次復調復号する順序とに基づいて、符号化率、変調方式、平均送信電力、及び重畳帯域と非重畳帯域との電力比のパラメータを予め定められた時間間隔ごとに設定し、設定したパラメータを含む制御信号を出力する。
周波数変換器４７０は、重み演算器２６０から入力されるベースバンド信号を搬送波周波数に周波数変換し、変換により得られた送信信号をアンテナに出力して送信する。各送信装置４００−１〜４００−Ｎが送信する信号は、図９に示すように、周波数軸上で隣接する信号の端が重畳するように搬送波の中心周波数と、周波数帯域幅とが予め定められている。

上記の構成により、送信装置４００−１〜４００−Ｎは、受信装置における受信品質に応じた送信電力で送信信号Ｒ１〜Ｒｎを送信することができるので、受信装置が受信する伝送路上で合成された重畳信号に含まれる送信信号Ｒ１〜Ｒｎの受信電力を逐次復調復号される順番が早い順に大きくすることができる。これにより、逐次復調復号される順番の早い信号の干渉耐力を高めて逐次復調復号の初期の段階における誤りの発生の可能性を低減させることができ、重畳信号に含まれる信号すべての逐次復調復号の精度を向上させることができる。
このように、重畳伝送される信号に対してＦＥＣ尤度マスク及び干渉抑圧処理を行う無線通信システムにおいても、逐次復調復号において誤りが後続の復調復号に伝播することを低減させることができる。

なお、本発明に記載の増幅部は、重み演算器２６０及び重み演算気３６０に対応する。

本願発明は、移動局及び固定局を問わず、無線通信により複数の信号を伝送する通信装置及び通信システムに適用することができる。

１００、２００、３００…送信装置
１２０…シリアル・パラレル変換器
１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−Ｎ…送信部
１４０、２４０、３４０…符号化器
１５０、２５０、３５０…変調器
１７０、２７０、２８０、３８０、４７０…周波数変換器
１９１…合成器
２１０、３１０、４１０…無線リソース制御部
２２０、３２０…可変シリアル・パラレル変換器
２３０−１、２３０−２、２３０−３、２３０−Ｎ…中間信号生成部
２６０、３６０…重み演算器
２９０…合成器
３３０−１、３３０−２、３３０−３、３３０−Ｎ…ベースバンド信号生成部
３７０…ＯＦＤＭ信号生成器
３９０−１、３９０−２、３９０−３、３９０−（Ｎ−１）…合成器
４００−１、４００−２、４００−３、４００−Ｎ…送信装置
５００…受信装置
５１０…復号回数カウンタ
５１５…スイッチ
５２０…減算器
５２５…遅延器
５３０、５３０ａ、…処理帯域決定器
５３５…ローカル信号発生器
５４０…ミキサ
５４５…バンドパスフィルタ
５５０、５５０ａ…伝送路推定器
５５５、５５５ａ…復調器
５５７…帯域抽出器
５６０…重み係数生成器
５６５…第１重み演算器
５７０…復号器
５７５…データバッファ
５８０…レプリカ生成器
５８２…再符号化器
５８４…再変調器
５８６…第２重み演算器
５９０…データ抽出・並替器

Claims (3)

1. 周波数領域において隣接する送信信号と端が重畳され誤り訂正符号が適用された複数の送信信号を重畳信号として受信し、該重畳信号のうち最も高い周波数又は最も低い周波数帯域の送信信号から順に復調復号するとともに復調復号した送信信号のレプリカ信号を生成して該重畳信号から除去する処理を繰り返して、受信した該重畳信号に含まれる送信信号の復調復号を行う受信装置に前記複数の送信信号を送信する送信装置であって、
   前記複数の送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い順に送信信号の送信電力を高くし、共通の重畳帯域を有する送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い送信信号の該重畳帯域の送信電力を、該送信信号より復号される順序の遅い送信信号の該重畳帯域の送信電力より低くする設定する制御部と、
   前記制御部の設定した送信電力に応じて送信信号を増幅する増幅部と
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 送信すべきデータに対して誤り訂正符号化を行う符号化器と、
   前記符号化器により符号化されたデータを変調する変調器と、
   前記変調器が変調したデータを周波数変換して複数の送信信号に変換する周波数変換器と、
   を備え、
   前記制御部が、前記複数の送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い順に、前記符号化器における符号化率を低くするか、又は、前記変調器における１シンボルあたりのビット数を少なくする
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 周波数領域において隣接する送信信号と端が重畳され誤り訂正符号が適用された複数の送信信号を重畳信号として受信し、該重畳信号のうち最も高い周波数又は最も低い周波数帯域の送信信号から順に復調復号するとともに復調復号した送信信号のレプリカ信号を生成して該重畳信号から除去する処理を繰り返して、受信した該重畳信号に含まれる送信信号の復調復号を行う受信装置に前記複数の送信信号を送信する送信装置における送信方法であって、
   前記複数の送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い順に送信信号の送信電力を高くし、共通の重畳帯域を有する送信信号のうち前記受信装置が復号する順序の早い送信信号の該重畳帯域の送信電力を、該送信信号より復号される順序の遅い送信信号の該重畳帯域の送信電力より低くする設定する制御過程と、
   前記制御過程において設定した送信電力に応じて送信信号を増幅する増幅過程と
   を備えることを特徴とする送信方法。

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