JP5699660B2 - 無線通信システム、送信機、受信機及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、送信機、受信機及び無線通信方法に関する。

現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）の標準化が進められている。
ＬＴＥ−Ａでは、１Ｇｂｐｓを超えるピークデータレートを実現するため、複数のコンポーネントキャリア（Component Carrier）を用いて広帯域伝送を行なうキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）技術が採用される。

キャリアアグリゲーションでは、送信機が、図１（Ａ）に例示するように、受信機宛の信号（データ）を複数の信号に分割し、分割した各信号（以下、分割信号ともいう）についてアップコンバート処理を施す。
次に、送信機は、図１（Ｂ）に例示するように、各分割信号を、例えば中心周波数ｆ_１，ｆ_２（ｆ_１＞ｆ_２＞０）を有する複数のコンポーネントキャリアＣＣ_１及びＣＣ_２にそれぞれ割り当てて無線信号を生成し、生成した無線信号を受信機へ送信する。

一方、受信機では、図１（Ｃ）に例示するように、送信機からの無線信号を受信し、各コンポーネントキャリアＣＣ_１及びＣＣ_２に割り当てられた複数の分割信号についてダウンコンバート処理を施す。
そして、受信機は、図１（Ｄ）に例示するように、複数の分割信号をベースバンド帯で合成し、信号を復元して再生する。

以上のように、キャリアアグリゲーションを用いることにより、複数のコンポーネントキャリアを束ねて帯域を拡張することができる。

ところで、受信機は、図２（Ａ）に例示するように、送信機から受信した時間波形ｇ（ｔ）の信号について、例えば、１／Δｆのサンプリング時間でアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を施し、信号を再生する。なお、Δｆは、Ａ／Ｄ変換処理におけるサンプリング周波数を表す。
ここで、当該処理を周波数軸上で観察すると、図２（Ｂ）に示すように、時間波形ｇ（ｔ）のフーリエ変換結果であるスペクトラムＧ（ｆ）が、Δｆの帯域毎に重ねられた信号Ｇ’（ｆ）に変換される。なお、Ｇ（ｆ）の帯域幅は、図２（Ｂ）の例では２Δｆである。

従って、図３に例示するように、受信機が、各コンポーネントキャリアＣＣ_１及びＣＣ_２に割り当てられた信号Ｇ_１（ｆ_１），Ｇ_２（ｆ_２）を単一のサンプリング周波数でサンプリングした場合、スペクトラムの重なり（図３の黒塗り部分参照）が生じることがある。
このような場合、受信機は、スペクトラムの重なり部分を分離することができず、元の信号を正確に再生できない。

そこで、本発明は、通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアを用いた無線通信において、信号を正確に再生できるようにすることを目的の１つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。

（１）第１の案として、通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信機とをそなえ、前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記コンポーネントキャリアの中心周波数、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、又は、前記受信サンプリング周波数を制御する、無線通信システムを用いることができる。

（２）また、第２の案として、通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信機とをそなえた無線通信システムの前記送信機において、前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記コンポーネントキャリアの中心周波数を制御する制御部と、前記制御部によって制御された前記の各中心周波数を有する複数のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信部とをそなえる、送信機を用いることができる。

（３）さらに、第３の案として、通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信する受信機とをそなえた無線通信システムの前記受信機において、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信処理部と、前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、又は、前記受信サンプリング周波数を制御する制御部とをそなえる、受信機を用いることができる。

（４）また、第４の案として、通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信機とをそなえた無線通信システムに用いられる無線通信方法において、前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記コンポーネントキャリアの中心周波数、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、又は、前記受信サンプリング周波数を制御する、無線通信方法を用いることができる。

複数のコンポーネントキャリアを用いた無線通信において、信号を正確に再生できるようになる。

キャリアアグリゲーションによる無線通信の一例を示す図である。 サンプリング処理の一例を示す図である。 キャリアアグリゲーションにより送信された信号を、受信機側で一括して再生する例を示す図である。 一実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。 図４に示す送信機の一例を示す図である。 一実施形態に係る各コンポーネントキャリアの配置の一例を示す図である。 図４に示す受信機の一例を示す図である。 ダウンコンバート後のスペクトラム配置の一例を示す図である。 第１変形例に係る受信機の一例を示す図である。 第２変形例に係る受信機の一例を示す図である。 ノイズにより信号を再生できない場合の各コンポーネントキャリアの配置の一例を示す図である。 第３変形例に係る各コンポーネントキャリアの配置の一例を示す図である。 第４変形例に係る受信機の一例を示す図である。 デシメーション前後のデータ配置の一例を示す図である。 コンポーネントキャリアの配置の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す各実施形態及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、各実施形態及び変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔１〕一実施形態の説明
（１．１）無線通信システムの構成例
図４は一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。

この図４に示す無線通信システム１は、例示的に、送信機２と、受信機３−１〜３−３とをそなえる。なお、以下では、受信機３−１〜３−３を区別しない場合、単に受信機３と表記する。また、送信機２及び受信機３の数は、図４に例示する数にそれぞれ限定されない。
ここで、送信機２は、キャリアアグリゲーションによる無線通信を実施することができる無線通信装置である。例えば、ＬＴＥ−Ａにおける無線基地局や無線端末や中継装置などが送信機２として機能し得る。

送信機２は、受信機３宛の信号（データ）を複数の信号に分割し、分割した各信号（以下、分割信号ともいう）を複数のコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てて無線信号を生成する。そして、送信機２は、生成した無線信号を受信機３へ送信する。
また、送信機２は、送信機２が提供するセルやセクタなどの無線エリア４内に位置する受信機３−１〜３−３と直接的に無線通信することができる。なお、送信機２は、各種の中継装置を介し、無線エリア４外に位置する他の受信機と間接的に無線通信してもよい。

一方、受信機３は、送信機２からの無線信号を受信し、受信した無線信号について所定の受信処理を施すとともに、所定のサンプリング周波数（以下、受信サンプリング周波数ともいう）によりアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を施す。
これにより、送信機２によって各コンポーネントキャリアに割り当てられた複数の分割信号が、ベースバンド帯にダウンコンバートされ、合成されて、元の信号が再生（復元）される。

つまり、受信機３の受信サンプリング処理によって、上記複数のコンポーネントキャリアが、周波数軸上において重ね合わせられる。なお、ＬＴＥ−Ａにおける無線端末や無線基地局や中継装置などが受信機３として機能し得る。
本例では、上記受信処理の際、周波数軸上において、複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに、各コンポーネントキャリアに割り当てられた複数の信号が互いに重ならないような位置に各コンポーネントキャリアが配置される。

具体的には例えば、送信機２が、受信機３での受信サンプリング周波数に基づいて、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御したり、受信機３が、無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数を制御したりする。また、受信機３が、Ａ／Ｄ変換処理におけるサンプリング周波数を制御してもよい。
前述のように配置された複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた信号を受信した受信機３は、各コンポーネントキャリアについて、所定の受信サンプリング周波数による受信処理を一括して行なうことで信号を正確に再生できる。なぜなら、各コンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てられたデータが周波数軸上で重なり合わないからである。

また、受信機３は、単一のサンプリング周波数を用いてデータを一括再生することができるので、受信機３におけるローカル発振器の設置数を減少させ、受信機３の構成をより単純化するとともに、低コスト化が可能となる。
以下、送信機２及び受信機３の構成の一例について説明する。なお、送信機２及び受信機３の各構成は、あくまで一例であり、本発明は以下に示すような構成に限定されないのはいうまでもない。

（１．２）送信機２の構成例
図５は送信機２の構成の一例を示す図である。
この図５に示す送信機２は、例示的に、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部２０と、フィルタ２１−１〜２１−４と、周波数制御部２２と、乗算器２３−１〜２３−４と、発振器２４−１，２４−２とをそなえる。また、送信機２は、例示的に、π／２移相器２５−１，２５−２と、加算器２６−１，２６−２と、アンテナ２７−１，２７−２とをそなえる。

なお、図５は、送信機２が、受信機３宛の信号を２個の信号に分割し、各分割信号を２個のコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てて送信する場合の送信機２の構成を示した一例に過ぎない。例えば、送信機２が、受信機３宛の信号をＭ（Ｍは２以上の整数）個の信号に分割し、Ｍ個の分割信号をＭ個のコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てて送信する場合、コンポーネントキャリア数（Ｍ）に応じた数のフィルタ，乗算器，発振器，π／２移相器，加算器及びアンテナが送信機２にそなえられることはいうまでもない。また、前述のフィルタは、ＬＰＦ（Low Pass Filter）でもよい。

ここで、Ｓ／Ｐ変換部２０は、受信機３宛の信号について、シリアル／パラレル変換処理を施す。図５に示す例では、Ｓ／Ｐ変換部２０が、受信機３宛の信号を２個の分割信号にシリアル／パラレル変換する。Ｓ／Ｐ変換部２０によって分割された一方の分割信号はフィルタ２１−１及びフィルタ２１−２へ出力され、Ｓ／Ｐ変換部２０によって分割された他方の分割信号はフィルタ２１−３及びフィルタ２１−４へ出力される。

フィルタ２１−１〜２１−４は、それぞれ、所定の周波数帯域を有する信号を通過させる一方、それ以外の周波数帯域を有する信号を遮断する。
発振器２４−１及び発振器２４−２は、後述の周波数制御部２２によって制御される周波数を有する交流波をそれぞれ発生する。
また、π／２移相器２５−１，２５−２は、それぞれ、発振器２４−１，２４−２からの交流波にπ／２の位相偏移を与える。

さらに、乗算器２３−１は、フィルタ２１−１からの信号と発振器２４−１からの交流波とを乗算出力し、乗算器２３−２は、フィルタ２１−２からの信号とπ／２移相器２５−１からのπ／２偏移した交流波とを乗算出力する。
同様に、乗算器２３−３は、フィルタ２１−３からの信号と発振器２４−２からの交流波とを乗算出力し、乗算器２３−４は、フィルタ２１−４からの信号とπ／２移相器２５−２からのπ／２偏移した交流波とを乗算出力する。

これにより、Ｓ／Ｐ変換部２０によって分割された各信号が、複数のコンポーネントキャリアがそれぞれ有する中心周波数帯にアップコンバートされる。
そして、加算器２６−１は、乗算器２３−１から出力される信号と乗算器２３−２から出力される信号とを加算してアンテナ２７−１へ出力する。また、加算器２６−２は、乗算器２３−３から出力される信号と乗算器２３−４から出力される信号とを加算してアンテナ２７−２へ出力する。

さらに、アンテナ（送信部）２７−１，２７−２は、それぞれ、加算器２６−１，２６−２からの信号を受信機３へ無線送信する。
以上の構成から分かるように、図５に示す送信機２は、例えば、受信機３宛の信号を位相変調して無線送信することができる。
この場合、フィルタ２１−１からは、一方のコンポーネントキャリアに割り当てられる第１のＩ信号（Ｉ_１信号）が出力されるとともに、フィルタ２１−２からは、一方のコンポーネントキャリアに割り当てられる第１のＱ信号（Ｑ_１信号）が出力される。

また、フィルタ２１−３からは、他方のコンポーネントキャリアに割り当てられる第２のＩ信号（Ｉ_２信号）が出力されるとともに、フィルタ２１−４からは、他方のコンポーネントキャリアに割り当てられる第２のＱ信号（Ｑ_２信号）が出力される。
次に、本例の周波数制御部２２について説明する。
周波数制御部（送信機側制御部）２２は、受信機３でのＡ／Ｄ変換処理に用いられる受信サンプリング周波数に基づいて、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する。

具体的には、例えば、周波数制御部２２は、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに、各コンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てられたデータが互いに重ならないような位置に、複数のコンポーネントキャリアを配置する。
即ち、本例の周波数制御部２２は、上記受信サンプリング周波数に基づいて、複数のコンポーネントキャリアについて、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）を満たすように、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する。
ここで、各コンポーネントキャリアの配置の一例を図６に示す。

この図６から分かるように、送信機２は、例えば、帯域幅Δｆを有する受信機３宛の信号を複数の信号に分割し、分割された各信号を、中心周波数ｆ_１，ｆ_２（０＜ｆ_１＜ｆ_２）を有する複数のコンポーネントキャリアに割り当てて無線信号を生成する。
ここで、Ｇ_１（ｆ_１），Ｇ_２（ｆ_２）は、分割された各信号のスペクトラムを表しており、図６に示す例では、それぞれが、Δｆ／２の帯域幅を有している。また、図６中に示すｆ_１´，ｆ_２´（０＜ｆ_１´＜ｆ_２´）は、分割された各信号が占める帯域の中心周波数を表している。

この図６に示す例では、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数ｆ_１，ｆ_２間の間隔が、受信サンプリング周波数ΔｆのＮ（Ｎは自然数）倍となっている。例えば、送信機２は、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数ｆ_１，ｆ_２を、それぞれ、受信サンプリング周波数Δｆの倍数に制御することで、図６に示すようなコンポーネントキャリアの配置を実現してもよい。

また、各信号が占める帯域の中心周波数ｆ_１´，ｆ_２´間の間隔が、受信サンプリング周波数Δｆの（Ｎ＋１／２）倍となっている。ここで、アンテナ２７−１，２７−２から送信される実際の無線信号の周波数は、ｆ_１´，ｆ_２´であるので、周波数制御部２２は、各コンポーネントキャリアの中心周波数ｆ_１，ｆ_２を制御することに代えて、各信号が占める帯域の中心周波数ｆ_１´，ｆ_２´を制御するようにしてもよい。例えば、発振器２４−１に周波数ｆ_１´が与えられた場合、周波数制御部２２は、発振器２４−２に周波数ｆ_２´＝ｆ_１´＋（Ｎ＋１／２）×Δｆを与えるよう制御することができる。

また、通常、受信サンプリング周波数は、サブキャリア間隔や、シンボルレートや、チップレートなどの各倍数に設定される。そこで、送信機２は、例えば、サブキャリア間隔や、シンボルレートや、チップレートなどの既知の値の倍数を、受信サンプリング周波数Δｆと仮定して、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数ｆ_１，ｆ_２を制御してもよい。

さらに、送信機２は、受信サンプリング周波数Δｆについての情報を、定期あるいは通信開始時などの不定期に、受信機３からフィードバックさせてもよい。このようにすれば、受信サンプリング周波数Δｆが送信機２側で未知であっても、各コンポーネントキャリアの中心周波数ｆ_１，ｆ_２を、図６に例示するように制御することができる。
（１．３）受信機３の構成例
図７は受信機３の構成の一例を示す図である。

この図７に示す受信機３は、例示的に、アンテナ３０−１，３０−２と、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３１−１，３１−２と、ＬＮＡ（ローノイズアンプ）３２−１，３２−２と、ＢＰＦ３３−１，３３−２と、乗算器３４−１〜３４−４とをそなえる。また、受信機３は、例示的に、フィルタ３５−１〜３５−４と、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）部３６と、発振器３７と、π／２移相器３８−１，３８−２と、加算器３９−１，３９−２と、Ａ／Ｄ変換部４０−１，４０−２とをそなえる。

なお、図７は、受信機３が、２つのコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てられた２つの信号を受信処理する場合の受信機３の構成を示した一例に過ぎない。例えば、受信機３が、Ｍ個のコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てられたＭ個の信号を受信処理する場合、コンポーネントキャリア数（Ｍ）に応じた数のアンテナ，ＬＮＡ，ＢＰＦ，乗算器，π／２移相器，フィルタ及び加算器が受信機３にそなえられることはいうまでもない。また、前述のフィルタは、ＬＰＦ（Low Pass Filter）でもよい。

アンテナ３０−１，３０−２は、送信機２からの無線信号を受信する。例えば、アンテナ３０−１が、周波数ｆ_１´の無線信号を受信する一方、アンテナ３０−２が、周波数ｆ_２´の無線信号を受信することができる。なお、受信機３が送信機２へ受信サンプリング周波数をフィードバック通知する場合、アンテナ３０−１，３０−２は送信用アンテナとして機能してもよい。

ＢＰＦ３１−１，３１−２は、それぞれ、所定の帯域を有する信号を通過させる一方、その他の帯域を有する信号を遮断する。
ＬＮＡ３２−１，３２−２は、ＢＰＦ３１−１，３１−２を通過した信号をそれぞれ増幅する。なお、ノイズを抑制すべく、ＬＮＡ３２−１，３２−２は、ＢＰＦ３１−１，３１−２の通過帯域以外の信号をなるべく増幅しないような構成であることが望ましい。

ＢＰＦ３３−１，３３−２は、それぞれ、ＬＮＡ３２−１，３２−２から出力される信号について、所定の帯域を有する信号を通過させる一方、その他の帯域を有する信号を遮断する。
発振器３７は、ＡＦＣ部３６によって制御される周波数を有する交流波を発生する。
ＡＦＣ部３６は、発振器３７の周波数を制御する。本例では、例えば、発振器３７が周波数ｆ１の交流波を発生させるよう制御することができる。発振器３７から出力された交流波は、乗算器３４−１，３４−３及びπ／２移相器３８−１，３８−２にそれぞれ入力される。即ち、アンテナ３０−１，３０−２で受信された各無線信号は、発振器３７の周波数によって周波数変換（ダウンコンバート）される。

中心周波数ｆ_１，ｆ_２を有する複数のコンポーネントキャリアを周波数ｆ_１でダウンコンバートした場合、ダウンコンバート後のスペクトラム配置は、例えば、図８に示すような配置となる。
π／２移相器３８−１，３８−２は、それぞれ、発振器３７からの交流波にπ／２の位相偏移を与える。

乗算器３４−１は、ＢＰＦ３３−１からの信号と発振器３７からの交流波とを乗算出力し、乗算器３４−２は、ＢＰＦ３３−１からの信号とπ／２移相器３８−１からのπ／２偏移した交流波とを乗算出力する。
同様に、乗算器３４−３は、ＢＰＦ３３−２からの信号と発振器３７からの交流波とを乗算出力し、乗算器３４−４は、ＢＰＦ３３−２からの信号とπ／２移相器３８−２からのπ／２偏移した交流波とを乗算出力する。

上記の各構成から分かるように、図７に示す受信機３は、送信機２から送信された無線信号を発振器３７の周波数でダウンコンバートし、各ＩＱ信号を取り出すことができる。この場合、乗算器３４−１からは、一方のコンポーネントキャリアに割り当てられた第１のＩ信号（Ｉ_１信号）が出力されるとともに、乗算器３４−２からは、一方のコンポーネントキャリアに割り当てられた第１のＱ信号（Ｑ_１信号）が出力される。また、乗算器３４−３からは、他方のコンポーネントキャリアに割り当てられた第２のＩ信号（Ｉ_２信号）が出力されるとともに、乗算器３４−４からは、他方のコンポーネントキャリアに割り当てられた第２のＱ信号（Ｑ_２信号）が出力される。

フィルタ３５−１〜３５−４は、それぞれ、所定の周波数帯域を有する信号を通過させる一方、それ以外の周波数帯域を有する信号を遮断する。
そして、加算器３９−１は、フィルタ３５−１から出力される信号とフィルタ３５−３から出力される信号とを加算してＡ／Ｄ変換部４０−１へ出力し、加算器３９−２は、フィルタ３５−２から出力される信号とフィルタ３５−４から出力される信号とを加算してＡ／Ｄ変換部４０−２へ出力する。

Ａ／Ｄ変換部（受信処理部）４０−１，４０−２は、加算器３９−１，３９−２から出力される各アナログ信号をディジタル信号に変換する。このとき、Ａ／Ｄ変換部４０−１，４０−２が行なう受信サンプリング処理における受信サンプリング周波数は、いずれもΔｆである。
以上のように、本例によれば、受信機３は、単一のローカル発振機を用いて、各帯域の信号を混在することなく取り出す（再生する）ことができる。

〔２〕第１変形例
上記の一実施形態では、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する例について説明したが、本例のように、無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数を制御することで、図８に例示したようなスペクトラム配置を実現してもよい。なお、この場合、送信機２は、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を任意の周波数に設定し、設定した周波数に関する情報を受信機３に通知してもよい。

図９は本例の受信機３Ａの構成の一例を示す図である。
この図９に示す受信機３Ａは、例示的に、アンテナ３０−１，３０−２と、ＢＰＦ３１−１，３１−２と、ＬＮＡ３２−１，３２−２と、ＢＰＦ３３−１，３３−２と、乗算器３４−１〜３４−４とをそなえる。また、受信機３Ａは、例示的に、フィルタ３５−１〜３５−４と、ＡＦＣ部３６Ａと、発振器３７−１，３７−２と、π／２移相器３８−１，３８−２と、加算器３９−１，３９−２と、Ａ／Ｄ変換部４０−１，４０−２とをそなえる。なお、前述のフィルタは、ＬＰＦ（Low Pass Filter）でもよい。また、図９中、図７の各構成と同じ符号を有する構成については、同様の機能を具備するため説明を省略する。

発振器３７−１，３７−２は、それぞれ、ＡＦＣ部３６Ａによって制御される周波数を有する交流波を発生する。
本例のＡＦＣ部（受信機側制御部）３６Ａは、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアを重ね合わせたときに各データが互いに重ならないように、無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、即ち、発振器３７−１，３７−２の周波数を制御する。

例えば、送信機２から周波数ｆ_１´，ｆ_２´の無線信号をそれぞれ受信した場合、ＡＦＣ部３６Ａは、例えば、発振器３７−１の発振周波数を（ｆ_１´＋Δｆ／４）に制御するとともに、発振器３７−２の発振周波数を（ｆ_２´＋（Ｎ−１／４）Δｆ）に制御する。
なお、上記の発振周波数は単なる一例に過ぎず、ＡＦＣ部３６Ａは、複数のコンポーネントキャリアについて、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）を満たすように、発振器３７−１，３７−２の周波数を制御すればよい。
これにより、本例においても、受信機３Ａにおけるダウンコンバート後のスペクトラム配置が、図８に示す例のような配置となる。この図８に例示するように、ダウンコンバート後の複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数間隔は、それぞれ、ΔｆのＮ倍である。また、ダウンコンバート後の複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数は、Δｆの倍数である。

以上のように、本例においても、受信機３Ａは、各帯域の信号を混在することなく取り出す（再生する）ことができる。
なお、本例においては、ＡＦＣ部３６Ａが２つの発振器３７−１，３７−２をそれぞれ制御しているが、発振器３７−１，３７−２に一対のＡＦＣ部を対応させて設けてもよい。この場合、一方のＡＦＣ部が発振器３７−１を制御し、他方のＡＦＣ部が発振器３７−２を制御することができ、一対のＡＦＣ部を相互に連携させて動作させてもよい。

〔３〕第２変形例
また、本例のように、Ａ／Ｄ変換部４０−１，４０−２のサンプリング周波数（受信サンプリング周波数）を制御することで、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアを重ね合わせたときに各データが互いに重ならないように調整してもよい。
図１０は本例の受信機３Ｂの構成の一例を示す図である。

この図１０に示す受信機３Ｂは、例示的に、アンテナ３０−１，３０−２と、ＢＰＦ３１−１，３１−２と、ＬＮＡ３２−１，３２−２と、ＢＰＦ３３−１，３３−２と、乗算器３４−１〜３４−４とをそなえる。また、受信機３Ｂは、例示的に、フィルタ３５−１〜３５−４と、ＡＦＣ部３６と、発振器３７−１，３７−２と、π／２移相器３８−１，３８−２と、加算器３９−１，３９−２と、Ａ／Ｄ変換部４０−１，４０−２と、周波数制御部４１とをそなえる。なお、前述のフィルタは、ＬＰＦ（Low Pass Filter）でもよい。また、図１０中、図７の各構成と同じ符号を有する構成については、同様の機能を具備するため説明を省略する。

周波数制御部４１は、Ａ／Ｄ変換部４０−１，４０−２のサンプリング周波数Δｆを制御する。具体的には例えば、周波数制御部４１は、Δｆを、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数の差（ｆ_２−ｆ_１）をＮで割った商と同じ値に制御する。このため、各中心周波数ｆ_１，ｆ_２についての情報は、送信機２から予め通知されていてもよい。
これにより、本例においても、受信機３Ｂは、各帯域の信号を混在することなく取り出す（再生する）ことができる。

〔４〕第３変形例
ここで、各コンポーネントキャリアに割り当てられる各データ位置について着目すると、本発明では、受信機３が正確に信号を再生できるように、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに、データが重なり合わないように、各データが配置される。

このようなデータ配置の一例として、上述した実施形態及び各変形例では、例えば、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに、各データが互いに重なり合わず、さらに、各データ間に隙間（ギャップ）が生じないように各データが配置されている。
しかしながら、本例のように、例えば、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに、各データが互いに重なり合わず、さらに、各データ間に隙間が生じるように各データが配置されてもよい。

例えば、無線信号にノイズが重畳されることがある。このような場合、受信機３は、ノイズフィルタを用いることにより、ノイズをある程度カットすることができる。
図１１にコンポーネントキャリアのデータ配置の一例とノイズとの関係を示す。
この図１１に例示するように、受信機３に備えられるノイズフィルタ（図１１中の一点鎖線参照）は、各コンポーネントキャリアに割り当てられたデータに対して、所定のマージン（例えば、Ｍ［Ｈｚ］、Ｌ［Ｈｚ］）を各データの両側にそれぞれ有し、ノイズをカットする。

しかしながら、図１１に例示するデータ配置のコンポーネントキャリアが受信機３においてダウンコンバート及び合成されると、ベースバンド帯の中央付近に（Ｍ＋Ｌ）［Ｈｚ］のノイズ部分が残留するので、信号品質に影響を与えることとなる。
そこで、本例では、図１２に例示するように、送信機２が、受信機３に設けられるノイズフィルタのマージン分を考慮してデータをコンポーネントキャリアに割り当てられることにより、ノイズの信号に対する影響を抑制することができる。

即ち、本例では、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに無線信号に重畳されるノイズが互いに重ならないような位置に、各データが複数のコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てられる。
なお、本例は、データの配置が異なるだけで、上記の実施形態及び各各変形例のいずれの構成においても実施可能である。

このようにすれば、無線信号にノイズが重畳される場合であっても、上記実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。
〔５〕第４変形例
また、受信機３，３Ａ，３Ｂに代えて、図１３に例示する受信機３Ｃを用いてもよい。
この図１３に示す受信機３Ｃは、例示的に、アンテナ４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、ＢＰＦ４４と、デシメータ４５とをそなえる。

アンテナ４２は、送信機２からの無線信号を受信する。例えば、アンテナ４２は、周波数ｆ_１´の無線信号を受信するとともに、周波数ｆ_２´の無線信号を受信することができる。なお、受信機３Ｃが送信機２へ受信サンプリング周波数及びデシメータ４５に関する情報をフィードバック通知する場合、アンテナ４２は送信用アンテナとして機能してもよい。

Ａ／Ｄ変換部４３は、アンテナ４２で受信した信号について、アナログ／ディジタル変換処理を施す。ここで、本例のＡ／Ｄ変換部４３は、例えば、数ＧＨｚの帯域幅を有する広帯域なＡ／Ｄ変換器により構成される。これにより、Ａ／Ｄ変換部４３は、送信機２から送信される複数のコンポーネントキャリアを一括してサンプリング処理することができる。

ＢＰＦ４４は、所定の帯域を有する信号を通過させる一方、その他の帯域を有する信号を遮断する。これにより、ＢＰＦ４４は、無線信号に重畳されたノイズを抑制することができる。
デシメータ４５は、ＢＰＦ４４からの信号に間引き処理を施す。時間軸上でデシメーションを観察したとすると、離散化された信号点の中から、何点かに１点ずつ抽出するような処理をいう。

例えば、図１４に示すように、Ａ／Ｄ変換部４３のサンプリング周波数が３Ｇ［Ｈｚ］であり、デシメータ４５が、サンプリング周波数を５分の１に間引きする処理を行なう場合、３Ｇ［Ｈｚ］における各６００Ｍ［Ｈｚ］を重ね合わせるような処理となる。
このような場合、送信機２は、受信サンプリング周波数及びデシメータ４５に関する情報に基づいて、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する。

これにより、デシメータ４５によって信号が間引かれた場合に、周波数軸上において複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた各データが互いに重ならないような位置に、複数のコンポーネントキャリアを配置することができる。
このようにすれば、上記実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。
〔６〕その他
上述した無線通信システム１、送信機２、受信機３、中継機４の各構成，各手段及び各機能は、必要に応じて取捨選択されてもよいし、適宜組み合わせられてもよい。即ち、上述した本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能は取捨選択されたり、適宜組み合わせて用いられたりしてもよい。

また、図１５に例示するように、コンポーネントキャリアが３以上の場合であっても、送信機２の周波数制御部２２が、受信サンプリング周波数に基づいて、複数のコンポーネントキャリアについて、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）を満たすように、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御することにより、上記実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。
あるいは、受信機３ＡのＡＦＣ部３６Ａが、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）を満たすように、発振器３７−１，３７−２の周波数を制御することにより、上記実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。
または、受信機３Ｂの周波数制御部４１が、受信サンプリング周波数Δｆを、複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数の差（ｆ_２−ｆ_１）をＮで割った商と同じ値に制御することにより、上記実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。

以上の実施形態及び各変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔７〕付記
（付記１）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、
前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数により受信処理を施す受信機とをそなえ、
周波数軸上において前記複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに前記の各データが互いに重ならないような位置に、前記複数のコンポーネントキャリアが配置される、
ことを特徴とする、無線通信システム。

（付記２）
前記送信機は、
前記受信サンプリング周波数に基づいて、前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する送信機側制御部をそなえる、
ことを特徴とする、付記１記載の無線通信システム。

（付記３）
前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数間隔が、それぞれ、前記受信サンプリング周波数の整数倍である、
ことを特徴とする、付記１または２に記載の無線通信システム。
（付記４）
前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数が、前記受信サンプリング周波数の倍数である、
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。

（付記５）
前記受信機は、
周波数軸上において前記複数のコンポーネントキャリアを重ね合わせたときに前記の各データが互いに重ならないように、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数を制御する受信機側制御部をそなえる、
ことを特徴とする、付記１または２に記載の無線通信システム。

（付記６）
前記ダウンコンバート後の複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数間隔が、それぞれ、前記受信サンプリング周波数の整数倍である、
ことを特徴とする、付記５記載の無線通信システム。
（付記７）
前記ダウンコンバート後の複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数が、前記受信サンプリング周波数の倍数である、
ことを特徴とする、付記５または６に記載の無線通信システム。

（付記８）
周波数軸上において前記複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに前記無線信号に重畳されるノイズが互いに重ならないような位置に、前記の各データが前記複数のコンポーネントキャリアにそれぞれ割り当てられる、
ことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の無線通信システム。

（付記９）
前記受信機は、前記サンプリング周波数について間引き処理を行なうデシメータをそなえ、
該デシメータによる間引き処理後、周波数軸上において前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記の各データが互いに重ならないような位置に、前記複数のコンポーネントキャリアが配置される、
ことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項に記載の無線通信システム。

（付記１０）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数により受信処理を施す受信機とをそなえた無線通信システムの前記送信機において、
前記受信サンプリング周波数に基づいて、前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する制御部と、
前記制御部によって制御された前記の各中心周波数を有する複数のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、送信機。

（付記１１）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信する受信機とをそなえた無線通信システムの前記受信機において、
受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数により受信処理を施す受信処理部と、
周波数軸上において前記複数のコンポーネントキャリアを重ね合わせたときに前記の各データが互いに重ならないように、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数を制御する制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。

（付記１２）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信する受信機とをそなえた無線通信システムに用いられる無線通信方法において、
周波数軸上において前記複数のコンポーネントキャリアが重ね合わせられたときに前記の各データが互いに重ならないような位置に、前記複数のコンポーネントキャリアが配置され、
前記位置に配置された前記複数のコンポーネントキャリアを用いて通信を行なう、
ことを特徴とする、無線通信方法。

（付記１３）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、
前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数により受信処理を施す受信機とをそなえ、
前記複数のコンポーネントキャリアについて、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）
を満たすように、前記複数のコンポーネントキャリアが配置される、
ことを特徴とする、無線通信システム。

（付記１４）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数により受信処理を施す受信機とをそなえた無線通信システムの前記送信機において、
前記受信サンプリング周波数に基づいて、前記複数のコンポーネントキャリアについて、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）
を満たすように、前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する制御部と、
前記制御部によって制御された前記の各中心周波数を有する複数のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、送信機。

（付記１５）
通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信する受信機とをそなえた無線通信システムの前記受信機において、
受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数により受信処理を施す受信処理部と、
前記複数のコンポーネントキャリアについて、

（ただし、k，m，i，jは、k≠m，i≠jを満たす整数であり、F_iはi番目の周波数であり、F_jはj番目の周波数であり、Δfは受信サンプリング周波数であり、G(F)は周波数Fにおけるスペクトラムである）
を満たすように、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数を制御する制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。

１ 無線通信システム
２ 送信機
３−１，３−２，３−３ 受信機
４ 無線エリア
２０ Ｓ／Ｐ変換部
２１−１，２１−２，２１−３，２１−４ フィルタ
２２ 周波数制御部
２３−１，２３−２，２３−３，２３−４ 乗算器
２４−１，２４−２ 発振器
２５−１，２５−２ π／２移相器
２６−１，２６−２ 乗算器
２７−１，２７−２ アンテナ
３０−１，３０−２ アンテナ
３１−１，３１−２ ＢＰＦ
３２−１，３２−２ ＬＮＡ
３３−１，３３−２ ＢＰＦ
３４−１，３４−２，３４−３，３４−４ 乗算器
３５−１，３５−２，３５−３，３５−４ フィルタ
３６，３６Ａ ＡＦＣ部
３７，３７−１，３７−２ 発振器
３８−１，３８−２ π／２移相器
３９−１，３９−２ 加算器
４０−１，４０−２ Ａ／Ｄ変換部
４１ 周波数制御部
４２ アンテナ
４３ Ａ／Ｄ変換部
４４ ＢＰＦ
４５ デシメータ

Claims (11)

1. 通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、
   前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信機とをそなえ、
   前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記コンポーネントキャリアの中心周波数、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、又は、前記受信サンプリング周波数を制御する、
   ことを特徴とする、無線通信システム。
2. 前記送信機は、
   前記受信サンプリング周波数に基づいて、前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数を制御する送信機側制御部をそなえる、
   ことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数間隔が、それぞれ、前記受信サンプリング周波数の整数倍である、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数が、前記受信サンプリング周波数の倍数である、
   ことを特徴とする、請求項２または３に記載の無線通信システム。
5. 前記受信機は、
   前記ダウンコンバート周波数を制御する受信機側制御部をそなえる、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システム。
6. 前記ダウンコンバート後の複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数間隔が、それぞれ、前記受信サンプリング周波数の整数倍である、
   ことを特徴とする、請求項５記載の無線通信システム。
7. 前記ダウンコンバート後の複数のコンポーネントキャリアの各中心周波数が、前記受信サンプリング周波数の倍数である、
   ことを特徴とする、請求項５または６に記載の無線通信システム。
8. 前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の中心周波数の間隔は、前記受信サンプリング周波数の（Ｎ＋１／２）倍（ここで、Ｎは整数を表す）である、
   ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
9. 通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信機とをそなえた無線通信システムの前記送信機において、
   前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記コンポーネントキャリアの中心周波数を制御する制御部と、
   前記制御部によって制御された前記の各中心周波数を有する複数のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信部とをそなえる、ことを特徴とする、送信機。
10. 通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信する受信機とをそ
    なえた無線通信システムの前記受信機において、
    受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信処理部と、
    前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、又は、前記受信サンプリング周波数を制御する制御部とをそなえる、
    ことを特徴とする、受信機。
11. 通信帯域を複数に分割したブロック毎のコンポーネントキャリアに各データをそれぞれ割り当てて生成した無線信号を送信する送信機と、前記無線信号を受信し、受信した前記無線信号について所定の受信サンプリング周波数によりアナログデジタル変換処理である受信サンプリング処理を施す受信機とをそなえた無線通信システムに用いられる無線通信方法において、
    前記受信サンプリング処理の後に、前記複数のコンポーネントキャリアに割り当てられた前記データを表す信号の周波数帯域が互いに重ならないように、前記コンポーネントキャリアの中心周波数、前記無線信号をダウンコンバートする際のダウンコンバート周波数、又は、前記受信サンプリング周波数を制御する、
    ことを特徴とする、無線通信方法。

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