JP5951107B2 - 送信装置、受信装置および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、受信装置および通信システムに関する。

デジタル通信システムにおいて、送信信号が建物などに反射して起こるマルチパスフェージングや端末の移動によって起こるドップラ変動によって、伝送路の周波数選択性と時間変動が発生する。このようなマルチパス環境において、受信信号は送信シンボルと遅延時間が経って届くシンボルと干渉した信号となる。

このような周波数選択性のある伝送路において、最良の受信特性を得るためシングルキャリアブロック伝送方式が近年注目を集めている（例えば、下記非特許文献１参照）。シングルキャリア（Single Carrier：ＳＣ）ブロック伝送方式は、マルチキャリア（Multiple Carrier：ＭＣ）ブロック伝送であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式（例えば、下記非特許文献２参照）に比べピーク電力を低くすることができる。

ＳＣブロック伝送を行う送信機では、例えば次のような伝送を行うことによりマルチパスフェージング対策を行っている。まず、“Modulator”においてデジタル変調信号であるＰＳＫ（Phase Shift Keying）信号やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号を生成後、プリコーダおよびＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）処理部によりデジタル変調信号を時間領域信号に変換する。その後マルチパスフェージング対策として、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部においてＣＰが挿入される。ＣＰ挿入部では時間領域信号の後ろの所定数のサンプルをコピーして、送信信号の初めに付加する。この他に、マルチパスフェージング対策手段として、データのはじめ又はおわりの部分にゼロを挿入するＺＰ（Zero Padding：ゼロ挿入）が行われる。

また、送信ピーク電力を抑圧するため、ＳＣ伝送を行う送信機では、プリコーダでは一般的にＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）処理が行われる。

N． Benvenuto，R． Dinis，D． Falconer and S． Tomasin，"Single Carrier Modulation With Nonlinear Frequency Domain Equalization：An Idea Whose Time Has Come−Again"，Proceeding of the IEEE，vol．98，no．1，Jan 2010，pp．69−96． J．A．C．Bingham，"Multicarrier Modulation for Data Transmission：An Idea Whose Time Has Come"，IEEE Commun．Mag．，vol．28，no．5，May 1990，pp．5−14．

上記従来のＳＣブロック伝送の技術によれば、マルチパスフェージングの影響を低減しつつ送信ピーク電力を抑圧している。しかしながら、ＳＣブロック伝送では、ＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となるので、帯域外スペクトルまたは帯域外漏洩が発生する。帯域外スペクトルは隣接するチャネルの干渉となる。このため、帯域外スペクトル抑圧が必要となる。また、一般的な通信システムにおいてスペクトルマスクが定められており、マスクを満足するように帯域外スペクトルを抑圧する必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域外スペクトルを抑圧することができる送信装置、受信装置および通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、複素平面において同象限の信号点となる２つ以上の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、時間領域において前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、前記ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部と、前記補間処理後の信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するＣＰ挿入部と、を備え、前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを、少なくとも、Cyclic Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置することを特徴とする。

本発明にかかる送信装置は、帯域外スペクトルを抑圧することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１の送信装置の機能構成例を示す図である。 図２は、従来のＳＣブロック伝送においてＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となる一例を示す図である。 図３は、実施の形態１のＣＰ挿入の一例を示す図である。 図４は、実施の形態の固定シンボルＡの配置例を示す図である。 図５は、データシンボルとしてＱＰＳＫシンボルを用いた場合の固定シンボルの一例を示す図である。 図６は、実施の形態１の固定シンボルの別の一例を示す図である。 図７は、実施の形態１の補間部の構成例を示す図である。 図８は、実施の形態１のＤＦＴ部の入力と出力の関係を示す図である。 図９は、実施の形態１の固定シンボル配置の一例を示す図である。 図１０は、固定シンボルがデータシンボル間に挿入された場合の各部の出力例を示す図である。 図１１は、実施の形態２の送信装置の機能構成例を示す図である。 図１２は、周波数領域におけるデータシンボル（固定シンボルを含む）とパイロット信号の配置例を示す図である。 図１３は、データシンボルおよび固定シンボルの時間領域における具体的な配置例を示す図である。 図１４は、実施の形態２におけるＤＦＴ部の入力と出力の関係の一例を示す図である。 図１５は、実施の形態２の固定シンボル配置の一例を示す図である。 図１６は、パイロット信号を含むブロックと含まないブロックが混在する場合の固定シンボル配置の一例を示す図である。 図１７は、パイロット信号を時間領域において多重する場合の送信装置の構成例を示す図である。 図１８は、実施の形態３の送信装置の機能構成例を示す図である。 図１９は、実施の形態３における同象限マッピングの一例を示す図である。 図２０は、６４ＱＡＭの同象限マッピングの一例を示す図である。 図２１は、６４ＱＡＭの同象限マッピングを行った場合のシンボル値の一例を示す図である。 図２２は、１つの象限の所定範囲内にＡ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾をマッピングした一例を示す図である。 図２３は、実施の形態４の受信装置の機能構成例を示す図である。 図２４は、次のブロックの１シンボル目をＣＰとする例を示す図である。 図２５は、実施の形態５の受信装置の機能構成例を示す図である。 図２６は、実施の形態６の固定シンボルの配置例を示す図である。 図２７は、実施の形態６の固定シンボル系列の配置の具体例を示す図である。 図２８は、実施の形態６の固定シンボル系列の配置の別の具体例を示す図である。 図２９は、実施の形態６の送信装置の構成例および処理例を示す図である。 図３０は、実施の形態６の送信装置の別の処理例を示す図である。

以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる送信装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の送信装置は、データシンボル生成部１、固定シンボル配置部（シンボル配置部）２、補間部３およびＣＰ挿入部４を備える。

データシンボル生成部１は、データシンボル（例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）シンボル、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）シンボル等）を生成する。固定シンボル配置部２は、あらかじめ定められた固定シンボルをデータシンボル間の所定の位置に配置してブロックシンボル（データシンボルと固定シンボルで構成される１ブロック分のシンボル）を生成する。補間部３は、固定シンボル配置後のデータシンボルを一旦周波数領域信号に変換した後に、再び時間領域信号に変換する。ＣＰ挿入部４は、補間部３により変換された時間領域信号にＣＰを挿入する。ＣＰ挿入後の信号は、ＳＣブロック信号（ブロック信号）として送信される。１ブロックシンボルはＮシンボルによって成り立ち、１フレームはＮ_Fブロックシンボルによって成り立つとする。

ここで、従来のＳＣブロック伝送について説明する。ＳＣブロック伝送では、ＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となる。図２は、従来のＳＣブロック伝送においてＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となる一例を示す図である。図２の例では、ｋ（ｋは整数）番目のブロックとｋ＋１番目のブロックの間で帯域外スペクトルまたは帯域外漏洩が発生する。このような、帯域外スペクトルは隣接するチャネルの干渉となる。本実施の形態では、データシンボル間に固定シンボルを挿入することで、帯域外スペクトルを低減させる。

次に、本実施の形態の動作について説明する。ＣＰ挿入をブロックごとに行うとし、１ブロックがＮ（Ｎは１以上の整数）個のデータシンボルで構成されるとする。このとき、１ブロック内（Ｎ個のデータシンボル当たり）に配置する固定シンボルの数をｘとすると、データシンボル生成部１からは、ブロックごとにＮ−ｘ個のデータシンボルが出力される。

図３は、本実施の形態のＣＰ挿入の一例を示す図である。ＣＰ挿入部４は、入力されたＮ個のシンボルのうち、後ろのＮ_CP個のシンボルをコピーし、Ｎ個のシンボルの前に挿入する。図３では、横軸は時間を示し、Ｌは、補間部３から出力される時間領域信号の後述のオーバーサンプリングレートを示す。

固定シンボル配置部２は、固定シンボルＡを生成して、固定シンボルＡをデータシンボル間の所定位置に挿入する。図４は、本実施の形態の固定シンボルＡの配置例を示す図である。図４の例では、ｘ＝２とし、１ブロック中のデータシンボルの１番目およびＮ−Ｎ_CP＋１番目のシンボル位置に固定シンボルＡが挿入される。図４のｄ_mは、データシンボル生成部１から出力されるｍ（ｍ＝０，１，…，Ｎ−ｘ−１）番目のデータシンボルを示す。

図５は、データシンボルとしてＱＰＳＫシンボルを用いた場合の固定シンボルの一例を示す図である。データシンボルは、伝送する情報に応じて、図５の上に示したＱＰＳＫコンスタレーションとして示した４つの点のいずれかに割り当てられる。図５に示すように、１番目のシンボルとＮ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルが固定シンボルとなり１+ｊに固定される。全てのブロックに対し（または、１フレーム等の一定期間内の全ブロックに対し）、このように同じ固定シンボルが同じ位置に配置される。なお、固定シンボルに対する制約は無く、図５の例に限定されない。本実施の形態では、固定シンボルは位相および振幅が固定されているシンボルを示すが、特定の象限にあるシンボルを用いても良い。また、上記の図４、図５の例では、固定シンボルは１ブロックあたり２個挿入するとしたが、固定シンボルの個数はこれに限定されない。ただし、１番目のシンボルとＮ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルには、同じまたは位相および振幅が近い固定シンボルが配置されるようにする。図６は、本実施の形態の固定シンボルの別の一例を示す図である。図６に示すように、複数の種類の固定シンボルＡ，Ｂ，Ｃを挿入しても良い。図６のように、ブロックシンボルの最後に固定シンボルを挿入することで、さらに帯域外スペクトルの抑圧効果を得られる。

補間部３では、例えば、「B．Porat，“A Course in Digital Signal Processing”，John Wiley and Sons Inc．，1997」（以下、Porat文献という）に記載されている信号補間式等を用いて、オーバーサンプリング処理（サンプリングレートを上げる、すなわちサンプリング間隔を細かくする処理）を行う。補間部３へ入力される時間領域信号に対し、１シンボルあたりのサンプリング点がＬ個となるようオーバーサンプリングを行う。すなわち、入力に対してサンプリングレートがＬ倍となるようオーバーサンプリングを行う。なお、オーバーサンプリングレートは、オーバーサンプリング後のサンプリングレートが入力のサンプリングレートの何倍であるかを示す値とする。

具体的には、例えば、補間部３は、入力される時間領域信号を周波数領域信号に変換し、周波数領域信号に対してゼロを挿入するゼロ挿入処理を実施して、再び時間領域信号に変換する。このように、ゼロ挿入処理を用いてオーバーサンプリング処理を行うことができる。補間部３におけるオーバーサンプリング処理（補間処理）は、その他の補間方法を用いてもよい。一旦、周波数領域信号に変更することなく、補間（オーバーサンプリング）を行う方法でもよい。

補間部３から出力される時間領域信号のサンプル数は、Ｎ・Ｌとなり、ＣＰ挿入後信号のサンプル数は（Ｎ＋Ｎ_CP）・Ｌとなる。

図７は、本実施の形態の補間部３の構成例を示す図である。図７に示すデータシンボル生成部１、固定シンボル配置部２およびＣＰ挿入部４は、図１の構成例と同様である。図７では、図１に示した補間部３が、ＤＦＴ部（フーリエ変換部）３−１、波形整形フィルタ３−２およびオーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ（Inverse ＤＦＴ）部（逆フーリエ変換部）３−３で構成される例を示している。

ＤＦＴ部３−１は、ＮポイントＤＦＴ処理を実施して、入力される時間領域信号を周波数領域信号に変換する。波形整形フィルタ３−２は、周波数領域信号に対して所望の周波数領域以外の信号を除去するフィルタリング処理を行う。なお、このフィルタリング処理では、例えば、「T． S． Rappaport，“Wireless Communications”，2^nd edition，Prentice Hall PTR，2002」に記載されているナイキストフィルタリングなどの処理を用いることができる。フィルタリング処理はこれに限定されない。

オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３は、フィルタリング処理後の周波数領域信号に対しゼロ挿入などによりサンプル数を増加させ（オーバーサンプリングレートＬに対応するサンプル数に増加させ）、その後周波数領域信号に対してＩＤＦＴ処理を実施して時間領域信号を生成する。なお、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３の替わりに、オーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、ＩＤＦＴ処理を行うＩＤＦＴ部とを備えるようにしてもよい。なお、このようにＮポイントＤＦＴ処理、Ｌ・ＮポイントのＩＤＦＴ処理を低演算量を必要とするＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）やＦＦＴなどを用いて実施するため、Ｎは２^p（Ｐは１以上の整数）であることが望ましく、Ｌは整数であることが望ましい。

その後、ＣＰ挿入部４により、時間領域においてＣＰが挿入され、ＳＣブロック信号が生成される。波形整形フィルタ３−２が信号のサンプル数を変えない場合、ＣＰ挿入後信号のサンプル数は、図１の構成例と同様に（Ｎ＋Ｎ_CP）・Ｌとなる。

図７の構成例では、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３により、シンボル間に補間されたサンプル点が追加されるが、上記Porat文献にて解説されるＩＤＦＴ出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルと最初（１番目）のシンボルとの間を補間するような点となる。図４の例の場合、１番目のシンボルは固定シンボルＡであり、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３から出力される最後のサンプル（補間された点）は、固定シンボルＡの位相および振幅に連続的に繋がる位相および振幅（固定シンボルＡの位相および振幅に近い位相および振幅）を有する。そして、図４の例の場合、Ｎ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルも固定シンボルＡであり、ＣＰ挿入部４から出力されるＳＣブロックの最初のシンボルは固定シンボルＡとなる。固定シンボルの配置は、全てのブロックで共通であり、ＳＣブロックの最後のサンプルと次のＳＣブロックの最初のサンプル（固定シンボル）の位相および振幅は滑らかに繋がることになる。したがって、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトル抑圧が達成できる。

図８は、ＤＦＴ部３−１の入力と出力の関係を示す図である。図８は、図４の固定シンボル配置を前提とした場合のＤＦＴ部３−１への入力と出力信号の例を示している。図９は、本実施の形態の固定シンボル配置の一例を示す図である。図９では、ブロック内では図４の固定シンボル配置を前提とし、このシンボル配置が全ブロックに対して実施されることを示している。図９のｄ_m ^(t)は、ｔ番目のブロックとしてデータシンボル生成部１から出力されるｍ（ｍ＝０，１，…，Ｎ−ｘ−１）番目のデータシンボルを示す。

図１０は、固定シンボルがデータシンボル間に挿入された場合の各部の出力例を示す図である。図１０は、図７の構成例の補間動作を説明するためのものであり、簡単のために固定シンボルを１つとしている。図１０では、３つのデータシンボルが生成され、固定シンボル配置部２により２シンボル目に固定シンボル“−１”が設定される例を示している。ＤＦＴ部３−１による処理後、この例では、波形整形フィルタ３−２によりRectangular windowによる波形整形フィルタ処理が行われる。そして、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３により、ゼロ挿入が行われてＬ＝２倍の長さになったオーバーサンプル信号がＩＤＦＴ処理により時間領域信号となる。ＣＰ挿入部４は、この例では最後の２サンプルをＣＰとして挿入する。

図１０の具体例から、ＤＦＴ処理前の固定シンボル配置（２シンボル目）の値は、ＩＤＦＴ出力後のシンボル位置（２倍オーバーサンプル点で３サンプル目）の値と一致しており、ＤＦＴ処理前の１シンボル目のデータシンボルとの間に補間点が追加されている。ここでは、１シンボル目と２シンボル目の補間を例に説明したが、上記のように、ＩＤＦＴ出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルと最初のシンボルを補間するものになる。したがって、各ブロックの最初に配置されるシンボル（すなわちＣＰとして挿入される部分の最初）と、ＣＰ挿入前の最初のシンボルが同一または近いものであれば、ブロック間の連続性が保たれる。

なお、ブロック間位相および振幅の連続性を向上させるため、ブロック内の固定シンボルに対し、位相回転や振幅調整を加えても良い。また、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３の動作は図１０に示した動作例だけではなく、他のゼロ挿入処理、信号置換処理やＩＤＦＴ処理を用いても良い。また、異なるゼロ挿入処理、信号置換処理、ＩＤＦＴ処理において、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３の出力信号の最初と最後のサンプルの位相連続性が保たれ、指定位置に希望する固定シンボルが出力されるよう、位相回転や振幅調整をブロック内の各固定シンボルに与えても良い。

図４の例において、固定シンボルを含むデータシンボル数をＮとしたが、固定シンボル数を含むデータシンボル数をＮ_Dとし、Ｎを１ブロック内シンボル数とすると、Ｎ_D＜Ｎの場合にも適用可能である。例えば、Ｎ_D＝６、Ｎ＝８とする。説明を簡易化するため、オーバーサンプリング処理を除いて説明する。ＤＦＴ部３−１に入力されるデータ信号を以下の式（１）とし、ＤＦＴ処理された信号を以下の式（２）とする。ゼロ挿入されたＤＦＴ出力信号を以下の式（３）とする。

式（３）で示すｓ（太字）’が、ＩＤＦＴ部（オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３）に入力された場合、ＩＤＦＴ部の出力は以下の式（４）となり、１番目と５番目の信号はＤＦＴおよびＩＤＦＴ処理によりｃ_k（位相回転および振幅）が加わったｄ₀とｄ₃となる。

この場合、ｄ₀＝ｆ・ｃ₀ ^-1、ｄ₃＝ｆ・ｃ₄ ^-1のように設定し、ＣＰ長をＮ_CP＝４と設定すれば、ブロックシンボルの先頭とＣＰの先頭が固定シンボルｆとなる。一般的には、図７の実施例において、ｘ／Ｎ＝ｙ／Ｎ_Dを満足すれば、０≦ｋ≦Ｎ_D／ｙ−１とすると、ＩＤＦＴ部の出力信号のｋｘ＋１番目の信号として、位相回転および振幅調整されたＤＦＴ部入力前のｋｙ＋１番目のデータ信号ｄ_ky+1が出力されることになる。適切なＣＰ長を選ぶことで、ブロックシンボルの先頭とＣＰの先頭が固定シンボルとなるように設計できる。例として、ｄ₀＝ｆ・ｃ₀ ^-1、ｄ_ky＝ｆ・ｃ_kx ^-1、Ｎ_ＣＰ＝Ｎ−ｋｘ、のように設定すればよい。オーバーサンプリング処理が加わった時も同様な処理で固定シンボル設定が可能である。

図７の例では、ＩＤＦＴ出力の循環性を用いた補間を実施したが、他の補間方法を用いる場合も、各ブロックの最後のシンボルとＣＰ挿入後の最初のシンボルの補間点がブロックの最後のサンプルとして追加されるように補間を行うようにすればよい。

以上のように、本実施の形態では、データブロック間の固定の位置に固定シンボルを挿入し、固定シンボル挿入後のデータに対して、各ブロックの最後のサンプルがＣＰ挿入後の各ブロックの最初のサンプルと位相および振幅が不連続とならないように補間を行うようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができる。

実施の形態２．
図１１は、本発明にかかる送信装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。図１１に示すように、本実施の形態の送信装置は、データシンボル生成部１−１、固定シンボル配置部２−２、ＤＦＴ部３−１、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３、波形整形フィルタ３−２０、波形整形フィルタ３−２１、周波数領域上配置部５、パイロット信号生成部６およびＣＰ挿入部４を備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。本実施の形態では、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３が補間部として機能する。

ＳＣブロック伝送においては、パイロット信号が伝送路推定や同期処理に用いられることがあり、周波数領域においてパイロット信号とＤＦＴ処理されたデータシンボルとの配置が行われる。本実施の形態では、このように、周波数領域においてパイロット信号が配置される例について説明する。

パイロット信号生成部６は、周波数領域信号としてのパイロット信号および同パイロット信号の時間領域信号が出力される。周波数領域信号としてのパイロット信号は波形整形フィルタ３−２１に入力され多重用に用いられ、時間領域における波形整形処理を含む時間領域信号としてのパイロット信号は固定シンボル配置部２−２に入力されて固定シンボル算出のために用いられる。

データシンボル生成部１−１は、実施の形態１のデータシンボル生成部１と同様にデータシンボルを生成するが、１ブロックあたり生成するデータシンボル数は、Ｎ−ｘ−Ｎ_P（Ｎ_Pは、１ブロックあたりのパイロットシンボル数）である。

固定シンボル配置部２−２は、時間領域信号としてのパイロット信号（パイロットシンボル）に基づいて固定シンボルを生成してデータシンボル間の所定の位置に固定シンボルを配置する。ＤＦＴ部３−１は、固定シンボル配置部２−２から出力されるシンボルに対してＤＦＴ処理を実施して、周波数領域信号に変換し、波形整形フィルタ３−２０へ入力する。波形整形フィルタ３−２０はＤＦＴ部３−１からの入力に対して周波数領域における波形整形を行い、処理後の信号を周波数領域上配置部５へ出力する。また、波形整形フィルタ３−２１は周波数領域信号としてのパイロット信号に対して波形整形を行い、処理後の信号を周波数領域上配置部５へ出力する。

周波数領域上配置部５は、波形整形フィルタ３−２０から出力される周波数領域のデータシンボルおよび固定シンボルと波形整形フィルタ３−２１から出力される周波数領域のパイロット信号とを周波数領域で配置して、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３へ出力する。

オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３は、周波数領域上配置部５から出力された信号に対して実施の形態１と同様にオーバーサンプリング処理とＩＤＦＴ処理を実施してＣＰ挿入部４へ出力する。ＣＰ挿入部４は、実施の形態１と同様に、入力された信号に対してＣＰ挿入処理を実施する。

具体例として、１ブロック内の総シンボル数をＮとし、１ブロック内のパイロット信号のシンボル数Ｎ_P＝Ｎ／２とし、１ブロック内のデータシンボル（固定シンボルを含む）数をＮ／２とする。図１２は、上記条件におけるデータシンボル（固定シンボルを含む）とパイロット信号の配置例を示す図である。図１２中のｓ_0，ｓ_1，ｓ_2，…_，ｓ_N/2-1は、周波数領域のデータシンボル（固定シンボルを含む）を示し、ｐ_0，ｐ_1，ｐ_2，…_，ｐ_N/2-1は、パイロット信号を示す。図１２では、データシンボル（固定シンボルを含む）とパイロット信号を交互に配置している。図１２は一例であり、パイロット信号の配置位置と個数は図１２の例に限定されない。

図１２に示した例において、周波数領域にてパイロット信号とデータシンボル（固定シンボルを含む）が多重されるため、ＩＤＦＴ出力（オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３によるＩＤＦＴ処理後の時間領域信号）の所定位置の固定シンボルをＡと設定する場合、パイロット信号の時間領域信号を考慮する必要がある。パイロット信号の時間領域信号をｑ_0，ｑ_1，ｑ_2，…_，ｑ_N/2-1とし、ｋ’を時間領域における固定シンボル挿入位置とし、ｂ_k’，ｃ_k’はＩＤＦＴ出力の所定位置のシンボルがＡとなるような位相回転，振幅調整とすると、固定シンボル配置部２−２が生成する固定シンボルＡ_k’を、Ａ_k’＝ｃ_k’Ａ−ｂ_k’ｑ_k’として求める。ｂ_k’およびｃ_k’の値は周波数領域におけるパイロット信号の挿入位置および固定シンボル配置位置によって決まる。なお、パイロット信号の時間領域信号は、パイロット信号の配置位置に基づいて生成される。

以下に具体例を示す。説明の簡易化のため、パイロットシンボル数Ｎ_T＝Ｎ／２、データシンボル数Ｎ_D＝Ｎ／２とする。周波数領域において配置されたパイロットシンボルを以下の式（５）とすると、ＤＦＴ行列を以下の式（６）とすると、時間領域におけるパイロットシンボルは以下の式（７）となる。

また、周波数領域に配置されたＤＦＴ処理が加わったデータ信号を以下の式（８）とすると、時間領域信号は以下の式（９）となる。なお、以下の式（１０）で示すｔ（太字）₁はＮ_D個のデータシンボルを示すベクトルである。また、以下の式（１１）が成り立つ。

周波数領域において多重されたパイロット信号およびＤＦＴ処理が加わったデータ信号は以下の式（１２）となり、時間領域信号は以下の式（１３）となる。

時間領域において、ｙ₁＝ｙ_N-NCP+1＝Ａのように、シンボル時間ｎ＝１とｎ＝Ｎ−Ｎ_CP＋１において、固定信号“Ａ”と設定したい場合、データシンボルに以下の式（１４）、（１５）のようなシンボルを挿入すれば良い。

また、e_k’を定数、g_k’を他のデータシンボルに依存する係数とすると、Ａ_k’＝ｃ_k’Ａ−ｂ_k’ｑ_k’＋e_k’g_k’のように他のデータを考慮した固定シンボル計算手法も可能である。具体例を以下に示す。Ｋ＝Ｎ／Ｎ_Tとすると、ブロック信号内のパイロットの位置はI_T＝｛Ｋ，２Ｋ，３Ｋ，…，Ｎ_TＫ｝であり、それ以外の箇所にはＤＦＴ処理されたデータシンボルが存在する。

時間領域におけるデータシンボルおよびパイロットシンボルはそれぞれ以下の式（１６）、（１７）のようになる。

I_DおよびI_Tを周波数領域におけるＤＦＴ処理が加わったデータシンボルおよびパイロットシンボルの位置とすると、上記の式において配置行列は以下の式（１８）、（１９）となる。

出力信号のｋ＝１およびｋ＝Ｎ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルを“Ａ”と設定したい場合、パイロット信号および干渉波を考慮する必要がある。表記の簡易化のため、以下の式（２０）とすると、ｋ＝１のデータシンボルを“Ａ”と設定したい場合、［ｖ（太字）］_mをベクトルｖ（太字）のｍ番目の要素とすると、例えば、１番目のデータシンボルを下記の式（２１）のように設定する。

［Ａ（太字）］_m,nを行列Ａ（太字）の（ｍ、ｎ）番目の要素とすると、ｋ＝Ｎ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルを“Ａ”と設定したい場合、任意の位置であるｎ番目の信号を下記の式(２２)を解いて求める。

結果として、下記の式（２３）に示すように値を設定することにより、ｋ＝Ｎ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルが“Ａ”となる。

上記の例において、Ｎ_D＋Ｎ_T＝ＮとしたがＮ_D＋Ｎ_T＜Ｎの場合にも実施の形態１と同様な設計手法を用い、時間領域パイロット信号を考慮した固定信号を入力すれば良い。

ここで、Ｎ_D＝Ｎ_Tとした場合の、周波数領域におけるパイロットシンボルおよびＤＦＴ処理が加わったデータシンボルを以下の式（２４）とし、ＤＦＴ処理された信号を以下の式（２５）とする。０（太字）_NはＮ個のゼロによって成り立つベクトルであるとすると、周波数領域におけるパイロット信号、データシンボルの配置はそれぞれ以下の式（２６）、（２７）となる。

時間領域信号は以下の式（２８）となり、時間領域におけるパイロットシンボルは以下の式（２９）となる。周波数領域において多重されたパイロット信号およびＤＦＴ処理が加わったデータ信号は以下の式（３０）となり、時間領域信号は以下の式（３１)となる。

図１１の実施例において、ｘ／Ｎ＝ｙ／（Ｎ_D＋Ｎ_T）を満足すれば、０≦ｋ≦（Ｎ_D＋Ｎ_T）／ｙ−１とすると、ＩＤＦＴ部の出力信号のｋｘ＋１番目の信号として、位相回転および振幅調整されたＤＦＴ部入力前のｋｙ＋１番目、ｋｙ≧Ｎ_Dであればｋｙ＋１−Ｎ_D番目のデータ信号およびq_kx+1が出力されることになる。

時間領域において、ｙ₁＝ｙ_kx+1＝Ａのように、シンボル時間ｎ＝１とｎ＝ｋｘ＋１において、固定シンボル“Ａ”と設定したい場合、データシンボルに以下のようなシンボルを挿入すれば良い。ｋｙ≧Ｎ_Dと想定すると、１番目およびｋｙ＋１−Ｎ_D番目のデータシンボルを以下の式（３２）、（３３）に示すように設定する。複素数ｃ_iおよびｂ_iはＮ、Ｎ_D、Ｎ_Tの値およびＩＤＦＴ部３−３内処理に依存する。Ｎ_CP＝Ｎ−ｋｘ、のように設定すれば、ＣＰの先頭が固定シンボルとなるように設計できる。

本実施の形態では、パイロット信号を挿入するため、固定シンボルＡ_k’の値はパイロット信号や固定シンボルの挿入位置によって変わるため、ブロックごとに上記の処理が行われる。ただし、パイロット信号や固定シンボルの挿入位置がブロック間で固定であれば、一度Ａ_k’を求めておき、以降は既に求めたＡ_k’を用いてもよい。

図１３は、パイロット信号のシンボル数をＮ／２個とした場合の、データシンボルおよび固定シンボルの時間領域における具体的な配置例を示す図である。固定シンボル配置部２−２は、例えば、図１３に示すように固定シンボルを配置する。

図１４は、本実施の形態におけるＤＦＴ部３−１の入力と出力の関係の一例を示す図である。図１５は、本実施の形態の固定シンボル配置の一例を示す図である。図１５では、ブロック内では図１３の固定シンボル配置を前提とし、このシンボル配置が全ブロックに対して実施されることを示している。なお、実施の形態１で述べたように、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つため、固定信号に位相回転や振幅調整を足しても構わない。

なお、実施の形態１ではパイロット信号を含まない例、本実施の形態ではパイロット信号を含む例について、それぞれ説明したが、パイロット信号を含むブロックと含まないブロックが混在する構成としてもよい。このようにブロックが混在しても、固定シンボルが時間領域上同じ位置に配置されるように設定されるのであれば、同様にブロック間の位相および振幅の不連続を防ぐことができ、帯域外スペクトル抑圧効果が得られる。図１６は、パイロット信号を含むブロックと含まないブロックが混在する場合の固定シンボル配置の一例を示す図である。この場合、図１１に示した送信装置の構成において、データシンボル生成部１−１、固定シンボル配置部２−２が、実施の形態１のデータシンボル生成部１、固定シンボル配置部２としての機能も有し、パイロット信号を含まないブロックを生成する場合は、データシンボル生成部１−１、固定シンボル配置部２−２が実施の形態１と同様に動作すればよい。また、パイロット信号を含まないブロックを生成する場合、周波数領域上配置部５は、波形整形フィルタ３−２０から出力される周波数領域のデータシンボルおよび固定シンボルをそのままオーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３へ出力すればよい。

また、本実施の形態では、周波数領域においてパイロット信号を多重する例を説明したが、パイロット信号を時間領域において多重してもよい。図１７は、パイロット信号を時間領域において多重する場合の送信装置の構成例を示す図である。図１７の構成例では、パイロット信号生成部６は、時間領域信号としてパイロット信号を生成して、図１１の構成例と同様に、固定シンボル配置部２−２へ入力する。固定シンボル配置部２−２は、図１１の構成例と同様に固定シンボルを配置して、周波数・時間領域変換処理部７へデータシンボルおよび固定シンボルを出力する。周波数・時間領域変換処理部７は、実施の形態１と同様に、入力されたシンボルを周波数領域に変換して、オーバーサンプリング処理後に再び時間領域信号に変換する。そして、時間領域多重部８は、周波数・時間領域変換処理部７からの出力と時間領域信号としてのパイロット信号とを多重してＣＰ挿入部４へ入力する。時間領域多重部８は、例えば、ｓ_kを周波数・時間領域変換処理部７から出力される時間領域信号とし、ｑ_kを時間領域におけるパイロット信号とするとき、時間領域における多重信号ｙ_kをｙ_k＝ｓ_k＋ｑ_kとして求めてもよい。

以上のように、本実施の形態では、パイロット信号を多重して送信する場合に、パイロット信号の配置位置に基づいて、パイロット信号が多重された後の固定シンボルが所定の位置の所定の値となるように、固定シンボル配置部２−２が固定シンボルを算出するようにした。このため、パイロット信号を多重する場合も、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができる。

実施の形態３．
図１８は、本発明にかかる送信装置の実施の形態３の機能構成例を示す図である。図１８に示すように、本実施の形態の送信装置は、データシンボル生成部１の替わりにデータシンボル生成部１−２を備え、固定シンボル配置部２の替わりに同象限マッピング部（シンボル配置部）９を備える以外は、実施の形態１の図７の構成例と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１、２では、所定位置に固定シンボルを配置する例を説明したが、本実施の形態では、固定シンボルではなく複素平面（ＩＱ平面）において同象限の信号点となるシンボル（以下、同象限シンボルという）を配置する。

データシンボル生成部１−２は、１ブロックあたりＮ個データシンボルを生成する。ただし、このＮ個のデータシンボルのうち、同象限シンボルとして用いられるｘ個のシンボルについては、通常のデータシンボルより少ないビット数（後述の下位のデータビットに相当する分）のデータを割当てる。データシンボル生成部１−２は、Ｎ個のデータシンボルのうち同象限シンボルについて同象限となるようマッピングすることにより同象限シンボルを生成する。同象限マッピング部９は、実施の形態１の固定シンボルと同様に同象限シンボルを所定の位置に配置してブロックシンボルを生成する（データシンボルと同象限シンボルで構成される１ブロック分のシンボル）。同象限シンボルのマッピング（同象限シンボルの生成）は、データシンボル生成部１−２からデータビットを取得して、同象限マッピング部９が実施してもよい。

図１９は、本実施の形態における同象限マッピングの一例を示す図である。図１９では、簡易化のため、ｘ＝２とし、２シンボルを同象限シンボルと設定した例を示す。本実施の形態では、１番目のシンボルＡ⁽ⁱ⁾とＮ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルＢ⁽ⁱ⁾とでシンボルが同じとは限らないものの、Ａ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾は同象限になるようにマッピングされる。また、ブロック間でもＡ⁽ⁱ⁾，Ｂ⁽ⁱ⁾はシンボルが同じとは限らないものの同象限になるようにマッピングされる。固定シンボルの場合は、データビットを含まないが、本実施の形態では、同象限シンボルにデータビットを含めることができ、データロスを最小限に留めることが可能となる。

図２０は、６４ＱＡＭの場合の同象限マッピングの一例を示す図である。図２０には、６４ＱＡＭコンステレーション、および各ポイントにマッピングされる６ビットの値を示している。例えば、図２０に示すように、右上の象限内からＡ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾とを選択して、マッピングすれば良い。具体的には、Ａ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾の最初の２ビットを“００”と固定し、残りの下位４ビットは任意の値とする。これにより、Ａ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾の下位４ビットはデータビットとして用いることができる。そして、全ブロックについて、このようにＡ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾の上位２ビットが“００”となるようにマッピング処理を行う。なお、図２０では、Ａ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾を右上の象限内にマッピングする例を示したが、これに限らず、右下、左上、左下のいずれかの象限内にマッピングするようにしてもよい。

図２１は、６４ＱＡＭの同象限マッピングを行った場合のシンボル値の一例を示す図である。１番目およびＮ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルの上位２ビットを“１１”と固定する。全てのブロックで同様に、１番目およびＮ−Ｎ_CP＋１番目のシンボルの上位２ビットを“１１”に固定する処理を実施する。なお、図２１の例では、１ブロックあたりのデータビット数は６Ｎ−４ビットとなる。

また、象限の範囲は小さいほど帯域外スペクトルが低減するので、４つの象限のうちのいずれかではなく、さらに狭い所定範囲内にＡ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾をマッピングするようにしてもよい。図２２は、１つの象限の所定範囲内にＡ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾をマッピングした一例を示す図である。図２２の例では、点線で囲んだ４つの信号点を含む範囲内でＡ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾をマッピングする。すなわち、Ａ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾の上位４ビットが“００００”となるようにマッピングを行えばよく、下位２ビットがデータビットとなる。ここでは、説明の簡易化のため、６４ＱＡＭを用いて説明を行ったが、どのような変調方式を用いても良い。またパイロットシンボルが挿入された場合でも、実施の形態２と同様に、ｋ’を同象限シンボル挿入位置とすると、Ａ⁽ⁱ⁾が同象限シンボルとなるよう、Ａ_k’ ⁽ⁱ⁾’＝ｃ_k’Ａ⁽ⁱ⁾−ｂ_k’ｑ_k’として、パイロット成分を考慮してシンボルを作れば良い。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

なお、実施の形態１の固定シンボルは、この同象限シンボルの１つであり、上記の所定範囲を狭くして所定範囲内に１つの信号点のみを含むようにした例を考えることができる。

また、上記の例では、ブロック内で２シンボルを同象限シンボルとしたが、３シンボル以上を同象限シンボルと設定しても良い。また、帯域外スペクトルが低減するよう、Ａ⁽ⁱ⁾とＢ⁽ⁱ⁾に対し位相回転および振幅調整を行っても良い。

以上のように、本実施の形態では、固定シンボルのかわりに同象限または一定範囲内のシンボル（シンボルの全ビットのうち一部のビット値を固定値としたシンボル）を用いて、実施の形態１と同様に補間を行うようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができるとともに、データロスを低減させることができる。

実施の形態４．
図２３は、本発明にかかる受信装置の実施の形態４の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、実施の形態１、２で説明した送信装置により送信されたＳＣブロック信号を受信する。

本実施の形態の受信装置では、同期処理部１２が、受信信号（ＳＣブロック信号）に対してフレーム同期、周波数同期、シンボル同期などの同期処理を行う。ＣＰ除去部１３は、同期処理後の受信信号に対してＣＰ除去を行う。ＤＦＴ部１４は、ＣＰが除去された受信信号に対してＤＦＴ処理を行う。伝送路推定部１６は、ＤＦＴ処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う。サンプリング処理部１５は、ＤＦＴ処理後の信号に対してダウンサンプリング処理を実施する。ＦＤＥ部（等化処理部）１７は、ダウンサンプリング後の信号と伝送路推定結果に基づいてＦＤＥ（Frequency Domain Equalizer：周波数領域等化）処理を行う。ＩＤＦＴ部１８は、ＦＤＥ処理後の信号に対してＩＤＦＴ処理を行う。固定シンボル除去部１９は、ＩＤＦＴ処理後の信号から固定シンボルを除去する。復調・復号部２０は、固定シンボル除去後の信号に対して復調・復号処理を行う。

また、ブロックの１番目のシンボルが固定信号と設定された場合、次のブロックの最初の固定シンボルを用いることでＣＰの長さが１シンボル増え、マルチパスフェージングに対する特性が向上する。そのため、ＣＰ除去部１３は、１シンボル余分にＣＰとして用いてＣＰ箇所を除去しても良い。図２４は、次のブロックの１シンボル目をＣＰとする例を示す図である。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態１、２で説明した送信装置により送信されたＳＣブロック信号を受信する受信装置を示した。この受信装置では、ダウンサンプリング処理および固定シンボルの除去を行った後に、受信信号の復調・復号を実施する。これにより、固定シンボルが挿入されて補間処理されて送信された信号を復調・復号することができる。

実施の形態５．
図２５は、本発明にかかる受信装置の実施の形態５の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、実施の形態３で説明した送信装置により送信されたＳＣブロック信号を受信する。

本実施の形態の受信装置は、固定シンボル除去部１９および復調・復号部２０の替わりに復調・復号・同象限デマッピング部（復調復号処理部）１９−１を備える以外は、実施の形態４の受信装置と同様である。実施の形態４と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態４と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

復調・復号・同象限デマッピング部１９−１は、ＩＤＦＴ部１８によりＩＤＦＴ処理が実施された後の信号に基づいて、同象限シンボルについては、固定ビットを除去し、固定ビットを除去した残りをデータビットとして扱い、復号処理を実施する。同象限シンボル以外のデータシンボルについては、実施の形態４と同様に復調・復号処理を行う。

以上のように、本実施の形態では、実施の形態３で説明した送信装置により送信されたＳＣブロック信号を受信する受信装置を示した。この受信装置では、ダウンサンプリング処理を行い、同象限シンボルについては、固定ビットを除去し、固定ビットを除去した残りをデータビットとして扱って復調・復号を実施する。これにより、実施の形態３で説明した送信装置により送信された信号を復調・復号することができる。

以上の実施の形態では、ＳＣ伝送を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されず有線を含むさまざまな方式の送信装置および受信装置に適用が可能である。また、ＤＦＴやＩＤＦＴ処理を用いて説明したが、これらに限定されず、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）やＩＦＦＴ（Inverse ＦＦＴ）を用いることもでき、複数の手法を組み合わせてもよい。また、送信装置および受信装置の構成は、各実施の形態で示された装置構成に限定されない。

また、以上の実施の形態では、ＣＰをガードインターバルとして挿入する例を示したが、ガードインターバルとしてＣＰ以外を用いてもよい。この場合も、データシンボルの先頭とガードインターバルの先頭とが固定シンボル（または同象限シンボル）となるように配置すればよい。

実施の形態６．
次に実施の形態６の送信装置について説明する。実施の形態１では、複数の種類の固定シンボルを用いる例について述べたが、本実施の形態では、その拡張としてさらに帯域外スペクトルを抑制する固定シンボルの配置方法について説明する。

図２６は、本実施の形態の固定シンボルの配置例を示す図である。図２６において、文字の書かれていない空白部分はデータシンボルを示し、Ｆ_iは固定シンボルを示す。本実施の形態では、１ブロックのＮシンボルのうちＮ_L＋Ｎ_R＋１個を固定シンボルとする。Ｎ_Rは、後ろからＸ_CP（Ｘ_CPは、ＣＰとしてコピーされる部分に対応するシンボルの個数であり、後段の処理でＮポイントのＤＦＴ処理を行う場合は、Ｘ_CP＝Ｎ_CP（ＣＰとしてコピーされるシンボル数））番目を基準とした場合に、それより右側（後ろ側）に連続する固定シンボルの数を示し、Ｎ_Lは、上記基準より左側に連続する固定シンボルの数である。本実施の形態では、このＮ_L＋Ｎ_R＋１個の固定シンボルを固定シンボル系列と呼ぶこととする。図２６に示すように、固定シンボル系列を［Ｆ_-NL，Ｆ_-NL+1，Ｆ_-NL+2，…，Ｆ_-1，Ｆ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_NR］と表す。なお、下付き文字におけるNL，NRは、それぞれＮ_L，Ｎ_Rを示す。固定シンボル系列の各シンボルＦ_iの値に制約は無く、Ｆ_iのうち２つ以上が同じ値であってもよいし、固定シンボル系列をブロックシンボル内に配置後に、電力正規化が行われるのであれば、Ｆ_iをそれぞれ異なる値となるように設定しても良い。例えば、Ｆ_iはＭ−ＰＳＫ（M-ary−Phase Shift Keying），Ｍ−ＱＡＭ（M-ary Quadrature Amplitude Modulation）のようなシンボルを用いても良く、また、Ｆ_iのうちの数個をゼロに設定しても良い。また、「D. C. Chu，“Polyphase Codes With Good Periodic Correlation Properties”，IEEE Transactions on Information Theory，pp．531−532，July 1972」に記載されている系列を固定シンボル系列として用いても良い。

スペクトル抑圧効果を得るためには、全ブロック内において、同じ固定シンボル系列を使い、同じ固定シンボルはブロック間で同じ位置に配置することになる。固定シンボル系列の配置方法は、次のようになる。固定シンボル系列のうちのＦ₀が、ブロック内の１番目の位置と、後ろからＸ_CP番目（先頭からＮ−Ｘ_CP＋１番目）の位置とに配置される。そして、これらの位置を基準に固定シンボル系列の順番が［Ｆ_-NL，Ｆ_-NL+1，Ｆ_-NL+2，…，Ｆ_-1，Ｆ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_NR］の順番の通りに相対的な順序を変えることなく配置されるように基準位置の左右に固定シンボルが配置される。

例えば、図２６に示す通り、ブロック内の先頭からＮ−Ｘ_CP＋１番目の位置にＦ₀が配置され、このＦ₀の位置を基準位置として、この基準位置の右側にはＦ₀に連続して［Ｆ₁，…，Ｆ_NR］が配置され、この基準位置の左側には［Ｆ_-NL，Ｆ_-NL+1，Ｆ_-NL+2，…，Ｆ_-1］（第１のシンボル群）が配置される。また、ブロック内の１番目の固定シンボルにＦ₀が配置され、この基準位置のＦ₀以降（基準位置および基準位置より右側）には［Ｆ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_NR］（第２のシンボル群）が配置される。ＣＰ挿入後には、ＣＰとしてコピーされる部分の後ろが図２６の１番目の固定シンボルの前に付加される。このため、ブロック信号の最後のＮ_Lの固定シンボルが［Ｆ_-NL，Ｆ_-NL+1，Ｆ_-NL+2，…，Ｆ_-1］となるように、固定シンボルを配置する。これにより、ＣＰ挿入後に、図２６の１番目の位置を基準位置として、この基準位置の右側にはＦ₀に連続して［Ｆ₁，…，Ｆ_NR］が配置され、この基準位置の左側には［Ｆ_-NL，Ｆ_-NL+1，Ｆ_-NL+2，…，Ｆ_-1］が配置される。実施の形態１と同様に補間処理を行った場合、シンボル間に補間されたサンプル点が追加されるが、ＩＤＦＴ出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルＦ_-1と最初（１番目）のシンボルＦ₀との間を補間するような点となる。さらに、ＣＰ挿入後のブロック信号の先頭は、図２６の先頭からＮ−Ｘ_CP＋１番目の固定シンボルＦ₀となるため、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つことができ、帯域外スペクトルを抑制することができる。また、Ｎ_LおよびＮ_Rを増やすことで、更なる帯域外スペクトル抑圧効果を得られる。

ここで、データのＣＰ部分の後ろの固定シンボル［Ｆ_-NL，Ｆ_-NL+1，Ｆ_-NL+2，…，Ｆ_-1］と、Ｎ−Ｘ_CP＋１番目から配置される固定シンボル［Ｆ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_NR］が重ならないように、Ｘ_CPがＮ_L＋Ｎ_R＋１よりも十分大きな値であることを想定する。また、例えば、Ｆ_i＝０のように、固定シンボル全てをゼロに設定してもよい。

図２７は、本実施の形態の固定シンボル系列の配置の具体例を示す図である。図２７の例では、固定シンボル系列を［Ｅ，Ｆ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ］とし、Ｎ_L＝３，Ｎ_R＝２とした。図２８は、本実施の形態の固定シンボル系列の配置の別の具体例を示す図である。図２８の例では、Ｎ_L＝１，Ｎ_R＝２とし、そして固定シンボル系列はＦ₁＝−１−ｊ，Ｆ_-1＝−１＋ｊ，Ｆ₀＝１＋ｊとした。全てのブロックにおいて、図２８に示すように、Ｎ−Ｘ_CP，Ｎ−Ｘ_CP＋１，Ｎ−Ｘ_CP＋２番目、およびＮ，１，２番目の位置に固定シンボル系列が配置される。補間方法によっては、出力シンボルに位相回転が加わるが、所望の位相が時間領域に現れるよう、固定シンボル系列に位相回転を与えても良い。

図２９は、本実施の形態の送信装置の構成例および処理例を示す図である。図２９の例は、実施の形態１の図７の構成例に対して、オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部３−３の替わりに、ゼロ挿入部３−４およびＩＤＦＴ部３−５を備える構成としている。図２９では、図の簡略化のため、波形整形フィルタ３−２を除いたが、波形整形フィルタ３−２を備えるようにしてもよい。データシンボル生成部１、固定シンボル配置部２、ＣＰ挿入部４およびＤＦＴ部３−１は実施の形態１と同様であるが、固定シンボル配置部２は、本実施の形態で述べた固定シンボル系列の生成と配置を実施する。補間の手法はどのような手法を用いても良いが、図２９では、一例として、ゼロ挿入とＩＤＦＴにより補間を行う例を示し、ＮポイントのＤＦＴ後の出力［ｓ₀，ｓ₁，…，ｓ_N-1］を２分割し、ゼロ挿入部３−４が真中（ｓ_N/2-1とｓ_N/2の間）にゼロ挿入（ゼロをＮ・（Ｌ−１）個挿入）を行う例を示している。Ｌは、実施の形態１と同様にオーバーサンプリングにおける倍率を示す。ゼロ挿入の方法は、実施の形態１と同様である。ＩＤＦＴ部３−５は、ゼロ挿入後のデータに対してＩＤＦＴ処理を実施する。

ゼロ挿入後、図２９に示すように、次のようなゼロおよびＤＦＴ出力を含むＮ・Ｌ個の信号［ｓ₀，ｓ₁，…，ｓ_N/2-1，０，０，…，０，０，ｓ_N/2，ｓ_N/2+1，…，ｓ_N-1］が出力される。なお、図２９の例では、ｘ＝Ｎ_L＋Ｎ_R＋１となる。

図３０は、本実施の形態の送信装置の別の処理例を示す図である。図３０の送信装置の構成は図２９の例と同様である。図３０の例では、ＤＦＴを行うデータポイント数Ｎ_Dが１ブロックのシンボル数Ｎより大きい場合の構成例を示している。この場合、ＤＦＴ部３−１は、Ｎ_DポイントのＤＦＴ処理を実施する。Ｎ_DポイントのＤＦＴ処理とする場合には、Ｎ個のデータポイントをＮ_D個のデータにするためにたとえば、ゼロ挿入等が行われるが、Ｎ_DポイントのＤＦＴ処理方法に制約はない。この場合、ＤＦＴ部３−１からの出力は、［ｓ₀，ｓ₁，…，ｓ_ND-1］となる。この場合も、図２９の例と同様に、ＤＦＴ後の出力を２分割して、真ん中に０を挿入するが挿入されるゼロの数はＮ・（Ｌ−１）＋Ｎ−Ｎ_Dとなる。また、（Ｌ×ｘ）／（Ｌ×Ｎ）＝ｙ／Ｎ_Dを満足すれば、０≦ｋ≦Ｎ_D／ｙ−１とすると、ＩＤＦＴ部３−５の出力信号のｋＬｘ＋１番目の信号として、位相回転および振幅調整されたＩＤＦＴ部３−５入力前のｋｙ＋１番目のデータ信号が出力されることになる。そのため、Ｎ_CP＝Ｎ−ｋｘ、Ｘ_CP＝Ｎ_D−ｋｙとなるように、ｘ、ｙ、ｋを設定すればよい。

また、本実施の形態では、固定シンボル系列が、各ブロック間で同一となるようにしたが、実施の形態３で述べたように同象限シンボルとなるように構成してもよい。具体例として、図２８のシンボル配置例を用いる。例えば、図２０のような６４ＱＡＭ信号を用いる場合、シンボル番号Ｎ−Ｘ_CPおよびシンボル番号Nのシンボルの最初の２ビットを“００”と固定し、シンボル番号Ｎ−Ｘ_CP＋１およびシンボル番号１のシンボルの最初の２ビットを“０１”と固定、そして、シンボル番号Ｎ−Ｘ_CP＋２およびシンボル番号２のシンボルの最初の２ビットを“１１”と固定すると、合計４×３＝１２ビットがデータビットとして用いることができる。図また、実施の形態２で述べたようにパイロットシンボルを多重する場合に、本実施の形態の固定シンボル系列を用いてもよい。

以上のように、本実施の形態では、ブロックシンボルの１番目とＣＰ挿入でコピーされる部分の先頭を基準位置として、基準位置を中心として前後に各ブロックで同一の固定シンボル系列が配置されるようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つことができ、帯域外スペクトルを抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムは、ＳＣブロック伝送を行う通信システムに有用であり、特に、ＣＰ挿入を行う通信システムに適している。

１，１−１，１−２ データシンボル生成部、２，２−２ 固定シンボル配置部、３ 補間部、３−１ ＤＦＴ部、３−２，３−２０，３−２１ 波形整形フィルタ、３−３ オーバーサンプリング処理・ＩＤＦＴ部、３−４ ゼロ挿入部、３−５ ＩＤＦＴ部、４ ＣＰ挿入部、５ 周波数領域上配置部、６ パイロット信号生成部、７ 周波数・時間領域変換処理部、８ 時間領域多重部、９ 同象限マッピング部、１２ 同期処理部、１３ ＣＰ除去部、１４ ＤＦＴ部、１５ サンプリング処理部、１６ 伝送路推定部、１７ ＦＤＥ部、１８ ＩＤＦＴ部、１９ 固定シンボル除去部、１９−１ 復調・復号・同象限デマッピング部、２０ 復調・復号部。

Claims (14)

1. 複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、
   データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
   複素平面において同象限の信号点となる２つ以上の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、時間領域において前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、
   前記ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部と、
   前記補間処理後の信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するＣＰ挿入部と、
   を備え、
   前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを、少なくとも、Cyclic Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置することを特徴とする送信装置。
2. 前記補間部は、前記ブロックシンボルの最後のシンボルと前記ブロックシンボルの先頭のシンボルとの間を補間した補間点が前記最後のシンボルの後ろに追加されるように前記補間処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記補間部は、
   前記ブロックシンボルに対してフーリエ変換処理を行うフーリエ変換部と、
   前記フーリエ変換処理後のデータに対してデータ点数を増加させるオーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、
   前記オーバーサンプリング処理後のデータに対して逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
4. 複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、
   データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
   周波数領域のパイロット信号と、前記パイロット信号の時間領域信号を生成するパイロット信号生成部と、
   前記データシンボルと前記パイロット信号との多重後に複素平面において同象限の信号点となる２つ以上の同象限シンボルを生成し、前記同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、
   前記ブロックシンボルに対してフーリエ変換処理を行うフーリエ変換部と、
   前記フーリエ変換処理後のデータと前記パイロット信号とを周波数領域上に配置した配置データを生成する周波数領域上配置部と、
   前記配置データに対してデータ点数を増加させるオーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、
   前記オーバーサンプリング処理後のデータに対して逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、
   前記逆フーリエ変換後の信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するＣＰ挿入部と、
   を備え、
   前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを前記時間領域信号に基づいて生成し、前記同象限シンボルを、少なくとも、Cyclic Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置することを特徴とする送信装置。
5. データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
   時間領域のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
   前記データシンボルと前記パイロット信号との多重後に複素平面において同象限の信号点となる２つ以上の同象限シンボルを生成し、前記同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、
   前記ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部と、
   前記パイロット信号と、前記補間処理後の信号とを多重する時間領域多重部と、
   前記時間領域多重部により多重された信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するＣＰ挿入部と、
   を備え、
   前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを前記パイロット信号に基づいて生成し、前記同象限シンボルを、少なくとも、Cyclic Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置することを特徴とする送信装置。
6. ２つ以上の前記同象限シンボルとして位相および振幅が同一のシンボルである固定シンボルを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の送信装置。
7. 前記同象限シンボルのうち一部のビットをデータビットとして用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の送信装置。
8. 前記同象限シンボルのうち前記データビット以外のビットを固定の値とすることを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
9. フレーム内の全てのブロック信号に対して、ブロック信号内の同一位置に前記同象限シンボルを配置することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の送信装置。
10. 前記同象限シンボルに対し、それぞれ位相回転、振幅調整のうち１つ以上を加えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の送信装置。
11. 前記ブロックシンボルの先頭を第１の位置とし、Cyclic Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭を第２の位置とし、
    前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを含む複数のシンボルにより構成されるシンボル系列を生成し、前記シンボル系列は、第１のシンボル位置より前の第１のシンボル群と前記第１のシンボル位置以降の第２のシンボル群とで構成され、前記第１および第２の位置が前記第２のシンボル群の先頭となるよう前記第２のシンボル群を配置し、前記ブロックシンボルの最後のシンボルと前記第２の位置の１つ前のシンボルとが前記第１のシンボル群の最後のシンボルとなるよう前記第１のシンボル群を配置することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の送信装置。
12. 請求項６に記載の送信装置から送信された信号を受信信号として受信する受信装置であって、
    前記受信信号からCyclic Prefixを除去するＣＰ除去部と、
    Cyclic Prefix除去後の前記受信信号に対してＤＦＴ処理を行うＤＦＴ処理部と、
    前記ＤＦＴ処理後の信号に対してダウンサンプリング処理を行うサンプリング処理部と、
    前記ＤＦＴ処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、
    前記伝送路推定の結果と前記ダウンサンプリング処理の信号とに基づいて等化処理を行う等化処理部と、
    前記等化処理後の信号から所定位置に挿入されているデータシンボル以外のシンボルである固定シンボルを除去する固定シンボル除去部と、
    前記固定シンボルが除去された後の信号に基づいて復調および復号を行う復調復号処理部と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
13. 請求項７に記載の送信装置から送信された信号を受信信号として受信する受信装置であって、
    前記受信信号からCyclic Prefixを除去するＣＰ除去部と、
    Cyclic Prefix除去後の前記受信信号に対してＤＦＴ処理を行うＤＦＴ処理部と、
    前記ＤＦＴ処理後の信号に対してダウンサンプリング処理を行うサンプリング処理部と、
    前記ＤＦＴ処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、
    前記伝送路推定の結果と前記ダウンサンプリング処理の信号とに基づいて等化処理を行う等化処理部と、
    前記等化処理後の信号のうち所定位置のデータシンボルに基づいて復調および復号を行い、一部のビットがデータビットとして用いられている所定位置の同象限シンボルについて前記同象限シンボルのデータビットに基づいて復調および復号を行う復調復号処理部と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
14. 請求項１から１１のいずれか１つに記載の送信装置と、
    前記送信装置から送信された信号を受信する受信装置と、
    を備えることを特徴とする通信システム。

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