JP6026006B2 - 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"，Proceedings 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、ブロックごとに１ブロック分のデータシンボルを生成するデータシンボル生成部と、前記データシンボル生成部により生成された１ブロック分の前記データシンボルのうち第１の位置のデータシンボルを複製シンボルとして記憶する記憶部と、前記データシンボル生成部により生成された１ブロック分の前記データシンボルの第２の位置に前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記複製シンボルが挿入されるように、前記データシンボルおよび前記複製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挿入部と、前記ブロックシンボルを周波数領域信号に変換する時間周波数変換部と、前記周波数領域信号に対して補間処理を行う補間処理部と、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、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、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、ＣＰ挿入の一例を示す図である。 図３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４は、実施の形態１の時間・周波数変換部および補間処理部の構成例を示す図である。 図５は、実施の形態１のガードバンド処理の一例を示す図である。 図６は、シンボル挿入部、記憶および処理部、シンボル選択部、ＤＦＴ部の処理例を示す図である。 図７は、実施の形態１のブロック信号の構成の一例を示す図である。 図８は、実施の形態１のデータ処理例を示す図である。 図９は、異なる変調シンボルを混在させた例を示す図である。 図１０は、実施の形態２の受信装置の機能構成例を示す図である。 図１１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１２は、実施の形態３のデータシンボルとパイロット信号の配置例を示す図である。 図１３は、実施の形態３の信号の構成例を示す図である。 図１４は、ガードバンドを含む場合の実施の形態３の信号の構成例を示す図である。 図１５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１６は、実施の形態５の送信装置の処理例を示す図である。 図１７は、実施の形態５のＮ_L＝１，Ｎ_R＝２とした場合の処理例を示す図である。 図１８は、実施の形態５のＱＰＳＫシンボルを用いた具体例を示す図である。 図１９は、実施の形態５におけるｉ番目のブロックのデータ構成例を示す図である。 図２０は、実施の形態５における３ブロック分のブロック信号のデータ構成例を示す図である。 図２１は、実施の形態６の送信装置の処理例を示す図である。 図２２は、実施の形態７の送信装置の処理例を示す図である。 図２３は、６４ＱＡＭコンステレーションを示す図である。 図２４は、６４ＱＡＭコンステレーションを用い、Ｎ_L＝１，Ｎ_R＝２とした場合のシンボル配置例を示す図である。 図２５は、実施の形態１０の送信装置の構成例を示す図である。 図２６は、１ブロック連続して過去シンボルｄ₀ ^(k-1)を０番目のシンボルに挿入する例を示す図である。 図２７は、２ブロック連続して過去シンボルｄ₀ ^(k-1)を０番目のシンボルに挿入する例を示す図である。 図２８は、実施の形態１０の挿入部の動作例を示すフローチャートである。 図２９は、実施の形態１１の送信装置の構成例を示す図である。 図３０は、１ブロックおきに第１群および第２群がコピーされる例を示す図である。 図３１は、２ブロック連続で第１群および第２群がコピーされる例を示す図である。 図３２は、実施の形態１１の挿入部の動作例を示すフローチャートである。 図３３は、実施の形態１２の送信装置の構成例と処理例を示す図である。 図３４は、実施の形態１２のシンボル選択部４ａの構成例を示す図である。 図３５は、全てＱＰＳＫを用いた場合の電力調整部の構成例を示す図である。

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、シンボル生成部１（データシンボル生成部）、シンボル挿入部２、記憶および処理部３（記憶部）、シンボル選択部４、時間・周波数変換部５、波形整形フィルタ部（波形整形部）６、ガードバンド挿入部７、補間処理部８およびＣＰ挿入部９を備える。なお、図では、記憶および処理部３を記憶・処理部３と略す。

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。シンボル生成部１は、生成したデータシンボルをシンボル挿入部２へ入力する。

シンボル挿入部２は、入力されたデータシンボルに対して、記憶および処理部３に記憶された１個以上のシンボルを、シンボルの挿入位置（第２の位置）を示す情報であるシンボル挿入位置情報により指定された位置に挿入する。シンボル挿入部２への入力は、シンボル挿入位置情報および記憶および処理部３からの出力となる。シンボル選択部４は、シンボル挿入部２によりシンボルが挿入された後のシンボル群を時間・周波数変換部５へ入力するとともに、該シンボル群から１個以上のシンボル（複製シンボル）を選択して、選択したシンボルをコピーして記憶および処理部３に送る。シンボル選択部４が選択するシンボルの位置（第１の位置）は、シンボル選択位置情報により指定される。記憶および処理部３は、シンボル選択部４から入力されるシンボルを記憶する。記憶および処理部３は、次のブロックの処理の際に、記憶および処理部３に記憶されているシンボル（複製シンボル）をシンボル挿入部２へ出力する。または、シンボル挿入部２が、次のブロックの処理の際に、記憶および処理部３に記憶されているシンボルを読み出すようにしてもよい。

時間・周波数変換部５は、シンボル選択部４から出力される時間領域信号（シンボル群）を周波数領域信号に変換する。波形整形フィルタ部６は、周波数領域信号に対して所望のフィルタリング処理を行う。ガードバンド挿入部７は、フィルタリング処理後の周波数領域信号に対してガードバンド挿入処理を実施する。一般的にガードバンドは周波数領域上において、隣接する信号からの干渉による信号品質劣化を防ぐために挿入される。補間処理部８は、ガードバンド挿入処理後の周波数領域信号に対して補間処理を行い、補間処理後の周波数領域信号を時間領域信号に変換する。ＣＰ挿入部９は、補間処理部８から出力される時間領域信号にＣＰを挿入する。図２は、ＣＰ挿入の一例を示す図である。ＣＰ挿入部９は、ブロック内の最後のＭ_CPサンプルをコピーし、ブロックの先頭に配置する。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。補間処理部８は、補間処理後の時間領域信号において、ブロック内の最後のシンボルとブロック内の最初のシンボルの間を内挿するよう補間された点がブロックの最後のサンプルに設定される補間処理方法であればどのような補間処理方法を用いてもよい。すなわち、補間処理後の時間領域信号において、補間処理後の最後のサンプル（補間により追加された点）が、ブロック内の最初のサンプルの値に滑らかにつながるような点となるような補間処理であればよい。

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３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の位相不連続性により、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前ブロックの所定位置の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。

図４は、本実施の形態の時間・周波数変換部５および補間処理部８の構成例を示す図である。図４では、補間処理部８をオーバサンプリング処理部８１およびＩＤＦＴ部８２により構成する例を示している。時間・周波数変換部５はＤＦＴ部５となる。シンボル生成部１、シンボル挿入部２、記憶および処理部３、シンボル選択部４、ガードバンド挿入部７およびＣＰ挿入部９は、図１の構成例と同様である。図４の構成例に基づいて、本実施の形態の動作について説明する。

例えば、シンボル選択部４の選択するシンボル数を１個とし、シンボル挿入部２が挿入するシンボル数を１個とする。この場合に、シンボル挿入部２によりシンボルが挿入された後のシンボル数をＮとし、シンボル選択部４のシンボル選択位置をｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）とする（すなわち、シンボル選択部４は、入力されるシンボル群のｎ番目のシンボルを選択する）。ｋ番目のＳＣブロック信号を生成する処理において、生成されたｉ番目のシンボルをｄ_i ^(k)とする。また、シンボル挿入部２がシンボルを挿入する位置をｍ（０≦ｍ≦Ｎ−１）とする（すなわち、（ｍ−１）番目のデータシンボルとｍ番目のデータシンボルの間にシンボルを挿入するとする）。ｋ番目のＳＣブロック信号を生成する前に前ブロック（（ｋ−１）番目のＳＣブロック信号）の処理において、シンボル選択部４によりｄ_m ^(k-1)がコピーされて記憶および処理部３に記憶されているとする。このとき、シンボル挿入部２の出力は、以下の式（１）の通りとなる。

なお、記憶および処理部３は、以下の式（２）に示すように、記憶されたシンボルに位相回転を加えて、シンボル挿入部２へ出力してもよい。

なお、βは複素数であり、β＝αｅ^jfのような値となる。ここで、ｊは虚数単位（ｊ＝√（−１））であり、αは振幅調整値、ｆは位相回転量である。位相回転量はゼロ挿入手法によって変わる値である。

ＤＦＴ部５において、シンボル選択部４から出力される時間領域信号に対してＤＦＴ処理が施され、出力信号は以下の式（３）に示すように周波数領域信号となる。式（３）のようにベクトル表示した周波数領域信号を周波数領域信号ベクトルという。

波形整形フィルタ部６は、上記の周波数領域信号ベクトルｓ（太字）^(k)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。ガードバンド挿入部７は、フィルタリング処理後の周波数領域信号に対してガードバンド挿入処理を実施する。図 ５は、本実施の形態のガードバンド処理の一例を示す図である。ガードバンド挿入部７は、ガードバンド挿入処理として、周波数領域において信号の両脇にゼロを挿入する。ゼロが挿入された後の総サンプル（ポイント）数をＮ_ALLとする。なお、図５では、説明の簡易化のため、波形整形フィルタ部６の図示を省略した。

オーバサンプリング処理部８１は、ガードバンド挿入処理後の周波数領域信号に対して、例えばゼロ挿入などによりオーバサンプリング処理を行う。具体的には、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、オーバサンプリング処理（一般的に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）を行い、入力される信号に対し、１シンボルあたりのサンプリング点がＬ個となるようなオーバ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サンプリングを行う。なお、オーバサンプリングレートは、オーバ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。

ＩＤＦＴ部８２は、オーバサンプリング処理後の周波数領域信号をＩＤＦＴ処理により時間領域信号に変換する。ＩＤＦＴ処理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。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。

上記のようにブロック間の位相の連続性が保たれるようにＣＰ挿入を行うためには、ＩＤＦＴ処理後の信号の所定位置の位相を所望の値に近づくようにすればよい。具体的には、各ブロックにおいてＣＰ挿入の際にコピーする領域の先頭と、前ブロックの最後のサンプル点の位相が連続するようにＣＰ挿入の際にコピーするサンプルの個数（図２のＭ_CP）を決定することになる。

ＩＤＦＴ処理後の信号の所定位置の位相を所望の値に近づくようにする（所定位置の位相を固定する）には、例えば、以下の式（４）を満たすような正の整数μ、χを用いて、シンボルの配置位置を決定する。なお、０≦ａ≦Ｎ／χ−１とする。

上記のａとしては任意の値を用いて良いが、ａはＣＰ長を決めるパラメタとなる。ＣＰ長は伝送路に存在するマルチパスによる遅延時間によって決まる。すなわちａの値を設定する場合、ＣＰ長Ｍ_CPを（Ｎ_ALL−ａμ）Ｌとし、（Ｎ_ALL−ａμ）Ｌが伝送路における最大遅延時間よりも長くなるように設定する。

例えば、Ｎ＝２４、Ｎ_ALL＝３２の場合、μ＝４、χ＝３となる。０≦ａ≦２４／３−１とすると、Ｌ＝１（オーバサンプリング無し）の場合、ＩＤＦＴ部８２のａμ番目のサンプルの位相は、位相回転が加わったＤＦＴ部５の入力のａχ（０≦ａχ≦Ｎ−１）番目のサンプル（シンボル）の位相に近づく（ａχ番目のサンプルに対応したサンプルとなる）。したがって、シンボル挿入部２が、ａχ番目にｄ_n ^(k-1)を配置した場合、ＩＤＦＴ部８２の出力のａχ番目のサンプルの位相は位相回転が加わったｄ_n ^(k-1)の位相に近づく。

例えば、Ｌ＝１とし、波形整形フィルタ部６の処理を省略し、ガードバンド挿入を次の式（５）のように実施したとする。

この場合、ＩＤＦＴ部８２の出力は以下の式（６）となる。

すなわち、上記の例においては、以下の式（７）となる。

Ｎ＝２４、Ｎ_ALL＝３２の場合、ＩＤＦＴ部８２のａμ番目の出力信号は以下の通りとなる。
ｒ₀＝ｄ₀，ｒ₄＝−ｄ₃，ｒ₈＝ｄ₅，ｒ₁₂＝−ｄ₉，ｒ₁₆＝ｄ₁₂，ｒ₂₀＝−ｄ₁₅，
ｒ₂₄＝ｄ₁₈，ｒ₂₈＝−ｄ₂₁

例えば、ｒ₂₈をｄ₀ ^(k-1)と設定する場合、β＝−１とし、ｄ₂₁＝−１・ｄ₀ ^(k-1)のように設定すれば良い。

オーバサンプリングレートがＬ倍の場合には、ＩＤＦＴ部８２の出力のＬａμ番目の位相は位相回転が加わったデータシンボル内のａχ番目の位相に近づく。したがって、前ブロックのシンボルの配置を決定する際に、ＣＰ挿入後のブロックの先頭のシンボル（すなわち、ＣＰ挿入においてコピーされる箇所の最初のシンボル）が前ブロックの最後のサンプルの位相に近いサンプルとなるためには、ａχ番目に前ブロックの最初のシンボルを配置してＣＰ長Ｍ_CPを（Ｎ_ALL−ａμ）Ｌと設定すれば良い。

なお、ｋ番目のブロックに配置されるａχ番目のシンボルｄ_n ^(k-1)はｋ番目のブロックに対して１ブロック前のｋ−１番目のブロック内のｎ番目のシンボルとなる。ブロック間の位相を保つためには以下の設定条件に基づいたパラメタ選択を行えばよい。
設計条件１：Ｍ_CPを（Ｎ_ALL−ａμ）Ｌと設定
設計条件２：ｎ＝０とし、ａχ番目のシンボルをβ・ｄ₀ ^(k-1)とする

すなわち、ｋ番目のブロック内のａχ番目のシンボルは、ｋ−１番目のブロック内の０番目のシンボルとなる。図６は、シンボル挿入部２、記憶および処理部３、シンボル選択部４、ＤＦＴ部５の処理例を示す図である。図７は、本実施の形態のブロック信号の構成の一例を示す図である。ブロック間位相は次のように繋がる。図６に示すように、上記Porat文献にて解説されるＩＤＦＴ出力の循環性により、時間領域におけるｋ−１番目のブロックの最後のサンプルはｄ₀ ^(k-1)の位相に近づく。上記の設計条件２によりｋ番目のブロックのＣＰの先頭のシンボルはｄ₀ ^(k-1)であるので、ｋ−１番目の最後のサンプルの位相とｋ番目のブロックのＣＰの先頭のサンプルの位相が繋がる。

具体例を、図を用いて説明する。図８は、本実施の形態のデータ処理例を示す図である。図８における“ＣＯＰＹ”は、ＣＰ挿入部９における各ブロックの末尾のＭ_CPサンプルを先頭にコピーする処理を示す。図８の例では、Ｎ＝２４、Ｎ_ALL＝３２、Ｍ_CP＝３２、オーバサンプリングレートは８倍としている。μ＝４、χ＝３、ａ＝７とし、Ｍ_CP＝（３２−７・４）・８＝３２となる。また、ブロックシンボル内において、ｄ₂₁ ^(k) ＝β・ｄ₀ ^(k-1)と設定すれば良い。図８では、変調方式はＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を用いた。説明の簡易化のため、ＣＰ挿入部９の出力の真(Real)の値のみを示す。

図８から、Ｋ＋１番目のブロックのＣＰ部分に当たるサンプル（３）はＫ番目のブロックの１番目のサンプル（１）と同位相に設定されているのが分かる。Ｋ番目のブロックの最後（補間処理後の最後のサンプル（補間により追加された点））のサンプルは、サンプル（１）との間に滑らかに繋がるような点であるため、サンプル（１）の位相に近づく。そして、Ｋ＋１番目のブロックのＣＰ部分の先頭が（１）の位相（サンプル（３）の位相）と同じなので、Ｋ番目とＫ＋１番目のブロック間の位相が繋がる。同様に、Ｋ＋２番目のブロックのＣＰ箇所に当たるサンプル（４）はＫ＋１番目のブロックの１番目のサンプル（２）と同位相に設定されているのが分かる。Ｋ＋１番目のブロックの最後のサンプルはサンプル（２）の位相に近づき、Ｋ＋２番目のブロックのＣＰ部分の先頭がサンプル（２）の位相（サンプル（４）の位相）と同じなので、ブロック間の位相が繋がる。簡易化のため本例において波形整形フィルタ部６の処理は省略した。

以上の設定条件１、２を満たすように、ａ、μ、χを定めることにより、シンボル選択位置情報（０番目の位置）、シンボル挿入位置情報（ａχ番目の位置）を定めておくことができる。なお、シンボル選択位置情報、シンボル挿入位置情報は外部から入力するようにしてもよいし、あらかじめ送信装置に設定されていてもよい。また、あらかじめ設定された後に、変更可能としてもよい。

なお、ｄ_n ^(k-1)の多値変調数は他のシンボルの多値変調数と同じである必要は無い。図９は、異なる変調シンボルを混在させた例を示す図である。例えばｌ≠ｎとし、ｄ_l ^(k-1)がＱＰＳＫシンボルの場合に、ｄ_n ^(k-1)は１６ＱＡＭシンボルまたは６４ＱＡＭなどＱＰＳＫ以上の多値数を備えたシンボルを設定して良い。例えば、上記の例において、ｄ₀ ^(k-1)は１６ＱＡＭシンボル、ｌ≠０、ｌ≠ａχとすると、ｄ_l ^(k-1)はＱＰＳＫシンボルに設定して良い。

異なる変調シンボルを混在させた場合、次のような効果が得られる。例えばｄ₀ ^(k-1)がＱＰＳＫシンボルの場合ブロック内の１シンボルは前ブロックからのシンボルのコピーとなるため、１ブロックあたりの送信シンボルビット数は、２（Ｎ−１）ビットとなる。ｄ₀ ^(k)を１６ＱＡＭシンボルと設定することで、１ブロックあたりの送信シンボルビット数は２Ｎビットとなり、ＱＰＳＫシンボルをＮ個送ったときと同等のビット数となる。ｄ₀ ^(k)は次のブロックに表れるので、他のシンボルに比べ復調精度が高くなる。このため、ｄ₀ ^(k-1)のシンボルの多値変調値を他のシンボルよりも高く設定し、送信ビット数を増やすことができる。

以上のように、本実施の形態では、前のブロックの所定の選択位置のデータシンボルを記憶および処理部３に保持しておき、シンボル挿入部２は、生成されたデータシンボルの所定位置に記憶および処理部３に保持されているデータシンボルを所定の挿入位置に挿入するようにした。そして、ブロックの最初のサンプルの位相が前ブロックの最後のサンプルの位相と連続するように、所定の選択位置、所定の挿入位置を決定するようにした。このため、帯域外スペクトルを抑圧することができる。

なお、本実施の形態では、ガードバンド挿入処理を実施したが、ガードバンド挿入処理は実施しなくてもよい。

実施の形態２．
図１０は、本発明にかかる受信装置の実施の形態２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。

図１０に示すように、本実施の形態の受信装置は、ＣＰ除去部１３、ＤＦＴ部１４、伝送路推定部１５、周波数領域等化部１６、アンダーサンプリング処理部１７、ＩＤＦＴ部１８、シンボル選択部１９、記憶および処理部２０（記憶部）、復調部２１および復号部２２を備える。

受信信号は、ＣＰ除去部１３によりＣＰ除去された後、ＤＦＴ処理部１４に入力される。ＤＦＴ処理部１４は、受信信号を周波数領域信号に変換する。伝送路推定部１５は、周波数領域信号に基づいて伝送路推定を行い、伝送路推定値を周波数領域等化部１６へ入力する。周波数領域等化部１６は、周波数領域信号と伝送路推定値とを用いて等化処理を行う。アンダーサンプリング処理部１７は、等化処理後の信号に対してアンダーサンプリング処理（ダウンサンプリング処理）を行い、情報が含まれている周波数成分を取り出す。ＩＤＦＴ部１８は、アンダーサンプリング処理部１７により取り出された周波数成分を時間領域信号に変換する。シンボル選択部１９は、ＩＤＦＴ部１８から出力される時間領域信号のｎ番目のシンボルを選択し、記憶および処理部２０に格納する。記憶および処理部２０に格納されたシンボルは、次のブロックの復調時に復調部２１により読み出される。復調部２１は、Ｎ個のシンボルの復調を実施する。この際、復調精度を高めるため、ｍ番目の時間領域信号を用いて復調を行う際に記憶および処理部２０に格納されているシンボルを用いることができる。例えば、実施の形態１で述べた例を用いると、ｎ＝０であり、復調部２１において、ａχ番目の時間領域信号を用いて前ブロックの時間領域信号の０番目の信号の復調を行う。

例えば受信側のＩＤＦＴ部１８から出力される時間領域信号を以下の式（８）とする。

このとき、復調は例えば以下の式（９）に従って行うことができる。

上記の式（９）において、Ｄはシンボルｄ（ハット）₀ ^(k)の値の候補となる。例えばＢＰＳＫの場合は以下の式（１０）、ＱＰＳＫの場合は以下の式（１１）となる。

ｉ＝ａχの場合、ｖ_aχ ^(k)を用いて、前ブロックの０番目のシンボルの復調を以下の式（１２）に示す方法を用いて実施して良い。

なお本実施の形態では、ｄ₀ ^(k-1)は、ｉ≠０とするときのｄ_i ^(k-1)と同じ多値数のシンボルと想定したが、実施の形態１で述べたように、ｄ₀ ^(k-1)はｄ_i ^(k-1)と異なる多値数のシンボルを用いても良い。

以上のように、本実施の形態の受信装置では、ＩＤＦＴ部１８から出力される時間領域信号のｎ番目のシンボルを記憶および処理部２０に格納し、次のブロックの復調時に復調部２１が記憶および処理部２０に格納されたシンボルを用いて復調を実施するようにした。このため、実施の形態１の送信装置から送信された信号を受信する場合に、送信されたデータシンボルを復調できるとともに、ｍ番目の時間領域信号を用いて復調を行う際に記憶および処理部２０に格納されているシンボルを用いることで復調精度を高めることができる。

実施の形態３．
図１１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１１に示すように、実施の形態１の図４で示した送信装置に、パイロット信号生成部１０、波形整形フィルタ部１１および周波数領域上配置部（周波数領域配置部）１２を追加する以外は実施の形態１の図４で示した送信装置と同様である。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と異なる部分を説明する。

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。

データシンボル生成部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−Ｎ_T（Ｎ_Tは、１ブロックあたりのパイロットシンボル数）である。

パイロット信号生成部１０は、時間領域のパイロット信号（パイロット信号（時間領域信号））と周波数領域のパイロット信号（パイロット信号（周波数領域信号））を生成し、パイロット信号（時間領域信号）をシンボル挿入部２へ入力し、パイロット信号（周波数領域信号）を波形整形フィルタ部１１へ入力する。波形整形フィルタ部１１は、入力されたパイロット信号（周波数領域信号）を波形整形して、周波数領域上配置部１２へ入力する。

シンボル挿入部２は、実施の形態１と同様に、データシンボルに記憶および処理部３に記憶されているシンボル（前ブロックのシンボル）を挿入するが、この際、パイロット信号（時間領域信号）に基づいて挿入するシンボルを修正して挿入する。周波数領域上配置部１２は、波形整形フィルタ部６から出力される周波数領域のデータシンボルおよび波形整形フィルタ部１１から出力されるパイロット信号（周波数領域信号）とを周波数領域で配置して、ガードバンド挿入部７へ出力する。

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をＮ_T＝Ｎ／２とし、１ブロック内のデータシンボル数をＮ_D＝Ｎ／２とする。図１２は、上記条件におけるデータシンボルとパイロット信号の配置例を示す図である。図１２中のｓ₀，ｓ₁，…，ｓ_N/2-1は、周波数領域のデータシンボル（ＤＦＴ部５の出力）を示し、ｐ₀，ｐ₁，…，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。

本実施の形態では、周波数領域でパイロットシンボルとデータシンボルが多重されるため、ＩＤＦＴ部８２の出力である時間領域信号においてａμ番目のサンプルをｄ_n ^(k-1)と設定する場合、パイロットシンボル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ｑ₀，ｑ₁，…，ｑ_NALL-1とし、ａχ（ｋ´）を時間領域におけるシンボル挿入位置とし、ｂおよびｃはＩＤＦＴ部８２の出力である時間領域信号の所定位置のシンボルがｄ_n ^(k-1)となるような位相回転および振幅調整とすると、ｄ_aχ ^(k)を、以下の式（１３）のように設定する。

ｂおよびｃの値は複素数または実数であり、周波数領域におけるパイロット挿入位置および前ブロックのシンボル配置位置によって決まる。

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。また、Ｎ_ALL＝Ｎ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（１４）で示し、ＤＦＴ行列を以下の式（１５）で示す。

このとき、時間領域におけるパイロットシンボルは、以下の式（１６）となる。

上記の式（１６）においてＡ（太字）^Hは行列Ａ（太字）のHermitian Transposeを示す。また、周波数領域に配置されたＤＦＴ処理後のデータ信号（波形整形フィルタ部６の出力）を以下の式（１７）とすると、データ信号の時間領域信号は、以下の式（１８）となる。

なお、ｔ（太字）₁は、以下の式（１９）に示すようにＮ_D個のデータシンボルのベクトルである。また、ｓ（太字）は、以下の式（２０）に示すベクトルである。

パイロット信号とＤＦＴ処理後のデータ信号とを周波数領域において多重した信号は、以下の式（２１）となり、この多重した信号の時間領域信号は以下の式（２２）となる。

Ｍ_CPを（Ｎ_ALL／２−ａμ）とし、実施の形態１で述べた例と同様に、ＣＰの先頭の信号を前ブロックの０番目のシンボルに設定する。ここではオーバサンプリングを行わないとし、Ｌ＝１とする。また、波形整形フィルタ部６は信号帯域分の固形フィルタ（Rectangular filter）とする。ａχ番目にｄ_n ^(k-1)を配置した場合、ＩＤＦＴ部８２の出力のａμ番目のサンプルの位相がｄ_n ^(k-1)の位相に近づくように設定する必要がある。簡易化のため、Ｎ_ALL＝Ｎとする。Ｎを偶数とし、０≦ａ≦Ｎ／（２μ）−１とした場合、以下の式（２３）となる。

上記の例において、ｙ_ａμ＋N/2 ^(k)＝ｄ₀ ^(k-1)と設定する場合、以下の式（２４）に示す信号を生成すればよい。図１３は、本実施の形態の信号の構成例を示す図である。

なお、ｙ_ａμ ^(k)は、以下の式（２５）のようになるので、パイロット信号（パイロット系列）ｐ₀，ｐ₁，…，ｐ_N/2-1を選ぶ際にはｙ_ａμ ^(k)におけるピーク電力が増幅されないようなパイロット系列を選ぶことが望ましい。

ｙ_ａμ ^(k)のピーク電力を抑えるために、例えば以下の式（２６）に示す評価式を用いてパイロット系列を検索すればよい。以下の式（２６）において、Ｑをパイロット系列の候補、Ｅ［・］は平均を示すとし、平均はｄ₀ ^(k-1)のシンボルの候補の全てにわたって行うとする。例えばＢＰＳＫの場合は上記式（１０）で示した全てを、ＱＰＳＫの場合は、式（１１）の全ての候補を用いて平均化を行う。

上記の例において、ガードバンドを含まない例を示したが、ガードバンドを含む場合、以下の式（２７）、（２８）を満たすμおよびχを求めれば良い。以下の式（２７）、（２８）において、０≦ａ≦Ｎ_D／ａ−１となる。

上記の例と同様、ピーク電力の増加が発生しないように、パイロット系列は以下の式（２９）を用いて求めてよい。図１４は、ガードバンドを含む場合の本実施の形態の信号の構成例を示す図である。

以上のように、本実施の形態では、周波数領域でパイロット信号を多重する場合に、実施の形態１と同様に前のブロックの所定の選択位置のデータシンボルを記憶および処理部３に保持しておき、シンボル挿入部２は、パイロット信号の時間領域信号を考慮して、データシンボルの所定位置に記憶および処理部３に保持されているデータシンボルを所定の挿入位置に挿入するようにした。そして、ブロックの最初のサンプルの位相が前ブロックの最後のサンプルの位相と連続するように、所定の選択位置、所定の挿入位置を決定するようにした。このため、パイロット信号を多重する場合に、実施の形態１と同様に帯域外スペクトルを抑圧することができる。

実施の形態４．
図１５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。

図１５に示すように、本実施の形態の受信装置は、ＣＰ除去部１３、ＤＦＴ部１４、伝送路推定部１５、周波数領域等化部１６、アンダーサンプリング処理部１７、パイロット信号除去部２３、ＩＤＦＴ部１８１、シンボル選択部１９１、記憶および処理部２０１（記憶部）、復調部２１１および復号部２２１を備える。実施の形態２の受信装置と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

パイロット信号除去部２３は、アンダーサンプリング処理後の信号に対してパイロット信号の除去を行う。ＩＤＦＴ部１８１は、パイロット信号の除去後の信号を時間領域信号に変換する。シンボル選択部１９１は、ｎ番目のシンボルを選択し、記憶および処理部２０１に格納する。記憶および処理部２０１に格納されたシンボルは、次のブロックの復調時に復調部２１１により読み出される。復調部２１１は、Ｎ個のシンボルの復調を実施する。この際、復調精度を高めるためｍ番目の時間領域信号を用いて復調を行う際に記憶および処理部２０１に格納されているシンボルを用いることができる。例えば、実施の形態１で述べた例を用いると、ｎ＝０であり、復調部２１において、ａχ番目の時間領域信号を用いて前ブロックの時間領域信号の０番目の信号の復調を行う。具体的には、ｉ＝ａχの場合、ｖ_aχ ^(k)を用いて、以下の式（３０）を用いて復調を行う。

以上のように、本実施の形態の受信装置では、パイロット信号除去部２３により周波数領域でパイロット信号を除去し、実施の形態２の受信装置と同様に、ＩＤＦＴ部１８１から出力される時間領域信号のｎ番目のシンボルを記憶および処理部２０１に格納し、次のブロックの復調時に復調部２１１が記憶および処理部２０１に格納されたシンボルを用いて復調を実施するようにした。このため、実施の形態３の送信装置から送信された信号を受信する場合に、送信されたデータシンボルを復調できるとともに、ｍ番目の時間領域信号を用いて復調を行う際に記憶および処理部２０１に格納されているシンボルを用いることで復調精度を高めることができる。

以上の実施の形態では、ＳＣブロック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、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、実施の形態１におけるデータシンボルのみ含むブロックと実施の形態３におけるデータシンボルおよびパイロットシンボルが多重されたブロックを組み合わせて用いることで帯域外スペクトル抑圧効果が得られる。

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、前ブロックのシンボルを現在のブロックの所定位置に配置すればよい。

実施の形態５．
図１６は、本発明にかかる送信装置の実施の形態５の処理例を示す図である。本実施の形態の送信装置の構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。

実施の形態１では、式（１）や式（２）に示したように、ｄ_m ^(k)＝ｄ_n ^(k-1)とし、ブロック内の（Ｙ＋１）番目のシンボルをＣＰとしてコピーされる部分の先頭とするとき、具体例として、ｍ＝Ｙ，ｎ＝０と設定することにより、帯域外スペクトル低減の達成が可能であることを示した（Ｙ＝Ｎ_D−Ｘ_CP）。実施の形態１の表記を用いると、Ｘ_CP＝Ｎ_D−aχとなり、Ｙ＝aχである。本実施の形態では、以下のように、ｍ＝Ｙ，ｎ＝０としたシンボルだけでなく、このシンボルの前後に前のブロックのシンボルを位相回転させたシンボルを配置することにより、帯域外スペクトルの低減を図る。例えば、総シンボル数をＮ_Dとすると、以下の式（３１）に示す設定とすることで、さらなる帯域外スペクトル抑圧が達成できる。なお、β_j，β_-j，β₀は位相回転を表す。Ｎ_Lは、基準シンボルの左側（基準シンボルより前）のシンボル群を構成するシンボルの個数とし、Ｎ_Rは、基準シンボルの右側（基準シンボルより後）のシンボル群の個数とする。

β_j，β_-j，β₀は、位相回転である。また、上記の式（３１）において、ｊ＝１，２，…，Ｎ_Lに対応するシンボルを第２のシンボル群とよび、ｊ＝０，１，…，Ｎ_Rに対応するシンボルを第１のシンボル群とよぶ。本実施の形態において、Ｎ_R＝Ｎ_L＝０と設定すると、実施の形態１で説明したシンブル配置となる。

図１６に示すように、シンボル挿入部２は、ｋ番目のブロックの生成時に、シンボル生成部１により生成されたシンボルのＹ−Ｎ_L番目のシンボルと次のシンボルとの間に前のブロックのシンボル群を位相回転させたシンボルを挿入する。すなわち、０番目からＹ−Ｎ_L−１番目までのシンボル位置にｄ₀ ^(k)，ｄ₁ ^(k)，…，ｄ_Y-NL-1 ^(k)が配置され、その後に、記憶および処理部３から読み出された前のブロックのシンボル群を位相回転させたシンボルである第１のシンボル群および第２のシンボル群が挿入される。さらに、その後に、（Ｎ_D−１−Ｙ−Ｎ_R）個のｄ_Y+NR+1 ^(k)，…，ｄ_ND-1 ^(k)が配置される。なお、ｄ_Y-NL-1 ^(k)，ｄ_Y+NR+1 ^(k)，ｄ_ND-1 ^(k)における下付き文字におけるＮＬ，ＮＲ，ＮＤはＮ_L，Ｎ_R，Ｎ_Dを示す。

また、シンボル選択部４は、シンボル挿入部２により配置されたシンボルをＤＦＴ部５へ出力するとともに、０番目からＮ_R番目までのシンボルｄ₀ ^(k)，ｄ₁ ^(k)，…，ｄ_NR ^(k)と、（Ｎ_D−Ｎ_R）番目から（Ｎ_D−１）番目までのシンボルｄ_ND-NL ^(k)，ｄ_ND-NL+1 ^(k)，…，ｄ_ND-1 ^(k)とを記憶および処理部３へ格納する。記憶および処理部３に格納されたこれらのシンボルは、（ｋ＋１）番目のブロック信号の生成時に、読み出される。シンボル挿入部２は、（ｋ＋１）番目のブロック信号の生成に、記憶および処理部３から読み出されたシンボルに基づいて第１のシンボル群および第２のシンボル群を生成して、上記と同様にシンボル生成部１により生成されたＹ−Ｎ_L番目のシンボルと次のシンボルとの間に挿入する。

次に、Ｎ_LおよびＮ_Rに数値を設定した具体例について説明する。図１７は、Ｎ_L＝１，Ｎ_R＝２とした場合の処理例を示す図である。この場合、第１のシンボル群および第２のシンボル群は、以下の式（３２）となる。

図１８は、ＱＰＳＫシンボルを用いた具体例を示す図である。ｓ（太字）_iをＤＦＴ部５の出力とすると、ｓ（太字）_iは、以下の式（３３）となる。Ｌはオーバサンプリングレートであり、Ｎは総キャリア数、０（太字）_iはｉ個のゼロを示す。

図１９は、本実施の形態におけるｉ番目のブロックのデータ構成例を示す図である。図１９に示すように、ＣＰとしてコピーされる部分の先頭であるＹ（＝Ｎ_D−Ｘ_CP）＋１番目のシンボル以降に、前のブロックのシンボルを位相回転させた第１のシンボル群が配置される。また、Ｙ番目のシンボルが第２のシンボル群の最後となるように、第２のシンボル群が配置される。

図２０は、本実施の形態における３ブロック分のブロック信号のデータ構成例を示す図である。図２０において、ＣＯＰＹと記載された矢印は、前のブロックのシンボルが次のブロックにおいて位相回転されて配置される部分を示している。

実施の形態１で述べたように、時間領域におけるｋ−１番目のブロックの最後のサンプルはｄ₀ ^(k-1)の位相に近づく。ｋ番目のブロックのＣＰの先頭のシンボルはｄ₀ ^(k-1)であるので、ｋ−１番目の最後のサンプルの位相とｋ番目のブロックのＣＰの先頭のサンプルの位相が繋がる。本実施の形態では、このＣＰの先頭のシンボルの前後のシンボル群も前のブロックのシンボルに位相回転を与えている。なお、本実施の形態では、前のブロックのシンボルに位相回転を与えて第１のシンボル群および第２のシンボル群を生成するようにしたが、位相回転を与えなくてもよい。

以上のように、本実施の形態では、ＣＰとしてコピーされる部分の先頭のシンボル以降に第１のシンボル群を配置し、ＣＰとしてコピーされる部分の先頭のシンボルの１つ前のシンボルが第２のシンボル群の末尾となるよう第２のシンボル群を配置する。そして、第１のシンボル群は、前のブロックの先頭部分に基づいて生成され、第２のシンボル群は、前のブロックの末尾部分に基づいて生成されるようにした。このため、実施の形態１に比べさらに帯域外スペクトルを低減することができる。

実施の形態６．
図２１は、本発明にかかる送信装置の実施の形態６の処理例を示す図である。本実施の形態の送信装置の構成は、実施の形態３と同様である。以下、実施の形態３と異なる部分を説明する。

実施の形態５では、１つのシンボルではなく複数のシンボルを前のブロックからコピーして、前のブロックからコピーしたシンボルに基づいたシンボル群を、ＣＰとしてコピーされる部分の先頭位置とこの先頭位置の前後に配置するようにした。この手法は、パイロットシンボルが多重される場合にも適用可能である。

図２１に示すように、パイロット信号生成部１０より出力されたパイロットシンボルの時間領域成分のＣＰとしてコピーされる部分の先頭となるシンボルから差し引くことで、パイロット多重された場合でも帯域外スペクトル抑圧が可能となる。パイロットシンボルの時間領域成分の除去は、実施の形態３の式（２８）に記載したような方法を用いればよい。

実施の形態７．
図２２は、本発明にかかる送信装置の実施の形態７の処理例を示す図である。本実施の形態の送信装置の構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。

実施の形態１で説明した通り、第５の実施の形態で述べた第１のシンボル群および第２のシンボル群に異なる変調多値数を混在させて用いても構わない。図２２は、第１のシンボル群および第２のシンボル群に異なる変調多値数を混在させて用いる例を示している。図２２に示すように、例えば、ｄ_i ^(k)におけるｉ＝０，１，…，Ｎ_Rと、ｄ_ND-i ^(k)におけるｉ＝０，１，…，Ｎ_Lとのシンボルを１６ＱＡＭを用いて変調し、その他のシンボルをＱＰＳＫにより変調する。また、ｄ_i ^(k)におけるｉ＝０，１，…，Ｎ_Rと、ｄ_ND-i ^(k)におけるｉ＝０，１，…，Ｎ_Lとのシンボルの変調方式をそれぞれ異なるようにしてもよい。例えば、Ｎ_L＝１，Ｎ_R＝２とするとき、ｄ₀ ^(k)を６４ＱＡＭとし、ｄ₁ ^(k)をＱＰＳＫとし、ｄ₂ ^(k)を１６ＱＡＭなどと設定して良い。

実施の形態８．
次に、実施の形態８の受信装置について説明する。本実施の形態の受信装置は、実施の形態５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の構成は、第２の実施の形態の受信装置と同様である。

第５の実施の形態で述べたように、第１のシンボル群および第２のシンボル群を配置する場合、第１および第２のシンボル群は２ブロックに渡って表れる。このため、受信装置では、復調を２ブロック分の受信信号を用いて実施することができる。例えば、受信装置のＩＤＦＴ部１８の出力を以下の式（３４）で表すときに、式（３５）に示す復調方法を用いることができる。以下の式においてＤ_jはｄ_jのシンボル候補である。

第６の実施の形態、第７の実施の形態の送信装置から送信されたＳＣブロック信号を受信する受信装置においても、同様の復調方法を用いることができる。

実施の形態９．
次に、実施の形態９の送信装置について説明する。本実施の形態の送信装置の構成は、実施の形態５と同様である。以下、実施の形態５と異なる部分を説明する。

実施の形態５では、ブロックのシンボルの一部に、前のブロックのシンボルを用いたが、ブロックのシンボルの一部に、前のブロックのシンボルと同象限のシンボルとなるシンボルを用いても良い。例えば以下の式（３６）に示すようなシンボル設定を行ってもよい。

上記の式（３６）において、同象限（Ａ）はシンボルＡと同象限のシンボルを示す。本実施の形態の具体例について説明する。図２３は、６４ＱＡＭコンステレーションを示す図である。図２４は、６４ＱＡＭコンステレーションを用い、Ｎ_L＝１，Ｎ_R＝２とした場合のシンボル配置例を示す図である。説明の簡易化のため、図２４では、図２３の６４ＱＡＭシンボルのビットを用いて示す。図２４に示すように、（ｋ＋１）番目のブロックにおいて、シンボル番号Ｙのシンボルの上位２ビットは“００”となっており、ｋ番目のブロックのシンボル番号０のシンボルの上位２ビットと同じである。同様に、（ｋ＋１）番目のブロックにおいて、シンボル番号（Ｙ＋１）のシンボルの上位２ビットは“１０”となっており、ｋ番目のブロックのシンボル番号１のシンボルの上位２ビットと同じである。

図２４の具体例のように上位のビットを固定させることにより、同象限シンボルとして設定されるので、実施の形態５に比べ送信可能なビット数が増えることになる。図２４の例では、同象限シンボルでなく同一シンボルを用いた場合に比べ、１ブロックにおいて、４×（１＋２＋１）＝１６ビット多く送信することができる。

実施の形態１０．
図２５は、本発明にかかる送信装置の実施の形態１０の構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置の構成は、シンボル挿入部２をシンボル挿入部２ａに替える以外は実施の形態１の送信装置と同様である。シンボル挿入部２ａは、挿入部１０１を備える。以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。

挿入部１０１は、数ブロックに渡って０番目のシンボルに過去シンボルｄ₀ ^(k-1)を挿入する役割を果たす。図２６は、１ブロック連続して過去シンボルｄ₀ ^(k-1)を０番目のシンボルに挿入する例を示す図である。図２７は、２ブロック連続して過去シンボルｄ₀ ^(k-1)を０番目のシンボルに挿入する例を示す図である。

図２８は、本実施の形態の挿入部１０１の動作例を示すフローチャートである。挿入部１０１は、まず、初期化処理を実施し（ステップＳ１）、次に、ｋ＝１に設定する（ステップＳ２）。ｋ＝０のブロックは、初期化処理において作成されるとする。次に、挿入部１０１は、ｍ＝０と設定し（ステップＳ３）、次に、ｍ＝ｍ＋１に設定する（ステップＳ４）。そして、挿入部１０１は、ｍが、連続して過去シンボルを挿入するブロック数Ｍ以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ｍがＭ以下の場合（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、ｄ₀ ^(k-1)をｋ番目のフレームの０番目のシンボル位置に挿入する（ステップＳ６）。次に、ｋ＝ｋ＋１とし（ステップＳ７）、ｋが、最大ブロック数MaxBlockより小さいか否かを判断する（ステップＳ８）。ｋがMaxBlockより小さくない場合（ステップＳ８ Ｎｏ）、処理を終了する。

ステップＳ８で、ｋが、最大ブロック数MaxBlockより小さい場合（ステップＳ８ Ｙｅｓ）、ステップＳ４へ進む。ステップＳ５で、ｍがＭより大きい場合（ステップＳ５ Ｎｏ）、ｄ₀ ^(k)をｋ番目のフレームの０番目のシンボル位置に挿入し（ステップＳ９）、ステップＳ３へ進む。なお、過去シンボルｄ₀ ^(k-1)を０番目のシンボルに挿入する際、ｄ₀ ^(k-1)に位相回転を加えて挿入してもよい。次に、ｋ＝ｋ＋１とし（ステップＳ１０）、ｋが、最大ブロック数MaxBlockより小さいか否かを判断する（ステップＳ１１）。ｋがMaxBlockより小さくない場合（ステップＳ１１ Ｎｏ）、処理を終了する。

実施の形態１１．
図２９は、本発明にかかる送信装置の実施の形態１１の構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置の構成は、シンボル挿入部２をシンボル挿入部２ｂに替える以外は実施の形態５の送信装置と同様である。シンボル挿入部２ｂは、挿入部１０１−１，１０１−２を備える。以下、実施の形態５と異なる部分を説明する。

実施の形態１０で述べた、複数ブロックに渡ってシンボルをコピーする手法は、実施の形態５で述べた第１のシンボル群および第２のシンボル群に対して用いることができる。挿入部１０１−１は、第１のシンボル群を複数ブロックに渡って挿入し、挿入部１０１−２は、第２のシンボル群を複数ブロックに渡って挿入する。

図３０は、１ブロックおきに第１群および第２群がコピーされる例を示す図である。図３１は、２ブロック連続で第１群および第２群がコピーされる例を示す図である。

図３２は、本実施の形態の挿入部１０１−１，１０１−２における動作例を示すフローチャートである。図３２のステップＳ１〜ステップＳ５は、実施の形態１０と同様である、ステップＳ５で、ｍがＭ以下の場合（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、挿入部１０１−１，１０１は、以下の式（３７）に示すコピー処理を実施し（ステップＳ１２）、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７、Ｓ８，Ｓ１０，Ｓ１１は、実施の形態１０と同様である。

ステップＳ５で、ｍがＭより大きい場合（ステップＳ５ Ｎｏ）、挿入部１０１−１，１０１−２はコピー処理を実施せず（ステップＳ１３）、ステップＳ１０へ進む。コピー処理を実施しない場合、データシンボル生成部１から出力されたシンボルを、ｄ_i ^(k)（ｉ＝０からｉ＝Ｎ_Rまで）とｄ_ND-i ^(k)（ｉ＝１からｉ＝Ｎ_Lまで）に挿入する。

実施の形態１２．
図３３は、本発明にかかる実施の形態１２の送信装置の構成例と処理例を示す図である。本実施の形態の送信装置は、実施の形態３のシンボル挿入部２とシンボル選択部４とを１つのシンボル挿入・選択部２ａとして構成している。このように、実施の形態３において、シンボル挿入部２およびシンボル選択部４を融合してもよい。パイロット信号の時間領域信号を配慮した処理は、実施の形態３に記載された箇所のデータシンボル以外に処理を行っても良い。図３３に示した処理は実施の形態３の処理に加え、シンボル挿入部２およびシンボル選択部４の処理が融合された処理となる。本実施の形態において、例えば以下の式（３８）に示す処理を追加してもよい。

上記の式において、c₁およびc₂は式（２８）のｂおよびｃと同様、複素数または実数の係数である。ブロックの最初のサンプルの位相が前ブロックの最後のサンプルの位相と連続するように、所定の選択位置、所定の挿入位置を決定するようにした。このため、パイロット信号を多重する場合に、実施の形態１と同様に帯域外スペクトルを抑圧することができる。

また、送信装置側で上記の処理を行う場合、実施の形態４に記載された受信装置における受信方式は以下の式（３９）に示す処理を行う方式となる。

実施の形態１３．
次に、実施の形態１３の送信装置について説明する。実施の形態７のように、異なる多重シンボルが混ざる場合、シンボル選択部内で電力調整を行ってもよい。図３４は、本実施の形態のシンボル選択部４ａの構成例を示す図である。図３４に示すように、シンボル選択部４ａ内に電力調整部４１を備える。電力調整部４１内では入力値に対し、電力調整を行う。例えば電力調整部４１入力数および出力数をＮとすると、以下の式（４０）のように調整を行ってよい。

上記の式（４０）において、g_kは電力調整用係数(0.5や1.2など)となる。電力配分を変えないのであれば、g_k＝１と設定すれば良い。g_kは総合入力電力と総合出力電力が同じとなるように調整される。g_kの設定方法はどのような方法を用いても良い。図３４に示す具体例の場合、１６ＱＡＭを用いることで、平均ビット誤り特性がＱＰＳＫよりも劣化するので、１６ＱＡＭを用いるシンボル、すなわちd₀ ^(k)からd_NR ^(k)、d_ND-1 ^(k)からd_ND-NL ^(k)、d_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)（図３４内で丸で囲った箇所）に対し、ＱＰＳＫを用いたシンボルよりも大きい電力を設定し、総合電力が一定となるようＱＰＳＫを用いるシンボルの電力を下げ、シンボル判定誤り率(Symbol Error Rate)、ビット判定誤り率(Bit Error Rate)、またはブロックシンボル判定誤り率(Block Error Rate)、又はパケット判定誤り率(Packet Error Rate)の劣化を防ぐ値を設定すれば良い。また、０≦ｋ≦Ｎ_D−１とすると、g_kはＮ_D、Ｎ_R、Ｎ_Lの値を用いて計算してよい。本実施の形態に対応する受信機における処理の一例は以下式（４１）のようになる。

また、全て同じ変調方式を用いた場合でも、電力調整を行うことで特性劣化を防ぐことが可能となる。所定位置のシンボルは数回繰り返されるので、ある箇所の電力を上げて、別の箇所の電力を下げても良い。具体例として、図３５に一例を示す。図３５は、全てＱＰＳＫを用いた場合の電力調整部４１の構成例を示す図である。d_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)は前ブロックのシンボルが用いられるため、前ブロックを復調対象とするとd_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)に設定されるシンボルは２回表れる。そのため、d_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)のシンボルの電力と、d_Y-NL ^(k+1)からd_Y+NR ^(k+1)にコピーされるシンボル（すなわちd₀ ^(k)からd_NR ^(k)、d_ND-NL ^(k)からd_ND-1 ^(k)のシンボル）のシンボル電力とを、d₀ ^(k)からd_NR ^(k)、d_ND-NL ^(k)からd_ND-1 ^(k)、d_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)以外のシンボルの電力よりも低く設定してよい。d₀ ^(k)からd_NR ^(k)、d_ND-NL ^(k)からd_ND-1 ^(k)、d_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)のシンボルの電力低く設定した分、d₀ ^(k)からd_NR ^(k)、d_ND-NL ^(k)からd_ND-1 ^(k)、d_Y-NL ^(k)からd_Y+NR ^(k)以外のシンボルの電力を大きめに設定した良い。この際、１ブロック内（Ｎ_Dシンボル）の総合出力電力が等しくなるように、電力設定を行う必要がある。シンボル判定誤り率、ビット判定誤り率、またはブロックシンボル判定誤り率、又はパケット判定誤り率の劣化を防ぐ値を設定すれば良い。また、０≦ｋ≦Ｎ_D−１とすると、g_kはＮ_D、Ｎ_R、Ｎ_Lの値を用いて計算してよい。

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 シンボル生成部、２ シンボル挿入部、２ａ シンボル挿入・選択部、３ 記憶および処理部、４，４ａ シンボル選択部、５ 時間・周波数変換部，ＤＦＴ部、６，１１ 波形整形フィルタ部、７ ガードバンド挿入部、８ 補間処理部、９ ＣＰ挿入部、１０ パイロット信号生成部、１２ 周波数領域上配置部、１３ ＣＰ除去部、１４ ＤＦＴ部、１５ 伝送路推定部、１６ 周波数領域等化部、１７ アンダーサンプリング処理部、１８，８２，１８１ ＩＤＦＴ部、１９，１９１ シンボル選択部、２０，２０１ 記憶および処理部、２１，２１１ 復調部、２２，２２１ 復号部、２３ パイロット信号除去部、４１ 電力調整部、８１ オーバサンプリング処理部、１０１，１０１−１，１０１−２ 挿入部。

Claims (16)

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、
   ブロックごとに１ブロック分のデータシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
   前記データシンボル生成部により生成された１ブロック分の前記データシンボルのうち第１の位置のデータシンボルを複製シンボルとして記憶する記憶部と、
   前記データシンボル生成部により生成された１ブロック分の前記データシンボルの第２の位置に前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記複製シンボルが挿入されるように、前記データシンボルおよび前記複製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挿入部と、
   前記ブロックシンボルを周波数領域信号に変換する時間周波数変換部と、
   前記周波数領域信号に対して補間処理を行う補間処理部と、
   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、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 前記補間処理部は、
   前記周波数領域信号に対してデータ点数を増加させるオーバサンプリング処理を行うオーバサンプリング処理部と、
   前記オーバサンプリング処理後の周波数領域信号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１に記載の送信装置。
3. 前記第１の位置を１ブロック分の前記データシンボルの先頭の位置とし、
   前記第２の位置をCyclic Prefixとしてコピーされる前記データシンボルの先頭位置とし、
   前記補間処理部は、前記ブロックシンボルの最後のシンボルとＣＰ挿入後の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または２に記載の送信装置。
4. 前記周波数領域信号に対して波形整形処理を行う波形整形部と、
   前記波形整形処理後の前記周波数領域信号に対してガードバンド挿入処理を行うガードバンド挿入部と、
   を備え、
   前記補間処理部は、前記ガードバンド挿入処理後の前記周波数領域信号に対して前記補間処理を行うことを特徴とする請求項１、２または３に記載の送信装置。
5. 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、
   ブロックごとに１ブロック分のデータシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
   前記データシンボル生成部により生成された１ブロック分の前記データシンボルのうち第１の位置のデータシンボルを複製シンボルとして記憶する記憶部と、
   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シンボル生成部と、
   前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記複製シンボルを前記時間領域信号に基づいて修正し、前記データシンボル生成部により生成された１ブロック分の前記データシンボルの第２の位置に修正後の前記複製シンボルが挿入されるように、前記データシンボルおよび修正後の前記複製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挿入部と、
   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で多重した配置データを生成する周波数領域配置部と、
   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サンプリング処理を行うオーバサンプリング処理部と、
   前記オーバ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送信装置。
6. 前記第１の位置を１ブロック分の前記データシンボルの先頭の位置とし、
   前記第２の位置をCyclic Prefixとしてコピーされる前記データシンボルの先頭位置とすることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
7. 前記複製シンボルに対し、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６のいずれか１つに記載の送信装置。
8. 前記第１の位置の前記データシンボルの変調方式を、前記第１の位置以外の前記データシンボルのうち１つ以上の前記データシンボルの変調方式と異なる方式とすることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の送信装置。
9. 前記第１の位置を１ブロック分の前記データシンボルの先頭の位置とし、
   前記第２の位置をCyclic Prefixとしてコピーされる前記データシンボルの先頭位置とし、
   前記記憶部は、前記データシンボルの先頭の第１の個数のシンボルである第１のシンボル群と、前記データシンボルの最後の第２の個数のシンボルである第２のシンボル群とを前記複製シンボルとして記憶し、
   前記シンボル挿入部は、前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記第１のシンボル群を構成するそれぞれのシンボルと同象限となる同象限シンボルで構成される第１の同象限シンボル群を生成し、前記第１の同象限シンボルの先頭が前記第２の位置となるよう前記第１の同象限シンボル群を配置し、前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記第２のシンボル群を構成するそれぞれのシンボルと同象限となる同象限シンボルで構成された第２の同象限シンボル群を生成し、前記第２の同象限シンボル群の最後のシンボルが前記第２の位置の１つ前のシンボルとなるよう前記第２の同象限シンボル群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. 前記第１の同象限シンボル群として前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記第１のシンボル群を用い、前記第２の同象限シンボル群として前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記第２のシンボル群を用いることを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
11. 前記シンボル挿入部は、前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記第１の同象限シンボル群に位相回転を与えて第１の同象限シンボル群を生成し、前記記憶部に記憶された１つ前のブロックの前記第２の同象限シンボル群に位相回転を与えて第２の同象限シンボル群を生成することを特徴とする請求項９または１０に記載の送信装置。
12. 前記第１の同象限シンボル群および前記第２の同象限シンボル群を構成するシンボルの少なくとも１つのシンボルは前記第１の同象限シンボル群および前記第２の同象限シンボル群を構成する他のシンボルと変調方式が異なることを特徴とする請求項９、１０または１１に記載の送信装置。
13. 前記シンボル挿入部は、連続した規定数のブロックに、前記複製シンボルを配置することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の送信装置。
14. 請求項２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処理を行うことにより周波数信号を生成するＤＦＴ処理部と、
    前記周波数領域信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、
    前記周波数領域信号と前記伝送路推定の結果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に対してアンダーサンプリング処理を行うサンプリング処理部と、
    前記アンダーサンプリング処理後の信号に対してＩＤＦＴ処理を行うＩＤＦＴ処理部と、
    前記ＩＤＦＴ処理後の信号から、第１の位置のデータシンボルを選択するシンボル選択部と、
    前記シンボル選択部により選択された選択シンボルを記憶する記憶部と、
    前記ＩＤＦＴ処理後の信号から、第２の位置のデータシンボル以外のデータシンボルを復調し、前記第２の位置のデータシンボルと前記記憶部に記憶されている前記選択シンボルとを用いて前記第２の位置のデータシンボルを復調する復調部と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
15. 請求項５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処理を行うことにより周波数信号を生成するＤＦＴ処理部と、
    前記周波数領域信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、
    前記周波数領域信号と前記伝送路推定の結果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に対してアンダーサンプリング処理を行うサンプリング処理部と、
    前記アンダーサンプリング処理後の信号からパイロットシンボルを除去するサンプリング処理部と、
    前記パイロットシンボルの除去後の信号に対してＩＤＦＴ処理を行うＩＤＦＴ処理部と、
    前記ＩＤＦＴ処理後の信号から、第１の位置のデータシンボルを選択するシンボル選択部と、
    前記シンボル選択部により選択された選択シンボルを記憶する記憶部と、
    前記ＩＤＦＴ処理後の信号から、第２の位置のデータシンボル以外のデータシンボルを復調し、前記第２の位置のデータシンボルと前記記憶部に記憶されている前記選択シンボルとを用いて前記第２の位置のデータシンボルを復調する復調部と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
16. 請求項１から１３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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