JP6061296B2 - 無線送信機、無線受信機、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いる無線送信機、無線受信機、無線通信システムおよび無線通信方法に関するものであって、特に、ＯＦＤＭ信号の全サブキャリアのうち一部のサブキャリアにデータシンボルを割り当てない、すなわちＯＦＤＭ信号のサブキャリアを部分的にヌルにして帯域を可変とすることで、ホワイトスペースを有効利用することができ、スループットを向上させることのできる無線送信機、無線受信機、無線通信システムおよび無線通信方法に関するものである。

無線通信において周波数は限られた資源であり、基本的に各周波数帯域は特定の目的を持ったシステムに割り当てられている。例えば日本では、４７０〜７７０ＭＨｚ帯にＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）方式の地上波ディジタルテレビジョン放送（テレビ放送）が割り当てられている。しかし一時的または場所的に使われていない周波数（ホワイトスペース）が存在することがある。特にテレビ放送周波数帯域におけるホワイトスペースをＴＶホワイトスペースと呼ぶ。

こうしたＴＶホワイトスペースを２次利用者が有効活用すべく、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｍ、ＩＥＥＥ８０２．２２／２２ｂ等の無線通信システムの研究開発および標準化が進められている。これらの規格の多くにおいて、周波数利用効率が高く、マルチパス環境に耐性があるＯＦＤＭを基本とした通信方式が採用されている。

こうしたＴＶホワイトスペースにおけるＯＦＤＭを基本とした無線通信規格においては、各国で定められたテレビ周波数チャネル帯域幅（６／７／８ＭＨｚ）に合わせてサブキャリア配置、サブキャリア間隔、送信帯域幅等が設計されている（例えば、非特許文献１参照）。ここで、この各国で定められたテレビ周波数チャネル帯域幅に合わせてサブキャリア配置、サブキャリア間隔、送信帯域幅等が設計されたシステムをフルサブキャリアシステムと呼ぶこととする。

Ｒ．Ｐｏｒａｔ， Ｗ．Ｌｅｅ， Ｊ．Ｔｉｎｇｌｅｆｆ， Ｔ．Ｙｕｃｅｋ， Ｚ．Ｌａｎ，"８０２．１１ａｆ ＰＨＹ ｏｖｅｒｖｉｅｗ，" Ｄｏｃ．：ＩＥＥＥ８０２．１１−１２／０８６６ｒ２，２０１２年７月

ここで、あるテレビ周波数チャネルがＴＶホワイトスペースとなっており、ある２次利用者がその一部分のみを利用している場合（例えばテレビ周波数チャネル帯域幅が６ＭＨｚであり、ある２次利用者がその中の１ＭＨｚのみを利用しているような状況）、残りの帯域はＴＶホワイトスペースであるにも関わらず、多くのＴＶホワイトスペース通信規格では、送信帯域幅をテレビ周波数チャネル帯域幅に合わせてフルサブキャリアシステムが設計されているため、この様な細かいＴＶホワイトスペース（部分ＴＶホワイトスペース）を有効に活用できなかった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、テレビ周波数チャネル帯域幅よりも小さい帯域幅の部分ＴＶホワイトスペースを有効利用することができる無線送信機、無線受信機、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上述した課題を解決するために、ＯＦＤＭを用いたＴＶホワイトスペース通信システムにおいて、フルサブキャリアシステムを構成する全サブキャリアのうち一部のサブキャリアにデータシンボルを割り当てない、すなわち一部のサブキャリアをヌルとすることで、テレビ周波数チャネル帯域幅よりも小さい帯域幅の部分ＴＶホワイトスペースを有効利用することができ、スループットを向上させることのできる無線送信機、無線受信機、無線通信システムおよび無線通信方法を発明した。

本発明に係る無線送信機は、ＯＦＤＭを用いたデータ送信を行う無線送信機であって、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する周波数情報取得部と、同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成するフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、前記ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、前記同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを同期送信する送出部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る無線受信機は、ＯＦＤＭを用いたデータ受信を行う無線受信機であって、同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと同期送信された一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、同期用プリアンブルを持たない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、を受領する受領部と、前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる前記同期用プリアンブルを用いて同期を行う同期部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭを用いたデータ送受信を行う、無線送信機と無線受信機を備えて構成される無線通信システムであって、前記無線送信機は、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する周波数情報取得部と、同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成するフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、前記ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、前記同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを同期送信する送出部と、を備え、前記無線受信機は、前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、を受領する受領部と、前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる前記同期用プリアンブルを用いて同期を行う同期部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る無線通信方法は、ＯＦＤＭを用いたデータ送受信を行う無線通信方法であって、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する周波数情報取得工程と、同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成するフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成工程と、前記ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき一部のサブキャリアのデータシンボルがヌルにされるとともに、前記同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成工程と、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを同期送信する送出工程と、前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、を受領する受領工程と、前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる前記同期用プリアンブルを用いて同期を行う同期工程と、を備えることを特徴とする。

上述した構成からなる本発明によれば、部分サブキャリアシステムを用いたＯＦＤＭ通信を行うことにより、テレビ周波数チャネル帯域幅よりも小さい帯域幅の部分ＴＶホワイトスペースを有効利用することができ、スループットを向上させることができる。

本発明の実施形態に係る無線送受信機の構成ブロック図である。 本実施形態に係る無線送受信機の無線送信機能および無線受信機能の機能構成ブロック図である。 （ａ）各国のテレビ周波数チャネル帯域幅に合わせて送信帯域幅が設計されたフルサブキャリアシステムとしての２次利用者（例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａｆ）と、各国のテレビ周波数チャネル帯域幅以下の送信帯域幅を持つシステムとしての２次利用者（例としてエリアワンセグシステム）がＴＶホワイトスペースを利用している状態を示す模式図である。（ｂ）各国のテレビ周波数チャネル帯域幅以下の送信帯域幅を持つシステムとしての２次利用者がＴＶホワイトスペースを用いることで生じる部分ＴＶホワイトスペースを、部分サブキャリアシステムにより有効利用する様子を示す模式図である。 部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームおよびこれと同期送信されるフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームのデータ構成を示す模式図である。 本実施形態に係る無線送受信装置を用いた無線通信方法を示すフローチャートである。 同期送信されるフルサブキャリアシステムと部分サブキャリアシステムの組み合わせ例を周波数領域により示した模式図である。本図はＩＥＥＥ８０２．１１ａｆに部分サブキャリアシステムを適用した例である。 図６の各態様についてのスループットを示す図である。

以下、本発明に係る無線送受信機の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆに適用した場合の無線送受信機を例に説明を行う。

図１は本発明の実施形態に係る無線送受信機の構成ブロック図である。本実施形態に係る無線送受信機１は、無線送受信機１全体の制御を行う制御部２と、ベースバンド信号処理部３と、無線周波数（ＲＦ）変換回路４と、送受信アンテナ５と、を備えて構成されている。

制御部２は、無線送受信機１全体を制御するＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１上で動作する制御プログラム等を格納したＲＯＭ２２と、各種データを一時的に格納するためのＲＡＭ２３と、を備えている。

図２は、本実施形態に係る無線送受信機の無線送信機能および無線受信機能の機能構成ブロック図である。

制御部２は、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２に格納されている制御プログラムをＲＡＭ２３に展開して実行することにより、後述する無線送受信手順で実行するための、周波数情報取得部２１１および送受信切替部２１２として機能する。

周波数情報取得部２１１は、通信を行いたいエリアにおけるＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する。これらの情報は、無線送受信システム１の外部に位置する情報管理施設のサーバ等から送信されるもの等が用いられる。

送受信切替部２１２は、無線送受信機１の送信と受信の機能の切り替えを行う。この機能の切り替えにより、無線送受信機１は、無線送信機としても、無線受信機としても機能することができる。

ベースバンド信号処理部３は、後述する無線送信手順におけるベースバンド信号処理として、データ生成部３１、フルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３２、部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３３、および送出部３４を備えている。

また、ベースバンド信号処理部３は、後述する無線受信手順におけるベースバンド信号処理として、受領部３５、同期部３６およびフル／部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム解析部３７を備えている。

データ生成部３１は、周波数情報取得部２１１が取得したＴＶホワイトスペース情報および部分ＴＶホワイトスペース情報に基づき、後述のフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３２および部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３３の入力となる送信データを生成する。

フルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３２は、周波数情報取得部２１１が取得したＴＶホワイトスペース情報に基づき、同期用プリアンブル（図４に示すＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧおよびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａ）を含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭ信号およびＯＦＤＭフレームの生成を行う。

部分サブキャリアＯＦＤＭ信号生成部３３は、周波数情報取得部２１１が取得したＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペース情報に基づき一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームの生成を行う。

送出部３４は、部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとの同期送信を行う。

受領部３５は、同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと同期送信され一部のサブキャリアがヌルにされるとともに同期用プリアンブルを持たない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、の受領を行う。

同期部３６は、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる同期用プリアンブルを用いて無線パケット信号の検出、フレーム同期等の各同期を行う。

フル／部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム解析部３７はフルサブキャリアシステムおよび部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに対して、ＯＦＤＭ受信復調処理、データ復調およびデータ復号等の受信解析処理を行う。

次に、上述した無線送受信機１を用いたデータの送受信の詳細について説明する。図３（ａ）は、２次利用者（例としてエリアワンセグシステム）がＴＶホワイトスペース（チャネル♯Ｃ）を部分的に利用している状態を示す模式図である。図３（ｂ）は、部分サブキャリアシステムがチャネル＃Ｃに存在する部分ＴＶホワイトスペースを有効利用する様子を示した模式図である。

図３では、チャネル♯Ａおよびチャネル♯Ｄは一次利用者であるＩＳＤＢ−Ｔにより利用され、チャネル♯Ｂおよび♯Ｃは一次利用者であるＩＳＤＢ−Ｔが一時的もしくは場所的に利用しておらず、二次利用者が利用可能なＴＶホワイトスペースである。

そして、図３は、このＴＶホワイトスペースのうち、チャネル♯Ｂを２次利用者であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｆシステムが、チャネル#Ｃをエリアワンセグシステムが、それぞれ部分的に利用している例を示している。ここで、チャネル#Ｃにおいては、同チャネルのうちエリアワンセグシステムに利用されていない残りの周波数帯域が部分ＴＶホワイトスペースとなっている。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｆを始めとする従来の多くのＴＶホワイトスペース利用ＯＦＤＭ通信システムは、送信帯域幅がテレビ周波数チャネル帯域幅に合わせて設計されているため、この部分ＴＶホワイトスペースを有効に活用できなかった。

そこで、本実施形態に係る無線送受信機１では、図３（ｂ）に示すように、部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３３により、部分ＴＶホワイトスペースに合わせて適切な数のサブキャリアがヌルにされることで送信帯域幅が可変とされた部分サブキャリアＯＦＤＭ信号およびフレームを生成することで、従来有効利用できなかった部分ＴＶホワイトスペースの活用を可能としている。

この部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレーム構成について説明する。図４は、部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームおよびこれと同期送信されるフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレーム構成を示す模式図である。

部分サブキャリアシステムには、フルサブキャリアシステムにおいて必須である、主に無線パケット信号の検出、同期タイミングの検出に使用されるＬ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、主にキャリア周波数の誤差の補正、基準振幅・位相の検出に用いられるＬ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、データ部の転送速度や変調方式が記入されている部分であるＬ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ）およびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａ（ＴＶ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ−Ａ）の同期等に必要なプリアンブル信号を含まない。

その代わり、部分サブキャリアシステムについては、同期部３６が、同期送信されているフルサブキャリアシステムに含まれているこれらの同期に必要なプリアンブル信号によって得られる同期情報を用いることで、部分サブキャリアシステムの同期処理を行う。

なお、フルサブキャリアシステム、部分サブキャリアシステムいずれの送信信号においても、チャネル推定等に用いられる、ＴＶＨＴ−ＳＴＦ（ＴＶ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、ＴＶＨＴ−ＬＴＦ（ＴＶ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）およびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂ（ＴＶ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ−Ｂ）のＯＦＤＭ信号解析に必要なプリアンブル信号は含まれている。

本発明において、部分サブキャリアシステムにＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧおよびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａなど、同期に必要なプリアンブル信号が含まれていない理由を以下に説明する。

部分サブキャリアシステムについて上述した同期に必要なプリアンブル信号を含めるとすると、従来規格において定義されている同期に必要なプリアンブル信号のフォーマットを変更することになり、同一規格内の従来システム（フルサブキャリアシステム）との互換性を保てなくなる。また、部分サブキャリアシステムのサブキャリア数に応じて無数のプリアンブルを定義する必要が発生し、制御部２による処理量が膨大なものとなり、処理の低速化を招くとともに、制御部２の大型化を招く恐れもある。

そのため、本実施形態では、部分サブキャリアシステムは必ずフルサブキャリアシステムと併用することとしている。そして、部分サブキャリアシステムについてはＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧおよびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａなど、同期に必要なプリアンブル信号を設けず、本来これらの同期に必要なプリアンブル信号を用いて行うシンボル同期や周波数同期等は、併せて同期送信されるフルサブキャリアシステムの同期に必要なプリアンブルを用いて行うこととしている。

これにより、同一規格内の従来システムをできるだけそのまま用いつつ、部分サブキャリアシステムを用いた通信を行うことが可能となる。

このように、本実施形態に係る無線送受信機１を複数用いた無線通信システムでは、送信機となる一の無線送受信機１が、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとともに部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成し、同期送信する。

そして、受信機となる少なくとも１つの他の無線送受信機１が、これらを受信し、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる同期に必要なプリアンブル信号を用いて部分サブキャリアシステムのシンボル同期や周波数同期を行う。

以下、本実施形態に係る無線送受信機１により構成される無線通信システムによる無線通信方法について説明する。

図５は、本実施形態に係る無線送受信装置を用いた無線通信方法を示すフローチャートである。

まず、無線送信機の周波数情報取得部２１１が、通信が行われるエリアにおけるＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報の取得を行うとともに（ステップＳ１１）、ＴＶホワイトスペースの有無の判定（ステップＳ１２）および部分ＴＶホワイトスペースの有無の判定（ステップＳ１３）を行う。

ＴＶホワイトスペースが存在する場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）であって、部分ＴＶホワイトスペースも存在する場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、無線送信機のフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３２が、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報のうち、ＴＶホワイトスペースの情報に基づき、上述したＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧおよびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａの同期に必要なプリアンブル信号を含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する（ステップＳ１４）。

次に、無線送信機の部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３３が、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報のうち、部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき、一部のサブキャリアのデータシンボルがヌルにされるとともに、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧおよびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａなど、同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームの生成を行う（ステップＳ１５）。

次に、無線送信機の送出部３４が、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを、アンテナ５を介して同期送信し（ステップＳ１６）、無線送信機の一連の動作が完了する。

一方、ＴＶホワイトスペースは存在するが（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、部分ＴＶホワイトスペースは存在しない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、無線送信機のフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部３２が、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報のうち、ＴＶホワイトスペースの情報に基づき、上述したＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧおよびＴＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａなど、同期に必要なプリアンブル信号を含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１６に移行し、ステップＳ１７において生成されたフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームが送信される。

また、ＴＶホワイトスペースが存在しない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、無線送信機は信号を送信せず、ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報の取得（ステップＳ１１）を繰り返す。

こうして同期送信されたフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームおよび部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームは、受信側の無線送受信機１（無線受信機）に受信される。以下、この無線受信機の動作について説明する。

まず、常に待ち受け状態にある無線受信機において、受領部３５が、無線送信機から同期送信されたフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを、アンテナ５を介して受領することで（ステップＳ２１）、一連の信号の受信処理が開始される。

次に、無線受信機の同期部３６は、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる同期に必要なプリアンブル信号により、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームおよび部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームのシンボル同期や周波数同期を行い（ステップＳ２２）、無線受信機による以後の各種情報処理が実行される。

次に、フル／部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム解析部３７は、フルサブキャリアシステムおよび部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに対して、ＯＦＤＭ受信復調処理、データ復調およびデータ復号を行う（ステップＳ２３）。

なお、無線送信機がフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームのみを送信し、部分サブキャリアシステムのフレームをＯＦＤＭ送信しなかった場合には、無線受信機は、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームのみについて、ステップＳ２１〜Ｓ２３の各種情報処理を実行する。

上述した方法によるフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームの送信は、様々な態様により行うことができる。図６は、同期送信されたフルサブキャリアシステムと部分サブキャリアシステムの組み合わせ例を周波数帯域により示した模式図である。

本実施形態においては、図６に示すように、フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームの送信は、１つのフルサブキャリアシステムに対して１つの部分サブキャリアシステムが同期送信される態様（ケース１）、複数のフルサブキャリアシステムに対して１つの部分サブキャリアシステムが同期送信される態様（ケース２）、１つのフルサブキャリアシステムと１つの部分サブキャリアシステムよりなる複数の組がそれぞれ同期送信される態様（ケース３）等、様々な態様により行うことができる。

そして、上述した方法によりデータ送信を行うことで、部分ＴＶホワイトスペースを含むＴＶホワイトスペースをより有効に活用することができ、当該無線システムのデータ送信のスループットを大幅に向上させることができる。図７は、図６の各態様についてのスループットを示す図である。

図７に示すケース１〜３は、それぞれ図６のケース１〜３に対応している。図７に示すように、いずれのケースにおいても、従来の部分ＴＶホワイトスペースを有効に活用できない無線通信方法と比較して、３０％以上、特にケース２においては６０％以上スループットが向上している。

このように、本発明によれば、部分サブキャリアシステムを用いた無線通信を行うことにより、各国のテレビ周波数チャネル帯域幅よりも小さい周波数幅の部分ＴＶホワイトスペースを有効利用することが可能となり、スループットの大幅な向上を実現することができる。

１ 無線送受信機
２ 制御部
３ ベースバンド信号処理部
４ ＲＦ変換部
５ アンテナ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
３１ データ生成部
３２ フルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部
３３ 部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部
３４ 送出部
３５ 受領部
３６ 同期部
３７ フル／部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム解析部
２１１ 周波数情報取得部
２１２ 送受信切替部

Claims (4)

1. ＯＦＤＭを用いたデータ送信を行う無線送信機であって、
   ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する周波数情報取得部と、
   同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成するフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、
   前記ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、前記同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、
   前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを同期送信する送出部と、
   を備えることを特徴とする無線送信機。
2. ＯＦＤＭを用いたデータ受信を行う無線受信機であって、
   同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、
   前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと同期送信された一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、同期用プリアンブルを持たない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、を受領する受領部と、
   前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる前記同期用プリアンブルを用いて同期を行う同期部と、
   を備えることを特徴とする無線受信器。
3. ＯＦＤＭを用いたデータ送受信を行う、無線送信機と無線受信機を備えて構成される無線通信システムであって、
   前記無線送信機は、
   ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する周波数情報取得部と、
   同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成するフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、
   前記ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、前記同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成部と、
   前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを同期送信する送出部と、
   を備え、
   前記無線受信機は、
   前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、を受領する受領部と、
   前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる前記同期用プリアンブルを用いて同期を行う同期部と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
4. ＯＦＤＭを用いたデータ送受信を行う無線通信方法であって、
   ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報を取得する周波数情報取得工程と、
   同期用プリアンブルを含むフルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成するフルサブキャリアＯＦＤＭフレーム生成工程と、
   前記ＴＶホワイトスペースおよび部分ＴＶホワイトスペースの情報に基づき一部のサブキャリアがヌルにされるとともに、前記同期用プリアンブルを含まない部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームを生成する部分サブキャリアＯＦＤＭフレーム生成工程と、
   前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームとを同期送信する送出工程と、
   前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレーム信号と、前記部分サブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームと、を受領する受領工程と、
   前記フルサブキャリアシステムのＯＦＤＭフレームに含まれる前記同期用プリアンブルを用いて同期を行う同期工程と、
   を備えることを特徴とする無線通信方法。

Images