JP6501987B1

JP6501987B1 - 無線送信装置、無線受信装置、無線通信装置、無線通信システムおよび無線送信方法

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Publication number: JP6501987B1
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Inventors: 周作梅田; 進二増田; 和雅鈴木
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Abstract

同一時間帯のシンボルにおいて０ではない第１の信号を送信するサブキャリアが重ならないようにマッピングした第１の既知信号（１３０ａ）および第２の既知信号（１３０ｂ）を生成する既知信号生成部（１１２）と、第１の既知信号（１３０ａ）および第２の既知信号（１３０ｂ）を、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部（１１３ａ，１１３ｂ）と、時間領域の信号に変換された第１の既知信号（１３０ａ）および第２の既知信号（１３０ｂ）に、ガードインターバルを挿入するＧＩ挿入部（１１４ａ，１１４ｂ）と、ガードインターバルが挿入された第１の既知信号（１３０ａ）を送信する送信アンテナ（１１１ａ）と、ガードインターバルが挿入された第２の既知信号（１３０ｂ）を送信する送信アンテナ（１１１ｂ）と、を備える。

Description

本発明は、無線通信を行う無線送信装置、無線受信装置、無線通信装置、無線通信システムおよび無線送信方法に関する。

複数の無線装置が同一周波数帯で無線通信を行う環境において、ある無線装置が、所望の無線装置から送信された所望信号に加えて、所望の無線装置以外の他の無線装置から送信された信号を同時に受信することがある。ある無線装置にとって、他の無線装置は干渉源となり、他の無線装置から送信された信号は干渉信号となる。特許文献１には、受信無線局が、同一無線システム内の所望の送信無線局からの希望信号とともに同一無線システム内の他の送信無線局からの干渉信号を受信した場合に、干渉信号による干渉成分を検出し、干渉信号による影響を除去する技術が開示されている。

特許第４７５６０９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の受信無線局は、同一無線システム内の送信無線局からの干渉信号による影響のみ除去できる。そのため、特許文献１に記載の受信無線局は、無関係の無線システムの無線装置からの干渉信号による影響は除去できない、という問題があった。また、特許文献１に記載の受信無線局は、ＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｉｏｕｓＷａｖｅ）のような特定の周波数にのみ影響を与える干渉信号、また、周波数偏差および時間同期タイミングを推定しているタイミングにおいて短時間発生する干渉信号などを受信する可能性もあり、このような干渉信号による影響も除去できない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の無線通信システムが同一周波数帯に共存する環境において、無線受信装置で干渉信号の影響を除去することが可能な信号を送信する無線送信装置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、本発明の無線送信装置は、同一時間帯のシンボルにおいて既知の信号であって０ではない第１の信号を送信するサブキャリアが重ならないように、第１の信号と第１のヌル信号とを時間方向および周波数方向において交互に連続してマッピングした第１の既知信号および第２の既知信号を生成する既知信号生成部を備える。また、無線送信装置は、第１の既知信号および第２の既知信号のそれぞれを、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換部を備える。また、無線送信装置は、時間領域の信号に変換された第１の既知信号および第２の既知信号のそれぞれに、ガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部を備える。また、無線送信装置は、ガードインターバルが挿入された第１の既知信号を送信する第１の送信アンテナと、ガードインターバルが挿入された第２の既知信号を送信する第２の送信アンテナと、を備える。既知信号生成部は、第１の信号と第１のヌル信号との組み合わせによって、時間方向、周波数方向、第１の既知信号および第２の既知信号間、のうちの２つを用いてブロック符号化してマッピングする、ことを特徴とする。

本発明にかかる無線送信装置は、複数の無線通信システムが同一周波数帯に共存する環境において、無線受信装置で干渉信号の影響を除去することが可能な信号を送信することができる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す図実施の形態１に係る無線送信装置の既知信号生成部で生成される第１の既知信号および第２の既知信号の例を示す図実施の形態１に係る無線送信装置が第１の既知信号および第２の既知信号を送信する処理を示すフローチャート実施の形態１に係る無線受信装置の受信処理を示すフローチャート実施の形態１に係る無線送信装置または無線受信装置が備える処理回路が専用のハードウェアで構成される場合の例を示す図実施の形態１に係る無線送信装置または無線受信装置が備える処理回路がプロセッサを備える制御回路で構成される場合の例を示す図実施の形態２に係る無線通信システムの構成例を示す図実施の形態２に係る無線送信装置のヌル挿入部における第１の既知信号および第２の既知信号に対する第２のヌル信号の挿入例を示す図実施の形態２に係る無線送信装置が第１の既知信号および第２の既知信号に第２のヌル信号を挿入して送信する処理を示すフローチャート実施の形態２に係る無線受信装置の受信処理を示すフローチャート実施の形態３に係る無線送信装置の既知信号生成部で生成される第１の既知信号および第２の既知信号の例を示す図双方向で無線通信を行う無線通信システムの第１の例を示す図双方向で無線通信を行う無線通信システムの第２の例を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る無線送信装置、無線受信装置、無線通信装置、無線通信システムおよび無線送信方法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、本発明の実施の形態１に係る無線通信システム１００ａの構成例を示す図である。無線通信システム１００ａは、無線送信装置１１０ａと、無線受信装置１２０ａと、を備える。無線通信システム１００ａは、図示しない他の無線通信システムと同一周波数帯域を共存する環境にあることを想定している。無線通信システム１００ａにおいて、無線受信装置１２０ａは、無線送信装置１１０ａから送信される所望信号の他に、他の無線通信システムが備える無線装置から送信される信号、ＣＷ、短時間干渉などの干渉信号も受信することがある。

無線送信装置１１０ａの構成について説明する。無線送信装置１１０ａは、送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂと、既知信号生成部１１２と、ＩＤＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部１１３ａ，１１３ｂと、ＧＩ（ＧｕａｒｄＩｎｔｅｒｖａｌ）挿入部１１４ａ，１１４ｂと、を備える。

既知信号生成部１１２は、周波数直交分割多重方式すなわちＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式で変調された周波数領域の第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを生成する。第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂの詳細については後述する。第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂをまとめて既知信号１３０と称することがある。

ＩＤＦＴ部１１３ａは、既知信号生成部１１２で生成された第１の既知信号１３０ａに逆離散フーリエ変換処理を施すことにより、第１の既知信号１３０ａを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換部である。ＩＤＦＴ部１１３ｂは、既知信号生成部１１２で生成された第２の既知信号１３０ｂに逆離散フーリエ変換処理を施すことにより、第２の既知信号１３０ｂを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換部である。図１では、無線送信装置１１０ａは、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂ毎にＩＤＦＴ部を備えているが一例であり、これに限定されない。無線送信装置１１０ａは、１つの逆離散フーリエ変換部であるＩＤＦＴ部を備え、１つのＩＤＦＴ部が、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対して逆離散フーリエ変換処理を施してもよい。

ＧＩ挿入部１１４ａは、ＩＤＦＴ部１１３ａによって周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された第１の既知信号１３０ａのシンボル間にガードインターバル（ＧＩ）を挿入するガードインターバル挿入部である。ＧＩ挿入部１１４ｂは、ＩＤＦＴ部１１３ｂによって周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された第２の既知信号１３０ｂのシンボル間にガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部である。第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂのシンボルは、既知信号生成部１１２で生成されるＯＦＤＭシンボルである。図１では、無線送信装置１１０ａは、時間領域の信号に変換された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂ毎にＧＩ挿入部を備えているが一例であり、これに限定されない。無線送信装置１１０ａは、１つのガードインターバル挿入部であるＧＩ挿入部を備え、１つのＧＩ挿入部が、時間領域の信号に変換された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対してガードインターバルを挿入してもよい。

送信アンテナ１１１ａは、ＧＩ挿入部１１４ａによってガードインターバルが挿入された第１の既知信号１３０ａを送信する第１の送信アンテナである。送信アンテナ１１１ｂは、ＧＩ挿入部１１４ｂによってガードインターバルが挿入された第２の既知信号１３０ｂを送信する第２の送信アンテナである。無線送信装置１１０ａは、２本の送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂを用いて、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを送信する。なお、図１では、無線送信装置１１０ａにおいて、本実施の形態の説明で必要な構成要素のみを記載しており、一般的な構成要素については記載を省略している。無線送信装置１１０ａは、無線受信装置１２０ａにおいて第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを検出できるように、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂ以外の図示しない既知信号を含めて送信をしてもよい。

無線受信装置１２０ａの構成について説明する。無線受信装置１２０ａは、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂと、信号検出部１２２と、タイミング推定部１２３と、を備える。

受信アンテナ１２１ａは、無線送信装置１１０ａから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを含む信号を受信し、受信した信号である受信信号を信号検出部１２２およびタイミング推定部１２３に出力する第１の受信アンテナである。受信アンテナ１２１ｂは、無線送信装置１１０ａから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを含む信号を受信し、受信した信号である受信信号を信号検出部１２２およびタイミング推定部１２３に出力する第２の受信アンテナである。無線受信装置１２０ａは、複数の受信アンテナ、図１の例では２本の受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂを用いて、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを受信する。

信号検出部１２２は、所望の受信信号、すなわち本実施の形態においては第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂの到来を検出する。信号検出部１２２は、例えば、受信電力値を測定し、受信電力値に基づいて、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを受信しているか、干渉信号を受信しているかを判定する。信号検出部１２２は、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂ以外の既知信号を用いて、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを受信しているか、干渉信号を受信しているかを判定してもよい。タイミング推定部１２３は、信号検出部１２２において第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂが検出された場合、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂで受信された受信信号に含まれる無線送信装置１１０ａから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを用いて、無線送信装置１１０ａとの搬送波周波数の周波数偏差を推定し、無線送信装置１１０ａとのシンボルの開始タイミングなどの時間同期タイミングを推定する。タイミング推定部１２３は、例えば、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに含まれるガードインターバルを用いた相関処理によって周波数偏差および時間同期タイミングを推定する。タイミング推定部１２３は、ガードインターバルとともに、さらに第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに含まれるパイロット信号を用いて周波数偏差および時間同期タイミングを推定してもよい。無線受信装置１２０ａでは、信号検出部１２２で第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを検出したタイミングでは復調処理を行う上で精度が足りないため、さらにタイミング推定部１２３において、復調処理を精度良く行うためのタイミングを推定する。信号検出部１２２およびタイミング推定部１２３の機能は、従来同様のものでよい。なお、図１では、無線受信装置１２０ａにおいて、本実施の形態の説明で必要な構成要素のみを記載しており、一般的な構成要素については記載を省略している。

図２は、実施の形態１に係る無線送信装置１１０ａの既知信号生成部１１２で生成される第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂの例を示す図である。図２において、縦方向はサブキャリアすなわち周波数を示し、横方向は時間すなわちシンボルを示す。図２において、１つの列、例えば、第１の既知信号１３０ａにおいて、ｃ_０，０，Ｎ，ｃ_０，２，Ｎ…で表される列が１つのシンボルである。既知信号生成部１１２で生成されるシンボルは、前述のようにＯＦＤＭシンボルである。図２において、ｃ_ｔ，ｎで表される信号は、第ｔシンボルの第ｎサブキャリアにマッピングされた既知の信号であって、０ではない第１の信号１３１である。図２では、ｃ_２，０のみ第１の信号１３１としているが、ｃ_ｔ，ｎの形式で表される信号は全て第１の信号１３１である。また、図２において、Ｎで表される信号は、信号強度が０の第１のヌル信号１３２ａである。図２では、第１の既知信号１３０ａの１つの信号のみ第１のヌル信号１３２ａとしているが、他のＮで表される信号は全て第１のヌル信号１３２ａである。無線送信装置１１０ａにおいて、第１の既知信号１３０ａは、ＩＤＦＴ部１１３ａ、ＧＩ挿入部１１４ａ、および送信アンテナ１１１ａを介して送信される信号であり、第２の既知信号１３０ｂは、ＩＤＦＴ部１１３ｂ、ＧＩ挿入部１１４ｂ、および送信アンテナ１１１ｂを介して送信される信号である。

既知信号生成部１１２は、図２に示すように、同一時間帯のシンボルにおいて、第１の既知信号１３０ａにおいて第１の信号１３１がマッピングされるサブキャリアと、第２の既知信号１３０ｂにおいて第１の信号１３１がマッピングされるサブキャリアとが被らないように、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａをマッピングする。具体的には、既知信号生成部１１２は、同一時間帯のシンボルにおいて、第２の既知信号１３０ｂに対して、第１の既知信号１３０ａに第１の信号１３１をマッピングしたサブキャリアと同一のサブキャリアには、第１のヌル信号１３２ａをマッピングする。同様に、既知信号生成部１１２は、同一時間帯のシンボルにおいて、第１の既知信号１３０ａに対して、第２の既知信号１３０ｂに第１の信号１３１をマッピングしたサブキャリアと同一のサブキャリアには、第１のヌル信号１３２ａをマッピングする。既知信号生成部１１２は、複数の第１の信号１３１のうちの一部を前述のパイロット信号にしてもよい。既知信号生成部１１２は、２つのブランチを有し、ブランチ＃０から第１の既知信号１３０ａを出力し、ブランチ＃１から第２の既知信号１３０ｂを出力する。

これにより、無線受信装置１２０ａは、無線送信装置１１０ａから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂとともにＣＷなどの干渉信号を受信した場合でも、各シンボル単位で一方の送信アンテナから送信される既知信号のみがＣＷの影響を受け、他方の送信アンテナから送信される既知信号はＣＷの影響を受けない。そのため、無線受信装置１２０ａにおいて、信号検出部１２２およびタイミング推定部１２３は、各送信アンテナから送信された既知信号毎に周波数偏差および時間同期タイミングの推定を行い、ＣＷの影響を受けなかった既知信号に基づいて推定した周波数偏差および時間同期タイミングを採用することによって、ＣＷの影響を低減させることが可能である。

無線送信装置１１０ａの動作を、フローチャートを用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る無線送信装置１１０ａが第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを送信する処理を示すフローチャートである。無線送信装置１１０ａにおいて、既知信号生成部１１２は、同一時間帯のシンボルにおいて０ではない第１の信号１３１を送信するサブキャリアが重ならないようにマッピングした第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを生成する（ステップＳ１１）。ＩＤＦＴ部１１３ａは、第１の既知信号１３０ａを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。また、ＩＤＦＴ部１１３ｂは、第２の既知信号１３０ｂを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する（ステップＳ１２）。ＧＩ挿入部１１４ａは、時間領域の信号に変換された第１の既知信号１３０ａにガードインターバルを挿入する。また、ＧＩ挿入部１１４ｂは、時間領域の信号に変換された第２の既知信号１３０ｂにガードインターバルを挿入する（ステップＳ１３）。送信アンテナ１１１ａは、ガードインターバルが挿入された第１の既知信号１３０ａを送信する。また、送信アンテナ１１１ｂは、ガードインターバルが挿入された第２の既知信号１３０ｂを送信する（ステップＳ１４）。

無線受信装置１２０ａの動作を、フローチャートを用いて説明する。図４は、実施の形態１に係る無線受信装置１２０ａの受信処理を示すフローチャートである。無線受信装置１２０ａにおいて、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂは、無線送信装置１１０ａから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを含む信号を受信する（ステップＳ２１）。信号検出部１２２は、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂで受信された信号である受信信号から、無線送信装置１１０ａから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを検出する（ステップＳ２２）。タイミング推定部１２３は、信号検出部１２２において第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂが検出された場合、受信信号に含まれる第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを用いて、周波数偏差および時間同期タイミングを推定する（ステップＳ２３）。

ここで、無線送信装置１１０ａおよび無線受信装置１２０ａのハードウェア構成について説明する。無線送信装置１１０ａの送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂおよび無線受信装置１２０ａの受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂは、アンテナ素子である。無線送信装置１１０ａにおいて、既知信号生成部１１２、ＩＤＦＴ部１１３ａ，１１３ｂ、およびＧＩ挿入部１１４ａ，１１４ｂは処理回路により実現される。無線受信装置１２０ａにおいて、信号検出部１２２およびタイミング推定部１２３は処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサとを備える制御回路であってもよい。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などが該当する。

図５は、実施の形態１に係る無線送信装置１１０ａまたは無線受信装置１２０ａが備える処理回路が専用のハードウェアで構成される場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで実現される場合、処理回路は、図５に示す処理回路９００である。処理回路９００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。

図６は、実施の形態１に係る無線送信装置１１０ａまたは無線受信装置１２０ａが備える処理回路がプロセッサを備える制御回路で構成される場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサを備える制御回路で構成される場合、制御回路は、例えば図６に示す制御回路９０１である。制御回路９０１は、プロセッサ９０２と、メモリ９０３と、を備える。無線送信装置１１０ａまたは無線受信装置１２０ａが備える処理回路は、プロセッサ９０２がメモリ９０３に記憶された各構成要素に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ９０３は、プロセッサ９０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、複数の無線通信システムが同一周波数帯に共存する環境において、無線送信装置１１０ａは、同一時間帯のシンボルにおいて０ではない第１の信号１３１を送信するサブキャリアが重ならないようにマッピングした第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを、２つの送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂから送信する。無線受信装置１２０ａは、各送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂから送信された既知信号毎に周波数偏差および時間同期タイミングの推定を行い、ＣＷ、短時間干渉などの干渉信号の影響を受けなかった既知信号に基づいて推定した周波数偏差および時間同期タイミングを採用する。これにより、無線受信装置１２０ａは、無線通信システム１００ａとは無関係の干渉信号が存在する環境下においても、干渉信号の影響を除去し、精度良く周波数偏差および時間同期タイミングを推定することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、無線送信装置は、無線受信装置において干渉信号の抑圧ができるように、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対して、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に第２のヌル信号を挿入する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図７は、実施の形態２に係る無線通信システム１００ｂの構成例を示す図である。無線通信システム１００ｂは、無線送信装置１１０ｂと、無線受信装置１２０ｂと、を備える。無線通信システム１００ｂは、図示しない他の無線通信システムと同一周波数帯域を共存する環境にあることを想定している。無線通信システム１００ｂにおいて、無線受信装置１２０ｂは、無線送信装置１１０ｂから送信される所望信号の他に、他の無線通信システムが備える無線装置から送信される信号、ＣＷ、短時間干渉などの干渉信号も受信することがある。

無線送信装置１１０ｂの構成について説明する。無線送信装置１１０ｂは、送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂと、既知信号生成部１１２と、ＩＤＦＴ部１１３ａ，１１３ｂと、ＧＩ挿入部１１４ａ，１１４ｂと、ヌル挿入部１１５と、を備える。

ヌル挿入部１１５は、既知信号生成部１１２から出力された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対して、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に第２のヌル信号を挿入する。

無線受信装置１２０ｂの構成について説明する。無線受信装置１２０ｂは、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂと、信号検出部１２２と、タイミング推定部１２３と、ＤＦＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部１２４ａ，１２４ｂと、干渉測定部１２５と、重み係数生成部１２６と、干渉抑圧部１２７と、を備える。

ＤＦＴ部１２４ａは、受信アンテナ１２１ａで受信された受信信号に離散フーリエ変換処理を施すことにより、受信信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ＤＦＴ部１２４ｂは、受信アンテナ１２１ｂで受信された受信信号に離散フーリエ変換処理を施すことにより、受信信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。

干渉測定部１２５は、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂで受信され、ＤＦＴ部１２４ａ，１２４ｂによって時間領域の信号から周波数領域の信号に変換された受信信号に含まれる第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂにおいて、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に挿入された第２のヌル信号を用いて、第２のヌル信号が挿入されたサブキャリアにおける干渉信号による干渉量を測定する。干渉信号は、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂで受信された受信信号に含まれる信号である。

重み係数生成部１２６は、干渉測定部１２５の測定結果すなわち干渉信号による干渉量に基づいて、干渉信号による干渉量を抑圧するための重み係数を生成する。

干渉抑圧部１２７は、重み係数生成部１２６で生成された重み係数を用いて、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂで受信された受信信号に対して、干渉信号による干渉の影響を除去する干渉抑圧を行う。

タイミング推定部１２３は、干渉抑圧部１２７において干渉抑圧された受信信号に含まれる第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを用いて、無線送信装置１１０ｂとの周波数偏差および時間同期タイミングを推定する。

図８は、実施の形態２に係る無線送信装置１１０ｂのヌル挿入部１１５における第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対する第２のヌル信号の挿入例を示す図である。ヌル挿入部１１５によって第２のヌル信号１３２ｂが挿入された第１の既知信号１３０ａを第１のヌル挿入部出力信号１４０ａとし、ヌル挿入部１１５によって第２のヌル信号１３２ｂが挿入された第２の既知信号１３０ｂを第２のヌル挿入部出力信号１４０ｂとする。第１のヌル挿入部出力信号１４０ａおよび第２のヌル挿入部出力信号１４０ｂをまとめて、ヌル挿入部出力信号１４０とする。既知信号生成部１１２で生成される第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂは、実施の形態１のときと同様とする。ヌル挿入部１１５は、図８に示すように、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対して、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に第２のヌル信号１３２ｂを挿入する。図８では、第１の既知信号１３０ａの１つの信号のみ第２のヌル信号１３２ｂとしているが、第２のヌル信号１３２ｂと同じ網掛け表示で表される信号は、信号強度が０の第２のヌル信号１３２ｂである。

無線送信装置１１０ｂの動作を、フローチャートを用いて説明する。図９は、実施の形態２に係る無線送信装置１１０ｂが第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに第２のヌル信号１３２ｂを挿入して送信する処理を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１１の動作は、図３に示す実施の形態１のときの動作と同様である。ヌル挿入部１１５は、既知信号生成部１１２から出力された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに対して、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に第２のヌル信号１３２ｂを挿入する（ステップＳ３１）。ＩＤＦＴ部１１３ａは、第２のヌル信号１３２ｂが挿入された第１の既知信号１３０ａを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。また、ＩＤＦＴ部１１３ｂは、第２のヌル信号１３２ｂが挿入された第２の既知信号１３０ｂを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する（ステップＳ１２）。以降の動作は、図３に示す実施の形態１のときの動作と同様である。

無線受信装置１２０ｂは、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに挿入された第２のヌル信号１３２ｂを用いて、受信信号に対して干渉抑圧を行う。これにより、無線受信装置１２０ｂは、短時間干渉などに対応してリアルタイムに干渉抑圧を行うことができ、耐干渉性能を向上させることができる。無線受信装置１２０ｂの動作を、フローチャートを用いて説明する。図１０は、実施の形態２に係る無線受信装置１２０ｂの受信処理を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２１の動作は、図４に示す実施の形態１のときの動作と同様である。無線受信装置１２０ｂにおいて、ＤＦＴ部１２４ａ，１２４ｂは、受信信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する（ステップＳ４１）。干渉測定部１２５は、周波数領域の信号に変換された受信信号に含まれる第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂにおいて、第２のヌル信号１３２ｂを用いて干渉信号による干渉量を測定する（ステップＳ４２）。重み係数生成部１２６は、干渉測定部１２５の測定結果を用いて、干渉量を抑圧するための重み係数を生成する（ステップＳ４３）。干渉抑圧部１２７は、重み係数生成部１２６で生成された重み係数を用いて、受信信号に対して干渉抑圧を行う（ステップＳ４４）。信号検出部１２２は、受信アンテナ１２１ａ，１２１ｂで受信された信号である受信信号から、無線送信装置１１０ｂから送信された第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを検出する（ステップＳ２２）。タイミング推定部１２３は、信号検出部１２２において第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂが検出された場合、干渉抑圧部１２７によって干渉抑圧された受信信号に含まれる第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂを用いて、周波数偏差および時間同期タイミングを推定する（ステップＳ２３）。

無線送信装置１１０ｂおよび無線受信装置１２０ｂのハードウェア構成について、無線送信装置１１０ｂのヌル挿入部１１５、無線受信装置１２０ｂのＤＦＴ部１２４ａ，１２４ｂ、干渉測定部１２５、重み係数生成部１２６、および干渉抑圧部１２７は、処理回路により実現される。実施の形態１のときと同様、処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサとを備える制御回路であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線送信装置１１０ｂは、第１の既知信号１３０ａおよび第２の既知信号１３０ｂに、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に第２のヌル信号１３２ｂを挿入する。無線受信装置１２０ｂは、第２のヌル信号１３２ｂを用いて干渉抑圧を行う。これにより、無線受信装置１２０ｂは、実施の形態１の無線受信装置１２０ａと比較して、さらに精度良く周波数偏差および時間同期タイミングを推定することができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、既知信号生成部１１２は、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａに対して符号化処理を施してマッピングを行う。実施の形態１と異なる部分について説明する。

実施の形態３に係る無線通信システム１００ａの構成は、実施の形態１の無線通信システム１００ａの構成と同様である。実施の形態３では、無線送信装置１１０ａの既知信号生成部１１２によるマッピング方法が実施の形態１と異なる。図１１は、実施の形態３に係る無線送信装置１１０ａの既知信号生成部１１２で生成される第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄの例を示す図である。既知信号生成部１１２は、実施の形態１と異なり、既知の信号であって０ではない第１の信号１３１、および第１のヌル信号１３２ａに対して、隣接サブキャリア間、およびブランチ間すなわち第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄ間で、周波数空間符号化（ＳＦＢＣ：Ｓｐａｃｅ−ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢｌｏｃｋＣｏｄｉｎｇ）を施してマッピングする。図１１では、点線の枠１３３で囲まれた信号間でＳＦＢＣを施している。これにより、既知信号生成部１１２は、ブランチ間すなわち各送信アンテナ１１１ａ，１１１ｂから送信する第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄの間で、送信するサブキャリアが必ず被らないように第１の信号１３１を配置することが可能である。

なお、本実施の形態では、既知信号生成部１１２がＳＦＢＣを施す例について説明したが、これに限定されない。既知信号生成部１１２は、ＳＦＢＣに限らず、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａに対してブロック符号化を行うことにより同様の効果を得ることが可能である。また、既知信号生成部１１２は、変調信号として差動時空間符号（ＤＳＴＢＣ：ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｐａｃｅ−ＴｉｍｅＢｌｏｃｋＣｏｄｅ）を用いる場合、ブロック符号を用いた第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄの最終シンボルをＤＳＴＢＣのスタートシンボルとして用いることが可能となる。既知信号生成部１１２は、第１の信号１３１と第１のヌル信号１３２ａとの組み合わせによって、時間方向、周波数方向、第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄ間、のうちの２つを用いてブロック符号化してマッピングすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線送信装置１１０ａは、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａに対してＳＦＢＣなどの符号化処理を施してマッピングを行うこととした。これにより、無線送信装置１１０ａは、第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄの間で、同一時間帯のシンボルにおいて、送信するサブキャリアが被らないように第１の信号１３１を配置することが可能である。

実施の形態４．
実施の形態４では、既知信号生成部１１２は、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａに対して符号化処理を施してマッピングを行う。実施の形態２と異なる部分について説明する。

実施の形態４に係る無線通信システム１００ｂの構成は、実施の形態２の無線通信システム１００ｂの構成と同様である。実施の形態４では、無線送信装置１１０ｂの既知信号生成部１１２によるマッピング方法が実施の形態２と異なる。既知信号生成部１１２によるマッピング方法は、図１１に示す実施の形態３のときと同様とする。実施の形態４において、ヌル挿入部１１５は、図１１に示す第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄに対して、第２のヌル信号１３２ｂを挿入する。無線送信装置１１０ｂは、符号化処理を施しつつ、無線受信装置１２０ｂで干渉抑圧するために必要な第２のヌル信号１３２ｂを挿入することができる。

なお、本実施の形態では、既知信号生成部１１２がＳＦＢＣを施す例について説明したが、これに限定されない。既知信号生成部１１２は、ＳＦＢＣに限らず、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａに対してブロック符号化を行うことにより同様の効果を得ることが可能である。また、無線送信装置１１０ｂは、既知信号生成部１１２が変調信号としてＤＳＴＢＣを用いる場合、ヌル挿入部１１５が、最終シンボルにのみ第２のヌル信号１３２ｂを挿入しないことにより、ブロック符号を用いた第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄの最終シンボルをＤＳＴＢＣのスタートシンボルとして用いることが可能となる。既知信号生成部１１２は、第１の信号１３１と第１のヌル信号１３２ａとの組み合わせによって、時間方向、周波数方向、第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄ間、のうちの２つを用いてブロック符号化してマッピングすることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線送信装置１１０ｂは、第１の信号１３１および第１のヌル信号１３２ａに対してＳＦＢＣなどの符号化処理を施してマッピングを行うこととした。これにより、無線送信装置１１０ｂは、第１の既知信号１３０ｃおよび第２の既知信号１３０ｄの間で、同一時間帯のシンボルにおいて、送信するサブキャリアが被らないように第１の信号１３１を配置することが可能である。

なお、実施の形態１，３では、無線送信装置１１０ａから無線受信装置１２０ａに信号を送信する場合について説明し、実施の形態２，４では、無線送信装置１１０ｂから無線受信装置１２０ｂに信号を送信する場合について説明したが、双方向で無線通信を行うようにしてもよい。すなわち、１つの無線通信装置が、無線送信装置１１０ａおよび無線受信装置１２０ａ、または無線送信装置１１０ｂおよび無線受信装置１２０ｂを備え、他の無線通信装置と双方向で無線通信を行う。図１２は、双方向で無線通信を行う無線通信システム１００ｃの第１の例を示す図である。無線通信システム１００ｃは、２つの無線通信装置１５０ａを備える。無線通信装置１５０ａは、無線送信装置１１０ａと、無線受信装置１２０ａと、を備える。無線通信システム１００ｃでは、一方の無線通信装置１５０ａの無線送信装置１１０ａから送信された信号を、他方の無線通信装置１５０ａの無線受信装置１２０ａが受信し、他方の無線通信装置１５０ａの無線送信装置１１０ａから送信された信号を、一方の無線通信装置１５０ａの無線受信装置１２０ａが受信する。無線送信装置１１０ａおよび無線受信装置１２０ａの構成および動作は前述の通りである。なお、無線通信システム１００ｃは、３つ以上の無線通信装置１５０ａを備えてもよい。図１３は、双方向で無線通信を行う無線通信システム１００ｄの第２の例を示す図である。無線通信システム１００ｄは、２つの無線通信装置１５０ｂを備える。無線通信装置１５０ｂは、無線送信装置１１０ｂと、無線受信装置１２０ｂと、を備える。無線通信システム１００ｄでは、一方の無線通信装置１５０ｂの無線送信装置１１０ｂから送信された信号を、他方の無線通信装置１５０ｂの無線受信装置１２０ｂが受信し、他方の無線通信装置１５０ｂの無線送信装置１１０ｂから送信された信号を、一方の無線通信装置１５０ｂの無線受信装置１２０ｂが受信する。無線送信装置１１０ｂおよび無線受信装置１２０ｂの構成および動作は前述の通りである。なお、無線通信システム１００ｄは、３つ以上の無線通信装置１５０ｂを備えてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ無線通信システム、１１０ａ，１１０ｂ無線送信装置、１１１ａ，１１１ｂ送信アンテナ、１１２既知信号生成部、１１３ａ，１１３ｂＩＤＦＴ部、１１４ａ，１１４ｂＧＩ挿入部、１１５ヌル挿入部、１２０ａ，１２０ｂ無線受信装置、１２１ａ，１２１ｂ受信アンテナ、１２２信号検出部、１２３タイミング推定部、１２４ａ，１２４ｂＤＦＴ部、１２５干渉測定部、１２６重み係数生成部、１２７干渉抑圧部、１５０ａ，１５０ｂ無線通信装置。

Claims

同一時間帯のシンボルにおいて既知の信号であって０ではない第１の信号を送信するサブキャリアが重ならないように、前記第１の信号と第１のヌル信号とを時間方向および周波数方向において交互に連続してマッピングした第１の既知信号および第２の既知信号を生成する既知信号生成部と、
前記第１の既知信号および前記第２の既知信号のそれぞれを、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換部と、
時間領域の信号に変換された第１の既知信号および第２の既知信号のそれぞれに、ガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部と、
ガードインターバルが挿入された第１の既知信号を送信する第１の送信アンテナと、
ガードインターバルが挿入された第２の既知信号を送信する第２の送信アンテナと、
を備え、
前記既知信号生成部は、前記第１の信号と前記第１のヌル信号との組み合わせによって、前記時間方向、前記周波数方向、前記第１の既知信号および前記第２の既知信号間、のうちの２つを用いてブロック符号化してマッピングする、
ことを特徴とする無線送信装置。
前記既知信号生成部から出力された前記第１の既知信号および前記第２の既知信号のそれぞれに、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に第２のヌル信号を挿入するヌル挿入部、
を備え、
前記逆離散フーリエ変換部は、前記ヌル挿入部において前記第２のヌル信号が挿入された第１の既知信号および第２の既知信号のそれぞれを、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線送信装置。
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された受信信号に含まれる請求項２に記載の無線送信装置から送信された第１の既知信号および第２の既知信号において、シンボルおよびサブキャリアが共通の位置に挿入された第２のヌル信号を用いて干渉信号による干渉量を測定する干渉測定部と、
前記干渉測定部の測定結果に基づいて、前記干渉量を抑圧する重み係数を生成する重み係数生成部と、
前記重み係数生成部で生成された前記重み係数を用いて、前記受信信号に対して干渉抑圧を行う干渉抑圧部と、
前記干渉抑圧部において干渉抑圧された前記受信信号に含まれる前記第１の既知信号および前記第２の既知信号を用いて、前記無線送信装置との周波数偏差および時間同期タイミングを推定するタイミング推定部と、
を備えることを特徴とする無線受信装置。
請求項１に記載の無線送信装置と、
無線受信装置と、
を備え、
前記無線受信装置は、
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された受信信号に含まれる前記無線送信装置から送信された第１の既知信号および第２の既知信号を用いて、前記無線送信装置との周波数偏差および時間同期タイミングを推定するタイミング推定部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
請求項２に記載の無線送信装置と、
請求項３に記載の無線受信装置と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
請求項１に記載の無線送信装置と、
無線受信装置と、
を備え、
前記無線受信装置は、
複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された受信信号に含まれる前記無線送信装置から送信された第１の既知信号および第２の既知信号を用いて、前記無線送信装置との周波数偏差および時間同期タイミングを推定するタイミング推定部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
請求項２に記載の無線送信装置と、
請求項３に記載の無線受信装置と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
既知信号生成部が、同一時間帯のシンボルにおいて既知の信号であって０ではない第１の信号を送信するサブキャリアが重ならないように、前記第１の信号と第１のヌル信号とを時間方向および周波数方向において交互に連続してマッピングした第１の既知信号および第２の既知信号を生成する生成ステップと、
逆離散フーリエ変換部が、前記第１の既知信号および前記第２の既知信号のそれぞれを、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する変換ステップと、
ガードインターバル挿入部が、時間領域の信号に変換された第１の既知信号および第２の既知信号のそれぞれに、ガードインターバルを挿入する挿入ステップと、
第１の送信アンテナが、ガードインターバルが挿入された第１の既知信号を送信する第１の送信ステップと、
第２の送信アンテナが、ガードインターバルが挿入された第２の既知信号を送信する第２の送信ステップと、
を含み、
前記生成ステップにおいて、前記既知信号生成部は、前記第１の信号と前記第１のヌル信号との組み合わせによって、前記時間方向、前記周波数方向、前記第１の既知信号および前記第２の既知信号間、のうちの２つを用いてブロック符号化してマッピングする、
ことを特徴とする無線送信方法。