JP6742131B2 - Ｏｆｄｍ信号送信装置及びｏｆｄｍ信号受信装置 - Google Patents

Ｏｆｄｍ信号送信装置及びｏｆｄｍ信号受信装置 Download PDF

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Description

本発明は、複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ信号の放送波を送信するＯＦＤＭ信号送信装置、及び複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ信号の放送波を受信するＯＦＤＭ信号受信装置に関する。
日本の現行の地上デジタル放送方式として、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting−Terrestrial）が用いられている（例えば非特許文献１を参照）。ＩＳＤＢ−Ｔでは、１つの放送波（チャンネル）に割り当てられる直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）された複数のサブキャリアの周波数帯域が１３個のセグメントに分割される。
１３個のセグメントのうち１２個のセグメントが、固定受信向けのハイビジョン放送及び複数標準画質放送に用いられ、残りの１セグメントが、移動受信向けの放送に用いられる。これらの１３個のセグメントの周波数帯域において、同時に放送用のデータが送信される。
これに対し、次世代の地上デジタル放送では、家庭等の固定受信向けのために、従来のハイビジョン放送に代わり、３Ｄハイビジョン放送またはハイビジョンの１６倍の解像度を有するスーパーハイビジョン放送等のサービスを提供することが求められている。スーパーハイビジョン放送等のサービスでは、従来のハイビジョン放送よりも情報量が多い。
また、同様に移動受信向けのために、ハイビジョン級のサービスを提供することが求められている。これらの２つのサービスを１つのチャンネルを用いて同時に提供する必要があることは、現行のＩＳＤＢ−Ｔと同様である。
一方で、周波数帯域幅を増やすことなく、伝送容量を拡大する無線技術として、複数の送受信アンテナを用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送技術の検討が進められている。次世代の地上デジタル放送では、固定受信向け及び移動受信向けのサービスを同時に提供する際の伝送容量を拡大するために、このＭＩＭＯ伝送技術の利用が想定される。
ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１、「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」
現行の地上デジタル放送は、１本の送信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号送信装置と、１本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置（家庭に設置された受信機）とにより構成されるＳＩＳＯ（Single Input Single Output）伝送システムによりサービスが提供される。
前述のとおり、次世代の地上デジタル放送の情報量は、現行の地上デジタル放送よりも多いことから、次世代の地上デジタル放送の実現に向けて、伝送容量を増やす必要がある。例えば、前述のＭＩＭＯ技術を利用し、ＯＦＤＭ信号送信装置が２本の送信アンテナを備え、ＯＦＤＭ信号受信装置が２本の受信アンテナを備えることにより、伝送容量を増やすことができる。
送信アンテナの増設は、ＯＦＤＭ信号送信装置が設置される放送局にて行えばよいから、全国展開することが可能である。しかし、受信アンテナの増設は、ＯＦＤＭ信号受信装置が設置される各家庭にて行う必要がある。このため、全ての家庭で一斉に現状の１本の受信アンテナを２本の受信アンテナに増設することは困難である。
したがって、現行の地上デジタル放送から次世代の地上デジタル放送への移行の過程において、各家庭では、現行の地上デジタル放送用のＯＦＤＭ信号受信装置と、次世代の地上デジタル放送用のＯＦＤＭ信号受信装置とが混在することが想定される。
つまり、現行の地上デジタル放送から次世代の地上デジタル放送へ移行する一定期間に、１本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置と、２本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置とが混在する。
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置が受信して復調し、かつ２本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置が高い伝送レートで受信してＭＩＭＯ復調可能な放送波を、２本の送信アンテナから送信するＯＦＤＭ信号送信装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、前記ＯＦＤＭ信号送信装置からの放送波を、高い伝送レートにて受信可能な２本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置を提供することにある。
前記課題を解決するために、請求項１のＯＦＤＭ信号送信装置は、ＯＦＤＭ信号の第１の放送波を、第１の送信アンテナを介して送信すると共に、ＯＦＤＭ信号の第２の放送波を、第２の送信アンテナを介して送信するＯＦＤＭ信号送信装置において、所定の減力量を含むＴＭＣＣ信号を生成するＴＭＣＣ生成部と、第１の送信信号を変調し、第１のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第１の変調信号を生成する第１の変調器と、第２の送信信号を変調し、前記第１のパイロット信号に直交する第２のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第２の変調信号を生成する第２の変調器と、前記第１の変調器により生成された前記第１の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第１の時間領域の信号に変換する第１のＩＦＦＴ部と、前記第２の変調器により生成された前記第２の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第２の時間領域の信号に変換する第２のＩＦＦＴ部と、前記第１のＩＦＦＴ部により変換された前記第１の時間領域の信号について、その電力を増幅する第１の電力増幅器と、前記第２のＩＦＦＴ部により変換された前記第２の時間領域の信号について、その電力を増幅する第２の電力増幅器と、を備え、前記第１の電力増幅器により増幅された前記第１の時間領域の信号を、前記第１の放送波として送信すると共に、前記第２の電力増幅器により増幅された前記第２の時間領域の信号を、前記第２の放送波として送信し、前記第２の変調器が、前記第２の送信信号を変調してデータ信号を生成するキャリア変調部と、前記所定の減力量に基づいて、前記キャリア変調部により生成された前記データ信号の電力を、前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後のデータ信号を生成する減力器と、前記減力器により生成された前記減力後のデータ信号、前記第２のパイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した第２の変調信号を生成するフレーム化部と、を備え、前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とする。
また、請求項２のＯＦＤＭ信号送信装置は、ＯＦＤＭ信号の第１の放送波を、第１の送信アンテナを介して送信すると共に、ＯＦＤＭ信号の第２の放送波を、第２の送信アンテナを介して送信するＯＦＤＭ信号送信装置において、所定の減力量を含むＴＭＣＣ信号を生成するＴＭＣＣ生成部と、第１の固定受信用送信信号及び第１のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、第１のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第１の変調信号を生成する第１の変調器と、第２の固定受信用送信信号及び第２のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、前記第１のパイロット信号に直交する第２のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第２の変調信号を生成する第２の変調器と、前記第１の変調器により生成された前記第１の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第１の時間領域の信号に変換する第１のＩＦＦＴ部と、前記第２の変調器により生成された前記第２の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第２の時間領域の信号に変換する第２のＩＦＦＴ部と、前記第１のＩＦＦＴ部により変換された前記第１の時間領域の信号について、その電力を増幅する第１の電力増幅器と、前記第２のＩＦＦＴ部により変換された前記第２の時間領域の信号について、その電力を増幅する第２の電力増幅器と、を備え、前記第１の電力増幅器により増幅された前記第１の時間領域の信号を、前記第１の放送波として送信すると共に、前記第２の電力増幅器により増幅された前記第２の時間領域の信号を、前記第２の放送波として送信し、前記第２の変調器が、前記第２の固定受信用送信信号を変調して固定受信用データ信号を生成する第１のキャリア変調部と、前記第２のワンセグ用送信信号を変調してワンセグ用データ信号を生成する第２のキャリア変調部と、前記所定の減力量に基づいて、前記第１のキャリア変調部により生成された前記固定受信用データ信号の電力を前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後の固定受信用データ信号を生成する減力器と、前記減力器により生成された前記減力後の固定受信用データ信号、及び前記第２のキャリア変調部により生成された前記ワンセグ用データ信号を階層合成し、階層合成後のデータ信号を生成する階層合成部と、前記階層合成部により生成された前記階層合成後のデータ信号、前記第２のパイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した第２の変調信号を生成するフレーム化部と、を備え、前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とする。
また、請求項３のＯＦＤＭ信号送信装置は、ＯＦＤＭ信号の第１の放送波を、第１の送信アンテナを介して送信すると共に、ＯＦＤＭ信号の第２の放送波を、第２の送信アンテナを介して送信するＯＦＤＭ信号送信装置において、第１の固定受信用送信信号及び第１のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、第１のパイロット信号及びＴＭＣＣ信号を付加して第１の変調信号を生成する第１の変調器と、第２の固定受信用送信信号及び第２のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、前記第１のパイロット信号に直交する第２のパイロット信号を付加して第２の変調信号を生成する第２の変調器と、前記第１の変調器により生成された前記第１の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第１の時間領域の信号に変換する第１のＩＦＦＴ部と、前記第２の変調器により生成された前記第２の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第２の時間領域の信号に変換する第２のＩＦＦＴ部と、前記第１のＩＦＦＴ部により変換された前記第１の時間領域の信号について、その電力を増幅する第１の電力増幅器と、前記第２のＩＦＦＴ部により変換された前記第２の時間領域の信号について、その電力を増幅する第２の電力増幅器と、を備え、前記第１の電力増幅器により増幅された前記第１の時間領域の信号を、前記第１の放送波として送信すると共に、前記第２の電力増幅器により増幅された前記第２の時間領域の信号を、前記第２の放送波として送信し、前記第２の変調器が、前記第２の固定受信用送信信号を変調して固定受信用データ信号を生成する第１のキャリア変調部と、前記第２のワンセグ用送信信号を変調してワンセグ用データ信号を生成する第２のキャリア変調部と、所定の減力量に基づいて、前記第１のキャリア変調部により生成された前記固定受信用データ信号の電力を前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後の固定受信用データ信号を生成する第１の減力器と、前記第１の減力器により生成された前記減力後の固定受信用データ信号、及び前記第２のキャリア変調部により生成された前記ワンセグ用データ信号を階層合成し、階層合成後のデータ信号を生成する階層合成部と、前記所定の減力量に基づいて、前記第２のパイロット信号のうち固定受信用のパイロット信号の電力を前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後の前記固定受信用のパイロット信号、及び前記第２のパイロット信号のうちワンセグ用のパイロット信号を、減力後の第２のパイロット信号として出力する第２の減力器と、前記階層合成部により生成された前記階層合成後のデータ信号、及び前記第２の減力器により出力された前記減力後の第２のパイロット信号を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した第２の変調信号を生成するフレーム化部と、を備え、前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とする。
さらに、請求項４のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項１または２のＯＦＤＭ信号送信装置から送信された第１の放送波及び第２の放送波の混信波を、第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナを介して受信し、前記混信波をＭＩＭＯ復調するＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記第１の受信アンテナを介して受信した前記混信波の信号をＦＦＴし、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する第１のＦＦＴ部と、
前記第２の受信アンテナを介して受信した前記混信波の信号をＦＦＴし、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する第２のＦＦＴ部と、前記第１のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から第１の受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を抽出する第１の抽出部と、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から第２の受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を抽出する第２の抽出部と、伝送路のチャネル行列を推定するチャネル行列推定部と、前記第１のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号、及び前記チャネル行列推定部により推定された前記チャネル行列に基づいて、ＭＩＭＯ復調を行い、元の第１の送信信号及び第２の送信信号を復元するＭＩＭＯ復調器と、を備え、前記チャネル行列推定部が、前記第１の抽出部により抽出された前記第１の受信パイロット信号及び前記第２の抽出部により抽出された前記第２の受信パイロット信号に基づいて、前記チャネル行列を算出する行列算出器と、前記第１の抽出部により抽出された前記ＴＭＣＣ信号または前記第２の抽出部により抽出された前記ＴＭＣＣ信号に設定された所定の減力量に基づいて、前記行列算出器により算出された前記チャネル行列を構成する伝送路特性のうち、前記第１の受信アンテナと第２の送信アンテナとの間の伝送路特性及び前記第２の受信アンテナと前記第２の送信アンテナとの間の伝送路特性の電力を、前記第１の受信アンテナと第１の送信アンテナとの間の伝送路特性及び前記第２の受信アンテナと前記第１の送信アンテナとの間の伝送路特性の電力よりも低下させ、減力後のチャネル行列を生成する減力器と、を備え、前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とする。
また、請求項５のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、前記第１の抽出部が、前記第１のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から前記第１の受信パイロット信号のみを抽出するか、または前記第１のパイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を抽出し、前記第２の抽出部が、前記第１の抽出部により前記第１の受信パイロット信号のみが抽出された場合、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から前記第２の受信パイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を抽出し、前記第１の抽出部により前記第１の受信パイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号が抽出された場合、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から前記第２の受信パイロット信号を抽出する、ことを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、１本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置は、放送波を受信して復調することができ、２本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置は、高い伝送レートで放送波を受信しＭＩＭＯ復調することができる。つまり、従来の１本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置による放送波の受信に影響を与えることなく、新たな２本の受信アンテナを備えたＯＦＤＭ信号受信装置による高い伝送レートの放送波の受信が可能となる。
伝送システムの全体構成例を説明する概略図である。 実施例１のＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示すブロック図である。 ＩＳＤＢ−Ｔを用いる場合のパイロット信号の配置例を示す図である。 ＩＳＤＢ−Ｔ以外の方式を用いる場合のパイロット信号の配置例を示す図である。 実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示すブロック図である。 実施例２の変形例におけるＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示すブロック図である。 実施例２の変形例における送信信号のコンスタレーション例を示す図である。 実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示すブロック図である。 実施例３の送信信号のコンスタレーション例を示す図である。 実施例３のＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示すブロック図である。 実施例４，５の送信スペクトルを示すブロック図である。 実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示すブロック図である。 実施例５のＯＦＤＭ信号送信装置の構成例を示すブロック図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔伝送システム〕
まず、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号送信装置及びＯＦＤＭ信号受信装置を含む伝送システムの全体構成について説明する。図１は、伝送システムの全体構成例を説明する概略図である。この伝送システムは、２本の送信アンテナ５，６を備えたＯＦＤＭ信号送信装置１と、１本の受信アンテナ７を備えたＯＦＤＭ信号受信装置２と、２本の受信アンテナ８，９を備えたＯＦＤＭ信号受信装置３とにより構成される。
ＯＦＤＭ信号送信装置１は、送信信号ａを入力すると共に、伝送レートを高めるために追加される送信信号ｂを入力する。そして、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、送信信号ａを変調してＯＦＤＭ信号の放送波ａａを生成し、当該放送波ａａを、送信アンテナ５を介して送信する。また、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、送信信号ｂを変調し、所定の減力量Ｄに基づいて、送信電力を低下させたＯＦＤＭ信号を含む放送波ｂｂを生成し、当該放送波ｂｂを、送信アンテナ６を介して送信する。
ここで、送信信号ｂについて送信電力を低下させる際に用いる所定の減力量Ｄは、放送波ａａと放送波ｂｂとの間で送信電力差を持たせた場合に、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように減力させる量（電力量）として、予め設定される。
ＯＦＤＭ信号送信装置１の送信アンテナ５，６から同じ偏波が送信される場合、所定の減力量Ｄは、放送波ａａと放送波ｂｂとの間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように減力させる電力量である。これにより、放送波ｂｂの電力は、放送波ａａよりも、同一チャンネル干渉の混信保護比の値以上低くなる条件を満たす電力に減力される。
放送波ｂｂの電力をＢｂ、放送波ａａの電力をＡａ、同一チャンネル干渉の混信保護比の値をＣＣとすると、放送波ｂｂの電力をＢｂは、Ｂｂ≦Ａａ−ＣＣの条件を満たすように減力される。そして、１本の受信アンテナ７を備えたＯＦＤＭ信号受信装置２は、放送波ａａの受信に際し、所定の減力量Ｄに基づいて減力された信号を含む放送波ｂｂを、放送波ａａの受信に影響を与えない微小雑音とみなすことができる。
一方、ＯＦＤＭ信号送信装置１の送信アンテナ５，６から異なる偏波（例えば水平偏波及び垂直偏波）が送信される場合、所定の減力量Ｄは、放送波ａａと放送波ｂｂとの間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比から交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量である。これにより、放送波ｂｂの電力は、放送波ａａよりも、同一チャンネル干渉の混信保護比から交差偏波識別度を引いた値以上低くなる条件を満たす電力に減力される。ここで、交差偏波識別度は、ＯＦＤＭ信号受信装置２に備えた１本の受信アンテナ７における識別度である。
ＯＦＤＭ送信信号装置１の送信アンテナ５及びＯＦＤＭ信号受信装置２の受信アンテナ７に水平偏波を用い、ＯＦＤＭ送信信号装置１の送信アンテナ６に垂直偏波を用いる場合を想定する。この場合、ＯＦＤＭ送信信号装置１の送信アンテナ６から送信される放送波ｂｂの電力に対し、ＯＦＤＭ信号受信装置２の受信アンテナ７の交差偏波識別度を反映させることができる。放送波ｂｂの電力をＢｂ、放送波ａａの電力をＡａ、同一チャンネル干渉の混信保護比の値をＣＣ、交差偏波識別度をＤＤとすると、放送波ｂｂの電力Ｂｂは、Ｂｂ≦Ａａ−ＣＣ＋ＤＤの条件を満たすように減力される。そして、１本の受信アンテナ７を備えたＯＦＤＭ信号受信装置２は、放送波ａａの受信に際し、所定の減力量Ｄに基づいて減力された信号を含む放送波ｂｂを、放送波ａａの受信に影響を与えない微小雑音とみなすことができる。
つまり、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、所定の送信電力の放送波ａａを、送信アンテナ５を介して送信し、所定の送信電力よりも低い送信電力の信号を含む放送波ｂｂを、送信アンテナ６を介して送信する。
ＯＦＤＭ信号受信装置２は、１本の受信アンテナ７を備えており、ＯＦＤＭ信号送信装置１から送信された放送波ａａと放送波ｂｂの混信波を受信する。放送波ｂｂは、放送波ａａの受信に影響を与えない低い電力であることから、微小雑音とみなすことができる。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、混信波を放送波ａａとして受信し、放送波ａａを復調して元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成し、復調信号ａ’を出力する。
ＯＦＤＭ信号受信装置３は、２本の受信アンテナ８，９を備えており、それぞれの受信アンテナ８，９を介して、ＯＦＤＭ信号送信装置１から送信された放送波ａａと放送波ｂｂの混信波を受信する。そして、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、受信アンテナ８，９と送信アンテナ５，６との間の伝送路のチャネル行列を推定し、チャネル行列に基づいて放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ，ｂに対応する復調信号ａ’，ｂ’を生成する。ＯＦＤＭ信号受信装置３は、復調信号ａ’，ｂ’を出力する。
これにより、ＯＦＤＭ信号送信装置１とＯＦＤＭ信号受信装置２とにより構成される伝送システムでは、送信アンテナ５及び受信アンテナ７にて放送波ａａを送受信する１対１の通信が行われることになる。また、ＯＦＤＭ信号送信装置１とＯＦＤＭ信号受信装置３とにより構成される伝送システムでは、送信アンテナ５，６及び受信アンテナ８，９によるＭＩＭＯ伝送システムの通信が行われることになる。
したがって、１本の受信アンテナ７を備えたＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、２本の受信アンテナ８，９を備えたＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
以下、実施例１〜５を挙げて具体的に説明する。実施例１，２は、放送波ａａにより所定電力の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した信号を送信する例である。実施例３は、放送波ａａにより所定電力の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力したデータ信号及び所定電力と同じ電力のパイロット信号を送信する例である。また、実施例３では、所定電力よりも減力したデータ信号の減力量ＤをＴＭＣＣ信号に設定して送信する。
実施例４は、放送波ａａにより、所定電力の固定受信用及びワンセグ部分（ワンセグ用）の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した固定受信用のデータ信号、所定電力と同じワンセグ部分のデータ信号、並びに所定電力と同じ固定受信用及びワンセグ部分のパイロット信号を送信する例である。また、実施例４では、所定電力よりも減力した固定受信用のデータ信号の減力量ＤをＴＭＣＣ信号に設定して送信する。
実施例５は、放送波ａａにより、所定電力の固定受信用及びワンセグ部分の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した固定受信用のデータ信号及びパイロット信号、並びに所定電力と同じワンセグ部分のデータ信号及びパイロット信号を送信する例である。
〔実施例１〕
まず、実施例１について説明する。前述のとおり、実施例１は、放送波ａａにより所定電力の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した信号を送信する例である。
図２は、実施例１のＯＦＤＭ信号送信装置１の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号送信装置１−１は、図１に示したＯＦＤＭ信号送信装置１に対応し、パイロット生成部１０、変調器１１−１，１１−２及び減力器１２を備えている。尚、図２には、本発明に直接関連する構成部のみが示されており、直接関連しない構成部は省略してある。後述する図５、図６、図８、図１０、図１２及び図１３も同様である。
パイロット生成部１０は、放送波ａａとして送信される所定のパイロット信号ａ１、及び、パイロット信号ａ１と直交し、放送波ｂｂとして送信される所定のパイロット信号ｂ１を生成する。そして、パイロット生成部１０は、パイロット信号ａ１を変調器１１−１に出力し、パイロット信号ｂ１を変調器１１−２に出力する。
図３は、ＩＳＤＢ−Ｔを用いる場合のパイロット信号の配置例を示す図であり、ＩＳＤＢ−Ｔにて放送波ａａ，ｂｂが生成され送信される場合の配置例である。横軸は周波数（キャリア番号）を示し、縦軸は時間（シンボル番号）を示す。「１」はパイロット信号、「１’」は直交化パイロット信号、空白はデータ信号を示す。
図３（１）に示すように、パイロット信号ａ１は、ＩＳＤＢ−Ｔの規格に準拠した位置に配置される。また、図３（２）に示すように、パイロット信号ｂ１は、図３（１）に示したパイロット信号ａ１を直交化した信号（パイロット信号及び直交化パイロット信号）として、図３（１）と同じ位置に配置される。
図４は、ＩＳＤＢ−Ｔ以外の方式を用いる場合のパイロット信号の配置例を示す図であり、ＩＳＤＢ−Ｔ以外の方式にて放送波ａａ，ｂｂが生成され送信される場合の配置例である。横軸は周波数（キャリア番号）を示し、縦軸は時間（シンボル番号）を示す。「１」はパイロット信号、「０」はヌルパイロット信号、空白はデータ信号を示す。
図４（１）に示すように、パイロット信号ａ１は、パイロット信号ｂ１と干渉しないように、所定位置にパイロット信号及びヌルのパイロット信号（ヌルパイロット信号）が配置される。また、図４（２）に示すように、パイロット信号ｂ１は、パイロット信号ａ１と干渉しないように、図４（１）に示したパイロット信号ａ１を直交化した信号（パイロット信号及びヌルパイロット信号）として、図４（１）と同じ位置に配置される。
図２に戻って、変調器１１−１は、送信信号ａを入力すると共に、パイロット生成部１０からパイロット信号ａ１を入力し、送信信号ａを予め設定されたパラメータにて変調し、パイロット信号ａ１を付加して変調信号ａ２を生成する。そして、変調信号ａ２は、ＯＦＤＭ信号の放送波ａａとして送信アンテナ５を介して送信される。
変調器１１−２は、送信信号ｂを入力すると共に、パイロット生成部１０からパイロット信号ｂ１を入力し、送信信号ｂを予め設定されたパラメータにて変調し、パイロット信号ｂ１を付加して変調信号ｂ２を生成する。送信信号ｂは、伝送レートを高めるために追加される信号である。そして、変調器１１−２は、変調信号ｂ２を減力器１２に出力する。
減力器１２は、変調器１１−２から変調信号ｂ２を入力すると共に、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量Ｄに基づいて、変調信号ｂ２の電力を変調信号ａ２の電力よりも低い電力に低下させる。
ここで、減力器１２にて用いる予め設定された減力量Ｄは、前述のとおり、放送波ａａと放送波ｂｂとの間で送信電力差を持たせた場合に、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように減力させる量（電力量）である。そして、電力が低下した変調信号ｂ２は、ＯＦＤＭ信号の放送波ｂｂとして送信アンテナ６を介して送信される。
これにより、送信アンテナ５から、所定の送信電力の放送波ａａが送信され、送信アンテナ６から、所定の送信電力よりも低下した送信電力の放送波ｂｂが送信される。
以上のように、実施例１のＯＦＤＭ信号送信装置１−１によれば、変調器１１−１は、送信信号ａを変調してパイロット信号ａ１を付加した変調信号ａ２を生成し、所定の送信電力の放送波ａａを、送信アンテナ５を介して送信する。
変調器１１−２は、送信信号ｂを変調してパイロット信号ｂ１を付加した変調信号ｂ２を生成する。減力器１２は、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄに基づいて、変調信号ｂ２の電力を変調信号ａ２の電力よりも低下させ、電力が低下した放送波ｂｂを、送信アンテナ６を介して送信する。
これにより、１本の受信アンテナ７を備えたＯＦＤＭ信号受信装置２（図１を参照）は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−１から送信された放送波ａａ，ｂｂの混信波を受信する。前述のとおり、放送波ｂｂは微小雑音とみなすことができるから、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、混信波を放送波ａａとして受信して復調し、元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成することができる。
また、２本の受信アンテナ８，９を備えたＯＦＤＭ信号受信装置３は、ＯＦＤＭ信号送信装置１から送信された放送波ａａ，ｂｂの混信波を受信する。そして、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、パイロット信号を抽出して伝送路のチャネル行列を推定し、チャネル行列に基づいて放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ，ｂに対応する復調信号ａ’，ｂ’を生成することができる。ＭＩＭＯ復調は、ゼロフォーシング（Zero Forcing）、ＭＭＳＥ、最尤推定等が用いられる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、ＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。前述のとおり、実施例２は、放送波ａａにより所定電力の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した信号を送信する例である。
図５は、実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号送信装置１−２は、図１に示したＯＦＤＭ信号送信装置１に対応し、パイロット生成部１０、変調器１１−１，１１−２、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１，１４−２を備えている。
パイロット生成部１０及び変調器１１−１，１１−２は、図２における実施例１のＯＦＤＭ信号送信装置１−１に備えたパイロット生成部１０及び変調器１１−１，１１−２と同様であるから、ここでは説明を省略する。
変調器１１−１は、パイロット信号ａ１を付加した変調信号ａ２をＩＦＦＴ部１３−１に出力し、変調器１１−２は、パイロット信号ｂ１を付加した変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
ＩＦＦＴ部１３−１は、変調器１１−１からパイロット信号ａ１が付加された変調信号ａ２を入力し、当該変調信号ａ２をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。そして、ＩＦＦＴ部１３−１は、時間領域の変調信号ａ２を電力増幅器１４−１に出力する。
ＩＦＦＴ部１３−２は、変調器１１−２からパイロット信号ｂ１が付加された変調信号ｂ２を入力し、当該変調信号ｂ２をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。そして、ＩＦＦＴ部１３−２は、時間領域の変調信号ｂ２を電力増幅器１４−２に出力する。
電力増幅器１４−１は、ＩＦＦＴ部１３−１から時間領域の変調信号ａ２を入力し、変調信号ａ２の電力を増幅する。変調信号ａ２は、所定の送信電力を持つＯＦＤＭ信号の放送波ａａとして、送信アンテナ５を介して送信される。
電力増幅器１４−２は、ＩＦＦＴ部１３−２から時間領域の変調信号ｂ２を入力すると共に、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量Ｄに基づいて、変調信号ｂ２の電力を変調信号ａ２の電力よりも低くするように増幅する。減力量Ｄは、前述のとおりである。
これにより、送信アンテナ５から、所定の送信電力を持つ放送波ａａが送信され、送信アンテナ６から、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ放送波ｂｂが送信される。
以上のように、実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１−２によれば、変調器１１−１は、送信信号ａを変調してパイロット信号ａ１を付加した変調信号ａ２を生成し、ＩＦＦＴ部１３−１は、ＩＦＦＴにて時間領域の変調信号ａ２を生成する。そして、電力増幅器１４−１は、変調信号ａ２の電力を増幅し、所定の送信電力の放送波ａａを、送信アンテナ５を介して送信する。
変調器１１−２は、送信信号ｂを変調してパイロット信号ｂ１を付加した変調信号ｂ２を生成し、ＩＦＦＴ部１３−２は、ＩＦＦＴにて時間領域の変調信号ｂ２を生成する。そして、電力増幅器１４−２は、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄに基づいて、変調信号ｂ２の電力を変調信号ａ２の電力よりも低くするように増幅し、送信電力が低下した放送波ｂｂを、送信アンテナ６を介して送信する。
これにより、実施例１と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−２からの放送波ａａ，ｂｂの混信波を放送波ａａとして受信して復調し、元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成することができる。また、実施例１と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、伝送路のチャネル行列を推定し、放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ，ｂに対応する復調信号ａ’，ｂ’を生成することができる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、ＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
〔実施例２／変形例〕
次に、実施例２の変形例について説明する。実施例２の変形例は、実施例２と同様に、放送波ａａにより所定電力の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した信号を送信する例である。
図６は、実施例２の変形例におけるＯＦＤＭ信号送信装置１の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号送信装置１−２’は、図１に示したＯＦＤＭ信号送信装置１に対応し、パイロット生成部１０、変調器１１，１５、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１，１４−２を備えている。
パイロット生成部１０、変調器１１、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１は、図５における実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１−２に備えたパイロット生成部１０、変調器１１−１、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１と同様であるから、ここでは説明を省略する。
変調器１５は、送信信号ｂを入力すると共に、パイロット生成部１０からパイロット信号ｂ１を入力し、さらに、予め設定された減力量Ｄを入力する。そして、変調器１５は、送信信号ｂを予め設定されたパラメータにて変調し、減力量Ｄに基づいて、変調したデータ信号の電力及びパイロット信号ｂ１の電力を変調信号ａ２よりも低下させ、ＯＦＤＭフレーム化して変調信号ｂ２を生成する。予め設定された減力量Ｄは、前述のとおりである。
これにより、送信信号ｂのデータ信号及びパイロット信号ｂ１は、変調信号ａ２の所定の電力よりも減力される。変調器１５は、変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
変調器１５は、キャリア変調部３０、減力器３１，３２及びフレーム化部３３を備えている。キャリア変調部３０は、送信信号ｂを入力し、送信信号ｂを予め設定されたパラメータにて変調し、変調したデータ信号を減力器３１に出力する。
減力器３１は、キャリア変調部３０から変調されたデータ信号を入力すると共に、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量Ｄに基づいて、変調されたデータ信号の電力を変調信号ａ２よりも低下させ、減力後のデータ信号をフレーム化部３３に出力する。
減力器３２は、パイロット生成部１０からパイロット信号ｂ１を入力し、減力量Ｄに基づいて、パイロット信号ｂ１の電力をパイロット信号ａ１よりも低下させ、減力後のパイロット信号ｂ１をフレーム化部３３に出力する。
図７は、実施例２の変形例における送信信号のコンスタレーション例を示す図である。図７（１）は、減力器３１，３２にて減力を行う前のコンスタレーションの例を示し、図７（２）は、減力を行った後のコンスタレーションの例を示す。横軸はＩ（実部）を示し、縦軸はＱ（虚部）を示す。Ａ，Ｂは正の実数とし、Ａ＜Ｂとする。
図７（１）に示すように、減力器３１，３２にて減力を行う前のデータ信号の座標は、（Ａ，Ａ）（−Ａ，Ａ）（−Ａ，−Ａ）（Ａ，−Ａ）であり、パイロット信号ｂ１の座標は、（Ｂ，０）（−Ｂ，０）である。
図７（１）に示したコンスタレーションは、減力器３１，３２により、図７（２）に示すコンスタレーションに変更される。
図７（２）に示すように、減力器３１，３２にて減力を行った後のデータ信号の座標は、（Ａ／２，Ａ／２）（−Ａ／２，Ａ／２）（−Ａ／２，−Ａ／２）（Ａ／２，−Ａ／２）となる。また、パイロット信号ｂ１の座標は、（Ｂ／２，０）（−Ｂ／２，０）となる。
このように、例えば，送信信号ｂが、変調器１５のキャリア変調部３０においてＱＰＳＫにて変調される場合、その振幅値をＡとし、減力量Ｄを６ｄＢ（０．２５）とした場合、振幅値がＡ／２になるように減力される。また、パイロット信号ｂ１の振幅値をＢとすると、パイロット信号ｂ１も減力量Ｄによって、その振幅値ＢがＢ／２になるように減力される。つまり、送信信号ｂの電力Ａ２及びパイロット信号ｂ１の電力Ｂ２は、減力量Ｄ＝６ｄＢ（０．２５）により、電力（Ａ／２）２及び電力（Ｂ／２）２にそれぞれ減力される。
図６に戻って、フレーム化部３３は、減力器３１から減力後のデータ信号を入力すると共に、減力器３２から減力後のパイロット信号ｂ１を入力する。そして、フレーム化部３３は、減力後のデータ信号及び減力後のパイロット信号ｂ１等を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２を構成する。フレーム化部３３は、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
電力増幅器１４−２は、ＩＦＦＴ部１３−２から時間領域の変調信号ｂ２を入力し、変調信号ｂ２の電力を増幅する。
これにより、送信アンテナ５から、所定の送信電力を持つ放送波ａａが送信され、送信アンテナ６から、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ放送波ｂｂが送信される。
以上のように、実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−２’によれば、変調器１５は、送信信号ｂを変調し、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄに基づいて、変調したデータ信号の電力及びパイロット信号ｂ１の電力を変調信号ａ２の電力よりも低下させ、ＯＦＤＭフレーム化して変調信号ｂ２を生成する。
これにより、実施例２と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−２からの混信波を放送波ａａとして受信して復調し、元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成することができる。また、実施例２と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、伝送路のチャネル行列を推定し、放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ，ｂに対応する復調信号ａ’，ｂ’を生成することができる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、ＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
〔実施例３〕
次に、実施例３について、ＯＦＤＭ信号送信装置１及びＯＦＤＭ信号受信装置３の例を挙げて説明する。前述のとおり、実施例３は、放送波ａａにより所定電力の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力したデータ信号及び所定電力と同じ電力のパイロット信号を送信する例である。また、実施例３では、所定電力よりも減力したデータ信号の減力量ＤをＴＭＣＣ信号に設定して送信する。
（ＯＦＤＭ信号送信装置１／実施例３）
図８は、実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号送信装置１−３は、図１に示したＯＦＤＭ信号送信装置１に対応し、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６、変調器１７，１８、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２、及び電力増幅器１４−１，１４−２を備えている。
ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１は、図５における実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１−２、及び図６における実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−２’に備えたＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、電力増幅器１４−２は、図６における実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−２’に備えた電力増幅器１４−２と同様であるから、ここでは説明を省略する。
パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、図２、図５及び図６に示したパイロット生成部１０と同様に、互いに直交するパイロット信号ａ１，ｂ１を生成する。また、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量ＤをＴＭＣＣ信号に設定することで、ＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３を生成する。そして、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を変調器１７に出力し、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を変調器１８に出力する。予め設定された減力量Ｄは、前述のとおりである。
変調器１７は、送信信号ａを入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を入力する。そして、変調器１７は、送信信号ａを予め設定されたパラメータにて変調し、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を付加して変調信号ａ２を生成する。変調器１７は、変調信号ａ２をＩＦＦＴ部１３−１に出力する。
変調器１８は、送信信号ｂを入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を入力し、さらに、予め設定された減力量Ｄを入力する。そして、変調器１８は、送信信号ｂを予め設定されたパラメータにて変調し、減力量Ｄに基づいて、変調したデータ信号の電力を変調信号ａ２の電力よりも低下させる。変調器１８は、減力したデータ信号、並びに減力していないパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３をＯＦＤＭフレーム化し、変調信号ｂ２を生成する。予め設定された減力量Ｄは、前述のとおりである。
これにより、送信信号ｂのデータ信号は、変調信号ａ２の所定の電力よりも低下し、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３は、変調信号ａ２の所定の電力と同等となる。変調器１８は、変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
変調器１８は、キャリア変調部３０、減力器３１及びフレーム化部３４を備えている。キャリア変調部３０は、図６に示したキャリア変調部３０と同様に、送信信号ｂを入力し、送信信号ｂを予め設定されたパラメータにて変調し、変調したデータ信号を減力器３１に出力する。
減力器３１は、図６に示した減力器３１と同様に、キャリア変調部３０から変調されたデータ信号を入力すると共に、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量Ｄに基づいて、変調されたデータ信号の電力を変調信号ａ２よりも低下させる。そして、減力器３１は、減力後のデータ信号をフレーム化部３４に出力する。
図９は、実施例３の送信信号のコンスタレーション例を示す図である。図９（１）は、減力器３１にて減力を行う前のコンスタレーションの例を示し、図９（２）は、減力を行った後のコンスタレーションの例を示す。横軸はＩ（実部）を示し、縦軸はＱ（虚部）を示す。Ａ，Ｂは正の所定値とし、Ａ＜Ｂとする。
図９（１）に示すように、減力器３１にて減力を行う前のデータ信号の座標は、（Ａ，Ａ）（−Ａ，Ａ）（−Ａ，−Ａ）（Ａ，−Ａ）であり、パイロット信号ｂ１の座標は、（Ｂ，０）（−Ｂ，０）である。これは、図７（１）と同じである。
図９（１）に示したデータ信号のコンスタレーションは、減力器３１により、図９（２）に示すコンスタレーションに変更される。
図９（２）に示すように、減力器３１にて減力を行った後のデータ信号の座標は、（Ａ／２，Ａ／２）（−Ａ／２，Ａ／２）（−Ａ／２，−Ａ／２）（Ａ／２，−Ａ／２）となる。また、パイロット信号ｂ１の座標は、パイロット信号ｂ１に対して減力が行われないから、図９（１）と同様の（Ｂ，０）（−Ｂ，０）である。これは、データ信号及びパイロット信号ｂ１が減力される図７（２）と異なり、データ信号が減力され、パイロット信号ｂ１が減力されていないことを示している。
このように、例えば，送信信号ｂが、変調器１８のキャリア変調部３０においてＱＰＳＫにて変調される場合、その振幅値をＡとし、減力量Ｄを６ｄＢ（０．２５）とした場合、データ信号（データキャリア）の振幅値がＡ／２になるように減力される。また、パイロット信号ｂ１の振幅値をＢとすると、パイロット信号ｂ１の振幅値は変化しない。つまり、送信信号ｂの電力Ａ２は、減力量Ｄ＝６ｄＢ（０．２５）により、電力（Ａ／２）２に減力され、パイロット信号ｂ１の電力Ｂ２は変化しない。
図８に戻って、フレーム化部３４は、減力器３１から減力後のデータ信号を入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を入力する。そして、フレーム化部３４は、減力後のデータ信号、並びにパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３等を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２を構成する。フレーム化部３４は、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
これにより、送信アンテナ５から、所定の送信電力を持つ送信信号ａのデータ信号、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を含む放送波ａａが送信される。また、送信アンテナ６から、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ送信信号ｂのデータ信号、並びに、所定の送信電力と同等の送信電力を持つパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を含む放送波ｂｂが送信される。
以上のように、実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１−３によれば、変調器１８は、送信信号ｂを変調し、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄに基づいて、変調したデータ信号の電力を変調信号ａ２の電力よりも低下させる。そして、変調器１８は、減力したデータ信号、並びに減力していないパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３をＯＦＤＭフレーム化して変調信号ｂ２を生成する。
これにより、実施例１等と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３からの混信波を放送波ａａとして受信して復調し、元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成することができる。また、実施例１等と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置３は、伝送路のチャネル行列を推定し、放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ，ｂに対応する復調信号ａ’，ｂ’を生成することができる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、ＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
この場合、ＯＦＤＭ信号受信装置３に対し、減力していないパイロット信号ｂ１を用いてチャネル行列を推定させることができるから、チャネル行列の推定精度を向上させ、受信特性を改善することができる。
また、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３は、減力量Ｄを含むＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３を、ＯＦＤＭ信号受信装置３へ送信するようにした。これにより、ＯＦＤＭ信号受信装置３に対し、ＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３から、送信信号ｂについてデータ信号の減力量Ｄを認識させることができる。そして、送信アンテナ６の系統につき減力量Ｄを反映したチャネル行列の要素を算出させることができる。結果として、精度の高いＭＩＭＯ復調を実現させることができる。
（ＯＦＤＭ信号受信装置３／実施例３）
図１０は、実施例３のＯＦＤＭ信号受信装置３の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号受信装置３−３は、図１に示した、受信アンテナ８，９を備えてＭＩＭＯ復調を行うＯＦＤＭ信号受信装置３に対応する。ＯＦＤＭ信号受信装置３−３は、ＦＦＴ部（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）５０−１，５０−２、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２、チャネル行列推定部５３、及び、ＭＩＭＯ復調器５４を備えている。
ＯＦＤＭ信号受信装置３−３は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３の送信アンテナ５から送信された放送波ａａと、送信アンテナ６から送信された放送波ｂｂとの混信波を、受信アンテナ８，９を介してそれぞれ受信する。
放送波ａａには、所定の送信電力を持つ送信信号ａのデータ信号、並びにパイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３が含まれる。放送波ｂｂには、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ送信信号ｂのデータ信号、並びに、所定の送信電力と同等の送信電力を持つパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３が含まれる。
ＦＦＴ部５０−１は、受信アンテナ８を介して受信した放送波ａａ，ｂｂの混信波の信号を入力し、当該混信波の信号をＦＦＴし、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。そして、ＦＦＴ部５０−１は、周波数領域の信号を、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１、及び、ＭＩＭＯ復調器５４に出力する。
ＦＦＴ部５０−２は、受信アンテナ９を介して受信した放送波ａａ，ｂｂの混信波の信号を入力し、ＦＦＴ部５０−１と同様に、当該混信波の信号をＦＦＴし、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。そして、ＦＦＴ部５０−２は、周波数領域の信号を、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５２、及び、ＭＩＭＯ復調器５４に出力する。
パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１は、ＦＦＴ部５０−１から周波数領域の信号を入力し、当該周波数領域の信号からパイロット信号が配置された位置の受信パイロット信号を抽出すると共に、ＴＭＣＣ信号を抽出する。そして、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１は、受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号をチャネル行列推定部５３に出力する。
パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５２は、ＦＦＴ部５０−２から周波数領域の信号を入力し、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１と同様に、当該周波数領域の信号から受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を抽出する。そして、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５２は、受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号をチャネル行列推定部５３に出力する。
チャネル行列推定部５３は、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１から受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５２から受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を入力する。
チャネル行列推定部５３は、受信パイロット信号、及びＴＭＣＣ信号が示す減力量Ｄに基づいて、伝送路のチャネル行列Ｈ’を推定し、チャネル行列Ｈ’をＭＩＭＯ復調器５４に出力する。
チャネル行列推定部５３は、行列算出器５５及び減力器５６を備えている。行列算出器５５は、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２から受信パイロット信号をそれぞれ入力し、受信パイロット信号に基づいて、以下の式のように、その直交性から伝送路のチャネル行列Ｈを算出する。
Figure 0006742131
 ここで、受信アンテナ８と送信アンテナ５との間の伝送路特性をｈ11、受信アンテナ８と送信アンテナ６との間の伝送路特性をｈ12、受信アンテナ９と送信アンテナ５との間の伝送路特性をｈ21、受信アンテナ９と送信アンテナ６との間の伝送路特性をｈ22とする。
減力器５６は、行列算出器５５からチャネル行列Ｈを入力し、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２からＴＭＣＣ信号をそれぞれ入力する。そして、減力器５６は、ＴＭＣＣ信号の示す減力量Ｄに基づいて、チャネル行列Ｈの要素のうち、受信アンテナ８，９と送信アンテナ６との間の伝送路特性ｈ12，ｈ22の電力を、受信アンテナ８，９と送信アンテナ５との間の伝送路特性ｈ11，ｈ21の電力よりも低い電力に低下させ、減力量Ｄを反映したチャネル行列Ｈ’を求める。
例えば、減力量Ｄを６ｄＢ（０．２５）とした場合、減力器５６は、伝送路特性ｈ12，ｈ22の振幅を２で除算し、チャネル行列Ｈ’を求める。
Figure 0006742131
ＭＩＭＯ復調器５４は、ＦＦＴ部５０−１，５０−２から周波数領域の信号をそれぞれ入力すると共に、チャネル行列推定部５３からチャネル行列Ｈ’を入力する。そして、ＭＩＭＯ復調器５４は、周波数領域の信号及びチャネル行列Ｈ’に基づいて、ＭＩＭＯ復調を行い、送信信号ａに対応する復調信号ａ’及び送信信号ｂに対応する復調信号ｂ’を復元する。ＭＩＭＯ復調器５４は、復調信号ａ’，ｂ’を出力する。
以上のように、実施例３のＯＦＤＭ信号受信装置３−３によれば、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２は、受信アンテナ８，９を介して受信した放送波ａａ，ｂｂの混信波の信号から受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を抽出する。そして、チャネル行列推定部５３は、受信パイロット信号に基づいてチャネル行列Ｈを算出し、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄ（ＴＭＣＣ信号に含まれる減力量Ｄ）に基づいて、チャネル行列Ｈを構成する伝送路特性ｈ11，ｈ12，ｈ21，ｈ22のうち伝送路特性ｈ12，ｈ22の電力を伝送路特性ｈ11，ｈ21の電力よりも低下させ、減力量Ｄを反映したチャネル行列Ｈ’を求める。
ＭＩＭＯ復調器５４は、周波数領域の信号及びチャネル行列Ｈ’に基づいて、ＭＩＭＯ復調を行い、送信信号ａに対応する復調信号ａ’及び送信信号ｂに対応する復調信号ｂ’を生成する。
これにより、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３からの放送波ｂｂには減力していないパイロット信号ｂ１が含まれ、当該パイロット信号ｂ１を用いてチャネル行列Ｈ’が推定されるから、チャネル行列の推定精度が向上し、受信特性を改善することができる。
また、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３からの放送波ａａ，ｂｂに含まれるＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３から、送信信号ｂについてデータ信号に対する減力量Ｄを認識することができる。つまり、チャネル行列Ｈを構成する送信アンテナ６の系統の伝送路特性ｈ12，ｈ22につき、減力量Ｄを反映した要素とすることができ、結果として、精度の高いＭＩＭＯ復調を実現することができる。
したがって、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３から送信アンテナ６を介して送信された放送波ｂｂに含まれる送信信号ｂのデータ信号が減力されている場合であっても、ＭＩＭＯ復調を行うことができる。つまり、ＯＦＤＭ信号送信装置１−３からの放送波ａａ，ｂｂを、高い伝送レートで受信することが可能となる。
〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。前述のとおり、実施例４は、放送波ａａにより、所定電力の固定受信用及びワンセグ部分（ワンセグ用）の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した固定受信用のデータ信号、所定電力と同じワンセグ部分のデータ信号、並びに所定電力と同じ固定受信用及びワンセグ部分のパイロット信号を送信する例である。すなわち、実施例４では、移動体向けの部分受信を考慮して、放送波ｂｂに含まれるワンセグの帯域について、データ信号、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３の減力は行わず、固定受信用の帯域について、データ信号を減力し、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３の減力は行わない。また、実施例４では、所定電力よりも減力した固定受信用のデータ信号の減力量ＤをＴＭＣＣ信号に設定して送信する。
ここで、現行のＩＳＤＢ−Ｔの方式を例にして、１本の受信アンテナ７を備えたＯＦＤＭ信号受信装置２のような家庭に設置される受信機に影響を与えないことを前提とし、放送波ｂｂのワンセグ部分を、実施例１〜３のように減力するようにしてもよい。しかし、移動体向けの放送波を受信する車載器等では、複数本の受信アンテナが設置されていることが通常であるから、放送波ｂｂのワンセグ部分を減力する必要がない。そこで、実施例４，５では、放送波ｂｂに含まれるワンセグの帯域について、データ信号の減力は行わないようにした。
図１１は、実施例４及び後述する実施例５の送信スペクトルを示すブロック図である。図１１（１）の上段は、所定の送信電力の放送波ａａの送信スペクトルを示し、放送波ａａに含まれるデータ信号、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３の全てが、所定の送信電力で送信されることを示している。
図１１（１）の下段は、所定の送信電力を減力量Ｄに基づいて低下させた、減力後の放送波ｂｂの送信スペクトルを示す。放送波ｂｂに含まれるデータ信号、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３の全てが、低下した送信電力で送信されることを示している。
図１１（２）の上段は、実施例４，５における所定の送信電力の放送波ａａの送信スペクトルを示す。図１１（１）の上段と同様に、放送波ａａに含まれるデータ信号、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３の全てが、所定の送信電力で送信されることを示している。
図１１（２）の下段は、実施例４，５における放送波ｂｂの送信スペクトルを示す。図１１（２）の下段に示すように、実施例４における放送波ｂｂの送信スペクトルでは、ワンセグの帯域について、データ信号、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３は減力されず、固定受信用の帯域について、データ信号は減力され、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３は減力されない。実施例５における放送波ｂｂの送信スペクトルについては後述する。
図１２は、実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置１−４の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号送信装置１−４は、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６、変調器１９，２０、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２、及び電力増幅器１４−１，１４−２を備えている。
ＯＦＤＭ信号送信装置１−４が入力する送信信号ａ，ａ＾は、コンテンツが２つある場合の２階層の信号であり、送信信号ｂ，ｂ＾についても同様である。送信信号ｂ，ｂ＾は、送信信号ａ，ａ＾に対して伝送レートを高めるために追加される信号である。送信信号ａ，ｂは、固定受信用の信号であり、送信信号ａ＾，ｂ＾は、ワンセグ部分の信号である。
パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、図８における実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１−３に備えたパイロット及びＴＭＣＣ生成部１６と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１は、図５における実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１−２、図６における実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−２’及び図８における実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１−３に備えたＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、電力増幅器１４−２は、図８における実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１−３に備えた電力増幅器１４−２と同様であるから、ここでは説明を省略する。
変調器１９は、送信信号ａ，ａ＾を入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を入力する。そして、変調器１９は、送信信号ａ，ａ＾を予め設定されたパラメータにて変調し、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を付加して変調信号ａ２を生成する。変調器１９は、変調信号ａ２をＩＦＦＴ部１３−１に出力する。
変調器１９は、キャリア変調部４０−１，４０−２、階層合成部４１及びフレーム化部４２を備えている。キャリア変調部４０−１は、送信信号ａを入力し、送信信号ａを予め設定されたパラメータにて変調し、変調した送信信号ａのデータ信号を階層合成部４１に出力する。キャリア変調部４０−２は、送信信号ａ＾を入力し、送信信号ａ＾を予め設定されたパラメータにて変調し、変調した送信信号ａ＾のデータ信号を階層合成部４１に出力する。
階層合成部４１は、キャリア変調部４０−１から変調された送信信号ａのデータ信号を入力すると共に、キャリア変調部４０−２から変調された送信信号ａ＾のデータ信号を入力する。そして、階層合成部４１は、送信信号ａのデータ信号及び送信信号ａ＾のデータ信号を階層合成し、階層合成した送信信号ａ，ａ＾のデータ信号をフレーム化部４２に出力する。
フレーム化部４２は、階層合成部４１から階層合成された送信信号ａ，ａ＾のデータ信号を入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を入力する。そして、フレーム化部４２は、送信信号ａ，ａ＾のデータ信号、並びにパイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３等を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ａ２を構成する。フレーム化部４２は、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ａ２をＩＦＦＴ部１３−１に出力する。
変調器２０は、送信信号ｂ，ｂ＾を入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を入力し、さらに、予め設定された減力量Ｄを入力する。そして、変調器２０は、送信信号ｂ，ｂ＾を予め設定されたパラメータにて変調し、減力量Ｄに基づいて、変調した送信信号ｂのデータ信号の電力を変調信号ａ２の電力よりも低下させる。変調器２０は、減力した送信信号ｂのデータ信号、並びに、減力していない送信信号ｂ＾のデータ信号、減力していない送信信号ｂ，ｂ＾のパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３をＯＦＤＭフレーム化し、変調信号ｂ２を生成する。予め設定された減力量Ｄは、前述のとおりである。
これにより、送信信号ｂのデータ信号は、変調信号ａ２の所定の電力よりも低下する。また、送信信号ｂ＾のデータ信号、並びに送信信号ｂ，ｂ＾のパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３は、変調信号ａ２の所定の電力と同等である。変調器２０は、変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
変調器２０は、キャリア変調部４３−１，４３−２、減力器４４、階層合成部４５及びフレーム化部４６を備えている。キャリア変調部４３−１は、送信信号ｂを入力し、送信信号ｂを予め設定されたパラメータにて変調し、変調した送信信号ｂのデータ信号を減力器４４に出力する。キャリア変調部４３−２は、送信信号ｂ＾を入力し、送信信号ｂ＾を予め設定されたパラメータにて変調し、変調した送信信号ｂ＾のデータ信号を階層合成部４５に出力する。
減力器４４は、キャリア変調部４３−１から変調された送信信号ｂのデータ信号を入力すると共に、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量Ｄに基づいて、変調された送信信号ｂのデータ信号の電力を変調信号ａ２よりも低下させる。そして、減力器４４は、減力後の送信信号ｂのデータ信号を階層合成部４５に出力する。
階層合成部４５は、減力器４４から減力後の送信信号ｂのデータ信号を入力すると共に、キャリア変調部４３−２から変調された送信信号ｂ＾のデータ信号を入力する。そして、階層合成部４５は、送信信号ｂのデータ信号及び送信信号ｂ＾のデータ信号を階層合成し、階層合成した送信信号ｂ，ｂ＾のデータ信号をフレーム化部４６に出力する。
フレーム化部４６は、階層合成部４５から階層合成された送信信号ｂ，ｂ＾のデータ信号を入力すると共に、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６からパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を入力する。そして、フレーム化部４６は、送信信号ｂ，ｂ＾のデータ信号、並びにパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３等を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２を構成する。フレーム化部４６は、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
これにより、送信アンテナ５から、所定の送信電力を持つ送信信号ａ，ａ＾のデータ信号、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を含む放送波ａａが送信される。また、送信アンテナ６から、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ送信信号ｂのデータ信号、並びに、所定の送信電力と同等の送信電力を持つ送信信号ｂ＾のデータ信号、送信信号ｂ，ｂ＾における所定の送信電力と同等の送信電力を持つパイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を含む放送波ｂｂが送信される。
以上のように、実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置１−４によれば、変調器２０は、送信信号ｂ，ｂ＾を変調し、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄに基づいて、変調した送信信号ｂのデータ信号の電力を変調信号ａ２よりも低下させる。そして、変調器２０は、減力した送信信号ｂのデータ信号、並びに、減力していない送信信号ｂ＾のデータ信号、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３をＯＦＤＭフレーム化して変調信号ｂ２を生成する。
これにより、実施例１等と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−４からの混信波を放送波ａａとして受信して復調し、元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成することができる。また、ワンセグ部分を受信するＯＦＤＭ信号受信装置３は、伝送路のチャネル行列を推定し、放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ＾，ｂ＾に対応する復調信号ａ’，ｂ’を生成することができる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、ワンセグ部分を受信するＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
この場合、ＯＦＤＭ信号受信装置３に対し、減力していないパイロット信号ｂ１を用いてチャネル行列を推定させることができるから、チャネル行列の推定精度を向上させ、受信特性を改善することができる。
また、ＯＦＤＭ信号送信装置１−４は、減力量Ｄを含むＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３を、ＯＦＤＭ信号受信装置３へ送信するようにした。これにより、ＯＦＤＭ信号受信装置３に対し、ＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３から、送信信号ｂについてデータ信号の減力量Ｄを認識させることができる。そして、送信アンテナ６の系統につき減力量Ｄを反映したチャネル行列の要素を算出させることができる。結果として、精度の高いＭＩＭＯ復調を実現させることができる。
尚、実施例４において、ワンセグ部分を受信するＯＦＤＭ信号受信装置３は、データ信号及びパイロット信号の電力が同じであるから、２本の受信アンテナ８，９を備えた従来と同様の構成及び処理により、ＭＩＭＯ復調を行う。一方、固定受信用のＯＦＤＭ信号受信装置３は、データ信号及びパイロット信号の電力が異なるから、図１０に示した実施例３のＯＦＤＭ信号受信装置３−３と同じ構成部（２本の受信アンテナ８，９、ＦＦＴ部５０−１，５０−２、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２、チャネル行列推定部５３、及びＭＩＭＯ復調器５４）を備え、さらに、ＦＦＴ部５０−１，５０−２の後段に、固定受信用の帯域の信号を抽出するチューナ部をそれぞれ備えている。
〔実施例５〕
次に、実施例５について説明する。前述のとおり、実施例５は、放送波ａａにより、所定電力の固定受信用及びワンセグ部分の信号を送信し、放送波ｂｂにより、所定電力よりも減力した固定受信用のデータ信号及びパイロット信号、並びに所定電力と同じワンセグ部分のデータ信号及びパイロット信号を送信する例である。すなわち、実施例５では、実施例４と同様に、移動体向けの部分受信を考慮する。実施例５は、放送波ｂｂに含まれるワンセグの帯域について、データ信号及びパイロット信号ｂ１の減力は行わず、固定受信用の帯域について、データ信号に加え、パイロット信号ｂ１も減力する。
図１１（２）の下段を参照して、実施例５における放送波ｂｂの送信スペクトルでは、ワンセグの帯域について、データ信号及びパイロット信号ｂ１は減力されず、固定受信用の帯域について、データ信号及びパイロット信号ｂ１は減力される。
図１３は、実施例５のＯＦＤＭ信号送信装置１の構成例を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号送信装置１−５は、パイロット生成部１０、変調器１９，２１、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１，１４−２を備えている。
送信信号ａ，ａ＾及び送信信号ｂ，ｂ＾は、図１２に示した実施例４と同様である。実施例４と同様に、送信信号ｂ，ｂ＾は、送信信号ａ，ａ＾に対して伝送レートを高めるために追加される信号であり、送信信号ａ，ｂは、固定受信用の信号であり、送信信号ａ＾，ｂ＾は、ワンセグ部分の信号である。
パイロット生成部１０は、図２における実施例１のＯＦＤＭ信号送信装置１−１、図５における実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１−２及び図６における実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−２’に備えたパイロット生成部１０と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、ＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１は、図５における実施例２のＯＦＤＭ信号送信装置１−２、図６における実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−２’、図８における実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１−３、及び図１２における実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置１−４に備えたＩＦＦＴ部１３−１，１３−２及び電力増幅器１４−１と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、電力増幅器１４−２は、図８における実施例３のＯＦＤＭ信号送信装置１−３及び図１２における実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置１−４に備えた電力増幅器１４−２と同様であるから、ここでは説明を省略する。
変調器１９は、図１２における実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置１−４に備えた変調器１９と同様であるから、ここでは説明を省略する。尚、変調器１９に備えたフレーム化部４２は、パイロット生成部１０からパイロット信号ａ１を入力する。
変調器２１は、送信信号ｂ，ｂ＾を入力すると共に、パイロット生成部１０からパイロット信号ｂ１を入力し、さらに、予め設定された減力量Ｄを入力する。そして、変調器２１は、送信信号ｂ，ｂ＾を予め設定されたパラメータにて変調し、減力量Ｄに基づいて、変調した送信信号ｂのデータ信号の電力、及びパイロット信号ｂ１のうち送信信号ｂの階層の電力を、変調信号ａ２の電力よりも低下させる。
変調器２１は、減力した送信信号ｂのデータ信号、減力していない送信信号ｂ＾のデータ信号、送信信号ｂにおける減力したパイロット信号ｂ１、送信信号ｂ＾における減力していないパイロット信号ｂ１をＯＦＤＭフレーム化し、変調信号ｂ２を生成する。予め設定された減力量Ｄは、前述のとおりである。
これにより、送信信号ｂのデータ信号及びパイロット信号ｂ１は、変調信号ａ２の所定の電力よりも減力される。また、送信信号ｂ＾のデータ信号及びパイロット信号ｂ１は、変調信号ａ２の所定の電力と同等である。変調器２１は、変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
変調器２１は、キャリア変調部４３−１，４３−２、減力器４４，４７、階層合成部４５及びフレーム化部４６を備えている。キャリア変調部４３−１，４３−２、減力器４４及び階層合成部４５は、図１２における実施例４のＯＦＤＭ信号送信装置１−４に備えた変調器２０の各構成部と同様であるから、ここでは説明を省略する。
減力器４７は、パイロット生成部１０からパイロット信号ｂ１を入力すると共に、予め設定された減力量Ｄを入力し、減力量Ｄに基づいて、パイロット信号ｂ１のうち送信信号ｂの階層における信号の電力をパイロット信号ａ１の電力よりも低下させる。ここで、パイロット信号ｂ１のうち送信信号ｂ＾の階層における信号の電力は低下させない。そして、減力器４７は、減力後の送信信号ｂのパイロット信号ｂ１、及び減力していない送信信号ｂ＾のパイロット信号ｂ１をフレーム化部４６に出力する。
フレーム化部４６は、階層合成部４５から階層合成された送信信号ｂ，ｂ＾のデータ信号を入力すると共に、減力器４７から減力後の送信信号ｂのパイロット信号ｂ１及び減力していない送信信号ｂ＾のパイロット信号ｂ１を入力する。そして、フレーム化部４６は、送信信号ｂ，ｂ＾のデータ信号及びこれらのパイロット信号ｂ１等を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２を構成する。フレーム化部４６は、ＯＦＤＭフレーム化した変調信号ｂ２をＩＦＦＴ部１３−２に出力する。
これにより、送信アンテナ５から、所定の送信電力を持つ送信信号ａ，ａ＾のデータ信号、パイロット信号ａ１を含む放送波ａａが送信される。また、送信アンテナ６から、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ送信信号ｂのデータ信号、並びに、所定の送信電力と同等の送信電力を持つ送信信号ｂ＾のデータ信号、所定の送信電力よりも低下した送信電力を持つ送信信号ｂのパイロット信号ｂ１、及び所定の送信電力と同等の送信信号ｂ＾のパイロット信号ｂ１を含む放送波ｂｂが送信される。
以上のように、実施例５のＯＦＤＭ信号送信装置１−５によれば、変調器２１は、送信信号ｂ，ｂ＾を変調し、放送波ｂｂが放送波ａａの受信に影響を与えないように設定された減力量Ｄに基づいて、変調した送信信号ｂのデータ信号の電力を変調信号ａ２の電力よりも低下させる。また、変調器２１は、減力量Ｄに基づいて、送信信号ｂのパイロット信号ｂ１の電力も変調信号ａ２の電力よりも低下させる。そして、変調器２１は、減力した送信信号ｂのデータ信号、減力していない送信信号ｂ＾のデータ信号、減力した送信信号ｂのパイロット信号ｂ１、及び減力していない送信信号ｂ＾のパイロット信号ｂ１をＯＦＤＭフレーム化して変調信号ｂ２を生成する。
これにより、実施例１等と同様に、ＯＦＤＭ信号受信装置２は、ＯＦＤＭ信号送信装置１−５からの混信波を放送波ａａとして受信して復調し、元の送信信号ａに対応する復調信号ａ’を生成することができる。また、ワンセグ部分を受信するＯＦＤＭ信号受信装置３は、伝送路のチャネル行列を推定し、放送波ａａ，ｂｂの信号をＭＩＭＯ復調し、元の送信信号ａ＾，ｂ＾に対応する復調信号ａ＾’，ｂ＾’を生成することができる。
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置２による放送波ａａの受信に影響を与えることなく、ワンセグ部分を受信するＯＦＤＭ信号受信装置３による高い伝送レートの放送波ａａ，ｂｂの受信が可能となる。
尚、実施例５において、ワンセグ部分を受信するＯＦＤＭ信号受信装置３は、データ信号及びパイロット信号の電力が同じであるから、２本の受信アンテナ８，９を備えた従来と同様の構成及び処理により、ＭＩＭＯ復調を行う。固定受信用のＯＦＤＭ信号受信装置３についても同様である。
以上、実施例１〜５を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例１〜５に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記実施例３，４において、図８に示したＯＦＤＭ信号送信装置１−３及び図１２に示したＯＦＤＭ信号送信装置１−４のパイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、減力量Ｄを設定したＴＭＣＣ信号ａ３，ｂ３を生成し、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を変調器１７に出力し、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を変調器１８に出力するようにした。
これに対し、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、減力量Ｄを設定したＴＭＣＣ信号ａ３のみを生成し、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を変調器１７に出力し、パイロット信号ｂ１のみを変調器１８に出力するようにしてもよい。この場合、変調器１７は、パイロット信号ａ１及びＴＭＣＣ信号ａ３を付加して変調信号ａ２を生成するが、変調器１８は、パイロット信号ｂ１を付加して変調信号ｂ２を生成する。
また、パイロット及びＴＭＣＣ生成部１６は、減力量Ｄを設定したＴＭＣＣ信号ｂ３のみを生成し、パイロット信号ａ１のみを変調器１７に出力し、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を変調器１８に出力するようにしてもよい。この場合、変調器１７は、パイロット信号ａ１を付加して変調信号ａ２を生成し、変調器１８は、パイロット信号ｂ１及びＴＭＣＣ信号ｂ３を付加して変調信号ｂ２を生成する。
また、前記実施例３において、図１０に示したＯＦＤＭ信号受信装置３−３のパイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２は、受信パイロット信号を抽出すると共に、ＴＭＣＣ信号を抽出し、これらの信号をチャネル行列推定部５３に出力する。これに対し、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２の一方は、受信パイロット信号を抽出すると共に、ＴＭＣＣ信号を抽出し、これらの信号をチャネル行列推定部５３に出力し、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２の他方は、受信パイロット信号のみを抽出し、受信パイロット信号のみをチャネル行列推定部５３に出力するようにしてもよい。この場合、チャネル行列推定部５３は、パイロット及びＴＭＣＣ抽出部５１，５２の一方からＴＭＣＣ信号を入力し、ＴＭＣＣ信号が示す減力量Ｄに基づいて、伝送路のチャネル行列Ｈ’を推定する。
また、前記実施例１〜５及び実施例２の変形例のＯＦＤＭ信号送信装置１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−２’は、２本の送信アンテナ５，６を備えているが、３本以上の送信アンテナを備えるようにしてもよい。また、前記実施例３のＯＦＤＭ信号受信装置３−３は、２本の受信アンテナ８，９を備えているが、３本以上の受信アンテナを備えるようにしてもよい。実施例１，２，４，５及び実施例２の変形例におけるＯＦＤＭ信号受信装置についても同様である。
また、前記実施例１〜５及び実施例２の変形例において、放送波ａａ，ｂｂは、水平偏波及び垂直偏波、円偏波等の偏波であってもよいし、偏波以外の電波であってもよい。
１ ＯＦＤＭ信号送信装置
２，３ ＯＦＤＭ信号受信装置
５，６ 送信アンテナ
７，８，９ 受信アンテナ
１０ パイロット生成部
１１，１５，１７，１８，１９，２０，２１ 変調器
１２，３１，３２，４４，４７，５６ 減力器
１３ ＩＦＦＴ部
１４ 電力増幅器
１６ パイロット及びＴＭＣＣ生成部
３０，４０，４３ キャリア変調部
３３，３４ フレーム化部
４１，４５ 階層合成部
４２，４６ フレーム化部
５０ ＦＦＴ部
５１，５２ パイロット及びＴＭＣＣ抽出部
５３ チャネル行列推定部
５４ ＭＩＭＯ復調器
５５ 行列算出器

Claims (5)

  1. ＯＦＤＭ信号の第１の放送波を、第１の送信アンテナを介して送信すると共に、ＯＦＤＭ信号の第２の放送波を、第２の送信アンテナを介して送信するＯＦＤＭ信号送信装置において、
    所定の減力量を含むＴＭＣＣ信号を生成するＴＭＣＣ生成部と、
    第１の送信信号を変調し、第１のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第１の変調信号を生成する第１の変調器と、
    第２の送信信号を変調し、前記第１のパイロット信号に直交する第２のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第２の変調信号を生成する第２の変調器と、
    前記第１の変調器により生成された前記第１の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第１の時間領域の信号に変換する第１のＩＦＦＴ部と、
    前記第２の変調器により生成された前記第２の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第２の時間領域の信号に変換する第２のＩＦＦＴ部と、
    前記第１のＩＦＦＴ部により変換された前記第１の時間領域の信号について、その電力を増幅する第１の電力増幅器と、
    前記第２のＩＦＦＴ部により変換された前記第２の時間領域の信号について、その電力を増幅する第２の電力増幅器と、を備え、
    前記第１の電力増幅器により増幅された前記第１の時間領域の信号を、前記第１の放送波として送信すると共に、前記第２の電力増幅器により増幅された前記第２の時間領域の信号を、前記第２の放送波として送信し、
    前記第２の変調器は、
    前記第２の送信信号を変調してデータ信号を生成するキャリア変調部と、
    前記所定の減力量に基づいて、前記キャリア変調部により生成された前記データ信号の電力を、前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後のデータ信号を生成する減力器と、
    前記減力器により生成された前記減力後のデータ信号、前記第２のパイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した第２の変調信号を生成するフレーム化部と、を備え、
    前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
  2. ＯＦＤＭ信号の第１の放送波を、第１の送信アンテナを介して送信すると共に、ＯＦＤＭ信号の第２の放送波を、第２の送信アンテナを介して送信するＯＦＤＭ信号送信装置において、
    所定の減力量を含むＴＭＣＣ信号を生成するＴＭＣＣ生成部と、
    第１の固定受信用送信信号及び第１のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、第１のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第１の変調信号を生成する第１の変調器と、
    第２の固定受信用送信信号及び第２のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、前記第１のパイロット信号に直交する第２のパイロット信号、及び前記ＴＭＣＣ生成部により生成された前記ＴＭＣＣ信号を付加して第２の変調信号を生成する第２の変調器と、
    前記第１の変調器により生成された前記第１の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第１の時間領域の信号に変換する第１のＩＦＦＴ部と、
    前記第２の変調器により生成された前記第２の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第２の時間領域の信号に変換する第２のＩＦＦＴ部と、
    前記第１のＩＦＦＴ部により変換された前記第１の時間領域の信号について、その電力を増幅する第１の電力増幅器と、
    前記第２のＩＦＦＴ部により変換された前記第２の時間領域の信号について、その電力を増幅する第２の電力増幅器と、を備え、
    前記第１の電力増幅器により増幅された前記第１の時間領域の信号を、前記第１の放送波として送信すると共に、前記第２の電力増幅器により増幅された前記第２の時間領域の信号を、前記第２の放送波として送信し、
    前記第２の変調器は、
    前記第２の固定受信用送信信号を変調して固定受信用データ信号を生成する第１のキャリア変調部と、
    前記第２のワンセグ用送信信号を変調してワンセグ用データ信号を生成する第２のキャリア変調部と、
    前記所定の減力量に基づいて、前記第１のキャリア変調部により生成された前記固定受信用データ信号の電力を前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後の固定受信用データ信号を生成する減力器と、
    前記減力器により生成された前記減力後の固定受信用データ信号、及び前記第２のキャリア変調部により生成された前記ワンセグ用データ信号を階層合成し、階層合成後のデータ信号を生成する階層合成部と、
    前記階層合成部により生成された前記階層合成後のデータ信号、前記第２のパイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した第２の変調信号を生成するフレーム化部と、を備え、
    前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
  3. ＯＦＤＭ信号の第１の放送波を、第１の送信アンテナを介して送信すると共に、ＯＦＤＭ信号の第２の放送波を、第２の送信アンテナを介して送信するＯＦＤＭ信号送信装置において、
    第１の固定受信用送信信号及び第１のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、第１のパイロット信号を付加して第１の変調信号を生成する第１の変調器と、
    第２の固定受信用送信信号及び第２のワンセグ用送信信号を変調して階層合成し、前記第１のパイロット信号に直交する第２のパイロット信号を付加して第２の変調信号を生成する第２の変調器と、
    前記第１の変調器により生成された前記第１の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第１の時間領域の信号に変換する第１のＩＦＦＴ部と、
    前記第２の変調器により生成された前記第２の変調信号をＩＦＦＴし、周波数領域の信号から第２の時間領域の信号に変換する第２のＩＦＦＴ部と、
    前記第１のＩＦＦＴ部により変換された前記第１の時間領域の信号について、その電力を増幅する第１の電力増幅器と、
    前記第２のＩＦＦＴ部により変換された前記第２の時間領域の信号について、その電力を増幅する第２の電力増幅器と、を備え、
    前記第１の電力増幅器により増幅された前記第１の時間領域の信号を、前記第１の放送波として送信すると共に、前記第２の電力増幅器により増幅された前記第２の時間領域の信号を、前記第２の放送波として送信し、
    前記第２の変調器は、
    前記第２の固定受信用送信信号を変調して固定受信用データ信号を生成する第１のキャリア変調部と、
    前記第２のワンセグ用送信信号を変調してワンセグ用データ信号を生成する第２のキャリア変調部と、
    所定の減力量に基づいて、前記第１のキャリア変調部により生成された前記固定受信用データ信号の電力を前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後の固定受信用データ信号を生成する第１の減力器と、
    前記第１の減力器により生成された前記減力後の固定受信用データ信号、及び前記第２のキャリア変調部により生成された前記ワンセグ用データ信号を階層合成し、階層合成後のデータ信号を生成する階層合成部と、
    前記所定の減力量に基づいて、前記第２のパイロット信号のうち固定受信用のパイロット信号の電力を前記第１の変調信号の電力よりも低下させ、減力後の前記固定受信用のパイロット信号、及び前記第２のパイロット信号のうちワンセグ用のパイロット信号を、減力後の第２のパイロット信号として出力する第２の減力器と、
    前記階層合成部により生成された前記階層合成後のデータ信号、及び前記第２の減力器により出力された前記減力後の第２のパイロット信号を、所定のキャリア及びシンボルに配置することで、ＯＦＤＭフレーム化した第２の変調信号を生成するフレーム化部と、を備え、
    前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
  4. 請求項１または２のＯＦＤＭ信号送信装置から送信された第１の放送波及び第２の放送波の混信波を、第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナを介して受信し、前記混信波をＭＩＭＯ復調するＯＦＤＭ信号受信装置であって、
    前記第１の受信アンテナを介して受信した前記混信波の信号をＦＦＴし、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する第１のＦＦＴ部と、
    前記第２の受信アンテナを介して受信した前記混信波の信号をＦＦＴし、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する第２のＦＦＴ部と、
    前記第１のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から第１の受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を抽出する第１の抽出部と、
    前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から第２の受信パイロット信号及びＴＭＣＣ信号を抽出する第２の抽出部と、
    伝送路のチャネル行列を推定するチャネル行列推定部と、
    前記第１のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号、及び前記チャネル行列推定部により推定された前記チャネル行列に基づいて、ＭＩＭＯ復調を行い、元の第１の送信信号及び第２の送信信号を復元するＭＩＭＯ復調器と、を備え、
    前記チャネル行列推定部は、
    前記第１の抽出部により抽出された前記第１の受信パイロット信号及び前記第２の抽出部により抽出された前記第２の受信パイロット信号に基づいて、前記チャネル行列を算出する行列算出器と、
    前記第１の抽出部により抽出された前記ＴＭＣＣ信号または前記第２の抽出部により抽出された前記ＴＭＣＣ信号に設定された所定の減力量に基づいて、前記行列算出器により算出された前記チャネル行列を構成する伝送路特性のうち、前記第１の受信アンテナと第２の送信アンテナとの間の伝送路特性及び前記第２の受信アンテナと前記第２の送信アンテナとの間の伝送路特性の電力を、前記第１の受信アンテナと第１の送信アンテナとの間の伝送路特性及び前記第２の受信アンテナと前記第１の送信アンテナとの間の伝送路特性の電力よりも低下させ、減力後のチャネル行列を生成する減力器と、を備え、
    前記所定の減力量を、前記第１の放送波と前記第２の放送波との間の電力差が同一チャンネル干渉の混信保護比以上となるように、または前記電力差が前記混信保護比から所定の交差偏波識別度を引いた値以上となるように減力させる電力量とする、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
  5. 請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、
    前記第１の抽出部は、
    前記第１のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から前記第１の受信パイロット信号のみを抽出するか、または前記第１のパイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を抽出し、
    前記第２の抽出部は、
    前記第１の抽出部により前記第１の受信パイロット信号のみが抽出された場合、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から前記第２の受信パイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号を抽出し、前記第１の抽出部により前記第１の受信パイロット信号及び前記ＴＭＣＣ信号が抽出された場合、前記第２のＦＦＴ部により変換された前記周波数領域の信号から前記第２の受信パイロット信号を抽出する、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
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