JP7843948B1

JP7843948B1 - 干渉除去装置、制御回路、記憶媒体、干渉除去方法、および干渉除去システム

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Publication number: JP7843948B1
Application number: JP2025567999A
Authority: JP
Inventors: 裕貴井浦; 浩志富塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2025-03-12
Filing date: 2025-06-30
Publication date: 2026-04-10
Anticipated expiration: 2045-06-30

Abstract

干渉除去装置（３０４）は、データシンボルに対してヌルシンボルが挿入された受信信号からヌルシンボル列を抽出するヌルシンボル抽出部（４０１）と、受信信号を周波数領域信号に変換し、ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する受信信号スペクトル計算部（４０２）と、ヌルシンボル列および受信信号スペクトルから干渉周波数範囲を推定する干渉周波数範囲推定部（４０３）と、干渉周波数範囲と受信信号スペクトルとを用いて干渉を除去し干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する干渉除去部（４０４）と、を備え、干渉除去部（４０４）は、ｎを２以上の整数とした場合に、データシンボル間に挿入されたヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１である受信信号から干渉信号を除去する。

Description

本開示は、受信信号から干渉信号を除去する干渉除去装置、制御回路、記憶媒体、干渉除去方法、および干渉除去システムに関する。

無線通信の受信信号に含まれる干渉信号は、通信性能を大幅に低下させるので、受信装置には、受信信号から干渉を除去することが求められる。

特許文献１に記載の無線通信システムでは、送信装置が、送信シンボル間にヌルシンボルを挿入して信号を送信し、受信装置が、受信信号からヌルシンボルを抽出して補間することでデータシンボルに対応する区間の干渉成分を再生し、受信信号から干渉成分を減算している。

特許第６７４６０２９号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ヌルシンボルの挿入率の上限がシンボルレートの５０％であり、受信信号から、シンボルレートの５０％よりも大きな帯域幅を持つ干渉信号を除去できない。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、受信信号から、シンボルレートの５０％よりも大きな帯域幅を持つ干渉信号を除去できる干渉除去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、本開示の干渉除去装置は、データシンボルに対してヌルシンボルが挿入された受信信号からヌルシンボル列を抽出するヌルシンボル抽出部と、受信信号を周波数領域信号に変換し、ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する受信信号スペクトル計算部とを備える。また、本開示の干渉除去装置は、ヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで干渉周波数範囲を推定する干渉周波数範囲推定部を備える。また、本開示の干渉除去装置は、干渉周波数範囲と受信信号スペクトルとを用いて、受信信号スペクトルのうち干渉周波数範囲外の周波数成分をコピー元帯域とし、干渉周波数範囲をコピー先帯域とし、コピー元帯域とコピー先帯域とで内部周波数ビン番号が同じ周波数成分をコピー元帯域からコピー先帯域にコピーすることで受信信号から干渉を除去し、干渉を除去する際には、ｎを２以上の整数とした場合に、データシンボル間に挿入されたヌルシンボルのヌルシンボル数が２ ⁿ -１である受信信号から干渉信号を除去し、干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する干渉除去部と、干渉が除去された受信信号スペクトルを時間領域信号に変換する周波数時間領域変換部とを備える。

本開示にかかる干渉除去装置は、受信信号から、シンボルレートの５０％よりも大きな帯域幅を持つ干渉信号を除去できるという効果を奏する。

実施の形態にかかる送信装置の構成例を示す機能ブロック図実施の形態にかかる送信装置のヌル挿入部が出力する送信シンボル系列を示す図実施の形態にかかる受信装置の構成例を示す機能ブロック図実施の形態にかかる受信装置が備える干渉除去装置の構成例を示す機能ブロック図実施の形態にかかる受信装置が受信する受信信号の受信信号スペクトルを説明するための図実施の形態にかかる干渉除去装置の干渉除去部が干渉を除去する処理の第１例を説明するための図実施の形態にかかる干渉除去装置の干渉除去部が干渉を除去する処理の第２例を説明するための図実施の形態にかかる干渉除去装置の干渉除去部が干渉を除去する処理の第３例を説明するための図実施の形態にかかる干渉除去装置が干渉を除去する処理の処理手順を示すフローチャート実施の形態にかかる干渉除去装置の制御回路が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図実施の形態にかかる干渉除去装置の制御回路が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の構成例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる干渉除去装置、制御回路、記憶媒体、干渉除去方法、および干渉除去システムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
干渉除去システムは、送信装置（後述する送信装置１）と、受信装置（後述する受信装置３）とを具備する。送信装置１と受信装置３とは、それぞれ別の装置であり、送信装置１は、受信装置３に送信信号を送信することで受信装置３との間で通信を行う。

図１は、実施の形態にかかる送信装置の構成例を示す機能ブロック図である。送信装置１は、符号化部１００と、変調部１０１と、ヌル挿入部１０２と、波形整形フィルタ部１０３と、ＤＡ（Digital to Analog、デジタルアナログ）変換部１０４と、送信部１０５と、アンテナ１０６とを備える。

符号化部１００は、送信データに対して誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化は、例えば、畳み込み符号化、ターボ符号化、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check、低密度パリティ検査符号）が挙げられる。ただし、本実施の形態において適用する誤り訂正符号化は、これらに限定されない。また、送信装置１は、誤り訂正符号化を行わない構成でもよい。符号化部１００は、誤り訂正符号化を行った送信データを変調部１０１に出力する。

変調部１０１は、送信データに対して一次変調を施し、送信データを送信シンボル系列に変換する。一次変調における変調方式は、例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying、位相偏移変調）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying、周波数偏移変調）、またはＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation、直交振幅変調）が挙げられる。ただし、本実施の形態において適用する変調方式はこれらに限定されない。変調部１０１は、送信シンボル系列に変換した送信データをヌル挿入部１０２に出力する。

ヌル挿入部１０２は、送信シンボル系列の時間領域にヌルシンボルを挿入する。ヌルは、振幅が０となる信号であり、ヌルシンボルは、無送信のシンボルである。ヌル挿入部１０２の詳細については後述する。ヌル挿入部１０２は、ヌルシンボルを挿入した送信シンボル系列を波形整形フィルタ部１０３に出力する。

波形整形フィルタ部１０３は、送信シンボル系列をアップサンプリングする。また、波形整形フィルタ部１０３は、送信シンボル系列に帯域制限を行い、ベースバンド信号またはＩＦ（Intermediate Frequency、中間周波数）信号である送信デジタル信号を生成する。送信デジタル信号は、送信用のデジタル信号である。

波形整形フィルタ部１０３が送信シンボル系列に帯域制限を行う際に用いられる帯域制限フィルタの種類については特に限定されないが、帯域制限時にヌルシンボルとデータシンボルとの間でシンボル間干渉を起こさないようにナイキストフィルタを適用することが効果的である。波形整形フィルタ部１０３は、生成した送信デジタル信号をＤＡ変換部１０４に出力する。

ＤＡ変換部１０４は、送信デジタル信号を送信アナログ信号に変換する。送信アナログ信号は、送信用のアナログ信号である。ＤＡ変換部１０４は、変換した送信アナログ信号を送信部１０５に出力する。

送信部１０５は、ＤＡ変換された送信アナログ信号を無線周波数信号に変換する。アンテナ１０６は、無線周波数信号を送信信号として送信する。なお、ヌル挿入部１０２よりも後段で実行される処理は一般的な無線送信装置で行われる処理であり、本実施の形態においては、特に限定されるものではない。

ここで、実施の形態にかかるヌル挿入部１０２の動作の詳細について説明する。ヌル挿入部１０２には、送信シンボル系列が入力される。ヌル挿入部１０２は、データシンボル間の時間方向に対してヌルシンボルを挿入する。ヌル挿入部１０２がデータシンボル間に挿入するヌルシンボル数は１以上である。ヌル挿入部１０２がデータシンボル間に挿入するヌルシンボル数は特に限定されないが、実施の形態では、ｎを２以上の整数として、２ⁿ-１である。なお、ｎは１であってもよい。例えばｎ＝２である場合、ヌル挿入部１０２が各データシンボル間に挿入するヌルシンボル数は３シンボルである。

図２は、実施の形態にかかる送信装置のヌル挿入部が出力する送信シンボル系列を示す図である。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は信号の振幅を示している。図２に示すように、ヌル挿入部１０２は、送信シンボルデータ２００間にヌルシンボル２０１を挿入した送信シンボル系列を生成し、波形整形フィルタ部１０３に出力する。

１つの送信シンボルデータ２００の送信時間が１回分のシンボル時間（シンボル区間）であり、１つのヌルシンボル２０１の送信時間が１回分のヌル挿入時間（ヌル区間）である。

図２では、各送信シンボルデータ２００間にそれぞれ３つのヌル区間（ヌルシンボル２０１）が挿入された例を示している。すなわち、図２では、「Ｄ０」で示される送信シンボルデータ２００の後に３つのヌルシンボル２０１が挿入され、「Ｄ１」で示される送信シンボルデータ２００の後に３つのヌルシンボル２０１が挿入され、「Ｄ２」で示される送信シンボルデータ２００の後に３つのヌルシンボル２０１が挿入された場合を示している。

なお、ヌル区間の挿入間隔は任意であり、ヌル区間は周期的に挿入される。例えば、ヌル挿入部１０２は、Ｘ（Ｘは自然数）個の送信シンボルデータ２００が送信されるたびに（２ⁿ-１）個のヌルシンボル２０１が送信されるように送信シンボル系列が生成される。この場合、ヌル挿入部１０２は、Ｘ個の送信シンボルデータ２００とＸ個の送信シンボルデータ２００との間に（２ⁿ-１）個のヌルシンボル２０１を挿入する処理を繰り返す。以下では、Ｘ＝１である場合について説明する。すなわち、ヌル挿入部１０２は、１個の送信シンボルデータ２００が送信されるたびに（２ⁿ-１）個のヌルシンボル２０１が送信されるように送信シンボル系列を生成する。

図３は、実施の形態にかかる受信装置の構成例を示す機能ブロック図である。受信装置３は、アンテナ３００と、受信部３０１と、ＡＤ（Analog to Digital、アナログデジタル）変換部３０２と、波形整形フィルタ部３０３と、干渉除去装置３０４と、復調部３０５と、復号部３０６とを備える。

アンテナ３００は、無線周波数信号を受信する。アンテナ３００が受信した無線周波信号には、所望波および干渉波が含まれる。受信部３０１は、アンテナ３００が受信した無線周波数信号を、アナログ信号であるＩＦ信号またはベースバンド信号に周波数変換し、ＡＤ変換部３０２に出力する。

ＡＤ変換部３０２は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、波形整形フィルタ部３０３に出力する。波形整形フィルタ部３０３は、雑音除去のためにデジタル信号の帯域制限を行い、干渉除去装置３０４に出力する。

干渉除去装置３０４は、受信信号から干渉を推定し、干渉を除去することで干渉を抑圧する。干渉除去装置３０４は、干渉信号の周波数範囲である干渉周波数範囲を推定する。干渉周波数範囲は、周波数０からシンボルレート（後述するシンボルレートＦｓ）までの周波数のうち信号が干渉している周波数の範囲である。

干渉除去装置３０４は、干渉周波数範囲に応じて、ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルの特徴を利用して干渉成分を除去する。すなわち、干渉除去装置３０４は、ヌルシンボルを含む受信信号スペクトルにおいて送信シンボルの周波数スペクトルが繰り返されることを利用し、干渉周波数範囲および受信信号に基づいて干渉成分を除去する。干渉除去装置３０４は、干渉成分を除去した受信シンボルを復調部３０５に出力する。干渉除去装置３０４の動作の詳細については後述する。

復調部３０５は、受信シンボル（データシンボル）に復調処理を行い、誤り訂正復号用のデマッピング結果である復調結果を出力する。復号部３０６は、デマッピングの結果を受けて誤り訂正復号化を行い、複号結果を出力する。アンテナ３００、受信部３０１、ＡＤ変換部３０２、波形整形フィルタ部３０３、復調部３０５、および復号部３０６が実行する処理は一般的な無線受信装置で行われる処理であり、本実施の形態においては、特に限定されるものではない。

図４は、実施の形態にかかる受信装置が備える干渉除去装置の構成例を示す機能ブロック図である。干渉除去装置３０４は、ヌルシンボル抽出部４０１と、受信信号スペクトル計算部４０２と、干渉周波数範囲推定部４０３と、干渉除去部４０４と、周波数時間領域変換部４０６とを備える。

ヌルシンボル抽出部４０１および受信信号スペクトル計算部４０２は、波形整形フィルタ部３０３からデジタル信号（受信信号）を受け付ける。ヌルシンボル抽出部４０１は、ＡＤ変換部３０２から受け付けたデジタル信号から、ヌル挿入部１０２で挿入されたヌルシンボルを抽出する。すなわち、ヌルシンボル抽出部４０１は、受信信号からヌルシンボル列（ヌルシンボル部分）を抽出する。ヌルシンボル抽出部４０１は、抽出したヌルシンボル列を、干渉周波数範囲推定部４０３に出力する。

受信信号スペクトル計算部４０２は、波形整形フィルタ部３０３から受け付けたデジタル信号を周波数領域信号に変換し、ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する。受信信号スペクトル計算部４０２は、計算した受信信号スペクトルを干渉周波数範囲推定部４０３および干渉除去部４０４に出力する。

干渉周波数範囲推定部４０３は、抽出されたヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで、干渉周波数範囲を推定する。干渉帯域幅は、干渉周波数範囲の帯域幅であり、干渉中心周波数は、干渉周波数範囲の中心の周波数である。干渉周波数範囲推定部４０３は、干渉帯域幅および干渉中心周波数に基づいて干渉周波数範囲を推定する。干渉周波数範囲推定部４０３は、干渉周波数範囲を干渉除去部４０４に出力する。

干渉除去部４０４は推定された干渉周波数範囲と、計算された受信信号スペクトルとを用いて受信信号スペクトルから干渉を除去し、干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する。干渉除去部４０４は、干渉が除去された受信信号スペクトルを周波数時間領域変換部４０６に出力する。

周波数時間領域変換部４０６は、干渉が除去されて再生された受信信号スペクトル（周波数領域信号）を時間領域信号に変換する。周波数時間領域変換部４０６は、干渉が除去されて時間領域信号に変換された受信シンボルを復調部３０５に出力する。

ここで、干渉除去部４０４について詳細に説明する。受信信号スペクトルは、ヌル挿入部１０２で挿入されるヌルシンボルの挿入率によって特徴が異なる。ヌルシンボルの挿入率は、データシンボル数に対するヌルシンボルの挿入数の割合である。

データシンボル間に挿入されるシンボル数が２ⁿ-１である場合、受信信号スペクトルは、ヌルシンボルを除く送信シンボル列のみによる周波数スペクトルがｎ回繰り返されるという特徴を持つ。すなわち、時間信号列の周波数領域信号である受信信号スペクトルでは、周波数方向に同一の周波数スペクトル（送信シンボル列のみによる周波数スペクトル）が繰り返される。

例えば、ｎ＝２である場合には、データシンボル間に挿入されるシンボル数は３であり、受信信号スペクトルの周波数スペクトルは４回繰り返される。

ここで、受信装置３が受信する受信信号の受信信号スペクトルの例について説明する。図５は、実施の形態にかかる受信装置が受信する受信信号の受信信号スペクトルを説明するための図である。図５において、横軸は周波数を示し、縦軸は信号の振幅を示している。なお、以下の図６～図８においても、横軸は周波数を示し、縦軸は信号の振幅を示している。

図５では、ｎ＝２の場合の受信信号スペクトル５００を示している。送信シンボル列のみの周波数スペクトルを送信信号スペクトル５０１とすると、受信信号スペクトル５００では、周波数軸上に送信信号スペクトル５０１と同じ周波数スペクトルが４回繰り返される。ここで、繰り返される周波数領域を低周波数側から、周波数領域Ｆ０、周波数領域Ｆ１、周波数領域Ｆ２、周波数領域Ｆ３とする。

シンボルレートがシンボルレートＦｓである場合、周波数領域Ｆ０は、周波数０～（Ｆｓ／４）であり、周波数領域Ｆ１は、周波数（Ｆｓ／４）～（Ｆｓ／２）である。また、周波数領域Ｆ２は、周波数（Ｆｓ／２）～（３Ｆｓ／４）であり、周波数領域Ｆ３は、周波数（３Ｆｓ／４）～Ｆｓである。

干渉除去部４０４は、受信信号スペクトル５００に対し、周波数０からシンボルレートＦｓまでをＭ分割した周波数ビン毎に次のコピー処理を実施する。干渉除去部４０４は、処理対象の内部周波数ビン番号をｍとし、ｍを０からＭ－１の値とする。

周波数領域Ｆ０～Ｆ３は、それぞれＭ／４個の周波数ビンを持つ。周波数領域Ｆ０、周波数領域Ｆ１、周波数領域Ｆ２、および周波数領域Ｆ３のそれぞれの内部周波数ビン番号をｐ０、ｐ１、ｐ２、およびｐ３とすると、周波数領域Ｆ０～Ｆ３の各内部周波数ビン番号は周波数の低い方から順に０～（（Ｍ／４）－１）までの数値を取る。

処理対象の内部周波数ビン番号ｍが干渉周波数範囲（後述する干渉周波数範囲６００）内の場合、干渉除去部４０４は、周波数領域Ｆ０～Ｆ３の各内部周波数ビン番号ｍ％（Ｍ／４）のうち、干渉周波数範囲６００外となる内部周波数ビン番号の周波数成分の平均値を内部周波数ビン番号ｍの周波数成分としてコピーする。ここで、“％”は剰余を示す演算子である。すなわち、干渉除去部４０４は、干渉周波数範囲６００に対して、干渉周波数範囲６００外の周波数成分をコピーする。

図６は、実施の形態にかかる干渉除去装置の干渉除去部が干渉を除去する処理の第１例を説明するための図である。図６では、シンボルレートＦｓの７５％の帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲６００にある場合を示している。

干渉周波数範囲６００は、周波数０からシンボルレートＦｓまでの周波数範囲のうちの中央領域の周波数範囲である。したがって、干渉周波数範囲６００の外側の周波数範囲が干渉していない周波数範囲でありコピー元の周波数成分となる。干渉除去部４０４は、干渉周波数範囲６００の外側の周波数範囲をコピー元の周波数成分とし、干渉周波数範囲６００の内側の周波数範囲をコピー先の周波数成分とする。

干渉周波数範囲６００には、例えば、周波数領域Ｆ０の一部の領域（シンボルレートＦｓ／４側の領域）と、周波数領域Ｆ１，Ｆ２と、周波数領域Ｆ３の一部の領域（シンボルレート３Ｆｓ／４側の領域）とが含まれている。

シンボルレートＦｓの７５％の帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲６００にある受信信号スペクトルに対して、干渉除去部４０４が上記のコピー処理を適用すると、周波数成分のコピー元とコピー先との関係は図６のようになる。

コピー元帯域Ｆ１０は、周波数領域Ｆ０のうちの周波数０側の一部の領域である。コピー元帯域Ｆ１１は、周波数領域Ｆ３のうちのシンボルレートＦｓ側の一部の領域である。コピー元帯域Ｆ１０内の内部周波数ビン番号とコピー元帯域Ｆ１１内の内部周波数ビン番号とは重複が無く、コピー元帯域Ｆ１０の帯域幅とコピー元帯域Ｆ１１の帯域幅との合計は周波数領域（周波数領域Ｆ０～Ｆ３の何れか）の帯域幅と同じである。すなわち、干渉周波数範囲６００は、シンボルレートＦｓの７５％の帯域幅を持つので、干渉していないコピー元帯域Ｆ１０，Ｆ１１の帯域幅の合計はシンボルレートＦｓの２５％の帯域幅となり、周波数領域Ｆ０～Ｆ３の何れかの帯域幅と同じである。

全てのコピー先帯域ｆ２０，ｆ２１の合計の周波数範囲は、干渉周波数範囲６００と同じ周波数範囲である。コピー先帯域ｆ２０は、周波数領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３のうちの周波数０側の一部の領域であり、コピー先帯域ｆ２０の帯域幅は、コピー元帯域Ｆ１０の帯域幅と同じである。また、コピー先帯域ｆ２１は、周波数領域Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２のうちのシンボルレートＦｓ側の残部の領域であり、コピー先帯域ｆ２１の帯域幅は、コピー元帯域Ｆ１１の帯域幅と同じである。

この場合において、コピー元帯域Ｆ１０内の内部周波数ビン番号は、コピー先帯域ｆ２０の内部周波数ビン番号と同じである。したがって、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ１０の周波数成分を各コピー先帯域ｆ２０にコピーする。

同様に、コピー元帯域Ｆ１１内の内部周波数ビン番号は、コピー先帯域ｆ２１の内部周波数ビン番号と同じである。したがって、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ１１の周波数成分を各コピー先帯域ｆ２１にコピーする。

このように、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ１０の周波数成分をコピー先帯域ｆ２０にコピーし、コピー元帯域Ｆ１１の周波数成分をコピー先帯域ｆ２１にコピーする。これにより、干渉周波数範囲６００は全て送信信号スペクトル５０１の周波数成分に置き換えられ、干渉が除去される。このように、干渉除去装置３０４は、データシンボル間に挿入されたヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１（ｎは２以上の整数）である受信信号から干渉信号を除去するので、シンボルレートＦｓの５０％よりも大きい帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲である場合であっても干渉を除去することができる。

図７は、実施の形態にかかる干渉除去装置の干渉除去部が干渉を除去する処理の第２例を説明するための図である。図７では、シンボルレートの５０％以上７５％以下の帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲６０５にある場合を示している。

干渉周波数範囲６０５は、周波数０からシンボルレートＦｓまでの周波数範囲のうちの中央領域の周波数範囲である。したがって、干渉周波数範囲６０５の外側の周波数範囲が干渉していない周波数範囲でありコピー元の周波数成分となる。干渉除去部４０４は、干渉周波数範囲６０５の外側の周波数範囲をコピー元の周波数成分とし、干渉周波数範囲６０５の内側の周波数範囲をコピー先の周波数成分とする。干渉周波数範囲６０５には、周波数領域Ｆ０の一部の領域（シンボルレートＦｓ／４側の領域）と、周波数領域Ｆ１，Ｆ２とが含まれている。

シンボルレートＦｓの５０％～７５％の帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲６０５にある受信信号スペクトルに対して、干渉除去部４０４が上記のコピー処理を適用すると、周波数成分のコピー元とコピー先との関係は図７のようになる。

コピー元帯域Ｆ３０は、周波数領域Ｆ０のうちの周波数０側の一部の領域である。コピー元帯域Ｆ３１は、周波数領域Ｆ３のうちのシンボルレートＦｓ側の一部の領域であり、コピー元帯域Ｆ３２は、周波数領域Ｆ３のうちのシンボルレート３Ｆｓ／４側の残部の領域である。コピー元帯域Ｆ３０内の内部周波数ビン番号とコピー元帯域Ｆ３１内の内部周波数ビン番号とは重複が無く、コピー元帯域Ｆ３０の帯域幅とコピー元帯域Ｆ３１の帯域幅との合計は周波数領域（周波数領域Ｆ０～Ｆ３の何れか）の帯域幅と同じである。また、コピー元帯域Ｆ３２は、コピー元帯域Ｆ３０と異なる周波数領域であるが、内部周波数ビン番号は同じである。

全てのコピー先帯域ｆ４０，ｆ４１の合計の周波数範囲は、干渉周波数範囲６０５と同じ周波数範囲である。コピー先帯域ｆ４０は、周波数領域Ｆ１，Ｆ２のうちの周波数０側の一部の領域であり、コピー先帯域ｆ４０の帯域幅は、コピー元帯域Ｆ３０の帯域幅と同じである。また、コピー先帯域ｆ４１は、周波数領域Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２のうちのシンボルレートＦｓ側の残部の領域であり、コピー先帯域ｆ４１の帯域幅は、コピー元帯域Ｆ３１の帯域幅と同じである。

この場合において、コピー元帯域Ｆ３０内の内部周波数ビン番号はコピー先帯域ｆ４０の内部周波数ビン番号と同じであり、コピー元帯域Ｆ３２内の内部周波数ビン番号もコピー先帯域ｆ４０の内部周波数ビン番号と同じである。したがって、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ３０，Ｆ３２の周波数成分の平均値を各コピー先帯域ｆ４０にコピーする。

また、コピー元帯域Ｆ３１内の内部周波数ビン番号はコピー先帯域ｆ４１と同じである。したがって、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ３１の周波数成分を各コピー先帯域ｆ４１にコピーする。

このように、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ３０，Ｆ３２の周波数成分の平均値をコピー先帯域ｆ４０にコピーし、コピー元帯域Ｆ３１の周波数成分をコピー先帯域ｆ４１にコピーする。これにより、干渉周波数範囲６０５は全て送信信号スペクトル５０１の周波数成分に置き換えられ、干渉が除去される。

図８は、実施の形態にかかる干渉除去装置の干渉除去部が干渉を除去する処理の第３例を説明するための図である。図８では、シンボルレートＦｓの２５％以下の帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲６１２にある場合を示している。

干渉周波数範囲６１２は、周波数０からシンボルレートＦｓまでの周波数範囲のうちの中央領域の周波数範囲である。したがって、干渉周波数範囲６１２の外側の周波数範囲が干渉していない周波数範囲でありコピー元の周波数成分となる。干渉除去部４０４は、干渉周波数範囲６１２の外側の周波数範囲をコピー元の周波数成分とし、干渉周波数範囲６１２の内側の周波数範囲をコピー先の周波数成分とする。干渉周波数範囲６１２には、周波数領域Ｆ０の一部の領域（シンボルレートＦｓ／４側の領域）が含まれている。

シンボルレートＦｓの２５％以下の帯域幅を持つ干渉信号が干渉周波数範囲６１２にある受信信号スペクトルに対して、干渉除去部４０４が上記のコピー処理を適用すると、周波数成分のコピー元とコピー先との関係は図８のようになる。

コピー先帯域ｆ６０は、干渉周波数範囲６１２と同じ周波数範囲である。コピー元帯域Ｆ５０，Ｆ５１，Ｆ５２は、それぞれ周波数領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３のうちのシンボルレートＦｓ側の一部の領域である。コピー先帯域ｆ６０は、周波数領域Ｆ０のうちのシンボルレートＦｓ側の一部の領域であり、コピー先帯域ｆ６０の帯域幅は、コピー元帯域Ｆ５０，Ｆ５１，Ｆ５２の何れかの帯域幅と同じである。

この場合において、コピー元帯域Ｆ５０内の内部周波数ビン番号、コピー元帯域Ｆ５１内の内部周波数ビン番号、コピー元帯域Ｆ５２内の内部周波数ビン番号は、それぞれコピー先帯域ｆ６０の内部周波数ビン番号と同じである。したがって、干渉除去部４０４は、コピー元帯域Ｆ５０，Ｆ５１，Ｆ５２の周波数成分の平均値をコピー先帯域ｆ６０にコピーする。これにより、干渉周波数範囲６１２は全て送信信号スペクトル５０１の周波数成分に置き換えられ、干渉が除去される。

このように実施の形態の干渉除去装置３０４は、データシンボル間に挿入されるシンボル数が２ⁿ-１である場合に、干渉周波数範囲６００の外側の周波数範囲が干渉していない周波数範囲の周波数成分を干渉周波数範囲６００にコピーする。これにより、干渉除去装置３０４は、干渉周波数範囲６００を全て送信信号スペクトル５０１の周波数成分に置き換えて干渉を除去する。したがって、干渉除去装置３０４は、シンボルレートＦｓの５０％よりも大きい帯域幅を持つ干渉信号を除去することができ、雑音強調による劣化を抑制することが可能となる。

つぎに、干渉除去装置３０４が干渉を除去する処理の処理手順について説明する。図９は、実施の形態にかかる干渉除去装置が干渉を除去する処理の処理手順を示すフローチャートである。

干渉除去装置３０４のヌルシンボル抽出部４０１は、ＡＤ変換部３０２から受け付けたデジタル信号から、ヌル挿入部１０２で挿入されたヌルシンボルを抽出する（ステップＳ１０）。

受信信号スペクトル計算部４０２は、波形整形フィルタ部３０３から受け付けたデジタル信号を周波数領域信号に変換し、ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する（ステップＳ２０）。

干渉周波数範囲推定部４０３は、抽出されたヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで、干渉周波数範囲を推定する（ステップＳ３０）。

干渉除去部４０４は、推定された干渉周波数範囲と計算された受信信号スペクトルとを用いて受信信号スペクトルから干渉を除去する（ステップＳ４０）。これにより、干渉除去部４０４は、干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する。

周波数時間領域変換部４０６は、干渉が除去されて再生された受信信号スペクトル（周波数領域信号）を時間領域信号に変換する（ステップＳ５０）。周波数時間領域変換部４０６は、干渉が除去されて時間領域信号に変換された受信シンボルを復調部３０５に出力する。

つぎに、干渉除去装置３０４のハードウェア構成について説明する。干渉除去装置３０４は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

図１０は、実施の形態にかかる干渉除去装置の制御回路が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図である。図１０に示す処理回路９０は、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、干渉除去プログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶された干渉除去プログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、干渉除去装置３０４の処理が結果的に実行されることになる干渉除去プログラムを格納するためのメモリ９２を備える。この干渉除去プログラムは、処理回路９０により実現される各機能を干渉除去装置３０４に実行させるためのプログラムであるともいえる。この干渉除去プログラムは、干渉除去プログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。干渉除去プログラムは、図９のステップＳ１０～Ｓ５０の処理を干渉除去装置３０４に実行させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、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、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）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、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１１は、実施の形態にかかる干渉除去装置の制御回路が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の構成例を示す図である。図１１に示す処理回路９３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が該当する。処理回路９３については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路９３は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。なお、受信装置３または送信装置１の一部の機能が図１０または図１１に示した処理回路９０，９３によって実現されてもよい。

このように実施の形態の干渉除去装置３０４は、ｎを２以上の整数とした場合に、データシンボル間に挿入されたヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１である受信信号から干渉信号を除去する。これにより、干渉除去装置３０４は、受信信号から、シンボルレートＦｓの５０％よりも大きな帯域幅を持つ干渉信号を除去できる。

以上の実施の形態に示した構成は、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、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。

１送信装置、３受信装置、９０，９３処理回路、９１プロセッサ、９２メモリ、１００符号化部、１０１変調部、１０２ヌル挿入部、１０３波形整形フィルタ部、１０４ＤＡ変換部、１０５送信部、１０６，３００アンテナ、２００送信シンボルデータ、２０１ヌルシンボル、３０１受信部、３０２ＡＤ変換部、３０３波形整形フィルタ部、３０４干渉除去装置、３０５復調部、３０６復号部、４０１ヌルシンボル抽出部、４０２受信信号スペクトル計算部、４０３干渉周波数範囲推定部、４０４干渉除去部、４０６周波数時間領域変換部、５００受信信号スペクトル、５０１送信信号スペクトル、６００，６０５，６１２干渉周波数範囲、Ｆ０～Ｆ３周波数領域、Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ３０～Ｆ３２，Ｆ５０～Ｆ５２コピー元帯域、ｆ２０，ｆ２１，ｆ４０，ｆ４１，ｆ６０コピー先帯域。

Claims

データシンボルに対してヌルシンボルが挿入された受信信号からヌルシンボル列を抽出するヌルシンボル抽出部と、
前記受信信号を周波数領域信号に変換し、前記ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する受信信号スペクトル計算部と、
前記ヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに前記受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで干渉周波数範囲を推定する干渉周波数範囲推定部と、
前記干渉周波数範囲と前記受信信号スペクトルとを用いて、前記受信信号スペクトルのうち前記干渉周波数範囲外の周波数成分をコピー元帯域とし、前記干渉周波数範囲をコピー先帯域とし、前記コピー元帯域と前記コピー先帯域とで内部周波数ビン番号が同じ周波数成分を前記コピー元帯域から前記コピー先帯域にコピーすることで前記受信信号から干渉を除去し、前記干渉を除去する際には、ｎを２以上の整数とした場合に、前記データシンボル間に挿入された前記ヌルシンボルのヌルシンボル数が２ ⁿ -１である前記受信信号から干渉信号を除去し、前記干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する干渉除去部と、
前記干渉が除去された受信信号スペクトルを時間領域信号に変換する周波数時間領域変換部と、
を備える、
ことを特徴とする干渉除去装置。
前記干渉除去部は、前記干渉周波数範囲外の内部周波数ビンのうち、前記干渉周波数範囲と同一の内部周波数ビン番号の周波数成分の平均値を、前記干渉周波数範囲内の内部周波数ビンにコピーすることで前記受信信号から前記干渉信号を除去する、
ことを特徴とする請求項１に記載の干渉除去装置。
前記干渉除去部は、前記ヌルシンボルを含む前記受信信号スペクトルにおいて送信シンボルの周波数スペクトルがｎ回繰り返される前記受信信号に対し、前記コピー元帯域の周波数成分を前記コピー先帯域にコピーすることで前記受信信号から前記干渉信号を除去する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の干渉除去装置。
干渉除去装置を制御するための制御回路であって、
データシンボルに対してヌルシンボルが挿入された受信信号からヌルシンボル列を抽出、
前記受信信号を周波数領域信号に変換し、前記ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算、
前記ヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに前記受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで干渉周波数範囲を推定、
前記干渉周波数範囲と前記受信信号スペクトルとを用いて、前記受信信号スペクトルのうち前記干渉周波数範囲外の周波数成分をコピー元帯域とし、前記干渉周波数範囲をコピー先帯域とし、前記コピー元帯域と前記コピー先帯域とで内部周波数ビン番号が同じ周波数成分を前記コピー元帯域から前記コピー先帯域にコピーすることで前記受信信号から干渉を除去し、前記干渉を除去する際には、ｎを２以上の整数とした場合に、前記データシンボル間に挿入された前記ヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１である前記受信信号から干渉信号を除去し、前記干渉が除去された受信信号スペクトルを再生、
前記干渉が除去された受信信号スペクトルを時間領域信号に変換、
を前記干渉除去装置に実施させることを特徴とする制御回路。
干渉除去装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、
データシンボルに対してヌルシンボルが挿入された受信信号からヌルシンボル列を抽出、
前記受信信号を周波数領域信号に変換し、前記ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算、
前記ヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに前記受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで干渉周波数範囲を推定、
前記干渉周波数範囲と前記受信信号スペクトルとを用いて、前記受信信号スペクトルのうち前記干渉周波数範囲外の周波数成分をコピー元帯域とし、前記干渉周波数範囲をコピー先帯域とし、前記コピー元帯域と前記コピー先帯域とで内部周波数ビン番号が同じ周波数成分を前記コピー元帯域から前記コピー先帯域にコピーすることで前記受信信号から干渉を除去し、前記干渉を除去する際には、ｎを２以上の整数とした場合に、前記データシンボル間に挿入された前記ヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１である前記受信信号から干渉信号を除去し、前記干渉が除去された受信信号スペクトルを再生、
前記干渉が除去された受信信号スペクトルを時間領域信号に変換、
を前記干渉除去装置に実施させることを特徴とする記憶媒体。
干渉除去装置が、データシンボルに対してヌルシンボルが挿入された受信信号からヌルシンボル列を抽出するヌルシンボル抽出ステップと、
前記干渉除去装置が、前記受信信号を周波数領域信号に変換し、前記ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する受信信号スペクトル計算ステップと、
前記干渉除去装置が、前記ヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに前記受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで干渉周波数範囲を推定する干渉周波数範囲推定ステップと、
前記干渉除去装置が、前記干渉周波数範囲と前記受信信号スペクトルとを用いて、前記受信信号スペクトルのうち前記干渉周波数範囲外の周波数成分をコピー元帯域とし、前記干渉周波数範囲をコピー先帯域とし、前記コピー元帯域と前記コピー先帯域とで内部周波数ビン番号が同じ周波数成分を前記コピー元帯域から前記コピー先帯域にコピーすることで前記受信信号から干渉を除去し、前記干渉を除去する際には、ｎを２以上の整数とした場合に、前記データシンボル間に挿入された前記ヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１である前記受信信号から干渉信号を除去し、前記干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する干渉除去ステップと、
前記干渉除去装置が、前記干渉が除去された受信信号スペクトルを時間領域信号に変換する周波数時間領域変換ステップと、
を含む、
ことを特徴とする干渉除去方法。
ｎを２以上の整数とした場合に、データシンボル間にヌルシンボル数が２ⁿ-１であるヌルシンボルを挿入した送信信号を送信する送信装置と、
前記送信信号を受信信号として受信する受信装置と、
を有し、
前記受信装置は、前記受信信号から干渉信号を除去する干渉除去装置を具備し、
前記干渉除去装置は、
前記ヌルシンボルが挿入された前記受信信号からヌルシンボル列を抽出するヌルシンボル抽出部と、
前記受信信号を周波数領域信号に変換し、前記ヌルシンボルを含む受信シンボル列の周波数スペクトルである受信信号スペクトルを計算する受信信号スペクトル計算部と、
前記ヌルシンボル列を周波数解析し干渉帯域幅を推定するとともに前記受信信号スペクトルを用いて干渉中心周波数を推定することで干渉周波数範囲を推定する干渉周波数範囲推定部と、
前記干渉周波数範囲と前記受信信号スペクトルとを用いて、前記受信信号スペクトルのうち前記干渉周波数範囲外の周波数成分をコピー元帯域とし、前記干渉周波数範囲をコピー先帯域とし、前記コピー元帯域と前記コピー先帯域とで内部周波数ビン番号が同じ周波数成分を前記コピー元帯域から前記コピー先帯域にコピーすることで前記受信信号から干渉を除去し、前記干渉を除去する際には、ｎを２以上の整数とした場合に、前記データシンボル間に挿入された前記ヌルシンボルのヌルシンボル数が２ⁿ-１である前記受信信号から干渉信号を除去し、前記干渉が除去された受信信号スペクトルを再生する干渉除去部と、
前記干渉が除去された受信信号スペクトルを時間領域信号に変換する周波数時間領域変換部と、
を備える、
ことを特徴とする干渉除去システム。