JPWO2006035841A1 - 送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法 Download PDF

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Abstract

スペクトルを有効に利用することにより、耐干渉性能及び情報伝送の効率を向上させることができる受信装置。この装置では、チャネル推定部（１００６）は、送信側から送られたパイロットを用いて、各サブキャリアグループに対してチャネル推定を行う。サブキャリアグループ性能アナライザ（１０１１）は、チャネル推定結果に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算する。制御命令生成部（１０１２）は、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を用いて、キャリアグループのレートとパンクチャ情報を生成し、次に受信する情報に対してＳ／Ｐ変換部（１００５）にてＳ／Ｐ変換を行う際に相応の処理ができるように生成したレートとパンクチャ情報を格納するとともに、生成したレートとパンクチャ情報を送信措置にフィードバックする。

Description

本発明は、送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法に関し、例えばサブキャリア通信システムにおいてサブキャリアグループのレートを適応調節する送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法に関する。
現在、理論と技術の発展に伴い、移動通信において直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）やＭＩＭＯなどの新しい技術や応用が多く現われている。これらの新技術によって、移動通信システムの性能が大幅に向上し、無線マルチメディアや高速レートのデータ伝送に対する要求を満たすことができる。例えば、ＯＦＤＭは周波数領域でチャネルを直交するいくつものサブチャネルに分け、各サブチャネルのキャリアスペクトルをオーバーラップすることによってスペクトル利用効率を上げることができる。また、各サブチャネルの信号帯はチャネル帯より小さく、チャネル全体が周波数選択性であっても、各サブチャネルは相対的に平坦であるため、シンボル間の干渉（ＩＳＩ）が大いに減少する。ＯＦＤＭの主な特長として、各信号間で互いに干渉しないこと、マルチパスフェージングとドップラーシフトに敏感にならないこと、ユーザ間と隣り合うセルの間で干渉が起きないこと、低コストでシングルバンド受信機を実現できることなどが挙げられる。また、ＯＦＤＭの主な欠点は電力効率が低いことである。ＯＦＤＭにはマルチパスに強く、スペクトル利用効率が高いという特長があるため、高速レートの無線伝送に適している。
従来のＯＦＤＭシステムの送信装置には、符号化部１０１、インタリーブ部１０２、変調部１０３、パイロット挿入部１０４、Ｓ／Ｐ変換部１０５、逆フーリエ変換（以下「ＩＦＦＴ」と記載する）部１０６、ガード区間挿入とウィンドウ設定部１０７、Ｄ／Ａ変換（ＤＡＣ）部１０８、及び送信器（ＲＦＴＸ）１０９等の部分が含まれている。その中で、パイロットの挿入はチャネル推定のために行われるものであり、チャネル推定の結果をサブキャリアのＳＩＲ値の算出に用いることができる。ＯＦＤＭシステムの受信装置は送信と対応する部分を有するほか、チャネル推定と情報フィードバックの部分をさらに含む。即ち、受信装置には、受信器（ＲＦＲＸ）１１１、Ａ／Ｄ変換（ＡＤＣ）部１１２、ガード区間除去部１１３、高速フーリエ変換（以下「ＦＦＴ」と記載する）部１１４、Ｐ／Ｓ変換部１１５、チャネル推定部１１６、復調部１１７、デインタリーブ部１１８、及び復号部１１９等の部分が含まれている。
ＯＦＤＭのすべてのキャリアでは通常、１％のサブキャリアのフェージングが平均キャリアより２０ｄＢ低く、０．１％のキャリアのフェージングが平均キャリアより３０ｄＢ低い。これらサブキャリアの強度のフェージングによってシステムの性能が低下する。従って、サブキャリアチャネルのＳＩＲ性能に基づいて、各サブキャリアに対して適応的にレートを調節すれば、システム性能を最適化することができる。
図１は従来のＯＦＤＭシステムの送受信器の構成を示すブロック図である。図１の送信装置では、符号化部１０１はユーザの情報に対して符号化を行い、符号化後の情報はインタリーブ部１０２によってインタリーブが行われ、変調部１０３で変調される。パイロット挿入部１１６は、チャネル推定を行うために変調後の情報にパイロットを挿入し、Ｓ／Ｐ変換部１０５はＳ／Ｐ変換を行い、ＩＦＦＴ部１０６はＩＦＦＴを行い、ガード区間挿入とウィンドウ設定部１０７で変調後の情報にガード区間を挿入してウィンドウを設定することによりサブキャリア間の干渉を防ぐ。そして、ガード区間を挿入された情報は、Ｄ／Ａ変換１０８を経て送信器１０９より送信される。
受信装置では、受信器１１１は送信器１０９から送信された情報を受信するとともに無線周波数からベースバンド周波数に変換する。変換後の情報は、Ａ／Ｄ変換部１１２及びガード区間除去部１１３を経て、ＦＦＴ部１１４にてＦＦＴされる。ＦＦＴ後の情報は、Ｐ／Ｓ変換１１５を介してチャネル推定器１１６に入力する。そして、チャネル推定器１１６はチャネル推定を行う。チャネル推定の結果に基づいてチャネルの補償を行い、復調部１１７は情報の復調を行い、デインタリーブ部１１８はデインタリーブを行い、最後に復号部１１９は復号を行う。復号後に元のデータに戻る。
しかしながら、従来のＯＦＤＭシステムにおいては、すべてのサブキャリアに対して同一の伝送レートを採用することが一般であり、周波数選択性フェージングによる各サブキャリアの伝送性能差が考慮されていないという問題がある。伝送性能の悪いサブキャリアであるにもかかわらず、他の性能のよいサブキャリアと同一のレートを採用すれば、当該サブキャリアの耐干渉性能が悪化し、伝送効率が非常に低くなるという問題がある。
本発明の目的は、スペクトルを有効に利用することにより、耐干渉性能及び情報伝送の効率を向上させることができる送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法を提供することである。
本発明の送信装置は、受信したサブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するサブキャリア選択手段と、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるデータ割り当て手段と、前記データ割り当て手段にて各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段と、逆高速フーリエ変換したデータを送信する送信手段と、を有する構成を採る。
本発明の受信装置は、データを受信する受信手段と、前記データを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行い、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、合成後の各サブキャリアグループを出力する第１のＰ／Ｓ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換を経た後の対応するサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行う複数のチャネル推定手段と、チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するサブキャリアグループアナライザと、各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成する制御命令生成手段と、前記サブキャリア選択フィードバック情報を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
本発明の通信システムは、信号を送信するための送信装置と信号を受信するための受信装置とを有する通信システムであって、前記送信装置は、受信したサブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するサブキャリア選択手段と、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるデータ割り当て手段と、前記データ割り当て手段にて各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段と、逆高速フーリエ変換したデータを送信する送信手段とを有し、前記受信装置は、データを受信する受信手段と、前記データを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行い、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、合成後の各サブキャリアグループを出力する第１のＰ／Ｓ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換を経た後の対応するサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行う複数のチャネル推定手段と、チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するサブキャリアグループアナライザと、各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成する制御命令生成手段と、前記サブキャリア選択フィードバック情報を有する信号を送信する送信手段とを有する構成を採る。
本発明の通信方法は、受信装置がデータを受信するステップと、前記データを高速フーリエ変換するステップと、第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて前記高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行うステップと、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、前記合成後の各サブキャリアグループを出力するステップと、前記合成後のサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行うステップと、前記チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するステップと、各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成するステップと、前記サブキャリア選択フィードバック情報を送信するステップと、送信装置が前記サブキャリア選択フィードバック情報を受信するステップと、受信した前記サブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するステップと、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるステップと、各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換するステップと、逆高速フーリエ変換したデータを送信装置が送信するステップと、を有するようにした。
本発明によれば、スペクトルを有効に利用することにより、耐干渉性能及び情報伝送の効率を向上させることができる。
従来のＯＦＤＭシステムにおける送受信機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る送信方法を示すフロー図 本発明の実施の形態に係る受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る受信方法を示すフロー図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態）
パンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｅ）は情報伝送レートと効率を変更する方法である。例えば、符号化率が１／２である畳込み符号に対してパンクチャを行う場合、インタリーブ後の畳込み符号の出力系列が｛Ａ１Ｂ１Ａ２Ｂ２Ａ３Ｂ３・・・｝であるとして、出力される６ビットずつから２ビットを削除すると、符号化率が３／４の符号になり、パンクチャ後のビット出力が｛Ａ１Ｂ１Ａ２Ｂ３Ａ４Ｂ４Ａ５Ｂ６Ａ７Ｂ７Ａ８Ｂ９・・・｝になるが、出力される４ビットずつから２ビットを削除すると、符号化率が２／３の符号になり、パンクチャ後のビット出力が｛Ａ１Ｂ１Ａ２Ａ３Ｂ３Ａ４Ａ５Ｂ５Ａ６・・・｝になる。復号の際には、パンクチャを行った位置に０を入れると符号化率が１／２の符号による復号方法をそのまま用いることができる。従って、パンクチャによって符号化に柔軟性を持たせ、レートマッチングを有効に行うことが可能となって、使用がさらに便利になる。本発明では、ＯＦＤＭシステムにおけるすべてのサブキャリアに対してグループ分けをし、各サブキャリアグループの伝送性に基づいてサブキャリアにパンクチャを行うことによって、同様に各サブキャリアグループの伝送レートを変更することが可能であり、スペクトル利用効率を有効に上げることができる。例えば、いずれかのサブキャリアグループに対して（０１０１１０）のパンクチャテーブルを採用するとして、１は当該サブキャリアを選択してデータを伝送することを示し、０は当該サブキャリアを使わないことを示すとすれば、当該サブキャリアグループの伝送効率は半減したものとなる。サブキャリアを使用するか否かは、サブキャリアが属するサブキャリアグループの伝送性能によって決定される。
図２は周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図であり、図の中の太い線はチャネルの周波数選択特性を示している。図２において、サブキャリアｆ４、ｆ５の伝送性能が非常によく、ｆ３、ｆ６、ｆ７、ｆ８がやや悪く、ｆ１、ｆ２が非常に悪い。このような状況で各キャリアが同じ伝送方式を採用すると、情報の伝送効率が非常に低くなる。スペクトルを十分に利用し、情報伝送の効率を上げるために、本発明において、複数のサブキャリアを合成することでサブキャリアグループを構成し、受信装置で各サブキャアグループのＳＩＲ値を計算し、測定されたＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの伝送レートを制御して、ＳＩＲ値が高いサブキャリアグループについては高いレートを採用し、グループ内のすべてまたは大部分のサブキャリアを選択してデータの伝送を行う、また、ＳＩＲ値が低いサブキャリアグループについては低いレートを採用し、グループ内のサブキャリアに対してパンクチャを行うことによって少ない数のサブキャリアを選択してデータの伝送を行い、残りのサブキャリアは使用しないことを提案する。性能がよいサブキャリアに対して高いデータ率を選択して使用し、性能が悪いサブキャリアに対して低いデータ率を選択するようにすれば、スペクトルを有効に利用する目的を達成できる。
サブキャリアの伝送性能を有効に利用するため、複数のサブキャリアを一つのサブキャリアグループとして区分し、受信装置からフィードバックされたサブキャリアグループのレート制御情報に基づいて適応的にサブキャリアグループの送信レートを調整する。サブキャリアの区分は、順にＮサブキャリア毎に一つのグループとして区分して、各グループ内のサブキャリアの個数Ｎの選択については以下二つの方法が考えられる。
キャリア数の合計Ｎを６４、グループの数Ｍを４とした場合、第１の方法では、各グループのサブキャリア数はすべての過程で固定され、各キャリアグループ内のサブキャリア数Ｋは同じであって、第１〜第１６サブキャリアは第１グループ、第１７〜第３２サブキャリアは第２グループ、第３３〜第４８サブキャリアは第３グループ、第４９〜第６４サブキャリアは第４グループで、いずれも１６サブキャリアを含んでいる。
第２の方法では、各グループのサブキャリア数はすべての過程において可変であるが、各グループの数は同じであり、サブキャリア数の変化は受信装置のドップラーシフトｆＤの大きさによって決めることができる。ｆＤが大きいとチャネルのフェージングの変化が速いため、グループ内サブキャリアの個数Ｋを少なくし、一方、フィードバックされたｆＤが小さいとチャネルフェージングが遅くなるため、グループ内のサブキャリアの個数Ｋを増やすことができる。例えば、ｆＤが大きい時に８をＫとして選択するとグループ数が８となり、ｆＤが小さい時に１６をＫとして選択するとグループ数が４となる。
第１の方法は実現が簡単であるが、第２の方法はドップラーシフトｆＤの影響も考慮しているため、チャネルの状況に基づいてリアルタイムにグループ内サブキャリアの個数を調整することによって、性能がさらに向上する。例えば、ｆＤが小さいとチャネルの変化が遅く、グループ内サブキャリアの個数Ｋを大きめに選択することができるため、グループ数Ｍが少なくなり、受信装置のフィードバック情報量が減少してフィードバック情報処理の複雑さが軽減される。また、ｆＤが大きいとチャネルの変化が速く、グループ内サブキャリアの個数Ｋを小さめに選択することができるため、グループ数が増え、フィードバック情報量も増加し、グループ内サブキャリアの選択がより精確となり、周波数利用効率が上がり、システムの効率も向上する。サブキャリアグループのＳＩＲ性能がよい時には、当該サブキャリアグループ内すべてのサブキャリアまたは大部分のサブキャリアを利用することができるが、サブキャリアグループの性能が悪い時には、性能に基づいて当該グループのサブキャリアに対してパンクチャを行い、その中のいくつかのサブキャリアを選択してデータを伝送し、残りのサブキャリアはデータの伝送に使用しない。すべてのサブキャリアのパンクチャ情報をＳ／Ｐ変換過程の制御に用いる。
受信装置は送信装置で挿入したパイロット信号に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算することが可能であり、さらに、これらの値に基づいて各サブキャリアグループのレート制御情報を計算することができる。この制御情報にはサブキャリアグループ内の使用するサブキャリア数と使用するサブキャリアの番号が含まれている。算出されたあるサブキャリアグループのＳＩＲ値が高い場合、当該グループのサブキャリアに高い伝送レートを割当て、サブキャリアグループのＳＩＲ値が低い場合には、当該グループのサブキャリアに低い伝送レートを割当てる。送信装置で各サブキャリアグループの情報レートを調整できるように、これらの情報は送信装置にフィードバックされるが、次に受信する情報に対して相応の制御を行うために受信装置でも保持される。このように、周波数選択性フェージングのチャネルにおいても高い伝送レートを維持することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に列挙する実施の形態において、キャリアグループ内のサブキャリア数の選択は第２の方法、即ち、簡単に数を固定する方法を採用する。
図３は本発明の周波数選択性チャネルにおける各キャリアグループの伝送レート制御を示す図である。三つのサブキャリアが一つのサブキャリアグループを構成するとして、受信装置でパイロット信号に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算し、得られたＳＩＲ値に基づいて各サブキャリアグループの伝送レートを決定する。当該情報を送信装置にフィードバックすることによって、各サブキャリアグループの伝送レートが制御される。チャネル性能がよいサブキャリアグループに対しては高い伝送レートを採用し、チャネル性能が悪いサブキャリアグループに対して低い伝送レートを採用する。図３において、第１〜第３サブキャリアが一つのサブキャリアグループを構成し、その伝送性能に基づいて一つの伝送レートＲ１を決定する。同様に、サブキャリア４、５、６はもう一つのサブキャリアグループを構成し、このサブキャリアグループの伝送性能がより良好であるため、その伝送レートＲ２はもっと高い。
図４は本発明の周波数選択性チャネルにおけるキャリアグループ内のサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリアグループのレートを制御するため、本発明では、キャリアグループ内のサブキャリアに対してパンクチャを行う方法を採用する。パンクチャテーブルによってデータ伝送を行うサブキャリアを選択する。例えば、グループ内のキャリア数が４であるとして、受信装置からフィードバックされた情報からパンクチャテーブルが（１０１０）であるとわかった場合、当該グループ内の第１や第３のサブキャリアがデータの伝送に用いられ、第２や第４のサブキャリアは使用されない。選択するサブキャリア数は受信装置で得られるサブキャリアグループのＳＩＲ値によって決定される。ＳＩＲ値が高ければ選択できるサブキャリア数が多くなるが、そうでなければ選択するサブキャリア数が少なくなる。どのサブキャリアを選ぶかは両側のキャリアグループの状況を参考にすることができる。両側のキャリアグループの性能がよい場合、両側のサブキャリアを多めに選択してデータを伝送することができる。両側のキャリアグループの性能が悪い場合、真ん中のサブキャリアを選択するか、ランダムにサブキャリアを選択するか、または固定的に一つまたは数個のサブキャリアおきに一つのサブキャリアを選択するようにしてもよい。片側のキャリアグループの性能がよく、もう片側のキャリアグループの性能が悪い場合には、性能がよいキャリアグループ側に近いサブキャリアを重点的に選択する。図４において、キャリアグループ１では一つのサブキャリを選択し、キャリアグループ２では三つのサブキャリアを選択するとともにキャリアグループ３では二つのサブキャリアを選択する。
図５Ａ〜図５Ｃは本発明において、両側のキャリアグループ（キャリアグループ１及びキャリアグループ３）の性能がよい場合におけるサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリア（ｆ１、ｆ２、ｆ３）、（ｆ４、ｆ５、ｆ６）及び（ｆ７、ｆ８、ｆ９）はそれぞれ三つのサブキャリアグループ（キャリアグループ１〜キャリアグループ３）を構成している。真ん中のキャリアグループ２（ｆ４、ｆ５、ｆ６）（選択対象のサブキャリアグループ）について考えてみると、そのＳＩＲ値のレベルから、キャリアグループ２内で二つのサブキャリアを選択してデータを伝送することが可能であると確認できる。図５Ａ及び図５Ｂより、チャネルの周波数選択特性から、キャリアグループ２の両側のキャリアグループ１、３の性能がよいことがわかるので、図５Ｃに示すように、キャリアグループ２の両側の二つのサブキャリア（ｆ４及びｆ６）を選択する。また、対応するパンクチャテーブルは（１０１）である。
図６Ａ〜図６Ｃは本発明において、両側のキャリアグループの性能が悪い場合におけるサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリア（ｆ１、ｆ２、ｆ３）、（ｆ４、ｆ５、ｆ６）及び（ｆ７、ｆ８、ｆ９）はそれぞれ三つのサブキャリアグループを構成している。真ん中のキャリアグループ２（ｆ４、ｆ５、ｆ６）について考えてみると、そのＳＩＲ値のレベルから、キャリアグループ２内で一つのサブキャリアを選択してデータを伝送することが可能であると確認できる。図６Ａ及び図６Ｂより、チャネルの周波数選択特性から、キャリアグループ２両側のキャリアグループ１、３の性能が悪いことがわかるので、図６Ｃに示すように、キャリアグループ２の真ん中のサブキャリア（ｆ５）を選択することができる。また、対応するパンクチャテーブルは（０１０）である。または、ランダムに一つのサブキャリアを選択することも、固定間隔の選択方法を採用することもできる。
図７Ａ〜図７Ｃは本発明において、片側のキャリアグループの性能がよい状況におけるサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリア（ｆ１、ｆ２、ｆ３）、（ｆ４、ｆ５、ｆ６）及び（ｆ７、ｆ８、ｆ９）はそれぞれ三つのサブキャリアグループを構成している。真ん中のキャリアグループ２（ｆ４、ｆ５、ｆ６）（選択対象のサブキャリアグループ）について考えてみると、そのＳＩＲ値のレベルから、キャリアグループ２内で一つのサブキャリアを選択してデータを伝送することが可能であると確認できる。図７Ａ及び図７Ｂより、チャネルの周波数選択特性から、キャリアグループ２の右側のキャリアグループ３（ｆ７、ｆ８、ｆ９）の性能がよいことがわかるので、図７Ｃに示すように、右側のキャリアグループ３に近いサブキャリア（ｆ６）を選択することができる。また、対応するパンクチャテーブルは（００１）である。
図８は本発明に係るＯＦＤＭシステムの送信装置の構成を示すグロック図である。本発明によれば、送信装置は、符号化部８０１、インタリーブ部８０２、変調部８０３、パイロット挿入部８０４、Ｓ／Ｐ変換及びサブキャリア選択部８０５、ＩＦＦＴ部８０６、ガード区間挿入及びウィンドウ設定部８０７、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）８０８、送信器（ＲＦＴＸ）８０９、サブキャリア選択器８１０を含む。本発明では、効率を上げるために複数のサブキャリアを一つのグループとして区分して、伝送レートの制御を行う。異なるサブキャリアグループに対して、伝送の信号電力対干渉電力比に基づいて異なる伝送レートを割当てる。
図８において、元の情報はまず符号化部８０１によって符号化されるが、受信器で冗長度を利用して信号がチャネル伝送過程で受ける干渉とノイズの影響を克服するために、ここで元の情報に冗長情報を挿入する符号化が行われる。現在、一般に使われる符号化方式にターボ符号と畳込み符号などがある。
符号化後の情報はインタリーブ部８０２でインタリーブを行うが、インタリーブによって信号の元の伝送順序が入れ替わり、元々隣り合う信号が異なるスロットに分散されるため、バーストと落ち込みが起きた場合に、ソースビットの中のブロックからの最重要な符号位置が同時に妨害を受けることはない。しかも、ソースビットが分かれた後、エラー制御符号化により、ソースビットに対するチャネルの干渉の影響を軽減させることができる。
インタリーブ後のデータは変調部８０３で変調されることにより、２値のビット値がコンスタレーションの点にマッピングされ、対応の符号を形成する。また、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭなどの変調方式を用いてデータに対して変調を行うことができる。
受信装置でチャネル推定とキャリアグループの性能計算を行うため、変調後のデータがパイロット挿入部８０４に入力され、パイロットを挿入された信号は続いてＳ／Ｐ変換及びサブキャリア選択部８０５（データ割り当て手段）に入力されるが、Ｓ／Ｐ変換とサブキャリアの選択はサブキャリア選択器８１０の制御下で行われるものである。サブキャリア選択器８１０は受信装置からフィードバックされたサブキャリアグループのレート制御情報を受信するが、この情報には、各キャリアグループが選択すべきキャリア数とサブキャリアの番号が含まれている。Ｓ／Ｐ変換を行う際、データ伝送用に選択されたサブキャリアにデータを割当て、選択されていないサブキャリアには伝送データを割当てないようにすると、Ｓ／Ｐ変換後には、選択されたサブキャリアにのみデータが割当てられている。
図８で各キャリアグループには五つのサブキャリアが含まれているとする。第１のキャリアグループで伝送特性に基づいて二つのサブキャリアを選択し、その他のサブキャリアにはデータを割当てないため、図では切り離された状態になる。第２のキャリアグループではＳＩＲ値が高いため、伝送性能がよく、すべての五つのサブキャリアを選択してデータを伝送する。第ｎのキャリアグループでは、伝送性能に基づいて一つのサブキャリアのみを選択してデータの伝送を行い、その他のサブキャリアにはデータを割当てないため、切り離された状態になる。
Ｓ／Ｐ変換後のすべてのサブキャリアは一緒にＩＦＦＴ部８０６に送られ、Ｓ／Ｐ変換でデータを割当てられたサブキャリアはそのままＩＦＦＴ部８０６に伝送され、データを割当てていないサブキャリアはＩＦＦＴ部８０６で０を入れられる。サブキャリア間の干渉を防ぎ、サブキャリア間の直交性への影響を避けるため、変換後の情報にガード区間を挿入してウィンドウを設定しなければならない。
その後、ガード区間を挿入された情報はＤ／Ａ変換器８０８に送られ、Ｄ／Ａ変換器８０８は、送信できるように信号をディジタルからアナログ形式に変換する。最後に、送信器８０９は信号を送信する。
図９は本発明に係るＯＦＤＭシステム送信装置における送信方法を示すフロー図である。図９では、受信装置でデータの誤り訂正を行うため、元の情報は符号化（ＳＴ９０１）により冗長情報を挿入され、そして、チャネルのバースト干渉と落ち込みに強くなるよう、インタリーブが行われる（ＳＴ９０２）。
インタリーブ後のデータに対して変調を行い（ＳＴ９０３）、２値のビット値をコンスタレーションの点にマッピングして、対応の符号を形成する。そして、受信装置でチャネル推定ができるようにパイロットを挿入し（ＳＴ９０４）、パイロットが挿入された後、Ｓ／Ｐ変換及びサブキャリア選択のプロセスに入る（ＳＴ９０７）。
Ｓ／Ｐ変換を行う前、受信装置からフィードバックされた情報（ＳＴ９０５）から各キャリアグループのサブキャリア選択情報を抽出する（ＳＴ９０６）必要があり、それからＳ／Ｐ変換とサブキャリアの選択を行う。Ｓ／Ｐ変換を行う際、得られたサブキャリア選択情報に基づいてデータを異なるサブキャリアに割当てる。第Ｎのサブキャリアの処理を行う際に、受信装置から返されたサブキャリア選択情報に当該サブキャリアはデータ伝送用に選択されていることを示されている場合（ＳＴ９０８）、当該サブキャリアにデータを割当てるが（ＳＴ９０９）、そうでない場合には、当該サブキャリアにデータを割当てない（ＳＴ９１０）。このプロセスはすべてのサブキャリアの処理が終了するまで繰り返される（ＳＴ９１１）。
すべてのサブキャリアの処理が終わると、ＩＦＦＴ変換を行い（ＳＴ９１２）、サブキャリア間の直交性が破壊されないように、ガード区間を挿入してウィンドウ設定を行う。続いて、Ｄ／Ａ変換を行い（ＳＴ９１４）ディジタル信号をアナログ信号に変換して、ＳＴ９１５で情報の送信を行う。
図１０は本発明に係るＯＦＤＭシステムの受信装置の構成を示す図である。前記受信装置は、受信器（ＲＦＲＸ）１００１、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１００２、ガード区間除去部１００３、ＦＦＴ部１００４、Ｐ／Ｓ変換部１００５、複数のチャネル推定部１００６、Ｐ／Ｓ変換部１００７、復調部１００８、デインタリーブ部１００９、復号部１０１０、サブキャリアグループアナライザ１０１１、制御命令生成部１０１２、変調部１０１３及び送信器（ＲＦＴＸ）１０１４を含む。
図１０では、受信器１００１が信号を受信すると、無線周波数からベースバンド周波数に変換する。
Ａ／Ｄ変換器１００２によってアナログ信号からディジタル信号に変換し、送信時にサブキャリア間の直交性を維持するために付加したＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）をガード区間除去部１００３によって除去し、続いて情報をＦＦＴ部１００４に送る。ＦＦＴ後に複数のサブキャリアが形成されるが、中には伝送性能が悪いためデータを伝送していないサブキャリアも含まれている。
Ｐ／Ｓ変換部１００５ですべてのサブキャリアに対して一回目のＰ／Ｓ変換を行い、このＰ／Ｓ変換は制御命令生成部１０１２の制御下で行われる。制御命令には、すべてのキャリアグループ内のサブキャリア選択状況が含まれている。一回目のＰ／Ｓ変換後、同じキャリアグループ内のデータを伝送するすべてのサブキャリアが合成され、情報を搬送していないサブキャリアは除去される。
そして、チャネル推定部１００６はそれぞれ各サブキャリアグループに対してチャネル推定を行い、推定の結果はサブキャリアグループアナライザ１０１１に送る一方、チャネルの補償にも使用される。
チャネル推定が終わると、各キャリアグループは再度Ｐ／Ｓ変換部１００７に入力され、１パスの信号に合成される。
合成信号は復調部１００８に伝送されることによって信号が復調され、元の２値信号に戻される。これらの動作が終わると、再度デインタリーブ部１００９に送られ、信号の元の順序に戻される。
そして、復号部１０１０で復号が行われ、信号の中の訂正できるエラーを訂正し、冗長情報を除去して元のデータに戻る。
また、チャネル推定の情報をサブキャリアグループ性能アナライザ１０１１に送り、当該アナライザは推定結果に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算する。
計算したＳＩＲ値を制御命令生成部１０１２に伝送し、制御命令生成部１０１２は各キャリアグループのレートとパンクチャ情報を生成する。そして、制御命令生成部１０１２は、次に受信する情報がＳ／Ｐ変換部１００５でＳ／Ｐ変換を行う際に相応の処理ができるように、生成したレートとパンクチャ情報を格納する。また、生成したレートとパンクチャ情報は、変調部１０１３の変調を経た後、送信器１０１４によって送信装置にフィードバックされる。
図１１は本発明に係るＯＦＤＭシステムの受信装置における受信方法を示すフロー図である。図１１では、受信装置はまず送信装置から送信された情報を受信し（ＳＴ１１０１）、Ａ／Ｄ変換を行って（ＳＴ１１０２）アナログ信号をディジタル信号に変換する。
送信装置でサブキャリアの直交性を維持するために付加されたガード区間を、得られたディジタル信号から除去し（ＳＴ１１０３）、それからＦＦＴを行う（ＳＴ１１０４）。
ＦＦＴ後に形成された複数のサブキャリアはＳＴ１１０５で一回目のＰ／Ｓ変換を行い、同じキャリアグループ内の複数のサブキャリアを合成して、信号に挿入されたパイロット信号に基づいてチャネル推定を行う（ＳＴ１１０６）。
チャネル推定の結果でサブキャリアグループの性能解析を行い（ＳＴ１１１１）、サブキャリア選択についての制御情報を生成する（ＳＴ１１０２）。この制御情報にはチャネル推定に基づいて得られた次の伝送でのサブキャリアのグループ分け状況とグループ内サブキャリアの選択情報が含まれている。これらの情報は、次に信号を受信する際のＰ／Ｓ変換（ＳＴ１１０５）を制御するために使用され、Ｐ／Ｓ変換でサブキャリアグループのグループ分け状況とグループ内のサブキャリアにデータ情報が含まれているか否かを認識できるようにする一方、変調された後に送信しやすい信号形式に変換され（ＳＴ１１１３）、ＳＴ１１１４でこれらの制御情報を送信装置にフィードバックして、送信装置のキャリアグループのレートを制御できるようにする。
チャネル推定後の信号はＳＴ１１０７で二回目のＰ／Ｓ変換を行われ、すべてのキャリアグループの情報が合成される。合成後の情報に対して復調を行い、元の２値信号に戻してから（ＳＴ１１０８）、デインタリーブを行って（ＳＴ１１０９）信号の元の順序に戻す。最後に復号を行って（ＳＴ１１１０）元の情報を得る。
以上、ＯＦＤＭ通信システムの構成に対して本発明を説明したが、本発明は、サブキャリアを利用して信号通信を行ういかなるサブキャリア通信システムにも適用できる。
また、本発明の好ましい実施の形態によって本発明を例示したが、当業者には、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の修正、入れ替えおよび変更ができる。従って、本発明は上述した実施の形態によって限定されるものではない。
本発明にかかる送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法は、例えばサブキャリア通信システムにおいてサブキャリアグループのレートを適応調節するのに好適である。
本発明は、送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法に関し、例えばサブキャリア通信システムにおいてサブキャリアグループのレートを適応調節する送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法に関する。
現在、理論と技術の発展に伴い、移動通信において直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）やＭＩＭＯなどの新しい技術や応用が多く現われている。これらの新技術によって、移動通信システムの性能が大幅に向上し、無線マルチメディアや高速レートのデータ伝送に対する要求を満たすことができる。例えば、ＯＦＤＭは周波数領域でチャネルを直交するいくつものサブチャネルに分け、各サブチャネルのキャリアスペクトルをオーバーラップすることによってスペクトル利用効率を上げることができる。また、各サブチャネルの信号帯はチャネル帯より小さく、チャネル全体が周波数選択性であっても、各サブチャネルは相対的に平坦であるため、シンボル間の干渉（ＩＳＩ）が大いに減少する。ＯＦＤＭの主な特長として、各信号間で互いに干渉しないこと、マルチパスフェージングとドップラーシフトに敏感にならないこと、ユーザ間と隣り合うセルの間で干渉が起きないこと、低コストでシングルバンド受信機を実現できることなどが挙げられる。また、ＯＦＤＭの主な欠点は電力効率が低いことである。ＯＦＤＭにはマルチパスに強く、スペクトル利用効率が高いという特長があるため、高速レートの無線伝送に適している。
従来のＯＦＤＭシステムの送信装置には、符号化部１０１、インタリーブ部１０２、変調部１０３、パイロット挿入部１０４、Ｓ／Ｐ変換部１０５、逆フーリエ変換（以下「ＩＦＦＴ」と記載する）部１０６、ガード区間挿入とウィンドウ設定部１０７、Ｄ／Ａ変換（ＤＡＣ）部１０８、及び送信器（ＲＦＴＸ）１０９等の部分が含まれている。その中で、パイロットの挿入はチャネル推定のために行われるものであり、チャネル推定の結果をサブキャリアのＳＩＲ値の算出に用いることができる。ＯＦＤＭシステムの受信装置は送信と対応する部分を有するほか、チャネル推定と情報フィードバックの部分をさらに含む。即ち、受信装置には、受信器（ＲＦＲＸ）１１１、Ａ／Ｄ変換（ＡＤＣ）部１１２、ガード区間除去部１１３、高速フーリエ変換（以下「ＦＦＴ」と記載する）部１１４、Ｐ／Ｓ変換部１１５、チャネル推定部１１６、復調部１１７、デインタリーブ部１１８、及び復号部１１９等の部分が含まれている。
ＯＦＤＭのすべてのキャリアでは通常、１％のサブキャリアのフェージングが平均キャリアより２０ｄＢ低く、０．１％のキャリアのフェージングが平均キャリアより３０ｄＢ低い。これらサブキャリアの強度のフェージングによってシステムの性能が低下する。従って、サブキャリアチャネルのＳＩＲ性能に基づいて、各サブキャリアに対して適応的にレートを調節すれば、システム性能を最適化することができる。
図１は従来のＯＦＤＭシステムの送受信器の構成を示すブロック図である。図１の送信装置では、符号化部１０１はユーザの情報に対して符号化を行い、符号化後の情報はインタリーブ部１０２によってインタリーブが行われ、変調部１０３で変調される。パイロット挿入部１１６は、チャネル推定を行うために変調後の情報にパイロットを挿入し、Ｓ／Ｐ変換部１０５はＳ／Ｐ変換を行い、ＩＦＦＴ部１０６はＩＦＦＴを行い、ガード区間挿入とウィンドウ設定部１０７で変調後の情報にガード区間を挿入してウィンドウを設定することによりサブキャリア間の干渉を防ぐ。そして、ガード区間を挿入された情報は、Ｄ／Ａ変換１０８を経て送信器１０９より送信される。
受信装置では、受信器１１１は送信器１０９から送信された情報を受信するとともに無線周波数からベースバンド周波数に変換する。変換後の情報は、Ａ／Ｄ変換部１１２及びガード区間除去部１１３を経て、ＦＦＴ部１１４にてＦＦＴされる。ＦＦＴ後の情報は、Ｐ／Ｓ変換１１５を介してチャネル推定器１１６に入力する。そして、チャネル推定器１１６はチャネル推定を行う。チャネル推定の結果に基づいてチャネルの補償を行い、復調部１１７は情報の復調を行い、デインタリーブ部１１８はデインタリーブを行い、最後に復号部１１９は復号を行う。復号後に元のデータに戻る。
しかしながら、従来のＯＦＤＭシステムにおいては、すべてのサブキャリアに対して同一の伝送レートを採用することが一般であり、周波数選択性フェージングによる各サブキャリアの伝送性能差が考慮されていないという問題がある。伝送性能の悪いサブキャリアであるにもかかわらず、他の性能のよいサブキャリアと同一のレートを採用すれば、当該サブキャリアの耐干渉性能が悪化し、伝送効率が非常に低くなるという問題がある。
本発明の目的は、スペクトルを有効に利用することにより、耐干渉性能及び情報伝送の効率を向上させることができる送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法を提供することである。
本発明の送信装置は、受信したサブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するサブキャリア選択手段と、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるデータ割り当て手段と、前記データ割り当て手段にて各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段と、逆高速フーリエ変換したデータを送信する送信手段と、を有する構成を採る。
本発明の受信装置は、データを受信する受信手段と、前記データを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行い、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、合成後の各サブキャリアグループを出力する第１のＰ／Ｓ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換を経た後の対応するサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行う複数のチャネル推定手段と、チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するサブキャリアグループアナライザと、各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成する制御命令生成手段と、前記サブキャリア選択フィードバック情報を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
本発明の通信システムは、信号を送信するための送信装置と信号を受信するための受信装置とを有する通信システムであって、前記送信装置は、受信したサブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するサブキャリア選択手段と、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるデータ割り当て手段と、前記データ割り当て手段にて各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段と、逆高速フーリエ変換したデータを送信する送信手段とを有し、前記受信装置は、データを受信する受信手段と、前記データを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行い、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、合成後の各サブキャリアグループを出力する第１のＰ／Ｓ変換手段と、第１のＰ／Ｓ変換を経た後の対応するサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行う複数のチャネル推定手段と、チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するサブキャリアグループアナライザと、各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成する制御命令生成手段と、前記サブキャリア選択フィードバック情報を有する信号を送信する送信手段とを有する構成を採る。
本発明の通信方法は、受信装置がデータを受信するステップと、前記データを高速フーリエ変換するステップと、第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて前記高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行うステップと、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、前記合成後の各サブキャリアグループを出力するステップと、前記合成後のサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行うステップと、前記チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するステップと、各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成するステップと、前記サブキャリア選択フィードバック情報を送信するステップと、送信装置が前記サブキャリア選択フィードバック情報を受信するステップと、受信した前記サブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するステップと、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるステップと、各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換するステップと、逆高速フーリエ変換したデータを送信装置が送信するステップと、を有するようにした。
本発明によれば、スペクトルを有効に利用することにより、耐干渉性能及び情報伝送の効率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態）
パンクチャ（puncture）は情報伝送レートと効率を変更する方法である。例えば、符号化率が１／２である畳込み符号に対してパンクチャを行う場合、インタリーブ後の畳込み符号の出力系列が｛Ａ１Ｂ１Ａ２Ｂ２Ａ３Ｂ３・・・｝であるとして、出力される６ビットずつから２ビットを削除すると、符号化率が３／４の符号になり、パンクチャ後のビット出力が｛Ａ１Ｂ１Ａ２Ｂ３Ａ４Ｂ４Ａ５Ｂ６Ａ７Ｂ７Ａ８Ｂ９・・・｝になるが、出力される４ビットずつから２ビットを削除すると、符号化率が２／３の符号になり、パンクチャ後のビット出力が｛Ａ１Ｂ１Ａ２Ａ３Ｂ３Ａ４Ａ５Ｂ５Ａ６・・・｝になる。復号の際には、パンクチャを行った位置に０を入れると符号化率が１／２の符号による復号方法をそのまま用いることができる。従って、パンクチャによって符号化に柔軟性を持たせ、レートマッチングを有効に行うことが可能となって、使用がさらに便利になる。本発明では、ＯＦＤＭシステムにおけるすべてのサブキャリアに対してグループ分けをし、各サブキャリアグループの伝送性に基づいてサブキャリアにパンクチャを行うことによって、同様に各サブキャリアグループの伝送レートを変更することが可能であり、スペクトル利用効率を有効に上げることができる。例えば、いずれかのサブキャリアグループに対して（０１０１１０）のパンクチャテーブルを採用するとして、１は当該サブキャリアを選択してデータを伝送することを示し、０は当該サブキャリアを使わないことを示すとすれば、当該サブキャリアグループの伝送効率は半減したものとなる。サブキャリアを使用するか否かは、サブキャリアが属するサブキャリアグループの伝送性能によって決定される。
図２は周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図であり、図の中の太い線はチャネルの周波数選択特性を示している。図２において、サブキャリアｆ４、ｆ５の伝送性能が非常によく、ｆ３、ｆ６、ｆ７、ｆ８がやや悪く、ｆ１、ｆ２が非常に悪い。このような状況で各キャリアが同じ伝送方式を採用すると、情報の伝送効率が非常に低くなる。スペクトルを十分に利用し、情報伝送の効率を上げるために、本発明において、複数のサブキャリアを合成することでサブキャリアグループを構成し、受信装置で各サブキャアグループのＳＩＲ値を計算し、測定されたＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの伝送レートを制御して、ＳＩＲ値が高いサブキャリアグループについては高いレートを採用し、グループ内のすべてまたは大部分のサブキャリアを選択してデ―タの伝送を行う、また、ＳＩＲ値が低いサブキャリアグループについては低いレートを採用し、グループ内のサブキャリアに対してパンクチャを行うことによって少ない数のサブキャリアを選択してデ―タの伝送を行い、残りのサブキャリアは使用しないことを提案する。性能がよいサブキャリアに対して高いデータ率を選択して使用し、性能が悪いサブキャリアに対して低いデータ率を選択するようにすれば、スペクトルを有効に利用する目的を達成できる。
サブキャリアの伝送性能を有効に利用するため、複数のサブキャリアを一つのサブキャリアグループとして区分し、受信装置からフィードバックされたサブキャリアグループのレート制御情報に基づいて適応的にサブキャリアグループの送信レートを調整する。サブキャリアの区分は、順にＮサブキャリア毎に一つのグループとして区分して、各グループ内のサブキャリアの個数Ｎの選択については以下二つの方法が考えられる。
キャリア数の合計Ｎを６４、グループの数Ｍを４とした場合、第１の方法では、各グループのサブキャリア数はすべての過程で固定され、各キャリアグループ内のサブキャリア数Ｋは同じであって、第１〜第１６サブキャリアは第１グループ、第１７〜第３２サブキャリアは第２グループ、第３３〜第４８サブキャリアは第３グループ、第４９〜第６４サブキャリアは第４グループで、いずれも１６サブキャリアを含んでいる。
第２の方法では、各グループのサブキャリア数はすべての過程において可変であるが、各グループの数は同じであり、サブキャリア数の変化は受信装置のドップラーシフトfＤの大きさによって決めることができる。fＤが大きいとチャネルのフェージングの変化が速いため、グループ内サブキャリアの個数Ｋを少なくし、一方、フィードバックされたfＤが小さいとチャネルフェージングが遅くなるため、グループ内のサブキャリアの個数Ｋを増やすことができる。例えば、fＤが大きい時に８をＫとして選択するとグループ数が８となり、fＤが小さい時に１６をＫとして選択するとグループ数が４となる。
第１の方法は実現が簡単であるが、第２の方法はドップラーシフトfＤの影響も考慮しているため、チャネルの状況に基づいてリアルタイムにグループ内サブキャリアの個数を調整することによって、性能がさらに向上する。例えば、fＤが小さいとチャネルの変化が遅く、グループ内サブキャリアの個数Ｋを大きめに選択することができるため、グループ数Ｍが少なくなり、受信装置のフィードバック情報量が減少してフィードバック情報処理の複雑さが軽減される。また、fＤが大きいとチャネルの変化が速く、グループ内サブキャリアの個数Ｋを小さめに選択することができるため、グループ数が増え、フィードバック情報量も増加し、グループ内サブキャリアの選択がより精確となり、周波数利用効率が上がり、システムの効率も向上する。サブキャリアグループのＳＩＲ性能がよい時には、当該サブキャリアグループ内すべてのサブキャリアまたは大部分のサブキャリアを利用することができるが、サブキャリアグループの性能が悪い時には、性能に基づいて当該グループのサブキャリアに対してパンクチャを行い、その中のいくつかのサブキャリアを選択してデータを伝送し、残りのサブキャリアはデータの伝送に使用しない。すべてのサブキャリアのパンクチャ情報をＳ／Ｐ変換過程の制御に用いる。
受信装置は送信装置で挿入したパイロット信号に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算することが可能であり、さらに、これらの値に基づいて各サブキャリアグループのレート制御情報を計算することができる。この制御情報にはサブキャリアグループ内の使用するサブキャリア数と使用するサブキャリアの番号が含まれている。算出されたあるサブキャリアグループのＳＩＲ値が高い場合、当該グループのサブキャリアに高い伝送レートを割当て、サブキャリアグループのＳＩＲ値が低い場合には、当該グループのサブキャリアに低い伝送レートを割当てる。送信装置で各サブキャリアグループの情報レートを調整できるように、これらの情報は送信装置にフィードバックされるが、次に受信する情報に対して相応の制御を行うために受信装置でも保持される。このように、周波数選択性フェージングのチャネルにおいても高い伝送レートを維持することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に列挙する実施の形態において、キャリアグループ内のサブキャリア数の選択は第２の方法、即ち、簡単に数を固定する方法を採用する。
図３は本発明の周波数選択性チャネルにおける各キャリアグループの伝送レート制御を示す図である。三つのサブキャリアが一つのサブキャリアグループを構成するとして、受信装置でパイロット信号に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算し、得られたＳＩＲ値に基づいて各サブキャリアグループの伝送レートを決定する。当該情報を送信装置にフィードバックすることによって、各サブキャリアグループの伝送レートが制御される。チャネル性能がよいサブキャリアグループに対しては高い伝送レートを採用し、チャネル性能が悪いサブキャリアグループに対して低い伝送レートを採用する。図３において、第１〜第３サブキャリアが一つのサブキャリアグループを構成し、その伝送性能に基づいて一つの伝送レートＲ１を決定する。同様に、サブキャリア４、５、６はもう一つのサブキャリアグループを構成し、このサブキャリアグループの伝送性能がより良好であるため、その伝送レートＲ２はもっと高い。
図４は本発明の周波数選択性チャネルにおけるキャリアグループ内のサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリアグループのレートを制御するため、本発明では、キャリアグループ内のサブキャリアに対してパンクチャを行う方法を採用する。パンクチャテーブルによってデータ伝送を行うサブキャリアを選択する。例えば、グループ内のキャリア数が４であるとして、受信装置からフィードバックされた情報からパンクチャテーブルが（１０１０）であるとわかった場合、当該グループ内の第１や第３のサブキャリアがデータの伝送に用いられ、第２や第４のサブキャリアは使用されない。選択するサブキャリア数は受信装置で得られるサブキャリアグループのＳＩＲ値によって決定される。ＳＩＲ値が高ければ選択できるサブキャリア数が多くなるが、そうでなければ選択するサブキャリア数が少なくなる。どのサブキャリアを選ぶかは両側のキャリアグループの状況を参考にすることができる。両側のキャリアグループの性能がよい場合、両側のサブキャリアを多めに選択してデータを伝送することができる。両側のキャリアグループの性能が悪い場合、真ん中のサブキャリアを選択するか、ランダムにサブキャリアを選択するか、または固定的に一つまたは数個のサブキャリアおきに一つのサブキャリアを選択するようにしてもよい。片側のキャリアグループの性能がよく、もう片側のキャリアグループの性能が悪い場合には、性能がよいキャリアグループ側に近いサブキャリアを重点的に選択する。図４において、キャリアグループ１では一つのサブキャリを選択し、キャリアグループ２では三つのサブキャリアを選択するとともにキャリアグループ３では二つのサブキャリアを選択する。
図５Ａ〜図５Ｃは本発明において、両側のキャリアグループ（キャリアグループ１及びキャリアグループ３）の性能がよい場合におけるサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリア（f１、f２、f３）、（ｆ４、f５、f６）及び（f７、f８、f９）はそれぞれ三つのサブキャリアグループ（キャリアグループ１〜キャリアグループ３）を構成している。真ん中のキャリアグループ２（f４、f５、f６）（選択対象のサブキャリアグループ）について考えてみると、そのＳＩＲ値のレベルから、キャリアグループ２内で二つのサブキャリアを選択してデータを伝送することが可能であると確認できる。図５Ａ及び図５Ｂより、チャネルの周波数選択特性から、キャリアグループ２の両側のキャリアグループ１、３の性能がよいことがわかるので、図５Ｃに示すように、キャリアグループ２の両側の二つのサブキャリア（ｆ４及びｆ６）を選択する。また、対応するパンクチャテーブルは（１０１）である。
図６Ａ〜図６Ｃは本発明において、両側のキャリアグループの性能が悪い場合におけるサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリア（f１、f２、f３）、（f４、f５、f６）及び（f７、f８、f９）はそれぞれ三つのサブキャリアグループを構成している。真ん中のキャリアグループ２（f４、f５、f６）について考えてみると、そのＳＩＲ値のレベルから、キャリアグループ２内で一つのサブキャリアを選択してデータを伝送することが可能であると確認できる。図６Ａ及び図６Ｂより、チャネルの周波数選択特性から、キャリアグループ２両側のキャリアグループ１、３の性能が悪いことがわかるので、図６Ｃに示すように、キャリアグループ２の真ん中のサブキャリア（ｆ５）を選択することができる。また、対応するパンクチャテーブルは（０１０）である。または、ランダムに一つのサブキャリアを選択することも、固定間隔の選択方法を採用することもできる。
図７Ａ〜図７Ｃは本発明において、片側のキャリアグループの性能がよい状況におけるサブキャリアの選択状況を示す図である。キャリア（f１、f２、f３）、（f４、f５、f６）及び（f７、f８、f９）はそれぞれ三つのサブキャリアグループを構成している。真ん中のキャリアグループ２（f４、f５、f６）（選択対象のサブキャリアグループ）について考えてみると、そのＳＩＲ値のレベルから、キャリアグループ２内で一つのサブキャリアを選択してデータを伝送することが可能であると確認できる。図７Ａ及び図７Ｂより、チャネルの周波数選択特性から、キャリアグループ２の右側のキャリアグループ３（f７、f８、f９）の性能がよいことがわかるので、図７Ｃに示すように、右側のキャリアグループ３に近いサブキャリア（f６）を選択することができる。また、対応するパンクチャテーブルは（００１）である。
図８は本発明に係るＯＦＤＭシステムの送信装置の構成を示すグロック図である。本発明によれば、送信装置は、符号化部８０１、インタリーブ部８０２、変調部８０３、パイロット挿入部８０４、Ｓ／Ｐ変換及びサブキャリア選択部８０５、ＩＦＦＴ部８０６、ガード区間挿入及びウィンドウ設定部８０７、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）８０８、送信器（ＲＦＴＸ）８０９、サブキャリア選択器８１０を含む。本発明では、効率を上げるために複数のサブキャリアを一つのグループとして区分して、伝送レートの制御を行う。異なるサブキャリアグループに対して、伝送の信号電力対干渉電力比に基づいて異なる伝送レートを割当てる。
図８において、元の情報はまず符号化部８０１によって符号化されるが、受信器で冗長度を利用して信号がチャネル伝送過程で受ける干渉とノイズの影響を克服するために、ここで元の情報に冗長情報を挿入する符号化が行われる。現在、一般に使われる符号化方式にターボ符号と畳込み符号などがある。
符号化後の情報はインタリーブ部８０２でインタリーブを行うが、インタリーブによって信号の元の伝送順序が入れ替わり、元々隣り合う信号が異なるスロットに分散されるため、バーストと落ち込みが起きた場合に、ソースビットの中のブロックからの最重要な符号位置が同時に妨害を受けることはない。しかも、ソースビットが分かれた後、エラー制御符号化により、ソースビットに対するチャネルの干渉の影響を軽減させることができる。
インタリーブ後のデータは変調部８０３で変調されることにより、２値のビット値がコンスタレーションの点にマッピングされ、対応の符号を形成する。また、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭなどの変調方式を用いてデータに対して変調を行うことができる。
受信装置でチャネル推定とキャリアグループの性能計算を行うため、変調後のデータがパイロット挿入部８０４に入力され、パイロットを挿入された信号は続いてＳ／Ｐ変換及びサブキャリア選択部８０５（データ割り当て手段）に入力されるが、Ｓ／Ｐ変換とサブキャリアの選択はサブキャリア選択器８１０の制御下で行われるものである。サブキャリア選択器８１０は受信装置からフィードバックされたサブキャリアグループのレート制御情報を受信するが、この情報には、各キャリアグループが選択すべきキャリア数とサブキャリアの番号が含まれている。Ｓ／Ｐ変換を行う際、データ伝送用に選択されたサブキャリアにデータを割当て、選択されていないサブキャリアには伝送データを割当てないようにすると、Ｓ／Ｐ変換後には、選択されたサブキャリアにのみデータが割当てられている。
図８で各キャリアグループには五つのサブキャリアが含まれているとする。第１のキャリアグループで伝送特性に基づいて二つのサブキャリアを選択し、その他のサブキャリアにはデータを割当てないため、図では切り離された状態になる。第２のキャリアグループではＳＩＲ値が高いため、伝送性能がよく、すべての五つのサブキャリアを選択してデータを伝送する。第ｎのキャリアグループでは、伝送性能に基づいて一つのサブキャリアのみを選択してデータの伝送を行い、その他のサブキャリアにはデータを割当てないため、切り離された状態になる。
Ｓ／Ｐ変換後のすべてのサブキャリアは一緒にＩＦＦＴ部８０６に送られ、Ｓ／Ｐ変換でデータを割当てられたサブキャリアはそのままＩＦＦＴ部８０６に伝送され、データを割当てていないサブキャリアはＩＦＦＴ部８０６で０を入れられる。サブキャリア間の干渉を防ぎ、サブキャリア間の直交性への影響を避けるため、変換後の情報にガード区間を挿入してウィンドウを設定しなければならない。
その後、ガード区間を挿入された情報はＤ／Ａ変換器８０８に送られ、Ｄ／Ａ変換器８０８は、送信できるように信号をディジタルからアナログ形式に変換する。最後に、送信器８０９は信号を送信する。
図９は本発明に係るＯＦＤＭシステム送信装置における送信方法を示すフロー図である。図９では、受信装置でデータの誤り訂正を行うため、元の情報は符号化（ＳＴ９０１）により冗長情報を挿入され、そして、チャネルのバースト干渉と落ち込みに強くなるよう、インタリーブが行われる（ＳＴ９０２）。
インタリーブ後のデータに対して変調を行い（ＳＴ９０３）、２値のビット値をコンスタレーションの点にマッピングして、対応の符号を形成する。そして、受信装置でチャネル推定ができるようにパイロットを挿入し（ＳＴ９０４）、パイロットが挿入された後、Ｓ／Ｐ変換及びサブキャリア選択のプロセスに入る（ＳＴ９０７）。
Ｓ／Ｐ変換を行う前、受信装置からフィードバックされた情報（ＳＴ９０５）から各キャリアグループのサブキャリア選択情報を抽出する（ＳＴ９０６）必要があり、それからＳ／Ｐ変換とサブキャリアの選択を行う。Ｓ／Ｐ変換を行う際、得られたサブキャリア選択情報に基づいてデータを異なるサブキャリアに割当てる。第Ｎのサブキャリアの処理を行う際に、受信装置から返されたサブキャリア選択情報に当該サブキャリアはデータ伝送用に選択されていることを示されている場合（ＳＴ９０８）、当該サブキャリアにデータを割当てるが（ＳＴ９０９）、そうでない場合には、当該サブキャリアにデータを割当てない（ＳＴ９１０）。このプロセスはすべてのサブキャリアの処理が終了するまで繰り返される（ＳＴ９１１）。
すべてのサブキャリアの処理が終わると、ＩＦＦＴ変換を行い（ＳＴ９１２）、サブキャリア間の直交性が破壊されないように、ガード区間を挿入してウィンドウ設定を行う。続いて、Ｄ／Ａ変換を行い（ＳＴ９１４）ディジタル信号をアナログ信号に変換して、ＳＴ９１５で情報の送信を行う。
図１０は本発明に係るＯＦＤＭシステムの受信装置の構成を示す図である。前記受信装置は、受信器（ＲＦＲＸ）１００１、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１００２、ガード区間除去部１００３、ＦＦＴ部１００４、Ｐ／Ｓ変換部１００５、複数のチャネル推定部１００６、Ｐ／Ｓ変換部１００７、復調部１００８、デインタリーブ部１００９、復号部１０１０、サブキャリアグループアナライザ１０１１、制御命令生成部１０１２、変調部１０１３及び送信器（ＲＦＴＸ）１０１４を含む。
図１０では、受信器１００１が信号を受信すると、無線周波数からベースバンド周波数に変換する。
Ａ／Ｄ変換器１００２によってアナログ信号からディジタル信号に変換し、送信時にサブキャリア間の直交性を維持するために付加したＣＰ（Cyclic Prefix）をガード区間除去部１００３によって除去し、続いて情報をＦＦＴ部１００４に送る。ＦＦＴ後に複数のサブキャリアが形成されるが、中には伝送性能が悪いためデータを伝送していないサブキャリアも含まれている。
Ｐ／Ｓ変換部１００５ですべてのサブキャリアに対して一回目のＰ／Ｓ変換を行い、このＰ／Ｓ変換は制御命令生成部１０１２の制御下で行われる。制御命令には、すべてのキャリアグループ内のサブキャリア選択状況が含まれている。一回目のＰ／Ｓ変換後、同じキャリアグループ内のデータを伝送するすべてのサブキャリアが合成され、情報を搬送していないサブキャリアは除去される。
そして、チャネル推定部１００６はそれぞれ各サブキャリアグループに対してチャネル推定を行い、推定の結果はサブキャリアグループアナライザ１０１１に送る一方、チャネルの補償にも使用される。
チャネル推定が終わると、各キャリアグループは再度Ｐ／Ｓ変換部１００７に入力され、１パスの信号に合成される。
合成信号は復調部１００８に伝送されることによって信号が復調され、元の２値信号に戻される。これらの動作が終わると、再度デインタリーブ部１００９に送られ、信号の元の順序に戻される。
そして、復号部１０１０で復号が行われ、信号の中の訂正できるエラーを訂正し、冗長情報を除去して元のデータに戻る。
また、チャネル推定の情報をサブキャリアグループ性能アナライザ１０１１に送り、当該アナライザは推定結果に基づいて各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算する。
計算したＳＩＲ値を制御命令生成部１０１２に伝送し、制御命令生成部１０１２は各キャリアグループのレートとパンクチャ情報を生成する。そして、制御命令生成部１０１２は、次に受信する情報がＳ／Ｐ変換部１００５でＳ／Ｐ変換を行う際に相応の処理ができるように、生成したレートとパンクチャ情報を格納する。また、生成したレートとパンクチャ情報は、変調部１０１３の変調を経た後、送信器１０１４によって送信装置にフィードバックされる。
図１１は本発明に係るＯＦＤＭシステムの受信装置における受信方法を示すフロー図である。図１１では、受信装置はまず送信装置から送信された情報を受信し（ＳＴ１１０１）、Ａ／Ｄ変換を行って（ＳＴ１１０２）アナログ信号をディジタル信号に変換する。
送信装置でサブキャリアの直交性を維持するために付加されたガード区間を、得られたディジタル信号から除去し（ＳＴ１１０３）、それからＦＦＴを行う（ＳＴ１１０４）。
ＦＦＴ後に形成された複数のサブキャリアはＳＴ１１０５で一回目のＰ／Ｓ変換を行い、同じキャリアグループ内の複数のサブキャリアを合成して、信号に挿入されたパイロット信号に基づいてチャネル推定を行う（ＳＴ１１０６）。
チャネル推定の結果でサブキャリアグループの性能解析を行い（ＳＴ１１１１）、サブキャリア選択についての制御情報を生成する（ＳＴ１１０２）。この制御情報にはチャネル推定に基づいて得られた次の伝送でのサブキャリアのグループ分け状況とグループ内サブキャリアの選択情報が含まれている。これらの情報は、次に信号を受信する際のＰ／Ｓ変換（ＳＴ１１０５）を制御するために使用され、Ｐ／Ｓ変換でサブキャリアグループのグループ分け状況とグループ内のサブキャリアにデータ情報が含まれているか否かを認識できるようにする一方、変調された後に送信しやすい信号形式に変換され（ＳＴ１１１３）、ＳＴ１１１４でこれらの制御情報を送信装置にフィードバックして、送信装置のキャリアグループのレートを制御できるようにする。
チャネル推定後の信号はＳＴ１１０７で二回目のＰ／Ｓ変換を行われ、すべてのキャリアグループの情報が合成される。合成後の情報に対して復調を行い、元の２値信号に戻してから（ＳＴ１１０８）、デインタリーブを行って（ＳＴ１１０９）信号の元の順序に戻す。最後に復号を行って（ＳＴ１１１０）元の情報を得る。
以上、ＯＦＤＭ通信システムの構成に対して本発明を説明したが、本発明は、サブキャリアを利用して信号通信を行ういかなるサブキャリア通信システムにも適用できる。
また、本発明の好ましい実施の形態によって本発明を例示したが、当業者には、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の修正、入れ替えおよび変更ができる。従って、本発明は上述した実施の形態によって限定されるものではない。
本発明にかかる送信装置、受信装置、通信システム及び通信方法は、例えばサブキャリア通信システムにおいてサブキャリアグループのレートを適応調節するのに好適である。
従来のＯＦＤＭシステムにおける送受信機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る周波数選択性フェージングの各サブキャリアの伝送性能に対する影響を示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリアグループの平均レートを選択することを示す図 本発明の実施の形態に係るキャリアグループのＳＩＲ値に基づいて各グループのサブキャリア数を選択することを示す図 本発明の実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る送信方法を示すフロー図 本発明の実施の形態に係る受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る受信方法を示すフロー図

Claims (20)

  1. 受信したサブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するサブキャリア選択手段と、
    各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるデータ割り当て手段と、
    前記データ割り当て手段にて各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段と、
    逆高速フーリエ変換したデータを送信する送信手段と、
    を有する送信装置。
  2. 前記各サブキャリアグループは等量のサブキャリア数を有する請求項１記載の送信装置。
  3. 受信側のドップラーシフトの大きさに基づいてサブキャリアグループ内のサブキャリア数を決定する請求項２記載の送信装置。
  4. 前記サブキャリア選択フィードバック情報はパンクチャ情報テーブルであって、前記パンクチャ情報テーブルは各サブキャリアグループ内の使用可能なサブキャリア数とサブキャリア番号を示す請求項１記載の送信装置。
  5. データを受信する受信手段と、
    前記データを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、
    第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行い、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、合成後の各サブキャリアグループを出力する第１のＰ／Ｓ変換手段と、
    第１のＰ／Ｓ変換を経た後の対応するサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行う複数のチャネル推定手段と、
    チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するサブキャリアグループアナライザと、
    各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成する制御命令生成手段と、
    前記サブキャリア選択フィードバック情報を送信する送信手段と、
    を有する受信装置。
  6. 前記チャネル推定後の各サブキャリアグループに対して第２のＰ／Ｓ変換を行い、第２のＰ／Ｓ変換を経た後、各サブキャリアグループのデータを１パスのデータに合成する第２のＰ／Ｓ変換手段をさらに有する請求項５記載の受信装置。
  7. 各サブキャリアグループは等量のサブキャリア数を有する請求項５記載の受信装置。
  8. ドップラーシフトの大きさに基づいてサブキャリアグループ内のサブキャリア数を決定する請求項７記載の受信装置。
  9. 前記サブキャリア選択フィードバック情報はパンクチャ情報テーブルであって、前記パンクチャ情報テーブルは各サブキャリアグループ内の使用可能なサブキャリア数とサブキャリア番号を示す請求項５記載の受信装置。
  10. 前記制御命令生成手段は、前記サブキャリア選択フィードバック情報を生成する際、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値が前記選択対象のサブキャリアグループの両側のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも大きい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループにおいて使用可能なサブキャリア数を大きく設定すると同時に、前記両側のサブキャリアグループの性能に基づいて使用可能なサブキャリア番号を決定し、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値が前記選択対象のサブキャリアグループの両側のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも小さい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループにおいて使用可能なサブキャリア数を小さく設定すると同時に、前記両側のサブキャリアグループの性能に基づいて使用可能なサブキャリア番号を決定するように前記パンクチャ情報テーブルを設定する請求項９記載の受信装置。
  11. 前記両側のサブキャリアグループの性能に基づく使用可能なサブキャリア番号の前記決定では、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも前記両側のサブキャリアグループのＳＩＲ値が小さい場合には、決定した使用可能なサブキャリア数と同じ数の使用可能なサブキャリアを前記選択対象のサブキャリアグループ内でランダムに選択して使用可能なサブキャリア番号を決定し、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも前記両側のサブキャリアグループの片方のＳＩＲ値が大きい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループ内で、前記両側のサブキャリアグループ中の大きいＳＩＲ値を有するサブキャリアグループに近い位置において相対的に多いサブキャリアを選択するとともに、前記選択対象のサブキャリアグループ内で、前記両側のサブキャリアグループ中の小さいＳＩＲ値を有するサブキャリアグループに近い位置において相対的に少ないサブキャリアを選択し、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも前記両側のサブキャリアグループの両方のサブキャリアグループのＳＩＲ値が大きい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループ内で、前記両側のサブキャリアグループに近い位置において相対的に多いサブキャリアを選択し、前記選択対象のサブキャリアグループの中間位置において相対的に少ないサブキャリアを選択するか、または、前記選択対象のサブキャリアグループでランダムにまたは固定の間隔でサブキャリアを選択する請求項１０記載の受信装置。
  12. 信号を送信するための送信装置と信号を受信するための受信装置とを有する通信システムであって、
    前記送信装置は、
    受信したサブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するサブキャリア選択手段と、
    各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるデータ割り当て手段と、
    前記データ割り当て手段にて各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段と、
    逆高速フーリエ変換したデータを送信する送信手段とを有し、
    前記受信装置は、
    データを受信する受信手段と、
    前記データを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、
    第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行い、前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、合成後の各サブキャリアグループを出力する第１のＰ／Ｓ変換手段と、
    第１のＰ／Ｓ変換を経た後の対応するサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行う複数のチャネル推定手段と、
    チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するサブキャリアグループアナライザと、
    各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成する制御命令生成手段と、
    前記サブキャリア選択フィードバック情報を有する信号を送信する送信手段とを有する通信システム。
  13. 前記チャネル推定後の各サブキャリアグループに対して第２のＰ／Ｓ変換を行い、第２のＰ／Ｓ変換を経た後、各サブキャリアグループのデータを１パスのデータに合成する第２のＰ／Ｓ変換手段をさらに有する請求項１２記載の通信システム。
  14. 受信装置がデータを受信するステップと、
    前記データを高速フーリエ変換するステップと、
    第１のＰ／Ｓ変換制御信号に基づいて前記高速フーリエ変換後の前記データに対して第１のＰ／Ｓ変換を行うステップと、
    前記第１のＰ／Ｓ変換を経た後、同じキャリアグループにおけるすべてのデータのサブキャリアを合成し、前記合成後の各サブキャリアグループを出力するステップと、
    前記合成後のサブキャリアグループのそれぞれに対してチャネル推定を行うステップと、
    前記チャネル推定結果を解析し、各サブキャリアグループのＳＩＲ値を計算するステップと、
    各サブキャリアグループのＳＩＲ値に基づいてサブキャリア選択フィードバック情報を生成するとともに、生成した前記サブキャリア選択フィードバック情報の各キャリアグループにおけるサブキャリアに対する選択情報に基づいて前記第１のＰ／Ｓ変換制御信号を生成するステップと、
    前記サブキャリア選択フィードバック情報を送信するステップと、
    送信装置が前記サブキャリア選択フィードバック情報を受信するステップと、
    受信した前記サブキャリア選択フィードバック情報に基づいて、各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号を生成して出力するステップと、
    各サブキャリアグループのサブキャリア選択信号に基づいて、各サブキャリアグループで必要なサブキャリアを選択するとともに選択したサブキャリアにデータを割り当てるステップと、
    各サブキャリアに割り当てたデータを逆高速フーリエ変換するステップと、
    逆高速フーリエ変換したデータを送信装置が送信するステップと、
    を有する通信方法。
  15. 前記チャネル推定後の各サブキャリアグループに対して第２のＰ／Ｓ変換を行い、第２のＰ／Ｓ変換を経た後、各サブキャリアグループのデータを１パスのデータに合成するステップをさらに有する請求項１４記載の通信方法。
  16. 各サブキャリアグループは等量のサブキャリア数を有する請求項１４記載の通信方法。
  17. 前記受信装置のドップラーシフトの大きさに基づいてサブキャリアグループ内のサブキャリア数を決定する請求項１６記載の通信方法。
  18. 前記サブキャリア選択フィードバック情報はパンクチャ情報テーブルであって、前記パンクチャ情報テーブルは各サブキャリアグループ内の使用可能なサブキャリア数とサブキャリア番号を示す請求項１７記載の通信方法。
  19. 前記サブキャリア選択フィードバック情報を生成する際、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値が前記選択対象のサブキャリアグループの両側のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも大きい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループにおいて使用可能なサブキャリア数を大きく設定すると同時に、前記両側のサブキャリアグループの性能に基づいて使用可能なサブキャリア番号を決定し、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値が前記選択対象のサブキャリアグループの両側のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも小さい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループにおいて使用可能なサブキャリア数を小さく設定すると同時に、前記両側のサブキャリアグループの性能に基づいて使用可能なサブキャリア番号を決定するように前記パンクチャ情報テーブルを設定する請求項１８記載の通信方法。
  20. 前記両側のサブキャリアグループの性能に基づく使用可能なサブキャリア番号の前記決定では、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも前記両側のサブキャリアグループのＳＩＲ値が小さい場合には、決定した使用可能なサブキャリア数と同じ数の使用可能なサブキャリアを前記選択対象のサブキャリアグループ内でランダムに選択して使用可能なサブキャリア番号を決定し、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも前記両側のサブキャリアグループの片方のＳＩＲ値が大きい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループ内で、前記両側のサブキャリアグループ中の大きいＳＩＲ値を有するサブキャリアグループに近い位置において相対的に多いサブキャリアを選択するとともに、前記選択対象のサブキャリアグループ内で、前記両側のサブキャリアグループ中の小さいＳＩＲ値を有するサブキャリアグループに近い位置において相対的に少ないサブキャリアを選択し、選択対象のサブキャリアグループのＳＩＲ値よりも前記両側のサブキャリアグループの両方のサブキャリアグループのＳＩＲ値が大きい場合には、前記選択対象のサブキャリアグループ内で、前記両側のサブキャリアグループに近い位置において相対的に多いサブキャリアを選択し、前記選択対象のサブキャリアグループの中間位置において相対的に少ないサブキャリアを選択するか、または、前記選択対象のサブキャリアグループでランダムにまたは固定の間隔でサブキャリアを選択する請求項１９記載の通信方法。
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