JPWO2010070925A1 - 無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

複数のサブキャリアからなる無線信号の伝送に用いられる送信装置及び受信装置を含む無線通信システムは、前記送信装置が、送信すべき送信対象データに対して誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られたデータの送信に用いる前記複数のサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの振幅値を零にしたヌルサブキャリアにして誤り訂正符号化により得られたデータを送信し、前記受信装置が、前記複数のサブキャリアの信号を前記送信装置から受信し、受信した信号に対して誤り訂正復号を行い前記送信対象データを得るとともに、前記ヌルサブキャリアを用いたサブキャリアにおいて予め定めた基準値を超える受信電力を検出した場合、該サブキャリアに干渉が生じていると判定する。

Description

本発明は、無線通信システム、及び無線通信方法に関する。
本願は、２００８年１２月１９日に日本に出願された特願２００８−３２４４１２号、及び２００９年３月３日に日本に出願された特願２００９−０４９７８５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、無線通信分野において、有限な周波数資源の枯渇問題が深刻になっており、周波数利用効率の向上が望まれている。周波数利用効率を向上させる技術として、周波数共用型の無線通信がある。図１８は、周波数帯域を共用する無線通信システムの組み合わせの一例として、周波数チャネルが異なる２つの無線ＬＡＮ（Local Area Network）システム全体を示す概念図である。
無線通信システムは、図示するように、無線ＬＡＮ基地局１０ａ、１０ｂと、受信装置２０ａとを備えている。無線ＬＡＮ基地局１０ａは、中心周波数ｆａであるチャネルＣＨ１の周波数帯域を用いて通信する。無線ＬＡＮ基地局１０ｂは、中心周波数ｆｂ（ｆａ＜ｆｂ）であるチャネルＣＨ５の周波数帯域を用いて通信する。
受信装置２０ａは、無線ＬＡＮ基地局１０ａ、１０ｂの双方の無線信号が到達する位置に配置され、中心周波数ｆａの無線信号と通信周波数ｆｂの無線信号とが互いに部分的に干渉した信号を受信する。
なお、周波数帯域を互いに共用する他の例として、無線ＬＡＮシステムとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）とＷｉＭＡＸ（登録商標）との組み合わせなどがあり、異なる通信方式のシステム同士が周波数を共用する場合もある。
このように、例えば、無線ＬＡＮ基地局１０ａを通信対象とする場合、中心周波数ｆａである希望信号の送信周波数帯域と、中心周波数ｆｂである無線ＬＡＮ基地局１０ｂからの干渉信号の送信周波数帯域とが、部分的にオーバーラップ（干渉）する。このような周波数共用型の無線通信において、受信装置２０ａは、誤り訂正などを効率的に行って周波数利用効率を向上させるために、希望信号の周波数帯域にオーバーラップする干渉信号の存在を正確に検出することが必要となる。
干渉信号の存在を検出するための技術として、例えばトレーニング信号、サウンディング信号のような既知パターンの信号を用いて干渉信号の測定を行う技術が提案されている（特許文献１参照）。また、バースト伝送における非送信区間やデータ区間に意図的に設けられたヌル信号区間を用いて干渉信号の測定を行う技術も提案されている。
特開２００７−２８２１２０号公報
しかしながら、上述のような干渉信号を検出する技術では、データの伝送効率を低下させてしまう、あるいは伝送路変動への追従性が悪いという問題が生じていた。
上記事情に鑑み、本発明は、データの伝送効率の低下を抑止しつつ干渉信号を検出することを可能とする無線通信システム、及び無線通信方法を提供することを目的としている。
[１]本願発明の一態様は、複数のサブキャリアからなる無線信号の伝送に用いられる送信装置及び受信装置を含む無線通信システムであって、前記送信装置が、送信すべき送信対象データに対して誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られたデータの送信に用いる前記複数のサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの振幅値を零にしたヌルサブキャリアにして誤り訂正符号化により得られたデータを送信し、前記受信装置が、前記複数のサブキャリアの信号を前記送信装置から受信し、受信した信号に対して誤り訂正復号を行い前記送信対象データを得るとともに、前記ヌルサブキャリアを用いたサブキャリアにおいて予め定めた基準値を超える受信電力を検出した場合、該サブキャリアに干渉が生じていると判定することを特徴とする無線通信システムである。
[２]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、一定時間間隔で区切られたタイムスロット毎に、前記ヌルサブキャリアに設定する前記サブキャリアを変更することを特徴とする。
[３]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記複数のサブキャリアのうちいずれのサブキャリアを前記ヌルサブキャリアに設定するか否かは、予め定められていることを特徴とする。
[４]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記複数のサブキャリアのうち周波数が最も高いサブキャリアから中心周波数のサブキャリアに向かって順に前記ヌルサブキャリアが設定されると共に、前記複数のサブキャリアのうち周波数が最も低いサブキャリアから中心周波数のサブキャリアに向かって順に前記ヌルサブキャリアが設定されることを特徴とする。
[５]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記ヌルサブキャリアは、前記複数のサブキャリアのうちのサブキャリアにランダムに設定されることを特徴とする。
[６]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記複数のサブキャリアに設定される前記ヌルサブキャリアの数は、前方誤り訂正符号における符号化率、又は、前記送信装置と前記受信装置との間の伝搬路特性に応じて定められることを特徴とする。
[７]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記受信装置が、前記干渉波が検出されたサブキャリアを示す干渉波検出情報を前記送信装置に送信し、前記送信装置が、送信された前記干渉波検出情報に応じて前記ヌルサブキャリアを設定することを特徴とする。
[８]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、連続する前記タイムスロットにおける干渉波検出情報から、前記複数のサブキャリアのうちいずれのサブキャリアに前記干渉波が前記連続するタイムスロットのいずれのタイムスロットに存在したかを推定し、該干渉波が存在したサブキャリアの変調シンボルを使用せずに前記送信対象データの復調を行うことを特徴とする。
[９]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記送信装置が、送信する前記送信対象データに対して前方誤り符号を適用し、前方誤り符号化された前記送信対象データを変調して変調信号を出力する変調部と、前記変調部が出力する前記変調信号に対して前記複数のサブキャリアのうち前記ヌルサブキャリアに設定されたサブキャリアに割り当てられる前記変調信号の送信電力をゼロにするパンクチャリング処理部とを備えることを特徴とする。
[１０]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記受信装置が、前記ヌルサブキャリアと設定されたサブキャリアにおける受信信号を無効な信号として、該受信信号を用いずに復調及び誤り訂正復号を行うことを特徴とする。
[１１]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記送信装置が、前記送信対象データに対し誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化ビットを生成する誤り訂正符号化部と、誤り訂正符号化ビットを変調し複数の変調シンボルを生成する第一変調部と、複数の変調シンボルに対し、一部の振幅値がゼロとなるようなブロック符号化を行うブロック符号化部と、ブロック符号化された変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する第二変調部と、前記変調信号から送信信号を生成し送信する送信部と、を備え、前記受信装置が、前記送信信号を受信する受信部と、受信した送信信号からサブキャリア毎に前記ブロック符号化された変調シンボルを取得する第二復調部と、前記ブロック符号化された変調シンボルに対し、前記ブロック符号化部のブロック符号化に応じたブロック復号化を行うブロック復号部と、ブロック復号化された前記変調シンボルに対し、前記第一変調部の変調に応じた復調を行う第一復調部と、復調後の値を用いて前記誤り訂正符号化部の誤り訂正符号化に応じた誤り訂正処理及び復号処理を行うことによって前記送信対象データを生成する誤り訂正復号部と、前記送信対象データに基づいて、前記送信部が生成した送信信号において振幅値がゼロとなっていたサブキャリアの周波数帯域を判定する判定部と、前記受信した送信信号から、前記判定部によって振幅値がゼロとなっていたと判定されたサブキャリアの周波数帯域の信号を干渉信号として検出する検出部とを備えることを特徴とする。
[１２]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記判定部が、前記送信対象データに対し、前記誤り訂正符号化部と同じ誤り訂正符号化を行い、前記第一変調部と同じ変調を行い、前記ブロック符号化部と同じブロック符号化を行うことによって、前記送信部が生成した送信信号において振幅値がゼロとなるサブキャリアの周波数帯域を判定することを特徴とする。
[１３]また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記受信装置が、検出された干渉信号に基づいて干渉が生じているサブキャリアを表す干渉帯域情報を生成し、前記送信装置に送信する干渉帯域情報信号送信部、をさらに備え、前記送信装置の前記誤り訂正符号化部又は前記第一変調部は、前記干渉帯域情報信号に基づいて符号化率又は変調方式を決定することを特徴とする。
[１４]また、本発明の一態様は、複数のサブキャリアからなる無線信号の伝送に用いられる送信装置及び受信装置を含む無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記送信装置が、送信すべき送信対象データに対して誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られたデータの送信に用いる前記複数のサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの振幅値を零にしたヌルサブキャリアにして誤り訂正符号化により得られたデータを送信する過程と、前記受信装置が、前記複数のサブキャリアの信号を前記送信装置から受信し、受信した信号に対して誤り訂正復号を行い前記送信対象データを得るとともに、前記ヌルサブキャリアを用いたサブキャリアにおいて予め定めた基準値を超える受信電力を検出した場合、該サブキャリアに干渉が生じていると判定する過程とを有することを特徴とする無線通信方法である。
本発明では、送信装置において、送信すべきデータを誤り訂正符号化した後に、誤り訂正符号化した送信データを送信するサブキャリアの一部を振幅値がゼロのヌルサブキャリアとして送信する。そして、受信装置は、受信した信号からヌルサブキャリアの周波数帯域の信号を干渉信号として検出するとともに、誤り訂正復号を行うことにより送信データを復号する。そのため、本発明によれば、送信すべきデータにヌルサブキャリアを生成するためのデータを加えることなくヌルサブキャリアを生成するので、送信データの伝送効率を低下させることなく、干渉信号を検出することができる。
第１実施形態による無線通信システムの構成と、送信装置及び受信装置の構成とを示す概略ブロック図である。 マルチキャリア重畳伝送を示す概念図である。 マルチキャリア重畳伝送を示す概念図である。 同実施形態におけるヌルサブキャリアの配置の一例を示す送信フレームの概念図である。 同実施形態におけるヌルサブキャリアの配置の異なる一例を示す送信フレームの概念図である。 同実施形態におけるヌルサブキャリアの配置の異なる一例を示す送信フレームの概念図である。 第２実施形態における無線通信システムの構成と、送信装置及び受信装置の構成とを示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるヌルサブキャリアの配置の異なる一例を示す送信フレームの概念図である。 同実施形態における送信装置と受信装置との動作を示すシーケンス図である。 第３実施形態におけるマルチキャリア伝送によって信号の送受信を行う無線通信システムの概略を表す概略図である。 同実施形態における送信装置の機能構成を表すブロック図である。 同実施形態におけるブロック符号化後の各コンスタレーションポイントの出現確率を表す概略図である。 送信信号の概略を表す概略図である。 送信信号の概略を表す概略図である。 同実施形態における送信装置の送信処理の手順を示すフローチャートである。 同実施形態における受信装置の機能構成を表すブロック図である。 同実施形態における受信装置の受信処理の手順を示すフローチャートである。 第３実施形態における送信装置の変形例の機能構成を表すブロック図である。 第３実施形態における受信装置の変形例の機能構成を表すブロック図である。 周波数帯域を共用する無線通信システムの組み合わせの一例のシステム全体を示す概念図である。
以下、本発明の実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態による無線通信システム１の構成と、送信装置１０及び受信装置２０の構成とを示す概略ブロック図である。無線通信システム１は、データを送信する送信装置１０と、送信装置１０からデータを受信する受信装置２０とを有している。
なお、本実施形態の無線通信システム１では、マルチキャリア通信としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交周波数分割多重）方式を用い、マルチキャリア重畳伝送方式を適用している場合を説明する。
マルチキャリア重畳伝送方式とは、周波数利用効率を向上させる技術の１つである。図２Ａ及び図２Ｂは、マルチキャリア重畳伝送を説明するための概念図である。図２Ａに図示するように、一般的に、近接する複数の周波数帯域を使用して通信を行う無線通信システムは、使用する周波数帯域の間にガードバンドを設けて、相互干渉を避けている。
しかしながら、ガードバンドは、いずれの通信にも用いられず、周波数利用効率の向上を阻害する原因の１つとなっている。
そこで、図２Ｂに示すようにガードバンドを設けずに、互いの信号が干渉するのを前提に通信を行う周波数帯域の一部を重畳させて配置し、相互干渉が発生した場合には、相互干渉の影響を受けない信号を活用した誤り訂正復号を行うことにより、無線通信システムが占有する周波数帯域を削減して、周波数利用効率を改善する。
図１に戻り、送信装置１０と受信装置２０との構成について説明する。
送信装置１０は、データ変調部１０１、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部１０２、パンクチャパタン生成部１０３、パンクチャリング処理部１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０５、Ｐ／Ｓ（パラレル−シリアル）変換部１０６、及び、無線通信部１０７を備える。
変調部１０１は、送信するビットデータが入力され、入力されたビットデータに対して前方誤り訂正符合（Forwarding Error Correction；ＦＥＣ）を適用し、前方誤り訂正符号化したビットデータを変調した変調シンボルをＳ／Ｐ変換部１０２に出力する。ここで、変調部１０１は、前方誤り訂正符号化に、例えば、畳み込み符号、ターボ符号、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ：Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｃｏｄｅ）などを用い、変調に、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；四位相偏移変調）や１６ＱＡＭ（16-position Quadrature Amplitude Modulation；１６点直交振幅変調）や、６４ＱＡＭ（64-position Quadrature Amplitude Modulation；６４点直交振幅変調）などを用いる。
Ｓ／Ｐ変換部１０２は、変調部１０１から出力された変調シンボルをシリアル−パラレル変換してパンクチャリング処理部１０４に出力する。パンクチャパタン生成部１０３は、通信に使用するサブキャリアのうちいずれのサブキャリアに送信電力を零とするヌル（Ｎｕｌｌ）を割り当てるサブキャリアを示すヌルパタン情報を生成し、生成したヌルパタン情報をパンクチャリング処理部１０４に出力する。パンクチャリング処理部１０４は、Ｓ／Ｐ変換部１０２が出力する直並列化（シリアル−パラレル変換）された変調シンボルのうち、パンクチャパタン生成部１０３が出力するヌルパタン情報により指定された変調シンボルを電力が零のヌルに変更して、ＩＦＦＴ部１０５に出力する。
ＩＦＦＴ部１０５は、パンクチャリング処理部１０４が出力する変調シンボルに逆ＦＦＴ処理により時間領域の信号に変換し、変換した信号をＰ／Ｓ変換部１０６に出力する。
Ｐ／Ｓ変換部１０６は、ＩＦＦＴ部１０５が出力した信号に対してパラレル−シリアル変換を行い無線通信部１０７に出力する。無線通信部１０７は、アンテナが接続され、Ｐ／Ｓ変換部１０６が出力する並直列化（パラレル−シリアル変換）された信号を搬送波の周波数帯域にアップコンバートして受信装置２０に送信する。
続いて、受信装置２０は、無線通信部２０１、Ｓ／Ｐ変換部２０２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２０３と、Ｐ／Ｓ変換部２０４、干渉帯域検出部２０５、及び、復調部２０６を備える。無線通信部２０１は、アンテナが接続され、送信装置１０が送信した信号を受信し、受信した信号を搬送波の周波数帯域からダウンコンバートして変調シンボルをＳ／Ｐ変換部２０２に出力する。
Ｓ／Ｐ変換部２０２は、無線通信部２０１が受信する変調シンボルをシリアル−パラレル変換してＦＦＴ部２０３に出力する。ＦＦＴ部２０３は、Ｓ／Ｐ変換部２０２が出力する直並列化した変調シンボルをＦＦＴ処理により周波数領域の変調シンボルに変換してＰ／Ｓ変換部２０４に出力する。
Ｐ／Ｓ変換部２０４は、ＦＦＴ部２０３が出力する変換した変調シンボルをパラレル−シリアル変換した変調シンボルを干渉帯域検出部２０５と復調部２０６とに出力する。干渉帯域検出部２０５は、ヌルサブキャリアに割り当てられるサブキャリアを示すヌルパタン情報を記憶し、ヌルサブキャリアに設定されたサブキャリアに対応する変調シンボルから予め定めた受信電力を超える信号を検出したとき、当該サブキャリアに干渉波が存在することを検出し、干渉波の影響を受けていると判断したサブキャリアを示す干渉帯域情報を復調部２０６に出力する。また、干渉帯域検出部２０５は、検出した干渉波の受信電力を検出する。ここで、干渉波の検出は、例えば、制御信号などで選択されたヌルパタン情報に応じて、干渉帯域検出部２０５がヌルサブキャリアの受信電力を検出することにより行う。
復調部２０６は、Ｐ／Ｓ変換部２０４が出力した変調シンボルのうち、干渉帯域検出部２０５が出力する干渉帯域情報により干渉波の影響があると示されるサブキャリアに対応する変調シンボルを用いずに、誤り訂正復号と復調とを行って得られたビットデータを出力する。また、復調部２０６は、ヌルサブキャリアに設定されたサブキャリアから受信した受信信号を無効な信号として、当該受信信号を用いずに誤り訂正復号と復調とを行う。
次に、ヌルサブキャリアの設定と干渉波の検出について説明する。
図３は、ヌルサブキャリアの配置の一例を示す送信フレームの概念図である。横軸はサブキャリア（周波数）を示し、縦軸はタイムスロット（時間）を示す。各送信フレームは、それぞれが異なる周波数に設けられるサブキャリアを１０つ含み、予め定められた一定の時間間隔で区切られたタイムスロットを４つ含み構成される。図示するように、パンクチャパタン生成部１０３が、それぞれの送信フレームに予め定めたサブキャリア（サブキャリア２、４、７、９）にヌルサブキャリアを設定する。
破線Ｉ１で囲まれたサブキャリアに干渉波が存在するとき、干渉帯域検出部２０５は、次のように干渉波の影響を受けるサブキャリアを検出する。
タイムスロット１において、干渉帯域検出部２０５は、配置したヌルサブキャリアそれぞれに対応する変調シンボルからは予め定められた基準値を超える電力が検出されないので、当該タイムスロットに干渉帯域がないと判定する。ここで、予め定められた基準値とは、どの程度の受信電力が検出されると干渉波が存在するかを統計的、あるいは、経験的に定めた値であり、ホワイトノイズなどを考慮して定められる電力値である。
タイムスロット２〜４では、干渉帯域検出部２０５は、干渉波が存在することにより、受信電力が予め定めた基準値を超える受信電力を有する変調シンボルをヌルサブキャリア９に検出する。これにより、干渉帯域検出部２０５は、マルチキャリア重畳伝送方式を適用する場合、通信帯域の両端に干渉帯域が発生しやすいので、サブキャリア１０にも干渉波が存在していると推定する。また、干渉帯域検出部２０５は、サブキャリア７には基準値を超える受信電力が検出されないことから、干渉帯域の境界が、サブキャリア８又はサブキャリア９にあると判定し、サブキャリア８〜１０を干渉波の影響を受けたサブキャリアと判定して干渉帯域情報を復調部２０６に出力する。
なお、ここでは、干渉帯域検出部２０５は、サブキャリア８を干渉波の影響を受けた干渉帯域であると判定したが、サブキャリア９〜１０を干渉帯域と判定してもよい。図示するように、干渉帯域検出部２０５がサブキャリア９に干渉波を検出し、サブキャリア７に干渉波を検出しない場合、干渉帯域の境界が、サブキャリア８、又は、サブキャリア９のいずれかに存在する。また、干渉帯域検出部２０５が実際と異なった判定をしても、誤り訂正復号により正しくビットデータを復号できることが多いからである。
また、干渉帯域検出部２０５は、タイムスロット毎に干渉帯域を判定したが、送信フレーム単位で判定してもよい。
次に、図４は、ヌルサブキャリアの配置の異なる一例を示す送信フレームの概念図である。図３と同様に、横軸方向はサブキャリアを示し、縦軸方向はタイムスロットを示す。また、図４は、破線Ｉ２で囲まれたサブキャリアに干渉波が存在することを示している。
送信フレームは、１０のサブキャリアと４つのタイムスロットから構成され、図示するように、パンクチャパタン生成部１０３が、タイムスロット毎に異なり、予め定めたサブキャリアにヌルサブキャリアを設定する。図示する例において、パンクチャパタン生成部１０３は、タイムスロット１では、サブキャリア１、１０にヌルサブキャリアを設定し、タイムスロット２では、サブキャリア２、９にヌルサブキャリアを設定し、タイムスロット３では、サブキャリア３、８にヌルサブキャリアを設定し、タイムスロット４では、サブキャリア４、７にヌルサブキャリアを設定する。
図示するように、パンクチャパタン生成部１０３は、ヌルサブキャリアを通信に使用する周波数帯域の両端から、通信に使用する周波数帯域の中央に向かってタイムスロット毎に異なる位置に配置する。このようにすると、干渉帯域検出部２０５が、送信フレーム単位で干渉帯域の境界を判断することにより、送信フレーム中に干渉帯域が大きく変化しないとすれば、送信フレームにおいて干渉帯域の境界がサブキャリア８にあると判定し、タイムスロット１〜４において、サブキャリア８〜１０が干渉帯域であることを示す干渉帯域情報を復調部２０６に出力する。
図示するような、パンクチャパタン生成部１０３が、通信に用いる周波数帯域の両端から中央に向かってヌルサブキャリアを順に各スロットに配置することにより、干渉帯域検出部２０５が、送信フレームのいずれのサブキャリアに干渉波が影響していたかを推定することが容易になり、特に、マルチキャリア重畳伝送方式を適用した無線通信システムでは、干渉波が生じる周波数帯域を検出する追従性を改善することができる。
図５は、ヌルサブキャリアの配置の異なる一例を示す送信フレームの概念図である。図３と同様に、横軸方向はサブキャリアを示し、縦軸方向はスロットを示す。送信フレームは、１０のサブキャリアと４つのスロットから構成され、図示するように、パンクチャパタン生成部１０３が、スロット毎に異なり、予め定めたサブキャリアにヌルサブキャリアを設定する。図示する例において、パンクチャパタン生成部１０３は、スロット１ではサブキャリア２、５、８にヌルサブキャリアを設定し、スロット２ではサブキャリア１、４、７、１０にヌルサブキャリアを設定し、スロット３ではサブキャリア３、７、９にヌルサブキャリアを設定し、スロット４ではサブキャリア４、５、８にヌルサブキャリアを設定する。
このように、パンクチャパタン生成部１０３がヌルサブキャリアをくし形状に配置することに、送信フレーム中のサブキャリア全体に対して干渉波の検出を行うことができ、通信に使用する周波数帯域のいずれのサブキャリアに干渉帯域が生じても検出することができる。
上述のように、干渉帯域検出部２０５が、ヌルサブキャリアに対応する変調シンボルの受信電力により干渉波の影響を受けたサブキャリアである干渉帯域を判定し、判定結果を示す干渉帯域情報を２０６に出力する。これにより、復調部２０６は、干渉波の影響を受けた、あるいは、干渉波の影響を受けた可能性のある変調シンボルを用いずに誤り訂正復号と復調とを行うので誤り訂正能力を向上させることが可能になる。
また、送信フレーム中のスロット毎に干渉波及び干渉帯域の検出を行うので、干渉波の発生に対して追従性よく干渉波の検出を行うことが可能である。
なお、ヌルサブキャリアを配置する３つの例を示したが、上述の配置以外のパターンでヌルサブキャリアを配置してもよく、ランダムに配置してもよい。
また、各スロットに設定するヌルサブキャリア数は、前方誤り訂正符号における符号化率に応じて設定される。ヌルサブキャリアとして設定されることで送信されない変調シンボルが存在しても、受信装置２０がビットデータを正しく誤り訂正復号を行える範囲でヌルサブキャリアを設定してもよい。このとき、送信装置１０と受信装置２０との間の伝搬路特性に応じてヌルサブキャリア数を定めるのが好適である。
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態における無線通信システム３の構成と、送信装置１２及び受信装置２２の構成とを示す概略ブロック図である。無線通信システム３は、データを送信する送信装置１２と、送信装置１２からデータを受信する受信装置２２とを有している。なお、無線通信システム３は、第１の実施形態における無線通信システム１と同様に、マルチキャリア通信としてＯＦＤＭ方式を用い、マルチキャリア重畳伝送方式を適用している場合について説明する。
送信装置１２は、変調部１０１、Ｓ／Ｐ変換部１０２、パンクチャリング処理部１０４、ＩＦＦＴ部１０５、Ｐ／Ｓ変換部１０６、無線通信部１２７、タイマ部１２３、及び、パンクチャパタン生成部１２４を備えている。なお、送信装置１２は、第１実施形態の送信装置１０に比べ、パンクチャパタン生成部１２４、タイマ部１２３、及び、無線通信部１２７が異なり、他の構成は同じであるので、対応する部分に同一の符号（１０１、１０２、１０４〜１０６）を付して、説明を省略する。
タイマ部１２３は、ビットデータの伝送の開始に応じてリセットされ、以降、一定時間間隔、例えば、１送信フレーム時間間隔、数フレーム時間間隔や、通信の特性に合わせた実時間をカウントし、カウントが満了すると、パンクチャパタン生成部１２４に一定時間間隔経過を示す情報を出力すると共に、リセットし再びカウントを開始する。
パンクチャパタン生成部１２４は、第１実施形態のパンクチャパタン生成部１０３と同様の動作に、通信に使用するサブキャリアのうちいずれのサブキャリアに送信電力を零とするヌル（Ｎｕｌｌ）を割り当てるかを示すヌルパタン情報を生成し、生成したヌルパタン情報をパンクチャリング処理部１０４に出力し、更に、受信装置２２からの干渉波検出情報のフィードバックに応じて、ヌルサブキャリアを設定するヌルパタン情報を生成し、生成したヌルパタン情報をパンクチャリング処理部１０４に出力する。
無線通信部１２７は、第１実施形態の無線通信部１０７の動作、アンテナが接続され、Ｐ／Ｓ変換部１０６が出力する並直列化された信号を搬送波の周波数帯域にアップコンバートして受信装置２２に送信し、更に、受信装置２２からヌルサブキャリアに予め定められた基準値を超える受信電力が検出されたことを示す干渉波検出情報を受信し、受信した干渉波検出情報をパンクチャパタン生成部１２４に出力する。
受信装置２２は、無線通信部２２１、Ｓ／Ｐ変換部２０２、ＦＦＴ部２０３、Ｐ／Ｓ変換部２０４、干渉帯域検出部２２５、タイマ部２２７、及び、復調部２０６を備える。なお、受信装置２２は、第１の実施形態の受信装置２０に比べ、無線通信部２２１、干渉帯域検出部２２５を備える点が異なり、他の構成は同じであるので、対応する部分に同一の符号（２０２〜２０４、２０６）を付して説明を省略する。
タイマ部２２７は、送信装置１２のタイマ部１２３と同期して動作し、ビットデータの伝送の開始に応じてリセットされ、以降、一定時間間隔、例えば、１送信フレーム時間間隔、数フレーム時間間隔や、通信の特性に合わせた実時間をカウントし、カウントが満了すると、干渉帯域検出部２２５に一定時間間隔経過を示すタイミング情報を出力すると共に、リセットし再びカウントを開始する。なお、タイマ部２２７とタイマ部１２３とを同期させるには、例えば、ビットデータ伝送を開始するときの制御信号などを用いて行う。
干渉帯域検出部２２５は、第１実施形態の干渉帯域検出部２０５と同様に、ヌルパタン情報を記憶し、ヌルサブキャリアに設定されたサブキャリアに対応する変調シンボルから予め定めた受信電力を超える信号を検出したとき、当該サブキャリアに干渉波が存在することを検出し、干渉波の影響を受けていると判断したサブキャリアを示す干渉帯域情報を復調部２０６に出力すると共に、検出した干渉波の受信電力を検出する。
更に、干渉帯域検出部２２５は、タイマ部２２７が出力するタイミング情報に応じて、ヌルパタン情報の切り替えを初期化する。
無線通信部２２１は、第１実施形態の無線通信部２０１と同様に、アンテナが接続され、送信装置１２が送信した信号を受信し、受信した信号を搬送波の周波数帯域からダウンコンバートして変調シンボルをＳ／Ｐ変換部２０２に出力する。更に、無線通信部２２１は、干渉帯域検出部２２５が出力した干渉波検出情報を送信装置１２に制御チャネルや、制御信号などとして送信する。
次に、図７及び図８を用いて無線通信システム３の動作を説明する。図７は、同実施形態における送信フレームのヌルサブキャリアの配置の異なる一例を示す送信フレームの概念図である。図７に示すように、タイムスロット１〜４において、破線Ｉ３で囲まれたサブキャリア８〜１０が干渉帯域となっている。
また、図８は、送信装置１２と受信装置２２との動作を示すシーケンス図である。なお、本実施形態において、タイマ部１２３、２２７は、１送信フレームでカウントを満了し、リセットする構成とする。
まず、タイマ部１２３は、ビットデータの伝送に応じてリセットされる（ステップＳ１１）、また、タイマ部２２７は、タイマ部１２３に同期してリセットされる（ステップＳ１２）。
パンクチャパタン生成部１２４は、ビットデータの送信が開始されると、サブキャリア１と１０とをヌルサブキャリアとするパターン１をパンクチャリング処理部１０４に出力する（ステップＳ１３）。
パンクチャリング処理部１０４が、パンクチャパタン生成部１２４から入力されたパターン１に応じてヌルサブキャリアを設定し、ヌルサブキャリアが設定された変調シンボルがＩＦＦＴ部１０５、Ｐ／Ｓ変換部１０６、無線通信部１２７において順に処理されて、タイムスロット１の信号を受信装置２２に送信される（ステップＳ１４）。
受信装置２２において、無線通信部２２１が、送信装置１２から送信された信号を受信し、受信された信号が、Ｓ／Ｐ変換部２０２、ＦＦＴ部２０３、Ｐ／Ｓ変換部２０４の順に処理されて、干渉帯域検出部２２５及び復調部２０６に入力される。
干渉帯域検出部２２５は、ヌルシンボルに設定されたサブキャリア１０に対応する変調シンボルから基準値を超える受信電力をサブキャリア１０に検出し（ステップＳ１５）、サブキャリア１０に干渉波が存在することを示す干渉波検出情報を復調部２０６と無線通信部２２１とに出力する。無線通信部２２１は、干渉帯域検出部２２５が出力した干渉波検出情報を送信装置１２に送信する（ステップＳ１６）。
送信装置１２において、無線通信部１２７は、受信装置２２から干渉波検出情報を受信し、受信した干渉波検出情報をパンクチャパタン生成部１２４に出力する。パンクチャパタン生成部１２４は、サブキャリア１０に干渉波があることを示す干渉波検出情報が入力されると、干渉帯域の境界を検出するために、ヌルサブキャリアを通信は帯域の中心周波数側に配置し、サブキャリア３、８をヌルサブキャリアとするパターン２をパンクチャリング処理部１０４に出力する（ステップＳ１７）。
パンクチャリング処理部１０４は、パンクチャパタン生成部１２４が出力したパターン２に応じてヌルサブキャリアを設定し、ＩＦＦＴ部１０５は、ヌルサブキャリアが設定された変調シンボルを逆ＦＦＴにより変換し、Ｐ／Ｓ変換部１０６は、逆ＦＦＴ処理された変調シンボルを並直列化し、無線通信部１２７は、並直列化した変調シンボルを受信装置２２に送信する（ステップＳ１８）。
受信装置２２において、無線通信部２２１が、送信装置１２から送信された信号を受信し、受信された信号が、Ｓ／Ｐ変換部２０２、ＦＦＴ部２０３、Ｐ／Ｓ変換部２０４の順に処理されて、干渉帯域検出部２２５及び復調部２０６に入力される。
干渉帯域検出部２２５は、ヌルシンボルに設定されたサブキャリア８に対応する変調シンボルから基準値を超える受信電力をサブキャリア８に検出し（ステップＳ１９）、サブキャリア１０に干渉波が存在することを示す干渉波検出情報を復調部２０６と無線通信部２２１とに出力する。無線通信部２２１は、干渉帯域検出部２２５が出力した干渉波検出情報を送信装置１２に送信する（ステップＳ２０）。
送信装置１２において、無線通信部１２７は、受信装置２２から干渉波検出情報を受信し、受信した干渉波検出情報をパンクチャパタン生成部１２４に出力する。パンクチャパタン生成部１２４は、サブキャリア８に干渉波があることを示す干渉波検出情報が入力されると、更に、ヌルサブキャリアを通信は帯域の中心周波数側に配置して干渉帯域の境界に対する探索範囲を狭くし、干渉帯域の境界を検出するためにサブキャリア５、８をヌルサブキャリアとするパターン３をパンクチャリング処理部１０４に出力する（ステップＳ２１）。
パンクチャリング処理部１０４は、パンクチャパタン生成部１２４が出力したパターン３に応じてヌルサブキャリアを設定し、ＩＦＦＴ部１０５は、ヌルサブキャリアが設定された変調シンボルを逆ＦＦＴにより変換し、Ｐ／Ｓ変換部１０６は、逆ＦＦＴ処理された変調シンボルを並直列化し、無線通信部１２７は、並直列化した変調シンボルを受信装置２２に送信する（ステップＳ２２）。
受信装置２２において、無線通信部２２１が、送信装置１２から送信された信号を受信し、受信された信号が、Ｓ／Ｐ変換部２０２、ＦＦＴ部２０３、Ｐ／Ｓ変換部２０４の順に処理されて、干渉帯域検出部２２５及び復調部２０６に入力される。
干渉帯域検出部２２５は、ヌルシンボルに設定されたサブキャリア８に対応する変調シンボルから基準値を超える受信電力をサブキャリア８に検出し（ステップＳ２３）、サブキャリア１０に干渉波が存在することを示す干渉波検出情報を復調部２０６と無線通信部２２１とに出力する。無線通信部２２１は、干渉帯域検出部２２５が出力した干渉波検出情報を送信装置１２に送信する（ステップＳ２４）。
送信装置１２において、無線通信部１２７は、受信装置２２から干渉波検出情報を受信し、受信した干渉波検出情報をパンクチャパタン生成部１２４に出力する。パンクチャパタン生成部１２４は、サブキャリア８に干渉波があることを示す干渉波検出情報が入力されると、干渉帯域の境界がサブキャリア６〜８のいずれかにあるとして、サブキャリア６、７をヌルサブキャリアとするパターン４をパンクチャリング処理部１０４に出力する（ステップＳ２５）。
パンクチャリング処理部１０４は、パンクチャパタン生成部１２４が出力したパターン４に応じてヌルサブキャリアを設定し、ＩＦＦＴ部１０５は、ヌルサブキャリアが設定された変調シンボルを逆ＦＦＴにより変換し、Ｐ／Ｓ変換部１０６は、逆ＦＦＴ処理された変調シンボルを並直列化（パラレル−シリアル変換）し、無線通信部１２７は、並直列化した変調シンボルを受信装置２２に送信する（ステップＳ２６）。
受信装置２２において、無線通信部２２１が、送信装置１２から送信された信号を受信し、受信された信号が、Ｓ／Ｐ変換部２０２、ＦＦＴ部２０３、Ｐ／Ｓ変換部２０４の順に処理されて、干渉帯域検出部２２５及び復調部２０６に入力される。
干渉帯域検出部２２５は、ヌルシンボルに設定されたサブキャリア６，７に対応する変調シンボルから基準値を超える受信電力が検出されず（ステップＳ２７）、サブキャリア１０に干渉波が存在しないことを示す干渉波検出情報を復調部２０６と無線通信部２２１とに出力する。無線通信部２２１は、干渉帯域検出部２２５が出力した干渉波検出情報を送信装置１２に送信する（ステップＳ２８）。
１送信フレームの４タイムスロットを送信が完了すると、タイマ部１２３がカウントを満了し、１送信フレームの送信が完了したことをパンクチャパタン生成部１２４に通知する（ステップＳ２９）。
以降、送信装置１２は、上述のステップと同様に動作するが、ヌルサブキャリアをいずれのサブキャリアに設定するかは、干渉波が検出されたサブキャリアに応じて異なる。
また、受信装置２２において、タイマ部２２７がカウントを満了し、１送信フレーム分の送信が完了したことを干渉帯域検出部２２５に通知する（ステップＳ２９ａ）。
干渉帯域検出部２２５は、本送信フレームの干渉波検出位置の系列から、サブキャリア８に干渉帯域の境界があると判定し、本送信フレームにおいてサブキャリア８〜１０を干渉帯域とする干渉帯域情報を復調部２０６に出力する（ステップＳ３０）。
復調部２０６は、タイムスロット１〜４において、サブキャリア８〜１０の変調シンボルを用いずに誤り訂正復号と復調を行いビットデータを検出する（ステップＳ３１）。
上述のように、受信装置２２の干渉帯域検出部２２５が、送信装置１２のパンクチャパタン生成部１２４に、干渉波を検出したサブキャリアの情報をフィードバックすることにより、効率的に干渉帯域の特定を効率的に行うことができる。また、パンクチャパタン生成部１２４は、干渉波の存在を通知されたときに、ヌルサブキャリアを多く配置することにより、少ない干渉波の検出回数で干渉帯域の境界を検出することができる。
なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態において、復調部２０６は、干渉帯域情報により干渉波の影響があると示されるサブキャリアに対応する変調シンボルを用いずに、誤り訂正復号と復調とをするとしたが、当該変調シンボルを干渉波の影響がないサブキャリアに対応する変調シンボルに対して信頼度の低い変調シンボルとして重み付けを行い、誤り訂正復号と変調とに用いてもよい。上述のように、干渉波の影響を受けたサブキャリアに対応する変調シンボルを用いない動作は、当該変調シンボルに対する信頼度が零の場合である。また、変調シンボルに重み付けを行う場合、重み付け係数は固定値でもよいし、検出した干渉波の受信電力に応じて変化させてもよい。
また、変調部１０１における符号化率を低くすることにより、ヌルサブキャリアとして設定するサブキャリア数を増やしてもよい。これにより、干渉波が頻繁に発生する環境において、干渉波の発生したサブキャリア、及び、干渉波の発生した期間を詳細に検出することができ、干渉波の発生に対して追従性を高くすることが可能となる。また、干渉波が頻繁に発生する環境か否かは、受信装置においてどの程度の干渉波が検出されたかにより動的に検出し、送信装置にフィードバックしてもよい。
また、第１実施形態及び第２実施形態において、干渉帯域検出部２０５、２２５は、ヌルサブキャリアに設定されるサブキャリアを記憶している構成を説明したが、送信装置１０、１１、１２から送信される制御信号などにヌルサブキャリアと設定されるサブキャリアを示すヌルパタン情報を送信するようにしてもよい。その際、干渉帯域検出部２０５、２２５が検出した干渉波の受信電力に応じてヌルサブキャリアを設定するヌルパタン情報を生成してもよい。
上述の第１実施形態及び第２実施形態の送信装置と受信装置とは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したヌルサブキャリアを設定する処理、及び、干渉帯域を検出する処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態におけるマルチキャリア伝送によって信号の送受信を行う無線通信システム５の概略を表す概略図である。無線通信システム５は、本発明による無線通信システムであり、送信装置５０及び受信装置６０を備える。また、無線通信システム５に含まれる送信装置５０及び受信装置６０の台数は、図９のようにそれぞれ１台に限定されず、それぞれ複数台含まれても良い。また、図９では送信装置５０が基地局装置であり受信装置６０が無線通信端末であるが、逆に送信装置５０が無線通信端末であり受信装置６０が基地局装置となっても良い。
無線通信端末は、基地局装置と無線通信を行う端末装置であり、例えば携帯電話機や、無線ＬＡＮ（Local Area Network）端末や、ＷｉＭＡＸ（登録商標）（Worldwide Interoperability for Microwave Access）端末などの装置である。基地局装置は、複数の無線通信端末と無線通信を行う装置であり、例えば携帯電話ネットワークにおける基地局装置や、無線ＬＡＮルータや、ＷｉＭＡＸ（登録商標）基地局などの装置である。送信装置５０と受信装置６０とは、マルチキャリア伝送方式によって無線通信を行う。より具体的には、送信装置５０と受信装置６０とは、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal frequency division multiplex：直交周波数分割多重方式）によって無線通信を行う。
図１０は、同実施形態における送信装置５０の機能構成を表すブロック図である。図示するように、送信装置５０は、ＦＥＣ符号化部５０１、第一変調部５０２、ブロック符号化部５０３、直並列変換部５０４、第二変調部５０５、送信部５０６、アンテナ５０７を備える。
ＦＥＣ符号化部５０１は、送信対象のデータのビット列をＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）に従って誤り訂正符号化し、誤り訂正符号化ビットを生成する。
第一変調部５０２は、誤り訂正符号化ビットに対して変調処理（マッピング処理）を行うことによって複数の変調シンボルを生成する。第一変調部５０２は、例えばＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、８ＰＳＫ（Octuple Phase Shift Keying）等の変調方式によって変調処理を行い、誤り訂正符号化ビットに応じた振幅値及び位相値の組み合わせ（変調シンボル）を生成する。
ブロック符号化部５０３は、第一変調部５０２によって生成された変調シンボルに対しブロック符号化処理を行う。ブロック符号化部５０３には、可逆演算（ブロック復号）可能であり、ブロック符号化後の信号の一部の振幅がゼロとなるようなブロック符号化手法が適用される。例えば、ブロック符号化部５０３は、式１のような直交行列の一種であるアダマール行列を用いてブロック符号化処理を行う。式１において、ｄ１、ｄ２はそれぞれ変調シンボルを表し、ｂ１、ｂ２はそれぞれブロック符号化後の変調シンボル（ブロック符号化変調シンボル）を表す。なお、ブロック符号化部５０３は、アダマール行列に限らず、Ｍ系列やスクランブル符号を用いてもよい。
Figure 2010070925
図１１は、ブロック符号化後の各コンスタレーションポイント（constellation point）の出現確率を表す概略図であり、縦軸Ｑは直交成分を表し横軸Ｉは同相成分を表す。図１１は、等電力ＱＰＳＫ（４コンスタレーションポイント）によって変調された変調シンボルが、２×２アダマール行列によってブロック符号化された場合の例を表す。この場合、変調シンボルｄ１、ｄ２の組み合わせは１６種である。また、ブロック符号化変調シンボルｂ１、ｂ２のコンスタレーションポイントは９種であり、そのうち振幅がゼロとなるコンスタレーションポイント（０，０）の出現確率は２５％となる。
図１０に戻って送信装置５０の説明を続ける。直並列変換部５０４は、ブロック符号化部５０３によって生成された複数のブロック符号化変調シンボルに対し直並列変換（シリアル／パラレル変換）を行う。
第二変調部５０５は、直並列変換部５０４によって並列にされた各ブロック符号化変調シンボルを各サブキャリアに配置し、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆フーリエ変換）や並直列変換（パラレル／シリアル変換）やガードインターバルの挿入を行うことによって変調信号を生成する。
送信部５０６は、変調信号に対しデジタル／アナログ変換や電力増幅やアップコンバート等の処理を行うことによって送信信号を生成する。
アンテナ５０７は、送信部５０６によって生成された送信信号を無線により送信する。
図１２Ａ及び図１２Ｂは、送信信号の概略を表す概略図である。図１２Ａにおいて、横軸は周波数を表し、縦軸は振幅を表す。図１２Ａは従来のマルチキャリア方式（ＱＰＳＫ変調、ＯＦＤＭ）に従って生成される送信信号を表し、図１２Ｂは送信装置５０によって生成される送信信号を表す。
図１２Ａでは、複数のサブキャリアそれぞれの振幅はａ１で均一であり、振幅がゼロとなるサブキャリア（以下、このようなサブキャリアを「ヌルサブキャリア」という）は無い。
これに対し、図１２Ｂでは、振幅が相対的に大きいａ２のサブキャリアと、振幅が相対的に小さいａ１のサブキャリアと、振幅がゼロのヌルサブキャリアとが存在する。ヌルサブキャリアは、図１２Ｂの上向き矢印が示す周波数帯域に存在し、ブロック符号化部５０３において振幅値がゼロとなったブロック符号化変調シンボルが配置されたサブキャリアである。
次に、送信装置５０の動作及び処理手順について説明する。図１３は、送信装置５０の送信処理の手順を示すフローチャートである。
図１３に示すように、まずＦＥＣ符号化部５０１が送信対象のデータのビット列をＦＥＣに従って誤り訂正符号化し、誤り訂正符号化ビットを生成する（ステップＳ１０１）。次に、第一変調部５０２が、誤り訂正符号化ビットを変調し変調シンボルを生成する（ステップＳ１０２）。次に、ブロック符号化部５０３が変調シンボルに対しブロック符号化処理を行う（ステップＳ１０３）。次に、直並列変換部５０４がブロック符号化変調シンボルに対し直並列変換を行う（ステップＳ１０４）。次に、第二変調部５０５がＩＦＦＴ処理を行い（ステップＳ１０５）、並直列変換やガードインターバルの挿入を行う（ステップＳ１０６）。次に、送信部５０６が送信信号を生成する（ステップＳ１０７）。そして、アンテナ５０７が送信信号を無線により送信し（ステップＳ１０８）、このフローチャートに表される送信処理が終了する。
次に、受信装置６０の機能構成について説明する。
図１４は、同実施形態における受信装置６０の機能構成を表すブロック図である。図示するように、受信装置６０は、アンテナ６０１、受信部６０２、第二復調部６０３、並直列変換部６０４、ブロック復号部６０５、第一復調部６０６、ＦＥＣ復号部６０７、ヌルサブキャリア判定部６０８、干渉信号検出部６０９を備える。
アンテナ６０１は、送信装置５０によって送信された送信信号と、他の送信装置によって送信された干渉信号とが合成された受信信号を受信する。
受信部６０２は、受信された受信信号に対し、ダウンコンバートを行い、さらにアナログ／デジタル変換を行い、変調信号を生成する。
第二復調部６０３は、変調信号に対しガードインターバルの除去や直並列変換やＦＦＴ（Fast Fourier Transform：フーリエ変換）やプリアンブル情報を用いた周波数領域等化処理などを行うことによって、複数のブロック符号化変調シンボルを生成する。
並直列変換部６０４は、並列に並んだ複数のブロック符号化変調シンボルに対し並直列変換を行う。
ブロック復号部６０５は、ブロック符号化変調シンボルに対し、送信装置５０のブロック符号化部５０３によるブロック符号化処理に応じたブロック復号化処理を行い、変調シンボルを生成する。例えば、ブロック符号化部５０３が式１のようなアダマール行列を用いてブロック符号化処理を行う場合には、ブロック復号部６０５は式２のようなアダマール行列の逆行列を用いてブロック復号化処理を行う。
Figure 2010070925
第一復調部６０６は、送信装置５０の第一変調部５０２による変調処理に応じた復調処理（デマッピング処理）を変調シンボルに対して行うことによって、誤り訂正符号化ビットを生成する。
ＦＥＣ復号部６０７は、誤り訂正符号化ビットに対しＦＥＣに従った誤り訂正処理及び復号化処理を行うことによって送信対象となっていたデータを生成する。
ヌルサブキャリア判定部６０８は、送信信号においてヌルサブキャリアが配置されていた周波数帯域を判定する。具体的には、ＦＥＣ復号部６０７によって生成されたデータに対し、送信装置５０のＦＥＣ符号化部５０１、第一変調部５０２、ブロック符号化部５０３と同様の処理を行うことによってレプリカ信号を生成し、ヌルサブキャリアが配置されていた周波数帯域（以下、「ヌル周波数帯域」という）を判定する。
干渉信号検出部６０９は、受信信号からヌル周波数帯域における信号成分を測定し、干渉信号を検出する。例えば、干渉信号検出部６０９は受信信号からヌル周波数帯域における信号成分の振幅を測定し、測定結果が所定の閾値以上であればヌル周波数帯域に干渉信号が存在すると判定する。さらに、干渉信号検出部６０９は、各ヌル周波数帯域において検出された干渉信号の有無や振幅を周波数帯域と対応付けて検出結果として記憶しても良い。この場合、受信装置６０が受信する信号の全ての周波数帯域において検出結果が得られると、干渉信号検出部６０９は干渉信号の検出結果として記憶していた各周波数帯域数の検出結果を出力しても良い。
次に、受信装置６０の動作及び処理手順について説明する。図１５は、受信装置６０の受信処理の手順を示すフローチャートである。
図１５に示すように、まずアンテナ６０１が受信信号を受信し（ステップＳ２０１）、受信部６０２が受信信号から変調信号を生成する（ステップＳ２０２）。次に、第二復調部６０３が変調信号に対しガードインターバルの除去や直並列変換を行う（ステップＳ２０３）。次に、第二復調部６０３がＦＦＴを行うことによってブロック符号化変調シンボルを生成する（ステップＳ２０４）。次に、並直列変換部６０４がブロック符号化変調シンボルに対し並直列変換を行う（ステップＳ２０５）。次に、ブロック復号部６０５がブロック符号化変調シンボルに対しブロック復号化処理を行い変調シンボルを生成する（ステップＳ２０６）。次に、第一復調部６０６が変調シンボルを復調することによって誤り訂正符号化ビットを生成する（ステップＳ２０７）。次に、ＦＥＣ復号部６０７が誤り訂正符号化ビットを誤り訂正復号化し、送信対象となっていたデータを生成する（ステップＳ２０８）。
次に、ヌルサブキャリア判定部６０８が、レプリカ信号を生成し（ステップＳ２０９）、ヌル周波数帯域を判定する（ステップＳ２１０）。次に、干渉信号検出部６０９が、ヌル周波数帯域において干渉信号を検出する（ステップＳ２１１）。
このように構成された無線通信システム５では、送信装置５０のブロック符号化部５０３がブロック符号化処理を行うため、送信データを含まないヌルサブキャリアを意図的に設けることなく、送信信号において送信対象のデータの一部を有するヌルサブキャリアを発生させることができる。そのため、送信信号に含まれるデータ量を減らすことなく、ヌルサブキャリアを有する送信信号を生成することができる。したがって、受信装置６０においてヌルサブキャリアの周波数帯域（ヌル周波数帯域）を判定しこの周波数帯域において信号測定を行うことによって、データの伝送効率の低下を抑止しつつ干渉信号を検出することが可能となる。
また、このように構成された無線通信システム５では、受信装置６０においてヌル周波数帯域でしか干渉信号を検出し測定することはできない。しかし、送信信号に発生するヌルサブキャリアの周波数帯域は一定ではなく送信信号毎に変化するため、受信装置６０において送信信号を複数回受信しそれぞれで干渉信号を検出することによって、無線通信システム５や受信装置６０で使用される周波数帯域全体における干渉信号を検出することが可能となる。
また、従来のようにバースト伝送における非送信区間やデータ区間に意図的に設けられたヌル信号区間を用いて干渉信号の測定を行う技術では、干渉信号の測定が間欠的になってしまうため伝送路特性の変動に対する追従性が悪いという問題もあった。このような問題に対し、上記のように構成された無線通信システム５では、送信装置５０が常にブロック符号化処理を行って送信信号を生成することによって、伝送路特性変動に対する追従性を向上させることが可能となる。
＜第３実施形態の変形例＞
図１６及び図１７は、第３実施形態の変形例における無線通信システム５の送信装置５０及び受信装置６０の機能構成を表すブロック図である。送信装置５０は、干渉帯域情報信号受信部５０８をさらに備えるように構成されても良い。また、受信装置６０は、干渉帯域情報信号送信部６１０をさらに備えるように構成されても良い。この場合、送信装置５０は、受信装置６０から送信される干渉帯域情報を受信し、干渉帯域情報に基づいて動作する。以下、このように構成された場合の送信装置５０及び受信装置６０について説明する。
干渉帯域情報信号送信部６１０は、干渉信号検出部６０９の検出結果に基づいて干渉帯域情報を生成する。干渉帯域情報とは、送信装置５０と受信装置６０との間の無線通信における干渉信号に関する情報であり、例えば干渉が発生してしまっているサブキャリアを表す情報や、干渉信号の振幅を表す情報である。また、干渉帯域情報は、ＦＥＣ復号部６０７の誤り訂正復号化処理において算出された誤り率の情報も含む。そして、干渉帯域情報信号送信部６１０は、干渉帯域情報に対し誤り訂正符号化処理や変調処理やデジタル／アナログ変換処理やアップコンバート処理などの処理を実行することによって無線信号（干渉帯域情報信号）を生成し、アンテナ６０１から送信装置５０に送信する。
干渉帯域情報信号受信部５０８は、アンテナ５０７によって受信された干渉帯域情報信号に対し、ダウンコンバート処理やアナログ／デジタル変換処理や復調処理や誤り訂正復号化処理などの処理を実行し、干渉帯域情報信号から干渉帯域情報を取得する。
第３実施形態の変形例におけるＦＥＣ符号化部５０１は、干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいた適応変調処理を行うことによって符号化率を変更する。なお、適応変調処理は、既存の技術により可能である。例えば、ＦＥＣ符号化部５０１は、誤り率が高い場合には、現在適用されている符号化率よりも符号化率を低く設定し干渉に対する耐性を高め、逆に誤り率が低い場合には、現在適用されている符号化率よりも符号化率を高く設定し干渉に対する耐性を低くする。
第３実施形態の変形例における第一変調部５０２は、干渉帯域情報に含まれる誤り率に基づいた適応変調処理を行うことによって複数の変調シンボルを生成する。なお、適応変調処理は、既存の技術により可能である。例えば、第一変調部５０２は、誤り率が高い場合には、現在適用されている変調方法よりも変調多値数が低く干渉に対する耐性が高い変調方法によって変調シンボルを生成し、逆に誤り率が低い場合には、現在適用されている変調方法よりも変調多値数が高く干渉に対する耐性が低い変調方法によって変調シンボルを生成する。
上述の第３実施形態及び第３実施形態の変形例では、送信装置５０において、送信データを含まず振幅値がゼロのサブキャリアを意図的に設けることなく、送信対象のデータの一部を有するサブキャリアとして振幅値がゼロのサブキャリアが生成される。そして、受信装置６０は、受信した信号から、送信装置５０において振幅値がゼロとなっていたサブキャリアの周波数帯域の信号を干渉信号として検出する。そのため、本発明によれば、データの伝送効率の低下を抑止しつつ干渉信号を検出することが可能となる。
なお、上記の説明では、受信装置６０による干渉信号の検出結果は送信装置５０への干渉帯域情報信号の生成のために用いられたが、干渉信号の検出結果の用途はこれに限定されず既存の他の用途に適用されても良い。例えば、干渉信号の検出結果を第二復調部６０３などにフィードバックすることによって干渉信号に応じた復調処理を実現し、復調処理の精度を向上させるように受信装置６０が構成されても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１、３、５ 無線通信システム
１０、１２、５０ 送信装置
１０ａ、１０ｂ 無線ＬＡＮ基地局
２０、２２、２０ａ、６０ 受信装置
１０１ 変調部
１０２ Ｓ／Ｐ変換部
１０３ パンクチャパタン生成部
１０４ パンクチャリング処理部
１０５ ＩＦＦＴ部
１０６ Ｐ／Ｓ変換部、１０７ 無線通信部
１２３ タイマ部
１２４ パンクチャパタン生成部
１２７ 無線通信部
２０１ 無線通信部
２０２ Ｓ／Ｐ変換部
２０３ ＦＦＴ部
２０４ Ｐ／Ｓ変換部
２０５ 干渉帯域検出部
２０６ 復調部
２２１ 無線通信部
２２５ 干渉帯域検出部
２２７ タイマ部
５０１ ＦＥＣ符号化部
５０２ 第一変調部
５０３ ブロック符号化部
５０４ 直並列変換部
５０５ 第二変調部
５０６ 送信部
５０７、６０１ アンテナ
５０８ 干渉帯域情報信号受信部
６０２ 受信部
６０３ 第二復調部
６０４ 並直列変換部
６０５ ブロック復号部
６０６ 第一復調部
６０７ ＦＥＣ復号部
６０８ ヌルサブキャリア判定部
６０９ 干渉信号検出部
６１０ 干渉帯域情報信号送信部

Claims (14)

  1. 複数のサブキャリアからなる無線信号の伝送に用いられる送信装置及び受信装置を含む無線通信システムであって、
    前記送信装置が、送信すべき送信対象データに対して誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られたデータの送信に用いる前記複数のサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの振幅値を零にしたヌルサブキャリアにして誤り訂正符号化により得られたデータを送信し、
    前記受信装置が、前記複数のサブキャリアの信号を前記送信装置から受信し、受信した信号に対して誤り訂正復号を行い前記送信対象データを得るとともに、前記ヌルサブキャリアを用いたサブキャリアにおいて予め定めた基準値を超える受信電力を検出した場合、該サブキャリアに干渉が生じていると判定する
    ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 一定時間間隔で区切られたタイムスロット毎に、前記ヌルサブキャリアに設定する前記サブキャリアを変更する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記複数のサブキャリアのうちいずれのサブキャリアを前記ヌルサブキャリアに設定するか否かは、予め定められている
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無線通信システム。
  4. 前記複数のサブキャリアのうち周波数が最も高いサブキャリアから中心周波数のサブキャリアに向かって順に前記ヌルサブキャリアが設定されると共に、
    前記複数のサブキャリアのうち周波数が最も低いサブキャリアから中心周波数のサブキャリアに向かって順に前記ヌルサブキャリアが設定される
    ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
  5. 前記ヌルサブキャリアは、前記複数のサブキャリアのうちのサブキャリアにランダムに設定される
    ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
  6. 前記複数のサブキャリアに設定される前記ヌルサブキャリアの数は、前方誤り訂正符号における符号化率、又は、前記送信装置と前記受信装置との間の伝搬路特性に応じて定められる
    ことを特徴とする請求項１から請求項５いずれか１項に記載の無線通信システム。
  7. 前記受信装置が、
    前記干渉波が検出されたサブキャリアを示す干渉波検出情報を前記送信装置に送信し、
    前記送信装置が、
    送信された前記干渉波検出情報に応じて前記ヌルサブキャリアを設定する
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無線通信システム。
  8. 前記受信装置が、
    連続する前記タイムスロットにおける干渉波検出情報から、前記複数のサブキャリアのうちいずれのサブキャリアに前記干渉波が前記連続するタイムスロットのいずれのタイムスロットに存在したかを推定し、該干渉波が存在したサブキャリアの変調シンボルを使用せずに前記送信対象データの復調を行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  9. 前記送信装置が、
    送信する前記送信対象データに対して前方誤り符号を適用し、前方誤り符号化された前記送信対象データを変調して変調信号を出力する変調部と、
    前記変調部が出力する前記変調信号に対して前記複数のサブキャリアのうち前記ヌルサブキャリアに設定されたサブキャリアに割り当てられる前記変調信号の送信電力をゼロにするパンクチャリング処理部と
    を備える
    ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  10. 前記受信装置が、
    前記ヌルサブキャリアと設定されたサブキャリアにおける受信信号を無効な信号として、該受信信号を用いずに復調及び誤り訂正復号を行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  11. 前記送信装置が、
    前記送信対象データに対し誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化ビットを生成する誤り訂正符号化部と、
    誤り訂正符号化ビットを変調し複数の変調シンボルを生成する第一変調部と、
    複数の変調シンボルに対し、一部の振幅値がゼロとなるようなブロック符号化を行うブロック符号化部と、
    ブロック符号化された変調シンボルを各サブキャリアに配置し変調信号を生成する第二変調部と、
    前記変調信号から送信信号を生成し送信する送信部と、
    を備え、
    前記受信装置が、
    前記送信信号を受信する受信部と、
    受信した送信信号からサブキャリア毎に前記ブロック符号化された変調シンボルを取得する第二復調部と、
    前記ブロック符号化された変調シンボルに対し、前記ブロック符号化部のブロック符号化に応じたブロック復号化を行うブロック復号部と、
    ブロック復号化された前記変調シンボルに対し、前記第一変調部の変調に応じた復調を行う第一復調部と、
    復調後の値を用いて前記誤り訂正符号化部の誤り訂正符号化に応じた誤り訂正処理及び復号処理を行うことによって前記送信対象データを生成する誤り訂正復号部と、
    前記送信対象データに基づいて、前記送信部が生成した送信信号において振幅値がゼロとなっていたサブキャリアの周波数帯域を判定する判定部と、
    前記受信した送信信号から、前記判定部によって振幅値がゼロとなっていたと判定されたサブキャリアの周波数帯域の信号を干渉信号として検出する検出部と
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  12. 前記判定部が、前記送信対象データに対し、前記誤り訂正符号化部と同じ誤り訂正符号化を行い、前記第一変調部と同じ変調を行い、前記ブロック符号化部と同じブロック符号化を行うことによって、前記送信部が生成した送信信号において振幅値がゼロとなるサブキャリアの周波数帯域を判定する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
  13. 前記受信装置が、検出された干渉信号に基づいて干渉が生じているサブキャリアを表す干渉帯域情報を生成し、前記送信装置に送信する干渉帯域情報信号送信部、をさらに備え、
    前記送信装置の前記誤り訂正符号化部又は前記第一変調部は、前記干渉帯域情報信号に基づいて符号化率又は変調方式を決定する
    ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載の無線通信システム。
  14. 複数のサブキャリアからなる無線信号の伝送に用いられる送信装置及び受信装置を含む無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記送信装置が、送信すべき送信対象データに対して誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化により得られたデータの送信に用いる前記複数のサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの振幅値を零にしたヌルサブキャリアにして誤り訂正符号化により得られたデータを送信する過程と、
    前記受信装置が、前記複数のサブキャリアの信号を前記送信装置から受信し、受信した信号に対して誤り訂正復号を行い前記送信対象データを得るとともに、前記ヌルサブキャリアを用いたサブキャリアにおいて予め定めた基準値を超える受信電力を検出した場合、該サブキャリアに干渉が生じていると判定する過程と
    を有することを特徴とする無線通信方法。
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