JPWO2017081980A1 - 送信装置、通信装置、送信信号生成方法、受信装置および復調方法 - Google Patents

Abstract

送信装置（１）は、データシンボル生成部（１２）と、固定シンボル系列を生成する固定系列生成部（１１）と、先頭部分および後尾部分に固定シンボルが配置され、中央部分にデータシンボルが配置されたブロック信号を生成する多重部（１３）と、ブロック信号を周波数領域の信号に変換するＤＦＴ部（１４）と、周波数領域の信号に変換された後のブロック信号から両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減処理部（１５）と、両端部分の規定数の信号が除去された後のブロック信号に対して補間処理を行う補間処理部（１６）と、補間処理が行われた後のブロック信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部（１７）と、時間領域の信号に変換された後のブロック信号を送信する送信部（１８）と、を備える。

Description

本発明は、ブロック伝送を行う送信装置、通信装置、送信信号生成方法、受信装置および復調方法に関する。

デジタル通信システムにおいて、送信信号が建物などに反射して起こるマルチパスフェージングおよび端末の移動によって起こるドップラ変動によって、伝送路の周波数選択性および時間変動が発生する。このようなマルチパス環境において、受信信号は送信シンボルと遅延時間が経って届くシンボルとが干渉した信号となる。

このような周波数選択性のある伝送路において、最良の受信特性を得るためシングルキャリア（Single Carrier：ＳＣ）ブロック伝送方式が近年注目を集めている（例えば、非特許文献１参照）。ＳＣブロック伝送方式は、マルチキャリア（Multiple Carrier：ＭＣ）ブロック伝送であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式（例えば、非特許文献２参照）に比べピーク電力を低くすることができる。

ＳＣブロック伝送を行う送信機では、例えば、デジタル変調信号であるＰＳＫ（Phase Shift Keying）信号またはＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号を生成し、時間領域信号に変換した後、マルチパスフェージング対策のためにＣＰ（Cyclic Prefix：サイクリックプレフィックス）を付加する。また、ＳＣブロック伝送を行う送信機では、送信ピーク電力を抑圧するため、一般的にプリコーダにおいてＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）処理を行う。

非特許文献１および２などに記載のＳＣブロック伝送によれば、マルチパスフェージングの影響を低減しつつ送信ピーク電力を抑圧することができる。しかしながら、ＳＣブロック伝送では、ＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となるので、帯域外スペクトルが発生する。帯域外スペクトルは帯域外漏洩電力とも呼ばれ、隣接するチャネルへの干渉となる。このため、帯域外スペクトルの抑圧が必要となる。また、一般的な通信システムではスペクトルマスクが定められており、スペクトルマスクを満足するように帯域外スペクトルを抑圧する必要がある。このような問題に対し、非特許文献３では、固定シンボルをＳＣブロックの両端に挿入することにより帯域外スペクトルを抑圧する技術が提案されている。非特許文献３に記載の送信機では、ブロック毎にデータシンボルおよび固定シンボル系列である固定系列を生成し、これらを時間領域にて多重することにより両端に固定シンボルが挿入されたＳＣブロックを生成する。

N.Benvenuto，R.Dinis，D.Falconer and S.Tomasin，"Single Carrier Modulation With Nonlinear Frequency Domain Equalization：An Idea Whose Time Has Come−Again"，Proceedings of the IEEE，vol.98，No.1，Jan．2010，pp.69−96． J．A．C．Bingham，"Multicarrier Modulation for Data Transmission：An Idea Whose Time Has Come"，IEEE Commun．Mag．，vol．28，No．5，May 1990，pp．5−14． 長谷川、他、"固定系列を用いたＤＦＴ−s−ＯＦＤＭ"、信学技報，vol.14，no.490，RCS2014−326，pp.147−152，2015年3月．

非特許文献３に記載の従来の技術を適用した場合、ＳＣブロック伝送における帯域外スペクトルを抑圧することができる。しかしながら、周波数利用効率が劣化するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域外スペクトルの抑圧および周波数利用効率の向上を実現することができる送信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信装置は、データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、固定シンボル系列を生成する固定系列生成部と、データシンボルおよび固定シンボル系列に基づいて、先頭部分および後尾部分に固定シンボルが配置され、残りの中央部分にデータシンボルが配置されたブロック信号を生成する多重部とを備える。また、送信装置は、ブロック信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、周波数領域の信号に変換された後のブロック信号から両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減処理部と、帯域削減処理部で両端部分の規定数の信号が除去された後のブロック信号に対して補間処理を行う補間処理部と、補間処理が行われた後のブロック信号を時間領域の信号に変換する周波数時間変換部と、ブロック信号を対向装置へ送信する送信部と、を備える。

本発明によれば、帯域外スペクトルの抑圧および周波数利用効率の向上を実現可能な送信装置を得ることができる、という効果を奏する。また、サイクリックプレフィックスを付加しなくても、マルチパスフェージング耐性が高く、帯域外削減効果および帯域外スペクトル抑圧を発揮できる。

実施の形態１にかかる送信装置および受信装置を含んで構成された通信システムの一例を示す図 実施の形態１にかかる送信装置の構成例を示す図 実施の形態１にかかる多重部により生成される信号の一例を示す図 実施の形態１にかかる多重部で生成されたｋ−１番目の信号とｋ番目の信号との関係の一例を示す図 実施の形態１にかかる帯域削減処理部の動作例を示す図 実施の形態１にかかる送信装置がＳＣブロックを生成して受信装置へ送信する動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる送信装置の構成要素を実現するハードウェアの一例を示す図 実施の形態２にかかる受信装置の構成例を示す図 実施の形態２にかかる受信装置の伝送路推定部の構成例を示す図 実施の形態２にかかる受信装置の動作例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる受信装置の他の動作例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる受信装置の構成要素を実現するハードウェアの一例を示す図 実施の形態２にかかる受信装置の構成要素を実現するハードウェアの他の例を示す図 実施の形態３にかかる受信装置の構成例を示す図 実施の形態３にかかる受信装置の伝送路推定部の構成例を示す図 実施の形態３にかかる受信装置の動作例を示すフローチャート 実施の形態３にかかる受信装置の他の動作例を示すフローチャート 実施の形態４にかかる受信装置の構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる送信装置、通信装置、送信信号生成方法、受信装置および復調方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる送信装置および受信装置を含んで構成された通信システムの一例を示す図である。本実施の形態にかかる通信システムは、送信装置１および受信装置２を備え、送信装置１から受信装置２に対してＳＣブロック伝送を行う。なお、ＳＣブロック伝送を行う通信システムは、送信装置１および受信装置２を備えた２台の通信装置が双方向にＳＣブロック伝送を行う構成としてもよい。

図２は、実施の形態１にかかる送信装置１の構成例を示す図である。本実施の形態にかかる送信装置１は、固定系列生成部１１、データシンボル生成部１２、多重部１３、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１４、帯域削減処理部１５、補間処理部１６、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）部１７および送信部１８を備え、ＳＣ（Single Carrier）ブロック伝送を行う送信側の通信装置を構成する。なお、図２は、本発明の動作の説明に必要な構成を示しており、一般的な送信装置に必要な構成の一部については記載を省略している。

固定系列生成部１１は、信号値があらかじめ定められたシンボルである固定シンボルの系列を生成する。以下、固定系列生成部１１が生成する系列を固定シンボル系列と呼ぶ。固定シンボル系列は、帯域外スペクトルを抑制するためにＳＣブロックに挿入されるシンボル系列であり、ＳＣブロック間で共通の値として挿入されるシンボル系列である。固定系列生成部１１は、ＳＣブロック伝送におけるブロック単位で固定シンボル系列を生成し、生成した固定シンボル系列を多重部１３へ出力する。

データシンボル生成部１２は、受信装置２へ送信する情報データに基づいて、例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）シンボル、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）シンボル等のデータシンボルを生成する。データシンボル生成部１２は、ＳＣブロック伝送におけるブロック単位でデータシンボルを生成し、生成したデータシンボルを多重部１３へ出力する。

多重部１３は、固定系列生成部１１で生成された固定シンボル系列をデータシンボル生成部１２で生成されたデータシンボルに付加し、固定シンボル系列が両端に挿入されたＳＣブロックであるブロック信号を生成する。送信装置１が固定系列生成部１１および多重部１３を備え、固定シンボル系列が両端に挿入されたＳＣブロックを生成する構成としたことにより、ＳＣブロック伝送における帯域外スペクトルを抑圧することができる。

ＤＦＴ部１４は、多重部１３で生成されたＳＣブロックに対してＤＦＴ、すなわちフーリエ変換を実行することにより、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部である。

帯域削減処理部１５は、ＤＦＴ部１４で周波数領域の信号に変換された後のＳＣブロックに対して帯域削減処理を実行して帯域を削減し、帯域削減後のＳＣブロック信号を補間処理部１６へ出力する。帯域削減処理部１５が帯域を削減する動作の詳細については後述するが、送信装置１が帯域削減処理部１５を備えた構成としたことにより、ＳＣブロック伝送の周波数利用効率を向上させることができる。

補間処理部１６は、帯域削減処理部１５からの入力信号、すなわち帯域削減処理が行われた後の周波数領域のＳＣブロックに対して補間処理を行う。補間処理は、例えばオーバサンプリングである。補間処理部１６への入力信号数をＮ、オーバサンプリングレートをＬとした場合、補間処理部１６の出力信号数はＬＮとなる。補間処理部１６は、補間処理としてオーバサンプリングを行う場合、帯域削減処理部１５からの入力信号に対してゼロを挿入する。この場合、補間処理部１６は、例えば、文献「B.Porat，“A Course in Digital Signal Processing”, John Wiley and Sons Inc., 1997.」に記載されている手法を用いて、入力信号に対してゼロを挿入する。

ＩＤＦＴ部１７は、補間処理部１６で補間処理が行われた後の周波数領域のＳＣブロックに対してＩＤＦＴ、すなわち逆フーリエ変換を実行することにより、時間領域の信号に変換する周波数時間変換部である。以下の説明において、ＩＤＦＴ部１７から出力される１点のデータを“サンプル”と呼ぶ場合がある。

送信部１８は、ＩＤＦＴ部１７で時間領域の信号に変換された後のＳＣブロックに対して無線周波数帯域への変換処理などを実行し、対向装置としての受信装置２へ送信する。

次に、本実施の形態にかかる送信装置１の詳細動作について説明する。本実施の形態では、固定系列生成部１１がＭ個のシンボルからなる固定シンボル系列を生成し、多重部１３はＮ_D個のシンボルからなる１つのＳＣブロックを生成する場合の例を説明する。

送信装置１において、１つのＳＣブロックを生成する場合、固定系列生成部１１は、Ｍ個のシンボルからなる固定シンボル系列としてＦ_-M/2，Ｆ_-M/2+1，…，Ｆ_-1，Ｆ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_M/2-2，Ｆ_M/2-1を生成し、多重部１３へ出力する。一方、データシンボル生成部１２は、Ｎ_D−Ｍ個のデータシンボルｄ₁，…ｄ_ND-Mを生成し、多重部１３へ出力する。なお、「ｄ」に付加されている下付の「ND-M」のうち、「ND」は「N_D」を意味する。本実施の形態では、説明の簡略化のため、Ｍが偶数の場合を想定して説明するが、Ｍは奇数であっても構わない。

なお、固定系列生成部１１が生成する固定シンボル系列はどのような系列を用いてもよい。Zadoff-Chu系列、ゼロ系列などを固定シンボル系列として用いることが可能である。

多重部１３は、固定系列生成部１１から入力された固定シンボル系列を先頭側の第１系列および後尾側の第２系列の２つに分割し、第２系列をデータシンボル生成部１２から入力されたＮ_D−Ｍ個のデータシンボルの先頭に付加し、第１系列をデータシンボルの後尾に付加する。Ｍが偶数の場合、多重部１３は、例えば、固定シンボル系列を前半のＭ／２個のシンボルＦ_-M/2，Ｆ_-M/2+1，…，Ｆ_-1である第１系列と後半のＭ／２個のシンボルＦ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_M/2-2，Ｆ_M/2-1である第２系列とに分割し、図３に示したように、後半のＦ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_M/2-2，Ｆ_M/2-1をデータシンボルｄ₁，…ｄ_ND-Mの先頭に付加し、前半のＦ_-M/2，Ｆ_-M/2+1，…，Ｆ_-1をデータシンボルｄ₁，…ｄ_ND-Mの後尾に付加する。この結果、Ｎ_D個のシンボルからなる１つのＳＣブロックが生成される。このようにして多重部１３がＳＣブロックを生成することにより、図４に示したように、ＳＣブロックの先頭部分に配置されたＭ／２個のシンボルＦ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_M/2-2，Ｆ_M/2-1は、１つ前のＳＣブロック、すなわち前回の処理で生成されたＳＣブロックの後尾部分に配置されたＭ／２個のシンボルＦ_-M/2，Ｆ_-M/2+1，…，Ｆ_-1と連続することになる。多重部１３は、生成したＳＣブロック、すなわち、先頭部分および後尾部分に合計Ｍ個の固定シンボルが配置され、残りの中央部分にデータシンボルが配置されたＳＣブロックを時間領域ＳＣブロックとしてＤＦＴ部１４へ出力する。

なお、Ｍが奇数の場合、多重部１３は、固定シンボル系列を(Ｍ＋１)/２個と(Ｍ−１)/２個とに分割する。また、上記説明では、多重部１３が固定シンボル系列を同じ数、すなわちＭ／２個ずつに分割することとしたが、異なる数、例えばＭ₁個とＭ₂個（０＜Ｍ₁、０＜Ｍ₂、Ｍ₁＋Ｍ₂＝ＭかつＭ₁≠Ｍ₂）とに分割してもよい。以降の説明では、説明の簡略化のため、多重部１３が固定シンボル系列を同じ数に分割するものとする。

ＤＦＴ部１４は、多重部１３から時間領域の信号である時間領域ＳＣブロックが入力されると、ＤＦＴを実行して周波数領域の信号に変換し、周波数領域ＳＣブロックとして帯域削減処理部１５へ出力する。本実施の形態ではＤＦＴ部１４の出力信号数をＮ_D点とする。

帯域削減処理部１５は、図５に示したように、ＤＦＴ部１４から出力されたＮ_D点の信号のうち、両端部分の規定数の信号を除去し、補間処理部１６へ出力する。帯域削減処理部１５の出力信号数をＮ'_D点とする。帯域削減処理部１５がＮ_D点の信号から両端部分の信号を除去する方法は様々な方法があるがどのような手法を用いてもよい。例えば、帯域削減処理部１５は、ローパスフィルタを用いて両端部分の信号を除去する。図５は、帯域削減処理部１５の動作例を示す図である。Ｎ_D−Ｎ'_Dが偶数の場合、帯域削減処理部１５は、ＤＦＴ部１４から出力されたＮ_D点の信号うち、両端から(Ｎ_D−Ｎ'_D)/２個を削除する。なお、Ｎ'_Dに関して制限は無く、Ｎ_D−Ｎ'_D＞ＭあるいはＮ_D−Ｎ'_D≦Ｍであってもよい。

具体例を用いて帯域削減処理部１５の動作を説明する。ここでは、１つのＳＣブロックを生成する際にＤＦＴ部１４から出力される信号の数、すなわち帯域削減処理部１５に入力されるシンボルの数をＮ_D＝１６とし、ＤＦＴ部１４が出力する１６個のシンボルをｓ_k,0，ｓ_k,1，…，ｓ_k,15とする。ｓ_k,nはｋ番目のブロックに対するＤＦＴ部１４の出力におけるｎ番目のシンボルである。一例として、帯域削減処理部１５の出力をＮ'_D＝１０とした場合、帯域削減処理部１５はｓ_k,3，ｓ_k,4，…，ｓ_k,12を出力する。すなわち、帯域削減処理部１５は、ＤＦＴ部１４から入力された１６シンボルのうち、両端から３点ずつを除去する。信号数がＮ_D点からＮ'_D点（Ｎ'_D＜Ｎ_D）に削減されたことにより周波数帯域が削減され、狭帯域にて情報伝送が可能となる。また、前述の通り、多重部１３において先頭部分および後尾部分に固定シンボル列が挿入されているＳＣブロックを生成しているため、連続する２つのＳＣブロックの間で位相の連続性が保たれ、帯域外スペクトルが抑圧される。

補間処理部１６は、帯域削減処理部１５から入力されたＮ'_D個のシンボルからなる信号である、帯域削減後の周波数領域ＳＣブロックに対して、補間処理を行う。補間処理部１６は、例えば、ゼロ挿入などのオーバサンプリングを、帯域削減処理部１５から入力された、Ｎ'_D個のシンボルからなる帯域削減後の周波数領域ＳＣブロックに対して行い、ＬＮ個のシンボルからなる周波数領域ＳＣブロックを生成する。すなわち、補間処理部１６は、帯域削減処理部１５から入力されたＮ'_D個のシンボルからなる信号に対してＬＮ−Ｎ'_D個のゼロを挿入する。補間処理部１６は、生成した周波数領域ＳＣブロック、すなわち補間処理後の周波数領域ＳＣブロックをＩＤＦＴ部１７へ出力する。

ＩＤＦＴ部１７は、補間処理部１６から入力されたＬＮ個のシンボルからなる周波数領域ＳＣブロックに対してＩＤＦＴを実行して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換し、ＬＮ個のサンプルからなるＳＣブロックを出力する。

送信部１８は、ＩＤＦＴ部１７から入力された信号を無線周波数帯域の信号に変換し、図示を省略したアンテナを介して送信する。なお、固定系列生成部１１が固定シンボル系列を生成し、多重部１３が固定シンボル系列をデータシンボルに付加してＳＣブロックを生成する構成としたことにより、マルチパスフェージング対策として従来必要であったＣＰ（Cyclic Prefix）の役割を固定シンボル系列が果たすことになり、ＳＣブロックへのＣＰの付加は不要となる。

図６は、送信装置１が送信信号としてＳＣブロックを生成し、受信装置２へ送信する動作を示すフローチャートである。

図６に示したように、まず、送信装置１は、固定シンボル系列およびデータシンボルを生成する（ステップＳ１，Ｓ２）。このステップＳ１およびＳ２においては、固定系列生成部１１が固定シンボル系列を生成し、データシンボル生成部１２がデータシンボルを生成する。固定シンボル系列の生成およびデータシンボルの生成は、どちらを先に実行してもよいし並列に実行してもよい。固定系列生成部１１は、固定シンボル系列を内部のメモリに記憶するなどして保持しておき、データシンボル生成部１２がデータシンボルを生成して出力するタイミングに合わせて固定シンボル系列を出力するようにしてもよい。

次に、送信装置１は、生成した固定シンボル系列とデータシンボルとを多重してＳＣブロックを生成する（ステップＳ３）。このステップＳ３では、多重部１３が、固定系列生成部１１で生成された固定シンボル系列およびデータシンボル生成部１２で生成されたデータシンボルを受け取り、これらを多重してＳＣブロックを生成する。具体的には、上述したように、多重部１３は、固定シンボルが先頭部分および後尾部分に挿入され、中央部分にデータシンボルが挿入されたＳＣブロックを生成する。

次に、送信装置１は、ステップＳ３で生成したＳＣブロックに対してＤＦＴを実行する（ステップＳ４）。このステップＳ４では、ＤＦＴ部１４が、ステップＳ３で生成されたＳＣブロックに対してＤＦＴを実行して周波数領域の信号に変換する。

次に、送信装置１は、周波数領域の信号に変換された後のＳＣブロックに対して帯域削減処理を実行する（ステップＳ５）。このステップＳ５では、帯域削減処理部１５が、周波数領域のＳＣブロックの両端部分のシンボルを除去する。

次に、送信装置１は、ステップＳ５で帯域削減処理を実行して得られた、帯域削減後のＳＣブロックに対して補間処理を行う（ステップＳ６）。このステップＳ６では、補間処理部１６が、ゼロ挿入などのオーバサンプリングを帯域削減後のＳＣブロックに対して実行する。

次に、送信装置１は、ステップＳ６で補間処理が実行された後のＳＣブロックに対してＩＤＦＴを実行する（ステップＳ７）。このステップＳ７では、ＩＤＦＴ部１７が、補間処理が実行された後のＳＣブロックに対してＩＤＦＴを実行して時間領域の信号に変換する。

最後に、送信装置１は、ステップＳ７で時間領域の信号に変換された後のＳＣブロックを受信装置２へ送信する（ステップＳ８）。このステップＳ８では、送信部１８が、ＩＤＦＴ部１７から入力されたＳＣブロックを受信装置２へ送信する。

つづいて、図２に示した送信装置１の各構成要素を実現するハードウェアについて説明する。データシンボル生成部１２は、モデムまたはモジュレータで実現可能である。ＤＦＴ部１４およびＩＤＦＴ部１７は、フリップフロップ回路、シフトレジスタ等を用いた電子回路で実現可能であり、送信部１８は送信機で実現可能である。また、固定系列生成部１１、多重部１３、帯域削減処理部１５および補間処理部１６は、図７に示したハードウェア１００、すなわち、入力部１０１、処理回路１０２、メモリ１０３および出力部１０４により実現可能である。

図７に示したハードウェア１００において、入力部１０１は、外部から入力されたデータを受信して処理回路１０２に与えるインターフェース回路である。処理回路１０２は、対応する構成要素の処理を実行する専用のハードウェアすなわち電子回路、またはプロセッサである。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）などである。メモリ１０３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、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）等である。出力部１０４は、処理回路１０２またはメモリ１０３からのデータを外部へ送信するインターフェース回路である。

処理回路１０２が専用の電子回路の場合、処理回路１０２は、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１０２がプロセッサの場合、固定系列生成部１１、多重部１３、帯域削減処理部１５および補間処理部１６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プログラムとして記述され、メモリ１０３に格納される。処理回路１０２すなわちプロセッサは、メモリ１０３に記憶された、送信装置１として動作するためのプログラムを読み出して実行することにより、送信装置１の固定系列生成部１１、多重部１３、帯域削減処理部１５および補間処理部１６を実現する。メモリ１０３に記憶されたプログラムは、固定系列生成部１１、多重部１３、帯域削減処理部１５および補間処理部１６をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

なお、固定系列生成部１１、多重部１３、帯域削減処理部１５および補間処理部１６の各々について、一部を専用の電子回路で実現し、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。例えば、固定系列生成部１１については専用の電子回路により実現し、残りの多重部１３などについては処理回路１０２としてのプロセッサがメモリ１０３に格納されたプログラムを読み出して実行することによりその機能を実現するようにしてもよい。

このように、処理回路１０２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、固定系列生成部１１、多重部１３などを実現することができる。

以上のように、本実施の形態にかかる送信装置１は、先頭部分および末尾部分に固定シンボルが挿入された、１つのＳＣブロックで送信するブロック信号を生成し、生成したブロック信号に対して周波数領域で帯域削減処理および補間処理を行い、受信装置２に向けて送信することとした。これにより、帯域外スペクトルの増加を抑制できるとともに、信号伝送で使用する帯域を狭帯域化して周波数利用効率を向上させることができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態１にかかる送信装置から送信されるブロック信号の受信装置、すなわち、図１に示した受信装置２について説明する。

上述したブロック信号を受信する受信装置は、ブロック信号に含まれる固定シンボル系列を使用して伝送路推定を行うことが可能である。しかし、ブロック信号がマルチパス環境において伝送される場合、受信装置が受信するブロック信号は、固定シンボルが配置される区間にデータ成分が多重された状態となり、伝送路の推定精度が劣化するという問題がある。本実施の形態にかかる受信装置２は、以下に示す構成とすることにより、推定精度が劣化する問題を解決する。

図８は、実施の形態２にかかる受信装置の構成例を示す図である。本実施の形態にかかる受信装置２は、受信信号処理部２１、ＤＦＴ部２２、ＦＤＥ（Frequency Domain Equalizer）２３、ＩＤＦＴ部２４、固定シンボル除去部２５、復調部２６、伝送路推定部２７および制御部２８を備え、ＳＣブロック伝送を行う通信システムの受信側の通信装置を構成する。なお、図８は、本発明の動作の説明に必要な構成を示しており、一般的な受信装置に必要な構成の一部については記載を省略している。また、「Ｄ」と記載され、符号２９および３０が付された構成要素は、入力された信号を一時的に記憶する記憶部である。記憶部２９および３０は、信号が入力されるとこれを保持し、保持している信号を予め決められたタイミングで出力する。ＤＦＴ部２２、ＦＤＥ２３、ＩＤＦＴ部２４、固定シンボル除去部２５および復調部２６はブロック信号復調部２０を構成する。

受信信号処理部２１は、入力される受信信号、すなわち図１に示した送信装置１から受信した信号に対して、送信装置１の送信部１８が実施した処理と逆の処理を実施し、ＤＦＴ部２２、伝送路推定部２７および記憶部３０への入力信号を生成する。

ＤＦＴ部２２は、受信信号処理部２１からの入力信号に対してＮＬポイントＤＦＴを実行し、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ＤＦＴ部２２は、変換処理を実行して得られた周波数領域の信号をＦＤＥ２３へ出力する。

ＦＤＥ２３は、伝送路推定部２７から入力される伝送路推定値を用いて、ＤＦＴ部２２から入力される周波数領域の信号に対して等化処理を行う。ＦＤＥ２３は、周波数領域での等化処理を実行して得られた信号をＩＤＦＴ部２４へ出力する。

ＩＤＦＴ部２４は、ＦＤＥ２３で等化処理が行われた後の信号に対してＩＤＦＴを実行し、時間領域の信号に変換する。実施の形態１で説明したように、送信装置１では、周波数領域において、帯域削減処理部１５が帯域削減処理を実行してＮ'_D点の信号としている。そのため、ＩＤＦＴ部２４は、ＦＤＥ２３からの入力信号に対して、ＩＤＦＴ処理を行う前にゼロ挿入を行い、Ｎ_D点の周波数領域信号となるようにする。ＩＤＦＴ部２４は、変換処理を実行して得られた時間領域の信号を固定シンボル除去部２５へ出力する。

固定シンボル除去部２５は、ＩＤＦＴ部２４で時間領域の信号に変換された後の信号に含まれている固定シンボルを除去する。固定シンボル除去部２５が固定シンボルを除去する動作の詳細については別途説明する。固定シンボル除去部２５は、固定シンボル除去後の信号を復調部２６へ出力する。

復調部２６は、固定シンボル除去部２５で固定シンボルが除去された後の信号に含まれているデータシンボルを復調する。

伝送路推定部２７は、送信装置１と受信装置２との間の伝送路の状態を推定する。伝送路推定部２７が伝送路の状態を推定する動作の詳細については別途説明する。伝送路推定部２７は、伝送路の状態を推定して得られた伝送路推定値をＦＤＥ２３へ出力する。

制御部２８は、復調部２６で復調されたデータシンボルである復調データシンボルを受け取り、制御信号Ａが出力を指示している場合、復調部２６から受け取った復調データシンボルを伝送路推定部２７へ出力する。

固定シンボル除去部２５の動作について説明する。固定シンボル除去部２５は、まず、固定シンボルで構成された信号ベクトルとして、式（１）に示した信号ベクトルＦ（太字）₀およびＦ（太字）₁を生成する。なお、“Ｔ”はベクトルの転置を示す。以降の数式においても同様である。

固定シンボル除去部２５は、次に、式（２）に示した信号ベクトルを生成する。式（２）において、０（太字）_ND-Mは、Ｎ_D−Ｍ個のゼロすなわちゼロシンボルによって成り立つ列ベクトルである。なお、なお、「０（太字）」に付加されている下付の「ND-M」のうち、「ND」は「N_D」を意味する。これ以降の説明においても同様とする。

固定シンボル除去部２５は、次に、式（２）に示したＺ（太字）_Fに対してＮ_DポイントＤＦＴを実行する。固定シンボル除去部２５は、ＤＦＴ処理を実行後にオーバサンプリング処理に相当するゼロ挿入を行いＮポイントに増やしてもよい。ゼロ挿入はどのような方式を用いてもよい。例えば、文献「B.Porat，“A Course in Digital Signal Processing”, John Wiley and Sons Inc., 1997.」に記載されている手法を用いることができる。ここでは、オーバサンプリングレートをＬ＝１とする。

固定シンボル除去部２５は、次に、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号に対して、送信装置１の帯域削減処理部１５が行う処理と同様の帯域削減処理を実行する。すなわち、固定シンボル除去部２５は、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号のうち、両端部分の規定数の信号を除去する。

固定シンボル除去部２５は、次に、帯域削減処理を実行して得られた信号に対してＮ_DポイントＩＤＦＴ処理を実行して信号ベクトルｄ（太字）_Zとする。ＩＤＦＴ部２４の出力を式（３）とすると、固定シンボル除去部２５が行う固定シンボル除去処理は式（４）で表される。

固定シンボル除去部２５は、固定シンボル除去処理において、電力正規化などの正規化処理を行うようにしてもよい。

固定シンボル除去部２５が固定シンボル除去処理を実行して得られた信号ベクトルは復調部２６への出力信号となる。なお、復調部２６には、固定シンボル除去部２５から出力された信号ベクトルの他に復調シンボルインデックスが入力される。復調シンボルインデックスは固定シンボル除去部２５から出力される信号ベクトルに含まれるシンボルのうち、どのシンボルを復調するか指示する情報である。例えば、図３に示した構成の信号ベクトルが出力される場合、Ｆ₀の位置のインデックスを“０”、Ｆ_-1_の位置のインデックスを“Ｎ_D−１”とすると、復調対象となるシンボルインデックスは、データシンボルを示す“Ｍ／２”，“Ｍ／２＋１”，…，“Ｎ_D−Ｍ／２−１”となる。固定系列にはデータ成分が含まれないので、復調対象にならない。

次に、伝送路推定部２７について説明する。伝送路推定部２７の動作について簡単に説明すると、伝送路推定部２７は、伝送路推定値の初期値を求め、この初期値を用いてデータシンボルが復調されると、復調されたデータシンボルを受け取る。そして、受け取ったデータシンボルを使用して、伝送路推定値を再度求める。伝送路推定部２７は、復調対象の受信信号である第１のＳＣブロックと、１つ前のタイミングで受信したＳＣブロックである第２のＳＣブロックと、固定系列とに基づいて、伝送路推定値の初期値を求める。また、伝送路推定部２７は、伝送路推定値を再度求める際には、第１のＳＣブロックと、第２のＳＣブロックと、固定系列と、復調された第１のＳＣブロックのデータシンボルと、復調された第２のＳＣブロックのデータシンボルとを使用する。以下、伝送路推定部２７の詳細について説明する。

まず、伝送路推定部２７への入力信号について説明する。ここでは、一例として、ｋ＋１番目のブロックの信号を受信した場合の伝送路推定について説明する。伝送路推定部２７への入力信号は、伝送路推定値の初期値を求める場合と、伝送路推定値を再度求める場合とで異なる。伝送路推定値の初期値を求める場合、伝送路推定部２７には、ｋ＋１番目のブロックの受信信号とｋ番目のブロックの受信信号とが入力される。すなわち、ｋ＋１番目のブロックの受信信号ｒ（太字）_k+1とｋ番目のブロックの受信信号ｒ（太字）_kとが伝送路推定部２７に入力される。また、送信装置１がデータシンボルに挿入する固定シンボル系列、すなわち固定系列生成部１１が生成する固定シンボル系列と同じ固定シンボル系列Ｆ₀，Ｆ₁，…，Ｆ_M/2-1，Ｆ_-M/2，…，Ｆ_-1が、固定系列として伝送路推定部２７に入力される。伝送路推定部２７は、これらのｋ＋１番目およびｋ番目のブロックの受信信号と固定系列とを使用して伝送路推定値の初期値を求める。伝送路推定値を再度求める場合、伝送路推定部２７には、さらに、伝送路推定値の初期値を用いて復調されたデータシンボルが入力される。具体的には、式（５）で表される復調データシンボル、および式（６）で表される復調データシンボルが伝送路推定部２７に入力される。

これらの復調データシンボルは、制御部２８を介して伝送路推定部２７に入力される。伝送路推定部２７は、伝送路推定値を再度求める動作では、初期値を求める際に使用した入力値に加えて、復調されたデータシンボルを使用する。

図９は、伝送路推定部２７の構成例を示す図である。伝送路推定部２７は、信号レプリカ生成部５１、伝送路推定処理部５２および時間周波数変換部５３を備える。上述した、伝送路推定部２７への入力信号のうち、固定系列および復調データシンボルは信号レプリカ生成部５１への入力信号となる。ｋ＋１番目のブロックの受信信号とｋ番目のブロックの受信信号とは伝送路推定処理部５２への入力信号となる。

信号レプリカ生成部５１は、固定シンボルおよびゼロシンボルで構成された第１のレプリカまたは固定シンボルおよびデータシンボルで構成された第２のレプリカを生成する。信号レプリカ生成部５１は、制御信号Ｂが伝送路推定値の初期値の生成を指示する場合に第１のレプリカを生成し、制御信号Ｂが伝送路推定値の再生成を指示する場合に第２のレプリカを生成する。

伝送路推定処理部５２は、ｋ＋１番目のブロックの受信信号およびｋ番目のブロックの受信信号と、信号レプリカ生成部５１で生成された信号レプリカとに基づいて伝送路推定を行う。信号レプリカ生成部５１で生成された信号レプリカとは、上記の第１のレプリカまたは第２のレプリカである。

時間周波数変換部５３は、伝送路推定処理部５２が算出した伝送路推定値を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。

図１０は、実施の形態２にかかる受信装置の動作例を示すフローチャートである。図１０では、受信装置２が、ｋ＋１番目のブロックで伝送されたデータシンボルを復調する場合の動作を示している。図１０を参照しながら受信装置２の動作、特に、伝送路推定値を算出する動作について、説明を行う。

受信装置２は、まず、ｋを初期化、すなわちｋ＝０とする（ステップＳ１１）。受信装置２は、次に、後述する信号ベクトルｒ'（太字）_k+1およびｐ（太字）を用いて伝送路推定を行い、伝送路推定値の初期値を求める（ステップＳ１２）。伝送路推定部２７がこのステップＳ１２の処理を実行する。ステップＳ１２において、伝送路推定部２７は以下に示す手順で伝送路推定値を算出する。

ステップＳ１２における伝送路推定値の算出処理では、まず、伝送路推定部２７の信号レプリカ生成部５１が、入力された固定系列を分割して式（７）に示す２つのベクトルを生成する。

信号レプリカ生成部５１は、次に、式（７）に示したベクトルを使用して式（８）に示した信号ベクトルを生成する。式（８）において、０（太字）_ND-MはＮ_D−Ｍ個のゼロを要素とする列ベクトルである。式（８）に示した信号ベクトルは、固定シンボルおよびゼロシンボルで構成された第１のレプリカである。第１のレプリカは、送信装置１で生成されるブロック信号内のデータシンボルをゼロシンボルに置き換えた信号に相当する。

次に、伝送路推定処理部５２が、式（８）で示した信号ベクトルＺ（太字）_Fに対してＮ_DポイントＤＦＴ処理を実行する。伝送路推定処理部５２は、ＤＦＴ処理を実行後にオーバサンプリング処理に相当するゼロ挿入を行って信号点をＮポイントに増やしてもよい。ゼロ挿入はどのような方式を用いてもよい。ここでは、オーバサンプリングレートをＬ＝１とする。

伝送路推定処理部５２は、次に、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号に対して、送信装置１の帯域削減処理部１５が行う処理と同様の帯域削減処理を実行する。すなわち、伝送路推定処理部５２は、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号のうち、両端部分の規定数の信号を除去する。

伝送路推定処理部５２は、次に、帯域削減処理を実行して得られた信号に対してＮポイントＩＤＦＴ処理を実行する。ＩＤＦＴ処理を実行して得られた信号ベクトルをｔ（太字）_Z＝［ｔ₀，ｔ₁，…，ｔ_N-1］^Tとする。時間領域での伝送路推定に用いる固定系列成分の長さをＭ'とし、Ｍ'を偶数とすると、時間領域における既知系列成分からなるベクトルｐ（太字）は式（９）で表される。

ここで、ｋ＋１番目のブロックの受信信号ｒ（太字）_k+1を式（１０）とし、マルチパス伝送路における最長パス遅延をＰとする。

この場合、ｋ番目のブロックの受信信号およびｋ＋１番目のブロックの受信信号によって成り立つ受信信号は式（１１）で表すことができる。

伝送路推定処理部５２は、次に、伝送路推定に用いる行列として、既知系列成分を各要素とする行列、具体的には式（１２）で表される行列を生成する。

伝送路推定処理部５２は、次に、式（１３）に従って伝送路推定値を算出する。式（１３）において、“Ｈ”はベクトルのエルミート転置を示す。以降の数式においても同様である。

次に、時間周波数変換部５３が、伝送路推定処理部５２で算出された伝送路推定値を周波数領域の信号に変換する。以上がステップＳ１２で実行する伝送路推定値の初期値の算出手順である。

受信装置２は、次に、ステップＳ１２で求めた伝送路推定値を用いてｋ＋１番目のブロックのデータシンボルを復調する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３は第１の復調ステップである。ブロック信号復調部２０を構成しているＦＤＥ２３、ＩＤＦＴ部２４、固定シンボル除去部２５および復調部２６がこのステップＳ１３の処理を実行する。すなわち、ステップＳ１２において伝送路推定部２７が算出した伝送路推定値を用いて、ＦＤＥ２３が周波数領域で等化処理を行う。ＩＤＦＴ部２４は、ＦＤＥ２３が等化処理を実行して得られた信号を時間領域の信号に変換し、この時間領域の信号に含まれている固定シンボル成分を固定シンボル除去部２５が除去する。そして、復調部２６が、固定シンボル成分が除去された後の信号に含まれているデータシンボルを復調する。

受信装置２は、次に、ｋ番目のブロックの復調されたデータシンボルおよび固定系列を用いて信号ベクトルＺ（太字）_kを生成し（ステップＳ１４）、ｋ＋１番目のブロックの復調されたデータシンボルおよび固定系列を用いて信号ベクトルＺ（太字）_k+1を生成する（ステップＳ１５）。伝送路推定部２７がこれらのステップＳ１４およびＳ１５の処理を実行する。

ステップＳ１４およびＳ１５におけるベクトル生成処理では、伝送路推定部２７の信号レプリカ生成部５１が、ｋ番目のブロックの復調データシンボル、ｋ＋１番目の復調データシンボルおよび固定系列を用いて、式（１４）に示した２つの信号ベクトルを生成する。式（１４）に示した各信号ベクトルは、式（８）に示した信号ベクトルに含まれるＮ_D−Ｍ個のゼロシンボルを復調データシンボルに置き換えたものに相当する。式（１４）に示した信号ベクトルは、固定シンボルおよび復調データシンボルで構成された第２のレプリカである。第２のレプリカのうち、Ｚ（太字）_k+1は、送信装置１で生成されるｋ＋１番目のブロック信号内のデータシンボルを、伝送路推定値の初期値を用いてｋ＋１番目のブロック信号を復調して得られた復調データシンボルに置き換えた信号に相当する。また、Ｚ（太字）_kは、送信装置１で生成されるｋ番目のブロック信号内のデータシンボルをｋ番目のブロックの復調データシンボルに置き換えた信号に相当する。

ステップＳ１４およびＳ１５を実行する場合、図８に示した制御部２８に入力される制御信号Ａは、ｋ番目のブロックの復調データシンボルおよびｋ＋１番目の復調データシンボルの出力を制御部２８に指示する。また、信号レプリカ生成部５１に入力される制御信号Ｂは、固定系列と復調データシンボルとを使用したレプリカ生成を信号レプリカ生成部５１に指示する。制御信号ＡおよびＢは、例えば、図示を省略している、受信装置２の受信動作の全体を制御する受信制御部より出力される。制御部２８に入力される制御信号Ａと信号レプリカ生成部５１に入力される制御信号Ｂとを別の信号としたが、これらを共通の制御信号としてもよい。制御部２８および信号レプリカ生成部５１に入力される制御信号を共通とする場合、例えば、制御信号がＨｉｇｈレベルの時、制御部２８は復調データシンボルを出力し、信号レプリカ生成部５１は復調データシンボルおよび固定系列を使用して第２のレプリカすなわち式（１４）に示した信号ベクトルを生成する。制御信号がＬｏｗレベルの時、制御部２８は復調データシンボルの出力を行わず、信号レプリカ生成部５１はゼロシンボルおよび固定系列を使用して第１のレプリカすなわち式（８）に示した信号ベクトルを生成する。

受信装置２は、次に、ステップＳ１４で生成した信号ベクトルおよびステップＳ１５で生成した信号ベクトルを用いてベクトルｐ（太字）_k+1を生成し、ｒ'（太字）_k+1を用いて伝送路推定を行い、伝送路推定値を求める（ステップＳ１６）。伝送路推定部２７がこのステップＳ１６の処理を実行する。ステップＳ１６において、伝送路推定部２７は以下に示す手順で伝送路推定値を算出する。

ステップＳ１６における伝送路推定値の算出処理では、まず、伝送路推定処理部５２が、式（１４）で示した信号ベクトルＺ（太字）_k+1に対してＮ_DポイントＤＦＴ処理を実行する。伝送路推定処理部５２は、ＤＦＴ処理を実行後にオーバサンプリング処理に相当するゼロ挿入を行って信号点をＮポイントに増やしてもよい。ゼロ挿入はどのような方式を用いてもよい。ここでは、オーバサンプリングレートをＬ＝１とする。

伝送路推定処理部５２は、次に、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号に対して、送信装置１の帯域削減処理部１５が行う処理と同様の帯域削減処理を実行する。すなわち、伝送路推定処理部５２は、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号のうち、両端部分の規定数の信号を除去する。伝送路推定処理部５２は、次に、帯域削減処理を実行して得られた信号に対してＮポイントＩＤＦＴ処理を実行する。ＩＤＦＴ処理を実行して得られた信号ベクトルをｔ（太字）_k+1＝［ｔ_k+1,0，ｔ_k+1,1，…，ｔ_k+1,N-1］^Tとする。

また、伝送路推定処理部５２は、式（１４）で示した信号ベクトルＺ（太字）_kに対して、信号ベクトルＺ（太字）_k+1に実行した上記処理と同様の処理を実行する。すなわち、伝送路推定処理部５２は、式（１４）で示した信号ベクトルＺ（太字）_kに対してＮ_DポイントＤＦＴ処理を実行し、次に帯域削減処理を実行し、さらにＮポイントＩＤＦＴ処理実行をする。ＩＤＦＴ処理を実行して得られる信号ベクトルをｔ（太字）_k＝［ｔ_k,0，ｔ_k,1，…，ｔ_k,N-1］^Tとする。

伝送路推定処理部５２は、次に、上記の信号ベクトルｔ（太字）_kおよびｔ（太字）_k+1の要素を使用して式（１５）に示す信号ベクトルを生成する。

伝送路推定処理部５２は、次に、式（１６）に示す伝送路行列を生成する。

伝送路推定処理部５２は、次に、式（１７）に従って伝送路推定値を算出する。

次に、時間周波数変換部５３が、伝送路推定処理部５２で算出された伝送路推定値を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の伝送路推定値をＦＤＥ２３へ出力する。以上がステップＳ１６で実行する、伝送路推定値を再度求める手順である。なお、ステップＳ１４〜Ｓ１６は伝送路推定値を再度算出する再算出ステップに相当する。

受信装置２は、次に、ステップＳ１６で求めた伝送路推定値を用いてｋ＋１番目のブロックのデータシンボルを復調する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７は第２の復調ステップである。ブロック信号復調部２０を構成しているＦＤＥ２３、ＩＤＦＴ部２４、固定シンボル除去部２５および復調部２６がこのステップＳ１７の処理を実行する。すなわち、ステップＳ１６において伝送路推定部２７が算出した伝送路推定値を用いて、ＦＤＥ２３が周波数領域で等化処理を行う。ＩＤＦＴ部２４は、ＦＤＥ２３が等化処理を実行して得られた信号を時間領域の信号に変換し、この時間領域の信号に含まれている固定シンボル成分を固定シンボル除去部２５が除去する。そして、復調部２６が、固定シンボル成分が除去された後の信号に含まれているデータシンボルを復調する。ステップＳ１７での復調処理で復調されたデータシンボルが最終的な復調データシンボルとなる。

受信装置２は、次に、ｋをインクリメントし（ステップＳ１８）、ｋが上限値に達したかどうかを確認する（ステップＳ１９）。受信装置２は、ｋが上限値ではない場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻ってステップＳ１２〜Ｓ１８の処理を継続する。受信装置２は、ｋが上限値の場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

なお、伝送路推定精度および復調精度を向上させるため、上述した、復調データシンボルおよび固定系列を用いて行う伝送路推定処理と復調処理とを一定回数にわたって繰り返すようにしてもよい。図１１は、上述した処理を繰り返す場合の動作例を示すフローチャートである。図１１に示したフローチャートは、図１０に示したフローチャートのステップＳ１１とＳ１２との間にステップＳ２１を追加し、ステップＳ１７とＳ１８との間にステップＳ２２およびＳ２３を追加したものとなる。ステップＳ１１に続いて実行するステップＳ２１において、受信装置２は、繰り返し回数ｉをｉ＝０に初期化する。また、ステップＳ１７に続いて実行するステップＳ２２において、受信装置２は、ｉをインクリメントする。ステップＳ２３において、受信装置２は、ｉが上限値に達したかどうかを確認する。受信装置２は、ｉが上限値ではない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ１５に戻ってステップＳ１５〜Ｓ２２の処理を継続する。受信装置２は、ｉが上限値の場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１８を実行する。

つづいて、図８に示した受信装置２の各構成要素を実現するハードウェアについて説明する。受信装置２の各構成要素の中にソフトウェアにより実現されるものが存在する場合、ソフトウェアにより実現される構成要素は、図１２に示す制御回路２００により実現される。制御回路２００は、入力部２０１、プロセッサ２０２、メモリ２０３および出力部２０４を含んで構成される。入力部２０１は、外部から入力されたデータを受信してプロセッサ２０２に与えるインターフェース回路である。プロセッサ２０２は、ＣＰＵ、システムＬＳＩなどである。メモリ２０３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、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などである。出力部２０４は、プロセッサ２０２で生成されたデータまたはメモリ２０３から読み出されたデータを外部へ送信するインターフェース回路である。受信装置２の構成要素の少なくとも一部が図１２に示す制御回路２００により実現される場合、各構成要素は、プロセッサ２０２がメモリ２０３に記憶された、受信装置２の各々の構成要素に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ２０３は、プロセッサ２０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

また、受信装置２の各構成要素が専用のハードウェアにより実現される場合、各構成要素は、図１３に示す制御回路２００ａにより実現される。制御回路２００ａは、入力部２０１、処理回路２０５、メモリ２０３および出力部２０４を含んで構成される。すなわち、制御回路２００ａは、図１２に示した制御回路２００のプロセッサ２０２を処理回路２０５に置き換えたものである。制御回路２００ａにおいて、入力部２０１は、外部から入力されたデータを受信して処理回路２０５に与える。処理回路２０５は、複数の電子回路で構成され、各電子回路は、図８に示した受信装置２の構成要素の各々に対応する処理を実行する。処理回路２０５は、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、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。出力部２０４は、処理回路２０５で生成されたデータまたはメモリ２０３から読み出されたデータを外部へ送信する。

以上のように、本実施の形態にかかる受信装置２は、ｋ＋１番目のブロック信号を受信した場合、まず、固定シンボルとゼロシンボルとを用いて第１のレプリカを生成し、生成した第１のレプリカと、受信したｋ＋１番目のブロック信号と、１つ前に受信済みのｋ番目のブロック信号とに基づいて伝送路推定値の初期値を算出し、算出した初期値を使用してｋ＋１番目のブロック信号に含まれているデータシンボルを復調する。ｋ＋１番目のブロック信号は第１のブロック信号、ｋ番目のブロック信号は第２のブロック信号である。受信装置２は、次に、固定シンボルと、伝送路推定値の初期値を用いた復調処理を実行して得られた復調データシンボルとを用いて第２のレプリカを生成し、生成した第２のレプリカと、ｋ＋１番目のブロック信号と、ｋ番目のブロック信号とに基づいて伝送路推定値を再度算出する。そして、受信装置２は、再度算出した伝送路推定値を使用して、ｋ＋１番目のブロック信号に含まれるデータシンボルを復調する。これにより、伝送路の推定精度を向上させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３にかかる受信装置について説明する。実施の形態２では、レプリカ生成を行い伝送路の推定精度を向上させる構成の受信装置２について説明したが、本実施の形態では、伝送路推定に用いる受信信号すなわち固定系列から、固定系列に含まれているデータシンボル成分を除去することにより伝送路の推定精度を向上させる構成の受信装置について説明する。なお、実施の形態２にかかる受信装置２と共通する部分については説明を省略する。

図１４は、実施の形態３にかかる受信装置の構成例を示す図である。本実施の形態にかかる受信装置２ａは、実施の形態２にかかる受信装置２の伝送路推定部２７を伝送路推定部２７ａに置き換えたものである。伝送路推定部２７ａ以外の構成要素は受信装置２と同様であるため、説明を省略する。なお、実施の形態２で説明した、伝送路推定部２７への入力信号と同じ信号が伝送路推定部２７ａに入力される。

図１５は、伝送路推定部２７ａの構成例を示す図である。伝送路推定部２７ａは、データ信号生成部６１、信号処理部６２、伝送路推定処理部６３および時間周波数変換部６４を備える。なお、時間周波数変換部６４は、図９に示した伝送路推定部２７の時間周波数変換部５３と同様の処理を実行するため、詳細説明は省略する。伝送路推定部２７ａへの入力信号のうち、復調データシンボルはデータ信号生成部６１への入力信号となる。ｋ＋１番目のブロックの受信信号とｋ番目のブロックの受信信号とは信号処理部６２への入力信号となる。固定系列は伝送路推定処理部６３への入力信号となる。

データ信号生成部６１は、復調データシンボルに基づいて、復調データシンボルおよびゼロシンボルを含んで構成された信号ベクトルを生成する。

信号処理部６２は、データ信号生成部６１で生成された信号ベクトルに基づいて、受信信号からデータシンボル成分を除去する。

伝送路推定処理部６３は、固定系列と、信号処理部６２からの入力信号とに基づいて伝送路推定を行う。

図１６は、実施の形態３にかかる受信装置の動作例を示すフローチャートである。図１６では、受信装置２ａが、ｋ＋１番目のブロックで伝送されたデータシンボルを復調する場合の動作を示している。図１６に示したフローチャートは、図１０に示したフローチャートすなわち実施の形態２にかかる受信装置２の動作を示したフローチャートのステップＳ１４〜Ｓ１６をステップＳ３１〜Ｓ３３に置き換えたものに相当する。そのため、実施の形態２と共通のステップＳ１１〜Ｓ１３およびＳ１７〜Ｓ１９については説明を省略する。なお、図１６に示したステップＳ１２においては、伝送路推定処理部６３が、実施の形態２で説明した伝送路推定値の初期値を求める処理を実行する。このとき、信号処理部６２は、ｋ＋１番目のブロックの受信信号ｒ（太字）_k+1とｋ番目のブロックの受信信号ｒ（太字）_kとを伝送路推定処理部６３へ出力する。すなわち、信号処理部６２は、制御信号Ｃが伝送路推定値の初期値の算出を指示する場合、ｒ（太字）_k+1とｒ（太字）_kとを伝送路推定処理部６３へ出力する。制御信号Ｃが伝送路推定値の初期値の算出を指示していない場合、後述する処理を実行し、受信信号からデータシンボル成分を除去する。

受信装置２ａは、ステップＳ１３の処理が終了すると、次に、ｋ番目のブロックの復調されたデータシンボルおよび固定系列を用いて信号ベクトルＦ（太字）_D,kを生成し（ステップＳ３１）、ｋ＋１番目のブロックの復調されたデータシンボルおよび固定系列を用いて信号ベクトルＦ（太字）_D,k+1を生成する（ステップＳ３２）。伝送路推定部２７ａがこれらのステップＳ３１およびＳ３２の処理を実行する。

ステップＳ３１およびＳ３２におけるベクトル生成処理では、伝送路推定部２７ａのデータ信号生成部６１が、ｋ番目のブロックの復調データシンボル、ｋ＋１番目の復調データシンボルおよび固定系列を用いて、式（１８）に示した２つの信号ベクトルを生成する。

式（１８）に示した各信号ベクトルは、復調データシンボルとゼロシンボルとを含んで構成されている。具体的には、復調データシンボルの前後にゼロシンボルがＭ／２個ずつ配置された構成となっている。受信装置２ａが送信装置１から受信する信号は、データシンボルの前後に固定シンボルがＭ／２個ずつ配置された構成であるため、式（１８）に示した信号ベクトルを用いて、受信信号からデータシンボル成分を除去し、固定シンボル系列のみを含んだ信号を生成することが可能である。式（１８）に示した信号ベクトルのうち、Ｆ（太字）_D,k+1は、送信装置１で生成されるブロック信号内の固定シンボルをゼロシンボルに置き換え、さらに、データシンボルを、伝送路推定値の初期値を用いてｋ＋１番目のブロック信号を復調して得られた復調データシンボルに置き換えた信号に相当する。また、Ｆ（太字）_D,kは、送信装置１で生成されるｋ番目のブロック信号内の固定シンボルをゼロシンボルに置き換え、さらに、データシンボルを、ｋ番目のブロックの復調データシンボルに置き換えた信号に相当する。

受信装置２ａは、次に、ステップＳ３１およびＳ３２で生成したＦ（太字）_D,kおよびＦ（太字）_D,k+1を用いてｕ（太字）_kおよびｕ（太字）_k+1を作成し、信号ベクトルｒ'（太字）_k+1を用いて伝送路推定を行い、伝送路推定値を求める（ステップＳ３３）。伝送路推定部２７ａがこのステップＳ３３の処理を実行する。ステップＳ３３において、伝送路推定部２７ａは以下に示す手順で伝送路推定値を算出する。

ステップＳ３３における伝送路推定値の算出処理では、まず、信号処理部６２が式（１８）で示した信号ベクトルＦ（太字）_D,k+1に対してＮ_DポイントＤＦＴ処理を実行する。信号処理部６２は、ＤＦＴ処理を実行後にオーバサンプリング処理に相当するゼロ挿入を行って信号点をＮポイントに増やしてもよい。ゼロ挿入はどのような方式を用いてもよい。ここでは、オーバサンプリングレートをＬ＝１とする。

信号処理部６２は、次に、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号に対して、送信装置１の帯域削減処理部１５が行う処理と同様の帯域削減処理を実行する。すなわち、信号処理部６２は、ＤＦＴ処理を実行して得られたＮ_D点の信号のうち、両端部分の規定数の信号を除去する。伝送路推定処理部５２は、次に、帯域削減処理を実行して得られた信号に対してＮポイントＩＤＦＴ処理を実行する。ＩＤＦＴ処理を実行して得られた信号ベクトルをｕ（太字）_k+1＝［ｕ_k+1,0，ｕ_k+1,1，…，ｕ_k+1,N-1］^Tとする。

また、信号処理部６２は、式（１８）で示した信号ベクトルＦ（太字）_D,kに対して、信号ベクトルＦ（太字）_D,k+1に実行した上記処理と同様の処理を実行する。すなわち、信号処理部６２は、式（１８）で示した信号ベクトルＦ（太字）_D,kに対してＮ_DポイントＤＦＴ処理を実行し、次に帯域削減処理を実行し、さらにＮポイントＩＤＦＴ処理実行をする。ＩＤＦＴ処理を実行して得られる信号ベクトルをｕ（太字）_k＝［ｕ_k,0，ｕ_k,1，…，ｕ_k,N-1］^Tとする。

信号処理部６２は、次に、上記の信号ベクトルｕ（太字）_kおよびｕ（太字）_k+1の要素を使用して式（１９）に示すベクトルを生成する。

信号処理部６２は、次に、式（２０）に示す行列を生成する。

信号処理部６２は、次に、ｋ＋１番目のブロックの受信信号と式（２０）に示した行列とを使用して、式（２１）に示した信号ベクトルを生成する。式（２１）に示した信号ベクトルは、固定シンボルのみを含んだレプリカ、すなわち、受信信号からデータシンボル成分を除去した信号のレプリカである。信号処理部６２は、生成したレプリカを伝送路推定処理部６３へ出力する。

次に、伝送路推定処理部６３が、信号処理部６２から受け取ったレプリカすなわち固定シンボル成分を用いて伝送路推定を行う。

なお、実施の形態２と同様に、伝送路推定精度および復調精度を向上させるため、上述した、復調データシンボルおよび固定系列を用いて行う伝送路推定処理と復調処理とを繰り返すようにしてもよい。図１７は、上述した処理を繰り返す場合の動作例を示すフローチャートである。図１７に示したフローチャートは、図１６に示したフローチャートのステップＳ１１とＳ１２との間にステップＳ２１を追加し、ステップＳ１７とＳ１８との間にステップＳ２２およびＳ２３を追加したものとなる。また、ステップＳ２１、Ｓ２２およびＳ２３は、実施の形態２で説明した図１１におけるステップＳ２１、Ｓ２２およびＳ２３と同じ処理である。ただし、ステップＳ２３の判定が「Ｎｏ」の場合はステップＳ３２に戻る。

受信装置２ａの各構成要素は、実施の形態２にかかる受信装置２と同様に、図１２または図１３に示したハードウェアにより実現することが可能である。

以上のように、本実施の形態にかかる受信装置２ａは、ｋ＋１番目のブロック信号を受信した場合、まず、伝送路推定値の初期値を算出し、算出した初期値を使用してｋ＋１番目のブロック信号に含まれているデータシンボルを復調する。受信装置２ａは、次に、復調したデータシンボルを使用して、受信信号からデータシンボル成分を除去した信号のレプリカを生成し、生成したレプリカに含まれている固定シンボル成分に基づいて伝送路推定値を再度算出する。そして、受信装置２ａは、再度算出した伝送路推定値を使用して、ｋ＋１番目のブロック信号に含まれるデータシンボルを復調する。これにより、伝送路の推定精度を向上させることができる。

実施の形態４．
図１８は、実施の形態４にかかる受信装置の構成例を示す図である。本実施の形態にかかる受信装置２ｂは、実施の形態２にかかる受信装置２に平均化処理部３１を追加したものである。

平均化処理部３１には、伝送路推定部２７で算出された伝送路推定値および制御信号Ｄが入力される。制御信号Ｄは平均化処理部３１に対して平均化処理を行うか否かを指定する信号である。平均化処理部３１は、制御信号Ｄにより平均化処理の実行が指示された場合、伝送路推定部２７から出力された伝送路推定値を周波数領域で平均化する。平均化処理部３１は、平均化処理対象時間ｋの前後の時間の伝送路推定値を保持し、保持している伝送路推定値の平均値を計算してＦＤＥ２３へ出力する。伝送路推定部２７から出力される伝送路推定値の周波数領域における値をｆ（太字）_k+1とした場合、平均化処理部３１は、式（２２）で示した平均化処理を行い、伝送路推定値の平均値を算出する。

ブロック間の伝送路推定値を平均化処理部３１が平均化することにより、伝送路の推定精度がさらに向上する。これに伴い復調精度も向上する。本実施の形態では周波数領域において伝送路推定値の平均値を算出する例を示したが、時間領域において平均化処理を行うようにしてもよい。

受信装置２ｂの各構成要素は、実施の形態２にかかる受信装置２と同様に、図１２または図１３に示したハードウェアにより実現することが可能である。

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

１ 送信装置、２，２ａ，２ｂ 受信装置、１１ 固定系列生成部、１２ データシンボル生成部、１３ 多重部、１４，２２ ＤＦＴ部、１５ 帯域削減処理部、１６ 補間処理部、１７，２４ ＩＤＦＴ部、１８ 送信部、２０ ブロック信号復調部、２１ 受信信号処理部、２３ ＦＤＥ、２５ 固定シンボル除去部、２６ 復調部、２７，２７ａ 伝送路推定部、２８ 制御部、２９，３０ 記憶部、３１ 平均化処理部、５１ 信号レプリカ生成部、５２，６３ 伝送路推定処理部、５３，６４ 時間周波数変換部、６１ データ信号生成部、６２ 信号処理部。

Claims (14)

1. データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
   固定シンボル系列を生成する固定系列生成部と、
   前記データシンボルおよび前記固定シンボル系列に基づいて、先頭部分および後尾部分に固定シンボルが配置され、残りの中央部分にデータシンボルが配置されたブロック信号を生成する多重部と、
   前記ブロック信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、
   周波数領域の信号に変換された後の前記ブロック信号から両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減処理部と、
   前記帯域削減処理部で両端部分の規定数の信号が除去された後の前記ブロック信号に対して補間処理を行う補間処理部と、
   前記補間処理が行われた後の前記ブロック信号を時間領域の信号に変換する周波数時間変換部と、
   前記周波数時間変換部で時間領域の信号に変換された後の前記ブロック信号を対向装置へ送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 前記多重部は、前記固定シンボル系列を先頭側の第１系列と後尾側の第２系列とに分割し、前記第２系列を前記データシンボルの先頭に付加し、前記第１系列を前記データシンボルの後尾に付加して前記ブロック信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 請求項１または２に記載の送信装置を備えることを特徴とする通信装置。
4. 送信装置および受信装置を備え、シングルキャリアブロック伝送を行う通信システムにおいて前記送信装置が実行する送信信号生成方法であって、
   データシンボルを生成するデータシンボル生成ステップと、
   固定シンボル系列を生成する固定系列生成ステップと、
   前記データシンボルおよび前記固定シンボル系列に基づいて、先頭部分および後尾部分に固定シンボルが配置され、残りの中央部分にデータシンボルが配置されたブロック信号を生成するブロック信号生成ステップと、
   前記ブロック信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換ステップと、
   周波数領域の信号に変換された後の前記ブロック信号から両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減ステップと、
   前記帯域削減ステップで両端部分の規定数の信号が除去された後の前記ブロック信号に対して補間処理を行う補間ステップと、
   前記補間処理が行われた後の前記ブロック信号を時間領域の信号に変換する周波数時間変換ステップと、
   を含むことを特徴とする送信信号生成方法。
5. 請求項１または２に記載の送信装置から送信されたブロック信号を受信する受信装置であって、
   前記ブロック信号に含まれる固定シンボルに基づいて伝送路推定値を算出する伝送路推定部と、
   前記伝送路推定部で算出された伝送路推定値に基づいて前記ブロック信号を復調するブロック信号復調部と、
   を備え、
   前記伝送路推定部は、復調対象のブロック信号である第１のブロック信号に含まれる固定シンボルに基づいて前記伝送路推定値の初期値を算出し、前記第１のブロック信号に含まれるデータシンボルを前記ブロック信号復調部が前記初期値を用いて復調した結果と、前記第１のブロック信号の１つ前に受信済のブロック信号である第２のブロック信号に含まれるデータシンボルの復調結果とに基づいて伝送路推定値を再度算出し、
   前記ブロック信号復調部は、前記伝送路推定部で伝送路推定値が再度算出されると、前記再度算出された伝送路推定値を用いて前記第１のブロック信号を再度復調する、
   ことを特徴とする受信装置。
6. 前記伝送路推定部は、
   前記初期値を算出する場合、固定シンボルおよびゼロシンボルで構成された第１のレプリカを生成し、伝送路推定値を再度算出する場合、固定シンボルおよびデータシンボルで構成された第２のレプリカを生成する信号レプリカ生成部と、
   前記第１のレプリカに基づいて前記初期値を算出し、前記第２のレプリカに基づいて伝送路推定値を再度算出する伝送路推定処理部と、
   前記伝送路推定処理部で算出された伝送路推定値を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、
   を備え、
   前記信号レプリカ生成部は、
   前記送信装置で生成されるブロック信号内のデータシンボルをゼロシンボルに置き換えた信号を前記第１のレプリカとして生成し、
   前記送信装置で生成されるブロック信号内のデータシンボルを前記ブロック信号復調部が前記初期値を使用して前記第１のブロック信号を復調して得られたデータシンボルに置き換えた信号と、前記送信装置で生成されるブロック信号内のデータシンボルを前記ブロック信号復調部が前記第２のブロック信号を復調して得られたデータシンボルに置き換えた信号とを、前記第２のレプリカとして生成する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
7. 前記信号レプリカ生成部は、
   前記第１のレプリカを生成する処理として、
   前記固定シンボルおよび前記ゼロシンボルで構成された時間領域信号を生成し、フーリエ変換を用いて前記時間領域信号を周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号の両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減を行い、帯域削減後の信号に対して補間処理を行い、補間処理後の信号に対して逆フーリエ変換を実行する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
8. 前記信号レプリカ生成部は、
   前記第２のレプリカを生成する処理として、
   前記固定シンボルおよび前記第１のブロック信号を復調して得られたデータシンボルで構成された時間領域信号と、前記固定シンボルおよび前記第２のブロック信号を復調して得られたデータシンボルで構成された時間領域信号とを生成し、フーリエ変換を用いて前記時間領域信号のそれぞれを周波数領域信号に変換し、各周波数領域信号の両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減を行い、帯域削減後の各信号に対して補間処理を行い、補間処理後の各信号に対して逆フーリエ変換を実行する、
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の受信装置。
9. 前記伝送路推定部は、
   前記送信装置で生成されるブロック信号内の固定シンボルをゼロシンボルに置き換え、さらに、データシンボルを、前記ブロック信号復調部が前記初期値を使用して前記第１のブロック信号を復調して得られた復調データシンボルに置き換えた信号と、前記送信装置で生成されるブロック信号内の固定シンボルをゼロシンボルに置き換え、さらに、データシンボルを、前記ブロック信号復調部が前記第２のブロック信号を復調して得られた復調データシンボルに置き換えた信号と、を生成する信号生成処理を実行するデータ信号生成部と、
   伝送路推定値を再度算出する場合に、前記第１のブロック信号からデータシンボル成分を除去した信号を前記データ信号生成部で生成された信号に基づいて生成する信号処理部と、
   前記第１のブロック信号に含まれる固定シンボルに基づいて前記初期値を算出し、前記信号処理部でデータシンボル成分が除去された後の前記第１のブロック信号に基づいて伝送路推定値を再度算出する伝送路推定処理部と、
   前記伝送路推定処理部で算出された伝送路推定値を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部と、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
10. 前記データ信号生成部は、
    前記信号生成処理として、
    前記送信装置で生成されるブロック信号内の固定シンボルをゼロシンボルに置き換え、さらに、データシンボルを、前記ブロック信号復調部が前記第１のブロック信号または前記第２のブロック信号を復調して得られた復調データシンボルに置き換えた時間領域信号を生成し、生成した時間領域信号にフーリエ変換を実行して周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号の両端部分の規定数の信号を除去する帯域削減を行い、帯域削減後の信号に対して補完処理を行い、補間処理後の信号に対して逆フーリエ変換を実行する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
11. 前記第１のブロック信号に含まれるデータシンボルを前記ブロック信号復調部が前記初期値を用いて復調した結果と、前記第２のブロック信号に含まれるデータシンボルの復調結果とに基づいて前記伝送路推定部が伝送路推定値を再度算出する処理と、前記伝送路推定部が再度算出した伝送路推定値に基づいて前記ブロック信号復調部が前記第１のブロック信号を復調する処理とを一定回数にわたって繰り返し実行する、
    ことを特徴とする請求項５から１０のいずれか一つに記載の受信装置。
12. 前記伝送路推定部で算出された伝送路推定値の平均値を算出する平均化処理部、
    をさらに備え、
    前記ブロック信号復調部は、前記平均化処理部で算出された平均値に基づいて前記ブロック信号を復調する、
    ことを特徴とする請求項５から１１のいずれか一つに記載の受信装置。
13. 請求項５から１２のいずれか一つに記載の受信装置を備えることを特徴とする通信装置。
14. 請求項１または２に記載の送信装置から送信されたブロック信号を受信する受信装置が受信した前記ブロック信号を復調する復調方法であって、
    復調対象のブロック信号である第１のブロック信号に含まれる固定シンボルに基づいて伝送路推定値の初期値を算出する初期値算出ステップと、
    前記初期値を使用して前記第１のブロック信号に含まれるデータシンボルを復調する第１の復調ステップと、
    前記第１の復調ステップにおける復調結果と、前記第１のブロック信号の１つ前に受信済のブロック信号である第２のブロック信号に含まれるデータシンボルの復調結果とに基づいて伝送路推定値を再度算出する再算出ステップと、
    前記再算出ステップで算出した伝送路推定値を用いて前記第１のブロック信号に含まれるデータシンボルを再度復調する第２の復調ステップと、
    を含むことを特徴とする復調方法。

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