JP2009049792A

JP2009049792A - 受信機および伝搬路推定方法

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Publication number: JP2009049792A
Application number: JP2007215145A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nanba; 秀夫難波; Yasuhiro Hamaguchi; 泰弘浜口; Shinpei Fuji; 晋平藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】ＤＦＴを用いる際に帯域中央のポイントやヌルキャリアを中心に発生する歪を軽減する。
【解決手段】ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部１０４と、第１のＤＦＴ部１０４で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部１０６と、周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部１０７と、キャリア補間部１０７の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部１０８と、ＩＤＦＴ部１０８の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部１０９と、時間フィルタ部１０９の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部１１０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＯＦＤＭ通信システムに適用される受信機および伝搬路推定方法に関する。

従来から、ＯＦＤＭ通信方式が知られている。図２１は、ＯＦＤＭの一般的な送信機の概略構成を示すブロック図である。送信信号は、無線ＬＡＮなどで一般的なタイプであり、最初にパイロットシンボルが配置され、続いてデータシンボルが続くものを想定している。最初は、入力切替部１３０２によりパイロットシンボル用符号発生部１３０１からの信号をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部１３０３により時間軸信号に変換する。そして、ＧＩ（ガードインターバル）付加部１３０４によりガードインターバルを付加した後、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換部１３０５によりアナログ信号に変換され、無線送信部１３０６にて周波数変換・電力増幅がなされ送信される。

パイロットシンボル送信の後に、入力切替部１３０２を変調部１３０７側に切り替えることによって、後続のデータシンボルの送信を行なう。時間軸信号と周波数軸信号の変換は、ＤＦＴ／ＩＤＦＴ（離散フーリエ変換／逆離散フーリエ変換）が使用できるが、演算量低減のためにＦＦＴ／ＩＦＦＴを使用するものとする。

次に、受信機について説明する。図２２（ａ）は、ＯＦＤＭの一般的な受信機の概略構成を示すブロック図である。無線受信部１３１１にて受信された信号はベースバンド信号に変換され、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１３１２にてデジタル信号に変換される。そして、同期・ＧＩ除去部１３１３で、パイロットシンボルを利用したシンボル同期並びにカードインターバルの除去が行なわれ、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部１３１４で周波数軸上の信号に変換される。出力切替部１３１５で、パイロットシンボルは伝搬路推定部１３１６へ、データシンボルは１３１７へ送られる。

パイロットシンボルは、伝搬路推定部１３１６で伝搬路情報に変換され、伝搬路補正部１３１７でデータシンボルの補正に使用される。補正されたデータシンボルは復調部１３１８で復調処理が行なわれる。

この受信時の伝搬路補正は重要で、ここで参照される伝搬路情報が誤っていた場合正常に復調できなくなる。特に、位相情報と振幅情報の両方を変調に利用するＱＡＭ（直交振幅変調）のような変調方式の場合は、この誤差の影響が顕著である。従って伝搬路情報はできるだけ正確に推定できることが望ましい。

次に、基本的な伝搬路推定方法について説明する。最も簡単な伝搬路推定方法としては既知のパイロット符号を乗じたパイロットシンボルを送信し、受信側で受信したパイロットシンボルを送信時に使用した符号で複素除算すると伝搬路情報が取り出せるというものである。図２２（ｂ）は、伝搬路推定部の概略構成を示すブロック図である。伝搬路推定部は、送信時に使用したパイロット符号と同じ符号を発生させるパイロット符合発生部１３２１と受信したパイロットシンボルを複素除算する複素除算部１３２２からなる。

しかし、この方法では、受信時に含まれる雑音成分がそのまま伝搬路推定結果に含まれてしまう問題がある。この問題を軽減する方法としてＤＦＴ（離散フーリエ変換）法や時間窓法と呼ばれる時間フィルタを使用する方法がある。このＤＦＴ法は、受信したパイロットシンボルを複素除算して得られた伝搬路情報、すなわち伝搬路の周波数応答をＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換）してインパルス応答に変換し、有効な遅延波が含まれる時間領域以外を時間フィルタにより削除した後に、ＤＦＴにより周波数応答に変換する方法である。この方法によれば、出力される周波数応答から時間フィルタで削除されるエネルギー分の雑音を減らすことができる。ＤＦＴ／ＩＤＦＴは演算量が多いため、演算量を減らすためにＦＦＴ／ＩＦＦＴを使用することが多い。

図２３は、伝搬路推定部の概略構成を示すブロック図である。ここでは、ＤＦＴ／ＩＤＦＴの代わりにＦＦＴ／ＩＦＦＴを使用した例について説明する。パイロット符号発生部１４０１は、送信側でパイロットシンボル送信時に使用した符号と同じ符号を発生させる。複素除算部１４０２は、入力されたパイロットシンボルを複素除算する。ＩＦＦＴ部１４０３は、入力された周波数軸上の信号を時間軸信号に変換する。時間フィルタ部１４０４は、入力された時間軸信号の一部を減衰または削除する。ＦＦＴ部１４０５は、入力された時間軸信号を周波数軸上の信号に変換する。

受信したパイロットシンボルを複素除算部１４０２においてパイロットシンボル用符号で複素除算した出力は、前に示した通り雑音を含んだ周波数応答である。図２４（ａ）は、周波数応答を示す図である。また、図２４（ｂ）は、この信号をＩＦＦＴ部１４０３でインパルス応答に変換した後の様子を示す図である。変換後の信号は、有効な遅延波が集中する部分１４０６と有効な遅延波が含まれないノイズ部分１４０７からなる。このノイズ部分１４０７を時間フィルタ部１４０４にて削除すれば有効な遅延波部分１４０６に影響を与えずに雑音成分のみを削除することになる。時間フィルタ部１４０４により雑音を削除する概略を図２４（ｃ）に示す。時間フィルタ部１４０４により雑音成分を削除された後の信号をＦＦＴすることによって、雑音成分が低減された周波数応答となる。最終的な周波数応答の概略の一例を図２４（ｄ）に示す。
「時間窓法による伝搬路推定時における歪に関する一検討」，２００６年電子情報通信学会総合大会，Ｂ−５−９３「仮想的な波形追加を用いたＯＦＤＭチャネル推定方法」，２００６年電子情報通信学会総合大会，Ｂ−５−９４Ｊ．Ｓｅｏ，ｅｔａｌ．， "ＡｎｅｎｈａｎｃｅｄＤＦＴ−ＢａｓｅｄＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＵｓｉｎｇＶｉｒｔｕａｌＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＧｕａｒｄＢａｎｄｓＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭ，" ｉｎＰｒｏｃ．ＩＥＥＥＰＩＭＲＣ２００６，Ｈｅｌｓｉｎｋｉ，Ｆｉｎｌａｎｄ，Ｓｅｐ．２００６Ａｌｃａｔｅｌ−Ｌｕｃｅｎｔ， "ＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅＥＵＴＲＡＤＬｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅＤＣｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ"，３ＧＰＰＴＳＧＲＡＮＷＧ１＃４８，Ｒ１−０７０６８８，ＳｔＬｏｕｉｓ，ＵＳＡ，Ｆｅｂ．２００７「ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭにおける時間窓法による伝搬路推定に関する一検討」，２００６年電子情報通信学会ソサイエティ大会，Ｂ−５−５２

実際のシステムにおいて、無線部で使用するアナログフィルタの特性の問題などで送信、受信時に使用するＩＦＦＴ、ＦＦＴの処理ポイント数と使用するサブキャリア数が同じになることは無い。このようなシステムでは、ＤＦＴ法による伝搬路推定を行なう際に、インパルス応答が広がるため、時間フィルタでノイズ部分を削除する際に有効な遅延波の電力をわずかに削除し、伝搬路の推定結果に歪が生じる。図２５（ａ）にＤＦＴ法を行なう際に途中で時間フィルタを適用する部分の概略を説明した図を示す。１５０１がＩＦＦＴの処理ポイント数と使用するサブキャリア数が異なるために広がったインパルス応答である。

この広がったインパルス応答１５０１を時間フィルタで削除１５０２すると、広がったインパルス応答の一部１５０３を削除することになる。削除後のインパルス応答をＦＦＴした結果の一例を図２５（ｂ）に示す。この図に示したように伝搬路推定結果の信号帯域の一部１５０４に歪が発生する。この歪を低減する技術として帯域外のヌルキャリア部分に仮想キャリアを挿入してから時間フィルタを適用する方法がある。時間フィルタ適用前に仮想キャリアを挿入する概略を図２６に示す。信号帯域１６０１の両端のヌルキャリア部分に仮想キャリア１６０２を挿入し、この後ＩＦＦＴ、時間フィルタ処理を行なう。仮想キャリアの挿入法は色々と提案されている。

しかし、これらの提案は信号帯域外のヌルキャリア、いわゆるガードバンド領域への仮想キャリア外挿のみであるため、もう一つの別の問題、信号帯域中のヌルキャリアやＤＣオフセットによる歪の発生を解決しない。実際に受信機を作る際に、アナログ部では、ＤＣオフセットが発生し、ベースバンド信号にこのＤＣオフセットがそのまま重畳されてしまう。このＤＣオフセットが重畳された状態でベースバンド信号をＤＦＴすると、帯域中央のポイントにＤＣオフセット分が出力される。そのためＤＣオフセットが無い理想的な状態における伝搬路推定結果と比べると帯域中央のポイントの値がＤＣオフセット分ずれた値となる。この値をそのまま使うと復調性能が落ちるため、このポイントをヌルキャリアとするシステムが殆どである。帯域中央のポイントをヌルキャリアとする一例を図２７に示す。またＤＣオフセットの影響を減らすために帯域中央のサブキャリアの両側にパイロットサブキャリアを挿入して、その両端のポイントの値から帯域中央のサブキャリアの伝搬路情報を求める方法も提案されている。

しかし、システム帯域の一部を受信する受信機、特にＯＦＤＭ／ＦＤＭＡシステム（以下ＯＦＤＭＡシステム）において、一部のサブチャネルのみを受信する受信機の場合、受信帯域中の中央のポイントがヌルキャリアであるとは限らない。また、一部の帯域、サブチャネルのみを受信する受信機のためにサブチャネル中にヌルキャリアを挿入すると、全帯域、全サブチャネルを受信する場合に、受信帯域のあちこちにヌルキャリアが挿入された状態となる。また、ＯＦＤＭにサブキャリア適応変調技術を用いた場合、伝搬路の変動によりランダム的にヌルキャリアが挿入されることがある。このＤＣオフセットの影響を受けてサブキャリアの値が本来の値と異なる状態や、受信帯域中にヌルキャリアがある状態でＤＦＴ法を行なうと、このＤＣ成分を表すポイントやヌルキャリアを中心として推定結果に歪が発生する。この様子を図２８に示す。この図２８では、帯域中央のポイントにヌルキャリアを挿入した場合であるが、このポイント１８０１を中心に歪が発生していることがわかる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＤＦＴを用いる際に帯域中央のポイントやヌルキャリアを中心に発生する歪を軽減することができる受信機および伝搬路推定方法を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の受信機は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴としている。

このように、周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、ＤＦＴを用いる際にヌルキャリアの両端に発生する歪を削減することが可能となる。

（２）また、本発明の受信機は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、受信信号の周波数を変換する周波数変換部と、信号帯域中の任意の帯域を取り出す周波数フィルタ部と、前記周波数変換部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、前記任意の帯域の中央のポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴としている。

このように、受信信号の任意の帯域を取り出すために周波数変換を行なって、信号帯域中の任意の帯域を取り出し、その任意の帯域の中央のポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、ＤＦＴを用いる際に、任意の帯域中央のポイントを中心に発生する歪を削減することが可能となる。

（３）また、本発明の受信機において、前記複素除算部の出力信号、および前記第２のＤＦＴ部の出力信号に基づいて、前記任意の帯域の中央におけるＤＣオフセット量を検出するオフセット検出部をさらに備えることを特徴としている。

このように、任意の帯域の中央におけるＤＣオフセット量を検出するので、オフセットの影響を軽減しながら、時間フィルタにより伝搬路推定精度を向上させることが可能となる。

（４）また、本発明の受信機は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴としている。

このように、伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、適応変調されたノーマルフレームを復調する際にヌルキャリアによる伝搬路推定への影響を軽減することが可能となる。

（５）また、本発明の受信機において、前記キャリア補間部は、前記任意の帯域の中央のポイント以外のポイントに、既知のヌルキャリアに相当するポイントが存在する場合、前記任意の帯域の中央のポイントおよび前記既知のヌルキャリアに相当するポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で、前記任意の帯域の中央のポイントの値および前記既知のヌルキャリアに相当するポイントの値を置き換えることを特徴としている。

この構成により、既知のヌルキャリアに相当するポイントが存在する場合でも、ＤＦＴを用いる際に、そのポイントを中心に発生する歪を削減することが可能となる。

（６）また、本発明の受信機において、前記キャリア補間部は、前記伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイント以外のポイントに、既知のヌルキャリアに相当するポイントが存在する場合、前記伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントおよび前記既知のヌルキャリアに相当するポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で、前記伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値および前記既知のヌルキャリアに相当するポイントの値を置き換えることを特徴としている。

この構成により、既知のヌルキャリアに相当するポイントが存在する場合でも、適応変調されたノーマルフレームを復調する際にヌルキャリアによる伝搬路推定への影響を軽減することが可能となる。

（７）また、本発明の受信機は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、パイロットシンボルがＣＩ多重された受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、前記複素除算部の出力信号を、送信側においてＣＩ多重する際に使用された位相回転符号の組み合わせに応じてグループ分けを行なうキャリア分離部と、前記キャリア分離部により分けられたいずれかのグループに、前記信号帯域の中央のポイントが含まれる場合、そのポイントの値を、同じグループに含まれるそのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、前記キャリア補間部の複数の出力信号を、前記キャリア分離部に入力される前の状態に並べ直すキャリア合成部と、前記キャリア合成部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴としている。

このように、キャリア分離部により分けられたいずれかのグループに、信号帯域の中央のポイントが含まれる場合、そのポイントの値を、同じグループに含まれるそのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、ＭＩＭＯで適応変調を行なった場合であっても、帯域中央のサブキャリアの補間をすることができる。

（８）また、本発明の受信機は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、パイロットシンボルがＣＩ多重された受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、前記複素除算部の出力信号を、送信側においてＣＩ多重する際に使用された位相回転符号の組み合わせに応じてグループ分けを行なうキャリア分離部と、前記キャリア分離部により分けられた少なくとも一つのグループに、前記信号帯域内のヌルキャリアに相当するポイントが含まれる場合、そのポイントの値を、同じグループに含まれるそのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、前記キャリア補間部の複数の出力信号を、前記キャリア分離部に入力される前の状態に並べ直すキャリア合成部と、前記キャリア合成部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴としている。

このように、キャリア分離部により分けられた少なくとも一つのグループに、信号帯域内のヌルキャリアに相当するポイントが含まれる場合、そのポイントの値を、同じグループに含まれるそのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、ＭＩＭＯで適応変調を行なった場合であっても、ヌルキャリアの補間をすることができる。

（９）また、本発明の受信機は、ＯＦＤＭＡ信号を受信する受信機であって、受信信号の周波数を変換する周波数変換部と、信号帯域中の任意のサブチャネルを取り出す周波数フィルタ部と、前記周波数変換部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、前記任意のサブチャネルの中央または両端のポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴としている。

このように、受信信号の任意の帯域を取り出すために周波数変換を行なって、信号帯域中の任意の帯域を取り出し、その任意のサブチャネルの中央または両端のポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、ＤＦＴを用いる際に、任意のサブチャネルの中央または両端のポイントを中心に発生する歪を削減することが可能となる。

（１０）また、本発明の伝搬路推定方法は、受信したＯＦＤＭ信号から伝搬路の推定を行なう伝搬路推定方法であって、受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１ステップと、前記第１ステップ後の出力信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう第２ステップと、前記第２ステップ後の出力信号に対して、周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換える第３ステップと、前記第３ステップ後の出力信号を時間軸上で表される信号に変換する第４ステップと、前記第４ステップ後の出力信号の一部を減衰させ、または削除する第５ステップと、前記第５ステップ後の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第６ステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。

本発明によれば、周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるので、ＤＦＴを用いる際にヌルキャリアの両端に発生する歪を削減することが可能となる。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、以下の各実施形態で使用する通信用のフレーム構造について説明する。説明を容易にするために、各実施形態では固定長フレームを使用するが、本発明は固定長フレームのみに適用されるものではなく、可変長フレーム、または可変長の非同期パケット通信にも適用可能である。以下で使用するフレームは、時間、周波数方向に固定長でフレームが繰り返し送信されることによって通信が行なわれる。

図１（ａ）は、本実施形態における通信用フレーム構造を示す図である。フレームは、ＯＦＤＭシンボル群で構成される。フレーム先頭に同期用シンボルが配置され、続いて伝搬路推定用のパイロットシンボルが配置され、更に続いてデータシンボルが配置される。図１（ａ）では、２０１がフレーム全体を表し、このフレーム２０１が繰り返し送信されることを示している。フレーム２０１先頭には同期用シンボル２０２が配置される。この同期用シンボルは、受信時にフレーム先頭であることを識別するために使用される。多くの場合、時間軸方向に特徴がある信号が使用される。ＯＦＤＭ信号以外の信号でも使用可能であるため、詳細は省略する。ＯＦＤＭ信号を使用する場合の一例として時間軸上で同じ信号が繰り返されるように１サブキャリア毎にヌルキャリアを挿入した信号が使われることがある。

続いてパイロットシンボル２０３配置される。更に続いてデータシンボル群２０４が配置される。本発明はデータシンボル群の内容とは関係ないためデータシンボル群の内容の詳細は触れない。一般的にはそのフレームや後続のフレーム内の構造を示すための制御データや実際に通信に使用するデータが含まれる。

図１（ｂ）は、１フレーム内の構成を示す図である。フレーム２０１内の各ＯＦＤＭシンボルにはガードインターバル２０５が付加される。ガードインターバルは、遅延波の影響を吸収するために付加するもので、本発明とは直接の関係は無い。一例としてＯＦＤＭシンボルの一部をサイクリックプリフィックスとして付加する方法を使用する。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。以下の各実施形態では、ＤＦＴ／ＩＤＦＴとしてＦＦＴ／ＩＦＦＴを使用する。無線受信部１０１は、電波を受信しベースバンド信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０２は、アナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換する。同期・ＧＩ除去部１０３は、フレーム先頭の同期用シンボルを利用してフレーム同期をかけて以降の受信ＯＦＤＭシンボルからガードインターバルを取り除く。第１ＦＦＴ部１０４は、ガードインターバルを除去された受信シンボルを高速フーリエ変換により周波数軸の信号に変換する。切替部１０５は、ＦＦＴした受信シンボルが、パイロットシンボルであった場合は複素除算部１０６へ、データシンボルであった場合は伝搬路補正部１１１へ出力を切り替える。

複素除算部１０６は、受信したパイロットシンボルを送信時に使用した符号で複素除算する。キャリア補間／外挿部１０７は、ヌルキャリアに対する補間・外挿処理を行なう。ＩＦＦＴ部１０８は、周波数軸上の信号を時間軸上の信号に変換する。時間フィルタ部１０９は、時間軸上の信号の一部を減衰・削除する。第２ＦＦＴ部１１０は、時間軸上の信号を周波数軸上の信号に変換する。伝搬路補正部１１１は、第２ＦＦＴ部１１０から出力される伝搬路情報に従って、受信したデータシンボルを補正する。復調部１１２は、補正後のデータシンボルを制御部１１３からの情報に従って復調する。制御部１１３は、各ブロックからの情報に基づいてフレーム全体の受信を制御する。

図３は、第１の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。パイロット符号発生部１２１は、パイロットシンボルに使用する符号を生成する。同期用符号発生部１３０は、同期用シンボルのための符号を生成する。入力切替部１２２は、制御部１２９からの指示によって、出力信号を同期用符号とパイロット符号と変調データのいずれかに切り替える。ヌルキャリア挿入部１２３は、制御部１２９からの指示で入力された信号の一部をヌルキャリアに設定する。ＩＦＦＴ部１２４は、入力された周波数軸上の信号を時間軸上の信号に変換する。

ＧＩ付加部１２５は、入力された信号の一部をガードインターバルとして付加する。Ｄ／Ａ変換部１２６は、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。無線送信部１２７は、入力された信号をベースバンド信号として送信に必要な周波数に変換して増幅した後に送信を行なう。変調部１２８は、入力された送信データについて変調処理を行なう。制御部１２９は、入力された送信制御データに従って各ブロックを制御する。

本実施形態では、送信信号を生成するために使用するＦＦＴのポイント数は３２、ガードバンド用のヌルキャリアが信号帯域の両端に３本ずつ、信号帯域中央に１本のヌルキャリアがあるものとする。

次に、図３に示した送信機でこのスペクトラムをもった信号を送信するための手順について説明する。制御部１２９は、送信制御データによりヌルキャリアを挿入する箇所を決定し、ヌルキャリア挿入部１２３に対して該当するキャリアをヌルキャリアにするように指示する。また、制御部１２９は、フレームの送信開始タイミングを監視し、フレーム先頭の送信タイミングで入力切替部１２２の入力先を同期用符号発生部１３０に切り替える。

入力切替部１２２の出力は、ヌルキャリア挿入部１２３でヌルキャリアが挿入され、その後、ＩＦＦＴ部１２４にて時間軸信号に変換され、ＧＩ付加部１２５にてガードインターバルを付加されて、Ｄ／Ａ変換部１２６でアナログ信号に変換された後に無線送信部１２７から送信される。制御部１２９は、次のＯＦＤＭシンボルの処理タイミングで入力切替部１２２の入力先を、パイロット符号発生部１２１に切り替える。以下、同期用符号の時と同様に、ヌルキャリア挿入部１２３でヌルキャリアが挿入された後に、後段のブロックを通り送信される。以下、制御部１２９は、入力切替部１２２の入力先を変調部１２８に切り替え、フレーム終了まで送信データを送信し続ける。次のフレーム開始時刻がきたら再び入力切替部１２２の入力先を同期用符号発生部１３０に切り替えることを繰り返すことで図１に示した構造のフレームの送信を行なう。

次に、このようにして送信された信号を図２に示した受信機で受信する手順について説明する。まず、無線受信部１０１が受信した信号から必要な信号を抜き出し、ベースバンド信号に変換する。次に、Ａ／Ｄ変換部１０２がデジタル信号に変換し、同期・ＧＩ除去部１０３に入力する。同期・ＧＩ除去部は、まずフレーム先頭の同期用シンボルの検出を行なう。検出方法はどの様な方法を用いても構わないため詳細は省略する。同期シンボルの受信タイミングを正確に検出できれば良く、一例としてリファレンスシンボルとの時間軸の相関を測定し、相関のピークを検出する方法などが考えられる。フレーム先頭を検出した後は、以降のＯＦＤＭシンボルの受信タイミングに合わせてガードインターバルを取り除いた部分を、後段のＦＦＴ部１０４に送り続ける。また、フレーム先頭を検出すると、そのタイミングを制御部１１３に通知し、他のブロックの動作のきっかけをつくる。

ＦＦＴ部１０４は、同期・ＧＩ除去部１０３からデータが入力される都度ＦＦＴを行ない、ＯＦＤＭシンボルを周波数軸上のデータに変換する。切替部１０５は、制御部１１３の指示で受信したＯＦＤＭシンボルがパイロットシンボルであった場合は、ＦＦＴ後のデータを複素除算部１０６に、データシンボルの場合は伝搬路補正部１１１に出力する。制御部１１３は、同期・ＧＩ除去部からフレーム先頭タイミングの通知を受け、以降の受信シンボルの受信タイミングを判断する。複素除算部１０６は、ＦＦＴ後のデータを送信時にパイロット符号発生部１２１から出力された符号で複素除算を行なう。この複素除算を行なった後のデータには雑音が含まれ、ヌルキャリアが挿入された状態の伝搬路情報である。

図４（ａ）は、伝搬路情報の一例を示す図である。図４（ａ）において、３０１がＦＦＴ処理帯域、３０２が信号帯域外に挿入されるヌルキャリア、３０３が信号帯域中央に挿入されるヌルキャリアである。このデータに対し、キャリア補間／外挿部１０７でヌルキャリアの場所にデータを補間する。

図４（ｂ）は、データの補完例を示す図である。信号帯域外への補間３０４は従来例で説明した方法が使用可能である。以下、信号帯域中央のヌルキャリア３０３に対する補間方法について説明する。帯域中央のヌルキャリア３０３に対しては、両端のサブキャリア３０５のベクトル平均を推定値（３０６）として挿入することにより行なう。推定値を求める方法は、必ずしもこの方法である必要は無く、精度良く推定できる方法であればどのような方法を用いても構わない。伝搬路の最大遅延分散が予め判っている状況では、サブキャリア間の相関係数も同様に判るため、単純なベクトル平均ではなくヌルキャリア３０３周辺の相関が比較的高いサブキャリア数点を利用したローパスフィルタにより推測する方法や、フラットフェージングに近い状況であることが分かっている場合は、ヌルキャリア３０３の隣接サブキャリア３０５のどちらかの値を推定値として使用する方法などを使用しても良い。補完するヌルキャリアについては、制御部１１３から情報を得るものとする。

ヌルキャリア補間後のデータを、ＩＦＦＴ部１０８で時間軸信号に変換する。変換された時間軸信号は、時間フィルタ部１０９で遅延波を含む有効な時間領域以外を削除する。この時有効な信号成分がある程度広がることを考慮して、遅延波が含まれるガードインターバル区間とその前後数ポイントを残すように削除すると歪が少なくなる。ガードインターバル区間の前後をどれだけ残すかはＦＦＴ／ＩＦＦＴの処理ポイント数と削除後の信号に発生する歪の許容量によるが、一例としてＦＦＴポイント数が１０２４の場合は３０ポイント程度を残すように設定する方法がある。

時間フィルタ部１０９で余分な信号を削除した信号は、第２ＦＦＴ部１１０で周波数軸上の信号に変換され、雑音成分が削減された伝搬路の周波数応答となる。伝搬路補正部１１１で受信したデータシンボルに対し第２ＦＦＴ部１１０から出力される周波数応答で補正を行ない、復調部１１２でデータシンボルの復調を行ない、受信データを取り出す。

以上のように、ヌルキャリアを補完してから時間フィルタの処理を行なうことで伝搬路推定時にヌルキャリア両端で発生する歪を削減することが可能となる。

なお、本実施形態では、信号帯域中央のキャリアをヌルキャリアとしたが、ヌルキャリアで無い場合も同様に処理することが可能で、その場合もＤＣオフセットと時間フィルタによる歪の発生を抑えることが可能である。また、本実施形態では、パイロットシンボル用の符号は固定されているが、本発明は、送信側と受信側の双方で使用する符号が同期するのであれば符号が変化する場合にも適用可能である。

（第２の実施形態）
本実施形態では、ＯＦＤＭ信号の中の一部のサブキャリアを使用する際の一例として、ＯＦＤＭＡに対して本発明を適用した場合について説明する。ＯＦＭＤＡは、ＯＦＤＭ／ＦＤＭＡとも言われ、ＯＦＤＭ方式の信号帯域内をサブチャネルと呼ばれる複数の周波数帯に分割して使用する方式である。

図５は、ＯＦＤＭＡ方式の概略を示す図である。この例では、ＦＦＴ処理帯域４０１内の信号帯域４０２を、１２のサブチャネル４０３に分割している。信号帯域の両端にはヌルキャリア４０４が配置され、信号帯域中央にもヌルキャリア４０５が配置される。ＦＦＴ処理ポイント数は１０２４、１サブチャネル当たりのサブキャリア数は６４とする。送信機は、図３に示した構成がそのまま使用でき、送信データとして予め多重されたデータを用意すればよい。

受信機は、受信する制御データ中の情報に基づいて、どのサブチャネルを受信するか決定する。どのサブチャネルを受信するかを受信機に通知する方法は様々な方法があり、本発明とは直接の関係は無いため詳細な説明は行なわない。一例として全てのサブチャネルの受信が必要なスーパーフレームと、サブチャネルの割り当てが行なわれるノーマルフレームを使用する例について簡単に説明する。図６は、スーパーフレームを使用する例を示す図である。送信機が、一定間隔で全てのサブチャネルを受信するスーパーフレーム６０１を送信する。

図６では、４フレーム毎にスーパーフレームを送信する例を示している。このスーパーフレーム６０１中に、制御データやブロードキャストデータを含めて送信する。この制御データ中に後続のノーマルフレームでのサブチャネルの割り当て情報を含めておく。２つのスーパーフレーム６０１の間はノーマルフレーム６０２が割り当てられ、その中でそれぞれの端末が受信すべきサブチャネル６０３が割り当てられる。割り当てはスーパーフレーム毎に違っても良い。割り当て情報が増えても良い場合は、ノーマルフレーム毎に割り当てを変えても良い。

受信機は、最初にスーパーフレーム６０１を探し、スーパーフレーム６０１中の制御情報を読み取ることで、後続のノーマルフレーム６０２中の割り当てられたサブチャネルを受信することが可能となる。フレーム中の特定のサブチャネルを受信する際に、受信機が常に信号帯域全ての信号を復調するのであれば、第１の実施形態に示した補間方法を使用して、挿入されているヌルキャリアの影響を抑えることができる。しかし、一部のサブチャネル、例えば、サブチャネル３のみを割り当てられているような場合、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ全てのを動作させるのは効率が悪い。処理ポイント数が２のべき乗であるＦＦＴ／ＩＦＦＴの場合、ＮポイントのＦＦＴ／ＩＦＦＴの演算量は、次式で与えられる。

このため、１サブチャネルのみを受信するためにＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理ポイント数を１０２４から１２８と変更した場合、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ部の演算量は１／１２となる。つまり、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ部で使用する電力が大幅に少なくなることを意味する。なお、６４サブキャリアのサブチャネルを復調するために１２８ポイントのＦＦＴ／ＩＦＦＴを使用するのは、後述するフィルタ／周波数変換部５０２のフィルタの通過特性が理想的でないため、余分な帯域を用意する必要があるためである。

このような受信機を作る場合に問題になるのは、無線受信部のＤＣオフセットである。無線受信部が出力するベースバンド信号にＤＣオフセットが重畳された場合、ＦＦＴ後のデータ中のＤＣ成分を表すポイント、通常のＦＦＴ処理の場合は、処理帯域の中央のポイントにＤＣオフセット量がそのまま重畳されて出力される。通常の全帯域を処理する場合は、帯域中央はヌルキャリアとなっているためこのＤＣオフセットの影響は受けない。本実施形態はこの問題を解決するものである。

図７は、第２の実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。図７において、第１の実施形態と同じ働きをする部分には同じ番号を割り当てるものとする。無線受信部５１４は、無線信号を受信して第１中間周波数信号へ変換する。第１周波数変換部５１５は、制御部５１２からの指示で、受信する信号帯域の周波数変換を行なう。具体的には、全サブチャネルまたは受信する特定の１サブチャネルの中央の周波数が、第２中間周波数信号の中心になるように周波数変換を行なう。周波数フィルタ部５１６は、制御部５１２からの指示で通過帯域を全サブチャネル用か、または１サブチャネル用に切り替える。ここで、フィルタの通過帯域の中心周波数は、第２中間周波数信号の中心周波数と等しいものとする。第２周波数変換部５１７は、制御部５１２からの指示で周波数フィルタ部５１６から出力される第２中間周波数信号をベースバンド信号に変換する。この時、全サブチャネルを受信するのか、または１サブチャネルのみを受信するのかによって変換時のシフト量を変えることで、全サブチャネルを受信する場合と、１サブチャネルを受信する場合のどちらの場合でも必要な帯域のみ正しくベースバンド信号に変換されるようにする。Ａ／Ｄ変換部５０３は、制御部５１２の指示でフィルタ／周波数変換部５０２で抜き出した帯域に応じたサンプリングレートでアナログ−デジタル変換を行なう。同期・ＧＩ除去部５０４は、フレーム先頭の同期用シンボルを利用してフレーム同期をかけて以降の受信ＯＦＤＭシンボルからガードインターバルを取り除く。

第１ＦＦＴ部５０５は、制御部５１２からの指示で処理するポイント数を変更可能であり、時間軸上の信号を周波数軸上の信号に変換する。複素除算部５０６は、制御部５１２からの指示で入力されるデータを送信側のパイロット符号発生部１２１で生成した符号から処理帯域に該当する部分を取り出して入力データを除算する。ＩＦＦＴ部５０７は、制御部５１２からの指示で処理ポイント数を変更可能であり、周波数軸上の信号を時間軸上の信号に変換する。時間フィルタ部５０８は、制御部５１２からの指示で処理ポイント数、データ削除ポイントを制御可能で、時間軸上の信号の一部を減衰・削除する。

第２ＦＦＴ部５０９は、制御部５１２から指示された処理ポイントでＦＦＴを行なう。伝搬路補正部５１０は、制御部５１２からの指示で受信データの必要な帯域に伝搬路補正を行なう。復調部５１１は、制御部５１２から指示された帯域について復調処理を行なう。制御部５１２は、第１の実施形態で示した各ブロックの制御と共に、復調後の受信データ中の制御データに基づいて受信帯域を決定し、各ブロックに受信帯域に応じた制御を行なう。オフセット検出部５１３は、複素除算部５０６の出力と第２ＦＦＴ部５０９の出力を比較することでＤＣオフセットを検出する。

以下、これらのブロックにおける一連の動作を詳しく説明する。図５に示したサブチャネルのうちサブチャネル４（以下、「ＳＣＨ４」と記載する）のみを受信する場合を取り上げる。図８（ａ）は、ＳＣＨ４を示す図である。受信された信号は、無線受信部５０１で一端中間周波信号に変換され、フィルタ／周波数変換部５０２で制御部５１２から指示されたサブチャネル（ここではＳＣＨ４）に相当する周波数の信号のみをフィルタで抜き出し、その後ベースバンド信号に変換する。

図８（ｂ）は、使用するフィルタの特性の概要を示す図である。ここでは１２８ポイントのＦＦＴ処理に必要な帯域を通過させるものとし、目的のサブチャネル（ここではＳＣＨ４）の信号の通過特性が十分平坦で、後段のＡ／Ｄ変換部５０３でエイリアシングを起こさない程度に急峻なバンドパス特性を有する必要がある。ベースバンド信号に変換された信号は、Ａ／Ｄ変換部５０３で抜き出した帯域に相当するサンプリングレートでデジタル信号に変換される。その後、同期・ＧＩ除去部５０４でフレーム同期が行なわれ、ガードインターバルが取り除かれたＯＦＤＭシンボルの切り出しが行なわれる。この同期処理はどのような方法でも良いが、第１の実施形態に一例として示した時間軸方向の相関を利用する場合は、参照する信号をサンプリングレートに合わせて間引いてから相関を調べる必要がある。

図９（ａ）は、切り出されたＯＦＤＭ信号のスペクトルの概略を示す図である。続いて、第１ＦＦＴ部５０５で１２８ポイントのＦＦＴ処理を行ない、複素除算部５０６でＳＣＨ４において送信時に使用された符号で複素除算を行なう。図９（ｂ）は、複素除算後の信号の概略を示す図である。図９（ｂ）において、ＳＣＨ４の帯域を８０２に、ＦＦＴ処理時に処理帯域中央となるサブキャリアを８０１に示す。この処理帯域中央となるサブキャリアにはＤＣオフセットが含まれているため、このまま後段で時間フィルタ処理を行なうと、このサブキャリアを中心に歪が発生してしまう。

そのため、第１の実施形態で示した方法を使用して、キャリア補間／外挿部１０７において、このＤＣオフセットを含んだサブキャリアの代わりに周辺のサブキャリアを利用して推定した値を挿入する。ここでは一例として、挿入するサブキャリアの両端のサブキャリア８０３のベクトル平均を使用する。図９（ｃ）は、挿入方法の概要を示す図である。第１の実施形態と同様に、他の方法を利用して求めた値を挿入しても良い。

この後、ＩＦＦＴ部５０７、時間フィルタ部５０８、第２ＦＦＴ部５０９を経て雑音が低減される。図９（ｄ）は、第２ＦＦＴ部５０９から出力された周波数応答の概略を示す図である。オフセット検出部５１３は、この周波数応答と、複素除算部５０６の出力とを利用して、ＤＣオフセット量を推定する。ＤＣオフセット量の推定は、処理帯域内の中央のキャリアを使用する。第２ＦＦＴ部５０９から出力された後のセンターキャリア８０５と複素除算部５０６から出力された後の中央のキャリア８０６との差８０７を、ＤＣオフセット量とする。複素除算部５０６から出力された後の中央のキャリア８０６にはまだ雑音が含まれているが、復調時にはＤＣオフセットの影響の方が大きいため、この値をそのまま使用しても大きな影響は無い。

以降、求めた周波数応答とＤＣオフセット量を利用して伝搬路補正部５１０でデータシンボルの補正を行ない、復調部５１１でデータの復調を行なう。ＤＣオフセットの補正は、処理帯域中央のサブキャリアについて行ない、受信した位相点がＤＣオフセット分ずれているものとして、位相・振幅の補正を行なう。制御部５１２は、最初に全サブチャネルを受信するように各ブロックを設定し、復調部５１１の出力からスーパーフレームの検出を行なう。その後、そのスーパーフレーム中の制御情報に基づいて各ブロックを設定し、ノーマルフレーム中の必要なサブチャネルの復調を行なう。

以上のようにして、サブチャネルのみをＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理する場合において、ＤＣオフセットの影響を軽減しながら時間フィルタにより伝搬路推定精度を改善することが可能となる。

なお、本実施形態では、一つのサブチャネルのみを復調する場合を説明したが、複数のサブチャネルを復調する場合も処理帯域を変更することにより対応可能である。偶数個のサブチャネルを復調する場合は、サブチャネルのどちらかの端に処理帯域中央のサブキャリアが配置され、奇数個のサブチャネルを復調する場合は、サブチャネルの中央に処理帯域中央のサブキャリアが配置されるため、その処理帯域中央のサブキャリアとなるポイントに対して処理を行なえば良いこととなる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態では、ＯＦＤＭＡのサブチャネル中にヌルキャリアが配置されていない場合に、一部の帯域のサブチャネルを復調すると問題になるＤＣオフセットの影響を軽減する方法の説明を行なった。第３の実施形態では、全てのサブチャネルの中央のサブキャリアにヌルキャリアが入っている場合で、全サブチャネルを一度に復調する際にサブチャネル中のヌルキャリアの影響を軽減する方法について説明を行なう。

図１０は、ＯＦＤＭＡの各サブチャネルの中央のキャリアをヌルキャリアとしている一例を示す図である。第２の実施形態で使用したものと同じ機能には同じ番号をつけてある。図１０において、９０１は、サブチャネル内の中央のキャリアで、ヌルキャリアが挿入されている。この場合、サブチャネル１つだけを復調する場合に問題となるＤＣ成分のサブキャリアがなくなるため、ＤＣオフセットの影響を考える必要が無くなる。しかし、全サブチャネルを一度に受信する場合、ＤＦＴベースの伝搬路推定を行なうと、各サブチャネルに含まれるヌルキャリアの両端に歪が発生する問題が出る。本実施形態はこの問題を解決するものである。

送信機および受信機の構成は、図２および図３に示したものがそのまま使用可能である。受信機の制御部１１３とキャリア補間／外挿部１０７の動作が変わるのみで、他の構成要素は同じである。制御部１１３は、図１０に示した信号帯域中央のヌルキャリア４０５を含め、各サブチャネル中のヌルキャリア９０１全てに対しサブキャリアの補間をするようにキャリア補間／外挿部１０７を設定する。これ以外の動作は、第１の実施形態に示した通りの動作を行なうようにする。これにより、ＯＦＤＭＡ全サブチャネルを復調する場合にヌルキャリアの影響を軽減することが可能となる。

なお、図１０では、全てのサブチャネルが同じサブキャリア数で構成されている場合を示したが、サブチャネル毎にサブキャリア数が異なり、サブチャネル内中央のヌルキャリアの位置が変わる場合でも同様に適用可能である。また、複数のサブチャネルを一度に復調する場合は、第２の実施形態に示したように処理帯域中央のサブキャリアに対して補間を行なう必要がある。

（第４の実施形態）
本実施形態では、サブキャリア適応変調に本発明を適用する場合の一例について説明を行なう。サブキャリア適応変調技術は、受信機側から各サブキャリアの受信品質を逐次送信側に報告し、送信機側において、報告された各サブキャリアの品質情報に基づいて所要エラーレートを満たす最速の変調を各サブキャリアに掛ける方式である。このサブキャリア適応変調技術では、所要エラーレートを満たさないサブキャリアはヌルキャリアとして与干渉を減らす場合がある。

図１１は、サブキャリア適応変調を行なった時のサブキャリアと受信品質との関係を示す図である。図１１に示す例では、各サブキャリアに対して、受信品質に合わせて１６ＱＡＭから変調を行なわないヌルキャリアまでの４段階の割り当てを行なうものとする。ヌルキャリアが割り当てられたサブキャリアは、パイロットシンボル中の該当サブキャリア１００１についてもヌルキャリアとするものとする。

この適応変調の制御手順は、様々な方法が使用可能である。図１２は、基地局と端末の間でスーパーフレームを用いて制御する様子を示す図である。図１２において、基地局から端末への通信を下り、端末から基地局への通信を上りとする。基地局は、下り通信で一定間隔、ここでは４フレームに一度スーパーフレーム１１０１を送信する。スーパーフレームは、全てのサブキャリアを使用し、どの端末でも受信できるように変調度の低い、例えば、全てのサブキャリアをＢＰＳＫで変調して送信される。この中には、ＣＱＩ（チャネル品質情報）測定用を兼ねるパイロットシンボルと、後続のノーマルフレーム１１０２がどの端末に割り当てられているかを示す情報、後続のノーマルフレームの各サブキャリアの変調方式の情報を含む制御情報、ブロードキャスト情報などが含まれる。

後続のノーマルフレーム１１０２は、スーパーフレーム中の制御情報の内容に従った形で変調されて送信される。端末は、スーパーフレーム１１０１中のパイロットシンボルを受信し、各サブキャリアの品質を測定する。品質情報は、変調方式の決定に使用できるものであれば何でも良く、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＳＮＲ（信号対雑音比）等が良く使われ、簡単なところでは信号レベルだけで判断することもある。本実施形態では、受信したパイロットシンボルの各キャリアの電力レベルを使用するものとする。

受信したパイロットシンボルのサブキャリア毎の電力を、上り通信を使用してＣＱＩ情報１１０３として送信する。ＣＱＩ情報を受信した基地局は、次のスーパーフレームまでにどのような変調方式を使用するか、また次のスーパーフレーム以降のノーマルフレームにどのように割り当てるかを決定して、スーパーフレーム以下のフレームを送信する。以上の動作を繰り返すことによってサブキャリア適応変調が可能となる。ここでは、端末装置がＣＱＩを基地局装置に送り、基地局装置で変調方式を決める方法を説明したが、端末装置が変調方式を決めてしまう方法もある。この時は端末装置がＣＱＩを送信する代わりに変調情報ＭＬＩ（Modulation Level Information）を送信し、基地局装置は端末装置が送ってきたＭＬＩに従った変調を行なって送信すれば良い。

しかし、サブキャリア適応変調を行なった結果、図１１に示す１００１に示したように、ヌルキャリアが挿入され、パイロットシンボル中にヌルキャリアが含まれる場合、ヌルキャリアの両端で歪が発生する問題がある。本実施形態はこの問題を解決するものである。

図１３は、第４の実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態の受信機に、上り送信部１２０１を加えた構成となっている。第１の実施形態と同様の働きをするブロックには同じ番号を付けてある。上り送信部１２０１は、通常の上り通信の送信データの他に、下り受信部１２０２の制御部１２０３からのＣＱＩ情報を送信することができる。上り通信の方法はどのような方法でも良く、例えば、ＰＤＣやＷＣＤＭＡなどで使用されている方法が使用可能である。制御部１２０３は、各部の制御を行なうと共に伝搬路情報を基にＣＱＩ情報の作成を行なう。

以下、これらのブロックがどのようにして動作するかを説明する。まず、制御部１２０３は、各ブロックを全てのサブキャリアを受信するように設定してフレーム検出を行ない、スーパーフレームの受信を行なう。キャリア補間／外挿部１０７には、帯域中央のサブキャリアについては補完するように通知しておく。スーパーフレームが受信されない場合は、スーパーフレームが受信されるまでフレーム検出からの処理をやり直す。スーパーフレームが受信された後、制御部１２０３は、スーパーフレーム中の制御情報を読み取り、後続のノーマルフレームの割り当て情報をから自端末が後続のノーマルフレームを受信するかを判断し、受信する場合には、各サブキャリアの変調情報より復調部１１２に各サブキャリアの変調方式を通知し、正常に復調動作が行なわれるようにする。

同時にキャリア補間／外挿部１０７に対して、信号帯域外のヌルキャリアと共に適応変調によりヌルキャリアとなったサブキャリアを補完するように通知する。また、帯域中央のサブキャリアについても補完するように通知する。また、第２ＦＦＴ部１１０から出力されるスーパーフレームを復調する際に用いた伝搬路情報を使用してＣＱＩ情報を作成し、上り送信部１２０１を使用して基地局に対してＣＱＩ情報の通知を行なう。このＣＱＩ情報は、基地局における以降のフレームの適応変調制御に使用される。

以上のように動作することによって、適応変調されたノーマルフレームを復調する際にヌルキャリアによる伝搬路推定への影響を軽減することが可能となる。また、適応変調の対象にＯＦＤＭＡのサブチャネル配置を加えることも可能で、この場合は第３の実施形態に示したようにサブチャネルとして使用するサブキャリアの位置、サブキャリア本数によってヌルキャリアや帯域中央のサブキャリアの位置が変わるため、これらに該当するサブキャリアについても適応変調で生じたヌルキャリアと同様に補間すれば良い。

（第５の実施形態）
本実施形態は、スキャッタードパイロットに本発明を適用する場合について説明を行なう。図１４（ａ）は、連続したパイロットサブキャリアを示す図である。上記までは、図１４（ａ）に示しているように、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理ポイント１９０１に連続してパイロットサブキャリアを配置する場合について説明を行なってきた。スキャッタードパイロットは、不連続にパイロットサブキャリアを配置する方法で、通常は一定間隔でパイロットサブキャリアを配置し、パイロットキャリアが配置されない処理ポイントにはヌルキャリアやデータキャリアが配置される。

図１４（ｂ）は、パイロットサブキャリアを１処理ポイントおきに配置し、パイロットサブキャリア以外の処理ポイントをヌルキャリアとする一例を示す図である。パイロットサブキャリアを１９０２のように実線で、ヌルキャリアを１９０２のように丸印で示してある。通常は帯域中央の処理ポイント１９０３がヌルキャリアになるようにパイロットサブキャリアを配置する。この図１４（ｂ）のように、１サブキャリアおきにパイロットサブキャリアを配置して、ＤＣＴ法を適用すると、得られるインパルス応答は図１４（ｃ）の１９０４と１９０５のように同じ形状の遅延プロファイルが２回繰り返した波形が得られる。このうち一つ１９０４の方のみを時間フィルタによって切り出して周波数応答を求めると、図１４（ｄ）のようにヌルキャリアとなっていたところの周波数応答を求めることができる。

しかし、１パイロットシンボルのみで複数の送信アンテナからの伝搬路情報を求めるために、パイロットシンボルの多重を行なう場合や、セルラシステムで隣接セル間のパイロットシンボルのキャリアが干渉しないように割り当てを行なう場合や、帯域の一部を受信する場合などでは、図１５（ａ）のように、帯域中央の処理ポイント２００１にパイロットサブキャリアが割り当てられることがある。この場合、ＤＣオフセット２００２が受信時時に重畳されてしまう。この場合、上記の実施形態に示したように時間フィルタを使用すると歪が発生してしまう。このような場合も、前に示した実施形態のように本発明を適用することが可能となる。この概要を、図１５（ｂ）に示す。ＤＣ成分を表すポイント２００１の前後のパイロットサブキャリア２００３を利用して補間する値２００４を生成して値を挿入することで時間フィルタにて発生する歪を軽減することが可能となる。

（第６の実施形態）
本実施形態では、ＣＩ（Carrier Interferometry）多重されたパイロットシンボルの受信機に対して本発明を適用した場合について説明する。ＣＩ多重を使用したパイロットシンボルをＤＦＴを利用して伝搬路推定をする際に、仮想サブキャリアを利用して伝搬路推定精度を向上する方法は以下の参考文献に記載されている。しかし、この参考文献記載の方法もヌルキャリアやＤＣオフセットの影響を考慮したものではない。

［参考文献］
「ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭにおける時間窓法による伝搬路推定に関する一検討」，２００６年電子情報通信学会ソサイエティ大会，Ｂ−５−５２
以下、参考文献記載の技術の概略について説明を行なう。ＣＩ信号は、ＩＤＦＴによって信号を生成する際に、ＩＤＦＴ処理帯域内で隣接キャリア間に一様な位相差を持たせた信号のことである。図１６（ａ）は、ＩＤＦＴ処理帯域内で隣接キャリア間に一様な位相差を持たせた信号を示す図である。ここでは、ＤＦＴ処理帯域２３０１内で、合計８π位相が回転するように位相差を設けている例を示している。ＣＩ信号は、このような位相差を設けると、シンボル内で循環遅延が発生する。この遅延量は、ＩＤＦＴ処理帯域内で計２πの位相回転が発生する場合に丁度ＩＤＦＴの出力で１ポイント分となる。

図１６（ａ）の場合は、合計で８πであるので、ＩＤＦＴ出力で４ポイント分の循環遅延が発生する。図１６（ｂ）は、循環遅延が発生した様子を示す図である。図１６（ｂ）において、２３０２が循環遅延量に相当する。このことは、一定量の位相回転を与えると複数の信号を時間軸上で多重できることを意味する。つまり、複数の送信アンテナから同一の符号のパイロットシンボルを送信する際に、各送信アンテナに固有の位相回転を与えておくと、受信側で時間フィルタによって各アンテナから到来するパイロットシンボルを切り分けることができるということである。

図１６（ｃ）は、送信アンテナが２本の時に受信機側でパイロットシンボルの符号で複素除算した後にＩＤＦＴした後のインパルス応答の一例を示す図である。送信アンテナ１からは位相回転を与えないパイロットシンボルを、送信アンテナ２からはＩＤＦＴポイントの半分だけ巡回遅延が発生する位相差、つまりＩＤＦＴ処理帯域内で（ＩＤＦＴ処理ポイント数×π）だけ位相回転が発生するように設定されたパイロットシンボルを送信している。図１６（ｃ）のインパルス応答の前半部２３０３に、送信アンテナ１からのインパルス応答が、インパルス応答後半２３０４に送信アンテナ２からのインパルス応答が現れる。それぞれのアンテナからのインパルス応答は遅延波の広がり分だけここでも広がり、それ以外には影響を及ぼさない。つまり必要な信号のみを時間フィルタで取り出すことで多重されているパイロットシンボルから特定のアンテナからのインパルス応答を取り出すことができ、このインパルス応答をＤＦＴすることで周波数応答を求めることができる。

しかし、このＤＦＴ／ＩＤＦＴと時間フィルタを使用する処理はＤＦＴ法そのものであるため、ＤＦＴ／ＩＤＦＴ処理ポイント数と使用するサブキャリア数が異なる場合は得られた伝搬路情報に歪が発生してしまう。通常、複数の送信アンテナから送信されて多重されたパイロット信号に対し、望ましい仮想サブキャリアを挿入することは難しい。これは伝搬路情報を求める前に信号が送信されていない周波数成分を推定する必要があるためである。パイロット信号をＣＩ多重している場合、各送信アンテナのサブキャリアの位相回転情報（以下、位相回転符号）がサブキャリア方向に周期的であるため多重後の信号においてもサブキャリア方向に周期性を持つ。参考文献ではこのことを利用して仮想サブキャリアの挿入を行なっている。

図１７は、仮想サブキャリアの挿入方法の概要を示す図である。ここでは、送信アンテナが２本で、アンテナ１には位相回転無し、アンテナ２にはＩＤＦＴ処理帯域内で（ＩＤＦＴ処理ポイント数×π）だけ位相回転が発生する位相差が乗ぜられているものとする。２４０１は、信号帯域として使用されているサブキャリア群の帯域端の一部を表し、２４０２は、仮想サブキャリアの外挿領域を示している。２４０３は、アンテナ１における位相回転符号、２４０４は、アンテナ２における位相回転符号を表している。先述のように位相回転を設定すると、ここに示しているようにアンテナ１における位相回転符号は全て１となり、アンテナ２における位相回転符号は１と−１を繰り返す状態となる。

このような位相回転符号を設定された各送信アンテナからの信号が、別々の伝搬路を経て１つの受信アンテナで受信されると、伝搬路の遅延広がり以上にサブキャリア毎に位相点が大きく動く受信波が得られる。この様子を２４０５に示す。各サブキャリアの受信点は、一見ばらばらな受信点に見えるが、送信時に使用したアンテナ間の位相回転符号が同じ組み合わせ同士では伝搬路の遅延広がりに応じた滑らかな受信点であることがわかる。つまり、仮想サブキャリアの外挿領域２４０２に仮想サブキャリアを挿入する際に、そのサブキャリアで使用されるはずの送信時の位相回転符号の組み合わせを使用したサブキャリアを、信号帯域２４０１から探して推定すればよい。ここでは、２サブキャリア毎に符号の組み合わせが変わるので、１サブキャリアおきに信号帯域２４０１のサブキャリアを参照し、その値から仮想サブキャリアの外挿領域２４０２に一次補間による外挿を行なった場合を示す。

この外挿方法を本発明に適用する。図１８は、第６の実施形態に係る補間方法の概要を示す図である。２５０１が補間を行なうサブキャリアを表す。ここのサブキャリアにおける送信時の位相回転符号の組み合わせは｛１，１｝である。前述の実施形態のように、補間を行なうサブキャリアの両サイドのサブキャリアを使用するのではなく、送信時の位相回転符号の組み合わせが補完するサブキャリアと同じサブキャリアで、最も補完するサブキャリアに近いサブキャリア２点（２５０２，２５０３）を利用したベクトル平均を用いてサブキャリアの補完を行なう。２点のベクトル平均を用いない場合でも、サブキャリアにおける送信時の位相回転符号の組み合わせが｛１，１｝となるサブキャリアを利用して補完を行なう。０次ホールドの場合は、２５０２か２５０３のどちらかの値を用いればよい。

図１９は、第６の実施形態に係る補完方法を実現する受信機の概略構成を示すブロック図である。この受信機は、２つのＣＩ多重されたパイロットシンボルが付加された信号を１本のアンテナで受信し、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）によって復調するＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）ＯＦＤＭ受信機である。ＣＩ多重時の送信アンテナで使用される位相回転符号は、先述のものを使用する。図２に示す受信機と機能が同じブロックには同じ番号を使用しており、特別な意味が無いブロックについては説明を省略する。本実施形態では、第４の実施形態に示した適応変調も行なわれるものとする。

キャリア分離部２１０１は、送信時に使用した位相回転符号の組み合わせ毎にサブキャリア群を分離する。本実施形態では、｛１，１｝と｛１，−１｝の組に分離するものとする。第１キャリア補完／外挿部２１０２は、送信時の位相回転符号の組み合わせが｛１，１｝のサブキャリア群に対してサブキャリアの補間・外挿を行なう。第２キャリア補完／外挿部２１０３は、送信時の位相回転符号の組み合わせが｛１，−１｝のサブキャリア群に対してサブキャリアの補間・外挿を行なう。キャリア合成部２１０４は、キャリア分離部２１０１の動作とは逆に、第１キャリア補間／外挿部２１０２と第２キャリア補完／外挿部２１０３からの出力を２つ合わせて元通り並べ直す。（第１）時間フィルタ部１０９、第２ＦＦＴ部１１０は、第１の実施形態と同じ構成であり、図１６（ｃ）中の２３０３にあたる送信アンテナ１からのパイロット信号から生成されたインパルス応答を取り出し、周波数応答を求めるものである。

第２時間フィルタ部２１０５は、図１６（ｃ）中の２３０４にあたる送信アンテナ２からのパイロット信号から生成されたインパルス応答を切り出すための時間フィルタである。位相回転部２１０６は、送信時に施した位相回転処理を打ち消す。第３ＦＦＴ部２１０７は、第２時間フィルタ部２１０５の出力信号を周波数応答に変換する。復調部２１０８は、第２ＦＦＴ部１１０、第３ＦＦＴ部２１０７から出力される２つの周波数応答と切替部１０５から出力されるデータシンボルからＭＬＤ復調を行なう。制御部２１０９は、全体のブロックの制御を司る。

次に、以上のブロックがどのようにして先述の動作をするか詳細に説明する。まず、無線受信部１０１にて受信された信号が、ベースバンド信号に変換され、Ａ／Ｄ変換部１０２にてデジタル信号に変換される。その後、同期／ＧＩ除去部１０３にてフレーム同期が行なわれる。フレーム同期が確立すると以降の受信シンボルを第１ＦＦＴ部１０４に出力すると共にフレーム同期に成功したタイミングを制御部２１０９に通知する。フレーム同期を通知された制御部２１０９は、切替部１０５を操作してフレーム同期直後の受信シンボルを複素除算部１０６に、それ以降の受信シンボルを復調部２１０８に出力するように制御する。

複素除算部１０６に入力された信号は、送信時にパイロットシンボルに使用された符号で複素除算され、キャリア分離部２１０１に入力される。キャリア分離部２１０１では、送信時の位相回転符号が｛１，１｝であるサブキャリア群と｛１，−１｝であるサブキャリア群に分離され、｛１，１｝の組み合わせのサブキャリア群が第１キャリア補間／外挿部２１０２へ、｛１，−１｝の組み合わせのサブキャリア群が第２キャリア補間／外挿部２１０３へ入力される。第１キャリア補間／外挿部２１０２と第２キャリア補間／外挿部２１０３は、制御部２１０９からどのサブキャリアがヌルキャリア、またはＤＣキャリアで、そのサブキャリア補完するためにどこのサブキャリアを使用するかの指示を受けてキャリアの補間・外挿処理を行なう。適応変調を行なう場合は、ヌルキャリアがどちらのサブキャリア群に含まれるかを制御部２１０９が判断して指示を行なう。

第１および第２キャリア補間／外挿部２１０２、２１０３でヌルキャリア等の補間処理が行なわれた信号は、キャリア合成部２１０４にてキャリア分離部２１０１で分離する前の並び方に並び直される。その後、ＩＦＦＴ部１０８でインパルス応答に変換される。変換後のインパルス応答は、図１６（ｃ）に示したように、２つのインパルス応答が時間をずらして重ね合わさった波形となっている。

送信アンテナ１から送信されたパイロットシンボルによるインパルス応答を、第１の実施形態に示した時間フィルタ部１０９と同様の時間フィルタで取り出す。また、送信アンテナ２から送信されたパイロットシンボルによるインパルス応答を、通過時間をＯＦＤＭシンボル半分ずらした第２時間フィルタ部２１０５で取り出す。送信アンテナ２から送信されたパイロットシンボルは、後述するように位相回転処理が加わっているため、この位相回転分を元に戻すために位相回転部２１０６で各サブキャリアの位相回転処理を行なう。この位相回転処理は、ＦＦＴ部２１０７の後で行なっても良いが、処理量の低減のために時間軸上で循環遅延を行なうことで実現する。この位相回転処理によりインパルス応答はアンテナ１側のインパルス応答と同様の時間０を基準にした信号となる。

２つのインパルス応答は、第２ＦＦＴ部１１０および第３ＦＦＴ部２１０７で周波数応答に変換され、復調部２１０８に入力される。復調部２１０８では、切替部１０５から入力されたデータシンボルを、第１ＦＦＴ部１１０と第２ＦＦＴ部２１０７から入力された周波数応答、および制御部２１０９から入力されたデータシンボルの変調情報を基にＭＬＤによる復調を行なう。制御部２１０９は、最初にスーパーフレームを受信できるように復調部２１０８と、第１および第２キャリア補間／外挿部２１０２、２１０３を設定する。

第４の実施形態で説明したように、スーパーフレームは、全てのサブキャリアを使用して、どの端末でも受信できるように変調度の低いＢＰＳＫで変調して全端末に向けて送信される。スーパーフレームは、後続のノーマルフレームがどの端末に割り当てられているかを示す情報、および後続のノーマルフレームの各サブキャリアの変調方式の情報を含む制御情報が含まれているものである。分離前にＤＣ成分に該当するサブキャリアがキャリア分離部２１０１で分離されたサブキャリア群に含まれていた場合は、第１キャリア補間／外挿部２１０２または第２キャリア補間／外挿部２１０３は、制御部２１０９からの指示でそのサブキャリアを補間するように設定する。分離してサブキャリアの補間が行なわれたサブキャリア群は、キャリア合成部２１０４でキャリア分離部２１０１にて分離される前の並びに戻されて合成される。

この後、ＩＦＦＴ部１０８でインパルス応答に変換される。このインパルス応答は先述したように２つのインパルス応答が重なったものである。送信アンテナ１からのインパルス応答を取り出すために第１の時間フィルタ部１０９が、送信アンテナ２からインパルス応答を取り出すために第２時間フィルタ部２１０５が使用される。送信アンテナ１からのインパルス応答は、第１の実施形態と同様のポイントに現れるため、第１の実施形態と同様に、第２のＦＦＴ部１１０で周波数応答に変換される。

送信アンテナ２からのインパルス応答は、後述するように、送信時に位相回転処理が施されているため、そのままＦＦＴしたのでは周波数応答とならない。そのため位相回転部２１０６で送信時に施した位相回転処理を打ち消す処理を行なう。この位相回転処理は、ＦＦＴ後に各サブキャリアに対して逆の位相回転処理を行なっても良いが、ここではＦＦＴ前に時間軸上で巡回遅延を利用して位相回転処理を行なう。本実施形態では送信時にＦＦＴ帯域で（ＦＦＴ処理ポイント数×π）回転するように位相調整されているため、この逆変換のために処理ポイントの半分だけ巡回遅延させて同様の効果を得る。

この位相回転処理が行なわれた後の信号は、第３のＦＦＴ部２１０７で周波数応答に変換され、復調部２１０８に入力される。復調部２１０８は、制御部２１０９から各サブキャリアの変調方法を指示され、第２のＦＦＴ部１１０および第２のＦＦＴ部２１０７から入力される２つの送信アンテナからの周波数応答を利用して、データシンボルのＭＬＤによる復調を行なう。制御部２１０９は、復調部２１０８の出力を調べ、現在受信しているデータがスーパーフレームであるかを判断し、スーパーフレームでない場合は、スーパーフレームが受信されるまで以上の動作を繰り返す。スーパーフレームであった場合は、スーパーフレーム中の制御情報を取り出し、以降のノーマルフレームを受信するか判断する。その判断の結果、受信する場合は、そのノーマルフレームの使用サブキャリア、変調方式に合わせて第１および第２のキャリア補間／外挿部２１０２、２１０３、復調部２１０８を設定する。その後、受信されるノーマルフレームは設定された値を利用して復調が可能となる。

以上のように動作させることによって、ＭＩＭＯで適応変調を行なった場合でもヌルキャリアや帯域中央のサブキャリアの補間が可能となる。

次に、上記受信機へ信号を送信する送信機について説明する。図２０は、第６の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。この送信機は、送信アンテナを２つ備えており、それぞれのアンテナから別々のデータシンボルを送信することが可能である。構成は、第１の実施形態で使用した送信機がそのまま２系統となり、送信データ１については第１の実施形態と全く同じ構成で、送信データ２についてはパイロットシンボルとしてＣＩ多重用に位相回転処理が行なわれたパイロットシンボルが使用される。それ以外は同じ構成である。第１の実施形態と同様の部分については同じ番号を付加しており、説明は省略する。

位相回転部２２０１は、パイロットシンボルをＣＩ多重するために各サブキャリアの位相を回転させる。位相回転部２２０１は、本実施形態ではＩＦＦＴ処理帯域内で計（ＩＦＦＴポイント×π）だけ回転するように位相を設定する。つまり、隣接するポイント間で位相差がπ、すなわち−１を乗じるように位相を設定する。これ以外は、送信データ１側の系統と機能的には同じブロックを使用する。入力切替部２２０２は、入力切替部１２２と同様の機能を果たし、変調部２２０３は、変調部１２８と同様の機能を果たし、ヌルキャリア挿入部２２０４は、ヌルキャリア挿入部１２３と同様の機能を果たす。また、ＩＦＦＴ部２２０５は、ＩＦＦＴ部１２４と同様の機能を果たし、ＧＩ付加部２２０６は、ＧＩ付加部１２５と同様の機能を果たす。また、Ｄ／Ａ変換部２２０７は、Ｄ／Ａ変換部１２６と同様の機能を果たし、無線送信部２２０８は、無線送信部１２７と同様の機能を果たす。

制御部２２０９は、送信制御データに従って各ブロックの制御を行なうが、第１の実施形態の制御部１２９と異なり、送信データ２用のブロックの制御も送信制御データに従って行なう。制御部２２０９は、２つの無線送信部１２７、２２０８から各ＯＦＤＭシンボルが同期して送信されるように２つの入力切替部を同期させて制御する。これにより、同じフレームタイミングでパイロット信号が異なる２つの信号の送信が可能となる。このような構成の送信機から送信された信号は、前述の構成の受信機で受信可能となる。

（ａ）は、本実施形態における通信用フレーム構造を示す図である。（ｂ）は、１フレーム内の構成を示す図である。第１の実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。（ａ）は、伝搬路情報の一例を示す図である。（ｂ）は、データの補完例を示す図である。ＯＦＤＭＡ方式の概略を示す図である。スーパーフレームを使用する例を示す図である。第２の実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。（ａ）は、ＳＣＨ４を示す図である。（ｂ）は、使用するフィルタの特性の概要を示す図である。（ａ）は、切り出されたＯＦＤＭ信号のスペクトルの概略を示す図である。（ｂ）は、複素除算後の信号の概略を示す図である。（ｃ）は、挿入方法の概要を示す図である。（ｄ）は、第２ＦＦＴ部５０９から出力された周波数応答の概略を示す図である。ＯＦＤＭＡの各サブチャネルの中央のキャリアをヌルキャリアとしている一例を示す図である。サブキャリア適応変調を行なった時のサブキャリアと受信品質との関係を示す図である。基地局と端末の間でスーパーフレームを用いて制御する様子を示す図である。第４の実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。（ａ）は、連続したパイロットサブキャリアを示す図である。（ｂ）は、パイロットサブキャリアを１処理ポイントおきに配置し、パイロットサブキャリア以外の処理ポイントをヌルキャリアとする一例を示す図である。（ｃ）は、インパルス応答を示す図である。（ｄ）は、周波数応答を示す図である。（ａ）は、帯域中央の処理ポイントにパイロットサブキャリアが割り当てられた様子を示す図である。（ｂ）は、ＤＣ成分を表すポイント前後のパイロットサブキャリアを利用して補間する様子を示す図である。（ａ）は、ＩＤＦＴ処理帯域内で隣接キャリア間に一様な位相差を持たせた信号を示す図である。（ｂ）は、循環遅延が発生した様子を示す図である。（ｃ）は、送信アンテナが２本の時に受信機側でパイロットシンボルの符号で複素除算した後にＩＤＦＴした後のインパルス応答の一例を示す図である。仮想サブキャリアの挿入方法の概要を示す図である。第６の実施形態に係る補間方法の概要を示す図である。第６の実施形態に係る補完方法を実現する受信機の概略構成を示すブロック図である。第６の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。ＯＦＤＭの一般的な送信機の概略構成を示すブロック図である。（ａ）は、ＯＦＤＭの一般的な受信機の概略構成を示すブロック図である。（ｂ）は、伝搬路推定部の概略構成を示すブロック図である。伝搬路推定部の概略構成を示すブロック図である。（ａ）は、周波数応答を示す図である。（ｂ）は、インパルス応答を示す図である。（ｃ）は、時間フィルタ部により雑音を削除する概略を示す図である。（ｄ）は、最終的な周波数応答の概略を示す図である。（ａ）は、ＤＦＴ法を行なう際に途中で時間フィルタを適用する部分の概略を説明する図である。（ｂ）は、広がったインパルス応答の一部を削除した後のインパルス応答を示す図である。時間フィルタ適用前に仮想キャリアを挿入する概略を示す図である。帯域中央のポイントをヌルキャリアとする一例を示す図である。ＤＣ成分を表すポイントやヌルキャリアを中心として、推定結果に歪が発生した様子を示す図である。

符号の説明

１０１無線受信部
１０２Ａ／Ｄ変換部
１０３同期・ＧＩ除去部
１０４第１ＦＦＴ部
１０５切替部
１０６複素除算部
１０７キャリア補間／外挿部
１０８ＩＦＦＴ部
１０９（第１）時間フィルタ部
１１０第２ＦＦＴ部
１１１伝搬路補正部
１１２復調部
１１３制御部
１２１パイロット符号発生部
１２２入力切替部
１２３ヌルキャリア挿入部
１２４ＩＦＦＴ部
１２５ＧＩ付加部
１２６Ｄ／Ａ変換部
１２７無線送信部
１２８変調部
１２９制御部
１３０同期用符号発生部
２０１フレーム
２０２同期用シンボル
２０３パイロットシンボル
２０４データシンボル群
２０５ガードインターバル
３０３ヌルキャリア
５０１無線受信部
５０２フィルタ／周波数変換部
５０３Ａ／Ｄ変換部
５０４同期・ＧＩ除去部
５０５第１ＦＦＴ部
５０６複素除算部
５０７ＩＦＦＴ部
５０８時間フィルタ部
５０９第２ＦＦＴ部
５１０伝搬路補正部
５１１復調部
５１２制御部
５１３オフセット検出部
５１４無線受信部
５１５第１周波数変換部
５１６周波数フィルタ部
５１７第２周波数変換部
１２０１上り送信部
１２０２下り受信部
１２０３制御部
２１０１キャリア分離部
２１０２第１キャリア補間／外挿部
２１０３第２キャリア補間／外挿部
２１０４キャリア合成部
２１０５第２時間フィルタ部
２１０６位相回転部
２１０７第３ＦＦＴ部
２１０８復調部
２１０９制御部
２２０１位相回転部
２２０２入力切替部
２２０３変調部
２２０４ヌルキャリア挿入部
２２０５ＩＦＦＴ部
２２０６ＧＩ付加部
２２０７Ｄ／Ａ変換部
２２０８無線送信部
２２０９制御部

Claims

ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、
受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、
前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、
周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、
前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、
前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、
前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴とする受信機。
ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、
受信信号の周波数を変換する周波数変換部と、
信号帯域中の任意の帯域を取り出す周波数フィルタ部と、
前記周波数変換部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、
前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、
前記任意の帯域の中央のポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、
前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、
前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、
前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴とする受信機。
前記複素除算部の出力信号、および前記第２のＤＦＴ部の出力信号に基づいて、前記任意の帯域の中央におけるＤＣオフセット量を検出するオフセット検出部をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の受信機。
ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、
受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、
前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、
伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、
前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、
前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、
前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴とする受信機。
前記キャリア補間部は、前記任意の帯域の中央のポイント以外のポイントに、既知のヌルキャリアに相当するポイントが存在する場合、前記任意の帯域の中央のポイントおよび前記既知のヌルキャリアに相当するポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で、前記任意の帯域の中央のポイントの値および前記既知のヌルキャリアに相当するポイントの値を置き換えることを特徴とする請求項２記載の受信機。
前記キャリア補間部は、前記伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイント以外のポイントに、既知のヌルキャリアに相当するポイントが存在する場合、前記伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントおよび前記既知のヌルキャリアに相当するポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で、前記伝搬路状況に応じて動的に割り当てられた少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値および前記既知のヌルキャリアに相当するポイントの値を置き換えることを特徴とする請求項４記載の受信機。
ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、
パイロットシンボルがＣＩ多重された受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、
前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、
前記複素除算部の出力信号を、送信側においてＣＩ多重する際に使用された位相回転符号の組み合わせに応じてグループ分けを行なうキャリア分離部と、
前記キャリア分離部により分けられたいずれかのグループに、前記信号帯域の中央のポイントが含まれる場合、そのポイントの値を、同じグループに含まれるそのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、
前記キャリア補間部の複数の出力信号を、前記キャリア分離部に入力される前の状態に並べ直すキャリア合成部と、
前記キャリア合成部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、
前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、
前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴とする受信機。
ＯＦＤＭ信号を受信する受信機であって、
パイロットシンボルがＣＩ多重された受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、
前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、
前記複素除算部の出力信号を、送信側においてＣＩ多重する際に使用された位相回転符号の組み合わせに応じてグループ分けを行なうキャリア分離部と、
前記キャリア分離部により分けられた少なくとも一つのグループに、前記信号帯域内のヌルキャリアに相当するポイントが含まれる場合、そのポイントの値を、同じグループに含まれるそのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、
前記キャリア補間部の複数の出力信号を、前記キャリア分離部に入力される前の状態に並べ直すキャリア合成部と、
前記キャリア合成部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、
前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、
前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴とする受信機。
ＯＦＤＭＡ信号を受信する受信機であって、
受信信号の周波数を変換する周波数変換部と、
信号帯域中の任意のサブチャネルを取り出す周波数フィルタ部と、
前記周波数変換部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第１のＤＦＴ部と、
前記第１のＤＦＴ部で変換された信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう複素除算部と、
前記任意のサブチャネルの中央または両端のポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換えるキャリア補間部と、
前記キャリア補間部の出力信号を時間軸上で表される信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部の出力信号の一部を減衰させ、または削除する時間フィルタ部と、
前記時間フィルタ部の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第２のＤＦＴ部と、を備え、
前記第２のＤＦＴ部の出力信号を用いて伝搬路補正を行なうことを特徴とする受信機。
受信したＯＦＤＭ信号から伝搬路の推定を行なう伝搬路推定方法であって、
受信信号の信号帯域を含む所定の帯域を周波数軸上で表される信号に変換する第１ステップと、
前記第１ステップ後の出力信号に対して、送信時に使用された符号で複素除算を行なう第２ステップと、
前記第２ステップ後の出力信号に対して、周波数軸上の少なくとも一つのヌルキャリアに相当するポイントの値を、そのポイント以外の少なくとも一つのポイントを用いて算出した値で置き換える第３ステップと、
前記第３ステップ後の出力信号を時間軸上で表される信号に変換する第４ステップと、
前記第４ステップ後の出力信号の一部を減衰させ、または削除する第５ステップと、
前記第５ステップ後の出力信号を周波数軸上で表される信号に変換する第６ステップと、を少なくとも含むことを特徴とする伝搬路推定方法。