JP2009296145A - 無線通信システム、無線通信方法、受信装置、及び送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信装置の回路規模及び受信処理時間の増大を抑止しつつ干渉信号の影響を軽減すること。
【解決手段】無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおいて、受信装置が、マルチキャリア信号及び干渉信号を受信し、干渉信号の周波数位置を検出し、検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を送信装置へ送信し、検出した干渉信号の周波数位置のマルチキャリア信号及び干渉信号を抑圧し、干渉信号の周波数位置が抑圧されたマルチキャリア信号を復調し、送信装置が、干渉信号の周波数位置を表す信号を受信し、干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずに送信データのマルチキャリア信号変調を行い、干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当ててマルチキャリア信号変調が行われた送信データのマルチキャリア信号を生成し、生成したマルチキャリア信号を送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチキャリア伝送方式において干渉信号の影響を低減する無線通信システム、無線通信方法、受信装置、及び送信装置に関する。

近年、無線通信を行う装置の普及に伴って、様々な周波数帯域の信号が空気中を伝播している。そのため、所望の信号（以下、「所望信号」という。）を受信する際には、無線通信装置は、所望信号ととともに、所望信号と同じ周波数帯域の干渉信号を受信する。無線通信装置が所望信号とともに干渉信号を受信することによって、無線通信装置における所望信号の受信精度が低下するという問題があった。

このような問題に対し、受信された信号（以下、「受信信号」という。）のスペクトルに基づいて、受信信号に含まれる干渉信号の複製（以下、「干渉信号レプリカ」という。）を生成し、受信信号から干渉信号レプリカを減算することによって、干渉信号の影響を受けていない所望信号を推測する技術が提案されている（例えば非特許文献１参照）。

図１２は、従来の技術を用いて構成された受信装置Ｐ１の機能構成を表すブロック図である。受信装置Ｐ１は、補助アンテナＰ１０１と、干渉信号抽出部Ｐ１０２と、復調部Ｐ１０３と、デインターリーバＰ１０４と、ＦＥＣ復号部Ｐ１０５と、ＦＥＣ符号化部Ｐ１０６と、インターリーバＰ１０７と、変調部Ｐ１０８と、位相振幅調整部Ｐ１０９と、アンテナＰ１１０と、遅延部Ｐ１１１と、合成部Ｐ１１２と、復調部Ｐ１１３と、デインターリーバＰ１１４と、ＦＥＣ復号部Ｐ１１５とを備える。

補助アンテナＰ１０１には指向性を持つアンテナが適用され、補助アンテナＰ１０１は、位置が判明している干渉信号の発信源の方向から到来する信号を受信する。干渉信号抽出部Ｐ１０２は、補助アンテナＰ１０１によって受信された信号から、干渉信号に関して判明している通信方式の内容に基づいて干渉信号を抽出する。復調部Ｐ１０３は、干渉信号抽出部Ｐ１０２によって抽出された干渉信号を復調する。デインターリーバＰ１０４は、復調部Ｐ１０３によって生成された復調信号に対しデインターリーブを行う。ＦＥＣ復号部Ｐ１０５は、デインターリーバＰ１０４によってデインターリーブされた復調信号を、ＦＥＣ（Forward Error Correction）に従って復号し、誤りビットが訂正されたビット列を生成する。ＦＥＣ符号化部Ｐ１０６は、ＦＥＣ復号部Ｐ１０５によって生成されたビット列をＦＥＣに従って符号化し、符号化信号を生成する。インターリーバＰ１０７は、ＦＥＣ符号化部Ｐ１０６によって生成された符号化信号に対しインターリーブを行う。変調部Ｐ１０８は、インターリーバＰ１０７によってインターリーブされた符号化信号を変調することによって、干渉信号レプリカを生成する。位相振幅変更部Ｐ１０９は、変調部Ｐ１０８によって生成された干渉信号レプリカの位相を１８０度変更する。さらに、位相振幅変更部Ｐ１０９は、位相が変更された干渉信号レプリカの振幅を、干渉信号抽出部Ｐ１０２によって抽出された干渉信号の振幅と一致させることによって、逆相干渉信号レプリカを生成する。合成部Ｐ１１２は、アンテナＰ１１０によって受信され遅延部Ｐ１１１によって遅延が付加された受信信号と、位相振幅変更部Ｐ１０９によって生成された逆相干渉信号レプリカと、を合成し、干渉信号の成分が低減された受信信号を生成する。復調部Ｐ１１３は、干渉信号の成分が低減された受信信号を復調する。デインターリーバＰ１１４は、復調部Ｐ１１３によって生成された復調信号に対しデインターリーブを行う。ＦＥＣ復号部Ｐ１１５は、デインターリーバＰ１１４によってデインターリーブされた復調信号を、ＦＥＣに従って復号し、誤りビットが訂正されたビット列を生成し、受信データを出力する。

このように構成された受信装置Ｐ１は、補助アンテナＰ１０１と、干渉信号抽出部Ｐ１０２と、復調部Ｐ１０３と、デインターリーバＰ１０４と、ＦＥＣ復号部Ｐ１０５と、ＦＥＣ符号化部Ｐ１０６と、インターリーバＰ１０７と、変調部Ｐ１０８とによって干渉信号レプリカを生成し、位相振幅変更部Ｐ１０９と合成部Ｐ１１２とによって、アンテナＰ１１０によって受信された受信信号から干渉信号レプリカを減算し、所望信号を生成する。
TOSHIYUKI KAITSUKA, TAKEO INOUE, "Interference Cancellation System for Satellite Communication Earth Station", IEEE Transactions on Communications, Vol.com-32, No.7, pp.796-803, July 1984.

しかしながら、受信装置Ｐ１には、干渉信号レプリカを生成し受信信号から減算するための回路（補助アンテナＰ１０１と、干渉信号抽出部Ｐ１０２と、復調部Ｐ１０３と、デインターリーバＰ１０４と、ＦＥＣ復号部Ｐ１０５と、ＦＥＣ符号化部Ｐ１０６と、インターリーバＰ１０７と、変調部Ｐ１０８と、位相振幅調整部Ｐ１０９と、遅延部Ｐ１１１と、合成部Ｐ１１２）が必要となるため、回路規模が大きくなってしまうという問題があった。また、受信装置Ｐ１には、干渉レプリカの生成に要する時間（遅延）を遅延部Ｐ１１１によって受信信号に付加する必要があり、受信信号を受信してから受信データを出力するまでに要する処理時間が長くなってしまうという問題もあった。

本発明は、上記事情を考慮して為されたものであり、受信装置の回路規模及び受信処理に要する時間の増大を抑止しつつ干渉信号の影響を軽減することを可能とする無線通信システム、無線通信方法、受信装置、及び送信装置を提供することを目的とするものである。

［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様による無線通信システムは、送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムであって、前記受信装置は、前記無線伝送路を介してマルチキャリア信号及び干渉信号を受信する受信手段と、前記干渉信号の周波数位置を検出する干渉信号周波数位置検出手段と、前記検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を前記送信装置へ送信する干渉信号周波数位置送信手段と、前記検出した干渉信号の周波数位置のマルチキャリア信号及び干渉信号を抑圧するフィルタ手段と、前記フィルタ手段によって干渉信号の周波数位置が抑圧されたマルチキャリア信号を復調するマルチキャリア信号復調手段と、を具備し、前記送信装置は、前記受信装置から前記干渉信号の周波数位置を表す信号を受信する受信手段と、前記干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずに送信データのマルチキャリア信号変調を行うマルチキャリア信号変調手段と、前記干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当ててマルチキャリア信号変調が行われた送信データのマルチキャリア信号を生成し、生成したマルチキャリア信号を送信するマルチキャリア信号送信手段と、を具備することを特徴とする。

［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、補助アンテナを更に具備し、前記干渉信号周波数位置検出手段は、前記補助アンテナを用いて前記干渉信号の周波数位置を検出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、前記干渉信号周波数位置検出手段は、所望信号であるマルチキャリア信号の送信がない場合に、当該所望信号の周波数帯域の受信レベルを検出することにより、前記干渉信号の周波数位置を検出す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、前記フィルタ手段は、前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも高い場合には、ローパスフィルタとして動作し、前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも低い場合には、ハイパスフィルタとして動作し、前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域に含まれる場合には、ノッチフィルタとして動作することを特徴とする。

［５］また、本発明の一態様による無線通信方法は、送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおいて、前記受信装置が、前記無線伝送路を介してマルチキャリア信号及び干渉信号を受信する受信ステップと、前記受信装置が、前記干渉信号の周波数位置を検出する干渉信号周波数位置検出ステップと、前記受信装置が、前記検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を前記送信装置へ送信する干渉信号周波数位置送信ステップと、前記受信装置が、前記検出した干渉信号の周波数位置のマルチキャリア信号及び干渉信号を抑圧するフィルタリングステップと、前記受信装置が、前記フィルタリングステップにおいて干渉信号の周波数位置が抑圧されたマルチキャリア信号を復調するマルチキャリア信号復調ステップと、前記送信装置が、前記受信装置から前記干渉信号の周波数位置を表す信号を受信する受信ステップと、前記送信装置が、前記干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずに送信データのマルチキャリア信号変調を行うマルチキャリア信号変調ステップと、前記送信装置が、前記干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当ててマルチキャリア信号変調が行われた送信データのマルチキャリア信号を生成し、生成したマルチキャリア信号を送信するマルチキャリア信号送信ステップと、を含む。

［６］また、本発明の一態様は、上記の無線通信方法において、前記受信装置は補助アンテナを具備し、前記受信装置は、前記干渉信号周波数位置検出ステップにおいて、前記補助アンテナを用いて前記干渉信号の周波数位置を検出することを特徴とする。

［７］また、本発明の一態様は、上記の無線通信方法において、前記受信装置は、前記干渉信号周波数位置検出ステップにおいて、所望信号であるマルチキャリア信号の送信がない場合に、当該所望信号の周波数帯域の受信レベルを検出することにより、前記干渉信号の周波数位置を検出することを特徴とする。

［８］また、本発明の一態様は、上記の無線通信方法において、前記受信装置は、前記フィルタリングステップにおいて、前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも高い場合には、ローパスフィルタを用いて信号を抑圧し、前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも低い場合には、ハイパスフィルタを用いて信号を抑圧し、前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域に含まれる場合には、ノッチフィルタを用いて信号を抑圧することを特徴とする。

［９］また、本発明の一態様による受信装置は、送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおける前記受信装置であって、無線伝送路を介してマルチキャリア信号及び干渉信号を受信する受信手段と、前記干渉信号の周波数位置を検出する干渉信号周波数位置検出手段と、前記検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を前記送信装置へ送信する干渉信号周波数位置送信手段と、前記検出した干渉信号の周波数位置の信号を抑圧するフィルタ手段と、前記マルチキャリア信号を復調するマルチキャリア信号復調手段と、を具備することを特徴とする。

［１０］また、本発明の一態様による送信装置は、送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおける前記送信装置であって、前記マルチキャリア信号を受信する受信装置から、当該受信装置が前記マルチキャリア信号とともに受信する干渉信号の周波数位置を表す信号を受信する受信手段と、前記干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずにマルチキャリア信号変調を行うマルチキャリア信号変調手段と、前記干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当てて信号を生成し、生成した信号を送信するマルチキャリア信号送信手段と、を具備することを特徴とする。

このように構成された無線通信システムでは、受信装置の受信手段によって受信された信号に干渉信号が含まれていた場合に、干渉信号周波数位置検出手段が干渉信号の周波数位置を検出し、干渉信号周波数位置送信手段が干渉信号の周波数位置を表す信号を送信装置に送信することによって、送信装置へ干渉信号の周波数位置を通知する。送信装置のマルチキャリア信号変調手段は、通知された干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを用いずにマルチキャリア信号変調を行うため、干渉信号の周波数位置に該等する信号は送信データを含まない。従って、マルチキャリア信号送信手段が、干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアに電力を割り当てずに信号を生成しても、データの欠落は生じない。さらに、電力が割り当てられるサブキャリアの数が減少するため、一つのサブキャリア当たりに割り当てられる電力が増加し、ＳＮ比が向上する。このように生成され送信された信号を、受信装置が受信し、干渉信号の周波数位置に該等する信号をフィルタリングすることによって、受信装置はデータの欠落を招くことなく受信を行うことができる。そして、受信装置において、このような干渉信号周波数位置検出手段及びフィルタ手段を構成するための回路は、従来の干渉レプリカを生成する手段を構成するための回路に比べて、その規模が小さくて済む。また、このような干渉信号周波数位置検出手段及びフィルタ手段の処理は、従来の干渉レプリカを生成する処理に比べて、要する時間が少ない。
従って、本発明により、受信装置の回路規模及び受信処理に要する時間の増大を抑止しつつ干渉信号の影響を軽減することが可能となる。

図１は、マルチキャリア伝送によって信号の送受信を行う受信装置及び送信装置のネットワーク環境の概略を表す概略図である。まず、受信装置１と、送信装置２と、干渉源３の概略について説明する。

図示するように、受信装置１は、送信装置２からマルチキャリア伝送で送信される所望信号と、干渉源３から送信される干渉信号とが合成された信号（以下、「受信信号」という。）を受信する。さらに、受信装置１は、受信信号において干渉信号が存在する周波数帯域のパワーを減衰させるフィルタのパラメータ（以下、「フィルタパラメータ」という。）を算出し、算出されたフィルタパラメータに従って受信信号をフィルタリングして受信データを抽出するとともに、算出されたフィルタパラメータを含むフィルタ情報を送信装置２へ送信する。

送信装置２は、受信装置１との通信を開始する際に、所望信号の中心周波数と、所望信号の周波数帯域幅とを含む所望信号情報を決定し、受信装置１に送信する。さらに、送信装置２は、決定された所望信号情報とフィルタ情報とに従って、干渉信号が存在する周波数帯域のサブキャリアにパワーを分配せずに所望信号を生成し、生成された所望信号を受信装置１へ送信する。

干渉源３は、干渉信号、即ち所望信号と異なる信号を送信する。例えば図１においては、無線ＬＡＮ（Local Area Network）基地局が干渉源３として動作しており、受信装置１とは異なる他の受信装置に対して干渉源３が送信している信号が、所望信号と干渉している。以下、所望信号と干渉する信号を「干渉信号」という。

次に、受信装置１の機能構成について説明する。
図２は、受信装置１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１は、アンテナ１１と、受信部１２と、干渉情報抽出１３と、フィルタ制御部１４と、送信用情報送信部１５と、フィルタ１６と、復調部１７と、デインターリーバ１８と、ＦＥＣ復号部１９とを備える。

アンテナ１１は、所望信号と干渉信号とが合成された信号を受信する。
受信部１２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／デジタル変換を行う。

干渉情報抽出部１３は、送信装置２との通信を開始する際に決定される所望信号情報に基づいて、干渉信号の中心周波数と、干渉信号の周波数帯域幅と、干渉信号の受信電力とを含む干渉情報を受信信号から抽出する干渉情報抽出処理を行う。干渉情報抽出処理は、既存の技術により可能である。例えば、干渉情報抽出部１３は、受信信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行うことによって受信信号の周波数スペクトルを算出し、算出された受信信号の周波数スペクトルと、所望信号情報に基づいて得られる所望信号の周波数スペクトルの推定結果との差分を算出することによって干渉信号の周波数スペクトルを推定し、この推定結果に基づいて干渉情報を抽出する。また、例えば、位置が判明している干渉源３の方向から到来する干渉信号を受信する指向性を持った補助アンテナを受信装置１が備え、干渉情報抽出部１３が、補助アンテナによって受信された干渉信号から干渉情報を抽出しても良い。また、例えば、送信装置２から所定のタイミングで送信される、サブキャリアに電力が割り当てられていない信号における周波数スペクトルに基づいて、干渉情報抽出部１３が干渉情報を抽出しても良い。

フィルタ制御部１４は、送信装置２との通信開始時に所望信号情報を記憶し、所望信号情報と、干渉情報抽出部１３によって抽出された干渉情報とに基づいて、以下の二つの条件を満たすフィルタパラメータを決定し、決定されたフィルタパラメータをフィルタ１６に設定する。
（１）干渉信号が存在せず所望信号のみが存在する周波数帯域の受信信号を通過させる
（２）干渉信号が存在する周波数帯域の受信信号を減衰させる
なお、フィルタパラメータは、例えば、フィルタの種類と、遮断周波数とで構成される。

送信用情報送信部１５は、フィルタ制御部１４によって決定されたフィルタパラメータと、ＦＥＣ復号部１９によって算出される受信データの誤り率と、を表す送信用情報を生成する。そして、送信用情報送信部１５は、生成された送信用情報に対し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送信用情報信号を生成し、生成された送信用情報信号を、アンテナ１１を介して送信装置２へ送信する。

フィルタ１６は、フィルタ制御部１４によって設定されたフィルタパラメータのフィルタに基づいて、受信信号をフィルタリングする。即ち、フィルタ１６は、フィルタ制御部１４によって設定されたフィルタパラメータのフィルタに基づいて、このフィルタパラメータの決定時にフィルタ制御部１４によって参照された受信信号をフィルタリングする。

復調部１７は、フィルタ１６によってフィルタリングされた受信信号からガードインターバルを除去し、ＦＦＴを行い、復調を行うことによって復調信号を生成する。

デインターリーバ１８は、復調部１７によって生成された復調信号に対しデインターリーブを行う。

ＦＥＣ復号部１９は、デインターリーバ１８によってデインターリーブされた復調信号を、ＦＥＣに従って復号し、誤りビットが訂正されたビット列を生成し、受信データを出力する。さらに、ＦＥＣ復号部１９は、ＦＥＣに従って復号し誤りビットが訂正されたビット列を生成する際に、誤り率を算出する。

次に、送信装置２の機能構成について説明する。
図３は、送信装置２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２は、ＦＥＣ符号化部２１と、インターリーバ２２と、送信用情報受信部２３と、変調部２４と、電力制御部２５と、送信部２６と、アンテナ２７とを備える。

ＦＥＣ符号化部２１は、送信データのビット列をＦＥＣに従って符号化し、符号化信号を生成する。
インターリーバ２２は、ＦＥＣ符号化部２１によって生成された符号化信号に対しインターリーブを行う。

送信用情報受信部２３は、後述するアンテナ２７によって受信された送信用情報信号に対し、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復号化処理などの処理を実行し、送信用情報を抽出する。

変調部２４は、インターリーバ２２によってインターリーブされた符号化信号に対して、送信用情報に含まれる誤り率に基づいた適応変調処理を行い、変調信号を生成する。このとき、変調部２４は、送信用情報に含まれるフィルタパラメータに基づいて、受信装置１のフィルタ１６によって抑圧される周波数帯域のサブキャリアを検出し、このサブキャリアには符号化信号を割り当てずに変調を行う。具体的には、変調部２４は、フィルタパラメータに含まれるフィルタの種類及び遮断周波数を参照し、フィルタの種類がハイパスフィルタである場合には遮断周波数よりも低い中心周波数のサブキャリアには符号化信号を割り当てずに変調を行い、フィルタの種類がローパスフィルタである場合には遮断周波数よりも高い中心周波数のサブキャリアには符号化信号を割り当てずに変調を行い、フィルタの種類がノッチフィルタである場合には二つの遮断周波数の間の中心周波数のサブキャリアには符号化信号を割り当てずに変調を行う。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、変調部２４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シンボル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信号を生成し、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シンボル数が多く干渉に対する耐性が低い変調方法によって変調信号を生成する。

電力制御部２５は、送信用情報に含まれるフィルタパラメータに基づいて、受信装置１のフィルタ１６によって抑圧される周波数帯域のサブキャリアを検出し、このサブキャリアには送信電力を割り当てずに、他のサブキャリアに対して最大送信電力に応じた送信電力を分配することによって、送信装置２が所望信号の送信に用いる周波数帯域に含まれる各サブキャリアに割り当てられる電力を決定する。そして、電力制御部２５は決定した内容に従って送信部２６における電力割当処理を制御する。電力制御部２５の制御によって、送信電力が割り当てられないサブキャリアが発生し、その分の電力が他のサブキャリアに対して割り当てられるため、他のサブキャリアに対して割り当てられる電力が多くなる。

送信部２６は、変調部２４によって生成された変調信号をデジタル／アナログ変換し、アップコンバートすることによって送信信号を生成する。
アンテナ２７は、送信部２６によって生成された送信信号を無線により送信するとともに、無線信号を受信する。

図４は、受信信号と、所望信号と、干渉信号との周波数スペクトルを表す概念図である。図４において、縦軸はパワーを表し、横軸は周波数を表す。図４（ａ）は、アンテナ１１によって受信される受信信号の周波数スペクトルを表す概念図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の受信信号に含まれる所望信号の周波数スペクトルを表す概念図である。図４（ｂ）において、符号アは所望信号の周波数スペクトルを示し、ｆｃ＿ｄは所望信号の中心周波数を示し、ｂｗ＿ｄは所望信号の周波数帯域幅を示す。図４（ｃ）は、図４（ａ）の受信信号に含まれる干渉信号の周波数スペクトルを表す概念図である。図４（ｃ）において、符号イは干渉信号の周波数スペクトルを示し、ｆｃ＿ｉは干渉信号の中心周波数を示し、ｂｗ＿ｉは干渉信号の周波数帯域幅を示す。

次に、フィルタ制御部１４の動作の詳細について説明する。フィルタ制御部１４は、所望信号情報と干渉情報とに基づいて、所望信号と干渉信号との相対的な位置を算出し、この算出結果に応じてフィルタ１６に適用するフィルタパラメータを決定する。具体的には、フィルタ制御部１４は、所望信号情報及び干渉情報に基づいて、フィルタ１６に適用するフィルタの種類を、ハイパスフィルタと、ローパスフィルタと、ノッチフィルタの中から選択する。さらに、フィルタ制御部１４は、遮断周波数を決定する。そして、フィルタ制御部１４は、決定したフィルタの種類と遮断周波数とに従って、フィルタ１６を制御する。
図５〜図７は、フィルタ制御部１４によって行われるフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。以下、図５〜図７を用いてフィルタ制御処理の詳細を説明する。

図５は、フィルタ制御部１４がフィルタ１６にローパスフィルタを設定する場合のフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。図５（ａ）は、アンテナ１１によって受信される受信信号の周波数スペクトルを、所望信号の周波数スペクトルと干渉信号のスペクトルとに分けて表す概略図である。図５（ａ）において、縦軸はパワーを表し、横軸は周波数を表し、符号アは所望信号の周波数スペクトルを示し、符号イは干渉信号の周波数スペクトルを示す。フィルタ制御部１４は、干渉信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて干渉信号の周波数帯域の最高値（ｂｍａｘ＿ｉ）を算出し、所望信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて所望信号の周波数帯域の最高値（ｂｍａｘ＿ｄ）を算出し、ｂｍａｘ＿ｉがｂｍａｘ＿ｄよりも高い場合には（図５（ａ））、フィルタ１６にローパスフィルタを適用する。

図５（ｂ）は、フィルタ制御部１４がフィルタ１６に適用するローパスフィルタの概略を表す概略図である。図５（ｂ）において、縦軸は利得（単位はｄＢ）を表し、横軸は周波数（単位はＨｚ）を表す。この場合、フィルタ制御部１４は、干渉信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて干渉信号の周波数帯域の最低値（ｂｍｉｎ＿ｉ）を算出し、ローパスフィルタの遮断周波数（ローパスフィルタの利得が−３ｄＢとなる周波数）の値をｂｍｉｎ＿ｉに決定する。そして、フィルタ制御部１４は、符号ウに示すような、フィルタの種類がローパスフィルタであり遮断周波数がｂｍｉｎ＿ｉであるフィルタパラメータを、フィルタ１６に設定する。

図６は、フィルタ制御部１４がフィルタ１６にノッチフィルタを設定する場合のフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。図６（ａ）は、アンテナ１１によって受信される受信信号の周波数スペクトルを、所望信号の周波数スペクトルと干渉信号のスペクトルとに分けて表す概略図である。図６（ａ）において、縦軸はパワーを表し、横軸は周波数を表し、符号アは所望信号の周波数スペクトルを示し、符号イは干渉信号の周波数スペクトルを示す。フィルタ制御部１４は、干渉信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて干渉信号の周波数帯域の最高値（ｂｍａｘ＿ｉ）及び最低値（ｂｍｉｎ＿ｉ）を算出し、所望信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて所望信号の周波数帯域の最高値（ｂｍａｘ＿ｄ）及び最低値（ｂｍｉｎ＿ｄ）を算出し、ｂｍａｘ＿ｉがｂｍａｘ＿ｄよりも低く且つｂｍｉｎ＿ｉがｂｍｉｎ＿ｄよりも高い場合には（図６（ａ））、フィルタ１６にノッチフィルタを適用する。

図６（ｂ）は、フィルタ制御部１４がフィルタ１６に適用するノッチフィルタの概略を表す概略図である。図６（ｂ）において、縦軸は利得（単位はｄＢ）を表し、横軸は周波数（単位はＨｚ）を表す。この場合、フィルタ制御部１４は、干渉信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて干渉信号の周波数帯域の最低値（ｂｍｉｎ＿ｉ）及び最高値（ｂｍａｘ＿ｉ）を算出し、ノッチフィルタの２つの遮断周波数（ノッチフィルタの利得が−３ｄＢとなる２つの周波数）の値をｂｍｉｎ＿ｉ及びｂｍａｘ＿ｉに決定する。そして、フィルタ制御部１４は、符号ウに示すような、フィルタの種類がノッチフィルタであり２つの遮断周波数がｂｍｉｎ＿ｉ及びｂｍａｘ＿ｉであるフィルタパラメータを、フィルタ１６に設定する。

図７は、フィルタ制御部１４がフィルタ１６にハイパスフィルタを設定する場合のフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。図７（ａ）は、アンテナ１１によって受信される受信信号の周波数スペクトルを、所望信号の周波数スペクトルと干渉信号のスペクトルとに分けて表す概略図である。図７（ａ）において、縦軸はパワーを表し、横軸は周波数を表し、符号アは所望信号の周波数スペクトルを示し、符号イは干渉信号の周波数スペクトルを示す。フィルタ制御部１４は、干渉信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて干渉信号の周波数帯域の最低値（ｂｍｉｎ＿ｉ）を算出し、所望信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて所望信号の周波数帯域の最低値（ｂｍｉｎ＿ｄ）を算出し、ｂｍｉｎ＿ｉがｂｍｉｎ＿ｄよりも低い場合には（図７（ａ））、フィルタ１６にハイパスフィルタを適用する。

図７（ｂ）は、フィルタ制御部１４がフィルタ１６に適用するハイパスフィルタの概略を表す概略図である。図７（ｂ）において、縦軸は利得（単位はｄＢ）を表し、横軸は周波数（単位はＨｚ）を表す。この場合、フィルタ制御部１４は、干渉信号の中心周波数及び周波数帯域幅に基づいて干渉信号の周波数帯域の最高値（ｂｍａｘ＿ｉ）を算出し、ハイパスフィルタの遮断周波数（ハイパスフィルタの利得が−３ｄＢとなる周波数）の値をｂｍａｘ＿ｉに決定する。そして、フィルタ制御部１４は、符号ウに示すような、フィルタの種類がハイパスフィルタであり遮断周波数がｂｍａｘ＿ｉであるフィルタパラメータを、フィルタ１６に設定する。

図８は、送信装置２の送信部２６によって生成される送信信号の概要を表す概要図である。図８（ａ）は、全てのサブキャリアに電力が割り当てられた場合の送信信号の概要を表す概要図である。図８（ａ）の場合、それぞれ中心周波数がｆｃ１〜ｆｃ５である５つのサブキャリアに対し、最大送信電力を総サブキャリア数５で除算して得られる電力Ａ１が割り当てられる。

図８（ｂ）は、中心周波数がｆｃ４である１つのサブキャリアに対して電力が割り当てられない場合の送信信号の概要を表す概要図である。図８（ｂ）の場合、電力が割り当てられるサブキャリアの数は４つである。従って、図８（ｂ）の場合、それぞれ中心周波数がｆｃ１〜ｆｃ３及びｆｃ５である４つのサブキャリアに対し、最大送信電力を総サブキャリア数４で除算して得られる電力Ａ２が割り当てられる。そのため、中心周波数がｆｃ１〜ｆｃ３及びｆｃ５である４つのサブキャリアに割り当てられる電力Ａ２は、図８（ａ）の場合に各サブキャリアに割り当てられる電力Ａ１よりも高い。よって、図８（ｂ）の場合、図８（ａ）の場合に比べて各サブキャリアのＳＮ比（Signal to Noise ratio）が向上し、変調部２４による適応変調処理によってシンボル数がより多い変調方法に従った変調信号が生成され、伝送速度が向上する。

次に、受信装置１の動作及び処理手順について説明する。
図９は、受信装置１がフィルタの制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。

図９に示すように、まずアンテナ１１が信号を受信し、受信部１２がダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換を受信信号に対して行う（ステップＳ０１）。次に、受信部１２によって処理がなされた受信信号から、干渉情報抽出部１３が干渉情報を抽出する（ステップＳ０２）。次に、フィルタ制御部１４が、干渉情報抽出部１３によって抽出された干渉情報と、フィルタ制御部１４が記憶している所望信号情報とに基づいて、上述したようにフィルタ１６に適用されるフィルタの種類と、フィルタの遮断周波数とを決定する（ステップＳ０３）。次に、フィルタ制御部１４が、図５〜図７に示すように決定されたフィルタの種類とフィルタの遮断周波数とをフィルタ１６に設定する（ステップＳ０４）。そして、送信用情報送信部１５は、この時点でＦＥＣ復号部１９によって算出されている誤り率と、フィルタ制御部１４によって決定されたフィルタパラメータとを含む送信用情報を生成し、アンテナ１１を介して送信装置２へ生成した送信用情報を送信し（ステップＳ０５）、このフローチャート全体の処理を終了する。

図１０は、受信装置１が受信データの生成を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
図１０に示すように、まずアンテナ１１が信号を受信し、受信部１２がダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換を受信信号に対して行う（ステップＳ１１）。次に、フィルタ１６が、ステップＳ０４の処理（図９参照）において設定されたフィルタパラメータに従ってフィルタを形成し、受信信号をフィルタリングすることによって、受信信号において干渉信号が存在する周波数帯域のパワーを減衰させる（ステップＳ１２）。次に、復調部１７が、フィルタ１６を通過した受信信号を復調し、復調信号を生成する（ステップＳ１３）。次に、デインターリーバ１８が、復調信号をデインターリーブする（ステップＳ１４）。そして、ＦＥＣ復号部１９が、デインターリーブされた復調信号をＦＥＣ復号し（ステップＳ１５）、誤り率を算出すると共に（ステップＳ１６）、復号された受信データを出力し（ステップＳ１７）、このフローチャート全体の処理を終了する。

次に、送信装置２の動作及び処理手順について説明する。
図１１は、送信装置２が所望信号を送信する場合の処理手順を示すフローチャートである。

図１１に示すように、まずＦＥＣ符号化部２１が送信データのビット列をＦＥＣに従って符号化し、符号化信号を生成する（ステップＳ２１）。次に、インターリーバ２２が、ＦＥＣ符号化部２１によって生成された符号化信号に対しインターリーブを行う（ステップＳ２２）。次に、変調部２４が、送信用情報に含まれるフィルタパラメータに基づいて、使用するサブキャリアを決定する（ステップＳ２３）。つまり、送信用情報により表される、抑圧される周波数帯域のサブキャリアには符号化信号を割り当てないようにする。次に、変調部２４が、インターリーバ２２によってインターリーブされた符号化信号を変調し、ステップＳ２４において使用することが決定した各サブキャリアに配置することによって変調信号を生成する（ステップＳ２４）。次に、図８に示すように、電力制御部２５が、送信用情報に含まれるフィルタパラメータに基づいて、各サブキャリアに割り当てる電力を決定する（ステップＳ２５）。次に、送信部２６は、変調部２４によって生成された変調信号に対し、電力制御部２５によって決定された各サブキャリアの電力に従ってデジタル／アナログ変換及び電力増幅を行うことによって、所望信号を生成する（ステップＳ２６）。そして、アンテナ２７が所望信号を送信し（ステップＳ２７）、このフローチャート全体の処理を終了する。

＜変形例＞
以上説明した実施形態においては、受信装置１の送信用情報送信部１５を備えフィルタパラメータを送信装置２に送信する構成について説明したが、受信装置１の送信用情報送信部１５はフィルタパラメータに代えて干渉情報を送信装置２に送信しても良い。この場合、送信装置２の変調部２４及び電力制御部２５は、干渉情報に基づいて、受信装置１のフィルタ制御部１４と同じ方法によってフィルタの種類及び遮断周波数を算出しても良い。

また、以上説明した実施形態においては、受信装置１の送信用情報送信部１５を備えフィルタパラメータを送信装置２に送信する構成について説明したが、受信装置１の送信用情報送信部１５はフィルタ１６によって抑圧される周波数帯域のサブキャリアを検出し、このサブキャリアの識別情報（例えば各サブキャリアに割り当てられるシーケンシャルな番号）を、フィルタパラメータに代えて送信装置２に送信しても良い。この場合、送信装置２の変調部２４及び電力制御部２５は、サブキャリアの識別情報に基づいて、それぞれの処理を行う。

また、以上説明した実施形態においては、受信装置１が受信部１２を備えることによって受信信号に対しアナログ／デジタル変換を行う構成について説明したが、受信信号に対しアナログ／デジタル変換を行わなくとも良い。

また、以上説明した実施形態においては、干渉情報抽出部１３及びフィルタ１６が、受信部１２によってダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換が行われた受信信号を処理する構成について説明したが、以下に示す（１）〜（３）のように受信装置１が構成されても良い。
（１）干渉情報抽出部１３が、受信部１２によってダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換が行われた受信信号を処理し、フィルタ１６が、アンテナ１１からダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換が行われる前の受信信号を受け、この受信信号を処理する。この場合、フィルタ１６と復調部１７との間に受信部を設け、フィルタ１６によってフィルタリングされた受信信号に対し受信部がダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換する。
（２）干渉情報抽出部１３が、アンテナ１１からダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換が行われる前の受信信号を受け、この受信信号を処理し、フィルタ１６が、受信部１２によってダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換が行われた受信信号を処理する。
（３）干渉情報抽出部１３及びフィルタ１６が、アンテナ１１からダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換が行われる前の受信信号を受け、この受信信号を処理する。この場合、フィルタ１６と復調部１７との間に受信部を設け、フィルタ１６によってフィルタリングされた受信信号に対し受信部がダウンコンバート及びアナログ／デジタル変換する。

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。

マルチキャリア伝送によって信号の送受信を行う受信装置及び送信装置のネットワーク環境の概略を表す概略図である。 受信装置の機能構成を表すブロック図である。 送信装置の機能構成を表すブロック図である。 受信信号と、所望信号と、干渉信号との周波数スペクトルを表す概念図である。 フィルタ制御部によって行われるフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。 フィルタ制御部によって行われるフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。 フィルタ制御部によって行われるフィルタ制御処理の概略を表す概略図である。 送信装置の送信部によって生成される送信信号の概要を表す概要図である。 受信装置がフィルタの制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。 受信装置が受信データの生成を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。 送信装置が所望信号を送信する場合の処理手順を示すフローチャートである。 従来の技術を用いて構成された受信装置Ｐ１の機能構成を表すブロック図である。

符号の説明

１…受信装置， １１…アンテナ， １２…受信部（受信手段）， １３…干渉情報抽出部（干渉信号周波数位置検出手段）， １４…フィルタ制御部（フィルタ手段）， １５…送信用情報送信部（干渉信号周波数位置送信手段）， １６…フィルタ（フィルタ手段）， １７…復調部（マルチキャリア信号復調手段）， １８…デインターリーバ， １９…ＦＥＣ復号部， ２…送信装置， ２１…ＦＥＣ符号化部， ２２…インターリーバ， ２３…送信用情報受信部（受信手段）， ２４…変調部（マルチキャリア信号変調手段）， ２５…電力制御部（マルチキャリア信号送信手段）， ２６…送信部（マルチキャリア信号送信手段）， ２７…アンテナ， ３…干渉源， Ｐ１…受信装置， Ｐ１０１…補助アンテナ， Ｐ１０２…干渉信号抽出部， Ｐ１０３…復調部， Ｐ１０４…デインターリーバ， Ｐ１０５…ＦＥＣ復号部， Ｐ１０６…ＦＥＣ符号化部， Ｐ１０７…インターリーバ， Ｐ１０８…変調部， Ｐ１０９…位相振幅変更部， Ｐ１１０…アンテナ， Ｐ１１１…遅延部， Ｐ１１２…合成部， Ｐ１１３…復調部， Ｐ１１４…デインターリーバ， Ｐ１１５…ＦＥＣ復号部

Claims (10)

1. 送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムであって、
   前記受信装置は、
   前記無線伝送路を介してマルチキャリア信号及び干渉信号を受信する受信手段と、
   前記干渉信号の周波数位置を検出する干渉信号周波数位置検出手段と、
   前記検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を前記送信装置へ送信する干渉信号周波数位置送信手段と、
   前記検出した干渉信号の周波数位置のマルチキャリア信号及び干渉信号を抑圧するフィルタ手段と、
   前記フィルタ手段によって干渉信号の周波数位置が抑圧されたマルチキャリア信号を復調するマルチキャリア信号復調手段と、
   を具備し、
   前記送信装置は、
   前記受信装置から前記干渉信号の周波数位置を表す信号を受信する受信手段と、
   前記干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずに送信データのマルチキャリア信号変調を行うマルチキャリア信号変調手段と、
   前記干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当ててマルチキャリア信号変調が行われた送信データのマルチキャリア信号を生成し、生成したマルチキャリア信号を送信するマルチキャリア信号送信手段と
   を具備すること
   を特徴とする無線通信システム。
2. 前記受信装置は、補助アンテナを更に具備し、
   前記干渉信号周波数位置検出手段は、前記補助アンテナを用いて前記干渉信号の周波数位置を検出すること
   を特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記干渉信号周波数位置検出手段は、所望信号であるマルチキャリア信号の送信がない場合に、当該所望信号の周波数帯域の受信レベルを検出することにより、前記干渉信号の周波数位置を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記フィルタ手段は、
   前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも高い場合には、ローパスフィルタとして動作し、
   前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも低い場合には、ハイパスフィルタとして動作し、
   前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域に含まれる場合には、ノッチフィルタとして動作する
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
5. 送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおいて、前記受信装置が、前記無線伝送路を介してマルチキャリア信号及び干渉信号を受信する受信ステップと、
   前記受信装置が、前記干渉信号の周波数位置を検出する干渉信号周波数位置検出ステップと、
   前記受信装置が、前記検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を前記送信装置へ送信する干渉信号周波数位置送信ステップと、
   前記受信装置が、前記検出した干渉信号の周波数位置のマルチキャリア信号及び干渉信号を抑圧するフィルタリングステップと、
   前記受信装置が、前記フィルタリングステップにおいて干渉信号の周波数位置が抑圧されたマルチキャリア信号を復調するマルチキャリア信号復調ステップと、
   前記送信装置が、前記受信装置から前記干渉信号の周波数位置を表す信号を受信する受信ステップと、
   前記送信装置が、前記干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずに送信データのマルチキャリア信号変調を行うマルチキャリア信号変調ステップと、
   前記送信装置が、前記干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当ててマルチキャリア信号変調が行われた送信データのマルチキャリア信号を生成し、生成したマルチキャリア信号を送信するマルチキャリア信号送信ステップと、
   を含む無線通信方法。
6. 前記受信装置は補助アンテナを具備し、
   前記受信装置は、前記干渉信号周波数位置検出ステップにおいて、前記補助アンテナを用いて前記干渉信号の周波数位置を検出すること
   を特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
7. 前記受信装置は、前記干渉信号周波数位置検出ステップにおいて、所望信号であるマルチキャリア信号の送信がない場合に、当該所望信号の周波数帯域の受信レベルを検出することにより、前記干渉信号の周波数位置を検出する
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
8. 前記受信装置は、前記フィルタリングステップにおいて、
   前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも高い場合には、ローパスフィルタを用いて信号を抑圧し、
   前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域よりも低い場合には、ハイパスフィルタを用いて信号を抑圧し、
   前記干渉信号の周波数位置がマルチキャリア信号の周波数帯域に含まれる場合には、ノッチフィルタを用いて信号を抑圧する
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。
9. 送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおける前記受信装置であって、
   無線伝送路を介してマルチキャリア信号及び干渉信号を受信する受信手段と、
   前記干渉信号の周波数位置を検出する干渉信号周波数位置検出手段と、
   前記検出した干渉信号の周波数位置を表す信号を前記送信装置へ送信する干渉信号周波数位置送信手段と、
   前記検出した干渉信号の周波数位置の信号を抑圧するフィルタ手段と、
   前記マルチキャリア信号を復調するマルチキャリア信号復調手段と、
   を具備することを特徴とする受信装置。
10. 送信装置と受信装置が無線伝送路を介してマルチキャリア信号を送受信する無線通信システムにおける前記送信装置であって、
    前記マルチキャリア信号を受信する受信装置から、当該受信装置が前記マルチキャリア信号とともに受信する干渉信号の周波数位置を表す信号を受信する受信手段と、
    前記干渉信号の周波数位置に該当するサブキャリアを用いずにマルチキャリア信号変調を行うマルチキャリア信号変調手段と、
    前記干渉信号の周波数位置に該等するサブキャリアを除く他のサブキャリアに電力を割り当てて信号を生成し、生成した信号を送信するマルチキャリア信号送信手段と、
    を具備すること
    を特徴とする送信装置。

Images