(57)【要約】【課題】サブキャリアが妨害を受けた場合の通信品質の低下を抑制するようにした無線通信システム、無線通信方法、及び無線送受信装置を提供する【解決手段】受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定する推定部（妨害サブキャリア検出部９）と、前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に基づいて複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択する選択部（チャネル制御部１０）とを備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線通信システムにおいて、
受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定する推定部と、
前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に基づいて前記複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択する選択部と、
を備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記推定部は、前記サブキャリアに割り当てられたデータのシンボル点の振幅位相誤差を推定し、
前記選択部は、前記推定された振幅位相誤差に基づいて各サブキャリアに対する妨害波の有無を判定し、妨害波が無いとされたサブチャネルを有効データの送信に使用するサブチャネルとして選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線通信方法において、
受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定し、
前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に応じて前記複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択し、
前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信する、
ことを特徴とすることを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線送受信装置において、
前記送信データを前記サブチャネルの使用状況に対応したデータ量に応じて分割するデータ分割部と、
前記分割された送信データをシンボル化し、当該データシンボルを信号点配置上にマッピングしてサブキャリアを割り当てるマッピング部と、
周波数軸上の一定間隔のサブキャリアにパイロットシンボルを割り当てるパイロット割り当て部と、
受信したサブチャネルに割り当てられた各サブキャリアについて、シンボル点の振幅位相誤差を求め、当該振幅位相誤差に基づいて各サブキャリアに対する妨害波の有無を判定する妨害波判定部と、
妨害波が有ると判定されたサブキャリアに前記データシンボルと前記パイロットシンボルが割り当てられないように使用するサブチャネルを選択する選択部と、
を備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信すると共に、さらに、
相手局から送信された前記サブチャネルの情報を受信したとき、当該サブチャネルの情報に基づき、使用されているサブキャリアのデマッピングを行うデマッピング部と、
を備えることを特徴とする無線送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信方法、及び無線送受信装置に関し、特に、与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線通信システム、無線通信方法、及び無線送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭを用いた無線通信システムでは、システムに与えられた周波数帯域を帯域の狭い複数のサブチャネル（周波数帯域）に分割し、各サブチャネルに割り当てられたサブキャリア（副搬送波）に送信データを割り当てて通信を行う。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＯＦＤＭでは、送信データを複数のサブキャリアに分散してデータ伝送するため、マルチパスによる周波数選択性フェージングで送信データを失う確率を低減することが可能である。しかし、サブチャネル内に連続的に妨害波が発生した場合、妨害を受けたサブキャリアは、データ伝送に連続的に寄与できず、通信品質が低下するという問題があった。  
【０００５】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、サブキャリアが妨害を受けた場合の通信品質の低下を抑制するようにした無線通信システム、無線通信方法、及び無線送受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信システムにあっては、与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線通信システムにおいて、受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定する推定部と、前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に応じて前記複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択する選択部とを備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記推定部は、前記サブキャリアに割り当てられたデータのシンボル点の振幅位相誤差を推定し、前記選択部は、前記推定された振幅位相誤差に基づいて各サブキャリアに対する妨害波の有無を判定し、妨害波が無いとされたサブチャネルを有効データの送信に使用するサブチャネルとして選択するのが好適である。
【０００８】
また、本発明に係る無線通信方法にあっては、与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線通信方法において、受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定し、前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に応じて前記複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択し、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る無線送受信装置にあっては、与えられた周波数帯域を周波数軸上に複数のサブチャネルに分割し、各サブチャネルに割り当てられた互いに直行する複数のサブキャリアに送信データを割り当てて無線通信を行う無線送受信装置において、前記送信データを前記サブチャネルの使用状況に対応したデータ量に応じて分割するデータ分割部と、前記分割された送信データをシンボル化し、当該データシンボルを信号点配置上にマッピングしてサブキャリアを割り当てるマッピング部と、周波数軸上の一定間隔のサブキャリアにパイロットシンボルを割り当てるパイロット割り当て部と、受信したサブチャネルに割り当てられた各サブキャリアについて、シンボル点の振幅位相誤差を求め、当該振幅位相誤差に基づいて各サブキャリアに対する妨害波の有無を判定する妨害波判定部と、妨害波が有ると判定されたサブキャリアに前記データシンボルと前記パイロットシンボルが割り当てられないように使用するサブチャネルを選択する選択部と、を備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信すると共に、さらに、相手局から送信された前記サブチャネルの情報を受信したとき、当該サブチャネルの情報に基づき、使用されているサブキャリアのデマッピングを行うデマッピング部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線通信システム、無線通信方法、及び無線送受信装置にあっては、サブチャネルの状況に応じて使用するサブチャネルを選択することにより、サブキャリアが妨害を受けた場合の通信品質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の無線通信システムを構成する無線送受信装置の一構成例を示すブロック図である。また、図２は、図１に示す装置で使用されるフレームの構成例を示す図であり、図３は、図１に示す装置で使用されるＯＦＤＭシンボルの一例を示す図である。また、図４は、図１に示す装置で実行される周波数軸−時間軸上でのシンボル配置の一例を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、無線送受信装置１は、データ分割部２と、サブキャリアマッピング部３と、パイロット挿入部４と、チャネル配置部５と、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)部６と、ＧＩ(Guard interval)挿入部７と、ＲＦ(無線)部８と、妨害サブキャリア検出部９と、チャネル制御部１０とを備える。
【００１３】
データ分割部２に入力されたデジタルデータ（送信データ）は、使用するサブチャネル数に応じたデータに分割される。データ分割部２の出力はサブキャリアマッピング部３に入力される。サブキャリアマッピング部３は、使用するサブキャリアの数に応じ、サブキャリアに割り当てる送信シンボルのマッピング処理を行う。また、パイロット挿入部４は、図4に示すように周波数方向に一定間隔でパイロットシンボル（送信側と受信側の双方で既知のシンボル）を挿入する。このパイロットシンボルは、パイロットシンボル間に配置されたデータシンボルの周波数方向及び時間方向の伝送路歪みを推定するために使用される。
【００１４】
サブキャリアマッピング部３とパイロット挿入部４の出力は、それぞれチャネル配置部５に入力される。チャネル配置部５は、使用するサブチャネルの配置に応じ、パイロットシンボル及びサブキャリアマッピングされたデータシンボルとを配置する（周波数方向に配置する）。ここで、使用するサブチャネルは、妨害サブキャリア検出部９で検出された妨害サブキャリアに基づき、チャネル制御部１０によって選択（決定）され、その情報はデータ分割部２、サブキャリアマッピング部３、パイロット挿入部４及びチャネル配置部５に送出される。また、選択されたサブキャリアの情報は、図２に示すように、送信データと共に送信フレームに配置される。尚、使用するサブキャリアの選択については、後に詳説する。
【００１５】
チャネル配置部５は、使用しないサブチャネルにはゼロを配置することでヌルサブチャネルを形成する。即ち、使用するサブキャリアには伝送データとして有効なデータを配置し、使用しないサブキャリアにはヌルデータを配置する。
【００１６】
チャネル配置部５の出力は、ＩＦＦＴ部６に入力される。ＩＦＦＴ部６は周波数方向に配置された送信シンボルを時間領域信号に変換し、一定時間長を持つ送信ＯＦＤＭシンボルを生成する。ＩＦＦＴ部６の出力はさらにＧＩ挿入部７に入力される。ＧＩ挿入部７は、図３に示すように、ＯＦＤＭシンボルの後半部から一定長をコピーし、ガードインターバルとして当該ＯＦＤＭシンボルの先頭に配置する。このガードインターバル長は伝搬遅延を考慮して、例えばＯＦＤＭシンボルの１／４、１／８等が用いられる。ガードインターバルが挿入されたＯＦＤＭシンボルはＲＦ部８で高周波信号に変換され、アンテナ１１より無線伝送路に送出される。
【００１７】
無線送受信部１は、さらに、同期部１２と、ＧＩ(Guard interval)除去部１３と、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)部１４と、チャネル分離部１５と、伝搬路補償部１６と、伝搬路推定部１７と、サブキャリアデマッピング部１８とを備える。
【００１８】
相手局から送信された高周波信号は、アンテナ１１で受信され、ＲＦ部８でベースバンドＯＦＤＭシンボルを生成する。ベースバンドＯＦＤＭシンボルは、同期部１２に入力される。同期部１２は、ベースバンドＯＦＤＭシンボルの先頭に挿入されたガードインターバルと有効ＯＦＤＭシンボル（有効なデータのＯＦＤＭシンボル）とで相関処理を行い、有効ＯＦＤＭシンボルの先頭を検出する。
【００１９】
ＧＩ除去部１３では同期部１２で検出された先頭から有効ＯＦＤＭシンボルを切り出すことで、ガードインターバルの除去を行う。ガードインターバルが除去された有効ＯＦＤＭシンボルはＦＦＴ部１４に入力され、時間領域信号から周波数領域信号に変換され、さらにサブチャネルに分割される。チャネル分離部１５ではＦＦＴ部１４で分割されたサブチャネルをデータシンボルとパイロットシンボルに分離する。このとき、チャネル分離部１５は、送信データに含まれるサブキャリア情報の抽出も行う。
【００２０】
チャネル分離部１５の出力は伝搬路補償部１６と伝搬路推定部１７に入力される。伝搬路推定部１７は、挿入されたパイロットシンボルから周波数軸方向及び時間軸方向に対して伝搬路で発生した歪みを推定すると共に、パイロットシンボル及びデータシンボルの双方で振幅位相誤差(ＥＶＭ)を推定(計測)する。伝搬路補償部１６は、伝搬路推定部１７で推定された伝搬路歪みの逆特性をデータシンボルに重畳することで、データシンボルの伝送路歪みを除去する。
【００２１】
妨害サブキャリア検出部９は、伝搬路推定部１７で推定された伝搬路状況、即ちＥＶＭに基づき、妨害サブキャリアを検出する。通常妨害波は図４に示すとおり、特定周波数に対して連続的に発生するため、妨害波は伝搬路推定部１７で推定されたＥＶＭの平均と妨害／非妨害を判定するしきい値とを比較することによって判定することができる。
【００２２】
例えば妨害波検出時間(シンボル数)を５シンボルとし、図４のサブキャリア番号７が受けている妨害を検出する場合、以下の(１)式で表現できる。
（EVMf7#0+ EVMf7#1+ EVMf7#2+ EVMf7#3+ EVMf7#4）/5 < Threshold      ・・・(1)
【００２３】
ここでEVMfm#nはサブキャリア番号m番目、OFDMシンボル番号#n番目のサブキャリアにおけるＥＶＭ値を示す。またThresholdは対象の無線伝送システムにおける無線伝搬環境で最適に設定されたしきい値とする。上記(1)式はサブキャリア番号７のみを計算しているが、実際には無線伝送に使用する全てのサブキャリア番号に対して妨害波検出のために上記と同様の計算を行う。
【００２４】
チャネル制御部１０では、妨害サブキャリア検出部９で上記ようにして判定された妨害波の有無に基づき、使用するサブチャネルを選択する。具体的には、妨害波無しと判定されたサブチャネルを使用するサブチャネルとして選択し、妨害波有りと判定されたサブチャネルはヌルサブチャネルとする。このようにしてチャネル制御部１０で選択されたサブチャネルの情報は、データ分割部２、サブキャリアマッピング部３、パイロット挿入部４及びチャネル配置部５に送出される。
【００２５】
また、チャネル分離部１５で抽出されたサブキャリア情報は、サブキャリアデマッピング部１８に送出される。サブキャリアデマッピング部１８は、伝搬路補償部１６の出力を入力し、サブキャリア情報に基づいてデマッピング処理を行ってデジタルデータを得る。
【００２６】
以上のように、本発明に係る無線通信システムにあっては、受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定する推定部（妨害サブキャリア検出部９）と、前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に基づいて複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択する選択部（チャネル制御部１０）とを備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信するように構成したので、当該選択されたサブチャネルのみを使用して無線通信を行うことができ、サブキャリアが妨害を受けた場合の通信品質の低下を抑制することができる。
【００２７】
また、前記推定部は、前記サブキャリアに割り当てられたデータのシンボル点の振幅位相誤差を推定し、前記選択部は、前記推定された振幅位相誤差に基づいて各サブキャリアに対する妨害波の有無を判定し、妨害波が無いとされたサブチャネルを有効データの送信に使用するサブチャネルとして選択するように構成したので、簡易な構成で精度良く妨害波の有無を判定することできる。
【００２８】
また、本発明に係る無線通信方法にあっては、受信したデータに基づいて各サブチャネルの伝搬路状況を推定し、前記推定された各サブチャネルの伝搬路状況に応じて複数のサブチャネルの中から使用するサブチャネルを選択し、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信するように構成したので、当該選択されたサブチャネルのみを使用して無線通信を行うことができ、サブキャリアが妨害を受けた場合の通信品質の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、本発明に係る無線送受信装置にあっては、送信データをサブチャネルの使用状況に対応したデータ量に応じて分割するデータ分割部（２）と、前記分割された送信データをシンボル化し、当該データシンボルを信号点配置上にマッピングしてサブキャリアを割り当てるマッピング部（サブキャリアマッピング部３）と、周波数軸上の一定間隔のサブキャリアにパイロットシンボルを割り当てるパイロット割り当て部（パイロット挿入部３）と、受信したサブチャネルに割り当てられた各サブキャリアについて、シンボル点の振幅位相誤差を求め、当該振幅位相誤差に基づいて各サブキャリアに対する妨害波の有無を判定する妨害波判定部（妨害サブキャリア検出部９）と、妨害波が有ると判定されたサブキャリアに前記データシンボルと前記パイロットシンボルが割り当てられないように使用するサブチャネルを選択する選択部（チャネル制御部１０）とを備え、前記選択されたサブチャネルの情報を相手局に送信すると共に、さらに、相手局から送信された前記サブチャネルの情報を受信したとき、当該サブチャネルの情報に基づき、使用されているサブキャリアのデマッピングを行うデマッピング部（サブキャリアデマッピング部１８）とを備えるように構成したので、当該選択されたサブチャネルのみを使用して無線通信を行うことができ、サブキャリアが妨害を受けた場合の通信品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の無線通信システムを構成する無線送受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置で使用されるフレームの構成例を示す図である。
【図３】図１に示す装置で使用されるＯＦＤＭシンボルの一例を示す図である。
【図４】図１に示す装置で実行される周波数軸−時間軸上でのシンボル配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：無線送受信装置、２：データ分割部、３：サブキャリアマッピング部、４：パイロット挿入部、５：チャネル配置部、６：ＩＦＦＴ部、７：ＧＩ挿入部、８：ＲＦ部、９：妨害サブキャリア検出部、１０：チャネル制御部、１２：同期部、１３：ＧＩ除去部、１４：ＦＦＴ部、１５：チャネル分離部、１６：伝搬路補償部、１７：伝搬路推定部、１８：サブキャリアデマッピング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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