(57)【要約】【課題】ガードインターバル区間を越える遅延波が存在する環境下でも伝送特性を改善する。【解決手段】本発明による受信装置は、直交周波数を用いてユーザが多重されている信号を受信する受信部と、受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理するフィルタ部と、フィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する干渉除去部と、干渉除去部により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する信号検出部とを備え、干渉除去部による処理と、信号検出部による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、干渉除去部は、繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずにフィルタリング処理した信号または受信部により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成する。【選択図】図３
2010278722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数を用いてユーザが多重されている信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理するフィルタ部と、
前記フィルタ部によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する干渉除去部と、
前記干渉除去部により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する信号検出部と、
を備え、
前記干渉除去部による処理と、前記信号検出部による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、
前記干渉除去部は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記受信部により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成すること、
を特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記受信部により受信した信号に含まれる制御信号から所望ユーザに対するデータ信号がマッピングされているサブキャリア位置を検出する制御信号検出部をさらに備えること、
を特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記干渉除去部は、前記サブキャリア位置に基づいて干渉除去処理を行うこと、
を特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記フィルタ部は、前記サブキャリア位置に基づいてフィルタリング処理する帯域を設定すること、
を特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
前記信号検出部は誤り訂正復号処理を行って軟判定値を出力し、
前記干渉除去部は、
前記信号検出部により出力した軟判定値を用いて干渉レプリカを生成するレプリカ生成部と、
前記フィルタ部によりフィルタリング処理した信号から前記干渉レプリカを減算する減算部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
直交周波数を用いてユーザが多重されている信号を受信する第１の過程と、
前記第１の過程により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理する第２の過程と、
前記第２の過程によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する第３の過程と、
前記第３の過程により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する第４の過程と、
を有し、
前記第３の過程による処理と、前記第４の過程による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、
前記第３の過程は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記第１の過程により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成すること、
を特徴とする受信方法。
【請求項７】
直交周波数を用いてユーザを多重した信号を送信する送信装置と、
前記送信装置により送信された信号を受信し復号する受信装置とを備える通信システムであって、
前記受信装置は、
前記送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理するフィルタ部と、
前記フィルタ部によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する干渉除去部と、
前記干渉除去部により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する信号検出部と、
を備え、
前記干渉除去部による処理と、前記信号検出部による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、
前記干渉除去部は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記受信部により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成すること、
を特徴とする通信システム。
【請求項８】
直交周波数を用いてユーザを多重した信号を送信する過程と、
前記送信する過程により送信された信号を受信装置により受信し復号する過程とを有する通信方法であって、
前記受信し復号する過程は、
前記送信された信号を受信する第１の過程と、
前記第１の過程により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理する第２の過程と、
前記第２の過程によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する第３の過程と、
前記第３の過程により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する第４の過程と、
を有し、
前記第３の過程による処理と、前記第４の過程による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、
前記第３の過程は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記第１の過程により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成すること、
を特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）を用いた伝送方式は、マルチキャリア化とガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）の挿入によって、高速デジタル信号伝送におけるマルチパスフェージングの影響を軽減できる。しかし、ＯＦＤＭにおいて、ガードインターバル区間を越える遅延波が存在すると、前のシンボルが高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）区間に入り込むことにより生じるシンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter Symbol Interference）や、高速フーリエ変換区間にシンボルの切れ目、つまり信号の不連続区間が入ることによって生じるキャリア間干渉（ＩＣＩ：Inter Carrier Interference）が生じ、特性劣化の原因となる。
【０００３】
図１４は、マルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号を示す図である。図１４において、横軸は時間を示している。ＯＦＤＭシンボルは、有効シンボルと、該有効シンボルの前に該有効シンボルの後半部分をコピーして付加したガードインターバルとで構成されている。
【０００４】
先行波ｓ１（最初に到来した波）と同期をとり、区間ｔ４でＦＦＴ処理を行った場合、遅延波ｓ２は遅延時間がガードインターバル以内の遅延ｔ１におさまった場合を示し、遅延波ｓ３およびｓ４はガードインターバルを超える遅延ｔ２およびｔ３が生じた遅延波を示している。なお、先行波、遅延波を到来波とも称する。斜線部は、所望ＯＦＤＭシンボルの前のＯＦＤＭシンボルの成分を示す。
遅延波ｓ３およびｓ４については、その前にある斜線部が示すように、所望ＯＦＤＭシンボルの前のＯＦＤＭシンボルが所望ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間内に入っており、シンボル間干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ−Ｓｙｍｂｏｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）となる。また、遅延波ｓ３では、区間ｔ４に所望ＯＦＤＭシンボルと所望ＯＦＤＭシンボルの前のＯＦＤＭシンボルとの切れ目が入ることになり、キャリア間干渉（ＩＣＩ：Ｉｎｔｅｒ−Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じる。遅延波ｓ４においても、同様に、区間ｔ４に所望ＯＦＤＭシンボルと所望ＯＦＤＭシンボルの前のＯＦＤＭシンボルとの切れ目が入り、キャリア間干渉が生じる。
【０００５】
これらシンボル間干渉、キャリア間干渉による特性劣化を改善するための一手法が以下の特許文献１で提案されている。この従来技術では、受信装置において、一度復調動作を行った後、誤り訂正結果（ＭＡＰ（Maximum A posteriori Probability：最大事後確率）復号器出力）を利用し、前記シンボル間干渉成分および前記キャリア間干渉成分を含む所望以外のサブキャリアの複製信号（干渉レプリカ信号）を作成した後、これを受信信号から除去した信号に対し、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）規範に基づいた信号等化処理、再度復調動作を行う過程を繰り返し行うことにより、シンボル間干渉、キャリア間干渉による特性劣化の改善を行っている。このように、干渉除去、等化処理及び復号処理を、軟判定結果をやり取りしながら繰り返し行う技術をターボ等化と呼ぶ。
【０００６】
ところで、無線通信システムにおいて、ＯＦＤＭを用いた多元接続として、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）がある（例えば、非特許文献１）。図１５は、直交したサブキャリア群に２つのユーザを割り当てたＯＦＤＭＡの例である。１２サブキャリアのうち、左から６サブキャリアはユーザ１が占有し、残りの６サブキャリアはユーザ２が占有している。各々のユーザが占有した各サブキャリアには、該ユーザが送信するデータ変調シンボルが配置される。
このＯＦＤＭＡにおいても、ガードインターバル区間を越える遅延波が存在すると、シンボル間干渉、キャリア間干渉が発生し、各ユーザの伝送特性が劣化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２１７０２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】“３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ  ８）”３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１１  Ｖ８．３．０，２００８年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＯＦＤＭＡ信号を受信した受信装置がターボ等化処理を行う場合、他のユーザの誤り訂正復号結果が必要となる。たとえば、図１５に記載のように２つのユーザが直交周波数多元接続されたＯＦＤＭＡ信号をユーザ１の受信装置が受信した場合、シンボル間干渉レプリカを生成するためには、非所望信号であるユーザ２に対する信号を復号し、さらにその復号結果からユーザ２の変調シンボルを生成する必要がある。ユーザ１が、ユーザ２の復号処理および変調シンボル生成を行うためには、ユーザ２のＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調及び符号化方式）等の復調処理、復号処理を行うために必要な制御情報を知っている必要がある。しかしながら、ユーザ１およびユーザ２は、各々が固有のユーザＩＤで秘匿性が保護されているため、他のユーザのＭＣＳを知ることができず、そのため、十分な特性改善が見込めない。また、他のユーザのＭＣＳを通知し、他のユーザの誤り訂正復号をする場合、制御信号の増加により利用効率の低下となる。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガードインターバル区間を越える遅延波が存在する環境下で複数のユーザのデータ信号が配置されたマルチキャリア信号を受信した場合においても、制御信号などのオーバーヘッドを増加させることなく、シンボル間干渉、サブキャリア間干渉を除去し、伝送特性を改善できる受信装置および受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明による受信装置は、直交周波数を用いてユーザが多重されている信号を受信する受信部と、前記受信部により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理するフィルタ部と、前記フィルタ部によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する干渉除去部と、前記干渉除去部により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する信号検出部と、を備え、前記干渉除去部による処理と、前記信号検出部による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、前記干渉除去部は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記受信部により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成する。
好ましくは、前記受信装置は、前記受信部により受信した信号に含まれる制御信号から所望ユーザに対するデータ信号がマッピングされているサブキャリア位置を検出する制御信号検出部をさらに備える。
また、好ましくは、前記干渉除去部は、前記サブキャリア位置に基づいて干渉除去処理を行う。
また、好ましくは、前記フィルタ部は、前記サブキャリア位置に基づいてフィルタリング処理する帯域を設定する。
また、好ましくは、前記信号検出部は誤り訂正復号処理を行って軟判定値を出力し、前記干渉除去部は、前記信号検出部により出力した軟判定値を用いて干渉レプリカを生成するレプリカ生成部と、前記フィルタ部によりフィルタリング処理した信号から前記干渉レプリカを減算する減算部と、を備える。
【００１２】
また、本発明による受信方法は、直交周波数を用いてユーザが多重されている信号を受信する第１の過程と、前記第１の過程により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理する第２の過程と、前記第２の過程によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する第３の過程と、前記第３の過程により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する第４の過程と、を有し、前記第３の過程による処理と、前記第４の過程による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、前記第３の過程は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記第１の過程により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成する。
【００１３】
また、本発明による通信システムは、直交周波数を用いてユーザを多重した信号を送信する送信装置と、前記送信装置により送信された信号を受信し復号する受信装置とを備える通信システムであって、前記受信装置は、前記送信された信号を受信する受信部と、前記受信部により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理するフィルタ部と、前記フィルタ部によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する干渉除去部と、前記干渉除去部により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する信号検出部と、を備え、前記干渉除去部による処理と、前記信号検出部による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、前記干渉除去部は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記受信部により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成する。
【００１４】
また、本発明による通信方法は、直交周波数を用いてユーザを多重した信号を送信する過程と、前記送信する過程により送信された信号を受信装置により受信し復号する過程とを有する通信方法であって、前記受信し復号する過程は、前記送信された信号を受信する第１の過程と、前記第１の過程により受信した信号から非所望ユーザの信号成分を抑圧するように時間領域においてフィルタリング処理する第２の過程と、前記第２の過程によりフィルタリング処理した信号の復号処理結果を用いて生成した干渉成分を、該フィルタリング処理した信号から除去して出力する第３の過程と、前記第３の過程により出力した信号を復号処理して復号処理結果を出力する第４の過程と、を有し、前記第３の過程による処理と、前記第４の過程による処理とを、所定の条件が満たされるまで繰り返し行い、前記第３の過程は、前記繰り返しのうち初回は干渉成分の生成および除去を行わずに前記フィルタリング処理した信号または前記第１の過程により受信した信号を出力し、その後は前回の復号処理結果を用いて干渉成分を生成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガードインターバル区間を越える遅延波が存在する環境下で複数のユーザのデータ信号が配置されたマルチキャリア信号を受信した場合、制御信号などのオーバーヘッドを増加させることなく、シンボル間干渉、サブキャリア間干渉を除去し、伝送特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】シンボル生成部１０２−ｎから入力されるユーザｎの変調シンボルをＩＦＦＴ部１０３の入力ポイントにマッピングする例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る受信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】ＦＦＴ部２０７から出力される信号の各サブキャリア成分を示す図である。
【図５】干渉除去部２０５の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】レプリカ生成部２３２の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】受信装置２００の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る送信装置３００の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】シンボル生成部１０２−ｎから入力されるユーザｎの変調シンボルと制御信号をＩＦＦＴ部３０３の入力ポイントにマッピングする例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る受信装置４００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】干渉除去部４０５の処理が初回処理である場合におけるＦＦＴ部２０７の出力信号を示す図である。
【図１２】干渉除去部４０５の処理が繰り返し処理である場合におけるＦＦＴ部２０７の出力信号を示す図である。
【図１３】受信装置４００の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】マルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号を示す図である。
【図１５】直交したサブキャリア群に２つのユーザを割り当てたＯＦＤＭＡの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明の実施形態では、送信装置が、直交周波数を用いてユーザが多重されている信号であるＯＦＤＭＡの信号を送信する場合で説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態による通信システムは、ＯＦＤＭのサブキャリアに複数のユーザが割り当てられたＯＦＤＭＡの信号を送信する送信装置１００と前記送信装置１００が送信した信号を受信する受信装置２００とから構成される。例えば、前記送信装置１００は、移動通信システムの下りリンクにおける基地局に設置され、前記受信装置は、移動通信システムの下りリンクにおける移動端末に搭載される。以下では、送信装置１００はセルラーシステムの基地局に設置され、受信装置２００は、前記基地局にリンクしている複数の移動端末のうちの一つの移動端末に搭載されている場合で説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００は、シンボル生成部１０２−１〜１０２−Ｎ、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部１０３、ＧＩ挿入部１０４、送信部１０５及びパイロット生成部１０６を含んで構成され、送信部１０５にアンテナ部１０１が接続されている。なお、Ｎは、送信装置１００が配置された基地局にリンクすることができるユーザ数である。
【００２０】
シンボル生成部１０２−ｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）は、基地局の送信装置１００からユーザｎに送信する信号を生成する。シンボル生成部１０２−ｎは、符号部１１１−ｎ、インターリーブ部１１２−ｎ、変調部１１３−ｎ、直列並列変換部１１４−ｎを備えている。
シンボル生成部１０２−ｎには、ＭＡＣ（Media Access Control、媒体アクセス制御）部等（図１には示さない。ＭＡＣ部等とは、ＭＡＣ層、ネットワーク層などの上位層に位置する機能をいう。）から入力されたユーザｎに送信するデータ信号が入力される。なお、データ信号とは制御信号以外の信号を意味し、コンピュータ処理に用いられるデータ信号だけでなく、圧縮符号化された音声信号、映像信号、その他の情報信号を含み、以下も同様である。符号部１１１−ｎは、入力されたユーザｎのデータ信号に対して、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check：低密度パリティ検査）、畳み込み符号などのうちいずれかの誤り訂正符号化処理を行う。インターリーブ部１１２−ｎは、周波数選択性フェージングによる受信電力の落ち込みに基づいてバースト誤りが生ずるのを改善するために、符号部１１１−ｎから出力されるユーザｎの符号化されたデータ信号の並び順を入れ替える。変調部１１３−ｎは、インターリーブ部１１２−ｎが出力するユーザｎの符号化されたデータ信号に対して、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：２相位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（１６  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：１６値直交振幅変調）、６４ＱＡＭ（６４  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：６４値直交振幅変調）などのデータ変調を行って変調シンボルを生成する。直列並列変換部１１４−ｎは、変調部１１３−ｎが出力するユーザｎの変調シンボルをＩＦＦＴ部１０３への入力基準に基づいて、直列から並列に並べ替える。
【００２１】
パイロット生成部１０６は、受信装置において伝搬路を推定できるパイロットシンボルを生成する。前記パイロットシンボルは、送信装置１００が設置された基地局にリンクしている移動端末毎（ユーザ毎）に共通でもよいし、ユーザ毎に規定されていてもよい。前記パイロットシンボルを構成する符号系列は、アダマール符号、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列などの直交した系列であることが好ましい。
ＩＦＦＴ部１０３は、ＭＡＣ部等（図示しない）から通知される信号割当情報に基づいて、シンボル生成部１０２−ｎから入力されるユーザｎの変調シンボルとパイロットシンボルとをＩＦＦＴ入力ポイントにマッピングし、ＩＦＦＴ処理を行うことで、それぞれのシンボルを周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
【００２２】
図２は、シンボル生成部１０２−ｎから入力されるユーザｎの変調シンボルとパイロットシンボルとをＩＦＦＴ部１０３の入力ポイントにマッピングする例を示す図である。図２は、ＩＦＦＴポイント数が１６、ユーザ数が４（Ｎ＝４）で、各ユーザにＯＦＤＭＡの３つのサブキャリアを割り当てる場合である。また各ユーザを配置したサブキャリアの間にパイロットシンボルを割り当てている。各ユーザのＩＦＦＴ入力ポイントへのマッピング位置およびマッピング数などのユーザ割当情報は信号割当情報により通知される。信号割当情報が通知するマッピング位置およびマッピング数は、送信装置１００が備えられた基地局と各ユーザの移動端末との間の伝搬路状況および基地局が各ユーザの移動端末へ送信するデータ量などに基づいて決定される。この各ユーザのマッピング位置およびマッピング数を決定することをスケジューリングと呼ぶ。信号割当情報は、該ユーザと同じＯＦＤＭシンボル、同じフレームで移動端末に通知してもよいし、異なっていても良い。
なお、図２では、各ユーザに同じ数のサブキャリア数（ＩＦＦＴ入力ポイント数）を割り当てているが、ユーザ毎に異なってもよい。また、各ユーザにマッピングするサブキャリア（ＩＦＦＴ入力ポイン位置）は隣接せずに散在してもよい。また、パイロットシンボルを割り当てるサブキャリアは、ＯＦＤＭシンボル毎、フレーム毎に異なっていても良い。
なお、図２では、ＯＦＤＭＡを構成するサブキャリアにユーザのデータ信号、パイロット信号をマッピングしているが、各ユーザに対する制御信号を含んでもよい。
【００２３】
図１に戻り、ＧＩ挿入部１０４は、ＩＦＦＴ部１０３が変換した時間領域の信号にガードインターバル（ＧＩ）を付加する。例えば、ＩＦＦＴ部が出力する時間領域の信号（有効シンボル）の後半の一部をコピーし、有効シンボルの先頭に付加する。ＧＩを付加した有効シンボルをＯＦＤＭシンボルと呼ぶ。ＧＩ挿入部１０４が出力する信号をｓ（ｔ）とすると、次式（１）で表せる。
【００２４】
【数１】
2010278722.tif 000003
【００２５】
ただし、ＮｆはＩＦＦＴポイント数、ｃｋ，ｌは、第ｌ番目のＯＦＤＭシンボルの第ｋサブキャリアに割り当てられたシンボル、Δｆはサブキャリア間隔、ＴｓはＯＦＤＭシンボル長（ＧＩ長を含む）、ｊは虚数単位である。図２に示すユーザ割当の場合、ｃｋ，ｌのうち、ｃ０，ｌ〜ｃ２，ｌはユーザ１の変調シンボルが割り当てられ（図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの１〜３）、ｃ４，ｌ〜ｃ６，ｌはユーザ２の変調シンボルが割り当てられ（図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの５〜７）、ｃ８，ｌ〜ｃ１０，ｌはユーザ３の変調シンボルが割り当てられ（図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの９〜１１）、ｃ１２，ｌ〜ｃ１４，ｌはユーザ４の変調シンボルが割り当てられる（図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの１３〜１５）。また、ｃ３，ｌ(図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの４)、ｃ７，ｌ(図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの８)、ｃ１１，ｌ(図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの１２)、ｃ１５，ｌ(図２に示すＩＦＦＴ入力ポイントの１６)には、パイロットシンボルが割り当てられる。
【００２６】
送信部１０５は、ＧＩ挿入部１０４が出力するＯＦＤＭシンボルをアナログ信号に変換し（Digital to Analog変換し）、アナログ信号に変換された信号に対して帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、さらにフィルタリング処理された信号を送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部１０１を介して送信する。この送信装置１００が出力する信号をＯＦＤＭＡ信号と呼ぶ。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００は、送信装置１００が送信する信号を受信するユーザ１の移動端末に搭載されているとして説明する。なお、ユーザｎ（ｎ＝２、・・・、Ｎ）の移動端末に搭載される受信装置も、少なくとも同様の機能を有することが可能である。
受信装置２００は、受信部２０２、フィルタ部２０３、受信信号記憶部２０４、干渉除去部２０５、ＧＩ除去部２０６、ＦＦＴ部２０７、伝搬路補償部２０８、信号検出部２０９、伝搬路推定部２１０を具備し、受信部２０２にアンテナ部２０１が接続されている。
【００２８】
受信装置２００において、受信部２０２は、アンテナ部２０１を介して送信装置１００から送信されたＯＦＤＭＡ信号を受信すると、信号検出処理などのデジタル信号処理が可能な周波数帯へダウンコンバートし、さらにスプリアスを除去するフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Analog to Digital変換）する変換処理を行って、フィルタ部２０３および伝搬路推定部２１０に出力する。
【００２９】
伝搬路推定部２１０は、送信装置１００と受信装置２００との間におけるフェージングなどによる振幅と位相の変動を推定する伝搬路推定を行い、伝搬路推定結果である伝搬路推定値を干渉除去部２０５と伝搬路補償部２０８とに出力する。伝搬路推定は、たとえば、受信部２０２が出力する信号に含まれる既知の信号であるパイロットシンボルを用いて行うことができる。図２に記載のシンボルマッピングされたＯＦＤＭＡ信号を受信した場合、前記受信したＯＦＤＭＡ信号を周波数領域に変換した信号であって、パイロットシンボルを割り当てたサブキャリアの信号（ＩＦＦＴ入力ポイント４，８，１２，１６の信号成分）を用いて周波数応答を算出する。パイロットシンボルを配置したサブキャリア以外のサブキャリアの周波数応答は、パイロットシンボルを配置したサブキャリアの周波数応答を用いて、線形補間、ＦＦＴ補完などの補間技術により算出することができる。本実施形態では、受信部２０２から出力された信号を用いて伝搬路推定を行うことで所望ユーザのデータ信号が配置されたＯＦＤＭシンボルと同一のＯＦＤＭシンボルに配置された全てのパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行うことが可能となる。
なお、伝搬路推定は、所望ユーザのデータ信号が配置されたＯＦＤＭシンボルと同一のＯＦＤＭシンボルに配置されたパイロットシンボルの一部のみを用いても可能である。また、伝搬路推定は、所望ユーザのデータ信号が配置されていないＯＦＤＭシンボル、あるいはフレームに配置されたパイロットシンボルを用いることも可能である。なお、伝搬路推定は、信号検出部２０９が出力する復号結果を用いる繰り返し伝搬路推定を適用することも可能である。
【００３０】
フィルタ部２０３は、時間領域において、受信部２０２が出力する信号から、非所望ユーザのデータ信号が配置されているサブキャリアの信号成分を抑圧する。すなわち、所望のデータ信号（受信端末宛のデータ信号）が含まれるサブキャリアを抽出する。受信装置２００では、フィルタ部２０３はユーザ１以外のデータ信号が配置されたサブキャリアの周波数成分を抑圧する時間フィルタである。すなわち、サブキャリアｋが１〜３に対応する周波数を通過帯域とする時間フィルタにより所望のデータ信号（受信端末宛のデータ信号）が含まれるサブキャリアを抽出する。時間フィルタとして、FIR フィルタ（Finite Impulse Response Filter）、IIRフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）、マッチドフィルタ（Matched Filter）などを適用することができる。なお、本実施形態において、受信装置２００は、所望ユーザのデータ信号を受信する前に、該データ信号が配置されているサブキャリアの位置を既知であるように構成される。たとえば、制御信号などにより該データ信号を受信する前に送信装置１００から通知を受けることにより可能となる。
【００３１】
受信信号記憶部２０４は、フィルタ部２０３が出力する信号を記憶する。また、干渉除去部２０５において、繰り返し干渉処理が行われる場合、格納している該信号を出力する。
【００３２】
干渉除去部２０５は、伝搬路補償部２１０から出力される伝搬路推定値、信号検出部２０９から出力される復号結果の軟判定値を用いて、フィルタ部２０３あるいは受信信号記憶部２０４から出力される信号から、干渉成分を除去する処理を繰り返し行う。具体的には、信号検出部２０９が出力する復号後の符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）を用いて、受信した信号の送信元である送信装置１００が自受信装置宛に送信したであろう信号レプリカを生成する。すなわち、受信装置２００では送信装置１００が送信したであろうユーザ１に対する送信信号レプリカを生成する。さらに、この送信信号レプリカと伝搬路推定部２１０からの伝搬路推定値を用いて干渉レプリカを生成し、フィルタ部２０３あるいは受信信号記憶部２０４から出力される信号から減算する（詳細は後述）。
【００３３】
ＧＩ除去部２０６は、干渉除去部２０５から出力される干渉成分レプリカを除去した信号のうち、遅延波による歪を回避するために送信装置１００で付加されたガードインターバル区間を除去する。ＦＦＴ部２０７は、ＧＩ除去部２０６がガードインターバル区間を除去した信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換するフーリエ変換の処理を行う。
【００３４】
図４は、ＦＦＴ部２０７から出力される信号の各サブキャリア成分を示している。図４は、送信装置１００が図２に示すユーザ割当を行った場合であり、ＦＦＴ部２０７の出力ポイント１〜３は送信装置１００においてユーザ１宛のデータが割り当てられたサブキャリア位置であり、ＦＦＴ部２０７の出力ポイント５〜１６は非所望ユーザ宛（ユーザ２〜ユーザ４宛）に割り当てられたサブキャリア位置あるいはパイロットシンボルが割り当てられたサブキャリア位置である。ＦＦＴ部２０７の非所望ユーザ宛に割り当てられたサブキャリア成分あるいはパイロットシンボルが割り当てられたサブキャリア成分は、フィルタ部２０３によりその周波数成分が抑圧される。したがって、ＦＦＴ部２０７がＦＦＴ処理するＯＦＤＭシンボル区間において、非所望ユーザの信号成分によるシンボル間干渉の発生を抑えることができる。さらに、所望ユーザ宛に割り当てられたサブキャリアが非所望ユーザ宛に割り当てられたサブキャリア成分から受けるサブキャリア間干渉を低減することができる。本実施形態では、パイロットシンボルを割り当てたサブキャリア位置（ＦＦＴ部２０７のＦＦＴ出力ポイント４）を含むＦＦＴ出力ポイント１〜４の帯域をフィルタ部２０３の通過帯域とし、既知であるパイロットシンボルを含めた送信信号レプリカを用いて干渉除去部２０５の繰り返し処理により、ＦＦＴ出力ポイント４のサブキャリア成分が所望ユーザ宛に割り当てられたサブキャリア成分（ＦＦＴ出力ポイント１〜３）に与える干渉を除去している。なお、フィルタ部２０３の通過帯域をＦＦＴ出力ポイント１〜３の帯域とすることで、フィルタ部２０３においてＦＦＴ出力ポイント４のサブキャリア成分が所望ユーザ宛に割り当てられたサブキャリア成分に与える干渉を除去することもできる。
【００３５】
図３に戻り、伝搬路補償部２０８は、伝搬路推定部２１０による伝搬路推定値を用いてＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）などによりフェージングによる伝搬路歪を補正する重み係数を算出し、この重み係数をＦＦＴ部２０７からの周波数領域信号に乗算して伝搬路補償をする。前記重み係数は、前記伝搬路推定値に加え、さらに該サブキャリアのフィルタ部２０３の周波数応答を考慮することが好ましい。フィルタ部２０３の周波数応答は受信装置にとって既知であり、伝搬路補償部２０８に通知することにより可能となる。
【００３６】
信号検出部２０９は、伝搬路補償部２０８が出力する信号から所望のデータ信号に対する変調シンボルを抽出し、復調、復号処理を行い、所望のデータ信号を取得する。また、所望のデータ信号に対する符号化ビットＬＬＲを干渉除去部２０５に出力する。
信号検出部２０９は、並列直列変換部２２１、復調部２２２、デインターリーブ部２２３、復号部２２４を備える。並列直列変換部２２１は、伝搬路補償部２０８が出力する信号のうち、所望ユーザ宛の変調シンボルを抽出し、並列から直列に並べ替える。復調部２２２は、並列直列変換部２２１が出力する変調シンボルに対して復調処理を行い、軟判定値（符号化ビットＬＬＲ）を出力する。
【００３７】
復調部２２２の処理を、所望ユーザ宛の変調シンボルがＱＰＳＫ変調の場合を例として説明する。送信側で送信されたＱＰＳＫシンボルをＸとし、受信側において復調部２２２に入力されるシンボルをＸｃとして説明する。Ｘを構成しているビットをｂ０、ｂ１（ｂ０、ｂ１＝±１）とするとＸは、式（２）で表せる。ただしｊは虚数単位を表す。そして、Ｘの受信側における推定値Ｘｃからビットｂ０、ｂ１の対数尤度比ＬＬＲであるλ（ｂ０）、λ（ｂ１）は下記の式（３）にて求める。
【００３８】
【数２】
2010278722.tif 000004
【００３９】
【数３】
2010278722.tif 000005
【００４０】
ただし、Ｒｅ（  ）は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、第ｋサブキャリアにおける伝搬路推定値をＨ（ｋ）、乗算したＭＭＳＥ基準の伝搬路補償重みをＷ（ｋ）とすると、μはＷ（ｋ）・Ｈ（ｋ）となる。またλ（ｂ１）は、式（３）すなわちλ（ｂ０）を求める式において、Ｘｃの実部と虚部を置き換えて求める。なお、１６ＱＡＭなどの他の変調が施されたデータに対しても同様の原理に基づいて算出可能である。また、復調部２２２は、軟判定結果ではなく硬判定結果を算出するようにしてもよい。
【００４１】
デインターリーブ部２２３は、送信元の送信装置１００のインターリーブ部１１２−ｎが施したインターリーブのパターンに対応するビット配置の並べ替え、すなわちインターリーブのパターンの逆操作となるビット配置並べ替えを、復調部２２２による軟判定結果のデータ系列に対して行う。
【００４２】
復号部２２４は、送信元である送信装置１００が施したターボ符号化、畳み込み符号化などの誤り訂正符号化に対する誤り訂正復号処理をデインターリーブ部２２３からの出力信号に対して行い、符号化ビットのＬＬＲ（対数尤度比）などの軟判定出力結果を算出し、所望ユーザの軟判定結果を干渉除去部２０５に入力する。
【００４３】
図５は、干渉除去部２０５の構成を示す概略ブロック図である。干渉除去部２０５は、減算部２３１、レプリカ生成部２３２を具備する。レプリカ生成部２３２は、伝搬路推定値および所望ユーザのデータ信号に対する軟判定値（符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲ）を用いて、干渉成分のレプリカ（干渉レプリカ）を生成する。具体的には、信号検出部２０９が出力する復号後の符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲを用いて、受信した信号の送信元である送信装置１００が自受信装置宛に送信したであろう信号レプリカを生成する。すなわち、受信装置２００では送信装置１００が送信したであろうユーザ１に対する送信信号レプリカを生成する。さらに、この送信信号レプリカと伝搬路推定部２１０からの伝搬路推定値を用いて干渉レプリカを生成する。減算部２３１は、前記干渉レプリカをフィルタ部２０３あるいは受信信号記憶部２０４から入力される信号から減算する。フィルタ部２０３あるいは受信信号記憶部２０４から入力される信号をｒ（ｔ）、第ｉ回目の繰り返し処理における干渉レプリカをｒ＾ｉ（ｔ）とすると、減算部が出力する信号ｒ〜ｉ（ｔ）は次式（４）で表せる。なお、「ｒ＾」、「ｒ〜」という表記は、式（４）に表わされているように文字「ｒ」の上に「＾」、「〜」が記載されたものを意味し、後述する「ｓ＾」、「ｃ＾」、「ｈ＾」も同様である。
【００４４】
【数４】
2010278722.tif 000006
【００４５】
ただし、初回処理（ｉ＝０）の場合は、ｒ〜ｉ（ｔ）＝ｒ（ｔ）である。
【００４６】
図６は、レプリカ生成部２３２の構成を示す概略ブロック図である。レプリカ生成部２３２は、インターリーブ部２４１、シンボルレプリカ生成部２４２、直列並列変換部２４３、ＩＦＦＴ部２４４、ＧＩ挿入部２４５、干渉レプリカ生成部２４６を具備する。
【００４７】
インターリーブ部２４１は、信号検出部２０９が出力する復号後の符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲを、送信装置１００がデータ変調を施した符号化したデータ信号と同じ並び順に並べ替える。すなわち、送信装置１００のインターリーブ部１１２−１と同じインターリーブパターンで信号検出部２０９が出力する復号後の符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲをインターリーブする。すなわち、信号検出部２０９が備えるデインターリーブ部２２３と逆の並べ替えを行う。
【００４８】
シンボルレプリカ生成部２４２は、インターリーブ部２４１が出力する符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲを用いて所望ユーザの信号に対する変調シンボルのレプリカ（変調シンボルレプリカ）を生成する。例えば、シンボルレプリカ生成部２４２は、送信装置１００の変調部１１３−１の変調方式がＱＰＳＫ変調の場合、ＱＰＳＫ変調シンボルを構成するビットｂ０、ｂ１の対数尤度比をλ（ｂ０），λ（ｂ１）としたとき、次式（５）で表されるＱＰＳＫの変調シンボルのレプリカシンボルを生成する。なお、シンボルレプリカ生成部２４２は、１６ＱＡＭなどの他の変調の場合も、同様の原理で変調シンボルレプリカを生成する。
【００４９】
【数５】
2010278722.tif 000007
【００５０】
直列並列変換部２４３は、シンボルレプリカ生成部２４２が出力する変調シンボルレプリカを、ユーザ１の変調シンボルが送信側で配置されたサブキャリア位置、サブキャリア数に基づいて、直列から並列に並べ替える。
【００５１】
ＩＦＦＴ部２４４は、直列並列変換部２４３が出力する変調シンボルレプリカを、受信したＯＦＤＭＡ信号において前記変調シンボルレプリカに対応する変調シンボル（ユーザ１の変調シンボル）が割り当てられているサブキャリア位置に該当するＩＦＦＴ入力ポイントにマッピングし、ＩＦＦＴ処理を行うことで、所望ユーザの変調シンボルレプリカ（所望ユーザの変調シンボルレプリカ）を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。また、受信したＯＦＤＭＡ信号において非所望ユーザの変調シンボルが配置されたサブキャリア位置は、ヌルにする（ゼロを配置する）。さらに、ＩＦＦＴ部２４４は、既知の信号であるパイロットシンボルが配置されていたサブキャリア位置に該当するＩＦＦＴ入力ポイントに、該パイロットシンボルを配置することが好ましい。
たとえば、受信したＯＦＤＭＡ信号が図２のユーザ割当で各ユーザの変調シンボルが割り当てられている場合、シンボルレプリカ生成部２４２が出力する変調シンボルレプリカは、ＩＦＦＴ入力ポイントの１〜３に割り当てる。また、ＩＦＦＴ入力ポイントの４にパイロットシンボルを割り当てる。
【００５２】
ＧＩ挿入部２４５は、ＩＦＦＴ部２４４が変換した時間領域の信号にガードインターバル（ＧＩ）を付加する。ＧＩ挿入部２４５が出力する信号レプリカｓ＾ｉ（ｔ）は、次式（６）で表せる。
【００５３】
【数６】
2010278722.tif 000008
【００５４】
ただし、ｃ＾ｋ，ｌは、所望ユーザの変調シンボルである。なお、ｃ＾ｋ，ｌは、フィルタ部２０３の通過帯域内のサブキャリアに割り当てられたシンボルであって、パイロットシンボル等の既知のシンボルを含んでもよい。図２に示すユーザ割当の場合、ユーザ１の変調シンボルｃ０，ｌ〜ｃ２，ｌ及びパイロットシンボルｃ３，ｌを該当するサブキャリア位置に割り付ける。
【００５５】
干渉レプリカ生成部２４６は、ＧＩ挿入部２４５が出力する信号と伝搬路推定値を用いて、受信装置２００が受信するＯＦＤＭＡ信号が受けた干渉成分の干渉レプリカを生成する。干渉成分として、シンボル間干渉、キャリア間干渉などがあり、各干渉成分に対して干渉レプリカを生成する。
たとえば、ＯＦＤＭＡ信号がシンボル間干渉を受けている場合、干渉除去部２０５の第ｉ回目の繰り返し処理においてＧＩ挿入部２４５が出力する信号をｓ＾ｉ（ｔ）、伝搬路推定値をｈ＾（ｔ）とすると、干渉レプリカ生成部２４６が生成するシンボル間干渉レプリカｒ＾ｉ（ｔ）（ｔ≦Ｔｓ、ＴｓはＯＦＤＭシンボル長）は式（７）となる。すなわち、干渉レプリカｒ＾ｉは、第ｉ−１回目の繰り返し処理において信号検出部２０９が出力する符号化ビットＬＬＲであるλｉ−1から生成した所望ユーザに対する送信レプリカを用いて生成され、受信装置が受信したＧＩを超える遅延時間を有する各遅延波において、ＦＦＴ処理を行うＯＦＤＭシンボルの前のＯＦＤＭシンボルであって、ＦＦＴ処理を行うＯＦＤＭシンボル区間に入り込んだ成分のレプリカを足し合わせたものである。上述の干渉レプリカを減算する処理をフレームあるいはパケットを構成する各ＯＦＤＭシンボルに対しておこなうことで、シンボル間干渉を除去する。なお、所望ユーザに対する制御信号、パイロットシンボルへのシンボル間干渉も同様に除去することが可能である。
【００５６】
【数７】
2010278722.tif 000009
【００５７】
ただし、初回処理の場合（ｉ＝０）、ｒ＾０（ｔ）＝０であり、ｈ＾ｄは伝搬路推定値のインパルス応答であって、第ｄパスの複素振幅、ｔは時間、τｄは第ｄパス（第ｄ遅延波）の第１パス（先行波）が届いた時点（ＦＦＴ処理の同期ポイント）からの遅延時間、Ｔｇｉは挿入されているガードインターバル長を示す。なお、ｄはτｄ＞Ｔｇｉを満たす場合とする。
前記干渉レプリカの生成は、前記伝搬路推定値に加え、フィルタ部２０３のインパルス応答を考慮することが好ましい。フィルタ部２０３のインパルス応答は受信装置にとって既知であり、レプリカ生成部２３２に通知することにより可能となる。すなわち、干渉レプリカ生成部２４６が生成するシンボル間干渉レプリカｒ＾ｉ’（ｔ）は式（８）となる。
【００５８】
【数８】
2010278722.tif 000010
【００５９】
ただし、ｇ（ｔ）はフィルタ部のインパルス応答、
【００６０】
【数９】
2010278722.tif 000011
【００６１】
は畳み込み演算を示す。
【００６２】
図７は、受信装置２００の動作を説明するフローチャートである。受信装置２００は、送信装置１００から送信されたＯＦＤＭＡ信号を受信すると、フィルタ部２０３において、非所望ユーザのデータ信号を配置している周波数成分をフィルタリングして、所望ユーザのデータ信号を配置している周波数成分だけ抽出する（Ｓ１０１）。次に、干渉除去部２０５における繰り返し干渉除去処理において、その繰り返し回数を判定し（Ｓ１０２）、初回処理（ｉ＝０）である場合は、所望ユーザの周波数成分からなる信号をそのまま出力する。この信号はＧＩ除去部２０６における処理の後、ＦＦＴ部２０７に入力される。一方、繰り返し処理（ｉ＞０）である場合、第ｉ−１回目の繰り返し処理における復号処理により算出した符号化ビットＬＬＲから生成した干渉レプリカを用いて所望ユーザの信号に対する干渉除去を行う（Ｓ１０３）。
【００６３】
次に、Ｓ１０２およびＳ１０３の処理を行った信号に対して、ＦＦＴ部２０７においてＦＦＴ処理を行い（Ｓ１０４）、周波数領域に変換された信号に対して伝搬路補償部２０８において伝搬路歪の補償を行う（Ｓ１０５）。伝搬路補償を行った周波数領域の信号から所望ユーザに対する変調シンボルを抽出し、復調処理、復号処理を行った後（Ｓ１０６）、干渉除去処理において所定の繰り返し回数が終了した場合（Ｓ１０７のＹＥＳ）、処理を終了し次のデータを受信待機する。一方、所定の繰り返し回数が終了していない場合（Ｓ１０７のＮＯ）、所望ユーザのデータ信号の誤りの有無を判定し（Ｓ１０８）、誤りがない場合、処理を終了し次のデータを受信待機する。一方、誤りがある場合、復号部２２４が出力する符号化ビットＬＬＲを用いて所望ユーザに対する干渉レプリカを生成し（Ｓ１０９）、干渉除去部２０５に入力し、再度干渉除去処理を行う。すなわち、予め設定した回数だけ処理が繰り返されるか、または、データ信号の誤りがないと判定されるか、いずれかの条件が満たされるまで処理を繰り返す。
【００６４】
以上のように、本実施形態では、送信装置１００がＯＦＤＭＡ信号を送信し、受信装置２００が前記ＯＦＤＭＡ信号をガードインターバルを超える長遅延をもって受信した場合、受信装置２００において非所望ユーザの信号に対しては、その非所望ユーザが割り当てられた周波数成分を時間フィルタにより低減する。よって非所望ユーザの信号成分を低減できるので、ＦＦＴ処理により生じる非所望ユーザの成分によるシンボル間干渉、キャリア間干渉を抑圧することができる。さらに、時間フィルタにより非所望ユーザの信号成分を抑圧でき、所望ユーザに対しては、復号処理により得られる軟判定結果から生成した干渉レプリカを用いて干渉成分を除去する繰り返し干渉除去を適用できるので、所望ユーザに対するシンボル間干渉、キャリア間干渉を高精度で抑圧することができる。すなわち、非所望ユーザの信号成分を時間フィルタにより低減することにより、非所望ユーザに対する軟判定値を算出することなく、所望ユーザに対して高精度に干渉除去できる繰り返し干渉除去を適用することが可能となり、ガードインターバルを超える長遅延が生じる伝搬路環境下で複数のユーザが多元接続したＯＦＤＭＡ信号を受信した場合においても、良好な受信特性を得ることが可能となる。
【００６５】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態による通信システムは、ＯＦＤＭのサブキャリアに複数のユーザが割り当てられたＯＦＤＭＡの信号を送信する送信装置３００と前記送信装置３００が送信した信号を受信する受信装置４００とから構成される。以下では、送信装置３００はセルラーシステムの基地局に設置され、受信装置４００は、前記基地局にリンクしている複数の移動端末のうちの一つの移動端末に搭載されている場合で説明する。
【００６６】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る送信装置３００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置３００は、シンボル生成部１０２−１〜１０２−Ｎ、ＩＦＦＴ部３０３、ＧＩ挿入部１０４、送信部１０５、パイロット生成部１０６、及び制御信号生成部３０６を含んで構成され、送信部１０５にアンテナ部１０１が接続されている。なお、Ｎは、送信装置１００が配置された基地局にリンクすることができるユーザ数である。第１の実施形態の送信装置１００と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を与えている。以下では、主に、送信装置１００と異なる機能を有する構成要素について説明する。
【００６７】
制御信号生成部３０６は、シンボル生成部１０２−１〜１０２−Ｎが生成する各ユーザのデータ信号に対する制御信号を生成し、ＩＦＦＴ部３０３に入力する。制御信号は、データ変調方式、符号化率、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output、多入力多出力）のランク数などの送信信号の通知、パイロット配置位置などの送信信号フォーマット情報、同期信号などデータ信号を検出するために必要な信号である。また、制御信号は誤り訂正符号化、データ変調が施されていることが好ましい。
【００６８】
ＩＦＦＴ部３０３は、シンボル生成部１０２−１〜１０２−Ｎより入力される各ユーザのデータ信号の変調シンボル、パイロット生成部１０６より入力されるパイロットシンボル、及び制御信号生成部３０６より入力される制御信号を信号割当情報に基づいて、ＩＦＦＴ部３０３の入力ポイントにマッピングする。信号割当情報は、各ユーザのデータ信号、パイロットシンボルおよび制御信号を割り当てるサブキャリア位置に関する情報である。
【００６９】
図９は、シンボル生成部１０２−ｎから入力されるユーザｎの変調シンボル、パイロットシンボル、及び制御信号をＩＦＦＴ部３０３の入力ポイントにマッピングする例を示す図である。図９は、ＩＦＦＴポイント数が１６、ユーザ数が３（Ｎ＝３）で、各ユーザにＯＦＤＭＡの３つのサブキャリアを割り当て、パイロットシンボルおよび制御信号が各ユーザの信号の間にマッピングされた場合である。すなわち、ＩＦＦＴ部３０３の入力ポイント４、９、１４に制御信号をマッピングし、入力ポイント５、１０、１５にパイロットシンボルをマッピングし、入力ポイント１〜３にユーザ１の変調シンボル、入力ポイント６〜８にユーザ２の変調シンボル、入力ポイント１１〜１３にユーザ３の変調シンボルをマッピングする。
なお、図９では、パイロットシンボル及び制御信号をサブキャリアに散在するようにマッピングしているが、所定のサブキャリア位置に固めてマッピングしてもよい。
【００７０】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る受信装置４００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置４００は、送信装置３００が送信する信号を受信するユーザ１の移動端末に搭載されているとして説明する。なお、ユーザｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）の移動端末に搭載される受信装置も、少なくとも同様の機能を有することが可能である。
受信装置４００は、受信部２０２、フィルタ部４０３、受信信号記憶部４０４、干渉除去部４０５、ＧＩ除去部２０６、ＦＦＴ部２０７、伝搬路補償部２０８、信号検出部４０９、制御信号検出部４１１、伝搬路推定部２１０を具備し、受信部２０２にアンテナ部２０１が接続されている。第１の実施形態の受信装置２００と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を与えている。以下では、主に、受信装置２００と異なる機能を有する構成要素について説明する。
【００７１】
受信信号記憶部４０４は、受信部２０２からの出力信号を記憶する。さらに、干渉除去部４０５において、繰り返し干渉除去処理を行う場合、記憶している信号をフィルタ部４０３に入力する。
【００７２】
フィルタ部４０３は、受信信号記憶部４０４から入力された信号に対して、制御信号検出部４１１から入力される所望ユーザの信号が配置されているサブキャリア位置情報に基づいて、所望ユーザの信号が配置されているサブキャリアの周波数成分が通過帯域となるように周波数帯域および帯域幅を可変にする。
【００７３】
干渉除去部４０５は第１の実施形態の干渉除去部２０５とその構成は同様であるが、入力信号が異なる。すなわち、干渉除去部４０５において、初回処理（ｉ＝０）においては、受信部２０２からの出力信号に対して処理を行う。繰り返し処理（ｉ＞０）においては、フィルタ部４０３からの出力信号に対して干渉除去処理を行う。また、干渉除去部４０５には、制御信号検出部４１１から出力される、データ信号がマッピングされているサブキャリア位置に関する情報が入力され、所望ユーザに対する繰り返し干渉除去処理を行うサブキャリアを、前記サブキャリア位置に関する情報に基づいて設定する。
【００７４】
制御信号検出部４１１は、ＦＦＴ部２０７が出力し、伝搬路補償部２０８によって伝搬路歪が補償された信号のうち、制御信号がマッピングされているシンボルを抽出する。さらに抽出したシンボルに対して復調、復号処理を行い、制御情報を取得する。また、制御信号検出部４１１は、取得した制御情報であって、所望ユーザのデータがマッピングされているサブキャリア位置をフィルタ部４０３に通知する。また、所望ユーザのデータ信号の変調方式、符号化率に関する情報を信号検出部４０９に通知する。なお、制御信号検出部４１１において、伝搬路歪補償等の伝搬路推定値を用いて処理を行う機能は、伝搬路推定部２１０が算出する伝搬路推定値を用いることができる。
なお、制御信号検出部４１１は、受信装置が制御信号が配置されたサブキャリア位置を既知の場合、該サブキャリア位置を通過帯域に含むフィルタ部２０３により帯域制限した信号に対して、上述の処理により制御信号を取得することができる。
【００７５】
信号検出部４０９は、制御信号検出部４１１から入力される所望ユーザのデータ信号の変調方式、符号化率に関する情報に基づいて、信号検出処理を行う。信号検出部４０９は、並列直列変換部２２１、復調部４２２、デインターリーブ部２２３、復号部４２４を備える。
【００７６】
復調部４２２は、制御信号検出部４１１から入力される所望ユーザのデータ信号の変調方式の情報に基づいて復調処理を行い、軟判定値（符号化ビットＬＬＲ）を出力する。復号部４２４は、制御信号検出部４１１から入力される所望ユーザの符号化率に関する情報に基づいて、誤り訂正符号化に対応する誤り訂正復号処理を行い、軟判定値（符号化ビットＬＬＲ）を干渉除去部４０５に出力する。
【００７７】
図１１は、干渉除去部４０５の処理が初回処理である場合におけるＦＦＴ部２０７の出力信号を示す図である。初回処理では、干渉除去部４０５には受信部２０２からの信号が入力され、すべてのサブキャリアの信号成分、すなわち、送信装置３００において各サブキャリアにマッピングされた信号成分が出力される。制御信号検出部４１１は図１１の制御信号から所望ユーザに割り当てられているサブキャリア位置、変調及び符号化方式等の所望ユーザのデータ信号を検出するに必要な情報を取得する。
【００７８】
図１２は、干渉除去部４０５の処理が繰り返し処理である場合におけるＦＦＴ部２０７の出力信号を示す図である。繰り返し処理では、フィルタ部４０３で所望ユーザに割り当てられているサブキャリア位置情報に基づいて抽出した信号をＦＦＴ処理するので、非所望ユーザに割り当てられたサブキャリアの周波数成分が抑圧される。したがって、所望データに関する制御情報が所望データと同じＯＦＤＭシンボルあるいは同じタイムスロットで送信される場合においても、前記制御情報から所望データがマッピングされている位置の情報を取得し、非所望ユーザの周波数成分を抑圧したのち、所望ユーザに対して繰り返し干渉除去を行うことができる。
なお、図１２では、繰り返し処理において、非所望ユーザのデータが割り当てられたサブキャリアの周波数成分、パイロットシンボルが配置されたサブキャリアの周波数成分、及び制御信号が配置されたサブキャリアの周波数成分を時間フィルタにより抑圧しているが、非所望ユーザのデータが割り当てられたサブキャリアの周波数成分のみを抑圧するように時間フィルタの通過帯域を設定してもよい。なお、本実施形態では、受信装置が、所望ユーザのデータ信号のみに対して繰り返し干渉除去を行う場合を示しているが、所望ユーザのデータ信号に関する制御信号等の該受信装置が復号可能な信号に対しても、上述の繰り返し干渉除去を適用することが可能である。
【００７９】
図１３は、受信装置４００の動作を説明するフローチャートである。受信装置４００は、送信装置３００から送信されたＯＦＤＭＡ信号を受信すると、所望ユーザのデータ信号に対する干渉除去処理の繰り返し回数を判定し（Ｓ４０１）、初回処理（ｉ＝０）である場合は、受信部２０２から出力される信号に対して、ＧＩ除去部２０６における処理の後、ＦＦＴ部２０７においてＦＦＴ処理を行い（Ｓ４０２）、周波数領域に変換された信号に対して伝搬路補償部２０８において伝搬路歪の補償を行う（Ｓ４０３）。次に、制御信号検出部４１１において、伝搬路補償を行った周波数領域の信号から制御信号を抽出し、所望ユーザのデータがマッピングされているサブキャリア位置、所望ユーザのデータ信号の変調方式、符号化率に関する情報を取得する（Ｓ４０４）。次に、信号検出部４０９において、前記所望ユーザのデータ信号の変調方式、符号化率に関する情報に基づいて復調、復号処理を行い、所望ユーザのデータ信号に対する符号化ビットＬＬＲを算出する（Ｓ４０９）。
【００８０】
一方、Ｓ４０１において干渉除去が繰り返し処理（ｉ＞０）である場合、受信信号記憶部４０４が記憶している受信部２０２の出力信号がフィルタ部４０３に入力され、制御信号検出部４１１で取得した所望ユーザのサブキャリア位置に基づいて所望ユーザのデータを配置している周波数成分だけを抽出する（Ｓ４０５）。次に、干渉除去部４０５において、フィルタ部４０３から出力される信号に対して、第ｉ−１回目の繰り返し処理における復号処理により算出した符号化ビットＬＬＲから生成した干渉レプリカを用いて所望ユーザの信号に対する干渉除去を行う（Ｓ４０６）。干渉除去部４０５で干渉除去処理した信号は、ＧＩ除去部２０６における処理の後、ＦＦＴ部２０７においてＦＦＴ処理され（Ｓ４０７）、周波数領域に変換された信号に対して伝搬路補償部２０８において伝搬路歪の補償を行った後（Ｓ４０８）、信号検出部４０９において、前記所望ユーザのデータ信号の変調方式、符号化率に関する情報に基づいて復調、復号処理を行い所望ユーザのデータ信号に対する符号化ビットＬＬＲを算出する（Ｓ４０９）。
【００８１】
次に、干渉除去処理において所定の繰り返し回数が終了した場合（Ｓ４１０のＹＥＳ）、処理を終了し次のデータを受信待機する。一方、繰り返し回数が終了していない場合（Ｓ４１０のＮＯ）、所望ユーザのデータ信号の誤りの有無を判定し（Ｓ４１１）、誤りがない場合（Ｓ４１１のＮＯ）、処理を終了し次のデータを受信待機する。一方、誤りがある場合（Ｓ４１１のＹＥＳ）、復号部４２４が出力する符号化ビットＬＬＲを用いて所望ユーザに対する干渉レプリカを生成し（Ｓ４１２）、干渉除去部４０５に入力し、再度干渉除去処理を行う。
【００８２】
以上のように、本実施形態では、送信装置３００がＯＦＤＭＡ信号を送信し、受信装置４００が前記ＯＦＤＭＡ信号をガードインターバルを超える長遅延をもって受信した場合、受信装置４００において非所望ユーザの信号に対しては、その非所望ユーザが割り当てられた周波数成分を時間フィルタにより低減する。よって非所望ユーザの信号成分を低減できるので、ＦＦＴ処理により生じる非所望ユーザの成分によるシンボル間干渉、キャリア間干渉を抑圧することができる。さらに、時間フィルタにより非所望ユーザの信号成分を抑圧でき、所望ユーザに対しては、復号処理により得られる軟判定結果から生成した干渉レプリカを用いて干渉成分を除去する繰り返し干渉除去を適用できるので、所望ユーザに対するシンボル間干渉、キャリア間干渉を高精度で抑圧することができる。さらに、本実施形態での受信装置４００では、繰り返し処理のみにおいて非所望ユーザの信号成分を抑圧する時間フィルタを適用するので、所望ユーザのデータ信号に対する制御信号が前記データ信号と同じタイムスロットで送信されている場合においても、所望ユーザのデータ信号の信号検出を行うことができる。また、前記時間フィルタの帯域を前記制御信号に基づいて設定するので、データ信号に対する制御信号が前記データ信号と同じタイムスロットで送信されている場合においても、所望ユーザに対して、繰り返し干渉除去処理を適用することが可能となる。
【００８３】
なお、上述した第１の実施形態および第２の実施形態では、ＯＦＤＭのサブキャリアに複数のユーザの信号を割り当てるＯＦＤＭＡに、本発明を適用した場合で説明したが、これに限らず、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier - Code Division Multiple Access）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier - Frequency Division Multiple Access）、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭＡ（Discrete Fourier Transform - Spread - OFDMA）などで、直交周波数を用いてユーザが多重されている信号を送信する通信システムに適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、マルチキャリアの無線通信分野において用いることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００、３００・・・送信装置、１０１・・・アンテナ部、１０２−１〜１０２−Ｎ・・・シンボル生成部、１０３、３０３・・・ＩＦＦＴ部、１０４・・・ＧＩ挿入部、１０５・・・送信部、１０６・・・パイロット生成部、２００、４００・・・受信装置、２０１・・・アンテナ部、２０２・・・受信部、２０３、４０３・・・フィルタ部、２０４、４０４・・・受信信号記憶部、２０５、４０５・・・干渉除去部、２０６・・・ＧＩ除去部、２０７・・・ＦＦＴ部、２０８・・・伝搬路補償部、２０９、４０９・・・信号検出部、２１０・・・伝搬路推定部、２３１・・・減算部、２３２・・・レプリカ生成部、３０６・・・制御信号生成部、４１１・・・制御信号検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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