(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマート・ユーティリティ・ネットワーク（SUN:Smart Utility Network）において無線通信を行う通信装置であって、
送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を備え、
前記生成手段は、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルと、第３のＯＦＤＭシンボルとを生成し、
前記ＯＦＤＭシンボルに含まれる２９個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−１４から＋１４までの整数を用いて番号付けしたとき、
前記第１のＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリアと、−１０番のサブキャリアと、＋２番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第２のＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリアと、−２番のサブキャリアと、＋１０番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第３のＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリア信号と、−６番のサブキャリア信号と、＋６番のサブキャリア信号と、＋１４番のサブキャリア信号とにパイロット信号が含まれ、
前記第１〜第３のＯＦＤＭシンボルそれぞれにおける−１４番のサブキャリアおよび＋１４番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれ、
前記送信手段は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルと、前記第３のＯＦＤＭシンボルとを連続して送信する通信装置。
【請求項２】
スマート・ユーティリティ・ネットワーク（SUN:Smart Utility Network）において無線通信を行う通信装置であって、
送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を備え、
前記生成手段は、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルと、第３のＯＦＤＭシンボルとを生成し、
前記ＯＦＤＭシンボルに含まれる１０９個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−５４から＋５４までの整数を用いて番号付けしたとき、
前記第１のＯＦＤＭシンボルでは、−５４番のサブキャリアと、−４２番のサブキャリアと、−３０番のサブキャリアと、−１８番のサブキャリアと、−６番のサブキャリアと、＋６番のサブキャリアと、＋１８番のサブキャリアと、＋３０番のサブキャリアと、＋４２番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第２のＯＦＤＭシンボルでは、−５０番のサブキャリアと、−３８番のサブキャリアと、−２６番のサブキャリアと、−１４番のサブキャリアと、−２番のサブキャリアと、＋１０番のサブキャリアと、＋２２番のサブキャリアと、＋３４番のサブキャリアと、＋４６番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第３のＯＦＤＭシンボルでは、−４６番のサブキャリアと、−３４番のサブキャリアと、−２２番のサブキャリアと、−１０番のサブキャリアと、２番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアと、＋２６番のサブキャリアと、＋３８番のサブキャリアと、＋５０番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第１〜第３のＯＦＤＭシンボルそれぞれにおける＋５４番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれ、
前記送信手段は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルと、前記第３のＯＦＤＭシンボルとを連続して送信する通信装置。
【請求項３】
スマート・ユーティリティ・ネットワーク（SUN:Smart Utility Network）において無線通信を行う通信装置であって、
送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、
前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段と、
を備え、
前記生成手段は、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルとを生成し、
前記ＯＦＤＭシンボルに含まれる５７個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−２９から＋２７までの整数を用いて番号付けしたとき、
前記第１のＯＦＤＭシンボルでは、−２９番のサブキャリアと、−２１番のサブキャリアと、−１３番のサブキャリアと、−５番のサブキャリアと、＋３番のサブキャリアと、＋１１番のサブキャリアと、＋１９番のサブキャリアと、＋２７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第２のＯＦＤＭシンボルでは、−２５番のサブキャリアと、−１７番のサブキャリアと、−９番のサブキャリアと、−１番のサブキャリアと、＋７番のサブキャリアと、＋１５番のサブキャリアと、＋２３番のサブキャリアと、＋２７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、
前記第１及び第２のＯＦＤＭシンボルそれぞれにおける＋２７番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれ、
前記送信手段は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルとを連続して送信する通信装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記パイロット信号の原信号の振幅を増幅させる増幅手段を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記ＯＦＤＭシンボルでは、０番のサブキャリアは、前記送信データの伝送に用いない請求項１から請求項４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
前記ＯＦＤＭシンボルでは、−１番のサブキャリアと、０番のサブキャリアと、＋１番のサブキャリアとは、前記送信データの伝送に用いない請求項２に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、互いに直交する複数のサブキャリアが合成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を用いて無線通信を行う技術が記載されている。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式の無線通信では、マルチパス干渉によって生じるフェージングの影響を受信機側において取り除くために、送信機側において、既知の振幅および位相を有するパイロット信号がＯＦＤＭ信号に組み込まれる。
【０００４】
また、近年、スマートグリッド(Smart Grid)が次世代送電網として注目を集めており、タスク・グループIEEE 802.15.4gでは、スマートグリッドを実現するためのスマート・ユーティリティ・ネットワーク（ＳＵＮ：Smart Utility Network）というネットワークの標準化が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スマート・ユーティリティ・ネットワークにおいてＯＦＤＭ方式の無線通信を行う場合に、ＯＦＤＭ信号においてパイロット信号をどのように配置するかについては、未だ決定されていない。パイロット信号の配置位置は、受信機側での伝送路の推定処理に影響を及ぼすため、パイロット信号を効率良く配置することが好ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、スマート・ユーティリティ・ネットワークにおいてＯＦＤＭ方式で無線通信を行う通信装置であって、ＯＦＤＭ信号にパイロット信号を効率良く配置する通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】
【０００８】
本発明に係る通信装置の第１の態様は、スマート・ユーティリティ・ネットワーク（SUN:Smart Utility Network）において無線通信を行う通信装置であって、送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを備え、前記生成手段は、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルと、第３のＯＦＤＭシンボルとを生成し、前記ＯＦＤＭシンボルに含まれる２９個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−１４から＋１４までの整数を用いて番号付けしたとき、前記第１のＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリアと、−１０番のサブキャリアと、＋２番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第２のＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリアと、−２番のサブキャリアと、＋１０番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第３のＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリア信号と、−６番のサブキャリア信号と、＋６番のサブキャリア信号と、＋１４番のサブキャリア信号とにパイロット信号が含まれ、前記第１〜第３のＯＦＤＭシンボルそれぞれにおける−１４番のサブキャリアおよび＋１４番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれ、前記送信手段は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルと、前記第３のＯＦＤＭシンボルとを連続して送信する。
【０００９】
また、本発明に係る通信装置の第２の態様は、スマート・ユーティリティ・ネットワーク（SUN:Smart Utility Network）において無線通信を行う通信装置であって、送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを備え、前記生成手段は、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルと、第３のＯＦＤＭシンボルとを生成し、前記ＯＦＤＭシンボルに含まれる１０９個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−５４から＋５４までの整数を用いて番号付けしたとき、前記第１のＯＦＤＭシンボルでは、−５４番のサブキャリアと、−４２番のサブキャリアと、−３０番のサブキャリアと、−１８番のサブキャリアと、−６番のサブキャリアと、＋６番のサブキャリアと、＋１８番のサブキャリアと、＋３０番のサブキャリアと、＋４２番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第２のＯＦＤＭシンボルでは、−５０番のサブキャリアと、−３８番のサブキャリアと、−２６番のサブキャリアと、−１４番のサブキャリアと、−２番のサブキャリアと、＋１０番のサブキャリアと、＋２２番のサブキャリアと、＋３４番のサブキャリアと、＋４６番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第３のＯＦＤＭシンボルでは、−４６番のサブキャリアと、−３４番のサブキャリアと、−２２番のサブキャリアと、−１０番のサブキャリアと、２番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアと、＋２６番のサブキャリアと、＋３８番のサブキャリアと、＋５０番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第１〜第３のＯＦＤＭシンボルそれぞれにおける＋５４番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれ、前記送信手段は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルと、前記第３のＯＦＤＭシンボルとを連続して送信する。
【００１０】
また、本発明に係る通信装置の第３の態様は、スマート・ユーティリティ・ネットワーク（SUN:Smart Utility Network）において無線通信を行う通信装置であって、送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段と、前記ＯＦＤＭシンボルを送信する送信手段とを備え、前記生成手段は、第１のＯＦＤＭシンボルと、第２のＯＦＤＭシンボルとを生成し、前記ＯＦＤＭシンボルに含まれる５７個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−２９から＋２７までの整数を用いて番号付けしたとき、前記第１のＯＦＤＭシンボルでは、−２９番のサブキャリアと、−２１番のサブキャリアと、−１３番のサブキャリアと、−５番のサブキャリアと、＋３番のサブキャリアと、＋１１番のサブキャリアと、＋１９番のサブキャリアと、＋２７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第２のＯＦＤＭシンボルでは、−２５番のサブキャリアと、−１７番のサブキャリアと、−９番のサブキャリアと、−１番のサブキャリアと、＋７番のサブキャリアと、＋１５番のサブキャリアと、＋２３番のサブキャリアと、＋２７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、前記第１及び第２のＯＦＤＭシンボルそれぞれにおける＋２７番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれ、前記送信手段は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルとを連続して送信する。
【００１２】
また、本発明に係る通信装置の第４の態様は、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれかであって、前記生成手段は、前記パイロット信号の原信号の振幅を増幅させる増幅手段を有する。
【００１３】
また、本発明に係る通信装置の第５の態様は、上記第１の態様から上記第４の態様のいずれかであって、前記ＯＦＤＭシンボルでは、０番のサブキャリアは、前記送信データの伝送に用いない。
【００１４】
また、本発明に係る通信装置の第６の態様は、上記第２の態様であって、前記ＯＦＤＭシンボルでは、−１番のサブキャリアと、０番のサブキャリアと、＋１番のサブキャリアとは、前記送信データの伝送に用いない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の通信装置によれば、ＯＦＤＭ信号にパイロット信号を効率良く配置して無線通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る送信装置の構成を示す図である。
【図２】ＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す図である。
【図３】１つのＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアの数に基づいて分類したＯＦＤＭ信号の各類型と、各類型におけるサブキャリアの種類との関係を示す図である。
【図４】類型３におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。
【図５】類型３においてパイロット信号の配置パターンを適用する順序を示す図である。
【図６】類型１におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。
【図７】類型１のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図８】類型１のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図９】類型１のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図１０】類型１のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図１１】類型２におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。
【図１２】類型２においてパイロット信号の配置パターンを適用する順序を示す図である。
【図１３】類型２のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図１４】類型２のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図１５】類型４におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。
【図１６】類型４においてパイロット信号の配置パターンを適用する順序を示す図である。
【図１７】類型４のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図１８】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図１９】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図２０】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図２１】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図２２】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図２３】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図２４】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【図２５】比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
＜実施形態＞
［１．構成］
本実施形態に係る送信装置１０は、IEEE 802.15.4gにおいて標準化が進められている、スマートグリッドを実現するためのスマート・ユーティリティ・ネットワーク（ＳＵＮ）において無線通信を行う通信装置として用いられる。ここでは、送信装置１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る送信装置１０の構成を示す図である。図２は、ＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭシンボル単位で示す図である。
【００１９】
図１に示されるように、送信装置１０は、スクランブラ１１１、符号化部１１２、インターリーブ部（インターリーバ）１１３、直列／並列変換部（直並列変換部）１１４、一次変調部１１５、パイロット信号生成部１１６、フレーム構成部１１７、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部１１８、並列／直列変換部（並直列変換部）１１９、および送信部１２０を備えている。
【００２０】
具体的には、スクランブラ１１１は、入力される送信データに対して、攪拌して順序を並び替えるスクランブル処理を施す。スクランブラ１１１においてスクランブル処理が施された送信データは、符号化部１１２に入力される。
【００２１】
符号化部１１２は、スクランブル処理が施された送信データに対して、誤り訂正のための冗長符号化を行う。冗長符号化には、例えば、拘束長ｋ＝７、符号化率１／２を原符号とする畳み込み符号が用いられる。符号化部１１２から出力される送信データのビット列は、インターリーブ部１１３に入力される。
【００２２】
インターリーブ部１１３では、誤りが１つのシンボルに偏らないようにするため、送信データのビット列を並び替えるビット・インターリーブが行われる。インターリーブ部１１３から出力される送信データは、直列／並列変換部１１４に入力される。
【００２３】
直並列変換部１１４は、インターリーブ部１１３から入力される直列の送信データをＮ個のサブキャリアに分散して送るために、Ｎ個の並列データに変換する機能を有している。直並列変換部１１４から出力される並列の送信データは、一次変調部１１５に入力される。
【００２４】
一次変調部１１５では、所定の変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ）に従って、送信データがシンボルごとにサブキャリアにマッピング（対応づけ）される。
【００２５】
なお、ここでのシンボル（Symbol）は、変調方式ごとに定まる、搬送波（サブキャリア）に乗せるひと区切りの送信データの構成単位を表し、後述のＯＦＤＭシンボルとの混同を避けるため、データシンボルとも称される。例えば、ＱＰＳＫでは、１シンボル（データシンボル）で送信できる送信データは２ビットである。
【００２６】
パイロット信号生成部１１６は、パイロット信号を生成してフレーム構成部１１７に出力する。具体的には、パイロット信号生成部１１６は、パイロット信号の原信号を発生させる原信号発生部６１と、当該原信号（原シンボル）の振幅を所定倍（例えば４／３倍）に増幅してパイロット信号（パイロットシンボル）として出力する増幅部６２とを有している。このように、振幅を大きくしたパイロットシンボルをパイロット信号として用いることによれば、パイロット信号と他のデータ信号との識別を容易にすることができ、フェージングの影響を低減することができる。
【００２７】
なお、パイロット信号は、送信装置１０から送信された信号を受信する受信装置（不図示）において、受信信号を復調するために用いる、既知の振幅および位相を有する基準信号（「制御信号」とも称する）である。また、パイロット信号には、各サブキャリアに対して分散して配置されるスキャッタードパイロット(Scattered Pilot)信号（「ＳＰ信号」とも称する）と、受信装置における、パイロット信号を用いた補間処理を安定化させるために挿入されるＣＰ(Continual Pilot)信号とが存在する。
【００２８】
フレーム構成部１１７は、一次変調部１１５から出力される送信データに、パイロット信号生成部１１６から出力されるパイロット信号を付加して、ＯＦＤＭフレームを構成する。ＯＦＤＭフレームは、１つのＯＦＤＭシンボルであり、図２に示されるように、当該ＯＦＤＭシンボルＳＹには、連続して並ぶサブキャリアに関する信号が含まれる。
【００２９】
例えば、図２のＯＦＤＭシンボルＳＹには、サブキャリア番号−１４〜１４までの２９個の連続して並ぶサブキャリアが含まれる。そして、当該ＯＦＤＭシンボルＳＹに含まれる２９個のサブキャリアのうち、２４個のサブキャリアには送信データ（送信データ信号）が乗せられ、４個のサブキャリアにはパイロット信号が乗せられている。サブキャリア番号０番のサブキャリアは、直流サブキャリア（ＤＣ（Direct Current）サブキャリア）であり、ここではデータ信号の伝送には用いられないヌルサブキャリアとなっている。なお、フレーム構成部１１７は、所定の規則に従ってパイロット信号を配置する。パイロット信号の配置規則（配置方式）については、後述する。
【００３０】
ＩＦＦＴ部１１８は、フレーム構成部１１７から入力されるＯＦＤＭシンボルに逆高速フーリエ変換を施して、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。
【００３１】
並直列変換部１１９は、ＩＦＦＴ部１１８から入力される並列の送信データを直列の送信データに変換する機能を有している。並直列変換部１１９から出力される直列の送信データは、ベースバンドのＯＦＤＭ信号（ベースバンドＯＦＤＭ信号）として送信部１２０に入力される。
【００３２】
送信部１２０は、並直列変換部１１９から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号に対して、ガードインターバル（ＧＩ）の付加処理、周波数変換処理等を施し、搬送帯域のＯＦＤＭ信号を生成する。送信部１２０において生成された搬送帯域のＯＦＤＭ信号は、アンテナＡＮを介して送信される。
【００３３】
このような構成を有する送信装置１０は、送信データに基づいて、ＯＦＤＭシンボルを生成する生成手段（ＯＦＤＭシンボル生成手段）２０（図１参照）と、生成されたＯＦＤＭシンボルを生成された順番で連続して送信する送信手段３０とで構成されているとも表現できる。すなわち、ＯＦＤＭシンボル生成手段には、スクランブラ１１１、符号化部１１２、インターリーブ部１１３、直列／並列変換部（直並列変換部）１１４、一次変調部１１５、パイロット信号生成部１１６、およびフレーム構成部１１７が含まれ、送信手段には、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部１１８、並列／直列変換部（並直列変換部）１１９、および送信部１２０が含まれる。
【００３４】
［２．パイロット配置について］
上述のとおり、本実施形態の送信装置１０では、フレーム構成部１１７において、パイロット信号が所定の規則（配置規則）に従って配置される。以下では、パイロット信号の配置規則について詳述する。図３は、１つのＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアの数に基づいて分類したＯＦＤＭ信号の各類型と、各類型におけるサブキャリアの種類との関係を示す図である。
【００３５】
図３に示されるように、ＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアの数に基づいてＯＦＤＭ信号を分類した場合、送信装置１０では、類型１〜４のＯＦＤＭ信号が用いられる。
【００３６】
類型１では、何らかのデータ信号が乗せられる有効サブキャリア（「アクティブサブキャリア」とも称する）が１０６個存在し、データ信号の伝送には用いられないヌルサブキャリアが３個存在する。そして、１０６個の有効サブキャリアのうち、１０個の有効サブキャリアがパイロット信号の伝送に用いられるパイロットサブキャリアであり、９６個の有効サブキャリアが送信データ信号の伝送に用いられるデータ用サブキャリアである。なお、１０個のパイロットサブキャリアのうち、９個のパイロットサブキャリアにはＳＰ信号が乗せられ、１個のパイロットサブキャリアにはＣＰ信号が乗せられる。
【００３７】
類型２では、有効サブキャリアが５６個存在し、ヌルサブキャリアが１個存在する。そして、５６個の有効サブキャリアのうち、８個の有効サブキャリアがパイロットサブキャリア、４８個の有効サブキャリアがデータ用サブキャリアとなっている。なお、８個のパイロットサブキャリアのうち、７個のパイロットサブキャリアにはＳＰ信号が乗せられ、１個のパイロットサブキャリアにはＣＰ信号が乗せられる。
【００３８】
類型３では、有効サブキャリアが２８個存在し、ヌルサブキャリアが１個存在する。そして、２８個の有効サブキャリアのうち、４個の有効サブキャリアがパイロットサブキャリア、２４個の有効サブキャリアがデータ用サブキャリアとなっている。なお、４個のパイロットサブキャリアのうち、２個のパイロットサブキャリアにはＳＰ信号が乗せられ、２個のパイロットサブキャリアにはＣＰ信号が乗せられる。
【００３９】
類型４では、有効サブキャリアが１４個存在し、ヌルサブキャリアが１個存在する。そして、１４個の有効サブキャリアのうち、２個の有効サブキャリアがパイロットサブキャリア、１２個の有効サブキャリアがデータ用サブキャリアとなっている。なお、２個のパイロットサブキャリアは、ＣＰ信号が乗せられるサブキャリアである。
【００４０】
上記図２は、類型３のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を表したものであるため、まず、類型３の配置規則から説明する。図４は、類型３におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。図５は、類型３においてパイロット信号の配置パターンを適用する順序を示す図である。
【００４１】
図４に示されるように、類型３では、パイロット信号の配置パターンとして３つのパターン１〜３が存在する。配置パターン１では、サブキャリア番号「−１４」、「−１０」、「２」、および「１４」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。また、配置パターン２では、サブキャリア番号「−１４」、「−６」、「６」、および「１４」の各サブキャリアにパイロット信号が配置され、配置パターン３では、サブキャリア番号「−１４」、「−２」、「１０」、および「１４」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。
【００４２】
そして、図４に示される３つの配置パターン１〜３は、図５に示される順序で周期的に適用される。すなわち、２つ目のＬＴＦ（Long Training Field）の後から、図４に示される配置パターンの適用が開始され、配置パターン１から配置パターン３までを１つの配置周期として、配置パターン１〜３が繰り返し適用される。
【００４３】
図４の３つの配置パターン１〜３を図５の配置周期に従って適用すると、図２に示されるような位置関係でパイロット信号がＯＦＤＭ信号に配置されることになる。具体的には、ＯＦＤＭシンボルＳＹ１（図２参照）には、配置パターン１が適用される。そして、ＯＦＤＭシンボルＳＹ２，ＳＹ３それぞれには、配置パターン２，３が適用されて、１つの配置周期が終了する。さらに次のＯＦＤＭシンボルＳＹ４からは、当該配置周期が新たに開始され、ＯＦＤＭシンボルＳＹ４には配置パターン１が適用される。
【００４４】
図２に示されるパイロット信号の配置規則は、ＯＦＤＭシンボル生成手段２０が、３つのＯＦＤＭシンボルＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３の生成を繰り返し行うことによって、実現されると見ることができる。このように見た場合、各ＯＦＤＭシンボルＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３に含まれる２９個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−１４から＋１４までの整数を用いて番号付けしたとき、第１のＯＦＤＭシンボルＳＹ１では、−１４番のサブキャリアと、−１０番のサブキャリアと、＋２番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。そして、第２のＯＦＤＭシンボルＳＹ”では、−１４番のサブキャリアと、−２番のサブキャリアと、＋１０番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、第３のＯＦＤＭシンボルＳＹ３では、−１４番のサブキャリア信号と、−６番のサブキャリア信号と、＋６番のサブキャリア信号と、＋１４番のサブキャリア信号とにパイロット信号が含まれる。
【００４５】
なお、類型３の各ＯＦＤＭシンボルでは、−１４番のサブキャリアおよび＋１４番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれる。ＣＰ信号以外のパイロット信号は、ＳＰ信号である。−１４番のサブキャリアおよび＋１４番のサブキャリアにＣＰ信号を含めることによれば、−１１番から−１３番の各サブキャリアおよび＋１１番から＋１３番の各サブキャリアについても、安定した補間処理を行うことが可能になり、伝送路推定の精度が向上する。
【００４６】
また、類型３の各ＯＦＤＭシンボルでは、０番のサブキャリアは、ヌルサブキャリアである。このように、類型３では、送信処理および受信処理において劣化し易いＤＣサブキャリアを用いることなく送信データを伝送するので、送信データを劣化なく伝送できる可能性が高くなる。
【００４７】
次に、類型１の配置規則について説明する。図６は、類型１におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。図７〜１０は、類型１のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【００４８】
図６に示されるように、類型１では、パイロット信号の配置パターンとして３つのパターン１〜３が存在する。配置パターン１では、サブキャリア番号「−５４」、「−４２」、「３０」、「−１８」、「−６」、「６」、「１８」、「３０」、「４２」、および「５４」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。また、配置パターン２では、サブキャリア番号「−５０」、「−３８」、「−２６」、「−１４」、「−２」、「１０」、「２２」、「３４」、「４６」、および「５４」の各サブキャリアにパイロット信号が配置され、配置パターン３では、サブキャリア番号「−４６」、「−３４」、「−２２」、「−１０」、「２」、「１４」、「２６」、「３８」、「５０」、および「５４」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。
【００４９】
そして、図６に示される３つの配置パターン１〜３は、類型３と同様、上記図５に示される順序で周期的に適用される。すなわち、２つ目のＬＴＦの後から、図６に示される配置パターンの適用が開始され、配置パターン１から配置パターン３までを１つの配置周期として、配置パターン１〜３が繰り返し適用される。
【００５０】
図６の３つの配置パターン１〜３を図５の配置周期に従って適用すると、図７〜１０に示されるような位置関係でパイロット信号がＯＦＤＭ信号に配置されることになる。具体的には、ＯＦＤＭシンボルＳＹ１１（図７〜１０参照）には、図６の配置パターン１が適用される。そして、ＯＦＤＭシンボルＳＹ１２，ＳＹ１３それぞれには、図６の配置パターン２，３が適用されて、１つの配置周期が終了する。さらに次のＯＦＤＭシンボルＳＹ１４からは、当該配置周期が新たに開始され、ＯＦＤＭシンボルＳＹ１４には図６の配置パターン１が適用される。
【００５１】
図７〜１０に示されるパイロット信号の配置規則は、ＯＦＤＭシンボル生成手段２０が、３つのＯＦＤＭシンボルＳＹ１１，ＳＹ１２，ＳＹ１３の生成を繰り返し行うことによって、実現されると見ることができる。このように見た場合、各ＯＦＤＭシンボルＳＹ１１，ＳＹ１２，ＳＹ１３に含まれる１０９個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−５４から＋５４までの整数を用いて番号付けしたとき、第１のＯＦＤＭシンボルＳＹ１１（ＳＹ１４）では、−５４番のサブキャリアと、−４２番のサブキャリアと、−３０番のサブキャリアと、−１８番のサブキャリアと、−６番のサブキャリアと、＋６番のサブキャリアと、＋１８番のサブキャリアと、＋３０番のサブキャリアと、＋４２番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。そして、第２のＯＦＤＭシンボルＳＹ１２では、−５０番のサブキャリアと、−３８番のサブキャリアと、−２６番のサブキャリアと、−１４番のサブキャリアと、−２番のサブキャリアと、＋１０番のサブキャリアと、＋２２番のサブキャリアと、＋３４番のサブキャリアと、＋４６番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、第３のＯＦＤＭシンボルＳＹ１３では、−４６番のサブキャリアと、−３４番のサブキャリアと、−２２番のサブキャリアと、−１０番のサブキャリアと、２番のサブキャリアと、＋１４番のサブキャリアと、＋２６番のサブキャリアと、＋３８番のサブキャリアと、＋５０番のサブキャリアと、＋５４番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。
【００５２】
なお、類型１の各ＯＦＤＭシンボルでは、＋５４番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれる。ＣＰ信号以外のパイロット信号は、ＳＰ信号である。＋５４番のサブキャリアにＣＰ信号を含めることによれば、＋５１番から＋５３番の各サブキャリアについても、安定した補間処理を行うことが可能になり、伝送路推定の精度が向上する。
【００５３】
また、類型１の各ＯＦＤＭシンボルでは、−１番のサブキャリア、０番のサブキャリアおよび＋１番のサブキャリアは、いずれもヌルサブキャリアである。このように、類型１では、送信処理および受信処理において劣化し易いＤＣサブキャリアおよびその両隣のサブキャリアを用いることなく送信データを伝送するので、送信データを劣化なく伝送できる可能性が高くなる。
【００５４】
次に、類型２の配置規則について説明する。図１１は、類型２におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。図１２は、類型２においてパイロット信号の配置パターンを適用する順序を示す図である。図１３，１４は、類型２のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【００５５】
図１１に示されるように、類型２では、パイロット信号の配置パターンとして２つのパターン１，２が存在する。配置パターン１では、サブキャリア番号「−２９」、「−２１」、「１３」、「−５」、「３」、「１１」、「１９」、および「２７」のサブキャリアにパイロット信号が配置される。また、配置パターン２では、サブキャリア番号「−２５」、「−１７」、「−９」、「−１」、「７」、「１５」、「２３」、および「２７」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。
【００５６】
そして、図１１に示される２つの配置パターン１，２は、図１２に示される順序で周期的に適用される。すなわち、２つ目のＬＴＦの後から、図１１に示される配置パターンの適用が開始され、配置パターン１，２を１つの配置周期として、配置パターン１，２が繰り返し適用される。
【００５７】
図１１の２つの配置パターン１，２を図１２の配置周期に従って適用すると、図１３，１４に示されるような位置関係でパイロット信号がＯＦＤＭ信号に配置されることになる。具体的には、ＯＦＤＭシンボルＳＹ２１（図１３，１４参照）には、図１１の配置パターン１が適用される。そして、ＯＦＤＭシンボルＳＹ２２には、図１１の配置パターン２が適用されて、１つの配置周期が終了する。さらに次のＯＦＤＭシンボルＳＹ２３からは、当該配置周期が新たに開始され、ＯＦＤＭシンボルＳＹ２３には図１１の配置パターン１が適用される。
【００５８】
図１３，１４に示されるパイロット信号の配置規則は、ＯＦＤＭシンボル生成手段２０が、２つのＯＦＤＭシンボルＳＹ２１，ＳＹ２２の生成を繰り返し行うことによって、実現されると見ることができる。このように見た場合、各ＯＦＤＭシンボルＳＹ２１，ＳＹ２２に含まれる５７個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−２９から＋２７までの整数を用いて番号付けしたとき、第１のＯＦＤＭシンボルＳＹ２１（ＳＹ２３）では、−２９番のサブキャリアと、−２１番のサブキャリアと、−１３番のサブキャリアと、−５番のサブキャリアと、＋３番のサブキャリアと、＋１１番のサブキャリアと、＋１９番のサブキャリアと、＋２７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。そして、第２のＯＦＤＭシンボルＳＹ２２では、−２５番のサブキャリアと、−１７番のサブキャリアと、−９番のサブキャリアと、−１番のサブキャリアと、＋７番のサブキャリアと、＋１５番のサブキャリアと、＋２３番のサブキャリアと、＋２７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。
【００５９】
なお、類型２の各ＯＦＤＭシンボルでは、＋２７番のサブキャリアには、パイロット信号としてＣＰ信号が含まれる。ＣＰ信号以外のパイロット信号は、ＳＰ信号である。＋２７番のサブキャリアにＣＰ信号を含めることによれば、＋２３番から＋２５番の各サブキャリアについても、安定した補間処理を行うことが可能になり、伝送路推定の精度が向上する。
【００６０】
また、類型２の各ＯＦＤＭシンボルでは、０番のサブキャリアは、ヌルサブキャリアである。このように、類型２では、送信処理および受信処理において劣化し易いＤＣサブキャリアを用いることなく送信データを伝送するので、送信データを劣化なく伝送できる可能性が高くなる。
【００６１】
最後に、類型４の配置規則について説明する。図１５は、類型４におけるパイロット信号の配置パターンを示す図である。図１６は、類型４においてパイロット信号の配置パターンを適用する順序を示す図である。図１７は、類型４のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【００６２】
図１５に示されるように、類型４では、パイロット信号の配置パターンとして４つのパターン１〜４が存在する。配置パターン１では、サブキャリア番号「−７」および「１」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。また、配置パターン２では、サブキャリア番号「−５」および「３」の各サブキャリアにパイロット信号が配置され、配置パターン３では、サブキャリア番号「−３」および「５」の各サブキャリアにパイロット信号が配置され、配置パターン４では、サブキャリア番号「−１」および「７」の各サブキャリアにパイロット信号が配置される。
【００６３】
そして、図１５に示される４つの配置パターン１〜４は、図１６に示される順序で周期的に適用される。すなわち、２つ目のＬＴＦの後から、図１５に示される配置パターンの適用が開始され、配置パターン１から配置パターン４までを１つの配置周期として、配置パターン１〜４が繰り返し適用される。
【００６４】
図１５の４つの配置パターン１〜４を図１６の配置周期に従って適用すると、図１７に示されるような位置関係でパイロット信号がＯＦＤＭ信号に配置されることになる。具体的には、ＯＦＤＭシンボルＳＹ３１（図１７参照）には、図１５の配置パターン１が適用される。そして、ＯＦＤＭシンボルＳＹ３２，ＳＹ３３，ＳＹ３４それぞれには、図１５の配置パターン２，３，４が適用されて、１つの配置周期が終了する。さらに次のＯＦＤＭシンボルＳＹ３５からは、当該配置周期が新たに開始され、ＯＦＤＭシンボルＳＹ３５には図１５の配置パターン１が適用される。
【００６５】
図１７に示されるパイロット信号の配置規則は、ＯＦＤＭシンボル生成手段２０が、４つのＯＦＤＭシンボルＳＹ３１，ＳＹ３２，ＳＹ３３，ＳＹ３４の生成を繰り返し行うことによって、実現されると見ることができる。このように見た場合、各ＯＦＤＭシンボルＳＹ３１，ＳＹ３２，ＳＹ３３，ＳＹ３４に含まれる１５個のサブキャリアを、各サブキャリアの中心周波数の昇順で、−７から＋７までの整数を用いて番号付けしたとき、第１のＯＦＤＭシンボルＳＹ３１（ＳＹ３５）では、−７番のサブキャリアと、＋１番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。そして、第２のＯＦＤＭシンボルＳＹ３２では、−５番のサブキャリアと、＋３番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。また、第３のＯＦＤＭシンボルＳＹ３３では、−３番のサブキャリアと、＋５番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれ、第４のＯＦＤＭシンボルＳＹ３４では、−１番のサブキャリアと、＋７番のサブキャリアとにパイロット信号が含まれる。
【００６６】
なお、類型４の各ＯＦＤＭシンボルでは、ＣＰ信号を含むサブキャリアは存在せず、全てのパイロット信号は、ＳＰ信号である。類型４の各ＯＦＤＭシンボルにおいてＣＰ信号が含まれないのは、−７番および＋７番のサブキャリアには、周期的にＳＰ信号が含まれることにより、受信装置において補間処理を安定して行うことができるからである。
【００６７】
また、類型４の各ＯＦＤＭシンボルでは、０番のサブキャリアは、ヌルサブキャリアである。このように、類型４では、送信処理および受信処理において劣化し易いＤＣサブキャリアを用いることなく送信データを伝送するので、送信データを劣化なく伝送できる可能性が高くなる。
【００６８】
類型１〜４のＯＦＤＭ信号において、上述のようなパイロット信号の配置規則を採用することによれば、サブキャリア方向におけるパイロット信号の配置間隔を等間隔にすることができるので、伝送路の推定精度を一定にすることができる。
【００６９】
また、本実施形態の配置規則を採用すれば、ＯＦＤＭシンボル方向のパイロット信号の配置間隔が等間隔になるので、受信装置において補間処理に要する演算量を低減することが可能になるので、信号の受信処理を高速化することができる。
【００７０】
以上のように、本実施形態の送信装置１０は、ＯＦＤＭ信号にパイロット信号を効率良く配置して、スマート・ユーティリティ・ネットワークにおいて無線通信を行うことができる。
【００７１】
［３．比較例との対比］
ここで、本実施形態におけるパイロット信号の配置規則と比較例との対比を行う。図１８〜２５は、比較例に係るＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置規則を示す図である。
【００７２】
タスク・グループIEEE 802.15.4gは、スマート・ユーティリティ・ネットワークにおいて用いるＯＦＤＭ信号の類型として、４つの類型Ｃ１〜Ｃ４を提示している。
【００７３】
タスク・グループIEEE 802.15.4gが提示する第１類型Ｃ１には、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて、１０４個の有効サブキャリアと１個のヌルサブキャリアとが存在する。第１類型Ｃ１のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置位置は、図１８〜２１のようになる。
【００７４】
また、タスク・グループIEEE 802.15.4gが提示する第２類型Ｃ２には、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて、５２個の有効サブキャリアと１個のヌルサブキャリアとが存在する。第２類型Ｃ２のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置位置は、図２２，２３のようになる。
【００７５】
また、タスク・グループIEEE 802.15.4gが提示する第３類型Ｃ３には、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて、２６個の有効サブキャリアと１個のヌルサブキャリアとが存在する。第３類型Ｃ３のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置位置は、図２４のようになる。
【００７６】
また、タスク・グループIEEE 802.15.4gが提示する第４類型Ｃ４には、１つのＯＦＤＭシンボルにおいて、１４個の有効サブキャリアと１個のヌルサブキャリアとが存在する。第４類型Ｃ４のＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号の配置位置は、図２５のようになる。
【００７７】
各類型Ｃ１〜Ｃ４におけるパイロット信号の配置間隔は、サブキャリア方向およびＯＦＤＭシンボル方向、いずれの方向においても等間隔となっていない。このため、タスク・グループIEEE 802.15.4gが提案するパイロット信号の配置間隔を用いれば、伝送路の推定精度にばらつきが生じることになるとともに、補間処理が複雑になる。
【００７８】
これに対して、本実施形態のパイロット信号の配置規則を採用すれば、伝送路の推定精度を一定にすることができるとともに、補間処理を比較的簡単化することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０  送信装置
２０  シンボル生成手段
３０  送信手段
１１１  スクランブラ
１１２  符号化部
１１３  インターリーブ部
１１４  直並列変換部
１１５  一次変調部
１１６  パイロット信号生成部
１１７  フレーム構成部
１１８  ＩＦＦＴ部
１１９  並直列変換部
１２０  送信部
６１  原信号発生部
６２  増幅部
【図１】
0005543389.tif 000002
【図２】
0005543389.tif 000003
【図３】
0005543389.tif 000004
【図４】
0005543389.tif 000005
【図５】
0005543389.tif 000006
【図６】
0005543389.tif 000007
【図７】
0005543389.tif 000008
【図８】
0005543389.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005543389.tif 000013
【図１３】
0005543389.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005543389.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0005543389.tif 000018
【図１８】
0005543389.tif 000019
【図１９】
0005543389.tif 000020
【図２０】
0005543389.tif 000021
【図２１】
0005543389.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
0005543389.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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