(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号におけるガードインターバル部の最後尾の一部と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾の一部との相関値を用いてガードインターバル長を決定することを特徴とするＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法。
【請求項２】
受信信号におけるガードインターバル部の最後尾のＮサンプル（Ｎはガードインターバル部のサンプル数以下の任意の自然数）と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値を計算し、前記相関値の大きさに応じてガードインターバル長を決定することを特徴とするＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法。
【請求項３】
受信信号におけるガードインターバル部の最後尾のＮサンプルと前記有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値である第１相関値を計算し、前記受信信号における第１相関値が第１閾値より小さい場合、ガードインターバル長を長くし、前記第１相関値が前記第１閾値以上である場合、前記ガードインターバル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルと前記有効シンボル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルとの相関値である第２相関値を計算し、前記第２相関値が第２閾値より小さい場合、現在のガードインターバル長を維持し、前記第２相関値が第２閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くすることを特徴とするＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法。
【請求項４】
前記第１相関値が前記第１閾値より小さい場合、前記第１相関値と前記第１閾値の差に応じてガードインターバル長を長くし、前記第２相関値が第２閾値以上である場合、前記第２相関値と前記第２閾値の差に応じてガードインターバル長を短くすることを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法。
【請求項５】
前記ガードインターバル部の最後尾のＭＮ（Ｍ、ＮはＭＮが前記ガードインターバル部のサンプル数以下となる任意の自然数）サンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間のそれぞれと、前記有効シンボル部の最後尾のＭＮサンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間のそれぞれとの相関値である第１〜第Ｍ相関値を計算し、第１相関値から第ｉ相関値（ｉはＭ−１以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、ガードインターバル長を長くし、第１相関値から第ｉ相関値の全てが閾値以上であり、かつ、第（ｉ＋１）相関値から第ｊ相関値（ｊはｉ＋１以上Ｍ以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、現在のガードインターバル長を維持し、第１相関値から第ｊ相関値の全てが閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くすることを特徴とするＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法。
【請求項６】
前記第１相関値から第Ｍ相関値の中で、第１相関値から数えて初めて閾値より小さくなるものを第ｋ相関値とし、ｋが１以上ｉ以下の場合、ｋが小さいほどよりガードインターバル長を長くし、ｋがｊより大きい場合、ｋが大きいほどよりガードインターバル長を短くすることを特徴とする請求項５記載のＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法。
【請求項７】
第２の無線伝送装置から第１の無線伝送装置にＯＦＤＭ方式の信号伝送を行うＯＦＤＭ送受信装置において、
第１の無線伝送装置の受信装置において、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾の一部と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾の一部との相関値を用いて、第２の無線伝送装置の送信装置における次の送信でのガードインターバル長を決定することを特徴とするＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項８】
ＯＦＤＭ方式の信号伝送を行う送信装置及び受信装置を備えるＯＦＤＭ送受信装置において、
前記受信装置は、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾の一部と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾の一部との相関値を用いて、前記送信装置における送信でのガードインターバル長を決定することを特徴とするＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項９】
前記ガードインターバル部の最後尾のＮサンプル（Ｎはガードインターバル部のサンプル数以下の任意の自然数）と前記有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値を計算し、前記相関値の大きさに応じてガードインターバル長を決定することを特徴とする請求項７又は８記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１０】
前記ガードインターバル部の最後尾のＮサンプルと前記有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値である第１相関値を計算し、前記第１相関値が第１閾値より小さい場合、ガードインターバル長を長くし、前記第１相関値が前記第１閾値以上である場合、前記ガードインターバル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルと前記有効シンボル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルとの相関値である第２相関値を計算し、前記第２相関値が第２閾値より小さい場合、現在のガードインターバル長を維持し、前記第２相関値が第２閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くすることを特徴とする請求項７又は８記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１１】
前記第１相関値が前記第１閾値より小さい場合、前記第１相関値と前記第１閾値の差に応じてガードインターバル長を長くし、前記第２相関値が第２閾値以上である場合、前記第２相関値と前記第２閾値の差に応じてガードインターバル長を短くすることを特徴とする請求項１０記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１２】
前記ガードインターバル部の最後尾のＭＮ（Ｍ、ＮはＭＮが前記ガードインターバル部のサンプル数以下となる任意の自然数）サンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間それぞれと、前記有効シンボル部の最後尾のＭＮサンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間それぞれとの相関値である第１〜第Ｍ相関値を計算し、第１相関値から第ｉ相関値（ｉはＭ−１以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、ガードインターバル長を長くし、第１相関値から第ｉ相関値の全てが閾値以上であり、かつ、第（ｉ＋１）相関値から第ｊ相関値（ｊはｉ＋１以上Ｍ以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、現在のガードインターバル長を維持し、第１相関値から第ｊ相関値の全てが閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くすることを特徴とする請求項７又は８記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１３】
前記第１相関値から第Ｍ相関値の中で、第１相関値から数えて初めて閾値より小さくなるものを第ｋ相関値とし、ｋが１以上ｉ以下の場合、ｋが小さいほどよりガードインターバル長を長くし、ｋがｊより大きい場合、ｋが大きいほどよりガードインターバル長を短くすることを特徴とする請求項１２記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１４】
ガードインターバル長を変える場合、固定長だけ長く、あるいは、短くすることを特徴とする請求項１０又は１２記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１５】
複数シンボルに亘って相関値を計算し、平均したものを用いることを特徴とする請求項７ないし１４の何れか１つの請求項記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１６】
複数シンボルに亘って相関値を計算し、時間変化により推定したものを用いることを特徴とする請求項７ないし１４の何れか１つの請求項記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１７】
前記有効シンボル部の長さがガードインターバル長の変化に依存しないことを特徴とする請求項７ないし１４の何れか１つの請求項記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【請求項１８】
ガードインターバル長の変化に応じて前記有効シンボル部の長さを制御し、前記有効シンボル部の長さと前記ガードインターバル長の和を一定値とすることを特徴とする請求項７ないし１４の何れか１つの請求項記載のＯＦＤＭ送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回線品質に対して適応的にガードインターバル長を制御するＯＦＤＭ方式のガードインターバル長制御方法及びＯＦＤＭ送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式は優れた耐マルチパス特性を有する無線伝送方式として知られている。
図７は、従来のＯＦＤＭ送受信装置による信号伝送方式の原理を示す図である。同図に示すようにＯＦＤＭ方式では、伝送信号に対し遅延したマルチパス信号（遅延波）による干渉の影響を排除するために、送信側では想定する遅延波の最大遅延時間の長さ分だけ有効シンボルと有効シンボルとの間にガードインターバル部を設け、ガードインターバル部に後続の有効シンボルの一部をコピーして付加して送信する。受信側では、シンボル間干渉により劣化するガードインターバル部を除去することにより、マルチパスによるシンボル間干渉を抑制する。
【０００３】
このようなＯＦＤＭの信号伝送方式では、ガードインターバル長が長いほど、より大きい遅延のマルチパスに対応できるが、必要以上にガードインターバル長を長くするとデータ伝送効率が劣化する。従って、ガードインターバル長を最小限とし、伝搬環境によって遅延波の最大遅延が変化する場合、伝搬環境の変化に対し適応的にガードインターバル長を制御すれば、優れた耐マルチパス特性を実現できると同時に、データ伝送効率の低下を回避することができる。
【０００４】
適応的なガードインターバル長の制御を実現する従来の方法としては、サブキャリアの１つに最適なガードインターバル長を推定するための信号を多重するものが知られている（特開２０００−２４４４１号）。以下、この種のＯＦＤＭ送受信装置の一構成例について説明する。
【０００５】
図８は、ガードインターバル長の情報をサブキャリアの１つに多重して送信するＯＦＤＭ送受信装置を示す図である。送信装置２０１は、送信データＳＴＤＡＴを入力とするシリアル／パラレル変換部１０３と、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭのＯＮ／ＯＦＦ状態により制御され、ガードインターバル長を示すｐ個のシンボルからなる最適ガードインターバル長選択用信号ＳＯＧＩＳ又はパラレル出力の１つを選択的に出力する第１スイッチ２０３と、逆フーリエ変換部１０４と、ガードインターバル長情報ＳＩＧＬに基づきガードインターバルを挿入するガードインターバル付加部１０５から構成される。また、受信装置２０２は、ガードインターバル長情報ＳＩＧＬに基づき受信信号ＳＲＸからガードインターバルを除去するガードインターバル除去部１０６と、フーリエ変換部１０７と、フーリエ変換出力信号をシリアル／パラレル変換するシリアル／パラレル変換部１０８と、ガードインターバル長選択用シンボル処理信号ＳＯＧＩＰのＯＮ／ＯＦＦ状態により制御され、フーリエ変換出力信号の一つを前記シリアル／パラレル変換部１０８又はシリアル／パラレル変換部２０５に出力する第２スイッチ２０４と、復調部１０９と、シリアル／パラレル変換部２０５の出力を判定する複数の判定部２０６、２０７と、複数の判定部２０６、２０７から出力される判定誤差信号に基づいてガードインターバル長を決定し、前記ガードインターバル長情報ＳＩＧＬを出力するガードインターバル長決定部２０８とから構成される。図８に示すＯＦＤＭ送受信装置の動作は次のとおりである。
【０００６】
送信装置２０１においては、シリアル／パラレル変換部１０３は、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭのＯＮ／ＯＦＦ状態により制御され、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭがＯＦＦの場合は、送信データＳＴＤＡＴをｋ個（ｋは２以上の整数）のパラレルデータ信号ＳＰＤＡＴ（１）〜ＳＰＤＡＴ（ｋ）に変換し、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭがＯＮの場合は、送信データＳＴＤＡＴをｋ−１個のパラレルデータ信号ＳＰＤＡＴ（２）〜ＳＰＤＡＴ（ｋ）に変換する。第１スイッチ２０３は、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭのＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて制御され、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭがＯＦＦの場合は、ｋ個のパラレルデータ信号の中の一つであるＳＰＤＡＴ（１）を選択し、ガードインターバル長選択用シンボル多重信号ＳＯＧＩＭがＯＮの場合は、ｐ種類（ｐは２以上の整数）の異なるガードインターバル長を示すｐ個のシンボルからなる最適ガードインターバル長選択用信号ＳＯＧＩＳを選択し、第１スイッチ出力信号ＳＳＷＯ１として出力する。逆フーリエ変換部１０４は、第１スイッチ出力信号ＳＳＷＯ１とパラレルデータ信号ＳＰＤＡＴ（２）〜ＳＰＤＡＴ（ｋ）を逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換出力信号ＳＩＦＦＴＯを出力する。ガードインターバル付加部１０５は、ガードインターバル長情報ＳＩＧＬにより制御され、逆フーリエ変換出力信号ＳＩＦＦＴＯの一部をガードインターバル長情報ＳＩＧＬの指定する長さ分コピーして、ガードインターバルとして逆フーリエ変換出力信号ＳＩＦＦＴＯに付加し、送信信号ＳＴＸとして出力する。
【０００７】
受信装置２０２においては、ガードインターバル除去部１０６は、受信信号ＳＲＸから後述のガードインターバル長情報ＳＩＧＬに基づいてガードインターバルを除去し、フーリエ変換入力信号ＳＦＦＴＩとして出力する。フーリエ変換部１０７は、フーリエ変換入力信号ＳＦＦＴＩをフーリエ変換し、フーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（１）〜ＳＦＦＴＯ（ｋ）を出力する。第２スイッチ２０４は、ガードインターバル長選択用シンボル処理信号ＳＯＧＩＰがＯＮの場合は、ｋ個のフーリエ変換出力信号の一つであるＳＦＦＴＯ（１）を第２スイッチ第１出力信号ＳＳＷＯ２１として出力し、また、ガードインターバル長選択用シンボル処理信号ＳＯＧＩＰがＯＦＦの場合は、同フーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（１）を第２スイッチ第２出力信号ＳＳＷＯ２２として出力する。シリアル／パラレル変換部２０５は、第２スイッチ第１出力信号ＳＳＷＯ２１をｐ個の判定部入力信号ＳＤＥＴＩ（１）〜ＳＤＥＴＩ（ｐ）としてシリアル／パラレル変換する。第１判定部２０６〜第ｐ判定部２０７は、判定部入力信号ＳＤＥＴＩ（１）〜ＳＤＥＴＩ（ｐ）に対する判定誤差信号ＳＤＥＲＲ（１）〜ＳＤＥＲＲ（ｐ）を出力する。ガードインターバル長決定部２０８は、ｐ種類のガードインターバル長に対応する判定誤差信号ＳＤＥＲＲ（１）〜ＳＤＥＲＲ（ｐ）に基づいて、送信装置１０１のガードインターバル付加部１０５が次回の送信において用いるガードインターバル長を決定し、前記ガードインターバル長情報ＳＩＧＬを出力する。パラレル／シリアル変換部１０８は、ガードインターバル長選択用シンボル処理信号ＳＯＧＩＰがＯＮの場合は、ｋ−１個のフーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（２）〜ＳＦＦＴＯ（ｋ）をパラレル／シリアル変換し、また、ガードインターバル長選択用シンボル処理信号ＳＯＧＩＰがＯＦＦの場合は、第２スイッチ第２出力信号ＳＳＷＯ２２とｋ−１個のフーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（２）〜ＳＦＦＴＯ（ｋ）をパラレル／シリアル変換して、復調部入力信号ＳＩＤＥＭとする。復調部１０９は、復調部入力信号ＳＩＤＥＭより送信データを判定し、受信データ信号ＳＲＤＡＴを出力する。
【０００８】
以上のように図８に示すＯＦＤＭ送受信装置においては、周波数領域の各周波数（サブキャリア）の信号レベルに対応する逆フーリエ変換部１０４の入力の１つに複数の異なるガードインターバル長を示す複数のシンボルからなる最適ガードインターバル長選択用信号を入力しているから、逆フーリエ変換部１０４から出力される時間領域の信号には、前記最適ガードインターバル長選択用信号がサブキャリアの１つにより多重されていることになり、受信装置２０２においては各シンボルに対する判定誤差を検出することにより、耐マルチパス特性及びデータ伝送効率において最適なガードインターバル長の制御を可能としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＯＦＤＭ送受信装置では、最適なガードインターバル長を選択するために、１つのサブキャリアに最適ガードインターバル長選択用信号ＳＯＧＩＳを多重するように構成しており、サブキャリアを本来の信号伝送以外に使用することからデータ伝送効率の低下をまねくという点で問題がある。また、第１及び第２のスイッチ２０３、２０４の切り替えにより最適ガードインターバル長選択用信号が多重される区間（期間）と、多重されない区間とで、送信装置における送信データのシリアル／パラレル変換及び受信装置におけるパラレル／シリアル変換の変換比等が異なるため、送信装置及び受信装置の構成及び動作が複雑になるというという点でも問題がある。
【００１０】
（目的）
本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、データ伝送効率の低下をまねくことのないＯＦＤＭ方式のガードインターバル長制御方法及びＯＦＤＭ送受信装置を提供することにある。
本発明の目的は、有効シンボル間のガードインターバル長の情報を送受することなく伝搬環境に適合したガードインターバル長を決定することが可能とするＯＦＤＭ方式のガードインターバル長制御方法及びＯＦＤＭ送受信装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、簡単な構成によりガードインターバル長の決定を可能とするＯＦＤＭ方式のガードインターバル長制御方法及びＯＦＤＭ送受信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する第１のＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法は、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾の一部と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾の一部との相関値を用いてガードインターバル長を決定することを特徴とする。
【００１２】
本発明が提供する第２のＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法は、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾のＮサンプル（Ｎはガードインターバル部のサンプル数以下の任意の自然数）と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値を計算し、前記相関値の大きさに応じてガードインターバル長を決定することを特徴とする。
【００１３】
本発明が提供する第３のＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法は、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾のＮサンプルと前記有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値である第１相関値を計算し、前記受信信号における第１相関値が第１閾値より小さい場合、ガードインターバル長を長くし、前記第１相関値が前記第１閾値以上である場合、前記ガードインターバル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルと前記有効シンボル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルとの相関値である第２相関値を計算し、前記第２相関値が第２閾値より小さい場合、現在のガードインターバル長を維持し、前記第２相関値が第２閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くすることを特徴とする。
【００１４】
本発明が提供する第４のＯＦＤＭ方式におけるガードインターバル長制御方法は、前記ガードインターバル部の最後尾のＭＮ（Ｍ、ＮはＭＮが前記ガードインターバル部のサンプル数以下となる任意の自然数）サンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間それぞれと、前記有効シンボル部の最後尾のＭＮサンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間それぞれとの相関値である第１〜第Ｍ相関値を計算し、第１相関値から第ｉ相関値（ｉはＭ−１以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、ガードインターバル長を長くし、第１相関値から第ｉ相関値の全てが閾値以上であり、かつ、第（ｉ＋１）相関値から第ｊ相関値（ｊはｉ＋１以上Ｍ以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、現在のガードインターバル長を維持し、第１相関値から第ｊ相関値の全てが閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くすることを特徴とする。
【００１５】
本発明が提供する第１のＯＦＤＭ送受信装置は、第１の無線伝送装置の受信装置において、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾の一部と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾の一部との相関値を用いて、第２の無線伝送装置の送信装置における次の送信でのガードインターバル長を決定する。
【００１６】
本発明が提供する第２のＯＦＤＭ送受信装置は、第１の無線伝送装置の受信装置において、受信信号におけるガードインターバル部の最後尾の一部と前記受信信号における有効シンボル部の最後尾の一部との相関値を用いて、第１の無線伝送装置の送信装置における第２の無線伝送装置への送信でのガードインターバル長を決定する。
【００１７】
本発明が提供する第３のＯＦＤＭ送受信装置は、ガードインターバル部の最後尾のＮサンプル（Ｎはガードインターバル部のサンプル数以下の任意の自然数）と受信信号における有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値を計算し、相関値の大きさに応じてガードインターバル長を決定する。
【００１８】
本発明が提供する第４のＯＦＤＭ送受信装置は、ガードインターバル部の最後尾のＮサンプルと有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値である第１相関値を計算し、第１相関値が第１閾値より小さい場合、ガードインターバル長を長くし、第１相関値が第１閾値以上である場合、ガードインターバル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルと有効シンボル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルとの相関値である第２相関値を計算し、第２相関値が第２閾値より小さい場合、現在のガードインターバル長を維持し、第２相関値が第２閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くする。
【００１９】
本発明が提供する第５のＯＦＤＭ送受信装置は、ガードインターバル部の最後尾のＭＮ（Ｍ、ＮはＭＮがガードインターバル部のサンプル数以下となる任意の自然数）サンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間それぞれと、有効シンボル部の最後尾のＭＮサンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った第１〜第Ｍの区間それぞれとの相関値である第１〜第Ｍ相関値を計算し、第１相関値から第ｉ相関値（ｉはＭ−１以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、ガードインターバル長を長くし、第１相関値から第ｉ相関値の全てが閾値以上であり、かつ、第（ｉ＋１）相関値から第ｊ相関値（ｊはｉ＋１以上Ｍ以下の任意の自然数）の中に、閾値より小さいものがある場合、現在のガードインターバル長を維持し、第１相関値から第ｊ相関値の全てが閾値以上である場合、ガードインターバル長を短くする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のＯＦＤＭ方式のガードインターバル長制御方法及びＯＦＤＭ送受信装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態のＯＦＤＭ送受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態のＯＦＤＭ送受信装置は、送信装置１０１と該送信装置１０１に対する受信装置１０２として構成することができるとともに、他の伝送装置に対し送信データを送信する送信装置１０１と、当該他の伝送装置からの受信データを受信する受信装置１０２として構成することができる。以下、前者の伝送システムの構成により説明する。
【００２１】
送信装置１０１は、送信データを入力するシリアル／パラレル変換部１０３と、シリアル／パラレル変換部１０３の出力を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部１０４と、逆フーリエ変換部１０４の出力に有効データ単位で、ガードインターバル長情報（ＳＩＧＬ）に基づきガードインターバルを付加するガードインターバル付加部１０５とから構成され、また、受信装置１０２は、受信信号を入力し前記ガードインターバル長情報（ＳＩＧＬ）を出力するガードインターバル長決定部１１０と、前記ガードインターバル長決定部１１０の出力に基づきガードインターバルを除去するガードインターバル除去部１０６と、前記ガードインターバル除去部１０６の出力を入力とするフーリエ変換部１０７と、前記フーリエ変換部１０７の出力を入力するシリアル／パラレル変換部１０８と、シリアル／パラレル変換部１０８の出力を入力する復調部１０９とから構成される。また、送信装置１０１での前記ガードインターバル長情報ＳＩＧＬの取得には、例えば、受信装置１０２のガードインターバル長決定部１１０で決定した情報を通知する手段を受信装置１０２に備え、送信装置１０１に当該情報を検知する手段を備えるように構成する。
【００２２】
以下、ＯＦＤＭ送受信装置の送信装置１０１及び受信装置１０２の動作をそれぞれ説明する。
送信装置１０１においては、シリアル／パラレル変換部１０３は、送信データＳＴＤＡＴをｋ個（ｋは２以上の整数）のパラレルデータ信号ＳＰＤＡＴ（１）〜ＳＰＤＡＴ（ｋ）に変換する。逆フーリエ変換部１０４は、パラレルデータ信号ＳＰＤＡＴ（１）〜ＳＰＤＡＴ（ｋ）を逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換出力信号ＳＩＦＦＴＯを出力する。ここで、逆フーリエ変換部１０４は周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する機能を有しており、シリアル／パラレル変換部１０３から出力されるｋ個（ｋは２以上の整数）のパラレルデータ信号ＳＰＤＡＴ（１）〜ＳＰＤＡＴ（ｋ）は、それぞれの信号レベルを有する複数の周波数（サブキャリア）からなる周波数特性の時間軸上の前記信号ＳＩＦＦＴＯに変換される。ガードインターバル付加部１０５は、後述するガードインターバル長情報ＳＩＧＬにより制御され、逆フーリエ変換出力信号ＳＩＦＦＴＯに対してその一部をガードインターバル長情報ＳＩＧＬの指定する長さ分コピーして、ガードインターバルとして該逆フーリエ変換出力信号ＳＩＦＦＴＯに付加して送信信号ＳＴＸとして出力する。送信信号ＳＴＸは、図７に示すように有効シンボルの最後尾のデータをガードインターバルとしてコピーして挿入したＯＦＤＭ方式のシンボル構成を有する。
【００２３】
また受信装置１０２においては、ガードインターバル長決定部１１０は送信装置１０１からの受信信号ＳＲＸを入力し、この受信信号ＳＲＸに基づいて、送信装置１０１のガードインターバル付加部１０５が次回の送信において用いるガードインターバル長を決定し、ガードインターバル長情報ＳＩＧＬとして出力する。ガードインターバル除去部１０６は、ガードインターバル長情報ＳＩＧＬに基づいて、例えば、前回の受信の際、ガードインターバル長決定部１１０で決定した次回の通信におけるガードインターバル長を記憶しておき、これを用いることにより、送信装置１０１のガードインターバル付加部１０５で挿入したガードインターバル部を受信信号ＳＲＸから除去し、フーリエ変換入力信号ＳＦＦＴＩとして出力する。フーリエ変換部１０７は、フーリエ変換入力信号ＳＦＦＴＩをフーリエ変換し、フーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（１）〜ＳＦＦＴＯ（ｋ）を出力する。ここでフーリエ変換部１０７は、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する機能を有しており、フーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（１）〜ＳＦＦＴＯ（ｋ）として周波数軸上の複数の周波数（サブキャリア）の信号の各信号レベルに対応するパラレルデータが出力される。パラレル／シリアル変換部１０８は、前記フーリエ変換出力信号ＳＦＦＴＯ（１）〜ＳＦＦＴＯ（ｋ）を入力し、パラレルデータをシリアルデータに変換し復調部入力信号ＳＩＤＥＭとして出力する。復調部１０９は、復調部入力信号ＳＩＤＥＭを入力し送信データを判定し、復調された受信データ信号ＳＲＤＡＴを出力する。
【００２４】
次に、本発明のガードインターバル長の制御方式の一実施の形態について説明する。最初に本発明のガードインターバル長の決定の原理について説明する。  図２は、ガードインターバル部におけるマルチパスの影響を示す図である。マルチパスが生じる伝搬環境においては、受信信号（ａ）にはマルチパスによる遅延波（ｂ）が重畳されることから該遅延波（ｂ）によるシンボル間干渉が生じる。ここで遅延波（ｂ）の最大遅延時間をτとした場合、図２から分かるように、受信信号（ａ）のガードインターバル部では、初めのτ時間部分は前の有効シンボルによるシンボル間干渉を受けているが、その他の部分はガードインターバル自身（ガードインターバルの前の部分）からの干渉のみである。また、有効シンボル部のガードインターバル部に対応する所（以下「ガードインターバル対応部」という。）では、初めのτ時間部分はガードインターバル対応部より前の部分からの干渉を受けているが、その他の部分はガードインターバル対応部自身（ガードインターバル対応部の前の部分）のみからの干渉である。
【００２５】
従って、受信信号におけるガードインターバル部の初めのτ時間部分についてはガードインターバル対応部の初めのτ時間部分との相関は低く、ガードインターバル部のそれぞれの残りの部分については全く一致するため相関は１となる。本発明ではこのような相関値の相違を利用して最適なガードインターバル長を決定する。
【００２６】
図３は、第１の実施の形態のガードインターバル長の制御方式を説明する図である。本実施の形態では、ガードインターバル部の最後尾のＮサンプル（Ｎはガードインターバル部のサンプル数以下の任意の自然数）と、有効シンボル部の最後尾のＮサンプルとの相関値を計算し、相関値の大きさによりガードインターバル長を決定する。
【００２７】
より具体的には、相関値の計算に用いるガードインターバル部の最後尾のＮサンプルが全くシンボル間干渉を受けていなければ、ガードインターバル部と有効シンボル部の各最後尾のＮサンプル間の相関値は１となり、シンボル間干渉を受けている部分が大きくなるほど相関値は小さくなることから、ガードインターバル長決定部１１０では、相関値が非常に小さい場合はガードインターバル長が十分でない、あるいは、マージンがないと判断して相関値に対応してガードインターバル長を長くし、相関値が非常に大きい場合はガードインターバルが必要以上に長いと判断して相関値に対応してガードインターバル長を短くし、相関値が中間の値をとる場合は現在のガードインターバル長を維持するようにガードインターバル長を制御することにより、最適なガードインターバル長（ガードインターバル長情報ＳＩＧＬ）を決定する。
【００２８】
図４は、本実施の形態のガードインターバル長決定部の具体的構成を示す図である。受信信号ＳＲＸを入力し、有効シンボル期間だけ遅延するシンボル長遅延部１１１と、前記シンボル長遅延部１１１の出力と前記受信信号ＳＲＸの相関を求める相関部１１２と、相関部１１２の出力により、ガードインターバルのタイミングを生成し、ガードインターバル部の最後尾のＮサンプルを抽出するタイミングを出力するタイミング生成部１１３と、受信信号ＳＲＸ及び有効シンボル期間だけ遅延した受信信号ＳＲＸとの相関値を計算する相関処理部１１６とから構成される。本実施の形態の動作は以下のとおりである。
【００２９】
相関部１１２では、受信信号ＳＲＸ及び有効シンボル期間だけ遅延した受信信号ＳＲＸの相関演算を行い相関値が最大となるタイミングをもとめ、ガードインターバル対応部のタイミングを生成する。この処理では、受信信号ＳＲＸのガードインターバルは有効シンボル部の最後尾の信号と同一であるから有効シンボル部のガードインターバル対応部に相当する区間で相関値が最大となりガードインターバル対応部の期間又は開始（終了）時点（有効シンボルの終了時点）の検出が可能である。タイミング生成部１１３は、当該タイミングから前記ガードインターバル部の最後尾のＮサンプル期間のゲート信号を生成する。ゲート部１１４、１１５は、受信信号ＳＲＸ及び有効シンボル期間だけ遅延した受信信号ＳＲＸのそれぞれのガードインターバル部の最後尾及び有効シンボル部の最後尾の各Ｎサンプルを抽出し、相関処理部１１６は前記各Ｎサンプルの間のそれぞれ相関値を求める。
【００３０】
比較部１１７は、２つの異なる所定の比較基準としての閾値Ｖｈ、Ｖｌが設定されたウインドウ型の比較器特性を有しており、前記相関値を入力し閾値Ｖｈ、Ｖｌと比較して比較結果を出力する。相関値が閾値Ｖｌより小さい場合はガードインターバル長を長くする＋制御信号を出力し、相関値が閾値Ｖｈより大きい場合はガードインターバル長を短くする−制御信号を出力し、相関値が閾値Ｖｈと閾値Ｖｌの範囲の場合はガードインターバル長を維持するように何れの制御信号の出力しない。ガードインターバル長出力部１１８は、予め設定された初期値ＳＩＧＬＯをガードインターバル長として設定し、前記＋制御信号又は−制御信号により前記初期値を増減することにより前記ガードインターバル長情報ＳＩＧＬを出力する。本実施の形態では、送信装置の送信初期にはガードインターバル長情報ＳＩＧＬとして前記ガードインターバル長の初期値ＳＩＧＬＯを使用する。以上の動作によりガードインターバル長決定部において最適なガードインターバル長を決定する。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図５は、ガードインターバル長の制御方式の第２の実施の形態を説明する図である。本実施の形態では、ガードインターバル部の最後尾のＮサンプル（Ｎはガードインターバル部のサンプル数以下の任意の自然数）と有効シンボル部の最後尾のＮサンプルの相関値Ｐ１を計算し、相関値Ｐ１と閾値Ｖ１とを比較し、相関値Ｐ１が閾値Ｖ１より小さい場合はガードインターバル長を長くするように制御する。また、相関値Ｐ１が閾値Ｖ１以上である場合は、更に、ガードインターバル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルと有効シンボル部の最後から（Ｎ＋１）サンプル目〜２Ｎサンプル目までのＮサンプルとの相関値である相関値Ｐ２を計算し、相関値Ｐ２が閾値Ｖ２より小さい場合は現在のガードインターバル長を維持し、相関値Ｐ２が閾値Ｖ２以上である場合はガードインターバル長を短くするように制御する。
【００３２】
本実施の形態では、相関値Ｐ１が閾値Ｖ１より小さい場合は、ガードインターバル部においてシンボル間干渉を受けている部分が多いと判断し、ガードインターバル長を長くする。相関値Ｐ２が閾値Ｖ２より大きい場合は、ガードインターバル部においてシンボル間干渉を受けている部分が少なく、ガードインターバル長が必要以上に長いと判断してガードインターバル長を短くする。相関値Ｐ１が閾値Ｖ１以上であり、相関値Ｐ２が閾値Ｖ２より小さい場合は、ガードインターバル長が適切であると判断して現在のガードインターバル長を維持する。
【００３３】
また本実施の形態において、前記相関値Ｐ１が前記閾値Ｖ１より小さい場合、相関値Ｐ１と閾値Ｖ１の差に応じてガードインターバル長を長くし、前記相関値Ｐ２が前記閾値Ｖ２以上である場合、相関値Ｐ２と閾値Ｖ２の差に応じてガードインターバル長を短くするように制御することができる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
図６は、ガードインターバル長の制御方式の第３の実施の形態を説明する図である。本実施の形態では、ガードインターバル部の最後尾のＭＮ（Ｍ、ＮはＭＮが前記ガードインターバル部のサンプル数以下となる任意の自然数）サンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った区間１〜区間Ｍのそれぞれと、有効シンボル部の最後尾のＭＮサンプルを後ろからＮサンプル毎に区切った区間１〜区間Ｍのそれぞれとの相関値である相関値Ｐ１〜相関値ＰＭを計算する。
【００３５】
相関値Ｐ１から相関値Ｐｉ（ｉはＭ−１以下の任意の自然数）の中に、所定の閾値Ｖより小さいものがある場合、ガードインターバル部においてシンボル間干渉を受けている部分が多いと判断し、ガードインターバル長を長くする。相関値Ｐ１から相関値Ｐｉの全てが閾値Ｖ以上であり、かつ、相関値Ｐｉ＋１から相関値Ｐｊ（ｊはｉ＋１以上Ｍ以下の任意の自然数）の中に、閾値Ｖより小さいものがある場合、ガードインターバル長が適切であると判断して現在のガードインターバル長を維持する。相関値Ｐ１から相関値Ｐｊの全てが閾値Ｖ以上である場合、ガードインターバル長が必要以上に長いと判断してガードインターバル長を短くする。なお、相関値Ｐ１から始めて、最初に閾値より小さくなる相関値がどの区間に対応するかを検出することにより、ガードインターバル長を変える際の制御量を決定することもできる。また、本実施の形態における各閾値は適宜異なる値として設定することが可能である。
【００３６】
更に本実施の形態において、前記第１相関値Ｐ１から前記相関値ＰＭの中で、第１相関値Ｐ１から数えて初めて閾値Ｖより小さくなるものを第ｋ相関値Ｐｋとし、ｋが１以上ｉ以下の場合、ｋが小さいほどよりガードインターバル長を長くし、ｋがｊより大きい場合、ｋが大きいほどよりガードインターバル長を短くするように制御することができる。
【００３７】
（他の実施の形態）
以上説明した実施の形態におけるガードインターバル長の制御（決定）においては、相関値に応じたそれぞれの制御において、予め設定した固定長を単位として、当該固定長だけ長く、あるいは、短く制御することが可能である。固定長の設定により、ガードインターバル長の制御感度を最適に設定することが可能である。
【００３８】
また、ガードインターバル長の制御に使用する相関値の計算においては、複数シンボルに亘って計算した相関値を平均化したものを当該制御のための相関値として使用することができる。また、複数シンボルに亘って相関値を計算して得られた、相関値の時間変化に基づいて相関値を推定したものをガードインターバル長の制御に使用することも可能である。
【００３９】
更に、本発明のＯＦＤＭ方式の送信信号として有効シンボル部の長さがガードインターバル長の変化に依存しない信号フォーマットとする外に、ガードインターバル長の制御（変化）に応じて前記有効シンボル部の長さをも制御し、前記有効シンボル部の長さと前記ガードインターバル長の和が一定値となるようなガードインターバル長を使用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マルチパスの影響を受ける受信信号の特性を利用することにより、回線品質に応じて最適なガードインターバル長情報を取得するように構成しているので、ガードインターバル長に関する特別な信号をＯＦＤＭ方式の伝送路に挿入することなく常に最適なガードインターバル長を決定することが可能である。
【００４１】
また、ガードインターバル長に関する特別な制御信号をＯＦＤＭ方式の伝送路に送信する必要がないから、ＯＦＤＭ伝送の効率を低下させることがないのみならず、かかる制御信号を多重化するために必要となる機能である、例えば多重区間で変換比等が異なるシリアル／パラレル変換及びパラレル／シリアル変換機能等が不要となり、送信装置及び受信装置の構成を簡略化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＯＦＤＭ送受信装置の基本構成を説明するための図である。
【図２】  ガードインターバル部におけるマルチパス干渉の影響を説明するための図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態を説明するための図である。
【図４】  第１の実施の形態の具体的構成を説明するための図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図６】  本発明の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図７】  従来の送受信装置の構成を説明するための図である。
【図８】  ＯＦＤＭにおけるシンボル構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１、２０１  送信装置
１０２、２０２  受信装置
１０３、２０５  シリアル／パラレル変換部
１０４  逆フーリエ変換部
１０５  ガードインターバル付加部
１０６  ガードインターバル除去部
１０７  フーリエ変換部
１０８  パラレル／シリアル変換部
１０９  復調部
１１０、２０８  ガードインターバル長決定部
２０３  第１スイッチ
２０４  第２スイッチ
２０６、２０７  判定部
【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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