(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭシンボルで繰り返し伝送を行い、低Ｃ／Ｎ状態でも送受信可能とする通信システムにおいて、繰り返し伝送を行う際に、サブキャリアに割り当てられたパイロット信号の本数が少なく精度が悪くなる。また、長距離伝送時にはマルチパス、フェージングの影響によりパイロット信号が消失する可能性があり、位相補正ができなくなる場合がある。【解決手段】繰り返し伝送時にＯＦＤＭシンボルに必ず繰り返し信号（コピーデータシンボル）を、パイロット信号を除いたＯＦＤＭサブキャリアの半分の本数に挿入する送信フォーマットとすることで、受信処理においてパイロット信号等を追加することなく、ＯＦＤＭシンボル間の変動を求めることが可能となる。【選択図】図２
2014039088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭを用いた無線通信装置であって、
同一のデータを複数回送信する繰り返し伝送符号化部を有し、
前記繰り返し伝送符号化部は、
繰り返し伝送信号が必ず送信ＯＦＤＭシンボルに挿入されている、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記繰り返し伝送符号化部は、
繰り返し伝送信号が必ず送信ＯＦＤＭのパイロット信号を除く半分に挿入されている、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、同一のデータからＯＦＤＭシンボル間の変動量を求め補正する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、被繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するオリジナルシンボルデータ検出器と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するコピーシンボルデータ検出器と、前記オリジナルシンボルデータ検出器と前記コポーシンボルデータ検出器の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の位相差をサブキャリア単位で検出する位相変化演算器と、前記位相変化演算器の出力を入力とし、サブキャリア単位での位相誤差を平滑化する位相ずれ推定器と、前記位相ずれ推定器の出力と、前記高速フーリエ変換部の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の位相ずれを補正する位相補正器とを備え、パイロット信号に依存せず位相補正が可能なことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部と、
前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、被繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するオリジナルシンボルデータ検出器と、
前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するコピーシンボルデータ検出器と、
前記オリジナルシンボルデータ検出器と前記コポーシンボルデータ検出器の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の位相差をサブキャリア単位で検出する位相変化演算器と、
前記位相変化演算器の出力を入力とし、サブキャリア単位での位相誤差を平滑化する位相ずれ推定器と、
既知ＯＦＤＭシンボルと同じ基準シンボルを発生させる基準シンボル発生器と、
前記高速フーリエ変換器の出力と前記基準シンボル発生器の出力を入力とし、伝送路を推定する伝送路推定器と、
前記伝送路推定器の出力と、前記位相ずれ推定器の出力を入力とし、伝送路推定の精度を向上させる伝送路情報補正器と、
前記伝送路情報補正器の出力と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、前記高速フーリエ変換器の出力を等化する等化器とを備え、
パイロット信号に依存せず位相補正が可能なことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部と、
前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、被繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するオリジナルシンボルデータ検出器と、
前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するコピーシンボルデータ検出器と、
前記オリジナルシンボルデータ検出器と前記コポーシンボルデータ検出器の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の伝送路変化を演算する伝送路変化演算器と、
前記伝送路変化演算器の出力を入力とし、サブキャリア方向に補間し伝送路変化を推定する伝送路変化推定器と、
既知ＯＦＤＭシンボルと同じ基準シンボルを発生させる基準シンボル発生器と、
前記高速フーリエ変換器の出力と前記基準シンボル発生器の出力を入力とし、伝送路を推定する伝送路推定器と、
前記伝送路推定器の出力と、前記位相ずれ推定器の出力を入力とし、伝送路推定の精度を向上させる伝送路情報更新器と、
前記伝送路情報更新器の出力と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、前記高速フーリエ変換器の出力を等化する等化器とを備え、
既知パイロット信号以外でも伝送路補正が可能なことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、通信システムに関し、データ信号を複数回送信して、受信側で合成利得を得る、繰り返し伝送による送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、ＩＥＥＥ８０２．１１における無線ＬＡＮ規格の取り組みとしては、屋内通信をメインターゲットとし、物理層の規格として１１ｂ（最大１１Ｍｂｐｓ）、１１ａおよび１１ｇ（最大５４Ｍｂｐｓ）、１１ｎ（最大６００Ｍｂｐｓ）、１１ａｃ（最大６．９Ｇｂｐｓ）と主に伝送容量の増大を主点とした規格の更新が続いている。一方で、スマートグリットを実現するためのスマートメーターの検討が本格化しており、それに伴い、屋外における低レート伝送の必要性も高まってきており、このような用途に向けた特定小電力無線の使用可能な周波数の割り当てなどの議論も続いている。これらの背景から、サブＧＨｚ帯を用いた新たな通信規格策定へ向けた検討が始まり、ＩＥＥＥ８０２．１１においても１ＧＨｚ以下の周波数帯を用いた無線ＬＡＮ規格を検討内容としたＴＧａｈが２０１０年に立ち上がっている。ＴＧａｈにおける主な要求仕様は、「データレート１００ｋｂｐｓ・最大伝送距離１ｋｍ」である。
【０００３】
ＴＧａｈにおいては、この要求仕様を満たすべく、従来の無線ＬＡＮ規格からの技術変更案が各社から提案されている。中でも、ローパワー出力による伝送距離１ｋｍを確保するには、従来無線ＬＡＮで用いられていた、伝送誤り耐性の一番高い方式（ＢＰＳＫ変調・誤り訂正（畳み込み符号）符号化率１／２）よりも強靭な伝送方式が必要であると考えられている。このため、ＴＧａｈでは、同じデータを繰り返し送信することによりロバスト性を高めることが有力な手立てとして挙がっている。
【０００４】
繰返し送信の方式としては、非特許文献１がある。非特許文献１のＳｌｉｄｅ４に示されるように、ＯＦＤＭシンボル前後で同じデータを送信することで３ｄＢの利得を得ている。この文献は、繰返しの方法として３つのパターンを提示している。
【０００５】
一つ目は、サブキャリアに対するデータの配置と同様のまま、単純にシンボル方向に繰返し送信を行っている。受信側においては、同じデータを受信することを利用して、データを合成復号することで、３ｄＢのパワー利得を得ることができ、ロバスト性が高まる。
【０００６】
二つ目は、同一シンボル内で、同一データを別のサブキャリアへ配置する構成である。り返しとして、２回同じデータを送っており、受信側においては、先ほどと同様に、合成復号することで３ｄＢのパワー利得を得ることができ、同じデータが異なるサブキャリア位置に存在するため、マルチパス干渉が存在して特定のキャリアが消失して復号困難な場合でも、別のサブキャリア位置における同一データが消失していなければ、そのサブキャリアのデータを利用して復調可能となり、周波数ダイバーシティ効果を得ることができる。
【０００７】
三つ目は、非特許文献１のＳｌｉｄｅ５に示されるようにサブキャリア方向に交換して配置する構成である。ここでも、繰り返しとして２回同じデータを送っており、受信側においては、同じデータであること利用して合成復号することで、３ｄＢのパワー利得を得ることができ、ロバスト性を高めることができる。さらに同じデータが異なるサブキャリア位置に存在するため、マルチパス干渉が存在して特定のキャリアが消失して復号困難な場合でも、別のサブキャリア位置における同一データが消失していなければ、そのサブキャリアのデータを利用して復調可能となり、周波数ダイバーシティ効果を得ることができる。
【０００８】
また、特許文献１においては、無線ＬＡＮにおける位相補正方法について、特許文献１の図１５に示している。ＯＦＤＭのサブキャリアにシンボル間に連続的に配置されたパイロット信号を基準として位相補正を行っている。また、特許文献１の図１２に示すように、１伝送フレームにおいて最初の基準シンボルを元に伝送路推定及び等化処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６９１１９号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Heejung Yu他２名、“Repetition Schemes for TGah”、2011年11月7日、ＩＥＥＥ、インターネット（ＵＲＬ：https://mentor.ieee.org/802.11/documents?is_group=00ah,11-11-1490-01-00ah-repetition-schemes-for-tgah.pptx）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献１は、伝送誤り耐性の一番高い方式であるＢＰＳＫ変調および繰り返し送信で３ｄＢの利得を得ているにもかかわらず、ＯＦＤＭサブキャリアに一定数しかないパイロット信号のみを用いて、特許文献１にあるような位相補正を行った場合に、低Ｃ／Ｎ状態において精度が低くなり、パケット誤りが発生してしまう。また特許文献１にあるような最初のシンボルを元に伝送路推定及び等化を行った場合に、１ｋｍという長距離伝送の場合、頻繁にフェージング環境が発生し得るため、繰り返し送信で３ｄＢの利得を得るだけではパケット誤りが発生してしまう。
【００１２】
本発明は、繰り返し伝送時に繰り返し信号を用いて位相補正、及び伝送路等化が可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点によれば、ＯＦＤＭを用いた無線通信装置であって、
同一のデータを複数回送信する繰り返し伝送符号化部を有し、
前記繰り返し伝送符号化部は、
繰り返し伝送信号が必ず送信ＯＦＤＭシンボルに挿入されている、
ことを特徴とする無線通信装置が提供される。
【００１４】
これにより、すくないパイロット信号でも低Ｃ／Ｎ状態で正しく位相補正が可能となる。
【００１５】
また、本発明は、
前記繰り返し伝送符号化部は、
繰り返し伝送信号が必ず送信ＯＦＤＭのパイロット信号を除く半分に挿入されている、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置である。
【００１６】
また、本発明は、
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、同一のデータからＯＦＤＭシンボル間の変動量を求め補正する、
ことを特徴とする無線通信装置である。
【００１７】
また、本発明は、
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、被繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するオリジナルシンボルデータ検出器と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するコピーシンボルデータ検出器と、前記オリジナルシンボルデータ検出器と前記コポーシンボルデータ検出器の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の位相差をサブキャリア単位で検出する位相変化演算器と、前記位相変化演算器の出力を入力とし、サブキャリア単位での位相誤差を平滑化する位相ずれ推定器と、前記位相ずれ推定器の出力と、前記高速フーリエ変換部の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の位相ずれを補正する位相補正器とを備え、パイロット信号に依存せず位相補正が可能なことを特徴とする無線通信装置である。
【００１８】
また、本発明は、
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、被繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するオリジナルシンボルデータ検出器と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するコピーシンボルデータ検出器と、前記オリジナルシンボルデータ検出器と前記コポーシンボルデータ検出器の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の位相差をサブキャリア単位で検出する位相変化演算器と、前記位相変化演算器の出力を入力とし、サブキャリア単位での位相誤差を平滑化する位相ずれ推定器と、既知ＯＦＤＭシンボルと同じ基準シンボルを発生させる基準シンボル発生器と、前記高速フーリエ変換器の出力と前記基準シンボル発生器の出力を入力とし、伝送路を推定する伝送路推定器と、
前記伝送路推定器の出力と、前記位相ずれ推定器の出力を入力とし、伝送路推定の精度を向上させる伝送路情報補正器と、前記伝送路情報補正器の出力と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、前記高速フーリエ変換器の出力を等化する等化器とを備え、
パイロット信号に依存せず位相補正が可能なことを特徴とする無線通信装置である。
【００１９】
また、本発明は、
同一のデータを複数回含むデータ耐性を向上させているＯＦＤＭ信号を、復調する無線通信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、被繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するオリジナルシンボルデータ検出器と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、繰り返しＯＦＤＭシンボルデータを検出し保持するコピーシンボルデータ検出器と、前記オリジナルシンボルデータ検出器と前記コポーシンボルデータ検出器の出力を入力とし、ＯＦＤＭシンボル間の
伝送路変化を演算する伝送路変化演算器と、前記伝送路変化演算器の出力を入力とし、サブキャリア方向に補間し伝送路変化を推定する伝送路変化推定器と、
既知ＯＦＤＭシンボルと同じ基準シンボルを発生させる基準シンボル発生器と、前記高速フーリエ変換器の出力と前記基準シンボル発生器の出力を入力とし、伝送路を推定する伝送路推定器と、
前記伝送路推定器の出力と、前記位相ずれ推定器の出力を入力とし、伝送路推定の精度を向上させる伝送路情報更新器と、前記伝送路情報更新器の出力と、前記高速フーリエ変換器の出力を入力とし、前記高速フーリエ変換器の出力を等化する等化器とを備え、
既知パイロット信号以外でも伝送路補正が可能なことを特徴とする無線通信装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、繰り返し伝送でデータ受信時の利得を３ｄＢ得ることが必要な低Ｃ／Ｎ伝送環境においても、少ないパイロット信号で正しく位相補正及び伝送路推定が各ＯＦＤＭシンボル単位で可能となり、安定した送受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における繰り返し伝送時の周波数、時間の２次元表現を示す図である。
【図３】オリジナルデータシンボルとコピーデータシンボルを横軸に同相(Ｉｎ−ｐｈａｓｅ)成分のＩ軸を、縦軸に直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）成分のＱ軸を取り、ＯＦＤＭシンボル間での位相変動を示す図である。
【図４】本発明の繰り返し伝送方法を示す図である。
【図５】本発明のOFDMシンボル繰り返し方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における受信システムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３における受信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態４における受信システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施形態１）
本実施の形態による通信技術について、基地局装置と１つあるいは複数の端末装置との間で、繰り返し伝送(ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ)による通信を行い、ＯＦＤＭシンボル間で繰り返し伝送のデータが必ず一つ以上含むように送信することで、ＯＦＤＭシンボル間で既知のデータが連続し復調動作が容易になるような通信システムを例として説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態における通信システムの概略構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態における通信システムでは、基地局装置１００からひとつあるいは複数の端末装置１０１〜１０２と通信する。
【００２４】
伝送方式として直交周波数分割多重(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing：ＯＦＤＭ)を用いた通信システムを例として説明するが、これに限られるものではない。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る繰り返し伝送方法を周波数、時間の２次元表現をしたものである。パイロットサブキャリアを除き、１サブキャリア間隔で１シンボル遅延させた伝送フォーマットとなる。１シンボル遅延させたサブキャリアでは基準シンボルを、１シンボル遅延させてないサブキャリアに対して、１シンボル多く挿入するものとする。このような処理をすることで、コピーデータシンボルがオリジナルデータシンボルに対して、シンボル毎に必ず半分のサブキャリア本数分挿入されることになる。コピーデータシンボルは、オリジナルデータシンボルのコピーとなるため、オリジナルデータシンボルを基準信号とみなすことが可能となる。つまり、本発明の第１の実施形態に係る繰り返し伝送方法であれば、簡単な処理でＯＦＤＭシンボル間で途切れることなく、連続して基準信号との差分を求めることが可能となる。パイロット信号のキャリア方向の位置、サブキャリア本数は例でありこれに限られるものではない。
【００２６】
最後のＯＦＤＭシンボルは、コピーシンボルをサブキャリアに追加してＯＦＤＭシンボルを形成してもよい。あるいは、最後のシンボルのみ繰り返し伝送を行わないことで、本発明を実施することでＯＦＤＭシンボルが１シンボル追加されることなく送信してもよい。図３で繰り返し伝送されたＯＦＤＭシンボルとオリジナルデータシンボルの差分情報により、シンボル間の変動を得る方法について説明する。
【００２７】
コピーデータシンボル５０１はオリジナルデータシンボル５０２のコピー信号であるため、オリジナルデータシンボル５０１とコピーデータシンボル５０２との差分が、ＯＦＤＭシンボル間における変動量となる。位相回転量５０３は、オリジナルデータシンボル５０１とコピーデータシンボル５０２との間のシンボル間位相変動量となり、これを補正することでＯＦＤＭシンボル間の位相補正が可能となる。高Ｃ／Ｎの状態であれば、少ないパイロット信号であっても位相回転の補正が可能であるが、低Ｃ／Ｎ状態であれば少ないパイロット信号ではばらつきが大きくなり補正の精度が悪くなる。あるいは、マルチパス等の伝送路状態であれば反射波の大きさ、位相によっては少ないパイロット信号が消失し、位相回転の補正ができなくなる。図２に示すような本発明の伝送フォーマットであれば、ＯＦＤＭシンボル間でサブキャリアの半分が既知信号からの差分を求めることが可能となり、低Ｃ／Ｎの状態であっても精度良くＯＦＤＭシンボル間の変動量をＯＦＤＭシンボル間連続して求めることが可能である。
【００２８】
なお、ここではオリジナルシンボルとコピーシンボルの差分情報として位相回転量を記載しているが、これに限られるものではなく、例えばオリジナルデータシンボルを基準シンボルとしてオリジナルデータシンボルからコピーデータシンボルでの伝送路情報の変化量を推定してもよい。
【００２９】
図４に本発明による繰り返し伝送方法の送信手順を示す。送信系列６０６は、スクランブラー６０１によって擬似ランダム信号に変換され、誤り訂正符号化６０２によって誤り訂正符号が付加される。繰り返し伝送符号化６０３によって図２に示すようなコピーデータシンボルが必ずサブキャリア本数の半分となるように繰り返し伝送符号化を行い、インターリーブ処理によって、シンボル単位、サブキャリア単位で入れ替えが行われる。その後、マッピング６０５によってサブキャリア変調が行われる。送信手順は一例であり、各処理を省いたり、順序を入れ替えてもよい。
【００３０】
図５に繰り返し伝送符号化６０３の符号化手順の一例についてフローチャートを用いて示す。ステップ１１０１では、入力された送信系列を誤り訂正符号化６０２より取得する。入力された送信系列は最後の基準シンボルである場合は（ステップ１１０２）、偶数サブキャリアの領域をコピーし保持する（ステップ１１０３）。最後の基準シンボルでない場合は（ステップ１１０２）、データシンボルのコピーデータシンボルを作成し保持する（ステップ１１０４）。送信データ系列の最初のデータシンボルである場合（ステップ１１０５）、OFDMシンボル間で繰り返し信号が必ず挿入されるようにステップ１１０３でコピーした基準シンボルと、最初のデータシンボルの奇数サブキャリアを交番配置し、OFDMシンボルを形成する（ステップ１１０６）。
【００３１】
最初のデータシンボルでない場合（ステップ１１０５）かつ、最後のデータシンボル（１１０７）である場合、繰り返し送信のためのコピーシンボルの偶数キャリアあるいは奇数キャリアよりOFDMシンボルを形成する。あるいは、コピーシンボルの全部のキャリアを用いてOFDMでシンボルを形成してもよい。最初のデータシンボルでない場合（ステップ１１０５）かつ、最後のデータシンボル（１１０７）でない場合、下記の処理（ステップ１１０９）を繰り返して、OFDMシンボルを構成する。
【００３２】
OFDMシンボル(1) = (コピーシンボル(1)奇数キャリア) ＋(オリジナルシンボル(2)偶数キャリア)
OFDMシンボル(2) =(オリジナルシンボル(2)奇数キャリア) ＋(コピーシンボル(2)偶数キャリア)
OFDMシンボル(3) =(コピーシンボル(2）奇数キャリア)  ＋ (オリジナルシンボル(3)偶数キャリア)
OFDMシンボル(4) =(オリジナルシンボル(3)奇数キャリア) + (コピーシンボル(3)偶数キャリア)
形成されたOFDMシンボルは順次インターリ−ブ６０４へ出力される。
【００３３】
こうすることによって、図２で示すようなシンボル毎に必ずコピーシンボルが半分配置されることにより、オリジナル信号を基準とすることができる。オリジナルシンボルとコピーシンボルの交番方法については、サブキャリア１本単位、サブキャリア複数単位で交番するようにサブキャリアを配置してもよい。
【００３４】
なお、パイロットキャリアを伝送路符号化６０３の処理中に挿入してもよい。
【００３５】
なお、上記の実施の形態では、繰り返し送信を１回、つまりオリジナルデータシンボルに対してコピーデータシンボル１個を再送するシステムについて記載しているが、１回に限られるものではなく、例えば、コピーデータシンボル３個、ｎ個を再送するシステムについても同様にＯＦＤＭシンボル間で連続させるように送信することで同様の効果を得ることが可能である。
【００３６】
また、図５で最後の基準シンボルであるか（１１０２）を判定するステップは、一例であり、データシンボル直前のOFDMシンボルであればよい。
【００３７】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施の形態による通信技術について説明する。本実施の形態においても、基地局装置と１つあるいは複数の端末装置との間で、繰り返し伝送(ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ)による通信を行い、ＯＦＤＭシンボル間で繰り返し伝送のデータが必ず一つ以上含むように送信することで、ＯＦＤＭシンボル間で既知のデータが連続し復調動作が容易になるような通信システムを例として説明する。
【００３８】
本発明のＯＦＤＭ復調器は、繰り返し伝送をされているＯＦＤＭ信号を入力して、位相変動による追従性、繰り返し信号を用いた位相ずれを検出することによって、低Ｃ／Ｎ状態、マルチパスによってパイロット信号が消失した場合においても安定した位相追従動作を可能としている。
【００３９】
図６に、第２の実施の形態によるＯＦＤＭ復調装置の構成を示す。図６において、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置は、Ａ／Ｄ変換器８０１と、直交検波器８０２と、高速フーリエ変換器８０３と、ＦＦＴ窓発生器８０４と、等化器８０５と、伝送路推定器８０６と、基準シンボル発生器８０７と、位相補正器８０８と、位相ずれ推定器８０９と、コピーデータ検出器８１０と、オリジナルデータ検出器８１１と、位相変化演算器８１２と、窓ずれ推定器８１３と、データ復調器８１４とを有する。
【００４０】
送信装置（図示せず）から送信されてくるＯＦＤＭ信号は、チューナ(図示せず)において受信され、チューナで適宜選択される中間周波数帯域の信号に変換される。中間周波数帯域に変換されたＯＦＤＭ信号は、Ａ／Ｄ変換器８０１に入力される。Ａ／Ｄ変換器８０１は、入力されるＯＦＤＭ信号を、時系列のデジタル信号に変換する。直交検波器８０２は、Ａ／Ｄ変換器８０１から出力されるデジタル信号を入力し、デジタル信号を直交検波することで基底周波数帯域の信号に変換する。この基底周波数帯域の信号は、高速フーリエ変換器８０３とＦＦＴ窓発生器８０４に入力される。ＦＦＴ窓発生器８０４は、の基底周波数帯域の信号のシンボルタイミングを検出し、その検出結果に基づいて、有効シンボルを取り出すための期間（有効シンボル期間）を高速フーリエ変換器８０３へ与える。高速フーリエ変換器８０３は、ＦＦＴ窓発生器８０４から与えられる有効シンボル期間に従って、基底周波数信号を各サブキャリアに分離、周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された各ＯＦＤＭシンボルは、等化器８０５、伝送路推定器８０６、に入力される。基準シンボル発生器８０７は、既知である基準シンボルの周波数領域の信号を発生する。伝送路推定器８０６は、基準シンボルの信号に基づいて、以下に示す手法によって、伝送路のインパルス応答である伝送路情報の推定を行う。
【００４１】
送信装置側から送信されてくる送信信号をｘ（ｔ）、受信装置が受信する受信信号をｒ（ｔ）、送信装置と受信装置との間の伝送路特性をｈ（ｔ）とすると、これらの信号には次のような関係がある。
【００４２】
Ｒ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）×Ｘ（ｋ）
ただし、Ｒ（ｋ），Ｈ（ｋ）およびＸ（ｋ）は、それぞれｒ（ｔ）、ｈ（ｔ）およびｘ（ｔ）をフーリエ変換した値である。
よって、伝送路特性Ｈ（ｋ）の推定は、送信信号Ｘ（ｋ）が既知であれば、次の式によって行うことができる。
【００４３】
Ｈ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）／Ｘ（ｋ）
そこで、伝送路推定器８０６は、受信信号の基準シンボルの信号を、基準シンボル発生器８０７で発生される信号で除算することで、伝送路特性Ｈ（ｋ）を推定することを行う。
【００４４】
今、送信装置側から送信されてくるデータシンボルの送信信号をＸｄａｔａ（ｋ）、ＯＦＤＭ復調装置が受信するデータシンボルの受信信号をＲｄａｔａ（ｋ）、送信装置とＯＦＤＭ復調装置との間の伝送路特性をＨ’（ｋ）とすると、これらの信号は、上記と同様に次のような関係となる。
【００４５】
Ｒｄａｔａ（ｋ）＝Ｈ’（ｋ）×  Ｘｄａｔａ（ｋ）
ここで、基準シンボルから推定された伝送路特性Ｈ（ｋ）がデータシンボルの伝送路特性Ｈ’（ｋ）とほぼ等しいとすれば、データシンボルの受信信号Ｒｄａｔａ（ｋ）を伝送路特性Ｈ（ｋ）で除算することで、データシンボルの送信信号Ｘｄａｔａ（ｋ）を再生することができることになる。よって、等化器８０５は、伝送路推定器８０６で推定された伝送路特性Ｈ（ｋ）で、データシンボルの受信信号Ｒｄａｔａ（ｋ）を除算することで、ＯＦＤＭ信号の等化を行う。
【００４６】
位相補正器８０８による位相補正動作について説明する。コピーシンボルデータ検出器８１０と、オリジナルシンボルデータ検出器８１１は、高速フーリエ変換器８０３の出力を入力とする。コピーシンボルデータ検出器８１０は、繰り返し伝送されているオリジナルシンボルデータからコピーされたサブキャリアを検出する。オリジナルシンボルデータ検出器８１１は、繰り返し伝送されているオリジナルシンボルデータを検出し、１ＯＦＤＭシンボル期間保持する。保持されたオリジナルシンボルデータ信号とオリジナルシンボルデータ信号からコピーされた信号を比較し、位相変化演算器８１２は、ＯＦＤＭシンボル間の位相変動量を算出する。位相ずれ推定器８０９は、位相変化演算器８１２より、各キャリア毎に算出した位相変化量を平滑化し、シンボル間の共通位相誤差（ＣｏｍｍｏｎＰｈａｓｅ Ｅｒｒｏｒ）として補正回転量を求める。位相補正器８０８は、位相ずれ推定器８０９の出力に応じて位相補正を行う。データ復調器８１４は、復調およびオリジナルシンボルデータとコピーシンボルデータの最大比合成を行い３ｄＢの利得を得る。窓ずれ検出器８１３は、位相回転に応じたシンボルタイミングずれを検出し、ＦＦＴ窓発生器８０４に信号をフィードバックすることによりＦＦＴ窓信号の発生タイミングを調整する。
【００４７】
これにより、第１の実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置及び復調方法は、繰り返し信号を用いた位相ずれを検出することによって、パイロット信号だけを用いた位相ずれ補正にたいして低Ｃ／Ｎ状態でより精度良く位相ずれ補正を行うことが可能であり、マルチパスによってパイロット信号が消失した場合においても安定した位相追従動作を可能としている。
【００４８】
なお、コピーシンボルデータ検出器８１０とオリジナルシンボルデータ検出器８１１への入力は、等化器８０５からの出力を用いても同様の効果を得ることが可能である。
【００４９】
（実施形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態におけるＯＦＤＭ信号復調装置の構成を示す。図７において、図６と同一部分には同一符号を付して示す。位相ずれ推定器８０９によって、各キャリア毎に算出した位相変化量を平滑化し、シンボル間の共通位相誤差を求め、伝送路情報補正器９０１は、８０９から出力される位相ずれＰ（ｋ）と伝送路推定器８０６から推定された伝送路情報Ｈ（ｋ）とを乗算して、補正された伝送路情報Ｈｐ（ｋ）を求める。
【００５０】
Ｈｐ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）×Ｐ（ｋ）
等化器８０５は、受信信号Ｒ（ｋ）をこの補正された伝送路情報Ｈｐ（ｋ）で除算することで、受信信号Ｒ（ｋ）の等化を行う。
【００５１】
これにより、第２の実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置及び復調方法は、繰り返し信号を用いた位相ずれを検出することによって、パイロット信号だけを用いた位相ずれ補正にたいして低Ｃ／Ｎ状態でより精度良く位相ずれ補正を行うことが可能であり、マルチパスによってパイロット信号が消失した場合においても安定した位相追従動作を可能としている。
【００５２】
なお、コピーシンボルデータ検出器８１０とオリジナルシンボルデータ検出器８１１への入力は、等化器８０５からの出力を用いても同様の効果を得ることが可能である。
【００５３】
（実施形態４）
図８は、本発明の第３の実施の形態におけるＯＦＤＭ信号復調装置の構成を示す。図８において、図６と同一部分には同一符号を付して示す。
【００５４】
伝送路情報更新器１００１による伝送路推定情報の更新方法について説明する。コピーシンボルデータ検出器８１０と、オリジナルシンボルデータ検出器８１１は、高速フーリエ変換器８０３の出力を入力とする。コピーシンボルデータ検出器８１０は、繰り返し伝送されているオリジナルデータからコピーされたサブキャリアを検出する。
【００５５】
オリジナルシンボルデータ検出器８１１は、繰り返し伝送されているオリジナルシンボルデータを検出し、１ＯＦＤＭシンボル期間保持する。保持されたオリジナルシンボルデータ信号を基準信号として、オリジナルシンボルデータ信号からコピーされた信号を除算する。つまり、オリジナルシンボルデータ信号をＯｄａｔａ（ｋ）、コピーシンボルデータ信号をＣｄａｔａ（ｋ）とすると、オリジナルシンボルデータ信号からコピーシンボルデータ信号での伝送路変化量ΔＨ（ｋ）は、
ΔＨ（ｋ）＝Ｃｄａｔａ（ｋ）/Ｏｄａｔａ（ｋ）
このΔＨ（ｋ）を入力として、伝送路変化推定器１００３は、キャリアフィルタＧ（ｋ）により内挿し、ＯＦＤＭシンボルの伝送路推定変化量を推定する。
【００５６】
伝送路情報更新器１００１は、伝送路推定器８０６から推定された伝送路情報Ｈ（ｋ）と伝送路推定変化量ΔＨ（ｋ）・Ｇ（ｋ）とを乗算して、補正された伝送路情報Ｈｈ（ｋ）を求める。
【００５７】
Ｈｈ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）・ΔＨ（ｋ）・Ｇ（ｋ）
等化器８０５は、受信信号Ｒ（ｋ）をこの補正された伝送路情報Ｈｈ（ｋ）で除算することで、受信信号Ｒ（ｋ）の等化を行う。
【００５８】
これにより、第４の実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置及び復調方法は、繰り返し信号を用いた伝送路変化量を推定することによって、フレームの基準シンボルだけで伝送路推定する場合に比べて、ＯＦＤＭシンボル毎に伝送路推定が可能となり、移動環境での受信、フェージング環境での受信を精度良く復調することが可能となる。
【００５９】
なお、コピーデータ検出器８１０とオリジナルデータ検出器８１１への入力は、等化器８０５からの出力を用いても同様の効果を得ることが可能である。
【００６０】
なお、オリジナルシンボルデータとコピーシンボルデータが１キャリア単位で交番配置することに限定するものではない。
【００６１】
また、実施の形態１〜４におけるＯＦＤＭ送信装置および受信装置の各構成要素は、集積回路であるＬＳＩで実現してもよい。このとき、各構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部もしくは全てを含むように１チップ化されてもよい。また、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限られるものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセサを利用してもよい。さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあげられる。
【００６２】
また、上記の核実施の形態で示した受信装置の動作の手順の少なくとも一部を受信プログラムに記載し、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）がメモリに記憶された当該プログラムを読み出して実行するようにしてもよいし、上記プログラムを記録媒体に保存して頒布等するようにしてもよい。
【００６３】
また、実施の形態１〜６のＯＦＤＭ送信装置および受信装置は、記載した送信処理もしくは受信処理の少なくとも一部を行う送信方法または受信方法を用いて実現してもよい。
【００６４】
また、実施の形態１〜６を実現する送信処理または受信処理の一部を行ういかなるＯＦＤＭ送信装置、送信方法、送信回路、受信装置、又は受信方法、又は受信回路、又はプログラムを組み合わせて実施の形態１〜６を実現してもよい。例えば、上記の各実施の形態で説明した受信装置の構成の一部を受信装置又は集積回路で実現し、その一部を除く構成が行う動作の手順を受信プログラムに記載し、例えばＣＰＵがメモリに記憶された当該プログラムを読み出して実行することによって実現してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本願発明は通信装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００  基地局装置
１０１〜１０２  第１〜第２までの端末装置
１０３  ＯＦＤＭ伝送信号
５０１  サブキャリア番号ｋのコピーデータシンボル
５０２  サブキャリア番号ｋのオリジナルデータシンボル
５０３  コピーデータシンボルとオリジナルデータシンボルの位相差
６０１  スクランブラー
６０２  誤り訂正符号化
６０３  繰り返し伝送符号化
６０４  インターリーブ
６０５  マッピング
６０６  送信系列
７０１  サブキャリア単位配置
７０２  コピーシンボル(1-2)
７０３  オリジナルシンボル(2-1)
７０４  ＯＦＤＭシンボル単位配置
７０５  コピーシンボル(2-1)
７０６  オリジナルシンボル(2-2)
７０７  コピーシンボル(2-2)
８０１  Ａ/Ｄ変換器
８０２  直交検波器
８０３  高速フーリエ変換器
８０４  ＦＦＴ窓発生器
８０５  等化器
８０６  伝送路推定器
８０７  基準シンボル発生器
８０８  位相補正器
８０９  位相ずれ推定器
８１０  コピーシンボルデータ検出器
８１１  オリジナルシンボルデータ検出器
８１２  位相変化演算器
８１３  窓ずれ推定器
８１４  データ復調器
９０１  伝送路情報補正器
１００１  伝送路情報更新器
【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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