(57)【要約】【課題】フレーム構造の問題点を回避しつつ、高い誤り訂正効果を維持することが可能なマルチキャリア通信装置及びその通信方法を提供する。【解決手段】送信機１は、誤り訂正符号化を行うＦＥＣエンコーダ部３、各データシンボル内で周波数拡散を行うブロックインタリーブ部５、時間軸拡散を行う送信パラレルＦＩＦＯ部６、サブキャリア毎にデータ変調を行う一次変調部７、データ変調に基づき各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調部８、ＢＢからＲＦに周波数変換するＢＢ−ＲＦ変換部９及び送信アンテナ１０を具備し、受信機２は、受信アンテナ１１、受信信号をＲＦからＢＢに周波数変換するＲＦ−ＢＢ変換部１２、受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離部１３、各サブキャリアからデータ復調するデータ復調部１４、時間軸で逆拡散を行う受信パラレルＦＩＦＯ部１７と、各データシンボル内で周波数逆拡散を行うブロック・デ・インタリーブ部１６と及び誤り訂正復号を行うＦＥＣデコーダ部１８を具備する。【選択図】  図１
2014053846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信部は、
送信データを入力し誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段による誤り訂正符号化後の送信データをサブキャリア毎に分割し、ブロックインタリーブ処理によって周波数拡散を行い、シリアル／パラレル変換によりサブキャリア毎に１ビットのデータを割り当て出力するブロックインタリーブ手段と、
前記ブロックインタリーブ手段からの出力に対し、ＦＩＦＯ処理によってサブキャリア毎に所定のビット遅延量を発生させる送信パラレルＦＩＦＯ手段と、
前記送信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された送信データをサブキャリア毎にデータ変調するデータ変調手段と、
前記データ変調手段によるデータ変調に基づき各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調手段と、
前記マルチキャリア変調手段から入力された変調信号をベースバンドからＲＦに周波数変換する第１の周波数変換手段と、
を具備し、
受信部は、
受信信号をＲＦからベースバンドに周波数変換する第２周波数変換手段と、
前記第２周波数変換手段から入力された受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離手段と、
前記マルチキャリア分離手段から入力された受信信号をサブキャリア毎にデータ復調するデータ復調手段と、
前記データ復調手段から入力されたサブキャリア毎の復調データの所定のビット遅延量を相殺するようＦＩＦＯ処理によって遅延を発生させる受信パラレルＦＩＦＯ手段と、
前記受信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された受信データをパラレル／シリアル変換し、ブロック・デ・インタリーブ処理により周波数逆拡散を行い、元の送信ビット順に戻すブロック・デ・インタリーブ手段と、
前記ブロック・デ・インタリーブ手段から入力された受信データの誤り訂正復号を行う誤り訂正復号手段と、
を具備することを特徴とするマルチキャリア通信装置。
【請求項２】
送信部は、
送信データを入力し誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化ステップと、
前記誤り訂正符号化手段による誤り訂正符号化後の送信データをサブキャリア毎に分割し、ブロックインタリーブ処理によって周波数拡散を行い、シリアル／パラレル変換によりサブキャリア毎に１ビットのデータを割り当て出力するブロックインタリーブステップと、
前記ブロックインタリーブ手段からの出力に対し、ＦＩＦＯ処理によってサブキャリア毎に所定のビット遅延量を発生させる送信パラレルＦＩＦＯステップと、
前記送信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された送信データをサブキャリア毎にデータ変調するデータ変調ステップと、
前記データ変調手段によるデータ変調に基づき各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調ステップと、
前記マルチキャリア変調手段から入力された変調信号をベースバンドからＲＦに周波数変換する第１の周波数変換ステップと、
を具備し、
受信部は、
受信信号をＲＦからベースバンドに周波数変換する第２周波数変換ステップと、
前記第２周波数変換手段から入力された受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離ステップと、
前記マルチキャリア分離手段から入力された受信信号をサブキャリア毎にデータ復調するデータ復調ステップと、
前記データ復調手段から入力されたサブキャリア毎の復調データの所定のビット遅延量を相殺するようＦＩＦＯ処理によって遅延を発生させる受信パラレルＦＩＦＯステップと、
前記受信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された受信データをパラレル／シリアル変換し、ブロック・デ・インタリーブ処理により周波数逆拡散を行い、元の送信ビット順に戻すブロック・デ・インタリーブステップと、
前記ブロック・デ・インタリーブ手段から入力された受信データの誤り訂正復号を行う誤り訂正復号ステップと、
を具備することを特徴とするマルチキャリア通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency
Division Multiplexing）方式により変調された信号を送受信するマルチキャリア通信装置に関し、送信データにおけるフレーム構造の問題点を回避しつつ、高い誤り訂正効果を維持することが可能なマルチキャリア通信装置及びその通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のマルチキャリア通信装置の構成を示すブロック図である。従来のマルチキャリア通信装置は、送信機１００と受信機１０１とで構成される。
また、送信機１００は、送信データを入力し誤り訂正符号化を行うＦＥＣ（Forward
Error Correction）エンコーダ部１０２、時間及び周波数拡散を行うブロックインタリーブ部１０３、サブキャリア毎にデータ変調を行う一次変調部１０４、データ変調に基づいて各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調部１０５、ベースバンド（ＢＢ）からＲＦに周波数変換するＢＢ−ＲＦ変換部１０６及び送信アンテナ１０７を具備する。
【０００３】
また、受信機１０１は、受信アンテナ１０８、受信信号をＲＦからベースバンド（ＢＢ）に周波数変換するＲＦ−ＢＢ変換部１０９、受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離部１１０、各サブキャリアからデータ復調するデータ復調部１１１、サブキャリア毎に復調された復調データを逆拡散するブロック・デ・インタリーブ部１１２及び誤り訂正復号を行うＦＥＣ（Forward Error Correction）デコーダ部１１３を具備する。
ＯＦＤＭ方式のマルチキャリア通信装置では、誤り訂正符号として、一般的に畳み込み符号が使われる。畳み込み符号は、ランダム誤りに対して優れた誤り訂正能力を持つが、バースト誤りには適していない。
一方、移動無線通信においては、無線伝搬路の瞬時変動により特にバースト誤りが支配的となる。
そこで、移動無線通信では、符号化後のビットデータに対し、周波数軸及び時間軸で拡散するブロックインタリーブ処理によってバースト誤りパターンをランダム誤りパターンに変換することが有効であり、高い誤り訂正能力を発揮できる。高い誤り訂正能力を得るためには、特に時間方向での拡散が有効であり、伝搬路変動周期より長い周期での時間拡散が必要となる。
【０００４】
本発明に関連する従来技術として、特許文献１には、ＯＦＤＭ変調方式により変調された信号を受信する受信装置に関し、特に、簡易な構成により精度よく、受信信号のフレーム位置を検出する受信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８８７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４は、従来のマルチキャリア通信装置の送信フレームの構成の一例を示す図である。
特許文献１にも同様の記載があるように、従来のマルチキャリア通信装置の送信フレームは、１フレームが同期シンボルとＮシンボル（Ｎは１０以上）のデータシンボルとで構成され、当該フレームを周期的に送信する構成となっている。
図４に示す送信フレーム構成の場合、長い周期での時間拡散が必要であり、複数のデータシンボルに跨ったインタリーブサイズが要求され、受信側でデ・インタリーブ処理を行うためにはフレームに同期した、フレーム単位での処理が必要である。
そのため、フレーム同期用にフレーム周期での同期シンボル(あるいは同期ビットパターン)が必須となる。
つまり、図４のようなフレーム構成を取ることによって以下の問題点が発生する。
（１）フレームタイミングの検出性能の如何によって見逃しの危険性がある。また、付加的処理が必要になる。
（２）同期シンボル挿入による送信情報量の低下を招く。（（１）の性能をあげるため、同期シンボル数の増加が必要となればさらに低下する可能性がある。）
（３）受信開始時間の遅延が生じる。（フレームの頭から受信しなければ復調できないため、フレームサイズが大きくなれば遅延大。）
【０００７】
そこで、上記課題を解決するためには、図５に示すようなフレーム構造を持たない送信データ構成が望ましい。しかし、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア変調の１シンボル内インタリーブでは、時間軸拡散ができず、伝搬路変動によるバースト誤りをランダム誤りに変換することができないため、誤り訂正の効果が得られないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、送信データにおけるフレーム構造の問題点を回避しつつ、高い誤り訂正効果を維持することが可能なマルチキャリア通信装置及びその通信方法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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るマルチキャリア通信装置は、送信部は、送信データを入力し誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段と、前記誤り訂正符号化手段による誤り訂正符号化後の送信データをサブキャリア毎に分割し、ブロックインタリーブ処理によって周波数拡散を行い、シリアル／パラレル変換によりサブキャリア毎に１ビットのデータを割り当て出力するブロックインタリーブ手段と、前記ブロックインタリーブ手段からの出力に対し、ＦＩＦＯ処理によってサブキャリア毎に所定のビット遅延量を発生させる送信パラレルＦＩＦＯ手段と、前記送信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された送信データをサブキャリア毎にデータ変調するデータ変調手段と、前記データ変調手段によるデータ変調に基づき各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調手段と、前記マルチキャリア変調手段から入力された変調信号をベースバンドからＲＦに周波数変換する第１の周波数変換手段と、を具備し、受信部は、受信信号をＲＦからベースバンドに周波数変換する第２周波数変換手段と、前記第２周波数変換手段から入力された受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離手段と、前記マルチキャリア分離手段から入力された受信信号をサブキャリア毎にデータ復調するデータ復調手段と、前記データ復調手段から入力されたサブキャリア毎の復調データの所定のビット遅延量を相殺するようＦＩＦＯ処理によって遅延を発生させる受信パラレルＦＩＦＯ手段と、前記受信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された受信データをパラレル／シリアル変換し、ブロック・デ・インタリーブ処理により周波数逆拡散を行い、元の送信ビット順に戻すブロック・デ・インタリーブ手段と、前記ブロック・デ・インタリーブ手段から入力された受信データの誤り訂正復号を行う誤り訂正復号手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明に係るマルチキャリア通信方法は、送信部は、  送信データを入力し誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化ステップと、前記誤り訂正符号化手段による誤り訂正符号化後の送信データをサブキャリア毎に分割し、ブロックインタリーブ処理によって周波数拡散を行い、シリアル／パラレル変換によりサブキャリア毎に１ビットのデータを割り当て出力するブロックインタリーブステップと、前記ブロックインタリーブ手段からの出力に対し、ＦＩＦＯ処理によってサブキャリア毎に所定のビット遅延量を発生させる送信パラレルＦＩＦＯステップと、前記送信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された送信データをサブキャリア毎にデータ変調するデータ変調ステップと、前記データ変調手段によるデータ変調に基づき各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調ステップと、前記マルチキャリア変調手段から入力された変調信号をベースバンドからＲＦに周波数変換する第１の周波数変換ステップと、を具備し、  受信部は、受信信号をＲＦからベースバンドに周波数変換する第２周波数変換ステップと、前記第２周波数変換手段から入力された受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離ステップと、前記マルチキャリア分離手段から入力された受信信号をサブキャリア毎にデータ復調するデータ復調ステップと、前記データ復調手段から入力されたサブキャリア毎の復調データの所定のビット遅延量を相殺するようＦＩＦＯ処理によって遅延を発生させる受信パラレルＦＩＦＯステップと、前記受信パラレルＦＩＦＯ手段から入力された受信データをパラレル／シリアル変換し、ブロック・デ・インタリーブ処理により周波数逆拡散を行い、元の送信ビット順に戻すブロック・デ・インタリーブステップと、前記ブロック・デ・インタリーブ手段から入力された受信データの誤り訂正復号を行う誤り訂正復号ステップと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、送信データにおけるフレーム構造の問題点を回避しつつ、高い誤り訂正効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るマルチキャリア通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のマルチキャリア通信装置におけるインタリーブ部４とデ・インタリーブ部１５での処理を説明するための図である。（ａ）は、データ送信時のインタリーブ部４での処理を説明するための図である。（ｂ）は、データ受信時のデ・インタリーブ部１５での処理を説明するための図である。
【図３】従来のマルチキャリア通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のマルチキャリア通信装置の送信フレームの構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の送信データの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１に係るマルチキャリア通信装置について、図１、図２及び図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係るマルチキャリア通信装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、図１のマルチキャリア通信装置におけるインタリーブ部４とデ・インタリーブ部１５での処理を説明するための図である。また、図５は、本発明の送信データの構成例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の実施形態１のマルチキャリア通信装置は、送信機１と受信機２とで構成される。
また、送信機１は、送信データを入力し誤り訂正符号化を行うＦＥＣ（Forward
Error Correction）エンコーダ部３、インタリーブ部４、サブキャリア毎にデータ変調を行う一次変調部７、データ変調に基づいて各サブキャリアを変調合成するマルチキャリア変調部８、ベースバンド（ＢＢ）からＲＦに周波数変換するＢＢ−ＲＦ変換部９及び送信アンテナ１０を具備する。
また、受信機２は、受信アンテナ１１、受信信号をＲＦからベースバンド（ＢＢ）に周波数変換するＲＦ−ＢＢ変換部１２、受信信号をサブキャリア毎に分離するマルチキャリア分離部１３、各サブキャリアからデータ復調するデータ復調部１４、デ・インタリーブ部１５及び誤り訂正復号を行うＦＥＣ（Forward Error Correction）デコーダ部１８を具備する。
【００１５】
また、送信機１のインタリーブ部４は、図５に示す送信データの各データシンボル内で周波数拡散を行うブロックインタリーブ部５と、時間軸拡散を行う送信パラレルＦＩＦＯ部６とで構成される。
また、受信機２のデ・インタリーブ部１５は、時間軸で逆拡散を行う受信パラレルＦＩＦＯ部１７と、受信データの各データシンボル内で周波数逆拡散を行うブロック・デ・インタリーブ部１６とで構成される。
【００１６】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態１のマルチキャリア通信装置におけるインタリーブ部４とデ・インタリーブ部１５での処理を詳細に説明する。
なお、図２において、Ｔｓは１シンボル時間、サブキャリア数Ｎ＝１２、一次変調部７では１ビット／サブキャリアで変調を行うものとする。また、各ブロック内の数字は送信ビット順を示す。
【００１７】
図２（ａ）は、データ送信時のインタリーブ部４での処理を説明するための図である。
ＦＥＣエンコーダ部３で誤り訂正符号化された送信データは、ブロックインタリーブ部５において、サブキャリア数Ｎ（＝１２）単位に分割し、ブロックインタリーブ処理によって周波数拡散を行い、シリアル／パラレル変換（Ｓ／Ｐ変換）によりサブキャリア毎に１ビットのデータを割り当て、送信パラレルＦＩＦＯ部６に入力される。
送信パラレルＦＩＦＯ部６では、サブキャリア毎に所定のビット遅延量を与えるＦＩＦＯ（First-In
First-Out）処理によって時間拡散された出力データが得られる。図２において、ビット遅延量は１Ｔｓ相当で与えているが、１Ｔｓ以上で与えることにより遅い伝搬路変動周期に対応させることが可能である。例えは、遅延をｍＴｓ単位とすれば、ｍＮＴｓの範囲で時間拡散が可能となる。ただしその分受信遅延は拡大する。
【００１８】
図２（ｂ）は、データ受信時のデ・インタリーブ部１５での処理を説明するための図である。
データ復調部１４から、サブキャリア毎に復調された受信データが受信パラレルＦＩＦＯ部１７に入力される。
受信パラレルＦＩＦＯ部１７では、サブキャリア毎に所定のビット遅延量が与えられた受信データからＦＩＦＯ処理によって時間逆拡散された出力データが得られる。ここで設定するビット遅延量は、送信パラレルＦＩＦＯ部６とは逆の設定とすることにより、送信機１で与えられたサブキャリア毎の遅延差を相殺する。
ブロック・デ・インタリーブ部１６では、受信パラレルＦＩＦＯ部１７からの出力に対し、パラレル／シリアル変換（Ｐ／Ｓ変換）を行い、ブロック・デ・インタリーブ処理によって周波数逆拡散を行い、元の送信ビット順に戻し、ＦＥＣデコーダ部１８へ出力する。
【００１９】
以上説明したように、本発明のマルチキャリア通信装置では、バースト誤りの時間軸拡散及び周波数拡散が可能となり、高い誤り訂正効果を維持しつつ、図５のようにフレーム構造を持たない送信データ構成をとる事が可能となる。
【符号の説明】
【００２０】
１：送信機、２：受信機、３：ＦＥＣエンコーダ部、４：インタリーブ部、５：ブロックインタリーブ部、６：送信パラレルＦＩＦＯ部、７：一次変調部、８：マルチキャリア変調部、９：ＢＢ−ＲＦ変換部、１０：送信アンテナ、１１：受信アンテナ、１２：ＲＦ−ＢＢ変換部、１３：マルチキャリア分離部、１４：データ復調部、１５：デ・インタリーブ部、１６：ブロック・デ・インタリーブ部、１７：受信パラレルＦＩＦＯ部、１８：ＦＥＣデコーダ部、１００：送信機、１０１：受信機、１０２：ＦＥＣエンコーダ部、１０３：ブロックインタリーブ部、１０４：一次変調部、１０５：マルチキャリア変調部、１０６：ＢＢ−ＲＦ変換部、１０７：送信アンテナ、１０８：受信アンテナ、１０９：ＲＦ−ＢＢ変換部、１１０：マルチキャリア分離部、１１１：データ復調部、１１２：ブロック・デ・インタリーブ部、１１３：ＦＥＣデコーダ部。
【図１】
2014053846.tif 000003
【図２】
2014053846.tif 000004
【図３】
2014053846.tif 000005
【図４】
2014053846.tif 000006
【図５】
2014053846.tif 000007