(57)【要約】【課題】マルチキャリアを使用する無線通信システムにおいて、特定数のサブキャリアを一つのグループとして、サブキャリアグループ毎に使用／不使用とする機能を有した場合、受信側ではパイロットサブキャリアが歯抜けの状態となり、従来の線形補間の適用が困難となる。【解決手段】本発明の無線通信装置は、直交周波数分割多重方式のサブキャリアを使用する無線通信装置であって、複数のサブキャリアを１つのサブキャリアグループにまとめるサブキャリアグループ生成手段と、サブキャリアグループの使用又は不使用を判定するサブキャリアグループ判定手段を有し、サブキャリアグループ判定手段はサブキャリアグループの電力と所定の閾値により判定することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重方式のサブキャリアを使用する送信装置および受信装置で構成された無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、所定の数のサブキャリアを１つのサブキャリアグループにまとめるサブキャリアグループ生成手段と、前記サブキャリアグループをグループ単位での送信有効または無効を選択するサブキャリアグループ制御手段と、前記サブキャリアグループ制御の情報を送信フレームに付加するサブキャリアグループ情報付加手段と、パイロットサブキャリア付加手段を備え、
前記受信装置は、前記パイロットサブキャリアの抽出手段と、前記サブキャリアグループ使用情報の取得手段と、取得した前記サブキャリアグループ使用情報から隣接するパイロットサブキャリアの使用判定手段と、隣接する前記抽出したパイロットサブキャリア間を用いた送受信間のチャネル応答の推定手段と、前記抽出したパイロットサブキャリアを当該前記サブキャリアグループの送受信間チャネル応答の推定値を代表値にする手段を備え、
前記隣接するパイロットサブキャリアの使用判定結果を用いて、前記隣接するパイロットサブキャリアを用いたチャネル応答推定値と、前記パイロットサブキャリアを代表値としたチャネル応答推定値を選択することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、
サブキャリア電力算出手段と、サブキャリアグループ毎の総和算出手段と、前記サブキャリア電力の総和と所定の閾値とを比較する比較手段を備え、
サブキャリアグループ使用情報は、前記比較手段の結果から取得することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
直交周波数分割多重方式のサブキャリアを使用する無線通信装置において、
複数のサブキャリアを１つのサブキャリアグループにまとめるサブキャリアグループ生成手段と、前記サブキャリアグループの使用又は不使用を判定するサブキャリアグループ判定手段を有し、
前記サブキャリアグループ判定手段は、サブキャリアグループの電力と所定の閾値により判定する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】
本発明は、無線通信装置および無線通信システムに関し、特にＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）方式のサブキャリアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マルチキャリア無線通信装置では、送信フレームの主に先頭に付加された既知のプリアンブル信号や、特定のサブキャリア(以下、サブキャリア)間隔毎データシンボルに付加された振幅や位相が既知のパイロットサブキャリアを用いて送受信間のチャネルを推定し、それを使った等化処理を施しデータを復調する。チャネル応答の推定は、例えば、パイロットサブキャリア間の線形補間による。
【０００３】
パイロットキャリアの受信レベルが瞬時に低下したときに、このパイロットキャリアを補間・補外したパイロットキャリアに置換することで、無線通信装置のチャネル特性の推定誤差を減少させ、データキャリアの信号品質を向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、４シンボル推定方式と全キャリア方式を変調誤差比（ＭＥＲ）の比較により、伝送路の状況に応じた伝送路特性推定方式を選択する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９４０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１１８３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マルチキャリアを使用する無線通信システムにおいて、一つのサブキャリアグループは１本のパイロットサブキャリアと１本以上のデータサブキャリアで構成している。このため、特定数のサブキャリアを一つのグループ（以下、サブキャリアグループ）として、サブキャリアグループ毎に使用／不使用とする機能を有した場合、受信側ではパイロットサブキャリアが歯抜けの状態となり、従来の線形補間の適用が困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無線通信システムは、直交周波数分割多重方式のサブキャリアを使用する送信装置および受信装置で構成された無線通信システムであって、送信装置は所定の数のサブキャリアを１つのサブキャリアグループにまとめるサブキャリアグループ生成手段と、サブキャリアグループをグループ単位での送信有効または無効を選択するサブキャリアグループ制御手段と、前記サブキャリアグループ制御の情報を送信フレームに付加するサブキャリアグループ情報付加手段と、パイロットサブキャリア付加手段を備え、受信装置は、パイロットサブキャリアの抽出手段と、サブキャリアグループ使用情報の取得手段と、取得したサブキャリアグループ使用情報から隣接するパイロットサブキャリアの使用判定手段と、隣接する抽出したパイロットサブキャリア間を用いた送受信間のチャネル応答の推定手段と、前記抽出したパイロットサブキャリアをサブキャリアグループの送受信間チャネル応答の推定値を代表値にする手段を備え、隣接するパイロットサブキャリアの使用判定結果を用いて、隣接するパイロットサブキャリアを用いたチャネル応答推定値と、パイロットサブキャリアを代表値としたチャネル応答推定値を選択することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の無線通信システムは、上述の無線通信システムであって、サブキャリア電力算出手段と、サブキャリアグループ毎の総和算出手段と、サブキャリア電力の総和と所定の閾値とを比較する比較手段を備え、サブキャリアグループ使用情報は比較手段の結果から取得することを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の無線通信装置は、直交周波数分割多重方式のサブキャリアを使用する無線通信装置であって、複数のサブキャリアを１つのサブキャリアグループにまとめるサブキャリアグループ生成手段と、サブキャリアグループの使用又は不使用を判定するサブキャリアグループ判定手段を有し、サブキャリアグループ判定手段はサブキャリアグループの電力と所定の閾値により判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、送信フレームにサブキャリアグループ使用情報を付加し、受信側でそれを取得し、チャネル応答推定に適用することで、不使用のサブキャリアグループが存在するデータフレームに対して、チャネル応答推定誤差を軽減させ、受信性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施形態を説明するための無線通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の第一の実施形態であるチャネル応答推定部を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の第一の実施形態におけるチャネル応答推定を説明するための図である。
【図５】本発明の第二の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図６】本発明の第一の実施形態を説明するための周波数スペクトラムの一例を説明するための図である。
【図７】本発明の第三の実施形態であるサブキャリアグループ使用／不使用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の第一の実施形態を図１で説明する。図１は本発明の第一の実施形態を説明するための無線通信システムのブロック図である。
【００１２】
図１において、送信装置１０は、伝送データ処理部１１、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ逆変換）演算部１２、送信部１３、アンテナ１４を備えている。送信部１３は、送出する送信フレームにサブキャリアグループ使用情報を付加する。
受信装置２０は、アンテナ２１、受信部２２、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）演算部１０１、チャネル応答推定部１０２、等価部１０３、復調部１０４、サブキャリア（ＳＣ）グループ使用情報取得部１０５を備えている。
送信装置１０の伝送データは、伝送データ処理部１１でデータ処理され、ＩＦＦＴ演算部１２でＯＦＤＭ変調され、送信部１３からアンテナ１４を介して電波３０として送出される。
送出された電波３０は、受信装置２０のアンテナ２１を介して受信部２２で受信され、ＦＦＴ演算部１０１でＯＦＤＭ復調され、等化部１０３で等化演算され、復調部１０４で復調されて受信データ（伝送データ）として出力される。
【００１３】
次に、本発明の第一の実施形態の詳細な動作について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施例を説明するためのブロック図である。
ＦＦＴ演算部１０１は受信時間信号ｙ（ｍ，ｎ）を受信周波数信号Ｙ（ｍ，ｋ）に変換し、チャネル応答推定部１０２と等化部１０３に出力する。
チャネル応答推定部１０２は受信周波数信号Ｙ（ｍ，ｋ）からパイロットサブキャリアＹｐ（ｍ，ｋ）を抽出し、サブキャリアグループ使用情報を用いて、送受信間のチャネル応答を推定し、推定結果Ｈ’（ｍ，ｋ）を等化部１０３に出力する。チャネル応答推定部１０２について、図３を用いて説明する。
【００１４】
図３は、本発明の第一の実施形態であるチャネル応答推定部を説明するためのブロック図である。
図３に本発明のチャネル応答推定部１０２の構成を示す。チャネル応答推定部１０２は、パイロットサブキャリア抽出部２０１と、線形補間部２０２と、０次ホールド部２０３と、サブキャリア使用情報解析部２０４と信号選択部２０５とを備える。
【００１５】
次に、チャネル応答推定部１０２の動作概要を、図４を用いて説明する。図４は本発明の第一の実施形態におけるチャネル応答推定を説明するための図である。
図４において、周波数内挿は線形補間、０次ホールドによる結果をそれぞれ算出し、パイロットサブキャリアの有無(当該サブキャリアグループの使用／不使用)により、結果を選択して出力する。算出しようとするパイロットサブキャリア間において両パイロットサブキャリアが存在する場合は線形補間を図４（Ｃ）に示し、それ以外である図４（Ａ）（Ｂ）は当該サブキャリアグループをパイロットサブキャリア値で代表する０次ホールドである。
【００１６】
図３のパイロットサブキャリア抽出部２０１は、受信周波数信号Ｙ（ｍ，ｋ）からパイロットサブキャリアＹｐ（ｍ，ｋ）を抽出し、線形補間部２０２、０次ホールド部２０３に出力する。なお、パイロットサブキャリア以外のサブキャリアは０に置換する。
線形補間部２０２は、両パイロットサブキャリア間の傾きを算出し、両パイロットサブキャリア間の１次線形補間を行った値Ｈｉ’（ｍ，ｋ）を信号選択部２０５に出力する。
０次ホールド部２０３は、当該サブキャリアグループのチャネルをパイロットサブキャリアで代表したＨｈ’（ｍ，ｋ）を信号選択部２０５に出力する。
サブキャリア（ＳＣ）使用情報解析部２０４は、入力されたサブキャリアグループ使用情報ＳＣＧ（ｐ）を解析し、各隣接パイロットサブキャリアの使用／不使用から、例えば、隣接するパイロットサブキャリアが両方とも使用の場合は“１”を、それ以外の場合は“０”とする選択信号ＳＥＬ（ｋ）を信号選択部２０５に出力する。
【００１７】
信号選択部２０５は、選択信号ＳＥＬ（ｋ）により入力信号Ｈｉ’（ｍ，ｋ）、Ｈｈ’（ｍ，ｋ）のどちらかを選択し、チャネル応答推定結果Ｈ’（ｍ，ｋ）として等化部１０３に出力する。選択は、例えば、隣接するパイロットサブキャリアが両方とも使用の場合を“１”とし、それ以外を“０”とする場合、数式１のように表される。
【数１】
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図２の等化部１０３は入力された受信周波数信号Ｙ（ｍ，ｋ）と入力されたチャネル応答推定結果Ｈ’（ｍ，ｋ）を用いて等化し、等化後信号Ｈ’（ｍ，ｋ）を復調部１０４に出力する。等化は、例えば、数式２による。
【数２】
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復調部１０４は等化後信号Ｈ’（ｍ，ｋ）を送信元データｓ’（ｍ，ｄ）に復調し、サブキャリアグループ使用情報取得部１０５へ出力する。
サブキャリアグループ情報取得部１０５は送信フレームのプリアンブルまたはヘッダ、あるいはそれらに準じるものからサブキャリアグループ使用情報ＳＣＧ（ｐ）を取得し、チャネル応答推定部１０２へ出力する。
【００１８】
図５に本発明の第二の実施形態として、ＯＦＤＭ無線通信システムの受信装置の構成を示す。本構成はＦＦＴ演算部１０１と、チャネル応答の推定部１０２と、等化部１０３と、復調部１０４と、サブキャリアグループ使用／不使用判定部３０１とを備える。ＦＦＴ演算部１０１と、チャネル応答推定部１０２と、等化部１０３と、復調部１０４は、第一の実施形態と同一であるため説明は省略する。
【００１９】
第二の実施形態は、第一の実施形態において、復調の処理が長遅延となり、サブキャリアグループ使用情報のフィードバックによる取得が間に合わないなどの場合を想定している。
第二の実施形態では、サブキャリアグループ使用情報をサブキャリア電力またはサブキャリアグループ電力の値から、サブキャリアグループ使用／不使用の判断を行う。
サブキャリアグループ使用／不使用判定部３０１は、１つのサブキャリアグループのサブキャリア電力の総和を算出して、それが所定の閾値と比較し、閾値より小さい場合は不使用サブキャリアグループとし、それ以外は使用サブキャリアグループとする。
【００２０】
サブキャリア使用／不使用判定部３０１は、サブキャリアグループ電力算出部４０１と閾値判定部４０２とを備える。
次にサブキャリア使用／不使用判定部３０１の動作概要を図６を用いて説明する。図６（Ａ）に占有帯域内における全サブキャリアグループを使用した場合のスペクトラムの例を、図６（Ｂ）にあるサブキャリアグループを不使用とした場合のスペクトラムを示す。このような状況下において、例えば、図６（Ｃ）に示すような閾値を設け、閾値を下回るサブキャリアグループを不使用と判定する。
【００２１】
図５のサブキャリアグループ電力算出部４０１は、当該サブキャリアグループのサブキャリア電力の総和を算出し、閾値判定部４０２へ出力する。当該サブキャリアグループのサブキャリア電力の総和Ｐｓｃｇ（ｇ）は、例えば、１サブキャリアグループのサブキャリア数をＫｇ、サブキャリアグループ番号をｇ、サブキャリアｋにおけるサブキャリア電力をＰ（ｋ）とした場合、数式３による。
【数３】
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閾値判定部４０２は、サブキャリアグループ電力Ｐｓｃｇ（ｇ）と閾値Ｐｔｈｒを用いて閾値比較判定を行い、判定結果ＳＣＧ（ｋ）をチャネル応答推定部１０２へ出力する。閾値判定は、例えば、数式４による。
【数４】
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【００２２】
次に図７を用いて、数式４を送信装置１０に適用した場合について説明する。図７は本発明の第三の実施形態であるサブキャリアグループ使用／不使用を説明するための図である。
図７において、例えば、１つのサブキャリアグループの使用／不使用は、数式４で判定し、送信する。
このように１つのサブキャリアグループの使用／不使用を送信時に選別することにより、受信装置２０の受信性能を向上させることができる。
【００２３】
本発明によれば、送信フレームにサブキャリアグループ使用情報を付加し、受信側でそれを取得し、チャネル応答推定に適用することで、不使用のサブキャリアグループが存在するデータフレームに対して、チャネル応答推定誤差を軽減させ、受信性能を向上させることができる。
【００２４】
以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信装置および無線通信システムに限定されるものではなく、上記以外の無線通信装置および無線通信システムに広く適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２５】
１０：送信装置、１１：伝送データ処理部、１２：ＩＦＦＴ演算部、１３：送信部、１４，２１：アンテナ、２０：受信装置、２２：受信部、１０１：ＦＦＴ演算部、１０２：チャネル応答推定部、１０３：等化部、１０４：復調部、１０５：ＳＣグループ使用情報取得部、２０１：パイロットＳＣ抽出部、２０２：線形補間部、２０３：０次ホールド部、２０４：ＳＣ使用情報解析部、２０５：信号選択部、３０１：ＳＣグループ使用／不使用判定部、４０１：ＳＣグループ電力算出部、４０２：閾値判定部。
【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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