(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データシンボルとヌルシンボルの位置を定める互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを有し、マルチキャリア伝送に用いられる複数のサブキャリアと１シンボルに応じて定まる時間を単位とする時系列とで定義される２次元空間において、前記単位パターンの大きさに区切られた前記２次元空間の部分のそれぞれに１つの前記単位パターンを配置し、前記互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを組み合わせて前記２次元空間のヌルシンボルの配置パターンを決定するヌルシンボルマップ部と、
前記２次元空間において、前記ヌルシンボルの配置パターンに応じて定まるそれぞれのサブキャリアのデータシンボルの位置に送信データを割り当てるサブキャリアマップ部と、
前記サブキャリアのそれぞれに割り当てられた前記送信データを変調してデータシンボルを生成し、前記ヌルシンボルの配置パターンに応じて定まる前記サブキャリアのそれぞれのヌルシンボルの位置に電力が０のヌルシンボルを割り当てて、それぞれの前記サブキャリアの送信シンボルを生成する変調部と、
前記変調部で生成された送信シンボルに基づいてベースバンド信号を出力するベースバンド部と、
初期値に基づいて擬似ランダム系列を生成するランダム系列生成器と、を備え、
前記ヌルシンボルマップ部は、前記擬似ランダム系列に基づいて前記単位パターンを組み合わせて前記ヌルシンボルの配置パターンを決定する、
ことを特徴とする送信器。
【請求項２】
前記ヌルシンボルマップ部は、伝送速度に応じて前記ヌルシンボルの配置パターンの決定に用いる単位パターンを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の送信器。
【請求項３】
ベースバンド信号からマルチキャリア伝送で用いられる複数のサブキャリアのそれぞれの受信シンボルを取得するベースバンド部と、
データシンボルとヌルシンボルの位置を定める互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを有し、前記複数のサブキャリアと１シンボルに応じて定まる時間を単位とする時系列とで定義される２次元空間において、前記単位パターンの大きさに区切られた前記２次元空間の部分のそれぞれに１つの前記単位パターンを配置し、前記互いに異なる少なくとも２つ単位パターンを組み合わせて前記２次元空間のヌルシンボルの配置パターンを決定するヌルシンボルマップ部と、
前記ヌルシンボルの配置パターンに基づいて、前記サブキャリアのそれぞれの前記受信シンボルのヌルシンボルの電力を測定し、測定したヌルシンボルの電力に基づいて前記受信シンボルのデータシンボルの干渉電力を取得する干渉測定部と、
初期値に基づいて擬似ランダム系列を生成するランダム系列生成器と、を備え、
前記ヌルシンボルマップ部は、前記擬似ランダム系列に基づいて前記単位パターンを組み合わせて前記ヌルシンボルの配置パターンを決定する
ことを特徴とする受信器。
【請求項４】
前記ヌルシンボルマップ部は、伝送速度に応じて前記ヌルシンボルの配置パターンの決定に用いる単位パターンを切り替えることを特徴とする請求項３に記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチキャリア伝送方式における干渉電力測定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、線路沿いに設置された無線基地局と列車との間（地車間）で無線通信を行い、この無線通信により伝送された情報を元に、列車の運行制御や速度制御を行う無線式列車制御システムが注目されている。無線式列車制御システムは、従来の固定閉塞区間による列車制御方式と比べ、軌道回路が不要なことから導入コストやメンテナンスコストの面で有利である。また、固定的な区間に囚われない柔軟な閉塞区間を構築することができることから列車の運行密度を上げることが可能となり、運用コストの面からも有利である。【０００３】
無線式列車制御システムでは、免許が不要なＩＳＭ（Industry Science Medical）帯が地車間の無線通信に使用されることが多い。しかし、ＩＳＭ帯はＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの他の通信システムで広く使用されており、列車内や沿線建屋内にあるこれらの他の通信システムの機器が無線式列車制御システムの無線通信にとって大きな干渉源となる可能性がある。無線式列車制御システムにおいて安定した地車間の無線通信を行うためには無線通信装置の耐干渉性が重要な要素である。【０００４】
無線通信装置の耐干渉性能を高くして高品質な通信を実現する技術として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのマルチキャリア伝送方式において、周波数軸と時間軸で定義される時間フレーム内に、送信側においてメモリで記憶する配置パターンでヌルシンボルを分散配置し、受信側では時間フレーム内のヌルシンボルの位置で干渉電力を測定することで高精度の干渉電力値を取得し、取得した干渉電力値を伝送制御処理やアンテナ間の合成処理に用いる方式が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／０９９７８５号（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に記載された従来の無線通信装置では、ヌルシンボルの配置パターンをメモリに記憶するため、時間フレーム全体のパターンを記憶するために多くのメモリ容量が必要になるという問題があった。【０００７】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ヌルシンボルの配置パターンを記憶するために必要なメモリ量を削減した無線通信装置を実現することのできる送信器および受信器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の送信器は、データシンボルとヌルシンボルの位置を定める互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを有し、マルチキャリア伝送に用いられる複数のサブキャリアと１シンボルに応じて定まる時間を単位とする時系列とで定義される２次元空間において、単位パターンの大きさに区切られた２次元空間の部分のそれぞれに１つの単位パターンを配置し、互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを組み合わせて２次元空間のヌルシンボルの配置パターンを決定するヌルシンボルマップ部と、２次元空間において、ヌルシンボルの配置パターンに応じて定まるそれぞれのサブキャリアのデータシンボルの位置に送信データを割り当てるサブキャリアマップ部と、サブキャリアのそれぞれに割り当てられた送信データを変調してデータシンボルを生成し、ヌルシンボルの配置パターンに応じて定まるサブキャリアのそれぞれのヌルシンボルの位置に電力が０のヌルシンボルを割り当てて、ぞれぞれのサブキャリアの送信シンボルを生成する変調部と、変調部で生成された送信シンボルに基づいてベースバンド信号を出力するベースバンド部と、を備えるようにしたものである。
【０００９】
また、この発明の受信器はベースバンド信号からマルチキャスト伝送で用いられる複数のサブキャリアのそれぞれの受信シンボルを取得するベースバンド部と、データシンボルとヌルシンボルの位置を定める互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを有し、複数のサブキャリアと１シンボルに応じて定まる時間を単位とする時系列とで定義される２次元空間において、単位パターンの大きさに区切られた２次元空間の部分のそれぞれに１つの単位パターンを配置し、互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを組み合わせて２次元空間のヌルシンボルの配置パターンを決定するヌルシンボルマップ部と、ヌルシンボルの配置パターンに基づいて、それぞれのサブキャリアの受信シンボルのヌルシンボルの電力を測定し、測定したヌルシンボルの電力に基づいて受信シンボルのデータシンボルの干渉電力を取得する干渉測定部と、を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の送信器によれば、互いに異なる複数の単位パターンを組み合わせてマルチキャリア伝送のそれぞれのサブキャリアの送信シンボルにおけるヌルシンボルの配置パターンを決定するようにしたので単位パターン以上の期間のヌルシンボルの配置パターンを記憶する必要がなく、メモリ量を削減することができる。【００１１】
また、この発明の受信器によれば、互いに異なる複数の単位パターンを組み合わせてマルチキャリア伝送のそれぞれのサブキャリアにおけるヌルシンボルの配置パターンを決定するようにしたので単位パターン以上の期間のヌルシンボルの配置パターンを記憶する必要がなく、メモリ量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る送信器と受信器を適用した無線通信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る無線通信装置が用いられる無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１のヌルシンボルの配置パターン決定の過程を説明する模式図である。
【図４】ＯＦＤＭシンボルとＯＦＤＭフレームに含まれる送信シンボルの一例を示す模式図である。
【図５】データシンボルの干渉電力の求め方の一例を説明する模式図である。
【図６】データシンボルの干渉電力の求め方の一例を説明する模式図である。
【図７】この発明の実施の形態２に関わる送信器と受信器を適用した無線通信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態２に係る送信器のヌルシンボルマップ部が保持する単位パターンを説明する模式図である。
【図９】実施の形態１に係る無線通信装置をプロセッサを適用して構成する場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で参照する図面においては、同一もしくは相当する部分に対して同じ符号を付している。
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る送信器および受信器を備える無線通信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。なお、ここではマルチキャリア伝送方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いる無線通信装置を例に説明するが、この発明はＯＦＤＭに限定されるものではなく、デジタル信号を変調し、マルチキャリアで伝送する他の伝送方式を用いるものであってもよい。
【００１５】
以下の説明では、マルチキャリア伝送に用いられるそれぞれのサブキャリアにおいて、有効なデータの伝送を行わない送信電力が０のシンボルをヌルシンボルとし、有効なデータの伝送を行うシンボルをデータシンボルとする。また、マルチキャリア伝送において１シンボルの伝送に要する時間を１シンボル時間とする。マルチキャリア伝送方式としてＯＦＤＭを用いるこの実施の形態では、１ＯＦＤＭシンボルの伝送に要する時間が１シンボル時間である。
【００１６】
図１において、無線通信装置１は無線制御部１００、送信器２００、受信器３００、無線信号部（ＲＦ（Radio Frequency）部）４００、アンテナ５００、初期値設定部６００を備える。無線制御部１００は無線通信装置１が無線で送信および受信するデータを制御するブロックであり、無線制御部１００は送信データを送信器２００に出力し、また受信データの入力を受信器３００から受ける。送信器２００は無線制御部１００から受け取った送信データから無線で伝送できる形式の信号（ベースバンド信号）を生成してＲＦ部４００に出力する。受信器３００はＲＦ部４００から入力されるベースバンド信号に対して復調処理などを行って受信データを取得する。
【００１７】
なお、無線制御部１００は送信データの入力を図示しない上位層の機能ブロックから受け、また受信データを上位層の機能ブロックに出力する。上位層の機能ブロックが送信データあるいは受信データに対して行う処理は必要な処理が適宜行われればよく、特定の処理に限定されるものではない。
【００１８】
ＲＦ部４００は送信するベースバンド信号に対し、デジタルアナログ（ＤＡ）変換とキャリア周波数への周波数変換を行い、周波数変換した信号（無線信号）を増幅してアンテナ５００に出力し、また、アンテナ５００が受信した無線信号の入力を受けて、入力された無線信号に対してゲイン調整、ベースバンド周波数への周波数変換、アナログデジタル（ＡＤ）変換を行ってベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を受信器３００に入力する。アンテナ５００はＲＦ部４００から入力された無線信号を電波により空中に放射するととともに、電波を受信して取得した無線信号をＲＦ部４００に入力する。初期値設定部６００は送信器２００と受信器３００に対して後述する擬似ランダム系列生成のための初期値を設定する。
【００１９】
図１はまた、送信器２００、受信器３００のそれぞれの詳細な機能構成の一例を示している。図１において、送信器２００は符号化器２０１、インタリーバ２０２、ランダム系列生成器２０３、ヌルシンボルマップ部２０４、サブキャリアマップ部２０５、変調器２０６、ベースバンド部２０７を備えている。さらに、ベースバンド部２０７は、一構成例として、逆フーリエ変換部（ＩＦＴ部）２０８、インターバル付加部（ＧＩ付加部）２０９、送信フィルタ２１０を備える。
【００２０】
符号化器２０１は無線制御部１００からの送信データに対して誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号は畳み込み符号など既知の符号化技術を用いればよい。ここでは畳み込み符号が用いられることとする。そして、インタリーバ２０２が符号化後の送信データに対して伝搬路でのバースト的な誤りに対して耐性を持たせるためのデータの並べ替え（インタリーブ）を行う。
【００２１】
ランダム系列生成器２０３は初期値設定部６００から与えられた初期値を元に疑似ランダム系列を生成する。ヌルシンボルマップ部２０４はランダム系列生成器２０３で生成された疑似ランダム系列に従ってヌルシンボルの配置パターンを決定する。サブキャリアマップ部２０５は時間（１シンボル時間を単位とする時系列）と周波数（マルチキャリア伝送に用いられるサブキャリア）の２次元空間に対し、ヌルシンボルマップ部２０４が決定したヌルシンボルの配置パターンに応じて定まるデータシンボルの位置のそれぞれに、１つのサブキャリアで１単位時間（１シンボル時間）に伝送されるデータ量（１ＯＦＤＭシンボル分のデータ）のインタリーブ後の送信データを割り当てる。
【００２２】
変調器２０６は各サブキャリアの１ＯＦＤＭシンボル分の送信データを変調して送信するデータシンボルを生成する。なお、変調器２０６が行う変調は、位相変調や直交振幅変調（ＱＡＭ）等の既知の変調技術を適用して行えばよい。ここでは変調器２０６は位相変調を行うこととする。また、ヌルシンボルの配置パターンによって定まるヌルシンボルの位置については送信するシンボルとして送信電力が０のヌルシンボルを割り当てる。これらの送信するデータシンボルとヌルシンボルを合わせて送信シンボルと称す。
【００２３】
ベースバンド部２０７は、変調器２０６から出力される送信シンボルに基づいてベースバンド信号を生成する。具体的には、ＩＦＴ部２０８が変調器２０６で生成された各サブキャリアの送信シンボルを周波数領域の信号としてＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）により逆フーリエ変換し、時間領域の信号に変換する。そして、ＧＩ付加部２０９がＩＦＦＴ後の時間領域の信号の後尾の一部をコピーして、伝搬路でのマルチパスによるＯＦＤＭシンボル間の干渉を軽減するためのガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）として当該時間領域の信号の先頭に付加し、ＯＦＤＭシンボルを生成する。
【００２４】
送信フィルタ２１０は帯域外の漏洩電力を抑制するためにGI付加部２０９が出力する信号（ＯＦＤＭシンボル）に対してフィルタ処理を行う。なお、送信フィルタは不要としてもよい。送信フィルタ２１０でフィルタ処理された信号はベースバンド信号としてＲＦ部４００に出力される。無線通信においては受信側で後述の同期を行う必要がある。同期の方式は既知の技術を使用することが可能である。なお、既知の同期方式として送信側と受信側で既知のパイロット信号を用いる場合には、ベースバンド部２０７にプリアンブル挿入部を設けて１個以上のＯＦＤＭシンボルで構成されるＯＦＤＭフレーム毎にパイロット信号を伝送するプリアンブルを挿入するようにすればよい。
【００２５】
また図１において、受信器３００はベースバンド部３０１、干渉測定部３０６、検波器３０７、デインタリーバ３０８、復号器３０９、ランダム系列生成器３１０、ヌルシンボルマップ部３１１を備えている。さらにベースバンド部３０１は、一構成例として、受信フィルタ３０２、同期制御部３０３、ＧＩ除去部３０４、フーリエ変換部（ＦＴ部）３０５を備える。
【００２６】
ベースバンド部３０１はＲＦ部４００から入力されたベースバンド信号に基づいて各サブキャリアの受信シンボルを出力する。具体的には、受信フィルタ３０２がＲＦ部４００から入力されたベースバンド信号の帯域外の成分を除去するフィルタ処理を行う。そして、同期制御部３０３が受信フィルタ３０２でフィルタ処理されたベースバンド信号に対してタイミングと周波数の同期を行い、ＯＦＤＭシンボルの境界を決定する。なお、タイミングおよび周波数の同期は、送信側と受信側で既知のパイロット信号を使用して送信側が送信したと期待される信号と受信した信号を比較することで同期をとるなどの既知の同期方式を用いればよい。
【００２７】
次に、ＧＩ除去部３０４が同期制御部３０３で決定されたＯＦＤＭシンボルの境界に基づいてＯＦＤＭシンボルから送信側で挿入されたＧＩを除去する。ＦＴ部３０５はＧＩ除去部３０４でＧＩが除去されたＯＦＤＭシンボルの信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によりフーリエ変換して周波数領域の信号に変換し、各サブキャリアの受信シンボルを取得する。
【００２８】
ランダム系列生成器３１０、ヌルシンボルマップ部３１１は送信器２００が備える擬似ランダム生成器２０３、ヌルシンボルマップ部２０４とそれぞれ同様である。干渉測定部３０６は、ＦＴ部３０５で取得された各サブキャリアの受信シンボルについて、ヌルシンボルマップ部３１１で決定されるヌルシンボルの配置パターンに基づいて、ヌルシンボルの電力の測定を行い、ヌルシンボルの電力に基づいてデータシンボルの干渉電力を取得する。
【００２９】
検波部３０７は、干渉測定部３０６で取得された干渉電力をもとにＦＴ部３０５で変換された受信シンボルのデータシンボルについて干渉電力を考慮した重み付けを行った検波（復調）を行う。検波部３０７が行う検波は、送信側で用いられる変調技術に応じた復調技術を適用すればよい。検波部３０７は、データシンボルを復調したデータ（復調データ）に干渉電力に応じた重み付けをして、デインタリーバ３０８に入力する。デインタリーバ３０８は重み付きの検波後のデータに対して送信側で行われたインタリーブを元に戻す並べ替え（デインタリーブ）を行う。復号器３０９は、デインタリーブ後の重み付きの復調データに対して対向する装置の送信器２００で行われた符号化に応じた誤り訂正を行って受信データを取得する。なお、誤り訂正符号は符号語に付された重みを考慮した復号ができるものであればよい。ここでは、畳み込み符号に対応してビタビ復号アルゴリズムによる復号を復号器３０９が行うこととする。
【００３０】
図１に示した無線制御部１００と、送信器２００を構成する符号化器２０１、インタリーバ２０２、ランダム系列生成部２０３、ヌルシンボルマップ部２０４、サブキャリアマップ部２０５、変調器２０６、ＩＦＴ部２０８、ＧＩ付加部２０９、送信フィルタ２１０と、受信器３００を構成する受信フィルタ３０２、同期制御部３０３、ＧＩ除去部３０４、ＦＴ部３０５、干渉測定部３０６、検波器３０７、デインタリーバ３０８、復号器３０９、ランダム系列生成器３１０、ヌルシンボルマップ部３１１と、ＲＦ部４００と、初期値設定部６００はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアにより実現することが可能である。
【００３１】
また、無線制御部１００、送信器２００、受信器３００、初期値設定部６００はプロセッサとプロセッサで実行されるプログラムにより実現することも可能である。また、ＡＳＩＣ等のハードウェアとソフトウェアを組み合わせて実現することも可能である。図９は無線通信装置１を、プロセッサを適用して実現した場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。この例では、無線制御部１００、送信器２００、受信器３００、ＲＦ部４００、初期値設定部６００の機能を有するプログラムがメモリ１１に記憶され、プロセッサ１０がメモリ１１を用いて当該プログラムを実行する。なお、バス１２はプロセッサ１０とＲＦ部４００、メモリ１１を接続する信号線路である。
【００３２】
図２はこの実施の形態の無線通信装置１が用いられる無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図２において無線通信装置１を有する基地局２（２ａ、２ｂ、２ｃ）はセル３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を形成する。また、無線通信装置１を有する端末４（４ａ、４ｂ、４ｃ）は在圏するセル３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を形成する基地局２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と通信する。
【００３３】
次にこの実施の形態の無線通信装置１の動作を説明する。はじめに無線通信装置１の送信時の動作について説明する。無線制御部１００は無線で送信する送信データを送信器２００に出力する。送信データを入力された送信器２００では、まず送信データに対して符号化器２０１が畳み込み符号化を行う。次にインタリーバ２０２が畳み込み符号化後の送信データに対しインタリーブを行う。インタリーブは、例えば、行列の２次元配列に対して行方向にデータを書き込み、列方向に読み出すことで行うことができる。
【００３４】
次に、ランダム系列生成器２０３及びヌルシンボルマップ部２０４の動作を説明する。図３はランダム系列生成器２０３及びヌルシンボルマップ部２０４の動作の詳細を示す模式図である。ランダム系列生成器２０３は、初期値設定部６００から入力された初期値を元に、例えばＭ系列やＧｏｌｄ系列などに代表される疑似ランダム系列を生成する。このとき、初期値設定部６００がランダム系列生成器２０３に与える初期値は隣接するセルで異なる値となるようにする。これにより隣接するセルに在圏する無線通信装置１のランダム系列生成器２０３は、在圏するセルごとに異なる擬似ランダム系列を生成することができる。例えば、図２に示したようにセル３（３ａ、３ｂ、３ｃ）が形成される場合であれば、セル３ａと３ｃに１つの初期値を定め、セル３ｂに別の初期値を定めておくことで実現できる。また、セル３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれに異なる初期値を与えてもよい。また、セル３に対して識別子として番号が定められていればその識別子の番号を用いてもよい。
【００３５】
それぞれのセル３に定められた初期値をそれぞれのセル３を形成する基地局２（２ａ、２ｂ、２ｃ）が記憶しておくことで、基地局２が備える無線通信装置１はセル３に定められた初期値を使用することができる。また、端末４が備える無線通信装置１の場合には、基地局２から報知情報として送信したり、あるいは端末４の現在の位置情報から在圏するセル３を特定して初期値を決定したりすることも考えられる。なお、ランダム系列生成器２０３が行う擬似ランダム系列の生成は、ＯＦＤＭフレーム毎に初期値を元にした生成を繰り返したり、あるいは複数のＯＦＤＭフレームで構成されるスーパーフレーム毎に繰り返したり、あるいは送信側と受信側で擬似ランダム系列の生成を同期させることができればさらに長い周期で擬似ランダム系列を生成するようにしてもよい。
【００３６】
次に、ヌルシンボルマップ部２０４はランダム系列生成器２０３が生成した疑似ランダム系列に従ってヌルシンボルの配置パターンを決定する。ヌルシンボルマップ部２０４は、図３に示すように互いに異なる単位パターン７０１、７０２を保持している。図３の例では単位パターン７０１、７０２は擬似ランダム系列の’０’と’１’に対応し、それぞれ行数３、列数３の配列を表す。そして、９個の配列要素はそれぞれデータシンボルまたはヌルシンボルに対応しており、図３の例では、ハッチングされた配列要素がヌルシンボルの位置を示し、ハッチングの無い配列要素がデータシンボルの位置を示している。図３に示すようにヌルシンボルマップ部２０４は、ランダム系列生成器２０３が生成した疑似ランダム系列に従って、単位パターンを組み合わせることでヌルシンボルの配置パターン７０５を決定する。
【００３７】
図３に示すヌルシンボルの配置パターン７０５は、９個のサブキャリアからＯＦＤＭシンボルが生成される場合の例を示しており、擬似ランダム系列’０００１１０１０１’がランダム系列生成器２０３から出力された場合の配置パターンである。なお、図３ではヌルシンボルの配置パターン７０５がいずれの単位パターンの組み合わせであるかがわかるように便宜上、単位パターンごとに’０’もしくは’１’を付している。
【００３８】
図３では単位パターンを行数３、列数３の配列としたが、これに限定されるものではない。行数、列数とも３以外であってよいし、行数と列数が異なってもよい。また、単位パターンの行数がＯＦＤＭシンボルのサブキャリア数の約数である必要もない。また、単位パターンは２つに限定されるものではなく、異なる３個以上の単位パターンであってもよい。単位パターンが３個以上ある場合、擬似ランダム系列を必要に応じて複数ビットで区切って単位パターンと対応付ければよい。例えば単位パターンが４個であれば、擬似ランダム系列を２ビットごとに区切り、’００’、’０１’、’１０’、’１１’にそれぞれ単位パターンを対応付ければよい。
【００３９】
ヌルシンボルマップ部２０４が決定したヌルシンボルの配置パターンを入力されたサブキャリアマップ部２０５は、入力されたヌルシンボルの配置パターンに従って、データシンボルの位置にインタリーバ２０２から出力されたインタリーブ後の送信データを割り当てる。そして、変調器２０６は、ＯＦＤＭシンボルの単位でデータシンボルの位置に割り当てられた送信データを位相変調し、ＩデータとＱデータからなるデータシンボルを生成する。このとき変調器２０６は、ヌルシンボルの位置についてはヌルシンボルとして、Ｉデータ、Ｑデータをともに０にする。この処理により、変調器２０６は送信シンボルであるデータシンボルとヌルシンボルを生成する。
【００４０】
次に、ＩＦＴ部２０８がＯＦＤＭシンボルの単位で送信シンボルをＩＦＦＴによりフーリエ変換する。次にＧＩ付加部２０９がＧＩを付加してＯＦＤＭシンボルを生成する。ＧＩ付加部２０９が出力するＯＦＤＭシンボルを送信フィルタ２１０がフィルタ処理してベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号をＲＦ部４００に出力する。ＲＦ部４００は送信器１００から入力されたベースバンド信号に対してＤＡ変換、周波数変換、信号増幅を行って送信する無線信号をアンテナ５００に出力する。そしてアンテナ５００は送信器２００から入力された信号を無線で送信する。
【００４１】
図４にＯＦＤＭシンボルが１５個の送信シンボルを含み、ＯＦＤＭフレームが２１個のＯＦＤＭシンボルで構成される場合を例に、ＯＦＤＭシンボルとＯＦＤＭフレームのそれぞれにより伝送される送信シンボルのイメージを示す。
【００４２】
次に、この発明の無線送信装置１の受信時の動作について説明する。アンテナ５００は受信した無線信号をＲＦ部４００に入力する。ＲＦ部４００は入力された無線信号に対して、周波数変換、ＡＤ変換を行ってベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を受信器３００に入力する。受信器３００では、まず、受信フィルタ３０２が入力されたベースバンド信号にフィルタ処理を行ってベースバンド信号から帯域外の成分を除去し、同期制御部３０３に入力する。
【００４３】
同期制御部３０３は受信フィルタ３０２でフィルタ処理されたベースバンド信号についてタイミングと周波数の同期を行う。同期制御部３０３は周波数の同期で、送信側と受信側の発振器の違いによる周波数偏差や移動に伴うドップラー周波数による周波数偏差を求め、入力されたベースバンド信号に対して求めた偏差に基づく補正を行う。また、タイミングの同期では入力されたベースバンド信号について、ＯＦＤＭシンボルの境界のタイミングを決定する処理を行う。上述のようにこれらの同期の処理はプリアンブルで伝送される送信側と受信側で既知のパイロット信号を用いるなどの既知の同期方式を適用すればよい。
【００４４】
次に、同期制御部３０３で同期処理が行われたベースバンド信号はＧＩ除去部３０４に入力される。ＧＩ除去部３０４は同期処理が行われたベースバンド信号のＯＦＤＭシンボルからＧＩを除去し、ＦＴ部３０５に入力する。そしてＦＴ部３０５は、ＧＩ除去部３０４からの入力信号をＦＦＴによってフーリエ変換して、周波数領域の信号に変換し、各サブキャリアの受信シンボルを取得する。
【００４５】
受信器３００が備えるランダム系列生成器３１０、ヌルシンボルマップ部３１１は、送信器２００が備えるランダム系列生成器２０３、ヌルシンボルマップ部２０４とそれぞれ同様の動作によりヌルシンボルの配置パターンを決定する。干渉測定部３０６はＦＴ部３０５から受信シンボルの入力を受けると、入力されたヌルシンボルの配置パターンに基づいて、受信シンボルのヌルシンボルの電力（ヌルシンボルの干渉電力）を測定し、測定したヌルシンボルの干渉電力を用いて受信シンボルのデータシンボルを重み付けする干渉電力を（データシンボルの干渉電力）を求める。
【００４６】
データシンボルの干渉電力の求め方の一例を、図５を参照して説明する。この例では、図５に示すデータシンボルＸｉの干渉電力を求める。まず、干渉電力測定の対象とするデータシンボルＸｉとその周囲にある８個のデータシンボルおよびヌルシンボルからなる９シンボルの領域９０１の干渉電力ＰＩｉ０を以下の式１により求める。なお、ＰＩｉ０１、ＰＩｉ０２、ＰＩｉ０３は、データシンボルＸｉの周囲にある３個のヌルシンボルの干渉電力である。
【００４７】
【数１】
0005900716.tif 000002
【００４８】
図６に示すように、データシンボルＸｉを中心とする９シンボルの領域９０１の周囲にある８個の９シンボルの領域９０２〜９０９のそれぞれの干渉電力ＰＩｉ1〜ＰＩｉ8を式１と同様の計算によって求める。そして、求めた干渉電力ＰＩｉ0〜ＰＩｉ8を用いてデータシンボルＸｉを重み付けする干渉量である干渉電力ＰＩｉを以下の式２によって求める。なお、ａ、ｂ、ｃはそれぞれの領域の干渉電力に対する重み係数である。
【００４９】
【数２】
0005900716.tif 000003
【００５０】
次に検波器３０７は、受信シンボルのデータシンボルの検波（復調）を行って、復調データを干渉電力測定部３０６で求めた干渉量で重み付けしてデインタリーバ３０８に出力する。デインタリーバ３０８は入力された重み付きの復調データを送信側で行われるインタリーブと逆の手順で並べ替えして、復号器３０９に出力する。復号器３０９はビタビアルゴリズムにより入力された重み付きの復調データの誤り訂正処理を行う。このとき復号器３０９は、復号するデータに付された重みである干渉量が大きいと尤度が低く、干渉量が小さいと尤度が高くなるように干渉量を考慮したビタビ復号処理を行うことで、干渉が大きい場合に誤って尤度を高く処理することがなく、適切に誤り訂正処理が行うことができる。誤り訂正後のデータは受信データとして無線制御部１００に出力される。
【００５１】
以上のように、この実施の形態の送信器によれば、ヌルシンボルの位置とデータシンボルの位置を定める少なくとも２つの互いに異なる単位パターンを保持し、単位パターンを組み合わせることで、ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアにおけるヌルシンボルの配置パターンを決定するようにしたので、単位パターン以上の複数のＯＦＤＭシンボルにわたるヌルシンボルの配置パターンを記憶する必要がなく、メモリ量を削減することができる。
【００５２】
またこの実施の形態の送信器は与えられた初期値に応じた擬似ランダム系列を生成するランダム系列生成器を備え、ヌルシンボルマップ部はランダム系列生成器が生成した擬似ランダム系列に基づいて単位パターンを組み合わせてヌルシンボルの配置パターンを決定するようにしたので、自システムまたは他システムのサービスエリア（セル）が重なっているような場合には、ランダム系列生成器に与える初期値をセルごとに異なる値にすることで容易にセルごとに異なるヌルシンボルの配置パターンを得ることができ、受信器において他のセル内の基地局や端末が送信する信号を干渉電力としてとらえることが可能となり、自システムまたは他システムのセルに重なりがある場合にも精度の高い干渉電力の測定をすることができる。
【００５３】
また、この実施の形態の受信器によれば、ヌルシンボルの位置とデータシンボルの位置を定める少なくとも２つの互いに異なる単位パターンを保持し、単位パターンを組み合わせることで、ＯＦＤＭシンボルから取得される各サブキャリアにおけるヌルシンボルの配置パターンを決定するようにしたので、単位パターン以上の複数のＯＦＤＭシンボルにわたるヌルシンボルの配置パターンを記憶する必要がなく、メモリ量を削減することができる。
【００５４】
またこの実施の形態の受信器は、与えられた初期値に応じた擬似ランダム系列を生成するランダム系列生成器を備え、ヌルシンボルマップ部はランダム系列生成器が生成した擬似ランダム系列に基づいて単位パターンを組み合わせてヌルシンボルの配置パターンを決定するようにしたので、自システムまたは他システムのサービスエリア（セル）が重なっているような場合には、ランダム系列生成器に与える初期値をセルごとに異なる値にすることで容易にセルごとに異なるヌルシンボルの配置パターンを得ることができ、他のセル内の基地局や端末が送信する信号を干渉電力としてとらえることが可能となり、自システムまたは他システムのセルに重なりがある場合にも精度の高い干渉電力の測定をすることができる。
【００５５】
また、この実施の形態の送信器および受信器はセルごとにヌルシンボルの配置パターンが異なるようにするためにヌルシンボルの配置パターン全体を複数個記憶する必要がないことから複数のヌルシンボルの配置パターン全体を複数個記憶する場合に比べて少ないメモリ量で実現することができる。
【００５６】
また、自システムまたは他システムのセルに重なりがある場合に、セル毎に異なるヌルシンボルの配置パターンにするために装置の稼働後にヌルシンボルの配置パターンを変更する際も、ランダム系列生成器に与える初期値の変更のみで済むことから、ヌルシンボルの配置パターン全体を複数個記憶したり、あるいは、記憶するヌルシンボルの配置パターン全体を変更したりする必要が無いという効果がある。
【００５７】
また、ヌルシンボルの量を増やしたり、減らしたりするような場合も、単位パターンを更新するのみで変更することで容易に対応することが可能である。
【００５８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２の送信器および受信器について説明する。この実施の形態では、送信シンボルにおけるヌルシンボルの配置パターンを伝送速度に応じて変更する。図７はこの実施の形態の無線通信装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図１と同じ符号を付した箇所は実施の形態１と同様である。この実施の形態の無線通信装置１ａでは、無線制御部１００ａが送信器２００ａのヌルシンボルマップ部２０４ａと受信器３００ａのヌルシンボルマップ部３１１ａに対して、伝送速度が高速であるか低速であるかを示す信号（速度指示信号）を入力する。なお、ここでは無線制御部１００ａは装置の起動時のパラメータとして伝送速度が高速か、低速かの状態を保持しており、送信側と受信側で同じパラメータが使用されるものとする。
【００５９】
ヌルシンボルマップ部２０４ａ、３１１ａは図８に示すように、実施の形態１に示したものと同様の高速用の単位パターン７０１、７０２に加えて低速用の単位パターン７０３、７０４を保持している。ここでは単位パターン７０３が擬似ランダム系列の’０’に対応し、単位パターン７０４が擬似ランダム系列の’１’に対応することとする。ヌルシンボルマップ部２０４ａ、３１１ａは無線制御部１００ａからの速度指示信号に応じてヌルシンボルの配置パターンを決定する際に使用する単位パターンを変更する。
【００６０】
次に動作を実施の形態１との差分を中心に説明する。送信器２００ａの符号化器２０１、インタリーバ２０２、ランダム系列生成部２０３、サブキャリアマップ部２０５、変調器２０６、ＩＦＴ部２０８、ＧＩ付加部２０９、送信フィルタ２１０の動作は実施の形態１と同様である。また、受信器３００ａの受信フィルタ３０２、同期制御部３０３、ＧＩ除去部３０４、ＦＴ部３０５、干渉測定部３０６、検波部３０７、デインタリーバ３０８、復号器３０９、ランダム系列生成部３１０の動作は実施の形態１と同様である。また、ＲＦ部４００、アンテナ５００の動作は実施の形態１と同様である。
【００６１】
この実施の形態のヌルシンボルマップ部２０４ａ、３１１ａは、ランダム系列生成器２０３から出力される疑似ランダム系列に従ってヌルシンボルの配置パターンを決定するとき、無線制御部１００ａから入力される速度指示信号に応じて伝送速度が高速の場合には単位パターン７０１、７０２を使用し、伝送速度が低速である場合には単位パターン７０３、７０４を使用する。この実施の形態のでは、伝送速度が高速の場合、データシンボルとヌルシンボルが２対１の割合になるのに対し、伝送速度が低速である場合、データシンボルとヌルシンボルが１対１の割合になるようにヌルシンボルが挿入される。
【００６２】
伝送速度が低速である場合には、必要なデータシンボル数が少なくなるので伝送速度に与える影響を小さく抑えたまま多くのヌルシンボルを挿入することが可能であり、これにより受信側においてより高精度にデータシンボルの干渉電力の測定が可能になる。また、ＯＦＤＭシンボル毎の送信電力が同じである場合、伝送速度が低速で多くのヌルシンボルが挿入されると、ＯＦＤＭシンボルにおけるデータシンボルの電力が高くなることから、信号対雑音電力比が向上する利点がある。
【００６３】
以上のように本発明による無線通信装置によれば、伝送速度に応じてヌルシンボルの密度が異なる単位パターンを使用するように構成したので、無線通信装置が用いられるシステムに応じて使用される単位パターンを切り替えて、伝送速度が低速なシステムにおいては、伝送速度に応じて必要なデータシンボルが少ない場合には多くのヌルシンボルを挿入して通信品質を向上することが可能になる。
【００６４】
なお、ここでは伝送速度が高速であるか低速であるかがあらかじめシステムで決められたパラメータに応じて決定されるように構成したが、通信中に動的に変更するようにしてもよい。例えば、無線上の伝送フレームが複数のスロットで構成され、制御情報を伝送するスロットとユーザ情報を伝送するスロットがあらかじめ定められているシステムの場合、無線制御部が制御情報のスロットのタイミングでは低速を、ユーザ情報のスロットのタイミングでは高速を示す信号を出力するようにしてもよい。
【００６５】
あるいは、伝送フレームのヘッダ情報として高速か低速か示すフラグを伝送するようにして、受信側の無線制御部はその情報に従って高速か低速かを示す信号を受信部に出力するように構成してもよい。この場合、ヘッダ情報を伝送するタイミングについては例えば低速とし、ヘッダ情報以外の部分ではヘッダ情報に含まれる低速か高速化の指定に従って切り替えるようにすればよい。
【００６６】
なお、実施の形態２では、伝送速度として高速と低速の２種類が定義される場合を示したが、さらにヌルシンボルの密度が異なるパターンを用意して、より細かく伝送速度に応じたヌルシンボルの挿入を行うように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
この発明の送信器と受信器は、ヌルシンボルとデータシンボルの配置を定義する単位パターンの組み合わせでヌルシンボルの配置パターンを決定することができるので、ヌルシンボルの配置パターンを記憶するために多くのメモリを無線通信装置が備える必要がなく、サービスエリアに重なりがある場合に他のサービスエリアの通信に関わる無線の電力を干渉電力として測定して干渉電力の影響を排して通信性能を向上する無線通信装置において有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１  無線通信装置、１００，１００ａ  無線制御部、２００，２００ａ  送信器、２０１  符号化器、２０２  インタリーバ、２０３  ランダム系列生成器、２０４，２０４ａ  ヌルシンボルマップ部、２０５  サブキャリアマップ部、２０６  変調器、２０７  ベースバンド部、２０８  逆フーリエ変換部（ＩＦＴ部）、２０９  インターバル付加部（ＧＩ付加部）、２１０  送信フィルタ、３００，３００ａ  受信器、３０１  ベースバンド部、３０２  受信フィルタ、３０３  同期制御部、３０４  ＧＩ除去部、３０５  フーリエ変換部（ＦＴ部）、３０６  干渉測定部、３０７  検波部、３０８  デインタリーバ、３０９  復号器、３１０ランダム系列生成部、３１１，３１１ａ  ヌルシンボルマップ部、４００  無線信号部（ＲＦ部）、５００  アンテナ。
【要約】
データシンボルとヌルシンボルの位置を定める互いに異なる少なくとも２つの単位パターンを組み合わせてヌルシンボルの配置パターンを決定するヌルシンボルマップ部２０４と、マルチキャリア伝送に用いられる複数のサブキャリアと１シンボルに応じて定まる時間を単位とする時系列とで定義される２次元空間において、ヌルシンボルの配置パターンに応じて定まるそれぞれのサブキャリアのデータシンボルの位置に送信データを割り当てるサブキャリアマップ部２０５と、サブキャリアのそれぞれに割り当てられた送信データを変調してデータシンボルを生成し、ヌルシンボルの配置パターンに応じて定まるサブキャリアのそれぞれのヌルシンボルの位置に電力が０のヌルシンボルを割り当てて、それぞれのサブキャリアの送信シンボルを生成する変調部２０６と、生成された送信シンボルに基づいてベースバンド信号を出力するベースバンド部２０７と、を備える。【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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【図９】
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