(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、
データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
複素平面において同象限の信号点となるＦ（Ｆは２以上の整数）個の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、
前記ブロックシンボルをＮサンプルの周波数領域信号に変換する時間周波数変換部と、
前記周波数領域信号に対して補間処理を行う補間処理部と、
補間処理後の信号に対してCyclic  Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するＣＰ挿入部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルをCyclic  Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置し、
前記補間処理部は、前記ブロックシンボルの最後のシンボルと前記ブロックシンボルの先頭のシンボルとの間を補間した補間点が前記最後のシンボルの後ろに追加されるように前記補間処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記補間処理部は、
前記周波数領域信号に対してデータ点数を増加させるオーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、
前記オーバーサンプリング処理後の周波数領域信号に対して逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記シンボル配置部は、前記ブロックシンボルの先頭を第１の位置とし、Cyclic  Prefixとしてコピーされるシンボルの先頭を第２の位置とし、前記同象限シンボルを含む複数のシンボルにより構成されるシンボル系列を生成し、前記シンボル系列は、前記同象限シンボルのシンボル位置より前の第１のシンボル群と前記同象限シンボルのシンボル位置以降の第２のシンボル群とで構成され、前記第１の位置および前記第２の位置が前記第２のシンボル群の先頭となるよう前記第２のシンボル群を配置し、前記第２の位置の１つ前のシンボルおよび前記ブロックシンボルの最後のシンボルが前記第１のシンボル群の最後のシンボルとなるよう前記第１のシンボル群を配置することを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項５】
前記周波数領域信号に対してガードバンドを挿入するガードバンド挿入部、
をさらに備え、
前記補間処理部は、ガードバンド挿入後の前記周波数領域信号に対して前記補間処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項６】
Ｆ個の前記同象限シンボルとして位相および振幅が同一のシンボルを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項７】
前記同象限シンボルに対し、それぞれ位相回転、振幅調整のうち１つ以上を加えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の送信装置。
【請求項８】
Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、
データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、
複素平面において同象限の信号点となるＦ（Ｆは１以上の整数）個の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、
前記ブロックシンボルをＮサンプルの周波数領域信号に変換する時間周波数変換部と、
前記周波数領域信号に対して補間処理を行う補間処理部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項９】
前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを含む複数のシンボルにより構成されるシンボル系列を生成し、前記シンボル系列を前記シンボル系列の先頭位置から基準位置の１つ前までのシンボルである第１のシンボル群と前記シンボル系列の前記基準位置のシンボルから末尾までのシンボルである第２のシンボル群とに分割し、前記ブロックシンボルの先頭が前記第２のシンボル群の先頭となるよう前記第２のシンボル群を配置し、前記ブロックシンボルの最後のシンボルが前記第１のシンボル群の最後のシンボルとなるよう前記第１のシンボル群を配置することを特徴とする請求項８に記載の送信装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の送信装置から送信された信号を受信信号として受信する受信装置であって、
前記受信信号からCyclic  Prefixを除去するＣＰ除去部と、
Cyclic  Prefix除去後の前記受信信号を周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号に対して送信側で行われた補間処理と逆の処理を行い、前記周波数領域信号に基づいて等化処理を行う補間処理除去等化処理部と、
前記等化処理後のＮシンボルの信号から所定位置に挿入されている同象限シンボルに対応する成分を除去する固定シンボル除去部と、
前記同象限シンボルが除去された後の信号を時間領域信号に変換する周波数時間変換部と、
前記時間領域信号に基づいて復調および復号を行う復調復号処理部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の送信装置から送信された信号を受信信号として受信する受信装置であって、
前記受信信号からCyclic  Prefixを除去するＣＰ除去部と、
Cyclic  Prefix除去後の前記受信信号に対してＤＦＴ処理を行うＤＦＴ処理部と、
前記ＤＦＴ処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、
前記伝送路推定の結果と前記ＤＦＴ処理後の信号とに基づいて等化処理を行う等化処理部と、
前記等化処理後の信号に対してアンダーサンプリング処理を行うアンダーサンプリング処理部と、
前記アンダーサンプリング処理後のＮシンボルの信号から所定位置に挿入されている同象限シンボルに対応する成分を除去する固定シンボル除去部と、
前記同象限シンボルが除去された後の信号を時間領域信号に変換する周波数時間変換部と、
前記時間領域信号に基づいて復調および復号を行う復調復号処理部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の送信装置と、
請求項１０に記載の受信装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
請求項３に記載の送信装置と、
請求項１１に記載の受信装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、受信装置および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル通信システムにおいて、送信信号が建物などに反射して起こるマルチパスフェージングや端末の移動によって起こるドップラ変動によって、伝送路の周波数選択性と時間変動が発生する。このようなマルチパス環境において、受信信号は送信シンボルと遅延時間が経って届くシンボルと干渉した信号となる。【０００３】
このような周波数選択性のある伝送路において、最良の受信特性を得るためシングルキャリアブロック伝送方式が近年注目を集めている（例えば、下記非特許文献１参照）。シングルキャリア（Single  Carrier：ＳＣ）ブロック伝送方式は、マルチキャリア（Multiple  Carrier：ＭＣ）ブロック伝送であるＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）伝送方式（例えば、下記非特許文献２参照）に比べピーク電力を低くすることができる。【０００４】
ＳＣブロック伝送を行う送信機では、例えば次のような伝送を行うことによりマルチパスフェージング対策を行っている。まず、“Modulator”においてデジタル変調信号であるＰＳＫ（Phase  Shift  Keying）信号やＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）信号を生成後、プリコーダおよびＩＤＦＴ（Inverse  Discrete  Fourier  Transform）処理部によりデジタル変調信号を時間領域信号に変換する。その後マルチパスフェージング対策として、ＣＰ（Cyclic  Prefix）挿入部においてＣＰが挿入される。ＣＰ挿入部では時間領域信号の後ろの所定数のサンプルをコピーして、送信信号の初めに付加する。この他に、マルチパスフェージング対策手段として、データのはじめ又はおわりの部分にゼロを挿入するＺＰ（Zero  Padding：ゼロ挿入）が行われる。【０００５】
また、送信ピーク電力を抑圧するため、ＳＣ伝送を行う送信機において、プリコーダでは一般的にＤＦＴ（Discrete  Fourier  Transform）処理が行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】N．  Benvenuto，R．  Dinis，D．  Falconer  and  S．  Tomasin，“Single  Carrier  Modulation  With  Nonlinear  Frequency  Domain  Equalization：An  Idea  Whose  Time  Has  Come−Again”，Proceedings  of  the  IEEE，vol．98，No．1，Jan．  2010，pp．69−96．
【非特許文献２】J．A．C．Bingham，“Multicarrier  Modulation  for  Data  Transmission：An  Idea  Whose  Time  Has  Come”，IEEE  Commun．Mag．，vol．28，No．5，May  1990，pp．5−14．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のＳＣブロック伝送の技術によれば、マルチパスフェージングの影響を低減しつつ送信ピーク電力を抑圧している。しかしながら、ＳＣブロック伝送では、ＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となるので、帯域外スペクトルまたは帯域外漏洩が発生する。帯域外スペクトルは隣接するチャネルの干渉となる。このため、帯域外スペクトル抑圧が必要となる。また、一般的な通信システムにおいてスペクトルマスクが定められており、マスクを満足するように帯域外スペクトルを抑圧する必要がある。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域外スペクトルを抑圧することができる送信装置、受信装置および通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、複素平面において同象限の信号点となるＦ（Ｆは２以上の整数）個の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、前記ブロックシンボルをＮサンプルの周波数領域信号に変換する時間周波数変換部と、前記周波数領域信号に対して補間処理を行う補間処理部と、補間処理後の信号に対してCyclic  Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するＣＰ挿入部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、帯域外スペクトルを抑圧することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１の送信装置の機能構成例を示す図である。
【図２】図２は、ＣＰ挿入の一例を示す図である。
【図３】図３は、従来のＳＣブロック伝送においてＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となる一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の補間処理部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、時間・周波数変換部の入力と出力の関係を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１のガードバンド挿入処理の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１のフレーム構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１の別のフレーム構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１のデータ処理例を示す図である。
【図１０】図１０は、ブロック内の２つの固定シンボルに異なる位相回転を与えた例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２の受信装置の機能構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、補間処理除去・等化処理部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３の固定シンボル挿入後のブロックの構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、各ブロックにおける固定シンボル系列の配置例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３の時間・周波数変換部の入出力の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、ＣＰが挿入されない場合の実施の形態３の固定シンボル挿入後のブロックの構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、２つの固定シンボルＡ1に対して異なる位相回転および振幅調整α1、β1が施された例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる送信装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の送信装置は、シンボル生成部１（データシンボル生成部）、固定シンボル配置部（シンボル配置部）２、時間・周波数変換部３、波形整形フィルタ部４、ガードバンド挿入部５、補間処理部６およびＣＰ挿入部７を備える。
【００１４】
シンボル生成部１は、データシンボル（例えば、ＰＳＫ（Phase  Shift  Keying）シンボル、ＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）シンボル等）を生成する。固定シンボル配置部２は、あらかじめ定められた固定シンボルをデータシンボル間の所定の位置に配置してブロックシンボル（データシンボルと固定シンボルで構成される１ブロック分のシンボル）を生成する。
【００１５】
時間・周波数変換部３は、固定シンボル配置部２から出力される時間領域信号を周波数領域信号に変換する。波形整形フィルタ部４は、周波数領域信号に対して所望の周波数領域以外の信号を除去するフィルタリング処理を行う。ガードバンド挿入部５は、フィルタリング処理後の周波数領域信号に対してガードバンド挿入処理を実施する。補間処理部６は、ガードバンド挿入処理後の周波数領域信号に対して補間処理を行い、補間処理後の周波数領域信号を時間領域信号に変換する。ＣＰ挿入部７は、補間処理部６から出力される時間領域信号にＣＰを挿入する。図２は、ＣＰ挿入の一例を示す図である。ＣＰ挿入部７は、ブロック内の最後のＭCPサンプルをコピーし、ブロックの先頭に配置する。ＣＰ挿入後の信号は、ＳＣブロック信号（ブロック信号）として送信される。補間処理部６は、補間処理後の時間領域信号において、ブロック内の最後のシンボルとブロック内の最初のシンボルの間を内挿するよう補間された点がブロックの最後のサンプルに設定される補間処理方法であればどのような補間処理方法を用いてもよい。すなわち、補間処理後の時間領域信号において、補間処理後の最後のサンプル（補間により追加された点）が、ブロック内の最初のサンプルの値に滑らかにつながるような点となるような補間処理であればよい。一般的にガードバンドは周波数領域上において、隣接する信号からの干渉による信号品質劣化を防ぐために挿入される。
【００１６】
ここで、従来のＳＣブロック伝送について説明する。ＳＣブロック伝送では、ＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となる。図３は、従来のＳＣブロック伝送においてＳＣブロック間の位相および振幅が不連続となる一例を示す図である。図３の例では、ｋ（ｋは整数）番目のブロックとｋ＋１番目のブロックの間で帯域外スペクトルまたは帯域外漏洩が発生する。このような、帯域外スペクトルは隣接するチャネルの干渉となる。本実施の形態では、データシンボル間に固定シンボルを挿入することで、帯域外スペクトルを低減させる。
【００１７】
図４は、本実施の形態の補間処理部６の構成例を示す図である。図４では、補間処理部６をオーバーサンプリング処理部６１およびＩＤＦＴ部６２により構成する例を示している。シンボル生成部１、固定シンボル配置部２、時間・周波数変換部３、波形整形フィルタ部４、ガードバンド挿入部５およびＣＰ挿入部７は、図１の構成例と同様である。図４の構成例に基づいて、本実施の形態の動作について説明する。
【００１８】
シンボル生成部１が生成する１ブロックあたりのデータシンボル数をＮとする。固定シンボル配置部２が挿入する１ブロックあたりの固定シンボル数をＦとする。固定シンボル挿入後は、１ブロックはＮ＋Ｆ個のシンボルで構成される。
【００１９】
時間・周波数変換部３は、Ｎ＋Ｆ個シンボルで構成される時間領域信号を周波数領域信号に変換する。図５は、時間・周波数変換部３の入力と出力の関係を示す図である。図５では、ｉ番目のデータシンボルをｄiとし、固定シンボルをＡとし、出力シンボルをｓiとし、固定シンボルの数を２個としている。また、固定シンボルＡを、ｄ0の前と、ｄt-1とｄtの間とに配置した例を示している。時間・周波数変換部３の入力シンボル数はＮ＋２個であり、出力シンボル数はＮ個となる。
【００２０】
なお、時間・周波数変換部３が実施する時間・周波数変換処理は、Ｎ＋２シンボルの時間領域信号をＮシンボルの周波数領域信号に変換する処理であればどのような処理を行っても良いが、以下に具体例を紹介する。Ｆを固定シンボル数とすると、以下のようなＮ×（Ｎ＋Ｆ）行列Ｗ（太字）Pを用いて時間領域信号を周波数領域信号に変換する。Ｎ×（Ｎ＋Ｆ）行列Ｗ（太字）Pにおける（n，l）番目の要素を以下の式（１）で表す。
【００２１】
【数１】
0006025987.tif 000002
【００２２】
０≦ｎ≦Ｎ−１，０≦ｌ≦Ｎ＋Ｆ−１とする。上記式（１）の行列を以下の式（２）で表す。
【００２３】
【数２】
0006025987.tif 000003
【００２４】
例として、２個の固定シンボルを含むブロックシンボル（時間・周波数変換部３の入力信号）を示すベクトルをｂ（太字）＝［Ａ，ｄ0，ｄ1，…，ｄt-1，Ａ，ｄt，…，ｄN-1］Tとする。時間・周波数変換された周波数領域信号を示すベクトルｓ（太字）は、上記の式（１）の行列Ｗ（太字）Pを用いて、以下の式（３）のように表せる。なお、ここでは記載の簡易化のため電力の正規化を行わない式を示すが、電力の正規化を行ってもよい。なお、［ｂ（太字）］nは、ベクトルｂ（太字）のｎ番目の要素を示す。
【００２５】
【数３】
0006025987.tif 000004
【００２６】
波形整形フィルタ部４は、上記の周波数領域信号ベクトルｓ（太字）に対して所望の周波数領域以外の信号を除去するフィルタリング処理を行う。ガードバンド挿入部５は、フィルタリング処理後の周波数領域信号に対してガードバンド挿入処理を実施する。図６は、本実施の形態のガードバンド挿入処理の一例を示す図である。ガードバンド挿入部５は、ガードバンド挿入処理として、周波数領域において信号の両脇にゼロを挿入する。ゼロが挿入された後の総サンプル（ポイント）数をＮALLとする。なお、図６では、説明の簡易化のため、波形整形フィルタ部４の図示を省略した。
【００２７】
オーバーサンプリング処理部６１は、ガードバンド挿入処理後の周波数領域信号に対して、例えばゼロ挿入などによりオーバーサンプリング処理を行う。具体的には、例えば、「B．Porat，“A  Course  in  Digital  Signal  Processing”，John  Wiley  and  Sons  Inc．，1997」（以下、Porat文献という）に記載されている信号補間式等を用いて、オーバーサンプリング処理（サンプリングレートを上げる、すなわちサンプリング間隔を細かくする処理）を行い、入力される信号に対し、１シンボルあたりのサンプリング点がＬ個となるようオーバーサンプリングを行う。すなわち、入力に対してサンプリングレートがＬ倍となるようオーバーサンプリングを行う。なお、オーバーサンプリングレートは、オーバーサンプリング後のサンプリングレートが入力のサンプリングレートの何倍であるかを示す値とする。
【００２８】
ＩＤＦＴ部６２は、オーバーサンプリング処理後の周波数領域信号をＩＤＦＴ処理により時間領域信号に変換する。ＩＤＦＴ処理によりシンボル間に、補間されたサンプル点が追加される。上記Porat文献にて解説されるＩＤＦＴ出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルと最初（１番目）のシンボルとの間を補間するような点となる。
【００２９】
図７は、本実施の形態のフレーム構成の一例を示す図である。図７は、図５で示したように、２個の固定シンボルＡを、ｄ0の前と、ｄt-1とｄtの間とに配置する場合のフレーム構成を示している。図７は、時間・周波数変換部３へ入力される際の各ブロックのシンボル構成を示している。図７の例では、一定期間の全ブロック内で、同一の位置に固定シンボルが配置される。なお、固定シンボルの具体的な値および配置に対する制約は無く、図７の例に限定されない。本実施の形態では、固定シンボルは位相および振幅が固定されているシンボルを示すが、特定の象限にあるシンボルを用いても良い。ただし、１番目の固定シンボル（ｄ0の前に配置されたシンボル）と２番目の固定シンボル（ｄt-1とｄtの間とに配置されたシンボル）には、同じまたは位相および振幅が近い固定シンボルが配置されるようにする。
【００３０】
図５、７の例の場合、１番目のシンボルは固定シンボルＡであり、ＩＤＦＴ部６２から出力される最後のサンプル（補間された点）は、固定シンボルＡの位相および振幅に連続的に繋がる位相および振幅（固定シンボルＡの位相および振幅に近い位相および振幅）を有する。そして、ＩＤＦＴ部６２から出力される１番目の固定シンボル（ｄ0の前に配置されたシンボル）Ａに対応するサンプル点と２番目の固定シンボル（ｄt-1とｄtの間とに配置されたシンボル）Ａに対応するサンプル点は、固定シンボルＡに近い値となる。したがって、固定シンボル（ｄt-1とｄtの間とに配置されたシンボル）Ａに対応するサンプル点がＣＰ挿入後に各ブロックの先頭のサンプルとなるようＣＰ挿入を行えば、ＳＣブロックの最後のサンプルと次のＳＣブロックの最初のサンプル（固定シンボル）の位相は滑らかに繋がることになる。したがって、ブロック間の位相の連続性が保たれ、帯域外スペクトル抑圧が達成できる。
【００３１】
また、ブロック内に配置する固定シンボルの数も２個に限定されない。図８は、本実施の形態のフレーム構成の別の一例を示す図である。図８に示すように、ブロック内に３つの固定シンボルを配置し、２番目と３番目の固定シンボルが連続するように配置してもよい。
【００３２】
上記のようにブロック間の位相の連続性が保たれるようにＣＰ挿入を行うためには、ＩＤＦＴ処理後の信号の所定位置の位相を所望の値に近づくようにすればよい。具体的には、各ブロックにおいてＣＰ挿入の際にコピーする領域の先頭と、各ブロックの最後のサンプル点の位相が連続するようにＣＰ挿入の際にコピーするサンプルの個数（図２のＭCP）を決定することになる。
【００３３】
ＩＤＦＴ処理後の信号の所定位置の位相を所望の値に近づくようにする（所定位置の位相を固定する）には、例えば、以下の式（４）を満たすような正の整数μ、χを用いて、固定シンボルの配置位置を決定する。
【００３４】
【数４】
0006025987.tif 000005
【００３５】
例えば、Ｎ＝２２、ＮALL＝３２、Ｆ＝２の場合、μ＝４、χ＝３となる。λは任意の値を用いて良いが、ＣＰ長を決めるパラメタとなる。ＣＰ長は伝送路に存在するマルチパスによる遅延時間によって決まる。すなわちλの値を設定する場合、ＣＰ長ＭCPを（ＮALL−λμ）Ｌが伝送路における最大遅延時間よりも長くなるように設定する。整数λを０≦λ≦７（＝ＮALL／μ−１）とすると、式（４）を満たす組み合わせは、λμ、λχとなる。この場合、Ｌ＝１（オーバーサンプリング無し）の場合、ＩＤＦＴ部６２のλμ＋１番目（０≦ｋ≦Ｎ＋Ｆ−１とするとき、ｋ＝λχ）のサンプルの位相は、時間・周波数変換部３の入力のλχ＋１番目のサンプル（シンボル）の位相に近づく（λχ＋１番目のサンプルに対応したサンプルとなる）。したがって、固定シンボル配置部２が、λχ＋１番目に固定シンボルＡを配置した場合、ＩＤＦＴ部６２の出力のλμ＋１番目のサンプルの位相は固定シンボルＡの位相に近づく。オーバーサンプリングレートがＬ倍の場合には、ＩＤＦＴ部６２の出力のＬλμ＋１番目のサンプルの位相はブロックシンボル内のλχ＋１番目のサンプルの位相に近づく。したがって、固定シンボルの配置を決定する際に、ＣＰ挿入後のブロックの先頭のシンボル（すなわち、ＣＰ挿入においてコピーされる箇所の最初のシンボル）が固定シンボルに対応したサンプルとなるためには、λχ＋１番目に固定シンボルＡを配置してＣＰ長ＭCPを（ＮALL−λμ）Ｌと設定すれば良い。
【００３６】
具体例を図を用いて説明する。図９は、本実施の形態のデータ処理例を示す図である。図９では、表記の簡易化のため、波形整形フィルタ部４は省略した。図９の例では、Ｎ＝４、ＮALL＝８、Ｆ＝２、Ｌ＝２としている。また、ガードバンド挿入処理として、片側２シンボル分のゼロを挿入している。オーバーサンプリングレートは２倍であるので、オーバーサンプリング処理として、ガードバンド挿入処理後の信号に対し、ＮALL＝８点のゼロ挿入を行う。なお、オーバーサンプリングレートがＬ倍の場合、オーバーサンプリング処理では、（Ｌ−１）ＮALL点のゼロを挿入する。
【００３７】
図９の例では、μ＝４、χ＝３である。このため、λ＝１とすると、ブロック内の１番目と、４（＝χ＋１）番目のシンボルを固定シンボル“Ａ＝＋１”と設定している。ここでは“Ａ＝＋１”としたが、固定シンボルのＡの値はどのような値を用いても構わない。図９により、ＩＤＦＴ部６２の出力の１番目および９番目のシンボルが固定シンボルＡの位相に近づいているのが分かる。また、ＩＤＦＴの循環性により、ＩＤＦＴ出力の最後のサンプルがブロックシンボル内の１番目のシンボル（固定シンボル）の位相に近づくことが分かる。この例では、ＣＰ長を８（＝（ＮALL−λμ）Ｌ）サンプルと設定すれば、ＣＰ箇所の最初のサンプルが固定シンボルの位相に近づいた値となり、ブロック間の位相連続性が保たれる。なお図９の具体例として示した数値は、表記の簡易化のため小数点第４位までの値を示した。また、図９の時間・周波数変換部３の出力は、図６のｓN/2-1，ｓN/2に対応する点を両端とし、ｓ0，ｓN-1が中央となるような順序で示している。このため、図６では、ガードバンド挿入処理で、両端に挿入された０が図９では中央付近に挿入されている。オーバーサンプリング処理における０挿入も同様である。
【００３８】
なお、以上の例では、オーバーサンプリング処理として０挿入を行う例を説明したが、オーバーサンプリング処理は０挿入に限定されない。
【００３９】
また、帯域外スペクトルが低減するよう、固定シンボルＡに対し位相回転および振幅調整を行っても良い。図１０は、ブロック内の２つの固定シンボルに異なる位相回転を与えた例を示す図である。図１０では、θ1Ａとθ2Ａは、位相回転量の異なる固定シンボルである。一定期間の全ブロックについて、図１０に示すように、ブロック内の同一位置に同一固定シンボルを配置する。なお、ブロック内の２つの固定シンボルの振幅が異なるようにしてもよいし、振幅および位相が異なるようにしてもよい。位相回転を与える理由は、オーバーサンプリングやガードバンド付加処理を周波数上におけるゼロ挿入によって行った場合、ＩＤＦＴ出力のサンプルに位相回転が加わる。ブロック間の位相連続性を保つため、オーバーサンプリングによって発生し、固定シンボル挿入場所によって異なる各サンプルに対する位相回転と逆の方向となる位相回転を事前に各固定シンボルに与える必要がある。振幅調整は時間・周波数変換やＩＤＦＴ処理を行う際に、ＤＦＴ、ＩＤＦＴのサイズが異なるため、最終出力信号の電力が変わらないように行われる。
【００４０】
また、本実施の形態では、所定位置に固定シンボルを配置する例を説明したが、固定シンボルではなく複素平面（ＩＱ平面）において同象限の信号点となるシンボル（以下、同象限シンボルという）を配置するようにしてもよい。例えば、図５の例において、２個の固定シンボルの替わりに、２個の同象限のシンボル（同象限シンボル）Ａ，Ｂを配置するようにしてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態では、データシンボルおよび固定シンボルを周波数領域信号に変換して、周波数領域でＮ＋Ｆ個のデータをＮ個に変換したが、時間領域でＮ＋Ｆ個のデータをＮ個に変換するようにしてもよい。
【００４２】
以上のように、本実施の形態では、Ｎ個のデータシンボルにＦ個の固定シンボルを挿入した時間領域信号をＮサンプルの周波数領域信号に変換し、ガードバンド挿入処理を行った後に、オーバーサンプリング処理を行い、ＩＤＦＴ処理を実施して、ＣＰ挿入を行うようにした。そして、ＣＰ挿入の際にコピーする領域の先頭が、ブロックシンボル内の固定シンボルの位相に近い点となるように、ＣＰ長を設定するようにした。このため、ブロック間の位相の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、ガードバンド挿入処理を実施したが、ガードバンド挿入処理は実施しなくてもよい。また、本実施の形態は、ＣＰが無くＭCP＝０の場合にも適用可能であり、この場合、Ｆ＝１と設定し、１シンボルの固定シンボルはｄ0の前のみに設定する。
【００４４】
実施の形態２．
図１１は、本発明にかかる受信装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、実施の形態１で説明した送信装置により送信されたＳＣブロック信号を受信する。
【００４５】
図１１に示すように、本実施の形態の受信装置は、ＣＰ除去部８、補間処理除去・等化処理部９、固定シンボル除去部１０、周波数・時間変換部１１および復調・復号部１２を備える。ＣＰ除去部８は、受信信号に対してＣＰ除去を行う。補間処理除去・等化処理部９は、受信信号を周波数領域信号に変換するとともに伝送路の等化処理を行い、送信装置の補間処理部６において実施された処理と逆の処理を行う。固定シンボル除去部１０は、補間処理除去・等化処理部９の出力である等化処理後のＦ個の固定シンボルとＮ個のデータシンボルが凝縮されたＮシンボルとを含む信号から所定位置に挿入されている固定シンボル（または同象限シンボル）成分を除去する。周波数・時間変換部１１は、固定シンボル除去後の周波数領域信号を時間領域信号に変換する。復調・復号部１２は、固定シンボル除去後の信号に対して復調・復号処理を行う。
【００４６】
図１２は、補間処理除去・等化処理部９の構成例を示す図である。ＣＰ除去部８、固定シンボル除去部１０、周波数・時間変換部１１および復調・復号部１２は図１１の例と同様である。図１２の例では、補間処理除去・等化処理部９は、ＤＦＴ部９１、伝送路推定部９２、周波数領域等化部９３およびアンダーサンプリング処理部９４を備える。
【００４７】
ＤＦＴ部９１は、ＣＰ除去後の受信信号をＤＦＴ処理により周波数領域信号に変換する。伝送路推定部９２は、周波数領域信号に基づいて伝送路推定を行い伝送路推定値を周波数領域等化部９３へ入力する。周波数領域等化部９３は、周波数領域信号と伝送路推定値に基づいて等化処理を行う。アンダーサンプリング処理部９４は、等化処理後の周波数領域信号に対して、アンダーサンプリング処理を実施する（例えば、送信装置において周波数領域でゼロ挿入された箇所よりゼロを除去する）。この際、ガードバンド挿入処理により挿入された０についても除去する。
【００４８】
固定シンボル数Ｆ＝２とし、固定シンボル挿入位置を１番目（０≦ｋ≦Ｎ＋Ｆ−１とするとき、ｋ＝０）およびｘ＋１（ｋ＝ｘ）番目とすると、固定シンボル挿入位置に対応する列を除いた式（１）の行列は以下の式（５）のように示すことができる。
【００４９】
【数５】
0006025987.tif 000006
【００５０】
上記式（５）の行列はＮ×Ｎの行列となる。以下の式（６）で示す信号を、ＣＰ除去され、等化処理およびアンダーサンプリング処理後の信号とする。
【００５１】
【数６】
0006025987.tif 000007
【００５２】
このとき、周波数領域において、固定シンボル成分を以下の式（７）で示すように除去する。
【００５３】
【数７】
0006025987.tif 000008
【００５４】
なお、位相回転や振幅調整が送信側において固定シンボルに加わった場合、以下の式（８）で示すように位相回転・振幅調整処理を含めた固定シンボルを除去する。
【００５５】
【数８】
0006025987.tif 000009
【００５６】
そして、上記の式（５）に示した行列を用いて、以下の式（９）で示すように周波数・時間変換処理を行い、データシンボルの推定値ｄ（太字）（ハット）を得ることができる。
【００５７】
【数９】
0006025987.tif 000010
【００５８】
本実施の形態は、ＣＰが無くＭCP＝０の場合の場合にも適用可能であり、この場合、Ｆ＝１と設定し、固定シンボルはｄ0の前のみに設定する。この場合固定シンボル挿入位置に対応する列を除いた式（１）の行列は以下の式（１０）のように示すことができる。
【００５９】
【数１０】
0006025987.tif 000011
【００６０】
式（６）のアンダーサンプリング処理後の信号を用い、固定シンボル成分を以下の式（１１）で示すように除去する。ここでθ1はブロック間位相の連続性を保つために加わった位相回転とする。
【００６１】
【数１１】
0006025987.tif 000012
【００６２】
上記式（１１）に示した行列を用い、式（９）のようにデータシンボルの推定値を得ることができる。
【００６３】
なお、周波数・時間変換部１１が実施する周波数・時間変換処理としては、どのような処理を行っても良い。例えば上記のｓ（太字）´を用いて「L．  B．  Nelson  and  H．  V．  Poor，“Iterative  Multiuser  Receivers  for  CDMA  Channels：An  EM‐based  Approach”，IEEE  Trans．  on  Commun．，vol．44，No．12，Dec．  1996，pp．  1700−1710」の文献に記載の手法を用いて、直接デコーディングや復調を行っても良い。
【００６４】
以上の実施の形態１、２では、ＳＣ伝送を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されず有線を含むさまざまな方式の送信装置および受信装置に適用が可能である。また、ＤＦＴやＩＤＦＴ処理を用いて説明したが、これらに限定されず、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）やＩＦＦＴ（Inverse  ＦＦＴ）を用いることもでき、複数の手法を組み合わせてもよい。また、送信装置および受信装置の構成は、各実施の形態で示された装置構成に限定されない。
【００６５】
以上のように、本実施の形態では、実施の形態１で説明した送信装置により送信されたＳＣブロック信号を受信する受信装置を示した。実施の形態１の送信装置と本実施の形態の受信装置とで通信システムを構成することにより、この通信システムでは、帯域外スペクトルを抑圧することができる。
【００６６】
また、以上の実施の形態では、ＣＰをガードインターバルとして挿入する例を示したが、ガードインターバルとしてＣＰ以外を用いてもよい。この場合も、データシンボルの先頭とガードインターバルの先頭とが固定シンボル（または同象限シンボル）となるように配置すればよい。
【００６７】
実施の形態３．
図１３は、本発明にかかる実施の形態３の固定シンボル挿入後のブロックの構成例を示す図である。本実施の形態の送信装置の構成は実施の形態１で述べた送信装置と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００６８】
実施の形態１では、同じ固定シンボルＡまたは同象限となるシンボルを所定位置に挿入する例を示した。本実施の形態では、固定シンボル配置部２は、図１３に示すように固定シンボル系列を挿入する。図１３において、空白の部分はデータシンボルであり、Ａiは固定シンボルを示す。図１３は、１ブロック分のデータシンボルおよび固定シンボルの構成を示している。
【００６９】
図１３に示すように、本実施の形態の固定シンボル系列は、ＮL＋ＮR＋１個の固定シンボルで構成され、［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1，Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］である。なお、固定シンボルの下付き文字内のNLはＮLを示し、固定シンボルの下付き文字内のNRはＮRを示す。
【００７０】
なお、固定シンボル系列の並び方は［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1，Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］に限らず、［Ａ0，Ａ1，…，ＡNR，Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1］でもよい。本実施の形態において、シンボル系列を構成する各固定シンボルＡiの値に制約は無い。固定シンボル系列配置後、電力正規化が行われるのであれば、Ａiをそれぞれ異なる値に設定しても良い。また、Ａi＝０、すなわち固定シンボル全てをゼロに設定してもよい。例えば、ＡiはＭ−ＰＳＫ（M-ary−Phase  Shift  Keying），Ｍ−ＱＡＭ（M-ary  Quadrature  Amplitude  Modulation）のようなシンボルを用いても良く、また、Ａiのうちの数個をゼロに設定しても良い。また、「D.  C.  Chu，“Polyphase  Codes  With  Good  Periodic  Correlation  Properties”，IEEE  Transactions  on  Information  Theory，pp．531−532，July  1972」に記載されている系列を固定シンボル系列として用いても良い。
【００７１】
図１４は、各ブロックにおける固定シンボル系列の配置例を示す図である。スペクトル抑圧効果を得るためには、図１４に示すように、全ブロックにおいて、同じ固定シンボル系列を使い、同じ固定シンボルはブロック間で同じ位置に配置する。図１４において、ｋ番目のブロックにおけるｉ番目のデータシンボルをｄi(k)と表す。固定シンボル系列の配置方法は次のようになる。固定シンボル系列のうちのＡ0が、ブロック内の１番目の位置と後ろからＸCP番目の位置とに配置される。ＸCPについては後述する。
【００７２】
そして、ブロック内の１番目の位置と後ろからＸCP番目の位置とを基準として、固定シンボル系列［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1，Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］の各固定シンボルが、順番の通りに相対的な順序を変えることなく配置されるように基準位置の左右に固定シンボルを配置する。具体的には、固定シンボル系列のＡ0の位置を基準位置と定義し、基準位置より左側のシンボル群［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1］である第１のシンボル群と基準位置とそれより右側のシンボル群［Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］である第２のシンボル群とに分ける。そして、第２のシンボル群［Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］を、ブロック内の１番目の位置からこの順に配置する。第１のシンボル群［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1］を、第１のシンボル群の最後のシンボルがブロックの最後のシンボルとなるようにこの順で配置する。また、後ろからＸCP番目の位置がＡ0となるように、固定シンボル系列［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1，Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］をこの順で配置する。
【００７３】
後ろからＸCP番目の位置すなわちＮ＋Ｆ−ＸCP＋１番目の位置のシンボルを時間領域においてＣＰとしてコピーされる部分の先頭に相当するシンボルとする。すると、実施の形態１と同様に、ブロックの１番目のシンボルとＣＰの先頭のシンボルがほぼ同じシンボルであるので、本実施の形態は実施の形態１を拡張したものとなる。このため、実施の形態１と同様にブロック間の位相および振幅の連続性を保つことができる。ＸCPは、実施の形態１で述べたλ、χを用いて、ＸCP＝Ｎ＋Ｆ−λχとして求めることができる。
【００７４】
固定シンボル配置部２により以上のように固定シンボル系列が配置された１ブロック分のシンボルは時間・周波数変換部３に入力される。時間・周波数変換部３が行う処理は、実施の形態１の式（１）と同様に、入力数Ｎ＋Ｆ、出力数Ｎの時間・周波数変換処理となる。
【００７５】
図１５は、本実施の形態の時間・周波数変換部３の入出力の一例を示す図である。図１５に示すように、時間領域信号である［Ａ0，Ａ1，…，ＡNR，ｄ0，ｄ1，…，ｄx-1，Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1，Ａ0，Ａ1，…，ＡNR，ｄx，…，ｄN-1，Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1］は、時間・周波数変換部３により周波数領域信号［Ｓ0，Ｓ1，…，ＳN-1］に変換される。なお、図１５においてｄiは、データシンボルを示す。ｄx-1，ｄxにおけるｘの値は、ＮL，ＮR，ＸCPによって決まる。固定シンボル挿入後の１ブロックのシンボル数はＮ＋Ｆであり、ＸCPより前のシンボルの個数は、Ｎ＋Ｆ−ＸCPである。Ｎ＋Ｆ−ＸCP個のシンボルのうちＮL＋ＮR＋１個は固定シンボルであるから、ＸCPより前のデータシンボルの個数、すなわちｘは、ｘ＝Ｎ＋Ｆ−ＸCP−（ＮL＋ＮR＋１）となる。
【００７６】
なお、ここでは、ブロックの最後の固定シンボル系列とＮ＋Ｆ−ＸCP＋１番目の位置を基準とした固定シンボル系列とが重ならないよう、ＸCPはＮL＋ＮR＋１よりも十分大きな値であることを想定する。
【００７７】
また、ＣＰが挿入されない場合にも、固定シンボル系列を挿入することができる。図１６は、ＣＰが挿入されない場合の本実施の形態の固定シンボル系列挿入後のブロックの構成例を示す図である。ＣＰが挿入されない場合ＸCP＝０となり、ブロックの先頭および末尾のみに固定シンボル系列が配置される。なお、図１６において、Ｆ＝ＮL＋ＮR＋１である。
【００７８】
また、帯域外スペクトルが低減するよう、固定シンボルＡiに対し、位相回転および振幅調整を行ってもよい。位相回転および振幅調整の方法は実施の形態１と同様である。図１７は、２つの固定シンボルＡ1に対して異なる位相回転および振幅調整α1、β1が施された例を示す図である。
【００７９】
なお、上記の例では、ブロック内の１番目の位置と後ろからＸCP番目の位置とに配置されるシンボルを同じシンボルＡ0としたが、実施の形態１で述べたように、この２つのシンボルを同象限のシンボルとしてもよい。この場合、後ろからＸCP番目の位置を基準位置として配置されるシンボル系列は、［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1，Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］の替わりに［Ｂ-NL，Ｂ-NL+1，Ｂ-NL+2，…，Ｂ-1，Ｂ0，Ｂ1，…，ＢNR］とする。基準位置のＡ0とＢ0は同象限シンボルである。ブロック内の１番目の位置を基準位置として同様に第２のシンボル群［Ａ0，Ａ1，…，ＡNR］を配置し、ブロックの最後に上記と同様に第１のシンボル群［Ａ-NL，Ａ-NL+1，Ａ-NL+2，…，Ａ-1］を配置する。
【００８０】
以上のように、本実施の形態では、各ブロック内の基準位置を中心として前後に各ブロックで同一の固定シンボル系列が配置されるようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つことができ、帯域外スペクトルを抑制することができる。
【００８１】
実施の形態４．
次に、本発明にかかる実施の形態４の受信装置における固定シンボルの除去方法について説明する。本実施の形態の受信装置は、実施の形態３で述べた固定シンボル系列が挿入されたＳＣブロック信号を受信する。本実施の形態の受信装置の構成は、実施の形態２の受信装置と同様である。以下、実施の形態２と異なる部分について説明する。
【００８２】
本実施の形態では、固定シンボル除去部１０は、以下の式（１２）に従って固定シンボルを除去する。なお、ＩFを固定シンボル系列の各固定シンボルが配置される位置とし、ｋ（ｉ）をシンボル番号ｉにおける固定シンボル系列内の番号とし、−ＮL≦ｋ（ｉ）≦ＮRとする。
【００８３】
【数１２】
0006025987.tif 000013
【００８４】
周波数・時間変換部１１は、実施の形態２で示した式（９）を用いて、周波数・時間変換処理を行う。なお、周波数・時間変換に用いるＷP’は、行列ＷPからｉ∈ＩFの列を除いた行列となる。
【００８５】
また、以下の式（１３）に示すように、帯域外スペクトル低減のために加える位相回転φk(i)を考慮して、固定シンボル成分除去を行ってもよい。
【００８６】
【数１３】
0006025987.tif 000014
【００８７】
以上のように、本実施の形態では、各ブロック内の基準位置を中心として前後に各ブロックで同一の固定シンボル系列が配置されたＳＣブロック信号を受信する際の固定シンボル除去処理について説明した。実施の形態３の送信装置と本実施の形態の受信装置とで通信システムを構成することにより、通信システムにおいて、帯域外スペクトルを抑圧することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムは、ＳＣブロック伝送を行う通信システムに有用であり、特に、ＣＰ挿入を行う通信システムに適している。
【符号の説明】
【００８９】
１  シンボル生成部、２  固定シンボル配置部、３  時間・周波数変換部、４  波形整形フィルタ部、５  ガードバンド挿入部、６  補間処理部、７  ＣＰ挿入部、８  ＣＰ除去部、９  補間処理除去・等化処理部、１０  固定シンボル除去部、１１  周波数・時間変換部、１２  復調・復号部、６１  オーバーサンプリング処理部、６２  ＩＤＦＴ部、９１  ＤＦＴ部、９２  伝送路推定部、９３  周波数領域等化部、９４  アンダーサンプリング処理部。
【図１】
0006025987.tif 000015
【図２】
0006025987.tif 000016
【図３】
0006025987.tif 000017
【図４】
0006025987.tif 000018
【図５】
0006025987.tif 000019
【図６】
0006025987.tif 000020
【図７】
0006025987.tif 000021
【図８】
0006025987.tif 000022
【図９】
0006025987.tif 000023
【図１０】
0006025987.tif 000024
【図１１】
0006025987.tif 000025
【図１２】
0006025987.tif 000026
【図１３】
0006025987.tif 000027
【図１４】
0006025987.tif 000028
【図１５】
0006025987.tif 000029
【図１６】
0006025987.tif 000030
【図１７】
0006025987.tif 000031