(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調部と、
前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当部とを具備し、
前記周波数割当部は、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記周波数割当部は、ノッチ部分の間隔に基づいて算出された周波数変位幅に含まれる前記周波数に前記複数の信号を各々割り当てることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記周波数割当部は、送信する前記信号の数に応じた段数のＭ系列を用いて前記信号数に応じた個数の数値を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
信号を受信して周波数毎に復調する復調部と、
第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、復調信号数と同数の系列に基づいて、前記周波数と通信データとの対応関係を検出する周波数割当検出部と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項５】
第１通信装置と、第２通信装置とを具備し、
前記第１通信装置は、
複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調部と、
前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当部とを具備し、
前記周波数割当部は、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当て、
前記第２通信装置は、
信号を受信して周波数毎に復調する復調部と、
前記周波数割当部が用いる系列と同じ系列に基づいて、前記周波数と通信データとの対応関係を検出する周波数割当検出部と、
を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項６】
複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調ステップと、
前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当ステップとを具備し、
前記周波数割当ステップでは、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てることを特徴とする通信方法。
【請求項７】
複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調部を具備する通信装置を制御するコンピュータに、
前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当ステップを実行させ、
前記周波数割当ステップでは第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てさせるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、通信方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行波と遅延波とが存在する伝搬環境下において通信を行う場合、先行波と遅延波とが干渉して受信電力が低下するノッチが発生し得る。かかるノッチへの対策として幾つかの技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の直交周波数分割多重化に基づく無線通信システムでは、ノッチ部分の推定を行い、推定したノッチ部分を避けて通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３３０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の直交周波数分割多重化に基づく無線通信システムは、チャネル伝達関数のゼロポイントの位置および移動を評価する手段を備える必要があるなど、装置構成が複雑になってしまう。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決することのできる通信装置、通信システム、通信方法およびプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、本発明の一態様による通信装置は、複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調部と、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当部とを具備し、前記周波数割当部は、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一態様による通信装置は、信号を受信して周波数毎に復調する復調部と、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、復調信号数と同数の系列に基づいて、前記周波数と通信データとの対応関係を検出する周波数割当検出部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様による通信システムは、第１通信装置と、第２通信装置とを具備し、前記第１通信装置は、複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調部と、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当部とを具備し、前記周波数割当部は、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当て、前記第２通信装置は、信号を受信して周波数毎に復調する復調部と、前記周波数割当部が用いる系列と同じ系列に基づいて、前記周波数と通信データとの対応関係を検出する周波数割当検出部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様による通信方法は、複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調ステップと、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当ステップとを具備し、前記周波数割当ステップでは、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様によるプログラムは、複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する変調部を具備する通信装置を制御するコンピュータに、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てる周波数割当ステップを実行させ、前記周波数割当ステップでは、第１のＭ系列と、前記第１のＭ系列と同じ周期を有し、各符号の符号長が前記第１のＭ系列の符号と同じ符号長を有し、かつ前記第１のＭ系列と異なる種類のＭ系列である第２のＭ系列、及び、前記第２のＭ系列の初期値を変化させた１つ以上のＭ系列の各々とのビット毎の排他的論理和による、送信信号数と同数の系列に基づいて、前記複数の信号を前記周波数に各々割り当てさせるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、より簡単な装置構成にてノッチの影響を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における通信システムの機能構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態の通信システムにおけるノッチの例を示す説明図である。
【図３】同実施形態において、周波数割当部が１つの送信信号に対して行う送信周波数の変更の例を示す説明図である。
【図４】同実施形態において、周波数割当部が用いる行列の元となる、Ｍ系列に基づく列ベクトルの例を示す説明図である。
【図５】同実施形態において、周波数割当部が用いる行列の例を示す説明図である。
【図６】同実施形態において、周波数割当部が行う送信周波数の割当の例を示す説明図である。
【図７】同実施形態において、通信装置が送信する信号のパターンの例を示す説明図である。
【図８】同実施形態において、通信システムが行う処理の手順を示す説明図である。
【図９】同実施形態の通信装置における本発明の最小構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態における通信システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、通信システム１は、通信装置（第１通信装置）１００と、通信装置（第２通信装置）２００とを具備する。通信装置１００は、誤り訂正符号化部１１１と、インタリーバ１１２と、周波数設定部１２１と、周波数割当部１２２と、パイロット信号生成部１３１と、変調部１４１と、アンテナ１５１とを具備する。通信装置２００は、アンテナ２１１と、周波数特性測定部２２１と、周波数パターン算出部２２２と、周波数設定部２２３と、周波数割当検出部２２４と、復調部２３１と、デ・インタリーバ２３２と、誤り訂正復号部２３３とを具備する。
【００１４】
通信装置１００は、複数の周波数（送信周波数）を用いて無線信号を送信する。例えば、通信装置１００は無線伝送装置であり、複数ユーザの通信データを受信し、ユーザ毎の送信周波数を設定して、設定した送信周波数を用いて通信データを無線送信する。
誤り訂正符号化部１１１は、複数の通信データの各々に対して誤り訂正符号化を行い、インタリーバ１１２に出力する。ここで、誤り訂正符号化部１１１は、例えば外部の装置から通信データを取得（受信）する。
【００１５】
インタリーバ１１２は、誤り訂正符号化部１１１からの誤り訂正符号化された通信データの各々に対して分割および並び替えを行う（インタリーブ（Interleave）する）。通信データにノイズが混入した際に、符号誤りが一部分に集中することを回避して復号可能性を高めるためである。インタリーバ１１２は、並べ替えの行われた通信データを変調部１４１に出力する。
【００１６】
周波数設定部１２１は、通信装置１００が用いる送信周波数を決定し、決定した送信周波数を示す情報を周波数割当部１２２に出力する。特に、周波数設定部１２１は、チャネルの周波数応答にて測定されるノッチ部分の間隔に基づいて通信装置２００（周波数パターン算出部２２２）が決定した周波数変位幅（通信帯域幅）の範囲内で送信信号数に応じた個数の送信周波数を決定する。例えば、周波数設定部１２１は、通信装置２００から周波数変位幅と送信周波数の個数との通知を受け、当該周波数変位幅を当該送信周波数の個数にて等分割することで、送信周波数を決定する。
【００１７】
周波数割当部１２２は、周波数設定部１２１が決定した送信周波数に、複数の通信データ（送信信号）を各々割り当てる。その際、周波数割当部１２２は、Ｍ系列を用いて送信信号数に応じた個数の数値を生成し、当該数値に基づいて、複数の送信信号を送信周波数に各々割り当て、定期的に割り当てを変更する。後述するように、Ｍ系列を用いて割当を行うことで、送信信号を送信周波数にランダムに割り当てることができ、同一の信号がノッチ部分の周波数に割り当てられ続けることを回避し得る。
【００１８】
さらに、周波数割当部１２２は、送信信号の数に応じた段数（Ｍ系列を生成するシフトレジスタの段数）のＭ系列を用いて送信信号数に応じた個数の数値を生成する。このように、周波数割当部１２２が送信信号の数に応じた段数のＭ系列を用いるので、送信信号数に応じた規模の送信周波数を用意すればよい。すなわち、送信周波数を無駄に確保する必要がない。
また、周波数割当部１２２は、周波数設定部１２１が決定した送信周波数に送信信号を割り当てることで、チャネルの周波数応答にて測定されるノッチ部分の間隔に基づいて算出された周波数変位幅に含まれる送信周波数に複数の送信信号を各々割り当てる。
周波数割当部１２２は、決定した割当を示す情報を変調部１４１に出力する。
【００１９】
パイロット信号生成部１３１は、伝搬路状況測定用のパイロット信号（通信装置２００が既知の信号）を生成して変調部１４１に出力する。
変調部１４１は、インタリーバ１１２からの並べ替えされた通信データを、周波数割当部１２２が決定した割当に従って、周波数設定部１２１が決定した送信周波数の信号に変調し、アンテナ１５１を用いて送信する。すなわち、変調部１４１は、複数の信号を信号数と同数またはより多くの周波数を用いて変調し送信する。また、変調部１４１は、例えば定期的に、送信信号にパイロット信号を挿入して送信する。
アンテナ１５１は、変調部１４１から電気信号にて出力される通信信号（送信信号）を無線信号にて送信する。
【００２０】
通信装置２００は、通信装置１００が送信した無線信号を受信して各通信データを復元する。例えば、通信装置２００は無線伝送装置であり、復元した通信データを各々の送信先に向けて送信する。
アンテナ２１１は、通信装置１００から無線信号にて送信された信号を受信して、周波数特性測定部２２１と復調部２３１とに電気信号にて出力する。
【００２１】
周波数特性測定部２２１は、アンテナ２１１が受信した通信信号（受信信号）に含まれるパイロット信号に基づいて、通信装置１００と通信装置２００との間のチャネル（伝送路）の周波数特性を測定し、測定結果を周波数パターン算出部２２２に出力する。
周波数パターン算出部２２２は、周波数特性測定部２２１が測定した周波数特性に基づいて、通信システム１が用いる周波数変位幅を決定し、決定した周波数変位幅を示す情報を周波数設定部２２３と周波数設定部１２１とに出力する。例えば、通信装置２００から通信装置１００へも無線通信を行い、周波数パターン算出部２２２は、周波数変位幅を示す情報を無線信号にて周波数設定部１２１に出力（送信）する。
なお、周波数パターン算出部２２２から通信装置１００への情報送信に代えて、通信装置１００と通信装置２００とが共に周波数パターン算出部を具備して同一の周波数変位幅を算出するようにしてもよい。
【００２２】
周波数設定部２２３は、周波数パターン算出部２２２からの情報に基づいて、周波数設定部１２１と同一の周波数を決定し（すなわち、周波数設定部１２１が決定した送信周波数を検出し）、決定した周波数を周波数割当検出部２２４に出力する。
周波数割当検出部２２４は、周波数割当部１２２が決定した周波数割当を検出する。より具体的には、周波数割当検出部２２４は、周波数割当部１２２と同じＭ系列を用いて、復調部２３１が復調する信号数に応じた個数の数値を生成し、当該数値に基づいて、周波数と通信データとを対応付けることで、周波数割当部１２２が決定した周波数と通信データとの対応関係を検出する。特に、周波数割当検出部２２４は、周波数割当部１２２が行う定期的な周波数割当変更に対して、割当変更の前後における通信データの対応関係を検出する。
周波数割当検出部２２４は、検出した対応関係を示す情報を復調部２３１に出力する。
【００２３】
復調部２３１は、信号を受信して周波数毎に復調する。より具体的には、復調部２３１は、通信装置１００からの信号を、アンテナ２１１を介して受信し、当該信号（受信信号）から、周波数設定部２２３が決定した周波数成分を復調して通信データを抽出する。その際、復調部２３１は、周波数割当検出部２２４が検出した周波数割当に基づいて、通信装置１００（周波数割当部１２２）が行う周波数割当変更の前後における受信信号の対応付けを行って通信データを抽出する。これにより、復調部２３１は、誤り訂正符号化部１１１が誤り訂正符号化し、インタリーバ１１２が並べ替えを行った段階の通信データを復元する。
復調部２３１は、得られた通信データをデ・インタリーバ２３２に出力する。
【００２４】
デ・インタリーバ２３２は、復調部２３１からの通信データに対して、インタリーバ１１２が通信データの並べ替えと逆の並べ替えを行って、並べ替え前の（誤り訂正符号化された）通信データを復元（デ・インタリーブ（de-Interleave））し、誤り訂正復号部２３３に出力する。
誤り訂正復号部２３３は、デ・インタリーバ２３２からの誤り訂正符号化された通信データに対して誤り訂正を行い、元の通信データを復元する。誤り訂正復号部２３３は、復元した通信データを、例えば外部の装置に出力（送信）する。
【００２５】
次に、図２〜６を参照して、通信システム１における周波数の割当について説明する。
図２は、通信システム１におけるノッチの例を示す説明図である。
先行波と遅延波とが存在する伝搬環境下において通信を行う場合、チャネルのインパルス応答ｈ（ｔ）は、式（１）のように表すことができる。
【００２６】
【数１】
0005910239.tif 000002
【００２７】
ここで、δ（ｔ）は単位インパルス関数（ディラックのデルタ関数）を示し、時刻ｔ＝０において先行波が通信装置２００に到来するものとする。また、τは遅延波の遅延時間を示し、ρは、遅延波の振幅を示す。また、ｅ、ｊは、それぞれネイピア数、虚数単位を示し、θは、先行波に対する遅延波の位相差を示す。
この式（１）をフーリエ変換して、チャネルの周波数応答Ｈ（ｆ）は、式（２）のように示される。
【００２８】
【数２】
0005910239.tif 000003
【００２９】
すなわち、図２に示されるように、ｆ＝１／τの周期でノッチが発生する。このノッチの付近の周波数では、受信電力が低下して受信電波特性（例えば、ＳＮ比（Signal To Noise Ratio））が悪化する。
そこで、周波数割当部１２２は、個々の送信信号に割り当てる送信周波数を定期的に変更する。
【００３０】
図３は、周波数割当部１２２が１つの送信信号に対して行う送信周波数の変更の例を示す説明図である。同図において、周波数割当部１２２は、当該送信信号に周波数ｆ１３を割り当て、次に周波数ｆ１１を割り当て、その後、周波数ｆ１２を割り当てている。周波数割当部１２２は、その後も、割り当てる送信周波数を定期的に変更する。
このように、周波数割当部１２２が個々の送信信号に割り当てる送信周波数を定期的に変更することで、通信品質劣化の防止を図ることができる。より具体的には、通信装置１００が、送信信号をノッチ近辺（ノッチ部分またはその周辺）の周波数で送信する時間を短くすることで、通信装置２００は、デ・インタリーブされたデータに含まれる誤りを誤り訂正にて除去し得る。
【００３１】
ここで、周波数割当部１２２は、複数の送信信号の各々に対して割り当てる送信周波数を定期的に変更する。その際、周波数割当部１２２は、Ｍ系列を用いて、１つの送信周波数に同時に複数の送信信号を割り当てることの無いよう、送信周波数の割当を行う。すなわち、周波数割当部１２２は、送信信号の各々に対して異なる送信周波数を割り当てる。
【００３２】
図４は、周波数割当部１２２が用いる行列の元となる、Ｍ系列（Maximum Length Sequence）に基づく列ベクトルの例を示す説明図である。同図の列ベクトルＭ０は、ＧＯＬＤ符号を生成可能なｋ段の（すなわち、ｋビットのシフトレジスタを用いて生成される）Ｍ系列の生成過程におけるシフトレジスタの値を時系列に並べたものとなっており、当該Ｍ系列の周期２ｋ−１と同数の要素を有する。
【００３３】
また、列ベクトルＭ１（１）は、列ベクトルＭ０とは別の種類の、ＧＯＬＤ符号を生成可能なｋ段のＭ系列の生成過程におけるシフトレジスタの値を時系列に並べたものとなっており、列ベクトルＭ０と同様、当該Ｍ系列の周期２ｋ−１と同数の要素を有する。
また、列ベクトルＭ１（２）は、列ベクトルＭ１（１）の初期値を１変化（図４の例では増加）させた初期値から、列ベクトルＭ１（１）と同様に得られた列ベクトルである。周波数割当部１２２は、このように列ベクトルＭ１（１）の初期値を２ｋ−１まで１ずつ変化させて得られる２ｋ−１個の列ベクトルＭ１（１）〜Ｍ１（２ｋ−１）と、列ベクトルＭ０とを用いて生成される、図５に示す行列に基づいて周波数の割当を行う。
【００３４】
図５は、周波数割当部１２２が用いる行列の例を示す説明図である。同図に示す行列の第１列は、列ベクトルＭ０とＭ１（１）とについて、行毎に各ビットの排他的論理和を取った値を各行の要素として有する。同様に、当該行列の第ｉ列（１≦ｉ≦２ｋ−１）は、列ベクトルＭ０とＭ１（ｉ）とについて、行毎に各ビットの排他的論理和を取った値を各行の要素として有する。
【００３５】
このように、図５に示す行列は、２ｋ−１行×２ｋ−１列の行列となっている。この行列は、同一の行及び列に同じ数値を有さない。また、各要素を２進数として見て、各列を系列として捉えた場合、この系列の値は様々な大きさで増減しており、この点で、乱数の系列として用いることができる。
【００３６】
従って、周波数割当部１２２は、この行列における各列を異なる送信信号に割り当て、２進数として見た要素の値の各々を異なる送信周波数に割り当てて、いずれかの行を選択すると、同一の行に同じ数値を有さないことから、各送信信号を異なる送信周波数に割り当てることができる。
さらに、周波数割当部１２２は、一定時間毎に選択行を１つずつずらす（一定時間毎に１つ下げる、あるいは、一定時間毎に１つ上げる）ことで、各送信信号を異なる送信周波数に割り当て、かつ、割り当てる送信周波数をランダムに変化させることができる。
【００３７】
図６は、周波数割当部１２２が行う送信周波数の割当の例を示す説明図である。同図の例において、通信システム１は、ノッチの間隔１／τより広い通信帯域幅に２ｋ−１個の送信周波数を有している。周波数割当部１２２は、この送信周波数の各々を、例えば２ｋ−１人あるいはそれ以下のシングルキャリアユーザ（の送信信号）に割り当てる。その際、周波数割当部１２２は、個々の時刻においては、各ユーザに異なる送信周波数を割り当て、かつ、全てのユーザに１つずつの送信周波数を割り当てる。一方、図５の行列における行が１周すると、いずれのユーザにも各送信周波数が１度ずつ割り当てられた状態となる。
【００３８】
すなわち、図５で説明したように、周波数割当部１２２は、各ユーザに割り当てる送信周波数をランダムに変化させながら、様々な送信周波数を割り当てる。従って、特定のユーザに対してノッチ近辺の送信周波数が割り当てられ続けられる事態を回避できる。個々のユーザについて、ノッチ近辺の送信周波数が割り当てられる時間が短いことで、通信装置２００が、デ・インタリーブされたデータに含まれる誤りを誤り訂正にて除去できることが期待される。
【００３９】
ここで、仮に、周波数割当部１２２が割り当てる送信周波数の設定されている通信帯域幅が狭く、しかもノッチ近辺の帯域となっている場合、周波数割当部１２２が個々のユーザに割り当てる送信周波数を変化させても、変化の前後においていずれの送信周波数もノッチ近辺の周波数となり、受信電波特性が悪化した状態が継続することになる。かかる受信電波特性が悪化した状態が継続することで、デ・インタリーブされたデータに含まれる誤りの数が誤り訂正可能な数を超えてしまい、再送信が必要になるなど、通信品質が劣化してしまう。
【００４０】
かかる事態を回避するため、周波数割当部１２２が割り当てる送信周波数が、ノッチ近辺に集中していないことが求められる。そこで、通信帯域としてある程度広い周波数帯を用いることが考えられる。特に、ノッチの間隔１／τよりも広い周波数帯を通信帯域として用いることで、受信電力が極大となる周波数が通信帯域に含まれるようになり、当該周波数の近辺において良好な通信結果を期待し得る。
【００４１】
一方、通信帯域が広くなると、送受信回路の複雑化や回路規模の増大、さらには他の通信システムとの干渉を招くおそれがあり、通信システム１が使用可能な通信帯域には限りがある。そこで、周波数パターン算出部２２２は、周波数特性測定部２２１が測定するチャネルの周波数特性に基づいてノッチの間隔を検出し、検出した間隔に応じて、通信システム１が用いる通信帯域を設定する。この点について、図７を参照して説明する。
【００４２】
図７は、通信装置１００が送信する信号のパターンの例を示す説明図である。同図に示すように、通信装置１００は、通信帯域の全周波数において、通信データ信号に対して例えば定期的にパイロット信号を挿入して送信する。
周波数特性測定部２２１は、当該パイロット信号の送信タイミングや位相および振幅について既知であり、当該パイロット信号を用いて通信装置１００と通信装置２００との間のチャネルの周波数特性を測定する。
ただし、本発明はチャネル推定方法に依存しない。例えば、図７に示すマッピングと異なるパイロット信号のマッピングを行うようにしてもよいし、あるいは、パイロット信号を使用する以外のチャネル推定方法を用いるようにしてもよい。
【００４３】
ここで、送信信号の振幅および位相（の複素数表記。他も同様）をａｉとし、先行波のチャネルをｈｉとし、遅延波のチャネルをｈｉ−Δとし、加法性白色ガウスノイズ（Additive White Gaussian Noise；ＡＷＧＮ）をｎｉとすると、受信信号ｙｉは、式（３）のように示される。
【００４４】
【数３】
0005910239.tif 000004
【００４５】
この式（３）の両辺をａｉで除算すると式（４）が得られる。
【００４６】
【数４】
0005910239.tif 000005
【００４７】
ここで、ノイズの大きさが信号電力に比べて充分小さい場合には、受信信号ｙｉに対してノイズｎｉを無視することができ、式（５）のようになる。
【００４８】
【数５】
0005910239.tif 000006
【００４９】
この式（５）の左辺「ｈｉ＋ｈｉ−Δ」は、先行波と遅延波との周波数特性を示しており、周波数特性測定部２２１は、この情報を元にノッチの周波数間隔（図２を参照して説明したノッチの周期１／τ）を算出して周波数パターン算出部２２２に出力する。
そして、周波数パターン算出部２２２は、周波数特性測定部２２１が算出したノッチの周波数間隔と同じ、あるいは、当該間隔より広い帯域幅の通信帯域を設定する。
【００５０】
例えば、周波数パターン算出部２２２は、予め記憶している係数（例えば１．２）をノッチの周波数間隔に乗算して通信帯域幅を決定する。そして、周波数パターン算出部２２２は、通信システム１が使用する通信帯域の下限を予め記憶しておき、当該下限から決定した通信帯域幅分の周波数帯を通信帯域に設定する。
また、周波数パターン算出部２２２は、幾つかの段数のＭ系列を予め記憶しており、通信装置１００から送信される信号数（例えばユーザ数）の情報に応じて、系列長（２の段数乗−１）が当該信号数よりも長いＭ系列のうちで系列長が最短のＭ系列を選択する。当該Ｍ系列の系列長が、通信システム１が用いる周波数の数に相当する。
そして、周波数パターン算出部２２２は、決定した通信帯域とＭ系列とを示す情報を、周波数設定部２２３と周波数設定部１２１とに出力する。
【００５１】
このように、周波数パターン算出部２２２が、ノッチの間隔に応じた通信帯域を設定することで、通信帯域幅を比較的狭く設定することができる。広い帯域幅を必要としないことで、通信システム１の構成を簡単にできる。また、他の通信システムの干渉の可能性を低減させることができる。
また、周波数パターン算出部２２２が、ノッチの間隔に応じたＭ系列を選択する（送信周波数の数を決定する）ことで、必要以上の周波数を準備することを回避でき、例えば、送信周波数の間隔を広く取って干渉を防止できるなど、通信帯域を有効に活用できる。
【００５２】
次に、図８を参照して、通信システム１の動作について説明する。
図８は、通信システム１が行う処理の手順を示す説明図である。通信システム１は、同図に示す処理を定期的に行う。
【００５３】
同図の処理において、まず、周波数特性測定部２２１が、チャネルの周波数特性を測定して周波数パターン算出部２２２に出力する（ステップＳ１１１）。そして、周波数パターン算出部２２２は、周波数特性測定部２２１が測定した周波数特性に基づいてノッチの周波数間隔を算出し、当該周波数間隔に基づいて所要周波数幅（すなわち、通信帯域幅）を決定する（ステップＳ１１２）。
また、周波数パターン算出部２２２は、例えば通信装置１００からのユーザ数の情報を取得するなど、必要な周波数の数を取得する（ステップＳ１１３）。そして、周波数パターン算出部２２２は、必要な周波数の数に応じた段数のＭ系列を選択する（ステップＳ１１４）。
【００５４】
そして、周波数パターン算出部２２２は、決定したＭ系列の段数を２にべき乗して１を減算した数（すなわち、送信周波数の数）と各送信周波数に必要な帯域幅とを乗算した、通信に必要な帯域幅と、ステップＳ１１２で決定した通信帯域幅とを比較して、必要な帯域幅を確保できているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。
必要な帯域幅を確保できていると判定した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、周波数パターン算出部２２２は、決定した通信帯域およびＭ系列を、周波数設定部２２３と周波数設定部１２１とに通知する（ステップＳ１３１）。
【００５５】
そして、通信装置１００と通信装置２００とは、周波数パターン算出部２２２が決定した通信帯域およびＭ系列に基づいて送信周波数および通信信号の割当を決定し、同期を取って当該送信周波数および割当での通信を開始する（ステップＳ１３２）。
その後、同図の処理を終了する。
【００５６】
一方、ステップＳ１１５において、必要な帯域幅を確保できていないと判定した場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、周波数パターン算出部２２２は、Ｍ系列の段数を２にべき乗して１を減算した数（Ｍ系列の系列長であり、送信周波数の数に相当する）と各送信周波数に必要な帯域幅とを乗算した、通信に必要な帯域幅が、ステップＳ１１２で決定した通信帯域幅以下になるように、Ｍ系列の段数を選択する（ステップＳ１２１）。すなわち、周波数パターン算出部２２２は、帯域幅に応じたＭ系列を選択し直す。
その後、ステップＳ１３１に進む。
【００５７】
以上のように、周波数割当部１２２は、Ｍ系列に基づいて通信信号を周波数に各々割り当てるので、通信信号を周波数にランダムに割り当てることができる。従って、同一の信号がノッチ近辺に割り当てられ続けられることを回避でき、ノッチの影響を低減させることが出来る。
また、Ｍ系列の生成は、シフトレジスタを用いて行うことができるので、通信システム１の構成を比較的簡単にすることができる。
【００５８】
また、周波数パターン算出部２２２が、ノッチの間隔に応じた通信帯域を設定することで、ノッチ以外の部分が通信帯域に含まれ、かつ、通信帯域を比較的狭くすることができる。通信帯域が比較的狭くなることで、周波数パターン算出部２２２が具備する装置を簡単化でき、また、他の通信システムとの干渉を回避し得る。
【００５９】
また、周波数パターン算出部２２２が、通信信号の数に応じたＭ系列を選択することで、通信周波数の間隔を比較的広く取って信号間の干渉を防止できるなど、通信帯域を有効活用できる。
【００６０】
次に、図９を参照して、通信装置１００における最小構成について説明する。
図９は、図１に示した各部のうち、通信装置１００における本発明の最小構成を示す概略ブロック図である。同図において、図１に示した通信装置１００の各部のうち、周波数割当部１２２と変調部１４１とが示されている。
【００６１】
この構成において、図１に示した構成に基づいて上述したのと同様、周波数割当部１２２が、送信信号と送信周波数との割当を、Ｍ系列を用いて決定し、変調部１４１が、周波数割当部１２２の決定した割当に従って送信信号を送信する。これにより、通信信号を周波数にランダムに割り当てることができるので、同一の信号がノッチ近辺に割り当てられ続けられることを回避でき、ノッチの影響を低減させることが出来る。
【００６２】
なお、通信装置１００または通信装置２００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１  通信システム
１００、２００  通信装置
１１１  誤り訂正符号化部
１１２  インタリーバ
１２１、２２３  周波数設定部
１２２  周波数割当部
１３１  パイロット信号生成部
１４１  変調部
１５１、２１１  アンテナ
２２１  周波数特性測定部
２２２  周波数パターン算出部
２２４  周波数割当検出部
２３１  復調部
２３２  デ・インタリーバ
２３３  誤り訂正復号部
【図１】
0005910239.tif 000007
【図２】
0005910239.tif 000008
【図３】
0005910239.tif 000009
【図４】
0005910239.tif 000010
【図５】
0005910239.tif 000011
【図６】
0005910239.tif 000012
【図７】
0005910239.tif 000013
【図８】
0005910239.tif 000014
【図９】
0005910239.tif 000015