(57)【要約】  データを送信する方法は、複数の相互直交変調周波数信号を生成するために、複数の周波数キャリアにデータを変調させることを含む。相互直交変調周波数信号は組み合わされて、直交周波数分割多重信号にされる。直交周波数分割多重信号は、次に、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するために、送信ウィンドウ関数によってウィンドウ化される。ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号は、送信される。ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号は、間隔Δｆだけ互いに一様に周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第１の組と、同じ間隔Δｆだけ互いに周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第２の組と、を含み、少なくとも２Δｆのノッチが、周波数キャリアの第１の組及び周波数キャリアの第２の組の間にある。
2009517955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを送信する方法であって、
周波数帯域にわたって一様に間隔をおいて配置されるＰ周波数キャリアを用意するステップと、
既存の送信が、前記Ｐ周波数キャリアのうちＸをスパンする前記周波数帯域の部分に存在すると決定するステップと、
Ｍ≧Ｘとして、前記既存の送信が存在する前記周波数帯域の前記部分をスパンする前記周波数キャリアのうちの少なくともＭをオフにするステップと、
Ｎ相互直交変調周波数キャリアを生成するために、残りのＮ≦Ｐ−Ｍ周波数キャリアにのみデータを変調させるステップと、
Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルを生成するために、逆高速フーリエ変換を前記Ｎ相互直交変調周波数キャリアに実施するステップと、
ウィンドウ関数により前記Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルをウィンドウ化し、前記Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルの並列直列変換を実施して、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するステップと、
前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を送信するステップと、
を含み、前記オフにされるＭ周波数キャリアが、前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号の周波数スペクトルにノッチを生成するように、前記周波数帯域内に連続的に配置される方法。
【請求項２】
前記Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルの前記並列直列変換が、前記Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルをウィンドウ化する前に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルの前記ウィンドウ化が、前記Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルの前記並列直列変換の前に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｎ周波数キャリアへの前記データの前記変調が、Ｎ ＩＦＦＴビンのうちの１つに前記データの各サンプルを割り当てることを含み、前記Ｍ周波数キャリアをオフにすることは、Ｍ ＩＦＦＴビンの各々に零のデータ値を割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｎ周波数キャリアへの前記データの前記変調の前に、変調されていないシンボルに前記データをマッピングするステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｎ周波数キャリアへの前記データの前記変調の前に、前記変調されていないシンボルについて直列並列変換を実施するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記直列並列変換を実施する前に、あらゆるＬ番目の周波数キャリアに前記データを変調させ、他の周波数キャリアにいかなるデータも変調させず、前記他の周波数キャリアをオフにするステップを更に含み、ここで、Ｌは、１より大きい整数である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号の前記周波数スペクトルに第２のノッチを生成するように、前記周波数帯域内に連続的に配置されるＲ周波数キャリアの第２のグループをオフにするステップを更に含み、ここで、Ｎ≦Ｐ−Ｍ−Ｒである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
直交周波数分割多重送信器であって、
Ｐ周波数キャリアを用意し、前記Ｐ周波数キャリアのうちＭ周波数キャリアをオフにし、データを受け取り、残りのＮ≦Ｐ−Ｍ周波数キャリアにのみ前記データを変調させて、Ｎ相互直交変調周波数キャリアを生成する変調器と、
前記Ｎ相互直交変調周波数信号を組み合わせて直交周波数分割多重信号にする手段と、
ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するために、ウィンドウ関数を前記直交周波数分割多重信号に適用する送信ウィンドウと、
前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を送信する送信器と、
を有し、前記オフにされるＭ周波数キャリアは、前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号の周波数スペクトルにノッチを生成するように、周波数帯域内に連続的に配置される、送信器。
【請求項１０】
前記Ｎ相互直交変調周波数信号を組み合わせて前記直交周波数分割多重信号にする前記手段が、逆高速フーリエ変換器を含む、請求項９に記載の送信器。
【請求項１１】
前記Ｎ相互直交変調周波数信号を組み合わせて前記直交周波数分割多重信号にする前記手段が、前記逆高速フーリエ変換器によって生成されるＯＦＤＭ送信シンボルを、前記直交周波数分割多重信号に変換する並列直列変換器を含む、請求項１０に記載の送信器。
【請求項１２】
前記Ｎ周波数キャリアへの前記データの前記変調の前に、前記データを変調されていないシンボルにマップするシンボルマッパを更に有する、請求項９に記載の送信器。
【請求項１３】
前記Ｎ周波数キャリアへの前記データの前記変調の前に、前記変調されていないシンボルを、直列フォーマットから並列フォーマットに変換する直列並列変換器を更に有する、請求項１２に記載の送信器。
【請求項１４】
前記直列並列変換を実施する前に、あらゆるＬ番目の周波数キャリアに前記データを変調させ、他の周波数キャリアへはいかなるデータも変調させず、前記他の周波数キャリアをオフにするアップサンプラを更に有し、ここで、Ｌは、１より大きい整数である、請求項１３に記載の送信器。
【請求項１５】
データを送信する方法であって、
複数の相互直交変調周波数信号を生成するために、複数の周波数キャリアにデータを変調させるステップと、
前記相互直交変調周波数信号を組み合わせて直交周波数分割多重信号にするステップと、
ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するために、前記直交周波数分割多重信号に送信ウィンドウ関数を乗じるステップと、
前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を送信するステップと、
を含み、前記ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号は、間隔Δｆだけ互いに一様に周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第１の組と、同じ間隔Δｆだけ互いに周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第２の組と、を含み、少なくとも２Δｆのノッチが、前記周波数キャリアの第１の組と前記周波数キャリアの第２の組との間にある、方法。
【請求項１６】
前記複数の周波数キャリアへの前記データの前記変調が、複数のＩＦＦＴビンのうちの１つに前記データの各サンプルを割り当て、前記データサンプルにＩＦＦＴを実施することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の周波数キャリアへの前記データの前記変調の前に、前記データを変調されていないシンボルにマッピングするステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の周波数キャリアへの前記データの前記変調の前に、前記変調されていないシンボルについて直列並列変換を実施するステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記直列並列変換を実施する前に、あらゆるＬ番目の周波数キャリアに前記データを変調させ、他の周波数キャリアにはいかなるデータも変調させず、前記他の周波数キャリアをオフにするステップを更に含み、ここで、Ｌは、１より大きい整数である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ウィンドウ関数は、チェビシェフ関数である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル通信の分野に関し、特に、スペクトルアジャイル無線において使用される直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）送信のパワースペクトルプロファイルを形成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信システムの需要及び配置の増加にともなって、利用可能な帯域幅は、ますます不足するようになってきた。他方、多くの研究が、現在割り当られている帯域が十分に活用されていないことを示している。将来の通信システムは、周波数帯域が特定の時間ポイントに使用されているかどうかを検知し、それがアイドル状態である場合、チャネルを使用することが想像される。これらのシステムは、「既存の（incumbent）」通信システムを検出し、帯域が既存通信システムによって使用されているとき、特定の帯域においてそれらの信号を送信することを避ける能力を有しなければならない、これらのインテリジェントの将来の通信システムは、スペクトルアジャイル無線（Spectrum Agile Radios、ＳＡＲ）又は認識（コグニティブ）無線（Cognitive Radios、ＣＲ）として知られている。
【０００３】
１つの現在の例は、テレビ帯域におけるＳＡＲの使用である。２００４年５月２５日に、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、無認可の無線送信器が、割り当られた地上波テレビチャンネルの１又は複数が使用されていない位置において、ブロードキャストテレビジョンスペクトル内で動作することを可能にするために、Notice of Proposed Rulemaking (NPRM) (FCC 04-113)を発行した。しかしながら、ＦＣＣは、このような無認可の送信器が、認可された地上波テレビジョン信号の受信と干渉しないことを保証する安全対策を有してのみ許可されることを強調した。従って、地上波テレビジョンサービスとの干渉を防ぐために、いかなるこのような無認可の送信器も、地上波テレビジョン信号が同じエリア内で受け取られ見られることができる周波数又はチャネル上では動作しないことを確実にすることが重要である。
【０００４】
従って、干渉が、テレビ局及びそれらの視聴者にもたらされないことを確実にするために、前記委員会は、これらの無認可の送信器が、不使用の又は空きのテレビチャネルを識別し、このような空きのチャネル上でのみ送信する能力を組み込むことを要求することを提案した。ＦＣＣによって唱えられた１つの意見は、無認可の送信器が起動されることができるようになる前に、他の送信器（すなわち認可された地上波テレビ放送送信器）がエリア内の特定のチャネル上で動作しているどうか検出するために、無認可の送信器に検知能力を組み込むことである。
【０００５】
スペクトルアジャイル無線の設計のための１つの魅力的な選択肢は、複数帯域の周波数スペクトルを重ね合わせる広帯域ＯＦＤＭシステムを使用することである。ＯＦＤＭ送信は、コンポジット高データレート送信を形成するために送信器において組み合わせられる複数の比較的低データレートの変調周波数キャリアから成る。ＯＦＤＭシステムにおける各々の周波数キャリアは、ベース又は基本シヌソイド周波数の整数倍である周波数を有するシヌソイドである。従って、各々のキャリアは、コンポジット信号のフーリエ級数成分のようである。ＯＦＤＭのユニーク性及び望ましさの１つの鍵は、キャリア周波数及びシンボルレートの間の関係である。各々のキャリア周波数は、１／Ｔ（Ｈｚ）の倍数で隔てられ、ここで、各々のキャリアごとのシンボルレート（Ｒ）は、１／Ｔ（シンボル／秒）である。各々のＯＦＤＭキャリアへのシンボルレートの効果は、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ形状を各キャリアのスペクトルに加えることである。（各キャリアごとの）ｓｉｎ（ｘ）／ｘの零位は、１／Ｔの整数倍にある。（各キャリアごとの）ピークは、キャリア周波数ｋ／Ｔにある。従って、各々のキャリア周波数は、他のキャリアの全てについて零位に位置する。これは、キャリアのいずれも、それらのスペクトルは重なるが、送信中に互い干渉しないことを意味する。周波数キャリアを互いに非常に近づけて配置する能力は、非常に帯域幅効率がよく、ＯＦＤＭシステムの望ましい特性の１つである。
【０００６】
このようなＯＦＤＭシステムの１つの重要な利点は、周波数帯域の利用可能な不連続の部分を通して信号を送信する能力である。このようなシステムの別の利点は、すべてのチャネル上でのチャネル検知が、並行に且つほとんど付加の計算の複雑さなしに、実施されることができることである。従って、このようなシステムにおいて、システムが、そのＯＦＤＭ周波数キャリアによってスパンされる周波数帯域の１又は複数の部分が、保護されなければならない１又は複数の主（既存）送信（例えばテレビジョン信号）によって占められることを検知すると、システムは、ＯＦＤＭ周波数スペクトル内に１又は複数のノッチを生成するように帯域の既存システムによって占められる（複数の）部分と重なるＯＦＤＭ周波数キャリアをオフにすることができ、それゆえ、（複数の）主システムに対する干渉を回避することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなシステムの１つの不利益は、いくつかの周波数キャリアがオフにされると、帯域の保護されるべき部分において送信されるパワー量が、ゼロに等しくないことである。オフにされた（ノッチされた）領域において送信されるパワーは、オフにされない他の全ての周波数キャリアのスペクトルにおけるサイドローブによるものである。
【０００８】
例えば、図１Ａは、ＯＦＤＭ周波数キャリアのＸ＝２０をスパンする周波数帯域の部分が空にされるべきである、ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示している。分かるように、空にされるべき周波数帯域の部分において、２０周波数キャリアだけがオフにされる場合、ほんの１０．２ｄＢの深さのノッチが生じるだけである。１０の付加の周波数キャリア（両側の５周波数キャリア）をオフにすることによって、中心の２０周波数キャリアの幅にわたるノッチの深さは、１７．２ｄＢに増やされる（図１Ｂを参照）。空にされる帯域の部分において送信されるパワー量は、付加の隣接する周波数キャリアをオフにすることによってかなり低減されるが、残りのパワーが、送信器の近傍の主（既存）システムになお有害な干渉を引き起こすことがある。更に、一層多くの付加の周波数キャリアがオフにされるほど、全体的なＯＦＤＭ送信のデータ容量及び／又はエラー訂正ロバストネスが低下される。
【０００９】
アクティブ干渉キャンセレーション（Active Interference Cancellation、ＡＩＣ）として知られる１つの可能な解決策は、空にされるべき帯域におけるパワーを更に抑制するために、付加の隣接する周波数キャリアを使用する。言い換えると、幅Ｘの周波数キャリアのノッチが望まれる場合、この方法は、Ｘ周波数キャリアを空にするが、空にされる（ノッチされる）べき帯域において送信されるパワーが最小にされるように、隣接する２つ（又はそれ以上の）周波数キャリア上に置くべき適当な値を計算する。この方法は、ノッチの深さを増やすが、相当な計算の複雑さを伴う。特に、複数のノッチが望まれる場合、又はノッチの位置及び幅が、時間可変である場合、計算の複雑さは、更に増加される。更に、この方法は、狭いノッチについてのみ良好に機能する。
【００１０】
従って、過剰な計算の複雑さなしに、送信周波数帯域において複数の深く広いノッチを生成することができるＯＦＤＭ信号を送信する方法を提供することが望ましい。更に、このようなＯＦＤＭ信号を送信する送信器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一見地において、データを送信する方法は、周波数帯域にわたって一様に間隔をおいて配置されるＰ周波数キャリアを用意するステップと、既存の送信が、Ｐ周波数キャリアのうちＸをスパンする周波数帯域の部分に存在することを決定するステップと、Ｍ≧Ｘとして、既存の送信が存在する周波数帯域の部分をスパンする周波数キャリアのうちのＭをオフにするステップと、Ｎ相互直交変調周波数キャリアを生成するために、残りのＮ≦Ｐ−Ｍ周波数キャリアにデータを変調させるステップと、Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルを生成するために、Ｎ相互直交変調周波数キャリアについて逆高速フーリエ変換を実施するステップと、ウィンドウ関数ＷＴＸ（ｎ）によってＮ ＯＦＤＭ送信シンボルをウィンドウ化し、Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルの並列直列変換を実施して、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するステップと、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を送信するステップと、を含み、オフにされるＭ周波数キャリアは、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号の周波数スペクトルにノッチを生成するように、周波数帯域内に連続的に配置される。連続的に配置される周波数キャリアの複数グループが、周波数スペクトルに複数ノッチを生成するために、変調されないままにされ、オフにされることができる。
【００１２】
本発明の別の見地において、直交周波数分割多重送信器は、Ｐ周波数キャリアを用意し、Ｐ周波数キャリアのうちＭ周波数キャリアをオフにし、データを受け取り、残りのＮ≦Ｐ−Ｍ周波数キャリアにデータを変調させて、Ｎ相互直交変調周波数キャリアを生成するように構成される変調器と、Ｎ相互直交変調周波数信号を組み合わせて直交周波数分割多重信号にする手段と、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するためにウィンドウ関数を直交周波数分割多重信号に適用するように構成される送信ウィンドウと、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を送信する送信器と、を有し、オフにされるＭ周波数キャリアは、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号の周波数スペクトルにノッチを生成するように、周波数帯域内に連続的に配置される。連続的に配置される周波数キャリアの複数グループは、周波数スペクトルにおいて複数ノッチを生成するために、変調されないままにされ、オフにされる。
【００１３】
本発明の更に別の見地において、データを送信する方法は、複数の相互直交変調周波数信号を生成するために、複数の周波数キャリアにデータを変調させるステップと、相互直交変調周波数信号を組み合わせて直交周波数分割多重信号にするステップと、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を生成するために、送信ウィンドウ関数を直交周波数分割多重信号に乗じるステップと、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号を送信するステップと、を含み、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号は、間隔Δｆだけ互いに一様に周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第１の組、及び同じ間隔Δｆだけ互いに周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第２の組、を含み、周波数キャリアの第１の組及び周波数キャリアの第２の組の間に少なくとも２Δｆのノッチがある。少なくとも２Δｆの複数ノッチが、周波数スペクトルに生成されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図２は、ウィンドウ化された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）送信器２００の高レベル機能ブロック図を示している。ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００は、ＯＦＤＭ変調器２４０、信号コンバイナ２５０、送信ウィンドウ２６０、及び送信器２７０を有する。当業者によって良く知られているように、図２に示されるさまざまな「部分」の１又は複数は、ソフトウェア制御されたマイクロプロセッサ、ハードワイヤード回路又はそれらの組み合わせを使用して、物理的に実現されることができる。更に、部分は、説明目的のために図２において機能的に分離されているが、それらは、いかなる物理的な実現においても組み合わせられることができる。
【００１５】
ＯＦＤＭ変調器２４０は、予め決められた周波数帯域にわたって周波数間隔Δｆによって一様に間隔をおいて配置される複数（例えばＰ）の周波数キャリアを生成する。ＯＦＤＭ変調器２４０は、より詳しく後述するように、少なくとも２Δｆの１又は複数の周波数ノッチを生成するように、Ｐ周波数キャリアの１又は複数の任意の組み合わせを選択的にオフにする。ＯＦＤＭ変調器２４０は、更に、相互直交変調周波数キャリアを生成するために、Ｐ周波数キャリアの任意のもの又はすべてにデータを変調させる。理論上、ＯＦＤＭ変調器２４０は、複数の個別の同期される周波数ソースを含みうるが、実際には、このようなアナログ方法は、複雑であり、高価であり、多くのスペースをとる。従って、実際には、一般に、図４を参照して詳しく後述されるような、デジタル実現が用いられる。
【００１６】
信号コンバイナ２５０は、相互直交変調周波数キャリアを組み合わせて、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を生成する。送信ウィンドウ２６０は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を生成するために、送信ウィンドウ関数ＷＴＸ（ｎ）をＯＦＤＭ信号に適用する。ＯＦＤＭ信号の各々の変調周波数キャリアの周波数スペクトルの形状は、送信ウィンドウ２６０によって変更され、ウィンドウの形状に依存する。ウィンドウ関数ＷＴＸ（ｎ）は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を含む相互直交変調周波数キャリアのための望ましい周波数スペクトルプロファイルを生成するいかなる関数（例えばチェビシェフウィンドウ関数）でもあってもよい。１つの例示的な実施例において、ウィンドウ関数は、α＝５を有するチェビシェフウィンドウ関数である。
【００１７】
図３は、方形ウィンドウを有する（すなわちウィンドウなし）単一周波数キャリアの周波数スペクトル、及びα＝５を有するチェビシェフウィンドウによってウィンドウ化された後の単一キャリアの周波数スペクトルを示している。図３において分かるように、キャリアが、チェビシェフウィンドウ関数によってウィンドウ化されるとき、メインローブの帯域幅は増加される。しかしながら、有益に、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ周波数キャリアのサイドローブの振幅は、ウィンドウ化なしのＯＦＤＭ周波数キャリアと比較して１０ｄＢ以上大幅に減少される。
【００１８】
送信器２７０は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を送信し、増幅、フィルタリング及び／又は周波数アップコンバージョンブロックを含みうる。
【００１９】
有利には、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００は、ワイヤレス通信ネットワークの例えば基地局又は遠隔局のような端末に含まれる。代替例として、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００は、分散化されたワイヤレスネットワークにおいて使用されることも可能である。
【００２０】
動作中、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００は、以下のように動作する。既存の送信が、ＯＦＤＭ送信器２００の周波数帯域の一部に存在する場合、既存の送信は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００によって検出されることができ、又はより一般的には、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００を含む端末の他のあるセクションによって検出される。その際、周波数帯域のどの部分が既存の送信によって占められているか決定される。例えば、既存の送信は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器２００のＰ周波数キャリアのうちＸをスパンする周波数帯域の部分を占めると決定されうる。その場合、ＯＦＤＭキャリア変調器２４０は、既存の送信によって占められる周波数帯域の部分をスパンするＬ周波数キャリアのうちＭをオフにして、その動作周波数帯域に周波数ノッチを生成する。ここで、Ｍ≧Ｘである。この際、ＯＦＤＭ変調器２４０は、オフにされていない残りのＮ≦Ｐ−Ｍ周波数キャリアに、送信されるべきデータを変調させて、Ｎ相互直交変調周波数キャリアを生成する。すなわち、データは、オフにされた周波数キャリアには変調されない。
【００２１】
信号コンバイナ２５０は、ＯＦＤＭ信号を生成するために、Ｎ相互直交変調周波数キャリアを組み合わせる。直交変調周波数キャリアが、複数の個別の同期された周波数ソースである場合、信号コンバイナ２５０は、ＲＦコンバイナネットワークであってもよい。一方、図４を参照して後述されるように、デジタル実現のより一般的なケースでは、信号コンバイナは、並列直列変換器と組み合わされる逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）において実現されることができる。
【００２２】
そののち、前述したように、送信ウィンドウ２６０は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を生成するために、送信ウィンドウ関数ＷＴＸ（ｎ）をＯＦＤＭ信号に適用し、送信器２７０は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を送信する。有利には、ＯＦＤＭ変調器２４０が、その動作周波数帯域内に周波数ノッチを生成する場合、ウィンドウ化された直交周波数分割多重信号は、互いに間隔Δｆだけ周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第１の組、及び互いに同じ間隔Δｆだけ周波数間隔をおいて配置される周波数キャリアの第２の組、を含み、少なくとも２Δｆのノッチが、周波数キャリアの第１の組と周波数キャリアの第２の組との間にある。当然ながら、複数のノッチが、連続的に配置される周波数キャリアの２又はそれ以上のグループをオフにすることによって、動作帯域内に生成されることもできる。
【００２３】
図４は、デジタル実現を有するウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器４００の実施例を示している。ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器４００は、シンボル変調器４１０と、アップサンプラ４２０と、直列並列変換器４３０と、逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）を含むＯＦＤＭ変調器４４０と、並列直列変換器４５０と、送信ウィンドウ４６０と、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）又はゼロパディング（ＺＰ）を加えるブロック４７０と、送信器４８０と、を有する。任意には、ＣＰ／ＺＰブロックは、送信ウィンドウの前に実現されることができる。当業者によって理解されるように、図４に示されるさまざまな「部分」の１又は複数は、ソフトウェアを制御されたマイクロプロセッサ、ハードワイヤード回路又はそれらの組み合わせを使用して、物理的に実現されうる。更に、部分は、説明目的のために図４において機能的に分けられているが、それらは、いかなる物理的な実現においても組み合わせられることができる。
【００２４】
シンボル変調器４１０は、データビットを送信シンボルにマッピングする。各々のデータビットが１つの送信シンボルにユニークに対応する場合、シンボル変調器４１０は省かれることができる。
【００２５】
図３において説明したように、ＯＦＤＭ信号の周波数キャリアが、あるウィンドウ関数（例えばチェビシェフウィンドウ関数）によってウィンドウ化されるとき、メインローブの帯域幅が増加される。より広いメインローブは、組み合わされた信号の各々の周波数キャリアがその近傍のキャリアと干渉することを意味する。この干渉を緩和するために、データは、あらゆるＬ番目の周波数キャリアにのみ変調される。ここで、Ｌは、１より大きい整数である。その場合、送信されるべきデータが、ＯＦＤＭ信号のあらゆるＬ番目の周波数キャリアにのみ配置されることを確実にするために、アップサンプラ４２０は、シンボル変調器４１０から受け取られる各シンボル間に空シンボルを作成する。例えば、Ｌ＝２の場合、ＯＦＤＭ信号のあらゆる他のキャリアは、データによって変調され、残りのキャリアは、データによって変調されず、オフにされる。
【００２６】
代替例として、アップサンプラ４２０は、互いにより近づくように周波数キャリアをパックし、ＩＳＩキャンセレーションスキームを使用して受信端において結果として得られるシンボル間干渉（ＩＳＩ）をキャンセルすることによって、省かれることができる。
【００２７】
直列並列変換器４３０は、アップサンプリングされたシンボルを、直列ストリームから並列のストリーム組に変換する。ここで、並列ストリームの数は、ＯＦＤＭ変調器において変調される周波数キャリアの数に対応する。当然ながら、シンボル変調器４１０及びアップサンプラ４２０が省かれる場合、データは、すでに並列の形態で、ＩＦＦＴ変換器４０に外部的に提供されることができる。その場合、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器４００は、直列並列変換器４３０を含む必要がなくなりうる。
【００２８】
図４の実施例において、ＯＦＤＭ変調器は、データシンボルによって占められることができるＰ ＩＦＦＴ周波数ビンを供給するＩＦＦＴ変換器４４０である。各々のＩＦＦＴビンは、予め決められた周波数帯域にわたって一様に間隔をおいて配置される複数の周波数キャリアのうちの１つに対応する。既存の送信が、Ｐ周波数キャリアのうちＸをスパンするＯＦＤＭ送信器４００の周波数帯域の部分を占めることが決定される場合、ＯＦＤＭキャリア変調器４４０は、既存の送信によって占められる周波数帯域の部分をスパンするＬ周波数キャリアのうちＭを、対応するＭ ＩＦＦＴビンを占めないことによって、オフにする。ここで、Ｍ≧Ｘである。ＩＦＦＴ変換器４４０は、直列並列変換器４３０からのデータで、残りのＮ ＩＦＦＴ周波数ビン（Ｎ≦Ｐ−Ｍ）を占め、占められたＮ周波数ビンをＮ並列ＯＦＤＭ送信シンボルに変換する。
【００２９】
並列直列変換器４５０は、Ｎ並列ＯＦＤＭ送信シンボルを、Ｎ ＯＦＤＭ送信シンボルの直列ストリングに変換する。
【００３０】
送信ウィンドウ４６０は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を生成するために、ＯＦＤＭ送信シンボルに、送信ウィンドウ（ＷＴＸ）を乗じる。ウィンドウ関数の付加の計算の複雑さは、各ＯＦＤＭシンボルごとの正確なＮ乗算であり、これは、ひどい計算負担ではない。
【００３１】
代替例として、送信ウィンドウ４６０が、ＩＦＦＴ変換器４４０からのＮ並列ＯＦＤＭ送信シンボル出力を、並列に別個に処理することもでき、その場合、並列直列変換器４５０は、ウィンドウ化されたＮ並列ＯＦＤＭ送信シンボルを、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号に変換することができる。
【００３２】
送信前に、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）又はゼロパディング（ＺＰ）が、ブロック４７０に加えられる。任意には、ＣＰ又はＺＰの挿入は、ＯＦＤＭ送信シンボルが送信ウィンドウ４６０に渡される前に、行われることができる。
【００３３】
最後に、送信器４８０は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号を送信する。
【００３４】
図５は、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器５００のＸ＝１０キャリアをスパンする周波数帯域の部分を空にするためにオフにされたＭ＝１３周波数キャリアを有する、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示している。図５に示される例において、送信ウィンドウは、α＝５を有するチェビシェフウィンドウである。更に、アップサンプリングは、Ｌ＝２に関して用いられる。この場合、２０キャリアの幅及び８３ｄＢの深さを有するノッチが、Ｍ＝１３データキャリアをオフにすることによって生成される。上述の図１Ａ−Ｂのスペクトルと図５のスペクトルを比較することから分かるように、より一層深い周波数ノッチが、ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器５００によって生成される。
【００３５】
図１Ａ−Ｂのスペクトルを生成する他のシステム及び方法を使用して生成されることができない深いノッチを生成することに加えて、上述したウィンドウ化されるＯＦＤＭシステム及び方法は、ＯＦＤＭシンボルのそれぞれ異なる部分においてサブキャリアのグループを単にオフにすることによって、「オンザフライ」で（時間可変で）、わずかな付加の複雑さ（図６を参照）しかともなわずに、さまざまな異なる幅の複数深さのノッチを生成することができる。この方法の不利益は、低減されるスペクトルの効率（Ｌ＞１の場合のみ）である。この問題は、（増加する送信パワーと引き換えに）各々の周波数キャリア上のより大きいコンステレーションを使用することによって、解決されることができ、又は割り当てられないスペクトルの使用と引き換えに受け入れられることができる。
【００３６】
好適な実施例が、ここに開示されているが、本発明の概念及び範囲内にある多くのバリエーションが可能である。このようなバリエーションは、当業者には、ここの明細書、図面及び請求項をよく吟味したのち明らかになるであろう。従って、本発明は、添付の請求項の精神及び範囲内以外に制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】ＯＦＤＭ周波数キャリアのうちＸをスパンする周波数帯域の部分が空にされることができ、Ｘキャリアのみがオフにされる、ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示す図。
【図１Ｂ】ＯＦＤＭ周波数キャリアのうちＸをスパンする周波数帯域の部分が空にされることができ、Ｘキャリアをオフにすることに加えて、空にされるべき部分の両側の付加のＺキャリアもオフされる、ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示す図。
【図２】ウィンドウ化されたＯＦＤＭ送信器の高レベル機能ブロック図。
【図３】方形ウィンドウ（すなわちウィンドウなし）を有する単一周波数キャリア、及びα＝５を有するチェビシェフウィンドウによってウィンドウ化された後の単一キャリア、の周波数スペクトルを示す図。
【図４】デジタル実現によるＯＦＤＭ送信器の実施例の機能ブロック図。
【図５】Ｍ＝１３周波数キャリアがオフにされたウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示す図。
【図６】複数ノッチを有するウィンドウ化されたＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルを示す図。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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