(57)【要約】【課題】伝送路の推定精度を向上させ、通信品質を向上させる。【解決手段】本発明の一態様のＯＦＤＭ用雑音除去システム５は、送信側で、ＯＦＤＭ信号の先端に、ＯＦＤＭ信号の終端部のタップ係数収束区間である適応区間の信号を付加した適応区間付き信号を作成する適応区間付加手段２４と、受信側で、適応区間付き信号を、オーバーサンプリングする手段３１と、オーバーサンプリング後に、適応区間付き信号の終端部の適応区間の信号を参照信号とし、先端部の適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させるとともに、収束されたタップ係数によりオーバーサンプリング後の適応区間付き信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する手段３３と、適応フィルタ３３ｂによる雑音除去後の適応区間付き信号を、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートにダウンサンプリングする手段３４と、ダウンサンプリング後の適応区間付き信号の先端部の適応区間の信号を除去し、ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段３６とを具備する。【選択図】      図１
2006246238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用されるＯＦＤＭ用雑音除去システムにおいて、
送信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の先端に、前記ＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する適応区間付加手段と、
受信側で、前記適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行う第１のサンプリングレート変換手段と、
前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の前記適応区間の信号を参照信号とし、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる適応アルゴリズム演算手段と、
前記適応アルゴリズム演算手段によって収束された前記タップ係数に基づいて、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する適応フィルタと、
前記適応フィルタによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行う第２のサンプリングレート変換手段と、
前記第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を除去し、前記ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段と
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ用雑音除去システム。
【請求項２】
請求項１記載のＯＦＤＭ用雑音除去システムにおいて、
前記適応フィルタは、直線位相フィルタであることを特徴とするＯＦＤＭ用雑音除去システム。
【請求項３】
ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用されるＯＦＤＭ用雑音除去装置において、
送信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を抽出する適応区間抽出手段と、
前記適応区間抽出手段によって抽出された適応区間の信号を、前記ＯＦＤＭ信号の先端に付加し、適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する作成手段と
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ用雑音除去装置。
【請求項４】
ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用されるＯＦＤＭ用雑音除去装置において、
受信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を前記ＯＦＤＭ信号の先端に付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行う第１のサンプリングレート変換手段と、
前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の前記適応区間の信号を参照信号とし、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる適応アルゴリズム演算手段と、
前記適応アルゴリズム演算手段によって収束された前記タップ係数に基づいて、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する適応フィルタと、
前記適応フィルタによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行う第２のサンプリングレート変換手段と、
前記第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を除去し、前記ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段と
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ用雑音除去装置。
【請求項５】
ＯＦＤＭ方式の送信機のコンピュータを、
伝送対象のＯＦＤＭ信号の先端に、前記ＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する適応区間付加手段
として機能させ、
ＯＦＤＭ方式の受信機のコンピュータを、
前記適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行う第１のサンプリングレート変換手段、
前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の前記適応区間の信号を参照信号とし、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる適応アルゴリズム演算手段、
前記適応アルゴリズム演算手段によって収束された前記タップ係数に基づいて、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する適応フィルタ、
前記適応フィルタによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行う第２のサンプリングレート変換手段、
前記第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を除去し、前記ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段
として機能させる
ためのプログラム。
【請求項６】
ＯＦＤＭ方式の送信機のコンピュータを、
伝送対象のＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を抽出する適応区間抽出手段、
前記適応区間抽出手段によって抽出された適応区間の信号を、前記ＯＦＤＭ信号の先端に付加し、適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する作成手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項７】
ＯＦＤＭ方式の受信機のコンピュータを、
伝送対象のＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を前記ＯＦＤＭ信号の先端に付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行う第１のサンプリングレート変換手段、
前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の前記適応区間の信号を参照信号とし、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる適応アルゴリズム演算手段、
前記適応アルゴリズム演算手段によって収束された前記タップ係数に基づいて、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する適応フィルタ、
前記適応フィルタによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行う第２のサンプリングレート変換手段、
前記第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を除去し、前記ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用されるＯＦＤＭ用雑音除去方法において、
送信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の先端に、前記ＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成し、
受信側で、前記適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行い、
前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の前記適応区間の信号を参照信号とし、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させ、
収束された前記タップ係数に基づいて、前記第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去し、
雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、前記ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行い、
前記第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を除去し、前記ＯＦＤＭ信号を求める
ことを特徴とするＯＦＤＭ用雑音除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の伝送に適用されるＯＦＤＭ用雑音除去システム及びプログラム並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やインターネットなどの通信技術の爆発的な普及に伴って、無線、有線においてより多くの情報を高速に伝送するための技術が広く求められている。このため現在最も注目されている技術の一つが、周波数の利用効率を向上させることができるＯＦＤＭ（ＯＦＤＭ変調）であり，今日盛んに研究開発され次々と実用化されている。ＯＦＤＭは欧州のデジタル音声放送(DAM : Digital Audio Broadcasting)やIEEE 802.11などの無線ＬＡＮシステムに採用されている（非特許文献１，２参照）。また、次世代の移動通信システムに対しての検討が広く行われている。
【０００３】
ＯＦＤＭは同一レートの単一キャリア伝送に比べてシンボル長が長く、さらにガードインターバルを付加していることによってマルチパスなどによるシンボル間干渉に強いといえる。
【０００４】
その一方で、ＯＦＤＭについて解決しなければならない様々な問題が存在している（非特許文献３参照）。この問題の中の一つに、伝送路歪みの影響がある。
【０００５】
地上波ディジタルテレビジョンや無線ＬＡＮのようなディジタル無線通信では、マルチパス伝送路による伝送路歪みが大きな問題となる（非特許文献４参照）。そこで、ＯＦＤＭシステムでは、マルチパス伝送路によるキャリア間干渉、遅延波によるキャリア間干渉に対して耐性を持たせるためにガードインターバル信号を用いている。
【０００６】
しかし，ガードインターバルの長さが伝送路による信号の遅延の長さより長く、キャリア間干渉を防ぐことができる場合でも、遅延波による周波数選択性フェージングの影響を受ける。このようなマルチパス伝送路歪みによる信号劣化を補正するために、等化を行う必要がある。
【０００７】
ＯＦＤＭシステムにおいて、ガードインターバルの長さが伝送路による信号の遅延の長さより長い場合の受信シンボルは、式（１）で表される。
【数１】
2006246238.tif 000003
【０００８】
ここで、ｎはシンボル番号を示し、ｌは搬送波番号を示す。また、Ｘ（ｎ，ｌ）は送信シンボル（送信信号）を表し、Ｙ（ｎ，ｌ）は受信シンボル（受信信号）を表し、Ｈ（ｎ，ｌ）は伝送路の伝達関数であり、Ｎ（ｎ，ｌ）は伝送路で付加される例えば白色雑音などのような雑音である。この式（１）より受信シンボルＹ（ｎ，ｌ）は伝送路Ｈ（ｎ，ｌ）と雑音Ｎ（ｎ，ｌ）によって歪んだ信号となる。よって、伝送路の影響を低減するために等化を行う必要がある。
【０００９】
ＯＦＤＭシステムで一般的に用いられる等化器では、パイロットシンボルを用いて伝送路推定を行う。ＯＦＤＭシステム用の等化器は、受信機側のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理の後段に挿入される。まず送信側で、受信側でも既知なシンボル(パイロットシンボル)を送信する。
【００１０】
パイロットシンボルは、図１７に示すように一定間隔Ｋごとに挿入され、パイロットシンボルをもとに一定間隔毎に伝送路推定を行う。受信側で既知である送信パイロットシンボルｄ（ｎ，ｌ）に対する伝送路推定値は以下のように表せる。
【数２】
2006246238.tif 000004
【００１１】
式（２）から雑音が十分に無視できるほど小さければパイロット信号が挿入されている周波数成分に対する真の伝送路推定が得られる。データシンボルが送信されている区間において、受信シンボルから伝送路推定値を複素除算することにより、伝送路歪みを補正し、送信シンボルの推定値が得られる。
【００１２】
上述したように、シンボルは伝送路上でマルチパスの影響を受けて歪み、受信される。そして等化器でパイロット(既知)シンボルによる参照シンボルと受信シンボルの複素除算をすることによって伝送路の推定を行い、伝送路歪みの補正を行う（非特許文献５参照）。
【００１３】
しかしこの手法では、伝送路で付加されるガウス性白色雑音などの雑音の大きさが無視できない場合には伝送路の推定精度、伝送品質が劣化する場合がある。
【００１４】
このような雑音の影響を低減するため、パイロット信号を複数回連続して送信し、各パイロットで得られた伝送路推定値の平均を取ることで推定精度を向上させる手法が用いられる。
【００１５】
特許文献１（特開２００４−２０７９５８号）では、受信したパイロットデータと既知のパイロットデータとに基づいて伝送路特性データからノイズ成分を除去する伝送路特性推定装置が開示されている。
【００１６】
特許文献２（特開２００４−１９２６６６号）では、入力信号に混入した周期性ノイズを低減するノイズ低減装置が開示されている。
【００１７】
特許文献３（特開平１０−３２２３０７号の段落［００２１］−［００２３］）では、ＯＦＤＭのガードインターバルとシンボル期間の終わりの部分の相関をとり、同期検出信号を検出し、同期検出信号から高いレベルのノイズ成分を除去するＯＦＤＭ信号受信機が開示されている。
【非特許文献１】Supplement to IEEE Standard for Information technology- Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks Specifi- cation requirements Part 11 : Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications : High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band, IEEE Std. 802.11a, 1999
【非特許文献２】松江英明，守倉正博，“802.11高速無線LAN教科書，”IDGジャパン，2003
【非特許文献３】伊丹誠，“OFDM変調の基礎とシステム実現のための諸技術，”電子情報通信学会誌，Vol.85，No.12，pp.925-931，Dec.2002
【非特許文献４】笹岡秀一，“移動通信，”オーム社，1998
【非特許文献５】尾知博，上田健二，“OFDMシステム技術とMATLABシミュレーション解説，”トリケップス，2002
【特許文献１】特開２００４−２０７９５８号
【特許文献２】特開２００４−１９２６６６号
【特許文献３】特開平１０−３２２３０７号，段落［００２１］−［００２３］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、従来においては、雑音の影響を低減するため、パイロット信号を複数回連続して送信し、各パイロットで得られた伝送路推定値の平均を取ることで推定精度を向上させる手法が提案されている。
【００１９】
しかしながら、この手法では、十分な雑音抑圧効果が得られない場合がある。また、雑音の影響を抑えるために余分にパイロットシンボルを送信することになり通信効率が低下する場合がある。
【００２０】
また、パイロット信号を用いてノイズ成分を除去する特許文献１の伝送路特性推定装置では、上述したように、伝送路で付加されるガウス性白色雑音などの雑音の大きさが無視できない場合には伝送路の推定精度、伝送品質が劣化する場合がある。
【００２１】
特許文献２のノイズ低減装置では、周期性のない白色雑音などのような雑音の除去までは想定されていない。
【００２２】
特許文献３のＯＦＤＭ信号受信機では、同期検出信号から高いレベルのノイズ成分は除去されるが、他の性質を持つ例えば白色雑音などのような雑音の除去までは考慮されていない。
【００２３】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、伝送路の推定精度、通信品質の向上させるＯＦＤＭ用雑音除去システム及びプログラム並びに方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の第１の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去システムは、ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用され、送信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の先端に、ＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する適応区間付加手段と、受信側で、適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行う第１のサンプリングレート変換手段と、第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間の信号を参照信号とし、第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる適応アルゴリズム演算手段と、適応アルゴリズム演算手段によって収束されたタップ係数に基づいて、第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する適応フィルタと、適応フィルタによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行う第２のサンプリングレート変換手段と、第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の前記適応区間の信号を除去し、ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段とを具備する。
【００２５】
上記第１の態様では、適応信号処理を行うために、ＯＦＤＭ信号の先頭に適応区間が接続される。そして、このガードインターバルを含む適応区間の信号を適応フィルタのフィルタ入力、このＯＦＤＭ信号１周期分先の信号を参照信号として、ＯＦＤＭの周期性を利用し、適応的にタップ係数を収束させる。
【００２６】
これにより、適用フィルタを用いてＯＦＤＭ信号の雑音を高精度に除去することができ、通信品質を向上させることができる。
【００２７】
本発明の第２の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去システムは、適応フィルタを直線位相フィルタとしている。これにより、位相歪みを防止できる。
【００２８】
本発明の第３の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去装置は、ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用され、送信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を抽出する適応区間抽出手段と、適応区間抽出手段によって抽出された適応区間の信号を、ＯＦＤＭ信号の先端に付加し、適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する作成手段とを具備する。
【００２９】
この第３の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去装置は、上記第１の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去システムの送信側の装置である。
【００３０】
本発明の第４の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去装置は、ＯＦＤＭ方式の信号伝送に適用され、受信側で、伝送対象のＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号をＯＦＤＭ信号の先端に付加した適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートよりも高いサンプリングレートによる第１のサンプリングレート変換を行う第１のサンプリングレート変換手段と、第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間の信号を参照信号とし、第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる適応アルゴリズム演算手段と、適応アルゴリズム演算手段によって収束されたタップ係数に基づいて、第１のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する適応フィルタと、適応フィルタによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるように第２のサンプリングレート変換を行う第２のサンプリングレート変換手段と、第２のサンプリングレート変換後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間の信号を除去し、ＯＦＤＭ信号を求める適応区間除去手段とを具備する。
【００３１】
この第４の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去装置は、上記第１の態様に係るＯＦＤＭ用雑音除去システムの受信側の装置である。
【００３２】
なお、上記の態様はシステム及び装置として表現されている。しかしながら、これに限らず、上記の態様は、方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体などで表現されるとしてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明により、伝送路の推定精度が向上し、通信品質が向上し、同じ通信品質ならばより遠くへの伝送が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各図において同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、適用フィルタを利用したＯＦＤＭ用雑音除去システムについて説明する。
【００３６】
図１は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システムを具備するＯＦＤＭシステムの構成の例を示すブロック図である。
【００３７】
ＯＦＤＭシステム１は、送信機２及び受信機３を具備する。送信機２と受信機３とは、伝送路（マルチパス）４経由で伝送可能である。
【００３８】
送信機２は、マッピング部２１、シリアルパラレル変換部２２、逆高速フーリエ変換部２３、適応区間付加部２４、パラレルシリアル変換部２５、デジタルアナログ変換部２６を具備する。
【００３９】
受信機３は、オーバーサンプリング部３１を含むアナログデジタル変換部３２、ノイズ除去部３３、ダウンサンプリング部３４、シリアルパラレル変換部３５、適応区間除去部３６、高速フーリエ変換部３７、等化器３８、パラレルシリアル変換部３９、デマッピング部４０を具備する。
【００４０】
この送信機２及び受信機３の構成要素のうち、適応区間付加部２４、オーバーサンプリング部３２、ノイズ除去部３３、ダウンサンプリング部３４、適応区間除去部３６により、本実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システム５が構成される。すなわち、送信側のＯＦＤＭ用雑音除去装置は、適応区間付加部２４に相当し、受信側のＯＦＤＭ用雑音除去装置は、オーバーサンプリング部３１、ノイズ除去部３３、ダウンサンプリング部３４、適応区間除去部３６に相当する。
【００４１】
送信機２において、マッピング部２１は、情報ビット列の多値変調、一次変調を行い、シンボル列をマッピングする。
【００４２】
シリアルパラレル変換部２２は、マッピング部２１によるマッピング後のシリアル信号に対して直列／並列変換を実行し、パラレル信号に変換する。
【００４３】
逆高速フーリエ変換部２３は、シリアルパラレル変換部２２からのパラレル信号に対して、逆高速フーリエ変換を実行し、ＯＦＤＭ信号を作成する。
【００４４】
適応区間付加部２４は、適応信号処理を行うために、ＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を、ＯＦＤＭ信号の先端に付加し、適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する。
【００４５】
図２は、適応区間付きＯＦＤＭ信号の例を示す図である。
【００４６】
適応区間ＴNは、タップ係数を収束するための区間であり、ガードインターバルＴG以上の長さである。例えば、適応区間ＴNはガードインターバルＴGより長いとする。ＯＦＤＭ信号の基本周期は１／ｆ0である。
【００４７】
なお、本実施の形態において、ガードインターバルＴG、適応区間ＴN、ＯＦＤＭ信号の基本周期１／ｆ0の単位は離散時間信号数とする。
【００４８】
適応区間付きＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭ信号の終端部における適応区間の信号が、ＯＦＤＭ信号の先端に付加された構成である。これにより、適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部と終端部とは、同じ信号になる。１シンボル区間ｍは、０以上であり１／ｆ0＋ＴN未満の区間となる。
【００４９】
パラレルシリアル変換部２５は、適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して並列／直列変換を実行し、シリアルの適応区間付きＯＦＤＭ信号に変換する。
【００５０】
デジタルアナログ変換部２６は、パラレルシリアル変換部２５によって変換された適応区間付きＯＦＤＭ信号をアナログの適応区間付きＯＦＤＭ信号に変換し、伝送路４経由で受信機３に送信する。
【００５１】
受信機３において、アナログデジタル変換部３１は、送信機３から伝送路４経由で受信したアナログの適応区間付きＯＦＤＭ信号を、デジタルの適応区間付きＯＦＤＭ信号に変換する。
【００５２】
このアナログデジタル変換部３１は、オーバーサンプリング部３２を含み、適応区間付きＯＦＤＭ信号のＡ／Ｄ変換を行う際に、送信側でＯＦＤＭ信号を作成した時のサンプリングレートのｋ倍のサンプリングレートでオーバーサンプリングを行う。
【００５３】
ＯＦＤＭ方式では、逆高速フーリエ変換を行ってＯＦＤＭ信号を作成した際の信号のサンプリングレートは、１倍である。送信側の逆高速フーリエ変換と受信側の高速フーリエ変換とは一対になっており、理論的に１倍のサンプリングレートでも信号を送受信可能である。しかしながら、本実施の形態では、適応フィルタを用いて信号の推定を行うため、最大周波数の２倍以上のサンプリングレートでサンプリングを行い、信号を処理する。したがって、ｋは２以上である。
【００５４】
ノイズ除去部３３は、主に、適応アルゴリズム演算部３３ａと適応フィルタ３３ｂとを具備する。
【００５５】
適応アルゴリズム演算部３３ａは、オーバーサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間ＴNの信号を参照信号とし、オーバーサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間ＴNの信号により適応フィルタ３３ｂで用いられるタップ係数の収束を行う。
【００５６】
適応フィルタ３３ｂは、適応アルゴリズム演算部３３ａによって収束されたタップ係数に基づいて、オーバーサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去（低減）する。
【００５７】
ダウンサンプリング部３４は、適応フィルタ３３ｂによる雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号を、ＯＦＤＭ信号を作成した際のサンプリングレートと同一のサンプリングレートとなるようにダウンサンプリングを行う。
【００５８】
シリアルパラレル変換部３５は、ダウンサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号に対して直列／並列変換を実行し、パラレル信号に変換する。
【００５９】
適応区間除去部３６は、パラレルの適応区間付きＯＦＤＭ信号から先頭部の適応区間ＴNの信号を除去し、ＯＦＤＭ信号を求める。
【００６０】
高速フーリエ変換部３７は、ＯＦＤＭ信号に対して、高速フーリエ変換を実行する。
【００６１】
等化器３８は、高速フーリエ変換後の信号について好ましくない振幅及び位相の周波数応答を補正し、高速フーリエ変換後の信号について伝送路４から受けた影響を補正する処理を実行する。
【００６２】
パラレルシリアル変換部３９は、等化器３８で補正された信号に対して並列／直列変換を実行し、シリアル信号に変換する。
【００６３】
デマッピング部４０は、シリアル信号に対して、上記マッピング部２１で行われた変換と逆の変換を行う。
【００６４】
図３は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ雑音除去装置５の１シンボル分の処理の例を示すフローチャートである。
【００６５】
ステップＳ１において、送信側の適応区間付加部２４は、逆高速フーリエ変換部２３から受け付けたＯＦＤＭ信号の先端に、ＯＦＤＭ信号の終端部でありガードインターバル以上の長さのタップ係数収束区間である適応区間の信号を付加し、適応区間付きＯＦＤＭ信号を作成する。
【００６６】
ステップＳ２において、受信側のオーバーサンプリング部３１は、適応区間付きＯＦＤＭ信号のサンプリングレートを、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートのｋ倍（２倍以上）に変換する。
【００６７】
ステップＳ３において、適応アルゴリズム演算部３３ａは、オーバーサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間の信号を参照信号とし、オーバーサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間の信号を用いてタップ係数を収束させる。
【００６８】
ステップＳ４において、適応フィルタ３３ｂは、収束されたタップ係数に基づいて、オーバーサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭ信号の雑音を除去する。
【００６９】
ステップＳ５において、ダウンサンプリング部３４は、雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号のサンプリングレートを、ＯＦＤＭ信号作成時のサンプリングレートに変換する。
【００７０】
ステップＳ６において、適応区間除去部３６は、ダウンサンプリング後の適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間の信号を除去し、ＯＦＤＭ信号を求める。
【００７１】
ここで、上記ＯＦＤＭ用雑音除去システム５の適応区間付加部２４について詳細に説明する。
【００７２】
図４は、適応区間付加部２４の構成の例を示すブロック図である。
【００７３】
適応区間付加部２４は、適応区間抽出部２４ａ、作成部２４ｂを具備する。
【００７４】
適応区間抽出部２４ａには、適応区間ＴNが設定されている。適応区間抽出部２４ａは、逆高速フーリエ変換により得られた区間（１／ｆ0）のＯＦＤＭ信号を受け付け、ＯＦＤＭ信号の終端部における適応区間ＴNの信号を抽出し、作成部２４ｂに提供する。作成部２４ｂは、逆高速フーリエ変換により得られた区間（１／ｆ0）のＯＦＤＭ信号と適応区間抽出部２４ａによって抽出された適応区間ＴNの信号とを受け付け、区間（１／ｆ0）のＯＦＤＭ信号の先頭に適応区間ＴNの信号を接続する。この結果、区間（ＴN＋１／ｆ0）の適応区間付きＯＦＤＭ信号が作成され、出力される。
【００７５】
図５は、適応区間付加部２４の１シンボル分の処理の例を示すフローチャートである。
【００７６】
ステップＴ１において、適応区間抽出部２４ａは、逆高速フーリエ変換により得られた区間（１／ｆ0）のＯＦＤＭ信号から終端部の適応区間ＴNの信号を抽出する。
【００７７】
ステップＴ２において、作成部２４ｂは、逆高速フーリエ変換により得られた区間（１／ｆ0）のＯＦＤＭ信号の先頭に適応区間ＴNの信号を接続する。
【００７８】
次に、上記ＯＦＤＭ用雑音除去システム５のノイズ除去部３３とダウンサンプリング部３４との関係について詳細に説明する。
【００７９】
図６は、ノイズ除去部３３とダウンサンプリング部３４との関係の例を示すブロック図である。
【００８０】
ノイズ除去部３３は、適応アルゴリズム演算部３３ａ、適応フィルタ３３ｂ、データメモリ３３ｃ、参照信号抽出部３３ｄ、スイッチ３３ｅ、誤差算出部３３ｆを具備する。なお、参照信号抽出部３３ｄには、オーバーサンプリング後の適応区間ｋＴNが設定されている。
【００８１】
データメモリ３３ｃは、適応区間を含む１シンボル分の適応区間付きＯＦＤＭ信号を記憶する。これは、参照信号として未来の信号である適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間ｋＴNの信号を用いるためである。
【００８２】
参照信号抽出部３３ｄは、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間ｋＴNの信号を参照信号として抽出する。
【００８３】
スイッチ３３ｅは、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間ｋＴNの信号について処理を行っている場合には、適応アルゴリズム演算部３３ａにより適応フィルタ３３ｂのタップ係数の更新を行うために、接続状態となる。
【００８４】
一方、スイッチ３３ｅは、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号のＯＦＤＭ信号について処理を行っている場合には、適応フィルタ３３ｂのタップ係数を固定するために、切断状態となる。
【００８５】
誤差算出部３３ｆは、先端部の適応区間ｋＴNの信号が適応フィルタ３３ｂに入力されている場合に、参照信号抽出部３３ｄで参照信号として抽出された終端部の適応区間ｋＴNの信号から適応フィルタ３３ｂのフィルタ出力を減算し、誤差を求める。
【００８６】
適応アルゴリズム演算部３３ａは、フィルタ入力すなわち、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間ｋＴNの信号と、誤差算出部３３ｆで算出された誤差とに基づいて、適応フィルタ３３ｂのタップ係数を更新する。
【００８７】
適応フィルタ３３ｂは、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号をフィルタ入力として入力し、適応アルゴリズム演算部３３ａにより更新されたタップ係数を固定した後、適応区間付きＯＦＤＭ信号のうちＯＦＤＭ信号に対して雑音除去を行う。
【００８８】
ダウンサンプリング部３４には、オーバーサンプリングで用いられた倍率ｋが設定される。ダウンサンプリング部３４は、適応フィルタ３３ｂから出力されたフィルタ出力である雑音除去後の適応区間付きＯＦＤＭ信号のサンプリングレートを１／ｋ倍する。
【００８９】
図７は、ノイズ除去部３３とダウンサンプリング部３４との１シンボル分の処理の例を示すフローチャートである。
【００９０】
ステップＵ１において、データメモリ３３ｃは、オーバーサンプリング後の１シンボル分の適応区間付きＯＦＤＭ信号を記憶する。
【００９１】
ステップＵ２において、参照信号抽出部３３ｄは、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号から、終端部の適応区間ｋＴNの信号を参照信号として抽出する。
【００９２】
ステップＵ３において、適応フィルタ３３ｂは、データメモリ３３ｃに記憶されている適応区間付きＯＦＤＭ信号の入力を開始する。
【００９３】
ステップＵ４において、適応フィルタ３３ｂに入力されている信号は、適応区間付きＯＦＤＭ信号のうち先端部の適応区間ｋＴNの信号か否か判断される。
【００９４】
適応フィルタ３３ｂに先端部の適応区間ｋＴNの信号が入力されている場合、ステップＵ５において、スイッチ３３ｅは接続状態を維持する。
【００９５】
ステップＵ６において、適応フィルタ３３ｂはフィルタ出力を発し、処理はステップＵ７及びステップＵ１１に移る。
【００９６】
ステップＵ７において、誤差算出部３３ｆは、参照信号と適応フィルタ３３ｂからの出力との誤差を算出する。
【００９７】
ステップＵ８において、適応アルゴリズム演算部３３ａは、適応フィルタ３３ｂへの入力と誤差とを用いて適応フィルタ３３ｂのタップ係数を更新し、処理はステップＵ４に戻る。
【００９８】
適応フィルタ３３ｂにＯＦＤＭ信号が入力されている場合、ステップＵ９において、スイッチ３３ｅは切断状態となり、適応フィルタ３３ｂのタップ係数が固定される。
【００９９】
ステップＵ１０において、適応フィルタ３３ｂはフィルタ入力に対する雑音除去を行い、フィルタ出力を発する。
【０１００】
ステップＵ１１において、ダウンサンプリング部３４は、適応フィルタ３３ｂからのフィルタ出力のサンプリングレートを１／ｋ倍する。
【０１０１】
図８は、適応区間除去部３６と信号との関係の例を示すブロック図である。
【０１０２】
適応区間除去部３６には、適応区間ＴNが設定されている。適応区間除去部３６は、シリアルパラレル変換後の区間（ＴN＋１／ｆ0）の適応区間付きＯＦＤＭ信号を入力し、区間（ＴN＋１／ｆ0）の適応区間付きＯＦＤＭ信号から、先頭の適応区間ＴNの信号を除去し、区間（１／ｆ0）のＯＦＤＭ信号を求める。
【０１０３】
以下に、上述のＯＦＤＭ用雑音除去システム５で用いられている雑音除去理論について詳しく説明する。
【０１０４】
ＯＦＤＭ信号は、同一シンボル内では周期的な信号である。一方、ガウス性の雑音に周期性はない。この特性の違いを利用して適応フィルタ３３ｂによる予測を行い、マルチパスにより劣化したＯＦＤＭ信号の推定を行う。
【０１０５】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システム５のノイズ除去部３３は、ＯＦＤＭ信号の受信及び同期処理後、Ｓ／Ｐ変換前に用いる。また、ＯＦＤＭの信号の周期性を用いた適応信号処理を行うために送信側では、ガードインターバル（Ｇ．Ｉ．）の付加とともにフィルタのタップ係数を収束するための区間（適応区間；Adaptive Interval）を付加する。なお、適応区間の信号はガードインターバルの付加方法と同様にＯＦＤＭ信号の終端部を先頭に接続したものである。このため、上記図２に示す適応区間付きＯＦＤＭ信号が送信されることになる。上記図２に示すように、１／ｆ0 はＯＦＤＭ信号の基本周期、ＴGはガードインターバル、ＴN （ＴN はＴG以上）は適応区間を表わす。すなわち、本実施の形態において、適応区間はガードインターバルを含む構成となる。ここで、１／ｆ0、ＴG、ＴNの単位は離散時間信号数である。
【０１０６】
これにより、適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部と終端部とは同じ信号となり、受信側での相違は、伝送路４上のガウス性白色雑音となる。したがって、１シンボル区間（０＜ｍ＜１／ｆ0 ＋ＴN：ｍは０以上であり、１／ｆ0 ＋ＴN未満）においてＯＦＤＭ信号ｘn(ｍ)には以下の関係が成立する。
【数３】
2006246238.tif 000005
【０１０７】
ここで、上式が成立するのはｍ（０＜ｍ＜ＴN：ｍは０以上であり、ＴN未満）の範囲である。
【０１０８】
図９は、伝送路４とノイズ除去部３３との概念図である。受信側ではＯＦＤＭ信号作成時のｋ倍のサンプリングレートでサンプリングを行う。ここで、サンプリングレートをｋ倍としたときの時刻をｍ’により表す。また、Ｈ(ｚ)およびＨNC(ｚ)はマルチパスによる伝送路伝達関数、適応フィルタ（雑音除去フィルタ）３３ｂの伝達関数を表す。なお、伝送路のインパルス応答をｈn（ｍ’）とする。
【０１０９】
受信信号ｙn（ｍ’）はマルチパスによる歪みを受けた信号ｓn（ｍ’）にガウス性白色雑音ξn（ｍ’）が重畳した信号である。
【０１１０】
すなわち、受信側では、ノイズ除去部３３の参照信号に１周期先の信号としてｙn (ｍ’＋ｋ／ｆ0)を用い、参照信号とフィルタ出力との誤差ｅn（ｍ’）をタップ係数の更新、収束に用いる。このときの受信信号は次式で表せる。
【数４】
2006246238.tif 000006
【０１１１】
また、適応区間(０＜ｍ’＜ｋＴN ：ｍは０以上であり、ｋＴN未満)において
【数５】
2006246238.tif 000007
【０１１２】
となる。ここで、１シンボル内｛０＜ｍ’＜ｋ（ＴN＋１／ｆ0）｝（ｍ’は０以上であり、ｋ（ＴN＋１／ｆ0）未満）で伝送路４が定常ならば、送信信号を含む項、つまりｓn（ｍ’）とｓn(ｍ’＋ｋ／ｆ0)とは相関が強くなると考えられる。一方、雑音ξn（ｍ’）とξn(ｍ’＋ｋ／ｆ0)との相関は弱いと考えられる。
【０１１３】
ノイズ除去部３３は例えばトランスバーサルフィルタで構成される。なお、フィルタ出力ｓｓn（ｍ’）は次式で表される。
【数６】
2006246238.tif 000008
【０１１４】
ここで、ｈｈn,i（ｍ’）はタップ係数、Ｍ＋１はタップ数を表わす。ノイズ除去部３３は２段階で動作する。まず、適応区間（０＜ｍ’＜ｋＴN：ｍ’は０以上であり、ｋＴN未満）においてタップ係数の更新を行い、フィルタ出力と参照信号との誤差ｅn（ｍ’）の２乗平均値が最小となるように動作させる。
【０１１５】
ここで、ｓn（ｍ’）とｓn(ｍ’＋ｋ／ｆ0)とは相関が強く、ξn（ｍ’）とξn(ｍ’＋ｋ／ｆ0)との相関は弱いと考えられるため、フィルタ出力としてｓn（ｍ’）の推定値ｓｓn（ｍ’）が得られるようにタップ係数は収束する。
【０１１６】
次に、フィルタリング区間｛ｋＴN ＜ｍ’＜ｋ（ＴN＋１／ｆ0）｝（ｍ’はｋＴN以上であり、ｋ（ＴN＋１／ｆ0）未満）においてタップ係数の更新を行わず、適応区間において得られたタップ係数を用いて雑音の抑圧を行う。
【０１１７】
伝送路４のインパルス応答が１シンボル分のＯＦＤＭ信号の送信時間内｛０＜ｍ’＜ｋ（ＴN＋１／ｆ0）｝で定常性が強く、タップ係数が適応区間において十分収束していると仮定すると雑音の抑圧が可能となる。
【０１１８】
ただし、ノイズ除去部３３により位相歪みが生じる可能性がある。そこで、ノイズ除去部３３による位相歪みを防ぐため、適応フィルタ３３ｂを直線位相フィルタとする必要がある。そこで、上記式（６）よりフィルタ構成を、
【数７】
2006246238.tif 000009
【０１１９】
とする。ここで、ｙn（ｍ’）の自己相関関数Ｅ［ｙn（ｍ’）ｙ*n（ｍ＋τ）］（τ＝…，−２，−１，０，＋１，＋２，…）はτ＝０について対称となるため、タップ係数の収束値はｈｈn,i（ｍ’）＝ｈｈn,i（−ｍ’）となると考えられる。ここで、アスタリスクは複素共役を表す。ｙn（ｍ’）は複素信号である。ただし、因果性を満たすためにノイズ除去部３３は、図１０に示す構成となる。
【０１２０】
ここで、出力信号は次式で表せる。
【数８】
2006246238.tif 000010
【０１２１】
このとき、参照信号をｙn(ｍ’＋ｋ／ｆ0−Ｌ)とする。また、タップ係数はｈｈn,i（ｍ’）＝ｈｈn,i（２Ｌ＋１−ｍ’−１）となる。
【０１２２】
最後にダウンサンプリングを行い、サンプリングレートをＯＦＤＭ信号作成時と同一にし、ガードインターバルの除去とともに適応区間の除去を行う。
【０１２３】
なお、上記雑音除去理論は、適応区間の長さとしては、ガードインターバルの長さの２〜１０倍の長さで特に有効である。
【０１２４】
以上説明した本実施の形態においては、受信側において、適応区間付きＯＦＤＭ信号の終端部の適応区間の信号を参照信号として適応アルゴリズムによりフィルタを動作させる。マルチパスの影響を受けた適応区間付きＯＦＤＭ信号において、先端部の適応区間の信号と、ＯＦＤＭ信号の１周期後の終端部の適応区間の信号とは相関が強く、適応フィルタ３３ｂにより推定可能である。一方で、ガウス性白色雑音などの周期性のない雑音は、適応フィルタ３３ｂによる推定が不可能である。
【０１２５】
したがって、フィルタ出力として雑音の除去された信号を得ることができ、伝送路４の推定精度を向上させることができ、通信品質の向上させることができ、雑音にロバストな通信システムを構築することができる。
【０１２６】
さらに、本実施の形態では、適応フィルタ３３ｂとして直線位相フィルタを用いることにより、位相歪みを回避することができる。
【０１２７】
なお、本実施の形態において、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）及び逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）及び逆高速フーリエ変換（ＩＤＦＴ）としてもよい。
【０１２８】
また、本実施の形態において、各構成要素は同様の動作を実現可能であれば配置を変更させてもよく、また各構成要素を自由に組み合わせてもよく、各構成要素を自由に分割してもよく、いくつかの構成要素を削除してもよい。すなわち、本実施の形態については、上記の構成そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【０１２９】
例えば、アナログデジタル変換部３２とオーバーサンプリング部３１とを別構成としてもよい。
【０１３０】
ここで、上記各実施の形態に係る送信機２と受信機３とのうちの少なくとも一方について、一部又は全部をコンピュータとソフトウェアとを用いて実現する場合について説明する。
【０１３１】
図１１は、本実施の形態に係る送信機２又は受信機３を、コンピュータとソフトウェアとを用いて実現するための構成の例を示すブロック図である。
【０１３２】
コンピュータ６は、プロセッサ７、例えば内部メモリなどの記憶装置８、内部バス９を具備する。プロセッサ７と記憶装置８とは、内部バス９経由で接続されている。
【０１３３】
上記送信機２及び受信機３において、各構成要素間での信号の受け渡しは、記憶装置８への記憶及び読み出しにより行われるとしてもよい。また、上記送信機２及び受信機３において、各種の値の設定は記憶装置８に記憶されることで行われるとしてもよい。
【０１３４】
記憶媒体１０に記憶されているプログラム１１は、コンピュータ６に読み込まれ、プロセッサ７により実行される。これにより、コンピュータ６は、送信機２又は受信機３の具備する各構成要素としての機能を実現する。
【０１３５】
本実施の形態において、プログラム１１は、例えば磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記憶媒体１０に書き込んで、送信機２又は受信機３として動作するコンピュータ６に適用可能である。また、上記プログラム１１は、通信媒体により伝送してコンピュータ６に適用することも可能である。コンピュータ６は、上記プログラム１１を読み込み、このプログラム１１によって動作が制御されることにより、送信機２又は受信機３としての機能を実現する。プログラム１１は、複数のコンピュータに分散して配置され、複数のコンピュータ間で互いに連携しつつ処理が実行されるとしてもよい。
【０１３６】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システム５の第１のシミュレーション結果について説明する。
【０１３７】
本実施の形態におけるシミュレーションでは、一次変調に６４ＱＡＭ、ＦＦＴ周期を３．２μｓ、ＦＦＴポイントを２５６、ガードインターバルを０．８μｓ、オーバーサンプリング係数ｋを８とした。
【０１３８】
また、ノイズ除去部３３のタップ数を３３とし、ノイズ除去部３３の適応アルゴリズムにＮＬＭＳ（Normalized least mean square）アルゴリズムを用いた。
【０１３９】
伝送路環境には、２０波のマルチパス環境を用いた。ただし、レイリーフェージング環境ではないとした。
【０１４０】
図１２は、シミュレーション結果である雑音電力密度（Ｅs／Ｎ0）に対するビットエラーレート（Bit-error rate：ＢＥＲ）を示すグラフである。
【０１４１】
等化器３８のみを用いた場合と等化器３８とともにＯＦＤＭ用雑音除去システム５（ＮＣ）を用いた場合では、ＢＥＲ＝１．０×１０-1において約８ｄＢの改善が確認され、本手法の有効性が確認された。
【０１４２】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システム５の第２のシミュレーション結果について説明する。
【０１４３】
図１３は、シミュレーション結果であるＥs／Ｎ0とＢＥＲとの収束特性を示すグラフである。
【０１４４】
ガードインターバルのサンプル数を６４とし、適応区間のサンプル数を１２８及び２５６とした場合、タップ係数の初期値を十分に収束させた場合について、Ｅs／Ｎ0とＢＥＲとの特性を示している。
【０１４５】
この結果から、適応区間の長さをガードインターバルの長さの２倍とした場合であっても、タップ係数の初期値を十分に収束させた場合に近い十分な雑音除去効果が得られることが分かる。
【０１４６】
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システム５の第３のシミュレーション結果について説明する。
【０１４７】
本実施の形態において、シミュレーション条件は、一次変調方式を６４ＱＡＭとし、ＦＦＴポイント数を２５６とし、サンプリングレートをＦＦＴ処理時の信号の８倍とした。また、タップ係数の更新にはＮＬＭＳアルゴリズムを用いた。ＮＬＭＳアルゴリズムによるタップ係数の更新式を次式に示す
【数９】
2006246238.tif 000011
【０１４８】
【数１０】
2006246238.tif 000012
【０１４９】
【数１１】
2006246238.tif 000013
【０１５０】
ここでａは正の定数、μはステップサイズを表し、Ｔは行列の転置を表す。また、本実施の形態におけるシミュレーションではａ＝０、μ＝０．０１とし、タップ係数は十分収束させた値を用いている。伝送路環境は見通し外のオフィス環境を想定し、図１４の伝送路モデルの遅延プロフィールに示すHIPERLAN/2のModel A（平明徳ほか，“周波数選択性フェージング環境におけるOFDM通信システムのタイミング同期方式，”信学論B，Vol.J84-B，No.7，pp.1225-1264，Sep，2001）の１８波のマルチパス環境とし、さらに白色ガウス雑音を付加した。ただし、レイリーフェージング環境ではないとする。
【０１５１】
ノイズ除去部３３の最適なタップ数を検討するために、タップ数に対するＢＥＲについて検討する。ただし、等化器３８に用いる伝送路推定値ＨＨ（ｋ’，ｌ）を付加雑音の無い環境での推定値とした。
【０１５２】
このときのタップ数２Ｌ＋１に対するＢＥＲ特性を図１５に示す。この図１５において、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５（ＮＣ）を用いた場合に、タップ数２Ｌ＋１が３３から８１の間でＢＥＲの特性が良くなることが確認された。
【０１５３】
さらに、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５の有効性を確認するために、タップ数を３３としてシミュレーションを行った。
【０１５４】
図１６に、Ｅs／Ｎ0に対するＢＥＲを測定した結果を示す。この図１６では、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５も等化器３８も用いない場合、等化器３８のみを用いた場合、等化器３８及びＯＦＤＭ用雑音除去システム５を用いた場合の測定結果が表されている。
【０１５５】
等化器３８のみを用いた場合のシミュレーションでは，等化器３８において連続したパイロット信号Ｎを２とした。一方、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５を用いた場合のシミュレーションではＮ＝１とした。また、どちらの場合もパイロット信号と情報シンボル１６シンボルとを繰り返して送信した。
【０１５６】
図１６の結果から、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５を用いない場合の結果と比較して、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５を用いた場合の方がＢＥＲが０．１の時にＥs／Ｎ0が約７．０ｄＢ改善され、ＯＦＤＭ用雑音除去システム５の効果が確認された。また、従来のように冗長シンボルを用いることなく、雑音を除去可能であることが確認された。
【０１５７】
高速フーリエ変換の解析区間をＴFFTとしたとき、ＯＦＤＭ信号は周期ＴFFTの周期信号である。これに対して、ＯＦＤＭ信号に重畳している白色雑音には周期性はない。上記各実施の形態では、この特性の違いを利用し、適応フィルタ３３ｂによる雑音除去を行う。適応フィルタ３３ｂを利用したＯＦＤＭ用雑音除去システム５では、ＯＦＤＭ信号にガードインターバルとともに適応処理区間を設ける。適応フィルタ３３ｂにおいて、適応区間付きＯＦＤＭ信号の先端部の適応区間ではタップ係数を更新、収束させる。次に、先端部の適応区間後のフィルタリング区間においては、適応区間で得られたタップ係数を用いた雑音の抑圧が行われる。これにより、伝送路４においてガウス性白色雑音の影響によって歪んだＯＦＤＭ信号から雑音を除去でき、通信品質を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、ＯＦＤＭ変調方式の通信分野に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ用雑音除去システムを具備するＯＦＤＭシステムの構成の例を示すブロック図。
【図２】適応区間付きＯＦＤＭ信号の例を示す図。
【図３】同実施の形態に係るＯＦＤＭ雑音除去装置の１シンボル分の処理の例を示すフローチャート。
【図４】適応区間付加部の構成の例を示すブロック図。
【図５】適応区間付加部の１シンボル分の処理の例を示すフローチャート。
【図６】ノイズ除去部とダウンサンプリング部との関係の例を示すブロック図。
【図７】ノイズ除去部とダウンサンプリング部との１シンボル分の処理の例を示すフローチャート。
【図８】適応区間除去部と信号との関係の例を示すブロック図。
【図９】伝送路とノイズ除去部との概念図。
【図１０】ノイズ除去部の構成の例を示す図。
【図１１】同実施の形態に係る送信機又は受信機を、コンピュータとソフトウェアとを用いて実現するための構成の例を示すブロック図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るシミュレーション結果である雑音電力密度（Ｅs／Ｎ0）に対するビットエラーレート（Bit-error rate：ＢＥＲ）を示すグラフ。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るシミュレーション結果であるＥs／Ｎ0とＢＥＲとの収束特性を示すグラフ。
【図１４】伝送路モデルの遅延プロフィール。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係るシミュレーション結果であるタップ数に対するＢＥＲ特性を示すグラフ。
【図１６】同実施の形態に係るシミュレーション結果であるＥs／Ｎ0に対するＢＥＲの測定結果を示すグラフ。
【図１７】データシンボルとパイロットシンボルとの関係の例を示す図。
【符号の説明】
【０１６０】
１…ＯＦＤＭシステム、２…送信機、２１…マッピング部、２２…シリアルパラレル変換部、２３…逆高速フーリエ変換部、２４…適応区間付加部、２４ａ…適応区間抽出部、２４ｂ…作成部、２５…パラレルシリアル変換部、２６…デジタルアナログ変換部、３…受信機、３１…オーバーサンプリング部、３２…アナログデジタル変換部、３３…ノイズ除去部、３３ａ…適応アルゴリズム演算部、３３ｂ…適応フィルタ３３ｂ、３３ｃ…データメモリ、３３ｄ…参照信号抽出部、３３ｅ…スイッチ、３３ｆ…誤差算出部、３４…ダウンサンプリング部、３５…シリアルパラレル変換部、３６…適応区間除去部、３７…高速フーリエ変換部、３８…等化器、３９…パラレルシリアル変換部、４０…デマッピング部、４…伝送路、５…ＯＦＤＭ用雑音除去システム、６…コンピュータ、７…プロセッサ、８…記憶装置、９…内部バス、１０…記憶媒体、１１…プログラム
【図１】
2006246238.tif 000014
【図２】
2006246238.tif 000015
【図３】
2006246238.tif 000016
【図４】
2006246238.tif 000017
【図５】
2006246238.tif 000018
【図６】
2006246238.tif 000019
【図７】
2006246238.tif 000020
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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