(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いて基地局との間でＯＦＤＭ信号を送受信する端末であって、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザ部と、
上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、
を具備し、
前記基地局との通信開始前に、前記基地局から、サブキャリアの周波数を変更するタイミングのガードインターバルが通知され、
前記シンセサイザ部は、サブキャリア毎に、２個のシンセサイザを有し、
一方のシンセサイザから現在通信中の１つのサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
前記基地局が通信中のサブキャリアの変更を選択した場合、他方のシンセサイザから変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
前記他方のシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
端末。
【請求項２】
前記シンセサイザ部は、制御信号のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
請求項１に記載の端末。
【請求項３】
前記シンセサイザ部は、先頭の制御信号のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
請求項２に記載の端末。
【請求項４】
前記シンセサイザ部は、先頭の上りデータのガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
請求項１に記載の端末。
【請求項５】
前記シンセサイザ部は、パイロットシンボルのガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
請求項１に記載の端末。
【請求項６】
他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信システムであって、
前記基地局が、
データの送受信に使用するサブキャリアを選択するサブキャリア選択部と、
前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成する制御信号生成部と、
下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信する送信部と、
を具備し、
前記端末が、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザ部と、
上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記ＯＦＤＭ信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、
を具備し、
前記基地局は、前記端末との通信開始前に、サブキャリアの周波数を変更するタイミングのガードインターバルを前記端末に通知し、
前記端末の前記シンセサイザ部は、
サブキャリア毎に、２個のシンセサイザを有し、
一方のシンセサイザから現在通信中の１つのサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
前記基地局が前記サブキャリア選択部により通信中のサブキャリアの変更を選択した場合、他方のシンセサイザから変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
前記他方のシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
通信システム。
【請求項７】
他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、
前記基地局が、
データの送受信に使用するサブキャリアを選択し、
前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成し、
下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成し、
前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信し、
前記端末が、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記下り用ＯＦＤＭ信号を受信し、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って上り用ＯＦＤＭ信号を生成し、
前記ＯＦＤＭ信号にガードインターバルを付加し、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信し、
前記基地局は、前記端末との通信開始前に、サブキャリアの周波数を変更するタイミングのガードインターバルを前記端末に通知し、
前記端末は、
サブキャリア毎に、２個のシンセサイザを有し、
一方のシンセサイザから現在通信中の１つのサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
前記基地局が通信中のサブキャリアの変更を選択した場合、他方のシンセサイザから変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
前記他方のシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて、時分割複信方式の無線通信を行う端末、通信システム及びその通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビの生中継、緊急報道等の映像伝送を行う無線通信システムに用いる装置として、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）が知られている。このＦＰＵは、放送分野の素材伝送のために用いられ、中継現場側の移動局（端末）から放送局側の基地局へ本線情報のＵＬ（Up Link）信号を伝送し、放送局側の基地局から中継現場側の移動局へ送り返し情報のＤＬ（Down Link）信号を伝送する。カメラにより撮像された映像は、リアルタイムでファイル伝送され、移動局から基地局へＵＬ信号として送信され、記憶メディアに格納され再生される。
【０００３】
ＦＰＵで最も高速化が望まれるのは、放送で使用されている映像情報等である本線情報のＵＬ信号である。ＦＰＵでは、ＵＬ信号の伝送レートを高くするため、ＵＬ信号の送信区間をＤＬ信号の送信区間よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用されている。なお、時分割複信では、電波の伝搬による遅延を吸収するため、ＵＬ送信期間とＤＬ送信期間との間にガードタイムが設けられる（特許文献１参照）。
【０００４】
ＦＰＵでは、トランシーバ等の他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて無線通信を行うため、使用中の周波数帯域における干渉の有無を常時監視し、他のシステムとの干渉を防ぐ必要がある。ＦＰＵの基地局は、各サブキャリアの受信レベル（干渉量）を測定し、受信レベルが所定の閾値を越えた場合に、他のシステムが当該周波数帯域の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該サブキャリアの使用を中止して他のサブキャリアを使用するようにシンセサイザのローカル信号の周波数を変更する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５１３２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−２９２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シンセサイザは、ローカル信号の周波数を変更すると、変更後の周波数が安定するまで時間がかかる。従来では、周波数変更後、周波数が安定するまで、全てのサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号、データのいずれも送信しないので、無送信区間が長くなり、伝送効率が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、シンセサイザがローカル信号の周波数を変更する際の伝送効率の低下を抑えることができる端末、通信システム及びその通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る端末は、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いて基地局との間でＯＦＤＭ信号を送受信する端末であって、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザ部と、上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記ＯＦＤＭ信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、を具備し、前記基地局との通信開始前に、前記基地局から、サブキャリアの周波数を変更するタイミングのガードインターバルが通知され、前記シンセサイザ部は、サブキャリア毎に、２個のシンセサイザを有し、一方のシンセサイザから現在通信中の１つのサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、前記基地局が通信中のサブキャリアの変更を選択した場合、他方のシンセサイザから変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、前記他方のシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う。
【０００９】
本発明に係る通信システムは、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信システムであって、前記基地局が、データの送受信に使用するサブキャリアを選択するサブキャリア選択部と、前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成する制御信号生成部と、下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信する送信部と、を具備し、前記端末が、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザ部と、上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記ＯＦＤＭ信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、を具備し、前記基地局は、前記端末との通信開始前に、サブキャリアの周波数を変更するタイミングのガードインターバルを前記端末に通知し、前記端末の前記シンセサイザ部は、サブキャリア毎に、２個のシンセサイザを有し、一方のシンセサイザから現在通信中の１つのサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、前記基地局が前記サブキャリア選択部により通信中のサブキャリアの変更を選択した場合、他方のシンセサイザから変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、前記他方のシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う。
【００１０】
本発明に係る通信方法は、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、前記基地局が、データの送受信に使用するサブキャリアを選択し、前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成し、下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成し、前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信し、前記端末が、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記下り用ＯＦＤＭ信号を受信し、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って上り用ＯＦＤＭ信号を生成し、前記ＯＦＤＭ信号にガードインターバルを付加し、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信し、前記基地局は、前記端末との通信開始前に、サブキャリアの周波数を変更するタイミングのガードインターバルを前記端末に通知し、前記端末は、サブキャリア毎に、２個のシンセサイザを有し、一方のシンセサイザから現在通信中の１つのサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、前記基地局が通信中のサブキャリアの変更を選択した場合、他方のシンセサイザから変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、前記他方のシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のガードインターバル内において、ローカル信号の出力の切替を行う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、サブキャリアを変更する際にも、切れ目無く信号を送信することができるので、シンセサイザがローカル信号の周波数を変更する際の伝送効率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る端末のシンセサイザ部の内部構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図
【図５】本発明の実施の形態１に係る端末の周波数変更動作を示すフロー図
【図６】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図
【図７】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図
【図８】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
＜基地局の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、基地局１００は、制御信号生成部１０１と、パイロットシンボル生成部１０２と、プリアンブル生成部１０３と、変調部１０５と、タイミング制御部１０６と、切替部１０７と、Ｓ／Ｐ部１０８と、ＩＦＦＴ部１０９と、ＧＩ付加部１１０と、無線送信部１１１と、無線受信部１１２と、レベル測定部１１３と、サブキャリア選択部１１４と、シンセサイザ部１１５と、同期検波部１１６と、ＧＩ除去部１１７と、ＦＦＴ部１１８と、チャネル推定部１１９と、チャネル補償部１２０と、Ｐ／Ｓ部１２１と、復調部１２２と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部１０６、切替部１０７、Ｓ／Ｐ部１０８、ＩＦＦＴ部１０９およびＧＩ付加部１１０により、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号生成部１５１が構成される。
【００１５】
制御信号生成部１０１は、サブキャリア選択部１１４から出力された選択サブキャリア情報を含む制御信号を生成して切替部１０７に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報等が含まれる。
【００１６】
パイロットシンボル生成部１０２は、端末２００（図２参照）が既知であるパイロットシンボルを生成して切替部１０７に出力する。
【００１７】
プリアンブル生成部１０３は、端末２００（図２参照）が既知であるプリアンブルを生成して切替部１０７に出力する。なお、プリアンブルは、端末２００において、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）、タイミング検出、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）等に用いられる。
【００１８】
変調部１０５は、送信データ（ＤＬデータ）を変調し、送信信号を切替部１０７に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。
【００１９】
タイミング制御部１０６は、ＯＦＤＭ信号が所定のフレーム構成（図４参照）になるように、切替部１０７に対して、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部１０１から出力された制御信号、変調部１０５から出力された送信信号の、Ｓ／Ｐ部１０８に出力するタイミングを制御する。特に、タイミング制御部１０６は、サブキャリア選択部１１４からサブキャリアの変更を行うことを示すフラグ情報を入力すると、端末２００のプリアンブルの送信開始タイミングで周波数の変更を行うように周波数の変更タイミングを指示する指示信号を、シンセサイザ部１１５に出力する。
【００２０】
切替部１０７は、タイミング制御部１０６の制御に基づき、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部１０１から出力された制御信号、変調部１０５から出力された送信信号の内一つをＳ／Ｐ部１０８に出力する。なお、切替部１０７は、ガードタイムおよびＵＬ信号区間には、Ｓ／Ｐ部１０８に何も出力しない。
【００２１】
Ｓ／Ｐ部１０８は、切替部１０７から直列に出力された信号列をｎ個（ｎは２以上の整数）の並列な信号列に変換し（直列／並列）、ＩＦＦＴ部１０９に出力する。
【００２２】
ＩＦＦＴ部１０９は、Ｓ／Ｐ部１０８から出力された並列信号（周波数軸上の信号）に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換処理）を行うことにより、ｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭ信号（ＤＬ信号）を生成し、ＧＩ付加部１１０に出力する。
【００２３】
ＧＩ付加部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９から出力されたＯＦＤＭ信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたＧＩ（ガードインターバル）を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部１１１に出力する。
【００２４】
無線送信部１１１は、ＧＩ付加部１１０から出力されたＯＦＤＭ信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部１１１は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部１１５から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部１１１は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。
【００２５】
無線受信部１１２は、アンテナに受信された無線信号（ＵＬ信号）に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部１１２は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部１１５から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。そして、無線受信部１１２は、ＯＦＤＭ信号をレベル測定部１１３および同期検波部１１６に出力する。
【００２６】
レベル測定部１１３は、ガードタイムの受信レベル（干渉量）を測定し、測定値をサブキャリア選択部１１４に出力する。
【００２７】
サブキャリア選択部１１４は、使用中のサブキャリアにおいて、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値以下の周波数を継続してサブキャリアとして選択する。また、サブキャリア選択部１１４は、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値を越えた周波数があった場合、他のシステムが当該周波数の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該周波数の使用を中止し、他のサブキャリアを使用するようにサブキャリアの変更を行う。そして、サブキャリア選択部１１４は、選択したサブキャリアを示す選択サブキャリア情報を制御信号生成部１０１及びシンセサイザ部１１５に出力する。また、サブキャリア選択部１１４は、サブキャリアの変更を行うことを示すフラグ情報をタイミング制御部１０６に出力する。
【００２８】
シンセサイザ部１１５は、サブキャリア選択部１１４が選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線送信部１１１および無線受信部１１２に出力する。サブキャリアの変更を行う場合、シンセサイザ部１１５は、タイミング制御部１０６に指示されたタイミングで、サブキャリア選択部１１４が新たに選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させる。
【００２９】
同期検波部１１６は、無線受信部１１２から出力されたＯＦＤＭ信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでＯＦＤＭ信号をＧＩ除去部１１７に出力する。
【００３０】
ＧＩ除去部１１７は、同期検波部１１６から出力されたＯＦＤＭ信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部１１８に出力する。
【００３１】
ＦＦＴ部１１８は、ＧＩ除去部１１７から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（フーリエ変換処理）を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部１１９に出力し、制御信号および受信信号（データシンボル）をチャネル補償部１２０に出力する。
【００３２】
チャネル推定部１１９は、ＦＦＴ部１１８から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部１２０に出力する。
【００３３】
チャネル補償部１２０は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号（データシンボル）のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をＰ／Ｓ部１２１に出力する。
【００３４】
Ｐ／Ｓ部１２１は、チャネル補償部１２０から並列に出力されたｎ個の信号列を直列な信号列に変換し（並列／直列）、制御信号および受信信号を復調部１２２に出力する。
【００３５】
復調部１２２は、制御信号を復調して制御情報を得る。復調部１２２は、受信信号を復調して受信データ（ＵＬデータ）を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。
【００３６】
＜端末の構成＞
図２は、本実施の形態に係る端末２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末２００は、無線受信部２０１と、同期検波部２０２と、ＧＩ除去部２０３と、ＦＦＴ部２０４と、チャネル推定部２０５と、チャネル補償部２０６と、Ｐ／Ｓ部２０７と、復調部２０８と、シンセサイザ部２１０と、制御信号生成部２１１と、パイロットシンボル生成部２１２と、プリアンブル生成部２１３と、変調部２１５と、タイミング制御部２１６と、切替部２１７と、Ｓ／Ｐ部２１８と、ＩＦＦＴ部２１９と、ＧＩ付加部２２０と、無線送信部２２１と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部２１６、切替部２１７、Ｓ／Ｐ部２１８、ＩＦＦＴ部２１９およびＧＩ付加部２２０により、ＯＦＤＭ信号生成部２５１が構成される。
【００３７】
無線受信部２０１は、アンテナに受信された無線信号（ＤＬ信号）に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部２０１は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部２１０から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。そして、無線受信部２０１は、ＯＦＤＭ信号を同期検波部２０２に出力する。
【００３８】
同期検波部２０２は、無線受信部２０１から出力されたＯＦＤＭ信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでＯＦＤＭ信号をＧＩ除去部２０３に出力する。
【００３９】
ＧＩ除去部２０３は、同期検波部２０２から出力されたＯＦＤＭ信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部２０４に出力する。
【００４０】
ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去部２０３から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（フーリエ変換処理）を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部２０５に出力し、制御信号および受信信号（データシンボル）をチャネル補償部２０６に出力する。
【００４１】
チャネル推定部２０５は、ＦＦＴ部２０４から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部２０６に出力する。
【００４２】
チャネル補償部２０６は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号（データシンボル）のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をＰ／Ｓ部２０７に出力する。
【００４３】
Ｐ／Ｓ部２０７は、チャネル補償部２０６から並列に出力されたｎ個の信号列を直列な信号列に変換し（並列／直列）、制御信号および受信信号を復調部２０８に出力する。
【００４４】
復調部２０８は、制御信号を復調して制御情報を得る。そして、復調部２０８は、制御情報の内、選択サブキャリア情報をシンセサイザ部２１０およびタイミング制御部２１６に出力する。また、復調部２０８は、受信信号を復調して受信データ（ＤＬデータ）を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。
【００４５】
シンセサイザ部２１０は、復調部２０８から出力された選択サブキャリア情報が示すサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線受信部２０１および無線送信部２２１に出力する。サブキャリアの変更を行う場合、シンセサイザ部２１０は、タイミング制御部２１６に指示されたタイミングで、選択サブキャリア情報によって新たに示されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させる。なお、シンセサイザ部２１０の詳細（内部構成）については後述する。
【００４６】
制御信号生成部２１１は、制御信号を生成して切替部２１７に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ等が含まれる。
【００４７】
パイロットシンボル生成部２１２は、基地局１００が既知であるパイロットシンボルを生成して切替部２１７に出力する。
【００４８】
プリアンブル生成部２１３は、基地局１００が既知であるプリアンブルを生成して切替部２１７に出力する。
【００４９】
変調部２１５は、送信データ（ＵＬデータ）を変調し、送信信号を切替部２１７に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。
【００５０】
タイミング制御部２１６は、ＯＦＤＭ信号が所定のフレーム構成（図４参照）になるように、切替部２１７に対して、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部２１１から出力された制御信号、変調部２１５から出力された送信信号の、Ｓ／Ｐ部２１８に出力するタイミングを制御する。特に、タイミング制御部２１６は、選択サブキャリア情報を入力すると、周波数を変更した後、少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を経過した後のＧＩ内において、周波数の変更を行うように周波数の変更タイミングを指示する指示信号を、シンセサイザ部２１０に出力する。
【００５１】
切替部２１７は、タイミング制御部２１６の制御に基づき、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部２１１から出力された制御信号、変調部２１５から出力された送信信号の内一つをＳ／Ｐ部２１８に出力する。なお、切替部２１７は、ガードタイムおよびＤＬ信号区間には、Ｓ／Ｐ部２１８に何も出力しない。
【００５２】
Ｓ／Ｐ部２１８は、切替部２１７から直列に出力された信号列をｎ個の並列な信号列に変換し（直列／並列）、ＩＦＦＴ部２１９に出力する。
【００５３】
ＩＦＦＴ部２１９は、Ｓ／Ｐ部２１８から出力された並列信号（周波数軸上の信号）に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換処理）を行うことにより、ｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭ信号（ＤＬ信号）を生成し、ＧＩ付加部２２０に出力する。
【００５４】
ＧＩ付加部２２０は、ＩＦＦＴ部２１９から出力されたＯＦＤＭ信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたＧＩ（ガードインターバル）を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部２２１に出力する。
【００５５】
無線送信部２２１は、ＧＩ付加部２２０から出力されたＯＦＤＭ信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部２２１は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部２１０から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部２２１は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。
【００５６】
＜シンセサイザ部の内部構成＞
次に、本実施の形態の端末２００のシンセサイザ部２１０の内部構成について、図３のブロック図を用いて説明する。図３に示すように、シンセサイザ部２１０は、サブキャリアｉ毎に（ｉは、１からｎまでの何れかの整数）、２個のシンセサイザ２１０ｉ−１、２１０ｉ−２と、１つのローカル切替部２１０ｉ−３と、からなるシンセサイザユニット２１０ｉを備えている。
【００５７】
シンセサイザ２１０ｉ−１、２１０ｉ−２の一方は、現在のサブキャリアｉの周波数のローカル信号を発生させる。また、シンセサイザ２１０ｉ−１、２１０ｉ−２の他方は、新たに選択サブキャリア情報を入力すると、当該選択サブキャリア情報に示されたサブキャリアｉの周波数のローカル信号を発生させる。
【００５８】
ローカル切替部２１０ｉ−３は、タイミング制御部２１６から入力した指示信号に基づいて、無線送信部１１１および無線受信部１１２を接続するシンセサイザ２１０ｉを切り替える。具体的には、ローカル切替部２１０ｉ−３は、無線送信部１１１および無線受信部１１２と、現在のサブキャリアｉの周波数のローカル信号を発生させているシンセサイザ２１０ｉ−１、２１０ｉ−２の一方とを接続する。また、ローカル切替部２１０ｉ−３は、タイミング制御部２１６から指示信号を入力すると、指示されたタイミングで、無線送信部１１１および無線受信部１１２とシンセサイザ２１０ｉ−１、２１０ｉ−２の他方とを接続する。
【００５９】
＜フレーム構成とサブキャリア選択＞
次に、本実施の形態の無線通信システムのフレームの構成とサブキャリア選択について、図４を用いて詳細に説明する（図４の横軸は時間）。図４では、基地局１００と端末２００が通信に使用しているサブキャリアの内の１つにおけるフレーム構成を示している。
【００６０】
図４に示すように、本実施の形態の無線通信システム（ＦＰＵ）では、ＵＬ区間（ＵＬ信号の送信区間）をＤＬ区間（ＤＬ信号の送信区間）よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用されている。なお、ＦＰＵでは、ＤＬ区間において、データシンボルを送信しない（データ区間を設けない）場合もある。また、ＦＰＵでは、所定のフレームにおいて、ＤＬ信号を送信せず（ＤＬ区間を設けず）、ＵＬ信号のみを送信しても良い。
【００６１】
ＵＬ区間とＤＬ区間との間には、何も信号が送信されないガードタイム（ＧＴ）が設けられる。ＵＬ区間の最初にはプリアンブルが送信され、次に制御信号が送信され、その次にデータが送信される。各シンボルの先頭にはＧＩが付加されている。また、ＵＬ区間においてプリアンブルが送信され、その次にパイロットシンボルが送信され、その次に制御信号が送信される場合もある。さらに、パイロットシンボルは、制御信号の後のＵＬデータに、一定の時間間隔で挿入される場合もある。
【００６２】
図４に示す第１シンセサイザＳ１、第２シンセサイザＳ２が、図３のシンセサイザ２１０ｉ−１、２１０ｉ−２に相当する。
【００６３】
図４において、まず、第１シンセサイザＳ１が、現在のサブキャリアの周波数ｆ２のローカル信号を発生させているものとする。この場合、端末２００は、第１シンセサイザＳ１から発生した周波数ｆ２のローカル信号を無線送信部１１１および無線受信部１１２に出力する。
【００６４】
その後、この状態において、基地局１００が、周波数ｆ２のサブキャリアから周波数ｆ４のサブキャリアに変更することを選択したとする。この場合、端末２００は、ＤＬデータを受信した後のガードタイム中のタイミングｔ０において、第２シンセサイザＳ２の周波数をｆ４に設定する。
【００６５】
そして、端末２００は、第２シンセサイザＳ２が安定するまでの切替期間Ｔｘが経過した後のＧＩ内において、第２シンセサイザＳ２から発生した周波数ｆ４のローカル信号を無線送信部１１１および無線受信部１１２に出力するように、周波数の変更を行う。例えば、図４に示すように、先頭の制御信号の前に第２シンセサイザＳ２が安定するような場合には、先頭の制御信号のＧＩにおいて周波数を変更しても良い。先頭の制御信号のＧＩにおいて周波数を変更すれば、プリアンブルのみが変更前の周波数で送信され、全ての制御信号が変更後の周波数から送信されるため、制御信号の通信品質が一切劣化しない。
【００６６】
なお、この場合、ＡＧＣ、同期検出、ＡＦＣに使用されるプリアンブルは、変更前の周波数で送信されるが、基地局１００は、ＡＧＣ、タイミング検出、ＡＦＣ等を、前回の測定結果を用いて行うことにより、必要な性能を得ることができる。
【００６７】
＜端末の周波数変更動作＞
次に、本実施の形態に係る端末２００の周波数変更動作について、図５を用いて詳細に説明する。
【００６８】
端末２００は、基地局１００が通信に使用中の周波数を変更し、その旨を示す選択サブキャリア情報を入力した場合には（ＳＴ３０１：ＹＥＳ）、１つのシンセサイザにおいて当該変更後の周波数を設定する。そして、端末２００は、当該シンセサイザが安定すると（ＳＴ３０２：ＹＥＳ）、所定のＧＩ送信区間において（ＳＴ３０３：ＹＥＳ）、周波数を変更する（ＳＴ３０４）。ここで、基地局１００が端末２００に対して、通信開始前に、周波数を変更するタイミングのＧＩを通知する場合には、端末２００は、ＳＴ３０３において、その通知されたタイミングのＧＩ送信区間であるか否かを判断する。また、基地局１００と端末２００との間で相互に周波数を変更するタイミングを通知しあう場合には、端末２００は、よりタイミングが遅い方のＧＩ送信区間を所定のＧＩ送信区間として判断する。あるいは、周波数設定に要する時間は概ね既知であるため、端末２００は、予めＧＩ送信区間を固定で設定し、その設定されたＧＩ送信区間であるかを判断するようにしても良い。
【００６９】
なお、端末２００は、選択サブキャリア情報を入力しなければ（ＳＴ３０１：ＮＯ）、周波数を変更しない（ＳＴ３０５）。また、端末２００は、選択サブキャリア情報を入力しても（ＳＴ３０１：ＹＥＳ）、変更後の周波数を設定したシンセサイザが安定するまで（ＳＴ３０２：ＮＯ）、周波数を変更しない（ＳＴ３０６）。また、端末２００は、選択サブキャリア情報を入力し（ＳＴ３０１：ＹＥＳ）、変更後の周波数を設定したシンセサイザが安定した後でも（ＳＴ３０２：ＹＥＳ）、所定のＧＩ送信区間でなければ（ＳＴ３０３：ＮＯ）、周波数を変更しない（ＳＴ３０７）。
【００７０】
＜効果＞
このように、本実施の形態によれば、サブキャリア毎に２つのプリアンブルを用意し、サブキャリアを変更する際に、現在のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させていない方のシンセサイザから、変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、当該シンセサイザが安定した後のＧＩ内において、周波数の変更を行う。これにより、サブキャリアを変更する際にも、切れ目無く信号を送信することができるので、シンセサイザがローカル信号の周波数を変更する際の伝送効率の低下を抑えることができる。
【００７１】
また、ＧＩ内において周波数の変更を行うことにより、通信性能の劣化を生じさせないようにすることができる。周波数変更を行うタイミングでは信号が不連続となるため、受信処理に必要な信号を送受信している時以外で周波数を変更する必要がある。ＧＩは受信処理に必要ではないため、ＧＩ内で周波数を変更すれば通信性能の劣化は生じない。
【００７２】
さらに、誤り耐性に強い制御信号のＧＩにおいて周波数の変更を行うことにより、通信品質を満足させることができる。制御信号は、通常、変調多値数を少なく設定する等により、データよりも誤り耐性に強い。このため、制御信号のＧＩにおいて周波数を変更すれば、誤り耐性が弱いデータ送受信に必要な通信品質を満足した上で、シンセサイザがローカル信号の周波数を変更する際の伝送効率の低下を抑えることができる。
【００７３】
なお、図４では、先頭の制御信号のＧＩにおいて周波数を変更する例を示したが、本実施の形態はこれに限られず、変更後の周波数を設定したシンセサイザが安定した後の他のＧＩにおいて周波数を変更するようにしても良い。例えば、図６に示すように、ｍ番目（ｍは自然数）の制御信号のＧＩにおいて周波数を変更するようにしても良い。
【００７４】
さらに、安価なシンセサイザを使用した場合等、シンセサイザが安定するまでに時間がかかり、制御信号のＧＩにおいて周波数変更が間に合わないような場合には、図７に示すように、先頭のＵＬデータのＧＩにおいて周波数を変更しても良い。この場合でも、ＵＬデータを変更後の周波数で送信できるため、データの送受信に必要な通信品質が満足できなくなることはない。
【００７５】
なお、図８に示すように、特定の時刻における全てのサブキャリアからパイロットを送信する場合には、パイロットシンボルのＧＩにおいて周波数を変更する必要がある。これは、周波数が変更されると伝搬路特性も異なるため、伝搬路推定に使用されるパイロットシンボルとその後の制御情報およびＵＬデータを、同一の周波数から送信する必要があるためである。
【００７６】
また、本実施の形態では、基地局１００が、端末２００に対して、通信開始前に、周波数を変更するタイミングのＧＩを通知するようにしても良い。なお、この通知に必要な情報量は３ビット以下である（３ビットの場合、８ＯＦＤＭシンボルまでタイミングの変更が可能となる）ため、増加する信号の量は僅かである。ここで、周波数を変更するタイミングのＧＩを示す情報を、端末２００が基地局１００に通知するようにしても良いし、端末２００と基地局１００とで相互に通知しあうようにしても良い。例えば、端末２００と基地局１００とが該情報を相互に通知し合って、周波数設定に時間がかかる方を選択することもできる。
【００７７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、ＦＰＵ等、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する無線通信システムに用いるに好適である。なお、ＦＰＵ以外においても、災害時、大規模イベント時、高速道路並びに一般道路において渋滞等が発生している場合、電車やバス等の公共の乗り物が混雑している場合、ロボット等の機械が通信を行う場合（一般にMtoM通信やDtoD通信と呼ばれる通信方法）等においては、通信トラフィックが複数することが予想される。したがって、このような場合においても、本発明は好適である。
【符号の説明】
【００７９】
１００  基地局
１０１、２１１  制御信号生成部
１０２、２１２  パイロットシンボル生成部
１０３、２１３  プリアンブル生成部
１０５、２１５  変調部
１０６、２１６  タイミング制御部
１０７、２１７  切替部
１０８、２１８  Ｓ／Ｐ部
１０９、２１９  ＩＦＦＴ部
１１０、２２０  ＧＩ付加部
１１１、２２１  無線送信部
１１２、２０１  無線受信部
１１３  レベル測定部
１１４  サブキャリア選択部
１１５、２１０  シンセサイザ部
１１６、２０２  同期検波部
１１７、２０３  ＧＩ除去部
１１８、２０４  ＦＦＴ部
１１９、２０５  チャネル推定部
１２０、２０６  チャネル補償部
１２１、２０７  Ｐ／Ｓ部
１２２、２０８  復調部
１５１、２５１  ＯＦＤＭ信号生成部
２００  端末
２１０ｉ  シンセサイザユニット
２１０ｉ−１、２１０ｉ−２  シンセサイザ
２１０ｉ−３  ローカル切替部
【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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