(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ伝送方式において、増幅器によりキャリアを高周波に増幅する際に生じる非線形性の影響を防ぐことができる直交周波数分割多重送信装置、方法、プログラムおよび直交周波数分割多重受信装置、方法、プログラムを提供する。【解決手段】互いに直交する複数のキャリアを用いて、データを送信する場合に、当該キャリアを受信側で受信した際の復調基準となるパイロットキャリアと、前記データを搬送するデータキャリアとによって構成されるキャリア構造を前記キャリアが有し、前記キャリアに、前記データの信号波形である有効シンボルの一部を繰り返したガードインターバルを付加して前記データの送信を行う直交周波数分割多重送信装置３は、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａと、変調方式選択情報発生手段１１ｂと、選択手段１１ｃとを備えた。【選択図】      図１
2004320497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交し、且つ、パイロットキャリアおよびデータキャリアを有するキャリア構造を備える複数のキャリアに、ガードインターバルを付加して、データの送信を行う直交周波数分割多重送信装置であって、
前記ガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記キャリアの周波数と、当該キャリアを変調する変調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報を記憶しているガードインターバル長関連情報記憶手段と、
このガードインターバル長関連情報記憶手段に記憶されているガードインターバル長関連情報に基づいて、前記キャリアを変調する変調方式を選択する変調方式選択手段と、
この変調方式選択手段で選択された変調方式に基づいて、前記キャリアを変調して送信する変調送信手段と、
を備えることを特徴とする直交周波数分割多重送信装置。
【請求項２】
前記変調方式選択手段で選択される変調方式がπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と、２ｍＰＳＫ変調方式とであることを特徴とする請求項１に記載の直交周波数分割多重送信装置。
【請求項３】
互いに直交し、且つ、パイロットキャリアおよびデータキャリアを有するキャリア構造を備える複数のキャリアに、ガードインターバルを付加して、データの送信を行う直交周波数分割多重送信方法であって、
前記ガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記キャリアの周波数と、当該キャリアを変調する変調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記キャリアを変調する変調方式を選択する変調方式選択ステップと、
この変調方式選択ステップにて選択された変調方式に基づいて、前記キャリアを変調して送信する変調送信ステップと、
を含むことを特徴とする直交周波数分割多重送信方法。
【請求項４】
互いに直交し、且つ、パイロットキャリアおよびデータキャリアを有するキャリア構造を備える複数のキャリアに、ガードインターバルを付加して、データの送信を行う装置を、
前記ガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記キャリアの周波数と、当該キャリアを変調する変調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記キャリアを変調する変調方式を選択する変調方式選択手段、
この変調方式選択手段で選択された変調方式に基づいて、前記キャリアを変調して送信する変調送信手段、
として機能させることを特徴とする直交周波数分割多重送信プログラム。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の直交周波数分割多重送信装置から送信された変調キャリアを受信する直交周波数分割多重受信装置であって、
前記変調キャリアから分離されるガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記変調キャリアの周波数と、当該変調キャリアを復調する復調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報を記憶しているガードインターバル長関連情報記憶手段と、
このガードインターバル長関連情報記憶手段に記憶されているガードインターバル長関連情報に基づいて、前記変調キャリアを復調する復調方式を選択する復調方式選択手段と、
この復調方式選択手段で選択された復調方式に基づいて、前記変調キャリアを復調して出力する復調出力手段と、
を備えることを特徴とする直交周波数分割多重受信装置。
【請求項６】
請求項３に記載の直交周波数分割多重送信方法によって送信された変調キャリアを受信する直交周波数分割多重受信方法であって、
前記変調キャリアから分離されるガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記変調キャリアの周波数と、当該変調キャリアを復調する復調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記変調キャリアを復調する復調方式を選択する復調方式選択ステップと、
この復調方式選択ステップにて選択された復調方式に基づいて、前記変調キャリアを復調して出力する復調出力ステップと、
を含むことを特徴とする直交周波数分割多重受信方法。
【請求項７】
請求項４に記載の直交周波数分割多重送信プログラムに従って送信された変調キャリアを受信する装置を、
前記変調キャリアから分離されるガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記変調キャリアの周波数と、当該変調キャリアを復調する復調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記変調キャリアを復調する復調方式を選択する復調方式選択手段、
この復調方式選択手段で選択された復調方式に基づいて、前記変調キャリアを復調して出力する復調出力手段、
として機能させることを特徴とする直交周波数分割多重受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号の送受信に係り、特に、ＯＦＤＭを用いる直交周波数分割多重送信装置、直交周波数分割多重送信方法、直交周波数分割多重送信プログラムおよび直交周波数分割多重受信装置、直交周波数分割多重受信方法、直交周波数分割多重受信プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、地上デジタル放送の伝送方式として、ＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｉａｌ）と呼ばれるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方式が規格化され、実用化に向けた準備が進められている。
【０００３】
このＯＦＤＭ伝送方式は、周波数方向で互いに直交する多数のキャリア（搬送波）を用いて、データを変調する伝送方式であり、各キャリアの変調には、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相シフトキーイング）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ：１６直交振幅変調）等が用いられている。
【０００４】
そして、このＯＦＤＭ伝送方式では、各キャリアが変調された後、周波数多重され、この周波数多重された変調信号が電力増幅して送信される。
【０００５】
また、ＯＦＤＭ伝送方式は、時間方向で実際にデータ（データの信号波形）を伝送する期間である有効シンボルと、マルチパスによる直接波と遅延波の干渉を軽減するための期間であるガードインターバルとによって構成される伝送シンボルを単位として、データを伝送する伝送方式である。なお、ガードインターバルの期間は、有効シンボルの期間におけるデータの信号波形の一部を巡回的に繰り返した信号波形となっている。
【０００６】
以上のように、ＯＦＤＭ伝送方式は、複数のキャリアを用いて、周波数利用効率を高めることで、大容量データの伝送が可能であると共に、マルチパスやゴーストに対する強い耐性を備えており、移動受信が可能な伝送方式であるので、放送、無線ＬＡＮ等、様々なアプリケーションの伝送規格として注目されている。
【０００７】
ところで、ＯＦＤＭ伝送方式では、キャリアが伝送（送信）或いは受信される際に、当該キャリアが増幅器により増幅される。当該増幅器によってキャリアが増幅される際に生じる非線形歪みによって、各キャリア間の相互干渉が発生して、特性が劣化するという短所があることが知られている（非特許文献１参照）。
【０００８】
また、変調信号の振幅の変動を抑えるデジタル変調方式としては、包絡線変動の小さいπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式が知られている。このπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式は、後記するように、変調信号の信号点の位相軌跡が原点を通過しないように当該変調信号を制御しているので、通常のＱＰＳＫ変調方式に比べて包絡線変動を小さくすることができ、その結果、非線形性の影響を軽減できるものである。なお、このπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の詳細については、非特許文献１のｐｐ．７０〜ｐｐ．７３で説明されている。また、このπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式は、公共事業用デジタル通信システム等で利用されているものである。
【０００９】
ＱＰＳＫ変調方式やπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式のような位相変調方式では、データは、それぞれの信号点にマッピングされ、当該信号点の位相により伝送される。ここで、図１０に、ＱＰＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式とにおいて、とることの可能なデータの信号点および信号点の位相軌跡を示す（一般的に、図１０は信号点配置図（ベクトル図、位相図または信号空間図）と呼称される）。図１０（ａ）はＱＰＳＫ変調方式における信号点（白丸印）および信号点の位相軌跡（矢印）であり、図１０（ｂ）はπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式における信号点（白丸印）および信号点の位相軌跡（矢印）である。
【００１０】
なお、一般的に、ＱＰＳＫ変調方式では、入力されたデータ（入力信号）が、直並列変換回路によって２つの信号列に振り分けられた後、位相差が９０度ある２つの搬送波、すなわち、ｃｏｓωｔと、ｓｉｎωｔとに対してＢＰＳＫ変調（Ｂｉｎａｒｙ  ＰＳＫ）が施され、それぞれの変調信号が加算器で加えられてＱＰＳＫ変調波が生成される。この場合に、ｃｏｓ波をかける側の信号をＩ信号、ｓｉｎ波をかける側の信号をＱ信号といい、横軸をＩ信号、縦軸をＱ信号のレベルとしたものが信号点配置図（ベクトル図、位相図または信号空間図）である。
【００１１】
この図１０（ａ）に示すように、ＱＰＳＫ変調方式において、信号点の位相は、π／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかになるようにマッピングされている。このため、斜めに対向する信号点において、例えば、π／４と、５π／４の間や、３π／４と７π／４の間では、位相差がπとなり、位相軌跡が原点（Ｉ軸とＱ軸との交点）を通過している。
【００１２】
また、図１０（ｂ）に示すように、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式において、信号点の位相は、０、π／４、π／２、３π／４、π、５π／４、６π／４（３π／２）、７π／４のいずれかになるようにマッピングされる。そして、順次π／４の位相遷移が加えられることによって、連続する信号点間の位相差が±π／４、±３π／４になるように制御されているため、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式では、原点を通過する位相軌跡は存在しない。
【００１３】
なお、これら図１０（ａ）、図１０（ｂ）において、原点および信号点を結んだ直線とＩ軸とのなす角度（ラジアン表示）が信号点の位相を示すものである。
【００１４】
また、例えば、ある信号波形に着目すると１周期（１波長）は２π分の位相回転量に該当し、半周期（半波長）はπ分の位相回転量に該当するということができる。
【００１５】
ちなみに、地上デジタル放送の伝送規格では、ＯＦＤＭ伝送方式の各キャリアの変調方式として、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式が採用されている（非特許文献２参照）。
【００１６】
【非特許文献１】
「次世代デジタル変復調技術」トリケップス社、ｐｐ．１７０〜ｐｐ１８６
【非特許文献２】
「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式標準規格」ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＯＦＤＭ伝送方式では、伝送の単位である伝送シンボルに、ガードインターバルの信号波形として、有効シンボルの信号波形の一部を巡回的に挿入している。従って、ガードインターバルの長さであるガードインターバル長分の位相回転量のために、伝送シンボル間において位相軌跡の振る舞いが複雑になる。
【００１８】
ここで、図１１に、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式において、伝送シンボル間の位相軌跡が、ガードインターバルの挿入によって原点を通過するように変化した例を示す。この図１１は、連続する伝送シンボル（伝送シンボル１と伝送シンボル２）と、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式の伝送シンボル間の位相軌跡との関係を示したものである。つまり、伝送シンボル１で伝送するπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点の位相は、図１１中の信号点（ａ）で示しており、伝送シンボル２で伝送するπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点の位相は、図１１中の信号点（ｂ）で示しており、伝送シンボル２の先頭部の位相は、図１１中の（ｃ）で示している。
【００１９】
この図１１に示すように、ガードインターバル長がπ／４の位相回転量に相当しており、伝送シンボル２の先頭部の位相が伝送シンボル２で伝送する信号点の位相からπ／４だけ回転してしまう。つまり、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式における伝送シンボル１で伝送する信号点と伝送シンボル２で伝送する信号点とのの位相差が３π／４であったところが、ガードインターバルの挿入によって、伝送シンボル１で伝送する信号点と伝送シンボル２の先頭部との位相差がπ／４回転して、ちょうどπとなってしまうため、伝送シンボル１と伝送シンボル２との境界部での位相軌跡が原点を通過してしまい、通常のＱＰＳＫ変調方式と同様に包絡線変動が生じ、その結果、非線形性歪みが大きくなってしまうことになる。
【００２０】
すなわち、ガードインターバルの挿入によって、前の伝送シンボルと後の伝送シンボルとの境界部での位相軌跡が原点を通過してしまうという現象が生じ、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式の長所を十分に生かすことができないという問題がある。
【００２１】
また、逆に、ＱＰＳＫ変調方式において伝送シンボル間の位相軌跡が原点を通過している場合にガードインターバルを挿入することで、原点を通過しなくなる例を図１２に示す。この図１２は、連続する伝送シンボル（伝送シンボル３と伝送シンボル４）と、ＱＰＳＫ変調方式の伝送シンボル間の位相軌跡との関係を示したものである。つまり、伝送シンボル３で伝送するＱＰＳＫ変調方式の信号点は図１２中の信号点（ａ）で示しており、伝送シンボル４で伝送するＱＰＳＫ変調方式の信号点は、図１２中の信号点（ｂ）で示しており、伝送シンボル４の先頭部の位相は、図１２中の（ｃ）で示している。
【００２２】
この図１２において、図１１に示したものと同様に、ガードインターバル長がπ／４の位相回転量に相当しており、これによって、ＱＰＳＫ変調方式における伝送シンボル３で伝送する信号点と伝送シンボル４で伝送する信号点間の位相差がπであり、その位相軌跡は原点を通過していたのにも拘わらず、ガードインターバルの挿入によって、位相差がπ／４回転して、５π／４となる。このため、伝送シンボル３と伝送シンボル４との境界部での位相軌跡が原点を通過しなくなって、通常のＱＰＳＫ変調方式に比べて包絡線変動を小さくすることができ、その結果、非線形性の影響を受けることがなくなる。
【００２３】
つまり、ＯＦＤＭ伝送方式ではガードインターバルを挿入するため、図１１、図１２に示したように、伝送シンボルの境界部での位相軌跡について、ガードインターバル長に相当する位相回転量を考慮する必要がある。
【００２４】
さらにここで、図１３を参照して、各キャリアの周波数と位相回転量との関係について説明する。この図１３は、図１１に示した伝送シンボル１と伝送シンボル２とを例として、キャリア周波数を１から６まで変化させた場合のガードインターバル挿入による位相回転量を図示したものである。
【００２５】
この図１３では、例として、ガードインターバル長を有効シンボル１ａの長さである有効シンボル長の１／１２に設定しており、伝送シンボル１で伝送する信号点、つまり、有効シンボル１ａの位相を３π／４とし、これに連続している伝送シンボルで伝送する信号点、つまり、有効シンボル２ａの位相も３π／４としている。
【００２６】
この場合、ガードインターバル長に相当する位相回転量は、キャリア周波数が１である場合には、π／１２（＝１×π／１２）、キャリア周波数が２である場合には、π／６（＝２×π／１２）、キャリア周波数が３である場合には、π／４（＝３×π／１２）となり、各キャリアの位相回転量は、周波数によって異なることがわかる。以下同様に、周波数が高い（キャリア周波数４から６）キャリアも計算され、それぞれの位相回転量が異なる値になることがわかる。つまり、キャリア周波数ｎのキャリアでは、位相回転量はｎ×π／１２となる。
【００２７】
つまり、ＯＦＤＭ伝送方式では、図１３に示したように、複数のキャリアを周波数多重しており、各キャリアの周波数によって、ガードインターバル長による（相当する）位相回転量が異なることも考慮する必要がある。
【００２８】
そこで、本発明の目的は前記した従来の技術が有する課題を解消し、ＯＦＤＭ伝送方式において、増幅器によりキャリアを増幅する際に生じる非線形性の影響を軽減することができる直交周波数分割多重送信装置、直交周波数分割多重送信方法、直交周波数分割多重送信プログラムおよび直交周波数分割多重受信装置、直交周波数分割多重受信方法、直交周波数分割多重受信プログラムを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した目的を達成するため、以下に示す構成とした。
請求項１記載の直交周波数分割多重送信装置は、互いに直交し、且つ、パイロットキャリアおよびデータキャリアを有するキャリア構造を備える複数のキャリアに、ガードインターバルを付加して、データの送信を行う直交周波数分割多重送信装置であって、前記ガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記キャリアの周波数と、当該キャリアを変調する変調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報を記憶しているガードインターバル長関連情報記憶手段と、このガードインターバル長関連情報記憶手段に記憶されているガードインターバル長関連情報に基づいて、前記キャリアを変調する変調方式を選択する変調方式選択手段と、この変調方式選択手段で選択された変調方式に基づいて、前記キャリアを変調して送信する変調送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
かかる構成によれば、変調方式選択手段で、ガードインターバル長関連情報記憶手段に記憶されているガードインターバル長関連情報が参照され、変調方式が選択される。選択された変調方式によって、変調送信手段でキャリアが変調され送信される。つまり、変調方式選択手段では、データの信号波形である有効シンボルおよび当該有効シンボルの一部を繰り返したガードインターバルにより構成される伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、キャリア周波数に関連付けられた位相回転量とに基づいて、変調方式が選択される。
【００３１】
なお、ガードインターバルは、マルチパスによる影響を軽減するための期間であるともいえるが、厳密に区別するために、ガードインターバルの期間（時間的な長さ）をいう場合には、「ガードインターバル長」と記述し、有効シンボルの信号波形の一部をさす場合には「ガードインターバル」と記述することにする。また、有効シンボルは、実際にデータを送信する期間であると共に、信号波形を指すものであるが、有効シンボルの期間（時間的な長さ）をいう場合には、「有効シンボル長」と記述し、信号波形（データ）をいう場合には「有効シンボル」と記述することにする。
【００３２】
さらに、信号点の位相および位相回転量は、信号点配置図における原点および信号点を結ぶ直線とＩ軸とのなす角度（ラジアン表示）を示すものである。また、信号点配置図は、ベクトル図、位相図または信号空間図とも呼ばれるもので、横軸にＩ信号、縦軸にＱ信号のレベルをとったものである。Ｉ信号は、変調対象となるデータの信号波形を変調する際に、直並列回路によって、２つの信号列に振り分けられた後、位相差が９０度ある２つの搬送波にされ、一方の搬送波にｃｏｓ波をかけた側の信号であり、Ｑ信号は、他方の搬送波にｓｉｎ波をかけた側の信号である。
【００３３】
請求項２記載の直交周波数分割多重送信装置は、請求項１に記載の直交周波数分割多重送信装置において、前記変調方式選択手段で選択される変調方式がπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と、２ｍＰＳＫ変調方式とであることを特徴とする。
【００３４】
かかる構成によれば、変調方式選択手段で選択される変調方式は、π／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式、２ｍＰＳＫ変調方式であり、これらの変調方式は、ガードインターバルに相当する位相回転量に基づき、信号点配置図において信号点の位相軌跡が原点を通過しないように適宜選択される。
【００３５】
請求項３記載の直交周波数分割多重送信方法は、互いに直交し、且つ、パイロットキャリアおよびデータキャリアを有するキャリア構造を備える複数のキャリアに、ガードインターバルを付加して、データの送信を行う直交周波数分割多重送信方法であって、前記ガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記キャリアの周波数と、当該キャリアを変調する変調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記キャリアを変調する変調方式を選択する変調方式選択ステップと、この変調方式選択ステップにて選択された変調方式に基づいて、前記キャリアを変調して送信する変調送信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３６】
この方法によれば、変調方式選択ステップにおいて、ガードインターバル長関連情報に基づいて、各キャリアを変調する変調方式が選択される。変調送信ステップにおいて、変調方式選択ステップにて選択された変調方式に基づいて、各キャリアが変調され、送信される。
【００３７】
請求項４記載の直交周波数分割多重送信プログラムは、互いに直交し、且つ、パイロットキャリアおよびデータキャリアを有するキャリア構造を備える複数のキャリアに、ガードインターバルを付加して、データの送信を行う装置を、以下に示す手段として機能させることを特徴とする。当該装置を機能させる手段は、前記ガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記キャリアの周波数と、当該キャリアを変調する変調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記キャリアを変調する変調方式を選択する変調方式選択手段、この変調方式選択手段で選択された変調方式に基づいて、前記キャリアを変調して送信する変調送信手段、である。
【００３８】
かかる構成によれば、プログラムとして記述された各手段が、送信アンテナ等を備える送信装置等の装置上で起動することにより、まず、変調方式選択手段で、ガードインターバル長関連情報に基づいて、つまり、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、キャリア周波数に関連付けられた位相回転量とに基づいて、変調方式が選択される。続いて、選択された変調方式によって、変調送信手段でキャリアが変調され送信される。
【００３９】
請求項５記載の直交周波数分割多重受信装置は、請求項１または請求項２に記載の直交周波数分割多重送信装置から送信された変調キャリアを受信する直交周波数分割多重受信装置であって、前記変調キャリアから分離されるガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記変調キャリアの周波数と、当該変調キャリアを復調する復調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報を記憶しているガードインターバル長関連情報記憶手段と、このガードインターバル長関連情報記憶手段に記憶されているガードインターバル長関連情報に基づいて、前記変調キャリアを復調する復調方式を選択する復調方式選択手段と、この復調方式選択手段で選択された復調方式に基づいて、前記変調キャリアを復調して出力する復調出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
かかる構成によれば、復調方式選択手段で、ガードインターバル長関連情報記憶手段に記憶されているガードインターバル長関連情報に基づいて、つまり、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相軌跡における位相回転量と、パイロットキャリアおよびデータキャリアに関連付けられた位相回転量とに基づいて、復調方式が選択される。選択された復調方式によって、復調出力手段で変調キャリアが復調され出力される。
【００４１】
請求項６記載の直交周波数分割多重受信方法は、請求項３に記載の直交周波数分割多重送信方法によって送信された変調キャリアを受信する直交周波数分割多重受信方法であって、前記変調キャリアから分離されるガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記変調キャリアの周波数と、当該変調キャリアを復調する復調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記変調キャリアを復調する復調方式を選択する復調方式選択ステップと、この復調方式選択ステップにて選択された復調方式に基づいて、前記変調キャリアを復調して出力する復調出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４２】
この方法によれば、復調方式選択ステップにおいて、ガードインターバル長関連情報に基づいて、各変調キャリアを復調する復調方式が選択される。復調出力ステップにおいて、復調方式選択ステップにて選択された復調方式に基づいて、各変調キャリアが復調され、出力される。
【００４３】
請求項７記載の直交周波数分割多重受信プログラムは、請求項４に記載の直交周波数分割多重送信プログラムに従って送信された変調キャリアを受信する装置を、以下に示す手段として機能させることを特徴とする。当該装置を機能させる手段は、前記変調キャリアから分離されるガードインターバルと、当該ガードインターバルの長さであるガードインターバル長に相当する位相回転量と、前記変調キャリアの周波数と、当該変調キャリアを復調する復調方式とを関連付けたガードインターバル長関連情報に基づいて、前記変調キャリアを復調する復調方式を選択する復調方式選択手段、この復調方式選択手段で選択された復調方式に基づいて、前記変調キャリアを復調して出力する復調出力手段、である。
【００４４】
かかる構成によれば、プログラムとして記述された各手段が、受信アンテナ等を備える受信装置等の装置上で起動することにより、まず、復調方式選択手段で、ガードインターバル長関連情報に基づいて、つまり、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、キャリア周波数に関連付けられた位相回転量とに基づいて、復調方式が選択される。続いて、選択された復調方式によって、復調出力手段で変調キャリアが復調され出力される。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（直交周波数分割多重送受信装置システム）
図１に直交周波数分割多重送受信装置システムのブロック図を示す。この図１に示すように、直交周波数分割多重送受信装置システム１は、直交周波数分割多重送信装置３と、直交周波数分割多重受信装置５とを備えている。直交周波数分割多重送受信装置システム１は、ＯＦＤＭ伝送方式を実現するもので、データを周波数多重した後、変調した変調キャリアを、送信側の直交周波数分割多重送信装置３から送信（伝送）し、受信側の直交周波数分割多重受信装置５で当該キャリアを復調してデータを出力するものである。
【００４６】
なお、キャリア（搬送波）は、受信側の直交周波数分割多重受信装置５で伝送中の劣化を補償するのに用いるパイロットキャリアと、データを搬送するデータキャリアとからなるキャリア構造を有している。また、搬送されているデータは、伝送シンボルを最小の送信単位として送信されている。この伝送シンボルは、データの信号波形である有効シンボルと、この有効シンボルの一部を繰り返したガードインターバルとから構成されている。
【００４７】
また、有効シンボルの期間（時間的な長さ）である有効シンボル長は、実際にデータを送信する期間であり、ガードインターバルの期間（時間的な長さ）であるガードインターバル長は、マルチパスによる影響（直接波と間接波との干渉等）を軽減する期間である。例えば、ガードインターバル長は、有効シンボル長の１／４、１／８、１／１６、１／３２等の長さ（時間）である。
【００４８】
また、この直交周波数分割多重送受信装置システム１では、ガードインターバル長に相当する位相回転量と各キャリア（パイロットキャリア、データキャリア）の周波数に関連付けられた位相回転量とを考慮することによって、変調方式、復調方式が選択して使用される。これにより、伝送シンボル間の信号点の位相軌跡が信号点配置図における原点を通過しないようにすることで、直交周波数分割多重送受信装置システム１は、送信側の直交周波数分割多重送信装置３から送信する際、或いは、受信側の直交周波数分割多重受信装置５で受信する際に、増幅器による非線形性の影響を抑制することができるものである。
【００４９】
（直交周波数分割多重送信装置の構成）
これより、直交周波数分割多重送信装置３の構成について説明する。
直交周波数分割多重送信装置３は、入力された入力データ（データの信号波形［ベースバンド信号］）を、ＯＦＤＭ伝送方式における変調（ＯＦＤＭ変調）を施して、出力（送信）するもので、データフレーム同期部７と、誤り訂正符号／インターリーブ部９と、マッピング部１１と、ＯＦＤＭフレーム化部１３と、ＩＦＦＴ部１５と、ガードインターバル付加部１７と、直交変調部１９と、高周波増幅部２１とを備えている。なお、図１に図示した直交周波数多重分割送信装置３は、主に、一般的なＯＦＤＭ変調回路の構成部分のみを示したものであり、図示を省略した送信部（送信アンテナ）等を含むものである。
【００５０】
この実施の形態では、この直交周波数分割多重送信装置３におけるＯＦＤＭ変調は、π／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と、２ｍＰＳＫ変調方式とのいずれかであり、これらの変調方式はマッピング部１１で選択されて使用される。ｍの値としては１以上の整数のいずれでも可能であるが、この実施の形態では、「ｍ＝２」の場合について説明する。
【００５１】
データフレーム同期部７は、入力データを構成する複数のパケットをフレーミングするものである。フレーミングとは、複数のパケットに基づいて、フレーム構造単位に同期するようにデータをまとめ、このフレームの区切りを示すフレーム同期信号を付加することである。以下、フレーミングされた入力データをフレーミングデータとする。
【００５２】
誤り訂正符号／インターリーブ部９は、伝送エラー（伝送路［図示せず］を通過した際のノイズ等の伝送エラー）の影響を軽減、或いは、訂正するための信号処理をフレーミングデータに施すものである。この誤り訂正符号／インターリーブ部９による信号処理は、誤り訂正符号によって、伝送中の誤りを訂正すると共に、フレーミングデータの順序の入れ替え（インターリーブ）を行う処理である。この誤り訂正符号／インターリーブ部９で信号処理されたフレーミングデータを訂正処理フレーミングデータとする。
【００５３】
マッピング部１１は、誤り訂正符号／インターリーブ部９で信号処理された訂正処理フレーミングデータの値であるデータ値に応じて、変調方式に基づいた複素平面上の振幅および位相を決定し、これらに基づいて変調方式を選択するものである。なお、このマッピング部１１の詳細な説明は後記する。
【００５４】
ＯＦＤＭフレーム化部１３は、マッピング部１１でマッピングされた出力データ（詳細は後記）を伝送し、データキャリア、パイロットキャリアを所定の位置に配置してＯＦＤＭフレームの構成を行うものである。ＯＦＤＭフレームは、伝送シンボル（この時点では、有効シンボル）を一定個数（例えば、２０４個）集めて構成したものである。つまり、このＯＦＤＭフレームの長さであるＯＦＤＭフレーム長は、２０４×｛（有効シンボル長）＋（ガードインターバル長）｝ということになる。
【００５５】
ＩＦＦＴ部１５は、ＯＦＤＭフレーム化部１３で構成されたＯＦＤＭフレームにＩＦＦＴ演算を行うものである。ＩＦＦＴ演算は、逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）であり、周波数領域の信号波形を時間領域の信号波形に変換するものである。なお、このＩＦＦＴ部１５でＩＦＦＴ演算が施されたＯＦＤＭフレームをＩＦＦＴ出力データとする。
【００５６】
ガードインターバル付加部１７は、ＩＦＦＴ部１５でＩＦＦＴ演算が施されたＩＦＦＴ出力データにガードインターバルを付加（挿入）するものである。ガードインターバルはデータの信号波形（有効シンボル）の一部（１／８、１／１６、１／３２、１／６４等の長さ）が繰り返されたものであり、このガードインターバルが有効シンボルの前方に付加（挿入）される。なお、ガードインターバルと有効シンボルとを合わせたものが伝送シンボルである。このガードインターバル付加部１７でガードインターバルが付加（挿入）されたＩＦＦＴ出力データをガードインターバル付加ＩＦＦＴ出力データとする。
【００５７】
直交変調部１９は、ガードインターバル付加部１７でガードインターバルが付加されたガードインターバル付加ＩＦＦＴ出力データを直交変調するものである。この直交変調部１９で直交変調されたガードインターバル付加ＩＦＦＴ出力データをＯＦＤＭ信号とする。
【００５８】
高周波増幅部２１は、直交変調部１９で直交変調されたＯＦＤＭ信号を、当該高周波増幅部２１に備えられる増幅器（図示せず）によって、増幅した高周波信号（請求項に記載した変調キャリアに相当）を、伝送路（電送媒体となる空間）に出力するものである。
【００５９】
［マッピング部の詳細について］
ここで、図２を参照して、マッピング部１１の詳細を説明する。図２はマッピング部１１のブロック図であり、この図２に示すように、マッピング部１１は、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａと、変調方式選択情報発生手段１１ｂと、選択手段１１ｃと、ＱＰＳＫ変調手段１１ｄと、π／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅとを備えている。
【００６０】
ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａは、ガードインターバル長関連情報を記憶するものであり、ガードインターバル長関連情報は、有効シンボルに対してのガードインターバルの比率であるガードインターバル比と、キャリアの周波数とを関連付けたものや、ガードインターバルに相当する位相回転量と、この位相回転量における変調方式と、キャリアの周波数とを関連付けたものである。なお、このガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａは、半導体メモリ等の記憶手段で実現されるものであり、当該装置３の外部からのデータ書込も可能なものである。また、このガードインターバル長関連情報の詳細（具体例）については、図５〜図７を用いて後記することとする。
【００６１】
変調方式選択情報発生手段１１ｂは、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａに記憶されているガードインターバル長関連情報（ガードインターバルとキャリアの周波数との関連づけを含む）に基づいて、各キャリアの変調方式を選択するための情報である変調方式選択情報を発生するものである。なお、この変調方式選択情報発生手段１１ｂは、半導体メモリ等の記憶手段で実現可能であり、積和等の演算ＩＣ或いはルックアップテーブルから変調方式選択情報を読み出すものである。
【００６２】
この変調方式選択情報は、有効シンボル長に対するガードインターバル長の割合と、各キャリアの周波数に基づいて、適宜変更されるものである。また、この変調方式選択情報に含まれる変調方式はπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と、２ｍＰＳＫ変調方式とである（ｍは整数）。この実施の形態では、変調方式選択情報に含まれる変調方式は、ｍ＝２、すなわち、ＱＰＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式のいずれかである。
【００６３】
つまり、この変調方式選択情報発生手段１１ｂでは、伝送シンボルと次の伝送シンボルとの接合部、すなわち、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、各キャリア（パイロットキャリアおよびデータを搬送するデータキャリア）に関連付けられた位相回転量とに基づいて、変調方式（ＱＰＳＫ変調方式またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式）を選択する変調方式選択情報が発生される。
【００６４】
選択手段１１ｃは、変調方式選択情報発生手段１１ｂで発生された変調方式選択情報に基づいて、誤り訂正符号／インターリーブ部９から入力された訂正処理フレーミングデータを、ＱＰＳＫ変調手段１１ｄ、π／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅのいずれで処理するかを選択するものである。なお、変調方式選択情報発生手段１１ｂおよび選択手段１１ｃが特許請求の範囲の請求項に記載した変調方式選択手段に相当するものである。
【００６５】
ＱＰＳＫ変調手段１１ｄは、選択手段１１ｃによって訂正処理フレーミングデータを処理すると選択された場合に、ＱＰＳＫ変調方式の信号点に当該訂正処理フレーミングデータをマッピングするものである。
【００６６】
マッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）とは、訂正処理フレーミングデータのｍビットの符号を、２ｍ個の信号点に割り当てることである。
【００６７】
π／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅは、選択手段１１ｃによって訂正処理フレーミングデータを処理すると選択された場合に、π／４シフトＱＰＳＫ変調を行うために差動符号化を行うと共に、当該訂正処理フレーミングデータをマッピングするものである（詳細は非特許文献１を参照）。
【００６８】
なお、ＱＰＳＫ変調手段１１ｄとπ／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅとは、ルックアップテーブル等の半導体メモリや電気回路によって実現され、現在実現されているものと同様なもので、限定されるものではない。
【００６９】
また、ＱＰＳＫ変調手段１１ｄまたはπ／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅでマッピングされた訂正処理フレーミングデータは、「マッピングされた出力データ（単に、出力データ）」として、ＯＦＤＭフレーム化部１３に出力される。
【００７０】
［変調方式選択情報の生成の仕方について］
さらに、ここで、このマッピング部１１において、ガードインターバル長とキャリア周波数とに基づいて、変調方式を選択する変調方式選択情報の生成の仕方について、図４〜図７を参照して説明する。変調方式選択情報は、ガードインターバル長とキャリア周波数とに基づいて、予め生成できるので、生成しておいた変調方式選択情報を、変調方式選択情報発生手段１１ｂにおいて、キャリア毎に発生（キャリア周波数に対応して発生）すればよいことになる。
【００７１】
すなわち、ガードインターバル長とキャリア周波数とに基づいて、位相回転量を算出し、この算出によって得られた位相回転量からπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と２ｍＰＳＫ変調方式とのいずれかを選択することによって、変調方式選択情報は生成されることとなる。
【００７２】
ガードインターバル長とキャリア周波数とに基づいて、位相回転量を算出する方法について、図４を参照して説明する。
【００７３】
図４に示したデータ信号波形では、ガードインターバル比を有効シンボルの１／５に、また、キャリア周波数を１２（１個の有効シンボル長の期間に１２サイクル）にしている。従って、ガードインターバル長の期間のキャリア周波数は、１２×（１／５）＝２．４サイクルになる。
【００７４】
ここで、伝送シンボルの信号点の位相からの位相回転量は、ガードインターバル長の期間に含まれる位相回転量のうちの余剰量である。つまり、余剰量は、ガードインターバル長の期間のキャリア周波数である２．４サイクルの小数点以下の０．４サイクル分に相当する位相回転量である。この０．４サイクル分に相当する位相回転量は、１サイクル２πであるので、２π×０．４＝０．８πとなる。
【００７５】
また、ここで、伝送シンボル中のガードインターバル比とキャリア周波数とを関連付けた位相回転量の一覧であるテーブルの例を図５に示す。この図５は、ガードインターバル比が１／５、１／６、１／７、１／８である場合で、キャリア周波数が１から２０までの場合を示したものである。なお、ＯＦＤＭ伝送方式におけるガードインターバル長やキャリア周波数といったパラメータは、伝送路における電波の伝搬特性等によって想定されるシステムに合わせて任意に設定可能な値であり、図４中で記述した位相回転量の計算方法はそのまま適用可能である。
【００７６】
図５に示したように、例えば、ガードインターバル比が１／６で、キャリア周波数が７である場合、位相回転量は０．３３πとなる。また、ガードインターバル比が１／８で、キャリア周波数が１８である場合、位相回転量は０．５０πとなる。
【００７７】
つまり、この図５に示したように、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａに記憶されているガードインターバル長関連情報と各キャリアの周波数とから、各キャリアの位相回転量がπ／２ｍの偶数倍の位相、奇数倍の位相のいずれかと一致するか、或いは、いずれかに近いかによって（基づいて）、変調方式が選択されるように設定されるものである。
【００７８】
さらに詳しく、具体的な例を示して説明する。π／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と２ｍＰＳＫ変調方式とにおける「ｍ＝２」の場合、ガードインターバル長による位相回転量がπ／２、π、３π／２、２πのいずれかに相当するキャリア周波数では、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式が使用されるように、変調方式が選択される。ガードインターバル長による位相回転量がπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかになるキャリア周波数では、ＱＰＳＫ変調方式が使用されるように、変調方式が選択される。
【００７９】
ここで、変調方式の選択に関して説明をする。
まず、ガードインターバル長による位相回転量が、π／２、π、３π／２、２πのいずれかに相当するキャリア周波数について述べる。
【００８０】
ＱＰＳＫ変調手段１１ｄ（図２参照）では、原理的に、ＱＰＳＫ変調方式における信号点間の位相差がπ／２、π、３π／２、２πのいずれかになるようにマッピングされる。この場合、ガードインターバル長に相当する位相回転量がπ／２、π、３π／２、２πのいずれかになるキャリア周波数においては、ガードインターバル付加部１７（図１参照）によるガードインターバルの付加（挿入）によって、伝送シンボルの先頭部における位相差がπになり、位相軌跡が原点を通過してしまう場合が発生してしまう恐れがある。
【００８１】
また、π／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅ（図２参照）では、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式における信号点間の位相差がπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかになるようにマッピングされる。このため、位相回転量がπ／２、π、３π／２、２πのいずれかに相当するガードインターバルをガードインターバル付加部１７（図１参照）で付加（挿入）しても、伝送シンボルの先頭部における位相差がπにならないため、位相軌跡が、信号点配置図における原点を通過してしまう場合は起こりえないことになる。
【００８２】
これによれば、ガードインターバル長による位相回転量がπ／２、π、３π／２、２πのいずれかに相当するキャリア周波数では、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式が採用される。
【００８３】
次にまた、ガードインターバル長による位相回転量がπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかになるキャリア周波数について述べる。
π／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅ（図２参照）では、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式における信号点間の位相差がπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかになるようにマッピングされる。ガードインターバル付加部１７（図１参照）によるガードインターバルの付加（挿入）によって、伝送シンボルの先頭部における位相差がπになり、位相軌跡が原点を通過してしまう場合が発生してしまう恐れがある。
【００８４】
ＱＰＳＫ変調手段１１ｄ（図２参照）では、ＱＰＳＫ変調方式における信号点間の位相差がπ／２、π、３π／２、２πのいずれかになるようにマッピングされる。このため、位相回転量がπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかに相当するガードインターバルをガードインターバル付加部１７（図１参照）で付加（挿入）しても、伝送シンボルの先頭部における位相差がπにならないため、位相軌跡が、信号点配置図における原点を通過してしまう場合は起こりえないことになる。
【００８５】
これによれば、ガードインターバル長による位相回転量がπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかに相当するキャリア周波数では、ＱＰＳＫ変調方式が採用される。
【００８６】
すなわち、マッピング部１１では、各キャリアの位相回転量が、π／４の偶数倍の位相である場合には、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式が選択され、π／４の奇数倍の位相である場合には、ＱＰＳＫ変調方式が選択される。
【００８７】
さらに、各キャリアの位相回転量がπ／４の整数倍の位相に一致しない場合においても、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式を使用することが適当である位相回転量である「π／２、π、３π／２、２π」と、ＱＰＳＫ変調方式を使用することが適当である位相回転量である「π／４、３π／４、５π／４、７π／４」とのいずれかに近似することによって、どちらかの変調方式を使用すべきであるか場合分け（選択）をすることができる。
【００８８】
各キャリアの位相回転量がπ／４の整数倍の位相に一致しない場合の例として、ガードインターバル長に相当する位相回転量がπ／５の場合には、当該π／５が「π／２、π、３π／２、２π」と「π／４、３π／４、５π／４、７π／４」との中で「π／４」に最も近いこと（近似）から、ＱＰＳＫ変調方式を使用することが適当であると場合分けをすることができる。
【００８９】
また、これまで説明した変調方式の選択方法の例として、図５に示した位相回転量の結果に基づいて、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式またはＱＰＳＫ変調方式を選択する変調方式選択情報の一覧（テーブル）を図６に示す。なお、この変調方式選択情報の一覧（テーブル）は、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａ（図２参照）に記憶されているものである。
【００９０】
この図６において、“Ｑ”、“１／４”、“（Ｑ）”、“（１／４）”の意味を以下に示す。“Ｑ”は、ＱＰＳＫ変調方式を使用することを指すものである。“１／４”は、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式を使用することを指すものである。“（Ｑ）”は、ＱＰＳＫ変調方式を使用することが適当であることを指すものである。“（１／４）”は、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式を使用することが適当であることを指すものである。
【００９１】
また、ＯＦＤＭ伝送方式では、ガードインターバル長やキャリア周波数といったパラメータは、伝送路の電波の伝搬特性に合わせて任意に設定可能であるが、変調方式の選択方法はそのまま適用することができる。
【００９２】
次に、図７に、ガードインターバル長が有効シンボル長の１／３から１／１２までの長さ（ガードインターバル比が１／ｋ：３≦ｋ≦１２、ｋは整数）である場合と、キャリア周波数が１から３２までの場合とを関連付けて作成した、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式またはＱＰＳＫ変調方式を選択する変調方式選択情報の一覧（テーブル）を示す。なお、この変調方式選択情報の一覧（テーブル）は、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａ（図２参照）に記憶されているものである。
【００９３】
この図７に示すように、ガードインターバル比とキャリア周波数とに基づいて、最適な変調方式（π／４シフトＱＰＳＫ変調方式またはＱＰＳＫ変調方式）を選択することができる。
【００９４】
以上、選択される変調方式がπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式、２ｍＰＳＫ変調方式の「ｍ＝２」の場合について説明したが、ｍの値は１以上の整数であれば、いずれも、ガードインターバルおよびキャリア周波数による位相回転量を考慮した変調方式を選択することが可能である。
【００９５】
例えば、「ｍ＝３」の場合には、ガードインターバル長に相当する位相回転量がπ／８の偶数倍である「π／４、π／２、３π／４、π、５π／４、３π／２、７π／４、２π」のいずれかと一致する、或いは、いずれかに近似する場合には、π／８シフト８ＰＳＫ変調方式を、π／８の奇数倍である「π／８、３π／８、５π／８、７π／８、９π／８、１１π／８、１３π／８、１５π／８」のいずれかと一致する、或いは、いずれかに近似する場合には、８ＰＳＫ変調方式を選択する変調方式選択情報の一覧表（テーブル：図示せず）を作成することができる。
【００９６】
つまり、ＯＦＤＭ伝送方式のガードインターバル長やキャリア周波数といったパラメータは、伝送路における電波の伝搬特性等に合わせて任意に設定可能であるが、π／８シフト８ＰＳＫ変調方式または８ＰＳＫ変調方式を選択する変調方式選択情報の一覧表（テーブル：図示せず）の関係を適用することができる。
【００９７】
図１〜図７を参照して説明したように、この直交周波数分割多重送信装置３によれば、変調方式選択情報発生手段１１ｂで、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａに記憶されているガードインターバル長関連情報が参照され、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、各キャリア周波数に関連付けられた位相回転量とに基づいて、変調方式選択情報が発生され、この変調方式選択情報に基づき選択手段１１ｃで変調方式が選択される。
【００９８】
このため、伝送シンボルの先頭部での位相軌跡について、ガードインターバル長による（相当する）位相回転量を考慮され、さらに、各キャリアの周波数によって、ガードインターバル長による（相当する）位相回転量が異なることも考慮されて変調されるので、信号点配置図において信号点の位相軌跡が原点を通過しないことになる。これによって、包絡線変動を小さくすることができ、その結果、高周波増幅部２１に備えられる増幅器（図示せず）によってキャリアが増幅される際に生じる非線形性の影響を防ぐことができる。
【００９９】
また、この直交周波数分割多重送信装置３によれば、変調方式選択情報発生手段１１ｂで発生される変調方式選択情報に含まれる変調方式がπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式と、２ｍＰＳＫ変調方式とであり、これらの変調方式が、ガードインターバルの付加による信号点の位相軌跡の位相回転量を加味しても、信号点の位相軌跡が信号点配置図における原点を通過しないように適宜選択されるので、包絡線変動を小さくすることができ、その結果、高周波増幅部２１に備えられる増幅器（図示せず）によってキャリアが増幅される際に生じる非線形性の影響を防ぐことができる。
【０１００】
（直交周波数分割多重受信装置の構成）
また、図１に示した直交周波数分割多重受信装置５は、受信した高周波信号（請求項に記載した変調キャリアに相当）を復調（ＯＦＤＭ伝送方式における復調［ＯＦＤＭ復調］）して、出力するもので、高周波増幅部２３と、直交復調部２５と、ガードインターバル処理部２７と、ＦＦＴ部２９と、ＯＦＤＭフレーム処理部３１と、復調／データ判定部３３と、誤り訂正復号／デインターリーブ部３５と、データフレーム同期部３７とを備えている。
【０１０１】
高周波増幅部２３は、受信した高周波信号（伝送路において減衰しているので）を、当該高周波増幅部２３に備えられる増幅器（図示せず）によって、高周波に増幅した後にＯＦＤＭ信号に周波数変換し、このＯＦＤＭ信号を、直交復調部２５に出力するものである。
【０１０２】
直交復調部２５は、高周波増幅部２３で周波数変換されたＯＦＤＭ信号を直交復調した直交復調信号を、ガードインターバル処理部２７に出力するものである。直交復調の手順は、当該直交復調部２５において、同期検波を行って、データキャリアに搬送されているデータの信号波形（ベースバンド信号、有効シンボルとガードインターバルとが組み合わさっている）を得る。
【０１０３】
ガードインターバル処理部２７は、直交復調部２５で直交復調された直交復調信号からガードインターバルを除去して、有効シンボルを抽出するものである。すなわち、ガードインターバル処理部２７は、純粋にデータの信号波形を得るものである。
【０１０４】
ＦＦＴ部２９は、ガードインターバル処理部２７で抽出された有効シンボルにＦＦＴ演算を行うものである。ＦＦＴ演算は、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）であり、有効シンボルにどのような周波数成分が含まれているかを調べるスペクトル解析である。このＦＦＴ部２９でＦＦＴ演算された有効シンボルをＦＦＴ演算有効シンボルとする。
【０１０５】
ＯＦＤＭフレーム処理部３１は、ＦＦＴ部２９でＦＦＴ演算されたＦＦＴ演算有効シンボルからデータキャリアと、パイロットキャリアとを分離するものである。
【０１０６】
復調／データ判定部３３は、ＯＦＤＭフレーム処理部３１で分離された各キャリアの変調方式に応じて、復調処理およびデータ判定を行うものである。なお、この復調／データ判定部３３の詳細な説明は後記する。
【０１０７】
誤り訂正復号／デインターリーブ部３５は、送信側の直交周波数多重分割送信装置３から当該受信装置５で受信されるまでに生じた伝送エラーの影響を軽減、或いは、訂正するための信号処理を施すものである。この誤り訂正復号／デインターリーブ部３５による信号処理は、誤り訂正符号によって、復調／データ判定部３３から出力されたデータ値の誤りを訂正すると共に、フレーミングデータを生成する処理を行うものである。この誤り訂正復号／デインターリーブ部３５で信号処理されたデータ値を訂正処理フレーミングデータとする。
【０１０８】
データフレーム同期部３７は、誤り訂正復号／デインターリーブ部３５で信号処理された訂正処理フレーミングデータに基づいて、元々の信号（直交周波数多重分割送信装置３に入力された入力データ）を複数のパケットに復元するものである。
【０１０９】
［復調／データ判定部の詳細について］
ここで、図３を参照して、復調／データ判定部３３の詳細を説明する。図３は復調／データ判定部３３のブロック図であり、この図３に示すように、復調／データ判定部３３は、ガードインターバル長関連情報記憶手段３３ａと、復調方式選択情報発生手段３３ｂと、選択手段３３ｃと、ＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｄと、π／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｅとを備えている。
【０１１０】
ガードインターバル長関連情報記憶手段３３ａは、ガードインターバル長関連情報を記憶するものであり、ガードインターバル長関連情報は、有効シンボル中のガードインターバルの比率であるガードインターバル比と、キャリアの周波数との関連付けたものや、ガードインターバルに相当する位相回転量と、この位相回転量における変調方式と、キャリアの周波数とを関連付けたものである。なお、このガードインターバル長関連情報記憶手段３３ａは半導体メモリ等の記憶手段で実現されるものであり、当該装置５の外部からのデータ書込も可能なものである。
【０１１１】
復調方式選択情報発生手段３３ｂは、ガードインターバル長関連情報記憶手段３３ａに記憶されているガードインターバル長関連情報（ガードインターバルとキャリアの周波数との関連づけを含む）に基づいて、ＯＦＤＭフレーム処理部３１で分離されたデータキャリアと、パイロットキャリアとを復調する復調方式を選択するための情報である復調方式選択情報を発生するものである。なお、この復調方式選択情報発生手段３３ｂは、半導体メモリ等の記憶手段で実現可能であり、積和等の演算ＩＣ或いはルックアップテーブルから復調方式選択情報を読み出すものである。
【０１１２】
この復調方式選択情報は、有効シンボル長に対するガードインターバル長の割合と、各キャリアの周波数に基づいて、適宜変更されるものである。また、この復調方式選択情報に含まれる復調方式はπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ復調方式と、２ｍＰＳＫ復調方式とである（ｍは整数）。この実施の形態では、復調方式選択情報に含まれる復調方式は、ｍ＝２、すなわち、ＱＰＳＫ復調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ復調方式のいずれかである。なお、「ｍ＝２」の場合以外、つまり、ｍの値が１以上の整数のいずれにおいても適用が可能である。
【０１１３】
つまり、この復調方式選択情報発生手段３３ｂでは、送信側の直交周波数分割多重送信装置３から送信された各キャリアに用いられた変調方式に対応した復調方式であるπ／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ復調方式と、２ｍＰＳＫ復調方式とを示す復調方式選択情報が発生される。
【０１１４】
選択手段３３ｃは、復調方式選択情報発生手段３３ｂで発生された復調方式選択情報に基づいて、ＯＦＤＭフレーム処理部３１で分離されたデータキャリアと、パイロットキャリアとをＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｄ、π／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｅのいずれで処理するかを選択するものである。なお、変調方式選択情報発生手段３３ｂおよび選択手段３３ｃが特許請求の範囲の請求項に記載した復調式選択手段に相当するものである。
【０１１５】
ＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｄは、選択手段３３ｃによって選択された各キャリアをＱＰＳＫ復調する共に、復調したキャリアの信号点のデータ判定を行うものである。
【０１１６】
データ判定とは、復調したキャリアのデータがいずれの信号点に割り当てられたかを判定することである。
π／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｅは、選択手段３３ｃによって選択された各キャリアをπ／４シフトＱＰＳＫ復調すると共に、復調したキャリアの信号点のデータ判定を行うものである。
【０１１７】
なお、ＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｄとπ／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｅとは、ルックアップテーブル等の半導体メモリや電気回路によって実現され、現在実現されているものと同様なもので、限定されるものではない。
【０１１８】
また、ここで、デジタル変復調における一般的な復調方式について説明しておくと、一般的な復調方式としては、基準搬送波（パイロットキャリア）を生成して、復調処理を行う同期検波方式と、１シンボル（伝送シンボル）前の信号を基準信号として復調処理を行う遅延検波方式とがある。なお、この直交周波数分割多重受信装置５は、変復調方式を限定するものではなく、いずれの変復調方式も使用可能である。
【０１１９】
図１、図３を参照して説明したように、この直交周波数分割多重受信装置５によれば、復調方式選択情報発生手段３３ｂで、ガードインターバル長関連情報記憶手段３３ａに記憶されているガードインターバル長関連情報が参照され、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、各キャリア周波数に関連付けられた位相回転量とに基づいて、復調方式が発生され、この復調方式選択情報に基づき選択手段３３ｃで復調方式が選択される。選択された復調方式によって、ＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｄまたはπ／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段で復調したキャリアの信号点のデータ判定が行われる。
【０１２０】
（直交周波数分割多重送信装置の動作）
次に、図８に示すフローチャートを参照して、直交周波数分割多重送信装置３の動作を説明する（適宜図１、図２参照）。
まず、直交周波数分割多重送信装置３のデータフレーム同期部７に入力データが入力され、この入力データがフレーミングされ、フレーミングデータとして、誤り訂正符号／インターリーブ部９に出力される（Ｓ１）。続いて、誤り訂正符号／インターリーブ部９で、伝送エラーを軽減、または、訂正するための信号処理が施され、訂正処理フレーミングデータとしてマッピング部１１に出力される（Ｓ２）。
【０１２１】
そして、マッピング部１１に、訂正処理フレーミングデータ（図８ではデータ）が入力されると、変調方式選択情報発生手段１１ｂで、ガードインターバル長関連情報記憶手段１１ａに記憶されているガードインターバル長関連情報が参照されて、変調方式選択情報が発生され、選択手段１１ｃへ出力される（Ｓ３）。
【０１２２】
すると、選択手段１１ｃで変調方式選択情報に含まれる変調方式の情報がＱＰＳＫ変調（ＱＰＳＫ変調にマッピング）か否かが判断され（Ｓ４）、ＱＰＳＫ変調にマッピングすると判断された場合（Ｓ４、Ｙｅｓ）、ＱＰＳＫ変調手段１１ｄで、ＱＰＳＫ変調にマッピングされる（Ｓ５）。また、ＱＰＳＫ変調にマッピングすると判断されなかった場合（Ｓ４、Ｎｏ）、π／４シフトＱＰＳＫ変調手段１１ｅで、π／４シフトＱＰＳＫ変調にマッピングされる（Ｓ６）。
【０１２３】
そして、マッピング部１１でマッピングされた出力データがＯＦＤＭフレーム化部１３で、出力データに基づいて、データキャリア、パイロットキャリアが所定の位置に配置され、ＯＦＤＭフレームが構成される（Ｓ７）。このＯＦＤＭフレームがＩＦＦＴ部１５に出力される。
【０１２４】
すると、ＩＦＦＴ部１５でＯＦＤＭフレームがＩＦＦＴ演算され、ＩＦＦＴ出力データとして、ガードインターバル付加部１７に出力される（Ｓ８）。そして、ガードインターバル付加部１７で、ＩＦＦＴ出力データにガードインターバルが付加（挿入）され、ガードインターバル付加ＩＦＦＴ出力データとして、直交変調部１９に出力される（Ｓ９）。
【０１２５】
そして、直交変調部１９でガードインターバル付加ＩＦＦＴ出力データ（図８ではＩＦＦＴ出力データ）が直交変調され、ＯＦＤＭ信号として高周波増幅部２１に出力される（Ｓ１０）。
【０１２６】
その後、ＯＦＤＭ信号が入力された高周波増幅部２１で、当該ＯＦＤＭ信号が高周波に変換され、増幅されて、伝送路等に出力される（Ｓ１１）。
【０１２７】
（直交周波数分割多重受信装置の動作）
次に、図９に示すフローチャートを参照して、直交周波数分割多重受信装置５の動作を説明する（適宜図１、図３参照）。
まず、高周波増幅部２３で、送信側の直交周波数分割多重送信装置３から送信された高周波信号が受信され、周波数変換が施され、ＯＦＤＭ信号として直交復調部２５に出力される（Ｓ２１）。続いて、直交復調部２５でＯＦＤＭ信号が直交復調された直交復調信号がガードインターバル処理部２７に出力される（Ｓ２２）。
【０１２８】
そして、ガードインターバル処理部２７で直交復調信号からガードインターバルが除去され、有効シンボルが抽出されてＦＦＴ部２９に出力される（Ｓ２３）。ＦＦＴ部２９で、有効シンボルにＦＦＴ演算が施され、ＦＦＴ演算有効シンボルとしてＯＦＤＭフレーム処理部３１に出力される（Ｓ２４）。
【０１２９】
すると、ＯＦＤＭフレーム処理部３１で、ＦＦＴ部２９にてＦＦＴ演算が施されたＦＦＴ演算有効シンボルに基づいて、データキャリアおよびパイロットキャリアに分離され、これらデータキャリアおよびパイロットキャリアが復調／データ判定部３３に出力される（Ｓ２５）。
【０１３０】
そして、復調／データ判定部３３に、データキャリアおよびパイロットキャリア（図９ではキャリア）が入力されると、復調方式選択情報発生手段３３ｂで、ガードインターバル長関連情報記憶手段３３ａに記憶されているガードインターバル長関連情報が参照され、復調方式選択情報が発生され、選択手段３３ｃに出力される（Ｓ２６）。
【０１３１】
すると、選択手段３３ｃで復調方式選択情報に含まれている復調方式の情報が、ＱＰＳＫ復調（データ判定）か否かが判断され（Ｓ２７）、ＱＰＳＫ復調であると判断された場合（Ｓ２７、Ｙｅｓ）、ＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｄで各キャリアのＱＰＳＫ復調、復調したキャリアの信号点のデータ判定が行われる（Ｓ２８）。また、ＱＰＳＫ復調であると判断されなかった場合（Ｓ２７、Ｎｏ）、π／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段３３ｅで各キャリアのπ／４シフトＱＰＳＫ復調、復調したキャリアの信号点のデータ判定が行われる（Ｓ２９）。
【０１３２】
そして、復調／データ判定部３３でデータ判定されたデータ値が誤り訂正復号／デインターリーブ部３５に出力され、この誤り訂正復号／デインターリーブ部３５で当該データ値の伝送エラー等が軽減、または、訂正され、フレーミングされて訂正処理フレーミングデータとしてデータフレーム同期部３７に出力される（Ｓ３０）。
【０１３３】
その後、データフレーム同期部３７で訂正処理フレーミングデータ（図９ではフレーミングデータ）が元々のパケットデータに復元されて出力される（Ｓ３１）。
【０１３４】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明は、変復調方式を限定することなく、いずれの変復調方式も使用可能である。また、１シンボル前の信号と現在のシンボルとの差分データを使用して、対フェージング性に優れた差動変調に対しても、適用することは可能である。
【０１３５】
また、直交周波数分割多重送信装置３または直交周波数分割多重受信装置５の各構成の処理を一ずつの過程ととらえた直交周波数分割多重送信方法または直交周波数分割多重受信方法とみなすことや、各構成の処理を汎用的なコンピュータ言語で記述した直交周波数分割多重送信プログラムまたは直交周波数分割多重受信プログラムとみなすことは可能である。これらの場合、直交周波数分割多重送信装置３または直交周波数分割多重受信装置５と同様の効果を得ることができる。
【０１３６】
【発明の効果】
請求項１、３、４記載の発明によれば、ガードインターバル長関連情報に基づいて、つまり、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相と、各キャリア周波数に関連付けられた位相回転量とに基づいて、変調方式が選択される。選択された変調方式によって、キャリアが変調され送信される。このため、ガードインターバル長による（相当する）位相回転量が異なることが考慮され、ＯＦＤＭ伝送方式において、包絡線変動を小さくすることができ、当該キャリアを増幅する際に生じる非線形性の影響を防ぐことができる。
【０１３７】
請求項２記載の発明によれば、π／２ｍシフト−２ｍＰＳＫ変調方式、２ｍＰＳＫ変調方式が変調する際に選択され、これらの変調方式は、ガードインターバルによる信号点の位相回転量に基づき、信号点配置図において位相軌跡が原点を通過しないように適宜選択されるので、ガードインターバル長による（相当する）位相回転量が異なることが考慮されることになり、ＯＦＤＭ伝送方式において、キャリアを高周波に増幅する際の包絡線変動を小さくすることができ、当該キャリアを増幅する際に生じる非線形性の影響を防ぐことができる。
【０１３８】
請求項５、６、７記載の発明によれば、ガードインターバル長関連情報に基づいて、つまり、伝送シンボルの先頭部での信号波形の位相軌跡における位相回転量と、パイロットキャリアおよびデータキャリアに関連付けられた位相回転量とに基づいて、復調方式が選択される。これによって、選択された復調方式によって、キャリアを復調して出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施の形態である直交周波数分割多重送受信装置システム（直交周波数分割多重送信装置、直交周波数分割多重受信装置）のブロック図である。
【図２】図１に示した直交周波数分割多重送信装置のマッピング部のブロック図である。
【図３】図１に示した直交周波数分割多重受信装置の復調／データ判定部のブロック図である。
【図４】位相回転量を算出する方法について説明した図である。
【図５】ガードインターバル比とキャリア周波数とを関連付けた位相回転量の一覧を示した図である。
【図６】π／４シフトＱＰＳＫ変調方式またはＱＰＳＫ変調方式を選択する変調方式選択情報の一覧を示した図である。
【図７】ガードインターバル比と、キャリア周波数とを関連付けた変調方式選択情報の一覧を示した図である。
【図８】図１に示した直交周波数分割多重送信装置の動作を説明したフローチャートである。
【図９】図１に示した直交周波数分割多重受信装置の動作を説明したフローチャートである。
【図１０】ＱＰＳＫ変調方式とπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式との信号点および位相軌跡を示した図である。
【図１１】π／４シフトＱＰＳＫ変調方式におけるガードインターバルによる位相回転の例を説明した図である。
【図１２】ＱＰＳＫ変調方式におけるガードインターバルによる位相回転の例を説明した図である。
【図１３】ガードインターバルとキャリア周波数との関係を説明した図である。
【符号の説明】
１              直交周波数分割多重送受信装置システム
３              直交周波数分割多重送信装置
５              直交周波数分割多重受信装置
７、３７        データフレーム同期部
９              誤り訂正符号／インターリーブ部
１１            マッピング部
１１ａ、３３ａ  ガードインターバル長関連情報記憶手段
１１ｂ          変調方式選択情報発生手段
１１ｃ、３３ｃ  選択手段
１１ｄ          ＱＰＳＫ変調手段
１１ｅ          π／４シフトＱＰＳＫ変調手段
１３            ＯＦＤＭフレーム化部
１５            ＩＦＦＴ部
１７            ガードインターバル付加部
１９            直交変調部
２１、２３      高周波増幅部
２５            直交復調部
２７            ガードインターバル処理部
２９            ＦＦＴ部
３１            ＯＦＤＭフレーム処理部
３３            復調／データ判定部
３３ｂ          復調方式選択情報発生手段
３３ｄ          ＱＰＳＫ復調／判定手段
３３ｅ          π／４シフトＱＰＳＫ復調／判定手段
３５            誤り訂正復号／デインターリーブ部
【図１】
2004320497.tif 000003
【図２】
2004320497.tif 000004
【図３】
2004320497.tif 000005
【図４】
2004320497.tif 000006
【図５】
2004320497.tif 000007
【図６】
2004320497.tif 000008
【図７】
2004320497.tif 000009
【図８】
2004320497.tif 000010
【図９】
2004320497.tif 000011
【図１０】
2004320497.tif 000012
【図１１】
2004320497.tif 000013
【図１２】
2004320497.tif 000014
【図１３】
2004320497.tif 000015