(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ変調装置において、ＩＦＦＴ部の出力の帯域制限用ディジタルフィルタのタップ係数の発生を、ＦＦＴポイント数及び搬送波数の組合せの全てについて、柔軟に対応可能とする。【解決手段】ＯＦＤＭ変調方式では、搬送波間隔や搬送波数等のパラメータを変化させることにより、様々な周波数利用が考えられる。この様なパラメータの変化に柔軟に対応させるために、帯域制限部２や４倍補間部３のディジタルフィルタの特性を定めるタップ係数を、パラメータの変化に応じて、係数発生部５にて、自動的に演算処理して生成する。これにより、パラメータがどのように変化しても、全て柔軟に対応可能となる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方式を使用したＯＦＤＭ変調装置であって、
前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすためのディジタルフィルタのタップ係数を、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに応じて自動的に演算して生成するタップ係数生成手段を含むことを特徴とするＯＦＤＭ変調装置。
【請求項２】
前記タップ係数生成手段は、前記パラメータにより決定される前記ディジタルフィルタの通過帯域に応じた逆高速フーリエ変換演算をなす手段を有し、この演算結果による時間軸上の振幅の各ピーク値に対応する値を前記タップ係数とすることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ変調装置。
【請求項３】
前記ディジタルフィルタは、前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすフィルタであることを特徴とする請求項１または２記載のＯＦＤＭ変調装置。
【請求項４】
前記ディジタルフィルタは、前記帯域制限をなすフィルタと前記直交変調処理のための回路との間に設けられた４倍補間処理のためのフィルタであることを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ変調装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載のＯＦＤＭ変調装置を用いたことを特徴とする送信装置。
【請求項６】
符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方法であって、
前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすためのディジタルフィルタのタップ係数を、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに応じて自動的に演算して生成するタップ係数生成ステップを含むことを特徴とするＯＦＤＭ変調方法。
【請求項７】
前記タップ係数生成ステップは、前記パラメータにより決定される前記ディジタルフィルタの通過帯域に応じた逆高速フーリエ変換演算をなすステップと、この演算結果による時間軸上の振幅の各ピーク値に対応する値を前記タップ係数とするステップとを有することを特徴とする請求項６記載のＯＦＤＭ変調方法。
【請求項８】
符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方式を使用したＯＦＤＭ変調装置の動作制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすためのディジタルフィルタのタップ係数を、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに応じて自動的に演算して生成するタップ係数生成ステップを含むことを特徴とするプログラム。
【請求項９】
前記タップ係数生成ステップは、前記パラメータにより決定される前記ディジタルフィルタの通過帯域に応じた逆高速フーリエ変換演算をなすステップと、この演算結果による時間軸上の振幅の各ピーク値に対応する値を前記タップ係数とするステップとを有することを特徴とする請求項８記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ　）変調装置及びその変調方法並びにそれを用いた送信装置に関し、特に符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチキャリア変調方式の一種であるＯＦＤＭ変調方式においては、データである符号化されたシンボルが、互いに直交する多数の搬送波に分散して伝送されるようになっている。伝送されるデータは、先ず、位相変調や直交振幅変調などの方式のシンボルに変換され、このシンボル１個ずつに対して異なる周波数の搬送波が、周波数軸上で割当てられる。各搬送波の変調処理は、シンボルのＩ軸成分を複素数の実数部、Ｑ軸成分を虚数部とみなして、離散フーリエ変換を用いて全般送波について一括して行われる。
【０００３】
すなわち、周波数軸上の各搬送波に割当てられた複素数データを、時間軸上へ逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理することにより、時間軸上の送信信号波形を生成するようになっている。なお、この様なＯＦＤＭ変調方式を用いた送信装置の例としては、特開平７−７９４１５号公報や特開平１１−４２０８号公報等に開示されている。
【０００４】
図７を参照すると、この種のＯＦＤＭ変調方式を用いた送信装置の概略機能ブロックの一部を示しており、上述したＩＦＦＴ変換がＩＦＦＴ変換部１において行われ、このＩＦＦＴ出力の帯域制限をなすための帯域制限部２及び４倍補間部３が設けられている。４倍補間部３の出力は直交変調部４へ入力されて直交変調処理されて伝送路へと伝送されることになる。ＩＦＦＴ部１から出力された信号は帯域制限部２へ入力されて、図８に示すように帯域制限され、不要波部分の除去が行われる。なお、図においてｆｓ　はシステムクロックの周波数を示している。この帯域制限部出力は４倍補間部３へ入力されて、図９に示すように、必要な信号のみが抽出されるようになっている。そして、４倍補間部３の出力は直交変調部４へ入力され、図１０に示す周波数成分を有して伝送路へ送出されることになる。
【０００５】
なお、直交変調部４にて直交変調する際に、システムクロックの４倍の周波数のクロックにより変調処理を行っているために、この直交変調出力はシステムクロック（ｆｓ　）を中心とした周波数軸上に現われるので、４倍補間部３を用いて、このｆｓ　に現われた部分（不要波）を減衰させる必要があり、よって、この４倍補間部３が帯域制限部２と直交変調部４との間に設けられている。
【０００６】
帯域制限部２及び４倍補間部３はディジタルフィルタにより構成されており、このディジタルフィルタの特性を定めるためのタップ係数は、ＲＯＭ（リードオンメモリ）６内に予めデータとして格納されており、これ等タップ係数は、ＩＦＦＴ部１におけるＦＦＴポイント数及びモードにより決定されるものであり、よって、これ等ＦＦＴポイント数及びモード（パラメータ）が、外部よりＲＯＭ６のアドレス入力として供給されている。
【０００７】
ここで、モードとは、ＡＲＩＢ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　ａｎｄ　Ｂｕｉｓｉｎｅｓｓｅｓ　：電波産業会のことであり、通信と放送の無線技術に関する標準規格を作る国内の民間社団法人）により定められた搬送波の数であり、フルモードとハーフモードとが規定されており、ＦＦＴポイント数が１Ｋ（１０２４）と２Ｋ（２０４８）の場合において、フルモードは１Ｋに対して搬送波８６０本を使用し、ハーフモードは１Ｋに対して４２０本を使用する、等の様に定められている。これ等ＦＦＴポイント数及びモード（パラメータ）により、帯域制限部２及び４倍補間部３のディジタルフィルタのフィルタ特性が異なるものである。このフィルタ特性はディジタルフィルタのタップ係数に依存するので、ＲＯＭ６には、ＦＦＴポイント数及びモードに応じて、予め定められたフィルタのタップ係数が格納されており、パラメータの変更に対処できるようになっているのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示した従来の構成において、パラメータの変更に対処するために、これ等パラメータの組合せの全てに対応したタップ係数を、ＲＯＭ６に予め算出して格納しておくようになっている。この場合、現在のパラメータとしては、ＦＦＴポイント数が１Ｋと２Ｋの２種であり、モードがフルとハーフの２種であり、よって、パラメータの組合せの総数は４となる。この４つの組合せに対応して、帯域制限部２と４倍補間部３のディジタルフィルタの各タップ係数をＲＯＭ６内に格納しておけば充分に、パラメータの変更に対処できることになる。
【０００９】
しかしながら、ＯＦＤＭ変調方式では、キャリア間隔やキャリア数を変化させることにより、様々な周波数利用が考えられるので、ＲＯＭを用いた従来方式では、将来のパラメータの全ての変化に対応することは不可能となるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、パラメータの全ての組合せのタップ係数をＲＯＭ等のメモリを用いてカバーするには限界があるという従来技術の欠点を解消すべくなされたものであって、その目的とするところは、パラメータがどのように変化しても、全てに柔軟に対応可能なＯＦＤＭ変調装置及びその変調方法並びにそれを用いた送信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＯＦＤＭ変調装置は、符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方式を使用したＯＦＤＭ変調装置であって、前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすためのディジタルフィルタのタップ係数を、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに応じて自動的に演算して生成するタップ係数生成手段を含むことを特徴とする。
【００１２】
そして、前記タップ係数生成手段は、前記パラメータにより決定される前記ディジタルフィルタの通過帯域に応じた逆高速フーリエ変換演算をなす手段を有し、この演算結果による時間軸上の振幅の各ピーク値に対応する値を前記タップ係数とすることを特徴とする。また、前記ディジタルフィルタは、前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすフィルタであることを特徴とし、また前記ディジタルフィルタは、前記帯域制限をなすフィルタと前記直交変調処理のための回路との間に設けられた４倍補間処理のためのフィルタであることを特徴とする。
【００１３】
本発明による送信装置は、上記のＯＦＤＭ変調装置を使用したことを特徴とする。
【００１４】
本発明によるＯＦＤＭ変調方法は、符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方法であって、前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすためのディジタルフィルタのタップ係数を、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに応じて自動的に演算して生成するタップ係数生成ステップを含むことを特徴とする。
【００１５】
そして、前記タップ係数生成ステップは、前記パラメータにより決定される前記ディジタルフィルタの通過帯域に応じた逆高速フーリエ変換演算をなすステップと、この演算結果による時間軸上の振幅の各ピーク値に対応する値を前記タップ係数とするステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるプログラムは、符号化されたシンボルを複数の搬送波により送信するに際して、逆高速フーリエ変換処理を行った後に直交変調処理をなすようにしたＯＦＤＭ変調方式を使用したＯＦＤＭ変調装置の動作制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記逆高速フーリエ変換処理の出力の帯域制限をなすためのディジタルフィルタのタップ係数を、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに応じて自動的に演算して生成するタップ係数生成ステップを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の作用を述べる。ＯＦＤＭ変調方式では、キャリア間隔やキャリア数（パラメータ）を変化させることにより、様々な周波数利用が考えられるが、本発明ではこの様なＯＦＤＭ変調方式におけるパラメータの変化に対応するために、不要波除去のための帯域制限用フィルタであるディジタルフィルタの特性を定めるタップ係数を、パラメータの変化に応じて自動的に演算処理するよう構成している。こうすることにより、パラメータがどの様に変化しても、全て柔軟に対応することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す機能ブロック図であり、図７と同等部分は同一符号により示している。図１において、信号の流れは、図７と同様に、ＩＦＦＴ部１、帯域制限部２、４倍補間部３、直交変調部４の順に伝達される。本発明においては、帯域制限部２及び４倍補間部３における帯域制限用のディジタルフィルタのタップ係数を生成するために、従来例の如く、ＲＯＭではなく、外部からのパラメータの入力に応じて、タップ係数を自動的に演算する係数発生部５が設けられている。
【００１９】
図２を参照すると、帯域制御部２及び４倍補間部３におけるディジタルフィルタの例を示す図であり、タップ数が５のディジタルフィルタであり、周知の構成の回路である。図２において、２１〜２４は入力データ（ＩＮ）を単位時間遅延させるための遅延素子であり、互いに縦続接続されている。これ等各遅延素子の出力及び入力（ＩＮ）は、乗算器２５〜２９において、各タップ係数のαｎ　（ｎは、本例の如く、タップ数が５の場合、−２，−１，０，＋１，＋２とする）と乗算され、加算器３０にて、これ等乗算出力が全て加算されることにより、これ等タップ係数αｎ　により定まるフィルタ特性に応じて帯域制限された出力（ＯＵＴ）が得られることになる。
【００２０】
このタップ係数αｎ　を発生する係数発生部５の動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。先ず、パラメータである搬送波の数（上述したモードに対応）及びＦＦＴポイント数が入力される（ステップＳ１）と共に、図２に示したディジタルフィルタのタップ数が入力される（ステップＳ２）。この場合のタップ数は、帯域制限部２と４倍補間部３とに対して、互いに独立した値として入力され、以降の各動作ステップＳ３，Ｓ４においても、互いに独して実行されるものとする。なお、ステップＳ１のパラメータは帯域制限部２と４倍補間部３に共通であることは勿論である。
【００２１】
次に、ＩＦＦＴ演算処理が行われる（ステップＳ３）。すなわち、入力されたパラメータにより、帯域制限部２及び４倍補間部３における帯域制限特性がそれぞれ定まるので、例えば、あるパラメータに対して、図４（Ａ）に示す様な帯域制限特性が定まっているものとする。図４（Ａ）において、ｆｃ　は遮断周波数を示している。この様な周波数軸上の特性を有する信号をＩＦＦＴ演算すると、図４（Ｂ）に示す様な時間軸上の特性を有する信号波形になることは周知である。
【００２２】
図４（Ａ）に示す如く、周波数軸上で理想的に矩形状の周波数特性を有する信号を、図４（Ｂ）に示す如く時間軸上の振幅特性を有する信号に変換すると、図の左右に無限に広がる波形となるが、時間軸上のどの位置までをとるかは、ディジタルフィルタの物理的構造（ハードウェア）に依存し、この場合には、タップ数に依存することになり、図４（Ｂ）では、α０　を含むα±５　までの、１１のタップ数となる場合の例を示している。これ等タップ係数は、ＩＦＦＴ演算結果の正負振幅の各ピーク値に相当するものであり、ＩＦＦＴ演算データから得られることになる（ステップＳ４）。
【００２３】
こうして得られたタップ係数は、帯域制限部２及び４倍補間部３のディジタルフィルタの各タップ係数として用いられることになる。図４（Ｃ）は、こうして得られたタップ係数を用いた場合において、図４（Ａ）の理想的矩形状の周波数特性に対して、実際にディジタルフィルタを通すことにより得られる周波数特性を示している。
【００２４】
図５は図１における係数発生部５の系統図であり、係数生成部５−１と利得部５−２とにより構成されている。係数生成部５−１は図３に示した動作フローに従ったタップ係数生成処理をなすものであり、利得部５−２は係数生成部５−１にて得られたタップ係数に所定の利得を乗算するものである。係数生成部５−１における利得は１であるが、タップ係数の最大値が０．５以上になる様に、利得部５−２においてタップ係数を整数倍する。
【００２５】
例えば、利得部５−２における利得が２であるとすると、タップ係数生成部５−１で生成されたタップ係数が２倍され、ディジタルフィルタの利得が２となることと等価となる。この様に、フィルタ利得を大きくすることにより、ノイズからのマージン（余裕）が生じて、ノイズ特性が良好となる。
【００２６】
図６は４倍補間部３の系統図であり、ディジタルフィルタ部３−１とレベル調整部３−２とからなっている。ディジタルフィルタ部３−１は図２の回路構成であり、係数発生部５により得られたタップ係数を用いてフィルタリング動作を行う。レベル調整部３−２は、係数発生部５内の利得部５−２による利得を、元に戻すために利得部５−２の利得が２の場合には、１／２の利得を有するように構成され、直交変調部４へ入力されるデータレベルを一定にするためのものである。なお、帯域制限部２においても、タップ係数が２倍とされていれば、ディジタルフィルタの利得が２になるので、レベル調整部を設けて１／２にする様に構成される。
【００２７】
上述した係数発生部５の動作は、予めその制御プログラムをＲＯＭ等の記録媒体に記録しておき、これをコンピュータに読取らせて実行させる様に構成することができることは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、ＦＦＴポイント数及び搬送波の数からなるパラメータに対して、自動的に帯域制限用ディジタルフィルタのタップ係数を演算するようにしたので、将来起こり得る全てのパラメータの組合せに対して柔軟に対処可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の概略ブロック図である。
【図２】図１の帯域制限部２や４倍補間部３に用いられるディジタルフィルタの例を示す図である。
【図３】図１の係数発生部５の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３のＩＦＦＴ演算（ステップＳ３）によるタップ係数の生成例を説明するための図である。
【図５】図１の係数発生部５の系統図である。
【図６】図１の４倍補間部３の系統図である。
【図７】従来例を示す図である。
【図８】図７の帯域制限部２の入出力の周波数特性例を示す図である。
【図９】図７の４倍補間部３の入出力の周波数特性例を示す図である。
【図１０】図７の直交変調部４の入出力の周波数特性例を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　ＩＦＦＴ部
２　　　　　帯域制限部
３　　　　　４倍補間部
４　　　　　直交変調部
５　　　　　係数発生部
３−１　　　ディジタルフィルタ部
３−２　　　レベル調整部
５−１　　　係数生成部
５−２　　　利得部
【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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【図９】
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【図１０】
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