(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換して得られるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置と、
前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信された希望信号と、前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して非同期の干渉局からＯＦＤＭ信号として送信された干渉信号を２本の受信アンテナで受信し、各受信アンテナの受信信号をそれぞれフーリエ変換して各サブキャリアの受信信号を復調するＯＦＤＭ信号受信装置と
を備えたＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、
前記ＯＦＤＭ信号送信装置は、前記データ信号中に一定区間ごとに無信号と既知パタンからなるトレーニング信号を挿入するトレーニング挿入回路を備え、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置は、
前記データ信号中に挿入されるトレーニング信号の無信号区間に、第１の受信アンテナで前記干渉信号を受信した受信信号を、第２の受信アンテナで前記干渉信号を受信した受信信号で除算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧するための干渉キャンセラ制御信号を生成する干渉キャンセラ制御回路と、
前記第２の受信アンテナで受信した受信信号に前記干渉キャンセラ制御信号を乗算し、これを前記第１の受信アンテナで受信した受信信号から減算することにより、前記受信信号中の干渉信号を抑圧する干渉キャンセラと、
前記干渉キャンセラの出力に対して、前記トレーニング信号に基づいて伝送路補正を行う伝送路補正手段と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置は、前記干渉キャンセラの前段に一定区間の受信信号を蓄積する遅延バッファを備え、前記干渉キャンセラは前記干渉キャンセラ制御信号に基づいて、前記遅延バッファから出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成である
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項３】
請求項２に記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置は、前記干渉キャンセラ制御回路の後段に前記干渉キャンセラ制御信号を時間補間してシンボルごとに更新して出力する制御信号更新回路を備え、前記干渉キャンセラは前記制御信号更新回路から出力される干渉キャンセラ制御信号に基づいて、前記遅延バッファから出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成である
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置は、
ｋ本（ｋは３以上の整数）の受信アンテナで受信した受信信号の組み合わせ可能なペア数Ｋに対応し、前記干渉キャンセラ制御回路と前記干渉キャンセラと前記伝送路補正手段を含むＫ個の干渉補償部と、
前記Ｋ個の各干渉補償部の出力信号を同相合成して出力する合成回路と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置の受信アンテナを用い、時分割複信（ＴＤＤ）方式で送受信切り替えてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置を含み、このＯＦＤＭ信号送信装置に、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の前記干渉キャンセラ制御信号に基づいてアンテナ指向性制御を行い、前記干渉局にヌル方向を向ける送信干渉キャンセラを備えた
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、
全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てるＯＦＤＭＡ方式における余剰のサブチャネルに前記トレーニング信号を割り振り、前記ＯＦＤＭ信号受信装置がユーザごとに干渉キャンセルを行う構成である
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送システム。
【請求項７】
ＯＦＤＭ信号送信装置がデータ信号に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換して得られるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を送信し、
ＯＦＤＭ信号受信装置が、前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信された希望信号と、前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して非同期の干渉局からＯＦＤＭ信号として送信された干渉信号を２本の受信アンテナで受信し、各受信アンテナの受信信号をそれぞれフーリエ変換して各サブキャリアの受信信号を復調するＯＦＤＭ信号伝送方法において、
前記ＯＦＤＭ信号送信装置は、前記データ信号中に一定区間ごとに無信号と既知パタンからなるトレーニング信号を挿入し、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置は、
前記データ信号中に挿入されるトレーニング信号の無信号区間に、第１の受信アンテナで前記干渉信号を受信した受信信号を、第２の受信アンテナで前記干渉信号を受信した受信信号で除算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧するための干渉キャンセラ制御信号を生成し、
前記第２の受信アンテナで受信した受信信号に前記干渉キャンセラ制御信号を乗算し、これを前記第１の受信アンテナで受信した受信信号から減算することにより、前記受信信号中の干渉信号を抑圧し、
その出力に対して前記トレーニング信号に基づいて伝送路補正を行う
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＯＦＤＭ信号伝送方法において、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置は、ｋ本（ｋは３以上の整数）の受信アンテナで受信した受信信号の組み合わせ可能なペア数Ｋに対応し、前記トレーニング信号を用いた干渉信号抑圧および伝送路補正を行い、そのＫ個の出力信号を同相合成して出力する
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送方法。
【請求項９】
請求項７に記載のＯＦＤＭ信号伝送方法において、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置の受信アンテナを用い、時分割複信（ＴＤＤ）方式で送受信切り替えてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置が、前記干渉キャンセラ制御信号に基づいてアンテナ指向性制御を行い、前記干渉局にヌル方向を向ける送信干渉キャンセル制御を行う                                                                    ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のＯＦＤＭ信号伝送方法において、
全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てるＯＦＤＭＡ方式における余剰のサブチャネルに前記トレーニング信号を割り振り、前記ＯＦＤＭ信号受信装置がユーザごとに干渉キャンセルを行う
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送方法。
【請求項１１】
ＯＦＤＭ信号送信装置が、データ信号に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換して得られるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を送信し、
ＯＦＤＭ信号受信装置が、前記ＯＦＤＭ信号送信装置から送信された希望信号と、前記ＯＦＤＭ信号送信装置に対して非同期の干渉局からＯＦＤＭ信号として送信された干渉信号を２本の受信アンテナで受信し、各受信アンテナの受信信号をそれぞれフーリエ変換して各サブキャリアの受信信号を復調するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、
前記ＯＦＤＭ信号送信装置が前記データ信号中に一定区間ごとに無信号と既知パタンからなるトレーニング信号を挿入するトレーニング挿入回路を備えたＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置において、
前記データ信号中に挿入されるトレーニング信号の無信号区間に、第１の受信アンテナで前記干渉信号を受信した受信信号を、第２の受信アンテナで前記干渉信号を受信した受信信号で除算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧するための干渉キャンセラ制御信号を生成する干渉キャンセラ制御回路と、
前記第２の受信アンテナで受信した受信信号に前記干渉キャンセラ制御信号を乗算し、これを前記第１の受信アンテナで受信した受信信号から減算することにより、前記受信信号中の干渉信号を抑圧する干渉キャンセラと、
前記干渉キャンセラの出力に対して、前記トレーニング信号に基づいて伝送路補正を行う伝送路補正手段と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、
前記干渉キャンセラの前段に一定区間の受信信号を蓄積する遅延バッファを備え、前記干渉キャンセラは前記干渉キャンセラ制御信号に基づいて、前記遅延バッファを介して出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成である
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、
前記干渉キャンセラ制御回路の後段に前記干渉キャンセラ制御信号を時間補間してシンボルごとに更新して出力する制御信号更新回路を備え、前記干渉キャンセラは前記制御信号更新回路から出力される干渉キャンセラ制御信号に基づいて、前記遅延バッファを介して出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成である
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれかに記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、
ｋ本（ｋは３以上の整数）の受信アンテナで受信した受信信号の組み合わせ可能なペア数Ｋに対応し、前記干渉キャンセラ制御回路と前記干渉キャンセラと前記伝送路補正手段からなるＫ個の干渉補償部と、
前記Ｋ個の各干渉補償部の出力信号を同相合成して出力する合成回路と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれかに記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置の受信アンテナを用い、時分割複信（ＴＤＤ）方式で送受信切り替えてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置を含み、このＯＦＤＭ信号送信装置に、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の前記干渉キャンセラ制御信号に基づいてアンテナ指向性制御を行い、前記干渉局にヌル方向を向ける送信干渉キャンセラを備えた
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１４のいずれかに記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、
全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てるＯＦＤＭＡ方式における余剰のサブチャネルに前記トレーニング信号を割り振り、ユーザごとに干渉キャンセルを行う構成である
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信したＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、直交周波数分割多重）信号に対する干渉キャンセル機能を有するＯＦＤＭ信号伝送システム、ＯＦＤＭ信号伝送方法およびＯＦＤＭ信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉キャンセラを用いる技術の一つとして、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output) チャネルを構成し、受信側で伝送路推定回路と干渉キャンセラを用いて各受信アンテナの受信信号から各送信アンテナからの送信信号を分離して復元することにより、送信アンテナの数だけチャネルを増加させ、周波数利用効率を向上させる手法がある。
【０００３】
ここで、２本ずつの送信アンテナおよび受信アンテナからなる２×２ＭＩＭＯ伝送システムにおいて、ＯＦＤＭ信号伝送に適用した場合の構成を図１１を参照して説明する（特許文献１）。
【０００４】
図１１において、ＯＦＤＭ信号送信装置１００は、マッピング回路１０１−１，１０１−２に２系統の入力データ系列Ｓ１，Ｓ２を入力して指定された変調方式の複素信号にマッピングし、次にプリアンブル挿入回路１０２−１，１０２−２で送信信号の先頭に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号系列Ｄ1[i], Ｄ2[i]を生成し、高速逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）１０３−１，１０３−２でそれをサブキャリア群に分割してマルチキャリア伝送を行うＯＦＤＭ信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器１０４−１，１０４−２でＯＦＤＭ信号をアナログ信号に変換し、さらに送信機（Ｔｘ）１０５−１，１０５−２で所定の送信周波数に変換し、２本の送信アンテナ１０６−１，１０６−２から送信する構成である。
【０００５】
ＯＦＤＭ信号受信装置１１０は、２本の受信アンテナ１１１−１，１１１−２で受信した各信号を受信機（Ｒｘ）１１２−１，１１２−２およびＡ／Ｄ変換器１１３−１，１１３−２でディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１１４−１，１１４−２で各サブキャリアの受信信号系列ｘ1[i], ｘ2[i]を復調し、次に伝送路推定回路１１５で４通りの伝送路パスの各サブキャリア成分（ｈ11[i],ｈ12[i],ｈ21[i],ｈ22[i] ）の伝達係数行列Ｈ[i] を推定し、干渉キャンセラ１１６でその逆行列Ｈ[i]-1 とＦＦＴ１１４−１，１１４−２から出力される受信信号系列ｘ1[i], ｘ2[i]を乗算することによりチャネル間の相互干渉を補償し、最後に干渉キャンセラ１１６の出力を識別回路１１７−１，１１７−２でビット列に変換し、出力データ系列Ｙ１，Ｙ２として出力する。
【０００６】
なお、本構成例では、ＯＦＤＭ信号伝送において伝送品質を向上させるために行う誤り訂正処理と、マルチパスによる遅延波の影響を除去するために付加するガードインターバルについての説明を省略する。
【０００７】
各受信アンテナ１１１−１，１１１−２の受信信号の中には、２本の送信アンテナ１０６−１，１０６−２から輻射された各送信信号が混在して含まれている。以下に、受信信号から各送信信号系列を分離して復元する動作原理について説明する。図１２は、バースト伝送におけるｉ番目のサブキャリアの２系統の送信信号系列を示す。これは、ＯＦＤＭ信号送信装置１００のＩＦＦＴ１０３−１，１０３−２に入力する送信信号系列Ｄ1[i], Ｄ2[i]に相当する。先頭の伝達係数推定用のプリアンブル信号は、既知パタンＰ1[i], Ｐ2[i]を用いて構成する。送信アンテナ１０６−１から送信されるプリアンブル信号（Ｐ1[i], ０）、送信アンテナ１０６−２から送信されるプリアンブル信号（０，Ｐ2[i]）と、これらに対応する受信プリアンブル信号（Ｐr11[i],Ｐr12[i],Ｐr21[i],Ｐr22[i] ）との関係は、伝達係数（ｈ11[i],ｈ12[i],ｈ21[i],ｈ22[i] ）を成分とする２行２列の伝達係数行列Ｈ[i] を用いて次のように表される。
【０００８】
【数１】
0004722753.tif 000002
【０００９】
これにより、伝達係数逆行列Ｈ[i]-1は、次のように推定することができる。
【数２】
0004722753.tif 000003
【００１０】
一方、データ信号系列については、時刻ｎにおけるｉ番目の送信サブキャリアＤ1[i](n),Ｄ2[i](n) と、ＯＦＤＭ信号受信装置１１０のＦＦＴ１１４−１，１１４−２から出力される受信サブキャリアｘ1[i](n),ｘ2[i](n) の関係は、次のように表される。
【数３】
0004722753.tif 000004
【００１１】
なお、受信信号中に含まれる熱雑音成分は省略した。受信サブキャリアｘ1[i](n),ｘ2[i](n) に対して、(3) 式で求めた伝達係数逆行列Ｈ[i]-1 を乗算することにより、次のように送信サブキャリアＤ1[i](n),Ｄ2[i](n) が得られる。
【数４】
0004722753.tif 000005
【００１２】
このように、従来のＭＩＭＯ伝送システムでは、同一時刻に同一周波数チャネルで２本の送信アンテナから送信し、受信側の２本の受信アンテナの受信信号から伝送路推定回路と干渉キャンセラを用いて、各送信アンテナからの送信信号を分離して復元することができる。
【特許文献１】特開２００２−３７４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のＭＩＭＯ伝送システムでは、複数の送信アンテナは同一装置内か、あるいは近接して設置されており、送信信号を同期させることができた。このため、それぞれの送信アンテナからプリアンブル信号を同時刻に送信することが可能であり、受信側ではプリアンブル信号を同時刻に受信し、チャネル間の相互干渉とならずに伝送路推定を行うことができるので、干渉キャンセラは送信信号を分離することができた。
【００１４】
しかし、図１３に示す他セル間干渉の場合はこれとは異なり、希望局と干渉局が相互に同期して同時刻にプリアンブル信号を送信するとは限らない。すなわち、希望局に対して非同期の干渉局が存在する場合、受信局は希望局のプリアンブル信号を受信中に、干渉局からの未知の信号を受信することになり、希望信号に対して伝送路推定を正常に行うことができない。このため、希望局と干渉局が存在する環境では、従来のＭＩＭＯ伝送システムで用いられていた干渉キャンセル技術を適用することができない。
【００１５】
本発明は、希望信号に対して非同期の干渉信号がある場合に受信信号中に含まれる干渉信号成分を除去し、良好な受信特性を得ることができるＯＦＤＭ信号伝送システム、ＯＦＤＭ信号伝送方法およびＯＦＤＭ信号受信装置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】
【００１６】
第１の発明は、データ信号に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換して得られるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置と、ＯＦＤＭ信号送信装置から送信された希望信号と、ＯＦＤＭ信号送信装置に対して非同期の干渉局からＯＦＤＭ信号として送信された干渉信号を２本の受信アンテナで受信し、各受信アンテナの受信信号をそれぞれフーリエ変換して各サブキャリアの受信信号を復調するＯＦＤＭ信号受信装置とを備えたＯＦＤＭ信号伝送システムにおいて、ＯＦＤＭ信号送信装置は、データ信号中に一定区間ごとに無信号と既知パタンからなるトレーニング信号を挿入するトレーニング挿入回路を備え、ＯＦＤＭ信号受信装置は、データ信号中に挿入されるトレーニング信号の無信号区間に、第１の受信アンテナで干渉信号を受信した受信信号を、第２の受信アンテナで干渉信号を受信した受信信号で除算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧するための干渉キャンセラ制御信号を生成する干渉キャンセラ制御回路と、第２の受信アンテナで受信した受信信号に干渉キャンセラ制御信号を乗算し、これを第１の受信アンテナで受信した受信信号から減算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧する干渉キャンセラと、干渉キャンセラの出力に対して、トレーニング信号に基づいて伝送路補正を行う伝送路補正手段とを備える。
【００１７】
また、第１の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、干渉キャンセラの前段に一定区間の受信信号を蓄積する遅延バッファを備え、干渉キャンセラは干渉キャンセラ制御信号に基づいて、遅延バッファから出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成としてもよい。
【００１８】
また、第１の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、干渉キャンセラ制御回路の後段に干渉キャンセラ制御信号を時間補間してシンボルごとに更新して出力する制御信号更新回路を備え、干渉キャンセラは制御信号更新回路から出力される干渉キャンセラ制御信号に基づいて、遅延バッファから出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成としてもよい。
【００１９】
また、第１の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、ｋ本（ｋは３以上の整数）の受信アンテナで受信した受信信号の組み合わせ可能なペア数Ｋに対応し、干渉キャンセラ制御回路と干渉キャンセラと伝送路補正手段を含むＫ個の干渉補償部と、Ｋ個の各干渉補償部の出力信号を同相合成して出力する合成回路とを備えてもよい。
【００２０】
また、第１の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置の受信アンテナを用い、時分割複信（ＴＤＤ）方式で送受信切り替えてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置を含み、このＯＦＤＭ信号送信装置に、ＯＦＤＭ信号受信装置の干渉キャンセラ制御信号に基づいてアンテナ指向性制御を行い、干渉局にヌル方向を向ける送信干渉キャンセラを備えてもよい。
【００２１】
また、第１の発明において、全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てるＯＦＤＭＡ方式における余剰のサブチャネルにトレーニング信号を割り振り、ＯＦＤＭ信号受信装置がユーザごとに干渉キャンセルを行う構成としてもよい。
【００２２】
第２の発明は、ＯＦＤＭ信号送信装置がデータ信号に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換して得られるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を送信し、ＯＦＤＭ信号受信装置が、ＯＦＤＭ信号送信装置から送信された希望信号と、ＯＦＤＭ信号送信装置に対して非同期の干渉局からＯＦＤＭ信号として送信された干渉信号を２本の受信アンテナで受信し、各受信アンテナの受信信号をそれぞれフーリエ変換して各サブキャリアの受信信号を復調するＯＦＤＭ信号伝送方法において、ＯＦＤＭ信号送信装置は、データ信号中に一定区間ごとに無信号と既知パタンからなるトレーニング信号を挿入し、ＯＦＤＭ信号受信装置は、データ信号中に挿入されるトレーニング信号の無信号区間に、第１の受信アンテナで干渉信号を受信した受信信号を、第２の受信アンテナで干渉信号を受信した受信信号で除算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧するための干渉キャンセラ制御信号を生成し、第２の受信アンテナで受信した受信信号に干渉キャンセラ制御信号を乗算し、これを第１の受信アンテナで受信した受信信号から減算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧し、その出力に対してトレーニング信号に基づいて伝送路補正を行う。
【００２３】
また、第２の発明において、ＯＦＤＭ信号受信装置は、ｋ本（ｋは３以上の整数）の受信アンテナで受信した受信信号の組み合わせ可能なペア数Ｋに対応し、トレーニング信号を用いた干渉信号抑圧および伝送路補正を行い、そのＫ個の出力信号を同相合成して出力するようにしてもよい。
【００２４】
また、第２の発明において、ＯＦＤＭ信号受信装置の受信アンテナを用い、時分割複信（ＴＤＤ）方式で送受信切り替えてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置が、干渉キャンセラ制御信号に基づいてアンテナ指向性制御を行い、干渉局にヌル方向を向ける送信干渉キャンセル制御を行うようにしてもよい。
【００２５】
また、第２の発明において、全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てるＯＦＤＭＡ方式における余剰のサブチャネルにトレーニング信号を割り振り、ＯＦＤＭ信号受信装置がユーザごとに干渉キャンセルを行うようにしてもよい。
【００２７】
第３の発明は、ＯＦＤＭ信号送信装置が、データ信号に所定のプリアンブル信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換して得られるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を送信し、ＯＦＤＭ信号受信装置が、ＯＦＤＭ信号送信装置から送信された希望信号と、ＯＦＤＭ信号送信装置に対して非同期の干渉局からＯＦＤＭ信号として送信された干渉信号を２本の受信アンテナで受信し、各受信アンテナの受信信号をそれぞれフーリエ変換して各サブキャリアの受信信号を復調するＯＦＤＭ信号伝送システムであって、ＯＦＤＭ信号送信装置がデータ信号中に一定区間ごとに無信号と既知パタンからなるトレーニング信号を挿入するトレーニング挿入回路を備えたＯＦＤＭ信号伝送システムに用いるＯＦＤＭ信号受信装置において、データ信号中に挿入されるトレーニング信号の無信号区間に、第１の受信アンテナで干渉信号を受信した受信信号を、第２の受信アンテナで干渉信号を受信した受信信号で除算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧するための干渉キャンセラ制御信号を生成する干渉キャンセラ制御回路と、第２の受信アンテナで受信した受信信号に干渉キャンセラ制御信号を乗算し、これを第１の受信アンテナで受信した受信信号から減算することにより、受信信号中の干渉信号を抑圧する干渉キャンセラと、干渉キャンセラの出力に対して、トレーニング信号に基づいて伝送路補正を行う伝送路補正手段とを備える。
【００２８】
また、第３の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、干渉キャンセラの前段に一定区間の受信信号を蓄積する遅延バッファを備え、干渉キャンセラは干渉キャンセラ制御信号に基づいて、遅延バッファを介して出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成としてもよい。
【００２９】
また、第３の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、干渉キャンセラ制御回路の後段に干渉キャンセラ制御信号を時間補間してシンボルごとに更新して出力する制御信号更新回路を備え、干渉キャンセラは制御信号更新回路から出力される干渉キャンセラ制御信号に基づいて、遅延バッファを介して出力される受信信号中の干渉信号を抑圧する構成としてもよい。
【００３０】
また、第３の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、ｋ本（ｋは３以上の整数）の受信アンテナで受信した受信信号の組み合わせ可能なペア数Ｋに対応し、干渉キャンセラ制御回路と干渉キャンセラと伝送路補正手段からなるＫ個の干渉補償部と、Ｋ個の各干渉補償部の出力信号を同相合成して出力する合成回路とを備えるようにしてもよい。
【００３１】
また、第３の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、ＯＦＤＭ信号受信装置の受信アンテナを用い、時分割複信（ＴＤＤ）方式で送受信切り替えてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置を含み、このＯＦＤＭ信号送信装置に、ＯＦＤＭ信号受信装置の干渉キャンセラ制御信号に基づいてアンテナ指向性制御を行い、干渉局にヌル方向を向ける送信干渉キャンセラを備えてもよい。
【００３２】
また、第３の発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置は、全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てるＯＦＤＭＡ方式における余剰のサブチャネルにトレーニング信号を割り振り、ユーザごとに干渉キャンセルを行う構成としてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、データ区間に挿入したトレーニング信号により、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアごとに干渉キャンセルを行うことができる。このため、他セルからの干渉を受けているような干渉信号が希望信号と非同期の場合でも干渉抑圧効果を発揮することができる。また、干渉キャンセルをサブキャリアごとに行うため、同一チャネル干渉だけでなく、隣接チャネルの帯域外輻射が自チャネルの帯域内に入り込む隣接チャネル干渉に対しても干渉抑圧効果がある。
【００３４】
また、干渉キャンセラの前段に挿入した遅延バッファにより受信データ信号を蓄積することにより、トレーニング信号以前のデータ信号に対しても干渉キャンセルを行うことができる。
【００３５】
また、干渉キャンセラ制御信号を補間してシンボルごとに更新することにより、受信データ信号中の干渉成分が変動している場合でも追従して制御することが可能となる。
また、受信アンテナ数を２から３以上に増やし、これらの組み合わせ可能なペアに対する干渉キャンセルを実施して同相合成することにより、希望信号のＳ／Ｎ比を高めることができる。
【００３６】
また、時分割複信（ＴＤＤ）方式で通信している場合、ＯＦＤＭ信号受信装置で干渉キャンセルを行うとともに、次の送信時刻にＯＦＤＭ信号送信装置は、受信過程で生成した干渉キャンセラ制御信号を用いてアンテナ指向性制御を行うことにより、干渉局に対してアンテナ指向性のヌル方向を向けることが可能となり、与干渉を軽減することができる。
【００３７】
また、ＯＦＤＭＡ方式に本発明による干渉キャンセルを実施し、余剰のサブチャネルにトレーニング信号を割り振ることにより、ユーザごとに干渉キャンセルを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。なお、従来技術の説明では２×２ＭＩＭＯ伝送システムにおける干渉キャンセラを示したが、本実施形態では１系統のＯＦＤＭ信号送信装置（図１(a))と、受信側では対応する送信局からの希望信号と、これ以外の第三の干渉局からの干渉信号を受けるＯＦＤＭ信号受信装置（図１(b))について説明する。
【００３９】
図１(a) において、ＯＦＤＭ信号送信装置は、図１１に示す従来のＯＦＤＭ信号送信装置と同様のマッピング回路１、プリアンブル挿入回路２、高速逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）４、Ｄ／Ａ変換器５、送信機（Ｔｘ）６、送信アンテナ７を有する構成である。本実施形態のＯＦＤＭ信号送信装置は、プリアンブル挿入回路２とＩＦＦＴ４との間に、トレーニング挿入回路３を配置したことを特徴とする。
【００４０】
図２は、トレーニング挿入回路３から出力されるｉ番目のサブキャリアの送信信号系列のフォーマットを示す。データ信号を１ブロック当たりＮシンボルの複数のブロックに分割し、各データ信号の間にトレーニング信号（０，Ｃ[i] ）を挿入する。Ｃ[i] は既知パタンとする。トレーニング挿入回路３により所定の位置にトレーニング信号が配置された送信信号系列をＩＦＦＴ４に入力し、マルチキャリア伝送を行うＯＦＤＭ信号を生成して送信する。
【００４１】
図１(b) において、ＯＦＤＭ信号受信装置は、２本の受信アンテナ１１−１，１１−２で希望局および干渉局からの信号を受信し、受信機（Ｒｘ）１２−１，１２−２およびＡ／Ｄ変換器１３−１，１３−２でそれぞれディジタルの受信信号に変換し、さらに高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１４−１，１４−２で各サブキャリアの受信信号Ｘ[i] ＝（ｘ1[i], ｘ2[i]）を復調する。ＦＦＴ１４−１，１４−２から出力される受信信号Ｘ[i] ＝（ｘ1[i], ｘ2[i]）はそれぞれ分岐し、一方は干渉キャンセラ制御回路１５に、他方は干渉キャンセラ１６に入力される。干渉キャンセラ制御回路１５から出力される干渉キャンセラ制御信号φ[i] は干渉キャンセラ１６に入力される。干渉キャンセラ１６の出力Ｚ[i] は伝送路推定回路１７および除算回路１８に入力され、出力Ｚ[i] を伝送路推定回路１７から出力される伝達係数θ[i] で除算し、その出力信号Ｑ[i] を識別回路（ＤＥＴ）１９で識別して出力データ系列Ｙを出力する。
【００４２】
ＯＦＤＭシンボルの番号をｎとして、希望信号のｉ番目の送信サブキャリアＤ[i](n)と、干渉信号のｉ番目の送信サブキャリアＵ[i](n)と、ＦＦＴ１４−１，１４−２から出力される受信サブキャリアｘ1[i](n),ｘ2[i](n) との関係は、次のように表される。
ｘ1[i](n) ＝Ｄr1[i](n) ＋Ｕr1[i](n) 
＝ｈd1d[i]・Ｄ[i](n)＋ｈu1u[i]・Ｕ[i](n)    …(6-1) 
ｘ2[i](n) ＝Ｄr2[i](n) ＋Ｕr2[i](n) 
＝ｈd2d[i]・Ｄ[i](n)＋ｈu2u[i]・Ｕ[i](n)    …(6-2) 
【００４３】
ここで、Ｄr1[i](n) ，Ｄr2[i](n) は、受信アンテナ１１−１，１１−２における希望信号のｉ番目の受信サブキャリアであり、Ｕr1[i](n) ，Ｕr2[i](n) も同様に干渉信号の受信サブキャリアである。ｈd1d[i],ｈd2d[i] は、希望局の送信アンテナから受信アンテナ１１−１，１１−２までの伝送路パスの希望信号のｉ番目のサブキャリアの伝達係数であり、ｈu1u[i],ｈu2u[i] も同様に干渉信号のｉ番目のサブキャリアの伝達係数である。図３(a) に、各受信サブキャリアにおける希望信号と干渉信号を矢印で示す。
【００４４】
次に、トレーニング信号区間の無信号０の受信時（ｎ＝ｍ）、すなわち受信信号中に干渉信号のみが含まれているときは、 (6-1)式と (6-2)式はＤ[i](n)を０として次のようになる。
ｘ1[i](m) ＝ｈu1u[i]・Ｕ[i](m)        …(7-1) 
ｘ2[i](m) ＝ｈu2u[i]・Ｕ[i](m)        …(7-2) 
【００４５】
このとき、干渉キャンセラ制御回路１５の除算回路１５１は、ＦＦＴ１４−１から出力される受信信号ｘ1[i](m) をＦＦＴ１４−２から出力される受信信号ｘ2[i](m) で除算し、干渉キャンセラ制御信号φ[i](m)を生成する。
φ[i](m)＝ｘ1[i](m)／ｘ2[i](m) ＝ｈu1u[i]／ｈu2u[i]     …(8) 
【００４６】
干渉キャンセラ１６は、乗算回路１６１でＦＦＴ１４−２から出力される受信信号ｘ2[i](m) に干渉キャンセラ制御信号φ[i](m)を乗算し、これを減算回路１６２でＦＦＴ１４−１から出力される受信信号ｘ1[i](m) から減算する。これにより、干渉キャンセラ１６の出力は干渉信号を含まなくなる。これは、図３(b) に相当する。これ以降（ｎ＞ｍ）の干渉キャンセラ１６の出力Ｚ[i](n)は、次のように希望信号のみで表される。これは、図３(c) に相当する。
Ｚ[i](n)＝ｘ1[i](n) −φ[i](m)・ｘ2[i](n) 
＝（ｈd1d[i]−φ[i](m)・ｈd2d[i])・Ｄ[i](n)      …(9) 
【００４７】
一方、ｍ＋１シンボル目のトレーニング信号Ｃ[i] については、受信アンテナ１１−１，１１−２で受信したトレーニング信号Ｃr1[i](n) ，Ｃr2[i](n) を用いて、干渉キャンセラ１６の出力Ｚ[i](n)は次のように表される。
Ｃr1[i](m+1)−φ[i](m)・Ｃr2[i](m+1) 
＝（ｈd1d[i]−φ[i](m)・ｈd2d[i])・Ｃ[i]                 …(10)
【００４８】
これにより、伝送路推定回路１７は、干渉キャンセラ１６の出力Ｚ[i](n)における希望信号の伝達関数θ[i](m+1)を推定する。
θ[i](m+1)＝（Ｃr1[i](m+1)−φ[i](m)・Ｃr2[i](m+1))／Ｃ[i] 
＝ｈd1d[i]−φ[i](m)・ｈd2d[i]                 …(11)
【００４９】
データ区間において、除算回路１８は干渉キャンセラ１６の出力Ｚ[i](n)を伝達関数θ[i](m+1)で除算することにより、出力信号Ｑ[i](n)が得られる。
Ｑ[i](n)＝Ｚ[i](n)／θ[i](m+1)                           …(12)
したがって、 (9)式、(11)式および(12)式により、出力信号Ｑ[i](n)は希望信号の送信サブキャリアＤ[i](n)と同定することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す。本実施形態の特徴は、図１(b) に示す第１の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置において、干渉キャンセラ１６の前段に遅延バッファ回路２０−１，２０−２を挿入し、ここでＦＦＴ１４−１，１４−２から出力される受信信号Ｘ[i] ＝（ｘ1[i], ｘ2[i]）をバッファ量Ｎ＋２シンボル分だけ遅延させて干渉キャンセラ１６に入力するところにある。なお、干渉キャンセラ制御回路１５には、ＦＦＴ１４−１，１４−２から出力される受信信号Ｘ[i] ＝（ｘ1[i], ｘ2[i]）を入力する。
【００５１】
第１の実施形態の構成では、受信トレーニング信号から生成した干渉キャンセラ制御信号をそのまま用いて、干渉キャンセラ１６で干渉信号を除去する構成であり、受信トレーニング信号以後の受信データ信号に対して干渉抑圧効果がある。一方、第２の実施形態の構成では、遅延バッファ２０−１，２０−２によりＮ＋２シンボルの受信データ信号が蓄積されている。このため、受信トレーニング信号以前の受信データ信号に対して干渉キャンセルを行うことが可能となる。これにより、図５に示すように、バースト的な干渉がデータ信号の受信中に発生したときでも干渉抑圧効果を発揮することができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す。本実施形態の特徴は、図４に示す第２の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置において、干渉キャンセラ制御回路１５の後段に制御信号更新回路２１を挿入し、ここで干渉キャンセラ１６に入力する干渉キャンセラ制御信号φ[i](n)をシンボルごとに更新する。
【００５３】
以下、制御信号更新回路２１における更新方法について、図７を参照して説明する。受信データ系列中のトレーニング信号区間において、時刻ｎ＝ｍ−Ｎ−２およびｎ＝ｍの無信号０を用いて、干渉キャンセラ制御回路１５で生成した干渉キャンセラ制御信号φ[i](n)をφ[i](m-N-2)およびφ[i](m)とする。両者を使って更新係数δ[i] を次のように求め、干渉キャンセラ制御信号φ[i](n)を一次補間する。
δ[i] ＝（φ[i](m)−φ[i](m-N-2))／(Ｎ＋２）             …(13)
φ[i](n)＝φ[i](m-N-2))＋δ[i]・(ｎ−（ｍ−Ｎ−２))      …(14)
（ｎ＝ｍ−Ｎ−２，…，ｍ）                                          
【００５４】
この干渉キャンセラ制御信号φ[i](n)を用いて、遅延バッファ２０−１，２０−２により蓄積したＮ＋２シンボルの受信データ信号に対して干渉キャンセルを実施する。これにより、この区間の受信データ信号中の干渉成分が変動している場合でも、一次変動であれば追従して制御することが可能となる。
【００５５】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す。本実施形態の特徴は、図１(b) に示す第１の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置において、受信アンテナ数を２本からｋ本（ｋは３以上の整数）に増やし、さらに干渉キャンセラ制御回路１５、干渉キャンセラ１６、伝送路推定回路１７および除算回路１８からなる１セットを干渉補償部２２とし、これを受信アンテナの組み合わせ可能なペア数Ｋだけ実装したところにある。なお、例えばｋ＝３の場合は、受信アンテナ１１−１と１１−２、１１−２と１１−３、１１−１と１１−３のようにペア数Ｋは３となり、一般にＫはｋから２個とる組み合わせの数（ kＣ2 ）となる。
【００５６】
各ペアの受信アンテナに対応するＦＦＴ１４−１〜１４−ｋから出力される受信信号をそれぞれ対応する干渉補償部２２−１、…、２２−Ｋに入力し、第１の実施形態と同様に、各ペアの受信信号に対する干渉キャンセルを実施して出力信号Ｑ[i]-1 、…、Ｑ[i]-K を得る。次に、これらの出力信号を合成回路２３で同相合成することにより、希望信号のＳ／Ｎ比を高めることができる。
【００５７】
第１の実施形態のように受信アンテナ数が２本のみで干渉キャンセルを行った場合には、合成によって干渉信号を抑圧すると同時に希望信号も抑圧する場合がある。しかし、本実施形態の構成では、干渉キャンセルに用いる受信アンテナ数を増やし、干渉キャンセル後の信号を同相合成することにより、干渉信号の抑圧時に希望信号が劣化することを防ぐことができる。なお、本実施形態の構成は、第２の実施形態および第３の実施形態にも適用することができる。
【００５８】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す。本実施形態の特徴は、図１(b) に示す第１の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置に対して時分割複信（ＴＤＤ）方式でＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置を備え、ＯＦＤＭ信号受信装置内で生成した干渉キャンセラ制御信号をＯＦＤＭ信号送信装置に入力し、これを用いてダイバーシチ送信を行うところにある。
【００５９】
図９において、ＯＦＤＭ信号受信装置は、図１(b) に示す第１の実施形態のものと同じである。ＯＦＤＭ信号送信装置は、１系統の入力データ系列Ｓを入力するマッピング回路１およびプリアンブル挿入回路２を備え、その後段に送信干渉キャンセラ２４を配置し、２系統の高速逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）４−１，４−２、Ｄ／Ａ変換気５−１，５−２、送信機（Ｔｘ）６−１，６−２を備え、送受信切り替えを行うスイッチ８−１，８−２を介して受信アンテナ１１−１，１１−２を送信アンテナとして用いる構成である。
【００６０】
ＯＦＤＭ信号受信装置の干渉キャンセラ制御回路１５が２系統の受信信号を用いて干渉キャンセラ制御信号φ[i](m)を生成して干渉キャンセルを行うとともに、これをＯＦＤＭ信号送信装置の送信干渉キャンセラ２４に入力する。ＯＦＤＭ信号送信装置は、次の送信時刻に、プリアンブル挿入回路２から出力された送信データ信号Ｄt[i](n) を送信干渉キャンセラ２４に入力し、分配回路２４１で２系統に分配する。分配回路２４１の一方の出力はそのままＩＦＦＴ４−１に出力し、他方の出力は符号を反転した後に、乗算回路２４２で干渉キャンセラ制御回路１５から出力された干渉キャンセラ制御信号φ[i](m)と乗算してＩＦＦＴ４−２に出力する。
【００６１】
ＩＦＦＴ４−１，４−２で生成されたＯＦＤＭ信号は、Ｄ／Ａ変換気５−１，５−２、送信機（Ｔｘ）６−１，６−２、さらにスイッチ８−１，８−２を介して受信アンテナ１１−１，１１−２から送信される。受信後に送信するまでの時間間隔が短く、伝搬環境の変化が無視できる場合、それぞれのアンテナから干渉局のアンテナまでの伝達係数はそれぞれｈu1u[i]、ｈu2u[i] と仮定できる。このとき、干渉局で受信する信号は、
（ｈu1u[i]−φ[i](m)・ｈu2u[i])・Ｄt[i](n) 
で表され、これは (8)式により０となる。すなわち、受信時に干渉局に対してアンテナ指向性のヌル方向を向ける操作の結果を送信時にも適用することにより、今度は与干渉を軽減する送信ダイバーシチ効果が得られる。
【００６２】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明におけるＯＦＤＭをベースとしたＯＦＤＭＡ（多元接続）方式のチャネル割り当て例を示す。ＯＦＤＭＡは、全てのサブキャリアを複数のサブチャネルにグループ分けし、これらを複数のユーザに割り当てる方式である。このサブチャネルは、複数のユーザが同時に通信する論理的なチャネルであり、物理的に隣接するサブキャリアを束にしたものではなく、飛び飛びに散在するサブキャリアで構成される。また、特性のユーザにサブチャネルを固定的に割り当てるのではなく、複数のユーザで複数のサブチャネルを例えばローテーションして割り当てるようにしてもよい。
【００６３】
図１０では、５つのサブチャネルを４ユーザでシェアしている場合を示し、縦軸にサブチャネル番号を示し、横軸に時間を示す。１つのサブチャネルの時間単位はスロットと呼ばれ、通常は２から３のＯＦＤＭシンボル長である。図１０に示すように、各スロットでどのユーザも使用していない余剰サブチャネル（例えばサブチャネル番号５）に、本発明で用いるトレーニング信号を割り振ることができる。この場合、トレーニング信号はローテーションによって全てのサブチャネルに行き渡らせることにより、全ユーザがこのトレーニング信号を用いて干渉キャンセルを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＯＦＤＭ信号送信装置およびＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図２】トレーニング挿入回路３から出力される送信信号系列のフォーマットを示す図。
【図３】各受信サブキャリアにおける希望信号と干渉信号を説明する図。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図５】第２の実施形態における受信信号系列を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図７】第３の実施形態における受信信号系列を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図９】本発明の第５の実施形態におけるＯＦＤＭ信号受信装置の構成例を示す図。
【図１０】本発明におけるＯＦＤＭをベースとしたＯＦＤＭＡ（多元接続）方式のチャネル割り当て例を示す図。
【図１１】ＭＩＭＯ伝送システムの構成例を示す図。
【図１２】従来技術における送信信号系列のフォーマットを示す図。
【図１３】他セル間干渉の例を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１    マッピング回路
２    プリアンブル挿入回路
３    トレーニング挿入回路
４    高速逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）
５    Ｄ／Ａ変換器
６    送信機（Ｔｘ）
７    送信アンテナ
１１  受信アンテナ
１２  受信機（Ｒｘ）
１３  Ａ／Ｄ変換器
１４  高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）
１５  干渉キャンセラ制御回路
１６  干渉キャンセラ
１７  伝送路推定回路
１８  除算回路
１９  識別回路（ＤＥＴ）
２０  遅延バッファ
２１  制御信号更新回路
２２  干渉補償部
２３  合成回路
２４  送信干渉キャンセラ
【図１】
0004722753.tif 000006
【図２】
0004722753.tif 000007
【図３】
0004722753.tif 000008
【図４】
0004722753.tif 000009
【図５】
0004722753.tif 000010
【図６】
0004722753.tif 000011
【図７】
0004722753.tif 000012
【図８】
0004722753.tif 000013
【図９】
0004722753.tif 000014
【図１０】
0004722753.tif 000015
【図１１】
0004722753.tif 000016
【図１２】
0004722753.tif 000017
【図１３】
0004722753.tif 000018