(57)【要約】      （修正有）【課題】多重路伝播環境において高速の信号を伝送させる方法としてＯＦＤＭ（直交周波数多重）方式が有力である。ＯＦＤＭにおいてウインドニングにより帯域外のスペクトルを抑圧する方式は一般に知られているが、抑圧度は十分でなかった。抑圧度を大きくするためにガード時間を長くする方法があるが、その場合はシンボルレートが等価的に低減することが課題であった。【解決手段】本発明は、ＯＦＤＭ方式において帯域外のスペクトルを抑圧させるウインドニングをシンボルに跨って行うオーバウインドニング手法と、受信側においてオーバウインドニングにより生じた波形歪を等化する手法である。ウインドニングの区間をガード時間のみでなくシンボルに渡って行うことによりスペクトルの整形効果を大きくするとともに、受信側においてウインドニングの逆特性と受信信号の乗算を行い波形歪を等化する手法を提供している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数多重方式において、送信側においてシンボル間にガードタイムを設置し、前記ガードタイムをプレフィックスとポストフィックスにより構成し、前記ガードタイムとシンボルに跨ってウインドニングを掛けてスペクトルの整形を行ったのちに送信し、受信側においてシンボル部分のみに前記ウインドニングの逆特性と受信シンボルと乗算することにより波形を等化することを特徴とする、ＯＦＤＭスペクトル整形と波形等化法
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は無線通信において、送信側においてスペクトルの整形を行い、受信側において波形歪を等化する方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】    図１に従来の直交周波数多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式のフレーム構成を示す。１はランダム信号発生器、２はＱＰＳＫ変調器、３はバッファ、４はゼロパッド挿入器、５はセレクター、６は逆フーリエ変換器、７はセレクター、８はアンバッファー、９はウインドニング関数発生器１０は乗算器、１１はゲイン、１２はスペクトラムアナライザー、１３はゲイン、１４はスペクトラムアナライザー、１５は実数、虚数分離器、１６はオシロスコープ、１７はガウス雑音チャネル、１８はバッファー、１９はセレクター、２０はフーリエ変換器、２１はフレーム変換、２２はセレクター、２３はアンバッファー、２４はＱＰＳＫ復調器、２５は整数遅延、２６はオシロスコープ、２７は誤り率計、２８はカウンター、２９は出力宛先Ａ１、３０はＡ１人力、３１は出力宛先Ａ２、３２はＡ入力である。【０００３】  ランダム信号発生器１の出力をＱＰＳＫ変調器２でＱＰＳＫ変調を行った後、バッファ３にいれて並列変換する。次に、ゼロパッド挿入器４で、並列数が２のべき乗となるように必要に応じゼロを挿入する。本発明の事例では１６としているので不要である。次にセレクター５で出力の順序を必要二応じて変換し、逆フーリエ変換器６で時間波形に変換する。次にセレクター７でプレフィックスとポストフィックスを取り出しシンボルの前後に挿入し、アンバッファー８で時系列の出力を取り出す。前記時系列の出力にウインドニング関数９で乗算を行う。１１で適当な利得を得てウウィンドニングを行わない場合のスペクトルアナライザーでスペクトルの観測を行う。ウインドニングのスペクトラムは１３でゲインを得て１４のスペクトラムアナライザーで観測する。ウインドニング波形を３１に出力し、３２に受け渡す。これを１７のガウスチャネルを経由し、バッファ１８に入力し並列変換し、セレクターでプレフィクス、ポストフィックスを除き、フーリエ変換２０でフーリエ変換し、フレーム変換２１でフレーム構成し、セレクター２２で順序変換し、アンバッファー２３でシリアル変換し、ＱＰＳＫ復調器２４で復号し、誤り率計２７で誤り率を計測し、表示機器２８に測定データを出力する。誤り率計には送信信号との比較のため、２９のＡ１出力を３０のＡ１で受け渡し、整数遅延器２５で遅延させて受信信号とのタイミングを合わせる。【０００４】図２にプレフィックスとポストフィックスの設置の方法を示す。図（ａ）は元のシンボルの波形である。図２（ｂ）に示すように、シンボルの始めの部分の波形に相当するデータをシンボルの前に設置し、シンボルの終わりの部分の波形のデータをシンボルの後ろに設置する。このようにしてシンボルの前後にプレフィックスとポストフィックスを設置することによりガードインタバルを構成してマルチパスの影響を軽減する。本構成において、帯域外のスペクトルの整形のため、ガード時間内においてシンボル間が連続となるようにウインドニングが掛けられる。従来の構成では、ガード時間内においてのみウインドニングを行いスペクトル整形を行っている。この様子を図２の（ｃ）に示す。【０００５】図３にウインドニングの場合のスペクトルの整形の効果を��示す。ウインドニング係数βは次式で定義する。
2005033752.tif 000003
また、ウインドニング関数は自乗余弦関数としている。すなわち
2005033752.tif 000004
ここでＴｓは拡大シンボル長である。本構成の例では  シンボルサイズ（相対長さ）を１０２４とし、プレフィクスサイズとポストフィックスサイズを可変としてている。
図３（ａ）は、プレフィクスサイズとポストフィックスサイズを１００として、ウインドニング係数βを０．０８１７とした場合で、サイドローブのスペクトルの広がりは低減しているが、十分とはいえない。同図（ｂ）はガード時間を倍としてウインドニング係数βを同じとしてサイドローブのスペクトルの広がりを低減させているが、信号伝送効率が劣化することとなる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従来のウインドニングの構成では、帯域外のスペクトルを低減させようとするとガード時間を増加させることが必要となり、伝送効率の低下をもたらすことが課題であった。また、ガード時間を増加させない場合は、隣接チャネル間のチャネル間隔を増加させることが必要で、周波数利用率が低下することが課題であった。
【問題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、送信側においてガード時間のみでなく、シンボルに対してもウイドニングを施すことによりウペクトルを整形するものである。一方、受信側ではウインドニングの逆特性の関数を乗算し、波形の歪を修正する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
【実施例】  図４に発明の実施例を示す。図における番号と図１の番号で、同一のものは同一の機能を表わす。送信側の構成は図１と同じである。受信側の構成において、４０はウインドニングの逆関数であるインバースウインドニング関数であり、４１は受信信号との乗算器である。その他の機能は図１と同じである。【０００９】    ランダム信号発生器１の出力をＱＰＳＫ変調器２でＱＰＳＫ変調を行った後、バッファ３にいれて並列変換する。次に、ゼロパッド挿入器４で、並列数が２のべき乗となるように必要に応じゼロを挿入する。本発明の事例では１６としているので不要である。次にセレクター５で出力の順序を必要二応じて変換し、逆フーリエ変換器６で時間波形に変換する。次にセレクター７でプレフィックスとポストフィックスを取り出しシンボルの前後に挿入し、アンバッファー８で時系列の出力を取り出す。前記時系列の出力にウインドニング関数９で乗算を行う。１１で適当な利得を得てウウィンドニングを行わない場合のスペクトルアナライザーでスペクトルの観測を行う。ウインドニングのスペクトラムは１３でゲインを得て１４のスペクトラムアナライザーで観測する。ウインドニング波形を３１に出力し、３２に受け渡す。これを１７のガウスチャネルを経由させる。インバースウインドニングのため４０の関数とガウスチャネルの出力を４１で乗算させる。この場合、情報部分のみにインバースウインドニングを行う。これをパーシャルインバースウインドニングと称することとする。パーシャルインバースウインドニングの後は、バッファ１８に入力し並列変換し、セレクターでプレフィクス、ボストフィックスを除き、フーリエ変換２０でフーリエ変換し、フレーム変換２１でフレーム構成し、セレクター２２で順序変換し、アンバッファー２３でシリアル変換し、ＱＰＳＫ復調器２４で復号し、誤り率計２７で誤り率を計測し、表示機器２８に測定データを出力する。誤り率計には送信信号との比較のため、２９のＡ１出力を３０のＡ１で受け渡し、整数遅延器２５で遅延させて受信信号とのタイミングを合わせる。
【発明の効果】
【０００１０】  図５にβ＝０．１６３として、シンボルにまたがってウインドニングを行った場合、すなわちオーバウインドニングを行った場合の帯域外のスペクトルの低減効果を示す。オーバウインドニングにより帯域外のスペクトルが大幅に低減することが分かる。一方、オーバウインドニングを行った場合、本来のシンボルの波形に歪を生じることとなる。このため、そのまま受信した場合に誤りが発生する。受信レベルを横軸にとり、誤り率を縦軸にとった場合の誤り率特性を図６に示す。
【００１１】  次に、パーシャルインバースウインドニングを行った場合の誤り率の特性を同図６に示す。これより、誤り率は大幅に改善され、ウインドニングを行わなかった場合とほぼ等しくなっている。これは、パーシャルインバースウインドニングにより波形の歪が等化されたことによる効果である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  従来の構成によるＯＦＤＭの送信および受信構成
【００１３】
【図２】  ＯＦＤＭのシンボル構成
【００１４】
【図３】  従来の構成におけるＯＦＤＭのスペクトル特性
【００１５】
【図４】  本発明のＯＦＤＭ構成
【００１６】
【図５】  本発明におけるＯＦＤＭのスペトル
【００１７】
【図６】  本発明と従来の構成における誤り率の特性比較
【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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