(57)【要約】  適応変調部（１）にて変調モードに基づいて選択された変調方式で信号が変調され、信号を変調した変調方式と相性の良い無線方式がスイッチ（２）にて選択され、選択された無線方式がシングルキャリア方式である場合、シングルキャリア生成部（３）にてシングルキャリア信号が生成され、また、選択された無線方式がマルチキャリア方式である場合、マルチキャリア生成部（４）にてマルチキャリア信号が生成され、生成されたシングルキャリア信号あるいはマルチキャリア信号が直交変調部（５）にてキャリア帯域信号に変換され、変換された信号が送信増幅器（６）によって増幅される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を変調して送信する適応無線／変調装置であって、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調する適応変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択するスイッチと、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を送信フィルタに通し、シンボル波形整形してシングルキャリア信号を生成するシングルキャリア生成部と、
前記スイッチによってマルチキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を複数の送信系列に分割し、該分割された信号それぞれを狭帯域の送信フィルタに通して周波数分割されたマルチキャリア信号を生成するマルチキャリア生成部と、
ベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記マルチキャリア信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する直交変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する送信増幅器とを有する適応無線／変調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の適応無線／変調装置において、
前記伝搬損失が大きな場合または前記受信品質が悪い場合、変調多値数の少ない変調方式を選択するとともに、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記伝搬損失が小さな場合または前記受信品質が良い場合は、変調多値数の多い変調方式を選択するとともに、無線方式としてマルチキャリア方式を選択することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の適応無線／変調装置において、
前記マルチキャリア生成部は、ＯＦＤＭ方式により、マルチキャリア信号を生成することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の適応無線／変調装置において、
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定し、
前記適応変調部は、前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調し、
前記スイッチは、前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択し、
前記送信増幅器は、前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項５】
請求項４に記載の適応無線／変調装置において、
前記スイッチは、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の少ない変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の多い変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてマルチキャリア方式を選択することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項６】
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を変調して送信する適応無線／変調装置であって、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調する適応変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択するスイッチと、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換して出力するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換部から出力された信号を周波数領域に変換してシングルキャリア信号を生成するＤＦＴ部と、
前記スイッチによってＯＦＤＭ方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換し、サブキャリア毎の複数の送信系列に分割してＯＦＤＭ信号を生成するＳ／Ｐ変換部と、
前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号の全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部によって時間領域に変換された信号を時系列に並び替えるＰ／Ｓ変換部と、
前記時系列に並び替えられた信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、
前記時系列に並び替えられてガードインターバルを付加されたベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する直交変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する送信増幅器とを有する適応無線／変調装置。
【請求項７】
請求項６に記載の適応無線／変調装置において、
前記伝搬損失が大きな場合または前記受信品質が悪い場合、変調多値数の少ない変調方式を選択するとともに、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記伝搬損失が小さな場合または前記受信品質が良い場合は、変調多値数の多い変調方式を選択するとともに、無線方式としてＯＦＤＭ方式を選択することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項８】
請求項６に記載の適応無線／変調装置において、
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定し、
前記適応変調部は、前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調し、
前記スイッチは、前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択し、
前記送信増幅器は、前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項９】
請求項８に記載の適応無線／変調装置において、
前記スイッチは、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の少ない変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の多い変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてＯＦＤＭ方式を選択することを特徴とする適応無線／変調装置。
【請求項１０】
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて決定された変調モードで変調され、送信された信号を受信する受信装置であって、
シングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式で送信された信号を受信し、前記信号からガードインターバルに相当する部分を除去するＧＩ除去部と、
前記ガードインターバルが除去された信号をＳ／Ｐ変換するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換された信号を周波数領域に変換するＤＦＴ部と、
周波数領域で前記周波数領域に変換された信号の等化を行い、出力するＦＤＥ部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちシングルキャリア方式で送信されてきたシングルキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部にて変換されたシングルキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第１のＰ／Ｓ変換部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちＯＦＤＭ方式で送信されてきたＯＦＤＭ信号のサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第２のＰ／Ｓ変換部と、
前記変調モードに基づいて前記Ｐ／Ｓ変換されたシングルキャリア信号と前記Ｐ／Ｓ変換されたＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択する受信側スイッチと、
前記変調モードに基づいて前記受信側スイッチにて選択された復調信号の送信ビット情報を復調するビット復調部とを有する受信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の受信装置において、
前記ＦＤＥ部は、最小平均自乗誤差法あるいはＺｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ法を用いて、受信信号の等化を行うことを特徴とする受信装置。
【請求項１２】
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を変調して送信する適応無線／変調装置と、該適応無線／変調装置から送信された信号を受信する受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記適応無線／変調装置は、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調する適応変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択するスイッチと、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換して出力するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換部から出力された信号を周波数領域に変換してシングルキャリア信号を生成するＤＦＴ部と、
前記スイッチによってＯＦＤＭ方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換し、サブキャリア毎の送信系列に分割してＯＦＤＭ信号を生成するＳ／Ｐ変換部と、
前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号の全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部によって時間領域に変換された信号を時系列に並び替えるＰ／Ｓ変換部と、
前記時系列に並び替えられた信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、
前記時系列に並び替えられてガードインターバルを付加されたベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する直交変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する送信増幅器とを有し、
前記受信装置は、
前記シングルキャリア方式と前記ＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式で送信された信号を受信し、前記信号からガードインターバルに相当する部分を除去するＧＩ除去部と、
ガードインターバルが除去された信号をＳ／Ｐ変換するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換された信号を周波数領域に変換するＤＦＴ部と、
周波数領域で前記周波数領域に変換された信号の等化を行い、出力するＦＤＥ部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちシングルキャリア方式で送信されてきたシングルキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部にて変換されたシングルキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第１のＰ／Ｓ変換部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちＯＦＤＭ方式で送信されてきたＯＦＤＭ信号のサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第２のＰ／Ｓ変換部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて前記Ｐ／Ｓ変換されたシングルキャリア信号と前記Ｐ／Ｓ変換されたＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択する受信側スイッチと、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて前記受信側スイッチにて選択された復調信号の送信ビット情報を復調するビット復調部とを有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の無線通信システムにおいて、
複数のユーザがそれぞれ前記適応無線／変調装置と前記受信装置とを有し、所定の周波数帯域で複数のユーザが周波数分割多重アクセスを行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の無線通信システムにおいて、
前記適応無線／変調装置は、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定し、
前記適応変調部は、前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調し、
前記スイッチは、前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択し、
前記送信増幅器は、前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅し、
前記受信側スイッチは、前記変調モードに基づいて前記Ｐ／Ｓ変換されたシングルキャリア信号と前記Ｐ／Ｓ変換されたＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択し、
前記ビット復調部は、前記変調モードに基づいて前記受信側スイッチにて選択された復調信号の送信ビット情報を復調することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を適応無線／変調装置にて変調し、変調された信号を受信装置へ送信する無線通信方法であって、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択する処理と、
該変調方式で前記信号を変調する処理と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択する処理と、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を送信フィルタに通し、シンボル波形整形してシングルキャリア信号を生成する処理と、
前記スイッチによってマルチキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を複数の送信系列に分割し、該分割された信号それぞれを狭帯域の送信フィルタに通して周波数分割されたマルチキャリア信号を生成する処理と、
ベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記マルチキャリア信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する処理と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定する処理と、
該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する処理と、
前記増幅された信号を前記適応無線／変調装置から前記受信装置へ送信する処理とを有する無線通信方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の無線通信方法において、
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定する処理と、
前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択する処理と、
前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択する処理と、
前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定する処理とを有する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線区間においてデータ伝送を行う適応無線／変調装置、受信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、次世代移動通信パケットアクセスの上りリンクの無線方式においては、通信可能な通信エリアを拡大するために、端末の高い送信電力効率とマルチパス環境における高速なデータ伝送とを同時に実現する必要がある。これらの要求条件を考慮して決定される無線方式として、シングルキャリア（ＳＣ：Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ）方式及びマルチキャリア（ＭＣ：Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ）方式が近年検討されている。同じ伝送レートを実現する場合、シングルキャリア方式は、所定の周波数帯域で１つのキャリアを用いて高速のデータ伝送を行う方式である。また、マルチキャリア方式は、所定の周波数帯域を複数の周波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域にて個別のキャリアを用いて低速のデータ伝送を行う方式である。【０００３】
また、パケットアクセスにおいては、システムスループットを最大化するために、適応変調方式が用いられる。適応変調方式は、端末の位置する伝搬環境に応じて最適な変調方式を選択するベストエフォートによりデータを送信する方式である。すなわち伝搬環境が悪い場合は変調点数の少ない変調方式、例えば、位相変調（ＰＳＫ：Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いて誤りの起こらないようにデータを変調する。また、伝搬環境が良い場合は変調点数の多い変調方式、例えば、振幅位相変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いて多くのデータを変調する。この適応変調方式は、例えば、端末からの上り回線の受信品質を所定の周期で基地局にて測定し、その測定結果に基づいて端末のデータ送信に用いる最適な変調方式が選択されるものである。そして、その変調方式に関する情報（変調モード）を端末へ下り回線の制御チャネルを用いて通知することで実現できる。【０００４】
図１は、シングルキャリア方式を用いた従来の適応変調装置の一構成例を示す図である。【０００５】
本従来例におけるシングルキャリア方式を用いた適応変調装置は図１に示すように、適応変調部１０１と、シングルキャリア生成部１０２と、直交変調部１０３と、送信増幅器１０４とから構成されている。適応変調部１０１は、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信情報に基づいて決定された変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、選択された変調方式で信号を変調する。シングルキャリア生成部１０２は、適応変調部１０１にて変調された信号を送信フィルタに通し、シンボル波形整形することにより、シングルキャリア信号を生成する。直交変調部１０３は、ベースバンド帯域のシングルキャリア信号を直交周波数変換し、キャリア帯域信号に変換する。送信増幅器１０４は、キャリア帯域信号を増幅し、送信アンテナへ出力する。【０００６】
図２は、マルチキャリア方式を用いた従来の適応変調装置の一構成例を示す図である。【０００７】
本従来例におけるマルチキャリア方式を用いた適応変調装置は図２に示すように、適応変調部１０１と、マルチキャリア生成部１０５と、直交変調部１０３と、送信増幅器１０４とから構成されている。適応変調部１０１は、変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、選択され多変調方式で信号を変調する。マルチキャリア生成部１０５は、適応変調部１０１にて変調された信号を複数に分割し、分割された信号のそれぞれを狭帯域の送信フィルタに通すことにより、周波数分割されたマルチキャリア信号を生成する。直交変調部１０３は、ベースバンド帯域のマルチキャリア信号を直交周波数変換し、キャリア帯域信号に変換する。送信増幅器１０４は、キャリア帯域信号を増幅し、送信アンテナへ出力する。また、マルチキャリア生成部１０５には、マルチキャリア信号を最小のサブキャリア周波数間隔で効率的に配置できる直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が無線通信システムにおいては広く用いられる。【０００８】
ここで、図１及び図２に示した構成には必要最小の構成要素しか記載しておらず、複数段にわたる周波数変換、各所の増幅器やフィルタなどは省略している。【０００９】
図３は、図２に示したマルチキャリア生成部１０５として用いられるＯＦＤＭ送信装置の一構成例を示す図である。【００１０】
本構成例のおけるＯＦＤＭ送信装置は図３に示すように、Ｓ／Ｐ変換部１１と、ＩＤＦＴ部１２と、Ｐ／Ｓ変換部１３と、ＧＩ付加部１４とから構成されている。Ｓ／Ｐ変換部１１は、送信される信号に対してシリアル信号からパラレル信号への変換であるＳ／Ｐ変換を行い、サブキャリア毎の複数の送信系列に分割する。ここで、各サブキャリア信号を拡散あるいはスクランブルする方法があるが、ここでは説明を省略する。ＩＤＦＴ部１２は、全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換するために離散逆フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、出力する。ＩＤＦＴ部１２から出力される時間領域の信号は、アナログ変換後に高調波を除去するため、オーバサンプルする必要がある。例えば、図３に示すように、ＩＤＦＴ部１２のサイズをＯＦＤＭの信号帯域のサブキャリア数よりも大きくとり、高周波部分には「０」を挿入することでオーバサンプルした時間領域の信号を生成する。また、別の方法として、ＩＤＦＴ部１２のサイズをＯＦＤＭの信号帯域のサブキャリア数と同じくし、時間領域のフィルタリング処理によりオーバサンプルを行うこともできる。Ｐ／Ｓ変換部１３は、時間領域に変換した信号に対してパラレル信号からシリアル信号への変換であるＰ／Ｓ変換を行い、時系列に並び替えたＯＦＤＭ信号を出力する。ＧＩ付加部１４は、受信時に離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を用いる場合に、前ブロックとのマルチパス干渉を回避するために、時系列に並び替えられたＯＦＤＭ信号にガードインターバル（ＧＩ：Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を付加する。一般的に、ＧＩはＤＦＴブロックの最後部データを最前部に付加するサイクリックプリフィクスが用いられている。【００１１】
また、上述したシングルキャリア方式をマルチキャリア方式とを切り替えるスイッチを設け、当該スイッチを切り替えることにより、上記の２つの無線方式のうち、いずれか一方の無線方式を選択する方法が考えられている（例えば、特許公開２００４−０８０３３３号公報参照。）。【００１２】
図１に示したシングルキャリア方式を用いた適応変調装置は、シングルキャリア信号の低ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）により、送信増幅器１０４のバックオフ（信号歪の生じない出力最大レベルと出力飽和レベルの差）を小さく設定できるため、送信電力効率に優れている。シングルキャリア方式は、低ＰＡＰＲの変調方式、すなわち変調多値数の少ない変調方式（例えばＰＳＫ）との相性が良く、シングルキャリア信号の低ＰＡＰＲの特徴を最大に生かせる。しかし、シングルキャリア方式は、マルチパス耐性の弱いＱＡＭ変調を用いると受信特性が大きく劣化し、ピーク伝送レートが低下してしまうという問題点がある。つまり、シングルキャリア方式は、高ＰＡＰＲの変調方式、すなわち変調多値数の多い変調方式（例えばＱＡＭ）との相性は良くない。【００１３】
一方、図２に示したマルチキャリア方式を用いた適応変調装置において、マルチキャリア方式はＧＩ長以下の遅延のマルチパス干渉の影響を受けないため、ＱＡＭ変調を用いて高速データ伝送を実現でき、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）の適用によりさらに高速レート化が容易である。つまり、マルチキャリア方式は、変調多値数の多い変調方式との相性が良い。しかし、マルチキャリア信号の高ＰＡＰＲにより、送信増幅器１０４のバックオフは変調方式によらず大きく設定しなければならないという問題点がある。【００１４】
また、上記特許ドキュメントに記載された方法においては、変調方式と無線方式との組み合わせを考慮したものではない。
【発明の開示】
【００１５】
本発明は、上述した課題を解決するため、端末の高い送信電力効率と高速データ伝送とを同時に実現することができる適応無線／変調装置、受信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、
無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を変調して送信する適応無線／変調装置であって、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調する適応変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択するスイッチと、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を送信フィルタに通し、シンボル波形整形してシングルキャリア信号を生成するシングルキャリア生成部と、
前記スイッチによってマルチキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を複数の送信系列に分割し、該分割された信号それぞれを狭帯域の送信フィルタに通して周波数分割されたマルチキャリア信号を生成するマルチキャリア生成部と、
ベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記マルチキャリア信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する直交変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する送信増幅器とを有する。
【００１７】
また、前記伝搬損失が大きな場合または前記受信品質が悪い場合、変調多値数の少ない変調方式を選択するとともに、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記伝搬損失が小さな場合または前記受信品質が良い場合は、変調多値数の多い変調方式を選択するとともに、無線方式としてマルチキャリア方式を選択することを特徴とする。
【００１８】
また、前記マルチキャリア生成部は、ＯＦＤＭ方式により、マルチキャリア信号を生成することを特徴とする。
【００１９】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定し、
前記適応変調部は、前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調し、
前記スイッチは、前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択し、
前記送信増幅器は、前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅することを特徴とする。
【００２０】
また、前記スイッチは、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の少ない変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の多い変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてマルチキャリア方式を選択することを特徴とする。
【００２１】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を変調して送信する適応無線／変調装置であって、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調する適応変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択するスイッチと、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換して出力するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換部から出力された信号を周波数領域に変換してシングルキャリア信号を生成するＤＦＴ部と、
前記スイッチによってＯＦＤＭ方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換し、サブキャリア毎の複数の送信系列に分割してＯＦＤＭ信号を生成するＳ／Ｐ変換部と、
前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号の全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部によって時間領域に変換された信号を時系列に並び替えるＰ／Ｓ変換部と、
前記時系列に並び替えられた信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、
前記時系列に並び替えられてガードインターバルを付加されたベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する直交変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する送信増幅器とを有する。
【００２２】
また、前記伝搬損失が大きな場合または前記受信品質が悪い場合、変調多値数の少ない変調方式を選択するとともに、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記伝搬損失が小さな場合または前記受信品質が良い場合は、変調多値数の多い変調方式を選択するとともに、無線方式としてＯＦＤＭ方式を選択することを特徴とする。
【００２３】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定し、
前記適応変調部は、前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調し、
前記スイッチは、前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択し、
前記送信増幅器は、前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅することを特徴とする。
【００２４】
また、前記スイッチは、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の少ない変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、前記変調モードが、変調方式として変調多値数の多い変調方式を選択する変調モードの場合、無線方式としてＯＦＤＭ方式を選択することを特徴とする。
【００２５】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて決定された変調モードで変調され、送信された信号を受信する受信装置であって、
シングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式で送信された信号を受信し、前記信号からガードインターバルに相当する部分を除去するＧＩ除去部と、
前記ガードインターバルが除去された信号をＳ／Ｐ変換するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換された信号を周波数領域に変換するＤＦＴ部と、
周波数領域で前記周波数領域に変換された信号の等化を行い、出力するＦＤＥ部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちシングルキャリア方式で送信されてきたシングルキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部にて変換されたシングルキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第１のＰ／Ｓ変換部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちＯＦＤＭ方式で送信されてきたＯＦＤＭ信号のサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第２のＰ／Ｓ変換部と、
前記変調モードに基づいて前記Ｐ／Ｓ変換されたシングルキャリア信号と前記Ｐ／Ｓ変換されたＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択する受信側スイッチと、
前記変調モードに基づいて前記受信側スイッチにて選択された復調信号の送信ビット情報を復調するビット復調部とを有する。
【００２６】
また、前記ＦＤＥ部は、最小平均自乗誤差法あるいはＺｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ法を用いて、受信信号の等化を行うことを特徴とする。
【００２７】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を変調して送信する適応無線／変調装置と、該適応無線／変調装置から送信された信号を受信する受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記適応無線／変調装置は、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調する適応変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択するスイッチと、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換して出力するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換部から出力された信号を周波数領域に変換してシングルキャリア信号を生成するＤＦＴ部と、
前記スイッチによってＯＦＤＭ方式が選択された場合、前記変調された信号をＳ／Ｐ変換し、サブキャリア毎の送信系列に分割してＯＦＤＭ信号を生成するＳ／Ｐ変換部と、
前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号の全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部によって時間領域に変換された信号を時系列に並び替えるＰ／Ｓ変換部と、
前記時系列に並び替えられた信号にガードインターバルを付加するＧＩ付加部と、
前記時系列に並び替えられてガードインターバルを付加されたベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記ＯＦＤＭ信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する直交変調部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する送信増幅器とを有し、
前記受信装置は、
前記シングルキャリア方式と前記ＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式で送信された信号を受信し、前記信号からガードインターバルに相当する部分を除去するＧＩ除去部と、
ガードインターバルが除去された信号をＳ／Ｐ変換するＳ／Ｐ変換部と、
前記Ｓ／Ｐ変換された信号を周波数領域に変換するＤＦＴ部と、
周波数領域で前記周波数領域に変換された信号の等化を行い、出力するＦＤＥ部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちシングルキャリア方式で送信されてきたシングルキャリア信号を時間領域の信号に変換するＩＤＦＴ部と、
前記ＩＤＦＴ部にて変換されたシングルキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第１のＰ／Ｓ変換部と、
前記ＦＤＥ部から出力された信号のうちＯＦＤＭ方式で送信されてきたＯＦＤＭ信号のサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換して復調信号を出力する第２のＰ／Ｓ変換部と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて前記Ｐ／Ｓ変換されたシングルキャリア信号と前記Ｐ／Ｓ変換されたＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択する受信側スイッチと、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて前記受信側スイッチにて選択された復調信号の送信ビット情報を復調するビット復調部とを有することを特徴とする。
【００２８】
また、複数のユーザがそれぞれ前記適応無線／変調装置と前記受信装置とを有し、所定の周波数帯域で複数のユーザが周波数分割多重アクセスを行うことを特徴とする。
【００２９】
また、前記適応無線／変調装置は、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定し、
前記適応変調部は、前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、該変調方式で前記信号を変調し、
前記スイッチは、前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択し、
前記送信増幅器は、前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅し、
前記受信側スイッチは、前記変調モードに基づいて前記Ｐ／Ｓ変換されたシングルキャリア信号と前記Ｐ／Ｓ変換されたＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択し、
前記ビット復調部は、前記変調モードに基づいて前記受信側スイッチにて選択された復調信号の送信ビット情報を復調することを特徴とする。
【００３０】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの伝搬損失または受信品質に基づいて信号を適応無線／変調装置にて変調し、変調された信号を受信装置へ送信する無線通信方法であって、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて所定の周期で変調方式を選択する処理と、
該変調方式で前記信号を変調する処理と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択する処理と、
前記スイッチによってシングルキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を送信フィルタに通し、シンボル波形整形してシングルキャリア信号を生成する処理と、
前記スイッチによってマルチキャリア方式が選択された場合、前記変調された信号を複数の送信系列に分割し、該分割された信号それぞれを狭帯域の送信フィルタに通して周波数分割されたマルチキャリア信号を生成する処理と、
ベースバンド帯域の前記シングルキャリア信号あるいは前記マルチキャリア信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する処理と、
前記伝搬損失または前記受信品質に基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定する処理と、
該バックオフに基づいて前記キャリア帯域信号を増幅する処理と、
前記増幅された信号を前記適応無線／変調装置から前記受信装置へ送信する処理とを有する。
【００３１】
また、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて変調モードを決定する処理と、
前記変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択する処理と、
前記変調モードに基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択する処理と、
前記変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定する処理とを有する。
【００３２】
上記のように構成された本発明においては、適応変調部にて伝搬損失または受信品質に基づいて選択された変調方式で信号が変調され、信号を変調した変調方式と相性の良い無線方式がスイッチにて選択され、選択された無線方式がシングルキャリア方式である場合、シングルキャリア生成部にてシングルキャリア信号が生成され、また、選択された無線方式がマルチキャリア方式である場合、マルチキャリア生成部にてマルチキャリア信号が生成され、生成されたシングルキャリア信号あるいはマルチキャリア信号が直交変調部にてキャリア帯域信号に変換され、変換された信号が送信増幅器によって増幅される。
【００３３】
これにより、伝搬損失または受信品質に基づいてデータ信号を変調して送信する変調方式と無線方式との組み合わせを適応的に選択することができ、端末から信号を送信するための送信電力の効率化を実現すると同時に高速のデータ伝送を実現する。
【００３４】
以上説明したように本発明においては、適応変調部にて伝搬損失または受信品質に基づいて選択された変調方式で信号を変調し、信号を変調した変調方式と相性の良い無線方式をスイッチにて選択し、選択された無線方式がシングルキャリア方式である場合、シングルキャリア生成部にてシングルキャリア信号を生成し、また、選択された無線方式がマルチキャリア方式である場合、マルチキャリア生成部にてマルチキャリア信号を生成し、生成されたシングルキャリア信号あるいはマルチキャリア信号を直交変調部にてキャリア帯域信号に変換し、変換された信号を送信増幅器によって増幅する構成としたため、端末の高い送信電力効率と高速データ伝送とを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】シングルキャリア方式を用いた従来の適応変調装置の一構成例を示す図である。
【図２】マルチキャリア方式を用いた従来の適応変調装置の一構成例を示す図である。
【図３】図２に示したマルチキャリア生成部として用いられるＯＦＤＭ送信装置の一構成例を示す図である。
【図４】本発明の適応無線／変調装置の実施の一形態を示す図である。
【図５】本発明の適応無線／変調装置の他の実施の形態を示す図である。
【図６ａ】周波数領域の信号処理により変調シンボルを「１」としたときの孤立インパルス信号を生成する構成を示す図である。
【図６ｂ】図６ａに示したＰ／Ｓ変換部から出力されたインパルス応答を示す図である。
【図７ａ】周波数領域の信号処理によりシングルキャリア信号を生成する構成を示す図である。
【図７ｂ】図７ａに示したＰ／Ｓ変換部から出力されたシングルキャリア信号を示す図である。
【図８】本形態にて生成された送信信号を示す図である。
【図９】所定の周波数帯域で複数のユーザが周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を行う場合のスペクトルを示す図である。
【図１０】本発明の受信装置の実施の一形態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。【００３７】
図４は、本発明の適応無線／変調装置の実施の一形態を示す図である。【００３８】
本形態は図４に示すように、適応変調部１と、スイッチ２と、シングルキャリア生成部３と、マルチキャリア生成部４と、直交変調部５と、送信増幅器６とから構成されている。【００３９】
適応変調部１は、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質情報に基づいて決定された変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、選択された変調方式で信号を変調する。スイッチ２は、適応変調部１にて変調された信号を入力とし、変調モードに基づいてシングルキャリア方式とマルチキャリア方式とのいずれか一方の無線方式を選択する。シングルキャリア生成部３は、スイッチ２によってシングルキャリア方式が選択された場合、変調された信号を送信フィルタに通し、シンボル波形整形することにより、シングルキャリア信号を生成する。マルチキャリア生成部４は、スイッチ２によってマルチキャリア方式が選択された場合、変調された信号を複数の送信系列に分割し、それぞれを狭帯域の送信フィルタに通すことにより、周波数分割されたマルチキャリア信号を生成する。直交変調部５は、ベースバンド帯域のシングルキャリア信号あるいはマルチキャリア信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する。送信増幅器６は、変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、設定されたバックオフに基づいてキャリア帯域信号を増幅し、送信アンテナへ出力する。また、マルチキャリア生成部４には、マルチキャリア信号を最小のサブキャリア周波数間隔で効率的に配置できるＯＦＤＭ方式を用いることができる。ここで、図４に示した形態には必要最小の構成要素しか記載しておらず、複数段にわたる周波数変換、各所の増幅器やフィルタなどは省略している。ここで受信品質情報は、無線区間において伝送されてきた信号が受信されたときに測定される伝搬損失や受信品質の値が含まれた情報である。また、変調モードは、変調方式として変調多値数の少ない変調方式と変調多値数の多い変調方式とのどちらを選択するかを切り替えるモードである。【００４０】
本形態では、変調方式と無線方式との組み合わせは任意であるが、端末の高い送信電力効率と高速データ伝送とを同時に実現するためには、変調多値数の少ない変調方式（例えば、ＰＳＫ）と組み合わせる無線方式としてシングルキャリア方式を選択し、また、変調多値数の多い変調方式（例えば、ＱＡＭ）と組み合わせる無線方式としてマルチキャリア方式を選択して信号を送信する方法が良い。【００４１】
以上説明したように本形態においては、受信品質情報に基づいて信号を変調して送信するための変調モードが決定され、決定された変調モードに基づいて選択された変調多値数の少ない変調方式で変調された場合はシングルキャリア方式の無線方式で信号が送信され、また、変調多値数の多い変調方式で変調された場合はマルチキャリア方式の無線方式で信号が送信される。例えば、伝搬損失が大きな場合、または受信品質が悪い場合、変調多値数の少ない変調方式が選択されるとともに、無線方式としてシングルキャリア方式が選択される。また、伝搬損失が小さな場合、または受信品質が良い場合は、変調多値数の多い変調方式が選択されるとともに、無線方式としてマルチキャリア方式が選択される。こうして、適応的に変調方式と無線方式とを組み合わせることにより、端末の高い送信電力効率と高速データ伝送とを同時に実現できる。【００４２】
本形態においては、シングルキャリア生成部３とマルチキャリア生成部４の処理はそれぞれが独立している。それに対して、シングルキャリア生成部３の処理を周波数領域の信号処理により行うこともできる。【００４３】
図５は、本発明の適応無線／変調装置の他の実施の形態を示す図である。【００４４】
本形態は図５に示すように、適応変調部１と、スイッチ２と、Ｓ／Ｐ変換部１１，１５と、ＤＦＴ部１６と、ＩＤＦＴ部１２と、Ｐ／Ｓ変換部１３と、ＧＩ付加部１４と、直交変調部５と、送信増幅器６とから構成されている。【００４５】
適応変調部１は、無線区間において伝送されてきた信号が受信されるときの受信品質に基づいて決定された変調モードに基づいて所定の周期で変調方式を選択し、選択された変調方式で信号を変調する。スイッチ２は、適応変調部１にて変調された信号を入力とし、変調モードに基づいてシングルキャリア方式とＯＦＤＭ方式とのいずれか一方の無線方式を選択する。Ｓ／Ｐ変換部１５、ＤＦＴ部１６、ＩＤＦＴ部１２、Ｐ／Ｓ変換部１３及びＧＩ付加部１４を通過するルートは、スイッチ２でシングルキャリア方式が選択された場合、変調された信号を入力し、周波数領域の信号処理によりシングルキャリア信号を生成するルートであり、各構成要素の動作については、後述する。周波数領域の信号処理によりシングルキャリア信号を生成する方法は、例えば、非特許文献「S. Hijazi, B. Natarajan, M. Michelini, Z. Wu, and C. R. Nassar, “Flexible Spectrum Use and Better Coexistence at the Physical Layer of Future Wireless Systems via a Multicarrier Platform,” IEEE Wireless Communications, pp. 64-71, April 2004.」に述べられている。【００４６】
図６ａは、周波数領域の信号処理により変調シンボルを「１」としたときの孤立インパルス信号を生成する構成を示す図であり、図６ｂは、図６ａに示したＰ／Ｓ変換部１３から出力されたインパルス応答を示す図である。【００４７】
本構成は図６ａに示すように、ＩＤＦＴ部１２と、Ｐ／Ｓ変換部１３とから構成されている。【００４８】
変調シンボル「１」がシンボル周波数帯域に相当するサブキャリアにコピーされ、また、高周波部分には「０」が挿入されて生成された全サブキャリア信号がＩＤＦＴ部１２に入力されると、ＩＤＦＴ部１２は、全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換する。Ｐ／Ｓ変換部１３は、時間領域に変換された信号をＰ／Ｓ変換し、図６ｂに示す変調シンボル「１」のインパルス応答を出力する。【００４９】
この変調シンボルの孤立インパルス信号を変調シンボル周期【００５０】
【数１】
2007029406.tif 000002
の整数倍だけ時間をずらして複数シンボル多重することにより、シングルキャリア信号を生成できる。【００５１】
図７ａは周波数領域の信号処理によりシングルキャリア信号を生成する構成を示す図であり、図７ｂは、図７ａに示したＰ／Ｓ変換部１３から出力されたシングルキャリア信号を示す図である。【００５２】
本構成は図７ａに示すように、Ｓ／Ｐ変換部１５と、ＤＦＴ部１６と、ＩＤＦＴ部１２と、Ｐ／Ｓ変換部１３と、ＧＩ付加部１４とから構成されている。【００５３】
Ｓ／Ｐ変換部１５は、【００５４】
【数２】
2007029406.tif 000003
番目の変調シンボルを【００５５】
【数３】
2007029406.tif 000004
とすると、変調シンボル【００５６】
【数４】
2007029406.tif 000005
をＳ／Ｐ変換する。ＤＦＴ部１６は、各変調シンボルをシンボル周波数帯域に相当するサブキャリアにコピーするとともに、変調シンボル毎に時間領域の時間ずれに相当する位相シフトを周波数領域で与える。ＩＤＦＴ部１２は、全サブキャリア信号を時間領域の信号に変換する。Ｐ／Ｓ変換部１３は、時間領域に変換した信号をＰ／Ｓ変換し、図７ｂに示すように変調シンボル【００５７】
【数５】
2007029406.tif 000006
を【００５８】
【数６】
2007029406.tif 000007
間隔で並べたシングルキャリア信号を出力する。周波数領域のシングルキャリア信号の生成処理は、シングルキャリア信号を【００５９】
【数７】
2007029406.tif 000008
とすると次式で表される。 【００６０】
【数８】
2007029406.tif 000009
ここで【００６１】
【数９】
2007029406.tif 000010
はサブキャリア間隔を示す。また、図７ａに示した構成においては、シンボル周波数帯域外に「０」を挿入している。これは、送信フィルタとして理想低域フィルタ（矩形周波数特性）を通していることに相当し、時間領域のインパルス応答はｓｉｎｃ関数となる。本発明では、周波数領域で任意の周波数特性（例えば、レイズドコサインロールオフ特性）の送信フィルタを通すことができる。また、時間領域で送信フィルタを通すこともできる。ＧＩ付加部１４は、従来のＯＦＤＭ方式の場合と同様に、受信時にＤＦＴ処理と周波数領域イコライザを用いる場合に、前ブロックとのマルチパス干渉を回避するためにＧＩを付加する。【００６２】
図５に示したＳ／Ｐ変換部１１、ＩＤＦＴ部１２、Ｐ／Ｓ変換部１３及びＧＩ付加部１４を通過するルートは、スイッチ２によってＯＦＤＭ方式が選択された場合、変調された信号を入力し、ＯＦＤＭ信号を生成するルートである。また、図５に示したＳ／Ｐ変換部１１、ＩＤＦＴ部１２、Ｐ／Ｓ変換部１３及びＧＩ付加部１４の動作は、図３に示したＳ／Ｐ変換部１５、ＩＤＦＴ部１２、Ｐ／Ｓ変換部１３及びＧＩ付加部１４の動作とそれぞれ同じである。【００６３】
直交変調部５は、ベースバンド帯域のシングルキャリア信号あるいはＯＦＤＭ信号をキャリア帯域信号に直交周波数変換する。送信増幅器６は、変調モードに基づいて選択された無線／変調方式に適したバックオフを設定し、設定されたバックオフに基づいてキャリア帯域信号を増幅し、送信アンテナへ出力する。【００６４】
図８は、本形態にて生成された送信信号を示す図である。【００６５】
図８においては、適応変調をパケット単位で行う場合、ＱＡＭ方式とＯＦＤＭ方式、または、ＰＳＫ方式とシングルキャリア方式といった変調方式と無線方式との最適な組み合わせをパケット毎に選択している様子を表している。【００６６】
図９は、所定の周波数帯域で複数のユーザが周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を行う場合のスペクトルを示す図である。【００６７】
図９に示すように、各ユーザについて独立に適応無線／変調が行われ、シングルキャリア信号あるいはＯＦＤＭ信号が任意に選択される。このとき、周波数領域の信号処理で生成されたシングルキャリア信号は複素重み付けした特殊なＯＦＤＭ信号とみなせる。それにより、各ユーザについてＧＩ長以内に同期がとれていれば、シングルキャリア信号とＯＦＤＭ信号とのサイドローブ成分は互いに直交するため、各ユーザの占有周波数帯域（サブチャネル）のガードバンドを小さく抑えることができる。【００６８】
以上説明したように本形態においては、受信品質情報に基づいて信号を変調して送信するための変調モードが決定され、決定された変調モードに基づいて選択された変調多値数の少ない変調方式で変調された場合はシングルキャリア方式の無線方式で信号が送信され、また、変調多値数の多い変調方式で変調された場合はＯＦＤＭ方式の無線方式で信号が送信される。例えば、伝搬損失が大きな場合、または受信品質が悪い場合、変調多値数の少ない変調方式が選択されるとともに、無線方式としてシングルキャリア方式が選択される。また、伝搬損失が小さな場合、または受信品質が良い場合は、変調多値数の多い変調方式が選択されるとともに、無線方式としてＯＦＤＭ方式が選択される。こうして、適応的に変調方式と無線方式とを組み合わせることにより、端末の高い送信電力効率と高速データ伝送とを同時に実現できる。また、シングルキャリア信号が周波数領域の信号処理によって生成されることにより、ＯＦＤＭ方式を用いたマルチキャリア信号を生成する構成要素とＩＤＦＴ部１２との処理を共通化し、装置規模を小さく抑えることができる。【００６９】
図１０は、本発明の受信装置の実施の一形態を示す図である。【００７０】
本形態は図１０に示すように、ＧＩ除去部２１と、Ｓ／Ｐ変換部２２と、ＤＦＴ部２３と、受信フィルタ２４と、ＦＤＥ部２５と、ＩＤＦＴ部２６と、第１のＰ／Ｓ変換部であるＰ／Ｓ変換部２７と、第２のＰ／Ｓ変換部であるＰ／Ｓ変換部２８と、受信側スイッチであるスイッチ２９と、ビット復調部３０とから構成されている。本形態は、図５に示した適応無線／変調装置から送信された信号が受信される受信装置を示している。【００７１】
図１０に示したＧＩ除去部２１、Ｓ／Ｐ変換部２２、ＤＦＴ部２３、受信フィルタ２４、ＦＤＥ部２５、ＩＤＦＴ部２６及びＰ／Ｓ変換部２７を通過するルートは、周波数領域の信号処理によりシングルキャリア信号を復調させるルートである。【００７２】
ＧＩ除去部２１は、シングルキャリア受信信号を入力とし、ＧＩに相当する部分を受信信号から除去する。Ｓ／Ｐ変換部２２は、ＧＩが除去された受信信号をＳ／Ｐ変換する。ＤＦＴ部２３は、Ｓ／Ｐ変換された受信信号を周波数領域に変換する。受信フィルタ２４は、周波数領域の信号処理によりシングルキャリア信号の帯域制限を行う。図１０に示した形態ではシンボル周波数帯域外を「０」とおくことにより理想低域フィルタ（矩形周波数特性）を通していることに相当する。本発明では周波数領域で任意の周波数特性（例えばレイズドコサインロールオフ特性）の受信フィルタを通すことができる。また、時間領域で受信フィルタを通すこともできる。ＦＤＥ部２５は、周波数変換されたシングルキャリア受信信号を入力とし、周波数領域で受信信号の等化を行う周波数領域イコライザ（ＦＤＥ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）である。等化アルゴリズムには、最小平均自乗誤差法（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）や、Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ法などが用いられる。例えば、ＭＭＳＥを用いると、周波数領域のサブキャリアｍにおける等化ウエイト【００７３】
【数１０】
2007029406.tif 000011
は次式で計算される。 【００７４】
【数１１】
2007029406.tif 000012
ここで、添字＊は複素共役、【００７５】
【数１２】
2007029406.tif 000013
は雑音電力、【００７６】
【数１３】
2007029406.tif 000014
はサブキャリアｍのチャネル推定値である。チャネル推定値【００７７】
【数１４】
2007029406.tif 000015
の推定法には種々あるが、本発明にはいかなるチャネル推定法も適用できる。ＩＤＦＴ部２６は、ＦＤＥ部２５の出力である周波数領域の等化信号を入力とし、時間領域の信号に変換する。Ｐ／Ｓ変換部２７は、時間領域に変換された信号をＰ／Ｓ変換し、復調信号として出力する。【００７８】
図１０に示したＧＩ除去部２１、Ｓ／Ｐ変換部２２、ＤＦＴ部２３、受信フィルタ２４、ＦＤＥ部２５及びＰ／Ｓ変換部２８を通過するルートは、ＯＦＤＭ信号を復調させるルートである。ＧＩ除去部２１は、ＯＦＤＭ受信信号を入力とし、ＧＩに相当する部分を受信信号から除去する。Ｓ／Ｐ変換部２２は、ＧＩが除去された受信信号をＳ／Ｐ変換する。ＤＦＴ部２３は、Ｓ／Ｐ変換された受信信号を周波数領域に変換する。受信フィルタ２４は、ＯＦＤＭ信号には帯域制限は必要ないため、全サブキャリア信号を通過させる。ＦＤＥ２５は、ＯＦＤＭ受信信号の等化（チャネル補正）を行う。ＯＦＤＭ信号は周波数領域で各サブキャリアが個別の情報を有しているため、シングルキャリア信号のようにＭＭＳＥ等化を行う必要がない。例えば、チャネル補正に加えてレベル正規化を行うため、Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ法を用いると、周波数領域のサブキャリアｍにおける等化ウエイト【００７９】
【数１５】
2007029406.tif 000016
は次式で計算される。 【００８０】
【数１６】
2007029406.tif 000017
ここで、添字＊は複素共役、【００８１】
【数１７】
2007029406.tif 000018
はサブキャリアｍのチャネル推定値である。チャネル推定値【００８２】
【数１８】
2007029406.tif 000019
の推定法には種々あるが、本発明にはいかなるチャネル推定法も適用できる。Ｐ／Ｓ変換部２８は、等化されたＯＦＤＭのサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換し、復調信号として出力する。スイッチ２９は、変調モードに基づいてシングルキャリア信号とＯＦＤＭ信号とのいずれか一方の復調信号を選択する。ビット復調部３０は、変調モードに基づいて復調信号の送信ビット情報を復調する。【００８３】
以上説明したように本形態の受信装置においては、シングルキャリア信号の受信処理を周波数領域の信号処理によって行うことにより、ＯＦＤＭ方式を用いたマルチキャリア信号を受信する構成要素とＤＦＴ部２３との処理を共通化し、装置規模を小さく抑えることができる。
【図１】
2007029406.tif 000020
【図２】
2007029406.tif 000021
【図３】
2007029406.tif 000022
【図４】
2007029406.tif 000023
【図５】
2007029406.tif 000024
【図６ａ】
2007029406.tif 000025
【図６ｂ】
2007029406.tif 000026
【図７ａ】
2007029406.tif 000027
【図７ｂ】
2007029406.tif 000028
【図８】
2007029406.tif 000029
【図９】
2007029406.tif 000030
【図１０】
2007029406.tif 000031
【国際調査報告】
2007029406.tif 000032
2007029406.tif 000033
2007029406.tif 000034
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