(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいて様々な帯域で簡易且つ高品質に信号を伝送すること。【解決手段】送信装置は、送信するデータを個々のサブキャリアに対応付けられたデータ群に変換するマッピング手段と、データ群を時系列信号に変換する逆フーリエ変換手段と、時系列信号から無線送信用の送信シンボルを作成する手段とを有する。マッピング手段は、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに、送信するデータを対応付ける。受信装置のデマッピング手段は、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに対応付けられているデータを、復元用データとして出力する。【選択図】図６
2007336497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムに用意された複数の帯域幅の中から選択された帯域幅で直交周波数分割多重接続（OFDM）方式の通信を行うための送信装置であって、
送信するデータを個々のサブキャリアに対応付けられたデータ群に変換するマッピング手段と、
前記データ群を時系列信号に変換する逆フーリエ変換手段と、
前記時系列信号から無線送信用の送信シンボルを作成する手段と、
を有し、前記マッピング手段は、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに、前記送信するデータを対応付ける
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記所定の複数のサブキャリアのうち、何れか1つを中心周波数とする帯域で通信が行われる
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記所定の複数のサブキャリアは、３以上の奇数個用意されている
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
前記マッピング手段は帯域幅情報に従って対応付けを行い、前記帯域幅情報は、システムに用意されている可変帯域幅の各々とヌルサブキャリアの対応関係を示す
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項５】
システムに用意された複数の帯域幅の中から選択された帯域幅で直交周波数分割多重接続（OFDM）方式の通信を行うための送信方法であって、
送信するデータを個々のサブキャリアに対応付けられたデータ群に変換するマッピングステップと、
前記データ群を時系列信号に逆フーリエ変換するステップと、
前記時系列信号から無線送信用の送信シンボルを作成するステップと、
を有し、前記マッピングステップでは、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに、前記送信するデータが対応付けられる
ことを特徴とする送信方法。
【請求項６】
システムに用意された複数の帯域幅の中から選択された帯域幅で直交周波数分割多重接続（OFDM）方式の通信を行うための受信装置であって、
無線受信された時系列信号を周波数領域のデータ群に変換するフーリエ変換手段と、
前記データ群中のデータを復元用データとして個々のサブキャリアに対応付けるデマッピング手段と、
前記復元用データから送信データを復元する手段と、
を有し、前記デマッピング手段は、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに対応付けられているデータを、復元用データとして出力する
ことを特徴とする受信装置。
【請求項７】
前記所定の複数のサブキャリアのうち、何れか1つを中心周波数とする帯域で通信が行われる
ことを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項８】
前記所定の複数のサブキャリアは、３以上の奇数個用意されている
ことを特徴とする請求項６記載の送信装置。
【請求項９】
前記デマッピング手段は帯域幅情報に従って対応付けを行い、前記帯域幅情報は、システムに用意されている可変帯域幅の各々とヌルサブキャリアの対応関係を示す
ことを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項１０】
システムに用意された複数の帯域幅の中から選択された帯域幅で直交周波数分割多重接続（OFDM）方式の通信を行うための受信方法であって、
無線受信された時系列信号を周波数領域のデータ群に変換するフーリエ変換するステップと、
前記データ群中のデータを復元用データとして個々のサブキャリアに対応付けるデマッピングステップと、
前記復元用データから送信データを復元するステップと、
を有し、前記デマッピングステップでは、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに対応付けられているデータが、復元用データとして出力される
ことを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に移動通信の技術分野に関し、特に可変帯域で通信するための装置及び方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重(OFDM:  Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing)方式は、マルチパス伝送路に対する耐性が強いことや周波数利用効率が高いこと等の様々な利点を有する通信方式である。OFDM方式では互いに直交するように並べられた多数のサブキャリアにデータがマッピングされ、そのデータ群を逆フーリエ変換することで時系列信号が導出され、無線送信用の送信シンボルが作成される。受信側では、そのようなシンボルをフーリエ変換することで送信されたデータ群が導出され、各サブキャリアに関連付けられた個々のデータを復元することで送信データが再現される。
【０００３】
図１はOFDM方式で通信される信号を示す。システム周波数帯域には多数のサブキャリアが含まれる。伝送されるデータは各サブキャリアにマッピングされる。この場合において、中心周波数f0に対応するサブキャリアはデータのマッピングには使用されず、データのないサブキャリアである。中心周波数はキャリア周波数に対応するので、データをマッピングしようとしても、そこでは強い干渉成分が発生し、データを高品質に送受信できないからである。この中心周波数は、「DCサブキャリア」、「DCオフセット」等と言及されることもある。
【０００４】
一方、第３世代以降の移動通信システムではユーザ装置(UE:  user  equipment)はシステム帯域の全部又は一部を状況に応じて使用することが想定されている。
【０００５】
図２に示される例では、システム帯域幅全体で２０MHｚ用意され、ユーザ装置は１０MHｚ又は２０MHｚの帯域を用いて通信を行うことができる。用意される帯域は更に多くてもよい。例えば1.25MHzや2.5MHz等の帯域が更に用意されてもよい。広狭様々な帯域のうち、通信環境及び用途に応じて適切な帯域を選択可能にすることで、無線リソースの更なる高効率化等を図ることが期待できる。可変帯域で通信を行う通信システムについては、例えば非特許文献1に記載されている。なお、「可変帯域で通信を行う」といってもその帯域の周波数全てがユーザ装置で常に利用できるわけではないことに留意を要する。ユーザ装置に割り当てられた帯域（可変帯域の１つ）に含まれる多数のリソースブロックの１以上が実際の通信に使用される。１以上のリソースブロックのどれがそのユーザ装置に割り当てられるか又はどれも割り当てられないかは、その時点のチャネル状態等に応じて基地局でスケジューリングされる。
【非特許文献１】3GPP  TR25.814  Ｖ１．５．０（２００６年５月２６日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の発明者等は本発明の基礎研究において、OFDM方式で可変帯域の通信を実現しようとする着想を得た。仮にそれが実現できたならば、高いマルチパス干渉耐性や周波数利用効率等の優れた利点が、様々な帯域で通信を行う場合にも得られ、更なる伝送効率の向上を図ることが期待できるかもしれない。この場合においても、通信に使用する帯域の中心周波数は、データ伝送に使用しないように配慮する必要がある。
【０００７】
図３は図２と同様に可変帯域で通信が行われる様子を示す。図３ではサブキャリアと中心周波数の関係が、より明確化されている。図示の例では、ユーザＡ及びユーザＣはそれぞれ１０ＭＨｚ及び２０ＭＨｚの帯域で通信を行うが、中心周波数f0は何れも等しい位置にある。従って、既存のOFDM方式のシステムの場合と同様に、中心周波数f0以外のサブキャリアを用いてデータ伝送を良好に行うことができる。ユーザＢ，ＣはユーザＡと同様に１０ＭＨｚを利用するが、中心周波数の位置が異なる。説明の便宜上、ユーザＢの使用する１０ＭＨｚの帯域の中心周波数（DCサブキャリア）を「fB」とし、ユーザＣの使用する１０ＭＨｚの帯域の中心周波数を「fC」とする。上述したようにユーザＢとの通信では、周波数fBにデータをマッピングできない。同様にユーザＣとの通信では、周波数fCにデータをマッピングできない。しかしながら、ユーザＤとの通信では、周波数fBやfCはＤＣサブキャリアでないので、他のサブキャリアと同様にデータ伝送に使用できる。従って周波数fBやfCはユーザ装置の帯域幅に依存して、データをマッピングできたりできなかったりすることになる。個々のサブキャリアがデータのマッピングに使用できるか否かをその都度判断しながら周波数スケジューリングを行うことは基地局の制御の複雑化を招く等の観点から有利なことではない。
【０００８】
本発明の課題は、ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいて様々な帯域で簡易且つ高品質に信号を伝送することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、システムに用意された複数の帯域幅の中から選択された帯域幅でOFDM方式の通信を行うための送信装置及び受信装置が使用される。送信装置は、送信するデータを個々のサブキャリアに対応付けられたデータ群に変換するマッピング手段と、前記データ群を時系列信号に変換する逆フーリエ変換手段と、前記時系列信号から無線送信用の送信シンボルを作成する手段とを有する。前記マッピング手段は、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに、前記送信するデータを対応付ける。
【００１０】
受信装置は、無線受信された時系列信号を周波数領域のデータ群に変換するフーリエ変換手段と、前記データ群中のデータを復元用データとして個々のサブキャリアに対応付けるデマッピング手段と、前記復元用データから送信データを復元する手段とを有する。前記デマッピング手段は、周波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリアとは異なるサブキャリアに対応付けられているデータを、復元用データとして出力する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいて様々な帯域で簡易且つ高品質に信号を伝送することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一形態によれば、波数軸上で等間隔に位置する所定の複数のサブキャリア（ヌルサブキャリア）とは異なるサブキャリアに、送信データが対応付けられ、送信される。受信側では、ヌルサブキャリア以外のサブキャリアに対応付けられているデータが、復元用データとして処理される。ヌルサブキャリアはどのユーザ装置との通信にも使用されない。従って個々のサブキャリアがデータのマッピングに使用できるか否かをその都度判断する必要はなく、基地局の制御の簡易化を図りつつ、全てのユーザ装置のDCサブキャリアを避けながらデータ伝送の高品質化を図ることができる。
【００１３】
ユーザ装置は広狭様々な帯域でOFDM方式の通信が良好に行われるようにする観点からは、所定の複数のサブキャリアのうち、何れか1つを中心周波数とする帯域で通信が行われることが望ましい。具体的には所定の複数のサブキャリアは、３以上の奇数個システムに用意される。
【００１４】
システムに用意されている可変帯域幅の各々とヌルサブキャリアの対応関係を示す帯域幅情報に従って、マッピングが行われてもよい。帯域幅情報は記憶装置に予め格納済みの情報でもよい。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明に関する実施例が説明される。特にことわりのない限り説明に登場する数値は単なる一例であり、必要に応じて他の数値が使用されてもよい。
【００１６】
図４は本発明の一実施例で使用される送信装置の機能ブロック図を示す。送信装置は基地局に設けられてもよいし、ユーザ装置に設けられてもよい。本実施例では基地局及びユーザ装置双方に図４に示されるような送信装置が設けられている。図４にはシリアルパラレル変換部（S/P）４２、マッピング部４４、高速逆フーリエ変換部（IFFT）４６、ガードインターバル付加部（＋GI）４８及び無線部（RF）５０が描かれている。
【００１７】
シリアルパラレル変換部（S/P）４２は、一連の送信データ（系列）複数の並列的なデータ系列に変換する直並列変換部である。本実施例では、送信データのチャネル符号化やデータ変調等の処理は済んでいる。
【００１８】
マッピング部４４は直並列変換後の並列的なデータ群を帯域幅情報に従って個々のサブキャリアに対応付ける。例えば２０MHｚ、１０MHｚ、５MHｚ等のような個々の帯域幅には、所定の複数のサブキャリアが一義的に関連付けられている。この所定の複数のサブキャリアは、本願では「ヌルサブキャリア(null  sub−carrier)」と呼ばれ、如何なるデータもマッピングされない。自局の通信に使用される帯域幅が何であるか及びその帯域幅でのヌルサブキャリアが何であるかは、帯域幅情報により示される。
【００１９】
マッピング部４４は、並列的なデータ群をヌルサブキャリア以外のサブキャリアに対応付けて出力する。なお、実際のマッピングは、どのデータをどのリソースブロックにどのように多重するか等を示す情報にも従ことを要するが、説明の簡明化を図るためそのような多重化やスケジューリングに関する説明は省略される。
【００２０】
高速逆フーリエ変換部（IFFT）４６は、各サブキャリアに対応付けられたデータ群を高速フーリエ変換し、OFDM方式の変調を行う。
【００２１】
ガードインターバル付加部（＋GI）４８は変調後の時系列信号にガードインターバルを付加する。
【００２２】
無線部（RF）５０はガードインターバルの付された信号をアンテナから無線送信するための送信シンボルに変換する。無線部５０は帯域制限や周波数変換等の処理を行う。特に送信装置の使用する帯域の中心周波数に、搬送波が適宜合わせられる。具体的には送信装置が基地局に又はシステム帯域全域を利用するユーザ装置に設けられるならば、搬送波はシステム帯域の中心周波数f0に設定される。送信装置がシステム帯域の一部を利用するユーザ装置に設けられるならば、搬送波は何れかのヌルサブキャリア(fB，f0又はfC)に設定される。
【００２３】
図５は本発明の一実施例で使用される受信装置の機能ブロック図を示す。図５には無線部（RF）５２、ガードインターバル除去部５４（−GI）、高速フーリエ変換部（FFT）５６、デマッピング部５８及びパラレルシリアル変換部(P/S)６０が描かれている。
【００２４】
無線部（RF）５２は、アンテナから受信されたシンボルをベースバンドで処理するための信号に変換する。無線部５２は帯域制限や周波数変換等の処理を行う。特に受信装置の使用する帯域の中心周波数に、搬送波が適宜合わせられる。
【００２５】
ガードインターバル除去部５４（−GI）は受信された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。
【００２６】
高速フーリエ変換部（FFT）５６はガードインターバルの除去されたシンボル（有効シンボル）を高速フーリエ変換し、OFDM方式の復調を行う。これにより、各サブキャリアにマッピングされたデータ群が導出される。
【００２７】
デマッピング部５８は、導出されたデータ群のうち、ヌルサブキャリア以外のサブキャリアにマッピングされているデータを抽出し、出力する。ヌルサブキャリアがどこであるかは帯域幅情報に基づいて判定可能である。
【００２８】
パラレルシリアル変換部(P/S)６０はヌルサブキャリア以外のサブキャリアにマッピングされたデータ群（並列的なデータ群）を一連のデータ系列に変換する並直列変換部である。変換後のデータは送信データを復元するための更なる後段の処理に委ねられる。
【００２９】
図４，図５及び図６を参照しながら本発明の一実施例における動作が説明される。送信データは図４のS/P部４２に入力され、複数の並列的なデータ系列に変換され、マッピング部４４に入力される。マッピング部４４は、並列的なデータ群をヌルサブキャリア以外のサブキャリアに対応付けて出力する。ヌルサブキャリアには如何なるデータもマッピングされない。
【００３０】
図６に示されるように、ヌルサブキャリアは１つのシステム帯域幅に奇数個（図示の例では３つ）設定される。システム帯域の中でヌルサブキャリアは周波数軸上で等間隔に並ぶ。図示の例では６サブキャリア置きにヌルサブキャリアが設定されている。奇数個のヌルサブキャリアの内で中央のヌルサブキャリアが、ユーザ装置の無線通信時の搬送波に対応する。従って中央のヌルサブキャリアf0は従来のOFDM方式の帯域におけるDCサブキャリアに対応する。或る帯域とその帯域に設定されているヌルサブキャリアが何であるかを示す情報は、典型的には装置の記憶装置に固定的に用意され、帯域幅情報として必要に応じて取り出される。
【００３１】
設定されるヌルサブキャリア数及びヌルサブキャリアの間隔は、システムに用意される可変帯域の種類に応じて決定される。本実施例では、ヌルサブキャリア間隔は、どのユーザ装置も通信可能な帯域（ユーザ装置に最低限保証されている帯域幅であり、図示の例では１０MHｚである）の１／２に等しい。
【００３２】
図４のマッピング部４４はこのようなヌルサブキャリア以外のサブキャリアにデータをマッピングし、IFFT部４６に出力する。図４のマッピング部４４ではヌルサブキャリアに対応する位置に「０」が示されている。３つの「０」は図６のfB,f0,fCに対応する。ヌルサブキャリア以外のサブキャリアにマッピングされたデータ群は高速フーリエ変換され、変換後の信号にガードインターバルが付され、最終的に送信シンボルがアンテナから無線送信される。
【００３３】
この送信シンボルを受信した受信装置は、ガードインターバルを除去し、フーリエ変換を行う。変換後のデータ群のうち、ヌルサブキャリア以外のサブキャリアが図５のデマッピング部５８で抽出され、各サブキャリアにマッピングされたデータ群が抽出される。送信側と同様に、使用帯域とヌルサブキャリアの関係を示す情報は、帯域幅情報から得られる。個のデータ群はS/P部６０により一連の信号系列に変換され、以後送信データが復元される。
【００３４】
本実施例によれば、システムで設定されたヌルサブキャリアはどのユーザ装置との通信にも使用されない。従って個々のサブキャリアがデータのマッピングに使用できるか否かをその都度判断する必要はなく、基地局の制御の簡易化を図りつつ、DCサブキャリアを避けてデータ伝送の高品質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】OFDM方式で通信される信号を示す図である。
【図２】可変帯域で通信が行われる様子を示す図である。
【図３】可変帯域で通信が行われる様子を示す図である。
【図４】本発明の一実施例で使用される送信装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の一実施例で使用される受信装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の一実施例における動作説明図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
４２  シリアルパラレル変換部(S/P)
４４  マッピング部
４６  高速逆フーリエ変換部（IFFT）
４８  ガードインターバル付加部(GI)
５０，５２  無線部(RF)
５４  ガードインターバル除去部
５６  高速フーリエ変換部(FFT)
５８  デマッピング部
６０  パラレルシリアル変換部(P/S)
【図１】
2007336497.tif 000003
【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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