(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ伝送システムにおいて、きめ細かい伝送速度の変更が可能な適応変調の方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様としてのＯＦＤＭ送信装置は、データ系列をサブキャリア変調するサブキャリア変調部と、サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成するＩＦＦＴ部と、生成された前記有効シンボルの一部の区間をショートシンボルとして出力するシンボル長短縮部と、出力された前記ショートシンボルを送信する送信部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ系列をサブキャリア変調するサブキャリア変調部と、
サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成するＩＦＦＴ部と、
生成された前記有効シンボルの一部の区間をショートシンボルとして出力するシンボル長短縮部と、
出力された前記ショートシンボルを送信する送信部と、
を備えたＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
前記シンボル長短縮部は、前記有効シンボルにおいて、少なくともデータサブキャリア数分に相当する区間を前記ショートシンボルとして出力することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
相手装置からショートシンボル長に関する情報を含む信号を受信する受信部をさらに備え、
前記シンボル長短縮部は、前記ショートシンボル長に関する情報にしたがって前記ショートシンボルの長さを決定することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項４】
相手装置からの信号を受信する受信部と、
受信信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、をさらに備え、
前記シンボル長短縮部は、測定された前記受信電力に基づいて前記ショートシンボルの長さを決定することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項５】
相手装置からの信号を受信する受信部と、
遅延波の遅延時間を推定する遅延時間推定部をさらに備え、
前記シンボル長短縮部は、前記有効シンボルにおいて、少なくとも、前記データサブキャリア数分に相当する区間と、推定した前記遅延時間に相当する区間とを合計した区間を前記ショートシンボルとして出力することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項６】
相手装置からの信号を受信する受信部と、
受信信号の品質を測定する信号品質測定部と、をさらに備え、
前記シンボル長短縮部は、測定された前記受信信号の品質に基づいて前記ショートシンボルの長さを決定することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項７】
生成された前記有効シンボルにガードインターバルを付加して前記送信部に出力するガードインターバル付加部をさらに備え、
前記ＩＦＦＴ部は、送信パケットの先頭側に配置される一定数の有効シンボルは前記ガードインターバル付加部に出力し、残りの有効シンボルは前記シンボル長短縮部に出力することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項８】
前記ＩＦＦＴ部は、前記残りの有効シンボルのうち所定間隔毎の有効シンボルを前記ガードインターバル付加部に出力することを特徴とする請求項７に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項９】
前記ガードインターバルが付加された有効シンボルは、ショートシンボルを送信する旨の通知を含むことを特徴とする請求項７または８に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１０】
前記ガードインターバルが付加された有効シンボルは、ショートシンボル長の情報をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１１】
前記ガードインターバルが付加された有効シンボルは、前記送信パケットにおける前記ショートシンボルの位置の情報をさらに含むことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１２】
ショートシンボルを受信可能か否かを示す情報を含む信号を相手装置から受信する受信部と、
生成された前記有効シンボルにガードインターバルを付加して前記送信部に出力するガードインターバル付加部と、をさらに備え、
前記ＩＦＦＴ部は、前記ショートシンボルを受信可能でない旨の情報を含む信号が受信された場合は、生成した前記有効シンボルを前記ガードインターバル付加部に出力し、前記ショートシンボルを受信可能である旨の情報を含む信号が受信された場合は、生成された前記有効シンボルを前記シンボル長短縮部に出力することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１３】
前記シンボル長短縮部と前記送信部との間にローパスフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１４】
生成された前記有効シンボルにガードインターバルを付加するガードインターバル付加部と、
前記ガードインターバル付加部と前記シンボル長短縮部とを用いて、ガードインターバルが付加された有効シンボルのみからなる第１サブフレームと、１以上の前記ショートシンボルを含み前記第１サブフレームと同一の長さをもつ第２サブフレームと、を含むフレームを生成するフレーム生成部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項１５】
データ系列をサブキャリア変調し、
サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成し、
生成された前記有効シンボルのうち少なくともデータサブキャリア数分に相当する区間を前記ショートシンボルとして出力し、
出力された前記ショートシンボルを送信する、
ＯＦＤＭ送信方法。
【請求項１６】
データ系列をサブキャリア変調し、
サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成し、
生成された前記有効シンボルのうち少なくともデータサブキャリア数分に相当する区間を前記ショートシンボルとして出力し、
出力された前記ショートシンボルを送信する、
ことをコンピュータに実行させるための通信プログラム。
【請求項１７】
信号を受信する受信部と、
ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力する線形変換部と、
出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得るサブキャリア復調部と、
を備えたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１８】
前記受信部からガードインターバル付き有効シンボルが入力され、入力された前記ガードインターバル付き有効シンボルからガードインターバルを除去して有効シンボルを出力するガードインターバル除去部と、
前記有効シンボルをＦＦＴしてサブキャリア信号を出力するＦＦＴ部と、
出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得るさらなるサブキャリア復調部と、
前記さらなるサブキャリア復調部から得られたデータ系列から前記ショートシンボル長の情報を検出するショートシンボル長検出部と、
相手装置からのパケットの先頭側に配置された一定数のガードインターバル付き有効シンボルの受信時は前記受信部を前記ガードインターバル除去部に接続し、前記一定数のガードインターバル付き有効シンボルの受信が終了したら前記ガードインターバル付き有効シンボルに続くショートシンボルの受信のために前記受信部の接続先を前記線形変換部に切り替えるスイッチと、
を備えた請求項１７に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１９】
前記さらなるサブキャリア復調部から得られたデータ系列から、前記相手装置からのパケットにおけるショートシンボルの位置情報を検出するショートシンボル位置検出部をさらに備え、
前記スイッチは、検出した前記ショートシンボルの位置情報にしたがって、前記受信部の接続先を切り替えることを特徴とする請求項１８に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２０】
前記線形変換部の前段にローパスフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項１７ないし１９のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２１】
前記受信部により受信された信号を第１および第２の経路に出力する、前記第２の経路へ出力された信号は前記線形変換部に入力される、信号分配部と、
前記第１の経路から信号が入力され、ガードインターバル付き有効シンボル長分の信号からガードインターバル長分の信号を除去して有効シンボル長分の信号を出力するガードインターバル除去部と、
前記有効シンボル長分の信号をＦＦＴしてサブキャリア信号を出力するＦＦＴ部と、
出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得るさらなるサブキャリア復調部と、
データ系列を処理するデータ系列処理部と、
前記サブキャリア復調部および前記さらなるサブキャリア復調部から得られたデータ系列をそれぞれ既知パターンと比較するパターン比較部と、
前記サブキャリア復調部および前記さらなるサブキャリア復調部のうち前記既知パターンと同一パターンをもつデータ系列を出力した方を、前記データ系列処理部に接続するさらなるスイッチと、
を備えた請求項１７に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２２】
前記線形変換部は、以下の線形行列
【数１】
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に基づき前記ショートシンボルを線形変換することを特徴とする請求項１７に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２３】
信号を受信し、
ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力し、
出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得る、
ＯＦＤＭ受信方法。
【請求項２４】
信号を受信し、
ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力し、
出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得る、
ことをコンピュータに実行させるための通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ送信装置および方法、ＯＦＤＭ受信装置および方法、並びに、通信プログラムに関し、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送システムにおける適応変調の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＯＦＤＭ送信装置では、サブキャリア変調を施されたデータ系列がＩＦＦＴされることで１つの有効シンボルが生成され、この有効シンボルの先頭に更に、遅延波の対策としてガードインターバルが付加される。一方、ＯＦＤＭ受信装置では、受信信号からガードインターバルが除去され、ＦＦＴされ、サブキャリア復調されることによりデータ系列が再生される。従来のＯＦＤＭシステムにおける適応変調は、サブキャリアにおける変調方式を変更する方法が一般的であるが、ガードインターバル長を変更する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】US2004/0264431
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の適応変調の方法では、伝送速度の変更の自由度が十分でないという問題がある。
【０００４】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、よりきめ細かい伝送速度の変更が可能なＯＦＤＭ送信装置および方法、ＯＦＤＭ受信装置および方法、並びに、通信プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様としてのＯＦＤＭ送信装置は、データ系列をサブキャリア変調するサブキャリア変調部と、サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成するＩＦＦＴ部と、生成された前記有効シンボルの一部の区間をショートシンボルとして出力するシンボル長短縮部と、出力された前記ショートシンボルを送信する送信部と、を備える。
【０００６】
本発明の一態様としてのＯＦＤＭ送信方法は、データ系列をサブキャリア変調し、サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成し、生成された前記有効シンボルのうち少なくともデータサブキャリア数分に相当する区間を前記ショートシンボルとして出力し、出力された前記ショートシンボルを送信する。
【０００７】
本発明の一態様としての通信プログラムは、データ系列をサブキャリア変調し、サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成し、生成された前記有効シンボルのうち少なくともデータサブキャリア数分に相当する区間を前記ショートシンボルとして出力し、出力された前記ショートシンボルを送信する、ことをコンピュータに実行させる。
【０００８】
本発明の一態様としてのＯＦＤＭ受信装置は、ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力する線形変換部と、出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得るサブキャリア復調部と、  を備える。
【０００９】
本発明の一態様としてのＯＦＤＭ受信方法は、信号を受信し、ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力し、出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得る。
【００１０】
本発明の一態様としての通信プログラムは、信号を受信し、ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力し、出力された前記サブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得る、ことをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、よりきめ細かい伝送速度の変更が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ適応変調方式について詳細に説明する。図中、同一の事項については同一の番号を付して重複する説明は省略する。
【００１３】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態のＯＦＤＭ送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１４】
このＯＦＤＭ送信装置は、データ系列１がサブキャリア変調部２においてサブキャリア変調され、サブキャリア変調信号がＩＦＦＴ部３でＩＦＦＴされ、図２に示す有効シンボル６が生成される。続いて、シンボル長短縮部４において、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル６のうち、先頭側の一部の区間が抽出される。（ただし、抽出する区間は先頭側に限定されるものではない。）本実施形態では、抽出した信号を、図２に示すようにショートシンボル７と呼ぶことにする。生成されたショートシンボル７はアンテナ（送信部）５を介して伝送される。このように、有効シンボルの一部の区間を伝送することで、送信側の処理を増加することなく伝送速度を向上することができる。これは、データサブキャリア数はＦＦＴポイント数より少なく、少なくともデータサブキャリア数分の信号を伝送すれば、受信側で線形変換により信号を再生可能であることを利用したものである。
【００１５】
図３は、無線端末（ＳＴＡ）１０と無線基地局（ＡＰ）１１間でＯＦＤＭ伝送する例を示す。ここで、ＡＰ１１からＳＴＡ１０へのＯＦＤＭ伝送（下り伝送）では、１シンボルをガードインターバル付き有効シンボル（ＧＩ付き有効シンボル）１３とする。ＧＩ付き有効シンボル１３の例を図２３に示す。一方、ＳＴＡ１０からＡＰ１１へのＯＦＤＭ伝送（上り伝送）では、１シンボルをショートシンボル１２としている。
【００１６】
このように、上下の伝送方式が異なる理由は以下の通りである。通常、ＳＴＡ１０はＡＰ１１より消費電力の削減が重要であるため、ＳＴＡ１０にショートシンボルを伝送させることで、ＳＴＡ１０は送信電力を削減することができる。一方、ＡＰ１１は常時電力が供給される環境で使用されることが多くＳＴＡ１０ほど消費電力の削減が重要とはならないため、ＧＩ付き有効シンボルを伝送させることでより確実な通信を行う。
【００１７】
図４は、ＳＴＡ１０からＡＰ１１へパケット伝送を行う際のフレーム構成の例を示す。パケット先頭の２シンボルはＧＩ付き有効シンボルであり、これより後のシンボルはショートシンボルである。このようなフレーム構成としている理由は、後述するように、パケット先頭では、同期処理および伝送モードの識別を行うため、確実に受信できるようにするためである。
【００１８】
図５は別のフレーム構成の例を示す。先頭の２つのＧＩ付き有効シンボル以外では、３つのショートシンボル毎にＧＩ付き有効シンボルが１シンボル挿入されている。このようなフレーム構成とすることで、同期追従性能を改善することができる。
【００１９】
図６は、図４のフレーム構成をもつパケット先頭の２シンボルに含まれる情報を詳細に示す。１シンボル目には、同期処理に用いられる既知の同期ワードが含まれる。２シンボル目には、このパケットにショートシンボルが含まれることを通知する情報１７と、ショートシンボル長についての情報１８とが含まれる。
【００２０】
このような情報を先頭シンボルに含ませることで、ショートシンボルに対応していない従来の受信装置でもパケット先頭については受信することができる。これにより受信側は先頭の２つのシンボルより後のショートシンボルを無視したり、ショートシンボルに対応していない旨を送信側に通知するといったりしたことが可能となる。また、送信側はショートシンボルを伝送するか否かをパケット単位で変更することができる。また、ショートシンボル長をパケット単位で変更することができる。
【００２１】
図７は、図５のフレーム構成をもつパケット先頭の２シンボルに含まれる情報を詳細に示す。１シンボル目は図６と同様に同期ワードが含まれ、２シンボル目には、パケットにショートシンボルが含まれることを通知する情報１７と、ショートシンボル長についての情報１８とに加え、ショートシンボルの位置に関する情報１９が含まれる。ショートシンボルの位置に関する情報を含ませることで、ショートシンボルの位置をパケット単位で変更することができる。
【００２２】
以上では、ＡＰとＳＴＡ間で通信を行う例を説明したが、図８では、ＳＴＡ間で通信を行う例を示している。ＳＴＡ２０はショートシンボルを受信可能であることをＧＩ付き有効シンボル２２によってＳＴＡ２１に通知する。この通知を受信したＳＴＡ２１は、ショートシンボル２３を用いてデータ伝送を行う。このような手順を踏むことで、ＳＴＡ２０がショートシンボルを受信処理できないにも拘わらず、ＳＴＡ２１がショートシンボルを送信し続けることを回避できる。
【００２３】
図８の例では、ショートシンボル長があらかじめ決められていることを前提としたが、別の例を図９に示す。ＳＴＡ３０はＧＩ付き有効シンボル３２によって受信可能なショートシンボル長をＳＴＡ３１に通知する。この通知を受けたＳＴＡ３１は、通知されたショートシンボル長以上の長さのショートシンボル３３を用いてデータ伝送を行う。このような手順を踏むことで、ＳＴＡ３０の受信能力に応じて送信するショートシンボル長を変更することができる。
【００２４】
図１０は、図６のフレーム構成をもつパケットを受信する受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。この受信装置の特徴の１つは、ショートシンボル長を検出するショートシンボル長検出部５７を備え、検出したショートシンボル長に対応する長さの受信信号を１シンボルとして受信処理を行うことである。
【００２５】
まず、パケット先頭の２シンボルの受信処理について説明する。パケット先頭の２シンボルの受信処理ではスイッチ５１はガードインターバル除去部５２に接続されスイッチ５５はサブキャリア復調部５４に接続される。アンテナ５０を介して受信した信号は、スイッチ５１を介してガードインターバル除去部５２に入力され、ガードインターバルが除去される。続いて、ガードインターバルが除去された受信信号がＦＦＴ部５３でフーリエ変換され、サブキャリア復調部５４で復調され、データ系列５６が再生される。再生されたデータ系列５６を用いて、同期処理を行うと共に、ショートシンボル長検出部５７においてショートシンボル長が検出される。
【００２６】
続いて、ショートシンボルの受信処理について説明する。ショートシンボルの受信処理ではスイッチ５１は線形変換部５８に接続されスイッチ５５はサブキャリア復調部５９に接続される。アンテナ５０を介して受信した信号は、スイッチ５１を介して線形変換部５８に入力される。線形変換部５８では、ショートシンボル長検出部５７によって検出されたショートシンボル長の受信信号毎に線形変換処理を行う。
【００２７】
以下に、線形変換処理の例を示す。
【００２８】
ＦＦＴポイント数をＮ、データサブキャリア数をＭ、ショートシンボル長（ポイント数）をＬとすると、送信されるショートシンボルｓ（ｎ）（ｎ＝０，１，．．．，Ｌ−１）は（式１）で与えられる。ただし、Ｎ＞Ｌ≧Ｍを満たすとする。また、Ｘ（ｋ）は例えばＩＱコンスタレーション上のマッピング点を示し、データが割り当てられないサブキャリア（ｋ＝Ｍ，Ｍ＋１，．．．，Ｎ−１）に関してはＸ（ｋ）＝０である。
【数１】
2007158805.tif 000003
【００２９】
上式を行列表現すると（式２）で与えられる。
【数２】
2007158805.tif 000004
【００３０】
この時、本実施形態の線形行列は（式３）で与えられる。
【数３】
2007158805.tif 000005
ここで、Hは複素共役転置、pnは想定する雑音電力、E{ }は期待値演算、Iは単位行列である。
【００３１】
特に、X(0),X(1),…,X(M-1)が互いに無相関で、かつ、平均電力をpsと想定した場合は、（式４）が与えられる。
【数４】
2007158805.tif 000006
【００３２】
更に、ps=1、pn=0と想定した場合は、（式５）が与えられる。
【数５】
2007158805.tif 000007
【００３３】
また、線形変換は、線形行列Ｂを用いて（式６）で与えられる。ただし、ｙ（ｎ）（ｎ＝０，１，．．．，Ｌ−１）は送信信号ｓ（ｎ）に対応する受信信号である。
【数６】
2007158805.tif 000008
【００３４】
一例として、ＦＦＴポイント数Ｎ＝４、データサブキャリア数Ｍ＝３、ショートシンボル長Ｌ＝３とした場合の線形変換は（式７）で与えられる。
【数７】
2007158805.tif 000009
【００３５】
線形変換部５８で算出された信号（Ｘ’（ｋ））はサブキャリア復調部５９に入力され、1シンボル分のサブキャリアのデータ系列５６が再生される。以上ではＮ＞Ｌ≧Mを前提としているが、Ｌ＜Ｍの場合は、例えば線形変換部５８とサブキャリア復調部５９との間に後処理部を追加してＸ’（ｋ）の一部を推定することが考えられる。
【００３６】
図１１は、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）環境において、サブキャリア変調方式をＱＰＳＫとし、上で説明した線形変換処理を行った場合のビット誤り率特性（ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）対ＢＥＲ（Bit Error Rate）特性）を示すグラフである。このグラフは本発明者らにより行ったシミュレーションの結果に基づき作成したものである。このグラフから、本提案方式の特性はＱＰＳＫと１６ＱＡＭとの中間の特性であることが確認できる。
【００３７】
図１２は、ＯＦＤＭ送信装置の他の構成例を示す図である。図１のＯＦＤＭ送信装置に対し、受信電力測定部４５が追加されている。受信電力測定部４５は、アンテナ５より受信された相手装置からの信号の受信電力を測定する。シンボル長短縮部４は、受信電力測定部４５により測定された受信電力に基づいてショートシンボル長を決定する。受信電力が小さい場合は伝送路の状況が悪いと判断してショートシンボル長を大きくし、反対に受信電力が大きい場合は伝送路の状況が良いと判断してショートシンボル長を小さくする。具体的な実装としては、例えば、閾値により区画された範囲のどれに測定された受信電力が属するかによってショートシンボル長を決定することが考えられる。
【００３８】
図１３は、ＯＦＤＭ送信装置のさらに他の構成例を示す図である。図１のＯＦＤＭ送信装置に対し、信号品質測定部４６、ＧＩ除去部４７、ＦＦＴ部４８、サブキャリア復調部４９が追加されている。アンテナ（受信部）５により受信された信号はＧＩ除去部４７によりガードインターバルが除去されＦＦＴ部４８により各サブキャリア信号が復元され、サブキャリア復調部４９によりデータ系列が得られる。信号品質測定部４６は、ＦＦＴ４８から出力される各サブキャリアの信号を元に受信信号の品質（例えばＥＶＭ）を測定する。または、信号品質測定部４６は、サブキャリア復調部４９から出力されるデータ系列を元に、受信信号の品質（例えばビットエラーレート）を測定する。シンボル長短縮部４は、信号品質測定部４６により測定された受信信号の品質に応じてショートシンボル長を決定する。受信信号の品質が低ければ伝送路の状況が悪いと判断してショートシンボル長を大きくし、反対に品質が高ければ伝送路の状況が良いと判断してショートシンボル長を小さくする。具体的な実装としては、図１２の場合と同様に、閾値により区画された範囲のどれに測定された受信信号の品質が属するかによってショートシンボル長を決定することが考えられる。
【００３９】
図２４は、本実施の形態に係わるＯＦＤＭ送信装置において実行するＯＦＤＭ送信方法を説明するフローチャートである。図２４の各ステップの処理を記述したプログラムをコンピュータに実行させてもよい。
【００４０】
まず、データ系列をサブキャリア変調する（Ｓ１１）。次いで、サブキャリア変調信号をＩＦＦＴして有効シンボルを生成する（Ｓ１２）。次いで、生成された有効シンボルのうち少なくともデータサブキャリア数分に相当する区間をショートシンボルとして出力し（Ｓ１３）、出力されたショートシンボルを受信装置に送信する（Ｓ１４）。
【００４１】
図２５は、本実施の形態に係わるＯＦＤＭ受信装置において実行するＯＦＤＭ受信方法を説明するフローチャートである。図２５の各ステップの処理を記述したプログラムをコンピュータに実行させてもよい。
【００４２】
送信装置からの信号を受信し（Ｓ２１）、ショートシンボル長分の受信信号としてのショートシンボルを線形変換してサブキャリア信号を出力する（Ｓ２２）。そして、出力されたサブキャリア信号をサブキャリア復調してデータ系列を得る（Ｓ２３）。
【００４３】
以上に示したように、本発明の第１の実施形態では、通常のＯＦＤＭシンボル（ＧＩ付き有効シンボル）に加えて、ショートシンボルも受信および送信することができる。ショートシンボル長を変更することで、よりきめ細かい伝送速度の変更が可能となる。
【００４４】
（第２の実施形態）  
図１４は、本発明の第２の実施形態に係わるＯＦＤＭ受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。第１の実施形態のＯＦＤＭ受信装置と相違する点は、ショートシンボル位置検出部６０を追加したことである。第１の実施形態のＯＦＤＭ受信装置では、ショートシンボルの位置があらかじめ決められていることを想定していたが、本実施形態では、ショートシンボルの位置をパケット単位で変更することができる。つまり、図１４の受信装置は、図７のフレーム構成をもつパケットを受信することを想定している。
【００４５】
ショートシンボル位置検出部６０は、パケット先頭から２番目のシンボルより再生したデータ系列に基づきショートシンボルの位置を検出する。検出したショートシンボル位置にしたがい、ＧＩ付き有効シンボルに対してはスイッチ５１をガードインターバル除去部５２に接続し、ショートシンボルに対してはスイッチ５１を線形変換部５８に接続する。
【００４６】
以上に示したように、本発明の第２の実施形態では、ショートシンボルの位置をパケット単位で変更することが可能になる。
【００４７】
（第３の実施形態）  
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る端末間通信の例を説明する図である。第１の実施形態と相違する点は、送信側が遅延波の遅延時間を考慮してショートシンボル長を決定することである。
【００４８】
ＳＴＡ４０は受信可能なショートシンボル長をＧＩ付き有効シンボルによりＳＴＡ４１に通知する。この通知を受信したＳＴＡ４１は、通知されたショートシンボル長以上の長さのショートシンボルを用いてデータ伝送を行う。ＳＴＡ４１は、遅延波の遅延時間を推定するチャネル推定部（遅延時間推定部）４４を備えており、ＳＴＡ４０から送信された信号の最大遅延時間を推定する。続いて、通知されたショートシンボル長に推定した最大遅延時間を加えた長さのショートシンボル４３を生成し送信する。
【００４９】
以上に示したように、本発明の第３の実施形態では、遅延波の遅延時間に応じて送信するショートシンボル長を変更し、遅延波によるシンボル間干渉の発生を回避することができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図１６は、本発明の第４の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。図１７は、本発明の第４の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。第１の実施形態と相違する点は、ＯＦＤＭ送信装置にローパスフィルタ８、ＯＦＤＭ受信装置にローバスフィルタ６１を追加している点である。
【００５１】
送信側でシンボル長短縮部４によりシンボル長を短くすると、送信スペクトルが変化し（広がり）、システムのスペクトルマスクを満足できなくなる可能性がある。そこで、スペクトルマスクを満足するように、ローパスフィルタ８で低周波成分を取り除いてスペクトルを整形する。受信側でも線形変換部５８の前段にローパスフィルタ６１を設けＳ／Ｎの改善を図る。ローバスフィルタ６１は、ショートシンボル長に対応する長さの受信信号を処理し、処理後の受信信号を線形変換部５８に出力する。
【００５２】
（第５の実施形態）
本実施形態では、セルラーシステムのダウンリンクにショートシンボルを適用する場合を説明する。
【００５３】
図１８はダウンリンクのフレーム構成を示す。本例では１フレームは４つのサブフレームからなる。図に示す４つのサブフレーム１１０、１１１、１１２、１１３のうち前半の２つのサブフレーム１１０，１１１はＧＩ付き有効シンボル１０３のみで構成され、後半の２つのサブフレーム１１２，１１３は、先頭の１シンボルを除き、ショートシンボル１０４で構成される。先頭の１シンボルはＧＩ付き有効シンボル１０３である。各サブフレームの先頭シンボルは同期用のパイロットサブキャリア１０１と、各端末（ユーザ）に対するチャネル割り当ておよびフレーム構成を通知する制御サブキャリア１０２とで構成される。サブフレーム１１０，１１１では端末Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにチャネルを割り当て、サブフレーム１１２、１１３では端末Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈにチャネルを割り当てている。端末からのチャネル割り当て要求は、図１９に示すアップリンクのフレーム構成におけるランダムアクセスチャネル１０５において行われる。図１８において、各サブフレーム長は一定である。このようにすることで、各サブフレームの先頭シンボルの間隔が一定となり、システム全体の構成が簡単になる。
【００５４】
ここで、全サブフレームで共通のパラメータを以下に示す。
サンプル周波数：30.72MHz
FFTサイズ：2048
占有サブキャリア数：1201
サブフレーム長：(1/30.72MHz)*(2048+512)*6=0.5ms
【００５５】
サブフレーム１１０，１１１のパラメータを以下に示す。
ガードインターバルサイズ：512
ガード付きシンボルサイズ：2560
サブフレーム毎のOFDMシンボル数：6
【００５６】
サブフレーム１１２，１１３のパラメータを以下に示す。「３９９」は各サブフレーム長が一定となるように調整した値である。
ショートシンボルサイズ：1201+399=1600
サブフレーム毎のOFDMシンボル数：GI付きシンボル1+ショートシンボル8
【００５７】
図２０は、本実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００５８】
ＩＦＦＴ部３とアンテナ５との間にフレーム生成部１５が配置され、フレーム生成部１５はシンボル長短縮部４とＧＩ付加部９とを備える。フレーム生成部１５には、サブフレーム内のシンボル構成（ＧＩ付き有効シンボルおよびショートシンボルの配置パターン）を示すサブフレーム情報が入力される。フレーム生成部１５は、入力されるサブフレーム情報にしたがって、ＩＦＦＴ３から入力される有効シンボルを処理する。すなわち、入力される有効シンボルが、ＧＩ付き有効シンボルとして送信すべきものであればＧＩ付加部９を用いてＧＩ付き有効シンボルを生成し、ショートシンボルとして送信されるべきものであればシンボル長短縮部４を用いてショートシンボルを生成する。
【００５９】
以上のように、サブフレーム長が一定となるようにサブフレーム内にショートシンボルを配置することにより、セルラーシステムのダウンリンクに対しても本発明を容易に適用できる。
【００６０】
（第６の実施形態）  
図２１は、本発明の第６の実施形態に係るフレーム構成を示す図である。図２２は、本発明の第６の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００６１】
図２１から理解されるように、第１の実施形態と異なり、フレームの先頭シンボルからショートシンボルになっている。一方、図２２に示すＯＦＤＭ受信装置は、ＧＩ付き有効シンボルとショートシンボルとの両方の受信処理を行い、ショートシンボル検出部（パターン比較部）１２７で受信信号がＧＩ付き有効シンボルであるのか、ショートシンボルであるのかを識別し、識別した結果に応じてスイッチ１２５を切り替える。より詳細には、以下の通りである。
【００６２】
アンテナ５０から受信された信号は信号分配部１２９により第１の経路１３０および第２の経路１３１にそれぞれ出力される。第１の経路１３０はＧＩ除去部３２に、第２の経路１３１はローバスフィルタ６１に接続される。サブキャリア復調部５４およびサブキャリア復調部５９からそれぞれデータ系列が出力され、これらのデータ系列がショートシンボル検出部１２７に入力される。ショートシンボル検出部１２７は、これらのデータ系列のそれぞれと、既知の同期ワードと比較する。ショートシンボル検出部１２７は、同期ワードに一致したデータ系列を出力した方のサブキャリア変調部と、後段のデータ系列処理部１２８とが接続されるようにスイッチ１２５を制御する。ここではパケット先頭の1シンボルが同期ワードの場合を説明したが、複数のシンボルを同期ワードとすることで上記処理の判定精度を改善することもできる。
【００６３】
以上に示したように、本発明の第６の実施形態では、フレームの先頭シンボルからショートシンボルとすることができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
以上の説明に加えて、本発明では、伝送速度を下げる場合に、サブキャリア変調における変調多値数を少なくするよりも、ショートシンボルをＧＩ付き有効シンボルとすることを優先させる方法が考えられる。例えば、サブキャリア変調方式６４ＱＡＭ＋ショートシンボルである場合に伝送速度を下げる場合は、サブキャリア変調方式１６ＱＡＭ＋ショートシンボルとするのではなく、サブキャリア変調方式６４ＱＡＭ＋ＧＩ付き有効シンボルとする。
【００６５】
また、第１〜第７の実施形態では無線通信を例として説明したが、本発明は有線通信の場合にも適用可能である。有線通信としては例えばＰＬＣ（Power Line Communication）通信、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）通信などがある。
【００６６】
また、第１〜第７の実施形態で示した各種装置によって実行される機能は通信プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置のブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信信号の概念図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基地局、端末間通信の例を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るフレーム構成を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るフレーム構成を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る先頭側のシンボルの内容を説明するための図。
【図７】本発明の第１および第２の実施形態に係る先頭側のシンボルの内容を説明するための図。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る端末間通信の例を示す図。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る端末間通信の例を示す図。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック図。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るビット誤り率を示すグラフ。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の他の構成例を示す図。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置のさらに他の構成例を示す図。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック図。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る端末間通信の例を示す図。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置のブロック図。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック図。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るダウンリンクのフレーム構成を示す図。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係るアップリンクのフレーム構成を示す図。
【図２０】本発明の第５の実施形態に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係るフレーム構成を示す図。
【図２２】本発明の第６の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置のブロック図。
【図２３】ＧＩ付き有効シンボルの概念図。
【図２４】本実施の形態に係わるＯＦＤＭ送信方法を説明するフローチャート。
【図２５】本実施の形態に係わるＯＦＤＭ受信方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００６８】
１、５６：データ系列
２：サブキャリア変調部
３：ＩＦＦＴ
４：シンボル長短縮部
５、５０：アンテナ（送信部、受信部）
６：有効シンボル
７、１２、２３、４３：、１０４ショートシンボル
８、６１：ローパスフィルタ
１０、２０、２１、３０、３１、４０、４１：ＳＴＡ
１１：ＡＰ
１３、２２、３２、４２：ＧＩ付き有効シンボル
１５：フレーム生成部
１９：ＧＩ付加部
４４：チャネル推定部（遅延時間推定部）
４５：受信電力測定部
４６：信号品質測定部
４７、５２：ＧＩ除去部
４８、５３：ＦＦＴ部
５１、５５：スイッチ
５７：ショートシンボル長検出部
５８：線形変換部
５９、６０：ショートシンボル位置検出部
４９、５４、５９：サブキャリア復調部
１０１：パイロットサブキャリア
１０２：制御サブキャリア
１０５：ランダムアクセスチャネル
１１０、１１１、１１２、１１３：サブフレーム
１２５：スイッチ
１２７：ショートシンボル検出部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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