(57)【要約】【課題】受信信号に重畳しているインパルスノイズを高精度に検出するＯＦＤＭ受信装置を提供する。【解決手段】ＯＦＤＭ受信装置４は、直交する複数のサブキャリアを多重化して生成したＯＦＤＭ信号を無線送信する送信装置からの無線電波を受信し、受信信号を復調して送信データを復元する。ＨＰＦ部４０は、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアが割り当てられていないガードバンドの周波数成分を受信信号から抽出する。ピーク検出部４２は、各ＯＦＤＭシンボルにおいて、抽出された周波数成分の最大レベル位置を検出し、有効ピーク判定部４４は、ピーク検出部４２が検出したＯＦＤＭシンボルの最大レベルが所定値を超えている場合、該当するＯＦＤＭシンボルの受信信号にインパルスノイズが重畳していると判定する。ノイズ除去部４６は、有効ピーク判定部４４が出力するインパルスノイズの時間領域における位置に基づき、受信信号からインパルスノイズを除去する。【選択図】図１
2012175442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する複数のサブキャリアを多重化して生成したＯＦＤＭ信号を無線送信する送信装置からの無線電波を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
受信信号の周波数帯域において、前記ＯＦＤＭ信号の前記サブキャリアが割り当てられていないガードバンドの周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段が抽出した前記ガードバンドの前記周波数成分がインパルスノイズにより発生したノイズ成分であるか否かを判定する判定手段と、
前記ガードバンドの前記周波数成分が前記ノイズ成分であると前記判定手段が判定すると、前記受信信号における前記インパルスノイズの位置を検出する位置検出手段と、
を備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、前記ガードバンドの前記周波数成分をハイパスフィルタにより抽出することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、前記受信信号をフーリエ変換して生成したスペクトルにおいて、前記ＯＦＤＭ信号が割り当てられている前記サブキャリアのレベルを０に設定して前記ＯＦＤＭ信号のスペクトル成分を除去し、前記ＯＦＤＭ信号のスペクトル成分を除去した前記受信信号のスペクトルを逆フーリエ変換することにより、前記ガードバンドの前記周波数成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記受信信号をＡＤ変換するＡＤ変換手段を備え、
前記抽出手段、前記判定手段、および前記位置検出手段は、前記ＡＤ変換手段によりＡＤ変換された前記受信信号に対して処理を行い、
前記判定手段は、前記受信信号の各ＯＦＤＭシンボルにおいて、前記抽出手段が抽出した前記ガードバンドの前記周波数成分の最大レベルが所定値を超えていれば、該当する前記ＯＦＤＭシンボルに前記インパルスノイズが重畳していると判定し、
前記位置検出手段は、前記インパルスノイズが重畳していると前記判定手段が判定する前記ＯＦＤＭシンボルにおいて、前記ＡＤ変換手段が前記受信信号をＡＤ変換したときの前記インパルスノイズの最大レベル位置に対応するサンプル番号を前記インパルスノイズの位置として検出する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
前記インパルスノイズが重畳している前記ＯＦＤＭシンボルにおいて、一つの前記サンプル番号に該当する信号を１ポイントとし、前記インパルスノイズの最大レベル位置を中心に所定ポイント数の信号レベルを０に設定するノイズ除去手段と、
前記ノイズ除去手段により所定ポイント数の信号レベルを０に設定された前記受信信号を復調する復調手段と、
備えることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】
前記インパルスノイズが重畳している前記ＯＦＤＭシンボルにおいて、前記インパルスノイズの最大レベル位置を０位置とし、−Ｎ以上Ｎ以下（Ｎは正の整数）のサンプル番号の範囲において、−Ｎ位置およびＮ位置における値を１、前記０位置における値を０とする三角信号により前記受信信号を重みづけするノイズ除去手段と、
前記ノイズ除去手段により重み付けされた前記受信信号を復調する復調手段と、
備えることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項７】
前記インパルスノイズが重畳している前記ＯＦＤＭシンボルにおいて、前記インパルスノイズの最大レベル位置を０位置とし、−Ｎ以上Ｎ以下（Ｎは正の整数）のサンプル番号の範囲において、前記抽出手段が抽出した前記ノイズ成分のレベルの逆特性信号により前記受信信号を重みづけするノイズ除去手段と、
前記ノイズ除去手段により重み付けされた前記受信信号を復調する復調手段と、
備えることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ信号を無線送信する送信装置からの無線電波を受信するＯＦＤＭ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチキャリアによる通信方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式による無線通信が行われている。ＯＦＤＭでは、複数のサブキャリアが直交関係にあるので、複数のサブキャリアを多重化して通信してもサブキャリア同士が互いに干渉することを防止できる。これにより、ＯＦＤＭでは隣接するサブキャリア同士の周波数の間隔が狭くなるので、周波数の利用効率が高くなる。
【０００３】
また、ＯＦＤＭはマルチキャリアによる通信であるから、複数のサブキャリアを多重化した一つのＯＦＤＭシンボルのデータ量が多くなる。その結果、一つのＯＦＤＭシンボルの時間軸上の長さを長くして通信できるので、ＯＦＤＭによる無線通信はマルチパスによる干渉に強いという特徴がある。
【０００４】
ここで、ＯＦＤＭ方式による無線通信において受信信号にインパルスノイズが重畳すると、インパルスノイズの周波数帯域は広いので、ＯＦＤＭシンボルの周波数帯域全体、つまり各サブキャリアにインパルスノイズが干渉する。その結果、一つのＯＦＤＭシンボルが有する多くのデータ量が失われることになる。
【０００５】
そこで、受信信号のレベルを時間領域で閾値と比較することにより、受信信号に重畳しているインパルスノイズの時間領域における位置を検出し、インパルスノイズを除去することが考えられる。
【０００６】
しかし、ＯＦＤＭ方式による無線通信により受信した受信信号はＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）が大きいので、インパルスノイズが重畳していない信号と区別してインパルスノイズを検出するための適切な閾値を設定することは困難である。
【０００７】
この問題に対し特許文献１では、高レベル、低レベル、低レベルよりも低いバースト検出用の３段階の閾値を設定している。そして、バースト検出閾値と受信信号のレベルとを比較し、インパルスノイズが発生している可能性が高い場合には低レベル閾値を使用し、インパルスノイズが発生している可能性が低い場合には高レベル閾値を使用して、受信信号に重畳しているインパルスノイズを検出しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−４１６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のように３段階の閾値を設定しても、受信信号のレベルと同レベルか、それよりも低いレベルのインパルスノイズを検出することは困難である。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、受信信号に重畳しているインパルスノイズを高精度に検出するＯＦＤＭ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】
【００１０】
インパルスノイズの周波数帯域は広いので、請求項１から７に記載の発明のように、受信信号の周波数帯域において、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアが割り当てられていないガードバンドの周波数成分を抽出手段が抽出すると、インパルスノイズが発生している場合には、抽出手段が抽出したガードバンドの周波数成分にノイズ成分が含まれる。尚、ガードバンドは、ＯＦＤＭによる無線通信で使用される周波数帯域と、この周波数帯域に隣接している他の周波数帯域との混信を防ぐために設けられている。
【００１１】
したがって、例えば、抽出手段が抽出したガードバンドの周波数成分のレベルが所定値を超えているか否かを判定手段が判定することにより、ガードバンドの周波数成分がインパルスノイズにより発生したノイズ成分であるか否かを判定できる。位置検出手段は、受信信号からＯＦＤＭ信号の周波数成分を除いて抽出されたノイズ成分に基づいて、受信信号の時間領域におけるインパルスノイズの位置を高精度に検出できる。
【００１２】
このように、受信信号にインパルスノイズが重畳している場合にインパルスノイズの位置を検出することにより、受信信号を復調して送信データを高精度に復元するために、適切な処理を採用できる。
【００１３】
例えば、インパルスノイズが発生している位置の信号を除去するか、インパルスノイズの位置に基づいてインパルスノイズが周期的に発生していると判断すると、インパルスノイズを避けて通信する等の処理が考えられる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、抽出手段は、ガードバンドの周波数成分をハイパスフィルタにより抽出する。
この構成によれば、ハイパスフィルタを使った簡単な回路でガードバンドの周波数成分を抽出できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によると、抽出手段は、受信信号をフーリエ変換して生成したスペクトルにおいて、ＯＦＤＭ信号が割り当てられているサブキャリアのレベルを０に設定してＯＦＤＭ信号のスペクトル成分を除去し、ＯＦＤＭ信号のスペクトル成分を除去した受信信号のスペクトルを逆フーリエ変換することにより、ガードバンドの周波数成分を抽出する。
【００１６】
この構成によれば、受信信号をフーリエ変換して求めたスペクトルから、ＯＦＤＭ信号のスペクトル成分を除去するので、逆フーリエ変換によりガードバンドの周波数成分を確実に抽出できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によると、抽出手段、判定手段、および位置検出手段は、ＡＤ変換手段によりＡＤ変換された受信信号に対して処理を行い、判定手段は、受信信号の各ＯＦＤＭシンボルにおいて、抽出手段が抽出したガードバンドの周波数成分の最大レベルが所定値を超えていれば、該当するＯＦＤＭシンボルにインパルスノイズが発生していると判定し、位置検出手段は、インパルスノイズが発生していると判定手段が判定するＯＦＤＭシンボルにおいて、ＡＤ変換手段が受信信号をＡＤ変換したときのインパルスノイズの最大レベル位置に対応するサンプル番号をインパルスノイズの位置として検出する。
【００１８】
この構成によれば、受信信号をサンプリングしてＡＤ変換したときのサンプル番号により、インパルスノイズの位置を高精度に特定できる。
請求項５に記載の発明によると、ノイズ除去手段は、インパルスノイズが発生しているＯＦＤＭシンボルにおいて、一つのサンプル番号に該当する信号を１ポイントとし、インパルスノイズの最大レベル位置を中心に所定ポイント数の信号のレベルを０に設定し、復調手段は、ノイズ除去手段により所定ポイント数の信号レベルを０に設定された受信信号を復調する。
【００１９】
この構成によれば、インパルスノイズが発生しているＯＦＤＭシンボルにおいて、サンプル番号により特定したインパルスノイズの最大レベル位置を中心に所定ポイント数の信号レベルを０に設定することにより、受信信号からインパルスノイズを容易に除去できる。そして、インパルスノイズを除去した受信信号を復調し、送信された送信データを高精度に復元できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によると、ノイズ除去手段は、インパルスノイズが発生しているＯＦＤＭシンボルにおいて、インパルスノイズの最大レベル位置を０位置とし、−Ｎ以上Ｎ以下（Ｎは正の整数）のサンプル番号の範囲において、−Ｎ位置およびＮ位置における値を１、０位置における値を０とする三角マスク信号により受信信号を重みづけし、復調手段は、マスク手段により重み付けされた受信信号を復調する。
【００２１】
この構成によれば、インパルスノイズが発生しているＯＦＤＭシンボルにおいて、インパルスノイズの最大レベル位置を０位置として−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲において、全ての信号レベルを０に設定するのではなく、−Ｎ位置およびＮ位置における値を１、０位置における値を０とする三角信号により受信信号を重みづけしてインパルスノイズを除去するので、インパルスノイズを除去する範囲の境界において、信号レベルが急激に変化することを防止できる。これにより、インパルスノイズを除去することにより発生する高調波の発生を抑制できる。その結果、インパルスノイズを除去した受信信号を復調することにより、送信された送信データを高精度に復元できる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によると、ノイズ除去手段は、インパルスノイズが発生しているＯＦＤＭシンボルにおいて、インパルスノイズの最大レベル位置を０位置とし、−Ｎ以上Ｎ以下（Ｎは正の整数）のサンプル番号の範囲において、抽出手段が抽出したノイズ成分のレベルの逆特性により受信信号を重みづけし、復調手段は、マスク手段により重み付けされた受信信号を復調する。
【００２３】
この構成によれば、インパルスノイズの最大レベル位置を０位置として−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲において、全ての信号レベルを０に設定するのではなく、ノイズ成分のレベルの逆特性により受信信号を重みづけしてインパルスノイズを除去するので、インパルスノイズを除去する範囲の境界において、信号レベルが急激に変化することを防止する。さらに、インパルスノイズのレベル、つまり波形の変化に応じた逆特性で受信信号を滑らかに重みづけするので、重みづけにより発生する周波数成分を極力低減できる。その結果、インパルスノイズを除去した受信信号を復調することにより、送信された送信データを高精度に復元できる。
【００２４】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態によるＯＦＤＭ受信装置を示すブロック図。
【図２】（Ａ）はパケットデータを示す構造図、（Ｂ）はＯＦＤＭ信号を示すスペクトル、（Ｃ）はインパルスノイズが重畳した受信信号を示すスペクトル。
【図３】受信電力とパケットエラー率（ＰＥＲ）との関係を示す特性図。
【図４】（Ａ）は受信信号のＩＱ成分を示すタイムチャート、（Ｂ）はＨＰＦによるガードバンドのインパルスノイズの抽出を示すスペクトル。
【図５】（Ａ）はＨＰＦにより抽出されたＩＱ成分のインパルスノイズを示すタイムチャート、（Ｂ）は抽出されたインパルスノイズの移動平均を示すタイムチャート。
【図６】受信信号のＩＱ成分を示すタイムチャート。
【図７】（Ａ）はＨＰＦにより抽出されたＩＱ成分のインパルスノイズを示すタイムチャート、（Ｂ）は抽出されたインパルスノイズの移動平均を示すタイムチャート。
【図８】（Ａ）は受信信号のＩＱ成分を示すタイムチャート、（Ｂ）は受信信号からインパルスノイズを除去した状態を示すタイムチャート。
【図９】（Ａ）は三角信号を示すタイムチャート、（Ｂ）は三角信号により受信信号からインパルスノイズを除去した状態を示すタイムチャート。
【図１０】（Ａ）はインパルスノイズの逆特性信号を示すタイムチャート、（Ｂ）は逆特性信号により受信信号からインパルスノイズを除去した状態を示すタイムチャート。
【図１１】本発明の第２実施形態によるＯＦＤＭ受信装置を示すブロック図。
【図１２】（Ａ）はインパルスノイズが重畳した受信信号を示すスペクトル、（Ｂ）はガードバンドのインパルスノイズを抽出した状態を示すスペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるＯＦＤＭ受信装置４を図１に示す。ＯＦＤＭ受信装置４は、ＯＦＤＭ送信装置とともにＯＦＤＭ通信装置を構成していてもよく、例えば車車間通信、路車間通信に使用される。
【００２７】
ＯＦＤＭ受信装置４は、パケットデータとしてＯＦＤＭ信号を無線送信するＯＦＤＭ送信装置からの無線電波を受信し、受信信号をＯＦＤＭ復調して送信データを復元する。ＯＦＤＭ信号は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shit Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等により、所定ビット数毎に分割された送信データでサブキャリアが変調され、複数の直交関係にあるサブキャリアが多重化されて生成される。
【００２８】
ＯＦＤＭ受信装置４は、ＲＦ回路１０、直交検波部１２、ＡＤＣ部１４、ＡＦＣ部１６、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ部２０、チャネル推定部２２、チャネル等化部２４、位相トラッキング部２６、サブキャリア復調部２８、軟判定部３０、デインタリーブ部３２、ビタビ復号部３４、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４０、ピーク検出部４２、有効ピーク判定部４４、およびノイズ除去部４６等から構成されている。
【００２９】
ＲＦ（Radio Frequency）回路１０は、アンテナ２からの受信信号を信号処理に適した周波数帯の受信信号にダウンコンバートする。図示しない自動利得制御（ＡＧＣ：Auto Gain Control）部は、ＲＦ回路１０が出力する受信信号から図示しないフィルタにより不要な周波数成分を除去された受信信号を、増幅後の受信信号の平均電力が予め設定された目標値に一致するように利得を調整する。
【００３０】
直交検波部１２は、ＡＧＣ部で増幅された受信信号から、Ｉ成分およびＱ成分を表す二つの受信信号を生成する。
ＡＤＣ（AD Converter）部１４は、直交検波部１２が生成したＩ成分およびＱ成分からなる二つの受信信号をそれぞれサンプリングし、Ｉ成分およびＱ成分を表す二つのデジタルデータ列を生成する。
【００３１】
自動周波数制御（ＡＦＣ：Auto Frequency Control）部１６は、ＡＤＣ部１４から出力されるデジタルデータ列について、送信側および受信側の局部発振器等の誤差により生じる周波数誤差を補正する。
【００３２】
ＡＦＣ部１６により周波数誤差を補正されたＩ成分およびＱ成分を表す二つのデジタルデータ列からなる受信信号は、ＧＩ（ガードインターバル）除去部１８によりガードインターバルを除去される。ガードインターバルは、送信側において、ＯＦＤＭシンボル毎に、ＯＦＤＭシンボルの後方の一部を先頭部分にコピーしたものである。
【００３３】
ＧＩ除去部１８によりガードインターバルを除去された受信信号は、後述するＨＰＦ部４０、ピーク検出部４２、有効ピーク判定部４４、およびノイズ除去部４６の処理によりインパルスノイズを除去される。ＨＰＦ部４０、ピーク検出部４２、有効ピーク判定部４４、およびノイズ除去部４６で実行される処理については後述する。
【００３４】
ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２０は、ガードインターバルおよびインパルスノイズを除去された受信信号を高速フーリエ変換し、受信信号をＯＦＤＭ信号のサブキャリアを含む周波数領域の信号成分に変換する。
【００３５】
チャネル推定部２２は、通信経路で歪んだ位相および振幅をサブキャリア毎にチャネル推定値として出力し、チャネル等化部２４は、チャネル推定部２２から出力されるチャネル推定値に基づいてサブキャリア毎に歪んだ位相および振幅を補正するチャネル等化を実行する。
【００３６】
位相トラッキング部２６は、各サブキャリアについて位相回転量を算出し、位相回転量に基づいてサブキャリアを補正する。
サブキャリア復調部２８は、位相トラッキング部２６の出力について、送信側でＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等により所定ビット数で変調された各サブキャリアを復調して所定ビット数のデータ列を出力する。
【００３７】
軟判定部３０は、サブキャリア復調部２８でサブキャリア毎に出力されたデータ列に基づいて軟判定値を生成する。軟判定値は、サブキャリア復調部２８でサブキャリア毎に出力されるデータ列の確からしさ（尤度）を表わしている。
【００３８】
デインタリーブ部３２は軟判定値からなる符号列の順番を元の順番に並べ替え、ビタビ復号部３４はデインタリーブ部３２の出力に対して訂正復号を行って送信データを復号する。
【００３９】
（ＯＦＤＭ信号）
図２の（Ａ）に、ＯＦＤＭ受信装置４が受信するパケットデータを示す。各パケットデータは、プリアンブルに続き、パケットの変調方式やパケット長を示すシグナル（SIGNAL）フィールド、データ（DATA）フィールド１〜ｎから構成されている。シグナルフィールド、データフィールド１〜ｎは、それぞれ一つのＯＦＤＭシンボルで構成されているものとする。
【００４０】
図２の（Ｂ）に、ＯＦＤＭ信号２１０のスペクトルの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおける周波数配置を示す。図２の（Ｂ）は、受信信号にインパルスノイズが重畳していない状態を示している。横軸は周波数の代わりにサブキャリア番号を表わしている。１〜３２番のサブキャリアは正の周波数、−３１〜−１番のサブキャリアは負の周波数になっている。また、０番はヌルキャリアになっている。
【００４１】
ただし、実際にＯＦＤＭ信号のサブキャリアが割り当てられているのは−２６〜−１番、１〜２６番の合計５２ポイントであり、−３１〜−２７番、２７〜３２番は隣接する周波数帯域との干渉を避けるためのガードバンドになっている。符号２００が示す点線は、受信信号の周波数帯域を示している。
【００４２】
（インパルスノイズ）
図２の（Ｃ）は、受信信号にインパルスノイズ２２０が重畳している状態を示している。インパルスノイズの周波数帯域は広いので、受信信号の周波数帯域２００全体にインパルスノイズのノイズ成分が重畳している。
【００４３】
インパルスノイズは、例えば、車両に搭載されたエアコン等の駆動力となるブラシ付きモータにおいて、モータの回転によりブラシと整流子とが摺動すると周期的に発生する。また、点火プラグの火花放電によってもインパルスノイズは発生する。
【００４４】
このように、受信信号にインパルスノイズが重畳すると、インパルスノイズが重畳したＯＦＤＭシンボルを元の送信データに復元するときにエラーが発生する。
図３に、ＯＦＤＭによるパケット通信で、インパルスノイズの有無による、受信信号の受信電力と受信信号がパケットエラーとなる確率であるＰＥＲ（パケットエラーレート）との関係を測定した一例を示す。例えば、ＰＥＲが０．０１（１．Ｅ−０２）で観測すると、インパルスノイズが重畳している場合には、インパルスノイズが重畳していない場合に比べ、同じ値のＰＥＲを得るために大きな受信電力を必要とすることが分かる。
【００４５】
図３に示す測定をしたときの、受信電力が−７０ｄＢｍにおけるＡＤＣ部１４の出力を図４の（Ａ）に示し、受信電力が−５４ｄＢｍにおけるＡＤＣ部１４の出力を図６に示す。図４の（Ａ）、図６において、縦軸は、１パケットにおける受信信号の最大レベルを１、最小レベルを−１として正規化した受信信号のレベルを表わし、横軸はサンプル番号を表わしている。
【００４６】
図４の（Ａ）、図６に示すＩ成分、Ｑ成分の受信信号３００、３２０は、一つのパケット信号を表わしている。図４の（Ａ）、図６において、符号３０２、３２２はＡＧＣ用の信号を含むパケットのプリアンブルを示している。インパルスノイズ３０４、３２４は図示された位置に重畳している。
【００４７】
次に、ＨＰＦ部４０、ピーク検出部４２、有効ピーク判定部４４、ノイズ除去部４６の処理について説明する。
（ＨＰＦ部４０の処理）
前述したように、インパルスノイズの周波数帯域は広いので、インパルスノイズが発生すると、一つのＯＦＤＭシンボルを表わす受信信号のガードバンドにもインパルスノイズのノイズ成分が発生する。
【００４８】
ＨＰＦ部４０は、図４の（Ｂ）に示すように、ＨＰＦによりＯＦＤＭ信号の周波数成分を除去してガードバンドの周波数成分２３０を抽出することにより、図５の（Ａ）、図７の（Ａ）の抽出信号３４０、３６０に示すように、ガードバンドにおけるインパルスノイズのノイズ成分３４２、３６２を抽出する。
【００４９】
図５の（Ｂ）、図７の（Ｂ）は、Ｉ成分およびＱ成分の抽出信号３４０、３６０から振幅（絶対値）を求め、１０サンプル毎に移動平均を求めた移動平均信号３７０を示している。図５の（Ａ）、（Ｂ）、図７の（Ａ）、（Ｂ）のいずれにおいても、ＨＰＦ部４０がＨＰＦを用いてＯＦＤＭ信号を除去したことにより、インパルスノイズの位置が明確に現れている。
【００５０】
尚、図５の（Ａ）、図７の（Ａ）の抽出信号３４０、３６０において、プリアンブルにおけるＡＧＣ用の信号成分が抽出されているが、パケットにおけるプリアンブルの位置は分かっているので、後述する位置検出において、ＡＧＣ用信号の位置をインパルスノイズの位置として誤検出することはない。
【００５１】
（ピーク検出部４２、有効ピーク判定部４４の処理）
ピーク検出部４２は、各ＯＦＤＭシンボルにおいて、抽出信号３４０、３６０または移動平均信号３７０の最大レベルの位置を検出する。有効ピーク判定部４４は、ピーク検出部４２が検出した各ＯＦＤＭシンボルの最大レベルと予め設定した所定値（閾値）とを比較し、最大レベルが所定値を超えている場合、該当するＯＦＤＭシンボルの受信信号にインパルスノイズが重畳していると判定する。そして、有効ピーク判定部４４は、１パケット内において、インパルスノイズが重畳しているＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボルにおけるサンプル番号とで表わされるインパルスノイズの時間領域における最大レベル位置を、インパルスノイズの位置として出力する。
【００５２】
（ノイズ除去部４６の処理）
ノイズ除去部４６は、有効ピーク判定部４４が出力するインパルスノイズの時間領域における位置に基づき、受信信号からインパルスノイズを除去する。図８〜図１０は、Ｉ成分の受信信号３００、Ｑ成分の受信信号３２０からインパルスノイズ３０４、３２４を除去する除去処理を示す。図８〜図１０は、インパルスノイズの位置を中心として図４の（Ａ）および図６に示すサンプル間隔を延ばして受信信号を図示している。
【００５３】
ノイズ除去部４６は、次に説明する０クリップ処理、三角信号処理、逆特性信号処理のいずれかを実行し、受信信号からインパルスノイズを除去する。
（１）０クリップ処理
ノイズ除去部４６は、図８の（Ａ）に示す受信信号３００、３２０に対し、インパルスノイズ３０４、３２４の位置を中心として、図８の（Ｂ）に示すように、一つのサンプル番号に該当する信号を１ポイントして所定ポイント数の受信信号３０６、３２６のレベルを０に設定し、受信信号３００、３２０からインパルスノイズ３０４、３２４を除去する。
【００５４】
したがって、インパルスノイズ３０４、３２４を除去した受信信号を復調することにより、送信された送信データを高精度に復元できる。
（２）三角信号処理
図９の（Ａ）に示すように、ノイズ除去部４６は、ＨＰＦ部４０により抽出されたガードバンドにおけるインパルスノイズのノイズ成分３４２、３６２（図５の（Ａ）、図７の（Ａ）参照）の最大レベル位置を０位置とし、−Ｎ以上Ｎ以下（Ｎは正の整数）のサンプル番号の範囲において、−Ｎ位置およびＮ位置における値を１、０位置における値を０とする三角信号３８０を生成する。
【００５５】
そして、−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲において、受信信号３００、３２０（図８の（Ａ）参照）と三角信号３８０とを掛け合わせることにより、図９の（Ｂ）に示すように、−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲における受信信号３０８、３２８を三角信号３８０で重みづけする。これにより、受信信号３００、３２０からインパルスノイズ３０４、３２４（図８の（Ａ）参照）を除去できる。
【００５６】
したがって、インパルスノイズ３０４、３２４を除去した受信信号を復調することにより、送信された送信データを高精度に復元できる。
（３）逆特性信号処理
ノイズ除去部４６は、ＨＰＦ部４０により抽出されたガードバンドにおけるインパルスノイズのノイズ成分３４２、３６２（図５の（Ａ）、図７の（Ａ）参照）の最大レベル位置を０位置とし、−Ｎ以上Ｎ以下（Ｎは正の整数）のサンプル番号の範囲において、受信信号３００（Ｉ成分）、３２０（Ｑ成分）のそれぞれの２乗和の平方根により、Ｉ成分およびＱ成分からなる受信信号の振幅（絶対値）を算出する。
【００５７】
そして、−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲において、算出したノイズ成分の振幅の最大レベル位置の値を０、最低レベル位置の値を１にするように、受信信号３００、３２０の逆特性信号３９０を生成する。
【００５８】
そして、−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲において、受信信号３００、３２０（図８の（Ａ）参照）と逆特性信号３９０とを掛け合わせることにより、図１０の（Ｂ）に示すように、−Ｎ以上Ｎ以下のサンプル番号の範囲における受信信号３１０、３３０を逆特性信号３９０で重みづけする。これにより、受信信号３００、３２０からインパルスノイズ３０４、３２４（図８の（Ａ）参照）を除去できる。
【００５９】
したがって、インパルスノイズ３０４、３２４を除去した受信信号を復調することにより、送信された送信データを高精度に復元できる。
インパルスノイズの除去処理において、０クリップ処理は、インパルスノイズの位置を中心として所定のポイント数の信号を０レベルに設定することにより、受信信号３００、３２０からインパルスノイズ３０４、３２４を容易に除去できる。
【００６０】
三角信号処理では、インパルスノイズの位置を中心として所定ポイント数の全ての信号レベルを０に設定するのではなく、−Ｎ位置およびＮ位置における値を１、０位置における値を０とする三角信号により受信信号を重みづけしてインパルスノイズを除去するので、インパルスノイズを除去する範囲の境界において、信号レベルが急激に変化することを防止できる。これにより、インパルスノイズを除去することにより発生する高調波の発生を抑制できる。
【００６１】
逆特性信号処理では、インパルスノイズの位置を中心として所定ポイント数の全ての信号レベルを０に設定するのではなく、ノイズ成分のレベルの逆特性により受信信号を重みづけするので、インパルスノイズを除去する範囲の境界において、信号レベルが急激に変化することを防止する。さらに、インパルスノイズのレベル、つまり波形に応じた逆特性で受信信号を滑らかに重みづけするので、重みづけにより発生する周波数成分を極力低減できる。
【００６２】
また、図４の（Ａ）に示す受信電力が−７０ｄＢｍの場合のように、受信信号においてインパルスノイズのレベルがＯＦＤＭ信号よりも顕著に高い場合には、ＨＰＦでインパルスノイズを抽出せずとも、図４の（Ａ）に示す時間領域の受信信号に対して、所定の閾値と信号レベルを比較することにより、インパルスノイズの位置を検出することは可能である。
【００６３】
しかし、図６に示す受信電力が−５４ｄＢｍの場合のように、受信信号においてインパルスノイズのレベルがＯＦＤＭ信号と殆ど変わらないわらない場合には、図６に示す時間領域の受信信号に対して、所定の閾値と信号レベルを比較してインパルスノイズの位置を検出することは困難である。
【００６４】
そこで、第１実施形態のように、ＨＰＦで周波数領域においてインパルスノイズを抽出すれば、受信信号におけるインパルスノイズの位置を高精度に検出できる。
また、第１実施形態では、ＨＰＦ部４０においてＨＰＦを使用することにより、受信信号からインパルスノイズを簡単な構成で抽出できる。
【００６５】
第１実施形態では、ＯＦＤＭ受信装置４が本発明のＯＦＤＭ受信装置に相当し、ＡＤＣ部１４が本発明のＡＤ変換手段に相当し、ＦＦＴ部２０、チャネル推定部２２、チャネル等化部２４、位相トラッキング部２６、およびサブキャリア復調部２８が本発明の復調手段に相当し、ＨＰＦ部４０が本発明の抽出手段に相当し、ピーク検出部４２が本発明の判定手段に相当し、有効ピーク判定部４４が本発明の判定手段および位置検出手段に相当し、ノイズ除去部４６が本発明のノイズ除去手段に相当する。
【００６６】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態によるＯＦＤＭ受信装置を図１１に示す。第２実施形態のＯＦＤＭ受信装置６では、第１実施形態のＨＰＦ部４０に代えて、ＦＦＴ部５０、サブキャリア選定部５２、およびＩＦＦＴ（Inverse FFT）部５４により、ガードバンドにおけるインパルスノイズのノイズ成分を抽出する。それ以外の処理は、第１実施形態と実質的に同一であり、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００６７】
（ＦＦＴ部５０、サブキャリア選定部５２の処理）
ＦＦＴ部５０およびサブキャリア選定部５２は、ガードバンドにおけるインパルスノイズのノイズ成分を抽出するために設置されている。ＦＦＴ部５０は、ＧＩ除去部１８でガードインターバルを除去された後、ＯＦＤＭシンボル毎にシリアル信号からパラレル信号に変換された受信信号３００、３２０を高速フーリエ変換し、図１２の（Ａ）に示すスペクトルを生成する。
【００６８】
サブキャリア選定部５２は、図１２の（Ａ）に示すスペクトルから、ＯＦＤＭ信号２１０が割り当てられているサブキャリアのスペクトル成分のレベルを０に設定してＯＦＤＭ信号２１０のスペクトル成分を除去する。これにより、周波数領域において、受信信号のスペクトルからガードバンドにおけるインパルスノイズ２２０のスペクトル成分２２２が抽出される。
【００６９】
（ＩＦＦＴ部５４の処理）
ＩＦＦＴ部５４は、サブキャリア選定部５２によりインパルスノイズのスペクトル成分が抽出された受信信号のスペクトルを逆フーリエ変換し、時間領域において、インパルスノイズのノイズ成分を抽出した抽出信号を出力する。
【００７０】
ＩＦＦＴ部５４が出力する抽出信号に基づき、第１実施形態と同様に、ピーク検出部４２、有効ピーク判定部４４、ノイズ除去部４６により、受信信号におけるインパルスノイズの位置を検出し、受信信号からインパルスノイズが除去される。ノイズ除去部４６におけるインパルスノイズの除去処理は、第１実施形態で説明した０クリップ処理、三角信号処理、逆特性信号処理のいずれでもよい。
【００７１】
第２実施形態では、受信信号をフーリエ変換した周波数領域において、ＯＦＤＭ信号のスペクトル成分を除去してインパルスノイズのスペクトル成分を抽出した受信信号を逆フーリエ変換するので、時間領域において、インパルスノイズのノイズ成分を高精度に抽出できる。
【００７２】
第２実施形態では、ＦＦＴ部５０、サブキャリア選定部５２およびＩＦＦＴ部５４が本発明の抽出手段に相当する。
以上説明した上記実施形態では、受信信号の周波数帯域において、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアが割り当てられていないガードバンドの周波成分を抽出することにより、インパルスノイズのレベルがＯＦＤＭ信号のレベルと同程度かＯＦＤＭ信号のレベルよりも低い場合にも、ＯＦＤＭ信号と区別してインパルスノイズを高精度に抽出し、インパルスノイズの位置を検出できる。
【００７３】
その結果、検出したインパルスノイズの位置に基づいて受信信号からインパルスノイズを除去できるので、インパルスノイズを除去した受信信号を復調することにより、送信された送信データを高精度に復元できる。
【００７４】
［他の実施形態］
上記実施形態では、受信信号のガードバンドの周波数成分を抽出してインパルスノイズの位置を検出し、検出した位置のインパルスノイズを受信信号から除去した。これ以外にも、無線通信装置がＯＦＤＭ受信装置とＯＦＤＭ送信装置とから構成されていれば、受信信号におけるインパルスノイズの位置からインパルスノイズが周期的に発生することを検出した場合に、インパルスノイズの周期を他の無線通信装置に送信してもよい。これにより、ＯＦＤＭ受信装置を有する受信側の無線通信装置においてインパルスノイズが発生していない期間に、ＯＦＤＭ送信装置を有する他の無線通信装置が送信データを送信することができる。
【００７５】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
４、６：ＯＦＤＭ受信装置、１０：ＲＦ回路、１２：直交検波部、１４：ＡＤＣ部（ＡＤ変換手段）、１６：ＡＦＣ部、１８：ＧＩ除去部、２０：ＦＦＴ部（復調手段）、２２：チャネル推定部（復調手段）、２４：チャネル等化部（復調手段）、２６：位相トラッキング部（復調手段）、２８：サブキャリア復調部（復調手段）、４０：ＨＰＦ部（抽出手段）、４２：ピーク検出部（判定手段）、４４：有効ピーク判定部（判定手段、位置検出手段）、４６：ノイズ除去部（ノイズ除去手段）、５０、ＦＦＴ部（抽出手段）、５２：サブキャリア選定部（抽出手段）、５４：ＩＦＦＴ部（抽出手段）
【図１】
2012175442.tif 000003
【図２】
2012175442.tif 000004
【図３】
2012175442.tif 000005
【図８】
2012175442.tif 000006
【図９】
2012175442.tif 000007
【図１０】
2012175442.tif 000008
【図１１】
2012175442.tif 000009
【図１２】
2012175442.tif 000010
【図４】
2012175442.tif 000011
【図５】
2012175442.tif 000012
【図６】
2012175442.tif 000013
【図７】
2012175442.tif 000014