JP2006246129A - 伝送システム、送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な装置構成により効果的にシンボル間干渉を回避可能な伝送システムを提供する。
【解決手段】 送信装置１０は同じ信号ブロックを２つずつ連続して送信し、受信装置２０はその信号ブロックを受信し、同じ２つの信号ブロックに対してそれぞれ所定のタイミングでフーリエ変換処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つの信号ブロックの位相を合わせた後、合成して復調する。これにより、伝搬路の状況、特に遅延時間の変化に対してフーリエ変換処理のタイミング設定のみで柔軟に対応でき、固定長のＧＩよりも効果的にシンボル間干渉を回避することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は伝送システム、送信装置及び受信装置に関し、特に、受信側が直接波のほかに伝搬路の状態に応じた複数の遅延波を受信する伝送システム、送信装置及び受信装置に関する。

移動通信システムでは、音声のみならず画像やデータの伝送に対する要求が近年高まっており、伝送速度の高速化が益々求められている。このため、信号の伝送帯域は広帯域となり、周波数選択性フェージングの影響を受ける問題が生じている。また、信号のシンボル長が短くなり、送信信号が反射・回折し受信側が複数の経路から同じ信号を受信してしまうこと（以下マルチパスという。）によるシンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter-Symbol Interference）を受ける問題もある。このような伝搬状況下でより高い伝送効率が得られるシステムとしてマルチキャリア伝送が検討されている。

マルチキャリア伝送では、各シンボルがＫ個のサブキャリア（周波数帯域）に振り分けられ、各キャリアでの伝送帯域は１／Ｋになり、シンボル長はＫ倍となる。伝送帯域が１／Ｋとなることで、周波数選択性フェージングの影響は軽減され、サブキャリア数Ｋが多い場合、各キャリア内ではフラットなフェージングと見なすことが出来る。また、シンボル長がＫ倍となることでシンボル間干渉の影響も受けにくくなる。マルチキャリア伝送をより効率的に実現できるシステムとして直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が各分野で研究されており、また実現もされている。

図７は、従来のＯＦＤＭ伝送システムでの基本的な構成を示す図である。
送信装置１００は、変調部１０１、直並列変換（Ｓ／Ｐ）部１０２、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）処理部１０３、ガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）付加部１０４、アンテナ１０５を有している。

一方、受信装置１１０は、アンテナ１１１、タイミング検出部１１２、ＧＩ除去部１１３、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理部１１４、チャネル状態評価部１１５、波形等化部１１６、並直列変換（Ｐ／Ｓ）部１１７、復調部１１８を有している。

従来のＯＦＤＭ伝送システムの動作を説明する。
送信装置１００は、変調部１０１にて送信しようとするデータをデータ変調した後、直並列変換部１０２にて各サブキャリアへ振り分けるために直並列変換する。ここで、サブキャリア数をＫとする。各サブキャリアに割り振られたＫ個のシンボルは、ＩＦＦＴ処理部１０３にてＩＦＦＴ処理により時間領域信号に変換される。ＩＦＦＴ処理部１０３から出力されるＫ個のデータの組をＦＦＴブロックあるいはＯＦＤＭシンボルという。以下では、ＦＦＴブロックと呼ぶことにする。ＦＦＴブロックには、マルチパスによるシンボル間干渉を回避するためのＧＩがＧＩ付加部１０４にて付加され、アンテナ１０５によって送信される。一方、受信装置１１０では、アンテナ１１１にてＦＦＴブロックを受信し、タイミング検出部１１２にてＦＦＴブロックの位置を検出すための位置検出が行われ、窓関数などによりＦＦＴ処理区間を切り出すためのブロックウィンドウ（図７では図示を省略している。）によってＧＩを含むＦＦＴブロックが切り出される。そして、ＧＩ除去部１１３にてＧＩを削除した後、ＦＦＴ処理部１１４により周波数領域信号に変換される。また、チャネル状態評価部１１５は、信号と同時に送信されるプリアンブル信号などを用いて、信号が伝搬してきた伝搬路の状態（以下チャネル値という。）を推定する。ＦＦＴ後の信号は、波形等化部１１６に入力される。ここでは推定されたチャネル値を用いて周波数領域での波形等化を行い、伝搬路における信号変動を補償する。その後、並直列変換部１１７により並直列変換が行われ、復調部１１８によりデータ復調が行われる。

ここで、ＯＦＤＭ伝送システムにおいて必要不可欠とされるＧＩについて説明する。
図８は、ＯＦＤＭ伝送システムにおけるガードインターバルを説明する図である。
ＧＩは、ＩＦＦＴ処理されたＦＦＴブロックの最後尾の一部をそのＦＦＴブロックの先頭に付加したものである。通常、屋内の無線ＬＡＮ（Local Area Network）などを想定すると、ＦＦＴブロックの１／４程度の長さのＧＩが付加されている。ＧＩ長が長いと伝送効率の低下となるため、伝搬遅延および伝送効率の観点から適切な値が選択される。伝搬路の遅延状態により、ＧＩ長を可変とする方式も検討されている。図８下は、ＦＦＴブロック内の信号を描写したものである。点線で示した波形がＧＩとして付加された信号であり、ＦＦＴブロック最後尾の信号と同一である。ＦＦＴの性質から、ＦＦＴブロック最後尾を最前部に接続しても信号は連続になる。このため、ブロックウィンドウにより切り出された信号にＧＩ部が含まれていても復調することが可能である。

ガードインターバルの効果を以下に示す。
図９は、ガードインターバルの効果を説明する図である。
第１到達波（または直接波）とＭ番目の到達波による信号を表す。全到達波数はＭである。ここで、第Ｍ波は、最も遅く到達する遅延波である。ある遅延時間以上の遅延波の受信レベルが非常に小さい場合は、第Ｍ波は有効受信レベル以上の最後の遅延波とする。Ｄ_nはｎ番目のＦＦＴブロック、Ｇ_nはそのＧＩを示す。第Ｍ波の第１到達波からの遅延時間をτとする。第Ｍ波により第１到達波のＧ_n区間に前ＦＦＴブロックＤ_n-1がτ時間分入り込む。この部分がシンボル間干渉（ＩＳＩ）を引き起こす。しかし、受信側では、第１到達波のＧ_n部を切り捨て、ＦＦＴブロックＤ_n区間のみ切り出し、ＦＦＴ処理を行う。この部分には、前ＦＦＴブロックの入り込みはないため、シンボル間干渉は生じない。また、遅延波のＧＩ部が重ね合わされることになるが、先に説明したようにＧＩ部とＦＦＴブロック部では信号は連続なため、遅延波を取り込んだ復調ができる。このように、ＧＩ内のみに遅延波が存在する環境であれば、ＯＦＤＭシステムでは、送信側によるＧＩの付加、受信側によるＧＩ部の切捨て処理により、シンボル間干渉を受けることがない信号伝送が可能である。

ところで、屋外などで大きいセル領域を設定し信号伝達距離が長い場合や、伝送効率の観点より十分なＧＩ長が取れない場合、遅延波がＧＩを超えて到達することが考えられる。

図１０は、ガードインターバルを超える遅延波の影響を説明する図である。
ここでは、第Ｍ波の前ＦＦＴブロックＤ_n-1が第１波のＧ_nを超え、現ＦＦＴブロックＤ_nまで入り込む。ＧＩを切り捨てても、シンボル間干渉の影響はＤ_n区間に残り、復調時に劣化を引き起こす。

このように、ＧＩを超える遅延時間をもつ遅延波が存在した場合、劣化が生じる問題があった。さらに、ＧＩは復調側で切り捨てるため、伝送効率の低下となるという問題もある。この問題はＧＩ長を長くするほど顕著である。また、遅延時間が短い環境では、ＧＩは特に無駄となる。

これらの対策として、キャンセラなどを用いて、ＧＩ部の干渉成分を除去し、受信側でＧＩ部分も有効に使用する方法などが提案されているが、装置が複雑である。また、遅延時間が短い場合に複数のＦＦＴ処理を行うことで、ＧＩ部を有効利用する方式もある。

図１１は、複数ＦＦＴ処理方式を説明する図である。
遅延時間τがＧＩ長より短い場合、（Ｔ＿ＧＩ−τ）の区間は前ブロックの干渉がない。ここで、Ｔ＿ＧＩは、ＧＩ時間である。この区間を有効利用するため、本来のＦＦＴ処理ＦＦＴ１と共に、（Ｔ＿ＧＩ−τ）ずらした区間でのＦＦＴ処理ＦＦＴ２を行い、２つの結果を合成する。これにより、（Ｔ＿ＧＩ−τ）分の利得を得ることができる（例えば非特許文献１参照。）。しかし、この方式でもＧＩを越える遅延波に対しては対処できない。ＧＩを超える遅延波に対しても等化器などを用い、干渉信号を再現し、除去する方式も検討されているが、装置が複雑となる。

なお、従来、ＯＦＤＭ伝送システムに関して、主受信信号に対しガードインターバル時間以上に遅延している場合や時間進みが生じている場合であっても、時間差のない完全に一致した状態で合成する受信装置や（例えば特許文献１参照。）、周波数オフセットが存在しても安定にシンボル同期が検出でき、良好な信号の復調を可能にする技術（例えば、特許文献２参照。）なども知られている。
静野 他、"処理区間を適応制御する複数のＦＦＴを用いたＯＦＤＭ受信方法"、２００４年、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−５−７４ 特開平１０−１０７７７７号公報（段落番号〔００６９〕〜〔００７１〕，第１図） 特開平１０−３２２３０５号公報（段落番号〔００３６〕）

以上のように、従来の伝送システムでは、ＧＩを付加することで伝送効率は低下し、特に遅延がＧＩ長より短い場合には、ＧＩの残りの部分が無駄になってしまう。また、ＧＩを超える遅延がある場合にはシンボル間干渉が生じ、伝送特性を劣化させる。また干渉を除去する方式では装置が複雑となるという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、簡易な装置構成により効果的にシンボル間干渉を回避可能な伝送システムを提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、受信側が直接波のほかに伝搬路の状態に応じた複数の遅延波を受信する伝送システムにおいて、図１に示すように、同じ信号ブロック（ＦＦＴブロック）を２つずつ連続して送信する送信装置１０と、その信号ブロックを受信し、同じ２つの信号ブロックに対してそれぞれ所定のタイミングでフーリエ変換処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つの信号ブロックの位相を合わせた後、合成して復調する受信装置２０と、を有することを特徴とする伝送システムが提供される。

上記の構成によれば、送信装置１０は、同じ信号ブロックを２つずつ連続して送信し、受信装置２０は、その信号ブロックを受信し、同じ２つの信号ブロックに対してそれぞれ所定のタイミングでフーリエ変換処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つの信号ブロックの位相を合わせた後、合成して復調する。

本発明の伝送システムによれば、送信装置は同じ信号ブロックを２つずつ連続して送信し、受信装置はその信号ブロックを受信し、同じ２つの信号ブロックに対してそれぞれ所定のタイミングでフーリエ変換処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つの信号ブロックの位相を合わせた後、合成して復調するので、伝搬路の状況、特に遅延時間の変化に対してフーリエ変換処理のタイミング設定のみで柔軟に対応でき、固定長のＧＩよりも効果的にシンボル間干渉を回避することができる。また、シンボル間干渉を除去するための複雑な等化器を必要としないので、装置構成も簡易なもので実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下では、ＯＦＤＭ信号を送受信するＯＦＤＭ伝送システムを説明する。
図１は、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムの構成を示す図である。

送信装置１０は、変調部１１、直並列変換（Ｓ／Ｐ）部１２、ＩＦＦＴ処理部１３、ＦＦＴブロック繰返し部１４、アンテナ１５を有している。
一方、受信装置２０は、アンテナ２１、タイミング検出部２２、ブロックウィンドウ２３ａ、２３ｂ、ＦＦＴ処理部２４ａ、２４ｂ、チャネル状態評価部２５、位相補正部２６、波形等化部２７ａ、２７ｂ、並直列変換（Ｐ／Ｓ）部２８ａ、２８ｂ、合成部２９、復調部３０を有している。

送信装置１０において、変調部１１は、送信しようとするデータを変調する。変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などがある。

直並列変換部１２は、変調したデータを各サブキャリアへ振り分けるために直並列変換を行う。ここで、サブキャリア数をＫとする。
ＩＦＦＴ処理部１３は、各サブキャリアに割り振られたＫ個のシンボルに対してＩＦＦＴ処理を行い時間領域信号に変換し、Ｋ個のデータの組、すなわちＦＦＴブロックを出力する。

ＦＦＴブロック繰返し部１４は、ＩＦＦＴ処理部１３で生成した同じＦＦＴブロックを２つずつ連続してアンテナ１５にて送信させる。
一方、受信装置２０において、タイミング検出部２２は、アンテナ２１により受信した各到達波の到達タイミングを検出する。タイミング検出部２２では、例えば各信号のパイロットパターンを検出し、第１到達波（直接波）に対する遅延波の遅延時間τを定期的に計測する。

ブロックウィンドウ２３ａ、２３ｂは、各到達波の信号から所定のタイミングに応じてＦＦＴ処理を行うＦＦＴブロックを切り出す。ブロックウィンドウ２３ａは、第１到達波の２つずつ連続して送信されてきたＦＦＴブロックのうち２番目のＦＦＴブロック（以下第２ブロックという。）の到達タイミングで遅延波を含む各到達波の信号を切り出す。一方ブロックウィンドウ２３ｂは、例えば、最も遅く到達する遅延波の２つずつ連続して送信されてきたＦＦＴブロックのうち１番目のＦＦＴブロック（以下第１ブロックという。）の到達タイミング（つまり遅延時間τ経過後）で、各到達波の信号を切り出す（詳細は後述する。）。

ＦＦＴ処理部２４ａ、２４ｂは、ブロックウィンドウ２３ａ、２３ｂにて切り出したＦＦＴブロックに対しＦＦＴ処理を行い、周波数領域信号に変換する。なお、以下では、ＦＦＴ処理部２４ａで行うＦＦＴ処理、つまり第２ブロックに対して行うＦＦＴ処理をＦＦＴ２、ＦＦＴ処理部２４ｂで行うＦＦＴ処理、つまり第１ブロックに対して行うＦＦＴ処理をＦＦＴ１と呼ぶ。

チャネル状態評価部２５は、ＦＦＴブロックなどのデータと同時に送信されるプリアンブル信号などを用いて、信号が伝搬してきた伝搬路のチャネル値を推定する。
位相補正部２６は、推定したチャネル値とタイミング検出部２２で検出した遅延時間τをもとに、ＦＦＴ１とＦＦＴ２による２つの周波数領域信号間に生じる遅延時間分の位相のずれを補正する。具体的には、ＦＦＴ１に対する位相を補正する。補正量ｃ（ｋ）は、ｃ（ｋ）＝ｅｘｐ｛−ｊ２π（ｋ／Ｋ）τｓ｝、のような形式であらわすことができ、サブキャリアｋごとに補正される。なお、ここで、ＫはＦＦＴサイズでありｋ＝１〜Ｋ、τｓはサンプリング時間で表記した遅延時間である。

波形等化部２７ａ、２７ｂは、各到達波におけるサブキャリアごとの振幅及び位相が等しくなるように、推定したチャネル値をもとにＦＦＴ１、ＦＦＴ２の結果を周波数領域で波形等化し、伝搬路における信号変動を補償する。なお、ＦＦＴ１の結果に対しては前述の補正量ｃ（ｋ）を用いて波形等化する。

並直列変換（Ｐ／Ｓ）部２８ａ、２８ｂは、Ｋ個のサブキャリアに対して並直列変換を行う。
合成部２９は、並直列変換部２８ａ、２８ｂの出力信号を入力し合成する。

復調部３０は、合成部２９にて合成した信号を復調する。
以下、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムの動作を具体例を用いて説明する。
送信装置１０は、変調部１１にて送信しようとするデータを変調し、直並列変換部１２で変調したデータを各サブキャリアへ振り分けるために直並列変換を行う。そしてＩＦＦＴ処理部１３にて各サブキャリアに割り振られたＫ個のシンボルに対してＩＦＦＴ処理を行い時間領域信号に変換し、Ｋ個のデータの組、すなわちＦＦＴブロックを出力する。さらに、ＦＦＴブロック繰返し部１４は、ＩＦＦＴ処理部１３で生成した同じＦＦＴブロックを２つ連続してアンテナ１５にて送信させる。

図２は、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムにおけるＦＦＴ処理区間を示す図である。
図ではｎ番目のＦＦＴブロックに対し、同じＦＦＴブロックを“Ｄ_n，ａ”、“Ｄ_n，ｂ”としている。また、受信装置２０では、第１到達波の信号、遅延時間τ経過後に第Ｍ波の信号が受信されるとする。なお、Ｍは全到達波数であり、第Ｍ波は最も遅く到達する遅延波であるとする。また、ある遅延時間以上の遅延波の受信レベルが非常に小さい場合は、第Ｍ波は有効受信レベル以上の最後の遅延波とする。また、遅延時間τ内には２〜Ｍ−１波の遅延波が存在するが図示を省略している。

図２のような信号を受信すると、ブロックウィンドウ２３ａは、第１到達波において繰返し送信されてきたＦＦＴブロックのうち第２ブロックである“Ｄ_n，ｂ”の到達タイミングで各到達波の信号を切り出し、ＦＦＴ処理部２４ａにてＦＦＴ処理（ＦＦＴ２）を行わせる。このとき、第１ブロックである“Ｄ_n，ａ”が従来のＧＩの役割となっている。一方、ブロックウィンドウ２３ｂは、タイミング検出部２２で検出された第Ｍ波の遅延時間τ後（すなわち、第Ｍ波の第１ブロックである“Ｄ_n，ａ”の到達タイミング）で、各到達波の信号を切り出し、ＦＦＴ処理部２４ｂにてＦＦＴ処理（ＦＦＴ１）を行わせる。この場合、遅延時間τが、第１波の到達タイミングを基準としたＦＦＴ１の開始点となる。このように、ＦＦＴ１の区間を第１到達波に対して遅延時間τずらすことで、シンボル間干渉を回避することができる。なお、２つのＦＦＴ処理を行う際、遅延時間τに相当するオーバラップ区間が生じる。この部分は合成時には損失となってしまうが、遅延波の遅延時間に応じてＦＦＴ１の処理タイミングを調整することができるため、固定長のＧＩを付加するより効率的となる。

ＦＦＴ処理の結果は、それぞれ波形等化部２７ａ、２７ｂに入力される。そして、サブキャリア毎の振幅及び位相が等しくなるように、チャネル状態評価部２５で推定したチャネル値をもとにＦＦＴ１、ＦＦＴ２の結果が周波数領域で波形等化され、伝搬路における信号変動が補償される。なお、ＦＦＴ１の結果に対しては、前述の補正量ｃ（ｋ）を用いて波形等化される。その後、並直列変換（Ｐ／Ｓ）部２８ａ、２８ｂにて並直列変換が行われ、合成部２９にて、並直列変換部２８ａ、２８ｂの出力信号が合成された後、復調部３０にて合成部２９で合成した信号が復調される。

以下、ＦＦＴ処理の開始タイミングの調整の詳細を説明する。
図３は、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムにおけるＦＦＴ処理の開始タイミングの調整を説明する図であり、（Ａ）は遅延時間が短い場合、（Ｂ）は遅延時間が長い場合、（Ｃ）は遅延時間が長く遅延波の減衰が大きい場合を示した図である。

なお、各到達波の遅延時間と受信レベルの関係を模式的に図３（Ａ）〜（Ｃ）の各図左上に図示した。
図３（Ａ）のように遅延時間が短い場合、ブロックウィンドウ２３ｂによりＦＦＴ１の開始タイミングを第Ｍ波の遅延時間τ１に調整する。これにより２つのＦＦＴ１、ＦＦＴ２間でのオーバラップ区間は短く、従来の固定長のＧＩを挿入するよりも効率的となる。

一方、図３（Ｂ）のように遅延時間が長い場合、ブロックウィンドウ２３ｂによりＦＦＴ１の開始タイミングを第Ｍ波の遅延時間τ２に調整する。これにより、従来では、遅延時間がＧＩ長を超えたときにはシンボル間干渉により伝送特性が劣化するが、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムではシンボル間干渉が発生しないため、オーバラップ区間の増加による緩やかな劣化に抑えられる
また、図３（Ｃ）のように遅延波の受信レベルの減衰が大きい場合、ブロックウィンドウ２３ｂによりＦＦＴ１の開始タイミングを、有効受信レベル以上の最後の遅延波（第Ｍ波）の遅延時間τ３に調整する。つまり、最大遅延時間の到達波のタイミングより前に設定する。この際、τ３より長い遅延時間を有する到達波によるシンボル間干渉が生じるが、受信レベルが小さく、干渉量は少ない。それ以上にオーバラップ区間を少なくでき、伝送特性の劣化を抑制できる効果が大きい。

現在、無線ＬＡＮ（屋外ではホットスポットなどと呼ばれる）システムと携帯電話システム間でのスムーズなハンドオフが検討されている。無線ＬＡＮではアクセスポイントまでの距離は１０数ｍである。一方の携帯電話では最大数ｋｍとなり、伝搬距離として１００倍以上異なる。遅延波の遅延時間も距離により大きく異なってくる。このような伝搬環境の変化、特に遅延時間の変化に対し、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムによれば、受信装置２０のＦＦＴ１の開始タイミングを設定するのみで柔軟に対応することができ、固定長のＧＩよりも効果的にシンボル間干渉を回避することができる。また、シンボル間干渉を除去するための複雑な等化器を必要としないので、装置構成も簡易なもので実現できる。

図４は、遅延波の遅延時間に対する特性の例を示す図である。
横軸が最大遅延時間、縦軸は信号のエラー率を示している。
比較のため、ＧＩを付加した従来方式の特性も合わせて図示した。従来方式では、最大遅延時間がＧＩ内であればエラー率は一定である。しかし、最大遅延時間がＧＩを超えると、シンボル間干渉が生じるためエラー率は急激に上昇する。それに対し、同一のＦＦＴブロックを続けて２回送受信する本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムでは、最大遅延時間が従来のＧＩ長と等しい場合、オーバラップ区間がＧＩ長に一致するので、エラー率はほぼ従来方式と同じとなる。しかし、最大遅延時間が短い場合には、ＦＦＴ１の開始タイミング前側にシフトし、オーバラップ区間が短くなり、伝送特性は従来方式よりも優れたものとなる。また、最大遅延時間がＧＴ長を超えた場合でも、ＦＦＴ１の開始タイミングを最大遅延時間に応じて遅延させることで、シンボル間干渉を回避でき、オーバラップ区間が長くなることによる緩やかな劣化に抑えることができる。

なお、上記ではＯＦＤＭ伝送システムを前提に説明してきたが、最近注目されてきているシングルキャリア伝送における周波数領域での等化技術にも同様に適用可能である。
以下、シングルキャリア伝送について簡単に説明する。

なお、シングルキャリア伝送は信号拡散を行うスペクトル拡散（ＳＳ：Spread Spectrum）システム、コード分割多重（ＣＤＭＡ：Code Division Multiplex Access）システムも含む。

図５は、従来のシングルキャリア伝送システムの構成を示す図である。
シングルキャリア伝送システムにおいて、送信装置４０は、送信しようとするデータを変調する変調部４１、ＦＦＴサイズに相当するデータ数を１つのＦＦＴブロックとするブロック生成部４２、ＦＦＴブロックにＧＩを付加するＧＩ付加部４３、アンテナ４４を有する。受信装置５０は、アンテナ５１、アンテナ５１により受信した各到達波の到達タイミングを検出するタイミング検出部５２、ＧＩを除去するＧＩ除去部５３、受信したＦＦＴブロックに対しＦＦＴ処理を行い周波数領域信号に変換するＦＦＴ処理部５４、伝搬路のチャネル値を推定するチャネル状態評価部５５、推定したチャネル値をもとにＦＦＴ処理の結果を周波数領域で波形等化し伝搬路における信号変動を補償する波形等化部５６、波形等化した信号をＩＦＦＴ処理により時間領域信号に変換するＩＦＦＴ部５７、ＩＦＦＴ処理の結果を復調する復調部５８を有している。

図６は、本実施の形態のシングルキャリア伝送システムの構成を示す図である。
本実施の形態のシングルキャリア伝送システムにおいて、送信装置６０は、送信しようとするデータを変調する変調部６１、ＦＦＴサイズに相当するデータ数を１つのＦＦＴブロックとするブロック生成部６２、生成した同じＦＦＴブロックを２つずつ連続して送信させるＦＦＴブロック繰返し部６３、アンテナ６４を有する。受信装置７０は、アンテナ７１、アンテナ７１により受信した各到達波の到達タイミングを検出するタイミング検出部７２、所定のタイミングに応じてＦＦＴ処理を行うＦＦＴブロックを切り出すブロックウィンドウ７３ａ、７３ｂ、切り出したＦＦＴブロックに対しＦＦＴ処理を行い周波数領域信号に変換するＦＦＴ処理部７４ａ、７４ｂ、伝搬路のチャネル値を推定するチャネル状態評価部７５、２つのＦＦＴ処理結果による２つの周波数領域信号間に生じる遅延時間分の位相のずれを補正する位相補正部７６、推定したチャネル値、位相補正量をもとにＦＦＴ処理の結果を周波数領域で波形等化し伝搬路における信号変動を補償する波形等化部７７ａ、７７ｂ、波形等化した信号をＩＦＦＴ処理により時間領域信号に変換するＩＦＦＴ部７８ａ、７８ｂ、ＩＦＦＴ処理の結果を合成する合成部７９、合成した信号を復調する復調部８０を有している。

本実施の形態のシングルキャリア伝送システムでは、図１で示したＯＦＤＭ伝送システムにおける送信側のＩＦＦＴ処理を受信側の最後尾に持ってきたような構成となっている。その他の各部の機能は、図１で示したＯＦＤＭ伝送システムとほぼ同様であるので詳細な説明を省略する。

このようなシングルキャリア伝送システムでも、送信装置６０は同じＦＦＴブロックを２つずつ連続して送信し、受信装置７０はそのＦＦＴブロックを受信し、同じ２つの信号ブロックに対してそれぞれ図３で示したようなタイミングでＦＦＴ処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つのＦＦＴブロックの位相を合わせた後、ＩＦＦＴ処理した後合成して復調することにより、本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムと同様の効果が得られる。

本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムの構成を示す図である。 本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムにおけるＦＦＴ処理区間を示す図である。 本実施の形態のＯＦＤＭ伝送システムにおけるＦＦＴ処理の開始タイミングの調整を説明する図であり、（Ａ）は遅延時間が短い場合、（Ｂ）は遅延時間が長い場合、（Ｃ）は遅延時間が長く遅延波の減衰が大きい場合を示した図である。 遅延波の遅延時間に対する特性の例を示す図である。 従来のシングルキャリア伝送システムの構成を示す図である。 本実施の形態のシングルキャリア伝送システムの構成を示す図である。 従来のＯＦＤＭ伝送システムでの基本的な構成を示す図である。 ＯＦＤＭ伝送システムにおけるガードインターバルを説明する図である。 ガードインターバルの効果を説明する図である。 ガードインターバルを超える遅延波の影響を説明する図である。 複数ＦＦＴ処理方式を説明する図である。

符号の説明

１０ 送信装置
１１ 変調部
１２ 直並列変換（Ｓ／Ｐ）部
１３ ＩＦＦＴ処理部
１４ ＦＦＴブロック繰返し部
１５、２１ アンテナ
２０ 受信装置
２２ タイミング検出部
２３ａ、２３ｂ ブロックウィンドウ
２４ａ、２４ｂ ＦＦＴ処理部
２５ チャネル状態評価部
２６ 位相補正部
２７ａ、２７ｂ 波形等化部
２８ａ、２８ｂ 並直列変換（Ｐ／Ｓ）部
２９ 合成部
３０ 復調部

Claims (10)

1. 受信側が直接波のほかに伝搬路の状態に応じた複数の遅延波を受信する伝送システムにおいて、
   同じ信号ブロックを２つずつ連続して送信する送信装置と、
   前記信号ブロックを受信し、同じ２つの前記信号ブロックに対してそれぞれ所定のタイミングでフーリエ変換処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つの前記信号ブロックの位相を合わせた後、合成して復調する受信装置と、
   を有することを特徴とする伝送システム。
2. 前記受信装置は、受信した２つの同じ前記信号ブロックのうち、第１の信号ブロックに対し、前記直接波の到達タイミングから所定時間経過後に前記フーリエ変換処理を行う第１のフーリエ変換処理部と、第２の信号ブロックに対し、前記直接波の前記第２の信号ブロックの到達タイミングで前記フーリエ変換処理を開始する第２のフーリエ変換処理部と、を有することを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
3. 前記所定時間は、最も遅い遅延波の遅延時間であることを特徴とする請求項２記載の伝送システム。
4. 前記所定時間は、有効受信レベル以上の遅延波の中で最も遅い遅延波の遅延時間であることを特徴とする請求項２記載の伝送システム。
5. 前記受信装置は、信号が伝搬してきた伝搬路の状態と遅延時間をもとに、前記第１のフーリエ変換処理部と前記第２のフーリエ変換処理部での演算結果による２つの周波数領域信号間に生じる前記遅延時間分の位相のずれを補正する位相補正部を更に有することを特徴とする請求項２記載の伝送システム。
6. 前記送信装置は、マルチキャリア伝送を行い、逆フーリエ変換処理された直交周波数分割多重信号からなる同じ前記信号ブロックを２つずつ連続して送信することを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
7. 前記送信装置は、シングルキャリア伝送を行い、複数のデータからなる同じ前記信号ブロックを２つずつ連続して送信し、
   前記受信装置は、同じ２つの前記信号ブロックに対して前記波形等化処理後に逆フーリエ変換処理を行い、その後に合成して復調することを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
8. マルチキャリア伝送を行う送信装置において、
   逆フーリエ変換された直交周波数分割多重信号からなる同じ信号ブロックを２つずつ連続して送信することを特徴とする送信装置。
9. シングルキャリア伝送を行う送信装置において、
   複数のデータからなる同じ信号ブロックを２つずつ連続して送信することを特徴とする送信装置。
10. 直接波のほかに伝搬路の状態に応じた複数の遅延波を受信する受信装置において、
    前記直接波または前記遅延波の同じ信号ブロックをそれぞれ２つずつ連続して受信し、同じ２つの前記信号ブロックに対してそれぞれ所定のタイミングでフーリエ変換処理を行い、周波数領域での波形等化処理により２つの前記信号ブロックの位相を合わせた後、合成して復調することを特徴とする受信装置。

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