JP2010239272A - Ｏｆｄｍ送信装置、ｏｆｄｍ受信装置、ｏｆｄｍ伝送システム及びｏｆｄｍ通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝搬環境の改善の程度が変調方式を変更できる程ではない小幅なものであっても、伝送レートを向上させること。
【解決手段】符号化部１０１は、入力したデータを符号化し、一部の符号化データをＳ／Ｐ部１０２に出力し、残りの符号化データを位相変調部１０４に出力する。Ｓ／Ｐ部１０２は、符号化部１０１から出力されたデータ列に対して直列／並列変換処理を行う。各一次変調部１０３−１〜１０３−ｎは、それぞれ、Ｓ／Ｐ部１０２から出力されたデータ列を変調してシンボルを生成する。位相変調部１０４は、各一次変調部１０３−１〜１０３−ｎから出力されたシンボルの位相を、直前のシンボルの位相から、符号化部１０１から出力された符号化データに基づくシフト量だけ回転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、マルチキャリア変調信号を用いたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多元接続）通信を行うＯＦＤＭ送信装置、ＯＦＤＭ受信装置、ＯＦＤＭ伝送システム及びＯＦＤＭ通信方法に関する。

近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、さらに高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想され、高速伝送を行うために、限られた周波数資源をより効率よく利用して、高い伝送効率を実現する無線伝送技術が求められている。

このような無線伝送技術の１つにＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）伝送方式がある。ＯＦＤＭ伝送方式は、高い周波数利用効率、マルチパス環境下のシンボル間干渉低減などの特徴を持ち、伝送効率の向上に有効であることが知られている（特許文献１）。

ＯＦＤＭ伝送システムに用いられる送信装置（以下、「ＯＦＤＭ送信装置」という）は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying : 直交位相変調）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ：直交振幅変調）等の変調方式によってデータを変調してシンボルを生成し、シンボルを複数の直交する副搬送波（サブキャリア）に重畳させてＯＦＤＭシンボルを生成する。

さらに、ＯＦＤＭ送信装置は、ＯＦＤＭシンボルに有効シンボル波形の一部分を巡回させたガードインターバルを付加し、無線周波数に変換してアンテナから無線送信する。ガードインターバルを付加することにより、マルチパスによる受信品質の劣化を低減することができる。

そして、無線通信の分野では、所定の受信品質（誤り率）を維持した上で、さらに伝送レートを向上させることが望まれる。従来のＯＦＤＭ伝送システムでは、伝搬環境（回線品質）が良好な場合に、シンボル当たりの変調多値数を上げることにより、伝送レートを向上させている。

図１０は、伝搬環境を表す指標であるＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）（横軸）と受信品質を表す指標であるＢＥＲ（Bit Error Rate）（縦軸）との関係を示す図である。図１０に示すように、ＳＮＲとＢＥＲとの間には相関関係がある。また、所定の受信品質Ｔ_ＢＥＲを得るための目標ＳＮＲが変調方式毎に決まっており、変調多値数が大きい変調方式ほど、目標ＳＮＲが高くなる。例えば、図１０において、変調方式がＱＰＳＫ（変調多値数ｍ＝２）であれば目標ＳＮＲはＡ_１であり、変調方式が１６ＱＡＭ（ｍ＝４）であれば目標ＳＮＲ＝Ａ_２である。

従来のＯＦＤＭ伝送システムでは、受信装置（以下、「ＯＦＤＭ受信装置」という）において定期的にＳＮＲを測定し、測定結果をＯＦＤＭ送信装置に通知し、ＯＦＤＭ送信装置はＳＮＲがＡ_２を超えた場合に、変調方式をＱＰＳＫから１６ＱＡＭに変更してＯＦＤＭシンボルを送信し、伝送レートを向上させている。
特開２００１−７７７８９号公報

しかしながら、従来の方式では、各変調方式の目標ＳＮＲの間隔が大きいため、現在より変調多値数が大きい変調方式において所定の受信品質を得ることができるまで、伝搬環境が大幅に改善されなければ、変調方式を変えることができない。

例えば、図１０において、ＳＮＲがＡ_１とＡ_２の間のＡ_３であった場合に、ＳＮＲがＡ_１のときよりも伝搬環境が良好であるにもかかわらず、変調方式をＱＰＳＫから１６ＱＡＭに変えると所定の受信品質Ｔ_ＢＥＲを得ることができないため、変調方式を変えることができず、伝送レートを向上させることができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、伝搬環境の改善の程度が変調方式を変更できる程ではない小幅なものであっても、伝送レートを向上させることができるＯＦＤＭ送信装置、ＯＦＤＭ受信装置、ＯＦＤＭ伝送システム及びＯＦＤＭ通信方法を提供することを目的とする。

本発明のＯＦＤＭ送信装置は、ＯＦＤＭ伝送方式でデータを加工し、得られた信号を無線送信するＯＦＤＭ送信装置であって、入力したデータを符号化する符号化手段と、前記符号化手段が符号化した一部のデータである第１符号化データをサブキャリア毎に変調してシンボルを生成する一次変調手段と、前記符号化手段が符号化した残りのデータである第２符号化データが表すシフト量だけ、前記一次変調手段が生成したシンボルの位相を、直前のシンボルから回転させる位相変調手段と、を具備する構成を採る。

本発明のＯＦＤＭ受信装置は、上記のＯＦＤＭ送信装置から送信された無線信号を加工し、データを取り出すＯＦＤＭ受信装置であって、受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波手段と、前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データが表すシフト量だけ、前記受信信号から得られたシンボルの位相を逆回転させる位相補正手段と、前記位相補正手段が位相を逆回転させたシンボルを復調して前記第１符号化データを取り出す一次復調手段と、前記一次復調手段が取り出した前記第１符号化データ及び前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データを復号する復号手段と、を具備する構成を採る。

本発明のＯＦＤＭ伝送システムは、ＯＦＤＭ伝送方式でデータを加工し、得られた信号を無線送信するＯＦＤＭ送信装置と、前記ＯＦＤＭ送信装置から送信された無線信号を加工し、データを取り出すＯＦＤＭ受信装置と、を有するＯＦＤＭ伝送システムであって、前記ＯＦＤＭ送信装置は、入力したデータを符号化する符号化手段と、前記符号化手段が符号化した一部のデータである第１符号化データをサブキャリア毎に変調してシンボルを生成する一次変調手段と、前記符号化手段が符号化した残りのデータである第２符号化データが表すシフト量だけ、前記一次変調手段が生成したシンボルの位相を、直前のシンボルから回転させる位相変調手段と、を具備し、前記ＯＦＤＭ受信装置は、受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波手段と、前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データが表すシフト量だけ、前記受信信号から得られたシンボルの位相を逆回転させる位相補正手段と、前記位相補正手段が位相を逆回転させたシンボルを復調して前記第１符号化データを取り出す一次復調手段と、前記一次復調手段が取り出した前記第１符号化データ及び前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データを復号する復号手段と、を具備する、構成を採る。

本発明のＯＦＤＭ通信方法は、ＯＦＤＭ送信装置において、データを加工し、得られた信号を無線送信し、ＯＦＤＭ受信装置において、前記ＯＦＤＭ送信装置から送信された無線信号を加工し、データを取り出す、ＯＦＤＭ通信方法であって、前記ＯＦＤＭ送信装置において、入力したデータを符号化する符号化工程と、前記符号化工程で符号化した一部のデータである第１符号化データをサブキャリア毎に変調してシンボルを生成する一次変調工程と、前記符号化工程で符号化した残りのデータである第２符号化データが表すシフト量だけ、前記一次変調工程で生成したシンボルの位相を、直前のシンボルから回転させる位相変調工程と、を行い、前記ＯＦＤＭ受信装置において、受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波工程と、前記遅延検波工程で取り出した前記第２符号化データが表すシフト量だけ、前記受信信号から得られたシンボルの位相を逆回転させる位相補正工程と、前記位相補正工程で位相を逆回転させたシンボルを復調して前記第１符号化データを取り出す一次復調工程と、前記一次復調工程で取り出した前記第１符号化データ及び前記遅延検波工程で取り出した前記第２符号化データを復号する復号工程と、を行う。

本発明によれば、符号化されたデータの一部を位相変調のために割り振り、一次変調されたデータを、割り振られたデータに基づいて位相変調することにより、伝搬環境の改善の程度が変調方式を変更できる程ではない小幅なものであっても、伝送レートを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
１．１ ＯＦＤＭ送信装置の構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すＯＦＤＭ送信装置１００は、符号化部１０１と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部１０２と、一次変調部１０３−１〜１０３−ｎと、位相変調部１０４と、ＩＦＦＴ部１０５と、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル変換）部１０６と、ＧＩ（ガードインターバル）付加部１０７と、送信ＲＦ部１０８と、送信アンテナ１０９と、から主に構成される。

符号化部１０１は、入力したデータに対して誤り検出符号を付加し、誤り訂正符号化処理を行い、符号化したデータをＳ／Ｐ部１０２あるいは位相変調部１０４に出力する。なお、符号化部１０１は、ｍ×ｎビットのデータをＳ／Ｐ部１０２に出力した後、ｋビットのデータを位相変調部１０４に出力することを繰り返す。ここで、ｍは変調多値数、ｎはサブキャリア数、ｋは連続する２つのシンボル間の位相差を表すデータのビット数である。

Ｓ／Ｐ部１０２は、符号化部１０１から直列に出力されたデータ列をｎ個の並列なデータ列に変換し（直列／並列処理）、各データ列をそれぞれ一次変調部１０３−１〜１０３−ｎに出力する。

各一次変調部１０３−１〜１０３−ｎは、それぞれ、Ｓ／Ｐ部１０２から出力されたデータ列に対して、ｍビット単位でＱＰＳＫ（ｍ＝２）や１６ＱＡＭ（ｍ＝４）等の変調方式で変調処理を行ってシンボルを生成し、位相変調部１０４に出力する。

位相変調部１０４は、各一次変調部１０３−１〜１０３−ｎから出力されたシンボルに対して、ＯＦＤＭ受信装置で既知であるシンボル（例えば、パイロットシンボル）を挿入する。そして、位相変調部１０４は、既知シンボルを挿入したシンボルの位相を、直前のシンボルの位相から、符号化部１０１から出力されたｋビットのデータに基づくシフト量だけ回転させる処理（位相変調処理）を行い、ＩＦＦＴ部１０５に出力する。位相変調処理を行うことにより、直前のシンボルとの位相差に情報を載せることができる。

ＩＦＦＴ部１０５は、位相変調部１０４から出力されたシンボルに対して逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を行うことにより、周波数が互いに異なるｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭシンボルを生成し、このＯＦＤＭシンボルをＰ／Ｓ部１０６に出力する。

Ｐ／Ｓ部１０６は、ＩＦＦＴ部１０５から出力されたｎ個のＯＦＤＭシンボルを多重し（並列／直列変換処理）、ＧＩ付加部１０７に出力する。

ＧＩ付加部１０７は、Ｐ／Ｓ部１０６から出力されたＯＦＤＭシンボルに対して、有効シンボル波形の一部分を巡回させたガードインターバルを付加し（ＧＩ付加処理）、送信ＲＦ部１０８に出力する。

送信ＲＦ部１０８は、ＧＩ付加部１０７から出力されたベースバンドの信号であるＯＦＤＭシンボルに対してアンプコンバート等の所定の無線処理を行い、無線周波数の信号を送信アンテナ１０９からＯＦＤＭ受信装置に対して無線送信する。

次に、図１に示したすＯＦＤＭ送信装置から無線送信されたＯＦＤＭシンボルを受信するＯＦＤＭ受信装置について図２を用いて説明する。

１．２ ＯＦＤＭ受信装置の構成
図２は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すＯＦＤＭ受信装置２００は、受信アンテナ２０１と、受信ＲＦ部２０２と、同期検波部２０３と、ＧＩ（ガードインターバル）除去部２０４と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部２０５と、ＦＦＴ部２０６と、遅延検波部２０７と、バッファ２０８と、位相補正部２０９と、一次復調部２１０−１〜２１０−ｎと、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル変換）部２１１と、復号部２１２と、から主に構成される。

受信ＲＦ部２０２は、受信アンテナ２０１に受信された無線周波数の信号に対してダウンコンバート等の所定の無線処理を行い、ベースバンドの信号であるＯＦＤＭシンボルを同期検波部２０３に出力する。

同期検波部２０３は、既知シンボルを使って受信ＲＦ部２０２から出力されたＯＦＤＭシンボルの先頭部分を検出し（同期検波処理）、所定のタイミングでＯＦＤＭシンボルをＧＩ除去部２０４に出力する。

ＧＩ除去部２０４は、同期検波部２０３から出力されたＯＦＤＭシンボルからガードインターバルを取り除き（ＧＩ除去処理）、Ｓ／Ｐ部２０５に出力する。

Ｓ／Ｐ部２０５は、ＧＩ除去部２０４から出力されたＯＦＤＭシンボルを、周波数が互いに異なるｎ個のＯＦＤＭシンボルに分離し（直列／並列変換処理）、ＦＦＴ部２０６に出力する。

ＦＦＴ部２０６は、Ｓ／Ｐ部２０５から出力されたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ（フーリエ変換）処理を行うことにより、各サブキャリアに重畳されているシンボルを取り出し、シンボル列を遅延検波部２０７に出力する。

遅延検波部２０７は、ＦＦＴ部２０６から出力されたシンボルの既知シンボル部分とバッファ２０８に保存されたその直前のシンボルの既知シンボル部分との位相差を検出し（遅延検波処理）、位相差を表すｋビットのデータを位相補正部２０９及び復号部２１２に出力する。また、遅延検波部２０７は、遅延検波処理を行った後、ＦＦＴ部２０６から出力されたシンボルをそのまま、バッファ２０８及び位相補正部２０９に出力する。

バッファ２０８は、遅延検波部２０７から出力されたシンボルを一時的に保存する。なお、バッファ２０８は、新たなシンボルを入力した時点で、既に保存されているシンボルを消去する。また、バッファ２０８は、遅延検波部２０７が遅延検波処理を開始するタイミングで、保存しているシンボルを遅延検波部２０７に出力する。

位相補正部２０９は、遅延検波部２０７から出力された位相差を表すデータに基づくシフト量だけ、遅延検波部２０７から出力されたシンボルの位相を逆回転させる処理（位相補正処理）を行い、既知シンボル部分を取り除いたシンボルを一次復調部２１０−１〜２１０−ｎに出力する。

一次復調部２１０−１〜２１０−ｎは、それぞれ、位相補正部２０９から出力されたシンボルに対して復調処理を行ってデータを取り出し、Ｐ／Ｓ部２１１に出力する。

Ｐ／Ｓ部２１１は、一次復調部２１０−１〜２１０−ｎから出力されたｎ個のデータを直列に変換し（並列／直列変換処理）、復号部２１２に出力する。

復号部２１２は、Ｐ／Ｓ部２１１から出力されたデータに対して誤り訂正復号処理及び誤り検出処理を行い、遅延検波部２０７から出力されたデータと時間多重して最終的なデータを出力する。

１．３ 位相変調処理及び遅延検波処理の具体的説明
次に、図１に示した位相変調部１０４における位相変調処理、及び、図２に示した遅延検波部２０７における遅延検波処理について、図３及び図４を用いて具体的に説明する。図３は位相変調処理されたシンボルのコンスタレーションを示す図であり、図４は遅延検波処理されたシンボルのコンスタレーションを示す図である。図３及び図４には、時刻ｔ１からｔ４までのシンボルのコンスタレーションが示されている。

なお、図３及び図４では、一次変調方式としてＱＰＳＫを用い、位相変調方式としてＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying：差動四相位相偏移変調）を用いた場合を示している。ＤＱＰＳＫとは、デジタル信号の変調方式のひとつで、変調された４つの位相にそれぞれ２ビットのデータを割り当て、直前のデータとの位相差を利用して情報を与える方式のことである。

１．３．１ 第１シンボル（時刻ｔ１）に対する処理
各一次変調部１０３−１〜１０３−ｎにおいてデータを変調して得られた時刻ｔ１における第１シンボルは、コンスタレーション上では、シンボル位置３１１から３１４のいずれかに配置される。例えば、（０，０）のデータを変調したシンボルは、シンボル位置３１１に配置される。位相変調部１０４は、第１シンボルに挿入するパイロットシンボルの位相を０°とする（図３のシンボル位置３１０）。

遅延検波部２０７は、第１シンボルに含まれるパイロットシンボルの位相（０°）が既知であるので、第１シンボルの位相が無線区間において回転した量を計算ことができる。図３の例では、受信した第１シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４１０の位相が２７０°であるから、第１シンボル（図４のシンボル位置４１１から４１４のいずれか）は、無線区間において２７０°回転することが分かる。位相補正部２０９において、この無線区間における回転を元に戻すことにより、一次復調部２１０において第１シンボルからデータを正しく復調することができる。

１．３．２ 第２シンボル（時刻ｔ２）に対する処理
次に、位相変調部１０４は、符号化部１０１から出力されたデータに基づくシフト量だけ、時刻ｔ２における第２シンボルの位相を、第１シンボルに対して回転させる（図３のシンボル位置３２１から３２４のいずれか）。同様に、位相変調部１０４は、符号化部１０１から出力されたデータに基づくシフト量だけ、第２シンボルに挿入するパイロットシンボルの位相を、第１シンボルに挿入するパイロットシンボルに対して回転させる（図３のシンボル位置３２０）。図３の例では、符号化部１０１から出力されたデータが（０，０）であり、この場合には、位相変調部１０４は、パイロットシンボルを含む第２シンボルを４５°回転させる。

遅延検波部２０７は、受信した第２シンボルと第１シンボルに含まれるパイロットシンボルの位相差を検出することにより、位相変調部１０４が第２シンボルの位相を回転させたシフト量を推定する。図３の例では、受信した第２シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４２０の位相が３１５°であるから、遅延検波部２０７は、第２シンボルと第１シンボルとの位相差が４５°であり、符号化部１０１から出力されたデータが（０，０）であると推定することができる。なお、受信した第２シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４２０の位相が３１５°であるから、第２シンボル（図４のシンボル位置４２１から４２４のいずれか）は、位相変調部１０４で４５°回転し、さらに、無線区間において２７０°回転することが分かる。位相補正部２０９において、この位相変調部１０４による回転及び無線区間における回転を元に戻すことにより、一次復調部２１０において第２シンボルからデータを正しく復調することができる。

１．３．３ 第３シンボル（時刻ｔ３）に対する処理
次に、位相変調部１０４は、符号化部１０１から出力されたデータに基づくシフト量だけ、時刻ｔ３における第３シンボルの位相を、第２シンボルに対して回転させる（図３のシンボル位置３３１から３３４のいずれか）。同様に、位相変調部１０４は、符号化部１０１から出力されたデータに基づくシフト量だけ、第３シンボルに挿入するパイロットシンボルの位相を、第２シンボルに挿入するパイロットシンボルに対して回転させる（図３のシンボル位置３３０）。図３の例では、符号化部１０１から出力されたデータが（０，１）であり、この場合には、位相変調部１０４は、パイロットシンボルを含む第３シンボルを、第２シンボルから１３５°回転させる。

遅延検波部２０７は、受信した第３シンボルと第２シンボルに含まれるパイロットシンボルの位相差を検出することにより、位相変調部１０４が第３シンボルの位相を回転させたシフト量を推定する。図３の例では、受信した第３シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４３０の位相が９０°であるから、遅延検波部２０７は、第３シンボルと第２シンボルとの位相差が１３５°であり、符号化部１０１から出力されたデータが（０，１）であると推定することができる。なお、受信した第３シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４３０の位相が９０°であるから、第３シンボル（図４のシンボル位置４３１から４３４のいずれか）は、位相変調部１０４で１８０°（４５°＋１３５°）回転し、さらに、無線区間において２７０°回転することが分かる。位相補正部２０９において、この位相変調部１０４による回転及び無線区間における回転を元に戻すことにより、一次復調部２１０において第３シンボルからデータを正しく復調することができる。

１．３．４ 第４シンボル（時刻ｔ４）に対する処理
次に、位相変調部１０４は、符号化部１０１から出力されたデータに基づくシフト量だけ、時刻ｔ４における第４シンボルの位相を、第３シンボルに対して回転させる（図３のシンボル位置３４１から３４４のいずれか）。同様に、位相変調部１０４は、符号化部１０１から出力されたデータに基づくシフト量だけ、第４シンボルに挿入するパイロットシンボルの位相を、第３シンボルに挿入するパイロットシンボルに対して回転させる（図３のシンボル位置３４０）。図３の例では、符号化部１０１から出力されたデータが（０，０）であり、この場合には、位相変調部１０４は、パイロットシンボルを含む第４シンボルを、第３シンボルから４５°回転させる。

遅延検波部２０７は、受信した第４シンボルと第３シンボルに含まれるパイロットシンボルの位相差を検出することにより、位相変調部１０４が第４シンボルの位相を回転させたシフト量を推定する。図３の例では、受信した第４シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４４０の位相が１３５°であるから、遅延検波部２０７は、第４シンボルと第３シンボルとの位相差が４５°であり、符号化部１０１から出力されたデータが（０，０）であると推定することができる。なお、受信した第４シンボルに含まれるパイロットシンボルの位置４４０の位相が１３５°であるから、第４シンボル（図４のシンボル位置４４１から４４４のいずれか）は、位相変調部１０４で２２５°（４５°＋１３５°＋４５°）回転し、さらに、無線区間において２７０°回転することが分かる。位相補正部２０９において、この位相変調部１０４による回転及び無線区間における回転を元に戻すことにより、一次復調部２１０において第４シンボルからデータを正しく復調することができる。

１．４ 本実施の形態による伝送レートの改善効果の具体的説明
次に、本実施の形態による伝送レートの改善効果について具体的に説明する。例として、一次変調方式がＱＰＳＫ（変調多値数ｍ＝２）、サブキャリア数ｎが４８、位相変調方式がＤＱＰＳＫ（ｋ＝２）の場合において、各サブキャリアがｓ＝１００個のシンボルを送信する時間に送信可能なデータのビット数について、従来技術と本実施の形態とを比較する。

上記の場合に、従来技術で送信可能なデータのビット数は、ｎ×ｍ×ｓ＝４８×２×１００＝９６００ビットである。

一方、上記の場合に、本実施の形態で送信可能なデータのビット数は、ｎ×ｍ×ｓ＋ｋ×（ｓ−１）＝４８×２×１００＋２×（１００−１）＝９７９８ビットであり、本実施の形態によれば、従来技術よりも単位時間に送信可能なデータのビット数を増やす（伝送レートを上げる）ことができる。

１．５ 本実施の形態の効果
このように、本実施の形態によれば、符号化されたデータの一部を位相変調のために割り振り、一次変調されたデータを、割り振られたデータに基づいて位相変調することにより、伝搬環境の改善の程度が変調方式を変更できる程ではない小幅なものであっても、伝送レートを向上させることができる。

また、本実施の形態において、位相変調用のデータとして、ターボ符号のパリティビット等の冗長ビットを割り振るようにすることにより、従来技術に対して送信可能なデータのビット数が増えた分だけ、従来技術よりも冗長ビットを多く送信することができるので、誤り訂正能力の向上を図ることができる。

なお、図１には、一次変調処理を行った後に位相変調処理を行う場合を示したが、本実施の形態では、図５に示すように、ＧＩ付加処理を行った後に位相変調処理を行っても同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、図６、図７に示すように、２つの符号化部１０１−１，１０１−２及び２つの復号部２１２−１，２１２−２を用意し、２種類のチャネルについて、それぞれ個別に符号化処理、復号処理を行い、一方のチャネルＡのデータを一次変調用に割り振り、他方のチャネルＢのデータを位相変調用に割り振ってもよい。なお、位相変調用に割り振られるチャネルとして、ＳＡＣＣＨ（低速付随チャネル）等が挙げられる。

（実施の形態２）
本発明には、実施の形態１で説明した伝送レートの改善効果に加えて、ＯＦＤＭ受信装置において、一次復調処理を行う前に遅延検波処理において一部のデータを取り出せるという特有の効果がある。実施の形態２は、この特有の効果を中継局装置に活かす場合について説明する。

２．１ システム構成
図８は、本実施の形態に係る無線システムの構成を示す図である。図８において、本システムは、基地局装置８０１と、中継局装置８０２と、複数の端末装置８０３−１、８０３−２と、から構成される。

端末装置８０３−１は、中継局装置８０２を介して、基地局装置８０１に向けて信号８１１を送信する。また、端末装置８０３−１は、直接、端末装置８０３−２に向けても信号８１２を送信することができる。

中継局装置８０２は、端末装置８０３−１から送信された信号を受信した場合、この受信信号が基地局装置８０１に向けたもの（８１１）であるのか、端末装置８０３−２に向けたもの（８１２）であるのかを判断しなければならない。そして、中継局装置８０２は、受信信号が基地局装置８０１に向けたもの（８１１）であれば、これを増幅して基地局装置８０１に送信しなければならない。一方、中継局装置８０２は、受信信号が端末装置８０３−２に向けたもの（８１２）であれば、これを基地局装置８０１に送信することを停止しなければならない。

ここで、端末装置８０３−１から送信される、基地局装置８０１に向けた信号８１１と端末装置８０３−２に向けた信号８１２の双方の周波数が同一である場合、従来の中継局装置は、受信信号を一旦復調、復号して、データの中身を確認しなければ、受信信号が基地局装置８０１に向けたもの（８１１）であるのか、端末装置８０３−２に向けたもの（８１２）であるのかを判断することができなかった。

これに対し、本実施の形態によれば、上記の効果により、中継局装置８０２は、受信信号を復調、復号しなくても、受信信号が基地局装置８０１に向けたもの（８１１）であるのか、端末装置８０３−２に向けたもの（８１２）であるのかを判断することができる。

２．２ 中継局装置の構成
図９は、本実施の形態に係る中継局装置８０２の構成を示すブロック図である。なお、図９において、図７と共通する構成部分には、図７と同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。また、端末装置８０３−１は、図６に示したＯＦＤＭ送信装置を備え、基地局装置８０１に向けて送信する信号８１１と、端末装置８０３−２に向けて送信する信号８１２とで、位相変調におけるシフト量を異ならせるものとする。また、このシフト量は、中継局装置８０２において既知であるものとする。

図９に示す中継局装置８０２は、受信アンテナ２０１と、受信ＲＦ部２０２と、同期検波部２０３と、ＧＩ除去部２０４と、Ｓ／Ｐ部２０５と、ＦＦＴ部２０６と、遅延検波部２０７と、バッファ２０８と、判定部９０１と、増幅部９０２と、送信アンテナ９０３と、から主に構成される。

遅延検波部２０７は、ＦＦＴ部２０６から出力されたシンボルの既知シンボル部分とバッファ２０８に保存されたその直前のシンボルの既知シンボル部分との位相差を検出し（遅延検波処理）、位相差を表すｋビットのデータを判定部９０１に出力する。

判定部９０１は、遅延検波部２０７から出力されたデータに対応するシフト量に基づいて、受信アンテナ２０１に受信された無線周波数の信号が、基地局装置８０１に向けたもの（８１１）であるのか、端末装置８０３−２に向けたもの（８１２）であるのかを判定する。

そして、判定部９０１は、基地局装置８０１に向けた信号８１１を増幅部９０２に出力し、端末装置８０３−２に向けた信号８１２を廃棄する。

増幅部９０２は、判定部９０１から出力された信号８１１を増幅し、送信アンテナ９０３から基地局装置８０１に向けて送信する。

２．３ 本実施の形態の効果
このように、本実施の形態によれば、遅延検波処理において取り出すことができるデータを利用することにより、受信信号を復調、復号しなくても、信号の送信先を判断することができる。

本発明は、ＯＦＤＭ伝送方式の移動体通信に用いられる基地局装置、端末装置及び中継局装置に用いるに好適である。

本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置によって位相変調処理されたシンボルのコンスタレーションを示す図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置によって遅延検波処理されたシンボルのコンスタレーションを示す図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の他の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の他の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の他の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る中継局装置を含むシステムの構成を示す図 本発明の実施の形態２に係る中継局装置の構成を示すブロック図 ＳＮＲとＢＥＲとの関係を示す図

１００ ＯＦＤＭ送信装置
１０１ 符号化部
１０２ Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部
１０３ 一次変調部
１０４ 位相変調部
１０５ ＩＦＦＴ部
１０６ Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル変換）部
１０７ ＧＩ（ガードインターバル）付加部
１０８ 送信ＲＦ部
１０９ 送信アンテナ
２００ ＯＦＤＭ受信装置
２０１ 受信アンテナ
２０２ 受信ＲＦ部
２０３ 同期検波部
２０４ ＧＩ（ガードインターバル）除去部
２０５ Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル変換）部
２０６ ＦＦＴ部
２０７ 遅延検波部
２０８ バッファ
２０９ 位相補正部
２１０ 一次復調部
２１１ Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル変換）部
２１２ 復号部
８０１ 基地局装置
８０２ 中継局装置
８０３ 端末装置

Claims (8)

1. ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送方式でデータを加工し、得られた信号を無線送信するＯＦＤＭ送信装置であって、
   入力したデータを符号化する符号化手段と、
   前記符号化手段が符号化した一部のデータである第１符号化データをサブキャリア毎に変調してシンボルを生成する一次変調手段と、
   前記符号化手段が符号化した残りのデータである第２符号化データが表すシフト量だけ、前記一次変調手段が生成したシンボルの位相を、直前のシンボルから回転させる位相変調手段と、
   を具備するＯＦＤＭ送信装置。
2. 前記第２符号化データは、誤り訂正符号化処理によって得られる冗長ビットである、請求項１に記載のＯＦＤＭ送信装置。
3. 前記符号化手段は、第１チャネルのデータを符号化して第１符号化データを生成し、前記第１チャネルとは異なるチャネルである第２チャネルのデータを符号化して第２符号化データを生成する、請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置。
4. 前記位相変調手段は、ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭシンボルに対して位相回転させる処理を行う、請求項１から請求項３のいずれかに記載のＯＦＤＭ送信装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のＯＦＤＭ送信装置から送信された無線信号を加工し、データを取り出すＯＦＤＭ受信装置であって、
   受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波手段と、
   前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データが表すシフト量だけ、前記受信信号から得られたシンボルの位相を逆回転させる位相補正手段と、
   前記位相補正手段が位相を逆回転させたシンボルを復調して前記第１符号化データを取り出す一次復調手段と、
   前記一次復調手段が取り出した前記第１符号化データ及び前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データを復号する復号手段と、
   を具備するＯＦＤＭ受信装置。
6. ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送方式でデータを加工し、得られた信号を無線送信するＯＦＤＭ送信装置と、前記ＯＦＤＭ送信装置から送信された無線信号を加工し、データを取り出すＯＦＤＭ受信装置と、を有するＯＦＤＭ伝送システムであって、
   前記ＯＦＤＭ送信装置は、
   入力したデータを符号化する符号化手段と、
   前記符号化手段が符号化した一部のデータである第１符号化データをサブキャリア毎に変調してシンボルを生成する一次変調手段と、
   前記符号化手段が符号化した残りのデータである第２符号化データが表すシフト量だけ、前記一次変調手段が生成したシンボルの位相を、直前のシンボルから回転させる位相変調手段と、を具備し、
   前記ＯＦＤＭ受信装置は、
   受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波手段と、
   前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データが表すシフト量だけ、前記受信信号から得られたシンボルの位相を逆回転させる位相補正手段と、
   前記位相補正手段が位相を逆回転させたシンボルを復調して前記第１符号化データを取り出す一次復調手段と、
   前記一次復調手段が取り出した前記第１符号化データ及び前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データを復号する復号手段と、を具備する、
   ＯＦＤＭ伝送システム。
7. 基地局装置と、端末装置と、前記端末装置から無線送信された信号を受信し、増幅して前記基地局装置に無線送信する中継局装置と、を有し、前記端末装置は、他の端末装置にも信号を無線送信する、通信システムであって、
   前記端末装置は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＯＦＤＭ送信装置を搭載し、
   前記中継局装置は、
   受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波手段と、
   前記遅延検波手段が取り出した前記第２符号化データが表すシフト量に基づいて、前記受信信号が、前記基地局装置に向けたものであるのか、前記他の端末装置に向けたものであるのかを判定する判定手段と、
   前記判定手段が、前記基地局装置に向けたものと判定した信号を増幅し、送信アンテナから前記基地局装置に向けて送信する増幅手段と、を具備する、
   通信システム。
8. ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）送信装置において、データを加工し、得られた信号を無線送信し、ＯＦＤＭ受信装置において、前記ＯＦＤＭ送信装置から送信された無線信号を加工し、データを取り出す、ＯＦＤＭ通信方法であって、
   前記ＯＦＤＭ送信装置において、
   入力したデータを符号化する符号化工程と、
   前記符号化工程で符号化した一部のデータである第１符号化データをサブキャリア毎に変調してシンボルを生成する一次変調工程と、
   前記符号化工程で符号化した残りのデータである第２符号化データが表すシフト量だけ、前記一次変調工程で生成したシンボルの位相を、直前のシンボルから回転させる位相変調工程と、を行い、
   前記ＯＦＤＭ受信装置において、
   受信信号から得られたシンボルと、その直前のシンボルとの位相差から、前記第２符号化データを取り出す遅延検波工程と、
   前記遅延検波工程で取り出した前記第２符号化データが表すシフト量だけ、前記受信信号から得られたシンボルの位相を逆回転させる位相補正工程と、
   前記位相補正工程で位相を逆回転させたシンボルを復調して前記第１符号化データを取り出す一次復調工程と、
   前記一次復調工程で取り出した前記第１符号化データ及び前記遅延検波工程で取り出した前記第２符号化データを復号する復号工程と、を行う、
   ＯＦＤＭ通信方法。
   

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