JP3796076B2 - Ｏｆｄｍ通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式の通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＯＦＤＭ方式の通信装置においては、復調方式として一般に同期検波または遅延検波が用いられる。まず、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置について、図４を参照して説明する。図４は、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図４の送信系において、送信信号は、ＱＰＳＫ変調部４１により、各サブキャリア毎にＱＰＳＫ変調処理がなされる。ＱＰＳＫ変調された送信信号は、ＩＦＦＴ部４２によりＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）処理がなされることにより、周波数分割多重される。ＩＦＦＴ処理がなされた送信信号は、アンテナ４３を介して送信される。
【０００４】
アンテナ４３を介して送信される信号のフレーム構成は、図５に示す通りである。図５は、従来のＯＦＤＭ通信装置に用いられるフレームフォーマットを示す模式図である。図５に示すように、アンテナ４３を介して送信される信号は、時間的に前方から順に、プリアンブル部５１、パイロットシンボル部５２、メッセージ部５３から構成される。このフレームにより構成された各信号は、それぞれ１つのパケットにより送信される。
【０００５】
図４の受信系において、通信相手から送信された信号は、アンテナ４３を介して受信される。なお、上記通信相手は、図４に示したものと同様の構成を有しており、この通信相手から送信された信号は、上述した送信系におけるものと同様の処理がなされたものである。
【０００６】
アンテナ４３を介して受信された信号は、ＦＦＴ部４４によりＦＦＴ（フーリエ変換）処理がなされる。これにより、各サブキャリアにより伝送された信号が取り出される。ＦＦＴ部４４により取り出された信号は、同期検波部４５により、同期検波処理がなされる。これにより、復調信号が取り出される。
【０００７】
ここで、同期検波部４５による同期検波処理について、図６を参照して説明する。図６は、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置における同期検波部４５の内部構成を示すブロック図である。
【０００８】
同期検波部４５は、受信信号におけるパイロットシンボルを用いて伝送路推定を行い、得られた伝送路推定情報を用いて受信信号に対する伝送路補償を行うことにより、同期検波処理を行うものである。
【０００９】
図６において、受信信号（ＲＸ１）は、切換部６１を介して、複素乗算部６２、レベル検出部６３および乗算部６５に送られる。なお、この受信信号（ＲＸ１）は、図４に示したＦＦＴ部４４により取り出された信号である。
【００１０】
ここで、受信信号（ＲＸ１）を次式により表現する。
ＲＸ１＝Ｒ１×ｅj θ 1×ＴＸ −▲１▼
ただし、Ｒ１はフェージング等による振幅変動であり、θ１はフェージング等による位相変動であり、ＴＸは通信相手により送信された信号（送信信号）である。
【００１１】
また、上式▲１▼により表現された受信信号におけるパイロット区間の信号、すなわち、パイロット区間の受信信号（ＲＸＰ１）を次式により表現する。
ＲＸＰ１＝Ｒ１×ｅj θ 1×Ｐｉｒｏｔ −▲２▼
ただし、Ｐｉｒｏｔはパイロットシンボルである。
【００１２】
複素乗算部６２では、受信信号（ＲＸ１）とパイロットシンボル（Ｐｉｒｏｔ）とを用いた複素乗算処理が行われることにより、伝送路特性が推定される。すなわち、上式▲２▼により表現されたパイロットシンボル区間の受信信号（ＲＸＰ１）に対して、パイロットシンボル（Ｐｉｒｏｔ）の共役複素数（Ｐｉｒｏｔ*）が乗算されることにより、次の式に示すような伝送路特性（Ｐｒｏｆｉｌｅ１）が得られる。
【００１３】
ここで、｜Ｐｉｒｏｔ｜2＝１とすると、上式▲３▼は次に示す式により表現される。
Ｐｒｏｆｉｌｅ１＝Ｒ１×ｅj θ 1 −▲４▼
得られた伝送路特性（Ｐｒｏｆｉｌｅ１）は、除算部６４に送られる。
【００１４】
一方、レベル検出部６３では、受信信号（ＲＸ１）の受信電力が算出される。受信信号（ＲＸ１）の受信電力は、上式▲１▼よりＲ１2となる。受信信号（ＲＸ１）の受信電力は、除算部６４に送られる。
【００１５】
除算部６４では、複素乗算部６２からの伝送路特性（Ｐｒｏｆｉｌｅ１）とレベル検出部６３からの受信電力とを用いて、次のような除算処理がなされる。
Ｐｒｏｆｉｌｅ１／Ｒ１2＝ｅj θ 1／Ｒ１ −▲５▼
除算部６４における除算処理結果は、乗算部６５に送られる。
【００１６】
乗算部６５では、除算部６４における除算処理結果を用いて、受信信号に対する伝送路補償がなされる。すなわち、切換部６１からの受信信号（ＲＸ１）に対して、上式▲５▼の共役複素数が乗算されることにより、次の式に示すように、復調信号が得られる。
ＲＸ１×ｅj- θ 1／Ｒ１＝Ｒ１×ｅj θ 1×ＴＸ×ｅj- θ 1／Ｒ１＝ＴＸ −▲６▼
【００１７】
次いで、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置について、図７を参照して説明する。図７は、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図７に示すＯＦＤＭ通信装置は、図４におけるＱＰＳＫ変調部４１および同期検波部４５に代えて、それぞれＤＱＰＳＫ変調部７１および遅延検波部７２を備えた構成を有するものである。なお、フレームフォーマットとして、図５に示したものが使用可能である。
【００１８】
ＤＱＰＳＫ変調部７１は、送信信号に対して、差動符号化ＱＰＳＫ変調（一般に、ＤＱＰＳＫ変調と称される。）を行うものである。遅延検波部７２は、図８に示すように、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前との信号とを乗算することにより、受信信号（ＲＸ１）に対して遅延検波処理を行うものである。この乗算処理により復調信号が得られる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＯＦＤＭ通信装置においては、以下に述べるような問題がある。すなわち、まず、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置においては、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、各パケットにおけるパイロットシンボル部を受信する時点の回線状態と、上記パケットにおけるメッセージ部を受信する時点の回線状態が異なることになる。このため、上記パイロットシンボル部において推定された伝送路特性を用いて、上記メッセージ部に対する伝送路補償がなされるので、上記メッセージ部において得られる復調信号の誤り率特性が大きく劣化することになる。
【００２０】
一方、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置においては、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前の信号とを乗算した結果を復調信号として出力するため、この復調信号に含まれる伝送路変動に起因する誤差は、１ＯＦＤＭシンボル分のみとなる。これにより、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、復調信号の誤り率特性の劣化は小さいものとなる。
【００２１】
ところが、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置においては、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前の信号との乗算を行うことにより、復調信号に重畳される雑音成分が２倍になるため、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置に比べて、復調信号の誤り率特性が劣化することになる。
【００２２】
以上のように、上記従来のＯＦＤＭ通信装置においては、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係によっては、復調信号の誤り率特性が劣化する可能性がある。
【００２３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、復調信号の誤り率特性の劣化を抑えるＯＦＤＭ通信装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明のＯＦＤＭ送信装置は、同期変調又は差動変調を送信信号に施す変調手段と、前記変調手段によって前記送信信号に施される前記同期変調及び前記差動変調のいずれか一方を、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係又は１パケットの長さに応じて選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【００２５】
本発明のＯＦＤＭ送信方法は、同期変調又は差動変調を送信信号に施す変調ステップと、前記変調ステップで前記送信信号に施される前記同期変調及び前記差動変調のいずれか一方を、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係又は１パケットの長さに応じて選択する選択ステップと、を具備するようにした。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、受信系において、復調信号の品質を左右する要因に応じた復調処理を受信信号に対して実行するようにしたことである。さらに、送信系において、通信相手により実行された復調処理に対応した変調処理を送信信号に対して実行するようにしたことである。
【００４３】
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。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図１の送信系において、送信信号は、ＱＰＳＫ変調部１０１およびＤＱＰＳＫ変調部１０２に送られる。ＱＰＳＫ変調部１０１では、上記送信信号は、各サブキャリア毎にＱＰＳＫ変調がなされる。ＱＰＳＫ変調された送信信号は、選択部１０３に出力される。
【００４５】
ＤＱＰＳＫ変調部１０２では、上記送信信号に対してＤＱＰＳＫ変調がなされる。ＤＱＰＳＫ変調がなされた送信信号は、選択部１０３に出力される。
【００４６】
選択部１０３には、タイミング生成部１１０により、ＱＰＳＫ変調部１０１からの信号またはＤＱＰＳＫ変調部１０２からの信号のいずれかをＩＦＦＴ部１０４に出力する旨の制御信号が入力される。すなわち、タイミング生成部１１０は、選択部１０３に対して、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、ＱＰＳＫ変調部１０１からの信号をＩＦＦＴ部１０４に出力する旨の制御信号を出力し、逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、ＤＱＰＳＫ変調部１０２からの信号をＩＦＦＴ部１０４に出力する旨の制御信号を出力する。ここで、１パケットの通信速度とは、送信側装置がある１パケットを送信し、そのパケットの受信を受信側装置が完了するときの速度である。
【００４７】
なお、タイミング生成部１１０において用いられる回線変動速度と１パケットの通信速度との関係については、例えば、後述する受信系の選択部１０９により出力された復調信号の品質（誤り率特性等）から判断することが可能である。
【００４８】
選択部１０３では、タイミング生成部１１０からの制御信号に基づいて、ＱＰＳＫ変調部１０１からの信号またはＤＱＰＳＫ変調部１０２からの信号のいずれかが、ＩＦＦＴ部１０４に出力される。
【００４９】
ＩＦＦＴ部１０４では、選択部１０３から送られた信号に対してＩＦＦＴ処理がなされる。これにより、選択部１０３から送られた信号は、周波数分割多重されてアンテナ１０５を介して、通信相手に対して送信される。
【００５０】
アンテナ１０５を介して送信される信号のフレーム構成は、先に参照した図５に示す通りである。図５に示したフレームにより構成された各信号は、それぞれ１つのパケットにより送信される。
【００５１】
図１の受信系において、通信相手から送信された信号は、アンテナ１０５を介して受信される。なお、上記通信相手は、図１に示したものと同様の構成を有しており、この通信相手から送信された信号は、上述した送信系におけるものと同様の処理がなされたものである。
【００５２】
アンテナ１０５を介して受信された信号は、ＦＦＴ部１０６によりＦＦＴ処理がなされる。これにより、各サブキャリアにより伝送された信号が取り出されて同期検波部１０７および遅延検波部１０８に出力される。
【００５３】
同期検波部１０７では、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して、同期検波処理がなされて、復調信号が取り出される。遅延検波部１０８では、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して、遅延検波処理がなされて、復調信号が取り出される。同期検波部１０７により取り出された復調信号および遅延検波部１０８により取り出された復調信号は、ともに選択部１０９に出力される。
【００５４】
選択部１０９には、タイミング生成部１１０により、同期検波部１０７からの信号または遅延検波部１０８からの信号のいずれかを復調信号として出力する旨の制御信号が入力される。具体的には、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合（通信相手によりＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合）には、タイミング生成部１１０は、同期検波部１０７からの信号を復調信号として出力する旨の制御信号を出力する。逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合（通信相手によりＤＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合）には、タイミング生成部１１０は、遅延検波部１０８からの信号を復調信号として出力する旨の制御信号を出力する。
【００５５】
選択部１０９では、タイミング生成部１１０からの制御信号に基づいて、同期検波部１０７からの信号または遅延検波部１０８からの信号のいずれかが、復調信号として出力される。これにより、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、受信信号に対して同期検波処理がなされることにより復調信号が取り出され、逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、受信信号に対して遅延検波処理がなされることにより復調信号が取り出されることになる。
【００５６】
このように、本実施の形態によれば、受信系においては、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して速いか遅いかに応じて、すなわち、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係に応じて、同期検波処理または遅延検波処理のうちいずれかの復調処理が受信信号に対して実行される。これにより、復調信号の誤り率特性の劣化を抑えることができる。また、送信系においては、通信相手により実行された復調処理に対応した変調処理（ＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調）が送信信号に対して実行されるので、上記通信相手は、確実に復調信号の誤り率特性の劣化を抑えることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、受信系における復調方式として同期検波および遅延検波の２種類を用い、送信系における変調方式としてＱＰＳＫ変調およびＤＱＰＳＫ変調の２種類を用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、受信系における復調方式および送信系における変調方式として、それぞれ３種類以上を用いた場合についても適用可能なものである。例えば、送信系における変調方式としては、受信系における遅延検波処理が可能となるように、ＢＰＳＫ変調や８ＰＳＫ変調等を用いることができる。
【００５８】
また、本実施の形態においては、受信系における復調方式および送信系における変調方式の選択基準として、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係を用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、選択基準として、単に１パケットの通信速度（１パケットの長さ）を用いる場合、単に回線変動速度を用いる場合、さらには、受信系における復調信号の品質（誤り率特性等）を左右する様々な要因を用いる場合等についても、適用可能であることはいうまでもない。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１において、同期検波部と遅延検波部とを１つの回路で構成することにより、ハード規模をさらに抑えるようにした形態である。以下、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について、図２および図３を参照して説明する。
【００６０】
図２は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置における復調部の内部構成を示すブロック図である。なお、図２における実施の形態１（図１）と同様の構成については、図１と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
【００６１】
図２において、タイミング生成部２０２は、通信相手によりＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して同期検波処理を行う旨の制御信号を復調部２０１に対して出力する。また、タイミング生成部２０２は、通信相手によりＤＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して遅延検波処理を行う旨の制御信号を復調部２０１に対して出力する。
【００６２】
復調部２０１は、タイミング生成部２０２からの制御信号に基づいて、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して、同期検波処理または遅延検波処理のいずれかの復調処理を行う。すなわち、復調部２０１は、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して同期検波処理を行い、逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して遅延検波処理を行う。
【００６３】
次いで、復調部２０１の内部構成について、図３を参照して説明する。図３において、受信信号（ＲＸ）は、切換部３０１を介して、複素乗算部３０２、レベル検出器３０３および乗算部３０５に送られる。なお、この受信信号（ＲＸ）は、図２に示したＦＦＴ部１０６により取り出された信号である。
【００６４】
複素乗算部３０２では、受信信号（ＲＸ）とパイロットシンボル（Ｐｉｒｏｔ）とを用いた複素乗算処理が行われることにより、伝送路特性が推定される。推定された伝送路特性は、除算部３０４に送られる。
【００６５】
また、レベル検出部３０３では、受信信号（ＲＸ）の受信電力が算出される。この受信電力は、除算部３０４に送られる。
【００６６】
除算部３０４では、複素乗算部３０２からの伝送路特性とレベル検出器３０３からの受信電力とを用いた除算処理がなされる。この除算処理の結果は、選択部３０７に送られる。
【００６７】
一方、遅延部３０６では、受信信号（ＲＸ）は、１ＯＦＤＭシンボル分だけ遅延された後、選択部３０７に送られる。
【００６８】
選択部３０７では、乗算部３０５への出力信号として、タイミング生成部２０２からの制御情報に基づいて、遅延部３０６からの信号または除算部３０４からの信号のいずれかが選択される。すなわち、タイミング生成部２０２からの制御信号が、同期検波処理を行う旨の制御信号である場合には、選択部３０７では、乗算部３０５への出力信号として、除算部３０４からの信号が選択される。逆に、タイミング生成部２０２からの制御信号が、遅延検波を行う旨の制御信号である場合には、選択部３０７では、乗算部３０５への出力信号として、遅延部３０６からの信号が選択される。
【００６９】
乗算部３０５では、受信信号（ＲＸ）と選択部３０７により選択された信号との乗算が行われる。これにより、タイミング生成部２０２からの制御信号が、同期検波処理を行う旨の制御信号である場合には、推定された伝送路推定情報を用いた受信信号に対する伝送路補償が行われる。また、タイミング生成部２０２からの制御信号が、遅延検波処理を行う旨の制御信号である場合には、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前の信号との間で、乗算処理が行われることにより、受信信号（ＲＸ）に対する遅延検波処理がなされる。
【００７０】
このように、実施の形態によれば、同期検波部と遅延検波部とを１つの回路で構成することにより、実施の形態１に比べて、さらにハード規模を抑えることができる。
【００７１】
また、上述した実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置は、ディジタル移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載可能なものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、復調信号の品質を左右する要因に応じた復調処理を受信信号に対して実行するようにしたので、復調信号の誤り率特性の劣化を抑えるＯＦＤＭ通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置における復調部の内部構成を示すブロック図
【図４】従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図５】ＯＦＤＭ通信装置に用いられるフレームフォーマットを示す模式図
【図６】従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置における同期検波部の内部構成を示すブロック図
【図７】従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図８】従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置における遅延検波部の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ ＱＰＳＫ変調部
１０２ ＤＱＰＳＫ変調部
１０３，１０９ 選択部
１０４ ＩＦＦＴ部
１０５ アンテナ
１０６ ＦＦＴ部
１０７ 同期検波部
１０８ 遅延検波部
２０１ 復調部
２０２ タイミング生成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式の通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＯＦＤＭ方式の通信装置においては、復調方式として一般に同期検波または遅延検波が用いられる。まず、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置について、図４を参照して説明する。図４は、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図４の送信系において、送信信号は、ＱＰＳＫ変調部４１により、各サブキャリア毎にＱＰＳＫ変調処理がなされる。ＱＰＳＫ変調された送信信号は、ＩＦＦＴ部４２によりＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）処理がなされることにより、周波数分割多重される。ＩＦＦＴ処理がなされた送信信号は、アンテナ４３を介して送信される。
【０００４】
アンテナ４３を介して送信される信号のフレーム構成は、図５に示す通りである。図５は、従来のＯＦＤＭ通信装置に用いられるフレームフォーマットを示す模式図である。図５に示すように、アンテナ４３を介して送信される信号は、時間的に前方から順に、プリアンブル部５１、パイロットシンボル部５２、メッセージ部５３から構成される。このフレームにより構成された各信号は、それぞれ１つのパケットにより送信される。
【０００５】
図４の受信系において、通信相手から送信された信号は、アンテナ４３を介して受信される。なお、上記通信相手は、図４に示したものと同様の構成を有しており、この通信相手から送信された信号は、上述した送信系におけるものと同様の処理がなされたものである。
【０００６】
アンテナ４３を介して受信された信号は、ＦＦＴ部４４によりＦＦＴ（フーリエ変換）処理がなされる。これにより、各サブキャリアにより伝送された信号が取り出される。ＦＦＴ部４４により取り出された信号は、同期検波部４５により、同期検波処理がなされる。これにより、復調信号が取り出される。
【０００７】
ここで、同期検波部４５による同期検波処理について、図６を参照して説明する。図６は、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置における同期検波部４５の内部構成を示すブロック図である。
【０００８】
同期検波部４５は、受信信号におけるパイロットシンボルを用いて伝送路推定を行い、得られた伝送路推定情報を用いて受信信号に対する伝送路補償を行うことにより、同期検波処理を行うものである。
【０００９】
図６において、受信信号（ＲＸ１）は、切換部６１を介して、複素乗算部６２、レベル検出部６３および乗算部６５に送られる。なお、この受信信号（ＲＸ１）は、図４に示したＦＦＴ部４４により取り出された信号である。
【００１０】
ここで、受信信号（ＲＸ１）を次式により表現する。
ＲＸ１＝Ｒ１×ｅj θ 1×ＴＸ −▲１▼
ただし、Ｒ１はフェージング等による振幅変動であり、θ１はフェージング等による位相変動であり、ＴＸは通信相手により送信された信号（送信信号）である。
【００１１】
また、上式▲１▼により表現された受信信号におけるパイロット区間の信号、すなわち、パイロット区間の受信信号（ＲＸＰ１）を次式により表現する。
ＲＸＰ１＝Ｒ１×ｅj θ 1×Ｐｉｒｏｔ −▲２▼
ただし、Ｐｉｒｏｔはパイロットシンボルである。
【００１２】
複素乗算部６２では、受信信号（ＲＸ１）とパイロットシンボル（Ｐｉｒｏｔ）とを用いた複素乗算処理が行われることにより、伝送路特性が推定される。すなわち、上式▲２▼により表現されたパイロットシンボル区間の受信信号（ＲＸＰ１）に対して、パイロットシンボル（Ｐｉｒｏｔ）の共役複素数（Ｐｉｒｏｔ*）が乗算されることにより、次の式に示すような伝送路特性（Ｐｒｏｆｉｌｅ１）が得られる。
【００１３】
Ｐｒｏｆｉｌｅ１＝Ｒ１×ｅj θ 1 −▲４▼
得られた伝送路特性（Ｐｒｏｆｉｌｅ１）は、除算部６４に送られる。
【００１４】
一方、レベル検出部６３では、受信信号（ＲＸ１）の受信電力が算出される。受信信号（ＲＸ１）の受信電力は、上式▲１▼よりＲ１2となる。受信信号（ＲＸ１）の受信電力は、除算部６４に送られる。
【００１５】
除算部６４では、複素乗算部６２からの伝送路特性（Ｐｒｏｆｉｌｅ１）とレベル検出部６３からの受信電力とを用いて、次のような除算処理がなされる。
Ｐｒｏｆｉｌｅ１／Ｒ１2＝ｅj θ 1／Ｒ１ −▲５▼
除算部６４における除算処理結果は、乗算部６５に送られる。
【００１６】
乗算部６５では、除算部６４における除算処理結果を用いて、受信信号に対する伝送路補償がなされる。すなわち、切換部６１からの受信信号（ＲＸ１）に対して、上式▲５▼の共役複素数が乗算されることにより、次の式に示すように、復調信号が得られる。
ＲＸ１×ｅj- θ 1／Ｒ１＝Ｒ１×ｅj θ 1×ＴＸ×ｅj- θ 1／Ｒ１＝ＴＸ −▲６▼
【００１７】
次いで、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置について、図７を参照して説明する。図７は、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図７に示すＯＦＤＭ通信装置は、図４におけるＱＰＳＫ変調部４１および同期検波部４５に代えて、それぞれＤＱＰＳＫ変調部７１および遅延検波部７２を備えた構成を有するものである。なお、フレームフォーマットとして、図５に示したものが使用可能である。
【００１８】
ＤＱＰＳＫ変調部７１は、送信信号に対して、差動符号化ＱＰＳＫ変調（一般に、ＤＱＰＳＫ変調と称される。）を行うものである。遅延検波部７２は、図８に示すように、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前との信号とを乗算することにより、受信信号（ＲＸ１）に対して遅延検波処理を行うものである。この乗算処理により復調信号が得られる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＯＦＤＭ通信装置においては、以下に述べるような問題がある。すなわち、まず、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置においては、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、各パケットにおけるパイロットシンボル部を受信する時点の回線状態と、上記パケットにおけるメッセージ部を受信する時点の回線状態が異なることになる。このため、上記パイロットシンボル部において推定された伝送路特性を用いて、上記メッセージ部に対する伝送路補償がなされるので、上記メッセージ部において得られる復調信号の誤り率特性が大きく劣化することになる。
【００２０】
一方、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置においては、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前の信号とを乗算した結果を復調信号として出力するため、この復調信号に含まれる伝送路変動に起因する誤差は、１ＯＦＤＭシンボル分のみとなる。これにより、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、復調信号の誤り率特性の劣化は小さいものとなる。
【００２１】
ところが、従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置においては、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前の信号との乗算を行うことにより、復調信号に重畳される雑音成分が２倍になるため、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置に比べて、復調信号の誤り率特性が劣化することになる。
【００２２】
以上のように、上記従来のＯＦＤＭ通信装置においては、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係によっては、復調信号の誤り率特性が劣化する可能性がある。
【００２３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、復調信号の誤り率特性の劣化を抑えるＯＦＤＭ通信装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明のＯＦＤＭ送信装置は、同期変調又は差動変調を送信信号に施す変調手段と、前記変調手段によって前記送信信号に施される前記同期変調及び前記差動変調のいずれか一方を、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係又は１パケットの長さに応じて選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【００２５】
本発明のＯＦＤＭ送信方法は、同期変調又は差動変調を送信信号に施す変調ステップと、前記変調ステップで前記送信信号に施される前記同期変調及び前記差動変調のいずれか一方を、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係又は１パケットの長さに応じて選択する選択ステップと、を具備するようにした。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、受信系において、復調信号の品質を左右する要因に応じた復調処理を受信信号に対して実行するようにしたことである。さらに、送信系において、通信相手により実行された復調処理に対応した変調処理を送信信号に対して実行するようにしたことである。
【００４３】
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。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図１の送信系において、送信信号は、ＱＰＳＫ変調部１０１およびＤＱＰＳＫ変調部１０２に送られる。ＱＰＳＫ変調部１０１では、上記送信信号は、各サブキャリア毎にＱＰＳＫ変調がなされる。ＱＰＳＫ変調された送信信号は、選択部１０３に出力される。
【００４５】
ＤＱＰＳＫ変調部１０２では、上記送信信号に対してＤＱＰＳＫ変調がなされる。ＤＱＰＳＫ変調がなされた送信信号は、選択部１０３に出力される。
【００４６】
選択部１０３には、タイミング生成部１１０により、ＱＰＳＫ変調部１０１からの信号またはＤＱＰＳＫ変調部１０２からの信号のいずれかをＩＦＦＴ部１０４に出力する旨の制御信号が入力される。すなわち、タイミング生成部１１０は、選択部１０３に対して、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、ＱＰＳＫ変調部１０１からの信号をＩＦＦＴ部１０４に出力する旨の制御信号を出力し、逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、ＤＱＰＳＫ変調部１０２からの信号をＩＦＦＴ部１０４に出力する旨の制御信号を出力する。ここで、１パケットの通信速度とは、送信側装置がある１パケットを送信し、そのパケットの受信を受信側装置が完了するときの速度である。
【００４７】
なお、タイミング生成部１１０において用いられる回線変動速度と１パケットの通信速度との関係については、例えば、後述する受信系の選択部１０９により出力された復調信号の品質（誤り率特性等）から判断することが可能である。
【００４８】
選択部１０３では、タイミング生成部１１０からの制御信号に基づいて、ＱＰＳＫ変調部１０１からの信号またはＤＱＰＳＫ変調部１０２からの信号のいずれかが、ＩＦＦＴ部１０４に出力される。
【００４９】
ＩＦＦＴ部１０４では、選択部１０３から送られた信号に対してＩＦＦＴ処理がなされる。これにより、選択部１０３から送られた信号は、周波数分割多重されてアンテナ１０５を介して、通信相手に対して送信される。
【００５０】
アンテナ１０５を介して送信される信号のフレーム構成は、先に参照した図５に示す通りである。図５に示したフレームにより構成された各信号は、それぞれ１つのパケットにより送信される。
【００５１】
図１の受信系において、通信相手から送信された信号は、アンテナ１０５を介して受信される。なお、上記通信相手は、図１に示したものと同様の構成を有しており、この通信相手から送信された信号は、上述した送信系におけるものと同様の処理がなされたものである。
【００５２】
アンテナ１０５を介して受信された信号は、ＦＦＴ部１０６によりＦＦＴ処理がなされる。これにより、各サブキャリアにより伝送された信号が取り出されて同期検波部１０７および遅延検波部１０８に出力される。
【００５３】
同期検波部１０７では、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して、同期検波処理がなされて、復調信号が取り出される。遅延検波部１０８では、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して、遅延検波処理がなされて、復調信号が取り出される。同期検波部１０７により取り出された復調信号および遅延検波部１０８により取り出された復調信号は、ともに選択部１０９に出力される。
【００５４】
選択部１０９には、タイミング生成部１１０により、同期検波部１０７からの信号または遅延検波部１０８からの信号のいずれかを復調信号として出力する旨の制御信号が入力される。具体的には、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合（通信相手によりＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合）には、タイミング生成部１１０は、同期検波部１０７からの信号を復調信号として出力する旨の制御信号を出力する。逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合（通信相手によりＤＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合）には、タイミング生成部１１０は、遅延検波部１０８からの信号を復調信号として出力する旨の制御信号を出力する。
【００５５】
選択部１０９では、タイミング生成部１１０からの制御信号に基づいて、同期検波部１０７からの信号または遅延検波部１０８からの信号のいずれかが、復調信号として出力される。これにより、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、受信信号に対して同期検波処理がなされることにより復調信号が取り出され、逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、受信信号に対して遅延検波処理がなされることにより復調信号が取り出されることになる。
【００５６】
このように、本実施の形態によれば、受信系においては、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して速いか遅いかに応じて、すなわち、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係に応じて、同期検波処理または遅延検波処理のうちいずれかの復調処理が受信信号に対して実行される。これにより、復調信号の誤り率特性の劣化を抑えることができる。また、送信系においては、通信相手により実行された復調処理に対応した変調処理（ＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調）が送信信号に対して実行されるので、上記通信相手は、確実に復調信号の誤り率特性の劣化を抑えることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、受信系における復調方式として同期検波および遅延検波の２種類を用い、送信系における変調方式としてＱＰＳＫ変調およびＤＱＰＳＫ変調の２種類を用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、受信系における復調方式および送信系における変調方式として、それぞれ３種類以上を用いた場合についても適用可能なものである。例えば、送信系における変調方式としては、受信系における遅延検波処理が可能となるように、ＢＰＳＫ変調や８ＰＳＫ変調等を用いることができる。
【００５８】
また、本実施の形態においては、受信系における復調方式および送信系における変調方式の選択基準として、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係を用いた場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、選択基準として、単に１パケットの通信速度（１パケットの長さ）を用いる場合、単に回線変動速度を用いる場合、さらには、受信系における復調信号の品質（誤り率特性等）を左右する様々な要因を用いる場合等についても、適用可能であることはいうまでもない。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１において、同期検波部と遅延検波部とを１つの回路で構成することにより、ハード規模をさらに抑えるようにした形態である。以下、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について、図２および図３を参照して説明する。
【００６０】
図２は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置における復調部の内部構成を示すブロック図である。なお、図２における実施の形態１（図１）と同様の構成については、図１と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
【００６１】
図２において、タイミング生成部２０２は、通信相手によりＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して同期検波処理を行う旨の制御信号を復調部２０１に対して出力する。また、タイミング生成部２０２は、通信相手によりＤＱＰＳＫ変調された信号をアンテナ１０５を介して受信する場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して遅延検波処理を行う旨の制御信号を復調部２０１に対して出力する。
【００６２】
復調部２０１は、タイミング生成部２０２からの制御信号に基づいて、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して、同期検波処理または遅延検波処理のいずれかの復調処理を行う。すなわち、復調部２０１は、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して十分速い場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して同期検波処理を行い、逆に、１パケットの通信速度が回線変動速度に対して遅い場合には、ＦＦＴ部１０６により取り出された信号に対して遅延検波処理を行う。
【００６３】
次いで、復調部２０１の内部構成について、図３を参照して説明する。図３において、受信信号（ＲＸ）は、切換部３０１を介して、複素乗算部３０２、レベル検出器３０３および乗算部３０５に送られる。なお、この受信信号（ＲＸ）は、図２に示したＦＦＴ部１０６により取り出された信号である。
【００６４】
複素乗算部３０２では、受信信号（ＲＸ）とパイロットシンボル（Ｐｉｒｏｔ）とを用いた複素乗算処理が行われることにより、伝送路特性が推定される。推定された伝送路特性は、除算部３０４に送られる。
【００６５】
また、レベル検出部３０３では、受信信号（ＲＸ）の受信電力が算出される。この受信電力は、除算部３０４に送られる。
【００６６】
除算部３０４では、複素乗算部３０２からの伝送路特性とレベル検出器３０３からの受信電力とを用いた除算処理がなされる。この除算処理の結果は、選択部３０７に送られる。
【００６７】
一方、遅延部３０６では、受信信号（ＲＸ）は、１ＯＦＤＭシンボル分だけ遅延された後、選択部３０７に送られる。
【００６８】
選択部３０７では、乗算部３０５への出力信号として、タイミング生成部２０２からの制御情報に基づいて、遅延部３０６からの信号または除算部３０４からの信号のいずれかが選択される。すなわち、タイミング生成部２０２からの制御信号が、同期検波処理を行う旨の制御信号である場合には、選択部３０７では、乗算部３０５への出力信号として、除算部３０４からの信号が選択される。逆に、タイミング生成部２０２からの制御信号が、遅延検波を行う旨の制御信号である場合には、選択部３０７では、乗算部３０５への出力信号として、遅延部３０６からの信号が選択される。
【００６９】
乗算部３０５では、受信信号（ＲＸ）と選択部３０７により選択された信号との乗算が行われる。これにより、タイミング生成部２０２からの制御信号が、同期検波処理を行う旨の制御信号である場合には、推定された伝送路推定情報を用いた受信信号に対する伝送路補償が行われる。また、タイミング生成部２０２からの制御信号が、遅延検波処理を行う旨の制御信号である場合には、現時刻の信号と１ＯＦＤＭシンボル前の信号との間で、乗算処理が行われることにより、受信信号（ＲＸ）に対する遅延検波処理がなされる。
【００７０】
このように、実施の形態によれば、同期検波部と遅延検波部とを１つの回路で構成することにより、実施の形態１に比べて、さらにハード規模を抑えることができる。
【００７１】
また、上述した実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置は、ディジタル移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載可能なものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、復調信号の品質を左右する要因に応じた復調処理を受信信号に対して実行するようにしたので、復調信号の誤り率特性の劣化を抑えるＯＦＤＭ通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置における復調部の内部構成を示すブロック図
【図４】従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図５】ＯＦＤＭ通信装置に用いられるフレームフォーマットを示す模式図
【図６】従来の同期検波を行うＯＦＤＭ通信装置における同期検波部の内部構成を示すブロック図
【図７】従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図８】従来の遅延検波を行うＯＦＤＭ通信装置における遅延検波部の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ ＱＰＳＫ変調部
１０２ ＤＱＰＳＫ変調部
１０３，１０９ 選択部
１０４ ＩＦＦＴ部
１０５ アンテナ
１０６ ＦＦＴ部
１０７ 同期検波部
１０８ 遅延検波部
２０１ 復調部
２０２ タイミング生成部
Claims (6)
- 同期変調又は差動変調を送信信号に施す変調手段と、
前記変調手段によって前記送信信号に施される前記同期変調及び前記差動変調のいずれか一方を、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係又は１パケットの長さに応じて選択する選択手段と、
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ送信装置。 - 前記選択手段は、
前記１パケットの通信速度が前記回線変動速度に対して遅い場合、前記差動変調を選択し、前記１パケットの通信速度が前記回線変動速度に対して速い場合、前記同期変調を選択する、
ことを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置。 - 前記選択手段は、
前記送信信号の送信先で同期検波が実行される場合は前記同期変調を選択し、前記送信先で遅延検波が実行される場合は前記差動変調を選択する、
ことを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置。 - 請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
- 請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
- 同期変調又は差動変調を送信信号に施す変調ステップと、
前記変調ステップで前記送信信号に施される前記同期変調及び前記差動変調のいずれか一方を、１パケットの通信速度と回線変動速度との関係又は１パケットの長さに応じて選択する選択ステップと、
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ送信方法。
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