JP4900821B2 - Ｏｆｄｍ通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ設備と非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムに関し、特に、キャンセラにより干渉波を除去することにより非ＯＦＤＭ設備への干渉を低減して非ＯＦＤＭ通信の送受信機間の通信感度を良好とするＯＦＤＭ通信システムに関する。

一般に、直交周波数分割多重（以下「ＯＦＤＭ」という）ＯＦＤＭ通信技術は、従来の通信技術と比較し周波数の利用効率が高いところが注目され昨今の新しい通信方式、無線ＬＡＮや次世代携帯電話、電力線搬送通信などに適用されている。特に、デジタル地上放送においては、マルチパス妨害に強い、周波数利用効率が高い、等の特徴を有するＯＦＤＭ変調方式が注目されている。
これら種々の方式では、ＯＦＤＭ設備と非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムにおけるＯＦＤＭ通信と非ＯＦＤＭ通信間（アナログＴＶ、アマチュア無線等）の混信防止技術が、以下のように種々提案されている（特許文献１、２）。図６は、従来のＯＦＤＭ設備と非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムにおけるＯＦＤＭ通信と非ＯＦＤＭ通信間（アナログＴＶ、アマチュア無線等）の混信防止技術の説明図である。
特開２００３−２８３４５４公報 特開２００４−３６５６８７公報

しかしながら、上述のような従来の混信防止技術は、ＯＦＤＭ通信の送受信感度が良好になる技術であり、非ＯＦＤＭ通信の送受信機間の通信感度が良好となる技術ではない。すなわち、非ＯＦＤＭ通信の送受信機間の通信感度が良好となる技術は確立されておらず、現状はＯＦＤＭ通信と非ＯＦＤＭ通信間で混信を避けるためにＯＦＤＭ通信と非ＯＦＤＭ通信の周波数を分けるという非ＯＦＤＭ通信で使用されている混信防止技術を用いている。この技術をノッチ技術という。
このノッチ技術は、ＯＦＤＭ通信が非ＯＦＤＭ通信に混信を与えないように自らの出力を抑えるので非ＯＦＤＭ通信の受信感度は良好になるがＯＦＤＭ通信は使用する帯域は少なくなる。そこで、非ＯＦＤＭ通信設備の使用する周波数の数＝ノッチ数となり、非ＯＦＤＭ通信設備が多いところはノッチも多くなる。

このことによって非ＯＦＤＭ通信設備の使う周波数が多いところではＯＦＤＭ通信の使用帯域が少なくなり伝送レートが落ちる欠点があった。
また、非ＯＦＤＭ通信設備の周波数変更があった場合や、ＯＦＤＭ通信設備の移動した場合にはＯＦＤＭ通信に与えるノッチの周波数変更が必要となる欠点があった。
本発明は、上記従来の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、キャンセラにより干渉波を除去することにより非ＯＦＤＭ設備への干渉を低減して非ＯＦＤＭ通信の送受信機間の通信感度を良好とするＯＦＤＭ通信システムを提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数のＯＦＤＭ設備と、複数の非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムであって、前記非ＯＦＤＭ設備が、前記ＯＦＤＭ設備からのＯＦＤＭ信号と前記非ＯＦＤＭ設備からの非ＯＦＤＭ信号とを受信した場合に、前記非ＯＦＤＭ信号に対する前記ＯＦＤＭ信号による干渉を除去するキャンセラを備え、前記キャンセラが、前記非ＯＦＤＭ設備とそのアンテナとの間にもうけられ、前記ＯＦＤＭ設備からのＯＦＤＭ信号が、複数のサブキャリアに同一の信号を乗せた伝送信号からなり、前記キャンセラが、前記非ＯＦＤＭ信号に対して前記ＯＦＤＭ信号の干渉した入力信号をそれぞれ所定の信号で復調する第１および第２のミキサーと、前記第２のミキサーに接続され該第２のミキサーの出力信号を極性反転する回り込み信号複製発生回路と、前記第１のミキサーの出力信号と前記回り込み信号複製発生回路の出力信号とを合成する合成器と、前記合成器の出力信号を濾波するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力信号を所定の信号で復調する第３のミキサーとからなることを特徴とする。

本発明によれば、キャンセラにより干渉波を除去することにより非ＯＦＤＭ設備への干渉を低減して非ＯＦＤＭ通信の送受信機間の通信感度を良好とすることができる。
また、非ＯＦＤＭ通信設備の使う周波数が多いところでＯＦＤＭ通信の伝送レートが落ちる欠点については、本発明によれば非ＯＦＤＭ通信の受信機に到達したＯＦＤＭ通信の電力を非ＯＦＤＭ通信の受信機でキャンセルするものであり既存設備に応じたノッチを設けるものではないので、ノッチによる伝送レートの変更もなくすることができる。また、既存無線運用設備においてもＯＦＤＭ通信の漏洩波をキャンセルするのでキャンセラにより運用に支障をきたすことはない。

以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明によるＯＦＤＭ設備と非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムの一実施形態の概略構成ブロック図である。
図１に示すように、このＯＦＤＭ通信システムは、アンテナ１ａを有する第１のＯＦＤＭ設備１と、アンテナ３ａを有する第２のＯＦＤＭ設備３と、アンテナ５ａを有する第１の非ＯＦＤＭ設備５と、アンテナ７ａを有する第２の非ＯＦＤＭ設備７とを有しており、第１の非ＯＦＤＭ設備５と、そのアンテナ５ａとの間に、キャンセラ９が配設されている。そして、図１においては、第２のＯＦＤＭ設備３から第１のＯＦＤＭ設備１および第１の非ＯＦＤＭ設備５へ、ＯＦＤＭ通信信号が送信され、第２の非ＯＦＤＭ設備７から第１のＯＦＤＭ設備１および第１の非ＯＦＤＭ設備５へ、非ＯＦＤＭ通信信号が送信されている状態を示している。

図１に示すように、本発明では、ノッチによる非ＯＦＤＭ設備への干渉の低減ではなく、キャンセラ９によって非ＯＦＤＭ信号に対するＯＦＤＭ信号による干渉を除去することにより非ＯＦＤＭ設備５への干渉を低減するようにしたものである。
すなわち、図１の場合、第２の非ＯＦＤＭ設備７から第１の非ＯＦＤＭ設備５へ送られた非ＯＦＤＭ信号に対する、第２のＯＦＤＭ設備３よりのＯＦＤＭ信号による干渉をキャンセラ９によって除去する実施形態を示している。
なお、ここで、ＯＦＤＭ設備３よりのＯＦＤＭ通信信号は、図４（ａ）に示すように、複数のサブキャリア（この場合２つ）に同一の信号を乗せて伝送するようになっている。すなわち、この実施形態の場合、図４（ａ）に示すように、信号Ｆ（周波数Ｆの信号）と信号Ｆ＋Ｆｒ（周波数Ｆ＋Ｆｒの信号）とが同一信号となっており、信号Ｆ＋２Ｆｒ（周波数Ｆ＋２Ｆｒの信号）と信号Ｆ＋３Ｆｒ（周波数Ｆ＋３Ｆｒの信号）とが同一信号となっており、信号Ｆ＋４Ｆｒ（周波数Ｆ＋４Ｆｒの信号）と信号Ｆ＋５Ｆｒ（周波数Ｆ＋５Ｆｒの信号）とが同一信号となっている。

図２は、図１に示したキャンセラ９の詳細ブロック図である。
ここで、このキャンセラ９においては、参照信号という基準信号Ｆ０（周波数Ｆ０の信号）が必須である。そこで、この基準信号Ｆ０を、第１の非ＯＦＤＭ設備５より得ている。
図２に示すように、このキャンセラ９は、入力信号をそれぞれ基準信号Ｆ０および信号Ｆ０＋Ｆｒで復調する第１および第２のミキサー１１、１３と、第２のミキサー１３に接続され第２のミキサー１３よりの信号を極性反転する回り込み信号複製発生回路１５と、第１のミキサー１１よりの信号と回り込み信号複製発生回路１５よりの信号とを合成する合成器１７と、合成器１７よりの信号を濾波するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１９と、ＢＰＦ１９よりの信号に基準信号Ｆ０で復調する第３のミキサー２１と、を有している。
従って、キャンセラ９に、第２のＯＦＤＭ設備３からの図４（ａ）に示すＯＦＤＭ信号および第２の非ＯＦＤＭ設備７からの非ＯＦＤＭ信号（基準信号Ｆ０）とが混信して図４（ｂ）に示すような信号が入力されると、第１のミキサー１１により基準信号Ｆ０で復調された信号と、第２のミキサー１３により信号Ｆ０＋Ｆｒで復調され回り込み信号複製発生回路１５により極性反転された信号とが合成器１７により合成され、ＢＰＦ１９により濾波され、第３のミキサー２１により基準信号Ｆ０で復調されると、図４（ｃ）に示すような非ＯＦＤＭ信号だけが残るようになる。

図４は、キャンセラ９により干渉波がキャンセルされる様子を示す信号説明図であり、（ａ）は、ＯＦＤＭ設備３よりのＯＦＤＭ通信信号を示す図であり、（ｂ）は、第１の非ＯＦＤＭ設備５のアンテナ５ａによって受信された信号を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示した受信信号から干渉波がキャンセルされた信号を示す図である。
なお、このキャンセラの技術は、従来より多数提案されており、他の構成とすることも可能である。
この実施形態によれば、上記の如く複数のサブキャリアに同一の信号を乗せているので、漏洩した場合でもキャンセラ９により干渉したＯＦＤＭ信号の除去が可能となる。

次に、非ＯＦＤＭ設備の運用に適したＯＦＤＭ信号およびキャンセラの構成の実施形態について説明する。
まず、アナログＴＶなどの非ＯＦＤＭ設備は用途別に周波数帯域が割り当てられており、周波数帯域の割り当ての詳細については、例えば周波数帳：三才ブックス社刊他に記載されている。
これによれば、非ＯＦＤＭ設備は用途別に周波数帯域を分類することが可能であり、キャンセラが特定の周波数帯域をキャンセルできるように作成することで、用途別に対応するキャンセラが作成可能となる。

これを実現する構成として、図５（ａ）に示すように非ＯＦＤＭ設備を用途別に周波数帯域が定められているようにする。ここでは、ＯＦＤＭ信号の漏洩がある帯域として用途（１）と用途（２）の無線設備が帯域割当てされているとする。
このような場合には、図３（ａ）に示すような構成とし、複数用途に対応可能な能力を持つキャンセラ用い、かつ、図５（ｂ）に示すようなサブキャリア構成のＯＦＤＭ信号を用いるようにする。図３は、キャンセラの変形例の詳細ブロック図である。図５（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すようなキャンセラを用いる場合のＯＦＤＭ信号を示す図である。
ここで、用途（１）の周波数帯域に割り当てられた非ＯＦＤＭ設備の場合には、この非ＯＦＤＭ設備管理者に用途（１）の周波数帯域対応のキャンセラ回路を選択してもらい、そのキャンセラにより、干渉波をキャンセルするようにする。
また、用途（２）の周波数に割り当てられた非ＯＦＤＭ設備の場合も同様に用途（２）の周波数帯域対応のキャンセラ回路を選択してもらい干渉波をキャンセルするようにする。

なお、類似の方法として、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、キャンセラを２種類を用意しておき、非ＯＦＤＭ設備の用途申請に基づいて、それらのキャンセラを選択して配布する方法も考えられ、この方法であればキャンセラは２種類となるがキャンセラの用途別の切替回路は不要となり、回路の簡単化および、非ＯＦＤＭ設備管理者のキヤンセラ回路の切替操作は不要となる。
また、非ＯＦＤＭ通信設備の使う周波数が多いところでＯＦＤＭ通信の伝送レートが落ちる欠点については、本発明によれば非ＯＦＤＭ通信の受信機に到達したＯＦＤＭ通信の電力を非ＯＦＤＭ通信の受信機でキャンセルするものであり既存設備に応じたノッチを設けるものではないので、ノッチによる伝送レートの変更もなくすることができる。また、既存無線運用設備においてもＯＦＤＭ通信の漏洩波をキャンセルするのでキャンセラにより運用に支障をきたすことはない。

また、非ＯＦＤＭ通信の設備に対しては、本発明によれば、非ＯＦＤＭ通信の設備に対してキャンセラの配布・取付という手間はあるが、配布後は周波数変更があった場合、同一用途内での周波数変更に対してはキャンセラへの再設定は不要であり、非ＯＦＤＭ通信設備に設定変更などの負担を強いるものではない。
また、異なった用途に対してはキャンセラの再配布・取付もしくはキャンセラの切替という手間はあるが、非ＯＦＤＭ通信の設備において用途の変更は無線設備免許の取得が必要であり新たな設備免許の発行とともにキャンセラの再配布・取付もしくは切替ということを行えば、特に非ＯＦＤＭ通信の設備管理者に特に新たな手間を強いるものではない。
また、ＯＦＤＭ通信の位置を変更する場合において、ノッチ周波数をＯＦＤＭ通信の設備に再設定する手間が必要であった欠点についても再設定する必要がなくなる。

本発明によるＯＦＤＭ設備と非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムの一実施形態の概略構成ブロック図である。 図１に示したキャンセラ９の詳細ブロック図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はキャンセラ９の変形例の詳細ブロック図である。 キャンセラ９により干渉波がキャンセルされる様子を示す信号説明図であり、（ａ）はＯＦＤＭ設備３よりのＯＦＤＭ通信信号を示す図、（ｂ）は第１の非ＯＦＤＭ設備５のアンテナ５ａによって受信された信号を示す図、（ｃ）は（ｂ）に示した受信信号から干渉波がキャンセルされた信号を示す図である。 （ａ）（ｂ）は図３（ａ）（ｂ）および（ｃ）に示すようなキャンセラを用いる場合のＯＦＤＭ信号を示す図である。 従来のＯＦＤＭ設備と非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムにおけるＯＦＤＭ通信と非ＯＦＤＭ通信間（アナログＴＶ、アマチュア無線等）の混信防止技術の説明図である。

符号の説明

１…第１のＯＦＤＭ設備、１ａ…アンテナ、３…第２のＯＦＤＭ設備、３ａ…アンテナ、５…第１の非ＯＦＤＭ設備、５ａ…アンテナ、７…第２の非ＯＦＤＭ設備、７ａ…アンテナ、９…キャンセラ、１１…第１のミキサー、１３…第２のミキサー、１５…信号複製発生回路、１７…合成器、１９…ＢＰＦ、２１…第３のミキサー

Claims (1)

1. 複数のＯＦＤＭ設備と、複数の非ＯＦＤＭ設備とが混在するＯＦＤＭ通信システムであって、
   前記非ＯＦＤＭ設備が、前記ＯＦＤＭ設備からのＯＦＤＭ信号と前記非ＯＦＤＭ設備からの非ＯＦＤＭ信号とを受信した場合に、前記非ＯＦＤＭ信号に対する前記ＯＦＤＭ信号による干渉を除去するキャンセラを備え、前記キャンセラが、前記非ＯＦＤＭ設備とそのアンテナとの間にもうけられ、前記ＯＦＤＭ設備からのＯＦＤＭ信号が、複数のサブキャリアに同一の信号を乗せた伝送信号からなり、
   前記キャンセラが、前記非ＯＦＤＭ信号に対して前記ＯＦＤＭ信号の干渉した入力信号をそれぞれ所定の信号で復調する第１および第２のミキサーと、前記第２のミキサーに接続され該第２のミキサーの出力信号を極性反転する回り込み信号複製発生回路と、前記第１のミキサーの出力信号と前記回り込み信号複製発生回路の出力信号とを合成する合成器と、前記合成器の出力信号を濾波するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力信号を所定の信号で復調する第３のミキサーとからなることを特徴とするＯＦＤＭ通信システム。

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