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技術 送信装置、受信装置および通信システム

出願人 三菱電機株式会社
発明者 長谷川文大西本浩東中雅嗣岡崎彰浩
出願日 2014年3月3日 (7年2ヶ月経過) 出願番号 2015-504298
公開日 2017年2月9日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 WO2014-136726
状態 特許登録済
技術分野 交流方式デジタル伝送 時分割方式以外の多重化通信方式
主要キーワード 配置行列 個データ 信号置換 フーリエ変換処理後 オーバーサンプリング後 データポイント数 同期処理後 オーバーサンプリングレート
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月9日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部1と、固定シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、データシンボルおよび固定シンボルを配置してブロックシンボルを生成する固定シンボル配置部2と、ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部3と、補間処理後の信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するCP挿入部4と、を備える。

概要

背景

デジタル通信システムにおいて、送信信号建物などに反射して起こるマルチパスフェージング端末の移動によって起こるドップラ変動によって、伝送路周波数選択性時間変動が発生する。このようなマルチパス環境において、受信信号送信シンボル遅延時間が経って届くシンボル干渉した信号となる。

このような周波数選択性のある伝送路において、最良受信特性を得るためシングルキャリアブロック伝送方式が近年注目を集めている(例えば、下記非特許文献1参照)。シングルキャリア(Single Carrier:SC)ブロック伝送方式は、マルチキャリア(Multiple Carrier:MC)ブロック伝送であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送方式(例えば、下記非特許文献2参照)に比べピーク電力を低くすることができる。

SCブロック伝送を行う送信機では、例えば次のような伝送を行うことによりマルチパスフェージング対策を行っている。まず、“Modulator”においてデジタル変調信号であるPSK(Phase Shift Keying)信号やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)信号を生成後、プリコーダおよびIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)処理部によりデジタル変調信号を時間領域信号に変換する。その後マルチパスフェージング対策として、CP(Cyclic Prefix)挿入部においてCPが挿入される。CP挿入部では時間領域信号の後ろ所定数サンプルをコピーして、送信信号の初めに付加する。この他に、マルチパスフェージング対策手段として、データのはじめ又はおわりの部分にゼロを挿入するZP(Zero Padding:ゼロ挿入)が行われる。

また、送信ピーク電力抑圧するため、SC伝送を行う送信機では、プリコーダでは一般的にDFT(Discrete Fourier Transform)処理が行われる。

概要

複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部1と、固定シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、データシンボルおよび固定シンボルを配置してブロックシンボルを生成する固定シンボル配置部2と、ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部3と、補間処理後の信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するCP挿入部4と、を備える。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域外スペクトルを抑圧することができる送信装置、受信装置および通信ステムを得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、複素平面において同象限信号点となる2つ以上の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、前記ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部と、前記補間処理後の信号に対してCyclicPrefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するCP挿入部と、を備えることを特徴とする送信装置。

請求項2

前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルをCyclicPrefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置し、前記補間部は、前記ブロックシンボルの最後のシンボルと前記ブロックシンボルの先頭のシンボルとの間を補間した補間点が前記最後のシンボルの後ろに追加されるように前記補間処理を実施することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。

請求項3

前記補間部は、前記ブロックシンボルに対してフーリエ変換処理を行うフーリエ変換部と、前記フーリエ変換処理後のデータに対してデータ点数を増加させるオーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、前記オーバーサンプリング処理後のデータに対して逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の送信装置。

請求項4

複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、周波数領域のパイロット信号と、前記パイロット信号の時間領域信号を生成するパイロット信号生成部と、前記データシンボルと前記パイロット信号との多重後に複素平面において同象限の信号点となる2つ以上の同象限シンボルを生成し、前記同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、前記ブロックシンボルに対してフーリエ変換処理を行うフーリエ変換部と、前記フーリエ変換処理後のデータと前記パイロット信号とを周波数領域上に配置した配置データを生成する周波数領域上配置部と、前記配置データに対してデータ点数を増加させるオーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、前記オーバーサンプリング処理後のデータに対して逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換後の信号に対してCyclicPrefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するCP挿入部と、を備え、前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを前記時間領域信号に基づいて生成することを特徴とする送信装置。

請求項5

データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、時間領域のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、前記データシンボルと前記パイロット信号との多重後に複素平面において同象限の信号点となる2つ以上の同象限シンボルを生成し、前記同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、前記ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部と、前記パイロット信号と、前記補間処理後の信号とを多重する時間領域多重部と、前記時間領域多重部により多重された信号に対してCyclicPrefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するCP挿入部と、を備え、前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを前記パイロット信号に基づいて生成することを特徴とする送信装置。

請求項6

前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルをCyclicPrefixとしてコピーされるシンボルの先頭と、前記ブロックシンボルの先頭とに配置することを特徴とする請求項4または5に記載の送信装置。

請求項7

2つ以上の前記同象限シンボルとして位相および振幅が同一のシンボルを生成することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の送信装置。

請求項8

前記同象限シンボルのうち一部のビットデータビットとして用いることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の送信装置。

請求項9

前記同象限シンボルのうち前記データビット以外のビットを固定の値とすることを特徴とする請求項8に記載の送信装置。

請求項10

フレーム内の全てのブロック信号に対して、ブロック信号内の同一位置に前記同象限シンボルを配置することを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の送信装置。

請求項11

前記同象限シンボルに対し、それぞれ位相回転振幅調整のうち1つ以上を加えることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載の送信装置。

請求項12

前記所定の位置を、前記ブロックシンボルの先頭である第1の位置と、CyclicPrefixとしてコピーされるシンボルの先頭である第2の位置と、とし、前記シンボル配置部は、前記同象限シンボルを含む複数のシンボルにより構成されるシンボル系列を生成し、前記シンボル系列は、第1のシンボル位置より前の第1のシンボル群と前記第1のシンボル位置以降の第2のシンボル群とで構成され、前記第1および第2の位置が前記第2のシンボル群の先頭となるよう前記第2のシンボル群を配置し、前記ブロックシンボルの最後のシンボルと前記第2の位置の1つ前のシンボルとが前記第1のシンボル群の最後のシンボルとなるよう前記第1のシンボル群を配置することを特徴とする請求項1から11のいずれか1つに記載の送信装置。

請求項13

請求項7に記載の送信装置から送信された信号を受信信号として受信する受信装置であって、前記受信信号からCyclicPrefixを除去するCP除去部と、CyclicPrefix除去後の前記受信信号に対してDFT処理を行うDFT処理部と、前記DFT処理後の信号に対してダウンサンプリング処理を行うサンプリング処理部と、前記DFT処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、前記伝送路推定の結果と前記ダウンサンプリング処理の信号とに基づいて等化処理を行う等化処理部と、前記等化処理後の信号から所定位置に挿入されているデータシンボル以外のシンボルである固定シンボルを除去する固定シンボル除去部と、前記固定シンボルが除去された後の信号に基づいて復調および復号を行う復調復号処理部と、を備えることを特徴とする受信装置。

請求項14

請求項8に記載の送信装置から送信された信号を受信信号として受信する受信装置であって、前記受信信号からCyclicPrefixを除去するCP除去部と、CyclicPrefix除去後の前記受信信号に対してDFT処理を行うDFT処理部と、前記DFT処理後の信号に対してダウンサンプリング処理を行うサンプリング処理部と、前記DFT処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う伝送路推定部と、前記伝送路推定の結果と前記ダウンサンプリング処理の信号とに基づいて等化処理を行う等化処理部と、前記等化処理後の信号のうち所定位置のデータシンボルに基づいて復調および復号を行い、一部のビットがデータビットとして用いられている所定位置の同象限シンボルについて前記同象限シンボルのデータビットに基づいて復調および復号を行う復調復号処理部と、を備えることを特徴とする受信装置。

請求項15

請求項1から12のいずれか1つに記載の送信装置と、前記送信装置から送信された信号を受信する受信装置と、を備えることを特徴とする通信ステム

技術分野

0001

本発明は、送信装置受信装置および通信ステムに関する。

背景技術

0002

デジタル通信システムにおいて、送信信号建物などに反射して起こるマルチパスフェージング端末の移動によって起こるドップラ変動によって、伝送路周波数選択性時間変動が発生する。このようなマルチパス環境において、受信信号送信シンボル遅延時間が経って届くシンボル干渉した信号となる。

0003

このような周波数選択性のある伝送路において、最良受信特性を得るためシングルキャリアブロック伝送方式が近年注目を集めている(例えば、下記非特許文献1参照)。シングルキャリア(Single Carrier:SC)ブロック伝送方式は、マルチキャリア(Multiple Carrier:MC)ブロック伝送であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送方式(例えば、下記非特許文献2参照)に比べピーク電力を低くすることができる。

0004

SCブロック伝送を行う送信機では、例えば次のような伝送を行うことによりマルチパスフェージング対策を行っている。まず、“Modulator”においてデジタル変調信号であるPSK(Phase Shift Keying)信号やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)信号を生成後、プリコーダおよびIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)処理部によりデジタル変調信号を時間領域信号に変換する。その後マルチパスフェージング対策として、CP(Cyclic Prefix)挿入部においてCPが挿入される。CP挿入部では時間領域信号の後ろ所定数サンプルをコピーして、送信信号の初めに付加する。この他に、マルチパスフェージング対策手段として、データのはじめ又はおわりの部分にゼロを挿入するZP(Zero Padding:ゼロ挿入)が行われる。

0005

また、送信ピーク電力抑圧するため、SC伝送を行う送信機では、プリコーダでは一般的にDFT(Discrete Fourier Transform)処理が行われる。

先行技術

0006

N. Benvenuto,R. Dinis,D. Falconer and S. Tomasin,“Single Carrier Modulation With Nonlinear Frequency Domain Equalization:An Idea Whose Time Has Come−Again”,Proceeding of theIEEE,vol.98,no.1,Jan 2010,pp.69−96.
J.A.C.Bingham,“Multicarrier Modulation for Data Transmission:An Idea Whose Time Has Come”,IEEE Commun.Mag.,vol.28,no.5,May 1990,pp.5−14.

発明が解決しようとする課題

0007

上記従来のSCブロック伝送の技術によれば、マルチパスフェージングの影響を低減しつつ送信ピーク電力を抑圧している。しかしながら、SCブロック伝送では、SCブロック間の位相および振幅が不連続となるので、帯域外スペクトルまたは帯域外漏洩が発生する。帯域外スペクトルは隣接するチャネルの干渉となる。このため、帯域外スペクトル抑圧が必要となる。また、一般的な通信システムにおいてスペクトルマスクが定められており、マスク満足するように帯域外スペクトルを抑圧する必要がある。

0008

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、帯域外スペクトルを抑圧することができる送信装置、受信装置および通信システムを得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のデータシンボルを含むブロック信号を送信する送信装置であって、データシンボルを生成するデータシンボル生成部と、複素平面において同象限信号点となる2つ以上の同象限シンボルがブロック信号内の所定の位置に挿入されるように、前記データシンボルおよび前記同象限シンボルを配置してブロックシンボルを生成するシンボル配置部と、前記ブロックシンボルに対して補間処理を行う補間部と、前記補間処理後の信号に対してCyclic Prefixの挿入を行って前記ブロック信号を生成するCP挿入部と、を備えることを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明にかかる送信装置は、帯域外スペクトルを抑圧することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0011

図1は、実施の形態1の送信装置の機能構成例を示す図である。
図2は、従来のSCブロック伝送においてSCブロック間の位相および振幅が不連続となる一例を示す図である。
図3は、実施の形態1のCP挿入の一例を示す図である。
図4は、実施の形態の固定シンボルAの配置例を示す図である。
図5は、データシンボルとしてQPSKシンボルを用いた場合の固定シンボルの一例を示す図である。
図6は、実施の形態1の固定シンボルの別の一例を示す図である。
図7は、実施の形態1の補間部の構成例を示す図である。
図8は、実施の形態1のDFT部の入力と出力の関係を示す図である。
図9は、実施の形態1の固定シンボル配置の一例を示す図である。
図10は、固定シンボルがデータシンボル間に挿入された場合の各部の出力例を示す図である。
図11は、実施の形態2の送信装置の機能構成例を示す図である。
図12は、周波数領域におけるデータシンボル(固定シンボルを含む)とパイロット信号の配置例を示す図である。
図13は、データシンボルおよび固定シンボルの時間領域における具体的な配置例を示す図である。
図14は、実施の形態2におけるDFT部の入力と出力の関係の一例を示す図である。
図15は、実施の形態2の固定シンボル配置の一例を示す図である。
図16は、パイロット信号を含むブロックと含まないブロックが混在する場合の固定シンボル配置の一例を示す図である。
図17は、パイロット信号を時間領域において多重する場合の送信装置の構成例を示す図である。
図18は、実施の形態3の送信装置の機能構成例を示す図である。
図19は、実施の形態3における同象限マッピングの一例を示す図である。
図20は、64QAMの同象限マッピングの一例を示す図である。
図21は、64QAMの同象限マッピングを行った場合のシンボル値の一例を示す図である。
図22は、1つの象限の所定範囲内にA(i)とB(i)をマッピングした一例を示す図である。
図23は、実施の形態4の受信装置の機能構成例を示す図である。
図24は、次のブロックの1シンボル目をCPとする例を示す図である。
図25は、実施の形態5の受信装置の機能構成例を示す図である。
図26は、実施の形態6の固定シンボルの配置例を示す図である。
図27は、実施の形態6の固定シンボル系列の配置の具体例を示す図である。
図28は、実施の形態6の固定シンボル系列の配置の別の具体例を示す図である。
図29は、実施の形態6の送信装置の構成例および処理例を示す図である。
図30は、実施の形態6の送信装置の別の処理例を示す図である。

実施例

0012

以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

0013

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる送信装置の実施の形態1の機能構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の送信装置は、データシンボル生成部1、固定シンボル配置部(シンボル配置部)2、補間部3およびCP挿入部4を備える。

0014

データシンボル生成部1は、データシンボル(例えば、PSK(Phase Shift Keying)シンボル、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)シンボル等)を生成する。固定シンボル配置部2は、あらかじめ定められた固定シンボルをデータシンボル間の所定の位置に配置してブロックシンボル(データシンボルと固定シンボルで構成される1ブロック分のシンボル)を生成する。補間部3は、固定シンボル配置後のデータシンボルを一旦周波数領域信号に変換した後に、再び時間領域信号に変換する。CP挿入部4は、補間部3により変換された時間領域信号にCPを挿入する。CP挿入後の信号は、SCブロック信号(ブロック信号)として送信される。1ブロックシンボルはNシンボルによって成り立ち、1フレームはNFブロックシンボルによって成り立つとする。

0015

ここで、従来のSCブロック伝送について説明する。SCブロック伝送では、SCブロック間の位相および振幅が不連続となる。図2は、従来のSCブロック伝送においてSCブロック間の位相および振幅が不連続となる一例を示す図である。図2の例では、k(kは整数番目のブロックとk+1番目のブロックの間で帯域外スペクトルまたは帯域外漏洩が発生する。このような、帯域外スペクトルは隣接するチャネルの干渉となる。本実施の形態では、データシンボル間に固定シンボルを挿入することで、帯域外スペクトルを低減させる。

0016

次に、本実施の形態の動作について説明する。CP挿入をブロックごとに行うとし、1ブロックがN(Nは1以上の整数)個のデータシンボルで構成されるとする。このとき、1ブロック内(N個のデータシンボル当たり)に配置する固定シンボルの数をxとすると、データシンボル生成部1からは、ブロックごとにN−x個のデータシンボルが出力される。

0017

図3は、本実施の形態のCP挿入の一例を示す図である。CP挿入部4は、入力されたN個のシンボルのうち、後ろのNCP個のシンボルをコピーし、N個のシンボルの前に挿入する。図3では、横軸は時間を示し、Lは、補間部3から出力される時間領域信号の後述のオーバーサンプリングレートを示す。

0018

固定シンボル配置部2は、固定シンボルAを生成して、固定シンボルAをデータシンボル間の所定位置に挿入する。図4は、本実施の形態の固定シンボルAの配置例を示す図である。図4の例では、x=2とし、1ブロック中のデータシンボルの1番目およびN−NCP+1番目のシンボル位置に固定シンボルAが挿入される。図4のdmは、データシンボル生成部1から出力されるm(m=0,1,…,N−x−1)番目のデータシンボルを示す。

0019

図5は、データシンボルとしてQPSKシンボルを用いた場合の固定シンボルの一例を示す図である。データシンボルは、伝送する情報に応じて、図5の上に示したQPSKコンスタレーションとして示した4つの点のいずれかに割り当てられる。図5に示すように、1番目のシンボルとN−NCP+1番目のシンボルが固定シンボルとなり1+jに固定される。全てのブロックに対し(または、1フレーム等の一定期間内の全ブロックに対し)、このように同じ固定シンボルが同じ位置に配置される。なお、固定シンボルに対する制約は無く、図5の例に限定されない。本実施の形態では、固定シンボルは位相および振幅が固定されているシンボルを示すが、特定の象限にあるシンボルを用いても良い。また、上記の図4図5の例では、固定シンボルは1ブロックあたり2個挿入するとしたが、固定シンボルの個数はこれに限定されない。ただし、1番目のシンボルとN−NCP+1番目のシンボルには、同じまたは位相および振幅が近い固定シンボルが配置されるようにする。図6は、本実施の形態の固定シンボルの別の一例を示す図である。図6に示すように、複数の種類の固定シンボルA,B,Cを挿入しても良い。図6のように、ブロックシンボルの最後に固定シンボルを挿入することで、さらに帯域外スペクトルの抑圧効果を得られる。

0020

補間部3では、例えば、「B.Porat,“A Course in Digital Signal Processing”,John Wiley and Sons Inc.,1997」(以下、Porat文献という)に記載されている信号補間式等を用いて、オーバーサンプリング処理サンプリングレートを上げる、すなわちサンプリング間隔を細かくする処理)を行う。補間部3へ入力される時間領域信号に対し、1シンボルあたりサンプリング点がL個となるようオーバーサンプリングを行う。すなわち、入力に対してサンプリングレートがL倍となるようオーバーサンプリングを行う。なお、オーバーサンプリングレートは、オーバーサンプリング後のサンプリングレートが入力のサンプリングレートの何倍であるかを示す値とする。

0021

具体的には、例えば、補間部3は、入力される時間領域信号を周波数領域信号に変換し、周波数領域信号に対してゼロを挿入するゼロ挿入処理を実施して、再び時間領域信号に変換する。このように、ゼロ挿入処理を用いてオーバーサンプリング処理を行うことができる。補間部3におけるオーバーサンプリング処理(補間処理)は、その他の補間方法を用いてもよい。一旦、周波数領域信号に変更することなく、補間(オーバーサンプリング)を行う方法でもよい。

0022

補間部3から出力される時間領域信号のサンプル数は、N・Lとなり、CP挿入後信号のサンプル数は(N+NCP)・Lとなる。

0023

図7は、本実施の形態の補間部3の構成例を示す図である。図7に示すデータシンボル生成部1、固定シンボル配置部2およびCP挿入部4は、図1の構成例と同様である。図7では、図1に示した補間部3が、DFT部(フーリエ変換部)3−1、波形整形フィルタ3−2およびオーバーサンプリング処理・IDFT(Inverse DFT)部(逆フーリエ変換部)3−3で構成される例を示している。

0024

DFT部3−1は、NポイントDFT処理を実施して、入力される時間領域信号を周波数領域信号に変換する。波形整形フィルタ3−2は、周波数領域信号に対して所望の周波数領域以外の信号を除去するフィルタリング処理を行う。なお、このフィルタリング処理では、例えば、「T. S. Rappaport,“Wireless Communications”,2nd edition,Prentice Hall PTR,2002」に記載されているナイキストフィルタリングなどの処理を用いることができる。フィルタリング処理はこれに限定されない。

0025

オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3は、フィルタリング処理後の周波数領域信号に対しゼロ挿入などによりサンプル数を増加させ(オーバーサンプリングレートLに対応するサンプル数に増加させ)、その後周波数領域信号に対してIDFT処理を実施して時間領域信号を生成する。なお、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3の替わりに、オーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング処理部と、IDFT処理を行うIDFT部とを備えるようにしてもよい。なお、このようにNポイントDFT処理、L・NポイントのIDFT処理を低演算量を必要とするIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)やFFTなどを用いて実施するため、Nは2p(Pは1以上の整数)であることが望ましく、Lは整数であることが望ましい。

0026

その後、CP挿入部4により、時間領域においてCPが挿入され、SCブロック信号が生成される。波形整形フィルタ3−2が信号のサンプル数を変えない場合、CP挿入後信号のサンプル数は、図1の構成例と同様に(N+NCP)・Lとなる。

0027

図7の構成例では、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3により、シンボル間に補間されたサンプル点が追加されるが、上記Porat文献にて解説されるIDFT出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルと最初(1番目)のシンボルとの間を補間するような点となる。図4の例の場合、1番目のシンボルは固定シンボルAであり、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3から出力される最後のサンプル(補間された点)は、固定シンボルAの位相および振幅に連続的に繋がる位相および振幅(固定シンボルAの位相および振幅に近い位相および振幅)を有する。そして、図4の例の場合、N−NCP+1番目のシンボルも固定シンボルAであり、CP挿入部4から出力されるSCブロックの最初のシンボルは固定シンボルAとなる。固定シンボルの配置は、全てのブロックで共通であり、SCブロックの最後のサンプルと次のSCブロックの最初のサンプル(固定シンボル)の位相および振幅は滑らかに繋がることになる。したがって、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトル抑圧が達成できる。

0028

図8は、DFT部3−1の入力と出力の関係を示す図である。図8は、図4の固定シンボル配置を前提とした場合のDFT部3−1への入力と出力信号の例を示している。図9は、本実施の形態の固定シンボル配置の一例を示す図である。図9では、ブロック内では図4の固定シンボル配置を前提とし、このシンボル配置が全ブロックに対して実施されることを示している。図9のdm(t)は、t番目のブロックとしてデータシンボル生成部1から出力されるm(m=0,1,…,N−x−1)番目のデータシンボルを示す。

0029

図10は、固定シンボルがデータシンボル間に挿入された場合の各部の出力例を示す図である。図10は、図7の構成例の補間動作を説明するためのものであり、簡単のために固定シンボルを1つとしている。図10では、3つのデータシンボルが生成され、固定シンボル配置部2により2シンボル目に固定シンボル“−1”が設定される例を示している。DFT部3−1による処理後、この例では、波形整形フィルタ3−2によりRectangular windowによる波形整形フィルタ処理が行われる。そして、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3により、ゼロ挿入が行われてL=2倍の長さになったオーバーサンプル信号がIDFT処理により時間領域信号となる。CP挿入部4は、この例では最後の2サンプルをCPとして挿入する。

0030

図10の具体例から、DFT処理前の固定シンボル配置(2シンボル目)の値は、IDFT出力後のシンボル位置(2倍オーバーサンプル点で3サンプル目)の値と一致しており、DFT処理前の1シンボル目のデータシンボルとの間に補間点が追加されている。ここでは、1シンボル目と2シンボル目の補間を例に説明したが、上記のように、IDFT出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルと最初のシンボルを補間するものになる。したがって、各ブロックの最初に配置されるシンボル(すなわちCPとして挿入される部分の最初)と、CP挿入前の最初のシンボルが同一または近いものであれば、ブロック間の連続性が保たれる。

0031

なお、ブロック間位相および振幅の連続性を向上させるため、ブロック内の固定シンボルに対し、位相回転振幅調整を加えても良い。また、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3の動作は図10に示した動作例だけではなく、他のゼロ挿入処理、信号置換処理やIDFT処理を用いても良い。また、異なるゼロ挿入処理、信号置換処理、IDFT処理において、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3の出力信号の最初と最後のサンプルの位相連続性が保たれ、指定位置に希望する固定シンボルが出力されるよう、位相回転や振幅調整をブロック内の各固定シンボルに与えても良い。

0032

図4の例において、固定シンボルを含むデータシンボル数をNとしたが、固定シンボル数を含むデータシンボル数をNDとし、Nを1ブロック内シンボル数とすると、ND<Nの場合にも適用可能である。例えば、ND=6、N=8とする。説明を簡易化するため、オーバーサンプリング処理を除いて説明する。DFT部3−1に入力されるデータ信号を以下の式(1)とし、DFT処理された信号を以下の式(2)とする。ゼロ挿入されたDFT出力信号を以下の式(3)とする。

0033

0034

0035

0036

式(3)で示すs(太字)’が、IDFT部(オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3)に入力された場合、IDFT部の出力は以下の式(4)となり、1番目と5番目の信号はDFTおよびIDFT処理によりck(位相回転および振幅)が加わったd0とd3となる。

0037

0038

この場合、d0=f・c0-1、d3=f・c4-1のように設定し、CP長をNCP=4と設定すれば、ブロックシンボルの先頭とCPの先頭が固定シンボルfとなる。一般的には、図7の実施例において、x/N=y/NDを満足すれば、0≦k≦ND/y−1とすると、IDFT部の出力信号のkx+1番目の信号として、位相回転および振幅調整されたDFT部入力前のky+1番目のデータ信号dky+1が出力されることになる。適切なCP長を選ぶことで、ブロックシンボルの先頭とCPの先頭が固定シンボルとなるように設計できる。例として、d0=f・c0-1、dky=f・ckx-1、NCP=N−kx、のように設定すればよい。オーバーサンプリング処理が加わった時も同様な処理で固定シンボル設定が可能である。

0039

図7の例では、IDFT出力の循環性を用いた補間を実施したが、他の補間方法を用いる場合も、各ブロックの最後のシンボルとCP挿入後の最初のシンボルの補間点がブロックの最後のサンプルとして追加されるように補間を行うようにすればよい。

0040

以上のように、本実施の形態では、データブロック間の固定の位置に固定シンボルを挿入し、固定シンボル挿入後のデータに対して、各ブロックの最後のサンプルがCP挿入後の各ブロックの最初のサンプルと位相および振幅が不連続とならないように補間を行うようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができる。

0041

実施の形態2.
図11は、本発明にかかる送信装置の実施の形態2の機能構成例を示す図である。図11に示すように、本実施の形態の送信装置は、データシンボル生成部1−1、固定シンボル配置部2−2、DFT部3−1、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3、波形整形フィルタ3−20、波形整形フィルタ3−21、周波数領域上配置部5、パイロット信号生成部6およびCP挿入部4を備える。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して重複する説明を省略する。本実施の形態では、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3が補間部として機能する。

0042

SCブロック伝送においては、パイロット信号が伝送路推定同期処理に用いられることがあり、周波数領域においてパイロット信号とDFT処理されたデータシンボルとの配置が行われる。本実施の形態では、このように、周波数領域においてパイロット信号が配置される例について説明する。

0043

パイロット信号生成部6は、周波数領域信号としてのパイロット信号および同パイロット信号の時間領域信号が出力される。周波数領域信号としてのパイロット信号は波形整形フィルタ3−21に入力され多重用に用いられ、時間領域における波形整形処理を含む時間領域信号としてのパイロット信号は固定シンボル配置部2−2に入力されて固定シンボル算出のために用いられる。

0044

データシンボル生成部1−1は、実施の形態1のデータシンボル生成部1と同様にデータシンボルを生成するが、1ブロックあたり生成するデータシンボル数は、N−x−NP(NPは、1ブロックあたりのパイロットシンボル数)である。

0045

固定シンボル配置部2−2は、時間領域信号としてのパイロット信号(パイロットシンボル)に基づいて固定シンボルを生成してデータシンボル間の所定の位置に固定シンボルを配置する。DFT部3−1は、固定シンボル配置部2−2から出力されるシンボルに対してDFT処理を実施して、周波数領域信号に変換し、波形整形フィルタ3−20へ入力する。波形整形フィルタ3−20はDFT部3−1からの入力に対して周波数領域における波形整形を行い、処理後の信号を周波数領域上配置部5へ出力する。また、波形整形フィルタ3−21は周波数領域信号としてのパイロット信号に対して波形整形を行い、処理後の信号を周波数領域上配置部5へ出力する。

0046

周波数領域上配置部5は、波形整形フィルタ3−20から出力される周波数領域のデータシンボルおよび固定シンボルと波形整形フィルタ3−21から出力される周波数領域のパイロット信号とを周波数領域で配置して、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3へ出力する。

0047

オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3は、周波数領域上配置部5から出力された信号に対して実施の形態1と同様にオーバーサンプリング処理とIDFT処理を実施してCP挿入部4へ出力する。CP挿入部4は、実施の形態1と同様に、入力された信号に対してCP挿入処理を実施する。

0048

具体例として、1ブロック内の総シンボル数をNとし、1ブロック内のパイロット信号のシンボル数NP=N/2とし、1ブロック内のデータシンボル(固定シンボルを含む)数をN/2とする。図12は、上記条件におけるデータシンボル(固定シンボルを含む)とパイロット信号の配置例を示す図である。図12中のs0,s1,s2,…,sN/2-1は、周波数領域のデータシンボル(固定シンボルを含む)を示し、p0,p1,p2,…,pN/2-1は、パイロット信号を示す。図12では、データシンボル(固定シンボルを含む)とパイロット信号を交互に配置している。図12は一例であり、パイロット信号の配置位置と個数は図12の例に限定されない。

0049

図12に示した例において、周波数領域にてパイロット信号とデータシンボル(固定シンボルを含む)が多重されるため、IDFT出力(オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3によるIDFT処理後の時間領域信号)の所定位置の固定シンボルをAと設定する場合、パイロット信号の時間領域信号を考慮する必要がある。パイロット信号の時間領域信号をq0,q1,q2,…,qN/2-1とし、k’を時間領域における固定シンボル挿入位置とし、bk’,ck’はIDFT出力の所定位置のシンボルがAとなるような位相回転,振幅調整とすると、固定シンボル配置部2−2が生成する固定シンボルAk’を、Ak’=ck’A−bk’qk’として求める。bk’およびck’の値は周波数領域におけるパイロット信号の挿入位置および固定シンボル配置位置によって決まる。なお、パイロット信号の時間領域信号は、パイロット信号の配置位置に基づいて生成される。

0050

以下に具体例を示す。説明の簡易化のため、パイロットシンボル数NT=N/2、データシンボル数ND=N/2とする。周波数領域において配置されたパイロットシンボルを以下の式(5)とすると、DFT行列を以下の式(6)とすると、時間領域におけるパイロットシンボルは以下の式(7)となる。

0051

0052

0053

0054

また、周波数領域に配置されたDFT処理が加わったデータ信号を以下の式(8)とすると、時間領域信号は以下の式(9)となる。なお、以下の式(10)で示すt(太字)1はND個のデータシンボルを示すベクトルである。また、以下の式(11)が成り立つ。

0055

0056

0057

0058

0059

周波数領域において多重されたパイロット信号およびDFT処理が加わったデータ信号は以下の式(12)となり、時間領域信号は以下の式(13)となる。

0060

0061

0062

時間領域において、y1=yN-NCP+1=Aのように、シンボル時間n=1とn=N−NCP+1において、固定信号“A”と設定したい場合、データシンボルに以下の式(14)、(15)のようなシンボルを挿入すれば良い。

0063

0064

0065

また、ek’を定数、gk’を他のデータシンボルに依存する係数とすると、Ak’=ck’A−bk’qk’+ek’gk’のように他のデータを考慮した固定シンボル計算手法も可能である。具体例を以下に示す。K=N/NTとすると、ブロック信号内のパイロットの位置はIT={K,2K,3K,…,NTK}であり、それ以外の箇所にはDFT処理されたデータシンボルが存在する。

0066

時間領域におけるデータシンボルおよびパイロットシンボルはそれぞれ以下の式(16)、(17)のようになる。

0067

0068

0069

IDおよびITを周波数領域におけるDFT処理が加わったデータシンボルおよびパイロットシンボルの位置とすると、上記の式において配置行列は以下の式(18)、(19)となる。

0070

0071

0072

出力信号のk=1およびk=N−NCP+1番目のシンボルを“A”と設定したい場合、パイロット信号および干渉波を考慮する必要がある。表記の簡易化のため、以下の式(20)とすると、k=1のデータシンボルを“A”と設定したい場合、[v(太字)]mをベクトルv(太字)のm番目の要素とすると、例えば、1番目のデータシンボルを下記の式(21)のように設定する。

0073

0074

0075

[A(太字)]m,nを行列A(太字)の(m、n)番目の要素とすると、k=N−NCP+1番目のシンボルを“A”と設定したい場合、任意の位置であるn番目の信号を下記の式(22)を解いて求める。

0076

0077

結果として、下記の式(23)に示すように値を設定することにより、k=N−NCP+1番目のシンボルが“A”となる。

0078

0079

上記の例において、ND+NT=NとしたがND+NT<Nの場合にも実施の形態1と同様な設計手法を用い、時間領域パイロット信号を考慮した固定信号を入力すれば良い。

0080

ここで、ND=NTとした場合の、周波数領域におけるパイロットおよびDFT処理が加わったデータシンボルを以下の式(24)とし、DFT処理された信号を以下の式(25)とする。0(太字)NはN個のゼロによって成り立つベクトルであるとすると、周波数領域におけるパイロット信号、データシンボルの配置はそれぞれ以下の式(26)、(27)となる。

0081

0082

0083

0084

0085

時間領域信号は以下の式(28)となり、時間領域におけるパイロットシンボルは以下の式(29)となる。周波数領域において多重されたパイロット信号およびDFT処理が加わったデータ信号は以下の式(30)となり、時間領域信号は以下の式(31)となる。

0086

0087

0088

0089

0090

図11の実施例において、x/N=y/(ND+NT)を満足すれば、0≦k≦(ND+NT)/y−1とすると、IDFT部の出力信号のkx+1番目の信号として、位相回転および振幅調整されたDFT部入力前のky+1番目、ky≧NDであればky+1−ND番目のデータ信号およびqkx+1が出力されることになる。

0091

時間領域において、y1=ykx+1=Aのように、シンボル時間n=1とn=kx+1において、固定シンボル“A”と設定したい場合、データシンボルに以下のようなシンボルを挿入すれば良い。ky≧NDと想定すると、1番目およびky+1−ND番目のデータシンボルを以下の式(32)、(33)に示すように設定する。複素数ciおよびbiはN、ND、NTの値およびIDFT部3−3内処理に依存する。NCP=N−kx、のように設定すれば、CPの先頭が固定シンボルとなるように設計できる。

0092

0093

0094

本実施の形態では、パイロット信号を挿入するため、固定シンボルAk’の値はパイロット信号や固定シンボルの挿入位置によって変わるため、ブロックごとに上記の処理が行われる。ただし、パイロット信号や固定シンボルの挿入位置がブロック間で固定であれば、一度Ak’を求めておき、以降は既に求めたAk’を用いてもよい。

0095

図13は、パイロット信号のシンボル数をN/2個とした場合の、データシンボルおよび固定シンボルの時間領域における具体的な配置例を示す図である。固定シンボル配置部2−2は、例えば、図13に示すように固定シンボルを配置する。

0096

図14は、本実施の形態におけるDFT部3−1の入力と出力の関係の一例を示す図である。図15は、本実施の形態の固定シンボル配置の一例を示す図である。図15では、ブロック内では図13の固定シンボル配置を前提とし、このシンボル配置が全ブロックに対して実施されることを示している。なお、実施の形態1で述べたように、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つため、固定信号に位相回転や固定信号を足しても構わない。

0097

なお、実施の形態1ではパイロット信号を含まない例、本実施の形態ではパイロット信号を含む例について、それぞれ説明したが、パイロット信号を含むブロックと含まないブロックが混在する構成としてもよい。このようにブロックが混在しても、固定シンボルが時間領域上同じ位置に配置されるように設定されるのであれば、同様にブロック間の位相および振幅の不連続を防ぐことができ、帯域外スペクトル抑圧効果が得られる。図16は、パイロット信号を含むブロックと含まないブロックが混在する場合の固定シンボル配置の一例を示す図である。この場合、図11に示した送信装置の構成において、データシンボル生成部1−1、固定シンボル配置部2−2が、実施の形態1のデータシンボル生成部1、固定シンボル配置部2としての機能も有し、パイロット信号を含まないブロックを生成する場合は、データシンボル生成部1−1、固定シンボル配置部2−2が実施の形態1と同様に動作すればよい。また、パイロット信号を含まないブロックを生成する場合、周波数領域上配置部5は、波形整形フィルタ3−20から出力される周波数領域のデータシンボルおよび固定シンボルをそのままオーバーサンプリング処理・IDFT部3−3へ出力すればよい。

0098

また、本実施の形態では、周波数領域においてパイロット信号を多重する例を説明したが、パイロット信号を時間領域において多重してもよい。図17は、パイロット信号を時間領域において多重する場合の送信装置の構成例を示す図である。図17の構成例では、パイロット信号生成部6は、時間領域信号としてパイロット信号を生成して、図11の構成例と同様に、固定シンボル配置部2−2へ入力する。固定シンボル配置部2−2は、図11の構成例と同様に固定シンボルを配置して、周波数・時間領域変換処理部7へデータシンボルおよび固定シンボルを出力する。周波数・時間領域変換処理部7は、実施の形態1と同様に、入力されたシンボルを周波数領域に変換して、オーバーサンプリング処理後に再び時間領域信号に変換する。そして、時間領域多重部8は、周波数・時間領域変換処理部7からの出力と時間領域信号としてのパイロット信号とを多重してCP挿入部4へ入力する。時間領域多重部8は、例えば、skを周波数・時間領域変換処理部7から出力される時間領域信号とし、qkを時間領域におけるパイロット信号とするとき、時間領域における多重信号ykをyk=sk+qkとして求めてもよい。

0099

以上のように、本実施の形態では、パイロット信号を多重して送信する場合に、パイロット信号の配置位置に基づいて、パイロット信号が多重された後の固定シンボルが所定の位置の所定の値となるように、固定シンボル配置部2−2が固定シンボルを算出するようにした。このため、パイロット信号を多重する場合も、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができる。

0100

実施の形態3.
図18は、本発明にかかる送信装置の実施の形態3の機能構成例を示す図である。図18に示すように、本実施の形態の送信装置は、データシンボル生成部1の替わりにデータシンボル生成部1−2を備え、固定シンボル配置部2の替わりに同象限マッピング部(シンボル配置部)9を備える以外は、実施の形態1の図7の構成例と同様である。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

0101

実施の形態1、2では、所定位置に固定シンボルを配置する例を説明したが、本実施の形態では、固定シンボルではなく複素平面(IQ平面)において同象限の信号点となるシンボル(以下、同象限シンボルという)を配置する。

0102

データシンボル生成部1−2は、1ブロックあたりN個データシンボルを生成する。ただし、このN個のデータシンボルのうち、同象限シンボルとして用いられるx個のシンボルについては、通常のデータシンボルより少ないビット数(後述の下位のデータビットに相当する分)のデータを割当てる。データシンボル生成部1−2は、N個のデータシンボルのうち同象限シンボルについて同象限となるようマッピングすることにより同象限シンボルを生成する。同象限マッピング部9は、実施の形態1の固定シンボルと同様に同象限シンボルを所定の位置に配置してブロックシンボルを生成する(データシンボルと同象限シンボルで構成される1ブロック分のシンボル)。同象限シンボルのマッピング(同象限シンボルの生成)は、データシンボル生成部1−2からデータビットを取得して、同象限マッピング部9が実施してもよい。

0103

図19は、本実施の形態における同象限マッピングの一例を示す図である。図19では、簡易化のため、x=2とし、2シンボルを同象限シンボルと設定した例を示す。本実施の形態では、1番目のシンボルA(i)とN−NCP+1番目のシンボルB(i)とでシンボルが同じとは限らないものの、A(i)とB(i)は同象限になるようにマッピングされる。また、ブロック間でもA(i),B(i)はシンボルが同じとは限らないものの同象限になるようにマッピングされる。固定シンボルの場合は、データビットを含まないが、本実施の形態では、同象限シンボルにデータビットを含めることができ、データロスを最小限に留めることが可能となる。

0104

図20は、64QAMの場合の同象限マッピングの一例を示す図である。図20には、64QAMコンステレーション、および各ポイントにマッピングされる6ビットの値を示している。例えば、図20に示すように、右上の象限内からA(i)とB(i)とを選択して、マッピングすれば良い。具体的には、A(i)とB(i)の最初の2ビットを“00”と固定し、残りの下位4ビットは任意の値とする。これにより、A(i)とB(i)の下位4ビットはデータビットとして用いることができる。そして、全ブロックについて、このようにA(i)とB(i)の上位2ビットが“00”となるようにマッピング処理を行う。なお、図20では、A(i)とB(i)を右上の象限内にマッピングする例を示したが、これに限らず、右下、左上、左下のいずれかの象限内にマッピングするようにしてもよい。

0105

図21は、64QAMの同象限マッピングを行った場合のシンボル値の一例を示す図である。1番目およびN−NCP+1番目のシンボルの上位2ビットを“11”と固定する。全てのブロックで同様に、1番目およびN−NCP+1番目のシンボルの上位2ビットを“11”に固定する処理を実施する。なお、図21の例では、1ブロックあたりのデータビット数は6N−4ビットとなる。

0106

また、象限の範囲は小さいほど帯域外スペクトルが低減するので、4つの象限のうちのいずれかではなく、さらに狭い所定範囲内にA(i)とB(i)をマッピングするようにしてもよい。図22は、1つの象限の所定範囲内にA(i)とB(i)をマッピングした一例を示す図である。図22の例では、点線で囲んだ4つの信号点を含む範囲内でA(i)とB(i)をマッピングする。すなわち、A(i)とB(i)の上位4ビットが“0000”となるようにマッピングを行えばよく、下位2ビットがデータビットとなる。ここでは、説明の簡易化のため、64QAMを用いて説明を行ったが、どのような変調方式を用いても良い。またパイロットシンボルが挿入された場合でも、実施の形態2と同様に、k’を同象限シンボル挿入位置とすると、A(i)が同象限シンボルとなるよう、Ak’(i)’=ck’A(i)−bk’qk’として、パイロット成分を考慮してシンボルを作れば良い。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態1と同様である。

0107

なお、実施の形態1の固定シンボルは、この同象限シンボルの1つであり、上記の所定範囲を狭くして所定範囲内に1つの信号点のみを含むようにした例を考えることができる。

0108

また、上記の例では、ブロック内で2シンボルを同象限シンボルとしたが、3シンボル以上を同象限シンボルと設定しても良い。また、帯域外スペクトルが低減するよう、A(i)とB(i)に対し位相回転および振幅調整を行っても良い。

0109

以上のように、本実施の形態では、固定シンボルのかわりに同象限または一定範囲内のシンボル(シンボルの全ビットのうち一部のビット値固定値としたシンボル)を用いて、実施の形態1と同様に補間を行うようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性が保たれ、帯域外スペクトルを抑圧することができるとともに、データロスを低減させることができる。

0110

実施の形態4.
図23は、本発明にかかる受信装置の実施の形態4の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、実施の形態1、2で説明した送信装置により送信されたSCブロック信号を受信する。

0111

本実施の形態の受信装置では、同期処理部12が、受信信号(SCブロック信号)に対してフレーム同期周波数同期シンボル同期などの同期処理を行う。CP除去部13は、同期処理後の受信信号に対してCP除去を行う。DFT部14は、CPが除去された受信信号に対してDFT処理を行う。伝送路推定部16は、DFT処理後の信号に基づいて伝送路推定を行う。サンプリング処理部15は、DFT処理後の信号に対してダウンサンプリング処理を実施する。FDE部(等化処理部)17は、ダウンサンプリング後の信号と伝送路推定結果に基づいてFDE(Frequency Domain Equalizer:周波数領域等化)処理を行う。IDFT部18は、FDE処理後の信号に対してIDFT処理を行う。固定シンボル除去部19は、IDFT処理後の信号から固定シンボルを除去する。復調復号部20は、固定シンボル除去後の信号に対して復調・復号処理を行う。

0112

また、ブロックの1番目のシンボルが固定信号と設定された場合、次のブロックの最初の固定シンボルを用いることでCPの長さが1シンボル増え、マルチパスフェージングに対する特性が向上する。そのため、CP除去部13は、1シンボル余分にCPとして用いてCP箇所を除去しても良い。図24は、次のブロックの1シンボル目をCPとする例を示す図である。

0113

以上のように、本実施の形態では、実施の形態1、2で説明した送信装置により送信されたSCブロック信号を受信する受信装置を示した。この受信装置では、ダウンサンプリング処理および固定シンボルの除去を行った後に、受信信号の復調・復号を実施する。これにより、固定シンボルが挿入されて補間処理されて送信された信号を復調・復号することができる。

0114

実施の形態5.
図25は、本発明にかかる受信装置の実施の形態5の機能構成例を示す図である。本実施の形態の受信装置は、実施の形態3で説明した送信装置により送信されたSCブロック信号を受信する。

0115

本実施の形態の受信装置は、固定シンボル除去部19および復調・復号部20の替わりに復調・復号・同象限デマッピング部(復調復号処理部)19−1を備える以外は、実施の形態4の受信装置と同様である。実施の形態4と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態4と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

0116

復調・復号・同象限デマッピング部19−1は、IDFT部18によりIDFT処理が実施された後の信号に基づいて、同象限シンボルについては、固定ビットを除去し、固定ビットを除去した残りをデータビットとして扱い、復号処理を実施する。同象限シンボル以外のデータシンボルについては、実施の形態4と同様に復調・復号処理を行う。

0117

以上のように、本実施の形態では、実施の形態3で説明した送信装置により送信されたSCブロック信号を受信する受信装置を示した。この受信装置では、ダウンサンプリング処理を行い、同象限シンボルについては、固定ビットを除去し、固定ビットを除去した残りをデータビットとして扱って復調・復号を実施する。これにより、実施の形態3で説明した送信装置により送信された信号を復調・復号することができる。

0118

以上の実施の形態では、SC伝送を行う例について説明したが、本発明はこれに限定されず有線を含むさまざまな方式の送信装置および受信装置に適用が可能である。また、DFTやIDFT処理を用いて説明したが、これらに限定されず、FFT(Fast Fourier Transform)やIFFT(Inverse FFT)を用いることもでき、複数の手法を組み合わせてもよい。また、送信装置および受信装置の構成は、各実施の形態で示された装置構成に限定されない。

0119

また、以上の実施の形態では、CPをガードインターバルとして挿入する例を示したが、ガードインターバルとしてCP以外を用いてもよい。この場合も、データシンボルの先頭とガードインターバルの先頭とが固定シンボル(または同象限シンボル)となるように配置すればよい。

0120

実施の形態6.
次に実施の形態6の送信装置について説明する。実施の形態1では、複数の種類の固定シンボルを用いる例について述べたが、本実施の形態では、その拡張としてさらに帯域外スペクトルを抑制する固定シンボルの配置方法について説明する。

0121

図26は、本実施の形態の固定シンボルの配置例を示す図である。図26において、文字の書かれていない空白部分はデータシンボルを示し、Fiは固定シンボルを示す。本実施の形態では、1ブロックのNシンボルのうちNL+NR+1個を固定シンボルとする。NRは、後ろからXCP(XCPは、CPとしてコピーされる部分に対応するシンボルの個数であり、後段の処理でNポイントのDFT処理を行う場合は、XCP=NCP(CPとしてコピーされるシンボル数))番目を基準とした場合に、それより右側(後ろ側)に連続する固定シンボルの数を示し、NLは、上記基準より左側に連続する固定シンボルの数である。本実施の形態では、このNL+NR+1個の固定シンボルを固定シンボル系列と呼ぶこととする。図26に示すように、固定シンボル系列を[F-NL,F-NL+1,F-NL+2,…,F-1,F0,F1,…,FNR]と表す。なお、下付き文字におけるNL,NRは、それぞれNL,NRを示す。固定シンボル系列の各シンボルFiの値に制約は無く、Fiのうち2つ以上が同じ値であってもよいし、固定シンボル系列をブロックシンボル内に配置後に、電力正規化が行われるのであれば、Fiをそれぞれ異なる値となるように設定しても良い。例えば、FiはM−PSK(M-ary−Phase Shift Keying),M−QAM(M-ary Quadrature Amplitude Modulation)のようなシンボルを用いても良く、また、Fiのうちの数個をゼロに設定しても良い。また、「D. C. Chu,“Polyphase Codes With Good Periodic Correlation Properties”,IEEE Transactions on Information Theory,pp.531−532,July 1972」に記載されている系列を固定シンボル系列として用いても良い。

0122

スペクトル抑圧効果を得るためには、全ブロック内において、同じ固定シンボル系列を使い、同じ固定シンボルはブロック間で同じ位置に配置することになる。固定シンボル系列の配置方法は、次のようになる。固定シンボル系列のうちのF0が、ブロック内の1番目の位置と、後ろからXCP番目(先頭からN−XCP+1番目)の位置とに配置される。そして、これらの位置を基準に固定シンボル系列の順番が[F-NL,F-NL+1,F-NL+2,…,F-1,F0,F1,…,FNR]の順番の通りに相対的な順序を変えることなく配置されるように基準位置の左右に固定シンボルが配置される。

0123

例えば、図26に示す通り、ブロック内の先頭からN−XCP+1番目の位置にF0が配置され、このF0の位置を基準位置として、この基準位置の右側にはF0に連続して[F1,…,FNR]が配置され、この基準位置の左側には[F-NL,F-NL+1,F-NL+2,…,F-1](第1のシンボル群)が配置される。また、ブロック内の1番目の固定シンボルにF0が配置され、この基準位置のF0以降(基準位置および基準位置より右側)には[F0,F1,…,FNR](第2のシンボル群)が配置される。CP挿入後には、CPとしてコピーされる部分の後ろが図26の1番目の固定シンボルの前に付加される。このため、ブロック信号の最後のNLの固定シンボルが[F-NL,F-NL+1,F-NL+2,…,F-1]となるように、固定シンボルを配置する。これにより、CP挿入後に、図26の1番目の位置を基準位置として、この基準位置の右側にはF0に連続して[F1,…,FNR]が配置され、この基準位置の左側には[F-NL,F-NL+1,F-NL+2,…,F-1]が配置される。実施の形態1と同様に補間処理を行った場合、シンボル間に補間されたサンプル点が追加されるが、IDFT出力の循環性により、最後のシンボルの後に追加される補間点は、最後のシンボルF-1と最初(1番目)のシンボルF0との間を補間するような点となる。さらに、CP挿入後のブロック信号の先頭は、図26の先頭からN−XCP+1番目の固定シンボルF0となるため、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つことができ、帯域外スペクトルを抑制することができる。また、NLおよびNRを増やすことで、更なる帯域外スペクトル抑圧効果を得られる。

0124

ここで、データのCP部分の後ろの固定シンボル[F-NL,F-NL+1,F-NL+2,…,F-1]と、N−XCP+1番目から配置される固定シンボル[F0,F1,…,FNR]が重ならないように、XCPがNL+NR+1よりも十分大きな値であることを想定する。また、例えば、Fi=0のように、固定シンボル全てをゼロに設定してもよい。

0125

図27は、本実施の形態の固定シンボル系列の配置の具体例を示す図である。図27の例では、固定シンボル系列を[E,F,A,B,C,D]とし、NL=3,NR=2とした。図28は、本実施の形態の固定シンボル系列の配置の別の具体例を示す図である。図28の例では、NL=1,NR=2とし、そして固定シンボル系列はF1=−1−j,F-1=−1+j,F0=1+jとした。全てのブロックにおいて、図28に示すように、N−XCP,N−XCP+1,N−XCP+2番目、およびN,1,2番目の位置に固定シンボル系列が配置される。補間方法によっては、出力シンボルに位相回転が加わるが、所望の位相が時間領域に現れるよう、固定シンボル系列に位相回転を与えても良い。

0126

図29は、本実施の形態の送信装置の構成例および処理例を示す図である。図29の例は、実施の形態1の図7の構成例に対して、オーバーサンプリング処理・IDFT部3−3の替わりに、ゼロ挿入部3−4およびIDFT部3−5を備える構成としている。図29では、図の簡略化のため、波形整形フィルタ3−2を除いたが、波形整形フィルタ3−2を備えるようにしてもよい。データシンボル生成部1、固定シンボル配置部2、CP挿入部4およびDFT部3−1は実施の形態1と同様であるが、固定シンボル配置部2は、本実施の形態で述べた固定シンボル系列の生成と配置を実施する。補間の手法はどのような手法を用いても良いが、図29では、一例として、ゼロ挿入とIDFTにより補間を行う例を示し、NポイントのDFT後の出力[s0,s1,…,sN-1]を2分割し、ゼロ挿入部3−4が真中(sN/2-1とsN/2の間)にゼロ挿入(ゼロをN・(L−1)個挿入)を行う例を示している。Lは、実施の形態1と同様にオーバーサンプリングにおける倍率を示す。ゼロ挿入の方法は、実施の形態1と同様である。IDFT部3−5は、ゼロ挿入後のデータに対してIDFT処理を実施する。

0127

ゼロ挿入後、図29に示すように、次のようなゼロおよびDFT出力を含むN・L個の信号[s0,s1,…,sN/2-1,0,0,…,0,0,sN/2,sN/2+1,…,sN-1]が出力される。なお、図29の例では、x=NL+NR+1となる。

0128

図30は、本実施の形態の送信装置の別の処理例を示す図である。図30の送信装置の構成は図29の例と同様である。図30の例では、DFTを行うデータポイント数NDが1ブロックのシンボル数Nより大きい場合の構成例を示している。この場合、DFT部3−1は、NDポイントのDFT処理を実施する。NDポイントのDFT処理とする場合には、N個のデータポイントをND個のデータにするためにたとえば、ゼロ挿入等が行われるが、NDポイントのDFT処理方法に制約はない。この場合、DFT部3−1からの出力は、[s0,s1,…,sND-1]となる。この場合も、図29の例と同様に、DFT後の出力を2分割して、真ん中に0を挿入するが挿入されるゼロの数はN・(L−1)+N−NDとなる。また、(L×x)/(L×N)=y/NDを満足すれば、0≦k≦ND/y−1とすると、IDFT部3−5の出力信号のkLx+1番目の信号として、位相回転および振幅調整されたIDFT部3−5入力前のky+1番目のデータ信号が出力されることになる。そのため、NCP=N−kx、XCP=ND−kyとなるように、x、y、kを設定すればよい。

0129

また、本実施の形態では、固定シンボル系列が、各ブロック間で同一となるようにしたが、実施の形態3で述べたように同象限シンボルとなるように構成してもよい。具体例として、図28のシンボル配置例を用いる。例えば、図20のような64QAM信号を用いる場合、シンボル番号N−XCPおよびシンボル番号Nのシンボルの最初の2ビットを“00”と固定し、シンボル番号N−XCP+1およびシンボル番号1のシンボルの最初の2ビットを“01”と固定、そして、シンボル番号N−XCP+2およびシンボル番号2のシンボルの最初の2ビットを“11”と固定すると、合計4×3=12ビットがデータビットとして用いることができる。図また、実施の形態2で述べたようにパイロットシンボルを多重する場合に、本実施の形態の固定シンボル系列を用いてもよい。

0130

以上のように、本実施の形態では、ブロックシンボルの1番目とCP挿入でコピーされる部分の先頭を基準位置として、基準位置を中心として前後に各ブロックで同一の固定シンボル系列が配置されるようにした。このため、ブロック間の位相および振幅の連続性を保つことができ、帯域外スペクトルを抑制することができる。

0131

以上のように、本発明にかかる送信装置、受信装置および通信システムは、SCブロック伝送を行う通信システムに有用であり、特に、CP挿入を行う通信システムに適している。

0132

1,1−1,1−2データシンボル生成部、2,2−2 固定シンボル配置部、3 補間部、3−1DFT部、3−2,3−20,3−21波形整形フィルタ、3−3オーバーサンプリング処理・IDFT部、3−4 ゼロ挿入部、3−5 IDFT部、4 CP挿入部、5周波数領域上配置部、6パイロット信号生成部、7 周波数・時間領域変換処理部、8 時間領域多重部、9 同象限マッピング部、12同期処理部、13 CP除去部、14 DFT部、15サンプリング処理部、16伝送路推定部、17FDE部、18 IDFT部、19 固定シンボル除去部、19−1復調・復号・同象限デマッピング部、20 復調・復号部。

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