JP2008136055A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＦＤＭを用いて通信を行う場合において、ＳＮＲ及びデータレートを低下させることなく、帯域内のサイドローブを低減する。
【解決手段】ＯＦＤＭを用いて通信を行う無線通信システムにおいて、受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

近年、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)/ＴＤＤ(Time Division Duplex)に加えてＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を多元接続技術として採用してパケット通信を行う無線通信システムが次世代のブロードバンド移動体通信システムとして注目されている。このＯＦＤＭＡとは、直交関係にあるサブキャリアを複数の端末で共有し、任意の複数のサブキャリアをサブチャネルとして位置づけ、任意の通信タイミング（ＴＤＭＡを採用するシステムではこの通信タイミングはスロットなどに相当する）で各端末にサブチャネルを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術である。

このようなＯＦＤＭＡでは、シンボル間で不連続となる部分の影響によって帯域内のサイドローブが大きくなるという問題がある。この問題に対し、上述したシンボル間で不連続となる部分に窓関数をかけ、滑らかに変化させることによって帯域内のサイドローブを低減する技術としてＥＣＰ(Extended Cyclic Prefix)処理がある。以下、図１０と図１１を参照してこのＥＣＰ処理について具体的に説明する。

図１０（a）は、ＯＦＤＭ信号の模式図である。この図１０（a）に示すように、ＯＦＤＭ信号において、各シンボルはＧＩ(Guard Interval)部とデータ部とから構成され、シンボル間に不連続点が発生している。ＥＣＰ処理では、まず各シンボル毎に窓関数をかける対象となるデータ（以下、このデータを窓関数対象データと称す）をそれぞれのデータ部から抽出する。この窓関数対象データは、不連続点において連続性を有するデータである必要がある。例えば、図１０（a）において、シンボル１からみた不連続点はデータ部Ｄ１の後半部分にあたり、この後半部分にはＧＩ部ｇ１の元データが存在する。従って、図１０（b）に示すように、シンボル１からみた不連続点において連続性を有する窓関数対象データは、ＧＩ部ｇ１の直後のデータ、つまりデータ部Ｄ１の先頭部分のデータとなる。このデータ部Ｄ１の先頭部分のデータをシンボル１の窓関数対象データｄ１として抽出する。そして、この窓関数対象データｄ１に所定の窓関数をかけ、データ部Ｄ１の最後尾に付加する。なお、窓関数をかけた後の窓関数対象データｄ１を拡張データｄ１’とする。

一方、シンボル２からみた不連続点はＧＩ部ｇ２の先頭部分にあたり、この先頭部分に対して連続性を有する窓関数対象データは、図１０（c）に示すように、データ部Ｄ２においてＧＩ部ｇ２の元データの直前のデータである。このデータをシンボル２の窓関数対象データｄ２として抽出して所定の窓関数をかけ、ＧＩ部ｇ２の先頭に付加する。なお、窓関数をかけた後の窓関数対象データｄ２を拡張データｄ２’とする。以上のような処理を各シンボル毎に行う。

次に、窓関数をかけた後の拡張データが付加されたシンボル同士の直列配置処理を行う。この直列配置処理には、IEEE802.11gの規格で定められた方法とIEEE802.20の規格で定められた方法とがある。図１１（a）は、IEEE802.11gの規格で定められた方法によって、上述したシンボル１とシンボル２とを直列配置した場合を示したものである。この方法では、シンボル１の拡張データｄ１’がシンボル２のＧＩ部ｇ２に重なり、シンボル２の拡張データｄ２’がシンボル１のデータ部Ｄ１に重なることになる。一方、図１１（b）は、IEEE802.20の規格で定められた方法によって、上述したシンボル１とシンボル２とを直列配置した場合を示したものである。この方法では、シンボル１の拡張データｄ１’とシンボル２の拡張データｄ２’とは重なるが、データ部Ｄ１やＧＩ部ｇ２には拡張データは重ならない。
特表２００３−５３５５０２号公報

上述したIEEE802.11gの規格で定められた方法によると、不連続点における不連続性が緩和され、帯域内のサイドローブを低減することができるが、シンボル２の拡張データｄ２’がシンボル１のデータ部Ｄ１に重なることになるため、ＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)が低下するという問題があった。また、上述したIEEE802.20の規格で定められた方法によると、ＳＮＲは低下しないが、シンボル時間が長くなるため、データレートが低下するという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭを用いて通信を行う場合において、ＳＮＲ及びデータレートを低下させることなく、帯域内のサイドローブを低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、無線通信システムに係る第１の解決手段として、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明では、無線通信システムに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、送信側と受信側との間の距離と、前記削減可能領域との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。

また、本発明では、無線通信システムに係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記記憶手段は、前記受信側に対する見通し環境に応じた前記対応関係を記憶し、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。

また、本発明では、無線通信装置に係る第１の解決手段として、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて通信を行う無線通信装置において、受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明では、無線通信装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、自装置と前記受信側との間の距離と、前記削減可能領域との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。

また、本発明では、無線通信装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記記憶手段は、前記受信側に対する見通し環境に応じた前記対応関係を記憶し、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。

さらに、本発明では、無線通信方法に係る解決手段として、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて通信を行う無線通信方法において、通信相手との同期確立後に、前記通信相手との通信環境を把握する通信環境把握ステップと、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定ステップと、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理ステップと、前記窓関数処理ステップによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によると、ＯＦＤＭを用いて通信を行う場合において、ＳＮＲ及びデータレートを低下させることなく、帯域内のサイドローブを低減することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態についてＯＦＤＭＡ方式の通信システムを例に詳細に説明する。図１に示す通り、本実施形態の無線通信システムは、基地局ＣＳと無線通信端末（以下端末と略す）ＰＳ及び図示しないネットワークから成り、基地局ＣＳと端末ＰＳは、時分割多重接続方式（ＴＤＭＡ）、時分割複信方式（ＴＤＤ）に加えて直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）を多元接続技術として用いて通信を行うものである。基地局ＣＳは、一定の距離間隔で複数設けられ、複数の端末ＰＳと多重接続を行い無線通信を行う。
なお、端末ＰＳ及び基地局ＣＳは、本発明における無線通信装置に相当するが、本発明の特徴的な部分において両者は同じ構成を備えているため、以下では端末ＰＳを代表的に用いて説明する。

周知のようにＯＦＤＭＡ方式とは、直交関係にある全てのサブキャリアを全端末ＰＳで共有し、任意の複数のサブキャリアの集まりを１つのグループとして位置づけ、各端末ＰＳに１つ又は複数のグループを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術である。本実施形態の無線通信システムでは、上記したＯＦＤＭＡ方式に、ＴＤＭＡ方式及びＴＤＤ方式をさらに組み合わせている。つまり、各グループをＴＤＤとして時間軸方向に上り回線と下り回線に分け、さらにこれら上り回線と下り回線をそれぞれ４つのＴＤＭＡスロットに分割している。そして、本実施形態においては、各グループが時間軸方向にそれぞれＴＤＭＡスロットとして分割された１つの単位をサブチャネルと呼ぶことにする。図２に本実施形態の無線通信システムにおける周波数とＴＤＭＡスロットとサブチャネルの関係を示す。縦軸は周波数、横軸は時間を示している。図２が示すように、周波数方向２８個、時間軸方向４個（４スロット）を掛け合わせた１１２個のサブチャネルが上り回線用と下り回線用にそれぞれ割り当てられる。

本実施形態の無線通信システムでは、図２に示すように、全サブチャネルのうち周波数方向の一番端のサブチャネル（図２では１番）を制御チャネル（ＣＣＨ）として使用し、残りのサブチャネルをトラフィックチャネル（ＴＣＨ）として使用している。以下では、このトラフィックチャネルをトラフィックサブチャネルという。そして、無線通信を行う基地局ＣＳと端末ＰＳには、上り回線と下り回線のそれぞれに属する全トラフィックサブチャネル（この場合、ＣＣＨを除いた２７×４スロットの１０８サブチャネル）のうちから任意の１つ又は複数のトラフィックサブチャネルが割り当てられる。なお、通信チャネルとしての上り回線用及び下り回線用のトラフィックサブチャネルには、同じトラフィックチャネルが割り当てられる。

次に、端末ＰＳの構成について説明する。図３に示すように、端末ＰＳは、端末制御部１、無線通信部２、操作部３、表示部４、音声入出力部５及び記憶部（記憶手段）６を備えている。また、端末制御部１は、その機能要素として通信環境把握部（通信環境把握手段）１a及びＧＩ削減可能領域決定部（削減可能領域決定手段）１bを備えている。

端末制御部１は、記憶部６に記憶されている端末制御プログラムや無線通信部２を介して取得した受信信号、操作部３から入力される操作信号に基づいて、本端末ＰＳの動作を統括的に制御する。端末制御部１の通信環境把握部１aは、無線通信部２を介して基地局ＣＳから取得した受信信号に基づいて、本端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離及び見通し環境を把握する。具体的には、通信環境把握部１aは、見通し環境が見通し内の環境か、または見通し外の環境かを把握する。

ここで、見通し内の環境とは、図４（a）に示すように、通信エリア内において端末ＰＳと基地局ＣＳとの間に障害物がなく、マルチパスの発生が少ない環境である。このような見通し内の環境では、図４（b）に示すように、端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離に反比例してＧＩ削減可能領域は小さくなる。これは、端末ＰＳが基地局ＣＳから遠距離の位置にあるほど、遅延時間が大きくなるためである。一方、見通し外の環境とは、図５（a）に示すように、通信エリア内において端末ＰＳと基地局ＣＳとの間に障害物があり、マルチパスが多発する環境である。このような見通し外の環境では、見通し内の環境よりも遅延波の電力が大きくなる場合があり、図５（b）に示すように、端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離に対して指数関数的にＧＩ削減可能領域は小さくなる。図４（b）及び図５（b）に示すような、見通し内の環境及び見通し外の環境における端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離と、ＧＩ削減可能領域との対応関係（以下、この対応関係をＧＩ削減情報と呼ぶ）は、記憶部６に予め記憶されている。このようなＧＩ削減情報は、テーブル状のデータとして記憶しても良いし、関数として記憶しても良い。

ＧＩ削減可能領域決定部１bは、通信環境把握部１aによって把握された端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離及び見通し環境と、記憶部６に記憶されているＧＩ削減情報とに基づいて、端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離及び見通し環境に対応するＧＩ削減可能領域を決定する。端末制御部１は、ＧＩ削減可能領域決定部１bが決定したＧＩ削減可能領域とＥＣＰ処理開始要求とを、後述するＥＣＰ処理部１６に出力する。

無線通信部２は、端末制御部１による制御の下、端末制御部１から出力される制御信号またはデータ信号の誤り訂正符号化、変調及びＯＦＤＭによる多重化を行い、多重化信号（ＯＦＤＭ信号）をＲＦ周波数帯に周波数変換した後、送信信号として基地局ＣＳに送信する。

具体的に説明すると、図６に示すように無線通信部２の送信機側は、誤り訂正符号化部１０、インタリーバ１１、シリアル−パラレル変換部１２、デジタル変調部１３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１４、ＧＩ(Guard Interval)付加部１５、ＥＣＰ(Extended Cyclic Prefix)処理部１６及び送信部１７を備えている。

誤り訂正符号化部１０は、例えばＦＥＣ（Forward Error Correction）エンコーダであり、 上記端末制御部１に指示された符号化レートに基づいて、端末制御部１から入力される制御信号またはデータ信号のビット列に冗長情報である誤り訂正符号を付加し、インタリーバ１１に出力する。インタリーバ１１は、上記誤り訂正符号化部１０によって誤り訂正符号が付加されたビット列にインタリーブ処理を施す。シリアル−パラレル変換部１２は、上記インタリーブ処理後のビット列を、端末制御部１に指示されたサブチャネルに含まれるサブキャリア毎にビット単位で分割して各デジタル変調部１３に出力する。

デジタル変調部１３は、サブキャリアと同数設けられており、各サブキャリア毎に分割されたビットデータを、当該ビットデータに対応するサブキャリアを用いてデジタル変調し、変調信号をＩＦＦＴ部１４に出力する。なお、各デジタル変調部１３は、上記端末制御部１に指示された変調方式、例えばＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ等を用いてデジタル変調を行う。ＩＦＦＴ部１４は、各デジタル変調部１３から入力される変調信号を逆フーリエ変換して直交多重化することによりＯＦＤＭ信号を生成し、当該ＯＦＤＭ信号をＧＩ付加部１５に出力する。ＧＩ付加部１５は、上記ＩＦＦＴ部１４から入力されるＯＦＤＭ信号にガードインターバル（ＧＩ）を付加してＥＣＰ処理部１６に出力する。

ＥＣＰ処理部１６は、窓関数処理部１６a及びシンボル配置部１６bから構成され、端末制御部１から入力されるＥＣＰ処理開始要求によってＥＣＰ処理を開始する一方、ＥＣＰ処理開始要求が入力されない場合、ＧＩ付加後のＯＦＤＭ信号を無処理で送信部１７に出力する。窓関数処理部１６aは、端末制御部１から入力されるＧＩ削減可能領域に基づき、ＧＩ付加後のＯＦＤＭ信号に含まれるシンボル毎に、ＧＩ削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ＧＩ直後のデータ部の先頭部分から抽出した窓関数対象データに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ部の最後尾に付加する。シンボル配置部１６bは、窓関数処理部１６aによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ部に重ならないように直列配置して送信部１７に出力する。送信部１７は、シンボル配置部１６bから入力されるＯＦＤＭ信号をＲＦ周波数帯に周波数変換し、送信信号として基地局ＣＳに送信する。

一方、図示は省略するが無線通信部２の受信機側は、上記送信機側と逆動作を行う構成要素を備える。すなわち、無線通信部２の受信機側は、基地局ＣＳから受信した受信信号をＩＦ周波数帯に周波数変換して受信ＯＦＤＭ信号を抽出し、当該受信ＯＦＤＭ信号から窓関数をかけた部分及びＧＩを除去し、ＦＦＴ処理、デジタル復調、パラレル−シリアル変換処理、デインタリーバ処理及び誤り訂正復号処理を行うことでビット列を再構築し、端末制御部１に出力する。

続いて、図３に戻って説明する。操作部３は、電源キー、各種ファンクションキー、テンキー等の操作キーから構成されており、これら操作キーによる操作入力に基づいた操作信号を端末制御部１に出力する。表示部４は、例えば液晶モニタまたは有機ＥＬモニタ等であり、端末制御部１から入力される表示信号に基づいて所定の画像や文字を表示する。音声入出力部５は、マイク及びスピーカから構成されており、マイクを介して外部から入力された音声をデジタル信号に変換して端末制御部１に出力する一方、端末制御部１から入力される音声データをスピーカを介して外部に出力する。記憶部６は、上記の端末制御部１で使用される端末制御プログラムやＧＩ削減情報など各種データを記憶すると共に、再送制御等に使用されるバッファとしての機能を有する。

次に、上記のように構成された端末ＰＳの動作について図７のフローチャートを用いて説明する。

まず、端末制御部１は、操作部３からデータ送信を指示する操作信号が入力された場合、
無線通信部２を制御して基地局ＣＳから送信されている制御チャネル（ＣＣＨ）をサーチし、捕捉に成功し且つ受信状態が最も良い制御チャネルを送信している基地局ＣＳと通信接続の確立処理を行う。ここで、端末制御部１は、制御チャネルを介して基地局ＣＳに対してリンクチャネル（トラフィックサブチャネル）の割り当て要求を行ったり、制御チャネルに含まれる同期情報に基づいて基地局ＣＳとの同期を確立する（ステップＳ１）。

基地局ＣＳとの同期確立が終了すると、通信環境把握部１aは、無線通信部２を介して基地局ＣＳから取得した受信信号に基づいて、本端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離及び見通し環境（見通し内の環境か、または見通し外の環境）を把握する（ステップＳ２）。続いて、ＧＩ削減可能領域決定部１bは、通信環境把握部１aによって把握された端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離及び見通し環境と、記憶部６に記憶されているＧＩ削減情報とに基づいて、端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離及び見通し環境に対応するＧＩ削減可能領域を決定する（ステップＳ３）。具体的には、例えば通信環境把握部１aによって把握された見通し環境が見通し外の環境であった場合、ＧＩ削減可能領域決定部１bは、図５（b）に示すＧＩ削減可能領域と、端末ＰＳと基地局ＣＳとの間の距離との対応関係に基づいてＧＩ削減可能領域を決定する。

そして、端末制御部１は、基地局ＣＳに送信すべきデータ信号のビット列を誤り訂正符号化部１０に出力すると共に、ＥＣＰ処理開始要求及びＧＩ削減可能領域決定部１bが決定したＧＩ削減可能領域を示す信号をＥＣＰ処理部１６に出力する。データ信号のビット列は、誤り訂正符号化部１０、インタリーバ１１、シリアル−パラレル変換部１２、デジタル変調部１３、ＩＦＦＴ部１４及びＧＩ付加部１５を経てＧＩが付加されたＯＦＤＭ信号に変換されてＥＣＰ処理部１６の窓関数処理部１６aに入力される。ここで、窓関数処理部１６aは、端末制御部１からＥＣＰ処理開始要求及びＧＩ削減可能領域を示す信号が入力されているので、ＧＩ付加部１５から入力されるＯＦＤＭ信号に対してＥＣＰ処理を開始する（ステップＳ４）。

以下、このＥＣＰ処理部１６における窓関数処理部１６a及びシンボル配置部１６bによるＥＣＰ処理について詳細に説明する。ＧＩ付加部１５から入力されるＯＦＤＭ信号は、従来と同様に図１０（a）で示すことができる。図８は、この図１０（a）で示されるＯＦＤＭ信号からシンボル１を抽出したものである。図８に示すように、窓関数処理部１６aは、シンボル１のＧＩ部ｇ１におけるＧＩ削減可能領域ｒ１に所定の窓関数（例えば三角関数）をかけ、また、ＧＩ部ｇ１直後のデータ部Ｄ１の先頭部分から抽出した窓関数対象データｒ２に所定の窓関数をかけて得られる拡張データｒ２’をデータ部Ｄ１の最後尾に付加する。これにより、シンボル１の先頭にはＧＩ削減可能領域ｒ１に窓関数をかけて得られたデータｒ１’が付加され、シンボル１の最後尾には拡張データｒ２’が付加されることになる。そして、図９に示されるように、シンボル２についても同様の処理を行い、シンボル２には、シンボル２のＧＩ部ｇ２におけるＧＩ削減可能領域に所定の窓関数をかけた結果得られるデータｒ１”と、ＧＩ部ｇ２の直後のデータＤ２の先頭部分から抽出した窓関数対象データｒ２に所定の窓関数をかけた結果得られる拡張データｒ２”とがそれぞれ付加される。このように窓関数処理部１６aは、全てのシンボルに対して上記と同様な処理を行う。

そして、図９に示すように、シンボル配置部１６bは、窓関数処理部１６aによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ部に重ならないように、具体的には、拡張データｒ２’とデータｒ１”だけが重なるように直列配置して送信部１７に出力する。送信部１７は、シンボル配置部１６bから入力されるＯＦＤＭ信号をＲＦ周波数帯に周波数変換し、送信信号として基地局ＣＳに送信する（ステップＳ５）。つまり、図１１（b）に示す従来のIEEE802.20の規格と同様な方法によって隣り合うシンボル同士を直列配置するのである。ここで、本実施形態と従来とで大きく異なる点は、ＧＩ部においてＧＩ削減可能領域分だけ削減することにより、ＧＩ長を短縮したことである。これによりシンボル時間が短縮され、データレートの低下を抑えることができる。すなわち、ＳＮＲの低下だけでなく、データレートの低下を抑えつつ、帯域内のサイドローブを低減することが可能となる。

ところで、単純にＧＩ部にＥＣＰ処理を行った場合、ＳＮＲ及びデータレートの低下を抑制することできるが、ＧＩ部においてＥＣＰ処理を行った部分は元のデータと異なることになるため、ＧＩ部の効果がなくなってしまい、信号の遅延によるシンボル間干渉が発生しやすくなる。しかし、同期確立後の信号の遅延は前回の通信状況により想定することができ、ＧＩで規定される最大の遅延よりもはるかに少ないものと考えられる。従って、本実施形態のように、同期確立後の通信において、ＧＩ部にＥＣＰ処理を行うことにより、ＳＮＲ及びデータレートの低下を抑えつつ、帯域内のサイドローブを低減することが可能となる。

なお、上記実施形態では、ＯＦＤＭＡ方式の通信システムについて述べたが、ＯＦＤＭＡだけでなく、ＯＦＤＭ方式を用いた通信システムにも広く適用することができる。また、無線通信装置として端末ＰＳを例示して説明したが、これに限定されず、同様な構成を基地局ＣＳまたは他のＯＦＤＭを用いて通信を行う無線通信装置に適用することができる。

本発明の一実施形態における無線通信システムの構成概略図である。 本発明の一実施形態における無線通信システムの周波数、スロット及びサブチャネルの関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態における無線通信端末（端末）ＰＳの構成ブロック図である。 本発明の一実施形態におけるＧＩ削減可能領域と端末ＰＳ−基地局ＣＳ間の距離との対応関係を示す第１の説明図である。 本発明の一実施形態におけるＧＩ削減可能領域と端末ＰＳ−基地局ＣＳ間の距離との対応関係を示す第２の説明図である。 本発明の一実施形態における無線通信部２の詳細説明図である。 本発明の一実施形態における無線通信端末（端末）ＰＳの動作フローチャートである。 本発明の一実施形態におけるＥＣＰ処理を示す第１の説明図である。 本発明の一実施形態におけるＥＣＰ処理を示す第２の説明図である。 従来のＥＣＰ処理を示す第１の説明図である。 従来のＥＣＰ処理を示す第２の説明図である。

符号の説明

ＣＳ…基地局、ＰＳ…無線通信端末（端末）、１…端末制御部、２…無線通信部、３…操作部、４…表示部、５…音声入出力部、６…記憶部（記憶手段）、１a…通信環境把握部（通信環境把握手段）、１b…ＧＩ削減可能領域決定部（削減可能領域決定手段）、１０…訂正符号化部、１１…インタリーバ、１２…シリアル−パラレル変換部、１３…デジタル変調部、１４…ＩＦＦＴ部、１５…ＧＩ付加部、１６…ＥＣＰ処理部、１７…送信部、１６a…窓関数処理部、１６b…シンボル配置部

Claims (7)

1. ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、
   受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、
   前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、
   シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、
   前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 送信側と受信側との間の距離と、前記削減可能領域との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、
   前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離を把握し、
   前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記記憶手段は、前記受信側に対する見通し環境に応じた前記対応関係を記憶し、
   前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、
   前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定する、
   ことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて通信を行う無線通信装置において、
   受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、
   前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、
   シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、
   前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
5. 自装置と前記受信側との間の距離と、前記削減可能領域との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、
   前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離を把握し、
   前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定する、
   ことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記記憶手段は、前記受信側に対する見通し環境に応じた前記対応関係を記憶し、
   前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、
   前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定する、
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
7. ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いて通信を行う無線通信方法において、
   通信相手との同期確立後に、前記通信相手との通信環境を把握する通信環境把握ステップと、
   前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定ステップと、
   シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理ステップと、
   前記窓関数処理ステップによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置ステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。
   
   
   
   
   
   
   

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