WO2015045585A1

WO2015045585A1 - 無線通信装置、送信装置および受信装置

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Publication number: WO2015045585A1
Application number: PCT/JP2014/069118
Authority: WO
Inventors: 和雅鈴木; 石岡　和明
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2016-03-24
Also published as: ES2750699T3; JP6157580B2; EP3051760A1; JPWO2015045585A1; JP2016105604A; EP3051760B1; US9780899B2; EP3051760A4; JP6022071B2; US20160241351A1

Abstract

　耐干渉性能を確保し、伝送路変動に追従でき、伝送効率低下を回避可能な無線通信装置１を得ること。マルチキャリア方式で無線通信を行う無線通信装置１であって、送信部２０は、無線データ内において、時間－周波数の２次元空間にヌルシンボルを分散配置するヌル挿入部２０３と、ヌルシンボル以外のデータシンボル部分において差動変調を行う差動変調部２０５と、を備え、受信部３０は、測定対象のデータシンボルについて、当該データシンボルと時間－周波数の２次元空間で隣接するヌルシンボルを用いて干渉電力を測定する干渉測定部３０５と、各データシンボルについて測定された干渉電力でそれぞれのデータシンボルの重み付けを行い、データシンボル間で遅延検波を行う遅延検波部３０６と、を備える。

Description

無線通信装置、送信装置および受信装置

　本発明は、無線通信装置、送信装置および受信装置に関する。

　近年、列車と線路沿いに設置された無線基地局との間で無線通信を行い、この無線通信により伝送された情報を元に、列車の運行制御、速度制御を行う無線式列車制御システムが注目されている。無線式列車制御システムは、従来の固定閉塞区間による列車運行制御方式と比較して、軌道回路が不要なことから導入コスト、メンテナンスコストの面で有利であり、また、固定的な区間に囚われない柔軟な閉塞区間を構築することができることから、列車の運行密度を上げることが可能となり、運用コストの面からも有利である。

　無線式列車制御システムでは、コストの観点から地上と列車間の無線通信には免許が不要なＩＳＭ（Industry　Science　Medical）帯が使用されることがある。しかしながら、ＩＳＭ帯では、無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの他システムが広く使用されており、列車内、沿線建屋内でのこれらのシステムの使用は、無線式列車制御システムにとって大きな干渉源と成り得る。そのため、無線式列車制御システムでは、安定した通信を行うために耐干渉性能が重要な技術となる。

　干渉が多く存在する環境下で高品質な通信を実現する技術として、例えば、下記特許文献１では、ＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）において、ヌルシンボルを時間－周波数に分散配置し、ヌルシンボルにおいて精度良く干渉電力を測定し、測定した干渉電力に基づいて伝送制御処理、アンテナ間の合成処理を行う技術が開示されている。

特許第４９０６８７５号公報

　しかしながら、上記従来の技術によれば、パイロットシンボルを用いて伝送路推定を行い、伝送路推定結果に基づいて同期検波を行う。そのため、例えば、高速で移動する環境で使用する場合、高速な伝送路変動に追従するため、低速で移動する環境で使用する場合より多くのパイロットシンボルを無線フレーム中に挿入する必要があり、伝送効率が低下する、という問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐干渉性能を確保し、伝送路変動に追従でき、伝送効率低下を回避可能な無線通信装置、送信装置および受信装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、マルチキャリア方式で無線通信を行う無線通信装置であって、送信手段として、無線データ内において、時間－周波数の２次元空間にヌルシンボルを分散配置するヌル挿入手段と、前記ヌルシンボル以外のデータシンボル部分において差動変調を行う差動変調手段と、を備え、受信手段として、測定対象のデータシンボルについて、当該データシンボルと時間－周波数の２次元空間で隣接するヌルシンボルを用いて干渉電力を測定する干渉測定手段と、各データシンボルについて測定された干渉電力でそれぞれのデータシンボルの重み付けを行い、データシンボル間で遅延検波を行う遅延検波手段と、を備えることを特徴とする。

　本発明にかかる無線通信装置、送信装置および受信装置は、耐干渉性能を確保し、伝送路変動に追従でき、伝送効率低下を回避できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の無線通信装置の構成例を示す図である。図２は、ＯＦＤＭシンボルとサブキャリアの２次元空間においてヌルシンボルおよびデータシンボルの配置を示す図である。図３は、ＯＦＤＭシンボルの配置による差動変調方式を示す図である。図４は、データシンボルｘ_iについての干渉電力の測定方法を示す図である。図５は、実施の形態２の無線通信装置の構成例を示す図である。図６は、周波数ホッピングの例を示す図である。

　以下に、本発明にかかる無線通信装置、送信装置および受信装置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。

実施の形態１．
　図１は、本実施の形態の無線通信装置の構成例を示す図である。無線通信装置１は、無線信号の送受信を制御する無線制御部１０と、無線制御部１０からの送信データを無線で伝送可能な形式に変換してＲＦ（Radio　Frequency）部４０に出力する送信部２０と、ＲＦ部４０からの信号波形データに対して復調処理などを行い元の送信データを得る受信部３０と、送信時には送信部２０からのデータをＤＡ（Digital　to　Analog）変換してキャリア周波数に周波数変換し、信号を増幅してアンテナ５０に出力し、受信時には受信信号のゲイン調整を行いベースバンド信号に変換し、ＡＤ（Analog　to　Digital）変換を行い受信部３０に出力するＲＦ部４０と、送信時にはＲＦ部４０からのデータを空中線に放射し、受信時には電波を受信するアンテナ５０と、を備える。

　送信部２０は、送信データに対して畳込み符号などの符号化処理を行う符号化部２０１と、符号化後のデータに対して伝搬路でのバースト的な誤りに対して耐性を持たせるためにデータの並べ替えを行うインタリーバ２０２と、ＯＦＤＭシンボル（時間）とサブキャリア（周波数）の２次元空間において、ヌルシンボルの配置を決定するヌル挿入部２０３と、インタリーブ後のデータをヌルシンボル以外のシンボルにマッピングを行うサブキャリアマッピング部２０４と、マッピングされたデータに対して差動変調を行う差動変調部２０５と、差動変調後の各サブキャリアにマッピングされたデータに対して、ＯＦＤＭシンボル毎に周波数領域のデータを時間領域のデータに変換するＩＦＦＴ（Inverse　Fast　Fourier　Transform）部２０６と、伝搬路でのマルチパスによるシンボル間干渉の影響を軽減する目的で、ＯＦＤＭシンボル毎にＩＦＦＴ後の時間波形データの後尾の一部のコピーをガードインターバルとして先頭に挿入するＧＩ（Guard　Interval）付加部２０７と、必要に応じて帯域外の漏洩電力を抑制する目的でフィルタ処理を行う送信フィルタ２０８と、を備える。

　受信部３０は、ＲＦ部４０からの入力信号に対して帯域外の成分を除去する受信フィルタ３０１と、受信信号に対して、時間同期、送信側と受信側の装置間の周波数偏差の補正を行う同期制御部３０２と、同期制御部３０２が決定したＯＦＤＭシンボルのタイミングで、ガードインターバルを除去するＧＩ除去部３０３と、ＯＦＤＭシンボル毎に時間波形データをサブキャリア毎の周波数データに変換するＦＦＴ（Fast　Fourier　Transform）部３０４と、ヌルシンボルの電力の測定を行う干渉測定部３０５と、干渉測定部３０５で測定された干渉電力をもとにデータシンボルの重み付けを行い、遅延検波を行う遅延検波部３０６と、送信時と同様にデータの並べ替えを行うデインタリーバ３０７と、ビタビ復号アルゴリズムなどにより誤り訂正を行う復号部３０８と、を備える。

　なお、図１では、無線通信装置１として、無線制御部１０と、送信部２０と、受信部３０と、ＲＦ部４０と、アンテナ５０と、を備えて無線信号を送受信する構成としたが、送信のみ、または受信のみを行う装置を構成することも可能である。例えば、無線制御部１０と、送信部２０と、ＲＦ部４０と、アンテナ５０と、を備えた送信装置、または、無線制御部１０と、受信部３０と、ＲＦ部４０と、アンテナ５０と、を備えた受信装置としてもよい。この場合、ＲＦ部４０は、無線通信装置１においてデータを送受信する場合には送受信制御手段として機能し、送信装置においてデータを送信のみする場合には送信制御手段として機能し、受信装置においてデータを受信のみする場合には受信制御手段として機能する。

　つづいて、無線通信装置１における送信時の動作について説明する。送信時には、無線制御部１０が、送信すべき正味の送信データを送信部２０に送出する。

　送信部２０では、まず、符号化部２０１が、無線制御部１０からの送信データに対して畳み込み符号化を行う。つぎに、インタリーバ２０２が、符号化部２０１で符号化後の送信データに対して、インタリーブ処理を行う。インタリーブ処理は、例えば、行列の２次元配列の中に、行方向に書き込み、列方向に読み出すことでデータの並べ替えを行う行列インタリーバにより処理を行う。

　つぎに、ヌル挿入部２０３が、ヌルシンボルの挿入を行う。ヌルシンボルの挿入は、例えば、図２に示すように、ＯＦＤＭシンボルとサブキャリアの２次元空間において、一定の規則に従って、データシンボルの合間に分散配置する。図２は、ＯＦＤＭシンボルとサブキャリアの２次元空間においてヌルシンボルおよびデータシンボルの配置を示す図である。ヌルシンボルの挿入量は、適用するシステムの使用環境に応じて決定すればよく、例えば、自システムの信号に対して時間－周波数的に局在するような干渉雑音が多い場合には、少ない場合よりもヌルシンボルの量を増やすのが適当である。また、周波数帯域の広い干渉雑音が多い場合には、少ない場合よりも周波数方向のヌルシンボル量を減らすのが伝送効率の観点から適当である。ヌルシンボルには、Ｉデータ、Ｑデータがともに０であるデータを割り当てる。

　つぎに、サブキャリアマッピング部２０４が、インタリーバ２０２でインタリーブ処理された送信データを、ヌル挿入部２０３で挿入されたヌルシンボル以外のシンボルに配置する。

　つぎに、差動変調部２０５が、サブキャリアマッピング部２０４で配置されたシンボルについて、ＯＦＤＭシンボル間で差動符号化を行う。このとき、差動変調部２０５は、図３に示すように、同じサブキャリアのＯＦＤＭシンボル間にヌルシンボルがない場合には、連続するＯＦＤＭシンボル間で差動変調（１シンボル差動変調）を行い、間にヌルシンボルが１つある場合にはヌルシンボルを挟む前後のＯＦＤＭシンボル間で差動変調（２シンボル差動変調）を行う。図３は、ＯＦＤＭシンボルの配置による差動変調方式を示す図である。差動変調部２０５は、例えば、ヌルシンボルが２ＯＦＤＭシンボルに渡って連続的に配置されているような場合には、３シンボル間で差動変調を行うようにしてもよい。但し、その場合、周波数偏差に対する耐性が弱くなる。また、差動変調部２０５は、同じサブキャリア間で差動変調を行う必要はなく、前に配置されているＯＦＤＭシンボルがヌルシンボルの場合にはその隣のサブキャリアのＯＦＤＭシンボルとの間で差動変調を行うようにしてもよく、キャリア周波数、移動速度によって、位相変動が少ない方法を選択すればよい。

　つぎに、ＩＦＦＴ部２０６が、差動変調部２０５で差動変調後のＯＦＤＭシンボル毎にＩＦＦＴ処理を行い、周波数領域のデータを時間領域のデータに変換する。そして、ＧＩ付加部２０７が、ＩＦＦＴ部２０６で時間領域に変換されたデータに対して、ガードインターバルを付加する。その後、送信フィルタ２０８が、ＧＩ付加部２０７でガードインターバルが付加されたデータに対して、送信フィルタ処理を行い、ＲＦ部４０に出力する。

　つづいて、無線通信装置１における受信時の動作について説明する。受信時には、ＲＦ部４０が、アンテナ５０で受信された受信信号をベースバンドに変換して受信部３０に送出する。

　受信部３０では、まず、受信フィルタ３０１が、ＲＦ部４０においてベースバンドに変換された受信信号に対して、受信フィルタ処理を行う。

　つぎに、同期制御部３０２が、受信フィルタ３０１で受信フィルタ処理後の受信信号について、時間及び周波数の同期を行う。同期制御部３０２は、受信信号であるフレームの先頭に配置されたプリアンブル部などを用いて同期処理を行う。同期制御部３０２は、周波数同期では、送信側と受信側の装置間の発振器の違いによる周波数偏差、移動に伴うドップラー周波数による周波数偏差量を推定し、入力信号に対して推定した偏差量の補正を行う。また、同期制御部３０２は、時間同期では、ＯＦＤＭシンボルの境界のタイミングを推定する処理を行う。

　つぎに、ＧＩ除去部３０３が、同期制御部３０２で推定されたＯＦＤＭシンボルタイミングに従って、受信信号からガードインターバル部分を除去する。そして、ＦＦＴ部３０４が、ＧＩ除去部３０３でガードインターバル部分が除去された受信信号を、ＦＦＴ処理により、時間領域のデータから周波数領域のデータに変換する。

　つぎに、干渉測定部３０５が、ＦＦＴ部３０４で各サブキャリア成分に変換されたデータにおいて、ヌルシンボルに割り当てられたデータから干渉電力を測定する。

　具体的に、干渉電力の測定について、干渉測定部３０５は、例えば、図４に示すように、隣接するサブキャリア、ＯＦＤＭシンボルの９つのシンボル内にある３つのヌルシンボルから測定する。図４は、データシンボルｘ_iについての干渉電力の測定方法を示す図である。干渉測定部３０５は、データシンボルｘ_iの周辺の３つのヌルシンボルで測定した干渉電力をそれぞれ干渉電力ＰＩ_i1，ＰＩ_i2，ＰＩ_i3とすると、データシンボルｘ_iに対する干渉電力ＰＩ_iを以下に示す式（１）より算出する。

　ＰＩ_i＝（ＰＩ_i1＋ＰＩ_i2＋ＰＩ_i3）／３　…（１）

　なお、干渉測定部３０５は、ヌルシンボルがデータシンボルｘ_iの周辺で２つの場合は、２つのヌルシンボルで測定した干渉電力を加算して２で除算し、ヌルシンボルがデータシンボルｘ_iの周辺で４つの場合は、４つのヌルシンボルで測定した干渉電力を加算して４で除算するように、各ヌルシンボルで測定した干渉電力を加算し、ヌルシンボルの個数で除算して干渉電力ＰＩ_iを求めることができる。

　つぎに、遅延検波部３０６が、同じサブキャリア内でＯＦＤＭシンボル間にヌルシンボルがない場合には、連続するＯＦＤＭシンボル間で遅延検波（１シンボル遅延検波）を行い、間にヌルシンボルが１つある場合にはヌルシンボルを挟む前後のＯＦＤＭシンボル間で遅延検波（２シンボル遅延検波）を行う。これは、送信時の差動変調部２０５における差動変調のときと同様の対応となる。

　ここで、遅延検波部３０６は、干渉測定部３０５で測定された測定量に応じた干渉電力で重み付けを行う。遅延検波を行う前後のシンボルのデータをｘ_i-1，ｘ_i、当該データシンボルの周辺のヌルシンボルで測定された干渉電力をＰＩ_i-1，ＰＩ_iとすると、遅延検波後のデータｙ_iは、以下の式（２）のように表すことができる。なお、＊は共役複素を示し、√（ＰＩ_i・ＰＩ_i-1）は（ＰＩ_i・ＰＩ_i-1）の平方根を示すものとする。

　ｙ_i＝（ｘ_i・ｘ_i-1 ^*）／（√（ＰＩ_i・ＰＩ_i-1））　…（２）

　つぎに、デインタリーバ３０７が、遅延検波部３０６で遅延検波後のデータに対して、送信時と逆の手順でデータを並べ替えるデインタリーブ処理を行う。そして、復号部３０８が、デインタリーバ３０７でデインタリーブ処理後のデータについて、ビタビアルゴリズムにより誤り訂正処理を行う。このとき、復号部３０８は、干渉電力に応じて正しく重み付けされた尤度によりビタビ復号処理を行うことができるため、干渉が多い場合でも誤って尤度が高く処理されることなく、適切に誤り訂正処理が行われることになる。復号部３０８は、誤り訂正後のデータを無線制御部１０へ送出する。無線制御部１０は、例えば、ＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）などにより誤り検出を行った後、受信データとして処理する。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信装置１では、送信時には、ヌルシンボルを時間－周波数領域上に分散配置し、ヌルシンボルの有無に応じて１シンボル差動変調されたデータと２シンボル差動変調されたデータをサブキャリアにマッピングして伝送を行い、受信時には、ヌルシンボルで干渉電力を測定するとともに、ヌルシンボルの有無に応じて１シンボル遅延検波または２シンボル遅延検波を行い、ヌルシンボルで測定した干渉電力に応じて重み付けを行って尤度を算出し、誤り訂正処理を行うこととした。これにより、時間あるいは周波数的に局在する干渉に対しても正しくその干渉電力を測定することができ、干渉電力に応じた尤度で誤り訂正処理が可能となるため、誤り訂正を効果的に行うことができ、耐干渉性能の高い無線通信装置を得ることが可能になる。また、遅延検波で復調する構成のため、伝送路推定のためのパイロットの挿入が不要なため伝送効率が高く、高速移動環境などの伝送路変動に対して強いといった効果がある。

実施の形態２．
　本実施の形態では、複数アンテナで受信を行う場合について説明する。図５は、本実施の形態の無線通信装置の構成例を示す図である。無線通信装置２は、無線制御部１０と、送信部２０と、受信装置であって、ＲＦ部４０，４１からの信号波形データに対して復調処理などを行い元の送信データを得る受信部３１と、ＲＦ部４０，４１と、アンテナ５０，５１と、を備える。

　実施の形態１（図１参照）との違いは、送受信を行うアンテナが２つあり、受信部３１において、それぞれのアンテナ５０，５１に対応した受信処理部があることである。ＲＦ部４１はＲＦ部４０と同様の構成であり、アンテナ５１はアンテナ５０と同様の構成である。また、受信部３１において、アンテナ５１に対応した受信処理部である受信フィルタ３１１から遅延検波部３１６までの各構成は、前述の受信フィルタ３０１から遅延検波部３０６までの各構成と同様である。合成部３０９は、遅延検波３０６，３１６の出力を合成してデインタリーバ３０７に出力する。

　なお、図５に示す例では、２ブランチ（アンテナ本数が２本）の場合について説明するが、一例であり、さらにブランチ数を増やした（アンテナ本数を３本以上にした）構成にしてもよい。この場合、無線通信装置２では、受信フィルタ３０１から遅延検波部３０６までの各構成をブランチ数分（アンテナ本数分）備え、合成部３０９は、ブランチ数（アンテナ本数）と同数の遅延検波部からの遅延検波後のデータを合成する。

　つづいて、無線通信装置２における送信時の動作について説明する。送信時における送信部２０の動作は実施の形態１と同様であるが、送信フィルタ２０８は、ガードインターバルが付加されたデータに対して、送信フィルタ処理を行い、２つのＲＦ部４０，４１に出力する。なお、無線通信装置２では、一方のＲＦ部からの出力を遅延させて遅延ダイバーシチを構成してもよいし、スイッチによりアンテナ出力のＯＮ／ＯＦＦを制御し、実際に空中線に放射するアンテナは同時には１つとなるように構成してもよい。

　つづいて、無線通信装置２における受信時の動作について説明する。受信時には、ＲＦ部４０が、アンテナ５０で受信された受信信号をベースバンドに変換して受信部３１の受信フィルタ３０１に送出する。また、ＲＦ部４１が、アンテナ５１で受信された受信信号をベースバンドに変換して受信部３１の受信フィルタ３１１に送出する。

　以降の受信フィルタ３０１から遅延検波部３０６までの動作は実施の形態１と同様である。また、受信フィルタ３１１から遅延検波部３１６までの動作は、受信フィルタ３０１から遅延検波部３０６と同様である。

　合成部３０９は、干渉測定部３０５での測定結果に応じて重み付けされた遅延検波部３０６からの出力をｙ１_i、干渉測定部３１５での測定結果に応じて重み付けされた遅延検波部３１６からの出力をｙ２_iとすると、以下に示す式（３）のように合成する。

　ｙ_i＝ｙ１_i＋ｙ２_i　…（３）

　合成部３０９は、合成後の遅延検波後のデータをデインタリーバ３０７に出力する。以降の動作は実施の形態１と同様である。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信装置２では、２つのアンテナで受信したデータからそれぞれ干渉電力を算出し、算出した干渉電力に応じて受信データの重み付けを行い、２つの重み付けされた受信データを合成することとした。これにより、空間ダイバーシチ効果により干渉や伝送路変動に対してさらに耐性を増し、安定した通信が可能な無線通信装置を実現することが可能となる。

実施の形態３．
　本実施の形態では、周波数ホッピングを行う場合について説明する。無線通信装置の構成は実施の形態２（図５参照）と同様である。

　つづいて、無線通信装置２における送信時の動作について説明する。ここでは、ＲＦ部４０，４１は、一定周期で送受信するキャリア周波数を切り替え、周波数ホッピングを行う。図６は、周波数ホッピングの例を示す図である。図６では、スロット毎に使用する周波数チャネルを切り替える様子を示している。送信側と受信側の装置間では同期をとり同じタイミングで周波数ホッピングを行う。この例では、周波数ホッピングを行いながら、複数回同じデータの送受信を行う。例えば、図６に示すｓｌｏｔ１とｓｌｏｔ２で同じデータの送受信を行う。送信側の装置において同じデータを複数回送信する制御は、あらかじめ決められた回数、周波数ホッピングを行いながら送信するように構成してもよいし、受信側の装置で復調した結果がＣＲＣエラーだった場合に送信側に再送を促すように構成してもよい。

　つづいて、無線通信装置２における受信時の動作について説明する。受信フィルタ３０１から遅延検波部３０６までの動作、および受信フィルタ３１１から遅延検波部３１６までの動作は実施の形態２と同様である。合成部３０９では、前回受信した結果を保持し、再度送信側の装置から送信された同じデータを受信した際に、前の受信した結果と合成する。合成部３０９は、干渉測定部３０５での測定結果に応じて重み付けされた遅延検波部３０６からのｓｌｏｔ１に対する出力をｙ１_ki、ｓｌｏｔ２に対する出力をｙ１_(k+1)iとし、干渉測定部３１５での測定結果に応じて重み付けされた遅延検波部３１６からのｓｌｏｔ１に対する出力をｙ２_ki、ｓｌｏｔ２に対する出力をｙ２_(k+1)iとすると、以下に示す式（４）のように合成する。

　ｙ_i＝ｙ１_ki＋ｙ２_ki＋ｙ１_(k+1)i＋ｙ２_(k+1)i　…（４）

　合成部３０９は、同じデータがＭ（Ｍは２以上の整数）回送受信される場合、各遅延検波部３０６，３１６から出力された同一データについての遅延検波後のデータをＭ回入力し、遅延検波部３０６，３１６からのＭ回分の遅延検波後のデータを合成して出力する。合成部３０９は、合成後の遅延検波後のデータをデインタリーバ３０７に出力する。以降の動作は実施の形態２と同様である。

　なお、実施の形態２の無線通信装置２に基づいて説明したが、実施の形態１の無線通信装置１にも適用可能である。この場合、無線通信装置１において、遅延検波部３０６とデインタリーバ３０７の間に、同じデータについて遅延検波部３０６から複数回の遅延検波後のデータを入力し、合成して出力する合成部を備えることとする。

　また、周波数ホッピングを行いながら、複数回同じデータの送受信を行う場合について説明したが、それぞれ個別に行うことも可能であり、周波数ホッピングのみを行う、または、複数回同じデータの送受信を行うことも可能である。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信装置２では、周波数ホッピングを行いながら複数回同じデータを送受信し、合成部では以前のデータを保持して今回受信した結果と合成することとした。これにより、それぞれの受信時の干渉電力に応じて重み付けされたデータが合成されることになり、時間・周波数ダイバーシチ効果を生じ、干渉や伝送路変動に対してさらに耐性を増し、安定した通信が可能な無線通信装置を実現することが可能となる。

　以上のように、本発明にかかる無線通信装置、送信装置および受信装置は、無線通信に有用であり、特に、マルチキャリア方式に適している。

　１，２　無線通信装置、１０　無線制御部、２０　送信部、３０，３１　受信部、４０，４１　ＲＦ部、５０，５１　アンテナ、２０１　符号化部、２０２　インタリーバ、２０３　ヌル挿入部、２０４　サブキャリアマッピング部、２０５　差動変調部、２０６　ＩＦＦＴ部、２０７　ＧＩ付加部、２０８　送信フィルタ、３０１，３１１　受信フィルタ、３０２，３１２　同期制御部、３０３，３１３　ＧＩ除去部、３０４，３１４　ＦＦＴ部、３０５，３１５　干渉測定部、３０６，３１６　遅延検波部、３０７　デインタリーバ、３０８　復号部、３０９　合成部。

Claims

　マルチキャリア方式で無線通信を行う無線通信装置であって、
　送信手段として、
　無線データ内において、時間－周波数の２次元空間にヌルシンボルを分散配置するヌル挿入手段と、
　前記ヌルシンボル以外のデータシンボル部分において差動変調を行う差動変調手段と、
　を備え、
　受信手段として、
　測定対象のデータシンボルについて、当該データシンボルと時間－周波数の２次元空間で隣接するヌルシンボルを用いて干渉電力を測定する干渉測定手段と、
　各データシンボルについて測定された干渉電力でそれぞれのデータシンボルの重み付けを行い、データシンボル間で遅延検波を行う遅延検波手段と、
　を備えることを特徴とする無線通信装置。
　前記差動変調手段は、差動変調を行う２つのデータシンボル間のヌルシンボルの数に応じて差動をとるシンボル数を切り替え、異なる差動シンボル数の差動変調を組み合わせて差動変調を行い、
　前記遅延検波手段は、遅延検波を行う２つのデータシンボル間のヌルシンボルの数に応じて遅延検波のシンボル数を切り替え、異なるシンボル数の遅延検波を組み合わせて遅延検波を行う、
　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
　さらに、
　前記送信手段、前記受信手段、および複数のアンテナとそれぞれ接続し、各アンテナを介してデータを送受信する制御を行う、前記アンテナと同数の送受信制御手段、
　を備える場合に、
　前記受信手段は、
　前記複数のアンテナと同数の干渉測定手段と、
　前記複数のアンテナと同数の遅延検波手段と、
　複数の遅延検波手段から出力された遅延検波後のデータを合成する合成手段と、
　を備え、
　各干渉測定手段は、それぞれ異なるアンテナで受信されたデータのデータシンボルについて干渉電力を測定し、
　各遅延検波手段は、それぞれ異なる干渉測定手段において測定されたデータシンボルの干渉電力でデータシンボルの重み付けを行い、データシンボル間で遅延検波を行い、
　前記合成手段は、各遅延検波手段から出力された遅延検波後のデータを合成する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
　さらに、
　前記送信手段および前記受信手段と接続し、同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回送受信する制御を行う送受信制御手段と、
　前記受信手段において、複数の遅延検波後のデータを合成する合成手段と、
　を備え、
　前記合成手段は、前記遅延検波手段から出力された同一データについての遅延検波後のデータをＭ回入力し、Ｍ回分の遅延検波後のデータを合成して出力する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
　前記送受信制御手段は、同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回送受信する制御を行い、
　前記合成手段は、各遅延検波手段から出力された同一データについての遅延検波後のデータをＭ回入力し、各遅延検波手段からのＭ回分の遅延検波後のデータを合成して出力する、
　ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
　さらに、
　前記送信手段および前記受信手段と接続し、周波数ホッピングを行ってデータを送受信する制御を行う送受信制御手段、
　を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
　前記送受信制御手段は、周波数ホッピングを行ってデータを送受信する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項３，４または５に記載の無線通信装置。
　前記マルチキャリア方式をＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）とする、
　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
　マルチキャリア方式で無線通信を行う送信装置であって、
　無線データ内において、時間－周波数の２次元空間にヌルシンボルを分散配置するヌル挿入手段と、
　前記ヌルシンボル以外のデータシンボル部分において差動変調を行う差動変調手段と、
　を備えることを特徴とする送信装置。
　前記差動変調手段は、差動変調を行う２つのデータシンボル間のヌルシンボルの数に応じて差動をとるシンボル数を切り替え、異なる差動シンボル数の差動変調を組み合わせて差動変調を行う、
　ことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
　さらに、
　複数のアンテナとそれぞれ接続し、各アンテナを介してデータを送信する制御を行う、前記アンテナと同数の送信制御手段、
　を備えることを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
　さらに、
　同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回送信する制御を行う送信制御手段、
　を備えることを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
　前記送信制御手段は、同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回送信する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１１に記載の送信装置。
　さらに、
　周波数ホッピングを行ってデータを送信する制御を行う送信制御手段、
　を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の送信装置。
　前記送信制御手段は、周波数ホッピングを行ってデータを送信する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１１，１２または１３に記載の送信装置。
　前記マルチキャリア方式をＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）とする、
　ことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
　マルチキャリア方式で無線通信を行う受信装置であって、
　送信側の装置が、無線データ内において、時間－周波数の２次元空間にヌルシンボルを分散配置し、前記ヌルシンボル以外のデータシンボル部分において差動変調を行う場合に、
　測定対象のデータシンボルについて、当該データシンボルと時間－周波数の２次元空間で隣接するヌルシンボルを用いて干渉電力を測定する干渉測定手段と、
　各データシンボルについて測定された干渉電力でそれぞれのデータシンボルの重み付けを行い、データシンボル間で遅延検波を行う遅延検波手段と、
　を備えることを特徴とする受信装置。
　前記遅延検波手段は、遅延検波を行う２つのデータシンボル間のヌルシンボルの数に応じて遅延検波のシンボル数を切り替え、異なるシンボル数の遅延検波を組み合わせて遅延検波を行う、
　ことを特徴とする請求項１７に記載の受信装置。
　さらに、
　複数のアンテナとそれぞれ接続し、各アンテナを介してデータを受信する制御を行う、前記アンテナと同数の受信制御手段と、
　前記複数のアンテナと同数の干渉測定手段と、
　前記複数のアンテナと同数の遅延検波手段と、
　複数の遅延検波手段から出力された遅延検波後のデータを合成する合成手段と、
　を備え、
　各干渉測定手段は、それぞれ異なるアンテナで受信されたデータのデータシンボルについて干渉電力を測定し、
　各遅延検波手段は、それぞれ異なる干渉測定手段において測定されたデータシンボルの干渉電力でデータシンボルの重み付けを行い、データシンボル間で遅延検波を行い、
　前記合成手段は、各遅延検波手段から出力された遅延検波後のデータを合成する、
　ことを特徴とする請求項１７に記載の受信装置。
　前記送信側の装置が同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回送信する場合に、
　さらに、
　同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回受信する制御を行う受信制御手段と、
　複数の遅延検波後のデータを合成する合成手段と、
　を備え、
　前記合成手段は、前記遅延検波手段から出力された同一データについての遅延検波後のデータをＭ回入力し、Ｍ回分の遅延検波後のデータを合成して出力する、
　ことを特徴とする請求項１７に記載の受信装置。
　前記送信側の装置が同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回送信する場合に、
　前記受信制御手段は、同一データをＭ（Ｍは２以上の整数）回受信する制御を行い、
　前記合成手段は、各遅延検波手段から出力された同一データについての遅延検波後のデータをＭ回入力し、各遅延検波手段からのＭ回分の遅延検波後のデータを合成して出力する、
　ことを特徴とする請求項１９に記載の受信装置。
　前記送信側の装置が周波数ホッピングを行ってデータを送信する場合に、
　さらに、
　周波数ホッピングを行ってデータを受信する制御を行う受信制御手段、
　を備えることを特徴とする請求項１７または１８に記載の受信装置。
　前記送信側の装置が周波数ホッピングを行ってデータを送信する場合に、
　前記受信制御手段は、周波数ホッピングを行ってデータを受信する制御を行う、
　ことを特徴とする請求項１９，２０または２１に記載の受信装置。
　前記マルチキャリア方式をＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）とする、
　ことを特徴とする請求項１７に記載の受信装置。