特許 6585414 端末、通信システム及びその通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6585414

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】端末、通信システム及びその通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20190919BHJP

   H04J 1/00 20060101ALI20190919BHJP

   H04W 36/06 20090101ALI20190919BHJP

   H04W 72/04 20090101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 420

   H04J1/00

   H04W36/06

   H04W72/04 133

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-151118(P2015-151118)

(22)【出願日】2015年7月30日

(65)【公開番号】特開2017-34405(P2017-34405A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年5月11日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、総務省、次世代映像素材伝送の実現に向けた高効率周波数利用技術に関する研究開発の委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】須藤 浩章

【審査官】 太田 龍一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２２４２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９５１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２９２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５０３４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００２８０１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３１２１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３２１９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｊ １／００

Ｈ０４Ｗ ３６／０６

Ｈ０４Ｗ ７２／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いて基地局との間でＯＦＤＭ信号を送受信する端末であって、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、
プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、
を具備し、
前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、
前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記ＯＦＤＭ信号を生成する、
端末。

【請求項2】

前記切替期間が前記プリアンブルの送信期間よりも長い場合、前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記切替期間において、前記変更後のサブキャリアから前記プリアンブルおよび前記制御信号を送信せず、前記未変更のサブキャリアから前記プリアンブルおよび前記制御信号を送信するように前記ＯＦＤＭ信号を生成する、
請求項１に記載の端末。

【請求項3】

同一のプリアンブルを複数個連続して送信する場合であって、前記切替期間が前記プリアンブルの送信期間よりも短い場合、前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記切替期間の経過後、前記変更後のサブキャリアから前記プリアンブルの個数を減らして送信する、
請求項１に記載の端末。

【請求項4】

前記シンセサイザは、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号、および、データ通信に使用しない予備周波数のローカル信号を発生させ、
前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記切替期間において、前記変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号の代わりに前記予備周波数のローカル信号を前記送信部に出力し、
前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記切替期間において、前記変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、前記未変更のサブキャリアおよび前記予備周波数のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記ＯＦＤＭ信号を生成する、
請求項１に記載の端末。

【請求項5】

他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末からなる通信システムであって、
前記基地局が、
データの送受信に使用するサブキャリアを選択するサブキャリア選択部と、
前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成する制御信号生成部と、
下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信する送信部と、
を具備し、
前記端末が、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、
プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、
を具備し、
前記基地局が、前記サブキャリア選択部により通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記端末の前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、
前記端末の前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記ＯＦＤＭ信号を生成する、
通信システム。

【請求項6】

他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、
前記基地局が、
データの送受信に使用するサブキャリアを選択し、
前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成し、
下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成し、
前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信し、
前記端末が、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記下り用ＯＦＤＭ信号を受信し、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
上り用プリアンブル、上り用制御信号を含む上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って上り用ＯＦＤＭ信号を生成し、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記上り用ＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信し、
前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記端末が、
前記上り用プリアンブルの送信開始タイミングで前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、
前記ローカル信号の周波数を変更してから少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信するように前記上り用ＯＦＤＭ信号を生成する、
通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて、時分割複信方式の無線通信を行う端末、通信システム及びその通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、テレビの生中継、緊急報道等の映像伝送を行う無線通信システムに用いる装置として、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）が知られている。このＦＰＵは、放送分野の素材伝送のために用いられ、中継現場側の移動局（端末）から放送局側の基地局へ本線情報のＵＬ（Up Link）信号を伝送し、放送局側の基地局から中継現場側の移動局へ送り返し情報のＤＬ（Down Link）信号を伝送する。カメラにより撮像された映像は、リアルタイムでファイル伝送され、移動局から基地局へＵＬ信号として送信され、記憶メディアに格納され再生される。

【0003】

ＦＰＵで最も高速化が望まれるのは、放送で使用されている映像情報等である本線情報のＵＬ信号である。ＦＰＵでは、ＵＬ信号の伝送レートを高くするため、ＵＬ信号の送信区間をＤＬ信号の送信区間よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用されている。なお、時分割複信では、電波の伝搬による遅延を吸収するため、ＵＬ送信期間とＤＬ送信期間との間にガードタイムが設けられる（特許文献１参照）。

【0004】

ＦＰＵでは、トランシーバ等の他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて無線通信を行うため、使用中の周波数帯域における干渉の有無を常時監視し、他のシステムとの干渉を防ぐ必要がある。ＦＰＵの基地局は、各サブキャリアの受信レベル（干渉量）を測定し、受信レベルが所定の閾値を越えた場合に、他のシステムが当該周波数帯域の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該サブキャリアの使用を中止して他のサブキャリアを使用するようにシンセサイザのローカル信号の周波数を変更する（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−５１３２７号公報

【特許文献2】特開２０１２−２９２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

シンセサイザは、ローカル信号の周波数を変更すると、変更後の周波数が安定するまで時間がかかる。従来では、周波数変更後、周波数が安定するまで、全てのサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号、データのいずれも送信しないので、無送信区間が長くなり、伝送効率が低下してしまう。

【0007】

本発明の目的は、シンセサイザがローカル信号の周波数を変更する際の伝送効率の低下を抑えることができる端末、通信システム及びその通信方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る端末は、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いて基地局との間でＯＦＤＭ信号を送受信する端末であって、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、を具備し、前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記ＯＦＤＭ信号を生成する。

【0009】

本発明に係る通信システムは、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末からなる通信システムであって、前記基地局が、データの送受信に使用するサブキャリアを選択するサブキャリア選択部と、前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成する制御信号生成部と、下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信する送信部と、を具備し、前記端末が、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記ＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、を具備し、前記基地局が、前記サブキャリア選択部により通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、前記端末の前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記端末の前記ＯＦＤＭ信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記ＯＦＤＭ信号を生成する。

【0010】

本発明に係る通信方法は、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、前記基地局が、データの送受信に使用するサブキャリアを選択し、前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成し、下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用ＯＦＤＭ信号を生成し、前記下り用ＯＦＤＭ信号を前記端末に送信し、前記端末が、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記下り用ＯＦＤＭ信号を受信し、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、上り用プリアンブル、上り用制御信号を含む上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って上り用ＯＦＤＭ信号を生成し、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記上り用ＯＦＤＭ信号をアップコンバートして無線送信し、前記基地局が通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、前記端末が、前記上り用プリアンブルの送信開始タイミングで前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記ローカル信号の周波数を変更してから少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信するように前記上り用ＯＦＤＭ信号を生成する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、通信中の一部のサブキャリアを変更する際に、未変更のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図

【図2】本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図

【図3】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図

【図4】本発明の実施の形態１に係る端末の周波数変更動作を示すフロー図

【図5】IEEE802.11規格等のプリアンブルの状態を示す図

【図6】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図

【図7】本発明の実施の形態２に係る端末のシンセサイザ部の内部構成を示すブロック図

【図8】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図

【図9】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムのフレーム構成とサブキャリア選択を説明する図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

【0014】

（実施の形態１）
＜基地局の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、基地局１００は、制御信号生成部１０１と、パイロットシンボル生成部１０２と、プリアンブル生成部１０３と、変調部１０５と、タイミング制御部１０６と、切替部１０７と、Ｓ／Ｐ部１０８と、ＩＦＦＴ部１０９と、ＧＩ付加部１１０と、無線送信部１１１と、無線受信部１１２と、レベル測定部１１３と、サブキャリア選択部１１４と、シンセサイザ部１１５と、同期検波部１１６と、ＧＩ除去部１１７と、ＦＦＴ部１１８と、チャネル推定部１１９と、チャネル補償部１２０と、Ｐ／Ｓ部１２１と、復調部１２２と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部１０６、切替部１０７、Ｓ／Ｐ部１０８、ＩＦＦＴ部１０９およびＧＩ付加部１１０により、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号生成部１５１が構成される。

【0015】

制御信号生成部１０１は、サブキャリア選択部１１４から出力された選択サブキャリア情報を含む制御信号を生成して切替部１０７に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報等が含まれる。

【0016】

パイロットシンボル生成部１０２は、端末２００（図２参照）が既知であるパイロットシンボルを生成して切替部１０７に出力する。

【0017】

プリアンブル生成部１０３は、端末２００（図２参照）が既知であるプリアンブルを生成して切替部１０７に出力する。なお、プリアンブルは、端末２００において、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）、タイミング検出、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）等に用いられる。

【0018】

変調部１０５は、送信データ（ＤＬデータ）を変調し、送信信号を切替部１０７に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。

【0019】

タイミング制御部１０６は、ＯＦＤＭ信号が所定のフレーム構成（図３参照）になるように、切替部１０７に対して、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部１０１から出力された制御信号、変調部１０５から出力された送信信号の、Ｓ／Ｐ部１０８に出力するタイミングを制御する。特に、タイミング制御部１０６は、サブキャリア選択部１１４からサブキャリアの変更を行うことを示すフラグ情報を入力すると、端末２００のプリアンブルの送信開始タイミングで周波数の変更を行うように周波数の変更タイミングを指示する指示信号を、シンセサイザ部１１５に出力する。

【0020】

切替部１０７は、タイミング制御部１０６の制御に基づき、プリアンブル生成部１０３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部１０２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部１０１から出力された制御信号、変調部１０５から出力された送信信号の内一つをＳ／Ｐ部１０８に出力する。なお、切替部１０７は、ガードタイムおよびＵＬ信号区間には、Ｓ／Ｐ部１０８に何も出力しない。

【0021】

Ｓ／Ｐ部１０８は、切替部１０７から直列に出力された信号列をｎ個（ｎは２以上の整数）の並列な信号列に変換し（直列／並列）、ＩＦＦＴ部１０９に出力する。

【0022】

ＩＦＦＴ部１０９は、Ｓ／Ｐ部１０８から出力された並列信号（周波数軸上の信号）に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換処理）を行うことにより、ｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭ信号（ＤＬ信号）を生成し、ＧＩ付加部１１０に出力する。

【0023】

ＧＩ付加部１１０は、ＩＦＦＴ部１０９から出力されたＯＦＤＭ信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたＧＩ（ガードインターバル）を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部１１１に出力する。

【0024】

無線送信部１１１は、ＧＩ付加部１１０から出力されたＯＦＤＭ信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部１１１は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部１１５から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部１１１は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。

【0025】

無線受信部１１２は、アンテナに受信された無線信号（ＵＬ信号）に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部１１２は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部１１５から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。そして、無線受信部１１２は、ＯＦＤＭ信号をレベル測定部１１３および同期検波部１１６に出力する。

【0026】

レベル測定部１１３は、ガードタイムの受信レベル（干渉量）を測定し、測定値をサブキャリア選択部１１４に出力する。

【0027】

サブキャリア選択部１１４は、使用中のサブキャリアにおいて、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値以下の周波数を継続してサブキャリアとして選択する。また、サブキャリア選択部１１４は、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値を越えた周波数があった場合、他のシステムが当該周波数の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該周波数の使用を中止し、他のサブキャリアを使用するようにサブキャリアの変更を行う。そして、サブキャリア選択部１１４は、選択したサブキャリアを示す選択サブキャリア情報を制御信号生成部１０１及びシンセサイザ部１１５に出力する。また、サブキャリア選択部１１４は、サブキャリアの変更を行うことを示すフラグ情報をタイミング制御部１０６に出力する。

【0028】

シンセサイザ部１１５は、サブキャリア選択部１１４が選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線送信部１１１および無線受信部１１２に出力する。サブキャリアの変更を行う場合、シンセサイザ部１１５は、タイミング制御部１０６に指示されたタイミングで、サブキャリア選択部１１４が新たに選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させる。

【0029】

同期検波部１１６は、無線受信部１１２から出力されたＯＦＤＭ信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでＯＦＤＭ信号をＧＩ除去部１１７に出力する。

【0030】

ＧＩ除去部１１７は、同期検波部１１６から出力されたＯＦＤＭ信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部１１８に出力する。

【0031】

ＦＦＴ部１１８は、ＧＩ除去部１１７から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（フーリエ変換処理）を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部１１９に出力し、制御信号および受信信号（データシンボル）をチャネル補償部１２０に出力する。

【0032】

チャネル推定部１１９は、ＦＦＴ部１１８から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部１２０に出力する。

【0033】

チャネル補償部１２０は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号（データシンボル）のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をＰ／Ｓ部１２１に出力する。

【0034】

Ｐ／Ｓ部１２１は、チャネル補償部１２０から並列に出力されたｎ個の信号列を直列な信号列に変換し（並列／直列）、制御信号および受信信号を復調部１２２に出力する。

【0035】

復調部１２２は、制御信号を復調して制御情報を得る。復調部１２２は、受信信号を復調して受信データ（ＵＬデータ）を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。

【0036】

＜端末の構成＞
図２は、本実施の形態に係る端末２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末２００は、無線受信部２０１と、同期検波部２０２と、ＧＩ除去部２０３と、ＦＦＴ部２０４と、チャネル推定部２０５と、チャネル補償部２０６と、Ｐ／Ｓ部２０７と、復調部２０８と、シンセサイザ部２１０と、制御信号生成部２１１と、パイロットシンボル生成部２１２と、プリアンブル生成部２１３と、変調部２１５と、タイミング制御部２１６と、切替部２１７と、Ｓ／Ｐ部２１８と、ＩＦＦＴ部２１９と、ＧＩ付加部２２０と、無線送信部２２１と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部２１６、切替部２１７、Ｓ／Ｐ部２１８、ＩＦＦＴ部２１９およびＧＩ付加部２２０により、ＯＦＤＭ信号生成部２５１が構成される。

【0037】

無線受信部２０１は、アンテナに受信された無線信号（ＤＬ信号）に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部２０１は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部２１０から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。そして、無線受信部２０１は、ＯＦＤＭ信号を同期検波部２０２に出力する。ここで、無線受信部２０１は、ＡＧＣ、タイミング検出、ＡＦＣ等を、プリアンブルが送信された周波数において行い、これらの測定結果を、他の周波数における受信信号に反映させる。また、無線受信部２０１は、ＡＧＣ、タイミング検出、ＡＦＣ等を、前回の測定結果を用いて行うこともできる。

【0038】

同期検波部２０２は、無線受信部２０１から出力されたＯＦＤＭ信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでＯＦＤＭ信号をＧＩ除去部２０３に出力する。

【0039】

ＧＩ除去部２０３は、同期検波部２０２から出力されたＯＦＤＭ信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、ＦＦＴ部２０４に出力する。

【0040】

ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去部２０３から出力されたＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（フーリエ変換処理）を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部２０５に出力し、制御信号および受信信号（データシンボル）をチャネル補償部２０６に出力する。

【0041】

チャネル推定部２０５は、ＦＦＴ部２０４から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部２０６に出力する。

【0042】

チャネル補償部２０６は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号（データシンボル）のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をＰ／Ｓ部２０７に出力する。

【0043】

Ｐ／Ｓ部２０７は、チャネル補償部２０６から並列に出力されたｎ個の信号列を直列な信号列に変換し（並列／直列）、制御信号および受信信号を復調部２０８に出力する。

【0044】

復調部２０８は、制御信号を復調して制御情報を得る。そして、復調部２０８は、制御情報の内、選択サブキャリア情報をシンセサイザ部２１０およびタイミング制御部２１６に出力する。また、復調部２０８は、受信信号を復調して受信データ（ＤＬデータ）を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。

【0045】

シンセサイザ部２１０は、復調部２０８から出力された選択サブキャリア情報が示すサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線受信部２０１および無線送信部２２１に出力する。サブキャリアの変更を行う場合、シンセサイザ部２１０は、タイミング制御部２１６に指示されたタイミングで、選択サブキャリア情報によって新たに示されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させる。

【0046】

制御信号生成部２１１は、制御信号を生成して切替部２１７に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ等が含まれる。

【0047】

パイロットシンボル生成部２１２は、基地局１００が既知であるパイロットシンボルを生成して切替部２１７に出力する。

【0048】

プリアンブル生成部２１３は、基地局１００が既知であるプリアンブルを生成して切替部２１７に出力する。

【0049】

変調部２１５は、送信データ（ＵＬデータ）を変調し、送信信号を切替部２１７に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。

【0050】

タイミング制御部２１６は、ＯＦＤＭ信号が所定のフレーム構成（図３参照）になるように、切替部２１７に対して、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部２１１から出力された制御信号、変調部２１５から出力された送信信号の、Ｓ／Ｐ部２１８に出力するタイミングを制御する。特に、タイミング制御部２１６は、選択サブキャリア情報を入力すると、プリアンブルの送信開始タイミングで周波数の変更を行うように周波数の変更タイミングを指示する指示信号を、シンセサイザ部２１０に出力する。また、タイミング制御部２１６は、周波数を変更した後、少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を含む所定期間（以下、「切替期間」という）において、変更後のサブキャリアではプリアンブル、制御信号を出力せず、ガードタイムとするように切替部２１７を制御する。

【0051】

切替部２１７は、タイミング制御部２１６の制御に基づき、プリアンブル生成部２１３から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部２１２から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部２１１から出力された制御信号、変調部２１５から出力された送信信号の内一つをＳ／Ｐ部２１８に出力する。なお、切替部２１７は、ガードタイムおよびＤＬ信号区間には、Ｓ／Ｐ部２１８に何も出力しない。

【0052】

Ｓ／Ｐ部２１８は、切替部２１７から直列に出力された信号列をｎ個の並列な信号列に変換し（直列／並列）、ＩＦＦＴ部２１９に出力する。

【0053】

ＩＦＦＴ部２１９は、Ｓ／Ｐ部２１８から出力された並列信号（周波数軸上の信号）に対してＩＦＦＴ（逆フーリエ変換処理）を行うことにより、ｎ個のサブキャリアに重畳されるＯＦＤＭ信号（ＤＬ信号）を生成し、ＧＩ付加部２２０に出力する。

【0054】

ＧＩ付加部２２０は、ＩＦＦＴ部２１９から出力されたＯＦＤＭ信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたＧＩ（ガードインターバル）を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部２２１に出力する。

【0055】

無線送信部２２１は、ＧＩ付加部２２０から出力されたＯＦＤＭ信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部２２１は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部２１０から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部２２１は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。

【0056】

＜フレーム構成とサブキャリア選択＞
次に、本実施の形態の無線通信システムのフレームの構成とサブキャリア選択について、図３を用いて詳細に説明する（図３の横軸は時刻）。図３では、基地局１００と端末２００が２つのサブキャリアを使用して通信を行っている場合を示している。また、図３では、端末２００の第１シンセサイザＳ１および第２シンセサイザＳ２が、各サブキャリアに対応する周波数のローカル信号を発生させている場合を示している。

【0057】

図３に示すように、本実施の形態の無線通信システム（ＦＰＵ）では、ＵＬ区間（ＵＬ信号の送信区間）をＤＬ区間（ＤＬ信号の送信区間）よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用されている。なお、ＦＰＵでは、ＤＬ区間において、データシンボルを送信しない（データ区間を設けない）場合もある。また、ＦＰＵでは、所定のフレームにおいて、ＤＬ信号を送信せず（ＤＬ区間を設けず）、ＵＬ信号のみを送信しても良い。

【0058】

ＵＬ区間とＤＬ区間との間には、何も信号が送信されないガードタイム（ＧＴ）が設けられる。ＵＬ区間の最初にはプリアンブルが送信され、次に制御信号が送信され、その次にデータが送信される。なお、データにはパイロットシンボルが所定の間隔で挿入される。

【0059】

図３において、第１シンセサイザＳ１が周波数ｆ１に設定され、第２シンセサイザＳ２が周波数ｆ２に設定されている状態において、基地局１００が、周波数ｆ２のサブキャリアから周波数ｆ４のサブキャリアに変更することを選択したとする。この場合、端末２００は、タイミングｔ０において、第２シンセサイザＳ２の設定周波数をｆ２からｆ４に変更する。また、端末２００は、変更を行うサブキャリア（ｆ２→ｆ４）では、切替期間Ｔｘにおいて、プリアンブル、制御信号を送信せず、ガードタイムとする。なお、端末２００は、変更を行わないサブキャリア（ｆ１）では、切替期間Ｔｘにおいても、プリアンブル、制御信号を送信する。

【0060】

＜端末の周波数変更動作＞
次に、本実施の形態に係る端末２００の周波数変更動作について、図４を用いて詳細に説明する。

【0061】

端末２００は、基地局１００が通信に使用中の周波数を変更し、その旨を示す選択サブキャリア情報を入力した場合には（ＳＴ３０１：ＹＥＳ）、当該選択サブキャリア情報に対応するシンセサイザにおいて当該変更後の周波数を設定する（ＳＴ３０２）。そして、端末２００は、未変更の周波数のみからプリアンブルと制御信号を送信する（ＳＴ３０３）。そして、端末２００は、変更後の周波数のシンセサイザが安定した後（ＳＴ３０４）、通信に使用中の全周波数からＵＬデータを送信する（ＳＴ３０７）。

【0062】

なお、端末２００は、選択サブキャリア情報を入力しなければ（ＳＴ３０１：ＮＯ）、周波数を変更しない（ＳＴ３０５）。この場合、端末２００は、通信に使用中の全周波数から、プリアンブルと制御信号を送信し（ＳＴ３０６）、ＵＬデータを送信する（ＳＴ３０７）。

【0063】

＜効果＞
このように、本実施の形態によれば、通信に使用している一部のサブキャリアを変更する際に、未変更のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。

【0064】

なお、一般に、制御情報は、情報量が少ないため、一部のサブキャリアのみにて制御信号を送信しても、全てのサブキャリアにおいて通信に必要な量の制御情報を送信することができる。

【0065】

また、基地局１００は、ＡＧＣ、タイミング検出、ＡＦＣ等を、前回の測定結果を用いて行うこともできる。このため、基地局１００は、一部のサブキャリアから送信されたプリアンブルを使用して、全てのサブキャリアについてＡＧＣ、タイミング検出、ＡＦＣ等を行っても、所望の品質を維持することができる。

【0066】

なお、本実施の形態において、切替期間Ｔｘがプリアンブルの送信期間よりも短い場合（プリアンブルの送信期間内でシンセサイザが安定する場合）には、端末２００が、タイミングｔ０の後、プリアンブルのみを送信せず、制御信号を送信するようにしてもよい。

【0067】

また、IEEE802.11規格のように、同一のプリアンブルを複数個連続して送信する場合には（図５参照）、図６に示すように、端末２００が、切替期間Ｔｘの経過後、プリアンブルの個数を減らして送信してもよい。例えば、同一のプリアンブルを８個連続して送信する場合、周波数ｆ４においてはプリアンブルを４個送信することもできる。

【0068】

（実施の形態２）
実施の形態２では、端末２００が、ｎ個（ｎは自然数）のサブキャリアを使用して基地局１００と通信を行う際に、（ｎ＋１）個のシンセサイザを使用してサブキャリアの変更を行う場合について説明する。なお、実施の形態２において、基地局１００および端末２００の構成は、実施の形態１の説明で用いた図１、図２に示したものと同一であるので、説明を省略する。

【0069】

＜シンセサイザ部の内部構成＞
図７は、本実施の形態の端末２００のシンセサイザ部２１０の内部構成を示すブロック図である。図７に示すように、シンセサイザ部２１０は、（ｎ＋１）個のシンセサイザ２１０ａ−１〜２１０ａ−ｎ＋１と、ローカル切替部２１０ｂと、を備えている。

【0070】

シンセサイザ２１０ａ−１〜２１０ａ−ｎは、それぞれ、選択サブキャリア情報に示された周波数のローカル信号を発生させる。また、シンセサイザ２１０ａ−１〜２１０ａ−ｎは、タイミング制御部２１６から指示信号を入力すると、指示されたタイミングで、選択サブキャリア情報によって新たに示されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるように、ローカル信号の周波数を切り替える。

【0071】

シンセサイザ２１０ａ−ｎ＋１は、データ通信に使用しない予備周波数のローカル信号を発生させる。なお、予備周波数は、基地局１００と端末２００との間で既知であり、通信開始時に、基地局１００から端末２００に、選択サブキャリア情報によって知らされる。

【0072】

ローカル切替部２１０ｂは、通常時（シンセサイザ２１０ａ−１〜２１０ａ−ｎが安定しているとき）には、シンセサイザ２１０ａ−１〜２１０ａ−ｎが発生させたローカル信号を無線送信部１１１および無線受信部１１２に出力する。また、ローカル切替部２１０ｂは、タイミング制御部２１６から指示信号を入力すると、切替期間において、周波数切替対象のシンセサイザ２１０ａ−ｉ（ｉは、１からｎまでの何れかの整数）のローカル信号の代わりに、シンセサイザ２１０ａ−ｎ＋１のローカル信号を出力する。また、ローカル切替部２１０ｂは、切替期間が経過したタイミングで、シンセサイザ２１０ａ−ｎ＋１のローカル信号の代わりに、周波数の切替が完了して安定した状態となったシンセサイザ２１０ａ−ｉのローカル信号を出力する。

【0073】

＜フレーム構成とサブキャリア選択＞
次に、本実施の形態の無線通信システムのフレームの構成とサブキャリア選択について、図８を用いて詳細に説明する（図８の横軸は時刻）。図８では、基地局１００と端末２００が２つのサブキャリアを使用して通信を行っている場合（ｎ＝２の場合）を示している。また、図８では、端末２００の第１シンセサイザＳ１および第２シンセサイザＳ２が、各サブキャリアに対応する周波数のローカル信号を発生させ、第３シンセサイザＳ３が、予備周波数のローカル信号を発生させている場合を示している。

【0074】

図８において、第１シンセサイザＳ１が周波数ｆ１に設定され、第２シンセサイザＳ２が周波数ｆ２に設定され、第３シンセサイザＳ３が予備周波数ｆ３に設定されている状態において、基地局１００が、周波数ｆ２のサブキャリアから周波数ｆ４のサブキャリアに変更することを選択したとする。この場合、端末２００は、タイミングｔ０において、第２シンセサイザＳ２の設定周波数をｆ２からｆ４に変更する。また、端末２００（ローカル切替部２１０ｂ）は、変更を行うサブキャリア（ｆ２→ｆ４）では、切替期間Ｔｘにおいて、プリアンブル、制御信号を送信せず、ガードタイムとする。その代わりに、端末２００は、切替期間Ｔにおいて、第３シンセサイザＳ３のローカル信号により、予備周波数のサブキャリア（ｆ３）で、プリアンブル、制御信号を送信する。なお、端末２００は、変更を行わないサブキャリア（ｆ１）では、切替期間Ｔにおいても、プリアンブル、制御信号を送信する。

【0075】

＜効果＞
このように、本実施の形態によれば、サブキャリアを変更する際に、予備周波数のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。

【0076】

なお、本実施の形態は、図９に示すように、通信中の全てのサブキャリアを同時に変更する場合にも適用することができる。図９では、端末２００が、タイミングｔ０において、第１シンセサイザＳ１の設定周波数をｆ１からｆ４に変更し、第２シンセサイザＳ２の設定周波数をｆ２からｆ５に変更するものとする。この場合、端末２００（ローカル切替部２１０ｂ）は、変更を行うサブキャリア（ｆ１→ｆ４、ｆ２→ｆ５）では、切替期間Ｔｘにおいて、プリアンブル、制御信号を送信せず、ガードタイムとする。その代わりに、端末２００は、切替期間Ｔにおいて、第３シンセサイザＳ３のローカル信号により、予備周波数のサブキャリア（ｆ３）で、プリアンブル、制御信号を送信する。

【0077】

また、本実施の形態では、通信条件によっては１つの周波数しか通信に使用することができない場合も考えられる。このような場合も、同様に、端末２００は、切替期間Ｔにおいて、第３シンセサイザＳ３のローカル信号により、予備周波数のサブキャリア（ｆ３）で、プリアンブル、制御信号を送信する。

【0078】

このように、本実施の形態では、通信中の全てのサブキャリアを同時に変更する場合にも（１つの周波数しか通信に使用することができない場合も含む）、予備周波数のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。

【0079】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明は、ＦＰＵ等、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いてＯＦＤＭ信号を送受信する無線通信システムに用いるに好適である。なお、ＦＰＵ以外においても、災害時、大規模イベント時、高速道路並びに一般道路において渋滞等が発生している場合、電車やバス等の公共の乗り物が混雑している場合、ロボット等の機械が通信を行う場合（一般にMtoM通信やDtoD通信と呼ばれる通信方法）等においては、通信トラフィックが複数することが予想される。したがって、このような場合においても、本発明は好適である。

【符号の説明】

【0081】

１００ 基地局
１０１、２１１ 制御信号生成部
１０２、２１２ パイロットシンボル生成部
１０３、２１３ プリアンブル生成部
１０５、２１５ 変調部
１０６、２１６ タイミング制御部
１０７、２１７ 切替部
１０８、２１８ Ｓ／Ｐ部
１０９、２１９ ＩＦＦＴ部
１１０、２２０ ＧＩ付加部
１１１、２２１ 無線送信部
１１２、２０１ 無線受信部
１１３ レベル測定部
１１４ サブキャリア選択部
１１５、２１０ シンセサイザ部
１１６、２０２ 同期検波部
１１７、２０３ ＧＩ除去部
１１８、２０４ ＦＦＴ部
１１９、２０５ チャネル推定部
１２０、２０６ チャネル補償部
１２１、２０７ Ｐ／Ｓ部
１２２、２０８ 復調部
１５１、２５１ ＯＦＤＭ信号生成部
２００ 端末
２１０ａ シンセサイザ
２１０ｂ ローカル切替部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】