特開 2023-147197 受信装置、受信方法および受信プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023147197

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】受信装置、受信方法および受信プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/7107 20110101AFI20231004BHJP

   H04B 1/10 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

H04B1/7107

H04B1/10 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023021566

(22)【出願日】2023-02-15

(31)【優先権主張番号】P 2022053919

(32)【優先日】2022-03-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】504133110

【氏名又は名称】国立大学法人電気通信大学

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】安達 宏一

(72)【発明者】

【氏名】熊田 遼汰

【テーマコード（参考）】

5K052

【Ｆターム（参考）】

5K052DD02

5K052FF32

5K052FF33

(57)【要約】

【課題】無線電力伝送に由来する干渉を低減させて所望の信号を受信する。
【解決手段】受信装置（４）は、受信部（４２１）と、推定部（４２２）と、検出部（４２３）とを備える。受信部（４２１）は、外部の送信装置（３）からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号（３０）と、無線電力伝送に由来する干渉信号（２００）とを含む無線信号を受信する。推定部（４２２）は、希望信号（３０）のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブル（７１）に基づいて、干渉信号（２００）の初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）を推定する。検出部（４２３）は、初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）に基づいて、無線信号から希望信号（３０）を検出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部の送信装置からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号と、無線電力伝送に由来する干渉信号とを含む無線信号を受信する受信部と、
前記希望信号のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブルに基づいて、前記干渉信号の初期位相および干渉電力を推定する推定部と、
前記初期位相および前記干渉電力に基づいて、前記無線信号から前記希望信号を検出する検出部と
を備える
受信装置。

【請求項2】

請求項１に記載の受信装置において、
前記推定部は、
前記干渉信号の複数の周波数成分のそれぞれを、前記干渉電力の平方根と、前記初期位相を偏角として有する単位ベクトルとを掛け算した積で割り算した値に等しい複素数関数を算出し、
前記無線信号のうち、前記プリアンブルのシンボル成分を除いた複数のシンボル成分のそれぞれに、前記複素数関数の偏角に基づく位相補償を施し、
前記位相補償を施した前記複数のシンボル成分の総和ベクトルの偏角を、前記初期位相の推定値として算出し、
前記総和ベクトルのノルムを、前記位相補償を施した前記複数のシンボル成分の総数で割り算した平均値の二乗を、前記干渉電力の推定値として算出する
受信装置。

【請求項3】

請求項２に記載の受信装置において、
前記検出部は、
前記初期位相の前記推定値と、前記干渉電力の前記推定値とに基づいて、前記干渉信号の推定値を算出し、
前記位相補償を施した前記複数のシンボル成分のそれぞれから、前記干渉信号の前記推定値を除去し、
前記干渉信号の前記推定値を除去した前記複数のシンボル成分のうち、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）出力強度が最大であるシンボル成分を、前記希望信号として検出する
受信装置。

【請求項4】

請求項１に記載の受信装置において、
前記受信部は、前記希望信号と、前記希望信号の信号帯域内における複数の前記干渉信号とを含む前記無線信号を受信し、
前記推定部は、前記プリアンブルに含まれる複数のプリアンブルシンボルに基づいて、前記複数の干渉信号のそれぞれの初期位相および前記干渉電力を推定し、
前記検出部は、前記複数の干渉信号のそれぞれの初期位相および前記干渉電力に基づいて、前記無線信号から前記希望信号を検出する
受信装置。

【請求項5】

請求項４に記載の受信装置において、
前記推定部は、前記複数の干渉信号に含まれる複数の周波数成分のそれぞれについて、
前記干渉信号の複数の周波数成分のそれぞれを、前記干渉電力の平方根と、前記初期位相を偏角として有する単位ベクトルとを掛け算した積で割り算した値に等しい複素数関数を算出し、
前記無線信号のうち、前記プリアンブルのシンボル成分を除いた複数のシンボル成分のそれぞれに、前記複素数関数の偏角に基づく位相補償を施し、
前記位相補償を施した前記複数のシンボル成分の総和ベクトルの偏角を、前記初期位相の推定値として算出し、
前記総和ベクトルのノルムを、前記位相補償を施した前記複数のシンボル成分の総数で割り算した平均値の二乗を、前記干渉電力の推定値として算出する
受信装置。

【請求項6】

請求項５に記載の受信装置において、
前記推定部は、
前記複数のプリアンブルシンボルのうち、前記複数の干渉信号に含まれる複数の周波数成分のそれぞれのＤＦＴ出力強度を部分空間に射影したベクトルの総和ベクトルのノルムが最大となるシンボルの正規化周波数オフセット量を、前記プリアンブルの正規化周波数オフセット量の推定値として判定し、
前記希望信号に含まれるペイロードに含まれる複数のペイロードシンボルのおのおのに含まれる複数の周波数成分のそれぞれに対して、前記正規化周波数オフセット量の前記推定値と、前記初期位相の前記推定値と、前記干渉電力の前記推定値とに基づいて、前記干渉信号の前記推定値を推定し、
前記検出部は、前記複数のペイロードシンボルのおのおのに含まれる複数の周波数成分のそれぞれに対して、前記干渉信号の前記推定値を除去する除去過程を逐次的に実行することによって、前記希望信号を検出する
受信装置。

【請求項7】

外部の送信装置からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号と、無線電力伝送に由来する干渉信号とを含む無線信号を受信することと、
前記希望信号のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブルに基づいて、前記干渉信号の初期位相および干渉電力を推定することと、
前記初期位相および前記干渉電力に基づいて、前記無線信号から前記希望信号を検出することと
を含む
受信方法。

【請求項8】

請求項７に記載の受信方法において、
前記受信することは、
前記希望信号と、前記希望信号の信号帯域内における複数の前記干渉信号とを含む前記無線信号を受信すること
を含み、
前記推定することは、
前記プリアンブルに含まれる複数のプリアンブルシンボルに基づいて、前記複数の干渉信号のそれぞれの初期位相および前記干渉電力を推定すること
を含み、
前記検出することは、
前記複数の干渉信号のそれぞれの初期位相および前記干渉電力に基づいて、前記無線信号から前記希望信号を検出すること
を含む
受信方法。

【請求項9】

演算装置が実行することによって所定の処理を実現するための受信プログラムであって、
前記処理は、
外部の送信装置からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号と、無線電力伝送に由来する干渉信号とを含む無線信号を受信することと、
前記希望信号のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブルに基づいて、前記干渉信号の初期位相および干渉電力を推定することと、
前記初期位相および前記干渉電力に基づいて、前記無線信号から前記希望信号を検出することと
を含む
受信プログラム。

【請求項10】

請求項９に記載の受信プログラムにおいて、
前記受信することは、
前記希望信号と、前記希望信号の信号帯域内における複数の前記干渉信号とを含む前記無線信号を受信すること
を含み、
前記推定することは、
前記プリアンブルに含まれる複数のプリアンブルシンボルに基づいて、前記複数の干渉信号のそれぞれの初期位相および前記干渉電力を推定すること
を含み、
前記検出することは、
前記複数の干渉信号のそれぞれの初期位相および前記干渉電力に基づいて、前記無線信号から前記希望信号を検出すること
を含む
受信プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は受信装置、受信方法および受信プログラムに関し、例えば、無線通信に好適に利用できるものである。

【背景技術】

【0002】

ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇ：モノのインターネット）の発展に伴い、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）が注目されている。ＬｏＲａＷＡＮは、低い消費電力で長距離の通信を可能とする通信規格の一つであり、雑音および干渉に強く、高い頑健性を有する。

【0003】

また、無線電力伝送による無線給電の技術が注目されている。ＩｏＴの端末を無線電力伝送で無線給電すると、バッテリで駆動させる場合と比較して、連続稼働時間を伸長させることが可能となる。さらに、無線給電の場合は、バッテリの交換または充電の手間を省略することが可能となるので、端末の稼働を停止させる必要が無くなる。

【0004】

その一方で、既存の無線通信システムに無線電力伝送を導入した場合には、無線電力伝送に由来する電磁波が、端末から送信される無線信号に干渉する可能性がある。一般的に、無線信号を送信する端末が動作するために必要な要求電力は比較的高いため、無線電力伝送に由来する干渉を低減または回避する必要がある。

【0005】

上記に関連して、非特許文献１（Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｄ．Ｂ．ｄａ Ｃｏｓｔａ ａｎｄ Ｈ．Ｄｉｎｇ、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ」、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．２１、ｎｏ．１０、ｐｐ．２３１８－２３２１、２０１７年１０月）には、無線電力伝送によって生成される、種々の情報配信への同一チャネル干渉について、数値結果の比較が開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｄ．Ｂ．ｄａ Ｃｏｓｔａ ａｎｄ Ｈ．Ｄｉｎｇ、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ」、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．２１、ｎｏ．１０、ｐｐ．２３１８－２３２１、２０１７年１０月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記状況に鑑み、本開示は、無線電力伝送に由来する干渉を低減させて所望の信号を受信するための受信装置、受信方法および受信プログラムを提供することを目的の１つとする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

【0009】

一実施の形態によれば、受信装置（４）は、受信部（４２１）と、推定部（４２２）と、検出部（４２３）とを備える。受信部（４２１）は、外部の送信装置（３）からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号（３０）と、無線電力伝送に由来する干渉信号（２００）とを含む無線信号を受信する。推定部（４２２）は、希望信号（３０）のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブル（７１）に基づいて、干渉信号（２００）の初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）を推定する。検出部（４２３）は、初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）に基づいて、無線信号から希望信号（３０）を検出する。

【0010】

一実施の形態によれば、受信方法は、外部の送信装置（３）からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号（３０）と、無線電力伝送に由来する干渉信号（２００）とを含む無線信号を受信すること（Ｓ１）と、希望信号（３０）のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブル（７１）に基づいて、干渉信号（２００）の初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）を推定すること（Ｓ３）と、初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）に基づいて、無線信号から希望信号（３０）を検出すること（Ｓ４）とを含む。

【0011】

一実施の形態によれば、受信プログラムは、演算装置（４２）が実行することによって所定の処理を実現するためのものである。この処理は、外部の送信装置（３）からＬｏＲａ変調されて送信された希望信号（３０）と、無線電力伝送に由来する干渉信号（２００）とを含む無線信号を受信すること（Ｓ１）と、希望信号（３０）のうちの、位置および内容が既知の部分であるプリアンブル（７１）に基づいて、干渉信号（２００）の初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）を推定すること（Ｓ３）と、初期位相（φ）および干渉電力（Ｐ_ｉｎｔ）に基づいて、無線信号から希望信号（３０）を検出すること（Ｓ４）とを含む。

【発明の効果】

【0012】

一実施の形態によれば、無線電力伝送に由来する干渉を低減させて所望の信号を受信することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施の形態による通信システムの一構成例を示す図である。

【図2】図２は、一実施の形態による受信装置としてのゲートウェイの一構成例を示すブロック回路図である。

【図3】図３は、一実施の形態による受信方法の処理の一例を示すフローチャートである。

【図4A】図４Ａは、アップチャープ信号について説明するための図である。

【図4B】図４Ｂは、ダウンチャープ信号について説明するための図である。

【図5】図５は、一実施の形態によって得られるＤＦＴ出力の絶対値の一例を示す図である。

【図6】図６は、希望信号の搬送波周波数と、干渉信号の搬送波周波数と、これら２つの周波数の差と、帯域幅Ｗとの関係を説明するための図である。

【図7A】図７Ａは、無線電力伝送に由来する干渉が無く、ＬｏＲａシンボルのピークが判別可能である場合について説明するためのグラフである。

【図7B】図７Ｂは、無線電力伝送に由来する干渉があり、ＬｏＲａシンボルのピークが判別できない場合について説明するためのグラフである。

【図8A】図８Ａは、帯域幅Ｗで正規化した周波数オフセット量の影響について説明するためのグラフである。

【図8B】図８Ｂは、帯域幅Ｗで正規化した周波数オフセット量の影響について説明するためのグラフである。

【図8C】図８Ｃは、帯域幅Ｗで正規化した周波数オフセット量の影響について説明するためのグラフである。

【図9】図９は、一実施の形態による無線電力伝送に由来する干渉がある場合のシンボルエラーレートについて説明するためのグラフである。

【図10】図１０は、一実施の形態による希望信号に含まれる１つのフレームの一構成例を示す図である。

【図11A】図１１Ａは、一実施の形態によるシンボル成分の位相補償について説明するための図である。

【図11B】図１１Ｂは、一実施の形態によるシンボル成分の位相補償について説明するための図である。

【図11C】図１１Ｃは、一実施の形態によるシンボル成分の位相補償について説明するための図である。

【図12A】図１２Ａは、一実施の形態によるシンボル成分の位相補償について説明するための図である。

【図12B】図１２Ｂは、一実施の形態によるシンボル成分の位相補償について説明するための図である。

【図12C】図１２Ｃは、一実施の形態によるシンボル成分の位相補償について説明するための図である。

【図13】図１３は、一実施の形態による総和ベクトルの一例を示す図である。

【図14A】図１４Ａは、一実施の形態における、干渉信号を除去する前の各シンボル成分のＤＦＴ出力強度について説明するための図である。

【図14B】図１４Ｂは、一実施の形態における、干渉信号を除去した後の各シンボル成分のＤＦＴ出力強度について説明するための図である。

【図15A】図１５Ａは、正規化周波数オフセット量εが既知である場合のシンボルエラーレート特性の計算機シミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図15B】図１５Ｂは、正規化周波数オフセット量εが既知である場合のシンボルエラーレート特性の計算機シミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図15C】図１５Ｃは、正規化周波数オフセット量εが既知である場合のシンボルエラーレート特性の計算機シミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図16】図１６は、正規化周波数オフセット量εが既知である場合のシンボルエラーレート特性の計算機シミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図17】図１７は、一実施の形態における、ＳＩＲの違いおよび位相補償の有無による干渉成分の位相推定誤差の分布について計算機シミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図18】図１８は、一実施の形態における、拡散率ＳＦの違いによる干渉成分の電力推定誤差の分布について計算機シミュレーションを行った結果を示すグラフである。

【図19A】図１９Ａは、一実施の形態による通信システムの一構成例を示す図である。

【図19B】図１９Ｂは、一実施の形態による受信装置の一構成例を示す図である。

【図20】図２０は、一実施の形態によるＬｏＲａ信号帯域と、ＷＰＴ信号の搬送周波数との関係について説明するための図である。

【図21】図２１は、一実施の形態による手法を用いた正規化周波数オフセットのコンピュータシミュレーションの結果を表すグラフの一例である。

【図22】図２２は、一実施の形態による手法を用いた正規化周波数オフセットのコンピュータシミュレーションにおける推定誤差を表すグラフの一例である。

【図23】図２３は、一実施の形態による手法を用いた正規化周波数オフセット推定を考慮した場合のシンボルエラーレート特性を表すグラフの一例である。

【図24】図２４は、一実施の形態による手法を用いて複数の正弦波干渉成分を除去する処理のコンピュータシミレーションの結果を表すグラフの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

添付図面を参照して、本開示による受信装置、受信方法および受信プログラムを実施するための形態を以下に説明する。

【0015】

（第１の実施の形態）
図１に示すように、一実施の形態による通信システム１は、無線給電装置２と、端末としてのエンドノード３と、受信装置としてのゲートウェイ４とを備える。エンドノード３は、無線給電装置２からの無線給電２０で動作し、希望信号３０を生成してゲートウェイ４へ送信する。このとき、無線給電装置２が無線給電２０を行うために放射する電磁波は、所望しない干渉信号２００としてゲートウェイ４に届く場合がある。

【0016】

図２に示すように、一実施の形態による受信装置としてのゲートウェイ４は、いわゆるコンピュータのように構成されてもよい。図２の例において、ゲートウェイ４は、バス４１と、演算装置４２と、記憶装置４３と、通信装置４４と、入出力装置４５とを備える。一例として、バス４１は、演算装置４２、記憶装置４３、通信装置４４および入出力装置４５を相互に通信可能に接続するように構成されている。

【0017】

演算装置４２は、受信部４２１と、推定部４２２と、検出部４２３とを備えている。記憶装置４３は、受信プログラムを格納する受信プログラム記憶部４３１を備えている。演算装置４２は、受信プログラムを実行することによって、受信部４２１、推定部４２２および検出部４２３の処理を実現する。受信部４２１、推定部４２２および検出部４２３のそれぞれは、演算装置４２と記憶装置４３とが協働して処理を実現する仮想的な機能ブロックである。受信部４２１、推定部４２２および検出部４２３が実現する処理の詳細については、後述する。

【0018】

受信プログラムは、記録媒体４３０から読み出されて受信プログラム記憶部４３１に格納されてもよい。記録媒体４３０は、非一時的で有形の媒体（non-transitory and tangible media）であってもよい。

【0019】

通信装置４４は、エンドノード３が送信する希望信号３０を受信する。通信装置４４は、他の外部端末との通信を行ってもよい。受信プログラムは、通信装置４４を介して外部から取得されて受信プログラム記憶部４３１に格納されてもよい。

【0020】

入出力装置４５は、使用者に情報を出力し、使用者が入力する操作を受け付ける。一例として、入出力装置４５は、画像を出力する表示装置、キー入力操作を受け付けるキーボード、タッチ操作を受け付けるとともに画像の出力を行うタッチパネルなどを含む。

【0021】

一実施の形態による通信システム１の動作について説明する。無線給電装置２が無線給電２０を行うために電磁波を放射する。エンドノード３は、この無線給電２０によって駆動し、希望信号３０をゲートウェイ４へ送信する。ゲートウェイ４の受信部４２１が受信する無線信号には、希望信号３０と、干渉信号２００とが含まれる。干渉信号２００は、無線給電装置２が無線給電２０を行うために放射する電磁波である。無線信号は、さらに、雑音信号を含んでもよい。

【0022】

ゲートウェイ４は、受信した無線信号のうち、干渉信号２００を除去して希望信号３０を検出する。図３のフローチャートを参照してゲートウェイ４のこの動作について説明する前に、希望信号３０と、干渉信号２００とについて説明する。

【0023】

一実施の形態において、エンドノード３が送信する希望信号３０は、ＬｏＲａ（Ｌｏｎｇ Ｒａｎｇｅ）変調されている。ＬｏＲａ変調方式は、ＣＳＳ（Ｃｈｉｒｐ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ：チャープ拡散スペクトル）変調方式とも呼ばれる。ＬｏＲａ変調方式では、変調後の信号としてチャープ信号が生成される。チャープ信号には、アップチャープシンボルおよび／またはダウンチャープシンボルが含まれる。

【0024】

図４Ａおよび図４Ｂを参照して、アップチャープシンボルおよびダウンチャープシンボルについて説明する。図４Ａに示すように、アップチャープシンボルは、時間とともに周波数が増加するような信号である。図４Ａは、合計４本のグラフ５１１、５１２、５１３、５１４を含んでいる。図４Ａにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。アップチャープシンボルの周波数は、グラフ５１４のように、時刻Ｔ１における周波数Ｆ１から、時刻Ｔ５における周波数Ｆ５まで増加してもよい。もしくは、アップチャープシンボルの周波数は、グラフ５１１のように、時刻Ｔ１における周波数Ｆ４から、時刻Ｔ２における周波数Ｆ５まで増加し、時刻Ｔ２において周波数Ｆ１に切り替わり、時刻Ｔ５における周波数Ｆ４まで増加してもよい。アップチャープシンボルの周波数が切り替わるタイミングは、グラフ５１２、５１３のように、時刻Ｔ３、Ｔ４であってもよい。グラフ５１１～グラフ５１４のような波形を有するアップチャープシンボルは、周波数が瞬間的に切り替わるタイミングの有無または違いに応じて異なるデータに対応付けることができる。

【0025】

図４Ｂに示すように、ダウンチャープシンボルは、時間とともに周波数が減少するような信号である。図４Ｂは、合計４本のグラフ５２１、５２２、５２３、５２４を含んでいる。図４Ｂにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。ダウンチャープシンボルの周波数は、グラフ５２１のように、時刻Ｔ１における周波数Ｆ５から、時刻Ｔ５における周波数Ｆ１まで減少してもよい。もしくは、ダウンチャープシンボルの周波数は、グラフ５２２のように、時刻Ｔ１における周波数Ｆ２から、時刻Ｔ２における周波数Ｆ１まで減少し、時刻Ｔ２において周波数Ｆ５に切り替わり、時刻Ｔ５における周波数Ｆ２まで減少してもよい。ダウンチャープシンボルの周波数が切り替わるタイミングは、グラフ５２３、５２４のように、時刻Ｔ３、Ｔ４であってもよい。グラフ５２１～グラフ５２４のような波形を有するダウンチャープシンボルは、周波数が瞬間的に切り替わるタイミングの有無または違いに応じて異なるデータに対応付けることができる。

【0026】

チャープ信号は、複数のアップチャープシンボルおよび／またはダウンチャープシンボルを組み合わせることによって任意のデータを表すことができる。

【0027】

図４Ａおよび図４Ｂでは、アップチャープシンボルおよびダウンチャープシンボルの周波数が、時刻Ｔ１から時刻Ｔ５までのシンボル長Ｔ_ｓの間に、帯域幅Ｗの範囲内で増加または減少する例を示した。また、図４Ａおよび図４Ｂの例では、アップチャープシンボルおよびダウンチャープシンボルの周波数が瞬間的に切り替わる時刻Ｔ２～Ｔ４が、シンボル長Ｔ_ｓを４等分したチップ長Ｔ_ｃごとに配置される例を示した。これらのパラメータはあくまでも一例であって、一実施の形態を限定しない。

【0028】

ＬｏＲａ変調方式の基本ＣＳＳ変調信号は、以下の「数１」式のように表される。

【0029】

【数1】

ここで、「ψ～^ｌｃ（ｔ）」（正確には、チルダ記号「～」は「ψ」の上にある）は、基本ＣＳＳ変調信号を表す。基本ＣＳＳ変調信号は、帯域通過信号とも呼ばれる。「ｔ」は、時間を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。拡散率は、所定の範囲に含まれる自然数であり、シンボル長Ｔ_ｓとチップ長Ｔ_ｃとの間にはＳＦ＝ｌｏｇ_２（Ｔ_ｓ／Ｔ_ｃ）という関係がある。「ｆ_ｃ」は、搬送波周波数を表す。「μ」は、チャープシンボルの種別を表し、アップチャープシンボルの場合には「１」に等しく、ダウンチャープシンボルの場合には「－１」に等しい。「Ｗ」は、帯域幅を表す。「Ｔ_ｓ」は、シンボル長を表す。

【0030】

ＬｏＲａ変調方式の基底帯域信号は、以下の「数２」式のように表される。

【0031】

【数2】

ここで、「ψ_０ ^ｌｃ（ｔ）」は、基底帯域信号を表す。基底帯域信号は、ベースバンド信号とも呼ばれる。「ｔ」は、時間を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｗ」は、帯域幅を表す。「Ｔ_ｓ」は、シンボル長を表す。

【0032】

上記の「数２」式では、基底帯域信号を連続する時間の関数として表した。基底帯域信号は、チップ長Ｔ_ｃが帯域幅Ｗの逆数に等しい（Ｔ_ｃ＝１／Ｗ）とき、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間の関数として、以下の「数３」式のように表すことができる。

【0033】

【数3】

ここで、「ψ_０ ^ｌｃ［ｌ］」は、基底帯域信号を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。

【0034】

チャープ信号に含まれる複数のシンボルのうちの第ｍシンボルの第ｌチップは、以下の「数４」式のように表される。

【0035】

【数4】

ここで、「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｍ」は、注目しているシンボルの番号を表す。シンボルの番号ｍは、０以上、かつ、２^ＳＦ－１以下の範囲に含まれる整数である。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間であり、第ｍシンボルに含まれる複数のチップのうちの、注目しているチップの番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。

【0036】

エンドノード３とゲートウェイ４との間で、時間と周波数とが同期されているとき、第ｍシンボルの送信時における受信信号は、第ｍシンボルを表す信号と、雑音成分とを含み、以下の「数５」式のように表される。

【0037】

【数5】

ここで、「ｒ［ｌ］」は、受信信号を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ：加法性白色ガウス雑音）を表す。

【0038】

ＬｏＲａ変調された信号は、基本ダウンチャープによる逆拡散と、ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換）処理とを施すことによって、ＬｏＲａ復調される。ここで、まず、基本ダウンチャープによる逆拡散について説明する。基本ダウンチャープのシンボル番号ｍは０に等しい。このとき、第ｌチップの出力は、以下の「数６」式のように表される。

【0039】

【数6】

ここで、「ｒ［ｌ］」は、受信信号を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。

【0040】

上記の「数６」式のうち、希望信号３０の成分は、以下の「数７」式のように表される。

【0041】

【数7】

ここで、「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。

【0042】

次に、ＬｏＲａ変調で行うＤＦＴ処理について説明する。逆拡散後の出力チップ系列にＤＦＴ処理を行うと、以下の「数８」式のように表される第ｎ周波数成分が得られる。

【0043】

【数8】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。

【0044】

上記の「数８」式のうち、希望信号３０の成分は、以下の「数９」式のように表される。

【0045】

【数9】

ここで、「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ｍ」は、シンボルの番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「δ」は、デルタ関数を表す。「ｎ」は、周波数の番号を表す。

【0046】

また、上記の「数８」のうち、雑音の成分は、以下の「数１０」式のように表される。

【0047】

【数10】

ここで、「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。「ｎ」は、周波数の番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。

【0048】

上記の「数８」式は、上記の「数９」式と「数１０」式とを用いて、以下の「数１１」式のように表される。

【0049】

【数11】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。

【0050】

上記の「数１１」式の絶対値を取ると、以下の「数１２」が得られる。

【0051】

【数12】

ここで、「｜Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）｜」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分の出力強度の絶対値を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。

【0052】

ＬｏＲａ変調方式では、受信装置としてのゲートウェイ４が、複数のシンボルのうち、ＤＦＴ出力の絶対値が最大となる番号ｍ^＊のシンボルを、送信シンボルと判定する。この判定処理は、以下の「数１３」式のように表される。

【0053】

【数13】

ここで、「ｍ^＊」は、送信シンボルの番号を表す。「ａｒｇｍａｘ_ｋ」は、変数ｋで表した複数の要素のうちの最大要素を取り出す関数を表す。変数ｋは、０以上、かつ、２^ＳＦ－１以下の範囲に含まれる整数である。「｜Ｆ_ｋ（ψ_ｍ）｜」は、第ｍシンボルの第ｋ周波数成分の出力強度の絶対値を表す。

【0054】

図５は、一実施の形態によって得られるＤＦＴ出力の絶対値の一例を示す図である。図５において、横軸はシンボルの番号を表し、縦軸はＤＦＴ出力の強度（絶対値）を表す。図５の例では、５０番目のシンボルにおいてＤＦＴ出力の絶対値のピークが認められる。このような場合には、ｍ^＊＝５０と判定される。

【0055】

無線電力伝送に由来する干渉信号２００について説明する。ここでは、一例として、干渉は２００が連続波であり、その周波数、位相および電力のそれぞれが一定である場合について説明する。このような場合において、時刻ｔにおける干渉信号２００は、以下の「数１４」式のように表される。

【0056】

【数14】

ここで、「ψ～^ｗｐｔ（ｔ）」（正確には、チルダ記号（～）は「ψ」の上にある）は、時刻ｔにおける干渉信号２００を表す。「ｔ」は、時間を表す。「ｆ_ｃ ^ｗｐｔ」は、無線電力伝送の搬送波周波数を表す。「φ」は、初期位相を表す。「ｆ_ｃ ^ｌｃ」は、希望信号３０の搬送波周波数を表す。「Δｆ」は、希望信号３０の搬送波周波数と、無線電力伝送の搬送波周波数との差を表す（Δｆ＝ｆ_ｃ ^ｌｃ－ｆ_ｃ ^ｗｐｔ）。

【0057】

上記の「数１４」式のベースバンド表現は、以下の「数１５」式のように表される。

【0058】

【数15】

ここで、「ψ^ｗｐｔ（ｔ）」は、時刻ｔにおける干渉信号２００のベースバンド表現を表す。「ｔ」は、時間を表す。「Δｆ」は、希望信号３０の搬送波周波数と、無線電力伝送の搬送波周波数との差を表す。「φ」は、初期位相を表す。

【0059】

上記の「数１５」式を、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間で表現すると、以下の「数１６」式が得られる。

【0060】

【数16】

ここで、「ψ^ｗｐｔ［ｌ］」は、ベースバンド表現による干渉信号２００の離散時間表現を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「Δｆ」は、希望信号３０の搬送波周波数と、無線電力伝送の搬送波周波数との差を表す。「Ｗ」は、帯域幅を表す。「φ」は、初期位相を表す。「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。

【0061】

上記の「数１６」式の正規化周波数オフセット量は、以下の「数１７」式のように定義される。

【0062】

【数17】

ここで、「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「Δｆ」は、希望信号３０の搬送波周波数と、無線電力伝送の搬送波周波数との差を表す。「Ｗ」は、帯域幅を表す。

【0063】

図６は、希望信号３０の搬送波周波数ｆ_ｃ ^ｌｃと、干渉信号２００の搬送波周波数ｆ_ｃ ^ｗｐｔと、これら２つの周波数の差Δｆと、帯域幅Ｗとの関係を説明するための図である。図６の横軸は周波数を表し、周波数Ｆ１、Ｆ５および帯域幅Ｗは図４Ａ、図４Ｂのそれらに対応している。

【0064】

無線電力伝送に由来する干渉信号２００が存在するとき、ゲートウェイ４が受信する受信信号は、上記の「数５」式が表す受信信号に干渉信号２００の成分を加えることで、以下の「数１８」式のように表される。

【0065】

【数18】

ここで、「ｒ［ｌ］」は、受信信号を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^lc［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ψ^ｗｐｔ［ｌ］」は、ベースバンド表現による干渉信号２００の離散時間表現を表す。

【0066】

上記の「数１８」式の受信信号を、シンボル番号ｍ＝０の基本ダウンチャープで逆拡散すると、第ｌチップの出力は、以下の「数１９」式のように得られる。

【0067】

【数19】

ここで、「ｒ［ｌ］」は、受信信号を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ψ^ｗｐｔ［ｌ］」は、ベースバンド表現による干渉信号２００の離散時間表現を表す。

【0068】

上記の「数１９」式のうち、干渉信号成分は、以下の「数２０」式のように表される。

【0069】

【数20】

ここで、「ψ^ｗｐｔ［ｌ］」は、ベースバンド表現による干渉信号２００の離散時間表現を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「φ」は、初期位相を表す。

【0070】

上記の「数１９」式で表した、干渉信号成分を含む受信信号の逆拡散後の出力チップ系列に、ＤＦＴ処理を行うと、以下の「数２１」式のように表される第ｎ周波数成分が得られる。

【0071】

【数21】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ψ^ｗｐｔ［ｌ］」は、ベースバンド表現による干渉信号２００の離散時間表現を表す。

【0072】

上記の「数２１」式のうちの干渉信号成分は、上記の「数２０」式を代入すると、以下の「数２２」式のように表される。

【0073】

【数22】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ^ｗｐｔ）」は、干渉信号成分の第ｎ周波数成分を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ψ^ｗｐｔ［ｌ］」は、ベースバンド表現による干渉信号２００の離散時間表現を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「φ」は、初期位相を表す。「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「ｚ（ε，ｎ）」は、正規化周波数オフセット量εと、周波数の番号ｎとの関数である。

【0074】

上記の「数２２」式のうち、関数ｚ（ε，ｎ）は、以下の「数２３」式のように定義される。

【0075】

【数23】

ここで、「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「ｎ」は、周波数の番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。送信機としてのエンドノード３と、受信機にとしてのゲートウェイ４とは、拡散率ＳＦの値を予め共有しているので、ゲートウェイ４は、正規化周波数オフセット量εと、周波数番号ｎとに基づいて関数ｚ（ε，ｎ）を算出できる。関数ｚ（ε，ｎ）は、干渉信号成分の第ｎ周波数成分Ｆ_ｎ（ψ^ｗｐｔ）を、干渉信号２００の電力Ｐ_ｉｎｔの平方根と、初期位相を偏角として有する単位ベクトルとを掛け算した積で割り算した値に等しい。

【0076】

上記の「数２２」式および「数２３」式のうちの関数ｚ（ε，ｎ）は、複素数の値を取るので、その絶対値および偏角は、以下の「数２４」式のように表される。

【0077】

【数24】

ここで、「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「ｎ」は、周波数の番号を表す。「ｒ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の値の絶対値を表す。「θ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の偏角を表す。

【0078】

上記の「数２１」式は、上記の「数９」式、「数１０」式および「数２２」式を用いて、以下の「数２５」式のように表される。

【0079】

【数25】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。「φ」は、初期位相を表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ｚ（ε，ｎ）」は、上記の「数２３」式で定義された関数である。「ε」は、帯域幅に対する周波数オフセット量を表す。

【0080】

この後、上記の「数２５」式で得られる第ｍシンボルの第ｎ周波数成分の出力強度の絶対値を求め、上記の「数１３」式で表した判定処理を行うことによって、複数のシンボルのうち、ＤＦＴ出力の絶対値が最大となる番号ｍ^＊のシンボルを、送信シンボルと判定してもよい。しかしながら、図５に示した場合とは異なり、受信信号が干渉信号成分を含む場合には、絶対値のピークが干渉信号２００に埋もれてしまう可能性がある。一例として、図７Ａに示すように、無線電力伝送に由来する干渉が無い場合にはＬｏＲａシンボルのピークが判別可能であっても、図７Ｂに示すように、その他の条件が同じでも無線電力伝送に由来する干渉がある場合にはＬｏＲａシンボルのピークが判別できなくなり、ＳＥＲ（Ｓｙｍｂｏｌ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ：シンボルエラーレート）が増加する。なお、図７Ａ、図７Ｂのグラフは、シンボルごとのＤＦＴの出力強度を表す。図７Ａ、図７Ｂに共通して、横軸はシンボル番号を表し、縦軸はＤＦＴ出力強度を表す。また、図７Ａ、図７Ｂに共通して、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対雑音比）は－４．０ｄＢ（デシベル）であり、図７ＢにおけるＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：信号対干渉電力比）は－２０ｄＢである。

【0081】

図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃのグラフを参照して、帯域幅Ｗに対する正規化周波数オフセット量εの影響について説明する。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、シンボルごとのＤＦＴの出力強度を表す。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに共通して、縦軸はシンボル番号を表し、縦軸はＤＦＴ出力強度を表す。また、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに共通して、ＳＩＲは－１００ｄＢである。

【0082】

図８Ａのグラフは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しい場合を表している。同様に、図８Ｂおよび図８Ｃのグラフは、正規化周波数オフセット量εが０．１および０．３にそれぞれ等しい場合を表している。図８Ａ～図８Ｃのグラフから読み取れるように、正規化周波数オフセット量εが異なると、各シンボル成分に対する干渉の影響が異なり、結果的にシンボルによって検出に偏りが生じる。

【0083】

図９のグラフを参照して、無線電力伝送に由来する干渉がある場合のシンボルエラーレートについて説明する。図９は、合計６本のグラフＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５、Ｇ１６を含む。図９の横軸はＳＮＲを表し、縦軸はシンボルエラーレートを表す。グラフＧ１１～Ｇ１６に共通して、拡散率ＳＦは７であり、正規化周波数オフセット量εはゼロに等しい。グラフＧ１１は、無線電力伝送に由来する干渉が無く、ＳＩＲが無限大である場合を表している。グラフＧ１２～Ｇ１６は、無線電力伝送に由来する干渉があり、この干渉を除去しない場合を表している。グラフＧ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５、Ｇ１６において、ＳＩＲはそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢ、－２５ｄＢである。図９から読み取れるように、干渉が大きいほどシンボルエラーレートは大きくなる。したがって、エンドノード３とゲートウェイ４とを含む通信システム１が無線電力伝送と共存するためには、無線電力伝送に由来する干渉の除去が必要不可欠である。

【0084】

発明者らは、上記の「数２５」式を導出したことで、干渉を除去する処理において重要なパラメータが干渉信号２００の電力Ｐ_ｉｎｔおよび初期位相φであることを明らかにした。なお、上記の「数２５」式などに示した正規化周波数オフセット量εおよび周波数番号ｎの関数ｚ（ε，ｎ）は、ゲートウェイ４が推定できるので、干渉信号２００の電力Ｐ_ｉｎｔおよび初期位相φが分かれば干渉を除去することが可能となる。

【0085】

そこで、一実施の形態によれば、ＬｏＲａ変調方式を用いるＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）におけるパケット構成に着目し、無線電力伝送に由来する干渉信号２００の電力Ｐ_ｉｎｔおよび初期位相φを推定し、この推定の結果に基づいて、受信した無線信号から干渉成分を除去して希望信号３０を検出できることについて説明する。

【0086】

図３のフローチャートに戻り、一実施の形態による受信方法の処理の一例について説明する。ここでは特に受信装置としてのゲートウェイ４の動作に注目する。図３のフローチャートは、一実施の形態による受信プログラムの処理の一例を表している。

【0087】

図３のフローチャートの処理は、ゲートウェイ４が起動するときに開始してもよい。図３のフローチャートの処理が開始すると、ステップＳ１が実行される。

【0088】

ステップＳ１において、ゲートウェイ４の受信部４２１が、希望信号３０と干渉信号２００を含む無線信号を受信する。前述のとおり、希望信号３０は、エンドノード３から送信される。また、干渉信号２００は、無線給電装置２が無線給電２０を行うために放射する電磁波である。受信部４２１が受信する無線信号は、希望信号３０と、干渉信号２００とを含む。無線信号は、さらに、雑音信号を含んでもよい。

【0089】

図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１の後、ステップＳ２が実行される。ステップＳ２において、ゲートウェイ４の検出部４２３が、希望信号３０のプリアンブルを検出する。

【0090】

図１０に示すように、希望信号３０に含まれる１つのフレーム７は、プリアンブル７１と、ＰＨＤＲ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＨｅａＤｅＲ）７２と、ＰＨＤＲ＿ＣＲＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＨｅａＤｅＲ Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）７３と、ペイロード７４と、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）７５とを含む。一実施の形態によるプリアンブル７１は、所定の個数のシンボルで構成される無変調アップチャープ信号である。検出部４２３は、フレーム７におけるプリアンブル７１の位置と、プリアンブル７１の構成とを予め把握している。検出部４２３は、プリアンブル７１を検出するとき、その時点におけるシンボルの番号ｍはゼロに等しい（ｍ＝０）と判定することができる。

【0091】

なお、希望信号３０に含まれるプリアンブル７１の検出は、フレーム７のプリアンブル７１の受信時に実行可能である。

【0092】

図３のフローチャートにおいて、ステップＳ２の後、ステップＳ３が実行される。ステップＳ３において、ゲートウェイ４の推定部４２２が、干渉信号２００の初期位相と干渉電力とを推定する。

【0093】

推定部４２２は、まず、上記の「数２５」式に示したシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）のそれぞれに着目する。ここで、上記の「数２４」式に示したように、それぞれのシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）における干渉成分は、その位相が、初期位相φから偏角θ（ε，ｎ）だけ回転された状態で出力される。そこで、推定部４２２は、干渉成分が「√Ｐ_ｉｎｔ・ｅｘｐ（ｊφ）」となるように、位相補償を行う。より詳細には、それぞれのシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）の位相を偏角θ（ε，ｎ）だけ逆回転させる。位相補償されたシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）は、以下の「数２６」式のように表される。

【0094】

【数26】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「θ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の偏角を表す。

【0095】

上記の「数２６」式のように求めた、位相補償されたシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）の、第０シンボル成分を除いた総和を、以下の「数２７」式のように算出する。

【0096】

【数27】

ここで、「ｎ」は、周波数番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ｍ」は、シンボル番号を表す。「θ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の偏角を表す。「ε」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。なお、第０シンボル成分を除く理由は、プリアンブル７１のシンボル番号ｍがゼロに等しいからである。

【0097】

上記の「数２７」式のように求めた、位相補償されたシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）の総和の偏角を、以下の「数２８」式のように算出することで、干渉成分の初期位相φの推定値が求められる。

【0098】

【数28】

ここで、「φ＾」（正確には、ハット記号「＾」は「φ」の上にある）は、干渉成分の初期位相φの推定値を表す。「ｎ」は、周波数番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ｍ」は、シンボル番号を表す。「θ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の偏角を表す。「ε」は、正規化周波数オフセット量を表す。「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ｒ（ε，ｎ）」は関数ｚ（ε，ｎ）の動径を表す。

【0099】

上記の「数２８」式のうち、２行目の右辺の「ａｒｇ」（偏角）関数の括弧の中身の第１項は、以下の「数２９」式に示すように、ゼロにほぼ等しい。

【0100】

【数29】

ここで、「ｎ」は、周波数番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。「θ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の偏角を表す。「ε」は、正規化周波数オフセット量を表す。

【0101】

また、上記の「数２８」式のうち、３行目の右辺の「ａｒｇ」（偏角）関数の括弧の中身の、「ｅｘｐ」（指数）関数以外の部分は、以下の「数３０」式に示すように、実数である。

【0102】

【数30】

ここで、「ｎ」は、周波数番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｒ（ε，ｎ）」は関数ｚ（ε，ｎ）の動径を表す。「ε」は、正規化周波数オフセット量を表す。

【0103】

また、上記の「数２７」式のように求めた、位相補償されたシンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）の総和の絶対値の平均値の二乗を、以下の「数３１」式のように算出することで、干渉成分の電力Ｐ_ｉｎｔの推定値が求められる。

【0104】

【数31】

ここで、「Ｐ＾_ｉｎｔ」（正確には、ハット記号「＾」は「Ｐ」の上にある）は、干渉成分の電力Ｐ_ｉｎｔの推定値を表す。「ｎ」は、周波数番号を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ｍ」は、シンボル番号を表す。「θ（ε，ｎ）」は、関数ｚ（ε，ｎ）の偏角を表す。「ε」は、正規化周波数オフセット量を表す。「φ」は、初期位相を表す。「Ｐ_ｉｎｔ」は、干渉信号２００の電力を表す。「ｒ（ε，ｎ）」は関数ｚ（ε，ｎ）の動径を表す。

【0105】

上記の「数３１」式のうち、１行目と２行目との間の近似は、上記の「数２９」式から導かれる。また、上記の「数３１」式のうち、３行目と４行目との間の近似は、上記の「数３０」式から導かれる。

【0106】

干渉成分の初期位相φの推定値φ＾（正確には、ハット記号「＾」は「φ」の上にある）が上記の「数２８」式のように求められ、干渉成分の電力Ｐ_ｉｎｔの推定値Ｐ＾_ｉｎｔ（正確には、ハット記号「＾」は「Ｐ」の上にある）が上記の「数３１」式のように求められることについて説明する。

【0107】

まず、a、図１１Ｂ、図１１Ｃを参照して、シンボル成分Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）の位相補償について説明する。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに共通して、横軸は実数成分を表し、縦軸は虚数成分を表す。

【0108】

図１１Ａは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しい場合の、シンボル成分Ｆ_１（ψ_ｍ）に含まれる希望信号成分８１および干渉信号成分９１の一例を示す。干渉信号成分９１の位相は、偏角９１１である。また、図１１Ｂは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しい場合の、シンボル成分Ｆ_２（ψ_ｍ）に含まれる希望信号成分８２および干渉信号成分９２の一例を示す。干渉信号成分９２の位相は、偏角９２１である。同様に、図１１Ｃは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しい場合の、シンボル成分Ｆ_ｍ（ψ_ｍ）に含まれる希望信号成分８３および干渉信号成分９３の一例を示す。干渉信号成分９３の位相は、偏角９３１である。

【0109】

推定部４２２が、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃのシンボル成分に含まれる希望信号成分８１、８２、８３および干渉信号成分９１、９２、９３のそれぞれに、上記の「数２６」式に示した演算による位相補償を行うことで、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃに示す雑音成分８４、８５、８６および干渉信号成分９４、９５、９６がそれぞれ得られる。

【0110】

図１１Ａの例に示した干渉信号成分９１の位相に、正規化周波数オフセット量ε＝０かつ周波数番号ｎ＝１の偏角θ（０，１）で位相補償を行うと、図１２Ａに示す干渉信号成分９４が得られる。干渉信号成分９４の位相は、偏角９４１である。また、図１１Ｂの例に示した干渉信号成分９２の位相に、正規化周波数オフセット量ε＝０かつ周波数番号ｎ＝２の偏角θ（０，２）で位相補償を行うと、図１２Ｂに示す干渉信号成分９５が得られる。干渉信号成分９５の位相は、偏角９５１である。同様に、図１１Ｃの例に示した干渉信号成分９３の位相に、正規化周波数オフセット量ε＝０かつ周波数番号ｎ＝シンボル番号ｍの偏角θ（０，ｍ）で位相補償を行うと、図１２Ｃに示す干渉信号成分９６が得られる。干渉信号成分９６の位相は、偏角９６１である。ここで、図１２Ａ～図１２Ｃの例に示すように、位相補償された干渉信号成分９４、９５、９６の位相９４１、９５１、９６１が、周波数番号ｎに関係無く、同じ初期位相φになることに注目されたい。また、その一方で、図１２Ａ～図１２Ｃの例に示すように、位相補償された雑音成分８４、８５、８６の位相が、周波数番号ｎによって異なることに注目されたい。

【0111】

図１２Ａ～図１２Ｃに示す、位相補償された雑音成分８４、８５、８６および干渉信号成分９４、９５、９６の総和を、プリアンブル７１のシンボル番号であるゼロを除く全ての周波数番号ｎについて求めると、図１３に示す総和ベクトル９０が得られる。

【0112】

ここで、総和ベクトル９０の偏角９０１は、図１２Ａ～図１２Ｃの例に示した、位相補償された干渉信号成分９４、９５、９６の位相９４１、９５１、９６１である初期位相φに実質的に等しいと推定される。その理由は、位相補償された雑音成分８４、８５、８６の絶対値および偏角はそれぞれランダムであり、位相補償された雑音成分８４、８５、８６はそれらのベクトルの大部分が相殺し、したがって、総和ベクトル９０の中で位相補償された干渉信号成分９４、９５、９６の総和が支配的になると推定されるからである。

【0113】

また、総和ベクトル９０のノルムを、上記の「数２７」式の総和に含まれる要素の総数で割り算した値は、干渉電力Ｐ_ｉｎｔに実質的に等しいと推定される。ここで、上記の「数２７」式の総和を算出するときに、第０シンボル成分を除いたことで、干渉電力Ｐｉｎｔの推定精度が向上している。

【0114】

図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３の後、ステップＳ４が実行される。ステップＳ４において、ゲートウェイ４の検出部４２３が、受信した無線信号から干渉信号を除去することによって、希望信号３０を検出する。

【0115】

より詳細には、図３のステップＳ３で得られた推定初期位相φ＾（正確には、ハット記号「＾」は「φ」の上にある）および推定干渉電力Ｐ＾_ｉｎｔ（正確には、ハット記号「＾」は「Ｐ」の上にある）に基づいて以下の「数３２」式を演算することによって、受信した無線信号から干渉信号を除去する。

【0116】

【数32】

ここで、「Ｆ’_ｎ（ψ_ｍ）」は、受信した無線信号から干渉信号を除去して得られる希望信号３０のうちの、第ｍシンボル成分の第ｎ周波数成分を表す。ただし、この希望信号３０は、エンドノード３が送信した希望信号３０に加えて、無線電力伝送に由来しない雑音成分を含んでいる場合がある。「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、受信した無線信号のうちの、第ｍシンボル成分の第ｎ周波数成分を表す。「Ｐ＾_ｉｎｔ」（正確には、ハット記号「＾」は「Ｐ」の上にある）は、干渉電力の推定値を表す。「φ＾」（正確には、ハット記号「＾」は「φ」の上にある）は、初期位相の推定値を表す。「ｚ（ε，ｎ）」は、上記の「数２３」式で定義された関数である。「ε」は、正規化周波数オフセット量を表す。

【0117】

上記の「数３２」式のように求められた、雑音成分を含む希望信号３０の、第ｍシンボル成分の第ｎ周波数成分Ｆ’_ｎ（ψ_ｍ）の中から、絶対値が最大となる番号ｍ^＊のシンボルを、送信シンボルと判定する。この判定処理は、以下の「数３３」式のように表される。

【0118】

【数33】

ここで、「ｍ^＊」は、送信シンボルの番号を表す。「ａｒｇｍａｘ_ｋ」は、変数ｋで表した複数の要素のうちの最大要素を与える変数ｋを取り出す関数を表す。変数ｋは、０以上、かつ、２^ＳＦ－１以下の範囲に含まれる整数である。「｜Ｆ’_ｋ（ψ_ｍ）｜」は、第ｍシンボルの第ｋ周波数成分の出力強度の絶対値を表す。

【0119】

図１４Ａに示すように、干渉信号を除去する前の各シンボル成分のＤＦＴ出力強度からはピークを検出することが困難であり、検出誤りが発生する可能性が高い。反対に、図１４Ｂに示すように、干渉成分を除去した後の各シンボル成分のＤＦＴ出力強度からはピークを容易に検出することができる。図１４Ａおよび図１４Ｂに共通して、横軸はシンボル番号を表し、縦軸はＤＦＴ出力強度を表す。また、図１４Ａおよび図１４Ｂに共通して、ＳＮＲは０ｄＢであり、ＳＩＲは－２５ｄＢであり、正規化周波数オフセット量εは０．０であり、希望信号３０のシンボル番号は９８である。

【0120】

図３のフローチャートのステップＳ４が終了すると、フローチャートの処理は終了する。

【0121】

以上に説明したように、一実施の形態による受信装置としてのゲートウェイ４と、受信方法と、受信プログラムとによれば、受信した無線信号に、無線電力伝送に由来する干渉成分が含まれていても、この干渉を低減させて所望の信号を受信することができる。

【0122】

図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１６を参照して、正規化周波数オフセット量εが既知である場合のシンボルエラーレート特性の計算機シミュレーションを行った結果について説明する。図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１６に共通して、横軸はＳＮＲを表し、縦軸はシンボルエラーレートを表す。

【0123】

図１５Ａは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しく、拡散率ＳＦが７に等しい場合の計算機シミュレーション結果を表す。図１５Ａは、合計９本のグラフＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４、Ｇ２５、Ｇ２６、Ｇ２７、Ｇ２８、Ｇ２９を含む。グラフＧ２１は、ＳＩＲが無限大であり、除去すべき干渉成分が存在しないという意味で理想的な場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ２２～Ｇ２５は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去しない場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ２６～Ｇ２９は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去する場合のシンボルエラーレート特性を表す。

【0124】

グラフＧ２２～Ｇ２５はグラフＧ２１から離れており、グラフＧ２６～Ｇ２９はグラフＧ２１とほぼ一致している。このことから、ＳＩＲの値に関係なく干渉信号の除去が可能であることが読み取れる。また、干渉によるシンボルエラーレートの劣化は実質的に無いことが読み取れる。

【0125】

図１５Ｂは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しく、拡散率ＳＦが８に等しい場合の計算機シミュレーション結果を表す。図１５Ｂは、合計９本のグラフＧ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｇ３４、Ｇ３５、Ｇ３６、Ｇ３７、Ｇ３８、Ｇ３９を含む。グラフＧ３１は、ＳＩＲが無限大であり、除去すべき干渉成分が存在しないという意味で理想的な場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ３２～Ｇ３５は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去しない場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ３６～Ｇ３９は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去する場合のシンボルエラーレート特性を表す。

【0126】

グラフＧ３２～Ｇ３５はグラフＧ３１から離れており、グラフＧ３６～Ｇ３９はグラフＧ２１とほぼ一致している。このことから、ＳＩＲの値に関係なく干渉信号の除去が可能であることが読み取れる。また、干渉によるシンボルエラーレートの劣化は実質的に無いことが読み取れる。

【0127】

図１５Ｃは、正規化周波数オフセット量εがゼロに等しく、拡散率ＳＦが８に等しい場合の計算機シミュレーション結果を表す。図１５Ｃは、合計９本のグラフＧ４１、Ｇ４２、Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４５、Ｇ４６、Ｇ４７、Ｇ４８、Ｇ４９を含む。グラフＧ４１は、ＳＩＲが無限大であり、除去すべき干渉成分が存在しないという意味で理想的な場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ４２～Ｇ４５は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去しない場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ４６～Ｇ４９は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去する場合のシンボルエラーレート特性を表す。

【0128】

グラフＧ４２～Ｇ４５はグラフＧ４１から離れており、グラフＧ４６～Ｇ４９はグラフＧ４１とほぼ一致している。このことから、ＳＩＲの値に関係なく干渉信号の除去が可能であることが読み取れる。また、干渉によるシンボルエラーレートの劣化は実質的に無いことが読み取れる。

【0129】

図１５Ａ～図１５Ｃから、拡散率ＳＦの値によらず、干渉成分の除去が可能であることが読み取れる。

【0130】

図１６は、正規化周波数オフセット量εが０．１であり、拡散率ＳＦが７に等しい場合の計算機シミュレーション結果を表す。図１６は、合計９本のグラフＧ５１、Ｇ５２、Ｇ５３、Ｇ５４、Ｇ５５、Ｇ５６、Ｇ５７、Ｇ５８、Ｇ５９を含む。グラフＧ５１は、ＳＩＲが無限大であり、除去すべき干渉成分が存在しないという意味で理想的な場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ５２～Ｇ５５は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去しない場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ５６～Ｇ５９は、ＳＩＲがそれぞれ－５ｄＢ、－１０ｄＢ、－１５ｄＢ、－２０ｄＢであり、干渉成分を除去する場合のシンボルエラーレート特性を表す。

【0131】

グラフＧ５２～Ｇ５５はグラフＧ５１から離れており、グラフＧ５６～Ｇ５９はグラフＧ５１とほぼ一致している。このことから、ＳＩＲの値に関係なく干渉信号の除去が可能であることが読み取れる。また、干渉によるシンボルエラーレートの劣化は実質的に無いことが読み取れる。

【0132】

図１５Ａ、図１６から、正規化周波数オフセット量εに影響を受けることなく、干渉成分の除去が可能であることが読み取れる。これは、ゲートウェイ４が各シンボル成分における干渉成分の影響の強さを推定できるためと考えられる。

【0133】

図１７を参照して、一実施の形態における、ＳＩＲの違いおよび位相補償の有無による干渉成分の位相推定誤差の分布について計算機シミュレーションを行った結果について説明する。図１７において、横軸は位相推定誤差を表し、縦軸は強度を表す。図１７は、合計４本のグラフＧ６１、Ｇ６２、Ｇ６３、Ｇ６４を含む。グラフＧ６１は、ＳＩＲが－５ｄＢであり、位相補償を行わない場合を表す。グラフＧ６２は、ＳＩＲが－１０ｄＢであり、位相補償を行わない場合を表す。グラフＧ６３は、ＳＩＲが－５ｄＢであり、位相補償を行う場合を表す。グラフＧ６４は、ＳＩＲが－５ｄＢであり、位相補償を行う場合を表す。なお、図１７において、グラフＧ６３およびグラフＧ６４は重なり合っている。

【0134】

図１７から、ＳＩＲの値によらず、位相補償を行うことによって初期位相φの推定精度を向上させられることが読み取れる。

【0135】

図１８を参照して、一実施の形態における、拡散率ＳＦの違いによる干渉成分の電力推定誤差の分布について計算機シミュレーションを行った結果について説明する。図１８において、横軸は正規化電力推定誤差を表し、縦軸は強度を表す。図１８は、合計２本のグラフＧ７１、Ｇ７２を含む。グラフＧ７１は、ＳＮＲが－４ｄＢであり、ＳＩＲが－１０ｄＢであり、拡散率ＳＦが７である場合を表す。グラフＧ７１は、ＳＮＲが－４ｄＢであり、ＳＩＲが－１０ｄＢであり、拡散率ＳＦが８である場合を表す。

【0136】

図１８から、干渉成分の電力の推定誤差が概ね正規分布に従うことが読み取れる。これは、推定誤差が雑音の影響によるからと考えられる。また、拡散率ＳＦが高くなると、干渉成分の電力の推定の精度が向上することが読み取れる。これは、拡散率ＳＦが高くなると雑音の影響がゼロに収束するからと考えられる。

【0137】

（変形例）
上述した実施の形態では、希望信号３０を送信するエンドノード３が、無線給電装置２からの無線給電２０によって駆動する場合の構成について説明した。この構成の変形例として、エンドノード３は、無線給電装置２からの無線給電２０とは別の給電手段によって駆動してもよい。

【0138】

（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、無線給電装置２が無線給電によって他の装置を駆動させるために、１つの電磁波を放射する場合の構成について説明した。本実施の形態では、無線給電のために複数の電磁波を放射する場合の構成について説明する。

【0139】

（通信システム）
図１９Ａに示すように、一実施の形態による通信システム１Ａは、図１に示した第１の実施の形態による通信システム１に以下の変更を加えることで得られる。すなわち、図１９Ａの通信システム１Ａは、無線給電装置２Ａと、無線給電により駆動する無線受電装置２１Ａと、エンドノードとしての送信装置３Ａと、ゲートウェイとしての受信装置４Ａとを備える。以下、図１９Ａの通信システム１Ａの構成要素と、図１の通信システム１の構成要素との共通点および差異について説明する。

【0140】

図１の無線給電装置２は無線給電２０を行うために１つの電磁波を放射するが、図１９Ａの無線給電装置２Ａは無線給電２０Ａを行うために複数の電磁波を放射する。図１９Ａの無線給電装置２Ａは、これら複数の電磁波を放射するために、複数のアンテナＡ１１、Ａ１２、…、Ａ１Ｕを備える。これらのアンテナＡ１１、Ａ１２、…、Ａ１Ｕを区別しないとき、アンテナＡ１と総称する場合がある。ここで、Ｕは、アンテナＡ１の総数である。

【0141】

図１９Ａの無線受電装置２１Ａは、無線給電装置２Ａから放射される電磁波をアンテナＡ２で受け、無線給電２０Ａによって駆動する。図１では、エンドノード３が無線給電２０Ａによって駆動する例を示したが、図１９Ａのエンドノードとしての送信装置３Ａは無線給電２０Ａ以外の給電手段によって駆動してもよい。なお、送信装置３Ａは、無線給電２０Ａによって駆動してもよい。

【0142】

図１のエンドノード３が希望信号３０をゲートウェイ４へ送信するのと同様に、図１９Ａの送信装置３Ａは希望信号３０Ａを受信装置４Ａへ送信する。送信装置３Ａは、希望信号３０Ａとしての電磁波を放射するためのアンテナＡＴを備える。本実施の形態による希望信号３０Ａは、第１の実施の形態による希望信号３０と同様に構成されていてもよい。

【0143】

図１のゲートウェイ４が希望信号３０および干渉信号２００を含む無線信号を受信するのと同様に、図１９Ａのゲートウェイとしての受信装置４Ａは希望信号３０Ａおよび干渉信号２００Ａを含む無線信号を、アンテナＡＲで受信する。ここで、干渉信号２００Ａは、無線給電装置２Ａが無線給電２０Ａを行うために放射した電磁波である。

【0144】

図１９Ｂを参照して、図１９Ａの受信装置４Ａの一構成例について説明する。受信装置４Ａは、第１入力部４０１と、周波数時間同期部４０２と、第２入力部４０３と、逆拡散部４０４と、離散フーリエ変換部４０５と、最大要素抽出部４０６と、出力部４０７とを備える。

【0145】

第１入力部４０１は、アンテナＡＲで受信された無線信号を周波数時間同期部４０２に供給する。周波数時間同期部４０２は、受信した無線信号の同期を取る。第２入力部４０３は、基本ダウンチャープ信号を受信する。逆拡散部４０４は、基本ダウンチャープ信号を用いて、同期した無線信号の逆拡散処理を施す。離散フーリエ変換部４０５は、逆拡散処理を施された信号に離散フーリエ変換を施す。最大要素抽出部４０６は、離散フーリエ変換によって得られた複数の周波数成分のうち、出力強度の絶対値が最大である周波数成分に対応するシンボル番号ｍ^＊を抽出する。出力部４０７は、抽出されたシンボル番号ｍ^＊を出力する。

【0146】

（受信信号）
上述した第１の実施の形態では、ゲートウェイとしての受信装置４が受信する受信信号は、エンドノードとしての送信装置３から送信される希望信号３０と、無線給電装置２から放射される１つの電磁波としての干渉信号２００とを含む場合について説明した。本実施の形態では、受信装置４Ａが受信する受信信号は、送信装置３Ａから送信される希望信号３０Ａと、複数のアンテナＡ１が無線給電２０Ａのために放射する複数の電磁波としての干渉信号２００Ａとを含む。以下、本実施の形態における受信信号の、上述した第１の実施の形態との差異について説明する。

【0147】

無線給電装置２ＡがＵ本のアンテナＡ１のそれぞれから放射する電磁波は、複数の周波数の無変調正弦波を多重化した波形を有する。一例として、それぞれのアンテナＡ１から放射される電磁波が含む周波数の総数をＩ個と置く。これらＩ個の周波数は、周波数軸上に等間隔に設定されている。一例として、これらＩ個の周波数は、以下の「数３４」式のように表される。

【0148】

【数34】

ここで、「ｆ_ｉ ^ｗｐｔ」は、ＷＰＴ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：無線給電）送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数を表す。「ｉ」は、ＷＰＴ送信信号に含まれる搬送周波数の番号を表す。「ｆ_０ ^ｗｐｔ」は、０番目の周波数を表す。「Δ_ｆｗｐｔ」（正確には、「ｗｐｔ」は「ｆ」の右肩にある）は、周波数の間隔を表す。なお、「ｗｐｔ」は「無線給電（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）」を表す。

【0149】

時刻ｔにおいて第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号は、以下の「数３５」式のように表される。

【0150】

【数35】

ここで、「Ψ^～ _ｕ ^ｗｐｔ」（正確には、チルダ記号（～）は「Ψ」の上にある）は、干渉信号２００Ａのうち、時刻ｔにおいて第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号を表す。「Ｒｅ」は、実数部分を表す。「ｘ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔ」は、第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号のうち、第ｉ搬送周波数成分の重みを表す。重み「ｘ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔ」は、一例として、以下の「数３６」式のように表される。

【0151】

【数36】

ここで、「ｓ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔ」は、第ｕアンテナが放射する電磁波に含まれる第ｉ搬送周波数成分の振幅を表す。「φ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔ」は、第ｕアンテナが放射する電磁波に含まれる第ｉ搬送周波数成分の初期位相を表す。

【0152】

上記の「数３５」式から、時刻ｔにおいて第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号のバンドパス表現は、以下の「数３７」式のように求められる。

【0153】

【数37】

ここで、「ｆ_ｃ ^ｌｃ」は、希望信号３０Ａの搬送波周波数を表す。「Δｆ_ｉ ^ｗｐｔ」は、ｉ番目のＷＰＴ搬送周波数と、ＬｏＲａ変調の搬送周波数とのオフセットを表す。

【0154】

上記の「数３７」式のベースバンド表現は、以下の「数３８」式のように表される。

【0155】

【数38】

ここで、「ψ_ｕ ^ｗｐｔ（ｔ）」は、干渉信号２００Ａのうち、時刻ｔにおいて第ｕアンテナが出力するＷＰＴ送信信号のベースバンド表現を表す。「ｔ」は、時間を表す。「ｘ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔ」は、第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号のうち、第ｉ搬送周波数成分の重みを表す。「Δｆ_ｉ ^ｗｐｔ」は、希望信号３０Ａの搬送波周波数と、ＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の搬送波周波数との差を表す。

【0156】

上記の「数３８」式を、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間で表現すると、以下の「数３９」式が得られる。

【0157】

【数39】

ここで、「ψ_ｕ ^ｗｐｔ［ｌ］」は、干渉信号２００Ａのうち、第ｕアンテナが出力するＷＰＴ送信信号のベースバンド表現によるの離散時間表現を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ｘ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔ」は、第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号のうち、第ｉ搬送周波数成分のチャネル重みを表す。「ε_ｉ」は、第ｕアンテナが放射するＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表し、以下の「数４０」式のように定義される。

【0158】

【数40】

ここで、「Δｆ_ｉ ^ｗｐｔ」は、希望信号３０Ａの搬送波周波数と、ＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の搬送波周波数との差を表す。「Ｗ」は、帯域幅を表す。

【0159】

受信装置４ＡのアンテナＡＲが受信する受信信号のうち、ＬｏＲａ変調された希望信号３０Ａがシングルパスで到来する一方で、ＷＰＴ信号は、それぞれが異なる場所に配置された複数のアンテナＡ１から放射されるため、実質的にマルチパスで到来する。このような場合の受信信号は、上記の「数５」式にＷＰＴ信号の成分を加えることで、以下の「数４１」式のように表される。

【0160】

【数41】

ここで、「ｒ［ｌ］」は、受信信号を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^lc［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。「Ｉ’」は、ＬｏＲａ信号帯域内に含まれるＷＰＴ信号の搬送周波数の総数を表す。「ｈ_ｕ，ｉ」は、チャネル係数を表し、以下の「数４２」式のように求められる。

【0161】

【数42】

ここで、「α_{ｕ，ｉ，ｌ}」と、「τ_{ｕ，ｉ，ｌ}」と、「η_{ｕ，ｉ，ｌ}」と（正確には、「ｌ」は筆記体の「ｌ」であって、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す「ｌ」とは異なる）は、ＷＰＴ信号のうち、第ｕアンテナで受信した第ｉ周波数成分の振幅と、遅延と、位相とを表す。

【0162】

一例として、ＬｏＲａ信号帯域内に含まれるＷＰＴ信号の搬送周波数の総数Ｉ’が２に等しい場合について説明する。図２０において、横軸は周波数を表す。図２０の例では、希望信号３０Ａの搬送波周波数ｆ_ｃ ^ｌｃを中心としたＬｏＲａ信号帯域Ｒの中に、ＷＰＴ信号の搬送周波数のうち、第１搬送周波数ｆ_１ ^ｗｐｔおよび第２搬送周波数ｆ_２ ^ｗｐｔの２つが含まれている。ここで、希望信号３０Ａの搬送波周波数ｆ_ｃ ^ｌｃと、ＬｏＲａ信号帯域Ｒの帯域幅Ｗと、ＷＰＴ信号の周波数間隔Δ_ｆｗｐｔ（正確には、「ｗｐｔ」は「ｆ」の右肩にある）との組み合わせによっては、ＬｏＲａ信号帯域内に含まれるＷＰＴ信号の搬送周波数の総数Ｉ’は別の値を取ってもよいし、ＬｏＲａ信号帯域Ｒの外にＷＰＴ信号の搬送周波数が存在してもよい。図２０の例では、第０搬送周波数ｆ_０ ^ｗｐｔおよび第３搬送周波数ｆ_３ ^ｗｐｔがＬｏＲａ信号帯域Ｒの外に存在している。

【0163】

ＷＰＴ信号のチャネルが静的であり、チャネル係数ｈ_ｕ，ｉと、チャネル重みｘ_ｕ，ｉ ^ｗｐｔとがそれぞれ一定である場合について説明する。この場合、マルチパスフェージングの影響を受けた第ｉ搬送周波数の干渉信号は、受信装置４Ａにおいて一定となる。すなわち、上記の「数４１」式のうち、右辺の第３項を、下記の「数４３」式のように表すとき、「数４３」式の右辺の内側の総和を、下記の「数４４」式のように表すことができる。その結果、下記の「数４５」式が得られる。

【0164】

【数43】

【0165】

【数44】

ここで、「Ｐ_ｉ ^ｉｎｔ」は、第ｉ搬送周波数成分の干渉電力を表す。「φ_ｉ ^ｉｎｔ」は、第ｉ搬送周波数成分の初期位相を表す。

【0166】

【数45】

【0167】

上記の「数４１」式の受信信号を、シンボル番号ｍ＝０の基本ダウンチャープで逆拡散すると、第ｌチップの出力は、以下の「数４６」式のように得られる。

【0168】

【数46】

ここで、「ｒ［ｌ］」は、受信信号を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。「Ｐ_ｉ ^ｉｎｔ」は、第ｉ搬送周波数成分の干渉電力を表す。「φ_ｉ ^ｉｎｔ」は、第ｉ搬送周波数成分の初期位相を表す。「ε_ｉ」は、ＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。

【0169】

上記の「数４６」式のうち、干渉信号成分は、以下の「数４７」式のように表される。

【0170】

【数47】

ここで、「ｅｘｐ（ｊ２πε_ｉ ^ｌ）ψ_０ ^＊［ｌ］」は、干渉信号２００Ａのうち、第ｉ搬送周波数成分の、ベースバンド表現による離散時間表現を表す。「ε_ｉ」は、ＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。

【0171】

上記の「数４６」式で表した、干渉信号成分を含む受信信号の逆拡散後の出力チップ系列に、ＤＦＴ処理を行うと、以下の「数４８」式のように表される第ｎ周波数成分が得られる。

【0172】

【数48】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ψ_ｍ ^ｌｃ［ｌ］」は、第ｍシンボルの第ｌチップを表す。「ｗ_ｍ’」は、分散σ_ｗ ^２を持つＡＷＧＮを表す。

【0173】

上記の「数４８」のうちの干渉信号成分は、上記の「数４７」式を代入すると、以下の「数４９」式のように表される。

【0174】

【数49】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ^ｗｐｔ）」は、干渉信号成分の第ｎ周波数成分を表す。「ｌ」は、チップ長Ｔ_ｃで正規化した離散時間を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｐ_ｉ ^ｉｎｔ」は、干渉信号２００Ａのうちの第ｉ搬送周波数成分の電力を表す。「φ_ｉ ^ｉｎｔ」は、第ｉ搬送周波数成分の初期位相を表す。「ε_ｉ」は、ＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「ψ_０ ^＊［ｌ］」は、基本ダウンチャープを表す。「ｚ（ε_ｉ，ｎ）」は、第ｉ搬送周波数成分の正規化周波数オフセット量ε_ｉと、周波数の番号ｎとの関数であり、上記の「数２３」式と同様に定義される。

【0175】

上記の「数４８」式は、上記の「数９」式、「数１０」式および「数４９」式を用いて、以下の「数５０」式のように表される。

【0176】

【数50】

ここで、「Ｆ_ｎ（ψ_ｍ）」は、第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｅ_ｓ」は、シンボルあたりのエネルギーを表す。「Ｔ_ｃ」は、チップ長を表す。「ｗ_ｎ」は、雑音の第ｎ周波数成分の強度を表す。「Ｐ_ｉ ^ｉｎｔ」は、干渉信号２００Ａのうちの第ｉ搬送周波数成分の電力を表す。「φ_ｉ ^ｉｎｔ」は、第ｉ搬送周波数成分の初期位相を表す。「ε_ｉ」は、ＷＰＴ送信信号に含まれる第ｉ搬送周波数成分の、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「ｚ（ε_ｉ，ｎ）」は、第ｉ搬送周波数成分の正規化周波数オフセット量ε_ｉと、周波数の番号ｎとの関数であり、上記の「数２３」式と同様に定義される。

【0177】

（正規化周波数オフセットの推定）
上述した第１の実施の形態では、図３に示したステップＳ３において、図２に示した推定部４２２が、１つの電磁波である干渉信号２００の初期位相と干渉電力とを推定する。本実施の形態では、図３に示したステップＳ３において、図２に示した推定部４２２が、複数の電磁波を含む干渉信号２００Ａの初期位相と干渉電力とを推定する。

【0178】

ここで、推定部４２２は、まず、上述の第１の実施の形態で図１１Ａ～図１３を参照して説明した手法と同様に、離散フーリエ変換における第ｎ周波数に対応するＤＦＴ出力強度を部分空間に射影し、その総和ベクトルのノルムが最大となるシンボル番号の正規化周波数オフセット量ε’を正規化周波数オフセットの推定値ε＾（正確には、ハット記号「＾」は「ε」の上にある）として判定する。この処理は、以下の「数５１」式を用いて行ってもよい。

【0179】

【数51】

ここで、「ε＾」（正確には、ハット記号「＾」は「ε」の上にある）は、正規化周波数オフセットの推定値を表す。「ε’」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「Ｕ」（正確には筆記体の「Ｕ」であって、アンテナＡ１の総数を表す「Ｕ」とは異なる）は、正規化した周波数オフセット量の集合であって、以下の「数５２」式のように定義されてもよい。「ｋ_ｐｒ」は、検出時のプリアンブルインデックスを表す。「Ｎ_ｐｒ」は、希望信号３０Ａに含まれるプリアンブルの長さを表す。「ＳＦ」は、拡散率を表す。「Ｆ_ｎ，ｐ（ψ_ｍ）」は、第ｐプリアンブルシンボルにおける第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「θ（ε’，ｎ）」は、関数ｚ（ε’，ｎ）の偏角を表す。「ξ^ｐｒ（ε’，ｐ）」は、第ｐプリアンブルシンボルにおける位相オフセットであり、以下の「数５３」式のように求められる。

【0180】

【数52】

ここで、「Δ_ε」は、探索ステップサイズを表す。

【0181】

【数53】

ここで、「ε’」は、帯域幅で正規化した周波数オフセット量を表す。「Ｔ_ｓ」は、シンボル長を表す。

【0182】

図２１は、上記の「数５１」式を用いた正規化周波数オフセットのコンピュータシミュレーションの結果を表すグラフの一例である。図２１のグラフにおいて、横軸は正規化周波数オフセットを表し、縦軸は相関を表す。グラフＧ８０の例では、正規化周波数オフセットが約－０．０７のときに明白なピークが検出されているので、正規化周波数オフセットの推定値は約－０．０７と求められる。

【0183】

図２２は、上記の「数５１」式を用いて正規化周波数オフセットのコンピュータシミュレーションにおける推定誤差を表すグラフの一例である。図２２のグラフにおいて、横軸は正規化周波数オフセット推定誤差を表し、縦軸は強度を表す。グラフＧ８１、Ｇ８２、Ｇ８３に共通して、拡散率ＳＦ＝９、ＳＮＲ＝－１０．０ｄＢ、ＳＩＲ＝－１０．０ｄＢである。探索ステップサイズΔεは、グラフＧ８１において０．１、グラフＧ８２において０．０１、グラフＧ８３において０．００１である。図２２の例から読み取れるように、探索ステップサイズΔεを小さくすることで、推定精度を向上させることができる。

【0184】

図２３は、上記の「数５１」式を用いた正規化周波数オフセット推定を考慮した場合のシンボルエラーレート特性を表すグラフの一例である。図２３のグラフにおいて、横軸は信号対雑音比の平均値をｄＢで表し、縦軸はシンボルエラーレートを表す。図２３に含まれる合計１６本のグラフのうち、グラフＧ９１１、Ｇ９１２、Ｇ９２１、Ｇ９２２、Ｇ９３１、Ｇ９３２、Ｇ９４１、Ｇ９４２は、正規化周波数オフセットが既知である場合を表し、残るグラフＧ９１３、Ｇ９１４、Ｇ９２３、Ｇ９２４、Ｇ９３３、Ｇ９３４、Ｇ９４３、Ｇ９４４は、本実施の形態による手法で正規化周波数オフセットを推定した場合を表す。グラフＧ９１１、Ｇ９１３、Ｇ９２１、Ｇ９２３、Ｇ９３１、Ｇ９３３、Ｇ９４１、Ｇ９４３は、信号対雑音比の平均値γ_ＳＩＲ＝－５ｄＢの場合を表し、残るグラフＧ９１２、Ｇ９１４、Ｇ９２２、Ｇ９２４、Ｇ９３２、Ｇ９３４、Ｇ９４２、Ｇ９４４は、信号対雑音比の平均値γ_ＳＩＲ＝－１５ｄＢの場合を表す。拡散率ＳＦは、グラフＧ９１１、Ｇ９１２、Ｇ９１３、Ｇ９１４においては１０であり、グラフＧ９２１、Ｇ９２２、Ｇ９２３、Ｇ９２４においては９であり、グラフＧ９３１、Ｇ９３２、Ｇ９３３、Ｇ９３４においては８であり、グラフＧ９４１、Ｇ９４２、Ｇ９４３、Ｇ９４４においては７である。図２３の例から読み取れるように、本実施の形態による手法で推定した正規化周波数オフセットを用いても、正規化周波数オフセットが既知である場合と同等の性能が達成される。

【0185】

（干渉成分の除去）
図３に示したステップＳ３において、推定部４２２は、希望信号３０Ａのペイロードに含まれる第ｑペイロードシンボルの第ｎ周波数成分に対して、正規化周波数オフセット量の推定値ε＾（正確には、ハット記号「＾」は「ε」の上にある）と、初期位相の推定値φ＾_ｉｎｔ（正確には、ハット記号「＾」は「φ」の上にある）と、干渉電力の推定値Ｐ＾_ｉｎｔ（正確には、ハット記号「＾」は「Ｐ」の上にある）とを用いて、干渉成分の除去を行う。

【0186】

より詳細には、図２０の例に示したように、ＬｏＲａ信号帯域Ｒ内に含まれる複数のＷＰＴ信号の搬送周波数の総数Ｉ’が１より大きい場合、すなわち、ＬｏＲａ信号帯域Ｒ内に複数のＷＰＴ干渉波が含まれる場合には、上述した第１の実施の形態による干渉成分の除去過程を、それぞれのＷＰＴ干渉波について逐次的に実行する。第１の過程として、上記の「数５１」式を用いて第ｉ搬送周波数成分に対応する正規化周波数オフセット量の推定値ε＾_ｉ（正確には、ハット記号「＾」は「ε」の上にある）を求める。第２の過程として、第ｉ搬送周波数成分に対応する正規化周波数オフセット量の推定値ε＾_ｉに基づいて、第ｉ搬送周波数成分に対応する初期位相の推定値φ＾_ｉ ^ｉｎｔ（正確には、ハット記号「＾」は「φ」の上にある）と、第ｉ搬送周波数成分に対応する干渉電力の推定値Ｐ＾_ｉ ^ｉｎｔ（正確には、ハット記号「＾」は「Ｐ」の上にある）とを推定する。この推定は、上記の「数２８」式～「数３１」式を用いて説明した手法と同様に行ってもよい。第３の過程として、これらの推定値ε＾_ｉ、φ＾_ｉ ^ｉｎｔ、Ｐ＾_ｉ ^ｉｎｔに基づいて、干渉成分の除去を行う。この除去は、以下の「数５４」式を用いて行われてもよい。これら第１～第３の過程を、第０搬送周波数成分～第（Ｉ’－１）搬送周波数成分のそれぞれについて実行する。

【0187】

【数54】

ここで、「Ｆ^（ｉ） _ｎ，ｑ（ψｍ）」は、干渉成分のうちの第０周波数成分から第ｉ周波数成分までを除去した後の、第ｑペイロードシンボルの第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「Ｆ^{（ｉ－１）} _ｎ，ｑ（ψｍ）」は、干渉成分のうちの第０周波数成分から第ｉ－１周波数成分までを除去した後の、第ｑペイロードシンボルの第ｍシンボルの第ｎ周波数成分を表す。「ξ^ｐｌ（ε＾_ｉ，ｑ）」は、正規化周波数オフセット量の第ｉ周波数成分の推定値ε＾_ｉに基づく、第ｑプリアンブルシンボルにおける位相オフセットであり、以下の「数５５」式のように求められる（正確には、ハット記号「＾」は「ε」の上にある）。

【0188】

【数55】

ここで、「Ｎ_ｐｒ」は、希望信号３０Ａに含まれるプリアンブルの長さを表す。「Ｎ_ＦＳ」は、周波数同期シンボル長を表す。「Ｎ_ＳＦＤ」は、フレームスタート検出シンボル長を表す。

【0189】

図２４は、上記の「数５４」式を用いて複数の正弦波干渉成分を除去する処理のコンピュータシミレーションの結果を表すグラフの一例である。図２４のグラフにおいて、横軸は信号対雑音比の平均値を表し、縦軸はシンボルエラーレートを表す。グラフＧ１００１は、干渉成分が存在しない場合の理想的なシンボルエラーレート特性を表し、グラフＧ１０１１、Ｇ１０１２は、本実施の形態による干渉成分の除去を行わない場合のシンボルエラーレート特性を表し、グラフＧ１０２１、Ｇ１０２２は、本実施の形態による干渉成分の除去を行う場合のシンボルエラーレート特性を表す。グラフＧ１０１１、Ｇ１０２１に共通して、ＬｏＲａ信号帯域Ｒ内に複数のＷＰＴ信号の搬送周波数の総数Ｉ’は２であり、グラフＧ１０１２、Ｇ１０２２に共通して、総数Ｉ’は４である。図２４の例から読み取れるように、信号対雑音比の平均値が高くなるほど、グラフＧ１０１１、Ｇ１０１２はグラフＧ１００１から離れるが、グラフＧ１０２１、Ｇ１０２２はグラフＧ１００１にほぼ一致している。このように、本実施の形態によれば、ＬｏＲａ信号帯域Ｒ内に複数のＷＰＴ信号の搬送周波数の総数Ｉ’が１より大きい場合でも、干渉成分の推定および除去を逐次的に行うことによって、干渉が存在しない場合と同等の性能が得られる。

【0190】

以上に説明したように、本実施の形態によれば、ＷＰＴ信号のうち、ＬｏＲａ信号帯域Ｒ内に複数の搬送周波数が含まれる場合でも、第１の実施の形態を応用して、複数の搬送周波数のそれぞれについて干渉信号の各種パラメータを推定し、干渉成分を逐次的に除去することによって、干渉信号が存在しない場合と同等のシンボルエラーレート特性が得られる。

【0191】

以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0192】

１ 通信システム
１Ａ 通信システム
２ 無線給電装置
２Ａ 無線給電装置
２０ 無線給電
２０Ａ 無線給電
２１Ａ 無線受電装置
２００ 干渉信号
２００Ａ 干渉信号
３ エンドノード（送信装置）
３Ａ 送信装置
３０ 希望信号
３０Ａ 希望信号
４ ゲートウェイ（受信装置）
４０１ 第１入力部
４０２ 周波数時間同期部
４０３ 第２入力部
４０４ 逆拡散部
４０５ 離散フーリエ変換部
４０６ 最大要素抽出部
４０７ 出力部
４Ａ 受信装置
４１ バス
４２ 演算装置
４２１ 受信部
４２２ 推定部
４２３ 検出部
４３ 記憶装置
４３０ 記録媒体
４３１ 受信プログラム記憶部
４４ 通信装置
４５ 入出力装置
５１１、５１２、５１３、５１４ グラフ
５２１、５２２、５２３、５２４ グラフ
７ フレーム
７１ プリアンブル
７２ ＰＨＤＲ
７３ ＰＨＤＲ＿ＣＲＣ
７４ ペイロード
７５ ＣＲＣ
８１、８２、８３ 希望信号成分
８４、８５、８６ 雑音成分
９０ 合成干渉信号
９１、９２、９３、９４、９５、９６ 干渉信号成分
９０１、９１１、９２１、９３１、９４１、９５１、９６１ 偏角（位相）
Ａ１、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１Ｕ アンテナ
Ａ２ アンテナ
ＡＴ アンテナ
ＡＲ アンテナ
ΔＦ 周波数差
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５ 周波数
Ｆ_ｃ ^ｌｃ 搬送波周波数
Ｆ_ｃ ^ｗｐｔ 搬送波周波数
Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４、Ｇ１５、Ｇ１６ グラフ
Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４、Ｇ２５、Ｇ２６、Ｇ２７、Ｇ２８、Ｇ２９ グラフ
Ｇ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｇ３４、Ｇ３５、Ｇ３６、Ｇ３７、Ｇ３８、Ｇ３９ グラフ
Ｇ４１、Ｇ４２、Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４５、Ｇ４６、Ｇ４７、Ｇ４８、Ｇ４９ グラフ
Ｇ５１、Ｇ５２、Ｇ５３、Ｇ５４、Ｇ５５、Ｇ５６、Ｇ５７、Ｇ５８、Ｇ５９ グラフ
Ｇ６１、Ｇ６２、Ｇ６３、Ｇ６４ グラフ
Ｇ７１、Ｇ７２ グラフ
Ｇ８０、Ｇ８１、Ｇ８２、Ｇ８３ グラフ
Ｇ９１１、Ｇ９１２、Ｇ９１３、Ｇ９１４ グラフ
Ｇ９２１、Ｇ９２２、Ｇ９２３、Ｇ９２４ グラフ
Ｇ９３１、Ｇ９３２、Ｇ９３３、Ｇ９３４ グラフ
Ｇ９４１、Ｇ９４２、Ｇ９４３、Ｇ９４４ グラフ
Ｇ１００１、Ｇ１０１１、Ｇ１０１２、Ｇ１０２１、Ｇ１０２２ グラフ
Ｒ 帯域範囲
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５ 時刻
Ｔ_ｃ チップ長
Ｔ_ｓ シンボル長
Ｗ 帯域幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】