(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】P2023172424
(43)【公開日】2023-12-06
(54)【発明の名称】通信システム、通信方法
(51)【国際特許分類】
H04B 7/08 20060101AFI20231129BHJP
H04B 1/38 20150101ALI20231129BHJP
【ＦＩ】
H04B7/08 372Z
H04B1/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022084210
(22)【出願日】2022-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100134544
【弁理士】
【氏名又は名称】森 隆一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 治
【テーマコード（参考）】
5K011
【Ｆターム（参考）】
5K011KA05
(57)【要約】
【課題】狭角での同一チャネル通信を可能にする通信システムを提供する。
【解決手段】通信システムは、ハブ局と複数の端末局とが同一チャネルを使用して同一時間に通信を行う通信システムであって、ハブ局は、既知信号を含む送信信号を生成する手段と、干渉波を相殺する相殺信号を生成する手段と、送信信号と相殺信号を合成する手段と、合成信号を送信する手段と、既知信号に関する誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、を有し、前記端末局は、記誤差信号を算出する手段、誤差信号を送信する手段、を有し、前記相殺信号を生成する手段は、他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって相殺信号を生成する。
【選択図】図１
【解決手段】通信システムは、ハブ局と複数の端末局とが同一チャネルを使用して同一時間に通信を行う通信システムであって、ハブ局は、既知信号を含む送信信号を生成する手段と、干渉波を相殺する相殺信号を生成する手段と、送信信号と相殺信号を合成する手段と、合成信号を送信する手段と、既知信号に関する誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、を有し、前記端末局は、記誤差信号を算出する手段、誤差信号を送信する手段、を有し、前記相殺信号を生成する手段は、他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって相殺信号を生成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハブ局と複数の端末局とを有し、前記ハブ局と前記複数の端末局とが同一チャネルを使用して同一時間に通信を行う通信システムであって、
前記ハブ局は、
前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号を生成する手段と、
前記送信信号に関して、他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する手段と、
前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成する手段と、
前記合成信号を送信する手段と、
前記１つの前記端末局が受信した前記合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、前記他の前記端末局へ送信する信号に基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、
を有し、
前記端末局は、
前記誤差信号を算出する手段と、
前記誤差信号を送信する手段と、
を有し、
前記相殺信号を生成する手段は、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、前記相殺信号を生成する、
通信システム。
前記ハブ局は、
前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号を生成する手段と、
前記送信信号に関して、他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する手段と、
前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成する手段と、
前記合成信号を送信する手段と、
前記１つの前記端末局が受信した前記合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、前記他の前記端末局へ送信する信号に基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、
を有し、
前記端末局は、
前記誤差信号を算出する手段と、
前記誤差信号を送信する手段と、
を有し、
前記相殺信号を生成する手段は、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、前記相殺信号を生成する、
通信システム。
【請求項2】
前記適応フィルタを算出する手段は、Ｌをブロック長、μをステップサイズ、ｄをブロックＬＭＳ(Least Mean Square)の入力信号、ｅを誤差信号、ｋおよびｌを時間、ｎは前記合成信号の送信先の前記端末局の番号、n’を前記干渉に係る前記他の前記端末局の番号としたときに、以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
請求項１に記載の通信システム。
【数1】
【請求項3】
前記適応フィルタを算出する手段は、Ｌをブロック長、μをステップサイズ、ｄをブロックＬＭＳ(Least Mean Square)の入力信号、ｅを誤差信号、ｋおよびｌを時間、ｎは前記合成信号の送信先の前記端末局の番号、n’を前記他の前記端末局の番号、csgn（e）＝ｓｇｎ（Re（ｅ））＋ｊ・ｓｇｎ（Ｉｍ（ｅ））としたときに、以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
請求項１に記載の通信システム。
以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
【数2】
【請求項4】
前記ブロックＬＭＳの入力信号には、前記干渉に係る前記他の前記端末局へ送信する前記既知信号およびデータが含まれる、
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
【請求項5】
前記ブロックＬＭＳの入力信号には、前記既知信号のみが含まれる、
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
【請求項6】
初期引込時に前記ＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する場合、送信信号を生成する手段は、既知信号だけを繰り返した信号を生成するか、又は、前記１つの前記端末局へ送信するデータを、初期引込後よりも削減した信号を生成する、
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
【請求項7】
初期引込時に前記ＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する場合、前記適応フィルタを算出する手段は、前記ブロック長Ｌおよび／または前記ステップサイズμに、初期引込後よりも大きな値を設定する、
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
請求項２または請求項３に記載の通信システム。
【請求項8】
ハブ局と複数の端末局とが同一チャネルを使用して同一時間に通信を行う通信方法であって、
前記端末局は、
前記ハブ局から信号を受信し、
受信した前記信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出し、
前記誤差信号を前記ハブ局へ送信し、
前記ハブ局は、
前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、前記誤差信号と、他の前記端末局へ送信する信号に基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出し、
前記所定の既知信号を含む送信信号を生成し、
前記送信信号に関して、前記他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって生成し、
前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成し、
前記合成信号を前記１つの前記端末局へ送信する、
通信方法。
前記端末局は、
前記ハブ局から信号を受信し、
受信した前記信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出し、
前記誤差信号を前記ハブ局へ送信し、
前記ハブ局は、
前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、前記誤差信号と、他の前記端末局へ送信する信号に基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出し、
前記所定の既知信号を含む送信信号を生成し、
前記送信信号に関して、前記他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって生成し、
前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成し、
前記合成信号を前記１つの前記端末局へ送信する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システム、通信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波・ミリ波帯のPoint-To-Point無線通信システムにおいて、１つのハブ局と複数の端末局の間を通信する場合、同一周波数チャネルの干渉を避けるため、複数の周波数チャネルを用意する、もしくは、端末局間の角度を大きくする必要があり、周波数利用効率が悪くなる。
【0003】
干渉の種別は、端末局からハブ局への方向とハブ局から端末局への方向の２種類がある。ハブ局での干渉は、ハブ局の複数の受信アンテナで複数の信号で分離(干渉除去)するので、XPIC(交差偏波干渉除去器)のような既存の干渉除去技術で対応することができる。
【0004】
端末局での干渉を除去する方法には、端末局での受信補償とハブ局での送信補償の２通りがある。前者の受信補償は、１つの受信アンテナで複数の信号を分離(干渉除去)する必要があるので、アルゴリズムが複雑となり、大きな回路が必要とされる。後者の送信補償は、ハブ局の送信機にて、端末局での受信時に干渉波を相殺する補償値を送信信号に合成した合成信号を送信する。
【0005】
関連する技術として、特許文献１には、同一信号を複数アンテナから送信する空間ダイバーシティ通信系において、送信側にて２つに分岐され、その一方に複素係数Ｃが乗じられて送信された信号を受信側で受信し、受信した２波の受信信号のダイバーシティ合成を行い、該合成出力を復調して、該復調信号の判定を行い、復調信号に干渉波が含まれるとき前記判定の前後に発生する誤差を誤差信号εとして、誤差信号εの二乗平均が最小となるように送信側で複素係数Ｃを乗じるよう制御する干渉除去方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平１０－１７３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
１つのハブ局から複数の端末局と通信を行う場合に、ハブ局の送信機で送信補償を行うことによって、端末局間の同一周波数チャネル干渉を除去する方法が求められている。
【0008】
そこでこの発明は、上述の課題を解決する通信システム、通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様によれば、通信システムは、ハブ局と複数の端末局とを有し、前記ハブ局と前記複数の端末局が同一チャネルを使用して同一時間に通信を行う通信システムであって、前記ハブ局は、前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号を生成する手段と、前記送信信号に関して、他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する手段と、前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成する手段と、前記合成信号を送信する手段と、前記１つの前記端末局が受信した前記合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、前記他の前記端末局へ送信する信号に基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、を有し、前記端末局は、前記誤差信号を算出する手段、前記誤差信号を送信する手段、を有し、前記相殺信号を生成する手段は、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、前記相殺信号を生成する。
【0010】
本発明の一態様によれば、通信方法は、ハブ局と複数の端末局が同一チャネルを使用して同一時間に通信を行う通信方法であって、前記端末局は、前記ハブ局から信号を受信し、受信した前記信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出し、前記誤差信号を前記ハブ局へ送信し、前記ハブ局は、前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、前記誤差信号と、他の前記端末局へ送信する信号に基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出し、前記所定の既知信号を含む送信信号を生成し、前記送信信号に関して、前記他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって生成し、前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成し、前記合成信号を前記１つの前記端末局へ送信する通信方法である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、端末局間の同一周波数チャネルにおける干渉を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態に係る干渉除去機能を備える通信システムの一例を示す図である。
【図2】実施形態に係る通信システムにおける送受信機の一例を示す第１の図である。
【図3A】実施形態に係るハブ局から端末局へ送信されるフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図3B】実施形態に係る端末局からハブ局へ送信されるフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図4A】実施形態のブロックLMS入力信号に係るハブ局から端末局へ送信されるフレームフォーマットの一例を示す第１の図である。
【図4B】実施形態のブロックLMS入力信号に係るハブ局から端末局へ送信されるフレームフォーマットの一例を示す第２の図である。
【図4C】実施形態に係る送信補償係数の更新に係る構成の一例を示す第１の図である。
【図4D】実施形態に係る送信補償係数の更新に係る構成の一例を示す第２の図である。
【図4E】実施形態に係る送信補償係数の更新に係る構成の一例を示す第３の図である。
【図5】実施形態に係る初期引込前後のフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図6】実施形態に係る通信システムにおける送受信機の一例を示す第２の図である。
【図7】実施形態に係る通信システムにおける送受信機の一例を示す第３の図である。
【図8】実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図9】干渉除去の機能を備えない通信システムの一例を示す概略図である。
【図10】最小構成を有する通信システムの一例を示す図である。
【図11】最小構成を有する通信システムの動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係る通信システムについて図面を参照して説明する。以下の説明に用いる図面において本発明に関係ない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合がある。
以下、本発明の一実施形態に係る通信システムについて図面を参照して説明する。以下の説明に用いる図面において本発明に関係ない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合がある。
【0014】
（概要）
最初に、干渉除去の機能を有さないハブ局１００´と端末局２００´および端末局３００´の挟角通信について図９を参照して説明する。ハブ局１００´は、同一周波数チャネルを使って、端末局２００´へ送信信号ｓ１´を送信し、端末局３００´へ送信信号ｓ２´を送信する。端末局２００´では、送信信号ｓ１´に端末局３００´へ送信された信号による干渉波信号ｓ３´が合成された受信信号ｓ５´が受信される。端末局３００´では、送信信号ｓ２´に端末局２００´へ送信された信号による干渉波信号ｓ４´が合成された受信信号ｓ６´が受信される。このように同一周波数チャネルで、狭角通信を行うと、端末局２００´、３００´の受信品質が悪化する。受信品質が悪い場合、変調方式の多値数、すなわち、伝送容量を上げることができない。
最初に、干渉除去の機能を有さないハブ局１００´と端末局２００´および端末局３００´の挟角通信について図９を参照して説明する。ハブ局１００´は、同一周波数チャネルを使って、端末局２００´へ送信信号ｓ１´を送信し、端末局３００´へ送信信号ｓ２´を送信する。端末局２００´では、送信信号ｓ１´に端末局３００´へ送信された信号による干渉波信号ｓ３´が合成された受信信号ｓ５´が受信される。端末局３００´では、送信信号ｓ２´に端末局２００´へ送信された信号による干渉波信号ｓ４´が合成された受信信号ｓ６´が受信される。このように同一周波数チャネルで、狭角通信を行うと、端末局２００´、３００´の受信品質が悪化する。受信品質が悪い場合、変調方式の多値数、すなわち、伝送容量を上げることができない。
【0015】
これに対し、ハブ局１００の送信機１０１に干渉除去の機能を備えた通信システム１の一例を図１に示す。通信システム１では、ハブ局１００の送信機１０１内に送信補償器１０３－１、１０３－２が設けられている。送信機１０１での送信補償は、端末局２００、３００での受信時に相殺する補償値を送信信号に予め合成することによって行う。送信機１０１は、変調器１０２－１、１０２－２と、送信補償器１０３－１、１０３－２と、合成器１０４－１、１０４－２とを有する。変調器１０２－１は、端末局２００へ送信する信号ｄ１を変調して変調信号ｄ１を生成し、変調器１０２－２は、端末局３００へ送信する信号ｄ２を変調して変調信号ｄ２を生成する。送信補償器１０３－１は、端末局３００へ送信される信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号ｉ１２を生成する。送信補償器１０３－２は、端末局２００へ送信される信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号ｉ２１を生成する。合成器１０４－１は、変調信号ｄ１に相殺信号ｉ１２を合成し送信信号ｓ１を生成し、合成器１０４－２は、変調信号ｄ２に相殺信号ｉ２１を合成し送信信号ｓ２を生成する。送信機１０１は、同一周波数チャネルを使って、端末局２００へ送信信号ｓ１を送信し、端末局３００へ送信信号ｓ２を送信する。端末局２００の受信信号ｓ５には、端末局３００への送信信号ｓ２による干渉波信号ｓ３が合成されるが、送信信号ｓ１に含まれる相殺信号ｉ２１によって相殺され、端末局２００では変調信号ｄ１に近い信号が受信される。端末局３００の受信信号ｓ６には、端末局２００への送信信号ｓ１による干渉波信号ｓ４が合成されるが、送信信号ｓ２に含まれる相殺信号ｉ１２によって相殺され、端末局３００では変調信号ｄ２に近い信号が受信される。このようにハブ局１００にて、送信補償を行うことによって、端末局２００、３００における受信時の干渉を除去する。受信信号の干渉量が減るため、変調方式の多値数、すなわち、伝送容量を上げることができる。以下、送信補償の方法について、より詳細に説明する。
【0016】
（システム構成）
図２は、実施形態に係る通信システムにおける送受信機の一例を示すブロック図である。図２に示すように、通信システム１は、ハブ局１００と、端末局２００、３００とを有する。これらの装置は、例えば、FDD(Frequency Division Duplex)やTDD(Time Division Duplex)を用いた双方向通信装置である。また、図２には、端末局が２局の場合の構成を示すが、端末局を３局以上有する構成とすることができる（図７）。ハブ局１００は、送信機１０１と、受信機１０５－１、１０５－２を有する。
図２は、実施形態に係る通信システムにおける送受信機の一例を示すブロック図である。図２に示すように、通信システム１は、ハブ局１００と、端末局２００、３００とを有する。これらの装置は、例えば、FDD(Frequency Division Duplex)やTDD(Time Division Duplex)を用いた双方向通信装置である。また、図２には、端末局が２局の場合の構成を示すが、端末局を３局以上有する構成とすることができる（図７）。ハブ局１００は、送信機１０１と、受信機１０５－１、１０５－２を有する。
【0017】
（ハブ局の送信機）
送信機１０１は、変調器１０２－１、１０２－２と、送信補償器１０３－１、１０３－２と、合成器１０４－１、１０４－２、メモリ１０６－１、１０６－２と、を有する。
送信機１０１は、変調器１０２－１、１０２－２と、送信補償器１０３－１、１０３－２と、合成器１０４－１、１０４－２、メモリ１０６－１、１０６－２と、を有する。
【0018】
変調器１０２－１は、マッピング部１０２１－１と、送信ＲＯＦ（Roll Off Filter）部１０２２－１と、を有する。変調器１０２－１は、端末局２００へ送信する信号ｄ１について、マッピング部１０２１－１を使用してマッピングと、送信ＲＯＦ部１０２２－１を使用して送信ロールオフフィルタ等の変調処理を行い、変調信号ｄ１を出力する。変調器１０２－２は、マッピング部１０２１－２と、送信ＲＯＦ部１０２２－２と、を有する。変調器１０２－２は、端末局３００へ送信する信号ｄ２について、マッピング部１０２１－２を使用してマッピングと、送信ＲＯＦ部１０２２－２を使用して送信ロールオフフィルタ等の変調処理を行い、変調信号ｄ２を出力する。変調信号ｄ１、ｄ２のレイアウトの一例を図３Ａに示す。図示するように変調信号ｄ１、ｄ２の先頭には、所定の既知信号が含まれている。変調信号ｄ１、ｄ２は、請求項における「送信信号」の一例である。
【0019】
送信補償器１０３－１は、タップ更新部１０３１－１と、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ部１０３２－１とを有している。タップ更新部１０３１－１は、適応フィルタのブロックＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗを以下の式（１）によって更新する。ＦＩＲフィルタタップ係数を送信補償係数とも称する。
【0020】
【数1】
【0021】
ここで、ｗは送信補償係数（ＦＩＲフィルタタップ係数）、Ｍはタップ長、Ｌはブロック(既知信号)長［symbol］、μはステップサイズ、ｄはＬ＋Ｍ－１分のブロックＬＭＳの入力信号（送信補償係数ｗ１の場合はＬ＋Ｍ－１個分の変調信号ｄ２、送信補償係数ｗ２の場合はＬ＋Ｍ－１個分の変調信号ｄ１）、ｅはＬ分の誤差信号、ｅ*はｅの複素共役、ｋやｌは時間、ｎは自端末局(希望波)信号の端末局番号（送信補償係数ｗ１の場合は端末局２００）、n’は干渉波信号の端末局番号（送信補償係数ｗ１の場合は端末局３００）である。誤差信号ｅは、所定の既知信号と端末局側で受信したフレームに含まれる既知信号との差の情報である。タップ更新部１０３１－１は、公知のブロックＬＭＳアルゴリズムによって、誤差信号ｅを最小化するＦＩＲフィルタタップ係数を算出する。
【0022】
なお、式（１）の右辺のシグマの項については、以下の式（２）に示すように、Ｌ＋Ｍ－１分の信号が必要となる。
【0023】
【数2】
【0024】
また、上記の式（１）を簡略化した式として、タップ更新部１０３１－１は、以下の式（３）によって、送信補償係数を更新してもよい。
【0025】
【数3】
【0026】
上記の式（３）は、後述するように、端末局２００、３００が誤差信号ｅを簡略化して符号のみをハブ局１００へフィードバックするように構成されている場合に使用することができる。
【0027】
ここで、ブロックＬＭＳの入力信号（上記のｄｎ’）の取り扱い方法は、以下の２つのいずれかが可能である。
（Ａ１）１つ目は、ブロック長、既知信号同一型である。この方法では、例えば、送信補償係数ｗ１を更新する場合、変調信号ｄ２に含まれる既知信号（干渉となる端末局へ送信する変調信号に含まれる既知信号）と既知信号前後のランダムデータを、メモリ１０６－１などで保存し、端末局２００から既知信号の誤差信号がフィードバックしたタイミングで、タップ（送信補償係数ｗ１）を更新する。既知信号前後のランダムデータも、ブロックＬＭＳのタップ更新に利用するので、既知信号長が小さくなり、伝送効率が上がる。ブロック長、既知信号同一型の場合のフレームフォーマットの一例を図４Ａに示し、ブロックＬＭＳ入力信号を生成する構成の一例を図４Ｃに示す。
（Ａ１）１つ目は、ブロック長、既知信号同一型である。この方法では、例えば、送信補償係数ｗ１を更新する場合、変調信号ｄ２に含まれる既知信号（干渉となる端末局へ送信する変調信号に含まれる既知信号）と既知信号前後のランダムデータを、メモリ１０６－１などで保存し、端末局２００から既知信号の誤差信号がフィードバックしたタイミングで、タップ（送信補償係数ｗ１）を更新する。既知信号前後のランダムデータも、ブロックＬＭＳのタップ更新に利用するので、既知信号長が小さくなり、伝送効率が上がる。ブロック長、既知信号同一型の場合のフレームフォーマットの一例を図４Ａに示し、ブロックＬＭＳ入力信号を生成する構成の一例を図４Ｃに示す。
【0028】
（Ａ２）２つ目は、既知信号拡張型である。この方法では、変調信号ｄ１、ｄ２のフレームフォーマットに含まれる既知信号を、Ｌ(ブロック長)＋Ｍ(タップ数)－１＋ＲＯＦ（Roll Off Filter）などのフィルタ分とし（ブロックＬＭＳで計算するＬ(ブロック長)より大きくし）、ブロックＬＭＳ入力信号を全て既知信号とする。ブロックＬＭＳ入力信号を生成する構成は、既知信号の誤差信号がフィードバックしたタップ更新のタイミングで、既知信号生成と送信ロールオフフィルタなどの一連の変調処理を行う構成を追加してもよいし、メモリ１０６－１などで保存する構成としてもよい。既知信号拡張型の場合のフレームフォーマットの一例を図４Ｂに示す。既知信号を生成する場合の構成の一例を図４Ｅに示し、メモリ１０６－１などで保存する構成の一例を図４Ｄに示す。
【0029】
また、送信補償係数の初期引込時（最初に送信補償係数を算出するとき）のフレームフォーマットについて、初期引込時間を短縮するため、初期引込時に以下の３つの対応を行うことが可能である。
（Ｂ１）1つ目は、既知信号連続送信、もしくは、ランダムデータの削減である。例えば、送信補償係数ｗ１を最初に算出する場合（初期引込時）、変調信号ｄ１のフレームフォーマットを、既知信号のみの繰り返しとするか、もしくは、通常（初期引込後）のフレームフォーマットと比較してランダムデータを削減する。これにより、ブロックＬＭＳのタップ更新に必要な数のデータを速やかに収集することができ、初期引込時間を短縮することができる。既知信号のみの繰り返しの場合のフレームフォーマットを図５の「既知信号連続送信」の行に示し、ランダムデータ削減の場合のフレームフォーマットを図５の「ランダムデータの削減」の行に示す。
（Ｂ２）２つ目は、ブロック長Ｌおよび／またはステップサイズμの変更である。初期引込時においてこれらの設定を初期引込後よりも大きくすることで、初期引込時間を短縮する。
（Ｂ３）３つ目は、上記の（Ｂ１）と（Ｂ２）を同時に行うことである。
これらの対応により、速やかに送信補償係数ｗを設定することができる。
（Ｂ１）1つ目は、既知信号連続送信、もしくは、ランダムデータの削減である。例えば、送信補償係数ｗ１を最初に算出する場合（初期引込時）、変調信号ｄ１のフレームフォーマットを、既知信号のみの繰り返しとするか、もしくは、通常（初期引込後）のフレームフォーマットと比較してランダムデータを削減する。これにより、ブロックＬＭＳのタップ更新に必要な数のデータを速やかに収集することができ、初期引込時間を短縮することができる。既知信号のみの繰り返しの場合のフレームフォーマットを図５の「既知信号連続送信」の行に示し、ランダムデータ削減の場合のフレームフォーマットを図５の「ランダムデータの削減」の行に示す。
（Ｂ２）２つ目は、ブロック長Ｌおよび／またはステップサイズμの変更である。初期引込時においてこれらの設定を初期引込後よりも大きくすることで、初期引込時間を短縮する。
（Ｂ３）３つ目は、上記の（Ｂ１）と（Ｂ２）を同時に行うことである。
これらの対応により、速やかに送信補償係数ｗを設定することができる。
【0030】
ＦＩＲフィルタ部１０３２－１は、送信補償係数ｗ１と変調信号ｄ２に基づいて、相殺信号ｉ１２を推定する。ＦＩＲフィルタ部１０３２－１は、変調信号ｄ２に対して、送信補償係数ｗ１によるＦＩＲフィルタ処理を行って、相殺信号ｉ１２を生成する。
【0031】
送信補償器１０３－２は、タップ更新部１０３１－２と、ＦＩＲフィルタ部１０３２－２とを有している。タップ更新部１０３１－２は、上記の式（１）又は式（３）を用いてブロックＬＭＳアルゴリズムにおける送信補償係数Ｗ２を更新する。ＦＩＲフィルタ部１０３２－２は、送信補償係数ｗ２と変調信号ｄ１に基づいて、相殺信号ｉ２１を生成する。タップ更新部１０３１－２とＦＩＲフィルタ部１０３２－２の機能自体は、それぞれタップ更新部１０３１－１、ＦＩＲフィルタ部１０３２－１と同様である。
【0032】
合成器１０４－１は、変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成して送信信号ｓ１を生成する。合成器１０４－２は、変調信号ｄ２と相殺信号ｉ２１を合成して送信信号ｓ２を生成する。メモリ１０６－１、１０６－２は、種々の情報を記憶する。送信信号ｓ１、ｓ２は、請求項における「合成信号」の一例である。
【0033】
送信機１０１は、同一チャネルを用いて、同一時刻に、送信信号ｓ１を端末局２００へ送信し、送信信号ｓ２を端末局３００へ送信する。
【0034】
（ハブ局の受信機）
受信機１０５－１は、復調器１０５１－１を有しており、復調器１０５１－１を使って、受信ロールオフフィルタ、キャリア再生、クロック再生、誤差信号算出、等化などの復調処理を実行し、端末局２００から受信した信号に含まれる「誤差信号１」を抽出する。受信機１０５－１は、抽出した「誤差信号１」を、タップ更新部１０３１－１へ出力する。受信機１０５－２は、復調器１０５１－２を有しており、復調器１０５１－２を使って、受信ロールオフフィルタ、キャリア再生、クロック再生、誤差信号算出、等化などの復調処理を実行し、端末局３００から受信した信号に含まれる「誤差信号２」を抽出する。受信機１０５－２は、抽出した「誤差信号２」をタップ更新部１０３１－２へ出力する。
受信機１０５－１は、復調器１０５１－１を有しており、復調器１０５１－１を使って、受信ロールオフフィルタ、キャリア再生、クロック再生、誤差信号算出、等化などの復調処理を実行し、端末局２００から受信した信号に含まれる「誤差信号１」を抽出する。受信機１０５－１は、抽出した「誤差信号１」を、タップ更新部１０３１－１へ出力する。受信機１０５－２は、復調器１０５１－２を有しており、復調器１０５１－２を使って、受信ロールオフフィルタ、キャリア再生、クロック再生、誤差信号算出、等化などの復調処理を実行し、端末局３００から受信した信号に含まれる「誤差信号２」を抽出する。受信機１０５－２は、抽出した「誤差信号２」をタップ更新部１０３１－２へ出力する。
【0035】
（端末局の受信機）
端末局２００は、受信機２０１と、送信機２０３と、を有する。受信機２０１は、ハブ局１００から送信された送信信号ｓ１と干渉波信号ｓ３が合成された受信信号ｓ５を受信する。受信機２０１は、復調器２０２を有している。復調器２０２は、受信ロールオフフィルタを行うＲＯＦ部２０２１と、デマッピング部２０２２と、誤差信号算出部２０２３と、を有している。復調器２０２は、受信ロールオフフィルタ、キャリア再生、クロック再生、等化などの復調処理を行う。復調処理の過程で、誤差信号算出部２０２３は誤差信号（「誤差信号１」）を算出する。ここで「誤差信号１」をｅ１とすると、端末局２００で、既知信号区間の場合の誤差信号ｅ１とは、受信信号ｓ５に含まれる変調信号ｄ１と信号ｒ１´の差（ｅ１＝ｄ１－ｒ１´）である。ここで、信号ｒ１´とは、一連の復調処理が終わった信号（復調されたデマッピングの入力信号）である。誤差信号算出部２０２３は、「誤差信号１」を送信機２０３へ出力する。また、復調された信号は、デマッピング部２０２２によってデマッピングされる。
端末局２００は、受信機２０１と、送信機２０３と、を有する。受信機２０１は、ハブ局１００から送信された送信信号ｓ１と干渉波信号ｓ３が合成された受信信号ｓ５を受信する。受信機２０１は、復調器２０２を有している。復調器２０２は、受信ロールオフフィルタを行うＲＯＦ部２０２１と、デマッピング部２０２２と、誤差信号算出部２０２３と、を有している。復調器２０２は、受信ロールオフフィルタ、キャリア再生、クロック再生、等化などの復調処理を行う。復調処理の過程で、誤差信号算出部２０２３は誤差信号（「誤差信号１」）を算出する。ここで「誤差信号１」をｅ１とすると、端末局２００で、既知信号区間の場合の誤差信号ｅ１とは、受信信号ｓ５に含まれる変調信号ｄ１と信号ｒ１´の差（ｅ１＝ｄ１－ｒ１´）である。ここで、信号ｒ１´とは、一連の復調処理が終わった信号（復調されたデマッピングの入力信号）である。誤差信号算出部２０２３は、「誤差信号１」を送信機２０３へ出力する。また、復調された信号は、デマッピング部２０２２によってデマッピングされる。
【0036】
誤差信号算出部２０２３は、次式（４）によって、簡略化された誤差信号を算出してもよい。
【0037】
【数4】
【0038】
ここで、ｃｓｇｎは複素数のｓｇｎである。ｓｇｎ（０）＝＋１とすれば、ＭＳＢ（most significant bit）の１bitで出力可能である。誤差信号算出部２０２３は、式（４）によって、誤差信号の符号のみをフィードバックしてもよい。
【0039】
（端末局の送信機）
送信機２０３は、変調器２０３１を有している。変調器２０３１は、ハブ局１００へ送信する信号（例えば、誤差信号や端末局２００から送信するデータ）を変調する。送信機２０３は、変調後の信号をハブ局１００へ送信する。復調処理の引込後、送信機２０３は、端末局２００からハブ局１００へ送信する信号のフレームフォーマット内に、ハブ局１００から送信された既知信号に対する「誤差信号１」の情報を含めて、ハブ局１００へ送信（フィードバック）する。図３Ｂに、端末局２００が送信する信号のレイアウトの一例を示す。図示するように信号の先頭には、所定の既知信号が含まれ、その後方に誤差信号が含まれている。「誤差信号１」はハブ局１００にて、送信補償係数ｗ１の更新に用いられる。
送信機２０３は、変調器２０３１を有している。変調器２０３１は、ハブ局１００へ送信する信号（例えば、誤差信号や端末局２００から送信するデータ）を変調する。送信機２０３は、変調後の信号をハブ局１００へ送信する。復調処理の引込後、送信機２０３は、端末局２００からハブ局１００へ送信する信号のフレームフォーマット内に、ハブ局１００から送信された既知信号に対する「誤差信号１」の情報を含めて、ハブ局１００へ送信（フィードバック）する。図３Ｂに、端末局２００が送信する信号のレイアウトの一例を示す。図示するように信号の先頭には、所定の既知信号が含まれ、その後方に誤差信号が含まれている。「誤差信号１」はハブ局１００にて、送信補償係数ｗ１の更新に用いられる。
【0040】
端末局２００について説明したことは、端末局３００についても同様である。端末局３００は、受信機３０１と、送信機３０３と、を有する。受信機３０１は、ハブ局１００から送信された送信信号ｓ２と干渉波信号ｓ４が合成された受信信号ｓ６を受信する。詳細な図示は省略するが、受信機３０１は、復調器３０２等、端末局２００における受信機２０１と同様の構成を有している。詳細な図示は省略するが、復調器３０２は、誤差信号算出部３０２３等、端末局２００における復調器２０２と同様の構成を有している。受信機３０１は、復調器３０２を有している。復調器３０２は、誤差信号算出部３０２３等を有している。誤差信号算出部３０２３は、既知信号区間の場合であれば、受信信号ｓ６に含まれる変調信号ｄ２の既知信号とデマッピングの入力信号から「誤差信号２」を算出する。送信機３０３は、変調器３０３１を有している。変調器３０３１は、「誤差信号２」を含む信号を変調し、送信機３０３は変調後の信号をハブ局１００へ送信（フィードバック）する。「誤差信号２」は、ハブ局１００にて、送信補償係数ｗ２の更新に用いられる。
【0041】
（誤り訂正の符号化を行う場合の構成例）
端末局２００、３００から送信する誤差信号に対して、誤り訂正の符号化を行ってもよい。図６に、誤り訂正の符号化を行う場合の通信システム１Ａの構成例を示す。図６に例示する通信システム１Ａのハブ局１００Ａは、送信機１０１と、受信機１０５Ａ－１、１０５Ａ－２を有する。受信機１０５Ａ－１は、復調器１０５１－１に加え、復号器１０５２－１を有し、受信機１０５Ａ－２は、復調器１０５１－２に加え、復号器１０５２－２を有している。端末局２００Ａは、受信機２０１と、送信機２０３Ａと、を有する。端末局３００Ａは、受信機３０１と、送信機３０３Ａと、を有する。端末局２００Ａの送信機２０３Ａは、変調器２０３１に加え、符号化器２０３２を有し、端末局３００Ａの送信機３０３Ａは、変調器３０３１に加え、符号化器３０３２を有する。
端末局２００、３００から送信する誤差信号に対して、誤り訂正の符号化を行ってもよい。図６に、誤り訂正の符号化を行う場合の通信システム１Ａの構成例を示す。図６に例示する通信システム１Ａのハブ局１００Ａは、送信機１０１と、受信機１０５Ａ－１、１０５Ａ－２を有する。受信機１０５Ａ－１は、復調器１０５１－１に加え、復号器１０５２－１を有し、受信機１０５Ａ－２は、復調器１０５１－２に加え、復号器１０５２－２を有している。端末局２００Ａは、受信機２０１と、送信機２０３Ａと、を有する。端末局３００Ａは、受信機３０１と、送信機３０３Ａと、を有する。端末局２００Ａの送信機２０３Ａは、変調器２０３１に加え、符号化器２０３２を有し、端末局３００Ａの送信機３０３Ａは、変調器３０３１に加え、符号化器３０３２を有する。
【0042】
符号化器２０３２は、「誤差信号１」を誤りの検出および訂正が可能なように符号化する。変調器２０３１は、符号化後の「誤差信号１」を含む信号を変調する。送信機２０３Ａは、変調された信号をハブ局１００Ａへ送信する。ハブ局１００Ａでは、受信機１０５Ａ－１が信号を受信し、復号器１０５２－１が、復調器１０５１－１によって抽出された符号化済みの「誤差信号１」の誤り検出および訂正を行って、復号した「誤差信号１」をタップ更新部１０３１－１へ出力する。
【0043】
端末局３００Ａにおける送信機３０３Ａの符号化器３０３２、ハブ局１００Ａにおける受信機１０５Ａ－２の復号器１０５２－２についても同様である。なお、図６においては、受信機３０１の詳細な構成については図示を省略してあるが、受信機２０１と同様の機能と構成を有している。
【0044】
（端末局が３局の場合の構成例）
図７に端末局が３局の場合の構成例を示す。通信システム１Ｂは、ハブ局１００Ｂと、端末局２００、３００、４００を有する。端末局４００の構成は、図２を用いて説明した端末局２００と同様である。ハブ局１００Ｂは、送信機１０１Ｂと、受信機１０５－１、１０５－２、１０５－３を有する。送信機１０１Ｂは、変調器１０２－１、１０２－２、１０２－３と、送信補償器１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４、１０３－５、１０３－６と、合成器１０４－１、１０４－２、１０４－３を有する。なお、図７においては、受信機３０１、４０１の詳細な構成については図示を省略してあるが、受信機２０１と同様の機能と構成を有している。
図７に端末局が３局の場合の構成例を示す。通信システム１Ｂは、ハブ局１００Ｂと、端末局２００、３００、４００を有する。端末局４００の構成は、図２を用いて説明した端末局２００と同様である。ハブ局１００Ｂは、送信機１０１Ｂと、受信機１０５－１、１０５－２、１０５－３を有する。送信機１０１Ｂは、変調器１０２－１、１０２－２、１０２－３と、送信補償器１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４、１０３－５、１０３－６と、合成器１０４－１、１０４－２、１０４－３を有する。なお、図７においては、受信機３０１、４０１の詳細な構成については図示を省略してあるが、受信機２０１と同様の機能と構成を有している。
【0045】
端末局２００へ送信する送信信号の生成について説明する。変調器１０２－１は、変調信号ｄ１を生成する。送信補償器１０３－１は、ハブ局１００Ｂから端末局３００へ送信される信号による干渉波信号を相殺する相殺信号ｉ１２を生成する。送信補償器１０３－４は、「誤差信号１」と変調器１０２－３が生成する変調信号ｄ３と上記の式（１）又は式（３）から算出される送信補償係数とに基づいて、ハブ局１００Ｂから端末局４００へ送信される信号による干渉波信号を相殺する相殺信号ｉ１３を生成する。合成器１０４－１は、変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２と相殺信号ｉ１３を合成して送信信号ｓ１を生成する。送信補償器１０３－４の構成は、送信補償器１０３－１と同様である。端末局３００、４００へ送信する信号の生成についても同様である。このように３局構成の場合、ハブ局１００Ｂの送信補償では、２局分の端末局干渉を補償する相殺信号を生成し、送信対象の変調信号に２局分の相殺信号を合成して送信信号を生成する。
【0046】
同様に端末局が４局以上であれば、３局分の端末局干渉を補償するような相殺信号を生成するように構成する。端末局が５局以上の場合も同様である。なお、図７に例示する構成において、例えば、端末局２００と端末局４００の間で干渉が少ない場合、送信補償器１０３－４および送信補償器１０３－３の動作を停止させるか、これらの回路を削除してもよい。
【0047】
（動作）
次に、図２の構成を例として、図８を参照しつつ、通信システム１の動作について説明する。説明の便宜のため、ハブ局１００と端末局２００の間の通信を例に説明を行う。
図８は、実施形態に係る通信システムの動作の一例示すフローチャートである。
前提として、各端末局２００、３００へ送信する変調信号ｄ１と変調信号ｄ２は、１シンボル周期以内でのタイミング同期、および、キャリア周波数の同期が取られているとする。また、ハブ局１００では、端末局２００から送信される信号と端末局３００から送信される信号の干渉除去が引込しているなど、ハブ局１００の受信品質が良好で安定した状態(例えば、ハブ局受信誤差電力が-20[dB]以下など引込した状態)を前提として、以下の処理（端末局間干渉除去を送信補償する処理）が開始されるとする。これは、ハブ局１００にて受信する誤差信号の情報に誤りがないようにするためである。
次に、図２の構成を例として、図８を参照しつつ、通信システム１の動作について説明する。説明の便宜のため、ハブ局１００と端末局２００の間の通信を例に説明を行う。
図８は、実施形態に係る通信システムの動作の一例示すフローチャートである。
前提として、各端末局２００、３００へ送信する変調信号ｄ１と変調信号ｄ２は、１シンボル周期以内でのタイミング同期、および、キャリア周波数の同期が取られているとする。また、ハブ局１００では、端末局２００から送信される信号と端末局３００から送信される信号の干渉除去が引込しているなど、ハブ局１００の受信品質が良好で安定した状態(例えば、ハブ局受信誤差電力が-20[dB]以下など引込した状態)を前提として、以下の処理（端末局間干渉除去を送信補償する処理）が開始されるとする。これは、ハブ局１００にて受信する誤差信号の情報に誤りがないようにするためである。
【0048】
なお、既知信号や誤差信号の変調方式を多値数が小さいQPSK(Quadrature Phase Shift Keying) やBPSK(Binary Phase Shift Keying)などとすれば、受信品質が比較的悪い状況で開始してもよい。
【0049】
（初期引込時）
初期引込時（送信補償前）は、ハブ局１００から端末局２００へ変調信号のみを送信する（ステップＳ１）。この送信信号のフレームフォーマット内には、既知信号が含まれている。また、初期引込時のフレームフォーマットは、図５の「ランダムデータの削除」や「既知信号連続送信」に示すフォーマットとしてもよい（上記の（Ｂ１））。端末局２００では、誤差信号算出部２０２３が「誤差信号１」を算出する（ステップＳ２）。送信機２０３は、「誤差信号１」を含む信号をハブ局１００へ送信する（ステップＳ３）。１フレームごとに、ハブ局１００では、タップ更新部１０３１－１がＦＩＲフィルタタップ係数を更新する（ステップＳ４）。このとき、ブロック長Lやステップサイズμに初期引き込み後よりも大きな値を設定してもよい（上記の（Ｂ２））。次にＦＩＲフィルタ部１０３２－１が、ＦＩＲフィルタタップ係数に基づいて変調信号ｄ２のＦＩＲフィルタ処理を行う（ステップＳ５）。これにより相殺信号ｉ１２が生成される。次に合成器１０４－１が変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成する（ステップＳ６）。これにより、送信信号ｓ１が生成される。次に送信機１０１が送信補償後の信号（つまり、送信信号ｓ１）を送信する（ステップＳ７）。端末局２００は、送信信号ｓ１に対する「誤差信号１」を算出し（ステップＳ８）、その「誤差信号１」を含む信号をハブ局１００へ送信する（ステップＳ９）。そして、初期引込が完了するまで（初期引込が完了の判定は、例えば、「誤差信号１」の振幅の２乗又は「誤差信号１」の電力（誤差信号ｅ１をｅ１＝ｅ１ｉ＋ｊ×ｅ１ｑ、ｅ１ｉを誤差信号１の実数部、ｅ１ｑを誤差信号１の虚数部、*を複素共役としたときに、誤差信号１の電力は、e１2 = e１×e１* = e１i 2+e１q 2 =|e１|2である。）の例えば平均値が所定の閾値以下となると初期引込が完了したと判定してもよいし、推定されるＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）が所定の設定値以上となると初期引込が完了したと判定してもよい。あるいは、初期引込開始から所定時間が経過するか、又は、所定のフレーム数を処理すると初期引込が完了したと判定してもよい。）、ステップＳ７～Ｓ１２の処理が繰り返される。なお、ステップＳ１０は、ステップＳ４と同様のＦＩＲフィルタタップ係数を更新する処理、ステップＳ１１は、ステップＳ５と同様の変調信号ｄ２のＦＩＲフィルタ処理、ステップＳ１２は、ステップＳ６と同様の合成器１０４－１による変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成する処理である。ステップＳ７～Ｓ１２の処理が繰り返される過程で、タップ更新部１０３１－１は、ＦＩＲフィルタタップ係数を更新する。ブロックＬＭＳの適応アルゴリズムでは、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）規範により、誤差信号の電力を最小化するようにＦＩＲフィルタタップ係数が自動更新される。
初期引込時（送信補償前）は、ハブ局１００から端末局２００へ変調信号のみを送信する（ステップＳ１）。この送信信号のフレームフォーマット内には、既知信号が含まれている。また、初期引込時のフレームフォーマットは、図５の「ランダムデータの削除」や「既知信号連続送信」に示すフォーマットとしてもよい（上記の（Ｂ１））。端末局２００では、誤差信号算出部２０２３が「誤差信号１」を算出する（ステップＳ２）。送信機２０３は、「誤差信号１」を含む信号をハブ局１００へ送信する（ステップＳ３）。１フレームごとに、ハブ局１００では、タップ更新部１０３１－１がＦＩＲフィルタタップ係数を更新する（ステップＳ４）。このとき、ブロック長Lやステップサイズμに初期引き込み後よりも大きな値を設定してもよい（上記の（Ｂ２））。次にＦＩＲフィルタ部１０３２－１が、ＦＩＲフィルタタップ係数に基づいて変調信号ｄ２のＦＩＲフィルタ処理を行う（ステップＳ５）。これにより相殺信号ｉ１２が生成される。次に合成器１０４－１が変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成する（ステップＳ６）。これにより、送信信号ｓ１が生成される。次に送信機１０１が送信補償後の信号（つまり、送信信号ｓ１）を送信する（ステップＳ７）。端末局２００は、送信信号ｓ１に対する「誤差信号１」を算出し（ステップＳ８）、その「誤差信号１」を含む信号をハブ局１００へ送信する（ステップＳ９）。そして、初期引込が完了するまで（初期引込が完了の判定は、例えば、「誤差信号１」の振幅の２乗又は「誤差信号１」の電力（誤差信号ｅ１をｅ１＝ｅ１ｉ＋ｊ×ｅ１ｑ、ｅ１ｉを誤差信号１の実数部、ｅ１ｑを誤差信号１の虚数部、*を複素共役としたときに、誤差信号１の電力は、e１2 = e１×e１* = e１i 2+e１q 2 =|e１|2である。）の例えば平均値が所定の閾値以下となると初期引込が完了したと判定してもよいし、推定されるＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）が所定の設定値以上となると初期引込が完了したと判定してもよい。あるいは、初期引込開始から所定時間が経過するか、又は、所定のフレーム数を処理すると初期引込が完了したと判定してもよい。）、ステップＳ７～Ｓ１２の処理が繰り返される。なお、ステップＳ１０は、ステップＳ４と同様のＦＩＲフィルタタップ係数を更新する処理、ステップＳ１１は、ステップＳ５と同様の変調信号ｄ２のＦＩＲフィルタ処理、ステップＳ１２は、ステップＳ６と同様の合成器１０４－１による変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成する処理である。ステップＳ７～Ｓ１２の処理が繰り返される過程で、タップ更新部１０３１－１は、ＦＩＲフィルタタップ係数を更新する。ブロックＬＭＳの適応アルゴリズムでは、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）規範により、誤差信号の電力を最小化するようにＦＩＲフィルタタップ係数が自動更新される。
【0050】
（初期引込後）
初期引込が完了すると、初期引込後の処理が実行される。具体的には、ブロック長Ｌやステップサイズμに所定値（初期引き込み時よりも小さな値）を設定して、送信機１０１が送信補償後の信号（つまり、送信信号ｓ１）を送信する（ステップＳ１３）。端末局２００では、送信信号ｓ１に対する「誤差信号１」を算出し（ステップＳ１４）、その「誤差信号１」を含む信号をハブ局１００へ送信する（ステップＳ１５）。ハブ局１００では、タップ更新部１０３１－１がＦＩＲフィルタタップ係数を更新する（ステップＳ１６）。次にＦＩＲフィルタ部１０３２－１が、ＦＩＲフィルタタップ係数に基づいて変調信号ｄ２のＦＩＲフィルタ処理を行って相殺信号ｉ１２を生成する（ステップＳ１７）。次に合成器１０４－１が変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成して、送信信号ｓ１を生成する（ステップＳ１８）。初期引込後においては、送信信号ｓ１に含まれる既知信号は図５の「初期引込後」欄に示すように通常パターンとなる。以降、ステップＳ１３以降の処理が繰り返される。
初期引込が完了すると、初期引込後の処理が実行される。具体的には、ブロック長Ｌやステップサイズμに所定値（初期引き込み時よりも小さな値）を設定して、送信機１０１が送信補償後の信号（つまり、送信信号ｓ１）を送信する（ステップＳ１３）。端末局２００では、送信信号ｓ１に対する「誤差信号１」を算出し（ステップＳ１４）、その「誤差信号１」を含む信号をハブ局１００へ送信する（ステップＳ１５）。ハブ局１００では、タップ更新部１０３１－１がＦＩＲフィルタタップ係数を更新する（ステップＳ１６）。次にＦＩＲフィルタ部１０３２－１が、ＦＩＲフィルタタップ係数に基づいて変調信号ｄ２のＦＩＲフィルタ処理を行って相殺信号ｉ１２を生成する（ステップＳ１７）。次に合成器１０４－１が変調信号ｄ１と相殺信号ｉ１２を合成して、送信信号ｓ１を生成する（ステップＳ１８）。初期引込後においては、送信信号ｓ１に含まれる既知信号は図５の「初期引込後」欄に示すように通常パターンとなる。以降、ステップＳ１３以降の処理が繰り返される。
【0051】
（効果）
本実施形態によれば、１つのハブ局から複数の端末局と通信を行う場合に、ハブ局の送信機で送信補償を行うことによって、端末局間の同一周波数チャネル干渉を除去する。これにより、複数の端末局と狭角通信を行う場合であっても、1つの周波数チャネルを複数の端末局で共用できるため、周波数利用効率や伝送効率の向上、運用コストの低減が可能である。
本実施形態によれば、１つのハブ局から複数の端末局と通信を行う場合に、ハブ局の送信機で送信補償を行うことによって、端末局間の同一周波数チャネル干渉を除去する。これにより、複数の端末局と狭角通信を行う場合であっても、1つの周波数チャネルを複数の端末局で共用できるため、周波数利用効率や伝送効率の向上、運用コストの低減が可能である。
【0052】
（最小構成）
図１０は、最小構成を有する通信システムの構成を示すブロック図である。
通信システム３０は、ハブ局１０と、複数の端末局２０Ａ、２０Ｂ・・・とを備える。
通信システム３０は、ハブ局１０から複数の端末局２０Ａ、２０Ｂ・・・へ同一チャネルを使用して通信を行う。ハブ局１０は、送信信号生成手段１１と、相殺信号生成手段１２と、合成手段１３と、送信手段１４と、適応フィルタ算出手段１５と、を有する。送信信号生成手段１１は、複数の端末局２０Ａ、２０Ｂ・・・のうちの１つの端末局、例えば、端末局２０Ａへ信号（フレーム）を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号を生成する。相殺信号生成手段１２は、前記送信信号に関して、他の端末局、例えば、端末局２０Ｂへ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する。合成手段１３は、送信信号と相殺信号を合成する。送信手段１４は、合成信号を送信する。適応フィルタ算出手段１５は、端末局２０Ａが受信した合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、他の端末局２０Ｂへ送信する信号とに基づいて、ブロックＬＭＳアルゴリズムを用いて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する。端末局２０Ａは、誤差信号を算出する誤差信号算出手段２１Ａと前記誤差信号を送信する誤差信号送信手段２２Ａを有する。端末局２０Ｂは、誤差信号を算出する誤差信号算出手段２１Ｂと誤差信号を送信する誤差信号送信手段２２Ｂを有する。
図１０は、最小構成を有する通信システムの構成を示すブロック図である。
通信システム３０は、ハブ局１０と、複数の端末局２０Ａ、２０Ｂ・・・とを備える。
通信システム３０は、ハブ局１０から複数の端末局２０Ａ、２０Ｂ・・・へ同一チャネルを使用して通信を行う。ハブ局１０は、送信信号生成手段１１と、相殺信号生成手段１２と、合成手段１３と、送信手段１４と、適応フィルタ算出手段１５と、を有する。送信信号生成手段１１は、複数の端末局２０Ａ、２０Ｂ・・・のうちの１つの端末局、例えば、端末局２０Ａへ信号（フレーム）を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号を生成する。相殺信号生成手段１２は、前記送信信号に関して、他の端末局、例えば、端末局２０Ｂへ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する。合成手段１３は、送信信号と相殺信号を合成する。送信手段１４は、合成信号を送信する。適応フィルタ算出手段１５は、端末局２０Ａが受信した合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、他の端末局２０Ｂへ送信する信号とに基づいて、ブロックＬＭＳアルゴリズムを用いて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する。端末局２０Ａは、誤差信号を算出する誤差信号算出手段２１Ａと前記誤差信号を送信する誤差信号送信手段２２Ａを有する。端末局２０Ｂは、誤差信号を算出する誤差信号算出手段２１Ｂと誤差信号を送信する誤差信号送信手段２２Ｂを有する。
【0053】
図１１は最小構成を有する通信システムによる処理を示すフローチャートである。
端末局２０Ａが、ハブ局１０から信号を受信する（ステップＳ２０）。端末局２０Ａの誤差信号算出手段２１Ａは、端末局２０Ａが受信した信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出する（ステップＳ２１）。端末局２０Ａの誤差信号送信手段２２Ａは、誤差信号を送信する（ステップＳ２２）。
ハブ局１０の適応フィルタ算出手段１５は、誤差信号と、他の端末局２０Ｂへ送信する信号とに基づいて、誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する（ステップＳ２３）。送信信号生成手段１１は、所定の既知信号を含む端末局２０Ａへの送信信号を生成する（ステップＳ２４）。相殺信号生成手段１２は、他の端末局２０Ｂへ送信する信号に適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、相殺信号を生成する（ステップＳ２５）。合成手段１３は、記送信信号と相殺信号を合成して合成信号を生成する（ステップＳ２６）。送信手段１４は、合成信号を送信する（ステップＳ２７）。
端末局２０Ａが、ハブ局１０から信号を受信する（ステップＳ２０）。端末局２０Ａの誤差信号算出手段２１Ａは、端末局２０Ａが受信した信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出する（ステップＳ２１）。端末局２０Ａの誤差信号送信手段２２Ａは、誤差信号を送信する（ステップＳ２２）。
ハブ局１０の適応フィルタ算出手段１５は、誤差信号と、他の端末局２０Ｂへ送信する信号とに基づいて、誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する（ステップＳ２３）。送信信号生成手段１１は、所定の既知信号を含む端末局２０Ａへの送信信号を生成する（ステップＳ２４）。相殺信号生成手段１２は、他の端末局２０Ｂへ送信する信号に適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、相殺信号を生成する（ステップＳ２５）。合成手段１３は、記送信信号と相殺信号を合成して合成信号を生成する（ステップＳ２６）。送信手段１４は、合成信号を送信する（ステップＳ２７）。
【0054】
（付記１）
ハブ局と複数の端末局とを有し、前記ハブ局から前記複数の端末局へ同一チャネルを使用して通信を行う通信システムであって、前記ハブ局は、前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号（例えば、変調信号ｄ１）を生成する手段と、前記送信信号に関して、他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する手段と、前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号（例えば、送信信号ｓ１）を生成する手段と、前記合成信号を送信する手段と、前記１つの前記端末局が受信した前記合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、前記他の前記端末局へ送信する信号とに基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、を有し、前記端末局は、前記誤差信号を算出する手段と、前記誤差信号を送信する手段と、を有し、前記相殺信号を生成する手段は、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、前記相殺信号を生成する、通信システムである。
ハブ局と複数の端末局とを有し、前記ハブ局から前記複数の端末局へ同一チャネルを使用して通信を行う通信システムであって、前記ハブ局は、前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、所定の既知信号を含む送信信号（例えば、変調信号ｄ１）を生成する手段と、前記送信信号に関して、他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を生成する手段と、前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号（例えば、送信信号ｓ１）を生成する手段と、前記合成信号を送信する手段と、前記１つの前記端末局が受信した前記合成信号に含まれる既知信号と前記所定の既知信号との誤差信号と、前記他の前記端末局へ送信する信号とに基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出する手段と、を有し、前記端末局は、前記誤差信号を算出する手段と、前記誤差信号を送信する手段と、を有し、前記相殺信号を生成する手段は、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって、前記相殺信号を生成する、通信システムである。
【0055】
（付記２）
前記適応フィルタを算出する手段は、Ｌをブロック長、μをステップサイズ、ｄをブロックＬＭＳ(Least Mean Square)の入力信号、ｅを誤差信号、ｋおよびｌを時間、ｎは前記合成信号の送信先の前記端末局の番号、n’を前記干渉に係る前記他の前記端末局（干渉となる端末局）の番号としたときに、以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
付記１に記載の通信システムである。
前記適応フィルタを算出する手段は、Ｌをブロック長、μをステップサイズ、ｄをブロックＬＭＳ(Least Mean Square)の入力信号、ｅを誤差信号、ｋおよびｌを時間、ｎは前記合成信号の送信先の前記端末局の番号、n’を前記干渉に係る前記他の前記端末局（干渉となる端末局）の番号としたときに、以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
【数5】
【0056】
（付記３）
前記適応フィルタを算出する手段は、Ｌをブロック長、μをステップサイズ、ｄをブロックＬＭＳ(Least Mean Square)の入力信号、ｅを誤差信号、ｋおよびｌを時間、ｎは前記合成信号の送信先の前記端末局の番号、n’を前記他の前記端末局の番号、csgn（e）＝ｓｇｎ（Re（ｅ））＋ｊ・ｓｇｎ（Ｉｍ（ｅ））としたときに、以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
付記１に記載の通信システムである。
前記適応フィルタを算出する手段は、Ｌをブロック長、μをステップサイズ、ｄをブロックＬＭＳ(Least Mean Square)の入力信号、ｅを誤差信号、ｋおよびｌを時間、ｎは前記合成信号の送信先の前記端末局の番号、n’を前記他の前記端末局の番号、csgn（e）＝ｓｇｎ（Re（ｅ））＋ｊ・ｓｇｎ（Ｉｍ（ｅ））としたときに、以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
以下の式によってブロックＬＭＳアルゴリズムにおけるＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する、
【数6】
【0057】
（付記４）
前記ブロックＬＭＳの入力信号には、前記干渉に係る前記他の前記端末局（干渉となる端末局）へ送信する前記既知信号およびデータが含まれる、付記２または付記３に記載の通信システムである。
前記ブロックＬＭＳの入力信号には、前記干渉に係る前記他の前記端末局（干渉となる端末局）へ送信する前記既知信号およびデータが含まれる、付記２または付記３に記載の通信システムである。
【0058】
（付記５）
前記ブロックＬＭＳの入力信号には、前記既知信号のみが含まれる、付記２または付記３に記載の通信システムである。
前記ブロックＬＭＳの入力信号には、前記既知信号のみが含まれる、付記２または付記３に記載の通信システムである。
【0059】
（付記６）
初期引込時に前記ＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する場合、送信信号を生成する手段は、既知信号だけを繰り返した信号を生成するか、又は、前記１つの前記端末局へ送信するデータを、初期引込後よりも削減した信号を生成する、付記２から付記５の何れかに記載の通信システムである。
初期引込時に前記ＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する場合、送信信号を生成する手段は、既知信号だけを繰り返した信号を生成するか、又は、前記１つの前記端末局へ送信するデータを、初期引込後よりも削減した信号を生成する、付記２から付記５の何れかに記載の通信システムである。
【0060】
（付記７）
初期引込時に前記ＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する場合、前記適応フィルタを算出する手段は、前記ブロック長Ｌおよび／または前記ステップサイズμに、初期引込後よりも大きな値を設定する、付記２から付記６の何れかに記載の通信システムである。
初期引込時に前記ＦＩＲフィルタタップ係数ｗｎを算出する場合、前記適応フィルタを算出する手段は、前記ブロック長Ｌおよび／または前記ステップサイズμに、初期引込後よりも大きな値を設定する、付記２から付記６の何れかに記載の通信システムである。
【0061】
（付記８）
ハブ局から複数の端末局へ同一チャネルを使用して通信を行う通信方法であって、前記端末局は、受信した信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出し、
前記誤差信号を前記ハブ局へ送信し、前記ハブ局は、前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、前記誤差信号と、他の前記端末局へ送信する信号とに基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出し、前記所定の既知信号を含む送信信号を生成し、前記送信信号に関して、前記他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって生成し、前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成し、前記合成信号を前記１つの前記端末局へ送信する、通信方法である。
ハブ局から複数の端末局へ同一チャネルを使用して通信を行う通信方法であって、前記端末局は、受信した信号に含まれる既知信号と所定の既知信号との誤差信号を算出し、
前記誤差信号を前記ハブ局へ送信し、前記ハブ局は、前記複数の端末局のうちの１つの前記端末局へ信号を送信する場合、前記誤差信号と、他の前記端末局へ送信する信号とに基づいて、前記誤差信号の電力が最小化されるような適応フィルタを算出し、前記所定の既知信号を含む送信信号を生成し、前記送信信号に関して、前記他の前記端末局へ送信する信号によって生じる干渉を相殺する相殺信号を、前記他の前記端末局へ送信する信号に前記適応フィルタによるフィルタ処理を行うことによって生成し、前記送信信号と前記相殺信号を合成して合成信号を生成し、前記合成信号を前記１つの前記端末局へ送信する、通信方法である。
【0062】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。また、本発明の一態様は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態や変形例に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。
【符号の説明】
【0063】
１００・・・ハブ局
１０１・・・送信機
１０２－１、１０２－２・・・変調器
１０３－１、１０３－２・・・送信補償器
１０４－１、１０４－２・・・合成器
１０５－１、１０５－２・・・受信機
１０６－１、１０６－２・・・メモリ
１０５－１・・・受信機
１０５１－１・・・復調器
２００、３００、４００・・・端末局
２０３、３０３、４０３・・・送信機
２０３１、３０３１、４０３１・・・変調器
２０１、３０１、４０１・・・受信機
２０２、３０２、４０２・・・復調器
２０３、３０３、４０３・・・送信機
２０２３、３０２３、４０２３・・・誤差信号算出部
１０・・・ハブ局
１１・・・送信信号生成手段
１２・・・相殺信号生成手段
１３・・・合成手段
１４・・・送信手段
１５・・・適応フィルタ算出手段
２０Ａ、２０Ｂ・・・端末局
２１Ａ、２１Ｂ・・・誤差信号算出手段
２２Ａ、２２Ｂ・・・誤差信号送信手段
３０・・・通信システム
１０１・・・送信機
１０２－１、１０２－２・・・変調器
１０３－１、１０３－２・・・送信補償器
１０４－１、１０４－２・・・合成器
１０５－１、１０５－２・・・受信機
１０６－１、１０６－２・・・メモリ
１０５－１・・・受信機
１０５１－１・・・復調器
２００、３００、４００・・・端末局
２０３、３０３、４０３・・・送信機
２０３１、３０３１、４０３１・・・変調器
２０１、３０１、４０１・・・受信機
２０２、３０２、４０２・・・復調器
２０３、３０３、４０３・・・送信機
２０２３、３０２３、４０２３・・・誤差信号算出部
１０・・・ハブ局
１１・・・送信信号生成手段
１２・・・相殺信号生成手段
１３・・・合成手段
１４・・・送信手段
１５・・・適応フィルタ算出手段
２０Ａ、２０Ｂ・・・端末局
２１Ａ、２１Ｂ・・・誤差信号算出手段
２２Ａ、２２Ｂ・・・誤差信号送信手段
３０・・・通信システム
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】