通信装置、通信システム、および、通信方法
【課題】周波数帯域の利用効率を改善する。
【解決手段】通信システムは、送信装置と受信装置を備える。送信装置は、複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させると共に、複数のキャリアを用いてデータを送信する。受信装置は、装置間周波数制御部、装置内周波数制御部、取得部を備える。装置間周波数制御部は、データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、送信代表キャリアの周波数と一致させるための制御を行う。装置内周波数制御部は、データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を取得代表キャリアの周波数精度と一致させるための制御を行う。取得部は、装置間周波数制御部もしくは装置内周波数制御部により処理されたキャリアを用いて送信装置から送信されたデータを取得する。
【解決手段】通信システムは、送信装置と受信装置を備える。送信装置は、複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させると共に、複数のキャリアを用いてデータを送信する。受信装置は、装置間周波数制御部、装置内周波数制御部、取得部を備える。装置間周波数制御部は、データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、送信代表キャリアの周波数と一致させるための制御を行う。装置内周波数制御部は、データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を取得代表キャリアの周波数精度と一致させるための制御を行う。取得部は、装置間周波数制御部もしくは装置内周波数制御部により処理されたキャリアを用いて送信装置から送信されたデータを取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信装置を用いた通信システム、および、通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器が普及し、通信量も増大したことに伴って、無線通信のブロードバンド化が進んできている。一方、無線通信に利用することができる周波数帯域は有限であるため、無線通信サービスを提供する各事業者に、サービスの提供に使用できる帯域が割り当てられている。ここで、割り当てられた帯域は、連続している場合もあるが、連続していない複数の帯域が１つの事業者に割り当てられることがある。図１（ａ）の例では、ある事業者に帯域Ｂ１〜Ｂ４が割り当てられているが、帯域Ｂ１１〜Ｂ１５は他の事業者に割り当てられている。このように、連続していない帯域が割り当てられてしまうと、通信に使用できる帯域の幅を広げづらいという問題が生じる。
【０００３】
そこで、複数の周波数帯域をベースバンドレベルで仮想的に束ねて使用するキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation、ＣＡ）という技術が用いられている。例えば、帯域Ｂ１〜Ｂ４の４つの帯域にキャリアアグリゲーションが適用される場合は、図１（ｂ）に示すように、４つの周波数帯域がベースバンドレベルで仮想的に束ねられる。その結果、帯域Ｂ１〜Ｂ４は、図１（ｃ）に示すように、仮想的に連続した周波数帯域として使用される。送信機では、送信するデータを４つの送信信号に分けて、各々の帯域から送信する。ここで、送信機は、通信に使用される各帯域から、図２に示すような無線フレームを受信機に送信する。すなわち、送信機は、データを表す情報シンボル１０３（１０３ａ〜１０３ｆ）に加えて、パイロットシンボル１０１（１０１ａ〜１０１ｇ）を配置した無線フレームを受信機に送信する。受信機は、帯域Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれについて、受信した無線フレームのパイロット信号を用いたゲインの制御や周波数自動制御（Automatic Frequency Control、ＡＦＣ）を行った後、送信機から送信されたデータを取得する。
【０００４】
関連する技術として、複数のアンテナのそれぞれで受信された信号のキャリア周波数誤差の推定値に基づいてノイズの影響が相対的に小さい信号の推定値を選択し、選択した推定値の平均値を用いてキャリア周波数誤差を補償する方法が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
周波数帯域ごとにＡＦＣを行うシステムでは、各無線フレームにＡＦＣで使用されるパイロットシンボルが含まれる。このため、無線フレームで送信される情報シンボルの数はパイロットシンボルの数だけ少なくなり、周波数の利用効率が悪くなる。
【０００７】
本発明は、周波数帯域の利用効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る通信システムは、送信装置と受信装置を備える。送信装置は、装置内周波数制御部により、複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、前記複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させると共に、前記複数のキャリアを用いてデータを送信する。前記受信装置は、装置間周波数制御部、装置内周波数制御部、取得部を備える。装置間周波数制御部は、前記データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、前記送信代表キャリアの周波数と一致させるための制御を行う。装置内周波数制御部は、前記データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を前記取得代表キャリアの周波数精度と一致させるための制御を行う。取得部は、前記装置間周波数制御部もしくは装置内周波数制御部により処理されたキャリアを用いて前記送信装置から送信されたデータを取得する。
【発明の効果】
【０００９】
周波数帯域の利用効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】周波数帯域の割り当ての例を示す図である。
【図２】無線フレームの構成の例を示す図である。
【図３】ある実施形態に係る通信の例を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係る通信の例を示す図である。
【図５】送信機の構成の例を示す図である。
【図６】無線フレームの構成の例を示す図である。
【図７】装置内周波数制御部の構成の例を示す図である。
【図８】送信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す図である。
【図９】２つのキャリアの周波数精度を一致させるときに行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１０】受信機の構成の例を示す図である。
【図１１】受信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す図である。
【図１２】装置間周波数制御部の動作の例を説明する図である。
【図１３】パイロットシンボルの配置の例を示す図である。
【図１４】受信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す図である。
【図１５】信号の入力と出力の例を示す図である。
【図１６】送信機と受信機の間で行われる通信の例を表すシーケンス図である。
【図１７】第２の実施形態で行われる通信の例を示す図である。
【図１８】送信のタイミングと無線フレームの構成の例を示す図である。
【図１９】送信機の構成の例を示す図である。
【図２０】監視制御情報に含まれる情報の例を説明するテーブルである。
【図２１】受信機の構成の例を示す図である。
【図２２】無線機の間でＣ／Ｎ比を通知する方法の例を示す図である。
【図２３】代表キャリアの変更方法の例を説明する図である。
【図２４】代表キャリアが変更された際に行われる処理の例を説明する図である。
【図２５】送信代表キャリアを変更する場合の無線機の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２６】受信代表キャリアを変更する場合の無線機の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２７】第３の実施形態に係る送信機の構成の例を示す図である。
【図２８】第３の実施形態に係る受信機の構成の例を示す図である。
【図２９】フレームの構成の例を示す図である。
【図３０】第３の実施形態で行われる動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図３は、ある実施形態に係る通信の例を説明する図である。図３の例では、通信装置１０ａが、２つの帯域（キャリアＣ１、キャリアＣ２）を用いて、通信装置１０ｂにデータを送信する場合の例を示す。また、通信装置１０ａと１０ｂのいずれで生成されたキャリアであるかを判断しやすくするために、通信装置１０ａで生成されたキャリアの符号の末尾に「ａ」、通信装置１０ｂで生成されたキャリアの符号の末尾に「ｂ」を付すものとする。また、以下の説明では、生成されたキャリアの周波数の誤差を符号付きのｐｐｍ（parts per million）単位で表した値を「周波数精度」と記載する。例えば、１００ＭＨｚとして生成されたキャリアの周波数が１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚである場合、周波数精度は＋１ｐｐｍであり、１００ＭＨｚ−１００Ｈｚである場合、周波数精度は−１ｐｐｍである。
【００１２】
（１）通信装置１０ａ、１０ｂは、通信に使用するキャリアの周波数精度を、代表キャリアの周波数精度に合わせる。ここで、「代表キャリア」は、複数の装置の間で周波数を比較して、周波数を一致させるキャリアのことを指す。ここでは、キャリアＣ１（Ｃ１ａ、Ｃ１ｂ）が代表キャリアであるものとする。また、通信装置１０ａで生成されるキャリアＣ１ａの周波数精度はＸｐｐｍであるとする。すると、通信装置１０ａでは、キャリアＣ２ａの周波数精度を、ＷｐｐｍからＸｐｐｍに変更する。一方、通信装置１０ｂでは、キャリアＣ２ｂの周波数精度をＺｐｐｍからＹｐｐｍに変更することにより、キャリアＣ１ｂの周波数精度に合わせる。従って、キャリアＣ１ｂとＣ２ｂのいずれも周波数精度がＹｐｐｍになる。
【００１３】
（２）通信装置１０ｂは、通信装置１０ａから信号を受信すると、通信装置１０ｂで生成する代表キャリアＣ１ｂの周波数を、通信装置１０ａの代表キャリアＣ１ａの周波数と一致させる。このため、キャリアＣ１ｂとキャリアＣ１ａでは、周波数精度も同じ値となる。図３の例では、通信装置１０ｂは、キャリアＣ１ｂの周波数精度をＹｐｐｍからＸｐｐｍに変更する。
【００１４】
（３）キャリアＣ１ｂの周波数精度が変更されたことに伴い、キャリアＣ１ｂの周波数精度とキャリアＣ２ｂの周波数精度に差が生じている。そこで、通信装置１０ｂは、キャリアＣ２ｂの周波数精度を、キャリアＣ１ａの周波数精度と同じ値に変更する。すなわち、キャリアＣ２ｂの周波数精度は、ＹｐｐｍからＸｐｐｍに変更される。この結果、通信装置１０ａで生成されたキャリアＣ２ａと通信装置１０ｂで生成されたキャリアＣ２ｂの周波数が一致する。
【００１５】
このように、各通信装置１０でキャリアの周波数精度を一致させることにより、通信装置１０の間で複数のキャリアを用いて通信が行われる場合であっても、１つのキャリアでの調整結果を用いて他のキャリアについても周波数を装置間で一致させることができる。従って、本実施形態によると、通信装置１０の間での周波数の調整は代表キャリアを用いて行われる。つまり、代表キャリアではないキャリアによって送受信されるフレームには、通信装置１０間で周波数を揃えるために用いられるパイロットシンボルを含めなくても良い。従って、代表キャリアではないキャリアに含めることできる情報シンボルの数が増加するため、通信効率が改善される。
【００１６】
また、代表キャリア以外のキャリアの周波数が代表キャリアの周波数精度に合わせて変更されるため、通信の途中から使用されるキャリアが増加しても、新たに加えられたキャリアの周波数は通信中の通信装置１０の間で一致している。従って、本実施形態によると、キャリアが追加されても、個々のキャリアについて周波数を一致させる処理により通信が長時間にわたって妨げられることがない。このため、キャリアの追加から通信の開始までの時間が短くなり、通信の効率が改善される。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
〔送信機〕
以下、図４に示すように、送信機２０から送信信号が受信機４０に送信される場合を例として説明する。以下の説明では、キャリアＣ１、Ｃ２を用いて通信が行われるものとするが、通信に使用されるキャリアの数は任意である。さらに、本実施形態では、キャリアＣ１が代表キャリアであるものとする。また、キャリアＣ１の発振周波数はＦ１、キャリアＣ２の発振周波数はＦ２であるものとする。ここで、「発振周波数」は、あるキャリアに周波数の誤差がない場合にそのキャリアの周波数となる値のことをさすものとする。例えば、発振周波数が１００ＭＨｚで、周波数精度が＋１ｐｐｍである場合、そのキャリアの周波数は、１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚとなる。
【００１８】
図５は、送信機２０の構成の例を示す。送信機２０は、情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、ＡＦＣ用パイロット生成部２３、制御用パイロット生成部２４、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、アンテナ２９、装置内周波数制御部３０を備える。
【００１９】
情報ビット分配部２１は、情報ビット分配部２１に入力された情報ビットを、シンボルマッピング部２２ａと２２ｂに分配する。シンボルマッピング部２２ａ、２２ｂは、情報ビット分配部２１から入力された情報ビットを情報シンボルに変換する。ＡＦＣ用パイロット生成部２３、制御用パイロット生成部２４（２４ａ、２４ｂ）は、パイロットシンボルを生成する。以下の説明では、ＡＦＣ用パイロット生成部２３で生成されたパイロットシンボルは、ＡＦＣ処理に用いられる。一方、制御用パイロット生成部２４で生成されたパイロットシンボルは、ＡＧＣ（Auto Gain Control：ゲイン制御）、シンボル同期など、ＡＦＣ以外の処理に用いられるものとする。なお、情報シンボルとパイロットシンボルのいずれも複素信号として無線フレーム生成部２５に入力される。
【００２０】
無線フレーム生成部２５ａは、情報シンボルとパイロットシンボルを多重して送信シンボル（複素信号）を生成し、送信シンボルを波形整形部２６ａに出力する。無線フレーム生成部２５ａは、情報シンボル１０３とパイロットシンボル１０１を代表キャリアから送信するために配置するので、無線フレーム生成部２５ａで生成される無線フレームは、例えば、図６（ａ）に示すようになる。同様に、無線フレーム生成部２５ｂは、シンボルマッピング部２２ｂから入力された情報シンボル１０３ｇと、制御用パイロット生成部２４ｂから入力されたパイロットシンボル１０１ｈから図６（ｂ）に示すフレームを生成し、波形整形部２６ｂに出力する。図６（ｂ）に示すように、代表キャリアではないキャリアを介して送信されるフレームに含まれているパイロットシンボルの数は、代表キャリアから送信されるフレームに含まれるパイロットシンボルの数に比べて少ない。これは、代表キャリアではないキャリアから送信される無線フレームでは、ＡＦＣに用いられるパイロットシンボルが含まれていないためである。例えば、代表キャリア以外のキャリアで送信される無線フレームの先頭に含まれているパイロットシンボルの数は、代表キャリアから送信される無線フレームの先頭に含まれているパイロットシンボルの数よりも少ない。さらに、代表キャリア以外のキャリアから送信される無線フレームでは、情報シンボルの間にパイロットシンボルを含まなくても良い。
【００２１】
波形整形部２６は、無線フレーム生成部２５から入力された送信シンボルに対してオーバーサンプリング、フィルタ処理等を行うことにより、送信ベースバンド信号を生成する。キャリア生成部２８（２８ａ、２８ｂ）は、送信機２０で使用されるキャリアのうちの１つを生成する。以下の説明では、キャリア生成部２８ａは、周波数Ｆ１のキャリアＣ１を生成し、キャリア生成部２８ｂは、周波数Ｆ２のキャリアＣ２を生成するものとする。なお、キャリア生成部２７aは複素キャリア(直交する２つのキャリア)を生成する。キャリア生成部２７ｂも同様である。直交変調部２７（２７ａ、２７ｂ）は、生成されたキャリアと、送信ベースバンド信号を用いて直交変調処理を行ない、送信信号をアンテナ２９（２９ａ、２９ｂ）に出力する。
【００２２】
装置内周波数制御部３０は、キャリア生成部２８ｂで生成されるキャリアＣ２の周波数精度と、キャリア生成部２８ａで生成されるキャリアＣ１の周波数精度を比較し、キャリアＣ２の周波数精度をキャリアＣ１の周波数精度に合わせるよう制御する。
【００２３】
図７は、装置内周波数制御部３０の構成の例を示す図である。図７は、装置内周波数制御部３０にPhase Locked Loop（ＰＬＬ、位相同期回路）が使用される場合の例を示す。装置内周波数制御部３０は、分周器３１（３１ａ、３１ｂ）、位相比較器３２、および、制御信号生成部３３を含む。分周器３１ａは、代表キャリアを分周して基準信号を生成する。一方、分周器３１ｂは、代表キャリア以外のキャリアを分周して比較信号を生成する。ここで、分周器３１ａ、３１ｂの分周比は、キャリアＣ１とキャリアＣ２のいずれも周波数精度が０ｐｐｍである場合に、基準信号と比較信号が一致するように、Ｆ１とＦ２の値に応じて予めオペレータなどによって決定される。分周比は、予め分周器３１ａ、３１ｂの各々に設定される。
【００２４】
位相比較器３２は、基準信号と比較信号の位相を比較し、比較結果を制御信号生成部３３に出力する。以下の説明では、位相比較器３２は、基準信号の位相が比較信号の位相よりも早い場合に「１」を制御信号生成部３３に出力し、基準信号と比較信号の位相が一致する場合に「０」を制御信号生成部３３に出力するものとする。また、位相比較器３２は、基準信号の位相が比較信号の位相よりも遅い場合に「−１」を制御信号生成部３３に出力するものとする。
【００２５】
制御信号生成部３３は、フィルタ定数を記憶している。制御信号生成部３３は、フィルタ定数以上の数の比較結果が入力されると、フィルタ定数と同じ数の比較結果の移動平均を求める。例えば、フィルタ定数が３の場合、制御信号生成部３３は、最初に入力された値から３番目に入力された値までの平均値を求める。制御信号生成部３３は、最初に入力された比較結果から３番目に入力された比較結果までの平均値をキャリア生成部２８ｂに出力した後で、２番目に入力された比較結果から４番目に入力された比較結果までの平均値を算出し、キャリア生成部２８ｂに出力する。以下、基準信号と比較信号の間で位相を比較した結果を表す値の移動平均値のことを「制御信号」と記載することがある。制御信号生成部３３は、例えば、ループフィルタとすることができる。なお、フィルタ定数は、装置内周波数制御部３０の外部から設定される。制御信号生成部３３は、制御信号をキャリア生成部２８ｂに出力する。
【００２６】
キャリア生成部２８ｂは、制御信号生成部３３から入力された制御信号が正の値である場合、キャリアＣ２の周波数を高くする。一方、キャリア生成部２８ｂは、制御信号が負の値である場合はキャリアＣ２の周波数を低くし、制御信号の値が「０」である場合はキャリアＣ２の周波数を変更しない。なお、キャリア生成部２８ｂは、予め、周波数の変動量を記憶しているものとする。
【００２７】
図８は、送信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す。以下、図７と図８を参照しながら、代表キャリアＣ１の発振周波数が１００ＭＨｚ、キャリアＣ２の発振周波数が２５０ＭＨｚである場合を例として、装置内周波数制御部３０の動作を説明する。
【００２８】
装置内周波数制御部３０が動作する前は、例えば、図８（ａ）に示すように、送信機２０で生成されたキャリアの周波数と周波数精度は以下のとおりであるとする。
キャリアＣ１＝１００ＭＨｚ−２００Ｈｚ （周波数精度：−２ｐｐｍ）
キャリアＣ２＝２５０ＭＨｚ＋２ｋＨｚ （周波数精度：＋８ｐｐｍ）
ここでは、キャリアＣ１、Ｃ２のいずれも１ＭＨｚに近い周波数になるように分周されるものとする。すなわち、分周器３１ａに設定される分周比は１００分周、分周器３１ｂに設定される分周比は２５０分周であるものとする。
【００２９】
分周器３１ａは、キャリア生成部２８ａで生成された１００ＭＨｚ−２００Ｈｚの周波数の信号を１００分周し、１ＭＨｚ−２Ｈｚの基準信号を生成する。分周器３１ａは、基準信号を位相比較器３２に入力する。一方、分周器３１ｂは、キャリア生成部２８ｂで生成された２５０ＭＨｚ＋２ｋＨｚの周波数の信号を２５０分周し、１ＭＨｚ＋８Ｈｚの比較信号を生成する。分周器３１ｂは、比較信号を位相比較器３２に入力する。位相比較器３２は、基準信号と比較信号の位相を比較する。ここでは、比較信号の周波数が基準信号の周波数よりも高いので、比較信号の位相の方が早くなっている。そこで、位相比較器３２は、比較結果として「−１」を制御信号生成部３３に出力する。
【００３０】
分周器３１ａ、３１ｂ、位相比較器３２の動作が繰り返されることにより、制御信号生成部３３への比較結果の入力が繰り返される。制御信号生成部３３は、フィルタ定数以上の数の比較結果が入力されると、制御信号を計算し、キャリア生成部２８ｂに出力する。ここでは、キャリア生成部２８ｂは、制御信号生成部３３から入力された値が負の値であるので、キャリア生成部２８ｂはキャリアＣ２の周波数を低くする。
【００３１】
キャリア生成部２８ｂで周波数が低く変更されたキャリアＣ２が分周器３１ｂに入力されると、分周器３１ｂは、再度、入力された信号を２５０分周して、比較信号を生成する。分周器３１ｂから新たな比較信号が位相比較器３２に入力されると、位相比較器３２は比較結果を制御信号生成部３３に出力する。制御信号生成部３３は、さらに制御信号を生成してキャリア生成部２８ｂに出力し、キャリア生成部２８ｂは、制御信号に応じた処理を行う。その結果、キャリアＣ２の周波数は、２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚ（周波数精度：−２ｐｐｍ）に変更される。すなわち、装置内周波数制御部３０の処理により、図８（ａ）から図８（ｂ）に示すように、キャリアＣ２の周波数精度がキャリアＣ１の周波数精度と一致するまで、キャリアＣ２の周波数が変更される。
【００３２】
図９は、２つのキャリアの周波数精度を一致させるときに行われる動作の例を説明するフローチャートを示す。図９は動作の例であり、例えば、ステップＳ１〜Ｓ３の順序は任意に変更される場合がある。また、ここでは、制御信号生成部３３は、ループフィルタであるものとする。まず、フィルタ定数、キャリア生成部２８ａ、２８ｂで生成されるキャリアの発振周波数（Ｆ１、Ｆ２）、分周器３１ａ、３１ｂの分周比が設定される（ステップＳ１〜Ｓ３）。次に、キャリア生成部２８ａで生成された代表キャリアが装置内周波数制御部３０に入力される（ステップＳ４）。すると、分周器３１ａは、代表キャリアを分周して基準信号を生成する（ステップＳ５）。さらに、代表キャリアではないキャリアをキャリア生成部２８ｂから装置内周波数制御部３０に入力する（ステップＳ６）。分周器３１ｂは、キャリア生成部２８ｂから入力されたキャリア信号を分周することにより、比較信号を生成する（ステップＳ７）。位相比較器３２は、分周器３１ａで生成された基準信号と分周器３１ｂで生成された比較信号の位相を比較し、基準信号の位相の方が比較信号の位相より早いかを判断する（ステップＳ８、Ｓ９）。基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも早い場合、位相比較器３２は、制御信号生成部３３（ループフィルタ）に比較結果を表す値「１」を出力する（ステップＳ１０）。基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも早くない場合、位相比較器３２は、基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも遅いかを判断する（ステップＳ１１）。基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも遅い場合、位相比較器３２は、制御信号生成部３３（ループフィルタ）に比較結果を表す値として「−１」を出力する（ステップＳ１２）。一方、基準信号の位相と比較信号の位相が一致する場合、位相比較器３２は、比較結果を表す値として「０」を通知する。制御信号生成部３３は、位相比較器３２から通知された値を用いて移動平均を計算し、制御信号とする。制御信号の値が正の場合、キャリア生成部２８ｂは、キャリアＣ２の周波数を高くする（ステップＳ１３でＹｅｓ、ステップＳ１４）。一方、制御信号の値が０以下の場合、キャリア生成部２８ｂは、制御信号の値が負であるかを確認する（ステップＳ１５）。制御信号の値が負の場合、キャリア生成部２８ｂは、キャリアＣ２の周波数を低くする（ステップＳ１６）。一方、制御信号の値が０である場合、キャリア生成部２８ｂはキャリアＣ２の周波数を変更しない。
【００３３】
〔受信機〕
図１０は、受信機４０の構成の例を示す。受信機４０は、装置内周波数制御部３０、アンテナ４１、直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、フィルタ定数制御部４７、および、装置間周波数制御部５０を備える。
【００３４】
アンテナ４１（４１ａ、４１ｂ）は、送信機２０から送信されてきた送信信号を受信する。直交復調部４２（４２ａ、４２ｂ）は、受信した信号を複素キャリア信号で直交検波し、受信ベースバンド信号（複素信号）に変換する。無線フレーム同期部４３（４３ａ、４３ｂ）は、受信ベースバンド信号に対して、シンボル同期とフレーム同期を確立する。さらに、無線フレーム同期部４３は、受信ベースバンド信号をパイロットシンボルと、搬送波再生された情報シンボルに分離する。無線フレーム同期部４３は、パイロットシンボルを装置間周波数制御部５０に出力し、情報シンボルをシンボル判定部４５に出力する。シンボル判定部４５（４５ａ、４５ｂ）は、情報シンボルを情報ビットに変換する。取得部４６は、シンボル判定部４５ａ、４５ｂから入力された情報ビットを結合して、送信機２０から送信されてきたデータ（情報ビット）を取得する。フィルタ定数制御部４７は、装置内周波数制御部３０に含まれている制御信号生成部３３に設定されるフィルタ定数の時定数を制御する。
【００３５】
キャリア生成部４４（４４ａ、４４ｂ）は、複素キャリア信号を生成する。つまり、キャリア生成部４４aは直交する２つのキャリアを生成し、キャリア生成部４４ｂも同様である。さらに、キャリア生成部４４ａは、装置間周波数制御部５０から入力された制御信号に基づいて、キャリア信号の周波数を調整する。一方、キャリア生成部４４ｂは、装置内周波数制御部３０から入力された制御信号に基づいて、キャリア信号の周波数を調整する。
【００３６】
装置内周波数制御部３０は、送信機２０に備えられた装置内周波数制御部３０と同様であるが、制御信号生成部３３のフィルタ定数はフィルタ定数制御部４７によって制御される。フィルタ定数制御部４７は、予め、複数のフィルタ定数を記憶しているものとする。フィルタ定数制御部４７は、通信が開始された直後はフィルタ定数の時定数を小さくすることにより、装置内周波数制御部３０が制御信号を生成する間隔を短くする。一方、送信機２０と受信機４０の間での周波数の調整が進んで、送信機２０と受信機４０の代表キャリア同士の周波数の微調整が行われる場合、フィルタ定数制御部４７は、フィルタ定数の時定数を大きくする。つまり、フィルタ定数制御部４７は、装置内周波数制御部３０を用いた周波数の調整の頻度を、通信が開始された直後は高くし、周波数の調整が進んだ後は低くする。このため、キャリアＣ１とＣ２の間での周波数の調整が進んだ後に、代表キャリアの通信状況が劣化してもキャリアＣ２の通信状況も劣化することを防いでいる。
【００３７】
装置間周波数制御部５０は、送信機２０から受信した代表キャリアのパイロットシンボルを取得すると、パイロットシンボルに基づいて、送信機２０の代表キャリアの周波数と受信機４０の代表キャリアの周波数の間の偏差を解消する。
【００３８】
以下、受信機４０が受信できるキャリアについての周波数精度の調整と、送信機２０と受信機４０の間での周波数の調整について詳しく説明する。
受信機４０での周波数精度の調整も、送信機２０と同様に行われる。例えば、図１１（ａ）に示すように、受信機４０で生成されたキャリアの周波数と周波数精度は以下のとおりであるとする。
【００３９】
キャリアＣ１＝１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚ （周波数精度：＋１ｐｐｍ）
キャリアＣ２＝２５０ＭＨｚ−１ｋＨｚ （周波数精度：−４ｐｐｍ）
装置内周波数制御部３０の分周器３１ａは、キャリアＣ１を分周して基準信号を生成し、分周器３１ｂは、キャリアＣ２を分周して比較信号を生成する。さらに、制御信号生成部３３は基準信号と比較信号の位相を比較した結果に基づいて制御信号を生成する。キャリア生成部４４ｂは、制御信号を用いてキャリアＣ２の周波数を変更する。周波数の変更方法等は、図７〜図９を参照しながら説明した方法と同様である。キャリア生成部４４ｂでの調整によって、キャリアＣ２の周波数は、２５０ＭＨｚ＋２５０Ｈｚ（周波数精度：＋１ｐｐｍ）に変更される。周波数精度が調整された結果を図１１（ｂ）に示す。
【００４０】
次に、受信機４０が送信機２０からフレームを受信したときに行われる周波数偏差の解消について説明する。ここでは、図１２（ａ）を参照しながら、データを表す情報ビットがＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）で変調されており、パイロットシンボルも情報シンボルと同じ値のうちの予め決められたシンボルである場合を例として説明する。ここで、情報ビットは２ビットずつ組にして、以下のように複素平面上にマッピングされる。
ビット列００：座標（Ｉ，Ｑ）＝（＋１／√２，＋１／√２）
ビット列１０：座標（Ｉ，Ｑ）＝（−１／√２，＋１／√２）
ビット列１１：座標（Ｉ，Ｑ）＝（−１／√２，−１／√２）
ビット列０１：座標（Ｉ，Ｑ）＝（＋１／√２，−１／√２）
以下の説明では、パイロットシンボルは、「００」のビット列と同じ（＋１／√２，＋１／√２）としてマッピングされているものとする。なお、ＱＰＳＫは、送信機２０と受信機４０の間での通信に用いられる変調方法の一例である。送信機２０と受信機４０の間での通信には、ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）などの任意の一次変調が用いられる場合がある。また、ＣＤＭ（Code Division Multiplexing）、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の二次変調が用いられる場合もある。
【００４１】
図１２（ｂ）は、パイロットシンボルの検出例を表す。以下の説明では、送信機２０と受信機４０のいずれで生成されたキャリアであるかを判別しやすくするために、送信機２０で生成されたキャリアの符号の末尾をｔ、受信機４０で生成されたキャリアの符号の末尾をｒとする。無線フレーム同期部４３ａからパイロットシンボルが入力されると、装置間周波数制御部５０は、前に入力されたパイロットシンボルと新たに入力されたパイロットシンボルの間で位相回転した量を求める。さらに、装置間周波数制御部５０は、１秒あたりの位相回転量を計算する。例えば、シンボルレートがＲ（ｂａｕｄ）で、（Ｍ＋１）シンボルごとにパイロットシンボルが含まれるフレームが処理されている場合について説明する。
【００４２】
図１２（ｂ）に示すように、パイロットシンボルＰ０が（＋１／√２，＋１／√２）の位置に配置されていたとする。パイロットシンボルＰ０の次に、装置間周波数制御部５０は、パイロットシンボルＰ１を無線フレーム同期部４３ａから取得したとする。また、パイロットシンボルＰ１は、パイロットシンボルＰ０の位置からＸ度回転した位置にあるとする。パイロットシンボルの回転量を認識すると、装置間周波数制御部５０は、１秒あたりの回転量を求める。
【００４３】
まず、パイロットシンボル間での位相の変化量を回転量に変更すると次のようになる。
パイロットシンボル間での位相回転量＝（Ｘ°／３６０°）回転
次に、シンボルレートがＲ（ｂａｕｄ）であるため、１シンボルの受信にかかる時間は、１／Ｒ（秒）である。パイロットシンボルは、Ｍ＋１シンボルごとに受信されるので、パイロットシンボルＰ０が受信されてから、パイロットシンボルＰ１が受信されるまでの時間は、（Ｍ＋１）／Ｒ（秒）である。従って、１秒あたりの位相回転量Ｙ（Ｈｚ）は、次式で表される。
Ｙ＝（Ｘ°／３６０°）／｛（Ｍ＋１）／Ｒ｝（回転／秒）
＝Ｘ×Ｒ／（３６０×（Ｍ＋１））（Ｈｚ）
そこで、装置間周波数制御部５０は、送信機２０で生成されたキャリアＣ１ｔの周波数が受信機４０で生成されたキャリアＣ１ｒの周波数よりもＹＨｚ高いと判断する。そこで、装置間周波数制御部５０は、キャリア生成部４４ａにキャリアＣ１ｒの周波数をＹＨｚ高くするように要求する。キャリア生成部４４ａは、装置間周波数制御部５０の要求に応じてキャリアＣ１ｒの周波数を変更する。周波数が変更された後のキャリアＣ１ｒは、キャリア生成部４４ａから直交復調部４２ａに出力され、パイロットシンボル１の次に受信されたパイロットシンボルの処理に用いられる。新たなパイロットシンボルが無線フレーム同期部４３ａから入力されると、装置間周波数制御部５０は、前述の処理を繰り返す。
【００４４】
図１３に、装置間周波数制御部５０での処理に使用されるパイロットシンボル１０１（１０１ａ〜１０１ｇ）の配置の例を示す。ここで、装置間周波数制御部５０は、周波数の調整を開始したときは周波数の変更量が大きいため、近い位置に配置された複数のシンボルを用いて調整を行い、その後、処理に用いるパイロットシンボル１０１の間のシンボル数を大きくしていく。なお、周波数の変動が大きい場合の装置間周波数制御部５０の処理を「引き込み処理」と記載することがある。また、引き込み処理が終了した後に行われる周波数の微調整を「追従処理」と記載することがある。図１３に示すように、装置間周波数制御部５０は、最初の引き込み処理は、フレームの先頭に含まれているパイロットシンボル１０１ａを用いて行う。装置間周波数制御部５０は、次に、Ｍ本の情報シンボル１０３を挟んだ後に含まれるパイロットシンボル１０１ｂと、フレームの先頭のパイロットシンボル１０１ａを用いて引き込み処理を行う。その後も、図１３に示すように、フレームの先頭のパイロットシンボルと合せて使用するパイロットシンボルの位置を変更しながら引き込み処理を継続する。また、装置間周波数制御部５０は、周波数の変化量をキャリア生成部４４ａに指定する度に、指定した変化量を予め記憶している閾値と比較しているものとする。周波数の変化量が閾値以上の場合、装置間周波数制御部５０は、引き込み処理を継続する。周波数の変化量が閾値を下回ると、装置間周波数制御部５０は、キャリアの周波数の微調整、すなわち追従処理を開始する。装置間周波数制御部５０は、追従処理を開始するときに、引き込み完了信号をフィルタ定数制御部４７に出力する。引き込み完了信号が入力されると、フィルタ定数制御部４７は、制御信号生成部３３に設定されているフィルタ定数の時定数を大きくする。
【００４５】
例えば、送信機２０の代表キャリアＣ１ｔの周波数は、図８に示すように１００ＭＨｚ−２００Ｈｚ（周波数精度：−２ｐｐｍ）であるとする。一方、受信機４０の代表キャリアＣ１ｒは、図１１（ｂ）に示すように１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚ（周波数精度：＋１ｐｐｍ）であるとする。この場合、キャリアＣ１ｔはキャリアＣ１ｒに比べて３００Ｈｚ低い。従って、装置間周波数制御部５０は、キャリア生成部４４ａに、キャリアＣ１ｒの周波数を低くすることを要求し、周波数の変化量も指定する。引き込み処理や追従処理が行われることにより、キャリア１Ｃｒは、１００ＭＨｚ−２００Ｈｚに設定される。
【００４６】
キャリア生成部４４ａがキャリアＣ１ｒの周波数を変更したため、キャリア生成部４４ｂで生成されるキャリアＣ２ｒとキャリアＣ１ｒの周波数精度は一致しなくなる。キャリアＣ１ｒの周波数が装置間周波数制御部５０の動作により変更された場合のキャリアＣ１ｒとＣ２ｒの周波数を図１４（ａ）に示す。図１４（ａ）の例では、キャリア１Ｃｒが１００ＭＨｚ−２００Ｈｚに変更されている。一方、キャリアＣ２ｒについては、図１１（ｂ）に示すように設定された後は周波数が変更されていないので、２５０ＭＨｚ＋２５０Ｈｚ（周波数精度：＋１ｐｐｍ）のままである。
【００４７】
図１５は、信号の入力と出力の例を示す。図１５に示すように、キャリア生成部４４ａは、装置間周波数制御部５０の要求に従って周波数を変更した後のキャリアＣ１ｒを、直交復調部４２ａだけでなく、装置内周波数制御部３０にも出力する。すると、分周器３１ａは、周波数が変更された後のキャリアＣ１ａを分周することにより基準信号を生成する。例えば、分周器３１ａに設定されている分周比が１００である場合、装置間周波数制御部５０による調整が行われた後の基準信号の周波数は、１ＭＨｚ−２Ｈｚになる。一方、分周器３１ｂの分周比が２５０のときの比較信号は、１ＭＨｚ＋１Ｈｚとなる。基準信号と比較信号の周波数が異なるため、基準信号と比較信号の位相が一致しないので、制御信号生成部３３は、図７〜図９を参照しながら説明した方法と同様の方法で制御信号を生成してキャリア生成部４４ｂに出力する。キャリア生成部４４ｂは、制御信号に基づいてキャリアＣ２ｒの周波数を変更することにより、キャリアＣ２ｒの周波数精度をキャリアＣ１ｒの周波数精度に一致させる。図１４（ａ）の例では、キャリアＣ１ｒの周波数精度は−２ｐｐｍであるので、キャリアＣ２ｒの周波数精度も−２ｐｐｍになるように調整される結果、キャリアＣ２ｒの周波数は２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚとなる。装置内周波数制御部３０による調整が終了した後のキャリアＣ１ｒとキャリアＣ２ｒの例を図１４（ｂ）に示す。
【００４８】
〔送信機と受信機の間での周波数偏差の解消〕
通信に使用されるキャリアの各々についての周波数偏差は、送信機２０と受信機４０の代表キャリア同士の周波数を一致させた後、送信機２０と受信機４０の各々において、代表キャリアとその他のキャリアの周波数精度を一致させることにより、解消される。図８と図１４を比較しながら、代表キャリアではないキャリアでの周波数偏差が解消されることについて述べる。前述のとおり、装置間周波数制御部５０により、図８に示す送信機２０のキャリアＣ１ｔの周波数と、図１４（ａ）に示すキャリアＣ１ｒの周波数は一致している。キャリアＣ２ｒの周波数は、装置内周波数制御部３０とキャリア生成部４４ｂにより、キャリアＣ１ｒと周波数精度が一致するように変更され、図１４（ｂ）に示すように、２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚになっている。一方、送信機２０で生成されたＣ２ｔの周波数も、図８（ｂ）に示すように、２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚである。
【００４９】
従って、本実施形態による送信機２０と受信機４０との間の通信では、通信に使用される個々のキャリアについて送信機２０と受信機４０の間でＡＦＣ処理をしなくても、代表キャリア以外のキャリアの間の周波数偏差が解消されている。代表キャリアではないキャリアの周波数偏差は、代表キャリアでのＡＦＣ処理が終わった後に、代表キャリアではないキャリアの周波数精度を代表キャリアの周波数精度と一致させることにより解消される。このため、代表キャリア以外のキャリアでは、図６（ｂ）に示すように、代表キャリアを介して送受信されるフレームよりもパイロットシンボルの量が少なく、情報シンボルの量が多いフレームが送受信され、通信効率が向上される。
【００５０】
さらに、１つの通信において文書データに続けて動画データを送受信する場合などのように、通信の途中から通信量が増加して通信帯域が広げられる場合、追加される帯域と代表キャリアの周波数精度が一致しているので、迅速に通信を開始できる。つまり、追加されるキャリアについても、通信に使用される前に周波数精度が代表キャリアの周波数精度に合わせられているため、送信機２０と受信機４０の間で周波数が一致しているため、早く通信が開始され、通信効率が向上する。
【００５１】
なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）の説明においては、送信機側のキャリアＣ１ｔの周波数と受信機側のキャリアＣ１ｒの周波数が一致した後で送信機側のキャリアＣ２ｔの周波数と受信機側のキャリアＣ２ｒの周波数を一致させる形としているが、必ずしもＣ１ｔとＣ１ｒとが一致した後でＣ２ｔとＣ２ｒを一致させる形式をとらなくてもよい。Ｃ１ｒをＣ１ｔに一致させる途中ステップでＣ２ｒをＣ２ｔに一致さるステップを行い、これらを一つのサイクルとしてループさせて合わせていくことも可能である。
【００５２】
図１６は、送信機２０と受信機４０の間で行われる通信の例を表すシーケンス図である。以下、図１６を参照しながら通信の際に行われる周波数制御の例を説明する。なお、図１６は処理の例である。例えば、手順（１１）で装置間周波数制御部５０による引き込み処理が終了する前に装置内周波数制御部３０による処理も開始し、装置間周波数制御部５０による調整と装置内周波数制御部３０による調整を交互に行うように変形される場合がある。
【００５３】
（１）ユーザＡは送信機２０の電源を投入する。
（２）送信機２０は、初期化によってキャリアの発振周波数や分周比などを設定する。
（３）送信機２０の装置内周波数制御部３０などの動作により、通信に使用可能なキャリアの周波数精度は代表キャリアの周波数精度と同じ値に調整される。
【００５４】
（４）ユーザＢは、受信機４０の電源を投入する。
（５）受信機４０は、初期化によってキャリアの発振周波数や分周比などを設定する。また、フィルタ定数制御部４７は、値が小さいフィルタ定数を、受信機４０に含まれている制御信号生成部３３に設定する。
（６）装置内周波数制御部３０により、通信に使用可能なキャリアの周波数精度が、受信機４０の代表キャリアの周波数精度と同じ値に調整される。
【００５５】
（７）ユーザＡが受信機４０へのデータの送信を送信機２０に要求する。
（８）受信機４０が呼び出され、ユーザＢは受信機４０に受信の開始を要求する。
（９）送信機２０は、代表キャリアを介してフレームを受信機４０に送信する。
（１０）送信機２０は、代表キャリアではないキャリアを介してフレームを受信機４０に送信する。
【００５６】
（１１）受信機４０は、代表キャリアを介して受信したフレームのパイロットシンボルを用いて、装置間周波数制御部５０の動作により、受信機４０の代表キャリアの周波数を、送信機２０の代表キャリアの周波数に一致させる。このときの処理は、周波数の変動量が大きく、引き込み処理が行われる。
（１２）装置内周波数制御部３０は、手順（１１）の処理が終わると、受信機４０で用いられる全てのキャリアの周波数精度を代表キャリアの周波数精度に合わせる。
（１３）フィルタ定数制御部４７は、フィルタ定数の時定数を大きくする。
【００５７】
（１４）フレームの最初に配置されたパイロットシンボルの位置と、併せて使用するパイロットシンボルの位置の差を大きくして、装置間周波数制御部５０による調整が行われる。また、装置内周波数制御部３０による周波数の調整も並行して行われる。
（１５）ユーザＡが送信を終了することを送信機２０に指示する。
（１６）送信機２０からの送信データを全て受信すると、ユーザＢは受信の終了を受信機４０に指示する。
【００５８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、通信の状況に応じて、代表キャリアを変更することができる実施形態について説明する。図１７に第２の実施形態で行われる通信の例を示す。無線機６０ａと無線機６０ｂは、キャリアＣ１とＣ２を介してデータを送受信する。この例では、送受信は、Time Division Duplex（ＴＤＤ）によって行われるものとする。また、以下の説明では、キャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）に基づいて、代表キャリアの切り替えを行うかが判断されるものとする。
【００５９】
無線機６０は、送受切替制御６１、切替スイッチ６２（６２ａ、６２ｂ）、バッファ６４、送信機７０、受信機８０、アンテナ６３（６３ａ、６３ｂ）を備える。送受切替制御６１は、送信のタイミングを送信機７０、切替スイッチ６２ａ、６２ｂに通知する。送信のタイミングの例を図１８（ａ）に示す。無線機６０ａに備えられている送受切替制御６１は、無線機６０ａから無線フレームが送信されるタイミングを、無線機６０ａの送信機７０、切替スイッチ６２ａ、６２ｂに通知する。同様に、送受切替制御６１は、無線機６０ｂの無線フレームが送信されるタイミングに合わせて、受信機８０、切替スイッチ６２ａ、６２ｂに受信を指示する。切替スイッチ６２は、送受切替制御６１からの指示に従って、送信機７０と受信機８０のいずれかをアンテナ６３に接続する。バッファ６４は、送信機７０や受信機８０などから入力された情報を格納する。例えば、受信機８０は、対向装置の受信状況を表す情報を対向装置から受信すると、受信した情報をバッファ６４に格納する。送信機７０は、バッファ６４に格納されている情報に基づいて、代表キャリアを変更するための処理を開始することができる。
【００６０】
図１９は、送信機７０の構成の例を示す図である。送信機７０は、パイロット生成部７１（７１ａ、７１ｂ）、代表キャリア制御部７２を備える。さらに、送信機７０は、情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、装置内周波数制御部３０を備える。情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、装置内周波数制御部３０の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００６１】
パイロット生成部７１は、ＡＦＣ用のパイロットシンボルと制御に用いられるパイロットシンボルの両方を生成することができ、無線フレーム生成部２５に出力する。代表キャリア制御部７２は、代表キャリアとして使用するキャリアを介して送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５に、図１８（ｂ）に示すようなフレームを生成するように要求する。代表キャリアを介して送受信されるフレームには、パイロットシンボル１０１（１０１ａ〜１０１ｇ）、情報シンボル１０３（１０３ａ〜１０３ｆ）の他に、監視制御情報１０２が含まれる。
【００６２】
図２０は、監視制御情報１０２に含まれる情報の例を説明するテーブルである。監視制御情報１０２は、無線機６０で受信したキャリアのＣ／Ｎ比、送信機７０がフレームを送信するときに用いる代表キャリア（送信代表キャリア）の番号、受信機８０がフレームを受信するときに用いる代表キャリア（受信代表キャリア）の番号を含む。さらに、代表キャリアの切り替えのための動作が開始されている場合、監視制御情報１０２には、代表キャリアに切り替えられる候補となるキャリアを特定する情報が含まれる。以下の説明では、代表キャリアに切り替えられる候補となるキャリアを「代表キャリア候補」と記載する。代表キャリア候補を介して送信されるフレームは、代表キャリアを介して送信されるフレームと同様の情報要素を含む。すなわち、代表キャリアの切り替えが行われる場合、代表キャリア制御部７２は、代表キャリア候補を介して送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５にも、図１８（ｂ）に示すフレームを生成するように要求する。一方、代表キャリアと代表キャリア候補のいずれでもないキャリアを介して送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５には、代表キャリア制御部７２は、図１８（ｃ）に示すようにパイロットシンボルの数が少ないフレームの生成を要求する。無線フレーム生成部２５は、代表キャリア制御部７２からの指示に従って、無線フレームを生成する。
【００６３】
さらに、監視制御情報１０２は、代表キャリア候補が設定されたことを通知する信号も含む。以下の記載では、代表キャリア候補が設定されたことを通知する信号を「代表キャリア切替猶予フラグ」と記載することがある。代表キャリア切替猶予フラグが１に設定されている期間は、代表キャリアと代表キャリア候補を介して、監視制御情報１０２などを含むフレームが送信されている。従って、代表キャリア切替猶予フラグの値が１の間は、受信側の無線機６０は受信代表キャリアを変更することができる。
【００６４】
代表キャリア制御部７２は、バッファ６４から、対向装置の受信機８０で測定されたＣ／Ｎ比と、対向装置の受信機７０が代表キャリアとしているキャリアを特定する情報を読み出す。代表キャリア制御部７２は、代表キャリアのＣ／Ｎ比と代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比を比較して代表キャリアを切り替えるかを判断する。代表キャリアを切り替える場合、代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ａ、２５ｂに代表キャリアの切り替えのための処理を開始することを通知する。また、対向装置で代表キャリアが切り替えられると、代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ａ、２５ｂに代表キャリアの切り替えが終了したことを通知する。
【００６５】
図２１は、受信機８０の構成の例を示す図である。受信機８０は、代表キャリア制御部８１、スイッチ８２（８２ａ、８２ｂ）、Ｃ／Ｎ測定部８３、装置内周波数制御部８４を備える。受信機８０は、さらに、直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、装置間周波数制御部５０を備える。直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、装置間周波数制御部５０の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００６６】
代表キャリア制御部８１は、受信したフレームに含まれている代表キャリアの識別子に従って、受信した代表キャリアがキャリア生成部４４ａと４４ｂのいずれで生成されたキャリアと同じ帯域のキャリアであるかを判定する。さらに、監視制御情報１０２に含まれる代表キャリア切替猶予フラグが１の場合、代表キャリア制御部８１は、代表キャリアを切り替える。また、代表キャリア制御部８１は、受信した代表キャリアを識別する識別子をバッファ６４に記憶する。代表キャリア制御部８１は、受信した代表キャリアの帯域に基づいて、スイッチ８２ａ、８２ｂに切り替えを要求する。さらに、代表キャリア制御部８１は、受信した代表キャリアと同じ帯域のキャリアの調整に用いられる装置間周波数制御部５０に対して、周波数の調整を要求する。一方、代表キャリアではないキャリアと同じ帯域のキャリアの調整に用いられる装置間周波数制御部５０に対しては、動作の中断を要求する。
【００６７】
また、代表キャリア制御部８１は、装置内周波数制御部８４に、代表キャリアが変更されたことと、代表キャリアを識別する識別子を通知する。装置内周波数制御部８４は、代表キャリア制御部８１から通知された識別子で識別されるキャリアを分周して得られた信号を基準信号、代表キャリアではないキャリアを分周して得られた信号を比較信号とする。処理装置内周波数制御部８４は、基準信号と比較信号を装置内周波数制御部３０と同様に処理する。また、装置内周波数制御部８４の構成は、図７に示した装置内周波数制御部３０と同様である。
【００６８】
スイッチ８２は、代表キャリア制御部８１からの要求に応じて、装置間周波数制御部５０と装置内周波数制御部８４のいずれかとキャリア生成部４４を接続する。装置間周波数制御部５０とキャリア生成部４４がスイッチ８２を介して接続されている場合、キャリア生成部４４は、装置間周波数制御部５０からの要求に応じて周波数を調整する。一方、装置内周波数制御部８４がキャリア生成部４４にスイッチ８２を介して接続されている場合、キャリア生成部４４は、装置内周波数制御部８４からの要求に応じて周波数を調整する。
【００６９】
Ｃ／Ｎ測定部８３は、受信機８０が受信できる各キャリアについて、キャリア信号の強度のノイズの強度に対する比を求める。Ｃ／Ｎ測定部８３は、得られたＣ／Ｎ比を、キャリアの識別子と対応付けてバッファ６４に記憶する。
【００７０】
図２２〜図２４は、無線機６０ａと無線機６０ｂの間での通信の例を説明する図である。以下、図２２〜図２４を参照しながら第２の実施形態について説明する。以下の説明では、無線機６０ａと６０ｂのいずれで生成されたキャリアであるかを判別しやすくするために、無線機６０ａの送信機７０ａで生成されたキャリアの符号の末尾をａ、無線機６０ｂの送信機７０ｂで生成されたキャリアの符号の末尾をｂとする。また、無線機６０ｂの受信機８０ｂにおいて、受信した情報シンボルを取得するために生成されるキャリアは、キャリアの符号の末尾にｒを加えて表現するものとする。例えば、キャリアＣ１ａから情報シンボルを取得するために受信機８０ｂが生成するキャリアは、キャリアＣ１ｂｒと表記する。
【００７１】
図２２は、無線機６０の間でＣ／Ｎ比を通知する方法の例を示す。まず、図２２を参照しながら手順（１）〜（５）について説明する。
（１）無線機６０ａは、キャリアＣ１ａとＣ２ａを用いて無線機６０ｂにフレームを送信している。この時点では、キャリアＣ１ａが代表キャリアとなっているものとする。また、監視制御情報１０２は、以下のようになっているものとする。
送信代表キャリア ： キャリアＣ１ａ
代表キャリア切替猶予フラグ ： ０
送信代表キャリア候補 ： なし
キャリアＣ１ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｘ
キャリアＣ２ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｙ
受信代表キャリア ： キャリアＣ１ｂ
【００７２】
無線機６０ｂが備える受信機８０ｂは、キャリアＣ１ａの周波数に基づいて、ＡＦＣ処理を行う。従って、代表キャリア制御部８１は、装置間周波数制御部５０ａ（図２１）に動作することを求めており、装置間周波数制御部５０ｂの動作を停止させている。スイッチ８２ａは、装置間周波数制御部５０ａとキャリア生成部４４ａを接続している。また、スイッチ８２ｂは、装置内周波数制御部８４とキャリア生成部４４ｂを接続する。この設定により、装置間周波数制御部５０ａは、キャリアＣ１ｂｒの周波数をキャリアＣ１ａと一致するように調整する。さらに、キャリアＣ２ｂｒの周波数精度は、装置内周波数制御部８４によって、キャリアＣ１ｂｒの周波数精度に合わせられる。この処理により、キャリアＣ２ｂｒの周波数は、キャリアＣ２ａの周波数と同じ周波数となる。
【００７３】
一方、無線機６０ｂのＣ／Ｎ測定部８３は、キャリアＣ１ａとＣ２ａの各々についてＣ／Ｎ比を求めている。ここで、フレームを送信している間にキャリアＣ１ａがノイズの影響を受けたことにより、無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａのＣ／Ｎ比が、キャリアＣ２ａのＣ／Ｎ比よりも悪かったものとする。
【００７４】
（２）無線機６０ｂのＣ／Ｎ測定部８３は、キャリアＣ１ａとＣ２ａの各々について求めたＣ／Ｎ比を、バッファ６４に書き込む。
（３）送信機７０ｂは、バッファ６４からキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を読み出す。
（４）無線機６０ｂは、キャリアＣ１ｂとＣ２ｂを介して、無線機６０ａにフレームを送信する。このとき、送信機７０ｂは、キャリアＣ１ｂを代表キャリアとして使用しているものとする。無線機６０ｂは、送信機７０ｂを用いて、無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を無線機６０ａに通知する。
【００７５】
（５）受信機８０ａは、受信したフレームの監視制御情報１０２を確認し、無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を、無線機６０ａのバッファ６４に格納する。送信機７０ａは、バッファ６４から無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を取得する。この処理により、送信機７０ａは、キャリアＣ１ａのＣ／Ｎ比がキャリアＣ２ａより悪いことを認識する。さらに、受信機８０ａに含まれるＣ／Ｎ測定部８３は、キャリアＣ１ｂとＣ２ｂについてＣ／Ｎ比を求め、得られた値を、バッファ６４を介して送信機７０ａに通知する。
【００７６】
図２３は、代表キャリアの変更方法の例を説明する図である。以下、図２３を参照しながら手順（６）〜（１３）を説明する。
（６）無線機６０ａが備える代表キャリア制御部７２は、キャリアＣ１ａのＣ／Ｎ比がキャリアＣ２ａのＣ／Ｎ比より悪いため、代表キャリアをキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更することを決定する。そこで、代表キャリア制御部７２は、キャリアＣ２ａを代表キャリア候補に指定し、キャリアＣ２ａを使って送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５に、図１８（ｂ）に示すような監視制御情報１０２等を含むフレームを生成するように要求する。
【００７７】
（７）無線機６０ａは、送信機７０ａを用いて、キャリアＣ１ａとＣ２ａの各々から、監視制御情報１０２を含むフレームを無線機６０ｂに送信する。ここで送信されるフレームに含まれている監視制御情報１０２は以下の通りであるものとする。
送信代表キャリア ： キャリアＣ１ａ
代表キャリア切替猶予フラグ ： １
送信代表キャリア候補 ： キャリアＣ２ａ
キャリアＣ１ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｗ
キャリアＣ２ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｚ
受信代表キャリア ： キャリアＣ１ｂ
【００７８】
（８）無線機６０ｂは、受信機８０ｂを用いて、無線機６０ａから送信されたフレームを受信する。代表キャリア制御部８１は、監視制御情報１０２の代表キャリア切替猶予フラグが「１」であることを確認すると、代表キャリアの切り替えが可能であると判断する。
【００７９】
（９）また、代表キャリア制御部８１は、キャリアＣ１ａとキャリアＣ２ａの両方から代表キャリア監視制御情報１０２やＡＦＣ処理に用いられるパイロットシンボルが含まれているフレームを受信していることを確認する。すると、代表キャリア制御部８１は、受信代表キャリアをキャリアＣ２ａに切り替える。すると、代表キャリア制御部８１は、装置間周波数制御部５０ｂに動作することを求め、装置間周波数制御部５０ａには、動作の停止を要求する。スイッチ８２ｂは、代表キャリア制御部８１からの指示により、装置間周波数制御部５０ｂとキャリア生成部４４ｂが接続されるように、接続を切り替える。また、スイッチ８２ａは、代表キャリア制御部８１からの指示に従って、装置内周波数制御部８４とキャリア生成部４４ａを接続する。この設定により、装置間周波数制御部５０ｂは、キャリアＣ２ｂｒの周波数をキャリアＣ２ａの周波数と同じ周波数になるように調整する。さらに、キャリアＣ１ｂｒの周波数精度がキャリアＣ２ｂｒの周波数精度に合わせられることにより、キャリアＣ１ｂｒの周波数は、キャリアＣ１ａの周波数に一致する。このように、代表キャリアの切り替えが行われると、受信機８０ｂは、キャリアＣ２ａの周波数に基づいて、ＡＦＣ処理を行う。
【００８０】
（１０）代表キャリア制御部８１は、送信機７０ｂが備える代表キャリア制御部７２に、受信代表キャリアをキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更したことを通知する。
（１１）送信機７０ｂは、無線機６０ｂから無線機６０ａへの代表キャリアであるキャリアＣ１ｂを用いて、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更されたことを通知する。すなわち、代表キャリアを介して無線機６０ｂから無線機６０ａへ送信されたフレームの監視制御情報１０２には「受信代表キャリア＝キャリアＣ２ａ」が記録されている。
【００８１】
（１２）無線機６０ａの受信機８０ａは、無線機６０ｂから受信したフレームの監視制御情報１０２に基づいて、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがキャリアＣ２ａであることを認識する。
【００８２】
（１３）受信機８０ａは、バッファ６４を介して送信機７０ａに、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがキャリアＣ２ａであることを通知する。代表キャリア制御部７２は、前回フレームを送信したときの代表キャリア候補と、無線機６０ｂでの受信代表キャリアを比較し、両者が一致することを認識する。すなわち、代表キャリア制御部７２は、無線機６０ｂにおいて、受信代表キャリアが変更されたことを認識する。
【００８３】
図２４は、代表キャリアが変更された際に行われる処理の例を説明する図である。以下、図２４を参照しながら手順（１４）〜（１５）について述べる。
（１４）無線機６０ｂで受信代表キャリアが変更されたため、送信代表キャリア候補のキャリアを、送信代表キャリアに変更する。代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ａに、生成するフレームに監視制御情報１０２を含めず、パイロットシンボルの数も減らして、図１８（ｃ）に示すフレームを生成することを要求する。また、代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ｂに以下の監視制御情報１０２を含むフレームを生成するように要求する。
送信代表キャリア ： キャリアＣ２ａ
代表キャリア切替猶予フラグ ： ０
送信代表キャリア候補 ： なし
キャリアＣ１ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｚ
キャリアＣ２ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｗ
受信代表キャリア ： キャリアＣ１ｂ
代表キャリア制御部７２は、送信機７０ａは、キャリアＣ２ａを代表キャリアとしてフレームを無線機６０ｂに送信する。
【００８４】
（１５）無線機６０ｂは、キャリアＣ１ａとＣ２ａを介してフレームを受信する。無線機６０ｂが備える受信機８０ｂは、キャリアＣ２ａの周波数に基づいて、ＡＦＣ処理を行う。
【００８５】
図２５は、送信代表キャリアを変更する場合の無線機６０の動作の例を説明するフローチャートである。図２５のフローチャートは、図２２〜図２４を参照しながら説明した無線機６０ａの動作を表している。なお、図２５は動作の例であり、例えば、ステップＳ２１とＳ２２の順序を変更するなどの変形が加えられる場合がある。
【００８６】
代表キャリアに指定されたキャリアを介して送受信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５は、監視制御情報１０２を含むフレームを生成する。監視制御情報１０２は、送信代表キャリア＝Ｃ１ａ、送信代表キャリア切替猶予フラグ＝０である（ステップＳ２１）。次に、装置内周波数制御部３０の処理により、キャリアＣ１ａの周波数精度を基準としてキャリアＣ２ａの周波数精度が調整される（ステップＳ２２）。無線機６０ａは、キャリアＣ１ａ、Ｃ２ａを用いて、フレームを無線機６０ｂに送信する（ステップＳ２３、Ｓ２４）。受信機８０ａは、無線機６０ｂから送信代表キャリアを介して送られてきたフレームを受信し、無線機６０ａからの送信に用いられた各キャリアのＣ／Ｎ比を取得する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。代表キャリア制御部８１は、代表キャリアのＣ／Ｎ比が代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比よりも小さいかを確認する（ステップＳ２７）。代表キャリアのＣ／Ｎ比が代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比以上の場合、ステップＳ２３以降の処理が繰り返される（ステップＳ２７でＮｏ）。
【００８７】
一方、代表キャリアのＣ／Ｎ比が代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比よりも小さい場合、代表キャリア制御部７２は、無線機６０ｂに送信するフレームに含まれる監視制御情報１０２を次のように設定する。送信代表キャリア＝Ｃ１ａ、送信代表キャリア候補＝Ｃ２ａ、代表キャリア切替猶予フラグ＝１（ステップＳ２７でＹｅｓ、ステップＳ２８）。その後、無線機６０ａは、キャリアＣ１ａ、Ｃ２ａを用いて、監視制御情報１０２を含むフレームを無線機６０ｂに送信する（ステップＳ２９、Ｓ３０）。受信機８０ａは、無線機６０ｂから受信したフレームを確認し、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがＣ２ａに変更されたかを確認する（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。受信代表キャリアの変更が終わっていない場合、ステップＳ２８以降の処理が繰り返される（ステップＳ３３でＮｏ）。受信代表キャリアの変更が終わった場合、新たな代表キャリアＣ２ａを介して送受信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５は、監視制御情報１０２を含むフレームを生成する。監視制御情報１０２は、送信代表キャリア＝Ｃ２ａ、送信代表キャリア切替猶予フラグ＝０である（ステップＳ３４）。無線機６０ａは、キャリアＣ１ａ、Ｃ２ａを用いて、フレームを無線機６０ｂに送信する（ステップＳ３５、Ｓ３６）。
【００８８】
図２６は、受信代表キャリアを変更する場合の無線機６０の動作の例を説明するフローチャートである。図２６のフローチャートは、図２２〜図２４を参照しながら説明した無線機６０ｂの動作を表している。
【００８９】
受信機８０ｂは、無線機６０ａから送信された代表キャリアを受信し、フレームに含まれている監視制御情報１０２を取得する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。Ｃ／Ｎ測定部８３は、各キャリアについてＣ／Ｎ比を測定し、測定結果を送信機７０ｂに通知する（ステップＳ４３）。代表キャリア制御部７２は、無線機６０ｂから無線機６０ａに送信されるフレームの監視制御情報１０２に、受信機８０ａから通知されたＣ／Ｎ比を含める（ステップＳ４４）。送信機７０ｂは、無線機６０ａにフレームを送信する（ステップＳ４５）。
【００９０】
次に受信機８０ａで代表キャリアを介してフレームを受信すると、代表キャリア制御部８１は、監視制御情報１０２の内容を確認する。ここでは、送信代表キャリア＝Ｃ１ａ、送信代表キャリア候補＝Ｃ２ａ、代表キャリア切替猶予フラグ＝１であるとする（ステップＳ４６、Ｓ４７）。すると、代表キャリア制御部８１は、受信代表キャリアをキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更する（ステップＳ４８）。また、代表キャリア制御部８１は、スイッチ８２の設定を変更することにより、基準信号の元となるキャリアをＣ２ｂｒに変更する（ステップＳ４９）。さらに、装置間周波数制御部５０で周波数を調整するキャリアをキャリアＣ１ｂｒからキャリアＣ２ｂｒに変更する（ステップＳ５０）。
【００９１】
送信機７０ｂは、無線機６０ａに送信されるフレームに含まれる監視制御情報１０２の受信代表キャリアをキャリアＣ２ａに変更する（ステップＳ５１）。送信機７０ｂは、監視制御情報１０２を含むフレームを無線機６０ａに送信することにより、受信代表キャリアを切り替えたことを通知する（ステップＳ５２）。次に無線機６０ａからフレームを受信する際には、代表キャリアとしてキャリアＣ２ａが用いられており、監視制御情報１０２には無線機６０ａからの送信代表キャリアがキャリアＣ２ａに設定されている（ステップＳ５３、Ｓ５４）。
【００９２】
ここで、ステップＳ２５、Ｓ２６は、図２２の（５）に相当し、ステップＳ２７は図２２の（１）に当たる。ステップＳ４３〜Ｓ４５は、図２２の（２）〜（４）に当たる。ステップＳ２８〜Ｓ３０は図２３の（６）、（７）に当たり、ステップＳ４６〜Ｓ５２は、図２３の（８）〜（１１）に当たる。ステップＳ３１〜Ｓ３４は、図２３の（１２）、（１３）に当たる。ステップＳ３５〜Ｓ３６は、図２４の（１４）に当たり、ステップＳ５３〜Ｓ５４は、図２４の（１５）に当たる。
【００９３】
代表キャリアの通信状況が大きく劣化すると、無線フレーム同期の精度が劣化するなどの理由から、フレームを受信した無線機６０においてパイロットシンボルを特定することができないことがある。パイロットシンボルの特定に失敗すると情報シンボルをパイロットシンボルとして取り扱って装置間周波数制御部５０による調整が行われることがある。装置間周波数制御部５０の調整結果に合せて代表キャリアではないキャリアの周波数精度が調整されるので、パイロットシンボルの特定に失敗すると、通信に用いられる全てのキャリアの周波数の調整に失敗するおそれがある。本実施形態では、以上述べたように、代表キャリアのＣ／Ｎ比が劣化したときに代表キャリアを変更するため、代表キャリアの通信状況の劣化によって装置間の周波数の調整に失敗することを防ぐことができる。
【００９４】
なお、代表キャリアが変更されても、図１９に示すように、送信機７０での周波数精度の調整の基準はキャリアＣ１である。すなわち、本実施形態では、送信機７０では、予め決められたキャリアを基準として周波数精度を調整する。受信機８０は、代表キャリアを基準として、送信機７０との間で周波数を調整する。受信機８０は、データの取得に用いる代表キャリア（取得代表キャリア）の周波数を対向装置の送信代表キャリアの周波数に合わせる。さらに、受信機８０は、受信に用いるキャリアの周波数精度を調整する。これらの処理により、装置間での周波数偏差が解消される。
【００９５】
＜第３の実施形態＞
図２７は、第３の実施形態に係る送信機８５の構成の例を示す。送信機８５では、キャリアＣ１ｔとＣ２ｔが生成され、キャリアＣ１ｔが代表キャリアとして用いられるものとする。送信機８５は、情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、パイロット生成部７１、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、アンテナ２９、装置内周波数制御部３０を備える。情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、アンテナ２９、装置内周波数制御部３０の動作は、第１の実施形態と同様である。パイロット生成部７１の動作は、第２の実施形態と同様である。なお、キャリアＣ１ｔは、キャリア生成部２８ａで生成され、キャリアＣ２ｔは、キャリア生成部２８ｂで生成されるものとする。
【００９６】
図２８は、第３の実施形態に係る受信機９０の構成の例を示す。受信機９０では、キャリアＣ１ｒとＣ２ｒが生成され、キャリアＣ１ｒが代表キャリアとして用いられるものとする。また、キャリアＣ１ｒは、キャリア生成部４４ａで生成され、キャリアＣ２ｒは、キャリア生成部４４ｂで生成されるものとする。
【００９７】
受信機９０は、ＡＦＣ切替制御部９１を備える。受信機９０は、さらに、アンテナ４１、直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、装置間周波数制御部５０を備える。アンテナ４１、直交復調部４２、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６の動作は、第１の実施形態と同様である。無線フレーム同期部４３ａの動作は第１の実施形態と同様である。
【００９８】
受信機９０は、装置間周波数制御部５０ａと５０ｂを備える。装置間周波数制御部５０ａは、第１の実施形態で説明した動作と同様の動作により、受信機９０で生成する代表キャリアＣ１ｒの周波数を、送信機８５から受信した代表キャリアＣ１ｔの周波数に一致させる。装置間周波数制御部５０ａは、キャリアＣ１ｒの周波数とキャリアＣ１ｔの周波数を一致させるための引き込み処理が終了すると、引き込み完了通知をＡＦＣ切替制御部９１に出力する。
【００９９】
ＡＦＣ切替制御部９１は、装置間周波数制御部５０ａでの引き込み処理が行われている間は、キャリアＣ２を生成するキャリア生成部４４ｂを装置内周波数制御部３０と接続する。一方、装置間周波数制御部５０ａでの処理が引き込み処理から追従処理に切り替わると、ＡＦＣ切替制御部９１は、装置間周波数制御部５０ｂとキャリア生成部４４ｂを接続する。装置間周波数制御部５０ｂは、ＡＦＣ切替制御部９１により、キャリア生成部４４ｂと接続されると動作する。
【０１００】
図２９は、本実施形態で直交復調部４２ｂや装置間周波数制御部５０ｂで処理されるフレームの構成例を示す。図２９に示すフレームは、先頭にＡＦＣ以外の処理に用いられるパイロットシンボル１０１ａを含み、フレームの末尾に装置間周波数制御部５０ｂによる追従処理での調整に用いられるパイロットシンボル１０１ｂを含むフレームを生成する。図２９のフレームは代表キャリアではないキャリアを介して送受信されるので、無線フレーム生成部２５ｂによって生成される。
【０１０１】
図３０は、第３の実施形態で行われる受信機９０の動作を説明するフローチャートである。受信機９０に電源が投入されると初期化が行われ、分周比の設定やキャリア生成部４４で生成されるキャリアの周波数の設定などが行われる（ステップＳ６１）。受信機９０で生成されているキャリアの周波数精度が代表キャリアの周波数精度に合わせられ、受信が開始される（ステップＳ６２、Ｓ６３）。
【０１０２】
次に、装置間周波数制御部５０ａは、受信機９０で生成される代表キャリアＣ１ｒの周波数を、送信機から受信した代表キャリアＣ１ｔの周波数に合わせるための引き込み処理を行う（ステップＳ６４）。さらに、装置内周波数制御部３０は、受信機９０で生成される各キャリアの周波数精度を代表キャリアの周波数精度に合わせる（ステップＳ６５）。ここでは、装置内周波数制御部３０は、キャリアＣ２ｒの周波数精度をキャリアＣ１ｒの周波数精度に一致させるために用いられる制御信号を生成し、ＡＦＣ切替制御部９１に出力する。ＡＦＣ切替制御部９１は、装置内周波数制御部３０から入力された制御信号をキャリア生成部４４ｂに出力する。ＡＦＣ切替制御部９１は、装置間周波数制御部５０ａから引き込み完了通知を受信したかを判断する（ステップＳ６６）。引き込み完了通知が受信されるまでステップＳ６４〜Ｓ６６の処理が繰り返される。キャリアＣ１ｒの周波数を、キャリアＣ１ｔの周波数に合わせるための引き込み処理が終わると、装置間周波数制御部５０ａは引き込み完了通知をＡＦＣ切替制御部９１に出力する（ステップＳ６６でＹｅｓ）。すると、装置間周波数制御部５０ａは、キャリアＣ１ｔの周波数に合わせてキャリアＣ１ｒの周波数を微調整するための追従処理を開始する（ステップＳ６７）。引き込み完了通知が入力されると、ＡＦＣ切替制御部９１は、装置内周波数制御部３０とキャリア生成部４４ｂの接続を切断して、装置間周波数制御部５０ｂとキャリア生成部４４ｂを接続する（ステップＳ６８）。その後は、受信機９０で生成されるキャリアの各々について、送信機８５で生成されたキャリアの周波数に合わせるための追従処理が行われる（ステップＳ６９）。例えば、装置間周波数制御部５０ｂでは、キャリア生成部４４ｂで生成されるキャリアＣ２ｒを、送信機８５から受信したキャリアＣ２ｔに一致させるための追従処理が行われる。一方、装置間周波数制御部５０ａでは、キャリアＣ１ｔの周波数に合わせてキャリアＣ１ｒの周波数を微調整するための追従処理が継続される。
【０１０３】
このように、ＡＦＣ切替制御部９１によってキャリア生成部４４に周波数を制御するための信号の入力元が切り替えられるので、引き込み処理が終わった後は、周波数追従処理が個々のキャリアについて行われる。このため、各キャリアのＣ／Ｎ比が不規則的に劣化しても全てのキャリアの周波数偏差が代表キャリアに引きずられて劣化するということはない。代表キャリアでの不規則的なＣ／Ｎ比の劣化により代表キャリア以外のキャリアの通信環境が劣化することを防ぐため、第１の実施形態では、制御信号生成部３３に設定するフィルタ係数が変更されているが、本実施形態では、フィルタ係数は変更されない。このため、周波数の調整の進捗に合わせて複数のフィルタ係数を設定し直さなくても良い。
【０１０４】
なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
たとえば、分周器３１ａ、３１ｂの分周比は、装置内周波数制御部３０の外部から設定される場合がある。
【０１０５】
図１２（ａ）に示したパイロットシンボルのマッピング位置は例であり、パイロットシンボルは任意の情報シンボルと同じ位置に配置される場合がある。さらに、パイロットシンボルは、情報シンボルがマッピングされない位置に配置されても良い。パイロットシンボルがいずれの位置に配置される場合も、送信機２０と受信機４０の間では、予め、パイロットシンボルの配置を記憶しているものとする。第１の実施形態以外の実施形態で用いられるパイロットシンボルについても同様である。
【０１０６】
さらに、図１２（ｂ）に示した例では、パイロットシンボルは半径＝１の円上に分布しているが、受信信号にはノイズやゲインの影響があるため、パイロットシンボルが半径＝１の円上に分布しない場合がある。なお、パイロットシンボルが半径＝１の円上に分布しなくても、装置間周波数制御部５０で行われるＡＦＣ処理には影響はない。
【０１０７】
また、以上の実施形態では、２つのキャリアが用いられる通信装置についての説明をしたが、通信装置で生成されるキャリアの数や通信で使用されるキャリアの数は実装に応じて任意に変更され得る。また、通信装置で生成されるキャリアの数に合わせて、装置内周波数制御部３０などの数も適宜、変更されうる。
【０１０８】
さらに、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 通信装置
２０、７０、８５ 送信機
２１ 情報ビット分配部
２２ シンボルマッピング部
２３ ＡＦＣ用パイロット生成部
２４ 制御用パイロット生成部
２５ 無線フレーム生成部
２６ 波形整形部
２７ 直交変調部
２８、４４ キャリア生成部
２９、４１、６３ アンテナ
３０、８４ 装置内周波数制御部
３１ 分周器
３２ 位相比較器
３３ 制御信号生成部
４０、８０、９０ 受信機
４２ 直交復調部
４３ 無線フレーム同期部
４５ シンボル判定部
４６ 取得部
４７ フィルタ定数制御部
５０ 装置間周波数制御部
６０ 無線機
６１ 送受切替制御
６２ 切替スイッチ
６４ バッファ
７１ パイロット生成部
７２、８１ 代表キャリア制御部
８２ スイッチ
８３ Ｃ／Ｎ測定部
９１ ＡＦＣ切替制御部
１０１ パイロットシンボル
１０２ 監視制御情報
１０３ 情報シンボル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信装置を用いた通信システム、および、通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器が普及し、通信量も増大したことに伴って、無線通信のブロードバンド化が進んできている。一方、無線通信に利用することができる周波数帯域は有限であるため、無線通信サービスを提供する各事業者に、サービスの提供に使用できる帯域が割り当てられている。ここで、割り当てられた帯域は、連続している場合もあるが、連続していない複数の帯域が１つの事業者に割り当てられることがある。図１（ａ）の例では、ある事業者に帯域Ｂ１〜Ｂ４が割り当てられているが、帯域Ｂ１１〜Ｂ１５は他の事業者に割り当てられている。このように、連続していない帯域が割り当てられてしまうと、通信に使用できる帯域の幅を広げづらいという問題が生じる。
【０００３】
そこで、複数の周波数帯域をベースバンドレベルで仮想的に束ねて使用するキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation、ＣＡ）という技術が用いられている。例えば、帯域Ｂ１〜Ｂ４の４つの帯域にキャリアアグリゲーションが適用される場合は、図１（ｂ）に示すように、４つの周波数帯域がベースバンドレベルで仮想的に束ねられる。その結果、帯域Ｂ１〜Ｂ４は、図１（ｃ）に示すように、仮想的に連続した周波数帯域として使用される。送信機では、送信するデータを４つの送信信号に分けて、各々の帯域から送信する。ここで、送信機は、通信に使用される各帯域から、図２に示すような無線フレームを受信機に送信する。すなわち、送信機は、データを表す情報シンボル１０３（１０３ａ〜１０３ｆ）に加えて、パイロットシンボル１０１（１０１ａ〜１０１ｇ）を配置した無線フレームを受信機に送信する。受信機は、帯域Ｂ１〜Ｂ４のそれぞれについて、受信した無線フレームのパイロット信号を用いたゲインの制御や周波数自動制御（Automatic Frequency Control、ＡＦＣ）を行った後、送信機から送信されたデータを取得する。
【０００４】
関連する技術として、複数のアンテナのそれぞれで受信された信号のキャリア周波数誤差の推定値に基づいてノイズの影響が相対的に小さい信号の推定値を選択し、選択した推定値の平均値を用いてキャリア周波数誤差を補償する方法が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
周波数帯域ごとにＡＦＣを行うシステムでは、各無線フレームにＡＦＣで使用されるパイロットシンボルが含まれる。このため、無線フレームで送信される情報シンボルの数はパイロットシンボルの数だけ少なくなり、周波数の利用効率が悪くなる。
【０００７】
本発明は、周波数帯域の利用効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る通信システムは、送信装置と受信装置を備える。送信装置は、装置内周波数制御部により、複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、前記複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させると共に、前記複数のキャリアを用いてデータを送信する。前記受信装置は、装置間周波数制御部、装置内周波数制御部、取得部を備える。装置間周波数制御部は、前記データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、前記送信代表キャリアの周波数と一致させるための制御を行う。装置内周波数制御部は、前記データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を前記取得代表キャリアの周波数精度と一致させるための制御を行う。取得部は、前記装置間周波数制御部もしくは装置内周波数制御部により処理されたキャリアを用いて前記送信装置から送信されたデータを取得する。
【発明の効果】
【０００９】
周波数帯域の利用効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】周波数帯域の割り当ての例を示す図である。
【図２】無線フレームの構成の例を示す図である。
【図３】ある実施形態に係る通信の例を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係る通信の例を示す図である。
【図５】送信機の構成の例を示す図である。
【図６】無線フレームの構成の例を示す図である。
【図７】装置内周波数制御部の構成の例を示す図である。
【図８】送信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す図である。
【図９】２つのキャリアの周波数精度を一致させるときに行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１０】受信機の構成の例を示す図である。
【図１１】受信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す図である。
【図１２】装置間周波数制御部の動作の例を説明する図である。
【図１３】パイロットシンボルの配置の例を示す図である。
【図１４】受信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す図である。
【図１５】信号の入力と出力の例を示す図である。
【図１６】送信機と受信機の間で行われる通信の例を表すシーケンス図である。
【図１７】第２の実施形態で行われる通信の例を示す図である。
【図１８】送信のタイミングと無線フレームの構成の例を示す図である。
【図１９】送信機の構成の例を示す図である。
【図２０】監視制御情報に含まれる情報の例を説明するテーブルである。
【図２１】受信機の構成の例を示す図である。
【図２２】無線機の間でＣ／Ｎ比を通知する方法の例を示す図である。
【図２３】代表キャリアの変更方法の例を説明する図である。
【図２４】代表キャリアが変更された際に行われる処理の例を説明する図である。
【図２５】送信代表キャリアを変更する場合の無線機の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２６】受信代表キャリアを変更する場合の無線機の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２７】第３の実施形態に係る送信機の構成の例を示す図である。
【図２８】第３の実施形態に係る受信機の構成の例を示す図である。
【図２９】フレームの構成の例を示す図である。
【図３０】第３の実施形態で行われる動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図３は、ある実施形態に係る通信の例を説明する図である。図３の例では、通信装置１０ａが、２つの帯域（キャリアＣ１、キャリアＣ２）を用いて、通信装置１０ｂにデータを送信する場合の例を示す。また、通信装置１０ａと１０ｂのいずれで生成されたキャリアであるかを判断しやすくするために、通信装置１０ａで生成されたキャリアの符号の末尾に「ａ」、通信装置１０ｂで生成されたキャリアの符号の末尾に「ｂ」を付すものとする。また、以下の説明では、生成されたキャリアの周波数の誤差を符号付きのｐｐｍ（parts per million）単位で表した値を「周波数精度」と記載する。例えば、１００ＭＨｚとして生成されたキャリアの周波数が１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚである場合、周波数精度は＋１ｐｐｍであり、１００ＭＨｚ−１００Ｈｚである場合、周波数精度は−１ｐｐｍである。
【００１２】
（１）通信装置１０ａ、１０ｂは、通信に使用するキャリアの周波数精度を、代表キャリアの周波数精度に合わせる。ここで、「代表キャリア」は、複数の装置の間で周波数を比較して、周波数を一致させるキャリアのことを指す。ここでは、キャリアＣ１（Ｃ１ａ、Ｃ１ｂ）が代表キャリアであるものとする。また、通信装置１０ａで生成されるキャリアＣ１ａの周波数精度はＸｐｐｍであるとする。すると、通信装置１０ａでは、キャリアＣ２ａの周波数精度を、ＷｐｐｍからＸｐｐｍに変更する。一方、通信装置１０ｂでは、キャリアＣ２ｂの周波数精度をＺｐｐｍからＹｐｐｍに変更することにより、キャリアＣ１ｂの周波数精度に合わせる。従って、キャリアＣ１ｂとＣ２ｂのいずれも周波数精度がＹｐｐｍになる。
【００１３】
（２）通信装置１０ｂは、通信装置１０ａから信号を受信すると、通信装置１０ｂで生成する代表キャリアＣ１ｂの周波数を、通信装置１０ａの代表キャリアＣ１ａの周波数と一致させる。このため、キャリアＣ１ｂとキャリアＣ１ａでは、周波数精度も同じ値となる。図３の例では、通信装置１０ｂは、キャリアＣ１ｂの周波数精度をＹｐｐｍからＸｐｐｍに変更する。
【００１４】
（３）キャリアＣ１ｂの周波数精度が変更されたことに伴い、キャリアＣ１ｂの周波数精度とキャリアＣ２ｂの周波数精度に差が生じている。そこで、通信装置１０ｂは、キャリアＣ２ｂの周波数精度を、キャリアＣ１ａの周波数精度と同じ値に変更する。すなわち、キャリアＣ２ｂの周波数精度は、ＹｐｐｍからＸｐｐｍに変更される。この結果、通信装置１０ａで生成されたキャリアＣ２ａと通信装置１０ｂで生成されたキャリアＣ２ｂの周波数が一致する。
【００１５】
このように、各通信装置１０でキャリアの周波数精度を一致させることにより、通信装置１０の間で複数のキャリアを用いて通信が行われる場合であっても、１つのキャリアでの調整結果を用いて他のキャリアについても周波数を装置間で一致させることができる。従って、本実施形態によると、通信装置１０の間での周波数の調整は代表キャリアを用いて行われる。つまり、代表キャリアではないキャリアによって送受信されるフレームには、通信装置１０間で周波数を揃えるために用いられるパイロットシンボルを含めなくても良い。従って、代表キャリアではないキャリアに含めることできる情報シンボルの数が増加するため、通信効率が改善される。
【００１６】
また、代表キャリア以外のキャリアの周波数が代表キャリアの周波数精度に合わせて変更されるため、通信の途中から使用されるキャリアが増加しても、新たに加えられたキャリアの周波数は通信中の通信装置１０の間で一致している。従って、本実施形態によると、キャリアが追加されても、個々のキャリアについて周波数を一致させる処理により通信が長時間にわたって妨げられることがない。このため、キャリアの追加から通信の開始までの時間が短くなり、通信の効率が改善される。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
〔送信機〕
以下、図４に示すように、送信機２０から送信信号が受信機４０に送信される場合を例として説明する。以下の説明では、キャリアＣ１、Ｃ２を用いて通信が行われるものとするが、通信に使用されるキャリアの数は任意である。さらに、本実施形態では、キャリアＣ１が代表キャリアであるものとする。また、キャリアＣ１の発振周波数はＦ１、キャリアＣ２の発振周波数はＦ２であるものとする。ここで、「発振周波数」は、あるキャリアに周波数の誤差がない場合にそのキャリアの周波数となる値のことをさすものとする。例えば、発振周波数が１００ＭＨｚで、周波数精度が＋１ｐｐｍである場合、そのキャリアの周波数は、１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚとなる。
【００１８】
図５は、送信機２０の構成の例を示す。送信機２０は、情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、ＡＦＣ用パイロット生成部２３、制御用パイロット生成部２４、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、アンテナ２９、装置内周波数制御部３０を備える。
【００１９】
情報ビット分配部２１は、情報ビット分配部２１に入力された情報ビットを、シンボルマッピング部２２ａと２２ｂに分配する。シンボルマッピング部２２ａ、２２ｂは、情報ビット分配部２１から入力された情報ビットを情報シンボルに変換する。ＡＦＣ用パイロット生成部２３、制御用パイロット生成部２４（２４ａ、２４ｂ）は、パイロットシンボルを生成する。以下の説明では、ＡＦＣ用パイロット生成部２３で生成されたパイロットシンボルは、ＡＦＣ処理に用いられる。一方、制御用パイロット生成部２４で生成されたパイロットシンボルは、ＡＧＣ（Auto Gain Control：ゲイン制御）、シンボル同期など、ＡＦＣ以外の処理に用いられるものとする。なお、情報シンボルとパイロットシンボルのいずれも複素信号として無線フレーム生成部２５に入力される。
【００２０】
無線フレーム生成部２５ａは、情報シンボルとパイロットシンボルを多重して送信シンボル（複素信号）を生成し、送信シンボルを波形整形部２６ａに出力する。無線フレーム生成部２５ａは、情報シンボル１０３とパイロットシンボル１０１を代表キャリアから送信するために配置するので、無線フレーム生成部２５ａで生成される無線フレームは、例えば、図６（ａ）に示すようになる。同様に、無線フレーム生成部２５ｂは、シンボルマッピング部２２ｂから入力された情報シンボル１０３ｇと、制御用パイロット生成部２４ｂから入力されたパイロットシンボル１０１ｈから図６（ｂ）に示すフレームを生成し、波形整形部２６ｂに出力する。図６（ｂ）に示すように、代表キャリアではないキャリアを介して送信されるフレームに含まれているパイロットシンボルの数は、代表キャリアから送信されるフレームに含まれるパイロットシンボルの数に比べて少ない。これは、代表キャリアではないキャリアから送信される無線フレームでは、ＡＦＣに用いられるパイロットシンボルが含まれていないためである。例えば、代表キャリア以外のキャリアで送信される無線フレームの先頭に含まれているパイロットシンボルの数は、代表キャリアから送信される無線フレームの先頭に含まれているパイロットシンボルの数よりも少ない。さらに、代表キャリア以外のキャリアから送信される無線フレームでは、情報シンボルの間にパイロットシンボルを含まなくても良い。
【００２１】
波形整形部２６は、無線フレーム生成部２５から入力された送信シンボルに対してオーバーサンプリング、フィルタ処理等を行うことにより、送信ベースバンド信号を生成する。キャリア生成部２８（２８ａ、２８ｂ）は、送信機２０で使用されるキャリアのうちの１つを生成する。以下の説明では、キャリア生成部２８ａは、周波数Ｆ１のキャリアＣ１を生成し、キャリア生成部２８ｂは、周波数Ｆ２のキャリアＣ２を生成するものとする。なお、キャリア生成部２７aは複素キャリア(直交する２つのキャリア)を生成する。キャリア生成部２７ｂも同様である。直交変調部２７（２７ａ、２７ｂ）は、生成されたキャリアと、送信ベースバンド信号を用いて直交変調処理を行ない、送信信号をアンテナ２９（２９ａ、２９ｂ）に出力する。
【００２２】
装置内周波数制御部３０は、キャリア生成部２８ｂで生成されるキャリアＣ２の周波数精度と、キャリア生成部２８ａで生成されるキャリアＣ１の周波数精度を比較し、キャリアＣ２の周波数精度をキャリアＣ１の周波数精度に合わせるよう制御する。
【００２３】
図７は、装置内周波数制御部３０の構成の例を示す図である。図７は、装置内周波数制御部３０にPhase Locked Loop（ＰＬＬ、位相同期回路）が使用される場合の例を示す。装置内周波数制御部３０は、分周器３１（３１ａ、３１ｂ）、位相比較器３２、および、制御信号生成部３３を含む。分周器３１ａは、代表キャリアを分周して基準信号を生成する。一方、分周器３１ｂは、代表キャリア以外のキャリアを分周して比較信号を生成する。ここで、分周器３１ａ、３１ｂの分周比は、キャリアＣ１とキャリアＣ２のいずれも周波数精度が０ｐｐｍである場合に、基準信号と比較信号が一致するように、Ｆ１とＦ２の値に応じて予めオペレータなどによって決定される。分周比は、予め分周器３１ａ、３１ｂの各々に設定される。
【００２４】
位相比較器３２は、基準信号と比較信号の位相を比較し、比較結果を制御信号生成部３３に出力する。以下の説明では、位相比較器３２は、基準信号の位相が比較信号の位相よりも早い場合に「１」を制御信号生成部３３に出力し、基準信号と比較信号の位相が一致する場合に「０」を制御信号生成部３３に出力するものとする。また、位相比較器３２は、基準信号の位相が比較信号の位相よりも遅い場合に「−１」を制御信号生成部３３に出力するものとする。
【００２５】
制御信号生成部３３は、フィルタ定数を記憶している。制御信号生成部３３は、フィルタ定数以上の数の比較結果が入力されると、フィルタ定数と同じ数の比較結果の移動平均を求める。例えば、フィルタ定数が３の場合、制御信号生成部３３は、最初に入力された値から３番目に入力された値までの平均値を求める。制御信号生成部３３は、最初に入力された比較結果から３番目に入力された比較結果までの平均値をキャリア生成部２８ｂに出力した後で、２番目に入力された比較結果から４番目に入力された比較結果までの平均値を算出し、キャリア生成部２８ｂに出力する。以下、基準信号と比較信号の間で位相を比較した結果を表す値の移動平均値のことを「制御信号」と記載することがある。制御信号生成部３３は、例えば、ループフィルタとすることができる。なお、フィルタ定数は、装置内周波数制御部３０の外部から設定される。制御信号生成部３３は、制御信号をキャリア生成部２８ｂに出力する。
【００２６】
キャリア生成部２８ｂは、制御信号生成部３３から入力された制御信号が正の値である場合、キャリアＣ２の周波数を高くする。一方、キャリア生成部２８ｂは、制御信号が負の値である場合はキャリアＣ２の周波数を低くし、制御信号の値が「０」である場合はキャリアＣ２の周波数を変更しない。なお、キャリア生成部２８ｂは、予め、周波数の変動量を記憶しているものとする。
【００２７】
図８は、送信機におけるキャリアの周波数精度の調整例を示す。以下、図７と図８を参照しながら、代表キャリアＣ１の発振周波数が１００ＭＨｚ、キャリアＣ２の発振周波数が２５０ＭＨｚである場合を例として、装置内周波数制御部３０の動作を説明する。
【００２８】
装置内周波数制御部３０が動作する前は、例えば、図８（ａ）に示すように、送信機２０で生成されたキャリアの周波数と周波数精度は以下のとおりであるとする。
キャリアＣ１＝１００ＭＨｚ−２００Ｈｚ （周波数精度：−２ｐｐｍ）
キャリアＣ２＝２５０ＭＨｚ＋２ｋＨｚ （周波数精度：＋８ｐｐｍ）
ここでは、キャリアＣ１、Ｃ２のいずれも１ＭＨｚに近い周波数になるように分周されるものとする。すなわち、分周器３１ａに設定される分周比は１００分周、分周器３１ｂに設定される分周比は２５０分周であるものとする。
【００２９】
分周器３１ａは、キャリア生成部２８ａで生成された１００ＭＨｚ−２００Ｈｚの周波数の信号を１００分周し、１ＭＨｚ−２Ｈｚの基準信号を生成する。分周器３１ａは、基準信号を位相比較器３２に入力する。一方、分周器３１ｂは、キャリア生成部２８ｂで生成された２５０ＭＨｚ＋２ｋＨｚの周波数の信号を２５０分周し、１ＭＨｚ＋８Ｈｚの比較信号を生成する。分周器３１ｂは、比較信号を位相比較器３２に入力する。位相比較器３２は、基準信号と比較信号の位相を比較する。ここでは、比較信号の周波数が基準信号の周波数よりも高いので、比較信号の位相の方が早くなっている。そこで、位相比較器３２は、比較結果として「−１」を制御信号生成部３３に出力する。
【００３０】
分周器３１ａ、３１ｂ、位相比較器３２の動作が繰り返されることにより、制御信号生成部３３への比較結果の入力が繰り返される。制御信号生成部３３は、フィルタ定数以上の数の比較結果が入力されると、制御信号を計算し、キャリア生成部２８ｂに出力する。ここでは、キャリア生成部２８ｂは、制御信号生成部３３から入力された値が負の値であるので、キャリア生成部２８ｂはキャリアＣ２の周波数を低くする。
【００３１】
キャリア生成部２８ｂで周波数が低く変更されたキャリアＣ２が分周器３１ｂに入力されると、分周器３１ｂは、再度、入力された信号を２５０分周して、比較信号を生成する。分周器３１ｂから新たな比較信号が位相比較器３２に入力されると、位相比較器３２は比較結果を制御信号生成部３３に出力する。制御信号生成部３３は、さらに制御信号を生成してキャリア生成部２８ｂに出力し、キャリア生成部２８ｂは、制御信号に応じた処理を行う。その結果、キャリアＣ２の周波数は、２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚ（周波数精度：−２ｐｐｍ）に変更される。すなわち、装置内周波数制御部３０の処理により、図８（ａ）から図８（ｂ）に示すように、キャリアＣ２の周波数精度がキャリアＣ１の周波数精度と一致するまで、キャリアＣ２の周波数が変更される。
【００３２】
図９は、２つのキャリアの周波数精度を一致させるときに行われる動作の例を説明するフローチャートを示す。図９は動作の例であり、例えば、ステップＳ１〜Ｓ３の順序は任意に変更される場合がある。また、ここでは、制御信号生成部３３は、ループフィルタであるものとする。まず、フィルタ定数、キャリア生成部２８ａ、２８ｂで生成されるキャリアの発振周波数（Ｆ１、Ｆ２）、分周器３１ａ、３１ｂの分周比が設定される（ステップＳ１〜Ｓ３）。次に、キャリア生成部２８ａで生成された代表キャリアが装置内周波数制御部３０に入力される（ステップＳ４）。すると、分周器３１ａは、代表キャリアを分周して基準信号を生成する（ステップＳ５）。さらに、代表キャリアではないキャリアをキャリア生成部２８ｂから装置内周波数制御部３０に入力する（ステップＳ６）。分周器３１ｂは、キャリア生成部２８ｂから入力されたキャリア信号を分周することにより、比較信号を生成する（ステップＳ７）。位相比較器３２は、分周器３１ａで生成された基準信号と分周器３１ｂで生成された比較信号の位相を比較し、基準信号の位相の方が比較信号の位相より早いかを判断する（ステップＳ８、Ｓ９）。基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも早い場合、位相比較器３２は、制御信号生成部３３（ループフィルタ）に比較結果を表す値「１」を出力する（ステップＳ１０）。基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも早くない場合、位相比較器３２は、基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも遅いかを判断する（ステップＳ１１）。基準信号の位相の方が比較信号の位相よりも遅い場合、位相比較器３２は、制御信号生成部３３（ループフィルタ）に比較結果を表す値として「−１」を出力する（ステップＳ１２）。一方、基準信号の位相と比較信号の位相が一致する場合、位相比較器３２は、比較結果を表す値として「０」を通知する。制御信号生成部３３は、位相比較器３２から通知された値を用いて移動平均を計算し、制御信号とする。制御信号の値が正の場合、キャリア生成部２８ｂは、キャリアＣ２の周波数を高くする（ステップＳ１３でＹｅｓ、ステップＳ１４）。一方、制御信号の値が０以下の場合、キャリア生成部２８ｂは、制御信号の値が負であるかを確認する（ステップＳ１５）。制御信号の値が負の場合、キャリア生成部２８ｂは、キャリアＣ２の周波数を低くする（ステップＳ１６）。一方、制御信号の値が０である場合、キャリア生成部２８ｂはキャリアＣ２の周波数を変更しない。
【００３３】
〔受信機〕
図１０は、受信機４０の構成の例を示す。受信機４０は、装置内周波数制御部３０、アンテナ４１、直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、フィルタ定数制御部４７、および、装置間周波数制御部５０を備える。
【００３４】
アンテナ４１（４１ａ、４１ｂ）は、送信機２０から送信されてきた送信信号を受信する。直交復調部４２（４２ａ、４２ｂ）は、受信した信号を複素キャリア信号で直交検波し、受信ベースバンド信号（複素信号）に変換する。無線フレーム同期部４３（４３ａ、４３ｂ）は、受信ベースバンド信号に対して、シンボル同期とフレーム同期を確立する。さらに、無線フレーム同期部４３は、受信ベースバンド信号をパイロットシンボルと、搬送波再生された情報シンボルに分離する。無線フレーム同期部４３は、パイロットシンボルを装置間周波数制御部５０に出力し、情報シンボルをシンボル判定部４５に出力する。シンボル判定部４５（４５ａ、４５ｂ）は、情報シンボルを情報ビットに変換する。取得部４６は、シンボル判定部４５ａ、４５ｂから入力された情報ビットを結合して、送信機２０から送信されてきたデータ（情報ビット）を取得する。フィルタ定数制御部４７は、装置内周波数制御部３０に含まれている制御信号生成部３３に設定されるフィルタ定数の時定数を制御する。
【００３５】
キャリア生成部４４（４４ａ、４４ｂ）は、複素キャリア信号を生成する。つまり、キャリア生成部４４aは直交する２つのキャリアを生成し、キャリア生成部４４ｂも同様である。さらに、キャリア生成部４４ａは、装置間周波数制御部５０から入力された制御信号に基づいて、キャリア信号の周波数を調整する。一方、キャリア生成部４４ｂは、装置内周波数制御部３０から入力された制御信号に基づいて、キャリア信号の周波数を調整する。
【００３６】
装置内周波数制御部３０は、送信機２０に備えられた装置内周波数制御部３０と同様であるが、制御信号生成部３３のフィルタ定数はフィルタ定数制御部４７によって制御される。フィルタ定数制御部４７は、予め、複数のフィルタ定数を記憶しているものとする。フィルタ定数制御部４７は、通信が開始された直後はフィルタ定数の時定数を小さくすることにより、装置内周波数制御部３０が制御信号を生成する間隔を短くする。一方、送信機２０と受信機４０の間での周波数の調整が進んで、送信機２０と受信機４０の代表キャリア同士の周波数の微調整が行われる場合、フィルタ定数制御部４７は、フィルタ定数の時定数を大きくする。つまり、フィルタ定数制御部４７は、装置内周波数制御部３０を用いた周波数の調整の頻度を、通信が開始された直後は高くし、周波数の調整が進んだ後は低くする。このため、キャリアＣ１とＣ２の間での周波数の調整が進んだ後に、代表キャリアの通信状況が劣化してもキャリアＣ２の通信状況も劣化することを防いでいる。
【００３７】
装置間周波数制御部５０は、送信機２０から受信した代表キャリアのパイロットシンボルを取得すると、パイロットシンボルに基づいて、送信機２０の代表キャリアの周波数と受信機４０の代表キャリアの周波数の間の偏差を解消する。
【００３８】
以下、受信機４０が受信できるキャリアについての周波数精度の調整と、送信機２０と受信機４０の間での周波数の調整について詳しく説明する。
受信機４０での周波数精度の調整も、送信機２０と同様に行われる。例えば、図１１（ａ）に示すように、受信機４０で生成されたキャリアの周波数と周波数精度は以下のとおりであるとする。
【００３９】
キャリアＣ１＝１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚ （周波数精度：＋１ｐｐｍ）
キャリアＣ２＝２５０ＭＨｚ−１ｋＨｚ （周波数精度：−４ｐｐｍ）
装置内周波数制御部３０の分周器３１ａは、キャリアＣ１を分周して基準信号を生成し、分周器３１ｂは、キャリアＣ２を分周して比較信号を生成する。さらに、制御信号生成部３３は基準信号と比較信号の位相を比較した結果に基づいて制御信号を生成する。キャリア生成部４４ｂは、制御信号を用いてキャリアＣ２の周波数を変更する。周波数の変更方法等は、図７〜図９を参照しながら説明した方法と同様である。キャリア生成部４４ｂでの調整によって、キャリアＣ２の周波数は、２５０ＭＨｚ＋２５０Ｈｚ（周波数精度：＋１ｐｐｍ）に変更される。周波数精度が調整された結果を図１１（ｂ）に示す。
【００４０】
次に、受信機４０が送信機２０からフレームを受信したときに行われる周波数偏差の解消について説明する。ここでは、図１２（ａ）を参照しながら、データを表す情報ビットがＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）で変調されており、パイロットシンボルも情報シンボルと同じ値のうちの予め決められたシンボルである場合を例として説明する。ここで、情報ビットは２ビットずつ組にして、以下のように複素平面上にマッピングされる。
ビット列００：座標（Ｉ，Ｑ）＝（＋１／√２，＋１／√２）
ビット列１０：座標（Ｉ，Ｑ）＝（−１／√２，＋１／√２）
ビット列１１：座標（Ｉ，Ｑ）＝（−１／√２，−１／√２）
ビット列０１：座標（Ｉ，Ｑ）＝（＋１／√２，−１／√２）
以下の説明では、パイロットシンボルは、「００」のビット列と同じ（＋１／√２，＋１／√２）としてマッピングされているものとする。なお、ＱＰＳＫは、送信機２０と受信機４０の間での通信に用いられる変調方法の一例である。送信機２０と受信機４０の間での通信には、ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）などの任意の一次変調が用いられる場合がある。また、ＣＤＭ（Code Division Multiplexing）、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の二次変調が用いられる場合もある。
【００４１】
図１２（ｂ）は、パイロットシンボルの検出例を表す。以下の説明では、送信機２０と受信機４０のいずれで生成されたキャリアであるかを判別しやすくするために、送信機２０で生成されたキャリアの符号の末尾をｔ、受信機４０で生成されたキャリアの符号の末尾をｒとする。無線フレーム同期部４３ａからパイロットシンボルが入力されると、装置間周波数制御部５０は、前に入力されたパイロットシンボルと新たに入力されたパイロットシンボルの間で位相回転した量を求める。さらに、装置間周波数制御部５０は、１秒あたりの位相回転量を計算する。例えば、シンボルレートがＲ（ｂａｕｄ）で、（Ｍ＋１）シンボルごとにパイロットシンボルが含まれるフレームが処理されている場合について説明する。
【００４２】
図１２（ｂ）に示すように、パイロットシンボルＰ０が（＋１／√２，＋１／√２）の位置に配置されていたとする。パイロットシンボルＰ０の次に、装置間周波数制御部５０は、パイロットシンボルＰ１を無線フレーム同期部４３ａから取得したとする。また、パイロットシンボルＰ１は、パイロットシンボルＰ０の位置からＸ度回転した位置にあるとする。パイロットシンボルの回転量を認識すると、装置間周波数制御部５０は、１秒あたりの回転量を求める。
【００４３】
まず、パイロットシンボル間での位相の変化量を回転量に変更すると次のようになる。
パイロットシンボル間での位相回転量＝（Ｘ°／３６０°）回転
次に、シンボルレートがＲ（ｂａｕｄ）であるため、１シンボルの受信にかかる時間は、１／Ｒ（秒）である。パイロットシンボルは、Ｍ＋１シンボルごとに受信されるので、パイロットシンボルＰ０が受信されてから、パイロットシンボルＰ１が受信されるまでの時間は、（Ｍ＋１）／Ｒ（秒）である。従って、１秒あたりの位相回転量Ｙ（Ｈｚ）は、次式で表される。
Ｙ＝（Ｘ°／３６０°）／｛（Ｍ＋１）／Ｒ｝（回転／秒）
＝Ｘ×Ｒ／（３６０×（Ｍ＋１））（Ｈｚ）
そこで、装置間周波数制御部５０は、送信機２０で生成されたキャリアＣ１ｔの周波数が受信機４０で生成されたキャリアＣ１ｒの周波数よりもＹＨｚ高いと判断する。そこで、装置間周波数制御部５０は、キャリア生成部４４ａにキャリアＣ１ｒの周波数をＹＨｚ高くするように要求する。キャリア生成部４４ａは、装置間周波数制御部５０の要求に応じてキャリアＣ１ｒの周波数を変更する。周波数が変更された後のキャリアＣ１ｒは、キャリア生成部４４ａから直交復調部４２ａに出力され、パイロットシンボル１の次に受信されたパイロットシンボルの処理に用いられる。新たなパイロットシンボルが無線フレーム同期部４３ａから入力されると、装置間周波数制御部５０は、前述の処理を繰り返す。
【００４４】
図１３に、装置間周波数制御部５０での処理に使用されるパイロットシンボル１０１（１０１ａ〜１０１ｇ）の配置の例を示す。ここで、装置間周波数制御部５０は、周波数の調整を開始したときは周波数の変更量が大きいため、近い位置に配置された複数のシンボルを用いて調整を行い、その後、処理に用いるパイロットシンボル１０１の間のシンボル数を大きくしていく。なお、周波数の変動が大きい場合の装置間周波数制御部５０の処理を「引き込み処理」と記載することがある。また、引き込み処理が終了した後に行われる周波数の微調整を「追従処理」と記載することがある。図１３に示すように、装置間周波数制御部５０は、最初の引き込み処理は、フレームの先頭に含まれているパイロットシンボル１０１ａを用いて行う。装置間周波数制御部５０は、次に、Ｍ本の情報シンボル１０３を挟んだ後に含まれるパイロットシンボル１０１ｂと、フレームの先頭のパイロットシンボル１０１ａを用いて引き込み処理を行う。その後も、図１３に示すように、フレームの先頭のパイロットシンボルと合せて使用するパイロットシンボルの位置を変更しながら引き込み処理を継続する。また、装置間周波数制御部５０は、周波数の変化量をキャリア生成部４４ａに指定する度に、指定した変化量を予め記憶している閾値と比較しているものとする。周波数の変化量が閾値以上の場合、装置間周波数制御部５０は、引き込み処理を継続する。周波数の変化量が閾値を下回ると、装置間周波数制御部５０は、キャリアの周波数の微調整、すなわち追従処理を開始する。装置間周波数制御部５０は、追従処理を開始するときに、引き込み完了信号をフィルタ定数制御部４７に出力する。引き込み完了信号が入力されると、フィルタ定数制御部４７は、制御信号生成部３３に設定されているフィルタ定数の時定数を大きくする。
【００４５】
例えば、送信機２０の代表キャリアＣ１ｔの周波数は、図８に示すように１００ＭＨｚ−２００Ｈｚ（周波数精度：−２ｐｐｍ）であるとする。一方、受信機４０の代表キャリアＣ１ｒは、図１１（ｂ）に示すように１００ＭＨｚ＋１００Ｈｚ（周波数精度：＋１ｐｐｍ）であるとする。この場合、キャリアＣ１ｔはキャリアＣ１ｒに比べて３００Ｈｚ低い。従って、装置間周波数制御部５０は、キャリア生成部４４ａに、キャリアＣ１ｒの周波数を低くすることを要求し、周波数の変化量も指定する。引き込み処理や追従処理が行われることにより、キャリア１Ｃｒは、１００ＭＨｚ−２００Ｈｚに設定される。
【００４６】
キャリア生成部４４ａがキャリアＣ１ｒの周波数を変更したため、キャリア生成部４４ｂで生成されるキャリアＣ２ｒとキャリアＣ１ｒの周波数精度は一致しなくなる。キャリアＣ１ｒの周波数が装置間周波数制御部５０の動作により変更された場合のキャリアＣ１ｒとＣ２ｒの周波数を図１４（ａ）に示す。図１４（ａ）の例では、キャリア１Ｃｒが１００ＭＨｚ−２００Ｈｚに変更されている。一方、キャリアＣ２ｒについては、図１１（ｂ）に示すように設定された後は周波数が変更されていないので、２５０ＭＨｚ＋２５０Ｈｚ（周波数精度：＋１ｐｐｍ）のままである。
【００４７】
図１５は、信号の入力と出力の例を示す。図１５に示すように、キャリア生成部４４ａは、装置間周波数制御部５０の要求に従って周波数を変更した後のキャリアＣ１ｒを、直交復調部４２ａだけでなく、装置内周波数制御部３０にも出力する。すると、分周器３１ａは、周波数が変更された後のキャリアＣ１ａを分周することにより基準信号を生成する。例えば、分周器３１ａに設定されている分周比が１００である場合、装置間周波数制御部５０による調整が行われた後の基準信号の周波数は、１ＭＨｚ−２Ｈｚになる。一方、分周器３１ｂの分周比が２５０のときの比較信号は、１ＭＨｚ＋１Ｈｚとなる。基準信号と比較信号の周波数が異なるため、基準信号と比較信号の位相が一致しないので、制御信号生成部３３は、図７〜図９を参照しながら説明した方法と同様の方法で制御信号を生成してキャリア生成部４４ｂに出力する。キャリア生成部４４ｂは、制御信号に基づいてキャリアＣ２ｒの周波数を変更することにより、キャリアＣ２ｒの周波数精度をキャリアＣ１ｒの周波数精度に一致させる。図１４（ａ）の例では、キャリアＣ１ｒの周波数精度は−２ｐｐｍであるので、キャリアＣ２ｒの周波数精度も−２ｐｐｍになるように調整される結果、キャリアＣ２ｒの周波数は２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚとなる。装置内周波数制御部３０による調整が終了した後のキャリアＣ１ｒとキャリアＣ２ｒの例を図１４（ｂ）に示す。
【００４８】
〔送信機と受信機の間での周波数偏差の解消〕
通信に使用されるキャリアの各々についての周波数偏差は、送信機２０と受信機４０の代表キャリア同士の周波数を一致させた後、送信機２０と受信機４０の各々において、代表キャリアとその他のキャリアの周波数精度を一致させることにより、解消される。図８と図１４を比較しながら、代表キャリアではないキャリアでの周波数偏差が解消されることについて述べる。前述のとおり、装置間周波数制御部５０により、図８に示す送信機２０のキャリアＣ１ｔの周波数と、図１４（ａ）に示すキャリアＣ１ｒの周波数は一致している。キャリアＣ２ｒの周波数は、装置内周波数制御部３０とキャリア生成部４４ｂにより、キャリアＣ１ｒと周波数精度が一致するように変更され、図１４（ｂ）に示すように、２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚになっている。一方、送信機２０で生成されたＣ２ｔの周波数も、図８（ｂ）に示すように、２５０ＭＨｚ−５００Ｈｚである。
【００４９】
従って、本実施形態による送信機２０と受信機４０との間の通信では、通信に使用される個々のキャリアについて送信機２０と受信機４０の間でＡＦＣ処理をしなくても、代表キャリア以外のキャリアの間の周波数偏差が解消されている。代表キャリアではないキャリアの周波数偏差は、代表キャリアでのＡＦＣ処理が終わった後に、代表キャリアではないキャリアの周波数精度を代表キャリアの周波数精度と一致させることにより解消される。このため、代表キャリア以外のキャリアでは、図６（ｂ）に示すように、代表キャリアを介して送受信されるフレームよりもパイロットシンボルの量が少なく、情報シンボルの量が多いフレームが送受信され、通信効率が向上される。
【００５０】
さらに、１つの通信において文書データに続けて動画データを送受信する場合などのように、通信の途中から通信量が増加して通信帯域が広げられる場合、追加される帯域と代表キャリアの周波数精度が一致しているので、迅速に通信を開始できる。つまり、追加されるキャリアについても、通信に使用される前に周波数精度が代表キャリアの周波数精度に合わせられているため、送信機２０と受信機４０の間で周波数が一致しているため、早く通信が開始され、通信効率が向上する。
【００５１】
なお、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）の説明においては、送信機側のキャリアＣ１ｔの周波数と受信機側のキャリアＣ１ｒの周波数が一致した後で送信機側のキャリアＣ２ｔの周波数と受信機側のキャリアＣ２ｒの周波数を一致させる形としているが、必ずしもＣ１ｔとＣ１ｒとが一致した後でＣ２ｔとＣ２ｒを一致させる形式をとらなくてもよい。Ｃ１ｒをＣ１ｔに一致させる途中ステップでＣ２ｒをＣ２ｔに一致さるステップを行い、これらを一つのサイクルとしてループさせて合わせていくことも可能である。
【００５２】
図１６は、送信機２０と受信機４０の間で行われる通信の例を表すシーケンス図である。以下、図１６を参照しながら通信の際に行われる周波数制御の例を説明する。なお、図１６は処理の例である。例えば、手順（１１）で装置間周波数制御部５０による引き込み処理が終了する前に装置内周波数制御部３０による処理も開始し、装置間周波数制御部５０による調整と装置内周波数制御部３０による調整を交互に行うように変形される場合がある。
【００５３】
（１）ユーザＡは送信機２０の電源を投入する。
（２）送信機２０は、初期化によってキャリアの発振周波数や分周比などを設定する。
（３）送信機２０の装置内周波数制御部３０などの動作により、通信に使用可能なキャリアの周波数精度は代表キャリアの周波数精度と同じ値に調整される。
【００５４】
（４）ユーザＢは、受信機４０の電源を投入する。
（５）受信機４０は、初期化によってキャリアの発振周波数や分周比などを設定する。また、フィルタ定数制御部４７は、値が小さいフィルタ定数を、受信機４０に含まれている制御信号生成部３３に設定する。
（６）装置内周波数制御部３０により、通信に使用可能なキャリアの周波数精度が、受信機４０の代表キャリアの周波数精度と同じ値に調整される。
【００５５】
（７）ユーザＡが受信機４０へのデータの送信を送信機２０に要求する。
（８）受信機４０が呼び出され、ユーザＢは受信機４０に受信の開始を要求する。
（９）送信機２０は、代表キャリアを介してフレームを受信機４０に送信する。
（１０）送信機２０は、代表キャリアではないキャリアを介してフレームを受信機４０に送信する。
【００５６】
（１１）受信機４０は、代表キャリアを介して受信したフレームのパイロットシンボルを用いて、装置間周波数制御部５０の動作により、受信機４０の代表キャリアの周波数を、送信機２０の代表キャリアの周波数に一致させる。このときの処理は、周波数の変動量が大きく、引き込み処理が行われる。
（１２）装置内周波数制御部３０は、手順（１１）の処理が終わると、受信機４０で用いられる全てのキャリアの周波数精度を代表キャリアの周波数精度に合わせる。
（１３）フィルタ定数制御部４７は、フィルタ定数の時定数を大きくする。
【００５７】
（１４）フレームの最初に配置されたパイロットシンボルの位置と、併せて使用するパイロットシンボルの位置の差を大きくして、装置間周波数制御部５０による調整が行われる。また、装置内周波数制御部３０による周波数の調整も並行して行われる。
（１５）ユーザＡが送信を終了することを送信機２０に指示する。
（１６）送信機２０からの送信データを全て受信すると、ユーザＢは受信の終了を受信機４０に指示する。
【００５８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、通信の状況に応じて、代表キャリアを変更することができる実施形態について説明する。図１７に第２の実施形態で行われる通信の例を示す。無線機６０ａと無線機６０ｂは、キャリアＣ１とＣ２を介してデータを送受信する。この例では、送受信は、Time Division Duplex（ＴＤＤ）によって行われるものとする。また、以下の説明では、キャリアノイズ比（Ｃ／Ｎ比）に基づいて、代表キャリアの切り替えを行うかが判断されるものとする。
【００５９】
無線機６０は、送受切替制御６１、切替スイッチ６２（６２ａ、６２ｂ）、バッファ６４、送信機７０、受信機８０、アンテナ６３（６３ａ、６３ｂ）を備える。送受切替制御６１は、送信のタイミングを送信機７０、切替スイッチ６２ａ、６２ｂに通知する。送信のタイミングの例を図１８（ａ）に示す。無線機６０ａに備えられている送受切替制御６１は、無線機６０ａから無線フレームが送信されるタイミングを、無線機６０ａの送信機７０、切替スイッチ６２ａ、６２ｂに通知する。同様に、送受切替制御６１は、無線機６０ｂの無線フレームが送信されるタイミングに合わせて、受信機８０、切替スイッチ６２ａ、６２ｂに受信を指示する。切替スイッチ６２は、送受切替制御６１からの指示に従って、送信機７０と受信機８０のいずれかをアンテナ６３に接続する。バッファ６４は、送信機７０や受信機８０などから入力された情報を格納する。例えば、受信機８０は、対向装置の受信状況を表す情報を対向装置から受信すると、受信した情報をバッファ６４に格納する。送信機７０は、バッファ６４に格納されている情報に基づいて、代表キャリアを変更するための処理を開始することができる。
【００６０】
図１９は、送信機７０の構成の例を示す図である。送信機７０は、パイロット生成部７１（７１ａ、７１ｂ）、代表キャリア制御部７２を備える。さらに、送信機７０は、情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、装置内周波数制御部３０を備える。情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、装置内周波数制御部３０の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００６１】
パイロット生成部７１は、ＡＦＣ用のパイロットシンボルと制御に用いられるパイロットシンボルの両方を生成することができ、無線フレーム生成部２５に出力する。代表キャリア制御部７２は、代表キャリアとして使用するキャリアを介して送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５に、図１８（ｂ）に示すようなフレームを生成するように要求する。代表キャリアを介して送受信されるフレームには、パイロットシンボル１０１（１０１ａ〜１０１ｇ）、情報シンボル１０３（１０３ａ〜１０３ｆ）の他に、監視制御情報１０２が含まれる。
【００６２】
図２０は、監視制御情報１０２に含まれる情報の例を説明するテーブルである。監視制御情報１０２は、無線機６０で受信したキャリアのＣ／Ｎ比、送信機７０がフレームを送信するときに用いる代表キャリア（送信代表キャリア）の番号、受信機８０がフレームを受信するときに用いる代表キャリア（受信代表キャリア）の番号を含む。さらに、代表キャリアの切り替えのための動作が開始されている場合、監視制御情報１０２には、代表キャリアに切り替えられる候補となるキャリアを特定する情報が含まれる。以下の説明では、代表キャリアに切り替えられる候補となるキャリアを「代表キャリア候補」と記載する。代表キャリア候補を介して送信されるフレームは、代表キャリアを介して送信されるフレームと同様の情報要素を含む。すなわち、代表キャリアの切り替えが行われる場合、代表キャリア制御部７２は、代表キャリア候補を介して送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５にも、図１８（ｂ）に示すフレームを生成するように要求する。一方、代表キャリアと代表キャリア候補のいずれでもないキャリアを介して送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５には、代表キャリア制御部７２は、図１８（ｃ）に示すようにパイロットシンボルの数が少ないフレームの生成を要求する。無線フレーム生成部２５は、代表キャリア制御部７２からの指示に従って、無線フレームを生成する。
【００６３】
さらに、監視制御情報１０２は、代表キャリア候補が設定されたことを通知する信号も含む。以下の記載では、代表キャリア候補が設定されたことを通知する信号を「代表キャリア切替猶予フラグ」と記載することがある。代表キャリア切替猶予フラグが１に設定されている期間は、代表キャリアと代表キャリア候補を介して、監視制御情報１０２などを含むフレームが送信されている。従って、代表キャリア切替猶予フラグの値が１の間は、受信側の無線機６０は受信代表キャリアを変更することができる。
【００６４】
代表キャリア制御部７２は、バッファ６４から、対向装置の受信機８０で測定されたＣ／Ｎ比と、対向装置の受信機７０が代表キャリアとしているキャリアを特定する情報を読み出す。代表キャリア制御部７２は、代表キャリアのＣ／Ｎ比と代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比を比較して代表キャリアを切り替えるかを判断する。代表キャリアを切り替える場合、代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ａ、２５ｂに代表キャリアの切り替えのための処理を開始することを通知する。また、対向装置で代表キャリアが切り替えられると、代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ａ、２５ｂに代表キャリアの切り替えが終了したことを通知する。
【００６５】
図２１は、受信機８０の構成の例を示す図である。受信機８０は、代表キャリア制御部８１、スイッチ８２（８２ａ、８２ｂ）、Ｃ／Ｎ測定部８３、装置内周波数制御部８４を備える。受信機８０は、さらに、直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、装置間周波数制御部５０を備える。直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、装置間周波数制御部５０の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００６６】
代表キャリア制御部８１は、受信したフレームに含まれている代表キャリアの識別子に従って、受信した代表キャリアがキャリア生成部４４ａと４４ｂのいずれで生成されたキャリアと同じ帯域のキャリアであるかを判定する。さらに、監視制御情報１０２に含まれる代表キャリア切替猶予フラグが１の場合、代表キャリア制御部８１は、代表キャリアを切り替える。また、代表キャリア制御部８１は、受信した代表キャリアを識別する識別子をバッファ６４に記憶する。代表キャリア制御部８１は、受信した代表キャリアの帯域に基づいて、スイッチ８２ａ、８２ｂに切り替えを要求する。さらに、代表キャリア制御部８１は、受信した代表キャリアと同じ帯域のキャリアの調整に用いられる装置間周波数制御部５０に対して、周波数の調整を要求する。一方、代表キャリアではないキャリアと同じ帯域のキャリアの調整に用いられる装置間周波数制御部５０に対しては、動作の中断を要求する。
【００６７】
また、代表キャリア制御部８１は、装置内周波数制御部８４に、代表キャリアが変更されたことと、代表キャリアを識別する識別子を通知する。装置内周波数制御部８４は、代表キャリア制御部８１から通知された識別子で識別されるキャリアを分周して得られた信号を基準信号、代表キャリアではないキャリアを分周して得られた信号を比較信号とする。処理装置内周波数制御部８４は、基準信号と比較信号を装置内周波数制御部３０と同様に処理する。また、装置内周波数制御部８４の構成は、図７に示した装置内周波数制御部３０と同様である。
【００６８】
スイッチ８２は、代表キャリア制御部８１からの要求に応じて、装置間周波数制御部５０と装置内周波数制御部８４のいずれかとキャリア生成部４４を接続する。装置間周波数制御部５０とキャリア生成部４４がスイッチ８２を介して接続されている場合、キャリア生成部４４は、装置間周波数制御部５０からの要求に応じて周波数を調整する。一方、装置内周波数制御部８４がキャリア生成部４４にスイッチ８２を介して接続されている場合、キャリア生成部４４は、装置内周波数制御部８４からの要求に応じて周波数を調整する。
【００６９】
Ｃ／Ｎ測定部８３は、受信機８０が受信できる各キャリアについて、キャリア信号の強度のノイズの強度に対する比を求める。Ｃ／Ｎ測定部８３は、得られたＣ／Ｎ比を、キャリアの識別子と対応付けてバッファ６４に記憶する。
【００７０】
図２２〜図２４は、無線機６０ａと無線機６０ｂの間での通信の例を説明する図である。以下、図２２〜図２４を参照しながら第２の実施形態について説明する。以下の説明では、無線機６０ａと６０ｂのいずれで生成されたキャリアであるかを判別しやすくするために、無線機６０ａの送信機７０ａで生成されたキャリアの符号の末尾をａ、無線機６０ｂの送信機７０ｂで生成されたキャリアの符号の末尾をｂとする。また、無線機６０ｂの受信機８０ｂにおいて、受信した情報シンボルを取得するために生成されるキャリアは、キャリアの符号の末尾にｒを加えて表現するものとする。例えば、キャリアＣ１ａから情報シンボルを取得するために受信機８０ｂが生成するキャリアは、キャリアＣ１ｂｒと表記する。
【００７１】
図２２は、無線機６０の間でＣ／Ｎ比を通知する方法の例を示す。まず、図２２を参照しながら手順（１）〜（５）について説明する。
（１）無線機６０ａは、キャリアＣ１ａとＣ２ａを用いて無線機６０ｂにフレームを送信している。この時点では、キャリアＣ１ａが代表キャリアとなっているものとする。また、監視制御情報１０２は、以下のようになっているものとする。
送信代表キャリア ： キャリアＣ１ａ
代表キャリア切替猶予フラグ ： ０
送信代表キャリア候補 ： なし
キャリアＣ１ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｘ
キャリアＣ２ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｙ
受信代表キャリア ： キャリアＣ１ｂ
【００７２】
無線機６０ｂが備える受信機８０ｂは、キャリアＣ１ａの周波数に基づいて、ＡＦＣ処理を行う。従って、代表キャリア制御部８１は、装置間周波数制御部５０ａ（図２１）に動作することを求めており、装置間周波数制御部５０ｂの動作を停止させている。スイッチ８２ａは、装置間周波数制御部５０ａとキャリア生成部４４ａを接続している。また、スイッチ８２ｂは、装置内周波数制御部８４とキャリア生成部４４ｂを接続する。この設定により、装置間周波数制御部５０ａは、キャリアＣ１ｂｒの周波数をキャリアＣ１ａと一致するように調整する。さらに、キャリアＣ２ｂｒの周波数精度は、装置内周波数制御部８４によって、キャリアＣ１ｂｒの周波数精度に合わせられる。この処理により、キャリアＣ２ｂｒの周波数は、キャリアＣ２ａの周波数と同じ周波数となる。
【００７３】
一方、無線機６０ｂのＣ／Ｎ測定部８３は、キャリアＣ１ａとＣ２ａの各々についてＣ／Ｎ比を求めている。ここで、フレームを送信している間にキャリアＣ１ａがノイズの影響を受けたことにより、無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａのＣ／Ｎ比が、キャリアＣ２ａのＣ／Ｎ比よりも悪かったものとする。
【００７４】
（２）無線機６０ｂのＣ／Ｎ測定部８３は、キャリアＣ１ａとＣ２ａの各々について求めたＣ／Ｎ比を、バッファ６４に書き込む。
（３）送信機７０ｂは、バッファ６４からキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を読み出す。
（４）無線機６０ｂは、キャリアＣ１ｂとＣ２ｂを介して、無線機６０ａにフレームを送信する。このとき、送信機７０ｂは、キャリアＣ１ｂを代表キャリアとして使用しているものとする。無線機６０ｂは、送信機７０ｂを用いて、無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を無線機６０ａに通知する。
【００７５】
（５）受信機８０ａは、受信したフレームの監視制御情報１０２を確認し、無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を、無線機６０ａのバッファ６４に格納する。送信機７０ａは、バッファ６４から無線機６０ｂでのキャリアＣ１ａとＣ２ａのＣ／Ｎ比を取得する。この処理により、送信機７０ａは、キャリアＣ１ａのＣ／Ｎ比がキャリアＣ２ａより悪いことを認識する。さらに、受信機８０ａに含まれるＣ／Ｎ測定部８３は、キャリアＣ１ｂとＣ２ｂについてＣ／Ｎ比を求め、得られた値を、バッファ６４を介して送信機７０ａに通知する。
【００７６】
図２３は、代表キャリアの変更方法の例を説明する図である。以下、図２３を参照しながら手順（６）〜（１３）を説明する。
（６）無線機６０ａが備える代表キャリア制御部７２は、キャリアＣ１ａのＣ／Ｎ比がキャリアＣ２ａのＣ／Ｎ比より悪いため、代表キャリアをキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更することを決定する。そこで、代表キャリア制御部７２は、キャリアＣ２ａを代表キャリア候補に指定し、キャリアＣ２ａを使って送信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５に、図１８（ｂ）に示すような監視制御情報１０２等を含むフレームを生成するように要求する。
【００７７】
（７）無線機６０ａは、送信機７０ａを用いて、キャリアＣ１ａとＣ２ａの各々から、監視制御情報１０２を含むフレームを無線機６０ｂに送信する。ここで送信されるフレームに含まれている監視制御情報１０２は以下の通りであるものとする。
送信代表キャリア ： キャリアＣ１ａ
代表キャリア切替猶予フラグ ： １
送信代表キャリア候補 ： キャリアＣ２ａ
キャリアＣ１ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｗ
キャリアＣ２ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｚ
受信代表キャリア ： キャリアＣ１ｂ
【００７８】
（８）無線機６０ｂは、受信機８０ｂを用いて、無線機６０ａから送信されたフレームを受信する。代表キャリア制御部８１は、監視制御情報１０２の代表キャリア切替猶予フラグが「１」であることを確認すると、代表キャリアの切り替えが可能であると判断する。
【００７９】
（９）また、代表キャリア制御部８１は、キャリアＣ１ａとキャリアＣ２ａの両方から代表キャリア監視制御情報１０２やＡＦＣ処理に用いられるパイロットシンボルが含まれているフレームを受信していることを確認する。すると、代表キャリア制御部８１は、受信代表キャリアをキャリアＣ２ａに切り替える。すると、代表キャリア制御部８１は、装置間周波数制御部５０ｂに動作することを求め、装置間周波数制御部５０ａには、動作の停止を要求する。スイッチ８２ｂは、代表キャリア制御部８１からの指示により、装置間周波数制御部５０ｂとキャリア生成部４４ｂが接続されるように、接続を切り替える。また、スイッチ８２ａは、代表キャリア制御部８１からの指示に従って、装置内周波数制御部８４とキャリア生成部４４ａを接続する。この設定により、装置間周波数制御部５０ｂは、キャリアＣ２ｂｒの周波数をキャリアＣ２ａの周波数と同じ周波数になるように調整する。さらに、キャリアＣ１ｂｒの周波数精度がキャリアＣ２ｂｒの周波数精度に合わせられることにより、キャリアＣ１ｂｒの周波数は、キャリアＣ１ａの周波数に一致する。このように、代表キャリアの切り替えが行われると、受信機８０ｂは、キャリアＣ２ａの周波数に基づいて、ＡＦＣ処理を行う。
【００８０】
（１０）代表キャリア制御部８１は、送信機７０ｂが備える代表キャリア制御部７２に、受信代表キャリアをキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更したことを通知する。
（１１）送信機７０ｂは、無線機６０ｂから無線機６０ａへの代表キャリアであるキャリアＣ１ｂを用いて、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更されたことを通知する。すなわち、代表キャリアを介して無線機６０ｂから無線機６０ａへ送信されたフレームの監視制御情報１０２には「受信代表キャリア＝キャリアＣ２ａ」が記録されている。
【００８１】
（１２）無線機６０ａの受信機８０ａは、無線機６０ｂから受信したフレームの監視制御情報１０２に基づいて、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがキャリアＣ２ａであることを認識する。
【００８２】
（１３）受信機８０ａは、バッファ６４を介して送信機７０ａに、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがキャリアＣ２ａであることを通知する。代表キャリア制御部７２は、前回フレームを送信したときの代表キャリア候補と、無線機６０ｂでの受信代表キャリアを比較し、両者が一致することを認識する。すなわち、代表キャリア制御部７２は、無線機６０ｂにおいて、受信代表キャリアが変更されたことを認識する。
【００８３】
図２４は、代表キャリアが変更された際に行われる処理の例を説明する図である。以下、図２４を参照しながら手順（１４）〜（１５）について述べる。
（１４）無線機６０ｂで受信代表キャリアが変更されたため、送信代表キャリア候補のキャリアを、送信代表キャリアに変更する。代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ａに、生成するフレームに監視制御情報１０２を含めず、パイロットシンボルの数も減らして、図１８（ｃ）に示すフレームを生成することを要求する。また、代表キャリア制御部７２は、無線フレーム生成部２５ｂに以下の監視制御情報１０２を含むフレームを生成するように要求する。
送信代表キャリア ： キャリアＣ２ａ
代表キャリア切替猶予フラグ ： ０
送信代表キャリア候補 ： なし
キャリアＣ１ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｚ
キャリアＣ２ｂのＣ／Ｎ測定値： Ｗ
受信代表キャリア ： キャリアＣ１ｂ
代表キャリア制御部７２は、送信機７０ａは、キャリアＣ２ａを代表キャリアとしてフレームを無線機６０ｂに送信する。
【００８４】
（１５）無線機６０ｂは、キャリアＣ１ａとＣ２ａを介してフレームを受信する。無線機６０ｂが備える受信機８０ｂは、キャリアＣ２ａの周波数に基づいて、ＡＦＣ処理を行う。
【００８５】
図２５は、送信代表キャリアを変更する場合の無線機６０の動作の例を説明するフローチャートである。図２５のフローチャートは、図２２〜図２４を参照しながら説明した無線機６０ａの動作を表している。なお、図２５は動作の例であり、例えば、ステップＳ２１とＳ２２の順序を変更するなどの変形が加えられる場合がある。
【００８６】
代表キャリアに指定されたキャリアを介して送受信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５は、監視制御情報１０２を含むフレームを生成する。監視制御情報１０２は、送信代表キャリア＝Ｃ１ａ、送信代表キャリア切替猶予フラグ＝０である（ステップＳ２１）。次に、装置内周波数制御部３０の処理により、キャリアＣ１ａの周波数精度を基準としてキャリアＣ２ａの周波数精度が調整される（ステップＳ２２）。無線機６０ａは、キャリアＣ１ａ、Ｃ２ａを用いて、フレームを無線機６０ｂに送信する（ステップＳ２３、Ｓ２４）。受信機８０ａは、無線機６０ｂから送信代表キャリアを介して送られてきたフレームを受信し、無線機６０ａからの送信に用いられた各キャリアのＣ／Ｎ比を取得する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。代表キャリア制御部８１は、代表キャリアのＣ／Ｎ比が代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比よりも小さいかを確認する（ステップＳ２７）。代表キャリアのＣ／Ｎ比が代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比以上の場合、ステップＳ２３以降の処理が繰り返される（ステップＳ２７でＮｏ）。
【００８７】
一方、代表キャリアのＣ／Ｎ比が代表キャリアではないキャリアのＣ／Ｎ比よりも小さい場合、代表キャリア制御部７２は、無線機６０ｂに送信するフレームに含まれる監視制御情報１０２を次のように設定する。送信代表キャリア＝Ｃ１ａ、送信代表キャリア候補＝Ｃ２ａ、代表キャリア切替猶予フラグ＝１（ステップＳ２７でＹｅｓ、ステップＳ２８）。その後、無線機６０ａは、キャリアＣ１ａ、Ｃ２ａを用いて、監視制御情報１０２を含むフレームを無線機６０ｂに送信する（ステップＳ２９、Ｓ３０）。受信機８０ａは、無線機６０ｂから受信したフレームを確認し、無線機６０ｂでの受信代表キャリアがＣ２ａに変更されたかを確認する（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。受信代表キャリアの変更が終わっていない場合、ステップＳ２８以降の処理が繰り返される（ステップＳ３３でＮｏ）。受信代表キャリアの変更が終わった場合、新たな代表キャリアＣ２ａを介して送受信されるフレームを生成する無線フレーム生成部２５は、監視制御情報１０２を含むフレームを生成する。監視制御情報１０２は、送信代表キャリア＝Ｃ２ａ、送信代表キャリア切替猶予フラグ＝０である（ステップＳ３４）。無線機６０ａは、キャリアＣ１ａ、Ｃ２ａを用いて、フレームを無線機６０ｂに送信する（ステップＳ３５、Ｓ３６）。
【００８８】
図２６は、受信代表キャリアを変更する場合の無線機６０の動作の例を説明するフローチャートである。図２６のフローチャートは、図２２〜図２４を参照しながら説明した無線機６０ｂの動作を表している。
【００８９】
受信機８０ｂは、無線機６０ａから送信された代表キャリアを受信し、フレームに含まれている監視制御情報１０２を取得する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。Ｃ／Ｎ測定部８３は、各キャリアについてＣ／Ｎ比を測定し、測定結果を送信機７０ｂに通知する（ステップＳ４３）。代表キャリア制御部７２は、無線機６０ｂから無線機６０ａに送信されるフレームの監視制御情報１０２に、受信機８０ａから通知されたＣ／Ｎ比を含める（ステップＳ４４）。送信機７０ｂは、無線機６０ａにフレームを送信する（ステップＳ４５）。
【００９０】
次に受信機８０ａで代表キャリアを介してフレームを受信すると、代表キャリア制御部８１は、監視制御情報１０２の内容を確認する。ここでは、送信代表キャリア＝Ｃ１ａ、送信代表キャリア候補＝Ｃ２ａ、代表キャリア切替猶予フラグ＝１であるとする（ステップＳ４６、Ｓ４７）。すると、代表キャリア制御部８１は、受信代表キャリアをキャリアＣ１ａからキャリアＣ２ａに変更する（ステップＳ４８）。また、代表キャリア制御部８１は、スイッチ８２の設定を変更することにより、基準信号の元となるキャリアをＣ２ｂｒに変更する（ステップＳ４９）。さらに、装置間周波数制御部５０で周波数を調整するキャリアをキャリアＣ１ｂｒからキャリアＣ２ｂｒに変更する（ステップＳ５０）。
【００９１】
送信機７０ｂは、無線機６０ａに送信されるフレームに含まれる監視制御情報１０２の受信代表キャリアをキャリアＣ２ａに変更する（ステップＳ５１）。送信機７０ｂは、監視制御情報１０２を含むフレームを無線機６０ａに送信することにより、受信代表キャリアを切り替えたことを通知する（ステップＳ５２）。次に無線機６０ａからフレームを受信する際には、代表キャリアとしてキャリアＣ２ａが用いられており、監視制御情報１０２には無線機６０ａからの送信代表キャリアがキャリアＣ２ａに設定されている（ステップＳ５３、Ｓ５４）。
【００９２】
ここで、ステップＳ２５、Ｓ２６は、図２２の（５）に相当し、ステップＳ２７は図２２の（１）に当たる。ステップＳ４３〜Ｓ４５は、図２２の（２）〜（４）に当たる。ステップＳ２８〜Ｓ３０は図２３の（６）、（７）に当たり、ステップＳ４６〜Ｓ５２は、図２３の（８）〜（１１）に当たる。ステップＳ３１〜Ｓ３４は、図２３の（１２）、（１３）に当たる。ステップＳ３５〜Ｓ３６は、図２４の（１４）に当たり、ステップＳ５３〜Ｓ５４は、図２４の（１５）に当たる。
【００９３】
代表キャリアの通信状況が大きく劣化すると、無線フレーム同期の精度が劣化するなどの理由から、フレームを受信した無線機６０においてパイロットシンボルを特定することができないことがある。パイロットシンボルの特定に失敗すると情報シンボルをパイロットシンボルとして取り扱って装置間周波数制御部５０による調整が行われることがある。装置間周波数制御部５０の調整結果に合せて代表キャリアではないキャリアの周波数精度が調整されるので、パイロットシンボルの特定に失敗すると、通信に用いられる全てのキャリアの周波数の調整に失敗するおそれがある。本実施形態では、以上述べたように、代表キャリアのＣ／Ｎ比が劣化したときに代表キャリアを変更するため、代表キャリアの通信状況の劣化によって装置間の周波数の調整に失敗することを防ぐことができる。
【００９４】
なお、代表キャリアが変更されても、図１９に示すように、送信機７０での周波数精度の調整の基準はキャリアＣ１である。すなわち、本実施形態では、送信機７０では、予め決められたキャリアを基準として周波数精度を調整する。受信機８０は、代表キャリアを基準として、送信機７０との間で周波数を調整する。受信機８０は、データの取得に用いる代表キャリア（取得代表キャリア）の周波数を対向装置の送信代表キャリアの周波数に合わせる。さらに、受信機８０は、受信に用いるキャリアの周波数精度を調整する。これらの処理により、装置間での周波数偏差が解消される。
【００９５】
＜第３の実施形態＞
図２７は、第３の実施形態に係る送信機８５の構成の例を示す。送信機８５では、キャリアＣ１ｔとＣ２ｔが生成され、キャリアＣ１ｔが代表キャリアとして用いられるものとする。送信機８５は、情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、パイロット生成部７１、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、アンテナ２９、装置内周波数制御部３０を備える。情報ビット分配部２１、シンボルマッピング部２２、無線フレーム生成部２５、波形整形部２６、直交変調部２７、キャリア生成部２８、アンテナ２９、装置内周波数制御部３０の動作は、第１の実施形態と同様である。パイロット生成部７１の動作は、第２の実施形態と同様である。なお、キャリアＣ１ｔは、キャリア生成部２８ａで生成され、キャリアＣ２ｔは、キャリア生成部２８ｂで生成されるものとする。
【００９６】
図２８は、第３の実施形態に係る受信機９０の構成の例を示す。受信機９０では、キャリアＣ１ｒとＣ２ｒが生成され、キャリアＣ１ｒが代表キャリアとして用いられるものとする。また、キャリアＣ１ｒは、キャリア生成部４４ａで生成され、キャリアＣ２ｒは、キャリア生成部４４ｂで生成されるものとする。
【００９７】
受信機９０は、ＡＦＣ切替制御部９１を備える。受信機９０は、さらに、アンテナ４１、直交復調部４２、無線フレーム同期部４３、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６、装置間周波数制御部５０を備える。アンテナ４１、直交復調部４２、キャリア生成部４４、シンボル判定部４５、取得部４６の動作は、第１の実施形態と同様である。無線フレーム同期部４３ａの動作は第１の実施形態と同様である。
【００９８】
受信機９０は、装置間周波数制御部５０ａと５０ｂを備える。装置間周波数制御部５０ａは、第１の実施形態で説明した動作と同様の動作により、受信機９０で生成する代表キャリアＣ１ｒの周波数を、送信機８５から受信した代表キャリアＣ１ｔの周波数に一致させる。装置間周波数制御部５０ａは、キャリアＣ１ｒの周波数とキャリアＣ１ｔの周波数を一致させるための引き込み処理が終了すると、引き込み完了通知をＡＦＣ切替制御部９１に出力する。
【００９９】
ＡＦＣ切替制御部９１は、装置間周波数制御部５０ａでの引き込み処理が行われている間は、キャリアＣ２を生成するキャリア生成部４４ｂを装置内周波数制御部３０と接続する。一方、装置間周波数制御部５０ａでの処理が引き込み処理から追従処理に切り替わると、ＡＦＣ切替制御部９１は、装置間周波数制御部５０ｂとキャリア生成部４４ｂを接続する。装置間周波数制御部５０ｂは、ＡＦＣ切替制御部９１により、キャリア生成部４４ｂと接続されると動作する。
【０１００】
図２９は、本実施形態で直交復調部４２ｂや装置間周波数制御部５０ｂで処理されるフレームの構成例を示す。図２９に示すフレームは、先頭にＡＦＣ以外の処理に用いられるパイロットシンボル１０１ａを含み、フレームの末尾に装置間周波数制御部５０ｂによる追従処理での調整に用いられるパイロットシンボル１０１ｂを含むフレームを生成する。図２９のフレームは代表キャリアではないキャリアを介して送受信されるので、無線フレーム生成部２５ｂによって生成される。
【０１０１】
図３０は、第３の実施形態で行われる受信機９０の動作を説明するフローチャートである。受信機９０に電源が投入されると初期化が行われ、分周比の設定やキャリア生成部４４で生成されるキャリアの周波数の設定などが行われる（ステップＳ６１）。受信機９０で生成されているキャリアの周波数精度が代表キャリアの周波数精度に合わせられ、受信が開始される（ステップＳ６２、Ｓ６３）。
【０１０２】
次に、装置間周波数制御部５０ａは、受信機９０で生成される代表キャリアＣ１ｒの周波数を、送信機から受信した代表キャリアＣ１ｔの周波数に合わせるための引き込み処理を行う（ステップＳ６４）。さらに、装置内周波数制御部３０は、受信機９０で生成される各キャリアの周波数精度を代表キャリアの周波数精度に合わせる（ステップＳ６５）。ここでは、装置内周波数制御部３０は、キャリアＣ２ｒの周波数精度をキャリアＣ１ｒの周波数精度に一致させるために用いられる制御信号を生成し、ＡＦＣ切替制御部９１に出力する。ＡＦＣ切替制御部９１は、装置内周波数制御部３０から入力された制御信号をキャリア生成部４４ｂに出力する。ＡＦＣ切替制御部９１は、装置間周波数制御部５０ａから引き込み完了通知を受信したかを判断する（ステップＳ６６）。引き込み完了通知が受信されるまでステップＳ６４〜Ｓ６６の処理が繰り返される。キャリアＣ１ｒの周波数を、キャリアＣ１ｔの周波数に合わせるための引き込み処理が終わると、装置間周波数制御部５０ａは引き込み完了通知をＡＦＣ切替制御部９１に出力する（ステップＳ６６でＹｅｓ）。すると、装置間周波数制御部５０ａは、キャリアＣ１ｔの周波数に合わせてキャリアＣ１ｒの周波数を微調整するための追従処理を開始する（ステップＳ６７）。引き込み完了通知が入力されると、ＡＦＣ切替制御部９１は、装置内周波数制御部３０とキャリア生成部４４ｂの接続を切断して、装置間周波数制御部５０ｂとキャリア生成部４４ｂを接続する（ステップＳ６８）。その後は、受信機９０で生成されるキャリアの各々について、送信機８５で生成されたキャリアの周波数に合わせるための追従処理が行われる（ステップＳ６９）。例えば、装置間周波数制御部５０ｂでは、キャリア生成部４４ｂで生成されるキャリアＣ２ｒを、送信機８５から受信したキャリアＣ２ｔに一致させるための追従処理が行われる。一方、装置間周波数制御部５０ａでは、キャリアＣ１ｔの周波数に合わせてキャリアＣ１ｒの周波数を微調整するための追従処理が継続される。
【０１０３】
このように、ＡＦＣ切替制御部９１によってキャリア生成部４４に周波数を制御するための信号の入力元が切り替えられるので、引き込み処理が終わった後は、周波数追従処理が個々のキャリアについて行われる。このため、各キャリアのＣ／Ｎ比が不規則的に劣化しても全てのキャリアの周波数偏差が代表キャリアに引きずられて劣化するということはない。代表キャリアでの不規則的なＣ／Ｎ比の劣化により代表キャリア以外のキャリアの通信環境が劣化することを防ぐため、第１の実施形態では、制御信号生成部３３に設定するフィルタ係数が変更されているが、本実施形態では、フィルタ係数は変更されない。このため、周波数の調整の進捗に合わせて複数のフィルタ係数を設定し直さなくても良い。
【０１０４】
なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
たとえば、分周器３１ａ、３１ｂの分周比は、装置内周波数制御部３０の外部から設定される場合がある。
【０１０５】
図１２（ａ）に示したパイロットシンボルのマッピング位置は例であり、パイロットシンボルは任意の情報シンボルと同じ位置に配置される場合がある。さらに、パイロットシンボルは、情報シンボルがマッピングされない位置に配置されても良い。パイロットシンボルがいずれの位置に配置される場合も、送信機２０と受信機４０の間では、予め、パイロットシンボルの配置を記憶しているものとする。第１の実施形態以外の実施形態で用いられるパイロットシンボルについても同様である。
【０１０６】
さらに、図１２（ｂ）に示した例では、パイロットシンボルは半径＝１の円上に分布しているが、受信信号にはノイズやゲインの影響があるため、パイロットシンボルが半径＝１の円上に分布しない場合がある。なお、パイロットシンボルが半径＝１の円上に分布しなくても、装置間周波数制御部５０で行われるＡＦＣ処理には影響はない。
【０１０７】
また、以上の実施形態では、２つのキャリアが用いられる通信装置についての説明をしたが、通信装置で生成されるキャリアの数や通信で使用されるキャリアの数は実装に応じて任意に変更され得る。また、通信装置で生成されるキャリアの数に合わせて、装置内周波数制御部３０などの数も適宜、変更されうる。
【０１０８】
さらに、第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 通信装置
２０、７０、８５ 送信機
２１ 情報ビット分配部
２２ シンボルマッピング部
２３ ＡＦＣ用パイロット生成部
２４ 制御用パイロット生成部
２５ 無線フレーム生成部
２６ 波形整形部
２７ 直交変調部
２８、４４ キャリア生成部
２９、４１、６３ アンテナ
３０、８４ 装置内周波数制御部
３１ 分周器
３２ 位相比較器
３３ 制御信号生成部
４０、８０、９０ 受信機
４２ 直交復調部
４３ 無線フレーム同期部
４５ シンボル判定部
４６ 取得部
４７ フィルタ定数制御部
５０ 装置間周波数制御部
６０ 無線機
６１ 送受切替制御
６２ 切替スイッチ
６４ バッファ
７１ パイロット生成部
７２、８１ 代表キャリア制御部
８２ スイッチ
８３ Ｃ／Ｎ測定部
９１ ＡＦＣ切替制御部
１０１ パイロットシンボル
１０２ 監視制御情報
１０３ 情報シンボル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数に対する第１の精度を有する第１のキャリアを生成する第１のキャリア生成部と、
前記第１の周波数と異なる第２の周波数に対する第２の精度を有する第２のキャリアを生成する第２のキャリア生成部と、
前記第１の精度と前記第２の精度の差が小さくなるように前記第２のキャリアの周波数を制御する方法を前記第２のキャリア生成部に通知する周波数制御部と、
前記第２のキャリア生成部に通知された方法により制御された第２のキャリアと、前記第１のキャリアを用いてデータを対向装置に送信する送信部
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記周波数制御部は、
前記第１の周波数が所定の値になるような第１の分周比で、前記第１のキャリアを分周して得られる基準信号を生成する第１の分周器と、
前記第２の周波数が前記所定の値になるような第２の分周比で、前記第２のキャリアを分周して得られる比較信号を生成する第２の分周器、
前記基準信号の位相を基準としたときに前記基準信号の位相と前記比較信号の位相のいずれが進んでいるかを示す制御信号を生成する制御信号生成部、
を備え、
前記第２のキャリア生成部は、前記基準信号の位相と前記比較信号の位相が一致するように前記第２のキャリアの周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記対向装置での前記第１のキャリアを用いて送信された信号の受信状況と、前記第２のキャリアを用いて送信された信号の受信状況を受信する受信部と、
前記第１および第２のキャリアのうち、前記対向装置での受信状況が良いキャリアを代表キャリアに設定する代表キャリア制御部
をさらに備え、
前記周波数制御部は、前記第２のキャリアが前記代表キャリアに選択された場合、前記代表キャリアの周波数の精度を前記第１のキャリアの周波数の精度に合わせるための制御信号を、前記２のキャリア生成部に出力し、
前記送信部は、前記制御信号で指定された方法により制御された代表キャリアと、前記第１のキャリアを用いてデータを対向装置に送信する
ことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記対向装置において、前記代表キャリアの通信状況が他のキャリアよりも悪い場合、前記代表キャリア制御部は、前記他のキャリアを代表キャリア候補に設定すると共に、前記代表キャリア候補を介して送信されるフレームを生成するフレーム生成部に、前記代表キャリア候補を特定する情報を含めることを指示し、
前記対向装置が前記代表キャリア候補を用いて前記送信装置と前記対向装置の間での周波数の調整を開始したことが通知されるまで、前記フレーム生成部は、前記代表キャリア候補の情報を含むフレームを生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
第１の周波数に対する第１の精度を有する第１のキャリアを用いて対向装置から送信された第１の信号と、第２の周波数に対する第２の精度を有する第２のキャリアを用いて前記対向装置から送信された第２の信号を受信する受信部と、
前記第１の周波数に対する第３の精度を有するキャリアを生成する第１のキャリア生成部と、
前記第１のキャリア生成部で生成されたキャリアの周波数が前記第１のキャリアの周波数と一致するように、前記第１のキャリア生成部を制御する装置間周波数制御部と、
前記第２の周波数に対する第４の精度を有するキャリアを生成する第２のキャリア生成部と、
前記第４の精度が前記第３の精度に一致するように、前記第２のキャリア生成部を制御する装置内周波数制御部と、
前記第１および第２のキャリア生成部で生成されたキャリアを用いて前記第１および第２の信号からデータを取得する取得部
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
前記装置間周波数制御部において周波数の調整の基準とする代表キャリアを、前記第１のキャリアから前記第２のキャリアに変更できることが、前記対向装置から通知されると、前記第２のキャリアを前記代表キャリアに設定する代表キャリア制御部
をさらに備え、
前記装置間周波数制御部は、前記第２のキャリア生成部で生成されたキャリアの周波数を前記代表キャリアの周波数と一致させる
ことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記第１および第２のキャリアの受信状況を測定する測定部と、
前記受信状況を前記対向装置に送信する送信部、
をさらに備え、
前記代表キャリア制御部は、前記対向装置が前記受信状況に基づいて前記代表キャリアを変更することができるかを判断した結果を通知する通知に従って、前記代表キャリアを変更する
ことを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、前記複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させると共に、前記複数のキャリアを用いてデータを送信する送信装置と、
受信装置を備え、前記受信装置は、
前記データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、前記送信代表キャリアの周波数と一致させるための制御を行う装置間周波数制御部と、
前記データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を前記取得代表キャリアの周波数精度と一致させるための制御を行う装置内周波数制御部と、
前記装置間周波数制御部もしくは装置内周波数制御部により処理されたキャリアを用いて前記送信装置から送信されたデータを取得する取得部
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
送信装置は、複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、前記複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させた後、前記複数のキャリアを用いてデータを送信し、
受信装置は、前記データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、前記送信代表キャリアの周波数と一致させ、
前記データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を前記取得代表キャリアの周波数精度と一致させ、
前記受信装置は、前記受信代表キャリア、および、前記受信代表キャリアと周波数精度が一致するように調整されたキャリアを用いて、前記送信装置から送信されたデータを取得する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項１】
第１の周波数に対する第１の精度を有する第１のキャリアを生成する第１のキャリア生成部と、
前記第１の周波数と異なる第２の周波数に対する第２の精度を有する第２のキャリアを生成する第２のキャリア生成部と、
前記第１の精度と前記第２の精度の差が小さくなるように前記第２のキャリアの周波数を制御する方法を前記第２のキャリア生成部に通知する周波数制御部と、
前記第２のキャリア生成部に通知された方法により制御された第２のキャリアと、前記第１のキャリアを用いてデータを対向装置に送信する送信部
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記周波数制御部は、
前記第１の周波数が所定の値になるような第１の分周比で、前記第１のキャリアを分周して得られる基準信号を生成する第１の分周器と、
前記第２の周波数が前記所定の値になるような第２の分周比で、前記第２のキャリアを分周して得られる比較信号を生成する第２の分周器、
前記基準信号の位相を基準としたときに前記基準信号の位相と前記比較信号の位相のいずれが進んでいるかを示す制御信号を生成する制御信号生成部、
を備え、
前記第２のキャリア生成部は、前記基準信号の位相と前記比較信号の位相が一致するように前記第２のキャリアの周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記対向装置での前記第１のキャリアを用いて送信された信号の受信状況と、前記第２のキャリアを用いて送信された信号の受信状況を受信する受信部と、
前記第１および第２のキャリアのうち、前記対向装置での受信状況が良いキャリアを代表キャリアに設定する代表キャリア制御部
をさらに備え、
前記周波数制御部は、前記第２のキャリアが前記代表キャリアに選択された場合、前記代表キャリアの周波数の精度を前記第１のキャリアの周波数の精度に合わせるための制御信号を、前記２のキャリア生成部に出力し、
前記送信部は、前記制御信号で指定された方法により制御された代表キャリアと、前記第１のキャリアを用いてデータを対向装置に送信する
ことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記対向装置において、前記代表キャリアの通信状況が他のキャリアよりも悪い場合、前記代表キャリア制御部は、前記他のキャリアを代表キャリア候補に設定すると共に、前記代表キャリア候補を介して送信されるフレームを生成するフレーム生成部に、前記代表キャリア候補を特定する情報を含めることを指示し、
前記対向装置が前記代表キャリア候補を用いて前記送信装置と前記対向装置の間での周波数の調整を開始したことが通知されるまで、前記フレーム生成部は、前記代表キャリア候補の情報を含むフレームを生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
第１の周波数に対する第１の精度を有する第１のキャリアを用いて対向装置から送信された第１の信号と、第２の周波数に対する第２の精度を有する第２のキャリアを用いて前記対向装置から送信された第２の信号を受信する受信部と、
前記第１の周波数に対する第３の精度を有するキャリアを生成する第１のキャリア生成部と、
前記第１のキャリア生成部で生成されたキャリアの周波数が前記第１のキャリアの周波数と一致するように、前記第１のキャリア生成部を制御する装置間周波数制御部と、
前記第２の周波数に対する第４の精度を有するキャリアを生成する第２のキャリア生成部と、
前記第４の精度が前記第３の精度に一致するように、前記第２のキャリア生成部を制御する装置内周波数制御部と、
前記第１および第２のキャリア生成部で生成されたキャリアを用いて前記第１および第２の信号からデータを取得する取得部
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
前記装置間周波数制御部において周波数の調整の基準とする代表キャリアを、前記第１のキャリアから前記第２のキャリアに変更できることが、前記対向装置から通知されると、前記第２のキャリアを前記代表キャリアに設定する代表キャリア制御部
をさらに備え、
前記装置間周波数制御部は、前記第２のキャリア生成部で生成されたキャリアの周波数を前記代表キャリアの周波数と一致させる
ことを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記第１および第２のキャリアの受信状況を測定する測定部と、
前記受信状況を前記対向装置に送信する送信部、
をさらに備え、
前記代表キャリア制御部は、前記対向装置が前記受信状況に基づいて前記代表キャリアを変更することができるかを判断した結果を通知する通知に従って、前記代表キャリアを変更する
ことを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、前記複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させると共に、前記複数のキャリアを用いてデータを送信する送信装置と、
受信装置を備え、前記受信装置は、
前記データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、前記送信代表キャリアの周波数と一致させるための制御を行う装置間周波数制御部と、
前記データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を前記取得代表キャリアの周波数精度と一致させるための制御を行う装置内周波数制御部と、
前記装置間周波数制御部もしくは装置内周波数制御部により処理されたキャリアを用いて前記送信装置から送信されたデータを取得する取得部
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
送信装置は、複数のキャリアから選択した送信代表キャリアの周波数の精度に、前記複数のキャリアの各々の周波数精度を一致させた後、前記複数のキャリアを用いてデータを送信し、
受信装置は、前記データを取得する際に使用されるキャリアから選択される取得代表キャリアの周波数を、前記送信代表キャリアの周波数と一致させ、
前記データの受信に使用されるキャリアの周波数精度を前記取得代表キャリアの周波数精度と一致させ、
前記受信装置は、前記受信代表キャリア、および、前記受信代表キャリアと周波数精度が一致するように調整されたキャリアを用いて、前記送信装置から送信されたデータを取得する
ことを特徴とする通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１２−２２２４５４（Ｐ２０１２−２２２４５４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３８５１（Ｐ２０１１−８３８５１）
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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