JP2013048348A - Transmission device and transmission method of radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信において、送信能力(EIRP:アンテナ利得と送信電力の積)の低い送信機を複数用いて連係動作させることにより、広帯域・大容量の伝送信号を送信する無線通信システムの送信装置および送信方法に関する。 The present invention provides a wireless communication system for transmitting a broadband / large-capacity transmission signal by using a plurality of transmitters having low transmission capabilities (EIRP: product of antenna gain and transmission power) in a wireless communication. The present invention relates to an apparatus and a transmission method.
無線通信においてリッチ・コンテンツ等を伝送する場合、従来のテキストベースの場合に比べて、広帯域・大容量の信号を伝送することが求められる。無線通信システムでは、このような大容量かつ広帯域の信号を伝送するためには、EIRPの高い送信装置が必要となる。ここで、EIRPとは、アンテナ利得と送信電力の積で表される。 When transmitting rich content or the like in wireless communication, it is required to transmit a broadband and large-capacity signal compared to a conventional text-based case. In a wireless communication system, a transmitter with a high EIRP is required to transmit such a large-capacity and wideband signal. Here, EIRP is represented by the product of antenna gain and transmission power.
従来の無線通信システムにおいて、所望のトラヒック量に相当する信号を伝送するためには、回線設計を行い、当該回線設計に応じたEIRPが必要である。必要とされるEIRPは、変調方式を固定した場合は、通信容量に比例して増大する。また、多値化を行うことで1Hz当たりの伝送ビット数を向上させて周波数を減らすことができるが、その反面、より大きいEIRPが必要となる。 In a conventional wireless communication system, in order to transmit a signal corresponding to a desired traffic volume, a line design is performed, and an EIRP corresponding to the line design is required. The required EIRP increases in proportion to the communication capacity when the modulation method is fixed. In addition, multi-value processing can improve the number of transmission bits per 1 Hz and reduce the frequency, but on the other hand, a larger EIRP is required.
EIRPの向上には、アンテナ利得の向上または送信出力の増大のいずれか、もしくは、両者が必要である。アンテナ利得の向上には、アンテナの開口面積の増大が必要である。一方、送信出力の増大に関しては、年々、最大出力電力が向上しているものの物理的な限界がある。さらに、送信出力を増大する場合は、送信装置を構成するコンポーネントに、送信出力の増大に耐えうる強度が求められる。以上の理由により、いずれの手法を用いても、送信装置の大幅な改修が必要となる。 In order to improve the EIRP, it is necessary to improve the antenna gain, increase the transmission output, or both. In order to improve the antenna gain, it is necessary to increase the aperture area of the antenna. On the other hand, the increase in transmission output has physical limitations although the maximum output power is improved year by year. Furthermore, when increasing the transmission output, the component that constitutes the transmission apparatus is required to have strength that can withstand the increase in transmission output. For these reasons, the transmission apparatus needs to be greatly modified regardless of which method is used.
そこで、送信装置の大幅な改修を行わずに、送信装置の送信性能を向上する手法として、非特許文献1に記載されるように、複数の送信機を用いることにより送信性能を向上させるアプローチが報告されている。この場合、図8に示すように変調器81から出力される送信信号を信号分配器82、位相設定部83を介して複数の送信機84に入力し、受信側で同相となるように位相を調整して各送信機84から同一の送信信号を送信することで、通信性能を向上させている。しかし、本手法はアレーアンテナとして動作するため、サイドローブやグレーティングローブ等の不要波が発生することが課題となる。
Therefore, as described in Non-Patent
本発明は、不要波を発生することなく複数の送信機を用いて送信性能を向上させることができる無線通信システムの送信装置および送信方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a transmission apparatus and a transmission method of a wireless communication system capable of improving transmission performance using a plurality of transmitters without generating unnecessary waves.
第1の発明は、送信信号のスペクトラムを複数のサブスペクトラムに分割するスペクトラム分割手段と、各サブスペクトラムのそれぞれの振幅および位相を校正して出力する振幅・位相調整手段と、振幅・位相調整手段が出力した各サブスペクトラムを無線信号として送信する複数の送信機とを備えた無線通信システムの送信装置において、スペクトラム分割手段は、送信信号のスペクトラムを分割する周波数である分割周波数における規格化信号電圧が 0.5となり、かつ分割する2つのサブスペクトラムの分割周波数からの離調周波数に応じた信号電圧の和が1になるようにスペクトラムを分割し、振幅・位相調整手段は、周波数軸上で偶数番目または奇数番目のいずれかのサブスペクトラムに 180度の位相回転を与えた信号を送信した場合に、分割周波数における受信信号レベルが最小となる振幅および位相を校正値とする。 A first invention includes a spectrum dividing unit that divides a spectrum of a transmission signal into a plurality of sub-spectrums, an amplitude / phase adjusting unit that calibrates and outputs the amplitude and phase of each sub-spectrum, and an amplitude / phase adjusting unit In the transmission device of the wireless communication system including a plurality of transmitters that transmit each sub-spectrum output as a wireless signal, the spectrum dividing means is a normalized signal voltage at a division frequency that is a frequency for dividing the spectrum of the transmission signal. The spectrum is divided so that the sum of the signal voltage corresponding to the detuning frequency from the divided frequency of the two sub-spectrums to be divided becomes 1, and the amplitude / phase adjusting means is an even number on the frequency axis. Or when a signal with 180 degree phase rotation is transmitted to any odd sub-spectrum , The amplitude and phase received signal level in the divided frequency is minimum calibration value.
第1の発明の無線通信システムの送信装置において、スペクトラム分割手段と振幅・位相調整手段の順番を入れ替え、振幅・位相調整手段は送信信号を複数に分割してそれぞれの振幅および位相を校正して出力し、スペクトラム分割手段はそれぞれ振幅および位相が校正された送信信号を複数のサブスペクトラムに分割する。 In the transmitting apparatus of the wireless communication system of the first invention, the order of the spectrum dividing means and the amplitude / phase adjusting means is changed, and the amplitude / phase adjusting means divides the transmission signal into a plurality of parts and calibrates the respective amplitudes and phases. The spectrum dividing means divides the transmission signal whose amplitude and phase are calibrated into a plurality of sub-spectrums.
第1の発明の無線通信システムの送信装置において、スペクトラム分割手段は振幅・位相調整手段の機能を含み、複数のサブスペクトラムに分割する際に、それぞれの振幅および位相を校正したサブスペクトラムを出力する。 In the transmission apparatus of the wireless communication system according to the first aspect of the invention, the spectrum dividing means includes the function of amplitude / phase adjusting means, and when dividing into a plurality of sub-spectrums, outputs the sub-spectrum calibrated for each amplitude and phase. .
第2の発明は、送信信号のスペクトラムを複数のサブスペクトラムに分割するスペクトラム分割するスペクトラム分割ステップと、各サブスペクトラムのそれぞれの振幅および位相を校正して出力する振幅・位相調整ステップと、振幅・位相ステップにより振幅および位相が校正された各サブスペクトラムを複数の送信機に入力し、無線信号として送信するステップとを有する無線通信システムの送信方法において、スペクトラム分割ステップは、送信信号のスペクトラムを分割する周波数である分割周波数における規格化信号電圧が 0.5となり、かつ分割する2つのサブスペクトラムの分割周波数からの離調周波数に応じた信号電圧の和が1になるようにスペクトラムを分割し、振幅・位相調整ステップは、周波数軸上で偶数番目または奇数番目のいずれかのサブスペクトラムに 180度の位相回転を与えた信号を送信した場合に、分割周波数における受信信号レベルが最小となる振幅および位相を校正値とする。 A second invention includes a spectrum dividing step for dividing a spectrum of a transmission signal into a plurality of sub-spectrums, an amplitude / phase adjusting step for calibrating and outputting the amplitude and phase of each sub-spectrum, In a transmission method of a wireless communication system, the sub-spectrum whose amplitude and phase are calibrated by the phase step is input to a plurality of transmitters and transmitted as a radio signal, and the spectrum division step divides the spectrum of the transmission signal The spectrum is divided so that the sum of the signal voltage corresponding to the detuning frequency from the divided frequency of the two sub-spectrums to be divided becomes 1, and the amplitude / Phase adjustment step is even or odd on the frequency axis The amplitude and phase at which the received signal level at the divided frequency is minimized when a signal with 180 degree phase rotation is transmitted to any of the second sub-spectrums is used as the calibration value.
第2の発明の無線通信システムの送信方法において、スペクトラム分割ステップと振幅・位相調整ステップの順番を入れ替え、振幅・位相調整ステップは送信信号を複数に分割してそれぞれの振幅および位相を校正して出力し、スペクトラム分割ステップはそれぞれ振幅および位相が校正された送信信号を複数のサブスペクトラムに分割する。 In the transmission method of the wireless communication system of the second invention, the order of the spectrum division step and the amplitude / phase adjustment step is switched, and the amplitude / phase adjustment step divides the transmission signal into a plurality of parts and calibrates each amplitude and phase. The spectrum dividing step divides the transmission signal whose amplitude and phase are calibrated into a plurality of sub-spectrums.
第2の発明の無線通信システムの送信方法において、スペクトラム分割ステップは振幅・位相調整ステップの機能を含み、複数のサブスペクトラムに分割する際に、それぞれの振幅および位相を校正したサブスペクトラムを出力する。 In the transmission method of the wireless communication system according to the second aspect of the invention, the spectrum dividing step includes a function of an amplitude / phase adjusting step, and when dividing into a plurality of sub-spectrums, outputs the sub-spectrums calibrated with respective amplitudes and phases. .
本発明は、個々のEIRPにおける送信能力から回線設計上伝送することできない大容量のシングルキャリアの送信信号に対して、送信機の送信性能に応じた帯域のサブスペクトラムに分割して送信し、空間にて合成することにより送信すべき信号を形成する。このときに重要となる各送信機間の通過特性(利得および位相)の校正を、隣り合うサブスペクトラムの位相を反転させることで、等振幅逆相合成による零点を形成し、容易に校正係数を探索することができる。これにより、送信機を改修することなく、送信機を追加することで容易に広帯域の信号を伝送し得る送信装置を提供することができる。 According to the present invention, a large-capacity single carrier transmission signal that cannot be transmitted in circuit design due to transmission capability in each EIRP is transmitted by being divided into sub-spectrums of bands according to the transmission performance of the transmitter. Are combined to form a signal to be transmitted. The calibration of the pass characteristics (gain and phase) between transmitters, which is important at this time, forms the zero point by equal phase reverse phase synthesis by inverting the phase of the adjacent sub-spectrum, and easily sets the calibration coefficient. Can be explored. Accordingly, it is possible to provide a transmission device that can easily transmit a broadband signal by adding a transmitter without modifying the transmitter.
まず、本発明において複数の送信機を用いることにより、所望のEIRPを満たして送信するための原理について説明する。 First, the principle for satisfying a desired EIRP and transmitting by using a plurality of transmitters in the present invention will be described.
図1は、本発明の無線通信システムの送信装置の基本構成例を示す。
図1において、変調器11から出力される送信信号をスペクトラム分割部12に入力し、送信信号のスペクトラムを周波数軸上で複数のサブスペクトラムに分割して振幅・位相調整部13に入力する。振幅・位相調整部13は、各サブスペクトラムの振幅と位相を設定してそれぞれ送信機14に入力する。各送信機14は電力増幅器を含み、互いに異なるサブスペクトラムの信号をそれぞれ電力増幅してアンテナから送信する。このように複数の送信機14を用いて送信能力を向上させ、かつ、従来の課題である不要波による信号品質の劣化の課題を解決する。
FIG. 1 shows an example of the basic configuration of a transmission apparatus of a wireless communication system according to the present invention.
In FIG. 1, the transmission signal output from the modulator 11 is input to the
なお、各送信機間では周波数同期がなされている。すなわち、ローカル発振器でのオフセットが生じない、または補正されている。このとき、各送信機14から送信されたサブスペクトラムが空間合成された結果、元のスペクトラムが形成されるように、振幅・位相調整部13において各サブスペクトラムの振幅および位相が調整される。本発明は、この振幅・位相調整部13における各サブスペクトラムの振幅および位相の調整(補償)方法にあるが、詳しくは後述する。
Note that frequency synchronization is performed between the transmitters. That is, the offset in the local oscillator does not occur or is corrected. At this time, the amplitude /
送信信号のスペクトラムの分割によるサブスペクトラムの生成にあたり、各送信機14の送信性能(EIRP)に応じた各サブスペクトラムの帯域幅を決定して分割する。例えば、ある送信信号を伝送するために必要なEIRP(要求EIRP)が 100W、送信機数nが3、各送信機の最大EIRPがそれぞれ、送信機1が50W、送信機2が40W、送信機3が30Wの場合には、送信信号のスペクトラムを送信機1:送信機2:送信機3=5:4:3の帯域比で分割してサブスペクトラムを生成して送信する。この場合、各送信機への要求EIRPはそれぞれ41.7W、33.3W、25Wとなり、各送信機毎の送信能力を下回るため、信号を伝送することができる。
In generating the sub-spectrum by dividing the spectrum of the transmission signal, the bandwidth of each sub-spectrum corresponding to the transmission performance (EIRP) of each
ここで、 100Wの要求EIRPに対して、各送信機の最大EIRPの和は 120Wであるため、20Wの余剰が存在する。このように余剰があるときは、上記のような最大EIRPの比で各送信機にサブスペクトラムを割り当てる手法に限らず、各送信機の最大EIRPの範囲内で任意の割り当てができる。たとえば、各サブスペクトラムを送信機1:送信機2:送信機3=2:2:1=40W:40W:20Wのように、送信機の何れの上限も超えないよう配分することもできる。
Here, since the sum of the maximum EIRP of each transmitter is 120 W with respect to the request EIRP of 100 W, there is a surplus of 20 W. When there is a surplus in this way, the assignment is not limited to the method of assigning the sub-spectrum to each transmitter at the maximum EIRP ratio as described above, and any assignment can be made within the range of the maximum EIRP of each transmitter. For example, each sub-spectrum can be allocated such that transmitter 1: transmitter 2:
図2は、本発明の無線通信システムの送信装置の実施例構成を示す。
図2において、フーリエ変換回路(DFT)21は、変調器11から入力する送信信号を周波数軸上の信号に変換し、複数の送信機14と同数の複数のスペクトラム分割回路22−1〜22−nに分配する。各スペクトラム分割回路は、送信信号と帯域分割重み係数とを乗算する乗算器を備え、送信信号をそれぞれの帯域分割重み係数に応じた帯域のサブスペクトラムの信号に分割する。すなわち、スペクトラム分割回路22−1〜22−nは、各サブスペクトラムの帯域を通過させる特性を有するフィルタの機能と同等である。各スペクトラム分割回路22−1〜22−nの出力は、振幅・位相調整回路23−1〜23−nを介してフーリエ逆変換回路(IDFT)24−1〜24−nで時間軸上の送信信号に変換して各送信機14−1〜14−nに送出される。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of the transmission apparatus of the wireless communication system of the present invention.
In FIG. 2, a Fourier transform circuit (DFT) 21 converts a transmission signal input from the modulator 11 into a signal on the frequency axis, and a plurality of spectrum division circuits 22-1 to 22- as many as the plurality of
複数のサブスペクトラムに分割された送信信号が空間合成により正確に復元されるための具体的なフィルタ特性(スペクトラム分割回路における帯域分割重み係数)について、分割数を2として図3を参照して説明する。 A specific filter characteristic (band division weight coefficient in a spectrum division circuit) for accurately restoring a transmission signal divided into a plurality of sub-spectrums by spatial synthesis will be described with reference to FIG. To do.
図3(a) は、元の送信信号スペクトラムを示す。ここでfd は2分割する周波数である。理想的には、図3(b) のようにfd において信号を2分割できればよいが、このような急峻なフィルタ特性の実現は現実的でない。そこで実現可能な分割例として、図3(c) に示すように、本来の送信信号の周波数fd における信号電圧を1としたときに、fd における信号電圧(規格化信号電圧)が 0.5となるようにし、かつ、fd からの離調周波数δf に依らず、2つのサブスペクトラムの周波数毎の信号電圧V1(δf)、V2(δf)が以下の関係となるようにフィルタリングすると、空間合成後に送信信号のスペクトラムが正確に復元される。
V1(δf)+V2(δf)=1
この関係となる具体的な例として、コサイン・ロールオフフィルタの適用が挙げられる。
FIG. 3 (a) shows the original transmission signal spectrum. Here, fd is a frequency to be divided into two. Ideally, it suffices if the signal can be divided into two at fd as shown in FIG. 3B, but such a steep filter characteristic is not practical. Therefore, as an example of a possible division, as shown in FIG. 3C, when the signal voltage at the frequency fd of the original transmission signal is set to 1, the signal voltage at fd (normalized signal voltage) is 0.5. And filtering so that the signal voltages V1 (δf) and V2 (δf) for each frequency of the two sub-spectrums have the following relationship, regardless of the detuning frequency δf from fd, The spectrum is restored correctly.
V1 (δf) + V2 (δf) = 1
A specific example of this relationship is application of a cosine / roll-off filter.
図4は、本発明による振幅・位相校正処理の構成例を示す。
図4において、変調器11、フーリエ変換回路(DFT)21、スペクトラム分割回路22−1〜22−n、振幅・位相調整回路23−1〜23−n、フーリエ逆変換回路(IDFT)24−1〜24−n、送信機14−1〜14−nは、図3の実施例構成に対応する。
FIG. 4 shows a configuration example of the amplitude / phase calibration processing according to the present invention.
In FIG. 4, a modulator 11, a Fourier transform circuit (DFT) 21, spectrum division circuits 22-1 to 22-n, amplitude / phase adjustment circuits 23-1 to 23-n, and an inverse Fourier transform circuit (IDFT) 24-1. ˜24-n and transmitters 14-1 to 14-n correspond to the configuration of the embodiment of FIG.
振幅・位相調整回路23は、送信するサブスペクトラムの振幅と位相を校正値によって補正する。校正値は、当該振幅・位相調整回路23が設定する振幅と位相を変更しながら、受信側における評価値(後述)の最適値を求めることによって決定される。複数の送信機14を連携して送信する場合、個々の送信機14に対応するスペクトラム分割回路22の通過特性(位相および利得)に差が生じると、空間合成したスペクトラムと元の送信信号のスペクトラムとに差が生じ、復調時の特性(例えば所要C/N)に劣化が生じる。そのため各送信機14に対応する振幅・位相調整回路23で校正を行い、通過特性を揃えることが重要となる。図4の例では、スペクトラム分割回路22の後段に振幅・位相調整回路23を配置しているが、前段に配置してもよく、さらに、スペクトラム分割回路22の特性を決定する重み係数を調整することで、スペクトラム分割回路22と振幅・位相調整回路23をまとめる構成としてもよい。
The amplitude /
送信機14−1〜14−nから送信された送信信号を受信機31により受信し、さらにスペクトラム分析器32で受信信号の周波数特性を分析して、校正係数を決定する。なお、衛星通信の場合は、自局の送信信号の衛星折り返し信号を、自身の無線装置の1つで受信する構成としてもよい。
The transmission signals transmitted from the transmitters 14-1 to 14-n are received by the
具体的な校正手順の一例について説明する。
前提としては、各サブスペクトラムは周波数の低い順に各送信機14−1〜14−nに入力・送信されるものとし、振幅係数が1の場合、各送信機が最大のEIRPを出力するものとする。また、当該校正手順は、実際のデータを送信する前の初期設定時に、たとえばトレーニング信号等を用いて行われる。当該手順により定められた校正値を用いて、実際のデータ送信を行う。
An example of a specific calibration procedure will be described.
It is assumed that each sub-spectrum is input / transmitted to each transmitter 14-1 to 14-n in order from the lowest frequency. When the amplitude coefficient is 1, each transmitter outputs the maximum EIRP. To do. Further, the calibration procedure is performed, for example, using a training signal at the time of initial setting before transmitting actual data. The actual data transmission is performed using the calibration value determined by the procedure.
本校正手順の特徴は、隣り合うサブスペクトラムの位相を反転させて送信することにより、分割周波数fd における信号レベルが、理想的には等振幅逆相合成となり、信号レベルが零になることを利用する。すなわち、分割周波数fd の受信信号レベルをモニタして、合成振幅が最小とすることで校正が可能となる。以下に、具体的な手順を説明する。 The feature of this calibration procedure is that the signal level at the divided frequency fd is ideally equal amplitude reverse phase synthesis and the signal level becomes zero by inverting the phase of the adjacent sub-spectrum and transmitting. To do. That is, calibration is possible by monitoring the received signal level of the division frequency fd and minimizing the combined amplitude. A specific procedure will be described below.
(1) 送信装置の振幅・位相調整回路23−1〜23−nは、隣り合うサブスペクトラムの位相差が 180度となるように、奇数番目または偶数番目のサブスペクトラムの通過位相を 180度進める、または遅らせて送信する。
(2) 受信装置では、サブスペクトラム1とサブスペクトラム2の分割周波数(規格化信号電圧が互いに 0.5の周波数)の受信信号レベルを、スペクトラム分析器32を用いてモニタする。受信信号レベルは、送信装置の振幅・位相調整回路23−1〜23−nへフィードバックする。
(1) The amplitude / phase adjustment circuits 23-1 to 23-n of the transmission device advance the passing phase of the odd-numbered or even-numbered subspectrum by 180 degrees so that the phase difference between adjacent subspectrums becomes 180 degrees. Or send later.
(2) The receiving apparatus monitors the received signal level of the
(3) 送信装置の振幅・位相調整回路23−2は、サブスペクトラム2の位相係数2を0〜2πの範囲で制御し、モニタ周波数における受信信号レベルが最小になる値を探索し、その値を設定するとともに振幅・位相調整回路23−2の位相係数2として記憶する。
(4) (3) における状態で、振幅・位相調整回路23−2の振幅係数を0〜1と制御して、モニタ周波数における受信レベルが最小になる値を探索し、その値を設定するとともに振幅・位相調整回路23−2の振幅係数2として記憶する。
(5) n=2の場合、手順(10)へ進む。
(3) The amplitude / phase adjustment circuit 23-2 of the transmitter controls the
(4) In the state of (3), the amplitude coefficient of the amplitude / phase adjustment circuit 23-2 is controlled to 0 to 1 to search for a value that minimizes the reception level at the monitor frequency, and set the value. Stored as the
(5) If n = 2, go to step (10).
(6) 受信装置は、サブスペクトラム2とサブスペクトラム3の分割周波数の受信信号レベルをスペクトラム分析器32を用いてモニタする。
(7) 送信装置の振幅・位相調整回路23−3は、サブスペクトラム3の位相係数3を0〜2πの範囲で制御し、モニタ周波数における受信信号レベルが最小になる値を探索し、その値を設定するとともに振幅・位相調整回路23−3の位相係数3として記憶する。
(8) (7) における状態で、振幅・位相調整回路23−3の振幅係数を0〜1と制御して、モニタ周波数における受信レベルが最小になる値を探索し、その値を設定するとともに振幅・位相調整回路23−3の振幅係数3として記憶する。
(9) 以下、振幅・位相調整回路23−nの係数が決定するまで、手順 (6)〜(8) を繰り返す。
(6) The receiving apparatus monitors the received signal level of the divided frequencies of the
(7) The amplitude / phase adjustment circuit 23-3 of the transmitter controls the
(8) In the state of (7), the amplitude coefficient of the amplitude / phase adjustment circuit 23-3 is controlled to 0 to 1 to search for a value that minimizes the reception level at the monitor frequency, and set the value. Stored as the
(9) Thereafter, steps (6) to (8) are repeated until the coefficient of the amplitude / phase adjustment circuit 23-n is determined.
(10)隣り合うサブスペクトラムの位相差が0度となるように、奇数または偶数番目のサブスペクトラムの通過位相を 180度進める、または遅らせることにより、各送信装置の校正が完了する。 (10) The calibration of each transmitting apparatus is completed by advancing or delaying the passing phase of the odd-numbered or even-numbered subspectrum by 180 degrees so that the phase difference between adjacent subspectrums becomes 0 degrees.
本発明の有効性を実験的に検証した例を示す。
図5および図6は、送信信号を生成後、2つのサブスペクトラムに分割、各振幅・位相調整回路23−1〜23−nの校正、サブスペクトラム合成した結果を示す。観測したサブスペクトラムは、分割周波数を0とした相対周波数に対するものとする。
An example in which the effectiveness of the present invention is experimentally verified will be shown.
FIG. 5 and FIG. 6 show the result of generating a transmission signal, dividing it into two sub-spectrums, calibrating each amplitude / phase adjusting circuit 23-1 to 23-n, and sub-spectrum synthesis. It is assumed that the observed sub-spectrum is relative to the relative frequency where the division frequency is zero.
図5(a) は、生成した送信信号であり、QPSK変調、変調速度 3.2Mbaud、ロールオフ率0.2 の帯域制限フィルタを用いている。図5(b),(c) は、分割したサブスペクトラムであり、スペクトラム分割回路22のフィルタ特性として、ロールオフ率0.2 のコサイン・ロールオフフィルタを実現している。
FIG. 5 (a) shows a generated transmission signal, which uses a band limiting filter having QPSK modulation, a modulation rate of 3.2 Mbaud, and a roll-off rate of 0.2. 5B and 5C show divided sub-spectrums, and a cosine / roll-off filter having a roll-off rate of 0.2 is realized as a filter characteristic of the
図6(a) は、校正前の合成スペクトラムを示す。図6(b) は、逆相等振幅による校正時の合成スペクトラムを示す。これより、校正後に分割周波数において零点が形成されていることが確認できる。図6(c) は、校正後にサブスペクトラムの位相を元に戻して得られる合成スペクトラムを示す。 FIG. 6 (a) shows the combined spectrum before calibration. FIG. 6 (b) shows a combined spectrum at the time of calibration with reversed phase equal amplitude. From this, it can be confirmed that zeros are formed at the division frequency after calibration. FIG. 6C shows a composite spectrum obtained by restoring the phase of the subspectrum after calibration.
図7は、本発明における誤り訂正特性を示す。なお、本測定では誤り訂正符号として、符号化率0.66のターボプロダクト符号を使用した。この結果、顕著な特性の劣化なく、信号伝送が行えていることが確認できる。なお、校正係数の解析結果より、校正前の送信装置間には1dBの利得差、15度の位相差が生じていたことが推測される。これらの誤差により、校正前の復調特性が劣化していることが確認できている。 FIG. 7 shows error correction characteristics in the present invention. In this measurement, a turbo product code with a coding rate of 0.66 was used as an error correction code. As a result, it can be confirmed that signal transmission can be performed without significant deterioration of characteristics. From the analysis result of the calibration coefficient, it is estimated that a gain difference of 1 dB and a phase difference of 15 degrees were generated between the transmitters before calibration. It has been confirmed that the demodulation characteristics before calibration are deteriorated due to these errors.
11 変調器
12 スペクトラム分割部
13 振幅・位相調整部
14 送信機
21 フーリエ変換回路(DFT)
22 スペクトラム分割回路
23 振幅・位相調整回路
24 フーリエ逆変換回路(IDFT)
11
22
Claims (6)
前記各サブスペクトラムのそれぞれの振幅および位相を校正して出力する振幅・位相調整手段と、
前記振幅・位相調整手段が出力した各サブスペクトラムを無線信号として送信する複数の送信機と
を備えた無線通信システムの送信装置において、
前記スペクトラム分割手段は、前記送信信号のスペクトラムを分割する周波数である分割周波数における規格化信号電圧が 0.5となり、かつ分割する2つのサブスペクトラムの分割周波数からの離調周波数に応じた信号電圧の和が1になるようにスペクトラムを分割し、
前記振幅・位相調整手段は、周波数軸上で偶数番目または奇数番目のいずれかのサブスペクトラムに 180度の位相回転を与えた信号を送信した場合に、前記分割周波数における受信信号レベルが最小となる振幅および位相を校正値とする
ことを特徴とする無線通信システムの送信装置。 Spectrum dividing means for dividing the spectrum of the transmission signal into a plurality of sub-spectrums;
Amplitude / phase adjustment means for calibrating and outputting the amplitude and phase of each of the sub-spectrums;
In a transmission device of a wireless communication system comprising: a plurality of transmitters that transmit each sub-spectrum output by the amplitude / phase adjusting means as a wireless signal;
The spectrum dividing means has a normalized signal voltage at a division frequency, which is a frequency for dividing the spectrum of the transmission signal, of 0.5, and a sum of signal voltages according to a detuning frequency from the division frequency of the two sub-spectrums to be divided. Divide the spectrum so that
The amplitude / phase adjustment means minimizes the received signal level at the divided frequency when transmitting a signal obtained by applying 180 degree phase rotation to either the even-numbered or odd-numbered sub-spectrum on the frequency axis. A transmitter of a radio communication system, characterized in that amplitude and phase are used as calibration values.
前記スペクトラム分割手段と前記振幅・位相調整手段の順番を入れ替え、前記振幅・位相調整手段は前記送信信号を複数に分割してそれぞれの振幅および位相を校正して出力し、前記スペクトラム分割手段はそれぞれ振幅および位相が校正された送信信号を複数のサブスペクトラムに分割する
ことを特徴とする無線通信システムの送信装置。 In the transmission apparatus of the radio | wireless communications system of Claim 1,
The order of the spectrum dividing means and the amplitude / phase adjusting means is changed, the amplitude / phase adjusting means divides the transmission signal into a plurality of signals and calibrates and outputs the respective amplitudes and phases, and the spectrum dividing means respectively A transmission apparatus for a wireless communication system, characterized in that a transmission signal whose amplitude and phase are calibrated is divided into a plurality of sub-spectrums.
前記スペクトラム分割手段は前記振幅・位相調整手段の機能を含み、複数のサブスペクトラムに分割する際に、それぞれの振幅および位相を校正したサブスペクトラムを出力する
ことを特徴とする無線通信システムの送信装置。 In the transmission apparatus of the radio | wireless communications system of Claim 1,
The spectrum dividing unit includes the function of the amplitude / phase adjusting unit, and outputs a sub-spectrum calibrated for each amplitude and phase when dividing into a plurality of sub-spectrums. .
前記各サブスペクトラムのそれぞれの振幅および位相を校正して出力する振幅・位相調整ステップと、
前記振幅・位相ステップにより振幅および位相が校正された各サブスペクトラムを複数の送信機に入力し、無線信号として送信するステップと
を有する無線通信システムの送信方法において、
前記スペクトラム分割ステップは、前記送信信号のスペクトラムを分割する周波数である分割周波数における規格化信号電圧が 0.5となり、かつ分割する2つのサブスペクトラムの分割周波数からの離調周波数に応じた信号電圧の和が1になるようにスペクトラムを分割し、
前記振幅・位相調整ステップは、周波数軸上で偶数番目または奇数番目のいずれかのサブスペクトラムに 180度の位相回転を与えた信号を送信した場合に、前記分割周波数における受信信号レベルが最小となる振幅および位相を校正値とする
ことを特徴とする無線通信システムの送信方法。 A spectrum dividing step for dividing the spectrum of the transmission signal into a plurality of sub-spectrums;
Amplitude / phase adjustment step of calibrating and outputting each amplitude and phase of each subspectrum,
In a transmission method of a wireless communication system, comprising: inputting each sub-spectrum whose amplitude and phase are calibrated by the amplitude / phase step to a plurality of transmitters and transmitting the sub-spectrum as a radio signal;
In the spectrum dividing step, the normalized signal voltage at the dividing frequency that is a frequency for dividing the spectrum of the transmission signal is 0.5, and the sum of the signal voltages corresponding to the detuning frequency from the dividing frequency of the two sub-spectrums to be divided is used. Divide the spectrum so that
In the amplitude / phase adjustment step, the received signal level at the divided frequency is minimized when a signal obtained by applying a phase rotation of 180 degrees to either the even-numbered or odd-numbered sub-spectrum on the frequency axis is transmitted. A transmission method for a wireless communication system, characterized in that amplitude and phase are used as calibration values.
前記スペクトラム分割ステップと前記振幅・位相調整ステップの順番を入れ替え、前記振幅・位相調整ステップは前記送信信号を複数に分割してそれぞれの振幅および位相を校正して出力し、前記スペクトラム分割ステップはそれぞれ振幅および位相が校正された送信信号を複数のサブスペクトラムに分割する
ことを特徴とする無線通信システムの送信方法。 In the transmission method of the radio | wireless communications system of Claim 4,
The order of the spectrum dividing step and the amplitude / phase adjusting step is changed, the amplitude / phase adjusting step divides the transmission signal into a plurality of signals and calibrates and outputs the respective amplitudes and phases. A transmission method for a radio communication system, characterized in that a transmission signal whose amplitude and phase are calibrated is divided into a plurality of sub-spectrums.
前記スペクトラム分割ステップは前記振幅・位相調整ステップの機能を含み、複数のサブスペクトラムに分割する際に、それぞれの振幅および位相を校正したサブスペクトラムを出力する
ことを特徴とする無線通信システムの送信方法。 In the transmission method of the radio | wireless communications system of Claim 4,
The spectrum dividing step includes the function of the amplitude / phase adjusting step, and outputs a sub-spectrum calibrated for each amplitude and phase when dividing into a plurality of sub-spectrums. .
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