JP2016106443A - Transmitting device and receiving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋭い指向性を有する指向性アンテナを使用して無線通信を行う送信装置及び受信装置に関する。 The present invention relates to a transmission apparatus and a reception apparatus that perform wireless communication using a directional antenna having sharp directivity.
無線通信では、気象条件や構造物などでの反射・回折の影響、送信局や受信局の移動などにより、フェージングと呼ばれる無線伝搬路特性の時間変動が生じる。移動局アンテナとして指向性の鋭い指向性アンテナを使用する場合、フェージング変動が時間的に緩やか(スローフェージング)となり、長時間に渡り受信信号電力が低下することがある。受信電力低下時間がインタリーブ長よりも長くなるとインタリーブによる誤りのランダム化が困難となり、ランダム誤り訂正符号である畳み込み符号やターボ符号といった強力な誤り訂正符号の効果が得られなくなるため、受信性能が劣化する。 In wireless communication, time variation of radio propagation path characteristics called fading occurs due to the influence of reflection / diffraction due to weather conditions and structures, movement of a transmitting station and a receiving station, and the like. When a directional antenna with sharp directivity is used as a mobile station antenna, fading fluctuations become slow in time (slow fading), and received signal power may decrease over a long period of time. If the reception power reduction time is longer than the interleave length, it becomes difficult to randomize errors by interleaving, and the effect of powerful error correction codes such as convolutional codes and turbo codes, which are random error correction codes, cannot be obtained, resulting in degraded reception performance. To do.
本問題に対し、特許文献1では、移動局アンテナの指向性をインタリーブ長(フレーム長)よりも短い時間長で変更することでフレーム内に擬似的にフェージング変動を与え、誤り訂正符号の効果を向上させている。 For this problem, in Patent Document 1, by changing the directivity of the mobile station antenna with a time length shorter than the interleave length (frame length), pseudo fading fluctuation is given in the frame, and the effect of the error correction code is improved. It is improving.
しかし、特許文献1の通り、短い時間長であっても指向性アンテナの指向性を変更すると、信号の瞬時振幅と位相は不連続に変化する。すなわち、送信アンテナの指向性を変更すると送信信号の振幅と位相が不連続に変化し、受信アンテナの指向性を変更すると、受信信号の振幅と位相が不連続に変化する。このような信号の不連続性は、受信性能の劣化を引き起こす。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、指向性変更時においても受信性能の劣化を低く抑えることが可能な送信装置および受信装置を得ることを目的とする。 However, as described in Patent Document 1, if the directivity of the directional antenna is changed even with a short time length, the instantaneous amplitude and phase of the signal change discontinuously. That is, when the directivity of the transmission antenna is changed, the amplitude and phase of the transmission signal change discontinuously, and when the directivity of the reception antenna is changed, the amplitude and phase of the reception signal change discontinuously. Such signal discontinuity causes deterioration in reception performance. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a transmission device and a reception device that can suppress deterioration of reception performance even when directivity is changed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の送信装置は、放射パターンの変更が可能な指向性可変アンテナ、フレームに復調に寄与しないガード区間を挿入するガード区間挿入部、ガード区間挿入部により挿入されたガード区間において、指向性可変アンテナに対して放射パターンの変更を指示する指向性制御部、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the transmission apparatus of the present invention includes a variable directivity antenna that can change a radiation pattern, a guard interval insertion unit that inserts a guard interval that does not contribute to demodulation, and a guard. In the guard section inserted by the section insertion unit, a directivity control unit that instructs the directivity variable antenna to change the radiation pattern is provided.
また、本発明の送信装置は、複数のアンテナ、複数のアンテナから、信号を送信するアンテナを選択するセレクタ、フレームに復調に寄与しないガード区間を挿入するガード区間挿入部、ガード区間挿入部により挿入されたガード区間において、セレクタに対して前記アンテナの変更の指示を行うアンテナ選択部、を備えることを特徴とする。 The transmitter of the present invention is inserted by a plurality of antennas, a selector that selects an antenna that transmits a signal from the plurality of antennas, a guard interval insertion unit that inserts a guard interval that does not contribute to demodulation to the frame, and a guard interval insertion unit In the guard interval, an antenna selection unit that instructs the selector to change the antenna is provided.
また、本発明の受信装置は、指向性可変アンテナ、指向性可変アンテナで受信した受信信号から、フレームの復調に寄与しないガード区間を検出する同期部、同期部により検出されたガード区間において、指向性可変アンテナに対して放射パターンの変更の指示を行なう指向性制御部、を備えることを特徴とする。 Further, the receiving apparatus of the present invention includes a directivity variable antenna, a synchronization unit that detects a guard interval that does not contribute to frame demodulation from a received signal received by the directivity variable antenna, and a directivity in the guard interval detected by the synchronization unit. A directivity control unit for instructing a radiation pattern to be changed with respect to the variable variable antenna.
また、本発明の受信装置は、複数のアンテナ、複数アンテナのいずれかのアンテナで受信した受信信号から、フレームの復調に寄与しないガード区間を検出する同期部、同期部により検出されたガード区間において、複数のアンテナから信号を受信するアンテナを変更するアンテナ選択部、を備えることを特徴とする。 The receiving apparatus of the present invention includes a synchronization unit that detects a guard interval that does not contribute to demodulation of a frame from a reception signal received by any one of a plurality of antennas or a plurality of antennas, and a guard interval detected by the synchronization unit. An antenna selection unit that changes an antenna that receives signals from a plurality of antennas.
この発明は、ガード区間において、放射パターンの変更またはアンテナの変更をすることにより、変更時において受信性能の劣化を抑圧できるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to suppress deterioration of reception performance at the time of change by changing the radiation pattern or the antenna in the guard section.
以下に、本発明にかかる通信装置、送信装置および受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a communication device, a transmission device, and a reception device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1
図1は、本実施の形態における送信装置1の構成を示す図である。この送信装置1は、無線信号を送受信する通信装置のうち送信部分を構成するものである。通信装置は移動可能なものとし、例えば、移動体通信システムの移動局とする。送信装置1は、後述する符号化部11、インタリーブ部12、変調部13、ガード区間挿入部14、指向性可変アンテナ15、指向性制御部16を備える。
Embodiment 1
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a transmission device 1 according to the present embodiment. The transmission device 1 constitutes a transmission part of a communication device that transmits and receives radio signals. The communication device is movable, for example, a mobile station of a mobile communication system. The transmission apparatus 1 includes an
図2は、本実施の形態において送信装置1が信号を送信する際のフレームフォーマットの一例を示す図である。フレーム2は、放射パターンAのデータ21、放射パターン変更期間に対応したガード区間(Guard Time)22、放射パターンBのデータ23から構成されている。本実施の形態におけるフレーム2のフレーム長は、インタリーブ長と同一として説明するが、この発明はこれに限られるものではない。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frame format when the transmission apparatus 1 transmits a signal in the present embodiment. The
本実施の形態では、説明の簡単化のため、ガード区間22の個数を1として説明するが、ガード区間22の個数は2以上であってもよい。また、ガード区間22はフレーム2内の中央にあるとして説明するが、ガード区間22はフレーム2内のどこにあってもよい。
In the present embodiment, for simplicity of explanation, the number of
送信装置1において、符号化部11は、入力信号である送信ビット系列に対して誤り訂正符号化を施す。誤り訂正符号化の方式は、畳み込み符号、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Check)符号など、どのような誤り訂正符号化方式でもよい。インタリーブ部12は、符号化部11により符号化された信号に対してインタリーブ処理を行う。変調部13は、インタリーブ部12によりインタリーブされた信号に対して所定の変調処理を施す。ガード区間挿入部14は、変調部13により変調された信号に対して、データ伝送に寄与しないガード区間22を挿入するとともに、ガード区間挿入位置を指向性制御部16に通知する。ガード区間22はデータ伝送に寄与しないため、どのような信号でもよく、データ部分のコピーでもよいし、ランダム系列でもよいし、‘0’(無送信)でもよい。指向性可変アンテナ15は、通信相手無線装置(図示せず、以下、対向装置)に対してガード区間挿入後の信号を送信する。この指向性可変アンテナ15は鋭い指向性を持っており、また、APAA(Active Phased Array Antenna)のように、放射パターンの変更が可能とする。指向性制御部16は、指向性可変アンテナ15の指向性を制御し、指向性可変アンテナ15の放射パターンを変更する。
In the transmission apparatus 1, the
次に、指向性制御部16の動作を説明する。ガード区間挿入部14より、ガード区間挿入位置であるガード区間挿入位置情報を受信する。次に、このガード区間挿入位置情報に基づいて、指向性可変アンテナ15に対し、ガード区間挿入位置において放射パターンを変化させる変更指示信号を出力する。
Next, the operation of the
このように、データの伝送に寄与しないガード区間22において指向性可変アンテナの放射パターンを変化させることで、放射パターン変更に伴う送信信号の不連続性がデータ部分に与える影響を除去することができ、それにより放射パターン変更時の受信性能劣化を抑圧できる。
In this way, by changing the radiation pattern of the variable directivity antenna in the
なお、ガード区間挿入部14と指向性制御部16の同期方法として、ガード区間挿入部14から指向性制御部16にガード区間挿入位置を通知するとして説明したが、これに限定されるものではない。ガード区間挿入部14と指向性制御部16の同期方法の他の一例として、図3に示すように、送信装置1に、送信装置1全体の動作タイミングを管理する送信制御部17をさらに備え、送信制御部17からガード区間挿入部14と指向性制御部16に、ガード区間挿入位置の情報であるガード区間挿入位置情報を通知するようにしてもよい。
In addition, although the guard
実施の形態2
実施の形態1では単一の指向性可変アンテナを備えた送信装置について説明したが、本実施の形態では複数の指向性固定アンテナを備えた送信装置について説明する。本実施の形態では、実施の形態1における送信装置1と異なる部分について説明する。
In the first embodiment, a transmission apparatus provided with a single directivity variable antenna has been described. In this embodiment, a transmission apparatus provided with a plurality of fixed directivity antennas will be described. In the present embodiment, parts different from those of transmitting apparatus 1 in Embodiment 1 will be described.
図4は、実施の形態2の送信装置の一例を示す図である。図4に示した送信装置1aは、実施の形態1で説明した送信装置1に対してセレクタ31を追加し、指向性制御部16をアンテナ選択部35に、指向性可変アンテナ15を指向性固定アンテナ32〜34に、それぞれ置き換えたものである。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the transmission apparatus according to the second embodiment. 4 adds
送信装置1aでは、指向性固定アンテナ32〜34を、放射パターンがそれぞれ異なる方向となるように配置する。ここで指向性固定アンテナ32〜34は、指向性固定アンテナ32〜34を、放射パターンがそれぞれ異なる方向となるように配置するために、実施の形態1における指向性可変アンテナ15と異なり、放射パターンを変更可能である必要はない。ただし、指向性固定アンテナ32〜34は、指向性可変アンテナ15と同様に鋭い指向性を持っているものとする。
In the transmission device 1a, the directional
セレクタ31は、アンテナ選択部35から指定された指向性固定アンテナ32〜34の1つに対して、ガード区間挿入部14の出力信号を出力する。また、アンテナ選択部35から指定されなかった指向性固定アンテナ32〜34については0出力(出力信号なし)とする。指向性固定アンテナ32〜34は、対向装置(図示せず)に対してセレクタ31の出力信号を送信する。なお、ここではセレクタ31は、指向性固定アンテナ32〜34のうち1つを選択するとして説明したが、この発明は選択するアンテナ数をこれに限定するものではない。
The
アンテナ選択部35は、指向性固定アンテナ32〜34の中から送信で使用する指向性固定アンテナを選択し、セレクタ31へ通知する。この通知により、ガード区間挿入部14より通知されるフレーム2内のガード区間22挿入位置において、アンテナ選択部35は選択する指向性固定アンテナを変更することになる。
The
このように、データの伝送に寄与しないガード区間22において指向性固定アンテナを変更することで、指向性固定アンテナ変更に伴う送信信号の不連続性がデータ部分に与える影響を除去することができ、それにより指向性固定アンテナの変更による受信性能劣化を抑圧できる。
Thus, by changing the directional fixed antenna in the
なお、指向性固定アンテナの本数を3として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではなく、指向性固定アンテナの本数をN(Nは2以上の整数)としても同様の効果が得られる。 Although the number of directional fixed antennas has been described as three, the number of antennas is not limited to this, and the same effect can be obtained even when the number of directional fixed antennas is N (N is an integer of 2 or more). .
なお、ガード区間挿入部14とアンテナ選択部35の同期方法として、ガード区間挿入部14からアンテナ選択部35にガード区間挿入位置を通知する方法について説明したが、これに限定するものではない。ガード区間挿入部14とアンテナ選択部35の同期方法の他の一例として、図5に示すように、送信装置1aに、送信装置1a全体の動作タイミングを管理する送信制御部36をさらに備え、送信制御部36からガード区間挿入部14とアンテナ選択部35に、ガード区間挿入位置を通知するようにしてもよい。
In addition, although the method of notifying the guard interval insertion position from the guard
実施の形態3
実施の形態2では、放射パターンを変更しない複数の指向性固定アンテナを備えた送信装置について説明したが、本実施の形態では、放射パターンを変更可能な複数の指向性可変アンテナを備えた送信装置について説明する。
Embodiment 3
In the second embodiment, the transmission apparatus including a plurality of directional fixed antennas that do not change the radiation pattern has been described. However, in the present embodiment, the transmission apparatus including a plurality of directional variable antennas that can change the radiation pattern. Will be described.
本実施の形態では、実施の形態1における送信装置1と異なる部分について説明する。図6に示した送信装置1bは、実施の形態1で説明した送信装置1に対して指向性可変アンテナ43を追加し、変調部13を変調部41に、ガード区間挿入部14をガード区間挿入部42に、指向性制御部16を指向性制御部44に、それぞれ置き換えたものである。
In the present embodiment, parts different from those of transmitting apparatus 1 in Embodiment 1 will be described. 6 adds a directivity
また、変調部41からの出力信号が第1の変調部出力信号、第2の変調部出力信号の2つに分かれて、ガード区間挿入部42に入力される。ガード区間挿入部42では、入力された第1の変調部出力信号に対してガード区間を挿入し第1のガード区間挿入信号として指向性可変アンテナ15に出力し、また、入力された第2の変調部出力信号に対してガード区間を挿入し第2のガード区間挿入信号として指向性可変アンテナ43に出力する。指向性可変アンテナ15及び指向性可変アンテナ43は、各々指向性制御部44の指示に従って放射パターンを変更し、送信信号を送信する。
Also, the output signal from the modulation unit 41 is divided into two signals, a first modulation unit output signal and a second modulation unit output signal, and is input to the guard
変調部41はインタリーブ部12の出力信号に対して所定の変調処理を施し、2アンテナ(指向性可変アンテナ15および43)分の変調信号である、第1の変調信号、第2の変調信号を生成する。ガード区間挿入部42は、2アンテナ分の変調信号である第1の変調信号、第2の変調信号それぞれに対して、ガード区間挿入部14と同様にガード区間22を挿入し、第1のガード区間挿入信号、第2のガード区間挿入信号を生成する。そして、第1のガード区間挿入信号、第2のガード区間挿入信号を、指向性可変アンテナ15と指向性可変アンテナ43それぞれに出力するとともに、ガード区間挿入位置を指向性制御部44に通知する。指向性可変アンテナ15および43は、対向装置(図示せず)に対してガード区間挿入後の信号を送信する。指向性制御部44は、ガード区間挿入部42から通知されたガード区間挿入位置に基づいて、指向性可変アンテナ15および43がガード区間22で放射パターンを変更するように指向性を制御する。
The modulation unit 41 performs a predetermined modulation process on the output signal of the
次に、指向性制御部44の動作を説明する。指向性制御部44は、指向性可変アンテナ15および43の指向性を制御し、放射パターンを変化させる。このとき、ガード区間挿入部42より通知されるフレーム2内のガード区間挿入位置において、指向性制御部44は指向性可変アンテナ15および43の放射パターンを変化させる。
Next, the operation of the directivity control unit 44 will be described. The directivity control unit 44 controls the directivity of the directivity
この放射パターンの変更については、指向性制御部44は、指向性変更後の指向性可変アンテナ15および43の放射パターンがそれぞれ異なる方向となるように、指向性可変アンテナ15および43の放射パターンを制御することができる。
Regarding the change of the radiation pattern, the directivity control unit 44 changes the radiation pattern of the directivity
このように、複数の指向性可変アンテナを備えた送信機において、各指向性可変アンテナが独立して、データの伝送に寄与しないガード区間22において指向性固定アンテナを変更することで、指向性固定アンテナ変更に伴う送信信号の不連続性がデータ部分に与える影響を除去することができ、それにより放射パターン変更時の受信性能劣化を抑圧できる。
As described above, in a transmitter including a plurality of directivity variable antennas, each directivity variable antenna independently changes the directivity fixed antenna in the
なお、指向性可変ンテナの本数を2として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではなく、指向性可変アンテナの本数をN(Nは2以上の整数)としても同様の効果が得られる。 In addition, although the number of directivity variable antennas has been described as two, the number of antennas is not limited to this, and the same effect can be obtained when the number of directivity variable antennas is N (N is an integer of 2 or more). .
また、指向性可変アンテナの数を3以上とする場合、各指向性可変アンテナの放射パターンが少なくとも一つは異なる方向となるように、指向性制御部44は各指向性可変アンテナの放射パターンを変化させれば各指向性可変アンテナからの送信信号の対向装置における受信電力がすべて小さくなる確率を低減させることができるため、送信ダイバーシティ効果を得ることができる。 When the number of directivity variable antennas is 3 or more, the directivity control unit 44 sets the radiation pattern of each directivity variable antenna so that at least one radiation pattern of each directivity variable antenna is in a different direction. If it is changed, it is possible to reduce the probability that the reception power of the transmission signals from the respective directivity variable antennas in the opposite device is all reduced, so that a transmission diversity effect can be obtained.
なお、ガード区間挿入部42と指向性制御部44の同期方法として、ガード区間挿入部42から指向性制御部44にガード区間挿入位置を通知する方法について説明したが、これに限定するものではない。ガード区間挿入部42と指向性制御部44の同期方法の他の一例として、図7に示すように、送信装置1bに、送信装置1b全体の動作タイミングを管理する送信制御部45をさらに備え、送信制御部45からガード区間挿入部42と指向性制御部44に、ガード区間挿入位置を通知するようにしてもよい。
As a method of synchronizing the guard
実施の形態4
実施の形態1〜3では指向性アンテナを備えた送信装置1について説明したが、本実施の形態では指向性アンテナを備えた受信装置5について説明する。
Embodiment 4
In Embodiments 1 to 3, the transmission apparatus 1 including a directional antenna has been described. In the present embodiment, a reception apparatus 5 including a directional antenna will be described.
図8に示したように、本実施の形態の受信装置5は、指向性可変アンテナ51、指向性制御部52、同期部53、復調部54、デインタリーブ部55および復号部56を備えている。
As shown in FIG. 8, the receiving apparatus 5 of the present embodiment includes a
受信装置5において、指向性可変アンテナ51は、対向装置(図示せず)から送信された信号を受信する。この指向性可変アンテナ51は鋭い指向性を持っており、放射パターンを変更可能なものとする。本実施の形態におけるフレームフォーマットは、図2のフレームフォーマットと同様とする。
In the receiving device 5, the
指向性制御部52は、指向性可変アンテナ51の指向性を制御する。同期部53は、指向性可変アンテナ51で受信した信号からフレーム2内のガード区間22が挿入されている位置を検出し、ガード区間挿入位置の情報であるガード区間挿入位置情報を指向性制御部52に通知する。復調部54は、指向性可変アンテナ51で受信した信号からガード区間22を除いたデータ部分21、23について復調処理を施す。デインタリーブ部55は、復調部54により復調された信号に対してデインタリーブ処理を行う。復号部56は、デインタリーブ部55によりデインタリーブされた信号に対して誤り訂正復号処理を行い、最終的な受信信号を得る。
The
次に、指向性制御部52の動作を説明する。指向性制御部52は、指向性可変アンテナ51の指向性を制御し、放射パターンを変化させる。このとき、同期部53から通知されたガード区間挿入位置情報に基づいてガード区間において指向性可変アンテナ51の放射パターンを変化させる。
Next, the operation of the
このように、データ伝送に寄与しないガード区間において指向性可変アンテナの放射パターンを変化させることで、放射パターン変更に伴う受信信号の不連続性がデータ部分に与える影響をなくすことができ、それにより放射パターン変更時の受信性能劣化を抑圧できる。 In this way, by changing the radiation pattern of the directional variable antenna in the guard interval that does not contribute to data transmission, the influence of the discontinuity of the received signal due to the radiation pattern change on the data part can be eliminated, thereby It is possible to suppress the reception performance degradation when changing the radiation pattern.
実施の形態5
実施の形態4では単一の指向性可変アンテナを備えた受信装置について説明したが、本実施の形態では複数の指向性固定アンテナを備えた受信装置について説明する。
Embodiment 5
In the fourth embodiment, a receiving apparatus including a single directivity variable antenna has been described. In the present embodiment, a receiving apparatus including a plurality of fixed directivity antennas will be described.
図9に示した受信装置5aは、図8に示した受信装置5に対して選択合成部66を追加し、指向性可変アンテナ51を指向性固定アンテナ61〜64に、指向性制御部52をアンテナ選択部65に、それぞれ置き換えたものである。本実施の形態では、実施の形態4と異なる部分について説明する。
The receiving apparatus 5a illustrated in FIG. 9 adds a selection /
受信装置5aでは、指向性固定アンテナ61〜64を放射パターンがそれぞれ異なる方向となるように配置する。ここで指向性固定アンテナ61〜64は、指向性可変アンテナ51と異なり、放射パターンを変更可能である必要はない。ただし、指向性固定アンテナ61〜64は、指向性可変アンテナ51と同様に鋭い指向性を持っているものとする。
In the receiving device 5a, the directional
指向性固定アンテナ61〜64は、図示しない対向装置から送信された信号を受信する。指向性固定アンテナ61〜64で受信した各受信信号は選択合成部66に入力される。選択合成部66は、アンテナ選択部65からの指示に従い、指向性固定アンテナ61〜64による受信信号の中の1つを選択、またはいくつかを合成して、同期部53へ出力する。選択合成部66における合成方法は、アンテナ選択部65から指定された指向性固定アンテナ61〜64による受信信号をすべて加算してもよいし、平均化してもよいし、また、受信信号電力に応じた重み付け加算をしてもよい。
The directional
アンテナ選択部65は、指向性固定アンテナ61〜64の中から受信で使用する指向性固定アンテナを選択し、選択合成部66へ通知する。アンテナ制御部65の指向性固定アンテナ選択方法は,ランダムでもよいし,指向性固定アンテナ61〜64を周期的に順番に選択してもよいし,指向性固定アンテナ61〜64における受信電力の大きいアンテナを選択してもよい.このとき、同期部53から通知された検出されたガード区間の情報に基づいて、ガード区間において使用する指向性固定アンテナを変更するよう制御する。
The
このように、データ伝送に寄与しないガード区間において指向性固定アンテナを別の指向性固定アンテナに変更することにより、指向性固定アンテナの変更に伴う受信信号の不連続性がデータ部分に与える影響をなくすことができ、それにより指向性固定アンテナの変更による受信性能劣化を抑圧できる。 In this way, by changing the directional fixed antenna to another directional fixed antenna in the guard interval that does not contribute to data transmission, the effect of the received signal discontinuity on the data part due to the change of the directional fixed antenna is affected. Accordingly, it is possible to suppress the reception performance deterioration due to the change of the directional fixed antenna.
なお、指向性固定アンテナの本数を4として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではない。指向性固定アンテナの本数をN(Nは2以上の整数)としてもよい。 Although the number of directional fixed antennas has been described as four, the number of antennas is not limited to this. The number of directional fixed antennas may be N (N is an integer of 2 or more).
実施の形態6
実施の形態5では、放射パターンを変更しない複数の指向性固定アンテナを備えた受信装置について説明したが、本実施の形態では、放射パターンを変更可能な複数の指向性可変アンテナを備えた受信装置について説明する。
Embodiment 6
In the fifth embodiment, the reception apparatus including a plurality of directional fixed antennas that do not change the radiation pattern has been described. However, in the present embodiment, the reception apparatus including a plurality of directional variable antennas that can change the radiation pattern. Will be described.
図10に示した受信装置5bは、実施の形態4で説明した受信装置5に対して指向性可変アンテナ71と同期部73を追加し、指向性制御部52を指向性制御部72に、復調部53を復調部74に、それぞれ置き換えたものである。
The receiving
また、指向性可変アンテナ71は指向性可変アンテナ51と、同期部73は同期部53と同機能を持つ。本実施の形態では、実施の形態5と異なる部分について説明する。
The directivity
指向性可変アンテナ51および71は、対向装置(図示せず)から送信された信号を受信する。指向性可変アンテナ51で受信した受信信号は同期部53に、指向性可変アンテナ71で受信した受信信号は同期部73にそれぞれ入力される。復調部74は、入力された複数の信号に対して、対向装置の変調方式に対応した復調処理を行う。
Directivity
指向性制御部72は、指向性可変アンテナ51および71の指向性を制御し、放射パターンを変化させる。このとき、同期部53において検出されたガード区間において指向性可変アンテナ51の放射パターンを変化させ、同期部73において検出されたガード区間において指向性可変アンテナ71の放射パターンを変化させる。
The
また、放射パターン変更後の指向性可変アンテナ51および71の放射パターンがそれぞれ異なる方向となるように制御することができる。
Further, the radiation patterns of the directivity
図11は、図10の受信装置の変形例を示した図である。図11に示した受信装置5cは、図10に示した受信装置5bに対して指向性制御部72を指向性制御部81に、同期部53および73を同期部82に、それぞれ置き換えたものである。これら以外の構成要素については上述した受信装置5bが備えていたものと同様である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a modification of the receiving apparatus in FIG. The receiving device 5c shown in FIG. 11 is obtained by replacing the receiving
図10では2つの同期部53および73を備え、指向性可変アンテナ51および71で受信した受信信号のそれぞれについてガード区間を検出する構成としたが、図11では、指向性可変アンテナ51および71で受信した受信信号から1つのガード区間位置を検出する構成とする。
In FIG. 10, the two
同期部82は、指向性可変アンテナ51および71で受信した各受信信号からガード区間位置を検出する。このとき、同期部82が出力するガード区間位置は、指向性可変アンテナ51および71で受信した各受信信号で共通の値とする。指向性制御部81は、指向性可変アンテナ51および71の指向性を制御し、放射パターンを変化させる。このとき、同期部82において検出されたガード区間において指向性可変アンテナ51および71の放射パターンを変化させる。すなわち、指向性可変アンテナ51および71の放射パターンを同時に変化させる。また、指向性変更後の指向性可変アンテナ51および71の放射パターンがそれぞれ異なる方向となるように制御する。
The
このように、複数の指向性可変アンテナを備えた受信機において、各指向性可変アンテナが独立して、データの伝送に寄与しないガード区間22において指向性可変アンテナの放射パターンを変更することで、指向性可変アンテナの放射パターンの変更に伴う受信信号の不連続性がデータ部分に与える影響を除去することができ、それにより放射パターン変更時の受信性能劣化を抑圧できる。受信ダイバーシティ時において、放射パターン変更に伴う受信信号の不連続性がデータ部分に与える影響を除去することができる。また、空間多重時においては、各ストリームに対して、放射パターン変更に伴う受信信号の不連続性がデータ部分に与える影響を除去することができる。
In this manner, in a receiver including a plurality of directional variable antennas, each directional variable antenna independently changes the radiation pattern of the directional variable antenna in the
なお、指向性可変アンテナの本数を2として説明したが、アンテナ数をこれに限定するものではなく、指向性可変アンテナの本数をN(Nは2以上の整数)としてもよい。 Although the number of directional variable antennas has been described as two, the number of antennas is not limited to this, and the number of directional variable antennas may be N (N is an integer of 2 or more).
また、指向性可変アンテナの数を3以上とする場合、各指向性可変アンテナの放射パターンが少なくとも一つは異なる方向となるように、指向性制御部81は各指向性可変アンテナの放射パターンを変化させれば、各指向性可変アンテナにおける受信電力がすべて小さくなる確率を低減させることができるため、受信ダイバーシティ効果を得ることができる。
When the number of directivity variable antennas is 3 or more, the
図12は、実施の形態1〜6のフレームフォーマットの変形例を示す図である。図12に示したフレームフォーマット2aは、図2に示したフレーム2に対して、データ21および23をOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) シンボル91に置き換えたものである。OFDMシンボル91は、ガードインターバル(GI:Guard Interval)92とデータ93で構成される。ガードインターバル92は、データ93の後半部分をコピーした信号(サイクリックプレフィックス)や、ヌル(無送信区間)など、どのような信号でもよい。
FIG. 12 is a diagram illustrating a modification of the frame format according to the first to sixth embodiments. The
図12のフレームフォーマットを使用する場合、指向性制御部16、44、52、72、81およびアンテナ選択部35、65は、フレーム2内のガード区間22の代わりに、フレーム2a内の任意のガードインターバル92の部分で指向性可変アンテナの放射パターンの変更または送受信で使用する指向性固定アンテナの変更を行う。
When the frame format of FIG. 12 is used, the
なお、図12では、説明の簡単化のため、フレーム2a内のOFDMシンボル数を4としているが、これに限定するものではない。OFDMシンボル数をN(Nは2以上の整数)としてもよい。
In FIG. 12, the number of OFDM symbols in the
また、図12では、放射パターンの変更を行うガードインターバル数を1としているが、これに限定するものではない。放射パターンを変更するガードインターバル数をM(Mは2以上の整数)としても良い。 In FIG. 12, the number of guard intervals for changing the radiation pattern is set to 1, but this is not restrictive. The number of guard intervals for changing the radiation pattern may be M (M is an integer of 2 or more).
また、図12におけるOFDMシンボル91はSC−FDMA(Single Carrier−Frequency Division Multiple Access)シンボルなど、ガードインターバルを使用する形式であれば何でもよい。
Further, the
以上のような構成とすることにより、指向性アンテナの放射パターン変更時または指向性アンテナの変更時において受信性能の劣化を抑圧できるという効果を得ることができる。また、ガード区間を挿入する必要がないため、伝送効率の低下を抑圧する効果を得ることができる。 With the configuration as described above, it is possible to obtain an effect that it is possible to suppress deterioration in reception performance when the radiation pattern of the directional antenna is changed or when the directional antenna is changed. Moreover, since it is not necessary to insert a guard interval, an effect of suppressing a decrease in transmission efficiency can be obtained.
図13は、図12のフレームフォーマットの変形例を示す図である。図13に示したフレームフォーマット2bは、図12に示したフレーム2aに対して、ガード区間101を追加したものである。ガード区間101は、ガード区間22と同様、データ伝送に寄与しないため、どのような信号でもよく、データ部分のコピーでもよいし、ランダム系列でもよいし、‘0’(無送信)でもよい。また、ガード区間101は任意のガードインターバル92の直前に追加するものとし、フレーム中のガード区間の個数は1以上のいくつでもよい。
FIG. 13 is a diagram showing a modification of the frame format of FIG. A
図13のフレームフォーマットを使用する場合、指向性制御部16、44、52、72、81およびアンテナ選択部35、65は、フレーム2内のガード区間22の代わりに、フレーム2b内の任意のガード区間101とガードインターバル92の部分で指向性可変アンテナの放射パターンの変更または送受信で使用する指向性固定アンテナの変更を行う。
When using the frame format of FIG. 13, the
以上のような構成とすることでも、指向性アンテナの放射パターン変更時または指向性アンテナの変更時において受信性能の劣化を抑圧できるという効果を得ることができる。また、ガードインターバルの直前にガード区間を挿入するため、図12のフレームフォーマットと比較して、ガードインターバルの有効サンプル数が増加することから、遅延波への耐性が向上する効果を得ることができる。また、図12のフレームフォーマットと比較して、指向性変更を行う候補となる時間長が増加するため、ガード区間の検出要求精度を緩和することができ、回路規模を削減できる効果を得ることができる。 Even with the configuration as described above, it is possible to obtain an effect that deterioration of reception performance can be suppressed when the radiation pattern of the directional antenna is changed or when the directional antenna is changed. In addition, since the guard interval is inserted immediately before the guard interval, the number of effective samples in the guard interval is increased as compared with the frame format of FIG. 12, so that an effect of improving resistance to delayed waves can be obtained. . Further, since the time length that is a candidate for changing the directivity is increased as compared with the frame format of FIG. 12, it is possible to relax the detection accuracy of the guard interval and obtain an effect of reducing the circuit scale. it can.
図14は、実施の形態1〜6のフレームフォーマットの図12および図13とは異なる変形例を示す図である。図14に示したフレームフォーマット2cは、図2に示したフレーム2の前方に、同期語(SyncWord)111を追加したものである。これ以外の構成要素についてはフレーム2が備えていたものと同様である。
FIG. 14 is a diagram showing a modified example different from FIGS. 12 and 13 of the frame format of the first to sixth embodiments. The
同期語111は受信装置においてフレーム2cの先頭を検出するための信号であり、受信装置にて既知の信号、または同一信号が時系列で繰り返された信号,ヌル(無送信)など、受信装置でフレーム先頭位置を検出可能な信号であれば、どのような信号でもよい。
The
図14のフレームフォーマットを使用する場合、同期部53、73および82では、まず同期語111によりフレーム2cの先頭位置を検出し、フレーム2cの先頭位置からガード区間22の位置を特定する。
When the frame format of FIG. 14 is used, the
以上のような構成とすることでも、指向性アンテナの放射パターン変更時または指向性アンテナの変更時において受信性能の劣化を抑圧できるという効果を得ることができる。 Even with the configuration as described above, it is possible to obtain an effect that deterioration of reception performance can be suppressed when the radiation pattern of the directional antenna is changed or when the directional antenna is changed.
図15は、図12のフレームフォーマットの変形例を示す図である。また、図16は、図13のフレームフォーマットの変形例を示す図である。図15に示したフレームフォーマット2dは、図12に示したフレーム2aの前方に、同期語(SyncWord)111を追加したものであり、図16に示したフレームフォーマット2eは、図13に示したフレーム2bの前方に、同期語(SyncWord)111を追加したものである。
FIG. 15 is a diagram showing a modification of the frame format of FIG. FIG. 16 is a diagram showing a modification of the frame format of FIG. The
図15および図16のフレームフォーマットを使用する場合、図14のフレームフォーマットを使用する場合と同様、同期部53、73および82では、まず同期語111によりフレーム2dまたは2eの先頭位置を検出し、フレーム2dまたは2eの先頭位置からガードインターバル92,ガード区間101の位置を特定する。
When using the frame format of FIG. 15 and FIG. 16, as in the case of using the frame format of FIG. 14, the
以上のような構成とすることでも、指向性アンテナの放射パターン変更時または指向性アンテナの変更時において受信性能の劣化を抑圧できるという効果を得ることができる。 Even with the configuration as described above, it is possible to obtain an effect that deterioration of reception performance can be suppressed when the radiation pattern of the directional antenna is changed or when the directional antenna is changed.
以上のように、本発明は、指向性の鋭いアンテナを備えた送信装置および受信装置の受信性能を向上させる場合に有用であり、特に、フェージング変動が緩やかな環境において,指向性アンテナの指向性制御、アンテナの選択により受信性能劣化を抑えることが可能な通信装置、送信装置および受信装置に適している。 As described above, the present invention is useful for improving the reception performance of a transmission device and a reception device having an antenna with a sharp directivity, and particularly in an environment where fading fluctuation is moderate, It is suitable for a communication device, a transmission device, and a reception device capable of suppressing deterioration in reception performance by control and antenna selection.
1、1a、1b 送信装置
11 符号化部
12 インタリーブ部
13、41 変調部
14、42 ガード区間挿入部
15、43、51、71 指向性可変アンテナ
16、44、52、72、81 指向性制御部
17、36、45 送信制御部
2、2a、2b、2c、2d、2e フレーム
21、23、93 データ
22、101 ガード区間
31 セレクタ
32、33、34、61、62、63、64 指向性固定アンテナ
35、65 アンテナ選択部
5、5a、5b、5c 受信装置
53、73、82 同期部
54、74 復調部
55 デインタリーブ部
56 復号部
66 選択合成部
91 OFDMシンボル
92 ガードインターバル
111 同期語
1, 1a,
Claims (9)
フレームに復調に寄与しないガード区間を挿入するガード区間挿入部、
該ガード区間挿入部により挿入されたガード区間において、前記指向性可変アンテナに対して放射パターンの変更を指示する指向性制御部、
を備えたことを特徴とする送信装置。 Directional variable antenna that can change the radiation pattern,
A guard interval insertion unit that inserts a guard interval that does not contribute to demodulation to the frame;
In the guard section inserted by the guard section insertion unit, a directivity control unit that instructs the directivity variable antenna to change a radiation pattern;
A transmission device comprising:
該複数のアンテナから、信号を送信するアンテナを選択するセレクタ、
フレームに復調に寄与しないガード区間を挿入するガード区間挿入部、
該ガード区間挿入部により挿入されたガード区間において、前記セレクタに対して前記アンテナの変更の指示を行う指向性制御部、
を備えたことを特徴とする送信装置。 Multiple antennas,
A selector for selecting an antenna for transmitting a signal from the plurality of antennas;
A guard interval insertion unit that inserts a guard interval that does not contribute to demodulation to the frame;
A directivity control unit that instructs the selector to change the antenna in the guard section inserted by the guard section insertion unit;
A transmission device comprising:
請求項1または2に記載の送信装置。 The transmission apparatus according to claim 1, wherein a 0 signal is inserted in the guard interval.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の送信装置。 4. The transmission apparatus according to claim 1, wherein the transmission system employs OFDM or SC-FDMA block transmission.
ことを特徴とする請求項4に記載の送信装置。 The transmission apparatus according to claim 4, wherein the guard interval is a guard interval in block transmission.
ことを特徴とする請求項5に記載の送信装置。 The transmission apparatus according to claim 5, wherein a guard interval is provided in the frame in addition to the guard interval.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の送信装置。 7. The transmission apparatus according to claim 1, wherein a synchronization word for frame synchronization is added to the head of the frame.
該指向性可変アンテナで受信した受信信号から、フレームの復調に寄与しないガード区間を検出する同期部、
該同期部により検出されたガード区間において、前記指向性可変アンテナに対して放射パターンの変更の指示を行なう指向性制御部、
を備えたことを特徴とする受信装置。 Directional variable antenna,
A synchronization unit for detecting a guard interval that does not contribute to demodulation of a frame from a received signal received by the directivity variable antenna;
A directivity control unit that instructs the variable directivity antenna to change a radiation pattern in the guard interval detected by the synchronization unit;
A receiving apparatus comprising:
該複数アンテナのいずれかのアンテナで受信した受信信号から、フレームの復調に寄与しないガード区間を検出する同期部、
該同期部により検出されたガード区間において、前記複数のアンテナから信号を受信するアンテナを変更するアンテナ選択部、
を備えたことを特徴とする受信装置。 Multiple antennas,
A synchronization unit that detects a guard interval that does not contribute to demodulation of a frame from a reception signal received by any one of the plurality of antennas;
An antenna selection unit that changes antennas for receiving signals from the plurality of antennas in the guard interval detected by the synchronization unit;
A receiving apparatus comprising:
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