JP3083159B2 - 直交周波数分割多重伝送方式とその送信装置及び受信装置 - Google Patents
直交周波数分割多重伝送方式とその送信装置及び受信装置Info
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Description
適した信号を混在して伝送する直交周波数分割多重伝送
方式に関する。また、該直交周波数分割多重方式に基づ
いてOFDM信号を形成し伝送する送信装置及び、該直交周
波数分割多重方式に基づいて形成され伝送されるOFDM信
号を受信し復調する受信装置に関する。
て直交周波数分割多重(以下、OFDMという)技術を用い
た伝送方式が検討されている。このOFDM伝送方式は、マ
ルチキャリア変調方式の一種であり、シンボル毎に互い
に直交する周波数関係にある多数の搬送波に変調を施し
てディジタル情報を伝送する。この方式は、前述のよう
にディジタル情報を多数の搬送波に分割して伝送するた
め、1つの搬送波を変調するための分割されたディジタ
ル情報のシンボル期間長が長くなり、マルチパスなどの
遅延波の影響を受けにくい特質を有している。
方式として、例えば欧州におけるDVB−T規格、すなわ
ちETSI 300 744(ETSI: European Telecommunicatio
ns Standards Institute)が挙げられる。
信号を生成する際の高速フーリエ変換のサンプル数が20
48を意味する)では、全伝送帯域で1705キャリアの搬送
波を用い、そのうち142キャリアの搬送波を分散パイロ
ット(Scattered Pilot)信号に、45キャリアの搬送波
を連続パイロット(Continual Pilot)信号に、17キャ
リアの搬送波を制御情報(TPS)信号に、1512キャリア
の搬送波を情報伝送信号に用いる。
ち11キャリアの搬送波の連続パイロット信号は分散パイ
ロットと重複して配置されている。また、分散パイロッ
ト信号は1つのシンボル内での周波数配置が12キャリア
周期に配置され、シンボル毎にその周波数配置が3キャ
リアずつシフトして配置されており、時間配置は4シン
ボル周期になっている。
4、フレーム内のシンボル番号nを0から67とすると、
分散パイロット信号は(1)式によるキャリア番号kの
搬送波に配置される。(1)式において、modは剰余演
算を表わし、pは0以上141以下の整数である。
87,141,156,192,201,255,279,282,333,432,450,483,52
5,531,618,636,714,759,765,780,804,873,888,918,939,
942,969,984,1050,1101,1107,1110,1137,1140,1146,120
6,1269,1323,1377,1491,1683,1704}の搬送波に配置さ
れる。
置されるキャリア番号kに対応するPN(擬似乱数)系列
wkに基づき、(2)式に示す複素ベクトルck,nによっ
て搬送波を変調して得られる。(2)式において、Re
{ck,n}はキャリア番号k、シンボル番号nの搬送波
に対応する複素ベクトルck,nの実数部を表わし、Im
{ck,n}は虚数部を表わす。
呼ばれる制御情報信号はキャリア番号k={34,50,209,
346,413,569,595,688,790,901,1073,1219,1262,1286,14
69,1594,1687}の搬送波に配置され、シンボル毎に1ビ
ットの制御情報を伝送する。
をSnとすると、制御情報信号(3)式に示す複素ベクト
ルck,nによって搬送波を変調して得られる。すなわ
ち、制御情報信号を伝送する搬送波は、シンボル間で差
動2値PSK(Phase Shift Keying)変調される。
0)では、制御情報を伝送する搬送波は、前述のPN系列
wkに基づいて、(4)式に示す複素ベクトルck,nによ
って変調される。
搬送波は、ディジタル情報に基づいて、QPSK、16QAM、
または、64QAM変調される。いずれの変調方法も絶対位
相変調である。
タル情報を復調する従来の受信装置の一例を図10に示
す。
よって周波数変換され、フーリエ変換回路102によって
時間−周波数変換されて周波数領域の搬送波毎のベクト
ル列となる。このベクトル列は分散パイロット抽出回路
103及び連続パイロット抽出回路109に供給される。
が出力するベクトル列から分散パイロット信号を抽出す
る。ベクトル発生回路104は、分散パイロット抽出回路1
03で抽出された分散パイロット信号に対応する変調複素
ベクトルck,nを発生する。除算回路105は、分散パイロ
ット抽出回路103で抽出された分散パイロット信号をベ
クトル発生回路104が発生する複素ベクトルで除して、
その除算結果から分散パイロット信号に係る伝送路特性
を推定する。
ト信号に係る伝送路特性を補間して、全ての搬送波にか
かる伝送路特性を推定する。除算回路107は、フーリエ
変換回路102が出力するベクトル列をそれぞれ対応する
搬送波にかかる補間回路106で推定された伝送路特性で
除して同期検波する。復調回路108は、情報伝送信号を
生成する際の変調方法(QPSK、16QAM、64QAM等)に従っ
て除算回路107が出力する同期検波信号を復調し、伝送
されたディジタル情報を得る。
回路102が出力するベクトル列から連続パイロット信号
を抽出する。ベクトル発生回路110は、連続パイロット
抽出回路109で抽出された連続パイロット信号に対応す
る変調複素ベクトルck,nを発生する。除算回路111は、
連続パイロット抽出回路109で抽出された連続パイロッ
ト信号をベクトル発生回路110が発生する複素ベクトル
で除して連続パイロット信号にかかる伝送路特性を推定
する。逆フーリエ変換回路112は、除算回路111で推定さ
れた連続パイロット信号に係る伝送路特性を周波数−時
間変換して伝送路のインパルス応答特性を得る。
報を伝送する搬送波の変調にQPSK、16QAM、64QAM等によ
る絶対位相変調が施されており、その復調に時間的に疎
らな分散パイロットから推定される伝送路特性を平滑し
補間して得られた伝送路特性を用いることを前提として
いるため、フェーディング等によって伝送路特性の変化
が速い移動受信では十分な伝送品質が得られない場合が
ある。
の変調方式が1つに決められているため、一部のディジ
タル情報を移動しながら受信できるように、ディジタル
情報を伝送する搬送波の変調に移動受信に適した例えば
差動QPSK変調を導入したとしても、全体の伝送容量が少
なくなって効率が悪くなる。
搬送波のうちのいずれかに配置されているため、連続パ
イロット信号から推定できる伝送路のインパルス応答特
性に有効シンボル期間長(搬送波の最小周波数間隔の逆
数)のA分の1の折り返しを生じる。
容量を維持しつつディジタル情報を伝送する搬送波の変
調に部分的に移動受信に適した変調方式を導入し、ま
た、連続パイロット信号から推定される伝送路のインパ
ルス応答に折り返しが生じないように連続パイロット信
号を配置したOFDM伝送方式と本方式に適する送信装置、
受信装置を提供することを目的とする。
分割多重伝送方式は、互いに直交する周波数関係にある
K(Kは整数)個のキャリアにシンボル周期毎に変調を
施すことによって、ディジタル情報を伝送する直交周波
数分割多重伝送方式であって、 伝送帯域全体におけるK個のキャリアの各キャリア番
号をk(kは0≦k≦K−1を満たす整数)とし、 前記K個のキャリアの内、前記伝送帯域全体でのキャ
リア番号kがk=K−1を満たすキャリアの帯域終端キ
ャリアとし、 前記K個のキャリアの内、前記伝送帯域全体でのキャ
リア番号kが0≦k≦K−2であるキャリアをI(Iは
整数)個のセグメントに分割し、 前記I個のセグメントを、それぞれ周波数的に連続す
るK′(K′はK′=(K−1)/Iを満たす整数)個の
キャリアから構成し、 シンボル番号をn(nは整数)、セグメント番号をi
(iは0≦i≦I−1を満たす整数)、各セグメント内
におけるK′個のキャリアのキャリア番号をk′(k′
は0≦k′≦K′−1を満たす整数)とし、 前記セグメントそれぞれを、同期検波用セグメントま
たは差動検波用セグメントのいずれかとして用い、 前記同期検波用セグメントでは、シンボル番号nのシ
ンボルに対し、当該セグメント内のキャリア番号k′が
k′=3(n mod 4)+12p(modは剰余演算を表
し、pは整数)を満たすキャリア位置に分散パイロット
信号を配置し、 前記差動検波用セグメントでは、全シンボルに対し、
当該セグメント内のキャリア番号k′がk′=0を満た
すキャリア位置に終端パイロット信号を配置し、 前記帯域終端キャリアのキャリア位置には、全シンボ
ルに対し、帯域終端パイロット信号を配置し、 前記分散パイロット信号、前記終端パイロット信号、
及び前記帯域終端パイロット信号が配置されている位置
以外のいずれかのキャリア位置に、情報伝送信号を配置
し、 前記分散パイロット信号、前記終端パイロット信号、
及び前記帯域終端パイロット信号は、各々が配置される
キャリアを、当該キャリアの伝送帯域全体でのキャリア
番号kにより一意に決定される特定の振幅及び位相で変
調したものであり、 前記同期検波用セグメントに配置される前記情報伝送
信号は、各々が配置されるキャリアを、前記ディジタル
情報に基づいて絶対位相変調したものであり、 前記差動検波用セグメントに配置される前記情報伝送
信号は、各々が配置されるキャリアを、前記ディジタル
情報に基づいてシンボル間で差動変調したものであるこ
とを特徴とするものである。
記絶対位相変調は、QPSK変調、16QAM変調、64QAM変調の
いずれかのディジタル変調方式であり、前記差動変調
は、DQPSK変調であることを特徴とするものである。
多重伝送方式に則った信号を送信する送信装置であっ
て、 前記情報伝送信号を生成するための複素ベクトル列を
出力する情報伝送信号生成手段と、 前記同期検波用セグメントを形成する場合に設けら
れ、前記分散パイロット信号を生成するための複素ベク
トルを出力する分散パイロット信号生成手段と、 前記差動検波用セグメントを形成する場合に設けら
れ、前記終端パイロット信号を生成するための複素ベク
トルを出力する終端パイロット信号生成手段と、 前記帯域終端パイロット信号を生成するための複素ベ
クトルを出力する帯域終端パイロット信号生成手段と、 前記情報伝送信号生成手段、前記分散パイロット信号
生成手段、前記終端パイロット信号生成手段、及び前記
帯域終端パイロット信号生成手段の各々の出力を所定の
キャリア位置に配置するキャリア配置手段と、 前記キャリア配置手段の出力を逆フーリエ変換して周
波数領域から時間領域に変換することによって、直交周
波数分割多重伝送信号を生成する逆フーリエ変換手段と
を具備し、 前記キャリア配置手段は、 前記同期検波用セグメントについては、シンボル番号
nのシンボルに対し、当該セグメント内のキャリア番号
k′がk′=3(n mod 4)+12p(modは剰余演算
を表し、pは整数)を満たすキャリア位置に、前記分散
パイロット信号生成手段の出力を配置し、 前記差動検波用セグメントについては、全シンボルに
対し、当該セグメント内のキャリア番号k′がk′=0
を満たすキャリア位置に、前記終端パイロット信号生成
手段の出力を配置し、 前記帯域終端キャリアのキャリア位置には、全シンボ
ルに対し、前記帯域終端パイロット信号生成手段の出力
を配置し、 前記分散パイロット信号生成手段、前記終端パイロッ
ト信号生成手段、及び前記帯域終端パイロット信号生成
手段の出力が配置されている位置以外のいずれかのキャ
リア位置に、前記情報伝送信号生成手段の出力を配置
し、 前記分散パイロット信号生成手段、前記終端パイロッ
ト信号生成手段、及び前記帯域終端パイロット信号生成
手段が出力する複素ベクトルは、前記キャリア配置手段
にて各々が配置されるキャリア位置の伝送帯域全体での
キャリア番号kにより一意に決定される特定の位相及び
振幅を有し、 前記情報伝送信号生成手段が出力する複素ベクトル
は、 前記同期検波用セグメントについては、前記ディジタ
ル情報に基づいて絶対位相変調を施したものであり、 前記差動検波用セグメントについては、前記ディジタ
ル情報に基づいてシンボル間で差動変調を施したもので
あることを特徴とするものである。
QPSK変調、16QAM変調、64QAM変調のいずれかのディジタ
ル変調方式であり、前記差動変調は、DQPSK変調である
ことを特徴とするものである。
送信される直交周波数分割多重伝送信号を受信し復調す
る受信装置であって、 前記直交周波数分割多重伝送信号をフーリエ変換して
時間領域から周波数領域に変換することによって、キャ
リア毎の位相及び振幅を表わす複素ベクトル列を得るフ
ーリエ変換手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けら
れ、前記フーリエ変換手段の出力から前記分散パイロッ
ト信号と、必要な前記終端パイロット信号または前記帯
域終端パイロット信号に対応する複素ベクトル群を抽出
し出力する分散/終端パイロット抽出手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けら
れ、その位相及び振幅が、伝送帯域全体でのキャリア番
号kにより一意に決定される変調複素ベクトルを出力す
るベクトル発生手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けら
れ、前記分散/終端パイロット抽出手段の出力を、当該
複素ベクトルが配置されたキャリア位置に対応する前記
ベクトル発生手段の出力で除することによって、前記分
散パイロット信号、必要な前記終端パイロット信号また
は前記帯域終端パイロット信号にかかる伝送路特性を推
定する除算手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けら
れ、前記除算手段の出力を補間することによって、当該
同期検波用セグメント内の前記情報伝送信号にかかる伝
送路特性を推定する補間手段と、 前記差動検波用セグメントを復調する場合に設けら
れ、前記フーリエ変換手段の出力を1シンボル時間遅延
する遅延手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合には、前記
フーリエ変換手段の出力を前記補間手段の出力で検波
し、前記差動検波用セグメントを復調する場合には、前
記フーリエ変換手段の出力を前記遅延手段の出力で検波
する検波手段とを具備することを特徴とするものであ
る。
実施形態において、同期検波用あるいは差動検波用セグ
メント(合計13個のセグメント)、帯域終端パイロット
信号の配置例を示した図である。
実施形態において、付加情報伝送信号の配置と、同期検
波用セグメントでの分散パイロット信号の配置、差動検
波用セグメントでの終端パイロット信号の配置例を示し
た図である。
において、連続パイロット信号及び制御情報信号の配置
と、同期検波用セグメントでの分散パイロット信号の配
置、差動検波用セグメントでの終端パイロット信号の配
置例を示した図である。
において、表2に示した同期検波用セグメントの連続パ
イロット信号の周波数配置の逆フーリエ変換対を示す時
間−振幅特性図である。
において、表2に示した差動検波用セグメントの連続パ
イロット信号の周波数配置の逆フーリエ変換対を示す時
間−振幅特性図である。
において、表3に示した同期検波用セグメントの制御情
報信号の周波数配置の逆フーリエ変換対を示す時間−振
幅特性図である。
において、表3に示した差動検波用セグメントの制御情
報信号の周波数配置の逆フーリエ変換対を示す時間−振
幅特性図である。
送方式に用いられる送信装置の構成を示すブロック回路
図である。
送方式に用いられる受信装置の構成を示すブロック回路
図である。
成を示すブロック回路図である。
に適した送信装置、受信装置の実施の形態について詳細
に説明する。
と1キャリアの搬送波を用いた帯域終端パイロットから
なり、1個のセグメントは108キャリアの搬送波で構成
される。各セグメントは、同期検波用セグメント、また
は、差動検波用セグメントのいずれかで構成される。帯
域全体では1405キャリアの搬送波を用いる。
計13個のセグメント)、帯域終端パイロット信号の配置
例を示す。横軸は周波数軸(キャリア配置)、縦軸は時
間軸(シンボル方向)を模式的に表現したものである。
各セグメント内のキャリア番号k′を0から107の整数
とし、1個のセグメントは108キャリアの搬送波で構成
される。
アの搬送波を用いた分散パイロット信号と、3キャリア
の搬送波を用いた付加情報伝送信号と、96キャリアの搬
送波を用いた情報伝送信号とから構成される。
た付加情報伝送信号と、1キャリアの搬送波を用いた終
端パイロット信号と、96キャリアの搬送波を用いた情報
伝送信号とから構成される。
ントでは108本という同一本数のキャリアを用いるた
め、セグメントの組合せによって所要伝送帯域が変わる
ことはない。
の整数、セグメント番号iを0から12の整数、各セグメ
ント内のキャリア番号k′を0から107の整数とし、k
=i・108+k′を満たすものとする。
号は、各セグメントとも(5)式によるセグメント内の
キャリア番号k′の搬送波に配置される。(5)式にお
いて、modは剰余演算を表わし、シンボル番号を示すn
は0以上の整数、pは0以上8以下の整数である。
れる付加情報伝送信号は、それぞれ表1に示す各セグメ
ント内のキャリア番号k′の搬送波に配置される。表1
は、同期検波用セグメントの付加情報伝送信号が差動検
波用セグメントの付加情報伝送信号に含まれることを示
している。
用セグメントが混在した状態であっても、同期検波用セ
グメントの付加情報伝送信号として定義される搬送波に
は付加情報伝送信号が必ず配置されることになり、付加
情報伝送信号かそれ以外の伝送信号かの識別が受信側で
容易となる。尚、伝送される付加情報によっては部分集
合配置とならないように搬送波を割り当ててもよい。
号は、各セグメント内のキャリア番号k′が0の搬送波
に配置される。終端パイロット信号の配置は、隣接する
同期検波用セグメントの分散パイロット信号の周波数配
置の周期性を保つ位置である。各終端パイロット信号
は、該分散パイロット信号を補っている。
号の配置、差動検波用セグメントでの終端パイロット信
号の配置例を示す。横軸は周波数軸(キャリア配置)、
縦軸は時間軸(シンボル方向)を模式的に表現したもの
である。各セグメント内のキャリア番号k′を0から10
7の整数とし、1個のセグメントは108キャリアの搬送波
で構成される。付加情報伝送信号は分散パイロット信号
とは異なる搬送波に割り付けられる。
号は、それぞれ配置されるキャリア番号k(セグメント
番号i及び各セグメント内のキャリア番号k′により決
まる)に対応するPN(擬似乱数)系列wk(wk=0,1)に
基づき、(6)式に示す複素ベクトルck,nによって搬
送波を変調して得られる。(6)式において、Re{c
k,n}はキャリア番号k、シンボル番号nの搬送波に対
応する複素ベクトルck,nの実数部を表わし、Im
{ck,n}は虚数部を表わす。
けられる付加情報伝送信号は、96キャリアの搬送波を用
いて伝送される情報伝送信号とは異なる付加情報を伝送
するために用いる。例えば伝送モード(各セグメント
数、キャリア変調方式など)を規定する制御情報や、放
送局として利用する情報(例えば中継局で使用する制御
情報、生放送でのかけあいに使用する低時間遅延の音声
情報、放送局識別用信号など)が考えられる。シンボル
毎に1ビットの付加情報を伝送してもよいし、複数ビッ
トの付加情報を伝送してもよい。また伝送モードを規定
する制御情報だけを伝送してもよい。
ビットをSnとすると、制御情報信号は(7)式に示す複
素ベクトルck,nによって搬送波を変調して得られる。
すなわち、この場合には制御情報信号を伝送する搬送波
は、シンボル間で差動2値PSK(Phase Shift Keying)
変調される。
0)では、制御情報を伝送する搬送波は、前述のPN系列
wkに基づいて、(8)式に示す複素ベクトルck,nによ
って変調される。
には、例えばシンボル間での差動4相PSK変調を用いた
り、あるいは制御情報を伝送する複数の搬送波を2つの
グループに分割し、シンボル毎にそれぞれ1ビットずつ
伝送するように割り付けてもよい。
前述の同期検波用セグメントの分散パイロット信号、付
加情報伝送信号以外の搬送波に配され、ディジタル情報
に基づいて絶対位相変調が施される。この絶対位相変調
には、例えば、QPSK、16QAM、64QAM変調などが用いられ
る。
よって復調される。まず、分散パイロット信号や必要な
終端パイロット信号、帯域終端パイロット信号を該分散
パイロット、終端パイロット信号及び帯域終端パイロッ
ト信号を変調している複素ベクトルで逆変調して、分散
パイロット信号及び終端パイロット信号などにかかる周
波数領域での伝送路特性を推定する。さらに、フィルタ
によって周波数方向及びシンボル方向に補間して情報伝
送信号にかかる伝送路特性を推定する。このようにして
得られた伝送路特性で情報伝送信号を除算する。これに
よって同期検波用セグメントから情報伝送信号を復調す
ることができる。
前述の差動検波用セグメントの終端パイロット信号、及
び付加情報伝送信号以外の搬送波に配され、ディジタル
情報に基づいて同じキャリア番号の隣接するシンボル間
で差動変調が施される。
どが用いられる。差動検波用セグメントの情報伝送信号
は、前シンボルの同じキャリア番号の情報伝送信号で除
算されることによって復調できる。
の受信装置において、同期検波用セグメントではフィル
タの効果によって高品質な受信を、差動検波用セグメン
トではシンボル間の差動復調によって伝送路特性の変化
が速い移動受信に適した受信を行うことができる。ま
た、セグメント毎に同期検波用セグメントと差動検波用
セグメントを任意に組み合わせることで、伝送帯域の変
動を伴うことなく柔軟なサービス形態を実現することが
できる。
と1キャリアの搬送波を用いた帯域終端パイロットから
なり、1個のセグメントは108キャリアの搬送波で構成
される。各セグメントは、同期検波用セグメント、また
は、差動検波用セグメントのいずれかで構成される。帯
域全体では1405キャリアの搬送波を用いる。
アの搬送波を用いた分散パイロット信号と、2キャリア
の搬送波を用いた連続パイロット信号と、1キャリアの
搬送波を用いた付加情報伝送信号(この実施例では以下
制御情報信号とする)と、96キャリアの搬送波を用いた
情報伝送信号とから構成される。
た連続パイロット信号と、5キャリアの搬送波を用いた
制御情報信号と、1キャリアの搬送波を用いた終端パイ
ロット信号と、96キャリアの搬送波を用いた情報伝送信
号とから構成される。
の整数、セグメント番号iを0から12の整数、各セグメ
ント内のキャリア番号k′を0から107の整数とし、k
=i・108+k′を満たすものとする。
号は、各セグメントとも(5)式によるセグメント内の
キャリア番号k′の搬送波に配置される。(5)式にお
いて、modは剰余演算を表わし、pは0以上8以下の整
数である。
れる連続パイロット信号は、それぞれ表2に示す各セグ
メント内のキャリア番号k′の搬送波に配置される。表
2は、同期検波用セグメントの連続パイロット信号が差
動検波用セグメントの連続パイロット信号に含まれるこ
とを示している。
用セグメントが混在した状態であっても、同期検波用セ
グメントの連続パイロットとして定義される搬送波には
連続パイロット信号が必ず配置されることになり、連続
パイロット信号からそれ以外の伝送信号かの識別が受信
側で容易となる。尚、部分集合配置とならないように搬
送波を割り当ててもよい。
特定の位相及び振幅で変調する連続パイロット信号は、
周波数、位相、振幅が特定されるため受信側では基準と
なるキャリアとして利用することができる。
号は、各セグメント内のキャリア番号k′が0の搬送波
に配置される。終端パイロットの信号の配置は、隣接す
る同期検波用セグメントの分散パイロット信号の周波数
配置の周期性を保つ位置である。各終端パイロット信号
は、該分散パイロット信号を補っている。
と、同期検波用セグメントでの分散パイロット信号の配
置、差動検波用セグメントでの終端パイロット信号の配
置例を示す。横軸は周波数軸(キャリア配置)、縦軸は
時間軸(シンボル方向)を模式的に表現したものであ
る。各セグメント内のキャリア番号k′を0から107の
整数とし、1個のセグメントは108キャリアの搬送波で
構成される。連続パイロット信号、制御情報信号は分散
パイロット信号とは異なる搬送波に割り付けられる。
及び、終端パイロット信号は、それぞれ配置されるキャ
リア番号k(セグメント番号i及び各セグメント内のキ
ャリア番号k′により決まる)に対応するPN(擬似乱
数)系列wk(wk=0,1)に基づき、(6)式に示す複素
ベクトルck,nによって搬送波を変調して得られる。
(6)式において、Re{ck,n}はキャリア番号k、シ
ンボル番号nの搬送波に対応する複素ベクトルck,nの
実数部を表わし、Im{ck,n}は虚数部を表わす。
けられる制御情報信号は、それぞれ表3に示す各セグメ
ント内のキャリア番号k′の搬送波に配置され、シンボ
ル毎に1ビットの制御情報を伝送する。
Snとすると、制御情報信号は(7)式に示す複素ベクト
ルck,nによって搬送波を変調して得られる。すなわ
ち、制御情報信号を伝送する搬送波は、シンボル間で差
動2値PSK(Phase Shift Keying)変調される。
0)では、制御情報を伝送する搬送波は、前述のPN系列
wKに基づいて、(8)式に示す複素ベクトルck,nによ
って変調される。
には、例えばシンボル間での差動4相PSK変調を用い
る。
前述の同期検波用セグメントの分散パイロット信号、連
続パイロット信号、及び、制御情報信号以外の搬送波に
配され、ディジタル情報に基づいて絶対位相変調が施さ
れる。この絶対位相変調には、例えば、QPSK、16QAM、6
4QAM変調などが用いられる。
よって復調される。まず、分散パイロット信号や必要な
終端パイロット信号、帯域終端パイロット信号を該分散
パイロット、終端パイロット信号及び帯域終端パイロッ
ト信号を変調している複素ベクトルで逆変調して、分散
パイロット信号及び終端パイロット信号などにかかる周
波数領域での伝送路特性を推定する。さらに、フィルタ
によって周波数方向及びシンボル方向に補間して情報伝
送信号にかかる伝送路特性を推定する。このようにして
得られた伝送路特性で情報伝送信号を除算する。これに
よって同期検波用セグメントから情報伝送信号を復調す
ることができる。
前述の差動検波用セグメントの連続パイロット信号、終
端パイロット信号、及び、制御情報信号以外の搬送波に
配され、ディジタル情報に基づいて同じキャリア番号の
隣接するシンボル間で差動変調が施される。
どが用いられる。差動検波用セグメントの情報伝送信号
は、前シンボルの同じキャリア番号の情報伝送信号で除
算されることによって復調できる。
の受信装置において、同期検波用セグメントではフィル
タの効果によって高品質な受信を、差動検波用セグメン
トではシンボル間の差動復調によって伝送路特性の変化
が速い移動受信に適した受信を行うことができる。ま
た、セグメント毎に同期検波用セグメントと差動検波用
セグメントを任意に組み合わせることで、柔軟なサービ
ス形態を実現することができる。
送波を特定の位相及び振幅で変調する連続パイロット信
号を配置することにより、周波数、位相、振幅が特定さ
れるため受信側では基準となるキャリアとして利用する
ことができる。
グメント(13セグメント、26キャリア)及び差動検波用
セグメント(13セグメント、78キャリア)の連続パイロ
ット信号の周波数配置の逆フーリエ変換対を示したもの
である。図4、図5から、それらはインパルス状であ
り、表2に示した連続パイロット信号の周波数配置が周
期性を持たないことがわかる。
チパスなどの遅延波によって連続パイロット信号全体が
消滅することを防ぐことができる。また、この配置を使
用して逆フーリエ変換を求めることで、伝送路のインパ
ルス応答を求めることができる。尚、連続パイロット信
号の周波数配置は自己相関に強い配置になっている。
グメント及び差動検波用セグメントの制御情報信号の周
波数配置の逆フーリエ変換対を示したものである。図
6、図7から、それらはインパルス状であり、表3に示
した制御情報信号の周波数配置が周期性を持たないこと
がわかる。
ルチパスなどの遅延波によって制御情報信号全体が消滅
することを防ぐことができる。
置を同様に設定することができる。
基づいてOFDM信号を生成する送信装置の実施の形態の構
成を示す。
れるディジタル情報に必要に応じて誤り制御処理(誤り
訂正符号化やインタリーブ、エネルギー拡散など)とデ
ィジタル変調を施す。尚、ディジタル伝送で一般的に用
いられる基本的な誤り制御処理手法とディジタル変調手
法は周知の技術なので省略している。
位相変調が施される。この絶対位相変調には、例えば、
QPSK、16QAM、64QAM変調などが用いられる。また、差動
検波用セグメントではディジタル情報に基づいて同じキ
ャリア番号の隣接するシンボル間で差動変調が施され
る。この差動変調には例えば、DBPSK、DQPSK、DAPSKな
どが用いられる。
要に応じて誤り制御処理(誤り訂正符号化やインタリー
ブ、エネルギー拡散など)とディジタル変調を施す。デ
ィジタル変調としてM(Mは2以上の自然数)相PSK(P
hase Shift Keying)変調や、シンボル方向での差動M
相PSK変調などを用いる。
ード情報(同期検波用セグメント数、差動検波用セグメ
ント数、キャリア変調方式など伝送モードを規定する各
種情報)を生成する。この情報は、付加情報信号生成回
路52にて誤り制御処理とディジタル変調を施されるが、
他の付加情報とは異なる誤り制御処理とディジタル変調
を施してもよい。
57にて配置が規定されるキャリア番号k(セグメント番
号i及び各セグメント内のキャリア番号k′により決ま
る)に対応するPN(擬似乱数)系列wk(wk=0,1)に基
づき変調された分散パイロット信号を生成する。
57にて配置が規定されるキャリア番号k(セグメント番
号i及び各セグメント内のキャリア番号k′により決ま
る)に対応するPN(擬似乱数)系列wk(wk=0,1)に基
づき変調された終端パイロット信号を生成する。
ャリア番号kに対応するPN(擬似乱数)系列wk(wk=0,
1)に基づき変調された帯域終端パイロット信号を生成
する。
信号生成回路52にて当該キャリアに対して毎シンボル同
一位相、振幅で変調する場合を想定すればよい。
付加情報信号生成回路52、分散パイロット信号生成回路
53、終端パイロット信号生成回路54、帯域終端パイロッ
ト信号生成回路55の各出力(複素ベクトル列)を、伝送
モードに応じて規定される周波数領域の搬送波位置に配
置する。
期検波用セグメント内においてN(Nは2以上の自然
数)キャリア間隔でかつシンボル毎にL(LはNの約
数)キャリアずつシフトさせた搬送波に配置される。終
端パイロット信号生成回路54の出力は、差動検波用セグ
メント内においてセグメント内のキャリア番号k′=0
の搬送波に配置される。また、付加情報信号生成回路52
の出力は、例えば表1に示す周波数配置に従って割り付
けられる。このようにして配置された基底周波数帯域の
搬送波毎のベクトル列は逆フーリエ変換回路58に入力さ
れる。
された基底周波数帯域の搬送波毎のベクトル列を周波数
領域から時間領域に変換し、通常用いられるガードイン
ターバル期間を付加して出力する。直交変調回路59は逆
フーリエ変換回路58の出力を直交変調し中間周波数帯域
に変換する。周波数変換回路60は、直交変調されたOFDM
信号の周波数帯域を中間周波数帯域から無線周波数帯域
に変換しアンテナなどに供給する。
実施の形態で述べたOFDM伝送方式に基づくOFDM信号を生
成することができる。
基づいて形成されたOFDM信号を受信し、伝送路の時間領
域でのインパルス応答を推定することが可能な受信装置
の構成を示す。
周波数帯域を無線周波数帯域から基底周波数帯域に変換
する。フーリエ変換回路12は、基底周波数帯域のOFDM信
号を時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域の搬
送波毎のベクトル列として出力する。
路12が出力するベクトル列から分散パイロット信号及び
必要な終端パイロット信号、帯域終端パイロット信号を
抽出する。ベクトル発生回路14は、分散/終端パイロッ
ト抽出回路13で抽出された分散パイロット信号、終端パ
イロット信号及び帯域終端パイロット信号に対応する変
調複素ベクトルck,nを発生する。
出された分散パイロット信号、終端パイロット信号及び
帯域終端パイロット信号をベクトル発生回路14が発生す
る複素ベクトルで除して、分散パイロット信号、終端パ
イロット信号及び帯域終端パイロット信号にかかる伝送
路特性を推定する。補間回路16は、除算回路15で得られ
た分散パイロット信号、終端パイロット信号及び帯域終
端パイロット信号にかかる伝送路特性を補間して、同期
検波用セグメントの情報伝送信号の搬送波にかかる伝送
路特性を推定する。
ル列を1シンボル遅延する。選択回路18は、制御情報に
よって別途伝送されるセグメントの種類に従って、同期
検波用セグメントの場合は補間回路16の出力を、差動検
波用セグメントの場合は遅延回路17の出力を選択して出
力する。
ル列をそれぞれ選択回路18の出力で除算する。除算回路
19において、同期検波用セグメントでは補間回路16で推
定されたそれぞれ対応する搬送波にかかる伝送路特性で
除算して同期検波し、差動検波用セグメントでは遅延回
路17が出力する1シンボル前のそれぞれ対応する搬送波
のベクトル列で除算して差動検波する。
(QPSK、16QAM、64QAM、DBPSK、DQPSK、DAPSKなど)に
従って除算回路19から出力される検波信号を復調し、伝
送されたディジタル情報を得る。
送方式に基づくOFDM信号を受信し復調することができ
る。以下に述べる構成は、第2の実施の形態で述べたOF
DM伝送方式に基づくOFDM信号を受信し復調する場合のも
のである。
路12が出力するベクトル列から連続パイロット信号を抽
出する。このとき、同期検波用セグメントと差動検波用
セグメントが混在している状態でも、少なくとも同期検
波用セグメントの連続パイロット信号が必ず混在するの
で、連続パイロット信号を常時抽出することができる。
抽出された連続パイロット信号に対応する変調複素ベク
トルck,nを発生する。除算回路23は、連続パイロット
抽出回路21で抽出された連続パイロット信号をベクトル
発生回路22が発生する複素ベクトルで除して、連続パイ
ロット信号にかかる伝送路特性を推定する。逆フーリエ
変換回路24は、除算回路23で推定された連続パイロット
信号にかかる伝送路特性を周波数領域から時間領域に変
換して伝送路のインパルス応答特性を得る。
ば、復調回路20において、同期検波用セグメントでは伝
送路特性の補間処理によるフィルタ効果によって高品質
な復調を実現することができ、差動検波用セグメントで
はシンボル間の差動復調によって伝送路特性の変化が速
い移動受信に適した復調を実現することができる。ま
た、逆フーリエ変換回路24において、折り返しのない伝
送路のインパルス応答特性を得ることができる。
方式は、移動受信に適した差動検波用セグメントを備え
ることができる。このとき、終端パイロット信号及び帯
域終端パイロット信号を備えることによって、隣接する
同期検波用のセグメントの同期検波特性を損なわずに、
セグメント毎に同期検波用セグメントと差動検波用セグ
メントを自由に組み合わせることができ、これによって
柔軟なサービス形態を実現することができる。
である連続パイロット信号を用いて、必要に応じてシン
ボル期間で折り返しのない伝送路のインパルス応答特性
を求めることができる。
しつつディジタル情報を伝送する搬送波の変調に部分的
に移動受信に適した変調方式を導入し、また、例えば連
続パイロット信号から推定される伝送路のインパルス応
答に折り返しが生じないように連続パイロット信号を配
置したOFDM伝送方式と本方式に適する送信装置及び受信
装置を提供することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】互いに直交する周波数関係にあるK(Kは
整数)個のキャリアにシンボル周期毎に変調を施すこと
によって、ディジタル情報を伝送する直交周波数分割多
重伝送方式において、 伝送帯域全体におけるK個のキャリアの各キャリア番号
をk(kは0≦k≦K−1を満たす整数)とし、 前記K個のキャリアの内、前記伝送帯域全体でのキャリ
ア番号kがk=K−1を満たすキャリアを帯域終端キャ
リアとし、 前記K個のキャリアの内、前記伝送帯域全体でのキャリ
ア番号kが0≦k≦K−2であるキャリアをI(Iは整
数)個のセグメントに分割し、 前記I個のセグメントを、それぞれ周波数的に連続する
K′(K′はK′=(K−1)/Iを満たす整数)個のキ
ャリアから構成し、 シンボル番号をn(nは整数)、セグメント番号をi
(iは0≦i≦I−1を満たす整数)、各セグメント内
におけるK′個のキャリアのキャリア番号をK′(k′
は0≦k′≦K′−1を満たす整数)とし、 前記セグメントそれぞれを、同期検波用セグメントまた
は差動検波用セグメントのいずれかとして用い、 前記同期検波用セグメントでは、シンボル番号nのシン
ボルに対し、当該セグメント内のキャリア番号k′が
k′=3(n mod 4)+12p(modは剰余演算を表
し、pは整数)を満たすキャリア位置に分散パイロット
信号を配置し、 前記差動検波用セグメントでは、全シンボルに対し、当
該セグメント内のキャリア番号k′がk′=0を満たす
キャリア位置に終端パイロット信号を配置し、 前記帯域終端キャリアのキャリア位置には、全シンボル
に対し、帯域終端パイロット信号を配置し、 前記分散パイロット信号、前記終端パイロット信号、及
び前記帯域終端パイロット信号が配置されている位置以
外のいずれかのキャリア位置に、情報伝送信号を配置
し、 前記分散パイロット信号、前記終端パイロット信号、及
び前記帯域終端パイロット信号は、各々が配置されるキ
ャリアを 当該キャリアの伝送帯域全体でのキャリア番号kにより
一意に決定される特定の振幅及び位相で変調したもので
あり、 前記同期検波用セグメントに配置される前記情報伝送信
号は、各々が配置されるキャリアを、前記ディジタル情
報に基づいて絶対位相変調したものであり、 前記差動検波用セグメントに配置される前記情報伝送信
号は、各々が配置されるキャリアを、前記ディジタル情
報に基づいてシンボル間で差動変調したものであること
を特徴とする直交周波数分割多重伝送方式。 - 【請求項2】前記絶対位相変調は、QPSK変調、16QAM変
調、64QAM変調のいずれかのディジタル変調方式であ
り、前記差動変調は、DQPSK変調であることを特徴とす
る請求項1記載の直交周波数分割多重伝送方式。 - 【請求項3】請求項1記載の直交周波数分割多重伝送方
式に則った信号を送信する送信装置であって、 前記情報伝送信号を生成するための複素ベクトル列を出
力する情報伝送信号生成手段と、 前記同期検波用セグメントを形成する場合に設けられ、
前記分散パイロット信号を生成するための複素ベクトル
を出力する分散パイロット信号生成手段と、 前記差動検波用セグメントを形成する場合に設けられ、
前記終端パイロット信号を生成するための複素ベクトル
を出力する終端パイロット信号生成手段と、 前記帯域終端パイロット信号を生成するための複素ベク
トルを出力する帯域終端パイロット信号生成手段と、 前記情報伝送信号生成手段、前記分散パイロット信号生
成手段、前記終端パイロット信号生成手段、及び前記帯
域終端パイロット信号生成手段の各々の出力を所定のキ
ャリア位置に配置するキャリア配置手段と、 前記キャリア配置手段の出力を逆フーリエ変換して周波
数領域から時間領域に変換することによって、直交周波
数分割多重伝送信号を生成する逆フーリエ変換手段とを
具備し、 前記キャリア配置手段は、 前記同期検波用セグメントについては、シンボル番号n
のシンボルに対し、当該セグメント内のキャリア番号
k′がk′=3(n mod 4)+12p(modは剰余演算
を表し、pは整数)を満たすキャリア位置に、前記分散
パイロット信号生成手段の出力を配置し、 前記差動検波用セグメントについては、全シンボルに対
し、当該セグメント内のキャリア番号k′がk′=0を
満たすキャリア位置に、前記終端パイロット信号生成手
段の出力を配置し、 前記帯域終端キャリアのキャリア位置には、全シンボル
に対し、前記帯域終端パイロット信号生成手段の出力を
配置し、 前記分散パイロット信号生成手段、前記終端パイロット
信号生成手段、及び前記帯域終端パイロット信号生成手
段の出力が配置されている位置以外のいずれかのキャリ
ア位置に、前記情報伝送信号生成手段の出力を配置し、 前記分散パイロット信号生成手段、前記終端パイロット
信号生成手段、及び前記帯域終端パイロット信号生成手
段が出力する複素ベクトルは、前記キャリア配置手段に
て各々が配置されるキャリア位置の伝送帯域全体でのキ
ャリア番号kにより一意に決定される特定の位相及び振
幅を有し、 前記情報伝送信号生成手段が出力する複素ベクトルは、 前記同期検波用セグメントについては、前記ディジタル
情報に基づいて絶対位相変調を施したものであり、 前記差動検波用セグメントについては、前記ディジタル
情報に基づいてシンボル間で差動変調を施したものであ
ることを特徴とする直交周波数分割多重伝送方式の送信
装置。 - 【請求項4】前記絶対位相変調は、QPSK変調、16QAM変
調、64QAM変調のいずれかのディジタル変調方式であ
り、前記差動変調は、DQPSK変調であることを特徴とす
る請求項3記載の直交周波数分割多重伝送方式の送信装
置。 - 【請求項5】請求項3または請求項4記載の送信装置に
より送信される直交周波数分割多重伝送信号を受信し復
調する受信装置であって、 前記直交周波数分割多重伝送信号をフーリエ変換して時
間領域から周波数領域に変換することによって、キャリ
ア毎の位相及び振幅を表わす複素ベクトル列を得るフー
リエ変換手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けられ、
前記フーリエ変換手段の出力から前記分散パイロット信
号と、必要な前記終端パイロット信号または前記帯域終
端パイロット信号に対応する複素ベクトル群を抽出し、 出力する分散/終端パイロット抽出手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けられ、
その位相及び振幅が、伝送帯域全体でのキャリア番号k
により一意に決定される変調複素ベクトルを出力するベ
クトル発生手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けられ、
前記分散/終端パイロット抽出手段の出力を、当該複素
ベクトルが配置されたキャリア位置に対応する前記ベク
トル発生手段の出力で除することによって、前記分散パ
イロット信号、必要な前記終端パイロット信号または前
記帯域終端パイロット信号にかかる伝送路特性を推定す
る除算手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合に設けられ、
前記除算手段の出力を補間することによって、当該同期
検波用セグメント内の前記情報伝送信号にかかる伝送路
特性を推定する補間手段と、 前記差動検波用セグメントを復調する場合に設けられ、
前記フーリエ変換手段の出力を1シンボル時間遅延する
遅延手段と、 前記同期検波用セグメントを復調する場合には、前記フ
ーリエ変換手段の出力を前記補間手段の出力で検波し、
前記差動検波用セグメントを復調する場合には、前記フ
ーリエ変換手段の出力を前記遅延手段の出力で検波する
検波手段とを具備することを特徴とする直交周波数分割
多重伝送方式の受信装置。
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