JP3576412B2 - Ofdm信号伝送方法、ofdm信号送信装置及びofdm信号受信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送フレームを用いて情報の伝送を行なう通信システムにおいて、特に時分割多重(TDD)方式を採用している通信システムにおいて、伝送フレーム内の情報が直交周波数分割多重(OFDM)変調信号であるときに、伝送フレーム同期性能を向上させるようにしたOFDM信号伝送方法、OFDM信号送信装置及びOFDM信号受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、映像信号や音声信号、そしてデータ信号の伝送において、高品質で周波数利用効率が高く、かつ異なる品質の信号の伝送が可能なディジタル変調/伝送方式として直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)出変調方式が注目されている。
【0003】
また、OFDM方式は無線通信に不可避なマルチパス伝播干渉に強い基本伝送特性を持っていることも注目されている大きな要因である。OFDM方式は、ディジタル地上波TV放送システムの伝送方式として欧州および日本で採用が決まり、現在、実証実験が開始されている。
【0004】
さらに、耐マルチパス伝播特性に優れいてることから、公衆サービスや自営サービスの広帯域マルチメディア通信に適しているとして、米国のIEEE802.11や欧州のETSI−BRAN、そして日本のARIB−MMACなどで採用が決まりつつある伝送方式である。
【0005】
OFDM方式は、伝送するディジタルデータを互いに直交する多数の搬送波(サブキャリアと称する)に分散してそれぞれのサブキャリを変調する方式である。OFDM信号は、通常、各サブキャリアを多相PSK変調もしくは多値QAM変調し、これらサブキャリアを逆高速フーリェ変換(IFFT)を行なって生成される。
【0006】
このように逆高速フーリェ変換により生成された有限時間(ブロック)のOFDM信号をOFDM有効シンボルと呼び、これにマルチパス対策のためのOFDMシンボルの一部を複製したガードインターバルを付与してOFDMシンボルが生成される。
【0007】
ディジタル地上波放送システムでは、このOFDMシンボルを連続的に生成し、映像信号や音声信号を伝送フレームに乗せて伝送する。その際、同システムでは、伝送フレームの検出のために、伝送フレームの先頭に無信号のヌルシンボルを設け、比較的容易に伝送フレームの検出(同期)を実現している。
【0008】
元来、OFDM信号の時間波形は、雑音と同様な性質を持っているため、時間波形に特徴がない。そこで、放送システムでは、物理的に振幅が無い(受信信号が存在しない)信号としてヌルシンボルを挿入し、その存在を検出することで伝送フレームの同期を図っている。
【0009】
しかし、時分割多重(TDD)方式を採用した通信システムでは、送受信が同一周波数で行われる上、1つの伝送フレーム内に複数のユーザ用の送信期間(送信スロット)と複数のユーザ用の受信期間(受信スロット)が存在する。
これら送受信スロットは、必ずしも全部が使用されているわけではない。
【0010】
特に端末局(ユーザ)から基地局への送信に利用される送信スロットには、空きがある場合がある。これを基地局で見ると先述したヌルシンボルに相当するため、TDD方式を採用した通信システムでは、ヌルシンボルを伝送フレーム検出用に挿入することはできない。
【0011】
したがって、この場合には別途伝送フレーム検出用のシンボルが必要となる。米国で標準化されたOFDM方式を採用した無線LANシステム(IEEE802.11)では、伝送フレーム検出用に同一OFDM有効シンボルを連続して送信する方法(スタートシンボルと称する)が提案されている。
【0012】
この提案では、このスタートシンボルどうしの相関演算をすることにより、伝送フレームの検出を行う。また、この連続する2つのスタートシンボルは伝送フレーム検出の他に、OFDMシンボル同期や周波数オフセット検出、サンプリング位相誤差検出等に用いることができる。
【0013】
さらに、差動変調伝送の場合には、このスタートシンボルを基準位相シンボルとして用いることができる。これは、無線LANシステムがランダムアクセス方式を採用していること、そして1つの伝送フレームは1人のユーザしか利用しないためである。しかし、TDD方式の通信システムに適用する場合、同一の伝送フレーム内に複数のユーザの送信スロットと受信スロットが存在し、スロット同期を取るために各送受信スロット内の連続する2つのスタートシンボルを配置する構成となる。
【0014】
このような構成とすると、この連続する2つのスタートシンボルだけの相関演算結果だけでは、スロットの同期は実現できても伝送フレームの検出は実現できない。そこで、ヌルシンボルでもなく、さらに連続するスタートシンボルでもない伝送フレーム検出シンボルが必要となる。
【0015】
しかも、OFDM方式を採用していることから、現存する無線通信システムに頻繁に見られる時間軸上で変調されたユニークワードやプリアンブル等を伝送フレーム検出用に付与することは適切ではないとう問題点があった。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、TDD方式の通信システムにOFDM信号を適用した場合、複数の送受信スロットで構成する伝送フレームでは、スロットが存在しないことがあるため、ヌルシンボルを伝送フレーム検出に用いることができないという問題点があった。
【0017】
さらに、各スロットの先頭に位置するスロット同期のための少なくとも2つ以上の連続する同一のスタートシンボルを用いても伝送フレームの検出を行うことができないという問題点があった。
【0018】
また、OFDM信号の時間波形から同期情報を抽出するには、OFDMシンボルどうしの相関演算を利用する他は無い現状もある。
【0019】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、複数の送受信スロットで構成される伝送フレームを用いて通信を行う際に、ヌルシンボルではなく、かつ連続する複数のスタートシンボルでもない伝送フレーム検出用OFDMシンボルを伝送フレーム内に配置し、かつOFDMシンボルのガードインターバル相関処理やスタートシンボル相関処理と独立した相関処理で伝送フレームの検出が実現できるOFDM信号伝送方法、OFDM信号送信装置及びOFDM信号受信装置を提供する。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のOFDM信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルは、1つの前記伝送フレーム内に少なくとも2個以上が配置され、かつそれぞれが異なる信号波形を有することを特徴とする。
【0023】
このような構成とすることにより、OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理と独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0024】
さらに本発明のOFDM信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルは、1つの前記伝送フレーム内に少なくとも2種類以上を順次伝送し、かつこれを1つの前記伝送フレーム内で少なくとも2回以上繰り返すことを特徴とする。
【0025】
このような構成とすることにより、OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した同期処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0026】
さらに本発明のOFDM信号伝送方法は、順次伝送される複数の異なる伝送フレーム検出用OFDMシンボルが、1つの伝送フレーム内で繰り返し連続で伝送されることを特徴とする。
【0027】
このような構成とすることにより、OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理と独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0028】
また本発明のOFDM信号伝送方法において、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、伝送フレーム検出用OFDMシンボルが、直交周波数多重変調された有効シンボル期間内に構成されることを特徴とする。
【0029】
このような構成とすることにより、装置の簡略化が可能になると共に、冗長成分である伝送フレーム検出用OFDM伝送期間を短縮することが可能となる。
【0032】
また、本発明のOFDM信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置する配置伝送手順と、前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、前記配置伝送手順は、1つの前記伝送フレーム内に少なくとも2個以上、かつそれぞれが異なる信号波形を有する前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルを配置して伝送することを特徴とする。
【0033】
このような構成とすることにより、 OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0034】
また、本発明のOFDM信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置して伝送する配置伝送手順と、前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、前記配置伝送手順は、1つの前記伝送フレーム内で少なくとも2種類以上の前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルをそれぞれ順次配置して伝送することを2回以上繰り返すことを特徴とする。
【0035】
このような構成とすることにより、 OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0036】
また、本発明のOFDM信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置して伝送する配置伝送手順と、前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、前記配置伝送手順は、1つの前記伝送フレーム内で複数の異なる伝送フレーム検出用OFDMシンボルが、1つの伝送フレーム内で繰り返し連続伝送することを特徴とする。
【0037】
このような構成とすることにより、 OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0042】
また本発明のOFDM信号送信装置は、前記伝送フレーム検出用データ及び前記伝送フレーム検出用データ以外の情報データが入力され、前記伝送フレーム検出用データと前記情報データを順次隣接して伝送フレームを構成するようにデータ配列を行なうデータ配列手段と、前記データ配列手段により配列されたデータに基づいて、複数のサブキャリアを直交周波数分割多重変調することにより、順次隣接する伝送フレーム検出用OFDMシンボルと、前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルに続いて伝送される情報OFDMシンボルとによって構成される伝送フレームを生成する変調手段とを具備し、前記伝送フレーム検出用データが、伝送フレーム検出用OFDMシンボルを少なくとも2種類以上生成して、かつこれらを1つの前記伝送フレーム内で少なくとも複数回繰り返すことを特徴とする。
【0043】
このような構成とすることにより、 OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0044】
また本発明のOFDM信号受信装置は、伝送フレーム検出用データ及び伝送フレーム検出用データ以外の情報データに基づいて複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって変調され、伝送フレーム検出用OFDMシンボルと情報OFDMシンボルとを有する伝送フレームにより伝送されたOFDM信号を受信する受信手段と、受信手段により受信したOFDM信号を直交周波数分割多重復調して、情報OFDMシンボルから情報データを得る復調手段と、少なくとも伝送フレーム検出用OFDMシンボルの伝送期間の半分の期間だけ遅延させる遅延手段と、遅延手段の入出力を用いてOFDM信号の類似性を検出する類似性検出手段と、類似性検出手段の検出結果に基づいてOFDM信号内の伝送フレームの位置を逐次補正する伝送フレーム位置補正手段とを具備する。
【0045】
このような構成とすることにより、 OFDMシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0046】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明に係る伝送フレームとその構成例である。
【0047】
この実施例では、1つの伝送フレームは、伝送フレーム検出用シンボル(以下では、伝送フレーム同期シンボルと記述する)と受信フレームと送信フレームで構成される時分割多重/時分割多元接続方式を仮定している。
【0048】
伝送フレーム内の伝送フレーム同期シンボルは、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調されたOFDM信号である。それに続く受信フレームならびに送信フレームは、複数のユーザに割り当てられた複数の受信スロットと送信スロットから構成され、それぞれの送受信スロットは、伝送フレーム同期シンボルと同様に変調されたOFDM信号である。
【0049】
全てのOFDM信号が直交周波数分割多重変調されている。図1に示した伝送フレームには、伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭(送信フレームと受信フレームの間)に配置してあるが、この伝送フレーム同期シンボルは、受信フレームと送信フレームの間に配置しても良い。
【0050】
また、図1では伝送フレーム同期シンボルの詳細を示していないが、一例として少なくともそれぞれが異なる2種類以上のOFDM信号が挿入されており、場合によっては、それらを複数回繰り返して配置しても良いものとする。後述するが、例えばOFDM信号AとOFDM信号Bとを用い、A、Bと配置したり、A、B、A、Bと配置すると極めて効果的である。AとBとの関係は、位相回転の関係であっても良い。
【0051】
以上のように複数種のOFDM信号を伝送フレーム内に交互に配置することで、マルチパス伝播環境下で良好な同期特性を実現するために用いられる同一OFDM信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするように信号配置した伝送フレームにおいても本発明によって伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【0052】
また、TDD方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレームの検出とその維持ができる。
【0053】
図2は、本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例である。この実施例では、1つの伝送フレームをM個のOFDMシンボルで構成し、また1つのOFDMシンボルをN本の周波数サブキャリアで構成している。
【0054】
すなわち、1つの伝送フレームは、周波数方向にN個で時間方向にM個のデータによって構成される。本実施の形態においては、伝送フレームの先頭に伝送フレーム同期シンボルAを割り当て、その次に伝送フレーム同期シンボルBを、その次に伝送フレーム同期シンボルAまたは受信シンボルを、その次に伝送フレーム同期シンボルBまたは受信シンボルを、それぞれ割り当てる。
【0055】
すなわち、3番目からもしくは5番目から受信スロット用の受信シンボルが割り当てられ、それに引き続いて送信スロット用の送信シンボルが割り当てられる。本実施形態では、伝送フレーム同期シンボルAとBの2種類を使用し、かつそれらの組み合わせを1回または2回伝送する例を示しているが、このA、Bの組み合わせの伝送回数は、本実施形態に示す1回または2回に限定するものではなく、本発明の主旨からすれば1回以上で良い。
【0056】
さらに同図では、伝送フレーム同期シンボルは、AとBの2種類を用い、このシンボルAとBを交互に配置する構成を示しているが、本発明の主旨においては、この割り当て方法に限ったものではなく、伝送フレーム同期シンボルA、B、Cの3種を用い、シンボルA、B、Cとか、A,B、C、A、B、Cと割り当てても良い。
【0057】
同図では伝送フレームの先頭に伝送フレーム同期用シンボルを割り当ててあるが、伝送フレーム内であれば、割り当て位置は特別限定するものでもない。例えば、図1の説明と同様に、受信シンボル群(受信フレーム)と送信シンボル群(送信フレーム)との間に割り当てても良い。
【0058】
以上のように複数種の異なる伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、マルチパス伝播環境下で良好な同期特性を実現するために用いられる同一OFDM信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするように信号配置した伝送フレームにおいても、本発明により伝送フレームの同期が容易に実現できる。
【0059】
また、TDD方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【0060】
図3は、本発明に係る伝送フレームをOFDMシンボル信号で構成し、かつ伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例である。また、伝送フレーム同期用シンボルを有効シンボルFSS(A)やFSS(B)とガード期間GF(A)やGF(B)で具体的に示している。
【0061】
本実施形態では、伝送フレームの先頭にOFDMシンボル長(有効シンボル+ガード期間)の伝送フレーム同期シンボルAとBを交互に2回割り当て、その後に情報シンボルI(1)とI(2)が続く構成である。この実施形態では、2種類の伝送フレーム同期シンボルを2回伝送する構成を示しているが、本発明の主旨からすれば、2種類以上でかつ少なくとも1回以上を繰り返し伝送する構成であれば良いので、この実施形態の限りではない。
【0062】
また、情報シンボルとの境界に位置する伝送フレーム同期シンボルBは、差動変調を行なう際のスタートシンボルとして利用することもできる。
【0063】
以上のように複数種の異なるOFDMシンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、TDD方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【0064】
図4は、本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した実施例である。
【0065】
また、同図は、マルチパス伝播環境下で良好なスロットもしくはシンボル同期を実現するために同一OFDM信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするようにした有効シンボル長のスタートシンボルを2個連続的に割り当てた伝送フレームの構成例である。
【0066】
このような場合にも図3と同様に、伝送フレームシンボルを有効シンボルFSS(A)やFSS(B)とガード期間GF(A)やGF(B)を割り当てた構成をとる。同図の実施形態では、有効シンボルとガード期間からなるOFDMシンボルとして伝送フレーム同期シンボルAとBを交互に2回割り当て、これに引き続き有効シンボル長のスタートシンボルSSが2連続(SS(1)とSS(2))、その後に情報シンボルが配置されている。
【0067】
以上のように複数種の異なるOFDMシンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、TDD方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【0068】
また、本発明の主旨からすれば、図1乃至図3での説明と同様に、フレーム同期シンボルAとBは、それぞれ1回ずつ割り当て、その後にスタートシンボルを2個配置する構成でも、同様な効果が得られる。
【0069】
図5は、本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例である。また、伝送フレームシンボルを有効シンボルFSS(A)やFSS(B)だけで構成した場合を示している。本実施形態では、伝送フレームの先頭に有効シンボル長の伝送フレーム同期用シンボルAとBを交互に割り当て、それに引き続いて情報シンボル(1)と(2)が割り当てられている。
【0070】
この実施の形態では、2種類の伝送フレーム同期シンボルを用いているが、2種類以上でかつ1回以上を繰り返す構成であれば、この実施形態の限りではない。
【0071】
つまり、本発明の主旨によれば、FSS(A)、FSS(B)に引き続いてI(1)、I(2)でも良い。また、伝送フレーム同期シンボルBは、差動変調を行なう際のスタートシンボルに割り当てることもできる。
【0072】
以上のように複数種の異なる有効シンボル長の伝送フレーム同期シンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、TDD方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【0073】
図6は、本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレームの先頭に配置した実施例である。
【0074】
また、同図は、マルチパス伝播環境下で良好なスロットもしくはシンボル同期を実現するために同一OFDM信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするようにした有効シンボル長のスタートシンボルを連続して割り当てた伝送フレーム構成である。
【0075】
本実施形態では、伝送フレームシンボルを有効シンボルFSS(A)やFSS(B)だけを割り当てている。同図の実施の形態では、有効シンボル長の伝送フレーム同期シンボルAとBを交互に2回割り当て、これに引き続き有効シンボル長のスタートシンボルSSが2連続(SS(1)とSS(2))、その後に情報シンボルI(1)が配置されている構成であるが、本発明の主旨からすれば、伝送フレーム同期シンボルAとBを1回割り当て、これに引き続きスタートシンボルSSが2連続、その後に情報シンボルIを割り当てても良い。
【0076】
以上のように複数種の異なる有効シンボル長の伝送フレーム同期シンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、TDD方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【0077】
図7は、本発明に係るOFDM伝送装置、特に送信装置の構成およびOFDM信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための一実施例である。入力端子1を介して入力された情報データは、S/P変換器2によってパラレルデータに変換された後、シンボルマッピング回路3によってIデータ及びQデータからなる情報シンボルデータに変換される。
【0078】
この情報シンボルデータは、多相PSK信号や多値QAM信号である。シンボルマッピング回路3からの情報シンボルデータは、マルチプレクサ回路4に入力される。マルチプレクサ回路4には、読み出し専用メモリ(ROM)5,6からそれぞれ伝送フレーム同期シンボル用データAとBも入力されており、マルチプレクサ回路4は、図3や図5の伝送フレーム例に対応させてデータ配列手段7が情報シンボルデータ、伝送フレーム同期シンボル用データA、伝送フレーム同期シンボル用データBを切り換えてインターリーブ回路8に与える。
【0079】
インターリーブ回路8は必須機能ではないが、本実施例では含んでいる。インターリーブ回路8の出力は、IFFT(逆高速フーリェ変換)回路9に入力され、逆高速フーリェ変換により有効シンボル長の時間波形に変換される。ガード期間付加回路10では、マルチパス干渉歪みの影響を低減するためのガード期間を付加してD/A変換器11,12に出力する。
【0080】
ガード期間付加回路10では、必ずしもガード期間を付加するわけではない。図3に示した伝送フレーム例では、すべてのOFDM信号にガード期間が付加されているが、図4に示した伝送フレーム例では、スタートシンボルにガード期間が付加されてない。
【0081】
また、図5や図6の伝送フレーム同期シンボルにはガード期間が付加されない。D/A変換器11、12によりアナログ信号に変換されたOFDM信号は、LPF13、14で帯域制限(波形整形)し、直交変調回路15に入力される。
【0082】
直交変調回路15では、LPF13、14の出力を周波数混合器16、17により発振器18からの正弦波とπ/2位相器19からの余弦波により中間周波数に変換される。中間周波数に変換された周波数混合器16、17の出力は合成器20で合成され、BPF21で帯域制限される。
【0083】
BPF21の出力は、増幅器22で増幅され、シンセサイザ23と周波数混合器24により無線周波数に周波数変換される。周波数混合器24の出力は、BPF25で帯域制限され、RF信号として出力される。
【0084】
直交変調回路15の出力をRF信号に変換する部分を周波数変換回路26で示している。以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるOFDM信号で構成される伝送フレームが構成できる。
【0085】
図8は、本発明に係るOFDM伝送装置、特に送信装置の構成およびOFDM信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための別の実施形態である。入力端子1を介して入力された情報データは、S/P変換器2によってパラレルデータに変換された後、シンボルマッピング回路3によってIデータ及びQデータからなる情報シンボルデータに変換される。
【0086】
この情報シンボルデータは、多相PSK信号や多値QAM信号である。シンボルマッピング回路3からの情報シンボルデータは、インターリーブ回路8に入力される。インターリーブ回路8は必須機能ではないが、本実施例では含んだ構成を説明する。
【0087】
インターリーブ回路8の出力は、IFFT回路9にて逆フーリェ変換され、有効シンボル長の時間波形に変換される。ガード期間付加回路10では、マルチパス干渉歪みの影響を緩和するためのガード期間を付加してマルチプレクサ回路4に入力される。
【0088】
マルチプレクサ回路4には、読み出し専用メモリ(ROM)5、6からそれぞれ伝送フレーム同期シンボル用OFDM信号時間波形データAとBも入力されており、マルチプレクサ回路4は、図3や図5の伝送フレーム例に対応させてデータ配列手段7が情報シンボル、伝送フレーム同期シンボルA、伝送フレーム同期シンボルBを切り換えてD/A変換器11,12に出力する。情報シンボルにはガード期間付加回路10でガード期間が付加されるが、ROM5、6から読み出された伝送フレーム同期シンボルには、図5や図6に示すようにガード期間が付加されていない。
【0089】
D/A変換器11、12によりアナログ信号に変換されたOFDM信号は、LPF13、14で帯域制限(波形整形)し、直交変調回路15に入力される。直交変調回路15では、LPF13、14の出力を周波数混合器16、17により発振器18からの正弦波とπ/2位相器19からの余弦波により中間周波数に変換される。
【0090】
中間周波数に変換された周波数混合器16、17の出力は合成器20で合成され、BPF21で帯域制限される。BPF21の出力は、増幅器22で増幅され、シンセサイザ23と周波数混合器24により無線周波数に周波数変換される。
【0091】
周波数混合器24の出力は、BPF25で帯域制限され、RF信号として出力される。直交変調回路15の出力をRF信号に変換する部分を周波数変換回路26で示している。
【0092】
以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるOFDM信号で構成される伝送フレームが構成できる。
【0093】
図9は、本発明に係るOFDM伝送装置、特に受信装置の構成と受信動作を詳述するための一実施例である。入力端子31からRF信号が入力され、BPF32で帯域制限された後、増幅器33で増幅される。
【0094】
増幅されたRF信号は、シンセサイザ34と周波数混合器35により中間周波数に変換される。中間周波数に変換された受信信号は、イメージ除去のためにBPF36に入力される。
【0095】
帯域制限された信号は、増幅器37で増幅され、直交復調手段38に入力され、ベースバンド信号に変換される。直交復調手段38は、増幅器37の出力である中間周波数信号を発振器39からの出力とπ/2位相器40の出力と周波数混合器41、42によってベースバンド信号に変換される。
【0096】
周波数混合器41、42の出力は、LPF43、44で帯域制限され、A/D変換器45、46で離散系列に変換される。A/D変換された離散系列が本発明に従って生成された図3〜6に示す伝送フレームであると、全伝送フレーム同期シンボル長の半分の時間だけ遅延する遅延手段47に入力される。
【0097】
図3〜6に示す伝送フレーム例では、上述した時間だけ遅延した遅延手段47の出力と遅延手段47の入力とは、極めて類似しているため、この類似性を検出するための類似性検出手段48に入力される。
【0098】
例えば、この類似性手段では、相関演算が行われ、相関演算結果のピーク値を伝送フレーム同期基準時刻とする。類似性検出手段48の出力は、同期保護回路49にて同期外れが起こり難いような保護がなされ、この伝送フレームのタイミングをもってスイッチ回路50を動作させ、図1に示す受信フレーム(受信スロット群)だけを受信させる。
【0099】
スイッチ回路50を通過した受信OFDM信号からガード期間がガード期間除去回路51で除去され、FFT(高速フーリェ変換)回路52にて周波数サブキャリアに変換される。FFT回路52の出力は、デインターリーブ回路53でデインターリーブされ、デマルチプレクサ回路54において情報シンボルデータのみを選択してシンボルデマッピング回路55に与える。
【0100】
シンボルデマッピング回路55の出力は、P/S変換器56によりしりある情報データが再生される。同図で、遅延手段47と類似性検出手段48と保護手段49で伝送フレーム同期回路57を構成し、スイッチ手段50からP/S変換器56までの回路で復調手段58が構成される。
【0101】
以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるOFDM信号で構成される伝送フレームを受信した際に、伝送フレームの同期が実現でき、特にTDDで通信を行なう場合に正しく受信フレーム期間(受信スロット群)、すなわち受信OFDMシンボルを正確に受信できる。
【0102】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の送受信スロットで構成される伝送フレームを用いて通信を行う際に、ヌルシンボルではなく、かつ連続する複数のスタートシンボルでもない伝送フレーム用同期信号を伝送フレーム内に配置し、かつOFDMシンボルのガードインターバル相関処理やスタートシンボル相関処理と独立した相関処理で伝送フレームの同期が実現できるOFDM信号伝送方法、OFDM信号送信装置及びOFDM信号受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る伝送フレームとその構成例を説明する図。
【図2】本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例を説明する図。
【図3】本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図4】本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図5】本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図6】本発明に係る伝送フレームをOFDM信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図7】本発明に係るOFDM伝送装置、特に送信装置の構成およびOFDM信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための一実施例を詳述する図。
【図8】本発明に係るOFDM伝送装置、特に送信装置の構成およびOFDM信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための別の実施例を詳述する図。
【図9】本発明に係るOFDM伝送装置、特に受信装置の構成と受信動作を詳述するための一実施例を詳述する図。
【符号の説明】
1…入力端子
2…S/P変換器
3…シンボルマッピング回路
4…マルチプレクサ回路
5,6…ROM
7…データ配列手段
8…インターリーブ回路
9…IFFT回路
10…ガード期間付加回路
11,12…D/A変換器
13,14…LPF
15…直交変調回路
16,17…周波数混合器
18…発振器
19…π/2位相器
20…合成器
21・・・BPF
22…増幅器
23・・・シンセサイザ
24…周波数混合器
25…BPF
26…周波数変換回路
27・・・変調手段
Claims (9)
- OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号伝送方法において、
複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、
前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルは、1つの前記伝送フレーム内に少なくとも2個以上が配置され、かつそれぞれが異なる信号波形を有することを特徴とするOFDM信号伝送方法。 - OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号伝送方法において、
複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、
前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルは、1つの前記伝送フレーム内に少なくとも2種類以上を順次伝送し、かつこれを1つの前記伝送フレーム内で少なくとも2回以上繰り返すことを特徴とするOFDM信号伝送方法。 - 前記順次伝送される複数の異なる伝送フレーム検出用OFDMシンボルが、1つの前記伝送フレーム内で繰り返し連続で伝送されることを特徴とする請求項2記載のOFDM信号伝送方法。
- OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号伝送方法において、
複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、
前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルが、前記直交周波数多重変調された有効シンボル期間内に構成されることを特徴とするOFDM信号伝送方法。 - OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号伝送方法において、
複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置する配置伝送手順と、
前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、
前記配置伝送手順は、1つの前記伝送フレーム内に少なくとも2個以上、かつそれぞれが異なる信号波形を有する前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルを配置して伝送することを特徴とするOFDM信号伝送方法。 - OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号伝送方法において、
複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置して伝送する配置伝送手順と、
前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、
前記配置伝送手順は、1つの前記伝送フレーム内で少なくとも2種類以上の前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルをそれぞれ順次配置して伝送することを2回以上繰り返すことを特徴とするOFDM信号伝送方法。 - OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号伝送方法において、
複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用OFDMシンボルを、前記伝送フレーム内に配置して伝送する配置伝送手順と、
前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、
前記配置伝送手順は、1つの前記伝送フレーム内で複数の異なる伝送フレーム検出用OFDMシンボルが、1つの前記伝送フレーム内で繰り返し連続伝送することを特徴とするOFDM信号伝送方法。 - OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号送信装置において、
前記伝送フレーム検出用データ及び前記伝送フレーム検出用データ以外の情報データが入力され、前記伝送フレーム検出用データと前記情報データを順次隣接して伝送フレームを構成するようにデータ配列を行なうデータ配列手段と、
前記データ配列手段により配列されたデータに基づいて、複数のサブキャリアを直交周波数分割多重変調することにより、順次隣接する伝送フレーム検出用OFDMシンボルと、前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルに続いて伝送される情報OFDMシンボルとによって構成される伝送フレームを生成する変調手段とを具備し、
前記伝送フレーム検出用データが、前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルを少なくとも2種類以上生成して、かつこれらを1つの前記伝送フレーム内で少なくとも複数回繰り返すことを特徴とするOFDM信号送信装置。 - OFDM信号を伝送フレームを用いて伝送する通信システムのOFDM信号受信装置において、
伝送フレーム検出用データ及び伝送フレーム検出用データ以外の情報データに基づいて複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって変調され、伝送フレーム検出用OFDMシンボルと情報OFDMシンボルとを有する伝送フレームにより伝送されたOFDM信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記OFDM信号を直交周波数分割多重復調して、前記情報OFDMシンボルから情報データを得る復調手段と、
少なくとも前記伝送フレーム検出用OFDMシンボルの伝送期間の半分の期間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段の入出力を用いて前記OFDM信号の類似性を検出する類似性検出手段と、
前記類似性検出手段の検出結果に基づいて前記OFDM信号内の前記伝送フレームの位置を逐次補正する伝送フレーム位置補正手段とを具備したことを特徴とするOFDM信号受信装置。
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