JP4237680B2 - Ofdm信号送信装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1に示されるように、本発明の第1の実施形態に従うOFDMシステムでは、複数の送信アンテナ101a,101bを有するOFDM信号送信装置100からそれぞれOFDM信号が送信される。送信されたOFDM信号は、複数の受信アンテナ201a,201bを有するOFDM信号受信装置200によって受信される。ここでは、OFDM信号送信装置100が二つの送信アンテナ101a,101bを有し、OFDM信号受信装置200が二つの受信アンテナ201a,201bを有する場合について述べるが、これに限られず、3つ以上の送信アンテナ及び受信アンテナを有する場合にも本発明は有効である。
第1の実施形態では、データを送信するためのデータサブキャリアとは別に、周波数オフセットやクロックオフセットの残留位相誤差の補償に用いる既知信号を送信するためのパイロットサブキャリアが用いられる。すなわち、受信時にはパイロットサブキャリアにより送信されてくる既知信号を用いて残留位相誤差の検出及び補償を行う。
パイロットサブキャリア挿入部106では、シリアル・パラレル変換器105aからの第1データサブキャリア及びシリアル・パラレル変換器105bからの第2データサブキャリアは、IFFTユニット107a及び107bへそのまま出力される。このとき第1データサブキャリアの間及び第2データサブキャリアの間に、それぞれ少なくとも一つの第1パイロットサブキャリア及び第2パイロットサブキャリアが挿入される。本実施形態では、第1パイロットサブキャリア及び第2パイロットサブキャリアはそれぞれ4つ存在する。
第2の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106は、図12に示されるように、第1パイロットサブキャリア及び第2パイロットサブキャリアのための極性データを格納したROM121a及び121bと、サブキャリアパターン制御器122が追加されている。ROM121a及び121bには、図13に例示されているように第1パイロットサブキャリアの極性Sa(1)〜Sa(4)を表す極性データ及び第2パイロットサブキャリアの極性Sb(1)〜Sb(4)を表す極性データが3パターン(パターンA,パターンB及びパターンC)ずつ格納されている。ROM121a及び121bからパターンA,パターンB及びパターンCのいずれの極性データを読み出すかは、ROM121a及び121bに与えるアドレスデータによって決定される。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、前回送信した無線パケットがエラーを起こし、再送パケットを送信する際にだけパイロットサブキャリアの極性パターンを変化させる。図14に示されるように、第3の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106では、図12における無線パケットカウンタ123が再送検出器124に置き換えられていること以外は、図12に示したパイロットサブキャリア挿入部106と同様である。
本発明の第4の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106では、図16に示されるように送信アンテナ101a及び101bにそれぞれ対応して二つのPN系列発生器110a及び110bが設けられる。第1PN系列発生器110aでは、送信アンテナ101aから送信される第1パイロットサブキャリアを変調する第1PN系列PNaが発生される。第2PN系列発生器110bでは、送信アンテナ101bから送信される第2パイロットサブキャリアを変調する第2PN系列PNbが発生される。
本発明の第5の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106は、図19に示されるように図12に示した第2の実施形態または図14に示した第3の実施形態と、図16に示した第4の実施形態を組み合わせている。すなわち、第5の実施形態では送信アンテナ毎にパイロットサブキャリアの極性が異なっており、さらに送信アンテナ毎にパイロットサブキャリアを変調するPN系列が異なっている。従って、パイロットサブキャリアのベースバンド信号は、送信アンテナ101a及び101bに対してそれぞれ次のように書くことができる。
本発明の第6の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106では、図21に示されるようにPN系列発生器110a及び110bからのPN系列が送信ダイバーシチ回路125a及び125bに入力されることによって、パイロットサブキャリアは次のように送信される。
式(16)〜(19)から分かるように、ここでは2シンボル時間を使ってダイバーシチ送信を行っているので、1シンボルのみを受信しただけではダイバーシチ利得が得られない。図23は、−k+4番目のサブキャリアが式(16)〜(19)を用いて変調された場合の信号を示している。図23に示すように、シンボル1では1シンボルのみを受信した信号で残留位相誤差の検出を行うが、2シンボル目からは前回受信したシンボルを利用できるため、シンボル1とシンボル2の受信信号を用いてシンボル2の残留位相誤差の検出を行うことが可能である。同様に、シンボル2とシンボル3の受信信号を用いてシンボル3の残留位相誤差の検出を行うことも可能である。すなわち、二つのシンボル間をオーバラップさせて、位相誤差の検出を行うことが可能である。なお、全ての残留位相誤差検出を現在受信している単一シンボルのみを用いて行うことも可能である。
本発明の第7の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106では、図24に示されるようにパイロットサブキャリアとデータサブキャリアの位置を送信アンテナ101a及び101bで異ならせるためのサブキャリア配置装置126a及び126bが設けられる。サブキャリア配置装置126a及び126bはパイロットサブキャリアとデータサブキャリアの場所が送信アンテナで異なっていることである。次に図24を参照してパイロットサブキャリア挿入部607の具体的な説明をする。
本発明では、一つの無線パケットの中で単一のアンテナからデータを送信する部分と、複数のアンテナからデータを送信する部分が混在する無線パケットを受信する場合にも、残留位相誤差の補償を正確に行うことが可能である。Jan Boerらによって“Backwards compatibility,” IEEE 802.11-03/714r0で提案された無線通信用プリアンブル信号案によると、図26に示されるように、まず一つの送信アンテナ101aから時間同期、周波数同期及びAGCに用いるショートプリアンブル列x01、伝送路応答推定用のロングプリアンブル列x02、無線パケットの変調方式や長さを示すフィールドを含む第1シグナルフィールドx03を送信し、引き続きIEEE 802.11nで用いる第2シグナルフィールドx04を送信する。なお、第2シグナルフィールドには、多重化される送信アンテナの数や、多重化方法などが記載されている。次に、送信アンテナ101bから伝送路応答推定用のロングプリアンブル列x05,を順に送信する。このようにしてプリアンブル信号の送信が終了した後に、複数の送信アンテナ101a及び101bから送信データx08,x09を同時に送信する。
本発明の第9の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106では、図30に示されるように送信アンテナ105A及び105B毎かつサブキャリア毎にPN系列発生器110a1〜110a4及び110b1〜110b4が設けられる。PN系列発生器110a1〜110a4では、送信アンテナ101aから送信される1〜4番目の第1パイロットサブキャリアを変調するPN系列PNa1〜PNa4がそれぞれ発生される。一方、PN系列発生器110b1〜110b4では、送信アンテナ101bから送信される1〜4番目の第2パイロットサブキャリアを変調するPN系列PNb1〜PNb4がそれぞれ発生される。
次に、図33を用いて本発明の第10の実施形態に従うパイロットサブキャリア挿入部106について説明する。第10の実施形態は図16に示した第4の実施形態の変形であり、図16との相違点はパイロットサブキャリア挿入部106に各送信アンテナに対応してスイッチ408a及び408bが備えられていることである。次に、第10の実施形態における具体的なパイロットサブキャリアの送信方法について説明する。
101a,101b…送信アンテナ;
102…符号化器;
103…シリアル・パラレル変換器;
104a,104b…変調器;
105a,105b…シリアル・パラレル変換器;
106…パイロットサブキャリア挿入部;
107a,107b…IFFTユニット;
201a,201b…受信アンテナ;
202a,202b…FFTユニット;
203…干渉除去回路;
204…残留位相誤差検出器;
205a,205b…位相補償ユニット;
206…パラレル・シリアル変換器;
207…復号化器
Claims (14)
- 複数の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するためのパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、前記複数の送信アンテナから送信される第一の周波数のパイロットサブキャリアについての極性を要素とする第一のベクトルと、前記複数の送信アンテナから送信される第二の周波数のパイロットサブキャリアについての極性を要素とする第二のベクトルとが異なるように極性を示すデータを設定するものであって、
前記極性を示すデータと特定の信号系列との積を用いて、前記パイロットサブキャリアで送信される前記パイロット信号を生成することを特徴するOFDM信号送信装置。 - 複数の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するためのパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、前記複数の送信アンテナから送信される第一の周波数のパイロットサブキャリアで形成された第一の指向性ビームと、前記複数の送信アンテナから送信される第二の周波数のパイロットサブキャリアで形成された第二の指向性ビームの方向が異なる方向を向くように極性を示すデータを設定するものであって、
前記極性を示すデータと特定の信号系列との積を用いて、前記パイロットサブキャリアで送信される前記パイロット信号を生成することを特徴するOFDM信号送信装置。 - 複数の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するためのパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、第一の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第一のパイロット信号と、第二の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第二のパイロット信号の受信電力が異なるように極性を示すデータを設定するものであって、
前記極性を示すデータと特定の信号系列との積を用いて、前記パイロットサブキャリアで送信される前記パイロット信号を生成することを特徴するOFDM信号送信装置。 - 複数の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するためのパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、前記複数の送信アンテナから送信される第一の周波数のパイロットサブキャリアで構成される第一のベクトルと、前記複数の送信アンテナから送信される第二の周波数のパイロットサブキャリアで構成される第二のベクトルとが直交するように極性を示すデータを設定するものであって、
前記極性を示すデータと特定の信号系列との積を用いて、前記パイロットサブキャリアで送信される前記パイロット信号を生成することを特徴するOFDM信号送信装置。 - 第一の送信アンテナと第二の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するためのパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、(a)第一の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第一のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナからそれぞれ送信されるパイロット信号の位相差が0°であり、(b)第二の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第二のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナからそれぞれ送信されるパイロット信号の位相差が180°であり、(c)第三の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第三のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナからそれぞれ送信されるパイロット信号の位相差が0°であり、(d)第四の周波数で送信されるパイロットサブキャリアにより送信される第四のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナからそれぞれ送信されるパイロット信号の位相差が180°であるように極性を示すデータを設定するものであって、
前記極性を示すデータと特定の信号系列との積を用いて、前記パイロットサブキャリアで送信される前記パイロット信号を生成することを特徴するOFDM信号送信装置。 - 第一の送信アンテナと第二の送信アンテナと第三の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するためのパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、(a)第一の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第一のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差および第二の送信アンテナと第三の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差がそれぞれ0°および180°であり、(b)第二の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第一のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差および第二の送信アンテナと第三の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差が共に180°であり、(c)第三の周波数で送信されるパイロットサブキャリアにより送信される第一のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差および第二の送信アンテナと第三の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差がそれぞれ180°及び0°であり、(d)第四の周波数のパイロットサブキャリアにより送信される第一のパイロット信号については第一の送信アンテナと第二の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差および第二の送信アンテナと第三の送信アンテナから送信されるパイロット信号の位相差が共に0°であるように極性を示すデータを設定するものであって、
前記極性を示すデータと特定の信号系列との積を用いて、前記パイロットサブキャリアで送信される前記パイロット信号を生成することを特徴するOFDM信号送信装置。 - 前記生成手段は、PN系列を発生するPN系列発生部と、複数の極性パターンのうち、第1の極性パターンに対応する第1の極性データを記憶する第1の記憶部と、前記第1の極性パターンと異なる第2の極性パターンに対応する第2の極性データを記憶する第2の記憶部と、前記PN系列に前記第1の極性データを乗算して第1パイロットサブキャリアで送信される信号を生成する第1乗算ユニットと、前記PN系列に前記第2の極性データを乗算して第2パイロットサブキャリアで送信されるパイロット信号を生成する第2乗算ユニットとを有する請求項1乃至6のいずれか1項に記載のOFDM信号送信装置。
- 前記OFDM信号送信装置で送るべき送信データはパケット化されており、前記生成手段は、前記第1の極性パターン及び第2の極性パターンを前記送信データのパケット毎に変化させるサブキャリアパターン制御手段を有する請求項7に記載のOFDM信号送信装置。
- 前記送信データは再送パケットを含み、前記生成手段は、前記送信データが前記再送パケットの場合に前記第1の極性パターン及び第2の極性パターンを変化させるサブキャリアパターン制御手段を有する請求項7に記載のOFDM信号送信装置。
- 前記第1パイロットサブキャリアで送信されるパイロット信号は第1のPN系列に基づいて生成され、前記第2パイロットサブキャリアで送信されるパイロット信号は第1のPN系列と異なる第2のPN系列に基づいて生成される請求項7に記載のOFDM信号送信装置。
- 複数の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するための複数のパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段には、第1パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列を発生する第1のPN系列発生部と、第1パイロットサブキャリアとは別の周波数の第2パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列を発生する第2のPN系列発生部とを備えることにより、前記パイロットサブキャリア毎にパイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列を異ならせたことを特徴とするOFDM信号送信装置。 - 前記第1のPN系列発生部は、前記パイロットサブキャリア毎に前記第1パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列を発生し、前記第2のPN系列発生部は、前記パイロットサブキャリア毎に前記第2パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列を発生することを特徴とする請求項11記載のOFDM信号送信装置。
- 前記第1のPN系列発生部は、前記第1パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列として前記複数のパイロットサブキャリアにそれぞれ対応する値を持つ単一の第1PN系列を発生し、前記第2のPN系列発生部は、前記第2パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供するPN系列として前記複数のパイロットサブキャリアにそれぞれ対応する値を持つ単一の第2PN系列を発生することを特徴とする請求項12記載のOFDM信号送信装置。
- 複数の送信アンテナを用いてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信するOFDM信号送信装置において、前記OFDM信号の一部のサブキャリアが、パイロット信号を送信するための複数のパイロットサブキャリアとして用いられ、残りのサブキャリアが、データ信号を送信するためのデータサブキャリアとして用いられるように各サブキャリアで送信される信号を生成する生成手段を備え、
前記生成手段は、第1パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供する第1の信号系列を発生する第1の信号系列発生部と、前記第1パイロットサブキャリアとは別の周波数の第2パイロットサブキャリアで送信される信号の生成に供する信号系列であって、前記第1の信号系列と異なる第2の信号系列を発生する第2の信号系列発生部とを備えたことを特徴とするOFDM信号送信装置。
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