JP2006229915A - Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver - Google Patents

Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver Download PDF

Info

Publication number
JP2006229915A
JP2006229915A JP2005078053A JP2005078053A JP2006229915A JP 2006229915 A JP2006229915 A JP 2006229915A JP 2005078053 A JP2005078053 A JP 2005078053A JP 2005078053 A JP2005078053 A JP 2005078053A JP 2006229915 A JP2006229915 A JP 2006229915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
pulse
pulse waveform
output
multicarrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005078053A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Suzuki
博 鈴木
Satoshi Suyama
聡 須山
Kazuhiko Fukawa
和彦 府川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Institute of Technology NUC
Original Assignee
Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Institute of Technology NUC filed Critical Tokyo Institute of Technology NUC
Priority to JP2005078053A priority Critical patent/JP2006229915A/en
Publication of JP2006229915A publication Critical patent/JP2006229915A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmitter and receiver of a pulse shaping multicarrier system. <P>SOLUTION: The transmitter and receiver is constituted of a pulse shaping multicarrier transmitter which generates a multicarrier signal shaped by the pulse waveform from an error correction coded modulation signal using an IFFT unit and a pulse waveform multiplier which weights output of the IFFT unit by the pulse waveform and a pulse shaping multicarrier receiver which realizes a matching filter by the pulse waveform to a receiving signal, outputs receiving signals of each subcarrier and removes inter symbol interference generated in output of the receiving signals by repeatedly operating a turbo equalizer, an error correction decoder and a channel estimation unit using the pulse waveform multiplier and an FFT unit, pulse shaping multicarrier transmission in which an amount of calculation is sharply reduced is realized using the IFFT unit and the FFT unit of the pulse shaping multicarrier transmitter/receiver and the inter symbol interference generated in the receiving signal is removed by the pulse shaping multicarrier receiver. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は,パルス整形マルチキャリア送受信機に関するものである.  The present invention relates to a pulse-shaped multicarrier transceiver.

無線通信において,無線伝搬路で発生するマルチパスによる遅延を軽減する技術として直交周波数分割多重(OFDM)方式が注目されている.OFDMでは,逆高速フーリエ変換 (IFFT)と高速フーリエ変換(FFT)を用いることで非常に少ない計算量で直交マルチキャリア伝送を行うことができ,また,ガード・インターバルを導入することで,符号間干渉が発生しないようにしている.そのため,マルチパス遅延が観測される周波数選択性フェージング環境においても高信頼な高速伝送を実現できる.In wireless communications, the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system is attracting attention as a technique to reduce the delay caused by multipaths that occur in the wireless channel. In OFDM, orthogonal multicarrier transmission can be performed with a very small amount of computation by using inverse fast Fourier transform (IFFT) and fast Fourier transform (FFT), and by introducing a guard interval, Interference is prevented from occurring. Therefore, high-speed transmission with high reliability can be realized even in the frequency selective fading environment where multipath delay is observed.

OFDMのスペクトラムは,各サブキャリアの変調信号をsinc関数でスペクトラム整形し,それを重ね合わせることで構成されるため,サイドローブを低く抑えることが難しい.そのため,特定のサブキャリアを抜いても深いキャリアホールを生成することはできない.また,不要な帯域外漏洩電力が大きくなるため,他のシステムに影響を与えないように十分大きなガードバンドを用意する必要がある.Since the spectrum of OFDM is configured by shaping the spectrum of each subcarrier modulation signal with a sinc function and overlaying it, it is difficult to keep the side lobe low. Therefore, deep carrier holes cannot be generated even if specific subcarriers are removed. Also, since unnecessary out-of-band leakage power increases, it is necessary to prepare a sufficiently large guard band so as not to affect other systems.

より周波数利用効率が優れたマルチキャリア方式としてガウスパルス波形でスペクトラム整形を行うマルチキャリア伝送方式が非特許文献1で提案されている.この方式では,ガウスパルス波形で整形されたスペクトラムが重なるように各サブキャリアを配置することで周波数利用効率を高めた方式である.Non-Patent Document 1 proposes a multi-carrier transmission system that performs spectrum shaping with a Gaussian pulse waveform as a multi-carrier system with better frequency utilization efficiency. In this method, the frequency utilization efficiency is improved by arranging each subcarrier so that the spectrum shaped by the Gaussian pulse waveform overlaps.

しかしながら,この方式では送信機においてガウスパルス波形でスペクトラム整形する際に,各サブキャリアにおいて変調信号系列に対してガウスパルスで畳み込み積分を行い,その後,キャリアを乗算する必要があるため,多くの乗算回数が必要となる.この計算量はIFFTでキャリア乗算を置き換えられるOFDMに比べて非常に多いものとなるため,ハードウェアによる実現性が乏しいという問題があった.受信機においても同様の問題がある.However, in this method, when spectrum shaping is performed with a Gaussian pulse waveform in the transmitter, it is necessary to perform convolution integration with the Gaussian pulse on the modulated signal sequence in each subcarrier, and then multiply the carrier. Number of times is required. The amount of calculation is much larger than that of OFDM, which can replace carrier multiplication by IFFT, so there is a problem that the realization by hardware is poor. There is a similar problem in the receiver.

また,従来のガウス形マルチキャリア方式では,スペクトラムが重なるサブキャリア間で符号間干渉が発生するため,これを除去する等化器が必要不可欠となる.この等化器を動作させるには,送受信機間のチャネルのインパルス応答を推定する必要がある.しかしながら,非特許文献1では具体的なチャネル推定方法が示されていない.また,チャネル推定も符号間干渉の影響を受けるため,推定精度の劣化が問題となる.
野村,鈴木,須山,府川,「電力線通信用ガウス形マルチキャリア変復調方式」 電子情報通信学会技術報告CS2004−92,2004年,10月.
In the conventional Gaussian multicarrier system, intersymbol interference occurs between subcarriers with overlapping spectra, and an equalizer that eliminates this is essential. In order to operate this equalizer, it is necessary to estimate the impulse response of the channel between the transceiver. However, Non-Patent Document 1 does not show a specific channel estimation method. Since channel estimation is also affected by intersymbol interference, degradation of estimation accuracy becomes a problem.
Nomura, Suzuki, Suyama, Fukawa, “Gaussian multicarrier modulation / demodulation method for power line communication” IEICE Technical Report CS 2004-92, October, 2004.

従来手法であるガウスパルス波形に限らず,一般的なパルス波形でスペクトル整形を行うマルチキャリア方式には以下のような欠点がある.
1.パルス波形の畳み込み積分やキャリア乗算に非常に多くの乗算回数が必要となる.
2.パルス整形されたサブキャリアが直交しない場合には,チャネル推定が符号間干渉 の影響を受けるため,推定精度が劣化し,その結果,等化器の干渉除去性能が劣化 する.
以上の点を考慮すると,計算量を非常に少なく抑え,符号間干渉によるチャネル推定の劣化を補償できるパルス整形マルチキャリア方式は存在しない.
Not only the conventional Gaussian pulse waveform but also the multi-carrier method that performs spectrum shaping with a general pulse waveform has the following drawbacks.
1. A large number of multiplications are required for convolution integration and carrier multiplication of the pulse waveform.
2. If the pulse-shaped subcarriers are not orthogonal, the channel estimation is affected by intersymbol interference, which degrades the estimation accuracy and, as a result, the equalizer's interference cancellation performance.
Considering the above points, there is no pulse-shaping multicarrier scheme that can suppress the computational complexity very much and compensate for the degradation of channel estimation due to intersymbol interference.

本発明は,このような課題に鑑みてなされたものであり,パルス波形によりスペクトラム整形を行うマルチキャリア伝送方式において,計算量を非常に少なく抑え,さらに,符号間干渉によって劣化するチャネル推定の精度を向上できるパルス整形マルチキャリア方式の送信機及び受信機を提供することを目的とする.  The present invention has been made in view of such problems. In a multicarrier transmission system that performs spectrum shaping using a pulse waveform, the amount of calculation is extremely reduced, and the accuracy of channel estimation deteriorated due to intersymbol interference. The purpose of this study is to provide a pulse-shaping multicarrier transmitter and receiver that can improve the frequency.

本発明のIFFT器と,その出力をパルス波形で重み付けするパルス波形乗算器とを用いて,誤り訂正符号化された変調信号からパルス波形でスペクトラム整形されたマルチキャリア信号を生成するパルス整形マルチキャリア送信機と,前記パルス波形乗算器と,FFT器とを用いて,受信信号に対するパルス波形による整合フィルタを実現して各サブキャリアの受信信号を出力し,その出力に発生する符号間干渉を,ターボ等化器と誤り訂正復号器とチャネル推定器とを繰り返し動作させることで除去するパルス整形マルチキャリア受信機とから構成されており,前記パルス整形マルチキャリア送信機の前記IFFT器と,前記パルス整形マルチキャリア受信機の前記FFT器とを用いることで,計算量を大幅に削減したパルス整形マルチキャリア伝送を実現でき,前記パルス整形マルチキャリア受信機により受信信号に発生する符号間干渉を除去することで,良好なチャネル推定及び信号検出を行えることにより上述目的は達成される.Pulse shaping multicarrier for generating a multicarrier signal spectrum-shaped with a pulse waveform from an error correction coded modulation signal using the IFFT device of the present invention and a pulse waveform multiplier for weighting the output with a pulse waveform Using the transmitter, the pulse waveform multiplier, and the FFT unit, a matched filter based on the pulse waveform for the received signal is realized, the received signal of each subcarrier is output, and the intersymbol interference generated at the output is A pulse shaping multi-carrier receiver that removes a turbo equalizer, an error correction decoder, and a channel estimator by repeatedly operating, the IFFT unit of the pulse shaping multi-carrier transmitter, and the pulse By using the FFT unit of the shaped multicarrier receiver, the pulse shaping multi It can be realized Yaria transmission, by removing the inter-symbol interference occurring in the received signal by the pulse shaping multicarrier receiver, above object is achieved by enabling a good channel estimation and signal detection.

また,本発明の上述目的は,前記パルス整形マルチキャリア送信機は,巡回冗長検査(CRC)符号器と,誤り訂正符号器と,インタリーバと,シリアル・パラレル変換器と,N(Nは正の整数)個の信号点マッピング器と,マルチプレクサと,前記IFFT器と,パラレル・シリアル変換器と,(2M−1)(Mは正の整数)個の遅延器と,2M個の前記パルス波形乗算器と,加算器とから構成されることにより,或いは,前記CRC符号器は,送信する情報ビット系列を入力し,CRC符号化を行って情報ビット系列にCRC符号を付加したビット系列を出力するようにし,前記誤り訂正符号器は,前記ビット系列を入力し,誤り訂正符号化を行って,符号化されたビット系列を出力するようにし,前記インタリーバは,前記符号化されたビット系列を入力し,インタリーブされたビット系列を出力するようにし,前記シリアル・パラレル変換器は,前記インタリーブされたビット系列を入力し,N個の系列にパラレル変換されたビット系列を出力するようにし,前記信号点マッピング器は,各サブキャリアにおいて前記パラレル変換されたビット系列を信号点にマッピングし,変調信号を出力するようにし,前記マルチプレクサは,前記変調信号と,送受信機間で既知なパイロット信号とを入力し,それぞれの信号を時間多重して出力するようにし,前記IFFT器は,前記変調信号または前記パイロット信号を逆高速フーリエ変換して時間領域のマルチキャリア信号に変換して出力するようにし,前記パラレル・シリアル変換器は,パラレルに出力された前記マルチキャリア信号をシリアルに変換して出力するようにし,前記遅延器は,シリアルに変換された前記マルチキャリア信号をフーリエ変換の周期分遅延させたマルチキャリア信号を出力するようにし,前記パルス波形乗算器は,前記遅延させたマルチキャリア信号に対して,パルス波形を乗算して出力するようにし,前記加算器は,2M個の前記パルス波形乗算器の出力を合成し,パルス整形マルチキャリア信号を出力することにより,或いは,前記パルス整形マルチキャリア送信機において,パルス波形が実数対称パルス波形の場合には,2M個のパルス波形乗算器をM個の前記パルス波形乗算器と符号反転器と遅延器とに置き換えることにより,或いは,前記パルス整形マルチキャリア受信機は,(2M−1)個の遅延器と,2M個のパルス波形乗算器と,加算器と,シリアル・パラレル変換器と,前記FFT器と,前記チャネル推定器と,前記ターボ等化器と,デインタリーバと,前記誤り訂正復号器と,CRC復号器と,繰り返し制御器と,繰り返しスイッチと,インタリーバとから構成され,前記ターボ等化器は,減算器と,N個の信号検出器と,パラレル・シリアル変換器と,信号点マッピング器と,干渉レプリカ生成器とから構成されることにより,或いは,前記遅延器は,受信信号をフーリエ変換の周期分遅延させた受信信号を出力するようにし,前記パルス波形乗算器は,前記遅延させた受信信号に対してパルス波形を乗算してパルス波形によるスペクトラム整形後の受信信号を出力するようにし,前記加算器は,2M個の前記パルス波形乗算器の出力である前記パルス波形によるスペクトラム整形後の受信信号を合成し,FFT用受信信号を出力するようにし,前記シリアル・パラレル変換器は,前記FFT用受信信号をパラレルに変換して出力するようにし,前記FFT器は,パラレル変換された前記FFT用受信信号を高速フーリエ変換して周波数領域のサブキャリア受信信号に変換して出力するようにし,前記チャネル推定器は,前記サブキャリア受信信号と前記パイロット信号を入力し,送受信機間のチャネルのインパルス応答と周波数応答を最小2乗法により推定し,チャネル推定値を出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記減算器は,前記サブキャリア受信信号と,干渉レプリカ生成器で生成された干渉レプリカとを入力し,前記サブキャリア受信信号から前記干渉レプリカを減算した干渉除去後のサブキャリア受信信号を出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記信号検出器は,前記干渉除去後のサブキャリア受信信号を入力し,各サブキャリアにおいて前記チャネル推定値を用いて信号検出を行い,軟判定値を出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記パラレル・シリアル変換器は,各サブキャリアにおける前記軟判定値をシリアルに変換して出力するようにし,前記デインタリーバは,シリアルに変換された前記軟判定値を入力し,デインタリーブして,出力するようにし,前記誤り訂正復号器は,デインタリーバ後の前記軟判定値を入力し,誤り訂正復号して受信ビット系列と前記帰還軟判定値を出力するようにし,前記CRC復号器は,前記受信ビットを入力し,CRC復号を行ってパケット中の判定誤りを検出して,判定誤りが検出された場合には,誤り検出結果を出力し,判定誤りが検出されなかった場合には.誤り検出結果と受信ビットを出力するようにし,前記繰り返し制御器は,前記誤り検出結果を入力し,判定誤りが検出された場合には,前記繰り返しスイッチを入れて前記帰還軟判定値を前記インタリーバに入力して,前記チャネル推定器と,前記ターボ等化器と,前記誤り訂正復号器とを再び動作させる繰り返し制御を行うようにし,前記インタリーバは,前記帰還軟判定値を入力し,インタリーブして,出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記信号点マッピング器は,インタリーブ後の前記帰還軟判定値を入力し,変調信号の期待値を生成して出力するようにし,前記干渉レプリカ生成器は,前記変調信号の期待値とチャネル推定値を用いて干渉レプリカを生成して出力することにより,或いは,前記チャネル推定器は,前記干渉除去後のサブキャリア受信信号に対して,パイロット信号または前記変調信号の期待値を用いて最小2乗法によりチャネル推定を行い,前記チャネルのインパルス応答を推定することにより,或いは,前記パルス整形マルチキャリア送信機と前記パルス整形マルチキャリア受信機においてパルス整形サブキャリアをハニカム配置することを特徴としたことにより一層効果的に達成される.  The above-mentioned object of the present invention is that the pulse shaping multicarrier transmitter includes a cyclic redundancy check (CRC) encoder, an error correction encoder, an interleaver, a serial / parallel converter, and N (N is a positive number). (Integer) signal point mapper, multiplexer, IFFT unit, parallel-serial converter, (2M-1) (M is a positive integer) delay unit, and 2M pulse waveform multiplication Or an adder, or the CRC encoder inputs an information bit sequence to be transmitted, performs CRC encoding, and outputs a bit sequence obtained by adding a CRC code to the information bit sequence The error correction encoder receives the bit sequence, performs error correction encoding, and outputs an encoded bit sequence, and the interleaver performs the encoding. A bit sequence is input and an interleaved bit sequence is output, and the serial / parallel converter is configured to input the interleaved bit sequence and output a bit sequence parallel-converted into N sequences. And the signal point mapper maps the parallel-converted bit sequence in each subcarrier to a signal point and outputs a modulated signal. The multiplexer is known between the modulated signal and the transceiver. The pilot signal is input, and each signal is time-multiplexed and output. The IFFT unit converts the modulated signal or the pilot signal into a time-domain multicarrier signal by performing inverse fast Fourier transform. The parallel / serial converter is configured to output the multi-carrier signal output in parallel. The signal is converted to serial and output, and the delay unit outputs a multicarrier signal obtained by delaying the serially converted multicarrier signal by a period of Fourier transform, and the pulse waveform multiplier The delayed multicarrier signal is multiplied by a pulse waveform and output, and the adder synthesizes the outputs of 2M pulse waveform multipliers and outputs a pulse shaped multicarrier signal. Alternatively, in the pulse shaping multi-carrier transmitter, when the pulse waveform is a real symmetric pulse waveform, 2M pulse waveform multipliers are connected to the M pulse waveform multipliers, a sign inverter, a delay unit, Or the pulse shaping multi-carrier receiver has (2M-1) delay units and 2M pulse waveform multipliers. , Adder, serial / parallel converter, FFT unit, channel estimator, turbo equalizer, deinterleaver, error correction decoder, CRC decoder, and iterative control , A repetitive switch, and an interleaver. The turbo equalizer includes a subtractor, N signal detectors, a parallel-serial converter, a signal point mapper, an interference replica generator, Or the delay unit outputs a reception signal obtained by delaying the reception signal by a Fourier transform period, and the pulse waveform multiplier applies a pulse to the delayed reception signal. The waveform is multiplied to output a received signal after spectrum shaping by a pulse waveform, and the adder is an output of the 2M pulse waveform multipliers. The received signal after spectrum shaping is synthesized and the received signal for FFT is output. The serial / parallel converter converts the received signal for FFT into parallel output and the FFT unit The FFT received signal converted in parallel is fast Fourier transformed to be converted into a frequency-domain subcarrier received signal, and the channel estimator inputs the subcarrier received signal and the pilot signal, The impulse response and frequency response of the channel between the transmitter and the receiver are estimated by the least square method, and a channel estimation value is output. The subtracter in the turbo equalizer generates the subcarrier received signal and interference replica generation. Interference cancellation generated by subtracting the interference replica from the subcarrier received signal. The sub-carrier received signal after the interference cancellation is input to the signal detector in the turbo equalizer, and a signal using the channel estimation value in each sub-carrier is output. Detection and outputting a soft decision value, and the parallel-serial converter in the turbo equalizer serially converts and outputs the soft decision value in each subcarrier, and outputs the deinterleaver. The soft decision value converted into serial is input, deinterleaved and output, and the error correction decoder receives the soft decision value after deinterleaving, receives the error correction decoding and receives it The CRC decoder outputs a bit sequence and the feedback soft decision value, and the CRC decoder receives the received bit and performs CRC decoding to detect a decision error in the packet. If a decision error is detected, the error detection result is output. If no decision error is detected,. An error detection result and a received bit are output, and the repetition controller inputs the error detection result. When a determination error is detected, the repetition controller is turned on and the feedback soft decision value is set to the interleaver. The channel estimator, the turbo equalizer, and the error correction decoder are repeatedly operated, and the interleaver inputs the feedback soft decision value and performs interleaving. The signal point mapper in the turbo equalizer receives the feedback soft decision value after interleaving, generates and outputs an expected value of the modulated signal, and outputs the interference replica. The generator generates and outputs an interference replica using the expected value of the modulated signal and the channel estimation value, or the channel estimator For the remaining subcarrier received signal, channel estimation is performed by the least square method using the expected value of the pilot signal or the modulated signal, and the impulse response of the channel is estimated, or the pulse-shaped multicarrier This is achieved more effectively by adopting a honeycomb arrangement of pulse shaping subcarriers in the transmitter and the pulse shaping multicarrier receiver.

本発明は,以下に記載されるような効果を奏する.
請求項1記載の発明であるパルス整形マルチキャリア送受信機によれば,IFFT及びFFTを用いることで,パルス波形によりスペクトラム整形されたマルチキャリア伝送を非常に少ない計算量で実現でき,さらに,符号間干渉によって劣化するチャネル推定の精度を向上できる.
The present invention has the following effects.
According to the pulse shaping multicarrier transmitter / receiver according to the first aspect of the present invention, by using IFFT and FFT, multicarrier transmission spectrum-shaped by a pulse waveform can be realized with a very small amount of calculation. The accuracy of channel estimation degraded by interference can be improved.

以下,本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する.パルス波形としては,ガウスパルス,矩形パルス,三角パルス,ロールオフパルス,ルートロールオフパルス等が考えられる.また,パルス波形は,パルス幅が可変なパルス,パルス幅が非常に短く,周波数領域において非常に広いスペクトラムを持ったパルス,パルス幅が非常に長く,周波数領域において非常に狭いスペクトラムを持ったパルス等が考えられる.ただし,本発明の適用範囲をそれらのパルスに限るものではない.  The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Possible pulse waveforms include Gaussian pulses, rectangular pulses, triangular pulses, roll-off pulses, and root roll-off pulses. The pulse waveform is a pulse with a variable pulse width, a pulse with a very short pulse width and a very wide spectrum in the frequency domain, a pulse with a very long pulse width and a very narrow spectrum in the frequency domain. Etc. can be considered. However, the scope of application of the present invention is not limited to those pulses.

まず,パルス整形マルチキャリア送受信機に係る第1,第2及び第3の発明を実施するための最良の形態について説明する.パルス整形マルチキャリア送信機の基本構成を図1に示す.図1に示されるように,本発明に係る送信機は,CRC符号器2と,誤り訂正符号器3と,インタリーバ4と,シリアル・パラレル変換器5と,信号点マッピング器6と,マルチプレクサ8と,IFFT器9と,パラレル・シリアル変換器10と,遅延器11と,パルス波形乗算器12と,加算器13とから構成される.  First, the best mode for carrying out the first, second, and third aspects of the pulse shaping multicarrier transceiver will be described. Figure 1 shows the basic configuration of a pulse-shaping multicarrier transmitter. As shown in FIG. 1, a transmitter according to the present invention includes a CRC encoder 2, an error correction encoder 3, an interleaver 4, a serial / parallel converter 5, a signal point mapper 6, and a multiplexer 8. And an IFFT unit 9, a parallel / serial converter 10, a delay unit 11, a pulse waveform multiplier 12, and an adder 13.

パルス整形マルチキャリア送信機は,送信ビット入力端子から入力された情報ビット系列に対して,CRC符号器2を用いてCRC符号化を行い,情報ビット系列にCRC符号を付加したビット系列を出力する.誤り訂正符号器3は,そのビット系列を誤り訂正符号化して,符号化されたビット系列を出力する.次に,インタリーバ4は,符号化されたビット系列をインタリーブし出力する.インタリーブされたビット系列はシリアル・パラレル変換器5によって各サブキャリアに分けられ,N個の系列に変換される.各サブキャリアにおけるビット系列は信号点マッピング器6によって信号点にマッピングされ,変調信号として出力される.マルチプレクサ8は,送受信機間で既知なパイロット信号系列と変調信号系列を時間多重する.IFFT器9は,変調信号またはパイロット信号を逆高速フーリエ変換して時間領域のマルチキャリア信号に変換して出力する.そして,パラレル・シリアル変換器10は,IFFT器9からパラレルに出力されたマルチキャリア信号をシリアルに変換する.その後,(2M−1)個の遅延器11と2M個のパルス波形乗算器12を用いてパルス波形によるスペクトラム整形が行われる.従来手法では,周波数領域における各サブキャリアで変調信号系列に対してパルス波形で畳み込み積分を行い,その後,キャリアを乗算することでスペクトラム整形されたマルチキャリア信号を生成していた.  The pulse shaping multi-carrier transmitter performs CRC coding on the information bit sequence input from the transmission bit input terminal using the CRC encoder 2 and outputs a bit sequence obtained by adding a CRC code to the information bit sequence. . The error correction encoder 3 performs error correction encoding on the bit sequence and outputs the encoded bit sequence. Next, the interleaver 4 interleaves the encoded bit sequence and outputs it. The interleaved bit sequence is divided into subcarriers by the serial / parallel converter 5 and converted into N sequences. The bit sequence in each subcarrier is mapped to signal points by a signal point mapper 6 and output as a modulated signal. The multiplexer 8 time-multiplexes a known pilot signal sequence and modulated signal sequence between the transceivers. The IFFT unit 9 performs inverse fast Fourier transform on the modulated signal or pilot signal to convert it into a multi-carrier signal in the time domain and outputs it. The parallel / serial converter 10 converts the multicarrier signal output in parallel from the IFFT unit 9 into serial data. After that, spectrum shaping is performed with a pulse waveform using (2M-1) delay units 11 and 2M pulse waveform multipliers 12. In the conventional method, the modulated signal sequence is convolved with the pulse waveform for each subcarrier in the frequency domain, and then the carrier is multiplied to generate a spectrum-shaped multicarrier signal.

しかしながら,本発明では,まず,IFFT器9によりキャリアを乗算し,その後,時間領域において(2M−1)個の遅延器11と2M個のパルス波形乗算器12を用いてIFFT後の時間マルチキャリア信号にパルス波形を乗算し,加算器13で足し合わせることで,複数の変調信号が重なり合うマルチキャリア信号を実現している.これは,周波数領域における畳み込み積分が,時間領域における乗算と等価な処理であることに基づいている.なお,遅延器11は,シリアルに変換されたマルチキャリア信号をフーリエ変換の周期Tだけ遅延させている.However, in the present invention, the IFFT unit 9 first multiplies the carrier, and then, in the time domain, uses (2M-1) delay units 11 and 2M pulse waveform multipliers 12 to perform time multicarrier after IFFT. By multiplying the signal by the pulse waveform and adding it by the adder 13, a multicarrier signal in which a plurality of modulation signals overlap is realized. This is based on the fact that convolution integration in the frequency domain is equivalent to multiplication in the time domain. The delay unit 11 delays the serially converted multicarrier signal by the Fourier transform period T s .

第iシンボル,第nサブキャリアにおける変調信号をd(i)とし,シンボル周期をTとすると,送信信号s(t)は

Figure 2006229915
となる.ここで,Nはサブキャリア数(偶数)であり,Δfはサブキャリア間隔で
Figure 2006229915
に基づいて各サブキャリアで変調信号とパルス波形の畳み込み積分を行い,そして,数式(1)に基づいてキャリア乗算を行っている.If the modulation signal in the i-th symbol and the n-th subcarrier is d n (i) and the symbol period is T s , the transmission signal s (t) is
Figure 2006229915
It becomes. Here, N is the number of subcarriers (even number), and Δf is the subcarrier interval.
Figure 2006229915
Based on, the convolution integration of the modulated signal and the pulse waveform is performed on each subcarrier, and carrier multiplication is performed based on Equation (1).

本発明では,送信信号s(t)を

Figure 2006229915
と書き換え,さらに,サンプリング周期Δt=T/Nで離散化したsi(kΔt)は
Figure 2006229915
となることから,si.kはd(i)をNポイントのIFFT器9でフーリエ変換することで生成で
Figure 2006229915
離散化された送信信号s=s(kΔt)は
Figure 2006229915
となり,2M個のIFFT器の出力を2M個のパルス波形g(t)で重み付けして合成することで,送信信号を生成できる.この処理は(2M−1)個の遅延器11と2M個のパルス波形乗算器12と加算器13で実現される.In the present invention, the transmission signal s (t) is
Figure 2006229915
Furthermore, si (kΔt) discretized at the sampling period Δt = T s / N is
Figure 2006229915
S i. k is generated by Fourier transforming d n (i) with an N-point IFFT unit 9.
Figure 2006229915
The discretized transmission signal s k = s (kΔt) is
Figure 2006229915
Thus, a transmission signal can be generated by weighting and combining the outputs of 2M IFFT units with 2M pulse waveforms g (t). This processing is realized by (2M−1) delay units 11, 2M pulse waveform multipliers 12 and adders 13.

以上のことから,本発明を実施するための最良の形態によれば,IFFT器を用いてキャリア乗算を行い,各サブキャリアで行っていた畳み込み積分をIFFT後のパルス波形乗算に置き換えることで,計算量を非常に少なくできる.  From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, carrier multiplication is performed using an IFFT device, and convolution integration performed on each subcarrier is replaced with pulse waveform multiplication after IFFT. The amount of computation can be greatly reduced.

パルス整形マルチキャリア送受信機に係る第4の発明を実施するための最良の形態について説明する.g(t)が実数対称パルス波形の場合には,g(t)=g(−t)が成り立つ.この性質を数式(7)のsi,kg(kΔt−iT)について適用することを考えると,k=iN+k′のとき

Figure 2006229915
となる.を複素共役とすると,上記の数式は変調信号d(i)が実数である場合には
Figure 2006229915
となる.すなわち,t<0におけるg(t)とsi,kの乗算は,si,kの性質とg(t)が原点に対して対
Figure 2006229915
符号反転器で実現できる.また,変調信号d(i)が複素数である場合には,si,−k′g(−k′Δt)が
Figure 2006229915
Figure 2006229915
行うM個のパルス波形乗算器と時間をシフトする遅延器と符号反転器を用いることで,2M個のパルス波形乗算器を置き換えることができる.The best mode for carrying out the fourth aspect of the pulse shaping multicarrier transceiver will be described. When g (t) is a real symmetric pulse waveform, g (t) = g (−t) holds. Considering that this property is applied to s i, k g (kΔt−iT s ) of Equation (7), when k = iN + k ′
Figure 2006229915
It becomes. Assuming that * is a complex conjugate, the above formula is obtained when the modulation signal d n (i) is a real number.
Figure 2006229915
It becomes. That is, the multiplication of g (t) and s i, k at t <0 is the same as the property of s i, k and g (t) with respect to the origin.
Figure 2006229915
This can be realized with a sign inverter. When the modulation signal d n (i) is a complex number, s i, −k ′ g (−k′Δt) is
Figure 2006229915
Figure 2006229915
By using M pulse waveform multipliers to be performed, a time shifter delay unit, and a sign inverter, 2M pulse waveform multipliers can be replaced.

以上のことから,本発明を実施するための最良の形態によれば,パルス波形の対称性よりIFFT器の出力である時間領域のマルチキャリア信号とパルス波形の乗算回数を減らすことができる.  From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, the number of multiplications of the time domain multicarrier signal, which is the output of the IFFT device, and the pulse waveform can be reduced due to the symmetry of the pulse waveform.

次に,パルス整形マルチキャリア送受信機に係る第1,第5及び第6の発明を実施するための最良の形態について説明する.  Next, the best mode for carrying out the first, fifth and sixth aspects of the pulse shaping multicarrier transceiver will be described.

パルス整形マルチキャリア受信機の基本構成を図2に示す.図2に示されるように,本発明に係る受信機は,(2M−1)個の遅延器16と,2M個のパルス波形乗算器17と,加算器18と,シリアル・パラレル変換器19と,FFT器20と,チャネル推定器22と,ターボ等化器23と,デインタリーバ29と,誤り訂正復号器30と,CRC復号器31と,繰り返し制御器32と,繰り返しスイッチ33と,インタリーバ34とから構成される.さらに,ターボ等化器23は,減算器24と,N個の信号検出器25と,パラレル・シリアル変換器26と,信号点マッピング器28と,干渉レプリカ生成器27から構成される.  Figure 2 shows the basic configuration of the pulse-shaping multicarrier receiver. As shown in FIG. 2, the receiver according to the present invention includes (2M−1) delay units 16, 2M pulse waveform multipliers 17, an adder 18, a serial / parallel converter 19, and , FFT unit 20, channel estimator 22, turbo equalizer 23, deinterleaver 29, error correction decoder 30, CRC decoder 31, repetition controller 32, repetition switch 33, and interleaver 34. It consists of Further, the turbo equalizer 23 includes a subtractor 24, N signal detectors 25, a parallel / serial converter 26, a signal point mapper 28, and an interference replica generator 27.

まず,パルス整形マルチキャリア受信機は,遅延器16とパルス波形乗算器17と加算器18とFFT器20を用いて,受信信号に対してパルス波形による整合フィルタを実現し,各サブキャリアの整合フィルタ出力である受信信号を生成する.受信信号をr(t)とすると,r(t)はチャネルのインパルス応答h(t)と雑音n(t)を用いて

Figure 2006229915
となる.従来手法では,r(t)にキャリアを乗算し,各サブキャリアにおいてパルス波形を畳み込みため,第nサブキャリアにおける整合フィルタ出力y(t)は
Figure 2006229915
となる.本発明では,y(t)をg(t)のパルス幅を考慮して
Figure 2006229915
となり,さらに,t=iTとし,フーリエ変換を離散フーリエ変換に置き換えると,y(t)は
Figure 2006229915
Nの周期関数であることを用いた.本発明では,(2M−1)個の遅延器16と2M個パルス波形乗算器17と加算器18を用いて数式(19)の大括弧内の計算を行い,その後,FFT器20によりキャリアを乗算することで,各サブキャリアにおける整合フィルタ出力であるサブキャリア受信信号yn,iを計算する.First, the pulse shaping multicarrier receiver uses the delay unit 16, the pulse waveform multiplier 17, the adder 18, and the FFT unit 20 to realize a matched filter based on the pulse waveform for the received signal, and to match each subcarrier. Generate a received signal that is a filter output. When r (t) is a received signal, r (t) is obtained by using the impulse response h (t) and noise n (t) of the channel.
Figure 2006229915
It becomes. In the conventional method, r (t) is multiplied by the carrier, and the pulse waveform is convolved in each subcarrier, so that the matched filter output y n (t) in the nth subcarrier is
Figure 2006229915
It becomes. In the present invention, y n (t) is considered in consideration of the pulse width of g (t).
Figure 2006229915
Furthermore, when t = iT s and the Fourier transform is replaced with a discrete Fourier transform, y n (t) is
Figure 2006229915
The periodic function of N was used. In the present invention, the calculation in the square brackets of the equation (19) is performed using (2M−1) delay units 16, 2M pulse waveform multipliers 17, and adder 18, and then the carrier is detected by FFT unit 20. By multiplying, the subcarrier received signal yn , i which is the matched filter output in each subcarrier is calculated.

次に,受信機は,チャネル推定器22を用いてサブキャリア受信信号yn,iに対してパイロット信号d(i)を用いて変調を取り除くことで,チャネルの周波数応答であるHを推定する.さらに,各サブキャリアにおけるHを用いて最小2乗法によりインパルス応答を推定する.具体的な推定方法は,非特許文献2に示されている.推定されたインパルス応答には,マルチパス遅延により発生する整合フィルタの時間差による影響が含まれる.この成分は各遅延時間で予め計算できるので,推定値をこの成分で除算することで厳密なインパルス応答を推定できる.チャネル推定器22は推定したインパルス応答をチャネル推定値として出力する,
K.Fukawa他,「OFDM channel estimation with RLS algorithm fordifferent pilot schemes in mobile radio transmission」IEICE Trans.on Communi.,vol.E86−B,no.1,pp.266−274,Jan.2003.
Next, the receiver uses the channel estimator 22 to remove the modulation of the subcarrier received signals y n, i using the pilot signal d n (i), thereby obtaining the channel frequency response H n . presume. Further, to estimate the impulse response by the least square method using H n in each sub-carrier. A specific estimation method is shown in Non-Patent Document 2. The estimated impulse response includes the effect of the time difference of the matched filter caused by multipath delay. Since this component can be calculated in advance for each delay time, the exact impulse response can be estimated by dividing the estimated value by this component. The channel estimator 22 outputs the estimated impulse response as a channel estimation value.
K. Fukawa et al., "OFDM channel estimation with RLS algorithm forward differential pilot schemes in mobile radio transmission", IEICE Trans. on Communi. , Vol. E86-B, no. 1, pp. 266-274, Jan. 2003.

ターボ等化器23では,チャネル推定値を用いて,サブキャリア受信信号から送信信号d(i)の検出が行われる.パルス整形マルチキャリア伝送方式では,各サブキャリアのスペクトラムが重なり合っているため,サブキャリア受信信号には符号間干渉が発生する.さらに,マルチパス伝送路では,遅延波により符号間干渉が発生するため,この符号間干渉を除去して信号検出を行う必要がある.本発明では,干渉レプリカ生成器27と減算器24によって符号間干渉の除去を行われる.誤り訂正復号が一度も行われていない場合には,干渉レプリカ生成器27はチャネル推定値とパイロット信号のみを用いて干渉レプリカを生成し,減算器24においてサブキャリア受信信号からそのレプリカを減算する.そして,信号検出器25において,チャネル推定値を用いて同期検波を行い,軟判定値を出力する.また,誤り訂正復号がすでに行われている場合には,干渉レプリカ生成器27はパイロット信号と送信データの変調信号の期待値を用いて干渉レプリカを生成し,データも含めた全ての変調信号に関して符号間干渉の除去が行われる.信号検出器25で出力された軟判定値は,パラレル・シリアル変換器26でシリアルに変換された後,デインタリーバ29でデインタリーブされる.その後,デインタリーブされた軟判定値は,誤り訂正復号器30において最大事後確率(MAP)復号により誤り訂正復号されて受信ビット系列と帰還軟判定値が計算される.受信ビット系列は,CRC復号器31においてCRC復号され,パケット中の判定誤りが検出される.CRC復号器31は,判定誤りが検出された場合には,誤り検出結果を出力し,判定誤りが検出されなかった場合には,誤り検出結果と受信ビットを出力する.さらに,繰り返し制御器32は,誤り検出結果に基づいて繰り返しスイッチ33を制御することで,チャネル推定器22とターボ等化器23と誤り訂正復号器30を再び動作させる繰り返し処理の制御を行う.判定誤りが検出された場合には,帰還軟判定値がインタリーバ34に入力され,インタリーブされた後,信号点マッピング器28に入力される.信号点マッピング器28は,インタリーブ後の帰還軟判定値から変調信号の期待値を生成する.変調信号の期待値は,既述の通り,干渉レプリカ生成器27において干渉レプリカ生成に用いられる.再度,干渉除去,チャネル推定,信号検出,誤り訂正復号が行われ,これら一連の処理を繰り返すことで,良好な信号検出が行うことができる.The turbo equalizer 23 detects the transmission signal d n (i) from the subcarrier reception signal using the channel estimation value. In the pulse-shaping multicarrier transmission method, the intercarrier interference occurs in the received subcarrier signal because the spectrum of each subcarrier overlaps. Furthermore, in multipath transmission lines, intersymbol interference occurs due to delayed waves, so it is necessary to detect the signal by removing this intersymbol interference. In the present invention, the interference replica generator 27 and the subtracter 24 remove intersymbol interference. If error correction decoding has never been performed, the interference replica generator 27 generates an interference replica using only the channel estimation value and the pilot signal, and the subtracter 24 subtracts the replica from the subcarrier received signal. . The signal detector 25 performs synchronous detection using the channel estimation value and outputs a soft decision value. If error correction decoding has already been performed, the interference replica generator 27 generates an interference replica using the expected value of the modulation signal of the pilot signal and transmission data, and all the modulation signals including the data are related. Intersymbol interference is removed. The soft decision value output from the signal detector 25 is serially converted by the parallel / serial converter 26 and then deinterleaved by the deinterleaver 29. Thereafter, the deinterleaved soft decision value is subjected to error correction decoding by maximum a posteriori probability (MAP) decoding in the error correction decoder 30, and a received bit sequence and a feedback soft decision value are calculated. The received bit sequence is CRC-decoded by the CRC decoder 31 to detect a determination error in the packet. The CRC decoder 31 outputs an error detection result when a determination error is detected, and outputs an error detection result and a received bit when a determination error is not detected. Further, the iterative controller 32 controls the iterative process based on the error detection result, thereby controlling the iterative process for operating the channel estimator 22, the turbo equalizer 23, and the error correction decoder 30 again. When a determination error is detected, the feedback soft decision value is input to the interleaver 34, interleaved, and then input to the signal point mapper 28. The signal point mapper 28 generates an expected value of the modulation signal from the feedback soft decision value after interleaving. The expected value of the modulation signal is used for interference replica generation in the interference replica generator 27 as described above. Interference cancellation, channel estimation, signal detection, and error correction decoding are performed again, and good signal detection can be performed by repeating these processes.

以上のことから,本発明を実施するための最良の形態によれば,パルス整形マルチキャリア受信機においてFFT器を用いてキャリア乗算を行い,各サブキャリアで行っていたパルス波形の畳み込み積分をFFT前のパルス波形乗算に置き換えることで,計算量を非常に少なくできる.また,チャネル推定,ターボ等化器における干渉除去と信号検出,誤り訂正復号を繰り返すことで,受信信号に発生する符号間干渉を除去でき,良好な信号検出を行うことができる.  From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, carrier multiplication is performed using an FFT unit in a pulse shaping multicarrier receiver, and the convolution integral of the pulse waveform performed on each subcarrier is FFT. By substituting the previous pulse waveform multiplication, the amount of calculation can be greatly reduced. In addition, by repeating interference estimation, signal detection, and error correction decoding in the channel estimation, turbo equalizer, the intersymbol interference generated in the received signal can be removed, and good signal detection can be performed.

パルス整形マルチキャリア送受信機に係る第7の発明を実施するための最良の形態について説明する.チャネル推定器22において,サブキャリア受信信号yn,iに対してパイロット信号d(i)を用いて変調を取り除き,チャネルの周波数応答を推定する際に,サブキャリア受信信号には符号間干渉が発生しているため,その推定精度が劣化する.そこで,本発明では,第nサブキャリア以外のパイロット信号からの符号間干渉を,干渉レプリカ生成器27でそのレプリカを生成し,サブキャリア受信信号から減算することで除去する.同様に,他サブキャリアにおいても干渉除去を行う.そして,除去後のサブキャリア受信信号を用いて再度チャネル推定を行う.さらに,推定したチャネル推定値で除去を行う.この一連の処理を繰り返すことで,チャネル推定の精度を向上する.The best mode for carrying out the seventh aspect of the pulse shaping multicarrier transceiver will be described. In the channel estimator 22, when the subcarrier received signal y n, i is demodulated using the pilot signal d n (i) and the frequency response of the channel is estimated, the subcarrier received signal has intersymbol interference. As a result, the estimation accuracy deteriorates. Therefore, in the present invention, intersymbol interference from pilot signals other than the nth subcarrier is removed by generating a replica with the interference replica generator 27 and subtracting it from the subcarrier received signal. Similarly, interference cancellation is performed for other subcarriers. Then, channel estimation is performed again using the subcarrier received signal after removal. Furthermore, the estimated channel estimation value is removed. By repeating this series of processing, the accuracy of channel estimation is improved.

また,データ区間においても信号点マッピング器28が生成した変調信号の期待値を用いて符号間干渉の除去,そして,チャネル推定を繰り返し行うことで,チャネル推定の精度を向上することができる.  Also, the accuracy of channel estimation can be improved by performing inter-symbol interference removal and channel estimation repeatedly using the expected value of the modulation signal generated by the signal point mapper 28 in the data interval.

以上のことから,本発明を実施するための最良の形態によれば,符号間干渉によって生じるチャネル推定精度の劣化を補償することができ,チャネル推定精度の向上に伴い,符号間干渉の除去能力も向上し,良好な信号検出を行うことができる.  From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, it is possible to compensate for the degradation of channel estimation accuracy caused by intersymbol interference, and with the improvement of channel estimation accuracy, the ability to remove intersymbol interference. The signal can be improved and good signal detection can be performed.

パルス整形マルチキャリア送受信機に係る第8の発明を実施するための最良の形態について説明する.パルス整形マルチキャリア送信機ではパルス整形サブキャリアを周波数方向にΔf間隔,時間方向にT間隔で配置しているが(正方配置),例えば,奇数番目のサブキャリアのみを時間方向にT/2シフトすることで,あるいは,奇数番目のシンボルの全サブキャリアを周波数方向にΔf/2シフトすることでハニカム配置を実現できる.ハニカム配置にすると,パルス整形されたサブキャリア間の距離が離れるため,符号間干渉量を減らすことができる.The best mode for carrying out the eighth invention related to the pulse shaping multi-carrier transceiver will be described. Pulse shaping multicarrier Δf interval pulse shaping sub-carriers in frequency direction in the transmitter, but are arranged at T s intervals in the time direction (square arrangement), for example, in a direction only odd-numbered sub-carrier time T s / The honeycomb arrangement can be realized by shifting by two, or by shifting all subcarriers of odd-numbered symbols by Δf / 2 in the frequency direction. When the honeycomb arrangement is used, the distance between the subcarriers that have undergone pulse shaping increases, so the amount of intersymbol interference can be reduced.

まず,奇数番目のサブキャリアのみを時間方向にT/2シフトするパルス整形マルチキャリア送受信機の構成について述べる.奇数番目のサブキャリアが時間的にシフトしているため,送信機では同一のIFFT器でフーリエ変換を行うことができない.そこで,送信機は,偶数番目のサブキャリア用のIFFT器と奇数番目のサブキャリア用のIFFT器を用いて時間領域のマルチキャリア信号を生成し,それぞれに対して,2M個のパルス波形乗算器と(2M−1)個の遅延器を用いてパルス波形を乗算し,奇数番目のサブキャリアのパルス波形を乗算させたマルチキャリア信号のみを遅延器でT/2だけ遅延させて,偶数成分と奇数成分の全てを加算器で合成することで実現できる.すなわち,2個のIFFT器,4M個のパルス波形乗算器,(4M−2)個の遅延器,1個のT/2遅延器で構成され,それ以外の構成は図1と同じになる.受信機は,正方配置と同様な構成で偶数番目のサブキャリアのみを処理し,奇数番目のサブキャリアについては,受信信号を遅延器でT/2遅延させ,偶数番目とは別の(2M−1)個の遅延器,2M個パルス波形乗算器,加算器,シリアル・パラレル変換器,FFT器を用いてサブキャリア受信信号を生成する.すなわち,1個のT/2遅延器,(4M−2)個の遅延器,4M個のパルス波形乗算器,2個のFFT器で構成され,それ以外の構成は図2と同じになる.First, the configuration of a pulse-shaped multicarrier transceiver that shifts only odd-numbered subcarriers in the time direction by T s / 2 is described. Since the odd-numbered subcarriers are shifted in time, the transmitter cannot perform Fourier transform with the same IFFT unit. Therefore, the transmitter generates a time-domain multicarrier signal using an even-numbered subcarrier IFFT unit and an odd-numbered subcarrier IFFT unit, and 2M pulse waveform multipliers for each of them. And (2M-1) delay devices are used to multiply the pulse waveform, and only the multicarrier signal multiplied by the pulse waveform of the odd-numbered subcarrier is delayed by T s / 2 by the delay device, and the even component Can be realized by combining all of the odd components with an adder. That is, it is composed of two IFFT units, 4M pulse waveform multipliers, (4M-2) delay units, and one T s / 2 delay unit, and other configurations are the same as those in FIG. . The receiver processes only the even-numbered subcarriers with the same configuration as the square arrangement, and for the odd-numbered subcarriers, the received signal is delayed by T s / 2 with a delay device, and is different from the even-numbered (2M -1) Generate a subcarrier reception signal using 1 delay unit, 2M pulse waveform multiplier, adder, serial / parallel converter, and FFT unit. That is, it is composed of one T s / 2 delay device, (4M−2) delay devices, 4M pulse waveform multipliers, and two FFT devices, and the other configuration is the same as FIG. .

次に,奇数番目のシンボルの全サブキャリアを周波数方向にΔf/2シフトするパルス整形マルチキャリア送受信機の構成について述べる.奇数番目のシンボルのみ周波数がΔf/2だけシフトしているので,送信機は奇数番目のシンボルの図1におけるパラレル・シリアル変換器10の出力である時間領域のマルチキャリア信号に対してejπkを乗算する.ただし,ejπkはkが偶数の時は1,kが奇数の時は−1なので,時間領域のマルチキャリア信号の符号反転のみで実現できる.すなわち,図1におけるパラレル・シリアル変換器10の後に1個の符号反転器を挿入することで実現できる.また,受信機は図2のシリアル・パラレル変換器19の前に符号反転器を挿入し,奇数番目のシンボルの奇数番目のサンプルに対して符号を反転することで実現できる.Next, the configuration of a pulse-shaped multicarrier transceiver that shifts all subcarriers of odd-numbered symbols by Δf / 2 in the frequency direction is described. Since only the odd-numbered symbols are shifted in frequency by Δf / 2, the transmitter applies e jπk to the time-domain multicarrier signal that is the output of the parallel-serial converter 10 in FIG. Multiply. However, ejπk is 1 when k is an even number, and -1 when k is an odd number. Therefore, it can be realized only by reversing the sign of the multicarrier signal in the time domain. That is, it can be realized by inserting one sign inverter after the parallel-serial converter 10 in FIG. The receiver can be realized by inserting a sign inverter in front of the serial / parallel converter 19 in FIG. 2 and inverting the sign for odd-numbered samples of odd-numbered symbols.

以上のことから,本発明を実施するための最良の形態によれば,パルス整形されたサブキャリアをハニカム配置するパルス整形マルチキャリア送受信機においても,IFFT器とFFT器を用いることで,計算量を非常に削減できる.  From the above, according to the best mode for carrying out the present invention, even in a pulse shaping multi-carrier transmitter / receiver in which pulse shaped subcarriers are arranged in a honeycomb structure, by using an IFFT device and an FFT device, the amount of calculation is increased. Can be greatly reduced.

なお、上述した各発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである.  The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the invention.

本発明によるパルス整形マルチキャリア送信機の基本構成を示す図である.It is a figure which shows the basic composition of the pulse shaping multicarrier transmitter by this invention. 本発明によるパルス整形マルチキャリア受信機の基本構成を示す図である.It is a figure which shows the basic composition of the pulse shaping multicarrier receiver by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:送信ビット入力端子,2:CRC符号器,3:誤り訂正符号器,4:インタリーバ,5:シリアル・パラレル変換器,6:信号点マッピング器,7:パイロット信号入力端子,8:マルチプレクサ,9:IFFT器,10:パラレル・シリアル変換器,11:遅延器,12:パルス波形乗算器,13:加算器,14:ベースバンド送信信号出力端子,15:ベースバンド受信信号入力端子,16:遅延器,17:パルス波形乗算器,18:加算器,19:シリアル・パラレル変換器,20:FFT器,21:パイロット信号入力端子,22:チャネル推定器,23:ターボ等化器,24:減算器,25:信号検出器,26:パラレル・シリアル変換器,27:干渉レプリカ生成器,28:信号点マッピング器,29:デインタリーバ,30:誤り訂正復号器,31:CRC復号器,32:繰り返し制御器,33:繰り返しスイッチ,34:インタリーバ,35:受信ビット出力端子1: transmission bit input terminal, 2: CRC encoder, 3: error correction encoder, 4: interleaver, 5: serial / parallel converter, 6: signal point mapper, 7: pilot signal input terminal, 8: multiplexer 9: IFFT unit, 10: parallel / serial converter, 11: delay unit, 12: pulse waveform multiplier, 13: adder, 14: baseband transmission signal output terminal, 15: baseband reception signal input terminal, 16: Delay unit, 17: Pulse waveform multiplier, 18: Adder, 19: Serial / parallel converter, 20: FFT unit, 21: Pilot signal input terminal, 22: Channel estimator, 23: Turbo equalizer, 24: Subtractor, 25: signal detector, 26: parallel-serial converter, 27: interference replica generator, 28: signal point mapper, 29: deinterleaver, 3 : Error correction decoder, 31: CRC decoder 32: repetitive controller, 33: repeatedly switch, 34: Interleaver, 35: reception bit output terminal

Claims (8)

逆高速フーリエ変換(IFFT)器と,その出力をパルス波形で重み付けするパルス波形乗算器とを用いて,誤り訂正符号化された変調信号からパルス波形でスペクトラム整形されたマルチキャリア信号を生成するパルス整形マルチキャリア送信機と,前記パルス波形乗算器と,高速フーリエ変換(FFT)器とを用いて,受信信号に対するパルス波形による整合フィルタを実現して各サブキャリアの受信信号を出力し,その出力に発生する符号間干渉を,ターボ等化器と誤り訂正復号器とチャネル推定器とを繰り返し動作させることで除去するパルス整形マルチキャリア受信機とから構成されており,前記パルス整形マルチキャリア送信機の前記IFFT器と,前記パルス整形マルチキャリア受信機の前記FFT器とを用いることで,計算量を大幅に削減したパルス整形マルチキャリア伝送を実現でき,前記パルス整形マルチキャリア受信機により受信信号に発生する符号間干渉を除去することで,良好なチャネル推定及び信号検出を行えることを特徴とするパルス整形マルチキャリア送受信機.  A pulse for generating a multi-carrier signal spectrum-shaped with a pulse waveform from an error-correction-coded modulated signal using an inverse fast Fourier transform (IFFT) unit and a pulse waveform multiplier that weights the output with a pulse waveform. Using the shaped multicarrier transmitter, the pulse waveform multiplier, and the fast Fourier transform (FFT) unit, a matched filter based on the pulse waveform for the received signal is realized, and the received signal of each subcarrier is output, and the output And a pulse shaping multicarrier receiver that eliminates intersymbol interference generated in the signal by repeatedly operating a turbo equalizer, an error correction decoder, and a channel estimator. By using the IFFT device of the above and the FFT device of the pulse shaping multicarrier receiver. It is possible to realize pulse-shaping multicarrier transmission with a significant reduction in noise and to perform good channel estimation and signal detection by eliminating intersymbol interference generated in the received signal by the pulse-shaping multicarrier receiver. Pulse shaping multi-carrier transceiver. 前記パルス整形マルチキャリア送信機は,巡回冗長検査(CRC)符号器と,誤り訂正符号器と,インタリーバと,シリアル・パラレル変換器と,N(Nは正の整数)個の信号点マッピング器と,マルチプレクサと,前記IFFT器と,パラレル・シリアル変換器と,(2M−1)(Mは正の整数)個の遅延器と,2M個の前記パルス波形乗算器と,加算器とから構成される請求項1に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.  The pulse shaping multi-carrier transmitter includes a cyclic redundancy check (CRC) encoder, an error correction encoder, an interleaver, a serial / parallel converter, N (N is a positive integer) signal point mapper, , Multiplexer, IFFT unit, parallel-serial converter, (2M-1) (M is a positive integer) delay units, 2M pulse waveform multipliers, and adders. The pulse-shaping multicarrier transceiver according to claim 1. 前記CRC符号器は,送信する情報ビット系列を入力し,CRC符号化を行って情報ビット系列にCRC符号を付加したビット系列を出力するようにし,前記誤り訂正符号器は,前記ビット系列を入力し,誤り訂正符号化を行って,符号化されたビット系列を出力するようにし,前記インタリーバは,前記符号化されたビット系列を入力し,インタリーブされたビット系列を出力するようにし,前記シリアル・パラレル変換器は,前記インタリーブされたビット系列を入力し,N個の系列にパラレル変換されたビット系列を出力するようにし,前記信号点マッピング器は,各サブキャリアにおいて前記パラレル変換されたビット系列を信号点にマッピングし,変調信号を出力するようにし,前記マルチプレクサは,前記変調信号と,送受信機間で既知なパイロット信号とを入力し,それぞれの信号を時間多重して出力するようにし,前記IFFT器は,前記変調信号または前記パイロット信号を逆高速フーリエ変換して時間領域のマルチキャリア信号に変換して出力するようにし,前記パラレル・シリアル変換器は,パラレルに出力された前記マルチキャリア信号をシリアルに変換して出力するようにし,前記遅延器は,シリアルに変換された前記マルチキャリア信号をフーリエ変換の周期分遅延させたマルチキャリア信号を出力するようにし,前記パルス波形乗算器は,前記遅延させたマルチキャリア信号に対して,パルス波形を乗算して出力するようにし,前記加算器は,2M個の前記パルス波形乗算器の出力を合成し,パルス整形マルチキャリア信号を出力する請求項2に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.  The CRC encoder inputs an information bit sequence to be transmitted, performs CRC encoding, and outputs a bit sequence obtained by adding a CRC code to the information bit sequence, and the error correction encoder inputs the bit sequence. Then, error correction coding is performed to output a coded bit sequence, and the interleaver receives the coded bit sequence, outputs an interleaved bit sequence, and outputs the serial bit sequence. A parallel converter is configured to input the interleaved bit sequence and output a bit sequence parallel-converted into N sequences, and the signal point mapper includes the parallel-converted bit in each subcarrier A sequence is mapped to a signal point and a modulated signal is output. The multiplexer includes the modulated signal and a transceiver A known pilot signal is input and the signals are time-multiplexed and output, and the IFFT unit converts the modulated signal or the pilot signal into a time-domain multi-carrier signal by inverse fast Fourier transform. The parallel-serial converter converts the multi-carrier signal output in parallel into serial data and outputs the serial signal, and the delay unit outputs the multi-carrier signal converted into serial data. A multi-carrier signal delayed by a period of Fourier transform is output, the pulse waveform multiplier multiplies the delayed multi-carrier signal by a pulse waveform, and the adder 3. The outputs of the 2M pulse waveform multipliers are combined to output a pulse shaped multicarrier signal. Of pulse shaping the multi-carrier transceiver. 請求項2の前記パルス整形マルチキャリア送信機において,パルス波形が実数対称パルス波形の場合には,2M個のパルス波形乗算器をM個の前記パルス波形乗算器と符号反転器と遅延器とに置き換える請求項1に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.  3. The pulse shaping multicarrier transmitter according to claim 2, wherein when the pulse waveform is a real symmetric pulse waveform, 2M pulse waveform multipliers are replaced with M pulse waveform multipliers, a sign inverter, and a delay unit. The pulse shaping multicarrier transceiver according to claim 1 to be replaced. 前記パルス整形マルチキャリア受信機は,(2M−1)個の遅延器と,2M個のパルス波形乗算器と,加算器と,シリアル・パラレル変換器と,前記FFT器と,前記チャネル推定器と,前記ターボ等化器と,デインタリーバと,前記誤り訂正復号器と,CRC復号器と,繰り返し制御器と,繰り返しスイッチと,インタリーバとから構成され,前記ターボ等化器は,減算器と,N個の信号検出器と,パラレル・シリアル変換器と,信号点マッピング器と,干渉レプリカ生成器とから構成される請求項1に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.  The pulse shaping multicarrier receiver includes (2M-1) delay units, 2M pulse waveform multipliers, an adder, a serial / parallel converter, the FFT unit, and the channel estimator. , The turbo equalizer, a deinterleaver, the error correction decoder, a CRC decoder, a repetition controller, a repetition switch, and an interleaver. The turbo equalizer includes a subtractor, 2. The pulse shaping multicarrier transceiver according to claim 1, comprising N signal detectors, a parallel / serial converter, a signal point mapper, and an interference replica generator. 前記遅延器は,受信信号をフーリエ変換の周期分遅延させた受信信号を出力するようにし,前記パルス波形乗算器は,前記遅延させた受信信号に対してパルス波形を乗算してパルス波形によるスペクトラム整形後の受信信号を出力するようにし,前記加算器は,2M個の前記パルス波形乗算器の出力である前記パルス波形によるスペクトラム整形後の受信信号を合成し,FFT用受信信号を出力するようにし,前記シリアル・パラレル変換器は,前記FFT用受信信号をパラレルに変換して出力するようにし,前記FFT器は,パラレル変換された前記FFT用受信信号を高速フーリエ変換して周波数領域のサブキャリア受信信号に変換して出力するようにし,前記チャネル推定器は,前記サブキャリア受信信号と前記パイロット信号を入力し,送受信機間のチャネルのインパルス応答と周波数応答を最小2乗法により推定し,チャネル推定値を出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記減算器は,前記サブキャリア受信信号と,干渉レプリカ生成器で生成された干渉レプリカとを入力し,前記サブキャリア受信信号から前記干渉レプリカを減算した干渉除去後のサブキャリア受信信号を出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記信号検出器は,前記干渉除去後のサブキャリア受信信号を入力し,各サブキャリアにおいて前記チャネル推定値を用いて信号検出を行い,軟判定値を出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記パラレル・シリアル変換器は,各サブキャリアにおける前記軟判定値をシリアルに変換して出力するようにし,前記デインタリーバは,シリアルに変換された前記軟判定値を入力し,デインタリーブして,出力するようにし,前記誤り訂正復号器は,デインタリーバ後の前記軟判定値を入力し,誤り訂正復号して受信ビット系列と前記帰還軟判定値を出力するようにし,前記CRC復号器は,前記受信ビットを入力し,CRC復号を行ってパケット中の判定誤りを検出して,判定誤りが検出された場合には,誤り検出結果を出力し,判定誤りが検出されなかった場合には,誤り検出結果と受信ビットを出力するようにし,前記繰り返し制御器は,前記誤り検出結果を入力し,判定誤りが検出された場合には,前記繰り返しスイッチを入れて前記帰還軟判定値を前記インタリーバに入力して,前記チャネル推定器と,前記ターボ等化器と,前記誤り訂正復号器とを再び動作させる繰り返し制御を行うようにし,前記インタリーバは,前記帰還軟判定値を入力し,インタリーブして,出力するようにし,前記ターボ等化器内の前記信号点マッピング器は,インタリーブ後の前記帰還軟判定値を入力し,変調信号の期待値を生成して出力するようにし,前記干渉レプリカ生成器は,前記変調信号の期待値とチャネル推定値を用いて干渉レプリカを生成して出力する請求項5に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.  The delay unit outputs a reception signal obtained by delaying the reception signal by a Fourier transform period, and the pulse waveform multiplier multiplies the delayed reception signal by a pulse waveform to obtain a spectrum based on the pulse waveform. The shaped received signal is output, and the adder synthesizes the received signal after the spectrum shaping by the pulse waveform which is the output of the 2M pulse waveform multipliers, and outputs the FFT received signal. The serial-to-parallel converter converts the FFT reception signal into parallel signals and outputs them, and the FFT unit performs fast Fourier transform on the parallel-converted FFT reception signals to obtain a frequency domain sub-signal. The channel estimator receives the subcarrier received signal and the pilot signal, and converts them into carrier received signals. The channel impulse response and the frequency response between the transmitter and the receiver are estimated by the least square method, and a channel estimation value is output. The subtracter in the turbo equalizer includes the subcarrier received signal, an interference replica, The signal detector in the turbo equalizer is configured to input an interference replica generated by a generator and output a subcarrier reception signal after interference cancellation obtained by subtracting the interference replica from the subcarrier reception signal. Receives the subcarrier received signal after the interference cancellation, performs signal detection using the channel estimation value in each subcarrier, outputs a soft decision value, and outputs the parallel decision signal in the turbo equalizer. The serial converter converts the soft decision value in each subcarrier to serial and outputs it, and the deinterleaver serially The converted soft decision value is input, deinterleaved, and output, and the error correction decoder inputs the soft decision value after deinterleaving, performs error correction decoding, and receives the received bit sequence and the A soft feedback decision value is output, and the CRC decoder receives the received bit and performs CRC decoding to detect a decision error in the packet. If a decision error is detected, an error detection is performed. When the result is output and no judgment error is detected, the error detection result and the received bit are output. The repeat controller inputs the error detection result and the judgment error is detected. Is an iterative control for turning on the iterative switch and inputting the feedback soft decision value to the interleaver to operate the channel estimator, the turbo equalizer, and the error correction decoder again. The interleaver inputs, interleaves and outputs the feedback soft decision value, and the signal point mapper in the turbo equalizer outputs the feedback soft decision value after interleaving. 6. The interference replica generator generates and outputs an interference replica using an expected value of the modulation signal and a channel estimation value, wherein the expected value of the modulation signal is generated and output. Pulse shaping multi-carrier transceiver. 前記チャネル推定器は,前記干渉除去後のサブキャリア受信信号に対して,パイロット信号または前記変調信号の期待値を用いて最小2乗法によりチャネル推定を行い,前記チャネルのインパルス応答を推定する請求項5に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.The channel estimator estimates the impulse response of the channel by performing channel estimation on the subcarrier received signal after the interference cancellation by using a least square method using an expected value of a pilot signal or the modulated signal. 5. The pulse-shaping multi-carrier transceiver according to 5. 請求項2に記載のパルス整形マルチキャリア送信機と請求項5に記載のパルス整形マルチキャリア受信機においてパルス整形サブキャリアをハニカム配置することを特徴とした請求項1に記載のパルス整形マルチキャリア送受信機.The pulse-shaped multi-carrier transmission / reception according to claim 1, wherein a pulse-shaping subcarrier is arranged in a honeycomb in the pulse-shaping multi-carrier transmitter according to claim 2 and the pulse-shaping multi-carrier receiver according to claim 5. Machine.
JP2005078053A 2005-02-18 2005-02-18 Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver Pending JP2006229915A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005078053A JP2006229915A (en) 2005-02-18 2005-02-18 Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005078053A JP2006229915A (en) 2005-02-18 2005-02-18 Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006229915A true JP2006229915A (en) 2006-08-31

Family

ID=36990822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005078053A Pending JP2006229915A (en) 2005-02-18 2005-02-18 Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006229915A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010025642A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-11 慧帝科技(深圳)有限公司 Digital video broadcasting system and method for estimating channel thereof
KR100992369B1 (en) 2009-02-18 2010-11-04 성균관대학교산학협력단 Apparatus for estimating channel of ofdm system
JP2011515950A (en) * 2008-03-20 2011-05-19 クゥアルコム・インコーポレイテッド Channel estimation in wireless systems with impulsive interference
JP2013214969A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Fujitsu Ltd Channel estimation apparatus, channel estimation method and user apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515950A (en) * 2008-03-20 2011-05-19 クゥアルコム・インコーポレイテッド Channel estimation in wireless systems with impulsive interference
US8520747B2 (en) 2008-03-20 2013-08-27 Qualcomm Incorporated Channel estimation in wireless systems with impulsive interference
WO2010025642A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-11 慧帝科技(深圳)有限公司 Digital video broadcasting system and method for estimating channel thereof
KR100992369B1 (en) 2009-02-18 2010-11-04 성균관대학교산학협력단 Apparatus for estimating channel of ofdm system
JP2013214969A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Fujitsu Ltd Channel estimation apparatus, channel estimation method and user apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7082159B2 (en) Methods and arrangements in a telecommunications system
EP1976208B1 (en) Single carrier wireless communications system
EP1601149B1 (en) Transmitter and transmission control method
JP4121407B2 (en) Receiver for demodulating OFDM symbols
JP4898674B2 (en) Multi-carrier transmission system transmission apparatus and reception apparatus, and transmission method and reception method using multi-carrier transmission system
JP5477480B2 (en) Method and apparatus for accurate time synchronization in a wireless communication system
JP4644978B2 (en) OFDM communication system, OFDM communication method, and OFDM communication apparatus
US8396144B2 (en) Method and system for OFDM symbol timing recovery
KR20090075730A (en) Method and apparatus for interference cancellation in a wireless communication system
JP2018518924A (en) Method and system for designing waveforms for data communication
JPWO2007020943A1 (en) OFDM communication method
KR20030038270A (en) Apparatus and method for coding/decoding of sttd in ofdm mobile communication system
JP2006229915A (en) Pulse shaping multicarrier transmitter/receiver
JPWO2009001853A1 (en) Receiver and receiving method
JP4963723B2 (en) Receiver, receiving method and integrated circuit
Harbi Enhanced air-interfaces for fifth generation mobile broadband communication
Li et al. Qam signal transmission based on matrix model in filter-bank multicarrier systems
Shi et al. Block-type pilot channel estimation for OFDM systems under frequency selective fading channels
JP2011244339A (en) Transmitter, receiver, transmission method, and reception method
Genc et al. On the Comparative Performance Analysis of Turbo-Coded Non-Ideal Single-Carrier and Multi-Carrier Waveforms over Wideb and Vogler-Hoffmeyer HF Channels
Song et al. Orthogonality analysis and improvement of MSE-OFDM system
Singh et al. Analysis of OFDM system using different encoding and time-frequency localization techniques
Pasi et al. Review on OFDM a brief survey
ElWazeer et al. FPGA implementation of an improved channel estimation algorithm for mobile WiMAX
Inamori et al. Correlated noise cancellation in fractional sampling orthogonal frequency and code division multiplexing with alternative spreading code