JP2015226098A - Interleaving device, transmitter, receiver, and communication system - Google Patents

Interleaving device, transmitter, receiver, and communication system Download PDF

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大輔 小篠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interleaving device capable of increasing a probability that errors can be corrected better than conventional interleaving devices.SOLUTION: An interleaver 23 performs interleaving processing for transmission data in a transmitter that transmits the transmission data by OFDM transmission. The interleaver 23 comprises: a rearranging unit 230 that performs first interleaving processing for rearranging the transmission data in time and frequency directions; and a reading position calculating device 234 that groups the transmission data after the first interleaving processing per OFDM symbol time, and outputs a bit string in a group by cyclically shifting an output start position in the bit string per group.

Description

本発明は、インターリーブ装置、送信装置、受信装置および通信システムに関する。   The present invention relates to an interleave device, a transmission device, a reception device, and a communication system.

OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)は、地上波デジタル放送、無線LAN(Local Area Network)、LTE(Long Term Evolution)など様々なシステムに利用されている。OFDMは、互いにサブキャリアを直交伝送する伝送方式である。このことにより、多くの情報を同時に伝送でき、伝送速度を向上させることができる。   OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) is used in various systems such as terrestrial digital broadcasting, wireless local area network (LAN), and long term evolution (LTE). OFDM is a transmission method in which subcarriers are orthogonally transmitted. As a result, a large amount of information can be transmitted simultaneously, and the transmission speed can be improved.

しかし、反射や散乱などにより、受信装置において受信した際に、連続したビット列の誤りとなり、誤り訂正符号による、誤り検出や誤り訂正ができないことが有る。そのため、周波数インターリーブと時間インターリーブを行い、周波数方向、時間方向にビットを分散させることにより性能向上させる方法が提案されている。   However, due to reflection, scattering, and the like, when received by the receiving device, an error occurs in a continuous bit string, and error detection or error correction using an error correction code may not be possible. Therefore, a method for improving performance by performing frequency interleaving and time interleaving and distributing bits in the frequency direction and the time direction has been proposed.

例えば、特許文献1に記載の技術では、時間方向、周波数方向、空間方向へのインターリーブを用い、インターリーブ後の系列を変調して送信している。特許文献1では、このことにより、上記の様な反射や散乱などの干渉による劣化を低減させるデジタル変調装置、デジタル復調装置及びその方法が開示されている。   For example, in the technique described in Patent Document 1, interleaving in the time direction, the frequency direction, and the spatial direction is used to modulate and transmit a sequence after interleaving. Patent Document 1 discloses a digital modulation device, a digital demodulation device, and a method for reducing deterioration due to interference such as reflection and scattering as described above.

また、特許文献2には、インターリーブの手法に関して、疑似乱数を用いることによりインターリーブ処理を簡単化する手法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for simplifying the interleaving process by using pseudo-random numbers with respect to the interleaving technique.

特開2006−295756号公報JP 2006-295756 A 特開2009−33622号公報JP 2009-33622 A

無線通信の免許不要なISM(Industry Science Medical)帯で使用される装置などでは、狭い帯域で送信される信号がOFDMサブキャリアの一部と干渉することが有る。
このとき、OFDMを利用したシステムで行われる従来のインターリーブは、時間および周波数方向のビット分散効果が不十分であり、誤り訂正において誤りを訂正することができず、伝送効率が低下するという問題が有った。
In an apparatus used in an ISM (Industry Science Medical) band that does not require a license for wireless communication, a signal transmitted in a narrow band may interfere with a part of an OFDM subcarrier.
At this time, the conventional interleaving performed in a system using OFDM has a problem that the bit dispersion effect in the time and frequency directions is insufficient, the error cannot be corrected in error correction, and the transmission efficiency is lowered. There was.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来に比べて誤りを訂正できる確率を高めることができるインターリーブ装置、送信装置、受信装置および通信システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an interleave device, a transmission device, a reception device, and a communication system that can increase the probability of correcting an error as compared with the related art.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信データをOrthogonal Frequency-Division Multiplexing伝送により送信する送信装置において前記送信データに対してインターリーブ処理を行うインターリーブ装置であって、前記送信データを時間および周波数方向に並び替える第1のインターリーブ処理を行う第1のインターリーブ処理部と、前記第1のインターリーブ処理後の送信データをOrthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル時間ごとにグループ化し、各グループのビット列を、グループごとにビット列中の出力開始位置をサイクリックにシフトさせて出力する第2のインターリーブ処理を行う第2のインターリーブ処理部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is an interleaving apparatus that performs interleaving processing on the transmission data in a transmission apparatus that transmits transmission data by Orthogonal Frequency-Division Multiplexing transmission, A first interleaving unit that performs a first interleaving process for rearranging transmission data in time and frequency directions, and grouping the transmission data after the first interleaving process for each Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol time, And a second interleave processing unit for performing a second interleave process for cyclically shifting and outputting the output start position in the bit string for each group.

本発明によれば、従来に比べて誤りを訂正できる確率を高めることができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to increase the probability that an error can be corrected as compared with the related art.

図1は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication system according to the present invention. 図2は、送信装置が備える送信器の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter included in the transmission apparatus. 図3は、受信装置が備える受信器の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver included in the reception device. 図4は、送信器と受信器の一部を一体化した無線局の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a radio station in which a part of a transmitter and a receiver are integrated. 図5は、インターリーバの構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an interleaver. 図6は、畳み込み符号化後のデータの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of data after convolutional coding. 図7は、第1記憶装置への記憶方法の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a storage method in the first storage device. 図8は、1回目のインターリーブ処理の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the first interleaving process. 図9は、読み出し位置計算装置が計算した読み出し位置と第2記憶装置からの出力方向の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the reading position calculated by the reading position calculation device and the output direction from the second storage device. 図10は、実施の形態のインターリーブ処理を適用した場合に出力されるデータの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of data output when the interleaving process according to the embodiment is applied.

以下に、本発明にかかるインターリーブ装置、送信装置、受信装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of an interleave device, a transmission device, a reception device, and a communication system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態.
図1は、本発明にかかる通信システムの実施の形態の構成例を示す図である。図1(a)に示す構成例では、通信システムは、本発明にかかる送信装置であるとともに本発明にかかる受信装置である無線局1−1,1−2を備える。図1(b)に示す構成例では、通信システムは、本発明にかかる送信装置2と本発明にかかる受信装置3とを備える。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of a communication system according to the present invention. In the configuration example shown in FIG. 1A, the communication system includes radio stations 1-1 and 1-2 that are a transmission device according to the present invention and a reception device according to the present invention. In the configuration example shown in FIG. 1B, the communication system includes a transmission device 2 according to the present invention and a reception device 3 according to the present invention.

図1(a)に示す無線局1−1,1−2は、それぞれ電波の送信および受信を行うことができる送受信アンテナ10を備える。図1(b)に示す送信装置2は、電波を送信することができる送信アンテナ20を備え、受信装置3は、電波を受信することができる受信アンテナ30を備える。   The radio stations 1-1 and 1-2 shown in FIG. 1A include transmission / reception antennas 10 that can transmit and receive radio waves, respectively. The transmission device 2 illustrated in FIG. 1B includes a transmission antenna 20 that can transmit radio waves, and the reception device 3 includes a reception antenna 30 that can receive radio waves.

図2は、本実施の形態の送信装置2が備える送信器200の構成例を示す図である。送信器200は、信号制御部21、誤り訂正符号付加部(符号化部)22、インターリーバ(インターリーブ装置)23、変調器24、OFDMサブキャリア割り当て部25、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部26および無線送信部27を備える。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the transmitter 200 included in the transmission device 2 according to the present embodiment. The transmitter 200 includes a signal control unit 21, an error correction code addition unit (encoding unit) 22, an interleaver (interleave device) 23, a modulator 24, an OFDM subcarrier allocation unit 25, and an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) unit 26. And a wireless transmission unit 27.

信号制御部21は、送信データを生成する。誤り訂正符号付加部22は、信号制御部21により生成され送信データを符号化して誤り訂正符号を付加する。インターリーバ23は、符号化後のデータ(符号語)に対して伝送路でのバースト的な誤りに対して耐性を持たせるためにデータの並び替えを行う。変調器24は、インターリーブされたデータに対して変調処理を行う。OFDMサブキャリア割り当て部25は、変調された信号をOFDM伝送で使用するサブキャリアに割り当てる。IFFT部26は、サブキャリアに割り当てられたデータをOFDMシンボル(Orthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル)ごとに周波数領域のデータから時間領域のデータに変換する。無線送信部27は、時間領域に変換されたデータを無線で伝送可能な形式に変換して送信アンテナ20に入力する。送信アンテナ20は、入力されたデータを空中線に放射する。   The signal control unit 21 generates transmission data. The error correction code adding unit 22 encodes transmission data generated by the signal control unit 21 and adds an error correction code. The interleaver 23 rearranges the data in order to provide resistance against burst errors in the transmission path with respect to the encoded data (codeword). The modulator 24 performs modulation processing on the interleaved data. The OFDM subcarrier allocation unit 25 allocates the modulated signal to subcarriers used in OFDM transmission. The IFFT unit 26 converts data assigned to subcarriers from frequency domain data to time domain data for each OFDM symbol (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol). The wireless transmission unit 27 converts the data converted into the time domain into a format that can be transmitted wirelessly and inputs the data to the transmission antenna 20. The transmission antenna 20 radiates the input data to the antenna.

図3は、本実施の形態の受信装置3が備える受信器300の構成例を示す図である。受信器300は、受信アンテナ30、無線受信部31、FFT部32、復調器33、並直列変換器34、デインターリーバ35、誤り訂正部36および信号制御部37を備える。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the receiver 300 included in the reception device 3 according to the present embodiment. The receiver 300 includes a reception antenna 30, a radio reception unit 31, an FFT unit 32, a demodulator 33, a parallel / serial converter 34, a deinterleaver 35, an error correction unit 36, and a signal control unit 37.

受信アンテナ30は、送信装置2から送信された信号を受信する。無線受信部31は、受信アンテナ30により受信された受信信号を、復調処理などを実施可能なデータに変換する。FFT部32は、無線受信部31により変換されたデータを時間領域から周波数領域に変換する。復調器33は、FFT部32により変換されたデータ(すなわち、サブキャリアごとのデータ)をサブキャリアごとに復調する。並直列変換器34は、サブキャリアごとのデータを直列に並び替える。デインターリーバ35は、送信器200のインターリーバ23が行った並び替えと逆の処理(デインタリーブ)を実施する。誤り訂正部36は、デインターリーブ後のデータの誤りを検出して訂正を行う。信号制御部37は、誤り訂正後のデータを出力する。   The reception antenna 30 receives a signal transmitted from the transmission device 2. The wireless reception unit 31 converts the reception signal received by the reception antenna 30 into data that can be demodulated. The FFT unit 32 converts the data converted by the wireless reception unit 31 from the time domain to the frequency domain. The demodulator 33 demodulates the data converted by the FFT unit 32 (that is, data for each subcarrier) for each subcarrier. The parallel-serial converter 34 rearranges the data for each subcarrier in series. The deinterleaver 35 performs processing (deinterleaving) opposite to the rearrangement performed by the interleaver 23 of the transmitter 200. The error correction unit 36 detects and corrects errors in the data after deinterleaving. The signal control unit 37 outputs data after error correction.

図1(a)の構成例の場合、無線局1−1,1−2は、上記の送信器200、送信アンテナ20、受信器300および受信アンテナ30をそれぞれ備えるようにしてもよいが、以下に述べるように送信器と受信器の一部を一体化してもよい。以下、無線局1−1,1−2を区別せずに示す場合、無線局1とよぶこととする。図1(a)では、無線局1がこの一体化した構成例を有する例を示し送受信アンテナ10を備えている。   In the case of the configuration example in FIG. 1A, the radio stations 1-1 and 1-2 may include the transmitter 200, the transmission antenna 20, the receiver 300, and the reception antenna 30, respectively. As described above, a part of the transmitter and the receiver may be integrated. Hereinafter, when the radio stations 1-1 and 1-2 are shown without being distinguished, they are referred to as a radio station 1. FIG. 1A shows an example in which the wireless station 1 has this integrated configuration example, and includes a transmission / reception antenna 10.

図4は、送信器と受信器の一部を一体化した無線局1の構成例を示す図である。図4に示す無線局1は、送信処理部201および受信処理部301を備える。送信処理部201は、送信器200と同様の信号制御部21、誤り訂正符号付加部22、インターリーバ23、変調器24、OFDMサブキャリア割り当て部25およびIFFT部26を備える。受信処理部301は、受信器300と同様のFFT部32、復調器33、並直列変換器34、デインターリーバ35、誤り訂正部36および信号制御部37を備える。無線送受信部11は、時間領域に変換されたデータを無線で伝送可能な形式に変換して送受信アンテナ10へ出力する。また、無線送受信部11は、送受信アンテナ10により受信された受信信号を、復調処理などを実施可能なデータに変換する。送信処理部201および受信処理部301において、送信器200、受信器300と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless station 1 in which a part of the transmitter and the receiver are integrated. The radio station 1 illustrated in FIG. 4 includes a transmission processing unit 201 and a reception processing unit 301. The transmission processing unit 201 includes a signal control unit 21, an error correction code addition unit 22, an interleaver 23, a modulator 24, an OFDM subcarrier allocation unit 25, and an IFFT unit 26 similar to those of the transmitter 200. The reception processing unit 301 includes an FFT unit 32, a demodulator 33, a parallel / serial converter 34, a deinterleaver 35, an error correction unit 36, and a signal control unit 37 similar to the receiver 300. The wireless transmission / reception unit 11 converts the data converted into the time domain into a format that can be transmitted wirelessly and outputs the data to the transmission / reception antenna 10. The wireless transmission / reception unit 11 converts the reception signal received by the transmission / reception antenna 10 into data that can be demodulated. In the transmission processing unit 201 and the reception processing unit 301, components having the same functions as those of the transmitter 200 and the receiver 300 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図5は、本実施の形態のインターリーバ23の構成例を示す図である。図5に示すように、インターリーバ23は、並び替え部230、第1記憶装置(第1記憶部)231、第2記憶装置(第2記憶部)232、サイクリックシフト量記憶レジスタ(レジスタ)233および読み出し位置計算装置(読み出し部)234を備える。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the interleaver 23 according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 5, the interleaver 23 includes a rearrangement unit 230, a first storage device (first storage unit) 231, a second storage device (second storage unit) 232, and a cyclic shift amount storage register (register). 233 and a reading position calculation device (reading unit) 234.

本実施の形態のインターリーバ23は、入力されたデータを行方向に第1記憶装置231に記憶する。並び替え部230は、第1記憶装置231に記憶されたデータの行方向の入れ替えを行う。行方向の入れ替えが実施されたデータは第2記憶装置232に記憶される。サイクリックシフト量記憶レジスタ233は、あらかじめ設定されたサイクリックシフト量を記憶している。読み出し位置計算装置234は、第2記憶装置232に記憶されている行列状のデータを送信する時間帯ごとに区切り、サイクリックシフト量記憶レジスタ233に記憶されている値に基づいて各時間帯のデータの読み出し位置を計算し、計算した読み出し位置から列方向に第2記憶装置232からデータを読み出す。   The interleaver 23 according to the present embodiment stores the input data in the first storage device 231 in the row direction. The rearrangement unit 230 exchanges the data stored in the first storage device 231 in the row direction. The data in which the row direction is exchanged is stored in the second storage device 232. The cyclic shift amount storage register 233 stores a cyclic shift amount set in advance. The readout position calculation device 234 divides the matrix data stored in the second storage device 232 into each time zone for transmission, and based on the value stored in the cyclic shift amount storage register 233, The data reading position is calculated, and the data is read from the second storage device 232 in the column direction from the calculated reading position.

次に、本実施の形態の送信器200の動作について説明する。送信処理部201の動作も、無線送信部27、送信アンテナ20の動作を、それぞれ無線送受信部11、送受信アンテナ10が実施する以外は、送信器200の動作と同様である。   Next, the operation of transmitter 200 of the present embodiment will be described. The operation of the transmission processing unit 201 is the same as the operation of the transmitter 200 except that the operations of the wireless transmission unit 27 and the transmission antenna 20 are performed by the wireless transmission / reception unit 11 and the transmission / reception antenna 10, respectively.

送信器200では、まず、信号制御部21が、1符号語分の送信データ(すなわち、1符号語における情報データ)をまとめて誤り訂正符号付加部22に渡す。誤り訂正符号付加部22は、送信するデータに対して符号化を行う。この符号化としては、例えば、畳み込み符号化を用いることができる。図6は、畳み込み符号化後のデータの一例を示す図である。図6の各矩形中の数字は先頭ビットからの順番を示しており、送信データ値を示すものではない。   In the transmitter 200, first, the signal control unit 21 collects transmission data for one codeword (that is, information data in one codeword) and passes it to the error correction code adding unit 22. The error correction code adding unit 22 encodes the data to be transmitted. As this encoding, for example, convolutional encoding can be used. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of data after convolutional coding. The numbers in each rectangle in FIG. 6 indicate the order from the first bit, and do not indicate the transmission data value.

つぎに、インターリーバ23が、符号化後の送信データに対して、2回のインターリーブ処理を行う。インターリーバ23に入力されたデータは第1記憶装置231に、行方向に順に記憶される。図7は、第1記憶装置231への記憶方法の一例を示す図である。図7は、図6に例示した32ビットの符号語を記憶した例を示しており、データは行方向に入力されて記憶され、一定数(列数)入力されると、次の行の先頭に入力される。これを繰り返すことにより、図7のように行列状にデータが記憶される。図7では、列数を8列としているため、32ビットの符号語は4行8列の行列状に記憶される。なお、図7では、列数を8列としているが、列数はこれに限定されない。   Next, the interleaver 23 performs two interleaving processes on the encoded transmission data. Data input to the interleaver 23 is sequentially stored in the first storage device 231 in the row direction. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a storage method in the first storage device 231. FIG. 7 shows an example in which the 32-bit codeword illustrated in FIG. 6 is stored. Data is input and stored in the row direction, and when a certain number (number of columns) is input, the head of the next row is stored. Is input. By repeating this, data is stored in a matrix as shown in FIG. In FIG. 7, since the number of columns is eight, 32-bit codewords are stored in a matrix of 4 rows and 8 columns. In FIG. 7, the number of columns is eight, but the number of columns is not limited to this.

並び替え部230は、1回目のインターリーブ処理(第1のインターリーブ処理)として、列単位での並び替えを行う。図8は、1回目のインターリーブ処理の一例を示す図である。図8の例では、1列目のデータを2列目へ移動させ、2列目のデータを7列目に移動させ、7列目のデータを1列目に移動させ、3列目のデータを6列目に移動させ、4列目のデータを3列目に移動させ、5列目のデータを8列目に移動させ、6列目のデータを5列目に移動させ、8列目のデータを4列目に移動させている。列の並び替えの具体的順序は、図8の例に限定されない。   The rearrangement unit 230 performs rearrangement in units of columns as the first interleave process (first interleave process). FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the first interleaving process. In the example of FIG. 8, the first column data is moved to the second column, the second column data is moved to the seventh column, the seventh column data is moved to the first column, and the third column data is moved. Is moved to the sixth column, the fourth column data is moved to the third column, the fifth column data is moved to the eighth column, the sixth column data is moved to the fifth column, the eighth column Are moved to the fourth column. The specific order of column rearrangement is not limited to the example of FIG.

このように列単位で並び替えられた行列状のデータは、第2記憶装置232に転送され、第2記憶装置232は転送されたデータを記憶する。読み出し位置計算装置234は、2回目のインターリーブ処理(第2のインターリーブ処理)として、第2記憶装置232に記憶されている行列状のデータを送信する時間帯ごとに区切り、各時間帯のデータの読み出し位置をサイクリックシフト量記憶レジスタ233に記憶されているサイクリックシフト量に基づいて計算し、計算した読み出し位置から列方向に第2記憶装置232からデータを読み出す処理を実施する。すなわち、読み出し位置計算装置234は、行列状のデータを送信する時間帯ごとにグループ化し、各グループ内のビット列を出力するビット列内位置をグループごとに順次シフトさせて読み出す。   The matrix-like data rearranged in units of columns in this way is transferred to the second storage device 232, and the second storage device 232 stores the transferred data. As the second interleaving process (second interleaving process), the reading position calculation device 234 divides the matrix-like data stored in the second storage device 232 for each time zone in which the data is transmitted. A read position is calculated based on the cyclic shift amount stored in the cyclic shift amount storage register 233, and a process of reading data from the second storage device 232 in the column direction from the calculated read position is performed. That is, the read position calculation device 234 groups for each time zone in which matrix data is transmitted, and sequentially reads out the position in the bit string for outputting the bit string in each group for each group.

図9は、読み出し位置計算装置234が計算した読み出し位置と第2記憶装置232からの出力方向の一例を示す図である。読み出し位置計算装置234は、第2記憶装置232に記憶されている行列状のデータを送信する時間帯(1OFDMシンボル分、すなわち1シンボル時間)ごとに区切る。図9の例では、時間#1,時間#2,時間#3,時間#4の4つの時間帯に区切られている。そして、読み出し位置計算装置234は、時間帯ごとに、サイクリックシフト量記憶レジスタ233に記憶されているサイクリックシフト量に基づいて読み出し位置(読み出しを開始する位置)を求める。図9の丸で囲んだ位置は、読み出し位置を示している。図9では、サイクリックシフト量が1(1ビット)の例を示しており、時間帯ごとに読み出し位置が1ビットずつシフトしていく。読み出し位置計算装置234は、時間帯ごとに、読み出し位置を先頭として列方向に第2記憶装置232から読み出して読み出したデータを変調器24へ出力する。読み出しは、時間帯ごとに、該時間帯に対応するデータが全て読み出されるまで行われる。すなわち、例えば、時間#1については、ビット番号が7,15,23,31,1,9,17,25の順に読み出され、時間#2については、ビット番号が12,20,28,4,16,24,32,8の順に読み出される。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the read position calculated by the read position calculation device 234 and the output direction from the second storage device 232. The read position calculation device 234 divides the data in the form of a matrix stored in the second storage device 232 for each time zone (for one OFDM symbol, that is, one symbol time). In the example of FIG. 9, it is divided into four time zones of time # 1, time # 2, time # 3, and time # 4. Then, the read position calculation device 234 obtains a read position (a position to start reading) based on the cyclic shift amount stored in the cyclic shift amount storage register 233 for each time period. A position surrounded by a circle in FIG. 9 indicates a reading position. FIG. 9 shows an example in which the cyclic shift amount is 1 (1 bit), and the reading position is shifted by 1 bit for each time slot. The read position calculation device 234 outputs the data read and read from the second storage device 232 in the column direction starting from the read position for each time zone. Reading is performed for each time zone until all data corresponding to the time zone is read. That is, for example, for time # 1, the bit numbers are read in the order of 7, 15, 23, 31, 1, 9, 17, 25, and for time # 2, the bit numbers are 12, 20, 28, 4 , 16, 24, 32, 8 in this order.

サイクリックシフト量記憶レジスタ233に記憶されているサイクリックシフト量は自由に設定することができ、外部から適宜変更可能とし、適用するシステムの使用環境に応じて設定すればよい。   The cyclic shift amount stored in the cyclic shift amount storage register 233 can be freely set, can be appropriately changed from the outside, and may be set according to the use environment of the system to be applied.

なお、本実施の形態では、送信データ(符号語)で構成される行列を列方向に並び替える第1のインターリーブ処理を、並び替え部230および第1記憶装置231により実現しているが、第1のインターリーブ処理を実施する第1のインターリーブ処理部の構成はこの例に限定されない。例えば、並び替え部230および第1記憶装置231を1つの構成要素として実装してもよい。また、送信する時間帯ごとにサイクリックシフト量に基づいて読み出し位置を定めて列方向に読み出す第2のインターリーブ処理を、サイクリックシフト量記憶レジスタ233、第2記憶装置232および読み出し位置計算装置234により実現しているが、第2のインターリーブ処理を実施する第2のインターリーブ処理部の構成はこの例に限定されない。例えば、サイクリックシフト量記憶レジスタ233と読み出し位置計算装置234を1つの構成要素として実装してもよい。   In the present embodiment, the first interleaving process for rearranging the matrix composed of transmission data (codeword) in the column direction is realized by the rearrangement unit 230 and the first storage device 231. The configuration of the first interleave processing unit that performs one interleave processing is not limited to this example. For example, the rearrangement unit 230 and the first storage device 231 may be implemented as one component. In addition, the second interleaving process in which the reading position is determined based on the cyclic shift amount for each transmission time period and read in the column direction is performed by the cyclic shift amount storage register 233, the second storage device 232, and the read position calculation device 234. However, the configuration of the second interleave processing unit that performs the second interleave processing is not limited to this example. For example, the cyclic shift amount storage register 233 and the read position calculation device 234 may be mounted as one component.

また、第1記憶装置231に記憶された行列状の送信データは、図9に示すように、2列が同一の時間帯に送信される。また、同一時間帯で送信される8個のデータは8つのサブキャリアにそれぞれ割り当てられる。したがって、第1のインターリーブ処理では、同一時間帯の複数(図8、9の例では2つ)の列が異なる時間帯で送信されるように並び替えを行う。これにより、第1の並び替えでは、時間方向にインターリーブを実施することになる。また、入力方向(すなわち、符号語の出力順)を行方向とした場合に、図9に示すように列方向に順にサブキャリアへの割当てを行うため、同時に周波数方向にインターリーブを実施していることになる。なお、図9では、2列を1つの時間帯としたが、3列以上を1つの時間帯としてもよい。   In addition, the matrix-shaped transmission data stored in the first storage device 231 is transmitted in the same time zone in two columns as shown in FIG. Also, 8 data transmitted in the same time zone are assigned to 8 subcarriers, respectively. Therefore, in the first interleaving process, rearrangement is performed so that a plurality of columns (two in the examples of FIGS. 8 and 9) in the same time zone are transmitted in different time zones. Thus, in the first rearrangement, interleaving is performed in the time direction. In addition, when the input direction (that is, the output order of the codewords) is set to the row direction, interleaving is simultaneously performed in the frequency direction in order to perform allocation to subcarriers in order in the column direction as shown in FIG. It will be. In FIG. 9, two columns are set as one time zone, but three or more columns may be set as one time zone.

図10は、本実施の形態のインターリーブ処理を適用した場合に出力されるデータの一例を示す図である。図10の縦軸は、時間を示し、横軸は周波数を示す。横軸の周波数(サブキャリア)は、サブキャリアが割り当てられた後の周波数を概念的に示したものである。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of data output when the interleave processing according to the present embodiment is applied. The vertical axis in FIG. 10 indicates time, and the horizontal axis indicates frequency. The frequency (subcarrier) on the horizontal axis conceptually shows the frequency after the subcarrier is assigned.

変調器24は、インターリーバ23によりインターリーブされた信号に対して変調を行う。変調方式は、例えば、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)を用いることができる。QPSKを用いる場合、入力された信号を2ビットずつ読み取り変調を行う。   The modulator 24 modulates the signal interleaved by the interleaver 23. As a modulation method, for example, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) can be used. When QPSK is used, the input signal is read and modulated two bits at a time.

OFDMサブキャリア割り当て部25は、OFDMシンボルごとに、変調された信号を並列に並び替えてサブキャリアに割り当て、IFFT部26へ入力する。IFFT部26は入力された各シンボルをOFDMシンボルごとにIFFTすることによりサブキャリアに割り当てられた信号を周波数領域のデータから時間領域のデータに変換する。無線送信部27は、IFFT部26から出力されたデータを無線で送信できるデータに変換し、送信アンテナ20経由で電波として送信する。   The OFDM subcarrier allocation unit 25 rearranges the modulated signals in parallel for each OFDM symbol and allocates the modulated signals to the subcarriers, and inputs them to the IFFT unit 26. The IFFT unit 26 performs IFFT on each input symbol for each OFDM symbol, thereby converting the signal assigned to the subcarrier from data in the frequency domain to data in the time domain. The wireless transmission unit 27 converts the data output from the IFFT unit 26 into data that can be transmitted wirelessly, and transmits the data as a radio wave via the transmission antenna 20.

つぎに、受信器300の受信時の動作について説明する。受信処理部301の動作も、無線受信部31、受信アンテナ30の動作を、それぞれ無線送受信部11、送受信アンテナ10が実施する以外は、受信器300の動作と同様である。   Next, an operation at the time of reception of the receiver 300 will be described. The operation of the reception processing unit 301 is the same as the operation of the receiver 300 except that the operations of the wireless reception unit 31 and the reception antenna 30 are performed by the wireless transmission / reception unit 11 and the transmission / reception antenna 10, respectively.

受信器300では、まず、受信アンテナ30によって受信した電波を、無線受信部31が、信号処理などができる形式に変換する。そして、FFT部32は、無線受信部31により変換された受信信号をOFDMサブキャリアごとに分け、復調器33は、それぞれのサブキャリアの復調を行う。   In the receiver 300, first, the radio reception unit 31 converts the radio wave received by the receiving antenna 30 into a format that allows signal processing and the like. Then, the FFT unit 32 divides the reception signal converted by the radio reception unit 31 for each OFDM subcarrier, and the demodulator 33 demodulates each subcarrier.

並直列変換器34は、サブキャリアごとに復調を行ったデータを直列に並び替える。そして、デインターリーバ35は、送信器200のインターリーバ23の行った処理と逆の手順の処理を行ってデータを並び替えるデインターリーブ処理を行う。   The parallel / serial converter 34 rearranges the demodulated data for each subcarrier in series. And the deinterleaver 35 performs the process of the reverse procedure to the process which the interleaver 23 of the transmitter 200 performed, and performs the deinterleave process which rearranges data.

つぎに、誤り訂正部36は、デインターリーブ処理を行ったデータを、例えばビタビアルゴリズムによってビタビ復号処理によって誤り訂正処理を行う。信号制御部37は、誤り訂正処理後のデータを受信データとして受信器300の外部へ出力する。   Next, the error correction unit 36 performs error correction processing on the data that has been subjected to deinterleaving processing, for example, by Viterbi decoding processing using a Viterbi algorithm. The signal control unit 37 outputs the data after error correction processing to the outside of the receiver 300 as received data.

以上のように、本実施の形態では、送信時には行列を用いたインターリーブを行った後に、指定された位置から順番に読み込むことにより、ビットが周波数方向と時間方向により分散される。このため、インパルス性のノイズにより複数のOFDMシンボル内の同一位置のサブキャリアが干渉を受けてもビタビ復号処理によって復号できる可能性が高まる。インターリーブ処理中の読み込み始めの位置は畳み込み符号や干渉信号の特性によって変更を行うことにより、より耐干渉性能の高い無線装置を作ることができる。   As described above, in this embodiment, after performing interleaving using a matrix at the time of transmission, the bits are distributed in the frequency direction and the time direction by reading sequentially from the designated position. For this reason, even if subcarriers at the same position in a plurality of OFDM symbols receive interference due to impulsive noise, the possibility of being able to be decoded by the Viterbi decoding process increases. By changing the reading start position during the interleaving process according to the convolutional code and the characteristics of the interference signal, a radio apparatus having higher interference resistance can be made.

なお、本発明の実施形態では無線通信を例に説明をしたが、OFDMを利用する送受信器であれば様々な形態に適応でき、携帯電話などの移動端末、移動を伴わない固定端末、PLC(Power Line Communication)などの有線通信にも利用することができる。   In the embodiment of the present invention, wireless communication has been described as an example. However, any transmitter / receiver that uses OFDM can be applied to various forms, such as a mobile terminal such as a mobile phone, a fixed terminal that does not move, a PLC ( It can also be used for wired communication such as Power Line Communication.

なお、畳み込み符号以外を用いる場合も、複数の符号語で図7に示す行列を構成するようにすれば、連続する誤りが各符号語に分散するため、復号できる符号語が増える。このため、畳み込み符号以外を用いる場合も、耐干渉性能を向上させることができる。   Even when a code other than the convolutional code is used, if the matrix shown in FIG. 7 is configured with a plurality of codewords, consecutive errors are dispersed in each codeword, so that more codewords can be decoded. For this reason, interference resistance can be improved even when a code other than the convolutional code is used.

以上のように、本発明にかかるインターリーブ装置、送信装置、受信装置および通信システムは、OFDM伝送を行う通信装置に有用である。   As described above, the interleave device, the transmission device, the reception device, and the communication system according to the present invention are useful for a communication device that performs OFDM transmission.

1−1,1−2 無線局、2 送信装置、3 受信装置、10 送受信アンテナ、11 無線送受信部、20 送信アンテナ、21 信号制御部、22 誤り訂正符号付加部、23 インターリーバ、24 変調器、25 OFDMサブキャリア割り当て部、26 IFFT部、27 無線送信部、30 受信アンテナ、31 無線受信部、32 FFT部、33 復調器、34 並直列変換器、35 デインターリーバ、36 誤り訂正部、37 信号制御部、200 送信器、201 送信処理部、230 並び替え部、231 第1記憶装置、232 第2記憶装置、233 サイクリックシフト量記憶レジスタ、234 読み出し位置計算装置、300 受信器、301 受信処理部。   1-1, 1-2 radio station, 2 transmitter, 3 receiver, 10 transmit / receive antenna, 11 radio transmitter / receiver, 20 transmit antenna, 21 signal controller, 22 error correction code adding unit, 23 interleaver, 24 modulator 25 OFDM subcarrier allocation unit, 26 IFFT unit, 27 radio transmission unit, 30 reception antenna, 31 radio reception unit, 32 FFT unit, 33 demodulator, 34 parallel-serial converter, 35 deinterleaver, 36 error correction unit, 37 Signal control unit, 200 transmitter, 201 transmission processing unit, 230 rearrangement unit, 231 first storage device, 232 second storage device, 233 cyclic shift amount storage register, 234 reading position calculation device, 300 receiver, 301 Reception processing unit.

Claims (7)

送信データをOrthogonal Frequency-Division Multiplexing伝送により送信する送信装置において前記送信データに対してインターリーブ処理を行うインターリーブ装置であって、
前記送信データを時間および周波数方向に並び替える第1のインターリーブ処理を行う第1のインターリーブ処理部と、
前記第1のインターリーブ処理後の送信データをOrthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル時間ごとにグループ化し、各グループのビット列を、グループごとにビット列中の出力開始位置をサイクリックにシフトさせて出力する第2のインターリーブ処理を行う第2のインターリーブ処理部と、
を備えることを特徴とするインターリーブ装置。
An interleaving device that performs an interleaving process on the transmission data in a transmission device that transmits transmission data by Orthogonal Frequency-Division Multiplexing transmission,
A first interleave processing unit for performing a first interleave process for rearranging the transmission data in the time and frequency directions;
The transmission data after the first interleaving process is grouped for each Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol time, and the bit string of each group is output by cyclically shifting the output start position in the bit string for each group. A second interleave processing unit for performing interleave processing;
An interleaving device comprising:
前記第1のインターリーブ処理部は、
前記送信データの入力方向を行方向とし、送信データの入力順に行方向に順次記憶し、一定ビット数の入力ごとに次の行に前記送信データを記憶することにより、前記一定ビット数を列数とした行列状の前記送信データを送信データ行列として記憶する第1記憶部と、
前記送信データ行列の複数列を同一のOrthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル時間に送信することとし、前記送信データ行列のうち同一のOrthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル時間に送信する列が並び替え前に隣接していた列以外の列となるように前記第1記憶部に記憶された前記送信データ行列の列を並び替える並び替え部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のインターリーブ装置。
The first interleave processing unit includes:
The input direction of the transmission data is set to the row direction, the transmission data is sequentially stored in the row direction in order of input of the transmission data, and the transmission data is stored in the next row for every input of a fixed number of bits, so that the fixed bit number is the number of columns. A first storage unit that stores the transmission data in the form of a matrix as a transmission data matrix;
Multiple columns of the transmission data matrix are transmitted in the same Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol time, and columns transmitted in the same Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol time in the transmission data matrix are adjacent before rearrangement. A rearrangement unit that rearranges the columns of the transmission data matrix stored in the first storage unit so as to be columns other than the first column;
The interleaving apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第2のインターリーブ処理部は、
あらかじめ設定されたサイクリックシフト量を記憶するレジスタと、
前記第1のインターリーブ処理後の送信データを記憶する第2の記憶部と、
前記第2の記憶部に記憶されている前記送信データを、Orthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル時間ごとにグループ化し、各グループのビット列を、グループごとにビット列中の出力開始位置を前記レジスタに記憶されている前記サイクリックシフト量に基づいてシフトさせて読み出す読み出し部と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のインターリーブ装置。
The second interleave processing unit includes:
A register for storing a preset cyclic shift amount;
A second storage unit for storing transmission data after the first interleaving process;
The transmission data stored in the second storage unit is grouped for each Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol time, the bit string of each group is stored in the register, and the output start position in the bit string for each group is stored in the register. A readout unit that reads out the data by shifting based on the cyclic shift amount being;
The interleaving apparatus according to claim 1, further comprising:
前記送信データを畳み込み符号化されたデータとすることを特徴とする請求項1、2または3に記載のインターリーブ装置。   The interleaving apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the transmission data is convolutionally encoded data. 送信データをOrthogonal Frequency-Division Multiplexing伝送により送信する送信装置であって、
前記送信データを時間および周波数方向に並び替える第1のインターリーブ処理を行う第1のインターリーブ処理部と、
前記第1のインターリーブ処理後の送信データをOrthogonal Frequency-Division Multiplexingシンボル時間ごとにグループ化し、各グループのビット列を、グループごとにビット列中の出力開始位置をサイクリックにシフトさせて出力する第2のインターリーブ処理を行う第2のインターリーブ処理部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
A transmission device that transmits transmission data by Orthogonal Frequency-Division Multiplexing transmission,
A first interleave processing unit for performing a first interleave process for rearranging the transmission data in the time and frequency directions;
The transmission data after the first interleaving process is grouped for each Orthogonal Frequency-Division Multiplexing symbol time, and the bit string of each group is output by cyclically shifting the output start position in the bit string for each group. A second interleave processing unit for performing an interleaving process;
A transmission device comprising:
請求項5に記載の送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置から受信した信号に対して、前記送信装置が実施したインターリーブ処理と逆の処理を実施するデインターリーブ装置、を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device that receives a signal transmitted from the transmitting device according to claim 5,
A receiving apparatus comprising: a deinterleaving apparatus that performs a process reverse to an interleaving process performed by the transmitting apparatus on a signal received from the transmitting apparatus.
請求項5に記載の送信装置と、
請求項6に記載の受信装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
A transmission device according to claim 5;
A receiving device according to claim 6;
A communication system comprising:
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