JP2019169811A - Radio communication device and radio communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、無線通信装置および無線通信方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a wireless communication apparatus and a wireless communication method.
無線通信では、気象によって伝搬路の条件が変化することが知られている。例えば、降雨があると無線信号の減衰が大きくなり、信号対雑音比(SNR)が低下し、伝送情報の誤り率が高くなる。伝搬路が悪条件だと、誤り訂正符号によって生ずるすべての誤りを訂正できるとは限らない。このような場合、信号対雑音比が改善されるよう、伝送に用いる帯域幅を狭め、送信電力を大きくする対策がとられる。 In wireless communication, it is known that the conditions of a propagation path change with weather. For example, when there is rain, the attenuation of radio signals increases, the signal-to-noise ratio (SNR) decreases, and the error rate of transmission information increases. If the propagation path is ill-conditioned, not all errors caused by error correction codes can be corrected. In such a case, measures are taken to reduce the bandwidth used for transmission and increase the transmission power so that the signal-to-noise ratio is improved.
しかし、無線通信で使用する帯域幅を狭くすると、無線信号はマルチパスフェージングによる影響を受けやすくなり、周波数ダイバーシチ効果が得られなくなる。狭い帯域しかを使わないとマルチパスフェージングによる無線信号の減衰によって、信号対雑音比が却って低下するおそれがある。伝搬路の条件が悪くなった場合にも、周波数ダイバーシチ効果を維持しつつ、良好な通信品質を実現する技術の開発が求められている。 However, if the bandwidth used in wireless communication is narrowed, the wireless signal is likely to be affected by multipath fading, and the frequency diversity effect cannot be obtained. If only a narrow band is used, the signal-to-noise ratio may be lowered due to attenuation of the radio signal due to multipath fading. There is a need for the development of a technology that realizes good communication quality while maintaining the frequency diversity effect even when the conditions of the propagation path become worse.
本発明の実施形態は、周波数ダイバーシチ効果を維持しつつ、良好な通信品質を実現する無線通信装置および無線通信方法を提供する。 Embodiments of the present invention provide a wireless communication apparatus and a wireless communication method that achieve good communication quality while maintaining the frequency diversity effect.
本発明の実施形態としての無線通信装置は、所定の周波数帯域における、有効サブキャリアとヌルサブキャリアの分布を規定した第1サブキャリアパターンまたは、有効サブキャリアとヌルサブキャリアの分布を規定し、前記第1サブキャリアパターンよりもヌルサブキャリアが多い、第2サブキャリアパターンとのいずれかを選択し、選択したサブキャリアパターンに基づきOFDM変調された第1無線信号を送信する、送信部を備える。 The wireless communication apparatus as an embodiment of the present invention defines a distribution of effective subcarriers and null subcarriers in a predetermined frequency band, or a distribution of effective subcarriers and null subcarriers, A transmission unit is provided that selects either the second subcarrier pattern or the second subcarrier pattern that has more null subcarriers than the first subcarrier pattern, and transmits the first radio signal that is OFDM-modulated based on the selected subcarrier pattern. .
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。また、図面において同一の構成要素は、同じ番号を付し、説明は、適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、第1の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示している。図1の無線通信システムは、無線通信装置1a、1bと、計算機2a、2bとを含む。計算機2aは、無線通信装置1aと電気的に接続されており、無線通信装置1aとデータの送受信をすることができる。同様に、計算機2bは無線通信装置1bと電気的に接続されており、無線通信装置1bとデータの送受信をすることができる。図1の無線通信システムで無線通信装置にはそれぞれひとつの計算機が接続されているが、TCP/IPネットワークなどを構成し、無線通信装置を複数の計算機(計算機システム)に接続してもよい。
FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to the first embodiment. The wireless communication system of FIG. 1 includes
無線通信装置1aは、アンテナ51a、52aを備えている。無線通信装置1bは、アンテナ51b、52bを備えている。アンテナの種類および形状については特に問わない。無線通信装置1a、1bは、それぞれに設けられたアンテナを介して無線通信を行うことができる。すなわち、計算機2a、2bは、無線通信装置1a、1b間の伝搬路を使って互いにデータの送受信をすることができる。無線通信装置1a、1bは、いずれもデジタル信号の変調にOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)を使う無線通信装置であるものとする。無線通信装置1a、1bが使用する通信規格の種類については特に限定しない。
The wireless communication device 1a includes
OFDMとは、周波数帯域を複数のサブキャリアに分割し、それぞれのサブキャリアを用いてデータを周波数方向で並列的に送信する技術である。OFDMでは各サブキャリアが互いに直交するため、サブキャリアを密に配置して、周波数帯域を有効活用することができる。また、サブキャリアを広い周波数帯域に配置したり、シンボルレートを下げたりすることができるため、マルチパスフェージングや干渉による通信品質(信号対雑音比)の低下を抑制することができる。 OFDM is a technique of dividing a frequency band into a plurality of subcarriers and transmitting data in parallel in the frequency direction using each subcarrier. In OFDM, since the subcarriers are orthogonal to each other, it is possible to effectively use the frequency band by arranging the subcarriers densely. In addition, since the subcarriers can be arranged in a wide frequency band or the symbol rate can be lowered, it is possible to suppress a decrease in communication quality (signal-to-noise ratio) due to multipath fading and interference.
図2は、第1の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示している。図2の無線通信装置1は、送信部10と、受信部20と、ホストインタフェース30と、制御部40と、アンテナ51と、アンテナ52とを備えている。送信部10は、内部の構成要素として1次変調部11と、第1OFDM変調部12と、第2OFDM変調部13と、D/Aコンバータ14と、送信アンプ15とを備えている。受信部20は、内部の構成要素として低雑音増幅器21と、A/Dコンバータ22と、第1OFDM復調部23と、第2OFDM復調部24と、1次復調部25とを備えている。無線通信装置1は、図1の例における無線通信装置1a、1bの構成例を示している。
FIG. 2 shows a configuration example of the wireless communication apparatus according to the first embodiment. The
送信部10は、アンテナ51を使って無線によるデータ送信を行う。受信部20は、アンテナ52を使って無線によるデータ受信を行う。ホストインタフェース30は、無線通信装置1と計算機2との間でデータの送受信を行う手段を提供する。ホストインタフェース30の例としては、PCI Express、USB、UART、SPI、SDIO、Ethernetなどがあるが、その他のインタフェースを用いてもよい。
The
制御部40は、無線通信装置1における無線周波数、送信電力、変調方式の変更を行ったり、シンボルタイミングの同期、搬送波周波数の同期、標本化周波数の同期、サブキャリア情報の同期などの処理を行ったりする。さらに、制御部40は、無線通信装置1における通信品質の監視を行い、OFDMにおけるサブキャリアパターンの変更を行う。なお、制御部40は、計算機2など外部の情報処理装置から降雨、降雪などの気象情報を取得し、当該気象情報に基づいて、OFDMにおけるサブキャリア情報の変更を行ってもよい。また、制御部40は利用者による指令を受信して、OFDMにおけるサブキャリアパターンの変更を行ってもよい。制御部40は、内部の記憶部に無線通信装置1とその他の無線通信装置がデータ送信に使うサブキャリア情報を保存してもよい。記憶部の例としては、DRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクなどがあるが、デバイスの種類については特に問わない。なお、制御部40はチャネル推定などの処理を行ってもよい。
The
次に、送信部10内部の構成要素について説明する。
Next, components inside the
1次変調部11は、送信データのビット系列に対して1次変調を行い、変調信号を生成する。1次変調において、例えば、BPSK、QPSK、QAMなどを使うことができるが、その他の変調方式を用いてもよい。1次変調部11の生成した変調信号は、制御部40の設定に基づき、第1OFDM変調部12または、第2OFDM変調部13に転送される。
The
第1OFDM変調部12は、OFDMによる変調を行い、第1OFDM信号を生成する。第1OFDM信号は、データの搬送に使われるサブキャリア(有効サブキャリア)の分布が第1サブキャリアパターンに従った信号である。第1サブキャリアパターンは、サブキャリアに分割された所定の周波数帯域における、データ送信に使われる有効サブキャリアとデータ送信に使われないヌルサブキャリアの分布を規定している。
The first
図3は、第1OFDM信号に係る第1サブキャリアパターンの例を示している。図3の横軸は、周波数を示している。図3の第1サブキャリアパターン60では、周波数f1と周波数f2の間の周波数帯域[f1,f2]がN=41個のサブキャリアに分割されている。周波数帯域の中心周波数fcを含むサブキャリアのみがデータ送信に使用されないヌルサブキャリアとなっており、残りの40個がデータ送信に使われるサブキャリアとなっている。中心周波数fcを含むサブキャリアについては、信号中にDCオフセットの変動が混入するおそれがあるため、何もデータを搬送しないのが一般的である。ただし、中心周波数fcを含むサブキャリアを使用対象とすることを妨げるものではない。
FIG. 3 shows an example of a first subcarrier pattern related to the first OFDM signal. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the frequency. In the
以降では、データ送信に使われるサブキャリアを有効サブキャリアとよぶものとする。すなわち、ヌルサブキャリアに設定されていないサブキャリアを有効サブキャリアと定義することができる。有効サブキャリアを用いてデータを搬送してもよいし、パイロット信号、同期信号、制御信号などを搬送してもよく、用途については特に限定しない。また、有効サブキャリアによって搬送されたデータは1次変調されたものであってもよいし、1次変調を経ていないものであってもよい。ヌルサブキャリアにおける信号の電力は、通常0または0近傍の値をとる。 Hereinafter, subcarriers used for data transmission are referred to as effective subcarriers. That is, subcarriers that are not set as null subcarriers can be defined as effective subcarriers. Data may be carried using an effective subcarrier, and a pilot signal, a synchronization signal, a control signal, etc. may be carried, and the use is not particularly limited. Further, the data carried by the effective subcarrier may be subjected to primary modulation or may not be subjected to primary modulation. The power of the signal in the null subcarrier usually takes a value of 0 or a value close to 0.
なお、図3の第1サブキャリアパターン60は一例にしか過ぎない。通信で使用される周波数帯域の上限f2、通信で使用される周波数帯域の下限f1、サブキャリアの分割数N、各サブキャリアが占める周波数方向の幅(f2−f1)/Nについては特に限定しない。
The
第2OFDM変調部13は、OFDMによる変調を行い、第2OFDM信号を生成する。第1OFDM信号では、データ送信に使われる有効サブキャリアの分布が第2サブキャリアパターンに従っている。第2サブキャリアパターンとは、有効サブキャリアとヌルサブキャリアの分布を規定し、第1サブキャリアパターンよりもヌルサブキャリアが多いサブキャリアパターンである。
The second
図4は、第2サブキャリアパターンの第1の例を示している。図4の横軸は、周波数を示している。図4の第2サブキャリアパターン70は、第1サブキャリアパターン60と同様、周波数帯域[f1,f2]がN=41個のサブキャリアに分割されている。このうち、周波数帯域の中心周波数fcを含むサブキャリアが不使用のヌルサブキャリアに設定されている。第2サブキャリアパターン70では、有効サブキャリアの数が20個となっており、第1サブキャリアパターン60の半数となっている。
FIG. 4 shows a first example of the second subcarrier pattern. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the frequency. In the
図4の第2サブキャリアパターン70は、第1サブキャリアパターンよりも少ない数の有効サブキャリアを含んでおり、最も高い周波数の有効サブキャリアと、最も低い周波数の有効サブキャリアとの間に、周波数方向で互いに隣接しない少なくとも2つのヌルサブキャリアを有する。
The
図5は、第2サブキャリアパターンの第2の例を示している。図5の第2サブキャリアパターン71では、有効サブキャリアの数が第2サブキャリアパターン70と同じく、20個に設定されている。ただし、第2サブキャリアパターン71の有効サブキャリアは、第2サブキャリアパターン70の有効サブキャリアに比べて広い周波数帯域に分散して配置されている。このように、第2サブキャリアパターンでは、第1サブキャリアパターンの周波数帯域[f1,f2]の範囲内にある限り、ヌルサブキャリアを挟んで有効サブキャリアを分散配置することができる。
FIG. 5 shows a second example of the second subcarrier pattern. In the
有効サブキャリアがより広い周波数帯域に分布している第2サブキャリアパターン71を使用することにより、第2サブキャリアパターン70に比べて周波数ダイバーシチ効果が大きくなる。
By using the
図6は、第2サブキャリアパターンの第3の例を示している。図6の第2サブキャリアパターン72では、有効サブキャリアの数が第2サブキャリアパターン70、71と同じく、20個に設定されている。第2サブキャリアパターン72では、有効サブキャリアが周波数方向に一定の規則に基づいて配置されている。すなわち、周波数方向に有効サブキャリア、有効サブキャリア、ヌルサブキャリアのパターンで規則的に分布している。
FIG. 6 shows a third example of the second subcarrier pattern. In the
図7は、第2サブキャリアパターンの第4の例を示している。図7の第2サブキャリアパターン73では、有効サブキャリアの数が第2サブキャリアパターン70〜72と同じく、20個に設定されている。第2サブキャリアパターン73では、有効サブキャリアが、ヌルサブキャリアと交互に周期的に配置されている。
FIG. 7 shows a fourth example of the second subcarrier pattern. In the
第2サブキャリアパターン72のように、有効サブキャリアを規則的に配置したり、第2サブキャリアパターン73のように、有効サブキャリアを周期的に配置したりすると、電子回路やソフトウェアなどの構成を単純化することができ、無線通信装置1の製造コストを下げることができる。また、第2サブキャリアパターン72、73を使うと、有効サブキャリアを周波数方向に均等に分散することができ、周波数ダイバーシチ効果を得やすくなる。
If the effective subcarriers are regularly arranged as in the
なお、上述の第2サブキャリアパターン70〜74は例にしか過ぎない。第1サブキャリアパターンより少ない数の有効サブキャリアが配置されているのであれば、有効サブキャリアの数、ヌルサブキャリアの数、有効サブキャリアの配置、ヌルサブキャリアの配置については特に問わない。
The
第2サブキャリアパターン70〜74におけるすべての有効サブキャリアは、所定の周波数帯域内(第1サブキャリアパターンに係る周波数帯域内)に分布していた。ただし、第2サブキャリアパターンの有効サブキャリアは必ず第1サブキャリアパターンに係る周波数帯域内に配置されていなくてもよい。例えば、第2サブキャリアパターンでは第1サブキャリアパターンに係る周波数帯域より広い帯域内に有効サブキャリアを配置してもよいし、第1サブキャリアパターンに係る周波数帯域とは異なる周波数帯域に有効サブキャリアを配置してもよい。
All effective subcarriers in the
しかし、一般に広い周波数帯域に対応した無線通信装置ほど、高い性能が要求され、構成が複雑になるため、コストが高くなる傾向にある。本実施形態を比較的単純な構成に係る無線通信装置にも適用することを考慮すると、第2サブキャリアパターンにおけるすべての有効サブキャリアは所定の周波数帯域内(第1サブキャリアパターンに係る周波数帯域)内に配置されているのが好ましい。 However, in general, a wireless communication device that supports a wide frequency band is required to have higher performance and a complicated configuration, which tends to increase costs. Considering that this embodiment is also applied to a wireless communication apparatus having a relatively simple configuration, all the effective subcarriers in the second subcarrier pattern are within a predetermined frequency band (frequency band related to the first subcarrier pattern). ).
なお、制御部40は有効サブキャリアの分布が第2サブキャリアパターンに従っている、第2OFDM信号を生成するときに、第1OFDM信号の生成を行うときと比べて送信電力を大きく設定してもよい。これによって、伝搬路の条件が悪い場合に信号対雑音比が改善される場合がある。
Note that the
図8には、第2サブキャリアパターンの第5の例を示している。図8の第2サブキャリアパターン74では、20個のサブキャリアパターンが配置されている。ただし、上述の第2サブキャリアパターン70〜74とは異なり、最も高い周波数の有効サブキャリアと、最も低い周波数の有効サブキャリアとの間に、データ送信に使われないヌルサブキャリアが配置されていない。第2サブキャリアパターン74のようなパターンを使うことは排除されないが、有効サブキャリアをより広い周波数帯域に分散し、周波数ダイバーシチ効果を高めるためには、第2サブキャリアパターンにおける最も高い周波数の有効サブキャリアと、最も低い周波数の有効サブキャリアとの間に、ヌルサブキャリアを配置することが望ましい。
FIG. 8 shows a fifth example of the second subcarrier pattern. In the
無線通信装置1が、使用するサブキャリアパターン(第1サブキャリアパターンおよび第2サブキャリアパターン)は、通信先の無線通信装置へ事前に共有される。使用するサブキャリアパターンに関する情報をサブキャリア情報とよぶものとする。
The subcarrier patterns (first subcarrier pattern and second subcarrier pattern) used by the
制御部40は、データの送信前にサブキャリア情報の同期処理を実行する。サブキャリア情報の同期処理において制御部40は、無線通信装置1がデータ送信で使用するサブキャリアパターンを通信先の無線通信装置に通知する。通信先の無線通信装置がサブキャリア情報を取得する手段と、対応するサブキャリアパターンに係るOFDM信号を復調する手段を備えていれば、無線通信装置1の送信した無線信号を正しく復調することができる。なお、通信プロトコルなどで、初めてデータの送信を行うときには規定のサブキャリアパターン(例えば、第1サブキャリアパターン)を使用する旨が定められている場合には、必ず通信先の無線通信装置にサブキャリア情報の通知を行わなくてもよい。
The
例えば、制御部40は、伝搬路の条件が良好であるときに、第1サブキャリアパターンを使ってデータ送信を行うように無線通信装置1を設定することができる。また、制御部40は、降雨などによって伝搬路の条件が悪化したときに、第2サブキャリアパターンを使ってデータ送信を行うように無線通信装置1を設定することができる。
For example, the
例えば、制御部40は、無線信号の送信先となる無線通信装置との間の伝搬路における通信品質が低下した(伝搬路の条件が悪化した)と判断し、データ送信に用いるサブキャリアパターンを第1サブキャリアパターンから第2サブキャリアパターンに切り替えることができる。通信品質に係る指標の例としては、誤り率、伝送速度、信号対雑音比などがあるが、データの伝送速度、データの受信量など、その他の指標を使ってもよい。誤り率の例としては、符号誤り率や、ビット誤り率などがあるが、その他の誤り率を使ってもよい。また、受信データにおける通信品質が改善したのであれば、送信元の無線通信装置に対して、データ送信に用いるサブキャリアパターンを第2サブキャリアパターンから第1サブキャリアパターンに切り替えることを求める指令を送信してもよい。
For example, the
以下では、再び図2を参照しながら、無線通信装置1の説明を行う。
Hereinafter, the
D/Aコンバータ14は、第1OFDM変調部12が生成した第1OFDM信号または第2OFDM変調部13が生成した第2OFDM信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。D/Aコンバータ14の方式については特に問わない。
The D /
送信アンプ15は、D/Aコンバータ14によって変換されたアナログ信号を増幅し、アンテナ51より送信する。制御部40は、送信電力の設定に基づき、送信アンプ15におけるアナログ信号の増幅率を調整することができる。
The
次に、受信部20内部の構成要素について説明する。
Next, components inside the receiving
低雑音増幅器21は、アンテナ52から受信したアナログの無線信号を増幅する。A/Dコンバータ22は、アナログの無線信号をデジタル信号に変換する。A/Dコンバータ22の方式については特に問わない。A/Dコンバータ22が変換したデジタル信号は第1OFDM復調部23または、第2OFDM復調部24に転送される。制御部40は、当該デジタル信号を送信した無線通信装置がデータ送信に使っているサブキャリアパターンに係る情報(サブキャリア情報)に基づきデジタル信号の転送先を決定する。例えば、送信元の無線通信装置が第1サブキャリアパターンを使っている場合には、デジタル信号は第1OFDM復調部23に転送される。
The
第1OFDM復調部23は、第1サブキャリアパターンに係る第1OFDM信号を復調する。第2OFDM復調部24は、第2サブキャリアパターンに係る第2OFDM信号を復調する。1次復調部25は、第1OFDM復調部23または第2OFDM復調部24から転送された信号を1次復調する。
The
制御部40は、データの受信を行う前に、データの送信元の無線通信装置が使用するサブキャリアパターンに関する情報(サブキャリア情報)を取得するものとする。なお、通信プロトコルなどで、初めてデータの送信を行うときには規定のサブキャリアパターン(例えば、第1サブキャリアパターン)を使用する旨が定められている場合には、第1OFDM復調部23を使ってOFDM復調を行ってもよい。
It is assumed that the
無線通信装置1の各構成要素は、例えばASIC、PLD、FPGA、MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)、ディスクリート回路などのハードウェア回路、プロセッサで動作するソフトウェアまたはこれらの組み合わせによって実現されているものとする。また、無線通信装置1が無線通信において使用する周波数、周波数帯域の幅、送信電力の大きさ、通信プロトコルについては特に限定しない。
Each component of the
図1の無線通信装置1の構成は一例にしか過ぎない。したがって、これとは異なる構成に係る無線通信装置を使ってもよい。例えば、無線通信装置は、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタなどのフィルタ回路を備えていてもよいし、局部発振器、ミキサ回路などの周波数変換に係る構成要素を備えていてもよい。図1の例では、送信用のアンテナと受信用のアンテナは別々のアンテナであったが、送信用と受信用で共通したアンテナを使ってもよい。
The configuration of the
アナログの無線周波数の無線信号の送信を実現する、送信アンプ15と、アンテナ51ならびに、アナログの無線周波数の無線信号の受信を実現する、低雑音増幅器21と、アンテナ52は無線通信装置1の無線部に係る構成要素の一例である。
The
また、無線通信装置が使用する第1サブキャリアパターンと第2サブキャリアパターンの数については特に限定しない。したがって、無線通信装置1はひとつの第1サブキャリアパターンと、ひとつの第2サブキャリアパターンを使用してもよいし、複数の第1サブキャリアパターンや、複数の第2サブキャリアパターンを切り替えて使用してもよい。無線通信装置がデータ送信とデータ受信で使用するサブキャリアパターンは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Further, the number of first subcarrier patterns and second subcarrier patterns used by the wireless communication apparatus is not particularly limited. Therefore, the
(第1の変形例)
第1の実施形態に係る無線通信装置は、送信部に第1OFDM変調部と第2OFDM変調部、受信部に第1OFDM復調部と第2OFDM復調部をそれぞれ備えていた。本発明の実施形態においてこの構成は一例にしか過ぎず、これとは異なる構成に係る無線通信装置を用いてもよい。
(First modification)
The wireless communication apparatus according to the first embodiment includes a first OFDM modulation unit and a second OFDM modulation unit in a transmission unit, and a first OFDM demodulation unit and a second OFDM demodulation unit in a reception unit, respectively. In the embodiment of the present invention, this configuration is only an example, and a wireless communication apparatus having a different configuration may be used.
図9は、第1の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。図9の無線通信装置1の送信部10は、第1OFDM変調部と第2OFDM変調部に代わり、OFDM変調部16とサブキャリア設定部17を備えている。図9の無線通信装置1の受信部20は、第1OFDM復調部と第2OFDM復調部に代わり、OFDM復調部26とサブキャリア設定部27を備えている。
FIG. 9 illustrates a configuration example of a wireless communication apparatus according to the first modification. The
OFDM変調部16は、第1サブキャリアパターンと第2サブキャリアパターンを含む複数のサブキャリアパターンによるOFDM変調を行う。サブキャリア設定部17は、制御部40から送信された指令を受け、OFDM変調部16がOFDM変調で使用するサブキャリアパターンを設定する。OFDM復調部26は、第1サブキャリアパターンと第2サブキャリアパターンを含む複数のサブキャリアパターンに係るOFDM信号の復調を行う。サブキャリア設定部27は、制御部40から送信された指令を受け、OFDM復調部26が復調するOFDM信号のサブキャリアパターンを設定する。
The
なお、図9の例は、送信部と受信部で別々のサブキャリア設定部を有するが、ひとつサブキャリア設定部でOFDM変調部とOFDM復調部の両方の設定を行う構成を用いてもよい。その他の構成要素に係る機能は、第1の実施形態に係る無線通信装置と同様である。 In the example of FIG. 9, the transmission unit and the reception unit have separate subcarrier setting units, but a configuration in which both the OFDM modulation unit and the OFDM demodulation unit are set by one subcarrier setting unit may be used. The functions related to the other components are the same as those of the wireless communication apparatus according to the first embodiment.
(第2の実施形態)
第1の実施形態に係る無線通信装置は、ひとつの送信部を備えていた。しかし、本発明の実施形態に係る無線通信装置は、複数の送信部を備えていてもよいし、複数のアンテナを備えていてもよい。第2の実施形態では、送信用アンテナと送信部の組み合わせを複数備えている無線通信装置において、それぞれのアンテナから送信される無線信号間の干渉を低減し、通信品質を改善する方法について説明する。
(Second Embodiment)
The wireless communication apparatus according to the first embodiment includes one transmission unit. However, the wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention may include a plurality of transmission units or a plurality of antennas. In the second embodiment, a method for improving communication quality by reducing interference between radio signals transmitted from each antenna in a radio communication apparatus including a plurality of combinations of transmission antennas and transmission units will be described. .
図10は、第2の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示している。図10の無線通信装置1の構成は、第1の実施形態に係る無線通信装置が2台並設された構成にほぼ等しくなっている。すなわち、図10の無線通信装置1は、第1送信部10aおよび第2送信部10bならびに、第1受信部20aおよび第2受信部20bを備えている。第1送信部10a、第2送信部10bはそれぞれ別々の送信用アンテナ(アンテナ#1、アンテナ#2)を備えているため、複数のアンテナから同時に無線信号を送信することができる。
FIG. 10 shows a configuration example of a wireless communication apparatus according to the second embodiment. The configuration of the
図10の無線通信装置1は、MIMO信号生成部35を備えている。MIMO信号生成部35は、ホストインタフェース30が計算機2から受信した送信対象のデータを複数のデータストリームに分割する。MIMO信号生成部35は内部の構成要素としてデータ出力部35a、35bを備えている。データ出力部35aは、第1のデータストリームを第1送信部10aに転送する。同様に、データ出力部35aは、第2のデータストリームを第2送信部10bに転送する。
The
データ送信においてMIMO(Multiple−input and multiple−output)通信が行われる場合、無線通信装置1の送信先は1台の無線通信装置(シングルユーザMIMO)であってもよいし、複数台の無線通信装置(マルチユーザMIMO)であってもよい。また、無線通信装置1は、パイロット信号を使ってチャネル推定、チャネル補正、プリコーディングなどの処理を行ってもよい。
When MIMO (Multiple-input and multiple-output) communication is performed in data transmission, the transmission destination of the
なお、無線通信装置1は必ずMIMO通信を行わなくてもよい。この場合、MIMO信号生成部35は、送信対象のデータがホストインタフェース30から転送されたら、当該データをデータ出力部35a、35bのいずれかに出力し、データを複数のデータストリームに分割する処理を実行しない。
Note that the
図10の無線通信装置1に係るその他の構成要素の機能は第1の実施形態と同様である。図10の例では、第1の実施形態に係る無線通信装置が2台並設されたのに等しい構成が示されているが、第1の実施形態に係る無線通信装置が3台以上並設されたのに等しい構成を備えた無線通信装置を用いてもよい。
The functions of the other components related to the
図11は、第2の実施形態に係る無線通信装置から送信されるOFDM信号におけるサブキャリアパターンの例を示している。図11上段と図11下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図11上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信されるサブキャリアパターン61aが示されている。図11下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信されるサブキャリアパターン61bが示されている。
FIG. 11 illustrates an example of a subcarrier pattern in an OFDM signal transmitted from the wireless communication apparatus according to the second embodiment. The horizontal axis in the upper part of FIG. 11 and the lower part of FIG. 11 indicates the frequency. The upper part of FIG. 11 shows a
図11のサブキャリアパターン61aと、サブキャリアパターン61bでは有効サブキャリアが周波数方向に同一のパターンで分布している。このような場合、アンテナ#1から送信されるOFDM信号(無線信号)とアンテナ#2から送信されるOFDM信号(無線信号)の間で干渉が起こりやすくなり、通信品質が低下してしまうおそれがある。
In the
なお、無線通信装置1がMIMO通信を行っている場合、OFDM変調で図11のようなサブキャリアパターンが使われていても、伝搬路によって異なるチャネルひずみを検出することによって、それぞれのサブキャリアで搬送されている信号を分離し、データの復号をすることができる。ただし、MIMO通信であっても、無線信号間の干渉が強くなるとデータ送信におけるスループットが充分に上がらなくなる可能性がある。
Note that when the
複数のアンテナから同時にOFDM信号(無線信号)を送信する場合、干渉を抑制することが求められている。以下では、無線通信装置が複数のアンテナから同時にOFDM信号(無線信号)を送信するときに、OFDM信号間(無線信号間)の干渉を抑制するために使用するサブキャリアパターンを第3サブキャリアパターンとよぶものとする。第1の実施形態における第1サブキャリアパターンや第2サブキャリアパターンは、第3サブキャリアパターンの役割を兼ねていてもよい。 When transmitting OFDM signals (radio signals) simultaneously from a plurality of antennas, it is required to suppress interference. In the following, when the wireless communication apparatus transmits OFDM signals (wireless signals) simultaneously from a plurality of antennas, a subcarrier pattern used for suppressing interference between OFDM signals (between wireless signals) is a third subcarrier pattern. It shall be called. The first subcarrier pattern and the second subcarrier pattern in the first embodiment may also serve as the third subcarrier pattern.
図12は、第3サブキャリアパターンの第1の例を示している。図12上段と図12下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図12上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信される第3サブキャリアパターン75aが示されている。図12下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信される第3サブキャリアパターン75bが示されている。
FIG. 12 shows a first example of the third subcarrier pattern. The horizontal axis in the upper part of FIG. 12 and the lower part of FIG. 12 indicates the frequency. The upper part of FIG. 12 shows a
第3サブキャリアパターン75aと第3サブキャリアパターン75bを比較すると、最も高い周波数の有効サブキャリアと、最も低い周波数の前記有効サブキャリアに挟まれた周波数帯域内におけるヌルサブキャリアの分布が異なっている。このように、最も高い周波数の有効サブキャリアと、最も低い周波数の前記有効サブキャリアに挟まれた周波数帯域内における少なくとも1以上のヌルサブキャリアの配置が異なっていると、アンテナ#1から送信されるOFDM信号(無線信号)とアンテナ#2から送信されるOFDM信号(無線信号)との間の干渉を抑制し、通信品質を改善することができる。
Comparing the
なお、第2の実施形態に係る無線通信装置において、図11のサブキャリアパターン61a、61bを第1サブキャリアパターンに設定してもよい。伝搬路の条件が悪化や、通信品質の低下が検出されたら、データ送信に用いるサブキャリアパターンを図12の第3サブキャリアパターン75a、75bに切り替えてもよい。すなわち、本実施形態において例示される第3サブキャリアパターンは、第1の実施形態における第2サブキャリアパターンとして使用されてもよい。
Note that, in the radio communication apparatus according to the second embodiment, the
図13は、第3サブキャリアパターンの第2の例を示している。図13上段と図13下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図13上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信される第3サブキャリアパターン76aが示されている。図13下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信される第3サブキャリアパターン76bが示されている。
FIG. 13 shows a second example of the third subcarrier pattern. The horizontal axis in the upper part of FIG. 13 and the lower part of FIG. 13 indicates the frequency. The upper part of FIG. 13 shows a
第3サブキャリアパターン76a、76bは、周波数帯域[f1,f2]内に有効サブキャリアが分散して配置されているため、周波数ダイバーシチ効果を高めることができる。また、第3サブキャリアパターン76aにおけるヌルサブキャリア(有効サブキャリア)の配置パターンは第3サブキャリアパターン76bにおけるヌルサブキャリア(有効サブキャリア)の配置パターンと異なっているため、アンテナ#1から送信されるOFDM信号(無線信号)とアンテナ#2から送信されるOFDM信号(無線信号)との間の干渉を抑え、通信品質を高めることができる。また、第3サブキャリアパターン76a、76bを第1の実施形態における第2サブキャリアパターンとして使ってもよい。
Since the effective subcarriers are distributed and arranged in the frequency band [f 1 , f 2 ] in the
図14は、第3サブキャリアパターンの第3の例を示している。図14上段と図14下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図14上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信される第3サブキャリアパターン77aが示されている。図14下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信される第3サブキャリアパターン77bが示されている。
FIG. 14 shows a third example of the third subcarrier pattern. The horizontal axis in the upper part of FIG. 14 and the lower part of FIG. 14 indicates the frequency. The upper part of FIG. 14 shows a
第3サブキャリアパターン77a、77bでは、いずれも周波数帯域[f1,f2]の一部の帯域において周波数方向に規則的に有効サブキャリアが配置されている。第3サブキャリアパターン77aでは、ヌルサブキャリア、有効サブキャリア、有効サブキャリアのパターンが周期的に配置されている。第3サブキャリアパターン77bでは、有効サブキャリア、有効サブキャリア、ヌルサブキャリアのパターンが周期的に配置されている。第3サブキャリアパターン77a、77bを第1の実施形態における第2サブキャリアパターンとして使ってもよい。
In each of the
図15は、第3サブキャリアパターンの第4の例を示している。図15上段と図15下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図15上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信される第3サブキャリアパターン78aが示されている。図15下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信される第3サブキャリアパターン78bが示されている。
FIG. 15 shows a fourth example of the third subcarrier pattern. The horizontal axis in the upper part of FIG. 15 and the lower part of FIG. 15 indicates the frequency. The upper part of FIG. 15 shows a
第3サブキャリアパターン78a、78bでは、周波数帯域[f1,f2]内に有効サブキャリアが周波数方向に規則的に配置されている。第3サブキャリアパターン78aでは、2つのヌルサブキャリア、2つの有効サブキャリアのパターンが繰り返し配置されている。第3サブキャリアパターン78bでは、2つの有効サブキャリア、2つのヌルサブキャリアのパターンが繰り返し配置されている。
In the
図15の例では、図14の例に比べて広い周波数帯域内に有効サブキャリアが分散されているため、周波数ダイバーシチ効果を高めやすい。また、第3サブキャリアパターン78a、78bで有効サブキャリアとして使用されているサブキャリアに重複がないため、アンテナ#1から送信されるOFDM信号(無線信号)とアンテナ#2から送信されるOFDM信号(無線信号)との間の干渉を大きく低減することができる。第3サブキャリアパターン78a、78bを第1の実施形態における第2サブキャリアパターンとして使ってもよい。
In the example of FIG. 15, since effective subcarriers are dispersed in a wider frequency band than in the example of FIG. 14, it is easy to enhance the frequency diversity effect. Also, since there is no overlap in the subcarriers used as effective subcarriers in the
図16は、第3サブキャリアパターンの第5の例を示している。図16上段と図16下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図16上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信される第3サブキャリアパターン79aが示されている。図16下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信される第3サブキャリアパターン79bが示されている。
FIG. 16 shows a fifth example of the third subcarrier pattern. The horizontal axis in the upper part of FIG. 16 and the lower part of FIG. 16 indicates the frequency. The upper part of FIG. 16 shows a
第3サブキャリアパターン79a、79bでは、周波数帯域[f1,f2]内に有効サブキャリアとヌルサブキャリアが交互に周期的に分布している。図16の例においても、広い周波数帯域内に有効サブキャリアが分散されているため、周波数ダイバーシチ効果を高めやすい。また、図15の例と同様に、第3サブキャリアパターン79a、79bで有効サブキャリアとして使用されているサブキャリアに重複がないため、アンテナ#1から送信されるOFDM信号(無線信号)とアンテナ#2から送信されるOFDM信号(無線信号)との間の干渉を大きく低減することができる。第3サブキャリアパターン79a、79bを第1の実施形態における第2サブキャリアパターンとして使ってもよい。
In the
図14〜図16の例のように有効サブキャリアを周波数方向に規則的にまたは、周期的に配置すると、電子回路やソフトウェアなどの構成を単純化することができ、無線通信装置1の製造コストを下げることができる。
When effective subcarriers are regularly or periodically arranged in the frequency direction as in the examples of FIGS. 14 to 16, the configuration of an electronic circuit, software, or the like can be simplified, and the manufacturing cost of the
複数のアンテナから送信される無線信号(OFDM信号)において、重複するサブキャリアに有効サブキャリアが配置されないよう、設定を行ってもよい。 In radio signals (OFDM signals) transmitted from a plurality of antennas, settings may be made so that effective subcarriers are not arranged on overlapping subcarriers.
図17は、第3サブキャリアパターンの第6の例を示している。図17上段と図17下段の横軸は、いずれも周波数を示している。図17上段には、第1送信部10aのアンテナ#1から送信される第3サブキャリアパターン80aが示されている。図17下段には、第2送信部10bのアンテナ#2から送信される第3サブキャリアパターン80bが示されている。
FIG. 17 shows a sixth example of the third subcarrier pattern. The horizontal axis in the upper part of FIG. 17 and the lower part of FIG. 17 indicates the frequency. In the upper part of FIG. 17, a
第3サブキャリアパターン80a、80bでは、異なるアンテナから送信されるOFDM信号(無線信号)における有効サブキャリア(ヌルサブキャリア)の配置が互いに排他的な関係となっている。すなわち、それぞれのOFDM信号で重複したサブキャリアに有効サブキャリア(ヌルサブキャリア)が配置されないよう、設定がされている。
In the
図17では、2本の送信用アンテナがある場合が示されているが、3本以上の送信用アンテナがある場合にもOFDM信号間で重複したサブキャリアに有効サブキャリアが配置されない構成を用いることができる。図18は、第3サブキャリアパターンの第7の例を示している。図18には、4本の送信用アンテナがある無線通信装置において、OFDM信号(無線信号)における有効サブキャリア(ヌルサブキャリア)の配置が互いに排他的になるように設定した例が示されている。第3サブキャリアパターン81a〜81dを参照すると、それぞれのサブキャリアにおいて有効サブキャリアが配置されているのは、いずれかひとつのサブキャリアパターンのみとなっている。
Although FIG. 17 shows a case where there are two transmitting antennas, a configuration is used in which effective subcarriers are not arranged on subcarriers that overlap between OFDM signals even when there are three or more transmitting antennas. be able to. FIG. 18 shows a seventh example of the third subcarrier pattern. FIG. 18 shows an example in which the arrangement of effective subcarriers (null subcarriers) in an OFDM signal (radio signal) is mutually exclusive in a radio communication apparatus having four transmission antennas. Yes. Referring to the
制御部40は、それぞれの送信部(送信用アンテナ)から送信されるOFDM信号における有効サブキャリアの配置を管理し、複数の無線信号における同一サブキャリアの使用に起因した干渉が防止されるように、OFDM変調の設定を行うことができる。このような構成を用いると、複数のアンテナから送信されるOFDM信号(無線信号)間の干渉が抑制されるため、通信品質をさらに高めることができる。
The
ここでは、無線通信装置が有する複数のアンテナから送信されるOFDM信号(無線信号)において有効サブキャリア(ヌルサブキャリア)が配置されたサブキャリアに重なりがある場合と、重なりがない場合について説明した。干渉の抑制と通信品質の改善の観点からは、前者のようにOFDM信号を設定することが好ましい。また、無線通信装置のアンテナ数が多い、または使用可能なサブキャリア数が少ないなどの事情があるため、OFDM信号(無線信号)において有効サブキャリア(ヌルサブキャリア)が配置されたサブキャリアに重複が生じてしまう場合には、重複が少なくなるようにそれぞれのOFDM信号の設定を行うことが望ましい。 Here, the case where there is an overlap between subcarriers in which effective subcarriers (null subcarriers) are arranged in OFDM signals (wireless signals) transmitted from a plurality of antennas included in the wireless communication device has been described. . From the viewpoint of suppressing interference and improving communication quality, it is preferable to set the OFDM signal as in the former case. Also, due to circumstances such as the number of antennas in the wireless communication device being large or the number of usable subcarriers being small, it overlaps with subcarriers in which effective subcarriers (null subcarriers) are arranged in OFDM signals (wireless signals). If this occurs, it is desirable to set the respective OFDM signals so as to reduce duplication.
(第2の変形例)
上述の図10に、第2の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示した。本発明の実施形態に係る無線通信装置はこれとは異なる構成であってもよい。以下では、図10とは異なる構成に係る無線通信装置について説明する。
(Second modification)
FIG. 10 described above shows a configuration example of the wireless communication apparatus according to the second embodiment. The wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention may have a different configuration. Below, the radio | wireless communication apparatus which concerns on a different structure from FIG. 10 is demonstrated.
図19は、サブキャリア設定部を備えた第2の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。図19の無線通信装置1の第1送信部10aは、第1OFDM変調部と第2OFDM変調部に代わり、複数のサブキャリアパターンでOFDM変調を行うことが可能なOFDM変調部16aを備えている。また、図19の無線通信装置1の第2送信部10bは、第1OFDM変調部と第2OFDM変調部に代わり、複数のサブキャリアパターンでOFDM変調を行うことが可能なOFDM変調部16bを備えている。
FIG. 19 illustrates a configuration example of a wireless communication apparatus according to a second modification example provided with a subcarrier setting unit. The
また、図19の無線通信装置1は、OFDM変調部16a、16bのサブキャリアパターンを設定することが可能なサブキャリア設定部17を備えている。サブキャリア設定部17は、制御部40からのサブキャリアパターン変更指令を受信したら、OFDM変調部16aまたはOFDM変調部16bのサブキャリアパターンを変更する。
19 includes a
第2の変形例に係る無線通信装置のその他の構成要素の機能は、第2の実施形態に係る無線通信装置と同様である。 The functions of the other components of the wireless communication apparatus according to the second modification are the same as those of the wireless communication apparatus according to the second embodiment.
(第3の変形例)
図19、図20の例に示された無線通信装置では、データ出力部35aが出力するデータストリームは第1送信部10aに入力され、データ出力部35bが出力するデータストリームは第2送信部10bに入力されるという対応関係が存在していた。ただし、同じ構成要素が第1送信部10a、第2送信部10bにデータストリームを入力してもよい。
(Third Modification)
19 and 20, the data stream output from the
図20は、第3の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。図20の無線通信装置1はデータ出力部35a、35b(MIMO信号生成部35)を備えていない。ホストインタフェース30が計算機2より受信した送信対象のデータは、第1送信部10aまたは第2送信部10bの少なくともいずれかによってOFDM変調をされ、送信先の無線通信装置に送信される。
FIG. 20 illustrates a configuration example of a wireless communication apparatus according to the third modification. The
第3の変形例に係る無線通信装置のその他の構成要素の機能は、第2の実施形態に係る無線通信装置と同様である。 Functions of other components of the wireless communication apparatus according to the third modification are the same as those of the wireless communication apparatus according to the second embodiment.
(第4の変形例)
図20の構成において、サブキャリア設定部を使ってそれぞれの送信部におけるOFDM変調で使用されるサブキャリアを変更してもよい。図21は、第4の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。
(Fourth modification)
In the configuration of FIG. 20, the subcarrier used in OFDM modulation in each transmission unit may be changed using the subcarrier setting unit. FIG. 21 illustrates a configuration example of a wireless communication device according to a fourth modification.
図21の無線通信装置1の第1送信部10aは、複数のサブキャリアパターンでOFDM変調を行うことが可能なOFDM変調部16aを備えている。また、図21の無線通信装置1の第2送信部10bは、複数のサブキャリアパターンでOFDM変調を行うことが可能なOFDM変調部16bを備えている。サブキャリア設定部17は、制御部40からのサブキャリアパターン変更指令を受信したら、OFDM変調部16aまたはOFDM変調部16bのサブキャリアパターンを変更する。図21の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図20の無線通信装置と同様である。
The
(第5の変形例)
複数の送信用アンテナを備えた無線通信装置は、共通の1次変調部を用いてもよい。図22は、ひとつの1次変調部を備えた、第5の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。
(Fifth modification)
A wireless communication device including a plurality of transmitting antennas may use a common primary modulation unit. FIG. 22 illustrates a configuration example of a wireless communication apparatus according to the fifth modification, which includes one primary modulation unit.
図22の無線通信装置1は、ひとつの送信部10を備えている。ホストインタフェース30が計算機2から受信した送信対象のデータは1次変調部11に入力される。1次変調部11は当該データを1次変調した後、第1OFDM変調部12a、第1OFDM変調部12b、第2OFDM変調部13a、第2OFDM変調部13bのいずれかに1次変調後の信号を入力する。図22の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図21の無線通信装置と同様である。
The
(第6の変形例)
図22の構成において、サブキャリア設定部を使ってそれぞれの送信部におけるOFDM変調で使用されるサブキャリアパターンを変更してもよい。図23は、第6の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。
(Sixth Modification)
In the configuration of FIG. 22, a subcarrier pattern used in OFDM modulation in each transmission unit may be changed using a subcarrier setting unit. FIG. 23 shows a configuration example of a wireless communication apparatus according to the sixth modification.
図22の無線通信装置1の送信部10は、複数のサブキャリアパターンでOFDM変調を行うことが可能なOFDM変調部16aとOFDM変調部16bを備えている。サブキャリア設定部17は、制御部40からのサブキャリアパターン変更指令を受信したら、OFDM変調部16aまたはOFDM変調部16bのサブキャリアパターンを変更する。図21の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図20の無線通信装置と同様である。
The
(第3の実施形態)
上述の各実施形態では、有効サブキャリアやヌルサブキャリアの複数の配置パターンについて説明した。OFDM信号におけるそれぞれのサブキャリアの属性は有効サブキャリアまたはヌルサブキャリアのいずれかに設定されるため、2値をとるサブキャリアの属性を使って情報の伝送を行うことが可能である。第3の実施形態では、サブキャリアパターンを使って情報伝送を行う無線通信装置について説明する。
(Third embodiment)
In each of the above embodiments, a plurality of arrangement patterns of effective subcarriers and null subcarriers have been described. Since the attribute of each subcarrier in the OFDM signal is set to either an effective subcarrier or a null subcarrier, it is possible to transmit information using a binary subcarrier attribute. In the third embodiment, a wireless communication apparatus that performs information transmission using a subcarrier pattern will be described.
ひとつのアンテナから送信されたOFDM信号に係るサブキャリアパターンのみを使って情報伝送を行うこともできるし、複数のアンテナから送信されたOFDM信号に係るサブキャリアパターンを組み合わせて情報伝送を行うこともできる。以下では、最初に前者の方法(第1の方法)による情報伝送について述べた後、後者の方法(第2の方法)による情報伝送について説明する。 Information transmission can be performed using only a subcarrier pattern related to an OFDM signal transmitted from one antenna, or information transmission can be performed by combining subcarrier patterns related to OFDM signals transmitted from a plurality of antennas. it can. In the following, after information transmission by the former method (first method) is described first, information transmission by the latter method (second method) will be described.
第1の方法による情報伝送では、周波数帯域[f1,f2]に含まれるN個のサブキャリアのそれぞれを情報ビットとみなす。例えば、サブキャリア#1をビット#1、サブキャリア#2をビット#2、サブキャリア#3をビット#3として用いる。サブキャリアが有効サブキャリアである場合には、当該サブキャリアに対応するビットの値を1、サブキャリアがヌルサブキャリアである場合には、当該サブキャリアに対応するビットの値を0として扱うことができる。なお、ビット列をサブキャリアパターンに変換する規則において、ビットの値とサブキャリアの属性に係る対応関係を上述とは逆の関係に設定してもよい。
In the information transmission by the first method, each of the N subcarriers included in the frequency band [f 1 , f 2 ] is regarded as an information bit. For example,
ひとつのアンテナから送信されるOFDM信号に係るサブキャリアパターンによって伝送可能なビット数の最大値は、サブキャリアの分割数Nに等しくなる。なお、複数のアンテナを備えた無線通信装置を使う場合、サブキャリアパターンによって伝送できるビット数を増やすことができる。 The maximum number of bits that can be transmitted by the subcarrier pattern related to the OFDM signal transmitted from one antenna is equal to the subcarrier division number N. In addition, when using the radio | wireless communication apparatus provided with the some antenna, the bit number which can be transmitted by a subcarrier pattern can be increased.
第2の方法による情報伝送では、複数のアンテナから送信されたOFDM信号におけるサブキャリアの属性の組み合わせを使って、情報ビットを表現する。第2の方法においても、OFDM信号は周波数帯域[f1,f2]がN個のサブキャリアに分割されているものとする。最初に、アンテナ#1と、アンテナ#2のそれぞれから図17に示されたようなサブキャリアパターンを有するOFDM信号が送信される場合を考える。
In information transmission according to the second method, information bits are expressed using combinations of subcarrier attributes in OFDM signals transmitted from a plurality of antennas. Also in the second method, it is assumed that the frequency band [f 1 , f 2 ] of the OFDM signal is divided into N subcarriers. First, consider a case where an OFDM signal having a subcarrier pattern as shown in FIG. 17 is transmitted from each of
例えば、アンテナ#1から送信されたサブキャリア#1の属性が有効サブキャリアであり、アンテナ#2から送信されたサブキャリア#1の属性がヌルサブキャリアである場合には、ビット#1の値が0であるとみなす。同様にして、アンテナ#1から送信されたサブキャリア#1の属性がヌルサブキャリアであり、アンテナ#2から送信されたサブキャリア#1の属性が有効サブキャリアである場合には、ビット#1の値が1であるとみなす。送信側の無線通信装置は、上述の規則を受信側の無線通信装置と共有すれば、OFDM信号のサブキャリアパターンを使って情報伝送を行うことができる。なお、上述の規則は一例であり、これとは異なる規則を用いることを妨げるものではない。
For example, if the attribute of
次に、少なくともアンテナ#1、アンテナ#2、アンテナ#3、アンテナ#4の4本のアンテナをそなえた無線通信装置を使った場合について考える。上述の図18には、4本のアンテナから送信されたそれぞれのOFDM信号のサブキャリアパターンの例が示されている。
Next, consider a case in which a wireless communication apparatus having at least four antennas of
図18のようなサブキャリアパターンがある場合、ひとつのサブキャリアを使って2ビット分の情報を表現することができる。例えば、アンテナ#1のサブキャリア#1のみが有効サブキャリアであり、その他のアンテナのサブキャリア#1がヌルサブキャリアである場合、情報ビット“00”が伝送されているとみなすことができる。また、アンテナ#2のサブキャリア#1のみが有効サブキャリアであり、その他のアンテナのサブキャリア#1がヌルサブキャリアである場合、情報ビット“01”が伝送されているとみなす。同様に、アンテナ#3のサブキャリア#1のみが有効サブキャリアであり、その他のアンテナのサブキャリア#1がヌルサブキャリアである場合、情報ビット“10”が伝送されているとみなす。アンテナ#4のサブキャリア#1のみが有効サブキャリアであり、その他のアンテナのサブキャリア#1がヌルサブキャリアである場合、情報ビット“11”が伝送されているとみなす。
When there is a subcarrier pattern as shown in FIG. 18, information for 2 bits can be expressed using one subcarrier. For example, when
上述の規則は一例であり、これとは異なる規則を使って情報伝送を行うことを妨げるものではない。ここで説明したような規則は、OFDM信号の送信が行われるアンテナ数が図17および図18の例とは異なる場合においても定めることができる。ただし、第2の方法による情報伝送を行うためには、複数のアンテナから同時にOFDM信号を送信可能な無線通信装置を用いる必要がある。 The above-mentioned rule is an example, and does not prevent information transmission using a different rule. The rules described here can be determined even when the number of antennas through which OFDM signals are transmitted is different from the examples of FIGS. However, in order to perform information transmission by the second method, it is necessary to use a wireless communication apparatus that can transmit OFDM signals simultaneously from a plurality of antennas.
次に、第3の実施形態に係る無線通信装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the wireless communication apparatus according to the third embodiment will be described.
図24は、第3の実施形態に係る無線通信装置の構成例を示している。図24の無線通信装置1は、第2の実施形態に係る無線通信装置と同様、第1送信部10aと、第2送信部10bを備えており、アンテナ#1とアンテナ#2を使って、同時に複数のOFDM信号(無線信号)を送信することが可能である。図24の無線通信装置1は、さらにデータ重畳部90を備えている。
FIG. 24 illustrates a configuration example of the wireless communication apparatus according to the third embodiment. The
データ重畳部90は、サブキャリアパターンを使って伝送するデータを、ホストインタフェース30、31または制御部40から受信する。データ重畳部90は、伝送対象となるデータのビット列を上述のいずれかの規則に基づいて、対応するサブキャリアパターンに変換する。そして、データ重畳部90は、少なくとも第2OFDM変調部13aまたは第2OFDM変調部13bのいずれかに当該サブキャリアパターンを通知する。第2OFDM変調部13a、13bは当該サブキャリアパターンを使って、OFDM変調を行う。
The
このような処理を行うことにより、第1送信部10a、第2送信部10bによって送信されるデータストリームを使ってさらに多くデータを転送することができる。サブキャリアパターンを使って伝送されるデータは、制御部40が他の無線通信装置に送信する制御信号や同期信号であってもよいし、データ送信元の計算機2や、無線通信装置1を識別する情報であってもよいし、ステータス情報であってもよく、データの種類については特に問わない。
By performing such processing, more data can be transferred using the data stream transmitted by the
なお、図24の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、上述の各実施形態に係る無線通信装置と同様である。
Note that the functions of the other components of the
(第7の変形例)
図24に示された無線通信装置1は、本実施形態に係る無線通信装置の一例にしか過ぎない。図24の例とは異なる構成に係る無線通信装置を用いて、サブキャリアパターンによる情報伝送を行うことができる。以下では、いくつかの変形例に係る無線通信装置の構成について説明する。
(Seventh Modification)
The
図25は、第7の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。図25の無線通信装置1のホストインタフェース30が受信した送信対象のデータは、少なくとも第1送信部10aまたは第2送信部10bのいずれかによって送信される。図25の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図24の無線通信装置と同様である。
FIG. 25 illustrates a configuration example of a wireless communication apparatus according to the seventh modification. The transmission target data received by the
(第8の変形例)
本実施形態に係る無線通信装置はさらに他の構成要素を共用としてもよい。図26は、ひとつの1次変換部11を備えた、第8の変形例に係る無線通信装置の構成例を示している。図26の無線通信装置1は、共用の1次変換部11を備えている。図25の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図24、図25の無線通信装置と同様である。
(Eighth modification)
The wireless communication apparatus according to the present embodiment may further share other components. FIG. 26 illustrates a configuration example of a wireless communication apparatus according to an eighth modification, which includes one
(第9の変形例)
また、本実施形態に係る無線通信装置は、サブキャリア設定部を使ってそれぞれのOFDM変調部において使用されるサブキャリアパターンを変更してもよい。図27は、サブキャリア設定部17を備えた無線通信装置を示している。
(Ninth Modification)
In addition, the radio communication apparatus according to the present embodiment may change the subcarrier pattern used in each OFDM modulation unit using the subcarrier setting unit. FIG. 27 shows a wireless communication apparatus including the
図27の無線通信装置1は、複数のサブキャリアパターンでOFDM変調を行うことが可能なOFDM変調部16aとOFDM変調部16bを備えている。サブキャリア設定部17は、制御部40またはデータ重畳部90からのサブキャリアパターン変更指令を受信したら、OFDM変調部16aまたはOFDM変調部16bのサブキャリアパターンを変更する。図27の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図24の無線通信装置と同様である。
27 includes an
(第10の変形例)
図28は、図27の無線通信装置のホストインタフェースを共用とした構成に係る無線通信装置である。図28の無線通信装置1のホストインタフェース30が受信した送信対象のデータは、少なくとも第1送信部10aまたは第2送信部10bのいずれかによって送信される。図29の無線通信装置1のその他の構成要素の機能は、図27の無線通信装置と同様である。
(10th modification)
FIG. 28 is a wireless communication apparatus according to a configuration in which the host interface of the wireless communication apparatus in FIG. 27 is shared. The transmission target data received by the
(第11の変形例)
図28は、第11の変形例に係る無線通信装置を示している。図28の無線通信装置1は、1次変調部11が共用化されている。また、サブキャリア設定部を使ってそれぞれのOFDM変調部において使用されるサブキャリアパターンの変更が行われる。
(Eleventh modification)
FIG. 28 shows a wireless communication apparatus according to the eleventh modification. In the
上述では、複数の構成に係る無線通信装置について説明したが、その他の構成を有する無線通信装置を使ってもよい。上述の各実施形態では、伝搬路の条件が悪化した場合においても、周波数ダイバーシチ効果を維持しつつ、良好な通信品質を実現することができる、OFDM変調を用いた無線通信装置について説明した。また、MIMO通信などにより、複数のアンテナを使って同時にデータ送信が行われる場合においても、無線信号(OFDM信号)間の干渉を抑制し、通信品質の低下を防ぐことができる。さらに、OFDM変調におけるサブキャリアパターンを活用することにより、無線通信装置が伝送できるデータ量を増やすことができる。 In the above description, the wireless communication apparatus according to a plurality of configurations has been described. However, wireless communication apparatuses having other configurations may be used. In each of the above-described embodiments, the radio communication apparatus using OFDM modulation has been described, which can achieve good communication quality while maintaining the frequency diversity effect even when the propagation path condition is deteriorated. Further, even when data transmission is performed simultaneously using a plurality of antennas by MIMO communication or the like, it is possible to suppress interference between radio signals (OFDM signals) and prevent deterioration in communication quality. Furthermore, by utilizing a subcarrier pattern in OFDM modulation, the amount of data that can be transmitted by the wireless communication apparatus can be increased.
本発明の実施形態に係る無線通信装置は、例えば、セルラーネットワークのシステム、バックホール回線やフロントホール回線に適用することができるが、どのような種類の無線通信システムにも適用してもよい。 The radio communication apparatus according to the embodiment of the present invention can be applied to, for example, a cellular network system, a backhaul line, and a fronthaul line, but may be applied to any type of radio communication system.
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.
1、1a、1b 無線通信装置
2、2a、2b 計算機
5a、5b ネットワーク
10 送信部
10a 第1送信部
10b 第2送信部
11、11a、11b 1次変調部
12、12a、12b 第1OFDM変調部
13、13a、13b 第2OFDM変調部
14、14a、14b D/Aコンバータ
15、15a、15b 送信アンプ
16、16a、16b OFDM変調部
17、27 サブキャリア設定部
20 受信部
20a 第1受信部
20b 第2受信部
21 低雑音増幅器
22 A/Dコンバータ
23 第1OFDM復調部
24 第2OFDM復調部
25 1次復調部
26 OFDM復調部
30、31 ホストインタフェース
35 MIMO信号生成部
35a、35b データ出力部
40 制御部
51、52、51a、51b、52a、52b アンテナ
60 第1サブキャリアパターン
70、71、72、73、74 第2サブキャリアパターン
61a、61b サブキャリアパターン
75a,75b、76a、76b、77a、77b,78a、78b、79a、79b、80a、80b、81a、81b、81c、81d 第3サブキャリアパターン
90 データ重畳部
1, 1a, 1b
Claims (19)
無線通信装置。 A first subcarrier pattern that defines the distribution of effective subcarriers and null subcarriers in a predetermined frequency band, or a distribution of effective subcarriers and null subcarriers, in which null subcarriers are present more than the first subcarrier pattern. A radio communication apparatus including a transmission unit that selects one of a plurality of second subcarrier patterns and transmits a first radio signal that is OFDM-modulated based on the selected subcarrier pattern.
請求項1に記載の無線通信装置。 The transmission unit is configured to perform the first subcarrier pattern or the second in OFDM modulation of the first radio signal based on communication quality in a propagation path with a radio communication device that is a transmission destination of the first radio signal. Decide which subcarrier pattern to use,
The wireless communication apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の無線通信装置。 The communication quality is at least one of an error rate, a transmission rate, and a signal-to-noise ratio.
The wireless communication apparatus according to claim 2.
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の無線通信装置。 The transmitter determines whether to use the first subcarrier pattern or the second subcarrier pattern in OFDM modulation of the first radio signal based on weather information;
The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の無線通信装置。 Subcarrier information indicating whether the second radio signal is OFDM-modulated based on either the first subcarrier pattern or the second subcarrier pattern is received from another radio communication apparatus, and the subcarrier information 5. The wireless communication device according to claim 1, further comprising: a receiving unit that performs OFDM demodulation on the received second wireless signal based on the base station.
請求項5に記載の無線通信装置。 The subcarrier information includes information on the distribution of the effective subcarriers in the first subcarrier pattern or the distribution of the effective subcarriers in the second subcarrier pattern.
The wireless communication apparatus according to claim 5.
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の無線通信装置。 All the effective subcarriers in the second subcarrier pattern are distributed within the predetermined frequency band.
The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の無線通信装置。 The second subcarrier pattern has at least two null subcarriers that are not adjacent to each other in the frequency direction between the effective subcarrier having the highest frequency and the effective subcarrier having the lowest frequency.
The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 7.
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の無線通信装置。 The effective subcarriers in the second subcarrier pattern are periodically or regularly distributed in the frequency direction.
The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記送信部のアンテナが送信する前記第1無線信号は、最も高い周波数の前記有効サブキャリアと、最も低い周波数の前記有効サブキャリアとの間における複数の前記ヌルサブキャリアの分布が、他の前記送信部の前記アンテナが送信する前記第1無線信号と同一にならないようにOFDM変調されている、
請求項1ないし9のいずれか一項に記載の無線通信装置。 A plurality of the transmission units;
The first radio signal transmitted by the antenna of the transmission unit has a distribution of a plurality of the null subcarriers between the effective subcarrier having the highest frequency and the effective subcarrier having the lowest frequency. OFDM modulated so as not to be the same as the first radio signal transmitted by the antenna of the transmission unit,
The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 9.
請求項10に記載の無線通信装置。 The first radio signal transmitted by the antenna of the transmitter does not overlap with the first radio signal transmitted by the antenna of the other transmitter in the subcarrier set as the effective subcarrier. OFDM modulated to
The wireless communication apparatus according to claim 10.
請求項1ないし11のいずれか一項に記載の無線通信装置。 The transmitter performs information transmission using the first subcarrier pattern or the second subcarrier pattern in OFDM modulation of the first radio signal.
The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 11.
選択された前記サブキャリアパターンに係る情報を含む、サブキャリア情報を送信するステップと、
前記サブキャリアパターンに基づいてOFDM変調された前記第1無線信号を送信するステップとを含む、
無線通信方法。 As a subcarrier pattern used for OFDM modulation of the first radio signal, a first subcarrier pattern defining a distribution of effective subcarriers and null subcarriers in a predetermined frequency band, or a distribution of effective subcarriers and null subcarriers. Selecting one of a second subcarrier pattern that has more null subcarriers than the first subcarrier pattern, and
Transmitting subcarrier information including information related to the selected subcarrier pattern;
Transmitting the first radio signal that is OFDM-modulated based on the subcarrier pattern;
Wireless communication method.
請求項13に記載の無線通信方法。 The wireless communication device that has received the first wireless signal includes a step of OFDM demodulating the first wireless signal based on the subcarrier information.
The wireless communication method according to claim 13.
請求項13または14に記載の無線通信方法。 Based on the communication quality in the received second radio signal, select either the first subcarrier pattern or the second subcarrier pattern as a subcarrier pattern used for OFDM modulation of the first radio signal.
The wireless communication method according to claim 13 or 14.
請求項13ないし15のいずれか一項に記載の無線通信方法。 Based on weather information, selecting either the first subcarrier pattern or the second subcarrier pattern as a subcarrier pattern to be used for OFDM modulation of the first radio signal,
The wireless communication method according to any one of claims 13 to 15.
請求項13ないし16のいずれか一項に記載の無線通信方法。 Distribution of the plurality of null subcarriers between the effective subcarrier of the highest frequency and the effective subcarrier of the lowest frequency of the first radio signal transmitted from the plurality of antennas is the other antenna. OFDM modulation so as not to be the same as the first radio signal transmitted by
The wireless communication method according to any one of claims 13 to 16.
請求項13ないし17のいずれか一項に記載の無線通信方法。 OFDM modulating the first radio signal transmitted from a plurality of antennas so that the first radio signal transmitted by another antenna and the subcarrier set as the effective subcarrier do not overlap. including,
The wireless communication method according to any one of claims 13 to 17.
請求項13ないし18のいずれか一項に記載の無線通信方法。 Information transmission is performed using the selected subcarrier pattern.
The wireless communication method according to any one of claims 13 to 18.
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