CN101223717A - 无线通信系统以及通信装置 - Google Patents
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Abstract
关于本发明的无线通信系统的发送一侧的通信装置具备根据通过规定的推定处理得到的传播路径的多路径延迟时间,对数据副载波执行映射处理的Data-Control模块(1)以及Data模块(2);根据与从上述多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,使在数据副载波上的信号上添加的保护带量变化的GB-Control模块(3)以及GB-Add模块(4),接收一侧的通信装置具备根据与从上述多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,抑制超过保护间隔的多路径的GB-Control模块(13)以及GB-FEQ模块(14);根据上述多路径延迟时间,对均衡后的信号执行映射处理的Data-Control模块(15)以及Dec模块(16)。
Description
技术领域
本发明涉及采用多载波调制解调方式的无线通信系统,特别是涉及在多路径延迟时间发生变化的通信环境下动作的通信装置。
背景技术
作为至今为止被使用着的无线通信方式的一个例子,有以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)方式以及DMT(Discrete Multi-tone,离散多音频)方式为代表的多载波调制解调方式。该多载波调制解调方式例如在无线LAN、ADSL等中被利用,是配置并传输与多个频率正交的载波的方式。在本方式中,为了去除由收发机间的传播路径等产生的延迟波(GB)的影响,而使用保护间隔(Guard Interval)或者循环前缀(Cyclic Prefix)。在接收机中,例如通过对于去除了保护间隔的OFDM符号进行FFT,去除保护间隔内的延迟波的影响,来解调数据。
另一方面,在上述OFDM方式中,在超过了保护间隔的延迟波到来的状态下发生码间干扰,与此相伴随,特性大幅度恶化。能够通过添加比在发射机一侧想象的延迟时间长的保护间隔来解决该问题,但是利用该处理将增加保护间隔的开销,传输效率降低。
另外,在蜂窝系统中,例如在基站与终端的距离远的情况下,延迟时间变长,在基站与终端的距离近的情况下,延迟时间变缩短。即,在蜂窝系统中,根据终端的位置或者环境,最佳的保护间隔的长度是不同的。
作为与上述那样的超过保护间隔的延迟波到来的情况以及根据终端的位置或者环境而最佳的保护间隔的长度不同的情况相对应的现有技术,例如,有在下述专利文献1中记载的“OFDM通信系统以及OFDM通信方法”。在下述专利文献1中,通过根据多路径延迟时间自适应地控制以往设为固定长度的保护间隔长度,来实现最大传输效率。
专利文献1:特开2002-374223号公报
发明内容
这里,说明上述专利文献1的问题点。图9表示使用了可变保护间隔情况下的信号例子的图,详细地讲,表示多路径延迟时间变化时的信号,横轴表示时间:t,纵轴的上图表示多路径延迟时间(Normalized maxdelay time):LC,下图表示频率方向的副载波(sub-carrier)。根据图9可知,多路径延迟时间伴随着时间变化,变化为“中→小→大”。另外,明确了信号由包括数据信息的Sym和保护间隔GI(保护间隔长度LGI)构成,且“LC≤LGI”,LGI与LC相一致地发生变化。然而,在上述专利文献1记载的现有技术中,由于根据自适应控制,OFDM符号长度发生变化,因此存在硬件结构变复杂这样的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的,目的在于提供用简单的硬件结构就能够对应多路径延迟时间的变化的通信装置。
为了解决上述的课题实现本发明的目的,本发明的无线通信系统采用多载波调制解调方式,通信一侧的通信装置具备根据通过预定的推定处理得到的传播路径的多路径延迟时间,对数据副载波执行映射处理的映射单元(相当于后述的实施方式的Data-Control模块1以及Data模块2)、根据与由上述多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,使添加到数据副载波上的信号上的保护带量变化的保护带添加单元(相当于GB-Control模块3以及GB-Add模块4),接收一侧的通信装置具备根据关于从上述多路径延迟时间得到的保护带的信息,抑制超过保护间隔(包括没有添加保护间隔的情况)的多路径的均衡单元(相当于GB-Control模块13以及GB-FEQ模块14)、根据上述多路径延迟时间,对均衡后的信号执行反映射处理的反映射单元(相当于Data-Control模块15以及Dec模块16)。
在本发明的无线通信系统中,由于根据传播路径中的多路径延迟时间使保护带量变化,因此能够起到用不使符号长度发生变化的简易的硬件结构就能够追踪所到来的多路径的延迟时间的变化这样的效果。
附图说明
图1表示关于本发明的无线通信系统的结构例子的图。
图2表示添加了保护带的信号例子的图。
图3表示添加了保护带的信号例子的图。
图4表示添加了保护带的信号例子的图。
图5表示关于本发明的无线通信系统的结构例子的图。
图6表示在MCS-Control模块中使用的调制编码规则的一个例子的图。
图7表示关于本发明的无线通信系统的结构例子的图。
图8表示在MCS-Control模块中使用的调制编码规则的一个例子的图。
图9表示使用了可变保护间隔时的信号例子的图。
符号说明
1、1a、15、15a:Data-Control模块
2:Data模块
3、3a、13、13a:GB-Control模块
4:GB-Add模块
5:IFFT模块
6:GB-Add模块
7a、17a:MCS-Control模块
8b、18b:Rate-Control模块
11:GI-Removal模块
12:FFT模块
14:GB-FEQ模块
16:Dec模块
具体实施方式
以下,根据附图详细说明关于本发明的无线通信系统以及通信装置的实施方式。另外,并不是由该实施方式限定本发明。
实施方式1
图1表示关于本发明的无线通信系统的结构例子的图,即数据发送一侧的通信装置以及数据接收一侧的通信装置的结构例子的图,发送一侧的通信装置(相当于调制器)具备Data-Control模块1、Data模块2、GB-Control模块3、GB-Add模块4、IFFT模块5、GB-Add模块6,接收一侧的通信装置(相当于解调器)具备GI-Removal模块11、FFT模块12、GB-Control模块13、GB-FEQ模块14、Data-Control模块15、Dec模块16。
这里,简单说明构成上述无线通信系统的各模块的基本动作。Data-Control模块1、15指示数据副载波的位置和量。Data模块2把发送数据编码,根据Data-Control模块1的指示映射到频率轴上的数据副载波。GB-Control模块3、13指示保护带(GB:Guard Band)的种类、位置和量。GB-Add模块4在根据GB-Control模块3的指示从Data-Control模块1输出的数据副载波上添加保护带。IFFT模块5把频率轴信号变换为时间轴信号。GI-Add模块6在时间轴信号上添加保护间隔。GI-Removal模块11从接收信号去除保护间隔。FFT模块12把时间轴信号变换为频率轴信号,GB-FEQ模块14根据GB-Control模块13的指示进行使用了保护带的频率均衡,抑制超过保护间隔的延迟波。Dec模块16根据Data-Control模块15的指示,解调数据副载波(反映射处理),进行纠错等解码处理。
接着,说明本实施方式的特征性的动作。在本实施方式中,Data-Control模块1以及GB-Control模块3根据传播路径的多路径延迟时间,控制数据副载波和保护带。具体地讲,例如,在TDD(时分复用)系统的情况下,根据本地局接收信号推定广播路径的多路径延迟时间,在FDD(频分复用)系统的情况下,在对象局中推定多路径延迟时间,得到被反馈的多路径延迟时间。而且,利用与广播路径的多路径延迟的增加相对应通信品质恶化这一点,根据用于推定帧错误率、最小二乘距离等通信品质的参数,控制数据副载波和保护带。
另外,所谓上述保护带是在接收一侧传输内容为已知的副载波的总称,相当于不发送数据的空载波、发送固定数据的导频载波等。
另外,所谓GB-FEQ,是使用保护带抑制超过保护间隔的多路径的频率均衡装置,例如,能够利用“岗崎等“对于超过保护间隔的多路径的频率均衡的一个研究”,2005年电子信息通信学会综合大会B-5-21”。在GB-FEQ模块14中,通过使保护带的量增加,能够扩大可抑制的多路径延迟时间。
接着,具体说明上述保护带的控制处理。本实施方式的无线通信系统按照如图1所示,由调制器和解调器构成,在调制器中,GB-Control模块3指示保护带的种类、位置、与传播路径的多路径延迟时间相适应的保护带量,GB-Add模块按照来自GB-Control模块3的指示添加保护带。另一方面,在解调器中,GB-Control模块13指示保护带的种类、位置和量,GB-FEQ模块14按照来自GB-Control模块13的指示实现使用了保护带的频率均衡。
图2表示添加了保护带的信号例子的图,例如,表示多路径延迟时间发生变化了时的信号。另外,图2中,横轴表示时间:t,纵轴的上图表示多路径延迟时间:LC,下图表示频率方向的副载波。另外,如图9的上图所示,随着时间推移,多路径延迟时间变化为“中→小→大”。
这时,在本实施方式中,如图9的下图所示,信号由包括数据信息的Sym、保护间隔GI(保护间隔长度LGI)和保护带GB(保护带数LGB)构成。而且,以使得满足“LC≤LGI+LGB”的方式,根据多路径延迟时间LC插入保护带。图9中,作为一个例子,在多路径延迟时间“小”的情况下不插入保护带,在“中”的情况下在1个位置插入保护带,在“大”的情况下在2个位置插入保护带。
这样,在本实施方式中,根据传播路径中的多路径延迟时间使保护带量变化。由此,用不使符号长度变化的简单的硬件结构就能够追踪所到来的多路径的延迟时间的变化。
另外,在本实施方式中,例如,即使在没有用GI-Add模块6添加保护间隔的情况下,根据由GB-Add模块4添加的保护带也能够抑制多路径。
实施方式2
在实施方式2中,把上述的作为实施方式1的特征性处理的“根据多路径延迟时间使保护带量发生变化”的处理应用于OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access正交频分复用)方式。另外,关于本实施方式的系统的结构与上述实施方式1的图1相同。这里,说明与上述实施方式1不同的处理。
图3表示添加了保护带的信号例子的图,例如,表示多路径延迟时间发生了变化时的信号。在本实施方式中,作为一个例子,假定在8个副载波中,被两个用户进行频分复用,在用户1和用户2中具有分别不同的多路径延迟时间的情况。
例如,在本实施方式中,为了均衡随时间一起变化的两个用户的多路径延迟时间的最大值,而插入充分的保护带。图3中,由于多路径延迟时间LC的最大值按照“大→中→大”变化,因此添加的保护带数LGB追踪为“保护带:2个位置→保护带:1个位置→保护带:2个位置”。
这样,在本实施方式中,与OFDMA方式相对应,根据多个用户中的多路径延迟时间的最大值使保护带量发生变化。由此,用不使符号长度发生变化的简单的硬件结构就能够追踪所到来的多路径延迟时间的变化。
实施方式3
在实施方式3中,把上述的作为实施方式1的特征性处理的“根据多路径延迟时间使保护带量发生变化”处理应用于OFCDM(OrthogonalFrequency and Code Division Multiplexing,正交频率码分复用)方式或者MC-CDMA(Multi-Carrier-Code Division Multiple Access,多载波码分多址)方式。另外,关于本实施方式的系统结构与上述的实施方式1的图1相同。这里,说明与上述实施方式1不同的处理。
图4表示添加了保护带的信号例子的图,例如,表示多路径延迟时间发生了变化时的信号。在本实施方式中,作为一个例子,假定在8个副载波中,被两个用户进行码分复用,用户1和用户2具有分别不同的多路径延迟时间的情况。另外,图4中下图的纵轴表示复用数(Multiplexing),进深方向表示频率方向的副载波(Sub-carrier)。
例如,在本实施方式中,为了均衡随时间一起变化的两个用户的多路径延迟时间的最大值,插入充分的保护带。图4中,由于多路径延迟时间LC的最大值按照“大→中→大”变化,因此所添加的保护带数LGB追踪为“保护带:2个位置→保护带:1个位置→保护带:2个位置”。
这样,在本实施方式中,与OFCDM方式或者MC-CDMA相对应,根据多个用户中的多路径延迟时间的最大值使保护带量发生变化。由此,用不使符号长度变化的简单的硬件结构就能够追踪所到来的多路径延迟时间的变化。
实施方式4
图5表示本发明的无线通信系统的结构例子,即,数据发送一侧的通信装置以及数据接收一侧的通信装置的结构例子的图,发送一侧的通信装置(相当于调制器)具备Data-Control模块1a、GB-Control模块3a、MCS-Control模块7a,接收一侧的通信装置(相当于解调器)具备GB-Control模块13a、Data-Control模块15a、MCS-Control模块17a。另外,关于与上述的实施方式1的图1相同的结构,标注相同的符号,省略其说明。这里,说明与上述的实施方式1不同的处理。
在本实施方式中,MCS-Control模块7a、17a是进行调制编码规则(MCS:Modulation and Coding Scheme)的指示的模块,根据预先设定的调制编码规则,向Data-Control模块1a、15a以及GB-Control模块3a、13a提供参数指示。这时,各MCS-Control模块根据传播路径的多路径延迟时间,控制各Data-Control模块以及GB-Control模块。具体地讲,例如,在TDD(Time Division Duplex,时分复用)系统的情况下,从本地局接收信号推定传播路径的多路径延迟时间,在FDD(Frequency Division Duplex,频分复用)系统的情况下,在对象局中推定多路径延迟时间,得到被反馈的多路径延迟时间。而且,利用根据传播路径的多路径延迟的增加通信品质发生恶化这一点,根据推定帧错误率、最小二乘距离等通信品质的参数,间接控制数据副载波和保护带。
图6是在上述MCS-Control模块中使用的调制编码规则的一个例子的图。在本实施方式中,为了使抗延迟能力提高,而进行使副载波数减少,使保护带数增加的控制。另外,在本实施方式中,为了简化,仅以保护带数为轴制成调制编码规则,但是也可以将调制方式与基于编码率的调制编码规则组合。
接着,按照画面说明进行上述保护带的控制处理时的通信装置的动作。本实施方式的无线通信系统,按照如图5所示由调制器和解调器构成,调制解调器内的MCS-Control模块7a、17a根据各个传播路径的多路径延迟时间,自适应地选择调制编码规则。而且,根据该编码规则,各MCS-Control模块分别向Data-Control模块指示使用副载波数,向GB-Control模块指示使用保护带数。
这样,在本实施方式中,为了提高抗延迟能力,而进行使副载波数减少,使保护带数增加的控制。由此,除了与上述实施方式1相同的效果以外,进而在传播路径的多路径延迟时间增大的情况下,作为信息传输速度伴随着副载波数减少而降低的折衷方案,能够提高抗多路径延迟时间。
实施方式5
图7表示本发明的无线通信系统的结构例子,即,数据发送一侧的通信装置以及数据接收一侧的通信装置的结构例子的图,发送一侧的通信装置(相当于调制器)具备Rate-Control模块8b,接收一侧的通信装置(相当于解调器)具备Rate-Control模块18b。另外,关于与上述实施方式4的图5相同的结构,标注相同的符号,省略其说明。这里,说明与上述的实施方式5不同的处理。
例如,MCS-Control模块7a、17a根据预先设定的调制编码规则,向Rate-Control模块8b、18b以及GB-Control模块3b、13b提供参数指示。而且,Rate-Control模块8b、18b根据上述指示,对在Data模块2以及Dec模块16中使用的编码率进行指示。
图8表示在上述MCS-Control模块中使用的调制编码规则的一个例子的图。在本实施方式中,为了提高抗延迟能力,进行使编码率增加,使保护带数增加的控制。
接着,按照图面说明进行上述保护带的控制处理时的通信装置的动作。按照如图7所示,由调制器和解调器构成,调制解调器内的MCS-Control模块7a、17a根据各个传播路径自适应地选择调制编码规则。而且,根据该编码规则,各MCS-Control模块分别向Rate-Control模块指示使用编码率,向GB-Control模块指示使用保护带数。
这样,在本实施方式中,为了提高抗延迟能力,进行使编码率增加,使保护带数增加的控制。由此,除了与上述实施方式1相同的效果以外,进而传播路径的多路径延迟时间增大的情况下,作为纠错编码能力伴随编码率增加而降低的折衷方案,能够提高抗多路径延迟时间。
产业上的可利用性
如上所述,关于本发明的无线通信系统以及通信装置在采用多载波调制解调方式的通信系统以及通信装置中是有用的,特别是,适于在传播路径的多路径延迟时间变化的通信环境下动作的数据发送一侧的通信装置以及数据接收一侧的通信装置。
Claims (12)
1.一种无线通信系统,该无线通信系统采用多载波调制解调方式,其特征在于:
发送一侧的通信装置具备:
根据由规定的推定处理得到的传播路径的多路径延迟时间,对数据副载波执行映射处理的映射单元;
根据与由上述多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,使添加到数据副载波上的信号上的保护带量变化的保护带添加单元,
接收一侧的通信装置具备:
根据与由上述多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,抑制超过保护间隔(包括没有添加保护间隔的情况)的多路径的均衡单元;
根据上述多路径延迟时间,对均衡后的信号执行反映射处理的反映射单元。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统,其特征在于:
上述发送一侧的通信装置中的保护带附加单元伴随着多路径延迟时间的增加而使保护带量增加。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统,其特征在于:
上述发送一侧的通信装置中的保护带附加单元还伴随着多个用户中的多路径延迟时间的最大值的增加而使保护带量增加。
4.根据权利要求3所述的无线通信系统,其特征在于:
采用OFDMA、即正交频分多址方式作为多载波调制解调方式。
5.根据权利要求3所述的无线通信系统,其特征在于:
采用OFCDM、即正交频率码分复用方式或者MC-CDMA、即多载波码分多址方式作为多载波调制解调方式。
6.根据权利要求1所述的无线通信系统,其特征在于:
上述发送一侧以及上述接收一侧的通信装置还分别具备根据上述多路径延迟时间,自适应地选择调制编码规则的调制编码规则选择单元,
上述发送一侧以及接收一侧的通信装置中的各单元执行基于根据上述多路径延迟时间而被选择出的调制编码规则的处理。
7.一种通信装置,是采用多载波调制解调方式的在数据发送一侧的通信装置,其特征在于具备:
根据传播路径的多路径延迟时间,对数据副载波执行映射处理的映射单元;
根据与由上述多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,使添加到数据副载波上的信号上的保护带量变化的保护带添加单元。
8.根据权利要求7所述的通信装置,其特征在于:
上述保护带添加单元伴随着多路径延迟时间的增加而使保护带量增加。
9.根据权利要求8所述的通信装置,其特征在于:
上述保护带添加单元还伴随着多个用户中的多路径延迟时间的最大值的增加而使保护带量增加。
10.根据权利要求7所述的通信装置,其特征在于:
还具备根据上述多路径延迟时间,自适应地选择调制编码规则的调制编码规则选择单元,
上述各单元执行基于根据上述多路径延迟时间所选择出的调制编码规则的处理。
11.一种通信装置,是采用多载波调制解调方式的在数据接收一侧的通信装置,其特征在于,具备:
根据与由传播路径的多路径延迟时间得到的保护带有关的信息,抑制超过保护间隔(包括没有添加保护间隔的情况)的多路径的均衡单元;
根据上述多路径延迟时间,对均衡后的频率信号执行反映射处理的反映射单元。
12.根据权利要求11所述的通信装置,其特征在于:
还具备根据上述多路径延迟时间,自适应地选择调制编码规则的调制编码规则选择单元,
上述各单元执行基于根据上述多路径延迟时间所选择出的调制编码规则的处理。
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