CN102246445A - 通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法 - Google Patents

通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法 Download PDF

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Abstract

一种将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统,该通信系统具备:发送装置,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行根据发送数据生成的规定数据的分配,根据所述分配,生成所述多载波信号并发送;以及接收装置,接收从所述发送装置发送的所述多载波信号。

Description

通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法
技术领域
本发明涉及一种多载波信号的通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法。具体而言,本发明涉及在存在干扰信号的无线通信环境下利用多载波传输方式进行无线通信时的通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法。
本申请基于2008年12月18日向日本申请的专利申请2008-322864号、和2008年12月19日向日本申请的专利申请2008-324701号,主张优先权,这里援引其内容。
背景技术
近年来,伴随无线通信的普及,在接近的频带中存在各种各样无线系统的电波。一般为了以规定的品质接收有用的信号(下面称为“有用信号”(desired signal)。),希望没有有用信号以外的干扰信号。换言之,接收装置在接收到有用信号的同时还接收到干扰信号的情况下,接收装置中的有用信号的接收精度下降,难以正确地再现发送来的数据。
针对这种问题,通过检测出干扰信号存在的频带并将有用信号的频带移位且配置于与干扰信号不同的频带中的干扰避免动作,可使有用信号的接收精度提高。但是,在这种情况下,由于有用信号及干扰信号整体占有的总频带宽度至少必需为各信号的频带宽度的总和以上,所以从频率利用效率的观点看,不是希望的方法。
另一方面,提议有如下技术,即,通过在频率轴上邻接的信号中导入适用前向纠错码的多载波传输方式,并允许发送信号频谱在频率轴上重叠(overlapping),各个发送装置发送信号,从而削减多个系统整体的占有频带宽度,提高频率利用效率。在该技术中,接收装置根据导频信号或零位信号(null signal)区间等任意手段,检测出干扰信号存在的频率位置/频带,执行抑制检测出的干扰信号的频率位置的多载波信号和干扰信号的滤波、或等效加权信号处理,解调通过滤波抑制后的多载波信号的各子载波,并对解调后的信号实施纠错。由此,可适当引出基于未受到干扰信号影响的频率位置的子载波的纠错效果,再现受到干扰信号影响的子载波中的数据,正确地接收数据。下面,将这种传输技术称为多载波重叠传输。
这样,在近年来的无线通信领域中,要求频率共用型无线通信。图36是作为共用频带的无线通信系统的组合一例,示出频率信道不同的两个无线LAN(Local Area Network)系统的整体的概念图。
该图中,无线通信系统具备无线LAN基站2a、2b和接收装置1a。无线LAN基站2a使用中心频率fa、即CH1的频带进行通信。另一方面,无线LAN基站2b使用中心频率fb(其中,fa<fb)、即CH5的频带进行通信。
此时,接收装置1a配置在无线LAN基站2a与无线LAN基站2b双方的无线信号到达的位置,接收中心频率fa的无线信号与中心频率fb的无线信号的这两个无线信号部分彼此干扰的信号。
这样,在接收装置1a将无线LAN基站2a设为通信对象的情况下,即便在作为中心频率fa的有用信号的发送频带与作为中心频率fb的来自无线LAN基站2b的干扰信号的发送频带部分重叠(重复)的频率共用型无线通信中,接收装置1a也必须正确地接收有用信号。
另外,作为共用频带的其它例子,还存在无线LAN系统、bluetooth(注册商标)、WiMAX(注册商标)的组合等不同通信方式的系统彼此频率共用的情况。
另一方面,在非专利文献1中,详细记载了用于正确地接收有用信号的纠错码之一的TURBO码的结构、和使TURBO码组合于作为多载波信号的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:正交频分多址)时的接收特性。
另外,在双向通信系统中,作为未完全接收到发送数据情况下的补偿技术,采用再送技术。例如,在ARQ(Automatic repeat request)错误控制方式中,在接收装置中执行错误检测处理,在未检测到错误的情况下,向发送装置发送ACK(ACKnowledgement),在检测到错误的情况下,向发送装置发送NACK(Negative ACKnowledgement)。接收到NACK的发送装置再送对应于NACK的数据,直到接收到ACK为止。
非专利文献1:Jin Yuong Kim, “Performance of OFDM/CDMA system with turbo coding in a multipath fading channel,” IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 45, No. 2, pp. 372-379, MAY 1999
非专利文献2:寺田浩诏等4名,“大学课程 信息通信工学”, 株式会社オ-ム社,1993年3月25日,pp. 24-25
为了纠正无线信号的错误并正确地接收有用信号,例如使用上述TURBO码等的FEC(Forward Error Correction:前向纠错)码。在FEC码中,有生成作为输入位序列(input bit sequence)的系统位(systematic bit)、与作为纠错位序列(error correction bit sequence)的校验位(parity bit)、或对校验位进行了删余(puncturing)(间拔thinning)的删余校验位的类型。已知的有,在使用这样的FEC码的情况下,若是相同编码率,则正确接收系统位的比例高的一方能比正确接收校验位的比例高时更正确地接收有用信号。即,如图36所示,在发生干扰的多载波无线通信系统的情况下,通过在未发生干扰的频带中发送系统位,能更正确地接收有用信号。
但是,目前由于不区别地将系统位与校验位分散配置在多个子载波中,所以出现了可能由于系统位的接收品质恶化的原因,使得BER(误码率:Bit Error Rate)特性饱和。
另外,在无线通信中,由于一般情况下传播路径环境随时间而变动,所以大多是通过利用ARQ重复再送,在这期间改善传播路径环境,来完成正常的发送处理。但是,在多载波重叠传输中,为了提高频带的利用效率,还以有意地与干扰信号在部分频带中引起干扰的方式来发送有用信号。这种干扰信号有时在特定的频带中持续存在,在这种情况下,传播路径环境不会随时间而改善。因此,产生如下问题,即通过目前的ARQ,正常的发送处理无法完成。
发明内容
本发明考虑该问题后做出,其目的在于提供一种可提高多载波无线通信中的接收品质的通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法。
具体地,本发明的目的在于提供一种通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法,在适用生成系统位及校验位的纠错的多载波无线通信系统中,通过在不发生干扰的频带中发送系统位,能使接收品质提高。
另外,本发明的目的在于提供一种通信系统、发送装置、接收装置、发送方法及通信方法,其涉及作为因基于多载波重叠传输的部分频带的电波干扰而发生的解码错误的对策的再送处理,可降低再送时的错误发生概率,改善接收品质。
[1]为了解决上述课题,本发明的通信系统是将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统,其具备:发送装置,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带的双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配,根据所述分配,生成所述多载波信号并发送;以及接收装置,接收从所述发送装置发送来的所述多载波信号。
[2]在本发明的通信系统中,也可以是所述发送装置具备:编码部,适用纠错编码,并从所述发送数据生成系统位及校验位;数据分配部,根据所述多载波信号的使用频带中的所述重叠频带的信息,向所述使用频带中的所述非重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述系统位,同时向所述重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述校验位;调制部,将所述系统位及所述校验位调制成由所述数据分配部分配的频带的子载波;以及多载波信号调制部,从由所述调制部调制成各子载波的信号,生成所述多载波信号,所述接收装置具备:多载波信号解调部,按每个子载波解调从所述发送装置接收到的所述多载波信号;解调部,解调由所述多载波信号解调部解调的各子载波的接收信号;数据抽取部,根据所述多载波信号的所述使用频带中的所述重叠频带的所述信息,得到所述系统位及所述校验位各自的使用频带,根据得到的所述使用频带,从由所述解调部解调的各子载波的所述接收信号,抽取所述校验位及所述系统位;以及解码部,使用由所述数据抽取部抽取的所述系统位及所述校验位,将所述发送数据进行解码,所述规定数据是所述系统位。
[3]在本发明的通信系统中,也可以是所述发送装置还具备:系统位用交织器,执行由所述编码部生成的所述系统位的交织,输出到所述调制部,所述接收装置还具备:系统位用去交织器,执行由所述数据抽取部抽取的所述系统位的去交织,输出到所述解码部。
[4]在本发明的通信系统中,也可以是所述发送装置还具备:系统位用交织器,执行由所述编码部生成的所述系统位的交织,输出到所述调制部,所述接收装置还具备:系统位用去交织器,执行由所述数据抽取部抽取的所述系统位的去交织,输出到所述解码部。
[5]在本发明的通信系统中,也可以是所述发送装置还具备:非重叠频带用交织器,执行由所述数据分配部分配给所述非重叠频带的所述系统位及所述校验位的交织,输出到所述调制部,所述接收装置还具备:非重叠频带用去交织器,执行由所述解调部从所述非重叠频带的子载波解调的接收信号的去交织,输出到所述数据抽取部。
[6]在本发明的通信系统中,也可以是所述发送装置还具备:重叠频带用交织器,执行由所述数据分配部分配给所述重叠频带的所述校验位的交织,输出到所述调制部,所述接收装置还具备:重叠频带用去交织器,执行由所述解调部从所述重叠频带的子载波解调的接收信号的去交织,输出到所述数据抽取部。
[7]在本发明的通信系统中,也可以是所述编码部利用所述校验位的位串相对所述系统位的位串的比例比所述重叠频带相对所述非重叠频带的比例大的编码率,适用所述纠错编码。
[8]在本发明的通信系统中,也可以是所述通信系统是适用纠错编码来传输所述无线多载波信号的多载波无线通信系统,所述接收装置具备:解调部,按每个子载波解调接收到的所述多载波信号;重叠频带信息生成部,生成表示接收到的所述多载波信号中的所述重叠频带的重叠频带信息;重叠频带信息信号发送部,将所述重叠频带信息发送到所述发送装置;加权系数生成部,对所述多个子载波中产生干扰的子载波,生成与其它子载波相比使所述纠错编码中的可靠性降低的每个子载波的加权系数;加权运算部,执行向由所述解调部解调的所述多载波信号的子载波的解调值适用所述加权系数的加权运算处理;解码部,使用由所述加权运算部算出的每个子载波的值,执行纠错处理及解码处理;错误判定部,对由所述解码部解码的位串,根据错误检测码,检测是否产生错误,在产生错误的情况下,向所述发送装置发送再送指示信息;以及再送信号接收控制部,在所述错误判定部发送了所述再送指示信息的情况下,根据涉及从所述发送装置再送的信号的所述位串,生成再送的位串,所述发送装置具备:编码部,对所述发送数据赋予所述错误检测码,执行纠错编码,生成编码位;调制部,调制所述编码位,并生成多个调制符号;子载波分配部,对各子载波配置各调制符号,生成调制信号;发送部,从所述调制信号生成发送信号并发送;以及再送控制部,暂时存储所述调制符号,并接收所述再送指示信息及所述重叠频带信息,在执行再送指示的情况下,根据所述重叠频带信息,选择未产生干扰的子载波,并指示所述子载波分配部对选择到的所述子载波配置所述暂时存储的调制符号中应再送的调制符号并再送,所述规定数据是所述应再送的调制符号。
[9]在本发明的通信系统中,也可以是所述再送控制部在所述应再送的调制符号的数量比未产生所述干扰的子载波的数量多的情况下,通过执行多次仅使用未产生所述干扰的子载波的再送,发送全部所述应再送的调制符号,进而发送表示多次发送所述应再送的调制符号的再送控制信息,所述再送信号接收控制部通过根据所述再送控制信息合成所述多次发送的各位串,生成再送的位串。
[10]在本发明的通信系统中,也可以是所述发送装置通过向多个接收装置分配可利用的频带中包含的多个子载波,对所述多个接收装置执行无线通信,所述再送控制部从所述可利用的频带中包含的全部子载波中,选择用于所述再送的未产生所述干扰的子载波。
[11]在本发明的通信系统中,也可以是所述再送控制部从所述可利用的频带中包含的全部子载波中,选择频率轴上距产生所述干扰的子载波最远的多个子载波。
[12]另外,本发明的发送装置是使用于将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统中的发送装置,该发送装置具备:数据分配部,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配,该发送装置根据所述分配,生成所述多载波信号并发送。
[13]在本发明的发送装置中,也可以是还具备:编码部,适用纠错编码,从所述发送数据,生成系统位及校验位,所述数据分配部根据所述多载波信号的使用频带中的所述重叠频带的信息,向所述使用频带中的所述非重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述系统位,同时向所述重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述校验位,还具备:调制部,将所述系统位及所述校验位调制成由所述数据分配部分配的频带的子载波;以及多载波信号调制部,从由所述调制部调制成各子载波的信号,生成所述多载波信号,所述规定数据是所述系统位。
[14]另外,本发明的接收装置接收由多个子载波构成的无线多载波信号,具备:多载波信号解调部,按每个子载波解调从发送装置接收到的所述多载波信号;解调部,解调由所述多载波信号解调部解调的各子载波的接收信号;数据抽取部,根据所述多载波信号的使用频带中的重叠频带的信息,得到系统位及校验位各自的使用频带,根据得到的所述使用频带,从由所述解调部解调的各子载波的所述接收信号,抽取所述校验位及所述系统位;以及解码部,使用由所述数据抽取部抽取的所述系统位及所述校验位,将发送数据进行解码。
[15]另外,本发明的通信方法是使用于将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统中的通信方法,具有:数据分配步骤,发送装置对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配;发送步骤,所述发送装置根据所述分配,生成所述多载波信号并发送;以及接收步骤,接收装置接收发送来的所述多载波信号。
[16]在本发明的通信方法中,也可以是还具有:编码步骤,所述发送装置适用纠错编码,从所述发送数据生成系统位及校验位,在所述数据分配步骤中,所述发送装置根据所述多载波信号的使用频带中的所述重叠频带的信息,向所述使用频带中的所述非重叠频带优先分配所述编码步骤中生成的所述系统位,同时向所述重叠频带优先分配在所述编码步骤中生成的所述校验位,还具有:调制步骤,所述发送装置将所述系统位及所述校验位调制成在所述数据分配步骤中分配的频带的子载波;多载波信号调制步骤,所述发送装置从所述调制步骤中调制成各子载波的信号,生成所述多载波信号;多载波信号解调步骤,所述接收装置按每个子载波解调从所述发送装置接收到的所述多载波信号;解调步骤,所述接收装置解调所述多载波信号解调步骤中解调的各子载波的接收信号;数据抽取步骤,所述接收装置根据所述多载波信号的所述使用频带中的所述重叠频带的所述信息,得到所述系统位及所述校验位各自的使用频带,根据得到的所述使用频带,从由所述解调步骤解调的各子载波的所述接收信号,抽取所述校验位及所述系统位;以及解码步骤,所述接收装置使用所述数据抽取步骤中抽取的所述系统位及所述校验位,将所述发送数据进行解码,所述规定数据是所述系统位。
[17]在本发明的通信方法中,也可以是所述通信方法是适用纠错编码并传输所述无线多载波信号的多载波无线通信方法,具有:解调步骤,所述接收装置按每个子载波解调接收到的所述多载波信号;重叠频带信息生成步骤,所述接收装置生成表示接收到的所述多载波信号中的所述重叠频带的重叠频带信息;重叠频带信息信号发送步骤,所述接收装置将所述重叠频带信息发送到所述发送装置;加权系数生成步骤,所述接收装置对所述多个子载波中产生所述干扰的子载波,生成与其它子载波相比使所述纠错编码中的可靠性降低的每个子载波的加权系数;加权运算步骤,所述接收装置执行向所述解调步骤中解调的所述多载波信号的子载波解调值适用所述加权系数的加权运算处理;解码步骤,所述接收装置使用所述加权运算步骤中算出的每个子载波的值,进行纠错处理及解码处理;错误判定步骤,所述接收装置对所述解码步骤中解码的位串,根据错误检测码,检测是否产生错误,在产生错误的情况下,向所述发送装置发送再送指示信息;再送信号接收控制步骤,所述接收装置在所述错误判定步骤中发送所述再送指示信息的情况下,根据涉及从所述发送装置再送的信号的所述位串,生成再送的位串;编码步骤,所述发送装置对所述发送数据赋予所述错误检测码,执行纠错编码,生成编码位;调制步骤,所述发送装置调制所述编码位,并生成多个调制符号;子载波分配步骤,所述发送装置对各子载波配置各调制符号,生成调制信号;发送步骤,所述发送装置从所述调制信号生成发送信号并发送;以及再送步骤,所述发送装置暂时存储所述调制符号,并接收所述再送指示信息及所述重叠频带信息,在执行再送指示的情况下,根据所述重叠频带信息,选择未产生干扰的子载波,并对选择到的所述子载波配置所述暂时存储的调制符号中应再送的调制符号并再送,所述规定数据是所述应再送的调制符号。
[18]另外,本发明的发送方法是使用于将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统中的发送方法,具有:数据分配步骤,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配;以及发送步骤,根据所述分配,生成所述多载波信号并发送。
发明效果
根据本发明,在适用生成系统位及校验位的纠错的多载波无线通信系统中,通过在不发生干扰的频带中优先发送系统位,能使接收品质提高。在此基础上,通过在干扰区域中使系统位随机化,能使接收品质进一步提高。
另外,根据本发明,在多载波重叠传输中因干扰而在数据包接收中产生错误的情况下,实现使用了未产生干扰的子载波的再送。因此,即便在多载波重叠传输这样的易产生干扰的环境下,也可使发送处理正常完成。进而,可使再送时的错误发生概率降低,改善接收品质。
附图说明
图1是表示基于本发明第1实施方式的发送装置的动作概要的图。
图2是表示基于第1实施方式的发送装置的结构的框图。
图3是用于说明基于第1实施方式的发送装置中的编码率的决定方法的图。
图4是用于说明基于第1实施方式的发送装置中的交织的图。
图5A是用于说明基于第1实施方式的发送装置中的系统位及校验位的频率分配的图。
图5B是用于说明基于第1实施方式的发送装置中的系统位及校验位的频率分配的图。
图5C是用于说明基于第1实施方式的发送装置中的系统位及校验位的频率分配的图。
图5D是用于说明基于第1实施方式的发送装置中的系统位及校验位的频率分配的图。
图6是表示基于第1实施方式的其它发送装置的结构的框图。
图7是表示基于第1实施方式的另外的其它发送装置的结构的框图。
图8是表示基于第1实施方式的接收装置的结构的框图。
图9是表示图7所示的发送装置中的位流的图。
图10是表示图8所示的接收装置中的位流的图。
图11是表示基于第2实施方式的发送装置的结构的框图。
图12是用于说明图11所示的发送装置的动作的图。
图13是表示基于第2实施方式的其它发送装置的结构的框图。
图14是表示基于第2实施方式的接收装置的结构的框图。
图15是表示图13所示的发送装置中的位流的图。
图16是表示图14所示的接收装置中的位流的图。
图17是表示执行重叠频带的屏蔽的接收装置的内部结构的框图。
图18是表示图17所示的接收装置的动作流程图。
图19A是图17所示的接收装置的动作的概念图。
图19B是图17所示的接收装置的动作的概念图。
图19C是图17所示的接收装置的动作的概念图。
图19D是图17所示的接收装置的动作的概念图。
图20A是表示其它加权的例子的图。
图20B是表示其它加权的例子的图。
图21是表示进行滤波的接收装置的功能结构的框图。
图22是表示接收信号、有用信号、和干扰信号的频谱的概念图。
图23是表示由图21所示的滤波器控制部执行的滤波器控制处理的概要的概要图。
图24是表示由图21所示的滤波器控制部执行的滤波器控制处理的概要的概要图。
图25是表示由图21所示的滤波器控制部执行的滤波器控制处理的概要的概要图。
图26是表示图21所示的接收装置的滤波器控制步骤的流程图。
图27是表示配置有通过多载波传输来执行信号的接发送的接收装置及发送装置的网络环境的概要的概要图。
图28是表示接收装置的功能结构的框图。
图29是表示发送装置的功能结构的框图。
图30表示由接收装置接收的有用信号与干扰信号的概要。
图31表示由接收装置接收的有用信号与干扰信号的概要。
图32是表示接收装置的处理步骤的流程图。
图33是表示发送装置的再送控制的处理步骤的流程图。
图34是表示配置有涉及本发明第5实施方式的发送装置的网络环境的概要的概要图。
图35是表示图34的网络环境中的有用信号与干扰信号的概要的图。
图36是表示频率信道不同的两个无线通信系统中的干扰的图。
符号说明
100、100a、100b、100c、100d…发送装置
110…编码器
120…系统位用交织器
130…校验位用交织器
140、141…数据分配器
145…非重叠频带用交织器
146…重叠频带用交织器
150、150-1、150-2、151-1、151-2…调制器
160…OFDM调制器
170…存储部
180…去交织器
190…交织器
200、200a…接收装置
210…OFDM解调器
220…解调器
230…去交织器
240…交织器
245…非重叠频带用去交织器
246…重叠频带用去交织器
250…数据抽取器
260…系统位用去交织器
270…校验位用去交织器
280…解码器
290…存储部
300…接收装置
301…重叠频带检测器
302…加权系数生成器
303…解调器
304…加权运算器
305…解码器
400…接收装置
401…天线
402…接收部
403…干扰信息抽取部
404…滤波器控制部
405…延迟部
406…滤波器
407…解调部
408…去交织器
409…FEC解码部
1001、1001A、1001B…接收装置
1101…天线
1102…接收部
1103…重叠频带信息生成部
1104…重叠频带信息信号发送部
1105…加权系数生成部
1106…解调部
1107…加权运算部
1108…解码部
1109…再送信号接收控制部
1110…错误判定部
1002…发送装置
1201…编码部
1202…调制部
1203…再送控制部
1204…子载波分配部
1205…发送部
1206…天线。
具体实施方式
下面,使用附图来说明本发明的各实施方式。
本发明的各实施方式的特征之一在于,在多载波重叠传输中,一边优先作为干扰信号不存在的频带的非重叠频带,一边向非重叠频带和作为干扰信号存在的频带的重叠频带的双方、或单方(即非重叠频带)分配根据发送数据生成的规定数据(如后所述,作为输入的发送数据的位序列的系统位、或构成指示再送的数据包的调制符号)。
图1表示基于本发明第1实施方式和第2实施方式的发送装置的动作概要。本实施方式的发送装置发送OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:正交频分多址)等的多载波信号,并使用FEC(Forward Error Correction:前向纠错)码作为纠错码。发送装置适用TURBO码等,生成作为输入的发送数据的位序列的系统位和作为纠错位序列的校验位,执行根据编码率间拔已生成的校验位的删余(puncturing)。之后,将执行删余后的结果得到的删余校验位的信号序列优先分配给重叠频带,将系统位的信号序列优先分配给非重叠频带。这样,通过将系统位分配给无干扰的频带,正确接收系统位,接收装置可正确接收有用信号,防止接收信号的品质降低。
进而,对系统位、校验位分别执行交织,或对非重叠频带、重叠频带分别进行交织,由此执行随机化,能进一步正确地接收系统位。
[第1实施方式]
这里,说明对系统位、校验位分别执行交织时的实施方式。
图2是表示基于本发明第1实施方式的发送装置100的结构的框图。
图2中,编码器110利用FEC对发送数据进行编码,根据编码率,生成系统位及删余校验位,并将系统位输出到系统位用交织器120,将删余校验位输出到校验位用交织器130。系统位用交织器120执行输入的系统位的交织。另外,校验位用交织器130执行输入的校验位的交织。
数据分配器140根据上次从接收装置通知、存储在存储部170中的重叠频带的信息等,决定将系统位、校验位分配给哪个频带(子载波)。数据分配器140将系统位优先分配给非重叠频带,若非重叠频带的资源中还有剩余,则向该部分分配校验位,将从非重叠频带溢出的校验位分配给重叠频带。数据分配器140将从系统位用交织器120输入的系统位和表示分配给该位的频带的信息输出到调制器150-1,将从校验位用交织器130输出的校验位和表示分配给该位的频带的信息输出到调制器150-2。
调制器150-1将从数据分配器140输入的系统位调制成分配给该位的频带的子载波,作为每个子载波的并行信号,输出到OFDM调制器160。调制器150-2将从数据分配器140输出的校验位调制成分配给该位的频带的子载波,作为每个子载波的并行信号,输出到OFDM调制器160。OFDM调制器160调制从调制器150-1、150-2输入的并行信号,并行/串行变换调制后的信号,生成OFDM信号,将生成的OFDM信号作为发送信号输出。
下面,说明基于本实施方式的发送装置100的动作。
首先,发送装置100的编码器110利用FEC编码发送数据,在生成系统位及校验位之后,根据当前的编码率,进行校验位的删余。例如,利用FEC编码发送数据的结果,以系统位:校验位=3:6的比例生成,在编码率=(系统位数量)/{(系统位数量)+(校验位数量)}=3/4的情况下,编码器110执行将已生成的校验位间拔为1/6的删余。
如图3所示,在设发送装置100的使用频带中不发生干扰的非重叠频带为α、发生干扰的重叠频带为β、系统位串与删余校验位串之比为a:b的情况下,在成为(b/a)>(β/α)的条件下,决定为编码率=a/(a+b)。由此,能设成全部系统位可在非重叠频带中发送,重叠频带中仅发送校验位的编码率。
编码率的信息能预先设定于存储部170中或设为从接收装置接收。或者,发送装置可使用预先存储于存储部170中或从接收装置接收后存储的重叠频带的信息来求出编码率。发送装置100为了把握自身使用的频带,通过从该使用频带中去除重叠频带β,可求出非重叠频带α,利用上述条件来决定编码率。另外,也可使用对应于频带的子载波序号来代替频带。
编码器110将系统位输出到系统位用交织器120,将删余校验位输出到校验位用交织器130。另外,也可不执行删余,而将生成的校验位全部输出到校验位用交织器130。
图4是用于说明系统位及校验位的交织的图。系统位用交织器120在系统位内执行交织。同样,校验位用交织器130在校验位内执行交织。因此,变为在由后段的数据分配器140分配给系统位的频带中交织系统位。另外,变为在由后段的数据分配器140分配给校验位的频带中交织校验位序列。
接着,数据分配器140根据存储在存储部170中的重叠频带的频率或子载波序号,决定将系统位、校验位分配给哪个频率(子载波)。
图5A~图5D是用于说明系统位及校验位的频率分配的图。
图5A是表示发送装置100的使用频带中高频率侧存在重叠频带时的分配的图。这样,在使用频带中高频率侧存在重叠频带的情况下,数据分配器140从低频率侧开始分配系统位,向剩余的高频带分配校验位。例如,在使用频带为频率f1~f2、非重叠频带为频率f1~f3、重叠频带为频率f3~f2的情况下,数据分配器140将频带f1~f4分配给系统位,将频带f4~f2分配给校验位(f1<f4<f3<f2)。
图5B是表示发送装置100的使用频带中低频率侧存在重叠频带时的分配的图。这样,在使用频带中低频率侧存在重叠频带的情况下,数据分配器140从高频率侧开始分配系统位,向剩余的低频带分配校验位。例如,在使用频带为频率f1~f2、重叠频带为频率f1~f3、非重叠频带为频率f3~f2的情况下,数据分配器140将频带f4~f2分配给系统位,将频带f1~f4分配给校验位(f1<f3<f4<f2)。
图5C是表示发送装置100的使用频带内侧存在重叠频带时的分配的图。此时,数据分配器140向校验位分配频带,向系统位分配剩余的高频带及低频带,以使校验位的分配频带的中心频率变为重叠频带的中心频率。例如,在使用频带为频率f1~f2、重叠频带为频率f3~f4的情况下,数据分配器140将频带f5~f6分配给校验位,将频带f1~f5及f6~f2分配给系统位(f1<f5<f3<f4<f6<f2)。设分配给校验位的频带f5~f6的中心频率与重叠频带的频率f3~f4的中心频率相同。另外,在频率f5为比频率f1低的频率的情况下,执行与图5B一样的分配。另外,在频率f6为比频率f2高的频率的情况下,执行与图5A一样的分配。
图5D是表示发送装置100的使用频带两侧存在重叠频带时的分配的图。此时,数据分配器140向系统位分配频带,向校验位分配剩余的高频带及低频带,以使系统位的分配频带的中心频率变为非重叠频带的中心频率。例如,在使用频带为频率f1~f2、重叠频带为频率f1~f3、f4~f2、非重叠频带为频率f3~f4的情况下,数据分配器140将频带f5~f6分配给系统位,将频带f1~f5及f6~f2分配给校验位(f1<f3<f5<f6<f4<f2)。其中,设分配给系统位的频带f5~f6的中心频率与非重叠频带f3~f4的中心频率相同。
数据分配器140将交织后的系统位和表示通过上述决定后的系统位分配频带的信息输出到调制器150-1,将交织后的校验位和表示通过上述决定后的校验位分配频带的信息输出到调制器150-2。
调制器150-1利用规定的调制方式,例如16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交振幅调制)、64QAM、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位偏移调制)等,执行输入的系统位的数据调制,将调制后的各数据映射到系统位分配频带的子载波,作为并行信号,输出到OFDM调制器160。具体地,对分配给数据的每个子载波,输出由同相分量(I分量)与正交分量(Q分量)构成的信号。
同样地,调制器150-2利用规定的调制方式,执行输入的校验位的数据调制,将调制后的各数据映射到校验位分配频带的子载波,作为并行信号,输出到OFDM调制器160。
OFDM调制器160将从调制器150-1、150-2输入的并行信号分别实施高速逆傅立叶变换(IFFT),在将频率区域中映射的传输信号变换为时间区域的信号后,通过并行/串行变换变换后的信号,生成OFDM信号。其中,向生成的OFDM信号附加FEC块尺寸或编码率的信息后发送。
另外,执行使用了一般TURBO码的编码的编码器交织校验位后输出。因此,如图6所示,也可为不使用校验位用交织器的结构。图6所示的发送装置100a仅从图2所示的发送装置100的结构中去除校验位用交织器130这点不同,其它结构相同。
图7是表示可利用现存的发送装置的发送装置100b的结构的框图,向与图2所示的发送装置100相同的部分附加相同符号,省略其说明。图7所示的发送装置100b与图2所示的发送装置100的不同之处在于,设置调制器150代替调制器150-1、150-2,在数据分配器140与调制器150之间设置去交织器180及交织器190。调制器150具有如下功能,即,将输入的位调制成分配给该位的频带的子载波,并作为每个子载波的并行信号,输出到OFDM调制器160。
现有的发送装置具有由交织器190、调制器150及OFDM调制器160构成的OFDM调制器的结构。因此,通过将去交织器180插入交织器190的前段,可不改变由系统位用交织器120及校验位用交织器130交织的位串的排列而输入到调制器150。因此,通过向现存的发送装置追加电路,可实现本实施方式的发送装置的功能。
图8是表示本实施方式的接收装置200的结构的框图。
OFDM解调器210将接收到的OFDM信号分割成各子载波信号,作为串行信号,输出到解调器220。解调器220将从OFDM解调器210输入的各子载波信号进行傅立叶变换后解调。去交织器230对由解调器220解调的接收信号进行去交织。交织器240交织由去交织器230去交织后的信号,并返回到输入去交织器230之前的位串。
数据抽取器250根据存储在存储部290中的重叠频带的信息,利用与图5A~图5D所示的发送装置的数据分配器140同样的方法,得到系统位分配频带及校验位分配频带。数据抽取器250根据得到的系统位分配频带及校验位分配频带、与接收信号的控制信息部中记述的FEC块尺寸或编码率,从非重叠频带中抽取系统位。接着,数据抽取器250在从剩余的非重叠频带中抽取开头的校验位的同时,从重叠频带中抽取剩余的校验位。数据抽取器250将抽取出的系统位输出到系统位用去交织器260,将抽取出的校验位输出到校验位用去交织器270。存储在存储部290中的重叠频带的信息根据接收状态由接收装置200的未图示的控制部设定或预先设定。
系统位用去交织器260将输入的系统位去交织后输出到解码器280。另外,校验位用去交织器270将输入的校验位去交织后输出到解码器280。解码器280将使用从系统位用去交织器260及校验位用去交织器270分别输出的系统位及校验位进行纠错后的数据进行输出。
现存的接收装置具有由OFDM解调器210、解调器220及去交织器230构成的OFDM解调器的结构。因此,通过在数据抽取器250的前段插入交织器240,可不改变由解调器220解调的位串的排列而输入到数据抽取器250。因此,通过向现存的接收装置追加电路,可实现本实施方式的接收装置的功能。
另外,在上述接收装置200中,原样使用重叠频带中接收到的校验位来进行解码,但也可屏蔽重叠频带中接收到的校验位,或利用滤波器来滤波重叠频带中接收到的校验位。这种接收装置的例子如后所述。
图9是表示发送装置100b中排列系统位和校验位的流程的图。另外,图10是表示接收装置200中直至复原系统位和校验位的排列的流程的图。
图9中,发送装置100b的编码器110对发送数据进行编码,将生成的系统位串“A,B,C,D”输出到系统位用交织器120,将校验位(删余校验位)串“a,b,c,d”输出到校验位用交织器130。
系统位用交织器120执行输入的系统位串“A,B,C,D”的交织,重新排列为“C,A,D,B”后输出到数据分配器140。校验位用交织器130执行校验位串“a,b,c,d”的交织,重新排列为“c,a,d,b”后输出到数据分配器140。
数据分配器140在将系统位串“C,A,D,B”分配给非重叠频带后,若向剩余的非重叠频带分配开头的校验位串“c,a”,将剩余的校验位串“d,b”分配给重叠频带,则向去交织器180输出按分配频率顺序排列的位串“C,A,D,B,c,a,d,b”。
去交织器180执行从数据分配器140输入的位串“C,A,D,B,c,a,d,b”整体的去交织,排列为“d,D,C,B,c,b,A,a”后输出到交织器190。交织器190执行从去交织器180输入的位串的交织,排列为“C,A,D,B,c,a,d,b”,输出到调制器150。这样,由于去交织器180与交织器190执行相反的位串的排列,所以数据分配器140可保持按频率顺序排列的位串的顺序不变,输入到调制器150。由此,如分配给数据分配器140的那样,利用非重叠频带发送由系统位及校验位的开头构成的位串“C,A,D,B,c,a”,利用重叠频带发送剩余的校验位串“d,b”。
图10中,接收装置200的解调器220进行解调的结果,得到位串“C,A,D,B,c,a,d,b”。利用非重叠频带接收由系统位及校验位的开头构成的位串“C,A,D,B,c,a”,利用重叠频带接收剩余的校验位串“d,b”。
去交织器230执行从解调器220输入的位串“C,A,D,B,c,a,d,b”整体的去交织,排列为“d,D,C,B,c,b,A,a”后输出到交织器240。交织器240执行从去交织器230输入的位串的交织,排列为“C,A,D,B,c,a,d,b”,输出到数据抽取器250。这样,由于去交织器230与交织器240执行相反的位串的排列,所以可保持从解调器220输出的位串的顺序不变,输入到数据抽取器250。
数据抽取器250根据从存储部290读出的重叠频带的信息,得到非重叠频带。之后,数据抽取器250根据接收信号中包含的编码率,判断从非重叠频带的开头至何处的频带中包含系统位串。数据抽取器250从非重叠频带中接收到的位串“C,A,D,B,c,a”中,抽取系统位串“C,A,D,B”。另外,数据抽取器250抽取该剩余的位串“c,a”,作为校验位串的开头,再抽取重叠频带中接收到的位串“d,b”,作为剩余的校验位串。数据抽取器250将抽取到的系统位串“C,A,D,B”输出到系统位用去交织器260,将校验位串“c,a,d,b”输出到校验位用去交织器270。
系统位用去交织器260执行输入的系统位串“C,A,D,B”的去交织,排列为“A,B,C,D”后输出到解码器280。校验位用去交织器270执行校验位串“c,a,d,b”的去交织,排列为“a,b,c,d”后输出到解码器280。
解码器280接收正确排列的系统位串及校验位串后,进行解码。
[第2实施方式]
这里,说明非重叠频带、重叠频带分别进行交织时的实施方式。
图11是表示基于第2实施方式的发送装置100c的结构的框图,向与图2所示的第1发送装置100相同的部分附加相同符号,省略其说明。
图11中,数据分配器141与第1实施方式的发送装置100的数据分配器140一样,在决定系统位分配频带及校验位分配频带之后,将分配了非重叠频带的系统位及校验位输出到非重叠频带用交织器145,将分配了重叠频带的校验位输出到重叠频带用交织器146。非重叠频带用交织器145交织从数据分配器140输入的非重叠频带的位串,输出到调制器151-1。另外,重叠频带用交织器146交织从数据分配器141输入的重叠频带的位串,输出到调制器151-2。
调制器151-1将从非重叠频带用交织器145输入的系统位及校验位调制成非重叠频带的子载波,作为每个子载波的并行信号,输出到OFDM调制器160。调制器151-2将从重叠频带用交织器146输出的校验位调制成重叠频带的子载波,作为每个子载波的并行信号,输出到OFDM调制器160。
下面,说明基于本实施方式的发送装置100c的动作。
图12是用于说明发送装置100c的动作的图。图12中,发送装置100c的编码器110与第1实施方式一样,利用FEC,编码发送数据,在生成系统位及校验位之后,根据现在的编码率,进行校验位的删余。
接着,数据分配器141与图5A~图5D所示的第1实施方式一样,决定系统位分配频带及校验位分配频带。数据分配器141将分配给非重叠频带的系统位及校验位的开头输出到非重叠频带用交织器145,将分配给重叠频带的剩余校验位输出到重叠频带用交织器146。因此,在非重叠频带中将系统位及校验位结合进行交织。另外,重叠频带用交织器146执行分配给重叠频带的剩余校验位的交织。
调制器151-1利用规定的调制方式,例如16QAM、64QAM、QPSK等,执行输入的系统位及校验位的数据调制,将调制后的各数据映射到非重叠频带的子载波,作为并行信号,输出到OFDM调制器160。同样地,调制器151-2利用规定的调制方式,执行输入的校验位的数据调制,将调制后的各数据映射到校验位分配频带的子载波,作为并行信号,输出到OFDM调制器160。
OFDM调制器160与第1实施方式一样,生成并发送OFDM信号。
图13是表示可利用现存的发送装置的发送装置100d的结构的框图,向与图7所示的发送装置100b、图11所示的发送装置100c相同的部分附加相同符号,省略其说明。图13所示的发送装置100d与图11所示的发送装置100c的不同之处在于,设置调制器150代替调制器151-1、151-2,在非重叠频带用交织器145及重叠频带用交织器146与调制器150之间设置去交织器180及交织器190。
现有的发送装置具有由交织器190、调制器150及OFDM调制器160构成的OFDM调制器的结构。因此,通过在非重叠频带用交织器145及重叠频带用交织器146与交织器190之间插入去交织器180,可不改变由非重叠频带用交织器145及重叠频带用交织器146交织的位串的排列而输入到调制器150。因此,通过向现存的发送装置追加电路,可实现本实施方式的发送装置的功能。
图14是表示本实施方式的接收装置200a的结构的框图,向与图8所示的接收装置200相同的部分附加相同符号,省略其说明。本实施方式的接收装置200a与图8所示的接收装置的不同之处在于,不使用系统位用去交织器260及校验位用去交织器270,在交织器240与数据抽取器250之间设置非重叠频带用去交织器245及重叠频带用去交织器246。
非重叠频带用去交织器245对从交织器240输入的非重叠频带的系统位及校验位进行去交织。重叠频带用去交织器246对从交织器240输入的重叠频带的校验位进行去交织。
现存的接收装置具有由OFDM解调器210、解调器220及去交织器230构成的OFDM解调器的结构。因此,通过在非重叠频带用去交织器245及重叠频带用去交织器246的前段插入交织器240,可不改变解调器220中解调的非重叠频带及重叠频带的位串的排列而输入到非重叠频带用去交织器245及重叠频带用去交织器246。因此,通过向现存的接收装置追加电路,可实现本实施方式的接收装置的功能。
图15是表示发送装置100d中排列系统位和校验位的流程的图。另外,图16是表示接收装置200a中直至复原系统位和校验位的排列的流程的图。
图15中,发送装置100d的编码器110将发送数据进行编码,将生成的系统位串“A,B,C,D”及校验位(删余校验位)串“a,b,c,d”输出到数据分配器141。
数据分配器141在将系统位串“A,B,C,D”分配给非重叠频带后,向剩余的非重叠频带分配开头的校验位串“a,b”,将剩余的校验位串“c,d”分配给重叠频带。数据分配器141将按分配频率顺序排列的非重叠频带的位串“A,B,C,D,a,b”输出到非重叠频带用交织器145,将按分配频率顺序排列的重叠频带的位串“c,d”输出到重叠频带用交织器146。
非重叠频带用交织器145执行输入的非重叠频带的位串“A,B,C,D,a,b”的交织,排列为“D,A,a,C,b,B”后输出到去交织器180。重叠频带用交织器146执行输入的重叠频带的位串“c,d”的交织,排列为“d,c”后输出到去交织器180。
去交织器180执行将从非重叠频带用交织器145及重叠频带用交织器146输入的位串组合后的“D,A,a,C,b,B,d,c”整体的去交织,排列为“c,D,C,B,d,b,A,a”后,输出到交织器190。交织器190执行从去交织器180输入的位串的交织,排列为“D,A,a,C,b,B,d,c”,输出到调制器150。这样,由于去交织器180与交织器190执行相反的位串的排列,所以非重叠频带用交织器145及重叠频带用交织器146可保持按每个非重叠频带、重叠频带排列的位串的顺序不变,输入到调制器150。
图16中,接收装置200a的解调器220进行解调的结果,得到位串“D,A,a,C,b,B,d,c”。利用非重叠频带接收由系统位及校验位的开头构成的位串“D,A,a,C,b,B”,利用重叠频带接收剩余的校验位串“d,c”。
去交织器230执行从解调器220输入的位串“D,A,a,C,b,B,d,c”整体的去交织,排列为“c,D,C,B,d,b,A,a”后输出到交织器240。交织器240执行从去交织器230输入的位串的交织,排列为“D,A,a,C,b,B,d,c”。这样,由于去交织器230与交织器240执行相反的位串的排列,所以可返回到从解调器220输出的位串的顺序。交织器240根据从存储部290读出的重叠频带的信息,将进行交织的结果得到的位串中、非重叠频带的位串“D,A,a,C,b,B”输出到非重叠频带用去交织器245,将重叠频带的位串“d,c”输出到重叠频带用去交织器246。
非重叠频带用去交织器245执行输入的非重叠频带的位串“D,A,a,C,b,B”的去交织,排列为“A,B,C,D,a,b”后输出到数据抽取器250。重叠频带用去交织器246执行输入的重叠频带的位串“d,c”的去交织,排列为“c,d”后输出到数据抽取器250。
数据抽取器250根据从存储部290读出的重叠频带的信息,得到非重叠频带。进而,数据抽取器250根据接收信号中包含的编码率,判断从非重叠频带的开头至何处的频带中包含系统位串。数据抽取器250从非重叠频带的位串“A,B,C,D,a,b”中抽取系统位串“A,B,C,D”。另外,数据抽取器250抽取该剩余的位串“a,b”,作为校验位串的开头,再抽取重叠频带中接收到的位串“c,d”,作为剩余的校验位串。数据抽取器250将抽取到的系统位串“A,B,C,D”和校验位串“a,b,c,d”输出到解码器280。
解码器280接收正确排列的系统位串及校验位串后,进行解码。
第2实施方式与第1实施方式相比,系统位的交织深。即,这是因为在第1实施方式中,系统位仅由系统位用交织器120交织,相反,在第2实施方式中,除系统位外,还组合部分校验位后整体交织。由于该随机化效果,可提高正确接收系统位的概率。
[执行重叠频带的屏蔽的接收装置]
下面,说明执行重叠频带的屏蔽的接收装置。
图17是表示执行重叠频带的屏蔽的接收装置300的结构的概要框图。其中,重叠频带检测器301与解调器303之间不必连接。
接收装置300具备重叠频带检测器301、加权系数生成器302、解调器303、加权运算器304、解码器305,从基于纠错码的由有用信号和干扰信号构成的接收信号中,抽取有用信号中包含的信号。重叠频带检测器301例如在FWA(Fixed Wireless Access)等接收装置300设站时,利用本装置的有用信号中的利用频带中、从其它系统发送的无线信号,检测发生干扰的频带。重叠频带检测器301例如向有用信号的发送源无线站发送基于有用信号的无线信号发送的停止请求,在未发送有用信号的环境下,通过对该有用信号的利用频带的每个子载波检测有无其它无线信号、信号强度等,检测发生干扰的子载波。重叠频带检测器301例如生成特定子载波判定值的串,作为对作为特定子载波的子载波对应“1”、对特定子载波以外的子载波对应“0”的重叠频带判定值的串。重叠频带检测器301将检测结果输出到加权系数生成器302。
加权系数生成器302算出每个对应于特定子载波判定值的子载波的加权系数。加权系数生成器302算出的加权系数是与由重叠频带检测器301检测到的发生干扰的子载波相关,并且与其它子载波相比使可靠性降低的加权系数。加权系数生成器302将对每个子载波排列算出的加权系数后的串输出到加权运算器304。
解调器303按每个子载波将接收到的包含纠错编码后的有用信号的无线信号变换为电信号,并将解调后的每个子载波的解调值输出到加权运算器304。
加权运算器304根据从加权系数生成器302输入的加权系数,对每个子载波,对从解调器303输入的解调值执行加权运算处理,将按每个子载波排列运算结果后的串作为似然数据串,输出到解码器305。
解码器305根据从加权运算器304输入的似然数据串,进行纠错处理及解码处理,取得有用信号的信号。
图18是表示接收装置300的处理流程的图。
接收装置300的重叠频带检测器301在接收装置300设站时,在无有用信号的定时或无有用信号的子载波的频带中,测定、检测有用信号的每个子载波频带中的无线信号接收电平、频带、中心频率、对有用信号的重叠频带等,由此取得干扰信号的信息。
另外,重叠频带检测器301根据取得的干扰信号的信息,选择(检测)干扰信号存在的子载波,作为特定子载波。重叠频带检测器301例如根据接收电平的值,检测出接收到规定值以上的接收电平的信号的频带的子载波,作为特定子载波。
图19A~图19D是接收装置300的处理内容的概念图。重叠频带检测器301在图19A中,检测出有用信号与干扰信号重复的重叠频带W中包含的子载波SC1~SC4,作为特定子载波。重叠频带检测器301生成对子载波SC1~SC4对应“1”、向其它子载波对应“0”的特定子载波判定值的串。
返回到图18,重叠频带检测器301将生成的特定子载波判定值的串输出到加权系数生成器302(步骤S310)。
加权系数生成器302根据重叠频带检测器301生成的特定子载波判定值,生成与其它子载波相比、使特定子载波的可靠性降低的加权系数。该加权系数例如是对特定子载波判定值的串中对应“1”的子载波,使解调值变换为规定值、例如“0”的加权系数。
加权系数生成器302将生成的每个子载波的加权系数的串输出到加权运算器304(步骤S320)。
上述步骤S310~S320的处理是接收装置300在接收信号之前进行的处理。下面,说明基于有用信号的无线信号的接收处理。解调器303按每个子载波解调有用信号的频带的无线信号,将解调后的每个子载波的解调值的数字数据输出到加权运算器304。
加权运算器304根据每个子载波的加权系数和每个子载波的解调值,通过对应于有用信号的编码方法的运算方法,进行加权运算处理,将运算结果的串作为似然数据串,输出到解码器305(步骤S330)。
作为对应于该编码方法的加权运算方法的一例,以有用信号的编码方法是软判决正负多值的编码方法的情况为例,用图19B~图19D进行说明。该软判决正负多值的编码方法中的解码处理中,接收信号的解调值为正负的多值输出,执行将绝对值的大小作为可靠性(表示相似度的值,似然)、将负值判定为值“+1”、将正值判定为值“-1”的解码处理。
图19B是表示每个子载波的加权系数的图。另外,图19C是表示每个子载波的正负多值输出的解调值的图。该图中,对为“-1”的可靠性最高的是最大正值“+27.02”的子载波。另一方面,对为“+1”的可靠性最高的是最小负值“-26.34”的子载波。
另一方面,是“+1”与“-1”哪一个、或最含糊(可靠性低)的是绝对值最小的值,即解调值为0的子载波。
因此,在图18的步骤S320中,根据由加权系数生成器302算出的加权系数,加权运算器304通过执行使作为特定子载波的子载波SC1~4的解调值变换为“0”的加权运算处理,可使子载波SC1~4的解调值的可靠性降低。这里,设加权系数生成器302如图19B所示,生成图19A的特定子载波判定值的逻辑非的值,作为每个子载波对应的加权系数的串。
作为加权运算器304执行的加权运算的一例,加权运算器304按对应的每个子载波,将图19B所示的特定子载波判定值的逻辑非的值、即加权系数与图19C所示的解调值相乘。具体地,加权运算器304对作为特定子载波的子载波SC1,将解调值“-25.32”与加权系数“0”相乘,将乘法结果“0”作为加权运算后的解调值,输出到解码器305。同样,加权运算器304对特定子载波以外的子载波,将解调值与加权系数“1”相乘。之后,加权运算器304将全部子载波的乘法结果的串作为似然数据串,输出到解码器305。
图19D是表示由加权运算器304按每个子载波加权运算加权系数与正负多值解调值的似然数据串的图。如图所示,对应于作为特定子载波的子载波SC1~SC4的加权运算后的似然数据的值是可靠性最低的值“0”,其它解调值未变化。
返回到图18,解码器305根据从加权运算器304输入的似然数据串,执行对应于有用信号的编码方法的解码处理。作为适用于有用信号的纠错用编码方法,例如可适用对应于卷积码(Convolutional coding)、或使重复解码与TURBO码组合后的方法等的方法(步骤S340)。
在上述接收装置300中,重叠频带检测器301计测设站时有用信号的频带中的干扰信号,根据该计测结果,对接收信号的干扰信号存在的特定子载波,加权系数生成器302算出使可靠性降低的加权系数,加权运算器304对接收信号的解调值执行根据加权系数使特定子载波的可靠性降低的处理。
这样,接收装置300根据每个子载波的接收信号的可靠性,对解调值执行加权运算,屏蔽可靠性低的特定子载波,使用可靠性高的子载波的解调值,解码接收信号,由此可使接收纠错能力提高。
在上述实施方式中,以由加权系数生成器302算出的加权系数是重叠频带检测器301的二值的特定子载波判定值的逻辑非的值,作为结果,将位屏蔽的情况作为例子进行了说明。但是,不限于此,也可使用如下系数。
图20A~图20B是表示上述加权系数的其它例子中的加权前的值与加权后的值的图。
例如,在图20A的软判决输出型中,加权系数生成器302对正负多值输出的解调值,也可算出将特定子载波的加权系数设为规定值α(其中,0≤α<1)、将其它的子载波的加权系数设为1的加权系数。
加权运算器304对于特定子载波,通过将解调值与规定值α相乘,将特定子载波的解调值的绝对值变换为0方向,由此,使可靠性降低。
另外,在软判决输出型中,在正数多值输出的解调值的情况下,解调值越接近0,则将位值解码为“-1”,解调值越接近最大值,则将位值解码为“1”。在这种情况下,加权系数生成器302也可算出将特定子载波的解调值置换为输出候补值的中央值(例如,若输出候补值为0~7,则其中央值为3或4)的加权系数。
另外,在图20B所示的硬判决输出型中的“-1”与“+1”的二值输出型的情况下,加权系数生成器302也可将把二值的解调值置换为“0”的系数作为特定子载波的加权系数,输出到加权运算器304。
这样,在适用块编码等纠错码、即便部分子载波的解调值等欠缺、也可根据其它子载波的解调值来取得有用信号的通信方式的情况下,通过对可靠性低、造成错误发生的子载波,使用降低可靠性的加权系数对解调值执行加权运算处理,可使接收纠错能力提高。
通过将上述接收装置300的重叠频带检测器301、加权系数生成器302及加权运算器304附加于图8、图14所示的接收装置200、200a,将解调器303设为解调器220,将解码器305设为解码器280,可执行重叠频带的屏蔽。另外,加权运算器304配备于解调器220与去交织器230之间。
[进行重叠频带的滤波的接收装置]
下面,说明进行重叠频带的滤波的接收装置。
图21是表示进行重叠频带的滤波的接收装置400的功能结构的框图。如图所示,接收装置400具备天线401、接收部402、干扰信息抽取部403、滤波器控制部404、延迟部405、滤波器406、解调部407、去交织器408与FEC解码部409。
天线401接收将有用信号和干扰信号合成后的信号。
接收部402对接收到的接收信号执行下变频,再执行模/数变换。
干扰信息抽取部403根据与发送装置开始通信时所决定的有用信号信息,执行从接收信号中抽取包含干扰信号的中心频率和干扰信号的频带宽度的干扰信息的干扰信息抽取处理。
干扰信息抽取处理可由现有技术实现。例如,干扰信息抽取部403通过对接收信号执行FFT(Fast Fourier Transform),算出接收信号的频谱,并通过计算出已算出的接收信号的频谱与根据有用信号信息得到的有用信号的频谱的推定结果的差分,推定干扰信号的频谱,根据该推定结果,抽取干扰信息。
滤波器控制部404在与发送装置开始通信时,存储有用信号信息,根据有用信号信息和由干扰信息抽取部403抽取的干扰信息,决定满足以下两个条件的滤波器的参数,将决定的参数设定给滤波器406。
(1)使不存在干扰信号仅存在有用信号的频带的接收信号通过
(2)使存在干扰信号的频带的接收信号衰减
另外,滤波器的参数例如由滤波器的种类、截止频率构成。
延迟部405将相当于从接收部402终止处理起,至干扰信息抽取部403和滤波器控制部404终止处理为止所需时间之时间延迟附加于接收信号,输出到滤波器406。延迟部405对接收信号附加的延迟量由设计者预先设定。
滤波器406根据由滤波器控制部404设定的参数的滤波器,滤波由延迟部405附加延迟的接收信号。即,滤波器406根据由滤波器控制部404设定的参数的滤波器,将决定该参数时由滤波器控制部404参照的接收信号进行滤波。
解调部407从由滤波器406滤波的接收信号中去除保护间隔,进行FFT,再进行解调,由此生成解调信号。
去交织器408对由解调部407生成的解调信号进行去交织。
FEC解码部409根据FEC,解码由去交织器408去交织后的解调信号,生成纠正错误位的位串,输出接收数据。
图22是表示接收信号、有用信号、以及干扰信号的频谱的概念图。图22中,纵轴表示功率,横轴表示频率。图22(a)是表示由天线401接收的信号的频谱的概念图。图22(b)是表示图22(a)的接收信号中包含的有用信号的频谱的概念图。图22(b)中,符号DS表示有用信号的频谱,fc_d表示有用信号的中心频率,bw_d表示有用信号的频带宽度。图22(c)是表示图22(a)的接收信号中包含的干扰信号的频谱的概念图。图22(c)中,符号IS表示干扰信号的频谱,fc_i表示干扰信号的中心频率,bw_i表示干扰信号的频带宽度。
下面,详细说明滤波器控制部404的动作。滤波器控制部404根据有用信号信息和干扰信息,算出有用信号与干扰信号的相对位置,并根据该算出结果,决定适用于滤波器406的滤波器参数。具体地,滤波器控制部404根据有用信号信息和干扰信息,从高通滤波器、低通滤波器、陷波滤波器中选择适用于滤波器406的滤波器种类。进而,滤波器控制部404决定滤波器的截止频率。之后,滤波器控制部404根据决定的滤波器种类和截止频率,控制滤波器406。
图23~图25是表示由滤波器控制部404执行的滤波器控制处理的概要的概要图。下面,用图23~图25来详细说明滤波器控制处理。
图23是表示滤波器控制部404对滤波器406设定低通滤波器时的滤波器控制处理概要的概要图。图23(a)是将由天线401接收的信号的频谱分为有用信号的频谱与干扰信号的频谱来表示的概要图。图23(a)中,纵轴表示功率,横轴表示频率,符号DS表示有用信号的频谱,符号IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部404根据干扰信号的中心频率(fc_i)及频带宽度(bw_i),算出干扰信号的频带最高值(bmax_i),并根据有用信号的中心频率(fc_d)及频带宽度(bw_d),算出有用信号的频带最高值(bmax_d),在bmax_i比bmax_d高的情况下(图23(a)),对滤波器406适用低通滤波器。
图23(b)是表示滤波器控制部404适用于滤波器406的低通滤波器概要的概要图。图23(b)中,纵轴表示增益(单位为dB),横轴表示频率(单位为Hz)。此时,滤波器控制部404根据干扰信号的中心频率(fc_i)及频带宽度(bw_i),算出干扰信号的频带最低值(bmin_i),将低通滤波器的截止频率(低通滤波器的增益为-3dB的频率)f_lpf的值决定为bmin_i。之后,滤波器控制部404将符号FP所示的、滤波器种类为低通滤波器、截止频率f_lpf为bmin_i的参数设定给滤波器406。
图23(c)是表示由设定了图23(b)所示的低通滤波器的滤波器406滤波图23(a)所示的接收信号后的频谱的概要图。如图所示,滤波器406无论该信号是有用信号还是干扰信号,均使频率比干扰信号的频带最低值(bmin_i)高的信号功率衰减。
图24是表示滤波器控制部404对滤波器406设定陷波滤波器时的滤波器控制处理概要的概要图。图24(a)是将由天线401接收的信号的频谱分为有用信号的频谱和干扰信号的频谱来表示的概要图。图24(a)中,纵轴表示功率,横轴表示频率,符号DS表示有用信号的频谱,符号IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部404根据干扰信号的中心频率(fc_i)及频带宽度(bw_i),算出干扰信号的频带最高值(bmax_i)及最低值(bmin_i),并根据有用信号的中心频率(fc_d)及频带宽度(bw_d),算出有用信号的频带最高值(bmax_d)及最低值(bmin_d),在bmax_i比bmax_d低且bmin_i比bmin_d高的情况下(图24(a)),对滤波器406适用陷波滤波器。
图24(b)是表示滤波器控制部404适用于滤波器406的陷波滤波器概要的概要图。图24(b)中,纵轴表示增益(单位为dB),横轴表示频率(单位为Hz)。此时,滤波器控制部404根据干扰信号的中心频率(fc_i)及频带宽度(bw_i),算出干扰信号的频带最低值(bmin_i)及最高值(bmax_i),将陷波滤波器的两个截止频率(陷波滤波器的增益为-3dB的两个频率)f_bef1和f_bef2的值决定为bmin_i及bmax_i。之后,滤波器控制部404将符号FP所示的、滤波器种类为陷波滤波器、两个截止频率f_bef1和f_bef2为bmin_i及bmax_i的参数设定给滤波器406。
图24(c)是表示由设定了图24(b)所示的陷波滤波器的滤波器406滤波图24(a)所示的接收信号后的频谱的概要图。如图所示,滤波器406无论该信号是有用信号还是干扰信号,均使干扰信号的频带最低值(bmin_i)与最高值(bmax_i)之间的频率的信号功率衰减。
图25是表示滤波器控制部404对滤波器406设定高通滤波器时的滤波器控制处理概要的概要图。图25(a)是将由天线401接收的信号的频谱分为有用信号的频谱和干扰信号的频谱来表示的概要图。图25(a)中,纵轴表示功率,横轴表示频率,符号DS表示有用信号的频谱,符号IS表示干扰信号的频谱。滤波器控制部404根据干扰信号的中心频率(fc_i)及频带宽度(bw_i),算出干扰信号的频带最低值(bmin_i),并根据有用信号的中心频率(fc_d)及频带宽度(bw_d),算出有用信号的频带最低值(bmin_d),在bmin_i比bmin_d低的情况下(图25(a)),对滤波器406适用高通滤波器。
图25(b)是表示滤波器控制部404适用于滤波器406的高通滤波器概要的概要图。图25(b)中,纵轴表示增益(单位为dB),横轴表示频率(单位为Hz)。此时,滤波器控制部404根据干扰信号的中心频率(fc_i)及频带宽度(bw_i),算出干扰信号的频带最高值(bmax_i),将高通滤波器的截止频率(高通滤波器的增益为-3dB的频率)f_hpf的值决定为bmax_i。之后,滤波器控制部404将符号FP所示的、滤波器种类为高通滤波器、截止频率f_hpf为bmax_i的参数设定给滤波器406。
图25(c)是表示由设定了图25(b)所示的高通滤波器的滤波器406滤波图25(a)所示的接收信号后的频谱的概要图。如图所示,滤波器406无论该信号是有用信号还是干扰信号,均使频率比干扰信号的频带最高值(bmax_i)低的信号功率衰减。
下面,说明接收装置400的动作及处理步骤。
图26是表示接收装置400执行滤波器控制时的处理步骤的流程图。
如图26所示,首先,天线401接收信号,接收部402对接收信号进行下变频及模/数变换(步骤S410)。接着,干扰信息抽取部403从由接收部402执行处理后的接收信号中抽取干扰信息(步骤S420)。之后,滤波器控制部404根据由干扰信息抽取部403抽取的干扰信息和滤波器控制部404存储的有用信号信息,如上所述,决定适用于滤波器406的滤波器种类和滤波器的截止频率(步骤S430)。接着,滤波器控制部404将决定的滤波器的种类和滤波器的截止频率设定给滤波器406(步骤S440)。
与步骤S420~步骤S440的处理并行,延迟部405向接收信号附加延迟(步骤S450)。接着,滤波器406根据步骤S440的处理中设定的参数,形成滤波器,通过滤波附加了延迟的接收信号,使接收信号中干扰信号存在的频带的功率衰减(步骤S460)。之后,解调部407解调通过滤波器406的接收信号,生成解调信号(步骤S470)。接着,去交织器408去交织解调信号(步骤S480)。之后,FEC解码部409将去交织后的解调信号进行FEC解码(步骤S490),输出解码后的接收数据(步骤S500),终止该流程图全部的处理。
这样,在接收装置400中,干扰信息抽取部403抽取干扰信息,滤波器控制部404将使干扰信号存在的频带的信号衰减的滤波器参数设定给滤波器406。之后,通过滤波器406将接收信号滤波,使接收信号中包含的信号中、干扰信号存在的频带的信号衰减。因此,可使接收信号中干扰信号的影响减轻。
通过将上述接收装置400的接收部402、干扰信息抽取部403、滤波器控制部404、延迟部405、及滤波器406附加于图8、图14所示的接收装置200、200a,将接收装置200、200a的未图示的天线接收的接收信号输出到接收部402,将滤波器406的输出输入到OFDM解调器210,可进行重叠频带的滤波。
[第3实施方式]
图27是表示配置有通过多载波传输来执行信号接发送的接收装置及发送装置的网络环境的概要的概要图。如图所示,接收装置1001接收将从发送装置1002以多载波传输发送的有用信号和从干扰源1003发送的干扰信号合成后的信号(下面称为“接收信号”。)。图27中,接收装置1001是无线通信终端,发送装置1002是基站装置,但也可相反,接收装置1001是基站装置,发送装置1002是无线通信终端。无线通信终端是与基站装置进行无线通信的终端装置,例如是便携电话机或无线LAN(Local Area Network)终端、或WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)终端等装置。基站装置是与多个无线通信终端进行无线通信的装置,例如是便携电话网络中的基站装置或无线LAN路由器或WiMAX基站等装置。
说明接收装置1001的功能结构。
图28是表示接收装置1001的功能结构的框图。如图所示,接收装置1001具备天线1101、接收部1102、重叠频带信息生成部1103、重叠频带信息信号发送部1104、加权系数生成部1105、解调部1106、加权运算部1107、解码部1108、再送信号接收控制部1109、和错误判定部1110。
天线1101接收将有用信号和干扰信号合成后的信号。另外,天线1101将重叠频带信息信号及NACK信号发送到发送装置1002。
接收部1102对接收到的接收信号执行下变频,再进行模/数变换。
重叠频带信息生成部1103执行重叠频带信息生成处理,判定有用信号的各子载波是否产生干扰,换言之,干扰信号与频带是否重复。之后,重叠频带信息生成部1103例如生成重叠频带信息,作为对产生干扰的子载波(下面称为“特定子载波”。)对应“1”、对特定子载波以外的有用信号的子载波对应“0”的重叠频带判定值的串。即,所谓重叠频带信息是表示发送装置1002与接收装置101之间的无线通信中会发生干扰的子载波的信息。
重叠频带信息生成处理可通过现有技术实现。例如,重叠频带信息生成部1103通过对接收信号执行FFT(Fast Fourier Transform),算出接收信号的频谱,并通过计算出已算出的接收信号的频谱与有用信号的频谱的推定结果的差分,推定干扰信号的频谱,并根据该推定结果,生成重叠频带信息。另外,例如在判明干扰源1003的位置的情况下,也可使接收装置1001具备:具有接收从该干扰源1003的方向到来的干扰信号的指向性的辅助天线,重叠频带信息生成部1103根据由辅助天线接收到的干扰信号,生成重叠频带信息。另外,例如也可根据以规定定时从发送装置1002发送的导频信号(例如不向子载波分配功率的信号)中的频谱,重叠频带信息生成部1103生成重叠频带信息。
重叠频带信息信号发送部1104通过对重叠频带信息执行编码处理或调制处理或数/模变换处理或上变频处理等的处理,生成无线信号(重叠频带信息信号),从天线1101发送到发送装置1002。
加权系数生成部1105根据重叠频带信息,算出每个子载波的加权系数。加权系数是涉及通过重叠频带信息生成部1103检测出的特定子载波,并且与其它子载波相比使似然降低的系数。所谓似然是解码部1108的处理中使用的值,细节如后所述。加权系数生成部1105将按每个子载波排列算出的加权系数后的串输出到加权运算部1107。
解调部1106通过进行解调处理,生成并输出接收信号的每个子载波的解调值。
加权运算部1107根据加权系数,对每个子载波的解调值执行加权运算处理,将按每个子载波排列运算结果的串作为似然数据串输出。
解码部1108根据似然数据串,进行纠错处理及解码处理,由此生成位串,输出有用信号的位串(接收数据)。纠错处理例如根据FEC(Forward Error Correction:前向纠错)等技术来执行。
再送信号接收控制部1109当从发送装置1002接受有用信号的再送时,经天线1101接收再送控制信号。之后,再送信号接收控制部1109根据再送控制信号中包含的再送控制信息,执行使用了接收到的再送信号的接收数据的生成。
错误判定部1110对由解码部1108或再送信号接收控制部1109生成的接收数据,进行错误检测处理。之后,错误判定部1110在未检测到错误的情况下,将接收数据原样输出到未图示的数据处理部,在检测到错误的情况下,生成表示检测到错误的数据的信息(再送指示信息)。再送指示信息例如表示利用数据包序号检测到错误的数据。之后,错误判定部1110生成包含再送指示信息的NACK信号,经天线1101向发送装置1002发送NACK信号。
接收装置1001的处理内容如上述实施方式中参照的图19A~图19D和图20A~图20B所示。图19A是表示接收装置1001中的接收信号的例子的图。重叠频带信息生成部1103在图19A中检测有用信号和干扰信号重复的重叠频带W中包含的子载波SC1~SC4,作为特定子载波。之后,重叠频带信息生成部1103生成对子载波SC1~SC4对应“1”、对其它子载波对应“0”的重叠频带信息。
图19B~图19D是表示对应于根据FEC的编码方法的加权运算处理一例的图。以有用信号的编码方法是软判决正负多值的编码方法为例进行说明。在该软判决正负多值的编码方法中的解码处理中,接收信号的解调值是正负的多值输出。此时,解码部1108将解调值的绝对值大小作为似然(表示相似度的值,可靠性)用于判定,执行在解调值为负值的情况下判定为“+1”、在解调值为正值的情况下判定为“-1”的解码处理。
图19B是表示每个子载波的加权系数的图。加权系数生成部1105例如对特定子载波分配“0”、对其它子载波分配“1”来作为加权系数。图19C是表示每个子载波的正负多值输出的解调值的图。图19C中,对为“-1”的似然最高的子载波是解调值为最大正值“+27.02”的子载波。另一方面,对为“+1”的似然最高的子载波是解调值为最小负值“-26.34”的子载波。另外,为“+1”与“-1”哪一个、或最含糊(似然低)的子载波是绝对值最小的值,即解调值为0的子载波。
图19D是表示加权运算部1107的处理的概要图。根据由加权系数生成部1105算出的加权系数,加权运算部1107向各子载波的解调值乘以加权系数。在图19D的情况下,加权运算部1107向特定子载波(子载波SC1~4)的解调值乘以“0”的加权系数,使特定子载波的解调值的似然降低。另一方面,加权运算部1107向其它子载波的解调值乘以“1”的加权系数,原样维持解调值的值不变。之后,加权运算部1107将按每个子载波排列运算结果的串作为似然数据串,输出到解码部1108。
图20A~图20B是表示加权系数的其它例子的图。加权系数生成部1105分配给特定子载波的加权系数不限于“0”,也可以是“0.1”或“0.2”这样的解调值的绝对值小的值(图20A)。另外,加权系数生成部1105分配给其它子载波的加权系数不限于“1”,也可以是“0.99”或“0.9”这样的比分配给特定子载波的加权系数大,只要是接近“1”的值即可。另外,分配给其它子载波的加权系数也可以是比“1”大的值。
另外,在软判决输出型中,在正数多值输出的解调值的情况下,解码部1108当解调值越接近“0”,越将位值解码为“-1”,解调值越接近最大值(图20A的情况下为“7”),越将位值解码为“1”。在这种情况下,加权系数生成部1105生成特定子载波的解调值变为输出候补值的中央值(例如,若输出候补值为0~7,则其中央值为“3”或“4”)的加权系数。此时,加权运算部1107也可构成为,不向各子载波的解调值乘以加权系数,而将特定子载波的解调值置换为中央值,原样输出其它子载波的解调值(图20A)。
另外,在图20B所示的硬判决输出型中的“-1”与“+1”这二值输出型的情况下,加权系数生成部1105也可构成为,将把二值的解调值置换为“0”的系数作为特定子载波的加权系数输出到加权运算部1107。
接收装置1001适用纠错码(此时为FEC),即便部分子载波的解调值欠缺,也可根据其它子载波的解调值来取得有用信号。进而,接收装置1001通过对产生干扰的子载波(特定子载波)执行使用了加权系数的运算处理,降低其似然,使接收纠错能力提高。
下面,说明发送装置1002的功能结构。
图29是表示发送装置1002的功能结构的框图。如图所示,发送装置1002具备编码部1201、调制部1202、再送控制部1203、子载波分配部1204、发送部1205、和天线1206。
编码部1201对来自未图示的数据处理部提供的发送数据的位串,赋予错误检测码,通过纠错编码处理进行编码,生成编码位。错误检测码中例如可适用CRC(Cyclic Redundancy Check:循环冗余检查)等错误检测技术。
调制部1202对编码位进行调制,生成多个调制符号。
再送控制部1203暂时存储由调制部1202调制的多个调制符号。该暂时存储例如在接收表示正常接收由各调制符号构成的数据包的信息(例如ACK(Acknowledge)信号)之前的期间、或从发送各调制符号起经过规定时间的期间中执行,之后,废弃各调制符号的值。
另外,再送控制部1203从接收装置1001接收NACK信号,从NACK信号取得再送指示信息。另外,再送控制部1203对由后述天线1206接收到的重叠频带信息信号执行下变频处理或模/数变换处理或解调处理或解码处理等处理,从重叠频带信息信号取得重叠频带信息。之后,再送控制部1203根据重叠频带信息,特别确定不产生干扰的子载波(下面称为“非干扰子载波”),并将构成由再送指示信息指示再送的数据包的各调制符号配置于非干扰子载波中进行再送。
子载波分配部1204通过对各子载波配置多个调制符号,生成调制信号。此时,子载波分配部1204在从再送控制部1203无再送指示的情况下,以一定的比例将从调制部1202输出的多个调制符号配置于产生干扰的子载波和不产生干扰的子载波各自中,生成调制信号。另一方面,子载波分配部1204在从再送控制部1203有再送指示的情况下,根据该指示,将调制符号配置于子载波,生成调制信号。
发送部1205对由子载波分配部1204生成的调制信号执行数/模变换或上变频等处理,生成发送信号。
天线1206在利用无线发送由发送部1205生成的发送信号的同时,接收无线信号(特别是,重叠频带信息信号)。
图30及图31表示由接收装置1001接收的有用信号与干扰信号的概要。图30中,符号X表示有用信号,符号Y表示干扰信号。另外,图30的横轴表示频率。如图所示,有用信号由5个子载波sc1~sc5构成,有用信号的子载波中两个子载波sc4及sc5与干扰信号Y进行干扰。
下面,用图30及图31来说明再送信号接收控制部1109、错误判定部1110、再送控制部1203的处理。图30表示执行再送之前发送的有用信号的具体例。此时,对子载波sc1~sc5分别配置调制符号d1~d5。但是,如上所述,子载波sc4及sc5中产生干扰,即便纠错也无法正确复原发送来的数据。因此,解码部1108根据该有用信号生成的接收数据被错误判定部1110检测出错误。此时,错误判定部1110生成对该接收数据的再送指示信息,并生成并发送包含该再送指示信息的NACK。
图31表示由再送控制部1203执行的再送控制生成的再送时的有用信号的具体例。再送控制部1203若接收到NACK,则根据再送指示信息,特别确定应再送的数据包,并特别确定构成该数据包的各调制符号。另外,再送控制部1203根据重叠频带信息,特别确定不产生干扰的非干扰子载波。之后,再送控制部1203从暂时存储的多个调制符号中,读出应再送的调制符号的值,指示子载波分配部1204对非干扰子载波配置这些调制符号。根据该指示,子载波分配部1204向指示的非干扰子载波分配调制信号,生成调制信号。之后,再送控制部1203生成表示将再送的数据包的信号分配给哪个子载波的信息(例如表示子载波的频率和时隙的信息),作为再送控制信息,经天线1206发送给接收装置1001。
在应再送的调制符号的数量比非干扰子载波的数量大的情况下,再送控制部1203直到全部调制符号的再送完成为止执行重复再送。即,再送控制部1203首先将应再送的调制符号的一部分分配给未产生干扰的子载波。在图31(a)中,再送控制部1203将应再送的调制符号d1~d5中的一部分、即d1~d3分别分配给各自的非干扰子载波sc1~sc3。接着,再送控制部1203将应再送的调制符号中还未再送的调制符号分配给未产生干扰的子载波。图31(b)中,将未发送的调制符号d4及d5分别分配给非干扰子载波sc1及sc2。再送控制部1203重复执行该处理,再送全部应再送的调制符号。之后,再送控制部1203生成表示将再送的数据包的信号分配给哪个子载波的信息(例如表示子载波的频率和时隙的信息),作为再送控制信息,并经天线1206发送给接收装置1001。此时,再送控制信息既可构成为表示将一个数据包分割成多个有用信号的该分割数量,也可构成为表示分割一个数据包后的尺寸。
再送信号接收控制部1109若接收到再送控制信息,则根据再送控制信息,从再送来的信号生成接收数据。例如图31所示,在将变成再送对象的有用信号分多次发送的情况下,根据再送控制信息,缓冲从解码部1108输出的接收数据(解码位),直到接收到全部有用信号为止,并在全部解码位备齐之后,进行合成处理,由此生成一个接收数据。之后,再送信号接收控制部1109将生成的接收数据输出到错误判定部1110。
下面,说明接收装置1001的动作及处理步骤。
图32是表示接收装置1001的处理步骤的流程图。首先,天线1101接收信号,接收部1102对接收信号执行下变频及模/数变换(步骤S1101)。接着,解调部1106解调接收信号,生成解调值(步骤S1102)。另外,重叠频带信息生成部1103执行重叠频带信息生成处理,生成重叠频带信息。之后,加权系数生成部1105根据重叠频带信息,生成各子载波的加权系数(步骤S1103)。接着,加权运算部1107根据加权系数,执行加权运算处理,操作各子载波的解调值。例如,加权运算部1107对各子载波的解调值乘以对应的加权系数(步骤S1104)。之后,解码部1108解码乘以加权系数后的各解调值(步骤S1105),生成解码的接收数据。
接着,再送信号接收控制部1109根据是否接收到再送控制信息,判定由解码部1108生成的接收数据是否为再送信号。在是再送信号的接收的情况下(步骤S1106-是),再送信号接收控制部1109缓冲该接收数据,在全部的接收数据备齐的时刻,合成再送的接收数据(步骤S1107)并输出。另一方面,在不是再送信号的接收的情况下(步骤S1106-否),将该情况通知给错误判定部1110。错误判定部1110在不是再送信号的接收的情况下,对由解码部1108生成的接收数据,根据CRC等进行错误检测,在是再送信号的接收的情况下,对由再送信号接收控制部1109生成的接收数据,根据CRC等进行错误检测(步骤S1108)。在检测到错误的情况下(步骤S1108-否),错误判定部1110生成并发送NACK(步骤S1109)。另一方面,在未检测到错误的情况下,错误判定部1110将该接收数据输出到数据处理部(步骤S1110),结束该流程图全部的处理。
下面,说明发送装置1002的动作及处理步骤。
图33是表示发送装置1002的再送控制处理步骤的流程图。如图33所示,发送部1205若经天线1206发送有用信号(步骤S1201),则发送装置1002待机再送信号接收控制部1109生成的再送指示信息的接收。在有用信号的生成处理中,该有用信号中包含的各调制符号的值由再送控制部1203暂时存储。
在即便经过规定时间也未接收到再送指示信息的情况下、或接收到表示正常接收的信息(ACK等)的情况下(步骤S1202-否),再送控制部1203不执行再送处理,结束对该有用信号的再送控制的处理。
另一方面,在接收到NACK的情况下、或在规定时间内未接收到表示正常接收的信息的情况下(步骤S1202-是),再送控制部1203判定应再送的数据包中包含的调制符号数量是否比非干扰子载波的数量多(步骤S1203)。
在应再送的数据包中包含的调制符号数量比非干扰子载波的数量少的情况下,即不必分割数据包的情况下(步骤S1203-是),再送控制部1203对非干扰子载波变更分配应再送的调制符号(步骤S1204)。之后,子载波分配部1204根据该分配,生成再送信号的调制信号,经发送部1205及天线1206,发送再送信号及再送控制信息(步骤S1205)。
另一方面,在应再送的数据包中包含的调制符号数量比非干扰子载波的数量多的情况下,即必需分割数据包的情况下(步骤S1203-否),再送控制部1203根据非干扰子载波的数量,分割应再送的数据包(步骤S1206)。之后,再送控制部1203分成多个时隙,向非干扰子载波变更分配应再送的调制符号(步骤S1207)。之后,子载波分配部1204根据该分配,生成多个再送信号的调制信号,经发送部1205及天线1206,发送再送信号及再送控制信息(步骤S1208)。
在步骤S1205及步骤S1208的处理之后,再送控制部1203再次返回到步骤S1202的判定处理,待机是否再次接收NACK。
根据包含如此构成的接收装置1001及发送装置1002的无线通信系统,在未接发送NACK的情况下,将从调制部1202输出的多个调制符号按一定的比例配置到产生干扰的子载波及不产生干扰的子载波的各自中,实现多载波重叠传输。因此,可提高频带的利用效率。
另一方面,在多载波重叠传输中因干扰而在数据包接收中产生错误的情况下,从接收装置1001发送NACK,实现使用了非干扰子载波的再送。因此,即便在如多载波重叠传输那样易产生干扰的环境下,也可使发送处理正常完成,进而,可使再送时的错误发生概率降低,改善接收品质。
<变形例>
接收装置1001的重叠频带信息生成部1103既可构成为对接收到的全部信号生成重叠频带信息,也可构成为定期生成重叠频带信息。同样,接收装置1001的重叠频带信息信号发送部1104既可构成为发送对接收到的全部信号的重叠频带信息信号,也可构成为定期发送重叠频带信息信号。
另外,包含接收装置1001及发送装置1002的无线通信系统中采用的子载波的配置方式既可是分散型,也可是连续型。
另外,在上述无线通信系统中,接收装置1001及发送装置1002通过接发送NACK来执行再送的控制,但也可构成为通过接发送ACK来执行再送的控制。此时,接收装置1001在可正确接收的情况下(图32:步骤S1108-是),向发送装置1002发送ACK,在步骤S1110中输出接收数据。另一方面,接收装置1001在不能正确接收的情况下(图32:步骤S1108-否),不发送NACK(步骤S1109),返回到步骤S1101的处理。另外,如此构成时的发送装置1002在图33的步骤S1202中发送信号之后,在步骤S1202中判定在发送后一定时间的期间中是否接收到ACK。发送装置1002在发送后一定时间的期间中未接收到ACK的情况下,进到步骤S1203的处理,相反,在发送后一定时间的期间中接收到ACK的情况下,进到终点,结束处理。
[第4实施方式]
图34是表示配置有涉及本实施方式的发送装置1002的网络环境的概要的概要图。涉及本实施方式的发送装置1002的结构,除再现控制部1203的动作如下所述不同外,与图29所示的发送装置的结构一样。发送装置1002对多个接收装置(在图34的情况下为两台接收装置1001A及接收装置1001B),将可利用的频带的子载波分配给各个接收装置1001A及接收装置1001B,发送有用信号。在图34的情况下,发送装置1002可利用6个子载波sc1~sc6,将其中3个子载波sc1~sc3分配给接收装置1001B,将剩余的3个子载波sc4~sc6分配给接收装置1001A。
即便是接收从同一发送装置1002发送的有用信号的接收装置,只要其接收环境不同,有无干扰也变化。例如,在图34中,由于接收装置1001A处于从干扰源1003接收干扰信号的环境下,所以不能正确接收接收到的有用信号中的子载波sc5及sc6。另一方面,由于接收装置1001B离干扰源1003足够远,所以接收的干扰信号的接收强度小,在子载波sc4~sc6的频带也可正确接收。
因此,本实施方式中的发送装置1002的再送控制部1203在从某个接收装置(这里设为接收装置1001A)接收到再送指示信息的情况下,根据将再送指示信息发送来的接收装置1001A的重叠频带信息,从发送装置1002可利用的频带的全部子载波中,即在该时刻未分配给该接收装置1001A的子载波(图34中的子载波sc1~sc3)及已分配给该接收装置1001A的子载波(子载波sc4~sc6)的全部中,选择用于再送的非干扰子载波。
图35是表示图34的网络环境中的有用信号与干扰信号的概要图。图35(a)中,由符号X-B表示的子载波sc1~sc3表示执行再送前对接收装置1001B发送的有用信号,对各子载波分别配置调制符号bd1~bd3。在图35(a)中,由符号X-A表示的子载波sc4~sc6表示执行再送前对接收装置1001A发送的有用信号,对各子载波分别配置调制符号ad1~ad3。
图35(b)表示通过本实施方式中的再送控制部1203执行的再送控制所生成的再送时的有用信号的具体例。再送控制部1203若接收到NACK,则根据再送指示信息,特别确定应再送的数据包,并特别确定构成该数据包的各调制符号。另外,再送控制部1203根据重叠频带信息,无论是否对发送了NACK的接收装置1001A分配,均从可利用的全部子载波中,特别确定该接收装置1001A中不产生干扰的非干扰子载波。例如,再送控制部1203选择频率轴上距检测到干扰信号的子载波sc5及sc6最远的子载波,作为用于再送的子载波。在图35(b)的情况下,再送控制部1203选择子载波sc1~sc3。之后,再送控制部1203从暂时存储的多个调制符号中,读出应再送的调制符号ad1~ad3的值,指示子载波分配部1204对选择到的非干扰子载波配置这些调制符号。并且,再送控制部1203对其它接收装置1001B分配剩余的子载波sc4~sc6,指示子载波分配部1204对这些子载波sc4~sc6配置重新发送的调制符号bd4~bd6。根据这种指示,子载波分配部1204向指示的非干扰子载波分配调制符号,生成调制信号。之后,再送控制部1203对每个接收装置生成表示将再送的数据包的信号分配给哪个子载波的信息(例如,表示子载波的频率和时隙的信息),作为再送控制信息,并经天线1206发送给各接收装置1001A、1001B。
根据如此构成的本实施方式中的发送装置1002,非干扰子载波的选择不限于在执行再送前的时刻分配给各接收装置的频带的子载波,也可从发送装置1002可利用的全部频带的子载波执行。因此,再送处理中使用的非干扰子载波的选择自由度提高,与之相伴,可使再送时的发送速度和发送品质提高。
以上参照附图详细描述了本发明的实施方式,但具体结构不限于该实施方式,也包含不脱离本发明要旨的范围的设计等(结构的附加、省略、置换及其它变更)。本发明不被上述说明所限定,仅被权利要求所限定。
产业上的可利用性
本发明例如可用于存在干扰信号的无线通信环境中的多载波传输方式的无线通信中。根据本发明,在适用生成系统位及校验位的纠错的多载波无线通信系统中,能使接收品质提高。另外,根据本发明,即便在如多载波重叠传输那样的易产生干扰的环境下,也能使发送处理正常完成,使再送时的错误发生概率降低,改善接收品质。

Claims (18)

1.一种通信系统,该通信系统是将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统,其特征在于,具备:
发送装置,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带的双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配,根据所述分配,生成所述多载波信号并发送;以及
接收装置,接收从所述发送装置发送来的所述多载波信号。
2.根据权利要求1所述的通信系统,其特征在于,
所述发送装置具备:
编码部,适用纠错编码,并从所述发送数据生成系统位及校验位;
数据分配部,根据所述多载波信号的使用频带中的所述重叠频带的信息,向所述使用频带中的所述非重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述系统位,同时向所述重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述校验位;
调制部,将所述系统位及所述校验位调制成由所述数据分配部分配的频带的子载波;以及
多载波信号调制部,从由所述调制部调制成各子载波的信号,生成所述多载波信号,
所述接收装置具备:
多载波信号解调部,按每个子载波解调从所述发送装置接收到的所述多载波信号;
解调部,解调由所述多载波信号解调部解调的各子载波的接收信号;
数据抽取部,根据所述多载波信号的所述使用频带中的所述重叠频带的所述信息,得到所述系统位及所述校验位各自的使用频带,根据得到的所述使用频带,从由所述解调部解调的各子载波的所述接收信号,抽取所述校验位及所述系统位;以及
解码部,使用由所述数据抽取部抽取的所述系统位及所述校验位,将所述发送数据进行解码,
所述规定数据是所述系统位。
3.根据权利要求2所述的通信系统,其特征在于,
所述发送装置还具备:
系统位用交织器,执行由所述编码部生成的所述系统位的交织,输出到所述调制部,
所述接收装置还具备:
系统位用去交织器,执行由所述数据抽取部抽取的所述系统位的去交织,输出到所述解码部。
4.根据权利要求3所述的通信系统,其特征在于,
所述发送装置还具备:
校验位用交织器,执行由所述编码部生成的所述校验位的交织,输出到所述调制部,
所述接收装置还具备:
校验位用去交织器,执行由所述数据抽取部抽取的所述校验位的去交织,输出到所述解码部。
5.根据权利要求2所述的通信系统,其特征在于,
所述发送装置还具备:
非重叠频带用交织器,执行由所述数据分配部分配给所述非重叠频带的所述系统位及所述校验位的交织,输出到所述调制部,
所述接收装置还具备:
非重叠频带用去交织器,执行由所述解调部从所述非重叠频带的子载波解调的接收信号的去交织,输出到所述数据抽取部。
6.根据权利要求5所述的通信系统,其特征在于,
所述发送装置还具备:
重叠频带用交织器,执行由所述数据分配部分配给所述重叠频带的所述校验位的交织,输出到所述调制部,
所述接收装置还具备:
重叠频带用去交织器,执行由所述解调部从所述重叠频带的子载波解调的接收信号的去交织,输出到所述数据抽取部。
7.根据权利要求2~6中任一项所述的通信系统,其特征在于,
所述编码部利用所述校验位的位串相对所述系统位的位串的比例比所述重叠频带相对所述非重叠频带的比例大的编码率,适用所述纠错编码。
8.根据权利要求1所述的通信系统,其特征在于,
所述通信系统是适用纠错编码来传输所述无线多载波信号的多载波无线通信系统,
所述接收装置具备:
解调部,按每个子载波解调接收到的所述多载波信号;
重叠频带信息生成部,生成表示接收到的所述多载波信号中的所述重叠频带的重叠频带信息;
重叠频带信息信号发送部,将所述重叠频带信息发送到所述发送装置;
加权系数生成部,对所述多个子载波中产生干扰的子载波,生成与其它子载波相比使所述纠错编码中的可靠性降低的每个子载波的加权系数;
加权运算部,执行向由所述解调部解调的所述多载波信号的子载波的解调值适用所述加权系数的加权运算处理;
解码部,使用由所述加权运算部算出的每个子载波的值,执行纠错处理及解码处理;
错误判定部,对由所述解码部解码的位串,根据错误检测码,检测是否产生错误,在产生错误的情况下,向所述发送装置发送再送指示信息;以及
再送信号接收控制部,在所述错误判定部发送了所述再送指示信息的情况下,根据涉及从所述发送装置再送的信号的所述位串,生成再送的位串,
所述发送装置具备:
编码部,对所述发送数据赋予所述错误检测码,执行纠错编码,生成编码位;
调制部,调制所述编码位,并生成多个调制符号;
子载波分配部,对各子载波配置各调制符号,生成调制信号;
发送部,从所述调制信号生成发送信号并发送;以及
再送控制部,暂时存储所述调制符号,并接收所述再送指示信息及所述重叠频带信息,在执行再送指示的情况下,根据所述重叠频带信息,选择未产生干扰的子载波,并指示所述子载波分配部对选择到的所述子载波配置所述暂时存储的调制符号中应再送的调制符号并再送,
所述规定数据是所述应再送的调制符号。
9.根据权利要求8所述的通信系统,其特征在于,
所述再送控制部在所述应再送的调制符号的数量比未产生所述干扰的子载波的数量多的情况下,通过执行多次仅使用未产生所述干扰的子载波的再送,发送全部所述应再送的调制符号,进而发送表示多次发送所述应再送的调制符号的再送控制信息,
所述再送信号接收控制部通过根据所述再送控制信息合成所述多次发送的各位串,生成再送的位串。
10.根据权利要求8或9所述的通信系统,其特征在于,
所述发送装置通过向多个接收装置分配可利用的频带中包含的多个子载波,对所述多个接收装置执行无线通信,
所述再送控制部从所述可利用的频带中包含的全部子载波中,选择用于所述再送的未产生所述干扰的子载波。
11.根据权利要求10所述的通信系统,其特征在于,
所述再送控制部从所述可利用的频带中包含的全部子载波中,选择频率轴上距产生所述干扰的子载波最远的多个子载波。
12.一种发送装置,使用于将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统中,其特征在于,
该发送装置具备:数据分配部,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配,
该发送装置根据所述分配,生成所述多载波信号并发送。
13.根据权利要求12所述的发送装置,其特征在于,
还具备:编码部,适用纠错编码,从所述发送数据,生成系统位及校验位,
所述数据分配部根据所述多载波信号的使用频带中的所述重叠频带的信息,向所述使用频带中的所述非重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述系统位,同时向所述重叠频带优先分配由所述编码部生成的所述校验位,
还具备:
调制部,将所述系统位及所述校验位调制成由所述数据分配部分配的频带的子载波;以及
多载波信号调制部,从由所述调制部调制成各子载波的信号,生成所述多载波信号,
所述规定数据是所述系统位。
14.一种接收装置,接收由多个子载波构成的无线多载波信号,其特征在于,
具备:
多载波信号解调部,按每个子载波解调从发送装置接收到的所述多载波信号;
解调部,解调由所述多载波信号解调部解调的各子载波的接收信号;
数据抽取部,根据所述多载波信号的使用频带中的重叠频带的信息,得到系统位及校验位各自的使用频带,根据得到的所述使用频带,从由所述解调部解调的各子载波的所述接收信号,抽取所述校验位及所述系统位;以及
解码部,使用由所述数据抽取部抽取的所述系统位及所述校验位,将发送数据进行解码。
15.一种通信方法,使用于将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统中,其特征在于,具有:
数据分配步骤,发送装置对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配;
发送步骤,所述发送装置根据所述分配,生成所述多载波信号并发送;以及
接收步骤,接收装置接收发送来的所述多载波信号。
16.根据权利要求15所述的通信方法,其特征在于,
还具有:编码步骤,所述发送装置适用纠错编码,从所述发送数据生成系统位及校验位,
在所述数据分配步骤中,所述发送装置根据所述多载波信号的使用频带中的所述重叠频带的信息,向所述使用频带中的所述非重叠频带优先分配所述编码步骤中生成的所述系统位,同时向所述重叠频带优先分配在所述编码步骤中生成的所述校验位,
还具有:
调制步骤,所述发送装置将所述系统位及所述校验位调制成在所述数据分配步骤中分配的频带的子载波;
多载波信号调制步骤,所述发送装置从所述调制步骤中调制成各子载波的信号,生成所述多载波信号;
多载波信号解调步骤,所述接收装置按每个子载波解调从所述发送装置接收到的所述多载波信号;
解调步骤,所述接收装置解调所述多载波信号解调步骤中解调的各子载波的接收信号;
数据抽取步骤,所述接收装置根据所述多载波信号的所述使用频带中的所述重叠频带的所述信息,得到所述系统位及所述校验位各自的使用频带,根据得到的所述使用频带,从由所述解调步骤解调的各子载波的所述接收信号,抽取所述校验位及所述系统位;以及
解码步骤,所述接收装置使用所述数据抽取步骤中抽取的所述系统位及所述校验位,将所述发送数据进行解码,
所述规定数据是所述系统位。
17.根据权利要求15所述的通信方法,其特征在于,
所述通信方法是适用纠错编码并传输所述无线多载波信号的多载波无线通信方法,
具有:
解调步骤,所述接收装置按每个子载波解调接收到的所述多载波信号;
重叠频带信息生成步骤,所述接收装置生成表示接收到的所述多载波信号中的所述重叠频带的重叠频带信息;
重叠频带信息信号发送步骤,所述接收装置将所述重叠频带信息发送到所述发送装置;
加权系数生成步骤,所述接收装置对所述多个子载波中产生所述干扰的子载波,生成与其它子载波相比使所述纠错编码中的可靠性降低的每个子载波的加权系数;
加权运算步骤,所述接收装置执行向所述解调步骤中解调的所述多载波信号的子载波解调值适用所述加权系数的加权运算处理;
解码步骤,所述接收装置使用所述加权运算步骤中算出的每个子载波的值,进行纠错处理及解码处理;
错误判定步骤,所述接收装置对所述解码步骤中解码的位串,根据错误检测码,检测是否产生错误,在产生错误的情况下,向所述发送装置发送再送指示信息;
再送信号接收控制步骤,所述接收装置在所述错误判定步骤中发送所述再送指示信息的情况下,根据涉及从所述发送装置再送的信号的所述位串,生成再送的位串;
编码步骤,所述发送装置对所述发送数据赋予所述错误检测码,执行纠错编码,生成编码位;
调制步骤,所述发送装置调制所述编码位,并生成多个调制符号;
子载波分配步骤,所述发送装置对各子载波配置各调制符号,生成调制信号;
发送步骤,所述发送装置从所述调制信号生成发送信号并发送;以及
再送步骤,所述发送装置暂时存储所述调制符号,并接收所述再送指示信息及所述重叠频带信息,在执行再送指示的情况下,根据所述重叠频带信息,选择未产生干扰的子载波,并对选择到的所述子载波配置所述暂时存储的调制符号中应再送的调制符号并再送,
所述规定数据是所述应再送的调制符号。
18.一种发送方法,使用于将由多个子载波构成的无线多载波信号进行重叠并传输的通信系统中,其特征在于,具有:
数据分配步骤,对作为不存在干扰信号的频带的非重叠频带和作为存在所述干扰信号的频带的重叠频带双方或所述非重叠频带,优先所述非重叠频带,执行从发送数据生成的规定数据的分配;以及
发送步骤,根据所述分配,生成所述多载波信号并发送。
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