JP2004242366A - 直交周波数分割多重変調信号の伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 直交周波数分割多重変調(OFDM)方式の伝送装置において、伝送した情報符号の符号誤り率を低減する伝送符号構成を提供する。
【解決手段】 OFDM方式で多重化するベースバンド信号の0周波数キャリア(直流成分を与えるキャリア)は、変調方式としてBPSK方式を用いる構成にする。これにより、直流レベルのずれによって符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなり、回路規模を増大させることなく、伝送された符号の符号誤り率を低減することができる。
【選択図】 図2
【解決手段】 OFDM方式で多重化するベースバンド信号の0周波数キャリア(直流成分を与えるキャリア)は、変調方式としてBPSK方式を用いる構成にする。これにより、直流レベルのずれによって符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなり、回路規模を増大させることなく、伝送された符号の符号誤り率を低減することができる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、直交周波数分割多重変調(Orthogonal Frequency Division Multi-plexing:OFDM)方式の伝送装置において、伝送した情報符号の符号誤り率を低減する伝送符号構成と、この符号構成を用いた伝送方法に関する。
現在、移動体や地上系のディジタル無線通信用の多重伝送方式として、マルチパス・フェージングや、ゴーストに強いという特徴を有する直交周波数分割多重伝送方式(以下、OFDM方式と記す)が注目されている。このOFDM方式は、図3に示すように、互いに所定の周波数間隔fsをもって配置された数十本ないしは数百本からなる多数の搬送波を、それぞれシンボル周波数fs'(=1/Ts')でディジタル変調した信号、すなわち、OFDM信号(直交周波数分割多重変調信号)を用いて情報符号を伝送する方式である。
ここで、時間間隔Ts'は、ディジタル信号のシンボル周期のことである。そして、このOFDM方式における各搬送波のディジタル変調方式としては、QPSK方式(4相位相偏移変調方式)や、16QAM方式(16値直交振幅変調方式)などが検討されている。
ここで、時間間隔Ts'は、ディジタル信号のシンボル周期のことである。そして、このOFDM方式における各搬送波のディジタル変調方式としては、QPSK方式(4相位相偏移変調方式)や、16QAM方式(16値直交振幅変調方式)などが検討されている。
各搬送波をQPSK方式でディジタル変調する場合の従来技術によるOFDM伝送装置のブロック回路構成を図4に示す。 ここで、図4の上側が送信装置、下側が受信装置側を表す。送信装置では、伝送する情報符号をQPSK変調回路1でQPSK方式の複素ベクトル信号(以下、QPSK信号と記す)に変調する。変調して得たQPSK信号は、分配回路2で各搬送波に分配された後、IFFT回路3で逆離散フーリエ変換(IFFT)される。この変換処理によりQPSK信号は、シンボル周期Ts'で、互いに周波数間隔fs離れ、かつ互いに直交するNs本の搬送波から成る直交周波数分割多重変調方式で多重化された、ベースバンドのOFDM信号に変換される。そして、該OFDM信号は、ミキサ4に供給され、高周波の送信側局部発振器5で発生した周波数frの送信側局発信号により、例えば数百MHz帯、或いは数GHz帯の高周波数信号に周波数変換され、電力増幅されて送信アンテナ6から送信される。
一方、受信装置では、受信アンテナ7により受信した受信信号を増幅した後、ミキサ8に入力する。 そして、当該受信信号は受信側局部発振器9で発生した周波数frの受信側局発信号により周波数変換され、多重化されたベースバンドのOFDM信号が再生される。このOFDM信号は、更にFFT回路10で離散フーリエ変換(FFT)され、各搬送波のベースバンドの複素ベクトル信号Z(n)に分離される。ここで、nは分離された搬送波の番号を表す。こうして分離された各搬送波の複素ベクトル信号Z(n)は、結合回路11にて送信側での分配回路2と逆の手順により、元の時間順序に並べ替えられ、時間的に連続したQPSK信号に戻され、QPSK復調回路12で復調され、情報符号として出力される。
ところで、ベースバンドのOFDM信号には、搬送波周波数が、1シンボルの期間、伝送する情報符号に応じた所定の直流レベルになる搬送波(以下、番号0の搬送波と記す)がある。一方、受信装置のFFT回路10では、前述のように、入力された信号をそのまま離散フーリエ変換する。そのため、FFT回路10に入力する直流レベルの調整がずれていると、そのずれた直流レベルも信号成分として変換され、上記番号0の搬送波成分として混入する。その結果、この番号0の搬送波に対するQPSK方式や16QAM方式の復調をする際に大きな雑音成分となって現れ、復調した符号全体の符号誤り率を増大させることになる。この問題は、FFT回路10に入力する信号の直流レベルを正確に0レベルに調整すれば回避できる。しかし、実際の回路ではこの調整が困難な上、温度による回路の動作点の変化を押さえるための特別な回路が必要になり、回路規模の増加と伝送装置の高価格化を招く欠点がある。
本発明の目的は、回路規模を増加させることなく、OFDM信号の復調処理における符号誤り率を低減する伝送符号構成およびこの伝送符号構成を用いた伝送装置を提供することにある。
本発明の目的は、回路規模を増加させることなく、OFDM信号の復調処理における符号誤り率を低減する伝送符号構成およびこの伝送符号構成を用いた伝送装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、互いに周波数間隔fsあるいはその整数倍離れたNs本の搬送波を、時間間隔Ts'(=1/fs)をシンボル周期としてディジタル変調して情報符号を伝送する直交周波数分割多重変調信号伝送方法において、ベースバンドで互いに直交する上記Ns本の搬送波の内、搬送波周波数が1シンボル期間、伝送する上記情報符号に応じた所定の直流レベルになる搬送波の変調方式として、BPSK方式(2相位相偏移変調方式)を用いるようにした直交周波数分割多重変調信号の伝送方法である。
上記のように、本発明では、復調に際し、直流レベルの影響を受ける番号0の搬送波を、雑音に強いBPSK方式で変調して情報符号を伝送する。そのため、復調に際し、直流レベルのずれにより符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなり、伝送された符号の符号誤り率を低減することができる。
上記のように、本発明では、復調に際し、直流レベルの影響を受ける番号0の搬送波を、雑音に強いBPSK方式で変調して情報符号を伝送する。そのため、復調に際し、直流レベルのずれにより符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなり、伝送された符号の符号誤り率を低減することができる。
以上説明した如く、本発明による伝送符号構成では、直流レベルのずれの影響を受ける番号0の搬送波を、雑音に強いBPSK方式で変調して情報符号を伝送する構成としているため、直流レベルのずれによって符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなる。 従って、回路規模を増大させることなく、伝送された符号の符号誤り率を低減することができる。
以下、本発明の伝送装置の一例の構成を図1に示し、詳しく説明する。なお、ここでは、各搬送波に対するディジタル変調方式として、図4の従来技術と同じ、QPSK方式を用いる場合の回路構成を示している。上述したように、本発明の方法ではほとんど従来の回路をそのまま用いることができる。図1の回路は、QPSK変調回路で変調されたQPSK信号を各搬送波に分配する分配回路2を、番号0の搬送波を除いて分配する分配回路2’に変えた点、また受信装置のFFT回路10で離散フーリエ変換して得た各搬送波の信号を再び結合してQPSK信号に戻す結合回路11を、番号0の搬送波の信号を除いて結合する結合回路11’に変えた点だけが、図4の従来の回路と異なる。伝送装置の動作は、番号0の搬送波で情報符号を伝送しない点を除き、従来の回路と同様に実行するので、説明を省略する。
OFDM方式で多重化される搬送波の本数Nsは、通常、数百本から数千本に設定される。例えば、搬送波の本数を1000本に設定した場合、番号0の搬送波の符号の内の10%が符号誤りを起こすとすると、他の搬送波の符号が誤りを起こさなくても、伝送符号全体としての符号誤り率は、1/104になる。そのため、受信状態が良好でほとんど雑音が無い状態でも、誤り訂正符号能力が高く、符号長が長い誤り訂正符号を用いる必要が生じ、かえって伝送レートを下げる結果になる。
これに対し、本例では、符号誤り率の高い番号0の搬送波を用いないため、伝送された符号全体の符号誤り率は、受信状態で決まる本来の符号誤り率の伝送符号を得ることができる。しかし、本例の符号構成では、1000本の搬送波の内の番号0の搬送波が情報符号伝送に使用できなくなるため、伝送装置の伝送レートが、若干、低下することになる。このように、本実施例による伝送装置では、直流レベルのずれの影響を受ける番号0の搬送波を、情報符号の伝送に使用していないため、直流レベルのずれによって符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなる。従って、伝送された符号の符号誤り率を低減することができ、また、この効果を得るために回路規模が増大することもなく、伝送装置を低価格に押さえることができるが、伝送装置の伝送レートが、若干、低下することになる。
これに対し、本例では、符号誤り率の高い番号0の搬送波を用いないため、伝送された符号全体の符号誤り率は、受信状態で決まる本来の符号誤り率の伝送符号を得ることができる。しかし、本例の符号構成では、1000本の搬送波の内の番号0の搬送波が情報符号伝送に使用できなくなるため、伝送装置の伝送レートが、若干、低下することになる。このように、本実施例による伝送装置では、直流レベルのずれの影響を受ける番号0の搬送波を、情報符号の伝送に使用していないため、直流レベルのずれによって符号誤りを頻繁に起こす搬送波の符号が、伝送符号全体に対する符号誤り率の増加を起こすことがなくなる。従って、伝送された符号の符号誤り率を低減することができ、また、この効果を得るために回路規模が増大することもなく、伝送装置を低価格に押さえることができるが、伝送装置の伝送レートが、若干、低下することになる。
そこで、これらを改善した本発明の一実施例を図2に示し、図1と異なる部分の動作について説明する。本実施例では、送信装置に、QPSK変調回路1とは別に、雑音に強いBPSK方式の変調を実行するBPSK変調回路13を設ける。そして、番号0の搬送波を変調する際は、BPSK変調回路13で対応する情報符号を変調し、分配回路2”によって番号0の搬送波に割り当てる。
一方、受信装置には、QPSK復調回路12とは別にBPSK復調回路14を設ける。さらに、FFT回路10で離散フーリエ変換して得た各搬送波の信号の内、番号0の搬送波の信号を除く搬送波の信号を、送信側での分配回路2”と逆の手順により、元の時間順序に並べ替え、時間的に連続したQPSK信号に戻し、番号0の搬送波の信号を、BPSK信号に戻す結合回路11”を設ける。そして、これらFFT回路10、結合回路11”により、QPSK信号、BPSK信号に戻された信号は、それぞれQPSK復調回路12、BPSK復調回路14で情報符号に復調されて出力される。
本実施例では、直流レベルのずれの影響を受けて符号誤りを起こし易い番号0の搬送波を、雑音に強いBPSK方式で変調しているため、番号0の搬送波の符号の符号誤り率が低下し、伝送された符号全体の符号誤り率を低減することができる。なお、本実施例では新たな回路が必要になるため回路規模がやや増大する。しかし、番号0の搬送波でも情報符号を伝送しているため、伝送レートの減少量を減らすことができる。
一方、受信装置には、QPSK復調回路12とは別にBPSK復調回路14を設ける。さらに、FFT回路10で離散フーリエ変換して得た各搬送波の信号の内、番号0の搬送波の信号を除く搬送波の信号を、送信側での分配回路2”と逆の手順により、元の時間順序に並べ替え、時間的に連続したQPSK信号に戻し、番号0の搬送波の信号を、BPSK信号に戻す結合回路11”を設ける。そして、これらFFT回路10、結合回路11”により、QPSK信号、BPSK信号に戻された信号は、それぞれQPSK復調回路12、BPSK復調回路14で情報符号に復調されて出力される。
本実施例では、直流レベルのずれの影響を受けて符号誤りを起こし易い番号0の搬送波を、雑音に強いBPSK方式で変調しているため、番号0の搬送波の符号の符号誤り率が低下し、伝送された符号全体の符号誤り率を低減することができる。なお、本実施例では新たな回路が必要になるため回路規模がやや増大する。しかし、番号0の搬送波でも情報符号を伝送しているため、伝送レートの減少量を減らすことができる。
1:QPSK変調回路、2,2',2":分配回路、3:IFFT回路、4,8:ミキサ、5:送信側局部発振器、6:送信アンテナ、7:受信アンテナ、9:受信側局部発振器、10:FFT回路、11,11',11":結合回路、12:QPSK復調回路、13:BPSK変調回路、14:BPSK復調回路。
Claims (1)
- 互いに周波数間隔fsあるいはその整数倍離れたNs本の搬送波を、時間間隔Ts'(=1/fs)をシンボル周期としてディジタル変調して情報符号を伝送する直交周波数分割多重変調信号伝送方式において、ベースバンドで互いに直交する上記Ns本の搬送波の内、搬送波周波数が1シンボル期間、伝送する上記情報符号に応じた所定の直流レベルになる搬送波の変調方式として、BPSK方式(2相位相偏移変調方式)を用いることを特徴とする直交周波数分割多重変調信号の伝送方法。
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JP2004142100A JP2004242366A (ja) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | 直交周波数分割多重変調信号の伝送方法 |
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