JP2005027294A - Ofdm signal frame generator, transmitter, signal transmission system and ofdm signal frame generation method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent states of communication failure even in a channel wherein received signal quality is poor. <P>SOLUTION: A pilot & data arrangement format determiner 20 which determines pilot & data arrangement format of an OFDM signal based on the value of received signal quality at a receiver 30, a pilot symbol number determiner 19 which determines the number of pilot symbols based on the value of received signal quality, and a power amplification rate determiner 18 which determines power amplification rate based on the value of received signal quality, are newly provided in an OFDM frame generator 13 in a transmitter 10 which transmits OFDM signals. Thereby, it is possible to change the pilot & data arrangement format, the number of pilot symbols and the power amplification rate depending on the value of received signal quality to generate the transmission signal frame of the OFDM signal. Consequently, even in a channel wherein received signal quality is poor, it is possible to satisfactorily reduce the transmission rate using adaptive modulation technique and maintain the channel estimation accuracy to a satisfactory level, thus preventing states of communication failure. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、直交波周波数分割多重（以下「ＯＦＤＭ」（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）という）伝送方式に係る送信信号フレームの生成に関する発明であり、ＯＦＤＭ信号フレーム生成器、送信機、信号伝送システム及びＯＦＤＭ信号フレーム生成方法に関する。   The present invention relates to generation of a transmission signal frame according to an orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as “OFDM”) transmission scheme, and relates to an OFDM signal frame generator, transmitter, signal transmission system, and OFDM The present invention relates to a signal frame generation method.

近年、IEEE.11a等の無線LANシステムにＯＦＤＭ伝送方式が実用され、地上波デジタル放送、セルラ通信においても、ＯＦＤＭ伝送方式の適用が検討されている。ＯＦＤＭ信号伝送方式においては、伝搬路による生じるマルチパス干渉の等化が不要であり、広帯域信号伝送に適している。   In recent years, the OFDM transmission method has been put into practical use in wireless LAN systems such as IEEE 11a, and application of the OFDM transmission method is also being studied in terrestrial digital broadcasting and cellular communication. The OFDM signal transmission method does not require equalization of multipath interference caused by a propagation path, and is suitable for wideband signal transmission.

一般に無線通信においては、受信端末の位置に応じて伝搬路状況が変化するため、伝搬路状況に応じて送信側で伝送速度を変化させる適応変復調技術が用いられる。適応変復調を行う際、送信機は、受信側から受信品質値を取得し、その受信品質値に応じて、伝送速度を変化させる。受信品質値は、受信側で、受信信号電力値、受信信号対雑音電力比、ドップラー周波数等と、所望受信品質値（所望のフレーム誤り率）を用いて決定される。   In general, in wireless communication, since the propagation path condition changes according to the position of the receiving terminal, an adaptive modulation / demodulation technique that changes the transmission rate on the transmission side according to the propagation path condition is used. When performing adaptive modulation / demodulation, the transmitter acquires a reception quality value from the reception side, and changes the transmission rate according to the reception quality value. The reception quality value is determined on the reception side using the received signal power value, the received signal-to-noise power ratio, the Doppler frequency, etc., and the desired received quality value (desired frame error rate).

図１は、適応変復調技術を適用した従来のＯＦＤＭ信号のフレーム生成器９３の例を示している。送信部は、フレーム生成器９３、ＯＦＤＭ変調器９２、RF部９１により構成される。   FIG. 1 shows an example of a conventional OFDM signal frame generator 93 to which an adaptive modulation / demodulation technique is applied. The transmission unit includes a frame generator 93, an OFDM modulator 92, and an RF unit 91.

このうちフレーム生成器９３においては、レート情報決定器９４が、受信品質値を用いてレート情報を決定する。レート情報には、情報ビット数、符号化率、変調多値数、拡散率は勿論のこと、これら以外の情報若しくはこれらのうち一部の情報のみが含まれても良い。レート情報に応じてデータシンボル系列生成器９５でデータシンボル系列が生成される。受信側が復調にレート情報を必要とする場合は、情報シンボル系列にレート情報も含ませる。パイロットシンボル生成器９６は、パイロットシンボルを生成する。マルチプレクサ９７は、生成されたデータシンボル、パイロットシンボルを時間・周波数スロットに配置し、送信信号フレームを生成する。ＯＦＤＭ変調器９２はフレーム内の信号をＯＦＤＭ変調する。ＯＦＤＭ変調された信号は、RF部９１により、周波数変換され送信される。   Among these, in the frame generator 93, the rate information determiner 94 determines rate information using the reception quality value. The rate information may include not only the number of information bits, the coding rate, the modulation multi-level number, and the spreading factor, but also other information or only a part of them. A data symbol sequence is generated by the data symbol sequence generator 95 according to the rate information. When the receiving side needs rate information for demodulation, rate information is also included in the information symbol series. Pilot symbol generator 96 generates pilot symbols. The multiplexer 97 places the generated data symbols and pilot symbols in the time / frequency slots, and generates a transmission signal frame. The OFDM modulator 92 performs OFDM modulation on the signal in the frame. The OFDM-modulated signal is frequency-converted by the RF unit 91 and transmitted.

また、図２は、従来型のフレーム生成器を用いたＯＦＤＭ送受信器のブロック図を示す。送信機９０におけるデータシンボル生成器９５は、符号器９５Ａ、多値変調シンボル生成を行うマッピング器９５Ｂ、拡散器９５Ｃにより構成される。   FIG. 2 shows a block diagram of an OFDM transceiver using a conventional frame generator. The data symbol generator 95 in the transmitter 90 includes an encoder 95A, a mapper 95B that performs multilevel modulation symbol generation, and a spreader 95C.

一方の受信機８０は、ＲＦ部８１、ＯＦＤＭ復調器８２、伝送路推定器８３、受信品質決定器８５、逆拡散・デマッピング・復号器８４により構成される。受信信号は、ＲＦ部８１でダウンコンバートされ、ＯＦＤＭ復調器８２でＯＦＤＭ復調される。伝送路推定器８３は、ＯＦＤＭ復調された信号とパイロットシンボルを用いて伝送路推定を行う。この伝送路推定器８３は、伝送に用いている全てのサブキャリアの伝送路値（振幅と位相）、受信アンテナに加わる雑音の電力値を推定する。受信品質決定器８５は、伝送路推定値と、雑音電力推定値より、受信信号対雑音電力比を計算する。この値と所望受信品質値を用いて受信品質値を決定する。逆拡散・デマッピング・復号器８４は、伝送路推定値、及びＯＦＤＭ復調された信号を用いて、情報シンボル系列を復調する。   One receiver 80 includes an RF unit 81, an OFDM demodulator 82, a transmission path estimator 83, a reception quality determiner 85, and a despreading / demapping / decoding unit 84. The received signal is down-converted by the RF unit 81 and OFDM demodulated by the OFDM demodulator 82. The transmission path estimator 83 performs transmission path estimation using the OFDM demodulated signal and pilot symbols. The transmission path estimator 83 estimates the transmission path values (amplitude and phase) of all subcarriers used for transmission and the power value of noise applied to the receiving antenna. Reception quality determiner 85 calculates a received signal-to-noise power ratio from the transmission path estimation value and the noise power estimation value. The reception quality value is determined using this value and the desired reception quality value. Despreading / demapping / decoding unit 84 demodulates the information symbol sequence using the channel estimation value and the OFDM demodulated signal.

図３は、生成される送信フレームの例を示している。詳細なＯＦＤＭ信号パラメータは、図１２に示されている。パイロット・データ配置形式としては、サブキャリア毎に４個のパイロットシンボルをフレームの前後にそれぞれ配置し、１２個のデータシンボルをフレームの中央に配置する構成となっている。図１３は、図３のパイロット・データ配置形式を用いた場合の、受信品質値と、レート情報（符号化率、変調多値数、拡散率、情報ビット数）及び伝送速度の対応表を示している。レート決定器は、受信機８０によりフィードバックされる受信品質値「１〜３」に対応する図１３の対応表の情報を用いて、上記のレート情報を決定する。例えば、受信品質値が「１」のとき、入力された情報シンボル系列「９４５ビット」に対し、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）ビットの１２ビットを加算して９５７ビット（約９６０ビット）となる。これに対し、符号化率「1/2」でのＦＥＣ（Forward Error Correction：伝送エラー訂正）及び２ビット／ヘルツでの「ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４位相偏移変調）」を施し、拡散率「１」で拡散することで、符号・変調・拡散後のシンボルとして９６０シンボルのデータシンボルが生成される。   FIG. 3 shows an example of a transmission frame to be generated. Detailed OFDM signal parameters are shown in FIG. The pilot data arrangement format is such that four pilot symbols are arranged before and after the frame for each subcarrier, and twelve data symbols are arranged at the center of the frame. FIG. 13 shows a correspondence table of reception quality values, rate information (coding rate, modulation multi-level number, spreading factor, number of information bits) and transmission rate when the pilot data arrangement format of FIG. 3 is used. ing. The rate determiner determines the rate information using the information in the correspondence table of FIG. 13 corresponding to the reception quality values “1 to 3” fed back by the receiver 80. For example, when the reception quality value is “1”, 12 bits of CRC (Cyclic Redundancy Check) bits are added to the input information symbol sequence “945 bits” to obtain 957 bits (about 960 bits). On the other hand, FEC (Forward Error Correction) at a coding rate of “1/2” and “QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)” at 2 bits / hertz are applied and spread. By spreading at a rate of “1”, 960 symbols of data symbols are generated as symbols after coding, modulation and spreading.

ＯＦＤＭ信号伝送の復調においては、受信側で伝送に利用する全てのサブキャリアの伝送路値を推定する必要がある。ここでは、簡単かつ推定精度の高い伝送路推定法として、各サブキャリアにおいて、合計８つのパイロットシンボルを同期加算して伝送路を推定することを想定する（１フレーム内の伝送路変動は微量であるとする）。   In demodulation of OFDM signal transmission, it is necessary to estimate transmission path values of all subcarriers used for transmission on the receiving side. Here, as a simple and highly accurate transmission path estimation method, it is assumed that the transmission path is estimated by synchronously adding a total of 8 pilot symbols in each subcarrier (the transmission path fluctuation in one frame is very small). Suppose there is.)

図３のPp/Piはサブキャリア当たりのパイロットシンボル電力（Pp）と逆拡散後の１変調シンボル当たりの電力比を示している。一般に良好なチャネル推定精度を得るには、この値（Pp/Pi）は約６〜１０dB程度が望ましい。図３の場合は、Pp/Piは約９dBとなる。上記の従来型フレーム生成器で生成される送信信号フレームは、パイロット・データ配置形式、パイロットシンボル数が、受信品質値によらず固定されている。   Pp / Pi in FIG. 3 indicates a pilot symbol power (Pp) per subcarrier and a power ratio per modulation symbol after despreading. Generally, in order to obtain good channel estimation accuracy, this value (Pp / Pi) is preferably about 6 to 10 dB. In the case of FIG. 3, Pp / Pi is about 9 dB. In the transmission signal frame generated by the conventional frame generator, the pilot data arrangement format and the number of pilot symbols are fixed regardless of the reception quality value.

但し、パイロットシンボル数については、伝送環境に応じて適応的に変化させることで、ＯＦＤＭ通信を安定して行う技術が提案されている（下記の特許文献１参照）。   However, a technique for stably performing OFDM communication by adaptively changing the number of pilot symbols according to the transmission environment has been proposed (see Patent Document 1 below).

特開２０００−１５１５４８号公報JP 2000-151548 A

しかし、上記の従来のフレーム生成器においては、パイロット・データ配置形式が固定されている。パイロット・データ配置形式が固定されると、チャネル推定精度が制限されるため、従来のフレーム生成器を用いたＯＦＤＭ伝送システムにおいては、非常に受信品質の悪い（即ち、信号対雑音電力比が低い）伝送路において、適応変復調技術を用いて十分に伝送速度を低下させて通信を行おうとしても、チャネル推定誤差により、通信が不能となるという問題がある。   However, in the above-described conventional frame generator, the pilot data arrangement format is fixed. If the pilot data arrangement format is fixed, the channel estimation accuracy is limited. Therefore, in the OFDM transmission system using the conventional frame generator, the reception quality is very poor (that is, the signal-to-noise power ratio is low). ) Even if an attempt is made to reduce the transmission rate sufficiently using the adaptive modulation / demodulation technique on the transmission line, there is a problem that communication becomes impossible due to a channel estimation error.

例えば、図４は、受信品質値が非常に劣悪な場合に、従来型のフレーム生成器を用いて伝送速度を４kbpsまで低下させた場合の例を示している。この例では、拡散率を２４０として伝送速度を低下させている。図４のPi gainは、図３の構成のPiに対する、図４の構成でのPiの増分を示している。つまり、拡散して伝送速度を落とすことにより、受信側で逆拡散した際に１変調シンボル当たり約２４dBのゲインが得られることになる。ところが、この場合、Pp/Piが「−１４dB」と低下してしまい、チャネル推定精度が劣化してしまう。   For example, FIG. 4 shows an example in which the transmission rate is reduced to 4 kbps using a conventional frame generator when the reception quality value is very poor. In this example, the transmission rate is reduced by setting the spreading factor to 240. Pi gain of FIG. 4 has shown the increment of Pi in the structure of FIG. 4 with respect to Pi of the structure of FIG. That is, by spreading and reducing the transmission rate, a gain of about 24 dB per modulation symbol can be obtained when despreading is performed on the receiving side. However, in this case, Pp / Pi decreases to “−14 dB”, and the channel estimation accuracy deteriorates.

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、受信品質が非常に劣悪な通信路においても通信不能となる事態を回避できるＯＦＤＭ信号フレーム生成器、送信機、信号伝送システム及びＯＦＤＭ信号フレーム生成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an OFDM signal frame generator, a transmitter, a signal transmission system, and a signal transmission system capable of avoiding a situation in which communication is impossible even in a communication channel with very poor reception quality. An object is to provide an OFDM signal frame generation method.

上記目的を達成するために、本発明に係るＯＦＤＭ信号フレーム生成器は、請求項１に記載したように、受信機により受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のレート情報を決定するレート決定手段と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式を決定するパイロット・データ配置形式決定手段と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数を決定するパイロットシンボル数決定手段と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率を決定する電力増幅率決定手段と、レート情報及び電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列を生成するデータシンボル生成手段と、生成されたデータシンボル、パイロットシンボル数、及びパイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する送信信号フレーム生成手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an OFDM signal frame generator according to the present invention, based on a reception quality value at the receiver related to an OFDM signal received by the receiver, as described in claim 1, Rate determining means for determining rate information of the OFDM signal, pilot data arrangement format determining means for determining the pilot data arrangement format of the OFDM signal based on the reception quality value, and the OFDM based on the reception quality value Pilot symbol number determining means for determining the number of pilot symbols of the signal, power amplification factor determining means for determining the power amplification factor of the OFDM signal based on the reception quality value, transmission based on the rate information and the power amplification factor Data symbol generating means for generating a generated data symbol sequence, and the generated data symbols and pilot symbols Le number, and based on pilot data arrangement format, characterized in that a transmission signal frame generating means for generating a transmission signal frame of the OFDM signal to be transmitted.

また、本発明に係る送信機は、請求項８に記載したように、ＯＦＤＭ信号を送信する送信機であって、請求項１〜７の何れか１項に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器を含んで構成されたことを特徴とする。   A transmitter according to the present invention is a transmitter for transmitting an OFDM signal as described in claim 8, and includes the OFDM signal frame generator according to any one of claims 1 to 7. It is characterized by comprising.

また、本発明に係る信号伝送システムは、請求項９に記載したように、ＯＦＤＭ信号を送信する送信機と、当該ＯＦＤＭ信号を受信する受信機とを含んで構成された信号伝送システムであって、受信機は、受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値を決定する受信品質値決定手段と、決定された受信品質値を送信機にフィードバックするフィードバック手段とを備え、送信機は、フィードバックにより得られた受信品質値に基づいて、ＯＦＤＭ信号のレート情報を決定するレート決定手段と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式を決定するパイロット・データ配置形式決定手段と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数を決定するパイロットシンボル数決定手段と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率を決定する電力増幅率決定手段と、レート情報及び電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列を生成するデータシンボル生成手段と、生成されたデータシンボル、パイロットシンボル数、及びパイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する送信信号フレーム生成手段とを備えたことを特徴とする。   A signal transmission system according to the present invention is a signal transmission system comprising a transmitter for transmitting an OFDM signal and a receiver for receiving the OFDM signal as described in claim 9. The receiver comprises reception quality value determining means for determining a reception quality value at the receiver related to the received OFDM signal, and feedback means for feeding back the determined reception quality value to the transmitter. , Rate determining means for determining rate information of the OFDM signal based on the reception quality value obtained by feedback, and pilot data allocation format for determining the pilot data allocation format of the OFDM signal based on the reception quality value And determining the number of pilot symbols for determining the number of pilot symbols of the OFDM signal based on the reception quality value And a power amplification factor determination means for determining the power amplification factor of the OFDM signal based on the received quality value, and a data symbol generation means for generating a data symbol sequence to be transmitted based on the rate information and the power amplification factor And transmission signal frame generation means for generating a transmission signal frame of the OFDM signal to be transmitted based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and the pilot data arrangement format.

更に、本発明に係るＯＦＤＭ信号フレーム生成方法は、請求項１０に記載したように、ＯＦＤＭ信号を受信機に送信する送信機にて、当該ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成するＯＦＤＭ信号フレーム生成方法であって、受信機により受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のレート情報を決定するレート決定工程と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式を決定するパイロット・データ配置形式決定工程と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数を決定するパイロットシンボル数決定工程と、受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率を決定する電力増幅率決定工程と、レート情報及び電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列を生成するデータシンボル生成工程と、生成されたデータシンボル、パイロットシンボル数、及びパイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する送信信号フレーム生成工程とを有することを特徴とする。   Furthermore, the OFDM signal frame generation method according to the present invention is the OFDM signal frame generation method of generating a transmission signal frame of the OFDM signal at the transmitter for transmitting the OFDM signal to the receiver as described in claim 10. A rate determining step for determining rate information of the OFDM signal based on a reception quality value at the receiver related to the OFDM signal received by the receiver, and based on the reception quality value, A pilot data arrangement format determining step for determining the pilot data arrangement format, a pilot symbol number determining step for determining the number of pilot symbols of the OFDM signal based on the reception quality value, and the OFDM based on the reception quality value Power amplification factor determination step for determining the power amplification factor of the signal, based on the rate information and the power amplification factor A data symbol generation step for generating a data symbol sequence to be transmitted, and a transmission signal for generating a transmission signal frame of an OFDM signal to be transmitted based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and a pilot data arrangement format And a frame generation step.

これらの発明によれば、受信機により受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のレート情報、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数、及び当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率が、それぞれ決定される。さらに、レート情報及び電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列が生成され、生成されたデータシンボル、パイロットシンボル数、及びパイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームが生成される。   According to these inventions, based on the received quality value at the receiver related to the OFDM signal received by the receiver, the rate information of the OFDM signal, the pilot data arrangement format of the OFDM signal, the pilot of the OFDM signal The number of symbols and the power amplification factor of the OFDM signal are respectively determined. Further, a data symbol sequence to be transmitted is generated based on the rate information and the power amplification factor, and a transmission signal of the OFDM signal to be transmitted is generated based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and the pilot data arrangement format A frame is generated.

このように本発明では、受信品質値に応じて、パイロット・データ配置形式、パイロットシンボル数及び電力増幅率を変化させて、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成することができる。これにより、受信品質が劣悪な伝送路においても、適応変調技術を用いて伝送速度を十分に低下させると同時に、パイロットシンボル数及びパイロット・データ配置形式を変化させてチャネル推定精度も良好に保持することで、通信不能となる事態を回避することができる。   As described above, according to the present invention, a transmission signal frame of an OFDM signal can be generated by changing the pilot data arrangement format, the number of pilot symbols, and the power amplification factor according to the reception quality value. As a result, even in transmission channels with poor reception quality, the transmission rate is sufficiently reduced using adaptive modulation technology, and at the same time, the number of pilot symbols and the pilot data arrangement format are changed to maintain good channel estimation accuracy. Thus, it is possible to avoid a situation in which communication is impossible.

なお、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームの生成については、パイロットシンボル数の個数分のパイロットシンボルを一旦生成した後、生成されたパイロットシンボルとデータシンボルとをパイロット・データ配置形式に従って合成してもよいし、パイロット・データ配置形式に従った合成処理の中でデータシンボルと、シンボル数の個数分のパイロットシンボルとを合成してもよい。   As for the generation of the transmission signal frame of the OFDM signal, pilot symbols corresponding to the number of pilot symbols may be generated once, and then the generated pilot symbols and data symbols may be combined according to the pilot data arrangement format. Alternatively, data symbols and pilot symbols corresponding to the number of symbols may be combined in the combining process according to the pilot data arrangement format.

ところで、上記において、受信品質値は、請求項２に記載したように、受信機により当該ＯＦＤＭ信号フレーム生成器に対しフィードバックされる構成とすることが望ましい。受信品質値を、受信機からＯＦＤＭ信号フレーム生成器へフィードバックすることで、ＯＦＤＭ信号フレーム生成器では、適正な受信品質値に応じてパイロット・データ配置形式及びパイロットシンボル数を変化させて、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成することができる。   By the way, in the above, it is desirable that the reception quality value is fed back to the OFDM signal frame generator by the receiver as described in claim 2. By feeding back the received quality value from the receiver to the OFDM signal frame generator, the OFDM signal frame generator changes the pilot data arrangement format and the number of pilot symbols according to the appropriate received quality value, and the OFDM signal Transmission signal frames can be generated.

また、パイロット・データ配置形式は、請求項３に記載したように、利用するサブキャリア番号と、利用するサブキャリアにおけるパイロットシンボル数及びデータシンボル数とに関して決定される構成とすることができる。この場合、生成されたデータシンボル、パイロットシンボル数及び当該パイロット・データ配置形式に基づいて、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成することができる。   Further, as described in claim 3, the pilot data arrangement format may be determined with respect to the subcarrier number to be used, the number of pilot symbols and the number of data symbols in the subcarrier to be used. In this case, a transmission signal frame of the OFDM signal can be generated based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and the pilot data arrangement format.

このようなパイロット・データ配置形式において、利用するサブキャリア番号は、請求項４に記載したように、送信信号フレームの周波数スロット上において一定間隔で選ばれるようにしてもよい。この場合、周波数スロット上において一定間隔で選ばれた複数のサブキャリアを用いることで、周波数ダイバーシチ効果を得ることができ、フェージングの軽減及び通信品質の改善を図ることができる。   In such a pilot data arrangement format, the subcarrier number to be used may be selected at regular intervals on the frequency slot of the transmission signal frame, as described in claim 4. In this case, a frequency diversity effect can be obtained by using a plurality of subcarriers selected at regular intervals on the frequency slot, fading can be reduced, and communication quality can be improved.

また、利用するサブキャリア番号は、請求項５に記載したように、フレーム番号に応じて変化させるようにしてもよく、この場合、異なる送信フレーム（異なる時間）で異なるサブキャリアを用いるため、周波数ダイバーシチ利得を得ることができる。   Further, as described in claim 5, the subcarrier number to be used may be changed according to the frame number. In this case, since different subcarriers are used in different transmission frames (different times), the frequency Diversity gain can be obtained.

また、パイロット・データ配置形式では、請求項６に記載したように、受信品質値に応じてフレーム長が可変とされる構成とすることが望ましい。この場合、送信信号フレームの生成における自由度が増し、柔軟な制御が可能となる。例えば、１フレーム内で伝送路の変動が微量であり、一定（伝送路の変動無し）とみなせる場合は、フレーム長を長くすることで、データシンボルに用いる電力のゲインを増大させることができる。更に、パイロット・データ配置形式決定手段は、受信品質値に基づいてパイロット・データ配置形式を適用するサブキャリアを、ブロック毎に指定することが望ましい。具体的には、伝搬路に変動が少ない場合、例えば１０フレーム分同じ伝搬路推定値で受信することが可能な状況がある。このような場合、例えば、１フレーム目は、パイロットのみを含む配置形式とし、２から１０フレーム目は、データのみの配置形式とすることで複数フレームに渡ってフレーム情報を決定することにより、伝送データ量を増大させることができる。   Also, in the pilot data arrangement format, it is desirable that the frame length is variable according to the reception quality value, as described in claim 6. In this case, the degree of freedom in generating the transmission signal frame is increased, and flexible control is possible. For example, when the fluctuation of the transmission line is very small within one frame and can be regarded as constant (no fluctuation of the transmission line), the gain of power used for the data symbol can be increased by increasing the frame length. Further, it is desirable that the pilot data arrangement format determining means designates a subcarrier to which the pilot data arrangement format is applied for each block based on the reception quality value. Specifically, when there is little fluctuation in the propagation path, there are situations where it is possible to receive the same propagation path estimation value for 10 frames, for example. In such a case, for example, the first frame is an arrangement format including only the pilot, and the second to tenth frames are the data only arrangement format. The amount of data can be increased.

本発明によれば、受信品質値に応じて、パイロット・データ配置形式、パイロットシンボル数及び電力増幅率を変化させて、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成することができる。これにより、受信品質が劣悪な伝送路においても、適応変調技術を用いて伝送速度を十分に低下させると同時に、パイロットシンボル数及びパイロット・データ配置形式を変化させてチャネル推定精度も良好に保持することで、通信不能となる事態を回避することができる。   According to the present invention, a transmission signal frame of an OFDM signal can be generated by changing the pilot data arrangement format, the number of pilot symbols, and the power amplification factor according to the reception quality value. As a result, even in transmission channels with poor reception quality, the transmission rate is sufficiently reduced using adaptive modulation technology, and at the same time, the number of pilot symbols and the pilot data arrangement format are changed to maintain good channel estimation accuracy. Thus, it is possible to avoid a situation in which communication is impossible.

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below.

［装置構成］
図５には、本実施形態におけるＯＦＤＭ信号のフレーム生成器１３のブロック図を示す。図１の従来のフレーム生成器９３との差異は以下である。即ち、図５のフレーム生成器１３は、パイロット・データ配置形式決定器２０を有し、受信品質値に応じてパイロット・データ配置形式を可変としている。また、パイロットシンボル数決定器１９を有し、受信品質値に応じてパイロットシンボル数を可変としている。更に、電力増幅率決定器１８を有し、受信品質値に応じて電力増幅率を可変としている。 [Device configuration]
FIG. 5 shows a block diagram of an OFDM signal frame generator 13 in the present embodiment. Differences from the conventional frame generator 93 of FIG. 1 are as follows. That is, the frame generator 13 of FIG. 5 has a pilot / data arrangement format determiner 20 and makes the pilot / data arrangement format variable according to the reception quality value. Also, a pilot symbol number determiner 19 is provided, and the number of pilot symbols is variable according to the reception quality value. Further, a power amplification factor determiner 18 is provided, and the power amplification factor is variable according to the reception quality value.

図６には、上記のフレーム生成器１３を用いたＯＦＤＭ信号伝送システム１のブロック図を示す。このＯＦＤＭ信号伝送システム１は、図５のフレーム生成器１３を備えた送信機１０と、受信機３０とから構成される。なお、受信機３０の構成は、既に述べた図２の受信機８０の構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。   FIG. 6 shows a block diagram of an OFDM signal transmission system 1 using the frame generator 13 described above. The OFDM signal transmission system 1 includes a transmitter 10 including the frame generator 13 of FIG. 5 and a receiver 30. The configuration of the receiver 30 is the same as the configuration of the receiver 80 shown in FIG.

ＯＦＤＭ信号伝送システム１では、送信機１０が備えたフレーム生成器１３の構成に特徴がある。フレーム生成器１３内のレート情報決定器１４は、従来型と同様に、受信品質値に応じてレート情報（符号化率、多値数、拡散率）を決定する。この際に、図１４に示される受信品質値とレート情報との対応表が用いられる。この図１４には、受信品質値０に対応するレート情報として、４kbpsの低速レート情報が追加されている。   The OFDM signal transmission system 1 is characterized by the configuration of the frame generator 13 provided in the transmitter 10. The rate information determiner 14 in the frame generator 13 determines rate information (coding rate, multi-level number, spreading factor) according to the reception quality value, as in the conventional type. At this time, the correspondence table between reception quality values and rate information shown in FIG. 14 is used. In FIG. 14, low rate information of 4 kbps is added as rate information corresponding to the reception quality value 0.

パイロット・データ配置形式決定器２０は、図１５に示される受信品質値とパイロット・データ配置形式との対応表を用いてパイロット・データ配置形式を決定する。この図１５より明らかなように、受信品質値が０の場合（低レート伝送の場合）は、受信品質値が０以外（１〜３）の場合とは異なるパイロット・データ配置形式が用いられる。   The pilot data arrangement format determiner 20 determines the pilot data arrangement format using the correspondence table between the reception quality values and the pilot data arrangement format shown in FIG. As is clear from FIG. 15, when the reception quality value is 0 (in the case of low rate transmission), a different pilot data arrangement format is used than when the reception quality value is other than 0 (1 to 3).

パイロットシンボル数決定器１９は、図１６に示される受信品質値とパイロットシンボル数との対応表を用いてパイロットシンボル数を決定する。受信品質値が０の場合（低レート伝送の場合）は、受信品質値が０以外（１〜３）の場合とは異なるパイロットシンボル数が用いられる。   The pilot symbol number determiner 19 determines the number of pilot symbols using the correspondence table between the reception quality value and the number of pilot symbols shown in FIG. When the reception quality value is 0 (in the case of low-rate transmission), a different number of pilot symbols is used than when the reception quality value is other than 0 (1 to 3).

電力増幅率決定器１８は、図１７に示される受信品質値と電力増幅率との対応表を用いて電力増幅率を決定する。この電力増幅率は、パイロット・データ配置形式として、一部のサブキャリアのみを用いる場合に用いられる（詳細は後述する）。例えば、利用可能なサブキャリアのうち半分のみを用いて、その半分のサブキャリアに全送信電力を集中させる場合は、電力増幅率２となる。電力増幅を行わない場合は、電力増幅率を１に固定しておけばよい。   The power amplification factor determiner 18 determines the power amplification factor using the correspondence table between the reception quality value and the power amplification factor shown in FIG. This power amplification factor is used when only some subcarriers are used as a pilot data arrangement format (details will be described later). For example, when only half of the available subcarriers are used and the total transmission power is concentrated on the half of the subcarriers, the power amplification factor is 2. When power amplification is not performed, the power amplification factor may be fixed to 1.

［ＯＦＤＭ信号フレーム生成処理］
次に、図５のフレーム生成器１３において実行されるＯＦＤＭ信号フレーム生成処理を、図１９に基づいて説明する。 [OFDM signal frame generation processing]
Next, an OFDM signal frame generation process executed in the frame generator 13 of FIG. 5 will be described based on FIG.

まず、Ｓ１にて、受信機３０により受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機３０での受信品質値に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号のレート情報、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数、及び当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率をそれぞれ決定する。このとき、レート情報はレート情報決定器１４により、パイロット・データ配置形式はパイロット・データ配置形式決定器２０により、パイロットシンボル数はパイロットシンボル数決定器１９により、電力増幅率は電力増幅率決定器１８により、それぞれ決定される。なお、上記の受信品質値は、受信機３０から送信機１０に対しフィードバックされた値である。   First, in S1, based on the reception quality value at the receiver 30 regarding the OFDM signal received by the receiver 30, the rate information of the OFDM signal to be transmitted, the pilot data arrangement format of the OFDM signal, the OFDM The number of pilot symbols of the signal and the power amplification factor of the OFDM signal are determined. At this time, the rate information is determined by the rate information determiner 14, the pilot data allocation format is determined by the pilot data allocation format determiner 20, the number of pilot symbols is determined by the pilot symbol count determiner 19, and the power amplification factor is determined by the power amplification factor determiner. 18 respectively. The reception quality value is a value fed back from the receiver 30 to the transmitter 10.

次に、Ｓ２では、データシンボル系列及びパイロットシンボルがそれぞれ生成される。このとき、データシンボル系列生成器１５は、入力された情報シンボル系列に対し、Ｓ１で決定されたレート情報及び電力増幅率に応じた加工を行うことで、データシンボル系列を生成する。パイロットシンボル生成器１６は、決定されたパイロットシンボル数だけのパイロットシンボルを生成する。   Next, in S2, a data symbol sequence and a pilot symbol are generated. At this time, the data symbol sequence generator 15 generates a data symbol sequence by processing the input information symbol sequence according to the rate information and power amplification factor determined in S1. The pilot symbol generator 16 generates as many pilot symbols as the determined number of pilot symbols.

そして、Ｓ３では、生成されたデータシンボルとパイロットシンボルとを、パイロット・データ配置形式に基づいて合成することで、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する。   In S3, the transmission data frame of the OFDM signal is generated by combining the generated data symbol and the pilot symbol based on the pilot data arrangement format.

このようにして、本実施形態では、受信品質値に応じてパイロット・データ配置形式、パイロットシンボル数及び電力増幅率を変化させて、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成することができる。これにより、受信品質が劣悪な伝送路においても、適応変調技術を用いて伝送速度を十分に低下させると同時に、パイロットシンボル数及びパイロット・データ配置形式を変化させてチャネル推定精度も良好に保持することで、通信不能となる事態を回避することができる。   Thus, in this embodiment, it is possible to generate a transmission signal frame of an OFDM signal by changing the pilot data arrangement format, the number of pilot symbols, and the power amplification factor according to the reception quality value. As a result, even in transmission channels with poor reception quality, the transmission rate is sufficiently reduced using adaptive modulation technology, and at the same time, the number of pilot symbols and the pilot data arrangement format are changed to maintain good channel estimation accuracy. Thus, it is possible to avoid a situation in which communication is impossible.

［受信品質値０に対応する低速伝送用パイロット・データ配置形式の各種の例］
以下では、受信品質値０に対応する低速伝送（４kbps）用のパイロット・データ配置形式の各種の例を説明する。ここでは、以下の仮定の下で、低速伝送を実現するためのパイロット・データ配置形式を決定する指針を示す。 [Various examples of pilot data arrangement format for low-speed transmission corresponding to reception quality value 0]
In the following, various examples of the pilot data arrangement format for low-speed transmission (4 kbps) corresponding to the reception quality value 0 will be described. Here, a guideline for determining a pilot data arrangement format for realizing low-speed transmission under the following assumptions is shown.

（仮定）
１）伝送に使用するキャリア毎にパイロットシンボルを挿入し、チャネル推定を行う。
２）１フレームの伝送に用いる送信電力をＰとする。
３）１フレームの伝送で送る多値変調後・拡散前のデータシンボル数をＮとする。
４）データシンボルに用いる電力をＰiとする。
５）パイロットシンボルに用いる電力をＰp=Ｐ−Ｐiとする。
６）伝送に用いるサブキャリア数をＫとする。 (Assumption)
1) A pilot symbol is inserted for each carrier used for transmission, and channel estimation is performed.
2) Let P be the transmission power used to transmit one frame.
3) Let N be the number of data symbols after multi-level modulation / spreading sent in one frame transmission.
4) Let Pi be the power used for the data symbols.
5) Let Pp = P-Pi be the power used for the pilot symbols.
6) Let K be the number of subcarriers used for transmission.

前述したように、一般に信号伝送において、良好な伝送路推定精度を得るには、１キャリア当たりに用いるパイロットシンボルの電力と拡散前の１変調データシンボルの電力比を一定（８dB程度）に保つ必要がある。この電力比をDとすると、上記の条件は、以下の式（１）のように表すことができる。

Figure 2005027294
As described above, in general, in order to obtain good channel estimation accuracy in signal transmission, it is necessary to maintain a constant (about 8 dB) power ratio between pilot symbol power used per carrier and one modulated data symbol before spreading. There is. When this power ratio is D, the above condition can be expressed as the following equation (1).
Figure 2005027294

この式（１）をＰiについて解くと、以下の式（２）となる。

Figure 2005027294
When this equation (1) is solved for P i , the following equation (2) is obtained.
Figure 2005027294

受信品質（受信信号電力対雑音電力比）が劣悪な伝送路においては、Ｐiを増大させる必要がある。このために、サブキャリア数Ｋはより少ないことが望ましいことが、式（２）より分かる。しかし、フェージングチャネルにおいては、サブキャリア数Ｋを少なくすると、復調時に周波数ダイバーシチ効果による品質改善が得にくくなるというトレードオフもある。 Reception quality (received signal power to noise power ratio) is in a poor transmission channel, it is necessary to increase the P i. For this reason, it can be seen from equation (2) that the number of subcarriers K is desirably smaller. However, in the fading channel, if the number of subcarriers K is reduced, there is a trade-off that it is difficult to obtain quality improvement due to the frequency diversity effect during demodulation.

そこで、以上の考察より、低速伝送においては、周波数ダイバーシチ効果が得られる程度に、利用するサブキャリア数を少なくし、当該少数のサブキャリアに電力を集中させるように送信信号フレームを構成することが望ましい。   Therefore, from the above consideration, in low-speed transmission, it is possible to configure the transmission signal frame so that the number of subcarriers to be used is reduced and the power is concentrated on the small number of subcarriers to such an extent that the frequency diversity effect can be obtained. desirable.

図７には、上記指針を用いて提供される低速伝送用パイロット・データ配置形式の第１の例を示す。なお、このときの情報シンボル系列の変調フローは、例えば以下のようになる。入力された情報シンボル系列「２ビット」に対し、ＣＲＣビットの２ビットを加算して４ビットとなる。これに対し、レート「4/7」のＢＣＨ符号を用いた符号化率「4/7」でのＦＥＣ及び２ビット／ヘルツでの「ＱＰＳＫ」を施し、拡散率「４」で拡散することで、符号・変調・拡散後のシンボルとして１６チップスのデータシンボルが生成される。   FIG. 7 shows a first example of a low-speed transmission pilot data arrangement format provided using the above guidelines. The information symbol sequence modulation flow at this time is, for example, as follows. 2 bits of CRC bits are added to the input information symbol sequence “2 bits” to obtain 4 bits. On the other hand, by performing FEC at a coding rate “4/7” using a BCH code of a rate “4/7” and “QPSK” at 2 bits / hertz, and spreading at a spreading factor “4” A 16-chip data symbol is generated as a symbol after encoding, modulation and spreading.

この図７においては、あらかじめ伝送に用いるサブキャリアを４つ選んでおき、１フレームの伝送に４つのサブキャリアのみを用いるものである。この場合、４つのサブキャリアに全電力を集中させるため、電力増幅率は２０となる。拡散率が４であることも考慮することにより、この場合、図３と比較したＰiゲインは８０（２０×４）、即ち、約１９dBとなり、且つＰp/Ｐiを約６dbに保持することができる。また、４つのサブキャリアを用いることで周波数ダイバーシチ利得を得ることもできる。なお、上記にて利用するキャリア数を４以上にしても構わない。   In FIG. 7, four subcarriers used for transmission are selected in advance, and only four subcarriers are used for transmission of one frame. In this case, since the total power is concentrated on the four subcarriers, the power amplification factor is 20. Considering that the spreading factor is 4, in this case, the Pi gain compared with FIG. 3 is 80 (20 × 4), that is, about 19 dB, and Pp / Pi can be maintained at about 6 db. . In addition, frequency diversity gain can be obtained by using four subcarriers. Note that the number of carriers used above may be four or more.

図８には、本発明で提供される低速用パイロット・データ配置形式の第２の例を示す。この図８においては、伝送に利用するサブキャリアを１つに絞り、その単一のサブキャリアに全送信電力を集中させている（電力増幅率は８０）。なお、このときの情報シンボル系列の変調フローは、例えば以下のようになる。入力された情報シンボル系列「２ビット」に対し、ＣＲＣビットの２ビットを加算して４ビットとなる。これに対し、レート「4/7」のＢＣＨ符号を用いた符号化率「4/7」でのＦＥＣ及び２ビット／ヘルツでの「ＱＰＳＫ」を施し、拡散率「２」で拡散することで、符号・変調・拡散後のシンボルとして８チップスのデータシンボルが生成される。この場合、Ｐiゲインを約２２dB、Ｐp/Ｐiも約８dBに増大させることができる。但し、この場合は、単一のサブキャリアを用いているため、復調時の周波数ダイバーシチが得られない。ところが、受信器が複数の受信アンテナを有する場合には、受信ダイバーシチ利得によって周波数ダイバーシチの損失を補うことができる。   FIG. 8 shows a second example of the low-speed pilot data arrangement format provided by the present invention. In FIG. 8, only one subcarrier is used for transmission, and all transmission power is concentrated on the single subcarrier (power amplification factor is 80). The information symbol sequence modulation flow at this time is, for example, as follows. 2 bits of CRC bits are added to the input information symbol sequence “2 bits” to obtain 4 bits. On the other hand, by performing FEC at a coding rate “4/7” using a BCH code of a rate “4/7” and “QPSK” at 2 bits / hertz, and spreading at a spreading factor “2” A data symbol of 8 chips is generated as a symbol after encoding, modulation and spreading. In this case, Pi gain can be increased to about 22 dB, and Pp / Pi can be increased to about 8 dB. However, in this case, since a single subcarrier is used, frequency diversity at the time of demodulation cannot be obtained. However, when the receiver has a plurality of reception antennas, the loss of frequency diversity can be compensated by the reception diversity gain.

図９には、本発明で提供される低速用パイロット・データ配置形式の第３の例を示す。この図９においては、フレーム番号に応じて、伝送に用いるサブキャリア（図９では１つのサブキャリア）の番号を切り替えている。切り替え基準としては、あらかじめ受信機が既知のパターンを用いることができる。この構成を用いれば、異なる送信フレーム（異なる時間）で異なるサブキャリアを用いるため、周波数ダイバーシチ効果が期待できる。なお、この例での情報シンボル系列の変調フローは、上記第２の例と同様である。   FIG. 9 shows a third example of the low-speed pilot data arrangement format provided by the present invention. In FIG. 9, the number of the subcarrier used for transmission (one subcarrier in FIG. 9) is switched according to the frame number. As a switching reference, a pattern known in advance by the receiver can be used. If this configuration is used, since different subcarriers are used in different transmission frames (different times), a frequency diversity effect can be expected. Note that the modulation flow of the information symbol sequence in this example is the same as in the second example.

図１０、図１１には、それぞれ本発明で提供されるパイロット・データ配置形式の第４、第５の例を示す。前述した第１〜第３の例（図７〜図９の構成）と比較して、ＯＦＤＭ信号パラメータを変更している。その詳細を示す図１８より、フレーム長を長くすることにより、Ｐiゲインを増大させることができることが分かる。なお、ここでも１フレーム内でのフェージングによる伝送路の変動は微量であると仮定している。また、図１０の第４の例での情報シンボル系列の変調フローは、例えば以下のようになる。入力された情報シンボル系列「８ビット」に対し、ＣＲＣビットの３ビットを加算して１１ビットとなる。これに対し、４ビットのＢＣＨ符号を用いたＦＥＣ及び２ビット／ヘルツでの「ＱＰＳＫ」を施し、拡散率「８」で拡散することで、符号・変調・拡散後のシンボルとして６４チップスのデータシンボルが生成される。一方、図１１の第５の例での情報シンボル系列の変調フローは、例えば以下のようになる。入力された情報シンボル系列「８ビット」に対し、ＣＲＣビットの３ビットを加算して１１ビットとなる。これに対し、４ビットのＢＣＨ符号を用いたＦＥＣ及び２ビット／ヘルツでの「ＱＰＳＫ」を施し、拡散率「４」で拡散することで、符号・変調・拡散後のシンボルとして３２チップスのデータシンボルが生成される。   FIGS. 10 and 11 show fourth and fifth examples of pilot data arrangement formats provided by the present invention, respectively. Compared with the first to third examples (configurations of FIGS. 7 to 9) described above, the OFDM signal parameters are changed. FIG. 18 showing the details shows that the Pi gain can be increased by increasing the frame length. In this case as well, it is assumed that the fluctuation of the transmission path due to fading within one frame is very small. Also, the modulation flow of the information symbol sequence in the fourth example of FIG. 10 is as follows, for example. 3 bits of CRC bits are added to the inputted information symbol series “8 bits” to become 11 bits. On the other hand, FEC using a 4-bit BCH code and “QPSK” at 2 bits / hertz are applied and spread at a spreading factor of “8”, so that data of 64 chips is obtained as a symbol after code, modulation, and spread. A symbol is generated. On the other hand, the modulation flow of the information symbol sequence in the fifth example of FIG. 11 is as follows, for example. 3 bits of CRC bits are added to the inputted information symbol series “8 bits” to become 11 bits. On the other hand, by performing FEC using a 4-bit BCH code and “QPSK” at 2 bits / hertz and spreading at a spreading factor of “4”, data of 32 chips is obtained as a symbol after code / modulation / spreading. A symbol is generated.

以上述べた第１〜第５の例（図７〜図１１）より、低速で伝送するためのフレーム構成の候補として複数のフレーム構成を挙げることができる。よって、これらのうち１つを選び、図１５におけるパイロット・データ配置形式を「０」とすればよい。また、パイロット・データ配置形式「０」において、変調多値数、符号化率、拡散率を多様化し、４kbps以外の複数のレート情報も含めることも可能である。さらに、パイロット・データ配置形式の数を増加させることも可能である。   From the first to fifth examples (FIGS. 7 to 11) described above, a plurality of frame configurations can be listed as candidates for the frame configuration for transmission at low speed. Therefore, it is only necessary to select one of these and set the pilot data arrangement format in FIG. 15 to “0”. Also, in the pilot data arrangement format “0”, the modulation multi-level number, coding rate, and spreading rate can be diversified, and a plurality of rate information other than 4 kbps can also be included. Furthermore, the number of pilot data arrangement formats can be increased.

また、第２、第３の例（図８、図９）からも分かるように、１フレーム内で伝送路の変動が微量であり、一定（伝送路の変動無し）とみなせる場合は、フレーム長を長くすることで、Ｐiゲインを増大させることができる。よって、図１５においてフレーム長の異なるパイロット・データ配置形式を用いることも可能である。なお、パイロットシンボル数については、パイロット・データ配置形式が決定すると同時に決定される。例えば、パイロット・データ配置形式が「０」に決定された場合、図１５、図１６の対応関係より明らかなように、受信品質値が「０」で、パイロットシンボル数は「４８」となる。   Further, as can be seen from the second and third examples (FIGS. 8 and 9), when the transmission path variation is very small within one frame and can be regarded as constant (no transmission path variation), the frame length By increasing the length, Pi gain can be increased. Therefore, it is also possible to use pilot data arrangement formats having different frame lengths in FIG. The number of pilot symbols is determined at the same time as the pilot / data arrangement format is determined. For example, when the pilot data arrangement format is determined to be “0”, the reception quality value is “0” and the number of pilot symbols is “48”, as is apparent from the correspondence relationship in FIGS.

上記実施形態に記載のパイロット・データ配置形式は、全サブキャリアのうち一部分のサブキャリアブロック（例えば、サブキャリア番号１から５のブロック）を指定する場合でもよい。例えば、予めサブキャリアをブロック分けしておき、ブロック毎に指定する場合が考えられる。具体的には、伝搬路に変動が少ない場合、例えば１０フレーム分同じ伝搬路推定値で受信することが可能な状況がある。このような場合、例えば、１フレーム目は、パイロットのみを含む配置形式とし、２から１０フレーム目は、データのみの配置形式とすることで複数フレームに渡ってフレーム情報を決定することにより、伝送データ量を増大させることができる。   The pilot data arrangement format described in the above embodiment may be a case of designating a part of subcarrier blocks (for example, blocks of subcarrier numbers 1 to 5) among all subcarriers. For example, it is conceivable that subcarriers are divided into blocks in advance and designated for each block. Specifically, when there is little fluctuation in the propagation path, there are situations where it is possible to receive the same propagation path estimation value for 10 frames, for example. In such a case, for example, the first frame is an arrangement format including only the pilot, and the second to tenth frames are the data only arrangement format. The amount of data can be increased.

以上説明したように、本発明によれば、受信品質値に応じて、パイロット・データ配置形式、パイロットシンボル数及び電力増幅率を変化させて、ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成することができる。これにより、受信品質が劣悪な伝送路においても、適応変調技術を用いて伝送速度を十分に低下させると同時に、パイロットシンボル数及びパイロット・データ配置形式を変化させてチャネル推定精度も良好に保持することで、通信不能となる事態を回避することができる。   As described above, according to the present invention, a transmission signal frame of an OFDM signal can be generated by changing the pilot data arrangement format, the number of pilot symbols, and the power amplification factor according to the reception quality value. As a result, even in transmission channels with poor reception quality, the transmission rate is sufficiently reduced using adaptive modulation technology, and at the same time, the number of pilot symbols and the pilot data arrangement format are changed to maintain good channel estimation accuracy. Thus, it is possible to avoid a situation in which communication is impossible.

また、上述した実施形態では、パイロット信号の配置とデータ信号の配置を両方可変とした例を示しているが、図２０に示すようにデータ部分の配置形式のみを可変とすることも可能である。   In the above-described embodiment, an example is shown in which both the pilot signal arrangement and the data signal arrangement are variable. However, as shown in FIG. 20, only the data portion arrangement format can be made variable. .

また、上述した実施形態では、ヘッドとテイルパイロットの両方を用いるフレーム構成に基づく実施形態を示したが、本発明は、ヘッドとテイルパイロットのうち一方のみを用いるフレーム構成、又はスキャッタードパイロットを用いるフレーム構成にも容易に適用することができる。   Further, in the above-described embodiment, the embodiment based on the frame configuration using both the head and the tail pilot has been shown. However, in the present invention, the frame configuration using only one of the head and the tail pilot, or the scattered pilot is used. It can be easily applied to the frame structure to be used.

従来のフレーム生成器の構成図である。It is a block diagram of the conventional frame generator. 従来のフレーム生成器を用いたＯＦＤＭ信号伝送システムのブロック図である。It is a block diagram of an OFDM signal transmission system using a conventional frame generator. 従来型フレーム構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a conventional frame structure. 従来型低速フレーム構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a conventional low-speed frame structure. 発明の実施形態でのフレーム生成器の構成図である。It is a block diagram of the frame generator in embodiment of invention. 発明の実施形態でのフレーム生成器を用いたＯＦＤＭ信号伝送システムのブロック図である。1 is a block diagram of an OFDM signal transmission system using a frame generator in an embodiment of the invention. パイロット・データ配置形式の第１の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of a pilot data arrangement | positioning format. パイロット・データ配置形式の第２の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of a pilot data arrangement | positioning format. パイロット・データ配置形式の第３の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of a pilot data arrangement | positioning format. パイロット・データ配置形式の第４の例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of a pilot data arrangement | positioning format. パイロット・データ配置形式の第５の例を示す図である。It is a figure which shows the 5th example of a pilot data arrangement | positioning format. ＯＦＤＭ信号のパラメータの第１の例を示す表である。It is a table | surface which shows the 1st example of the parameter of an OFDM signal. 従来のレート決定器で用いられる受信品質値とレート情報との対応例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of a response | compatibility with the reception quality value and rate information which are used with the conventional rate determiner. 実施形態のレート決定器で用いられる受信品質値とレート情報との対応例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of a response | compatibility with the reception quality value and rate information used with the rate determiner of embodiment. 実施形態のパイロット配置形式決定器で用いられる受信品質値とパイロット・データ配置形式との対応例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of a response | compatibility with the reception quality value and pilot data arrangement | positioning format which are used with the pilot arrangement | positioning format determiner of embodiment. 実施形態のパイロットシンボル数決定器で用いられる受信品質値とパイロットシンボル数との対応例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of a response | compatibility with the reception quality value and pilot symbol number which are used with the pilot symbol number determination device of embodiment. 実施形態の電力増幅率決定器で用いられる受信品質値と電力増幅率との対応例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of a response | compatibility with the reception quality value used with the power amplification factor determiner of embodiment, and a power amplification factor. ＯＦＤＭ信号のパラメータの第２の例を示す表である。It is a table | surface which shows the 2nd example of the parameter of an OFDM signal. ＯＦＤＭ信号フレーム生成処理の内容を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the content of an OFDM signal frame production | generation process. データ部分の配置形式のみが可変とされた例を示す図である。It is a figure which shows the example to which only the arrangement format of the data part was made variable.

符号の説明Explanation of symbols

１…ＯＦＤＭ信号伝送システム、１０…送信機、１１…ＲＦ部、１２…ＯＦＤＭ変調器、１３…フレーム生成器、１４…レート情報決定器、１５…データシンボル系列生成器、１５Ａ…符号器、１５Ｂ…マッピング器、１５Ｃ…拡散器、１６…パイロットシンボル生成器、１７…マルチプレクサ、１８…電力増幅率決定器、１９…パイロットシンボル数決定器、２０…パイロット・データ配置形式決定器、３０…受信機、３１…ＲＦ部、３２…ＯＦＤＭ復調器、３３…伝送路推定器、３４…逆拡散・デマッピング・復号器、３５…受信品質決定器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... OFDM signal transmission system, 10 ... Transmitter, 11 ... RF part, 12 ... OFDM modulator, 13 ... Frame generator, 14 ... Rate information determiner, 15 ... Data symbol sequence generator, 15A ... Encoder, 15B DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Mapping device, 15C ... Spreader, 16 ... Pilot symbol generator, 17 ... Multiplexer, 18 ... Power amplification factor determiner, 19 ... Pilot symbol number determiner, 20 ... Pilot data arrangement format determiner, 30 ... Receiver , 31 ... RF section, 32 ... OFDM demodulator, 33 ... transmission path estimator, 34 ... despreading / demapping / decoder, 35 ... reception quality determiner.

Claims (10)

受信機により受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のレート情報を決定するレート決定手段と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式を決定するパイロット・データ配置形式決定手段と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数を決定するパイロットシンボル数決定手段と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率を決定する電力増幅率決定手段と、
前記レート情報及び前記電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列を生成するデータシンボル生成手段と、
生成されたデータシンボル、前記パイロットシンボル数、及び前記パイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する送信信号フレーム生成手段と、
を備えたＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 Rate determining means for determining rate information of the OFDM signal based on a reception quality value at the receiver related to the OFDM signal received by the receiver;
Pilot data arrangement format determining means for determining a pilot data arrangement format of the OFDM signal based on the received quality value;
Pilot symbol number determining means for determining the number of pilot symbols of the OFDM signal based on the reception quality value;
Power amplification factor determination means for determining a power amplification factor of the OFDM signal based on the reception quality value;
Data symbol generation means for generating a data symbol sequence to be transmitted based on the rate information and the power amplification factor;
Transmission signal frame generation means for generating a transmission signal frame of an OFDM signal to be transmitted based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and the pilot data arrangement format;
An OFDM signal frame generator comprising: 前記受信品質値は、前記受信機により当該ＯＦＤＭ信号フレーム生成器に対しフィードバックされることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 The OFDM signal frame generator according to claim 1, wherein the reception quality value is fed back to the OFDM signal frame generator by the receiver. 前記パイロット・データ配置形式は、利用するサブキャリア番号と、利用するサブキャリアにおけるパイロットシンボル数及びデータシンボル数とに関して決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 The OFDM signal frame generator according to claim 1 or 2, wherein the pilot data arrangement format is determined with respect to a subcarrier number to be used, and the number of pilot symbols and the number of data symbols in the subcarrier to be used. . 前記利用するサブキャリア番号は、送信信号フレームの周波数スロット上において一定間隔で選ばれることを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 The OFDM signal frame generator according to claim 3, wherein the subcarrier numbers to be used are selected at regular intervals on a frequency slot of a transmission signal frame. 前記利用するサブキャリア番号は、フレーム番号に応じて変化させることを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 The OFDM signal frame generator according to claim 3, wherein the subcarrier number to be used is changed according to a frame number. 前記パイロット・データ配置形式では、前記受信品質値に応じてフレーム長が可変とされることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 6. The OFDM signal frame generator according to claim 1, wherein in the pilot data arrangement format, a frame length is variable according to the reception quality value. 前記パイロット・データ配置形式決定手段は、前記受信品質値に基づいてパイロット・データ配置形式を適用するサブキャリアを、ブロック毎に指定することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器。 7. The pilot data arrangement format determination means designates a subcarrier to which a pilot data arrangement format is applied for each block based on the reception quality value. An OFDM signal frame generator as described. ＯＦＤＭ信号を送信する送信機であって、
請求項１〜７の何れか１項に記載のＯＦＤＭ信号フレーム生成器を含んで構成された送信機。 A transmitter for transmitting an OFDM signal,
A transmitter comprising the OFDM signal frame generator according to any one of claims 1 to 7. ＯＦＤＭ信号を送信する送信機と、当該ＯＦＤＭ信号を受信する受信機とを含んで構成された信号伝送システムであって、
前記受信機は、
受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値を決定する受信品質値決定手段と、
決定された受信品質値を前記送信機にフィードバックするフィードバック手段とを備え、
前記送信機は、
フィードバックにより得られた受信品質値に基づいて、ＯＦＤＭ信号のレート情報を決定するレート決定手段と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式を決定するパイロット・データ配置形式決定手段と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数を決定するパイロットシンボル数決定手段と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率を決定する電力増幅率決定手段と、
前記レート情報及び前記電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列を生成するデータシンボル生成手段と、
生成されたデータシンボル、前記パイロットシンボル数、及び前記パイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する送信信号フレーム生成手段とを備えた、
ことを特徴とする信号伝送システム。 A signal transmission system configured to include a transmitter for transmitting an OFDM signal and a receiver for receiving the OFDM signal,
The receiver
Reception quality value determining means for determining a reception quality value at the receiver related to the received OFDM signal;
Feedback means for feeding back the determined received quality value to the transmitter;
The transmitter is
Rate determining means for determining rate information of an OFDM signal based on a reception quality value obtained by feedback;
Pilot data arrangement format determining means for determining a pilot data arrangement format of the OFDM signal based on the received quality value;
Pilot symbol number determining means for determining the number of pilot symbols of the OFDM signal based on the reception quality value;
Power amplification factor determination means for determining a power amplification factor of the OFDM signal based on the reception quality value;
Data symbol generation means for generating a data symbol sequence to be transmitted based on the rate information and the power amplification factor;
Transmission signal frame generation means for generating a transmission signal frame of an OFDM signal to be transmitted based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and the pilot data arrangement format,
A signal transmission system characterized by that. ＯＦＤＭ信号を受信機に送信する送信機にて、当該ＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成するＯＦＤＭ信号フレーム生成方法であって、
前記受信機により受信されたＯＦＤＭ信号に関する当該受信機での受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のレート情報を決定するレート決定工程と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロット・データ配置形式を決定するパイロット・データ配置形式決定工程と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号のパイロットシンボル数を決定するパイロットシンボル数決定工程と、
前記受信品質値に基づいて、当該ＯＦＤＭ信号の電力増幅率を決定する電力増幅率決定工程と、
前記レート情報及び前記電力増幅率に基づいて、送信されるデータシンボル系列を生成するデータシンボル生成工程と、
生成されたデータシンボル、前記パイロットシンボル数、及び前記パイロット・データ配置形式に基づいて、送信されるＯＦＤＭ信号の送信信号フレームを生成する送信信号フレーム生成工程と、
を有するＯＦＤＭ信号フレーム生成方法。 An OFDM signal frame generation method for generating a transmission signal frame of an OFDM signal in a transmitter that transmits the OFDM signal to a receiver,
A rate determining step for determining rate information of the OFDM signal based on a reception quality value at the receiver related to the OFDM signal received by the receiver;
A pilot data arrangement format determining step for determining a pilot data arrangement format of the OFDM signal based on the received quality value;
A pilot symbol number determining step of determining the number of pilot symbols of the OFDM signal based on the reception quality value;
A power amplification factor determination step for determining a power amplification factor of the OFDM signal based on the reception quality value;
A data symbol generation step of generating a data symbol sequence to be transmitted based on the rate information and the power amplification factor;
A transmission signal frame generation step of generating a transmission signal frame of an OFDM signal to be transmitted based on the generated data symbols, the number of pilot symbols, and the pilot data arrangement format;
An OFDM signal frame generation method comprising:
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