JP2005123926A - Transmitter and transmitting method - Google Patents

Transmitter and transmitting method Download PDF

Info

Publication number
JP2005123926A
JP2005123926A JP2003357335A JP2003357335A JP2005123926A JP 2005123926 A JP2005123926 A JP 2005123926A JP 2003357335 A JP2003357335 A JP 2003357335A JP 2003357335 A JP2003357335 A JP 2003357335A JP 2005123926 A JP2005123926 A JP 2005123926A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
symbol
phase
frequency axis
modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003357335A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4389545B2 (en
Inventor
Mitsuhiro Suzuki
三博 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2003357335A priority Critical patent/JP4389545B2/en
Publication of JP2005123926A publication Critical patent/JP2005123926A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4389545B2 publication Critical patent/JP4389545B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To finely adjust transmission signal timing with a time resolving power smaller than sampling interval when ranging is carried out. <P>SOLUTION: At the time of OFDM modulation, phase of a transmission symbol on the frequency axis is revolved along the frequency axis and then subjected to multicarrier modulation. When phase modulation is carried out, a phase value is determined based on the subcarrier number, a required delay, and transmission symbol phase data and then subtracted on a sine table thus obtaining a symbol imparted with a revolution depending on a required delay along the frequency axis. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マルチキャリア信号を送信処理する送信装置及び送信方法に係り、特に、キャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆FFTを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を送信処理する送信装置及び送信方法に関する。   The present invention relates to a transmission apparatus and a transmission method for performing transmission processing of a multicarrier signal, and in particular, performs amplitude and phase modulation for each carrier and performs inverse FFT on the plurality of carriers, thereby orthogonalizing each carrier on the frequency axis. The present invention relates to a transmission apparatus and a transmission method for performing transmission processing on an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal that is converted into a time-axis signal and transmitted while maintaining the characteristics.

さらに詳しくは、本発明は、UWB通信方式における時間分解能を利用し、パケット送信から受信までの時間に基づいて受信装置の間で測距・測位を行なう送信装置及び送信方法に係り、特に、測距を行なうときにサンプリング間隔よりも小さい時間分解能で送信信号タイミングを微調整する送信装置及び送信方法に関する。   More specifically, the present invention relates to a transmission apparatus and a transmission method that perform distance measurement / positioning between reception apparatuses based on the time from packet transmission to reception using time resolution in the UWB communication system. The present invention relates to a transmission apparatus and a transmission method for finely adjusting a transmission signal timing with a time resolution smaller than a sampling interval when performing a distance.

有線方式によるLAN配線からユーザを解放するシステムとして、無線LANが注目されている。無線LANによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ(PC)などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。近年では、無線LANシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)の導入の検討が行なわれている。例えば、2.4GHz帯や、5GHz帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。   As a system for releasing a user from a wired LAN connection, a wireless LAN has attracted attention. According to the wireless LAN, most of the wired cables can be omitted in a work space such as an office, so that a communication terminal such as a personal computer (PC) can be moved relatively easily. In recent years, the demand for wireless LAN systems has increased remarkably with the increase in speed and cost. In particular, recently, in order to establish a small-scale wireless network between a plurality of electronic devices existing around a person and perform information communication, introduction of a personal area network (PAN) has been studied. For example, different radio communication systems and radio communication apparatuses are defined using frequency bands that do not require a license from a supervisory agency, such as 2.4 GHz band and 5 GHz band.

例えば、近年、「ウルトラワイドバンド(UWB)通信」と呼ばれる、きわめて微弱なインパルス列に情報を載せて無線通信を行なう方式が、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして注目され、その実用化が期待されている。現在、IEEE802.15.3などにおいて、ウルトラワイドバンド通信のアクセス制御方式として、プリアンブルを含んだパケット構造のデータ伝送方式が考案されている。   For example, in recent years, a method called “ultra-wide band (UWB) communication” for performing wireless communication by placing information on a very weak impulse train has attracted attention as a wireless communication system that realizes short-range ultrahigh-speed transmission, and its practical use. Is expected. Currently, in IEEE802.15.3, etc., a data transmission system having a packet structure including a preamble has been devised as an access control system for ultra-wideband communication.

ところで、室内で多数の機器が混在する作業環境下で無線ネットワークを構築した場合、複数のネットワークが重なり合って構築されていることが想定される。単一チャネルを使用した無線ネットワークでは、通信中に他のシステムが割り込んできたり、干渉などにより通信品質が低下したりしても、事態を修復する余地はない。このため、周波数チャネルを複数用意し、周波数ホッピングして動作するというマルチチャネル通信方式が考えられている。例えば、通信中に干渉などにより通信品質が低下したときに、周波数ホッピングによりネットワーク動作を維持し、他のネットワークとの共存を実現することができる。   By the way, when a wireless network is constructed in a working environment where many devices are mixed in a room, it is assumed that a plurality of networks are constructed in an overlapping manner. In a wireless network using a single channel, there is no room for repairing a situation even if another system interrupts during communication or communication quality deteriorates due to interference or the like. For this reason, a multi-channel communication scheme is considered in which a plurality of frequency channels are prepared and operated by frequency hopping. For example, when communication quality deteriorates due to interference or the like during communication, network operation can be maintained by frequency hopping, and coexistence with other networks can be realized.

また、室内で無線ネットワークを構築した場合、受信装置では直接波と複数の反射波・遅延波の重ね合わせを受信するというマルチパス環境が形成される。マルチパスにより遅延ひずみ(又は、周波数選択性フェージング)が生じ、通信に誤りが引き起こされる。そして、遅延ひずみに起因するシンボル間干渉が生じる。   Further, when a wireless network is constructed indoors, a multipath environment is formed in which the receiving device receives a superposition of a direct wave and a plurality of reflected waves / delayed waves. Multipath causes delay distortion (or frequency selective fading), and causes an error in communication. Intersymbol interference resulting from delay distortion occurs.

主な遅延ひずみ対策として、マルチキャリア(多重搬送波)伝送方式を挙げることができる。マルチキャリア伝送方式では、送信データを周波数の異なる複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数選択性フェージングの影響を受け難くなる。   As a main countermeasure against delay distortion, a multicarrier transmission system can be cited. In the multi-carrier transmission method, transmission data is distributed and transmitted to a plurality of carriers having different frequencies, so that the band of each carrier becomes narrow and is not easily affected by frequency selective fading.

例えば、マルチキャリア伝送方式の1つであるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式では、各キャリアがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定されている。情報伝送時には、シリアルで送られてきた情報を情報伝送レートより遅いシンボル周期毎にシリアル/パラレル変換して出力される複数のデータを各キャリアに割り当ててキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆FFTを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信する。また、受信時はこの逆の操作、すなわちFFTを行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各キャリアについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行ない、パラレル/シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。   For example, in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which is one of the multicarrier transmission schemes, the frequency of each carrier is set so that the carriers are orthogonal to each other within a symbol interval. At the time of information transmission, serial / parallel conversion is performed for each symbol period slower than the information transmission rate, and a plurality of data output is assigned to each carrier, and amplitude and phase are modulated for each carrier. By performing inverse FFT on the plurality of carriers, it is converted into a time-axis signal and transmitted while maintaining the orthogonality of each carrier on the frequency axis. At the time of reception, the reverse operation, that is, FFT is performed to convert the time-axis signal into the frequency-axis signal and perform demodulation corresponding to each modulation method for each carrier, and parallel / serial conversion to the original Play back the information sent in the serial signal.

OFDM変調方式は、例えばIEEE802.11a/gにおいて無線LANの標準規格として採用されている。また、IEEE802.15.3においても、DS(直接拡散)の情報信号の拡散速度を極限まで高くしたDS−UWB方式や、数100ピコ秒程度の非常に短い周期のインパルス信号列を用いて情報信号を構成して送受信を行なうインパルス−UWB方式以外に、OFDM変調方式を採用したUWB通信方式についての標準化が進められている。OFDM_UWB通信方式の場合、3.1〜4.8GHzの周波数帯をそれぞれ528MHz幅からなる3つのサブバンドを周波数ホッピング(FH)し、各周波数帯が128ポイントからなるIFFT/FFTを用いたOFDM変調が検討されている(例えば、非特許文献1を参照のこと)。   The OFDM modulation scheme is adopted as a standard for wireless LAN in IEEE 802.11a / g, for example. Also in IEEE802.15.3, information is obtained using a DS-UWB system in which the spreading speed of a DS (direct spreading) information signal is extremely high, and an impulse signal sequence having a very short period of about several hundred picoseconds. In addition to the impulse-UWB system in which signals are transmitted and received, standardization is being advanced for the UWB communication system employing the OFDM modulation system. In the case of the OFDM_UWB communication system, three subbands each having a frequency of 3.1 to 4.8 GHz are frequency hopped (FH) each having a width of 528 MHz, and OFDM modulation using IFFT / FFT in which each frequency band is composed of 128 points. (For example, see Non-Patent Document 1).

他方、UWB通信は、超極細パルスを用いることにより高い時間分解能を持ち、この性質を使ってレーダやポジショニングを行なう「測距(Ranging)」をすることが可能である。特に、最近のUWB通信では、100Mbps超の高速データ伝送と元来の測距機能を併せ持つことができる(例えば、特許文献1を参照のこと)。   On the other hand, UWB communication has a high time resolution by using ultra-fine pulses, and it is possible to perform “ranging” for performing radar and positioning using this property. In particular, recent UWB communication can have both high-speed data transmission exceeding 100 Mbps and the original ranging function (see, for example, Patent Document 1).

将来、UWBに代表される近距離通信のWPAN(Wireless Personal Access Network)はあらゆる家電品やCE(Consumer Electronics)機器に搭載されることが予想される。したがって、高速データ伝送とは別に測距による位置情報の利用、例えばナビゲーションや近距離通信(Near Field Communication:NFC)のような無線の付加価値を生むことが考えられ、高速データ伝送とともに測距機能も実装することが望ましいと思料される。   In the future, WPAN (Wireless Personal Access Network) of near field communication represented by UWB is expected to be installed in all home appliances and CE (Consumer Electronics) devices. Therefore, it is conceivable that, apart from high-speed data transmission, the use of position information by ranging, such as navigation and near field communication (NFC), may produce added value of radio, and distance measurement function together with high-speed data transmission. It is also considered desirable to implement.

例えば、IEEE802.15.3におけるUWB通信の標準化の一環として、OFDM変調方式とともに、UWB測距技術が盛り込まれている(例えば、非特許文献1を参照のこと)。   For example, as part of the standardization of UWB communication in IEEE 802.15.3, UWB ranging technology is incorporated in addition to the OFDM modulation scheme (see, for example, Non-Patent Document 1).

ここで、パケット送信から受信までの時間から測距するのが一般的である。ところが、無線機がパケットを受信してから返送するまでの時間を固定値にするのは、パケットの長さや種別によって処理内容が変わるようなシステムでは不都合であるという問題がある。また、測距するために特別な情報をパケットに加えるのは帯域の有効利用の観点から好ましくない。   Here, the distance is generally measured from the time from packet transmission to reception. However, there is a problem in that it is inconvenient in a system in which processing contents vary depending on the length and type of a packet to set the time from when a wireless device receives a packet to when it is returned. Also, adding special information to the packet for distance measurement is not preferable from the viewpoint of effective use of bandwidth.

特表2002−517001号公報JP 2002-51001 A IEEE802.15.3a TI Document<URL:http://grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/May03 ファイル名:03142r2P802−15_TI−CFP−Document.doc>IEEE 802.15.3a TI Document <URL: http: // grouper. iee. org / groups / 802/15 / pub / 2003 / May03 File name: 03142r2P802-15_TI-CFP-Document. doc>

本発明の目的は、周波数軸のキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆FFTを行なうことで時間軸の信号に変換して送信されるマルチキャリア信号を好適に送信処理することができる、優れた送信装置及び送信方法を提供することにある。   An object of the present invention is to suitably perform transmission processing of a multi-carrier signal that is converted into a time-axis signal by performing amplitude and phase modulation for each carrier on the frequency axis and performing inverse FFT on the plurality of carriers. Another object of the present invention is to provide an excellent transmission apparatus and transmission method that can be used.

本発明のさらなる目的は、UWB通信方式における時間分解能を利用し、パケット送信から受信までの時間に基づいて受信装置の間で測距・測位を行なうことができる、優れた送信装置及び送信方法を提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent transmission device and transmission method capable of performing ranging and positioning between reception devices based on the time from packet transmission to reception using time resolution in the UWB communication system. It is to provide.

本発明のさらなる目的は、測距を行なうときにサンプリング間隔よりも小さい時間分解能で送信信号タイミングを微調整することができる、優れた送信装置及び送信方法を提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent transmission apparatus and transmission method capable of finely adjusting the transmission signal timing with a time resolution smaller than the sampling interval when ranging.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、マルチキャリア信号を送信する送信装置であって、マルチキャリア変調時に、
周波数軸上の送信シンボルの位相を周波数軸に沿って旋回を与える旋回手段と、
該旋回させたシンボルをマルチキャリア変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする送信装置である。
The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and is a transmission device that transmits a multicarrier signal, and at the time of multicarrier modulation,
Swiveling means for swirling the phase of the transmission symbol on the frequency axis along the frequency axis;
Modulation means for multi-carrier modulating the swung symbol;
It is a transmitter characterized by comprising.

ここで、前記旋回手段は、送信タイミングの所望の遅延量に応じた位相だけ周波数軸上の送信シンボルを旋回させるようにする。   Here, the turning means turns the transmission symbol on the frequency axis by a phase corresponding to a desired delay amount of the transmission timing.

また、位相変調を行なうときには、サブキャリア番号と必要な遅延量と送信シンボル位相データに基づいて位相値を求め、求められた位相値を前記サイン・テーブルで引くことにより、周波数軸に沿って必要な遅延量に応じた旋回を与えたシンボルを得ることができる。   When performing phase modulation, a phase value is obtained based on the subcarrier number, the required delay amount, and transmission symbol phase data, and is obtained along the frequency axis by subtracting the obtained phase value from the sine table. It is possible to obtain a symbol given a turn corresponding to a delay amount.

このような装置構成によれば、サンプリング間隔Tよりも小さな時間部会脳で送信タイミング調整が可能になる。また、このようにIFFT前にサイン・テーブルを用いるので、処理をあまり増大させなくて済む。   According to such an apparatus configuration, transmission timing adjustment can be performed with a time section brain that is smaller than the sampling interval T. Further, since the sign table is used before IFFT in this way, it is not necessary to increase the processing so much.

本発明によれば、周波数軸のキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆FFTを行なうことで各キャリアを時間軸の信号に変換して送信されるマルチキャリア信号を好適に送信処理することができる、優れた送信装置及び送信方法を提供することができる。   According to the present invention, a multi-carrier signal transmitted by converting each carrier into a time-axis signal by performing amplitude and phase modulation for each carrier on the frequency axis and performing inverse FFT on the plurality of carriers is suitably used. An excellent transmission device and transmission method capable of performing transmission processing can be provided.

また、本発明によれば、UWB通信方式における時間分解能を利用し、パケット送信から受信までの時間に基づいて受信装置の間で測距・測位を行なうことができる、優れた送信装置及び送信方法を提供することにある。   Furthermore, according to the present invention, an excellent transmission apparatus and transmission method that can perform distance measurement and positioning between reception apparatuses based on the time from packet transmission to reception using time resolution in the UWB communication system. Is to provide.

また、本発明によれば、測距を行なうときにサンプリング間隔よりも小さい時間分解能で送信信号タイミングを微調整することができる、優れた送信装置及び送信方法を提供することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to provide an excellent transmission apparatus and transmission method capable of finely adjusting the transmission signal timing with a time resolution smaller than the sampling interval when ranging.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明は、無線伝送の高速化・高品質化を実現する技術として期待されているOFDM方式を採用した通信システムに関する。OFDM方式は、マルチキャリア伝送方式の一種で、各キャリアがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定される。高速信号を多数のサブキャリアに分割して送信する結果、サブキャリア単体での伝送速度は低速になるため、遅延波の干渉に対して強くなる。   The present invention relates to a communication system that employs an OFDM scheme that is expected as a technique for realizing high-speed and high-quality wireless transmission. The OFDM scheme is a type of multi-carrier transmission scheme, and the frequency of each carrier is set so that the carriers are orthogonal to each other within a symbol interval. As a result of transmitting a high-speed signal by dividing it into a large number of subcarriers, the transmission speed of the subcarrier alone becomes low, and it is strong against delay wave interference.

図1には、本発明の実施に供されるOFDM送信装置の機能構成を模式的に示している。同図に示すように、OFDM送信装置は、符号器11と、変調器12と、シリアル・パラレル変換器13と、IFFT14と、パラレル・シリアル変換器15と、ガード・インターバル挿入部16とを備えている。   FIG. 1 schematically shows a functional configuration of an OFDM transmission apparatus used for implementing the present invention. As shown in the figure, the OFDM transmitter includes an encoder 11, a modulator 12, a serial / parallel converter 13, an IFFT 14, a parallel / serial converter 15, and a guard interval insertion unit 16. ing.

符号器11は、送信データを誤り訂正符号で符号化する。変調部12は、送信データを入力すると、送信制御部109から供給される変調情報とタイミングに従って、例えばQPSK方式により変調を行なう。ここで、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)は、デジタル変調方式としての位相変調方式の1つであり、0相に(0,0)、π/2相に(0,1)、π相に(1,0)、3/π相に(1,1)を対応させて伝送する。   The encoder 11 encodes transmission data with an error correction code. When receiving transmission data, the modulation unit 12 performs modulation, for example, according to the QPSK method according to the modulation information and timing supplied from the transmission control unit 109. Here, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is one of the phase modulation methods as a digital modulation method, and (0, 0) for 0 phase, (0, 1) for π / 2 phase, ( (1, 0) and 3 / π phases are transmitted in correspondence with (1, 1).

送信データの変調処理を行なった時点で、パイロット・シンボル挿入パターン並びにタイミングに従って、既知のデータ系列をパイロット・シンボルとして変調シンボル系列に挿入するようにしてもよい。サブキャリア毎あるいはサブキャリア数本の間隔で、既知パターンからなるパイロット信号が挿入される。   When the transmission data is modulated, a known data sequence may be inserted as a pilot symbol into the modulation symbol sequence according to the pilot symbol insertion pattern and timing. A pilot signal having a known pattern is inserted for each subcarrier or at intervals of several subcarriers.

シリアル・パラレル変換器13は、変調されたシリアル形式の信号を、並列キャリア数並びにタイミングに従って、並列キャリア数分のパラレル・データに変換してまとめる。   The serial-to-parallel converter 13 converts the modulated serial signal into parallel data corresponding to the number of parallel carriers according to the number of parallel carriers and the timing.

IFFT14及びパラレル・シリアル変換器15では、所定のFFTサイズ並びにタイミングに従ってFFTサイズ分の逆フーリエ変換を行ない、周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換する。   The IFFT 14 and the parallel-serial converter 15 perform inverse Fourier transform for the FFT size according to a predetermined FFT size and timing, and convert the signal into a time-axis signal while maintaining orthogonality of each carrier on the frequency axis.

ガード・インターバル挿入部16は、1OFDMシンボル分の信号が送信された後、例えば繰り返し信号からなるガード・インターバルを挿入する。そして、ガード信号が挿入されたデジタル送信信号は、直交変調並びにA/D変換され、RF信号にアップコンバートされて、送信アンテナ(図示しない)から送信される。   The guard interval inserting unit 16 inserts a guard interval made up of, for example, a repetitive signal after a signal for one OFDM symbol is transmitted. The digital transmission signal with the guard signal inserted is subjected to quadrature modulation and A / D conversion, up-converted to an RF signal, and transmitted from a transmission antenna (not shown).

本発明に係る無線通信システムは、微弱なインパルス列に情報を載せて無線通信を行なうUWB伝送方式を採用するが、超極細パルスを用いることによる高い時間分解能を利用し、無線機間の測距を行なうように構成される。   The wireless communication system according to the present invention employs the UWB transmission method in which information is carried on a weak impulse train and performs wireless communication. Configured to perform.

ここで、パケット送信から受信までの時間から測距するのが一般的であるが、無線機がパケットを受信してから返送するまでの時間を固定値にするのは、パケットの長さや種別によって処理内容が変わるようなシステムでは不都合であるという問題がある。また、測距するために特別な情報をパケットに加えるのは帯域の有効利用の観点から好ましくない。   Here, it is common to measure the distance from the time from packet transmission to reception, but the time from when the wireless device receives the packet until it returns is fixed, depending on the length and type of the packet. There is a problem that it is inconvenient in a system in which the processing content changes. Also, adding special information to the packet for distance measurement is not preferable from the viewpoint of effective use of bandwidth.

そこで、本発明の一実施形態として、送信元の無線機からパケットを送信し、送信先の無線機において、パケットを受信してから所定の単位時間の整数倍に相当する時間が経過後にパケットを返送し、さらに送信元の無線機において、パケットを送信してから返送パケットを受信するまでの所要時間から所定の単位時間の整数倍を除去して、パケットの往復伝送時間を求め、該往復伝送時間に基づいて、送信元及び送信先の無線機間の距離を測定する、という測距・測位システムについて検討する。   Therefore, as one embodiment of the present invention, a packet is transmitted from a transmission source wireless device, and the packet is transmitted after a time corresponding to an integral multiple of a predetermined unit time has elapsed since the packet was received at the transmission destination wireless device. Returning, and then, at the source radio, removing an integral multiple of a predetermined unit time from the required time from sending the packet until receiving the return packet, obtaining the round-trip transmission time of the packet, the round-trip transmission Consider a ranging / positioning system that measures the distance between the source and destination radios based on time.

送信元の無線機が送信先の無線機にパケットを送信したとき、送信先では、パケットを受信した後、パケット検出時から単位時間の整数倍の時間経過後に必ずパケットを送信する。   When a transmission source wireless device transmits a packet to a transmission destination wireless device, the transmission destination always transmits the packet after receiving the packet and after an elapse of an integral multiple of the unit time from the time of packet detection.

そして、送信元の無線機は、自身が送信してから送信先からパケットが返送されるタイミング付近のみパケット検出処理を行ない、自身がパケットを送信してから無線機のパケットを検出するまでの時間をカウンタで計測し、送信先出のパケット検出から送信までの時間を決定する。ここで決定した時間と送信元の無線機自身の処理時間を計測時間から差し引いた時間を、通信相手の無線機との伝搬距離に換算することで測距を行なうことができる。   Then, the transmitter radio performs the packet detection process only in the vicinity of the timing at which the packet is returned from the transmission destination after it transmits, and the time from when the packet is transmitted until the packet of the radio is detected Is measured with a counter to determine the time from detection of a destination packet to transmission. Ranging can be performed by converting the time determined here and the time obtained by subtracting the processing time of the transmission source radio itself from the measurement time into the propagation distance to the communication counterpart radio.

このような測距・測位システムによれば、無線機がパケットを受信してから返送するまでの時間を固定とせず、また、測距するために特別な情報をパケットに加えることなく、パケットを送受信する2つの無線通信機間で好適に測距・測位することができる。このような測距・測位システムに関しては、例えば本出願人に既に譲渡されている特願2003−52274号明細書に記載されている。   According to such a ranging / positioning system, the time between the wireless device receiving the packet and returning it is not fixed, and no special information is added to the packet for distance measurement. Ranging and positioning can be suitably performed between two wireless communication devices that transmit and receive. Such distance measurement / positioning system is described in, for example, Japanese Patent Application No. 2003-52274 already assigned to the present applicant.

他方、このような測距・測位システムにおいては、測距を行なうときに、送信機側では送信信号タイミングを微調整しなければならない。例えば、UWB測距において500MHzすなわち2マイクロ秒のサンプリング間隔で10cm程度の空間分解能を得るためには、300ピコ秒程度で送信信号タイミングを調整する必要がある。   On the other hand, in such a ranging / positioning system, when performing ranging, the transmitter side must finely adjust the transmission signal timing. For example, in order to obtain a spatial resolution of about 10 cm at a sampling interval of 500 MHz, that is, 2 microseconds in UWB ranging, it is necessary to adjust the transmission signal timing by about 300 picoseconds.

例えば、送信信号の送信時刻を調整するために、周波数軸上の送信信号を逆FFTにより時間軸の信号に変換した後、DA変換する際のサンプリングをずらすという方法を採ることができるが、この場合、サンプリング間隔Tの時間分解能でしかタイミング制御を行なうことができない。   For example, in order to adjust the transmission time of the transmission signal, the transmission signal on the frequency axis can be converted into a time axis signal by inverse FFT, and then the sampling at the time of DA conversion can be shifted. In this case, the timing control can be performed only with the time resolution of the sampling interval T.

そこで、本発明者らは、OFDMのようなマルチキャリア変調方式を用いた通信システムにおいて、測距あるいはその他の目的で送信信号タイミングを微調整する際に、周波数軸上の送信シンボルを周波数軸に沿って一定の旋回を与える、という方法を提案する。   Therefore, the present inventors, in a communication system using a multicarrier modulation scheme such as OFDM, when finely adjusting the transmission signal timing for ranging or other purposes, the transmission symbol on the frequency axis is used as the frequency axis. We propose a method of giving a certain turn along the way.

ここで、送信すべき時間軸上のOFDM信号x(t)を下式のように表す。   Here, the OFDM signal x (t) on the time axis to be transmitted is represented by the following equation.

Figure 2005123926
Figure 2005123926

但し、Xkはk番目のサブキャリアの周波数軸上の送信シンボル、fscはサブキャリア幅である。また、関数rot(x)は、rot(x)=exp(j2πx)と定義する。 Here, X k is a transmission symbol on the frequency axis of the kth subcarrier, and f sc is a subcarrier width. The function rot (x) is defined as rot (x) = exp (j2πx).

上式によれば、サンプリング間隔Tよりも小さな遅延時間τだけ送信タイミングをずらした信号は、下式のように表される。   According to the above equation, a signal whose transmission timing is shifted by a delay time τ smaller than the sampling interval T is expressed as the following equation.

Figure 2005123926
Figure 2005123926

τは、小さなサンプリング間隔Tよりも小さな値であるから、送信窓の影響は少ない(128ポイントであれば、時間窓128Tよりも小さい)。したがって、上式x(t)を以下のx′(t)ように近似することができる。   Since τ is a value smaller than the small sampling interval T, the influence of the transmission window is small (if 128 points, it is smaller than the time window 128T). Therefore, the above equation x (t) can be approximated as the following x ′ (t).

Figure 2005123926
Figure 2005123926

すると、等価的に送信シンボルXkを周波数軸に沿って一定の旋回を与えたX′kをOFDM変調することにより、遅延量τだけ送信タイミングをずらすことが可能である。 Then, it is possible to shift the transmission timing by the delay amount τ by OFDM-modulating X ′ k that is equivalently given a fixed turn along the frequency axis of the transmission symbol X k .

Figure 2005123926
Figure 2005123926

特に、送信シンボルXkにQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などの位相変調方式が適用されている場合、位相数をMとすると(QPSKの場合、M=4)、送信シンボルXkは以下のように表現される。 In particular, when a phase modulation scheme such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is applied to the transmission symbol X k , assuming that the number of phases is M (M = 4 in the case of QPSK), the transmission symbol Xk is as follows: Expressed.

Figure 2005123926
Figure 2005123926

したがって、送信シンボルXkを周波数軸に沿って一定の旋回を与えたシンボルX′kは、下式の通りとなる。 Therefore, the symbol X ′ k obtained by giving the transmission symbol X k a certain turn along the frequency axis is represented by the following equation.

Figure 2005123926
Figure 2005123926

ここで、U個すなわち十分な位相分解能Uで円周1周を量子化したサインテーブル(SinTable)をあらかじめ用意しておく。サイン・テーブルは、位相値iを引数として投入することにより、その正弦値を引くことができる。   Here, U sine tables (SinTable) are prepared in advance, in which one round of the circumference is quantized with a sufficient phase resolution U. The sine table can be subtracted by inputting the phase value i as an argument.

Figure 2005123926
Figure 2005123926

したがって、送信シンボルのサブキャリア番号kと、送信タイミングの必要な遅延量τと、データdkに基づいて求められる位相値(kfscτ+dk/M)をインデックスiとしてサイン・テーブルから引くことにより、送信シンボルXkを周波数軸に沿って遅延量τに相当する旋回を与えたシンボルX′kを高速に獲得することができる。 Therefore, by subtracting the phase value (kf sc τ + d k / M) obtained based on the subcarrier number k of the transmission symbol, the necessary delay amount τ of the transmission timing, and the data d k from the sign table as an index i. Thus, the symbol X ′ k obtained by turning the transmission symbol X k along the frequency axis corresponding to the delay amount τ can be acquired at high speed.

Figure 2005123926
Figure 2005123926

図2には、送信すべき元のシンボルXkを周波数軸に沿って一定の旋回を与えたシンボルX′kを得るための装置構成を模式的に示している。 FIG. 2 schematically shows an apparatus configuration for obtaining a symbol X ′ k in which the original symbol Xk to be transmitted is given a certain turn along the frequency axis.

テーブル・インデックス計算部101では、送信シンボルのサブキャリア番号kと、送信タイミングの必要な遅延量τと、データdkに基づいて、位相値(kfsc+dk/M)をテーブル・インデックスiとして求める。 The table index calculation unit 101 uses the phase value (kf sc + d k / M) as the table index i based on the subcarrier number k of the transmission symbol, the delay amount τ required for transmission timing, and the data d k. Ask.

次いで、テーブル・インデックスiをサイン・テーブル102から引くことにより、送信シンボルXkを周波数軸に沿って遅延量τに相当する旋回を与えたシンボルX′kを獲得する。また、このようにIFFT前にサイン・テーブルを用いるので、処理をあまり増大させなくて済む。 Next, by subtracting the table index i from the sine table 102, a symbol X ′ k is obtained by giving the transmission symbol X k a turn corresponding to the delay amount τ along the frequency axis. Further, since the sign table is used before IFFT in this way, it is not necessary to increase the processing so much.

IFFT部103では、周波数軸上のシンボルシンボルX′kを逆フーリエ変換して、各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換する。 The IFFT unit 103 performs inverse Fourier transform on the symbol symbol X ′ k on the frequency axis to convert it into a signal on the time axis while maintaining the orthogonality of each carrier.

そして、送信ウィンドウ処理部104では、所定のウィンドウ処理を施して、時間軸上の送信信号x′(t)を伝送路に送出する。   Then, the transmission window processing unit 104 performs predetermined window processing and sends a transmission signal x ′ (t) on the time axis to the transmission line.

このような装置構成によれば、サンプリング間隔Tよりも小さな時間部会脳で送信タイミング調整が可能になる。また、このようにIFFT前にサイン・テーブルを用いるので、処理をあまり増大させなくて済む。   According to such an apparatus configuration, transmission timing adjustment can be performed with a time section brain that is smaller than the sampling interval T. Further, since the sign table is used before IFFT in this way, it is not necessary to increase the processing so much.

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。   The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.

本明細書では、送信機側で送信信号タイミング制御を行なうという本発明に係る技術の適用例として、UWB通信システムにおいて測距を行なう場合を例に採って説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。マルチキャリア信号の送信装置において送信信号のタイミング調整を行なう場合一般において、本発明が同様に実現可能であることは言うまでもない。   In this specification, as an application example of the technique according to the present invention in which transmission signal timing control is performed on the transmitter side, a case where distance measurement is performed in a UWB communication system has been described as an example. It is not limited to. It goes without saying that the present invention can be similarly realized in general when the timing of transmission signals is adjusted in a multicarrier signal transmission apparatus.

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。   In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.

図1は、本発明の実施に供されるOFDM送信装置の機能構成を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a functional configuration of an OFDM transmission apparatus provided for implementing the present invention. 図2は、送信すべき元のシンボルXkを周波数軸に沿って一定の旋回を与えたシンボルX′kを得るための装置構成を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an apparatus configuration for obtaining a symbol X ′ k in which the original symbol Xk to be transmitted is given a certain turn along the frequency axis.

符号の説明Explanation of symbols

11…符号器
12…変調器
13…シリアル・パラレル変換器
14…IFFT
15…パラレル・シリアル変換器
16…ガード・インターバル挿入部
21…同期検出部
22…シリアル・パラレル変換器
101…テーブル・インデックス計算部
102…サイン・テーブル
103…IFFT部
104…送信ウィンドウ処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Encoder 12 ... Modulator 13 ... Serial / parallel converter 14 ... IFFT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Parallel / serial converter 16 ... Guard interval insertion part 21 ... Synchronization detection part 22 ... Serial / parallel converter 101 ... Table index calculation part 102 ... Sign table 103 ... IFFT part 104 ... Transmission window process part

Claims (6)

マルチキャリア信号を送信する送信装置であって、マルチキャリア変調時に、
周波数軸上の送信シンボルの位相を周波数軸に沿って旋回を与える旋回手段と、
該旋回させたシンボルをマルチキャリア変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
A transmission device that transmits a multicarrier signal, and at the time of multicarrier modulation,
Turning means for turning the phase of the transmission symbol on the frequency axis along the frequency axis;
Modulation means for multi-carrier modulating the swung symbol;
A transmission device comprising:
前記旋回手段は、送信タイミングの所望の遅延量に応じた位相だけ周波数軸上の送信シンボルを旋回させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
The turning means turns a transmission symbol on the frequency axis by a phase corresponding to a desired delay amount of transmission timing.
The transmission apparatus according to claim 1, wherein:
位相変調を行なうときの、サブキャリア番号と必要な遅延量と送信シンボル位相データに基づいて位相値を求める位相値算出手段と、
位相値と正弦値の対応関係を記述したサイン・テーブルと、
をさらに備え、
前記位相値算出手段により求められた位相値を前記サイン・テーブルで引くことにより、周波数軸に沿って必要な遅延量に応じた旋回を与えたシンボルを得る、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
Phase value calculating means for obtaining a phase value based on a subcarrier number, a required delay amount and transmission symbol phase data when performing phase modulation;
A sine table describing the correspondence between phase values and sine values;
Further comprising
By subtracting the phase value obtained by the phase value calculating means with the sine table, a symbol is given that has been turned according to the required delay along the frequency axis.
The transmission apparatus according to claim 1, wherein:
マルチキャリア信号を送信する送信方法であって、マルチキャリア変調時に、
周波数軸上の送信シンボルの位相を周波数軸に沿って旋回を与える旋回ステップと、
該旋回させたシンボルをマルチキャリア変調する変調ステップと、
を備えることを特徴とする送信方法。
A transmission method for transmitting a multicarrier signal, and at the time of multicarrier modulation,
A swivel step that swivels the phase of the transmitted symbol on the frequency axis along the frequency axis;
A modulation step of multi-carrier modulating the swung symbol;
A transmission method comprising:
前記旋回ステップでは、送信タイミングの所望の遅延量に応じた位相だけ周波数軸上の送信シンボルを旋回させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の送信方法。
In the turning step, the transmission symbol on the frequency axis is turned by a phase corresponding to a desired delay amount of the transmission timing.
The transmission method according to claim 4.
位相変調を行なうとき、サブキャリア番号と必要な遅延量と送信シンボル位相データに基づいて位相値を求めるステップと、
該求められた位相値をサイン・テーブルで引くことにより、周波数軸に沿って必要な遅延量に応じた旋回を与えたシンボルを得るステップと、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の送信方法。
When performing phase modulation, obtaining a phase value based on a subcarrier number, a required delay amount, and transmission symbol phase data;
Subtracting the obtained phase value with a sine table to obtain a symbol given a turn according to the required delay along the frequency axis;
The transmission method according to claim 4, further comprising:
JP2003357335A 2003-10-17 2003-10-17 Transmitting apparatus and transmitting method Expired - Fee Related JP4389545B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003357335A JP4389545B2 (en) 2003-10-17 2003-10-17 Transmitting apparatus and transmitting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003357335A JP4389545B2 (en) 2003-10-17 2003-10-17 Transmitting apparatus and transmitting method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005123926A true JP2005123926A (en) 2005-05-12
JP4389545B2 JP4389545B2 (en) 2009-12-24

Family

ID=34614251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003357335A Expired - Fee Related JP4389545B2 (en) 2003-10-17 2003-10-17 Transmitting apparatus and transmitting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4389545B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005341458A (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Fujitsu Ltd Ofdm modulator and ofdm modulation method
JP2006038819A (en) * 2004-06-25 2006-02-09 Macnica Inc Data communications device and method
JP2008219284A (en) * 2007-03-01 2008-09-18 Fujitsu Component Ltd Transceiver
JP2010127645A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Fuji Heavy Ind Ltd Arbitrary signal generator
CN108375757A (en) * 2018-02-01 2018-08-07 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 Emitting module and its mounting structure for Phased Array Antennas Transmit System

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016172861A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 华为技术有限公司 Multi-carrier laser and method for generating multi-carrier light

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005341458A (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Fujitsu Ltd Ofdm modulator and ofdm modulation method
JP2006038819A (en) * 2004-06-25 2006-02-09 Macnica Inc Data communications device and method
JP2008219284A (en) * 2007-03-01 2008-09-18 Fujitsu Component Ltd Transceiver
JP2010127645A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Fuji Heavy Ind Ltd Arbitrary signal generator
CN108375757A (en) * 2018-02-01 2018-08-07 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 Emitting module and its mounting structure for Phased Array Antennas Transmit System
CN108375757B (en) * 2018-02-01 2021-02-05 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 Mounting structure for a transmit assembly of a phased array transmit system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4389545B2 (en) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7221911B2 (en) Multi-band ultra-wide band communication method and system
JP4810050B2 (en) Carrier-free ultra-wideband radio signal for transferring application data
US7532674B2 (en) Transmitting device, transmitting method, and storage medium
CN100596031C (en) Sub-banded ultra-wideband communication system and method
US11936477B2 (en) Sub-band and multi-band coded OFDM for high-resolution radar
WO2004006526A1 (en) High bit rate ultra-wideband ofdm
Gu et al. Waveform design for integrated radar and communication system with orthogonal frequency modulation
JP3783702B2 (en) Receiving apparatus and receiving method
JP4389545B2 (en) Transmitting apparatus and transmitting method
JP3838230B2 (en) Propagation path characteristic estimation system, propagation path characteristic estimation method, communication apparatus, and communication method
Das et al. Efficacy of multiband OFDM approach in high data rate ultra wideband WPAN physical layer standard using realistic channel models
US20230412442A1 (en) Method, apparatus, and medium for modulation of waveform in fractional domain for integrated sensing and communication
JP4007992B2 (en) Time domain spreading method and apparatus
Kalinin et al. Ultra wideband wireless communication on the base of noise technology
US20240072947A1 (en) Transmitter and receiver for high-resolution sub-band coded time frequency waveform radar system with bandpass sampling
Liu et al. Implementation of Radar-Communication System based on GNU-Radio and USRP
JP2008153833A (en) Radio communication equipment and radio communication method
TW200901702A (en) Backward-compatible preamble design for sub-band bonding in a multi-band OFDM communication system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060904

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090707

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090915

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090928

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees