JP2006121748A - 多重搬送波変調のパルス整形 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シンボル期間Tを有する複数個のデータシンボルCkの各々が第1データ信号を含む複数個の副搬送波の一つに変調される(404)。第1データ信号は次いで期間Tの間パルス整形関数により乗算(406)されて第2データ信号を発生する。次いで第2データ信号はOFDMシステムの通信チャネル上でシステム搬送波上で変調され(412)送信される(414)。
【選択図】図4
Description
2つの基底関数が直交するような2つの関数fiとfjの最小の差は1/Tであり、従って副搬送波周波数は以下のように定義される:
ここでfcはシステムの搬送波周波数でTはシンボル時間(データシンボルの持続時間)である。副搬送波分離は従ってf0=1/Tとして定義される。
全てのN信号の和はOFDM信号と呼ばれる。時間間隔[0−T]での送信信号は以下のように表現可能である:
y(t)が受信器で受信される信号の場合、データは以下の演算により検出可能である:
ここでΨk *はΨk(t)の複素共役である。
C0 (1)=1 C1 (1)=1 C2 (1)=−1 C3 (1)=−1
C0 (2)=1 C1 (2)=−1 C2 (2)=1 C3 (2)=−1
ここでy(t)は受信した信号である。この場合、最大時間拡散がガード時間より少ない場合には、k=0、……、N−1(位相シフトは例えばパイロット信号により再生されると仮定して)に対してCk=Ckreceivedである。
本発明は、受信OFDM信号に対する時間分散とドップラー広がり(拡散)符号間(インターシンボル)干渉(ISI)の両方の効果を減少させる直交周波数分割多重化システム(OFDM)におけるデータ伝送用のパルス整形の方法と装置を提供する。本発明は又OFDMシステムで帯域外干渉も減少させる。
本発明のデータ転送用のパルス整形は、信号をOFDMチャネルに送信する前にOFDM信号にパルス整形波形w(t)を乗算することにより実施される。発明では、各時間期間の送信OFDM信号x(t)は以下で与えられる:
fkは本発明では以下のように再定義される:
ここでαは使用したパルス整形関数w(t)に依存する周波数調節係数である。y(t)が受信信号の場合、データは以下の演算により受信器で検出可能である:
そして、
全3ケースのパルス持続時間Tは図3Aで同じである。
副搬送波周波数調節の一例として、ハニング関数(Hanning function)を含むパルス整形関数w2(t)を使用した場合、パルス整形関数は次式で定義される:
ハニング関数に対してはB=1でα=2である。本発明では副搬送波周波数は以下で定義される:
それ故、特定の帯域に対して、従来のOFDMと比較して、2番目ごとの副搬送波を利用してCk (m)により定義されるデータシンボルの組を送信する。各シンボルCkは上述のように定義された周波数fkを有する副搬送波で送信される。送信信号x(t)は従って:
y(t)が受信信号の場合、送信データは受信器で以下の演算により再生可能である:
図4Aと4Bを参照すると、本発明の教示により動作するOFDMシステムの送信器400と受信器430の各々の概略ブロック線図が図示されている。送信器400と受信器430は本発明を実施する多数の可能なハードウェア構成の内の一つである。本実施例では、OFDMシンボル時間Tと各時間Tで送信される時間サンプルの数Nは上述した従来のOFDMと比較して一定に保たれている。OFDMシンボル当たり送信されるデータシンボルCkの数N’はパルス整形の結果として減少している。本発明の実施例では、送信されるデータシンボルCkの数N’は副搬送波の数N’に等しく、N’=N/αとして定義される。
N’点IFFTの出力(zn、n=0、……、N’−1の信号)は送信したいデータを担持している時系列信号を表わす。本発明の本実施例では、OFDMシンボル時間(FFTフレーム)Tと各時間Tの時間サンプル数Nは与えられた周波数帯域に対して一定に保たれているため、周期延長回路405で信号znに対して周期延長が実行され、時間間隔Tに対してN個のサンプルを有する信号anを発生する。
an=z(n−(N−N’)/2modN’,n=0,1,……,N−1
次いで離散出力xn、……、xN’−1がMux408で時間多重化(タイムマルチプレクス)されて次式で表わされる離散時系列を形成する:
ここで1=(n−(N―N’)/2)modN’である。次いで離散時系列xnはDAC410へ入力され、ここでアナログ波形x(t)に変換される。アナログ波形x(t)は次いで変調器412に入力され、ここでアナログ波形418はfcのシステムRF搬送波に変調されてシステムRFチャネル414上で送信される。
yn=bn+(N−N’)/2+bn+(N+N’)/2+bn(N−3N’)/2
OFDMブロックのデータシンボルCkreceivedは次いで並列直列変換器442に入力され、ここで直列データ444に変換される。
パルス整形にハニング関数を使用すると、使用可能な副搬送波周波数の数を2の因子だけ減少させる。選択したパルス整形関数のロールオフ係数Bが1から0へ移動するに連れて、使用可能な周波数の数は増加するがスペクトル減衰率とISI免疫性は減少する。
Claims (4)
- システム搬送波の通信チャネルの複数個の副搬送波上で送信器と受信器との間の通信が実行される電気通信システムにおいて、前記通信チャネルでデータを送信する方法であって、
複数個のデータシンボルの各々を複数個の副搬送波の1つに変調して複数個の変調副搬送波を発生する段階であって、前記変調副搬送波は第1データ信号を含む前記段階と、
前記第1データ信号にパルス整形波形を乗算して第2データ信号を発生する段階であって、前記パルス整形波形は少なくとも1個の第1及び第2振幅を有する関数を含み、前記第1振幅は前記第2振幅より大きい前記段階と、
前記第2データ信号を前記システム搬送波上で送信する段階と、
を含む、データを送信する方法。 - 請求の範囲第1項記載の方法において、前記変調段階は、
複数個のデータシンボルにN’点逆高速フーリエ変換(IFFT)を実行して前記第1データ信号を発生する段階と、
を含む方法。 - 送信器と受信器との間の通信がシステム搬送波の通信チャネルの複数個の副搬送波上で実行される電気通信システムにおいてデータを伝送する装置であって、
複数個のデータシンボルに逆高速フーリエ変換(IFFT)を実行し第1データ信号を発生するための逆高速フーリエ変換回路と、
前記第1データ信号に時間領域でパルス整形関数を乗算して第2データ信号を発生する乗算器であって、該パスル整形関数は所定のロールオフ係数を持つ上昇余弦パルスを含む、該乗算器と、
前記通信チャネルで前記第2データ信号を送信する送信器と
を含む、データを伝送する装置。 - 請求の範囲第3項記載の装置において、前記複数個のデータシンボルは第1の複数個のデータシンボルを含み、前記装置は、
直列ディジタル・データ流を前記第1の複数個のデータシンボルに変換する直列並列変換器と
を含む、データを伝送する装置。
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