JP2008136055A - Radio communication system, radio communication equipment and radio communicating method - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, and a wireless communication method.
近年、TDMA(Time Division Multiple Access)/TDD(Time Division Duplex)に加えてOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を多元接続技術として採用してパケット通信を行う無線通信システムが次世代のブロードバンド移動体通信システムとして注目されている。このOFDMAとは、直交関係にあるサブキャリアを複数の端末で共有し、任意の複数のサブキャリアをサブチャネルとして位置づけ、任意の通信タイミング(TDMAを採用するシステムではこの通信タイミングはスロットなどに相当する)で各端末にサブチャネルを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術である。 In recent years, a wireless communication system that employs OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) as a multiple access technology in addition to TDMA (Time Division Multiple Access) / TDD (Time Division Duplex) has become a next-generation broadband mobile communication. It is attracting attention as a system. With OFDMA, subcarriers that are orthogonally related are shared by a plurality of terminals, any subcarriers are positioned as subchannels, and any communication timing (in a system employing TDMA, this communication timing corresponds to a slot or the like) This is a technique for realizing multiple access by adaptively assigning subchannels to each terminal.
このようなOFDMAでは、シンボル間で不連続となる部分の影響によって帯域内のサイドローブが大きくなるという問題がある。この問題に対し、上述したシンボル間で不連続となる部分に窓関数をかけ、滑らかに変化させることによって帯域内のサイドローブを低減する技術としてECP(Extended Cyclic Prefix)処理がある。以下、図10と図11を参照してこのECP処理について具体的に説明する。 In such OFDMA, there is a problem that the side lobe in the band becomes large due to the influence of the discontinuity between symbols. To deal with this problem, there is ECP (Extended Cyclic Prefix) processing as a technique for reducing side lobes in the band by applying a window function to the discontinuous portions between the symbols and changing them smoothly. The ECP process will be specifically described below with reference to FIGS. 10 and 11.
図10(a)は、OFDM信号の模式図である。この図10(a)に示すように、OFDM信号において、各シンボルはGI(Guard Interval)部とデータ部とから構成され、シンボル間に不連続点が発生している。ECP処理では、まず各シンボル毎に窓関数をかける対象となるデータ(以下、このデータを窓関数対象データと称す)をそれぞれのデータ部から抽出する。この窓関数対象データは、不連続点において連続性を有するデータである必要がある。例えば、図10(a)において、シンボル1からみた不連続点はデータ部D1の後半部分にあたり、この後半部分にはGI部g1の元データが存在する。従って、図10(b)に示すように、シンボル1からみた不連続点において連続性を有する窓関数対象データは、GI部g1の直後のデータ、つまりデータ部D1の先頭部分のデータとなる。このデータ部D1の先頭部分のデータをシンボル1の窓関数対象データd1として抽出する。そして、この窓関数対象データd1に所定の窓関数をかけ、データ部D1の最後尾に付加する。なお、窓関数をかけた後の窓関数対象データd1を拡張データd1’とする。
FIG. 10A is a schematic diagram of an OFDM signal. As shown in FIG. 10 (a), in the OFDM signal, each symbol is composed of a GI (Guard Interval) part and a data part, and discontinuities occur between the symbols. In the ECP process, first, data for which a window function is to be applied for each symbol (hereinafter, this data is referred to as window function target data) is extracted from each data portion. The window function target data needs to be data having continuity at discontinuous points. For example, in FIG. 10A, the discontinuous point viewed from the
一方、シンボル2からみた不連続点はGI部g2の先頭部分にあたり、この先頭部分に対して連続性を有する窓関数対象データは、図10(c)に示すように、データ部D2においてGI部g2の元データの直前のデータである。このデータをシンボル2の窓関数対象データd2として抽出して所定の窓関数をかけ、GI部g2の先頭に付加する。なお、窓関数をかけた後の窓関数対象データd2を拡張データd2’とする。以上のような処理を各シンボル毎に行う。
On the other hand, the discontinuous point seen from the
次に、窓関数をかけた後の拡張データが付加されたシンボル同士の直列配置処理を行う。この直列配置処理には、IEEE802.11gの規格で定められた方法とIEEE802.20の規格で定められた方法とがある。図11(a)は、IEEE802.11gの規格で定められた方法によって、上述したシンボル1とシンボル2とを直列配置した場合を示したものである。この方法では、シンボル1の拡張データd1’がシンボル2のGI部g2に重なり、シンボル2の拡張データd2’がシンボル1のデータ部D1に重なることになる。一方、図11(b)は、IEEE802.20の規格で定められた方法によって、上述したシンボル1とシンボル2とを直列配置した場合を示したものである。この方法では、シンボル1の拡張データd1’とシンボル2の拡張データd2’とは重なるが、データ部D1やGI部g2には拡張データは重ならない。
上述したIEEE802.11gの規格で定められた方法によると、不連続点における不連続性が緩和され、帯域内のサイドローブを低減することができるが、シンボル2の拡張データd2’がシンボル1のデータ部D1に重なることになるため、SNR(Signal to Noise Ratio)が低下するという問題があった。また、上述したIEEE802.20の規格で定められた方法によると、SNRは低下しないが、シンボル時間が長くなるため、データレートが低下するという問題があった。
According to the method defined in the IEEE802.11g standard described above, the discontinuity at the discontinuity point is alleviated and the side lobe in the band can be reduced. However, the extension data d2 ′ of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、OFDMを用いて通信を行う場合において、SNR及びデータレートを低下させることなく、帯域内のサイドローブを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to reduce side lobes in a band without lowering the SNR and data rate when performing communication using OFDM.
上記目的を達成するために、本発明では、無線通信システムに係る第1の解決手段として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means related to a wireless communication system, in a wireless communication system that performs communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), after establishing synchronization with a receiving side, A communication environment grasping means for grasping a communication environment with the receiving side, a reducible area determining means for determining a reducible area in the guard interval according to the communication environment, and a reducible area for the guard interval for each symbol A window function processing means for applying a predetermined window function to the data area, and adding extended data obtained by applying a predetermined window function to data extracted from a part of the data area immediately after the guard interval, at the end of the data area; and If the symbols processed by the window function processing means overlap with the adjacent symbol data area, Symbol arrangement means arranged in series so as not to be present.
また、本発明では、無線通信システムに係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、送信側と受信側との間の距離と、前記削減可能領域との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。 Further, in the present invention, as a second solving means relating to the radio communication system, in the first solving means, a correspondence relationship between the distance between the transmitting side and the receiving side and the reducible area is stored in advance. Storage means, the communication environment grasping means grasps the distance between the transmission side and the receiving side as the communication environment, and the reducible area determination means is grasped by the communication environment grasping means A reducible area corresponding to the distance is determined based on the distance and the correspondence relationship stored in the storage means.
また、本発明では、無線通信システムに係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記記憶手段は、前記受信側に対する見通し環境に応じた前記対応関係を記憶し、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。 Further, in the present invention, as a third solving means relating to a radio communication system, in the second solving means, the storage means stores the correspondence relationship according to a line-of-sight environment with respect to the receiving side, and the communication environment The grasping means grasps the distance between the transmitting side and the receiving side and the line-of-sight environment as the communication environment, and the reducible area determining means is the distance and line-of-sight environment grasped by the communication environment grasping means. And a reducible area corresponding to the distance and the line-of-sight environment is determined based on the correspondence relationship corresponding to the line-of-sight environment stored in the storage unit.
また、本発明では、無線通信装置に係る第1の解決手段として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いて通信を行う無線通信装置において、受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段とを備えることを特徴とする。 Further, in the present invention, as a first solving means related to a wireless communication apparatus, in a wireless communication apparatus that performs communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), communication with the receiving side is established after synchronization is established with the receiving side. A communication environment grasping means for grasping the environment; a reducible area determining means for determining a reducible area in the guard interval according to the communication environment; and a predetermined window function in the reducible area of the guard interval for each symbol. And window function processing means for adding extended data obtained by applying a predetermined window function to data extracted from a part of the data area immediately after the guard interval, and processing by the window function processing means Symbols that are placed in series so that the symbol heads do not overlap the data area of adjacent symbols It is characterized by comprising a map placement means.
また、本発明では、無線通信装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、自装置と前記受信側との間の距離と、前記削減可能領域との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。 Further, in the present invention, as a second solving means relating to the wireless communication apparatus, in the first solving means, the correspondence between the distance between the own apparatus and the receiving side and the reducible area is stored in advance. The communication environment grasping means grasps the distance between the own device and the receiving side as the communication environment, and the reducible area determining means grasps by the communication environment grasping means. A reducible area corresponding to the distance is determined based on the distance and the correspondence stored in the storage unit.
また、本発明では、無線通信装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、前記記憶手段は、前記受信側に対する見通し環境に応じた前記対応関係を記憶し、前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定することを特徴とする。 Further, in the present invention, as a third solving means relating to the wireless communication apparatus, in the second solving means, the storage means stores the correspondence relationship according to a line-of-sight environment with respect to the receiving side, and the communication environment The grasping means grasps the distance between the device and the receiving side and the line-of-sight environment as the communication environment, and the reducible area determining means is the distance and line-of-sight environment grasped by the communication environment grasping means. And a reducible area corresponding to the distance and the line-of-sight environment is determined based on the correspondence relationship corresponding to the line-of-sight environment stored in the storage unit.
さらに、本発明では、無線通信方法に係る解決手段として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いて通信を行う無線通信方法において、通信相手との同期確立後に、前記通信相手との通信環境を把握する通信環境把握ステップと、前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定ステップと、シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理ステップと、前記窓関数処理ステップによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置ステップとを含むことを特徴とする。 Furthermore, in the present invention, as a means for solving the wireless communication method, in a wireless communication method that performs communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), after establishing synchronization with the communication partner, the communication environment with the communication partner is grasped. A communication environment grasping step, a reducible area determining step for determining a reducible area in the guard interval according to the communication environment, and applying a predetermined window function to the reducible area of the guard interval for each symbol, A window function processing step of adding extended data obtained by applying a predetermined window function to data extracted from a part of the data region immediately after the guard interval, and a symbol processed by the window function processing step Make sure that the beginning of the symbol does not overlap the data area of the adjacent symbol. And a symbol arrangement step of arranging the columns.
本発明によると、OFDMを用いて通信を行う場合において、SNR及びデータレートを低下させることなく、帯域内のサイドローブを低減することが可能である。 According to the present invention, when performing communication using OFDM, it is possible to reduce the side lobes in the band without reducing the SNR and the data rate.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態についてOFDMA方式の通信システムを例に詳細に説明する。図1に示す通り、本実施形態の無線通信システムは、基地局CSと無線通信端末(以下端末と略す)PS及び図示しないネットワークから成り、基地局CSと端末PSは、時分割多重接続方式(TDMA)、時分割複信方式(TDD)に加えて直交周波数分割多重接続方式(OFDMA)を多元接続技術として用いて通信を行うものである。基地局CSは、一定の距離間隔で複数設けられ、複数の端末PSと多重接続を行い無線通信を行う。
なお、端末PS及び基地局CSは、本発明における無線通信装置に相当するが、本発明の特徴的な部分において両者は同じ構成を備えているため、以下では端末PSを代表的に用いて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking an OFDMA communication system as an example. As shown in FIG. 1, the radio communication system of this embodiment includes a base station CS, a radio communication terminal (hereinafter abbreviated as a terminal) PS, and a network (not shown). In addition to TDMA) and time division duplex (TDD), communication is performed using orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) as a multiple access technique. A plurality of base stations CS are provided at fixed distance intervals, and perform multiple communications with a plurality of terminals PS to perform radio communication.
The terminal PS and the base station CS correspond to the radio communication apparatus according to the present invention. However, since both have the same configuration in the characteristic part of the present invention, the following description will be given using the terminal PS as a representative. To do.
周知のようにOFDMA方式とは、直交関係にある全てのサブキャリアを全端末PSで共有し、任意の複数のサブキャリアの集まりを1つのグループとして位置づけ、各端末PSに1つ又は複数のグループを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術である。本実施形態の無線通信システムでは、上記したOFDMA方式に、TDMA方式及びTDD方式をさらに組み合わせている。つまり、各グループをTDDとして時間軸方向に上り回線と下り回線に分け、さらにこれら上り回線と下り回線をそれぞれ4つのTDMAスロットに分割している。そして、本実施形態においては、各グループが時間軸方向にそれぞれTDMAスロットとして分割された1つの単位をサブチャネルと呼ぶことにする。図2に本実施形態の無線通信システムにおける周波数とTDMAスロットとサブチャネルの関係を示す。縦軸は周波数、横軸は時間を示している。図2が示すように、周波数方向28個、時間軸方向4個(4スロット)を掛け合わせた112個のサブチャネルが上り回線用と下り回線用にそれぞれ割り当てられる。 As is well known, the OFDMA scheme shares all subcarriers in an orthogonal relationship with all terminals PS, positions a group of arbitrary subcarriers as one group, and each terminal PS has one or more groups. Is a technology for realizing multiple access by adaptively assigning. In the wireless communication system of this embodiment, the above-described OFDMA method is further combined with a TDMA method and a TDD method. That is, each group is divided into uplink and downlink in the time axis direction as TDD, and the uplink and downlink are further divided into four TDMA slots. In this embodiment, one unit obtained by dividing each group as a TDMA slot in the time axis direction is called a subchannel. FIG. 2 shows the relationship among frequencies, TDMA slots, and subchannels in the wireless communication system of this embodiment. The vertical axis represents frequency and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 2, 112 subchannels obtained by multiplying 28 frequency directions and 4 time axis directions (4 slots) are allocated for uplink and downlink, respectively.
本実施形態の無線通信システムでは、図2に示すように、全サブチャネルのうち周波数方向の一番端のサブチャネル(図2では1番)を制御チャネル(CCH)として使用し、残りのサブチャネルをトラフィックチャネル(TCH)として使用している。以下では、このトラフィックチャネルをトラフィックサブチャネルという。そして、無線通信を行う基地局CSと端末PSには、上り回線と下り回線のそれぞれに属する全トラフィックサブチャネル(この場合、CCHを除いた27×4スロットの108サブチャネル)のうちから任意の1つ又は複数のトラフィックサブチャネルが割り当てられる。なお、通信チャネルとしての上り回線用及び下り回線用のトラフィックサブチャネルには、同じトラフィックチャネルが割り当てられる。
In the wireless communication system of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the most subchannel in the frequency direction (
次に、端末PSの構成について説明する。図3に示すように、端末PSは、端末制御部1、無線通信部2、操作部3、表示部4、音声入出力部5及び記憶部(記憶手段)6を備えている。また、端末制御部1は、その機能要素として通信環境把握部(通信環境把握手段)1a及びGI削減可能領域決定部(削減可能領域決定手段)1bを備えている。
Next, the configuration of the terminal PS will be described. As illustrated in FIG. 3, the terminal PS includes a
端末制御部1は、記憶部6に記憶されている端末制御プログラムや無線通信部2を介して取得した受信信号、操作部3から入力される操作信号に基づいて、本端末PSの動作を統括的に制御する。端末制御部1の通信環境把握部1aは、無線通信部2を介して基地局CSから取得した受信信号に基づいて、本端末PSと基地局CSとの間の距離及び見通し環境を把握する。具体的には、通信環境把握部1aは、見通し環境が見通し内の環境か、または見通し外の環境かを把握する。
The
ここで、見通し内の環境とは、図4(a)に示すように、通信エリア内において端末PSと基地局CSとの間に障害物がなく、マルチパスの発生が少ない環境である。このような見通し内の環境では、図4(b)に示すように、端末PSと基地局CSとの間の距離に反比例してGI削減可能領域は小さくなる。これは、端末PSが基地局CSから遠距離の位置にあるほど、遅延時間が大きくなるためである。一方、見通し外の環境とは、図5(a)に示すように、通信エリア内において端末PSと基地局CSとの間に障害物があり、マルチパスが多発する環境である。このような見通し外の環境では、見通し内の環境よりも遅延波の電力が大きくなる場合があり、図5(b)に示すように、端末PSと基地局CSとの間の距離に対して指数関数的にGI削減可能領域は小さくなる。図4(b)及び図5(b)に示すような、見通し内の環境及び見通し外の環境における端末PSと基地局CSとの間の距離と、GI削減可能領域との対応関係(以下、この対応関係をGI削減情報と呼ぶ)は、記憶部6に予め記憶されている。このようなGI削減情報は、テーブル状のデータとして記憶しても良いし、関数として記憶しても良い。
Here, the line-of-sight environment is an environment in which there is no obstacle between the terminal PS and the base station CS in the communication area and the occurrence of multipath is small as shown in FIG. In such a line-of-sight environment, as shown in FIG. 4B, the GI reduction possible area becomes smaller in inverse proportion to the distance between the terminal PS and the base station CS. This is because the delay time increases as the terminal PS is farther away from the base station CS. On the other hand, the unforeseen environment is an environment in which there are obstacles between the terminal PS and the base station CS in the communication area and multipaths occur frequently as shown in FIG. In such an out-of-sight environment, the delayed wave power may be larger than in the out-of-sight environment, and as shown in FIG. 5B, the distance between the terminal PS and the base station CS The GI reduction possible area becomes exponentially smaller. Correspondence relationship between the distance between the terminal PS and the base station CS in the environment within the line-of-sight and the environment outside the line-of-sight as shown in FIG. 4B and FIG. This correspondence relationship is called GI reduction information) is stored in the
GI削減可能領域決定部1bは、通信環境把握部1aによって把握された端末PSと基地局CSとの間の距離及び見通し環境と、記憶部6に記憶されているGI削減情報とに基づいて、端末PSと基地局CSとの間の距離及び見通し環境に対応するGI削減可能領域を決定する。端末制御部1は、GI削減可能領域決定部1bが決定したGI削減可能領域とECP処理開始要求とを、後述するECP処理部16に出力する。
The GI reducible
無線通信部2は、端末制御部1による制御の下、端末制御部1から出力される制御信号またはデータ信号の誤り訂正符号化、変調及びOFDMによる多重化を行い、多重化信号(OFDM信号)をRF周波数帯に周波数変換した後、送信信号として基地局CSに送信する。
Under the control of the
具体的に説明すると、図6に示すように無線通信部2の送信機側は、誤り訂正符号化部10、インタリーバ11、シリアル−パラレル変換部12、デジタル変調部13、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部14、GI(Guard Interval)付加部15、ECP(Extended Cyclic Prefix)処理部16及び送信部17を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the transmitter side of the
誤り訂正符号化部10は、例えばFEC(Forward Error Correction)エンコーダであり、 上記端末制御部1に指示された符号化レートに基づいて、端末制御部1から入力される制御信号またはデータ信号のビット列に冗長情報である誤り訂正符号を付加し、インタリーバ11に出力する。インタリーバ11は、上記誤り訂正符号化部10によって誤り訂正符号が付加されたビット列にインタリーブ処理を施す。シリアル−パラレル変換部12は、上記インタリーブ処理後のビット列を、端末制御部1に指示されたサブチャネルに含まれるサブキャリア毎にビット単位で分割して各デジタル変調部13に出力する。
The error
デジタル変調部13は、サブキャリアと同数設けられており、各サブキャリア毎に分割されたビットデータを、当該ビットデータに対応するサブキャリアを用いてデジタル変調し、変調信号をIFFT部14に出力する。なお、各デジタル変調部13は、上記端末制御部1に指示された変調方式、例えばBPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM等を用いてデジタル変調を行う。IFFT部14は、各デジタル変調部13から入力される変調信号を逆フーリエ変換して直交多重化することによりOFDM信号を生成し、当該OFDM信号をGI付加部15に出力する。GI付加部15は、上記IFFT部14から入力されるOFDM信号にガードインターバル(GI)を付加してECP処理部16に出力する。
The
ECP処理部16は、窓関数処理部16a及びシンボル配置部16bから構成され、端末制御部1から入力されるECP処理開始要求によってECP処理を開始する一方、ECP処理開始要求が入力されない場合、GI付加後のOFDM信号を無処理で送信部17に出力する。窓関数処理部16aは、端末制御部1から入力されるGI削減可能領域に基づき、GI付加後のOFDM信号に含まれるシンボル毎に、GI削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、GI直後のデータ部の先頭部分から抽出した窓関数対象データに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ部の最後尾に付加する。シンボル配置部16bは、窓関数処理部16aによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ部に重ならないように直列配置して送信部17に出力する。送信部17は、シンボル配置部16bから入力されるOFDM信号をRF周波数帯に周波数変換し、送信信号として基地局CSに送信する。
The
一方、図示は省略するが無線通信部2の受信機側は、上記送信機側と逆動作を行う構成要素を備える。すなわち、無線通信部2の受信機側は、基地局CSから受信した受信信号をIF周波数帯に周波数変換して受信OFDM信号を抽出し、当該受信OFDM信号から窓関数をかけた部分及びGIを除去し、FFT処理、デジタル復調、パラレル−シリアル変換処理、デインタリーバ処理及び誤り訂正復号処理を行うことでビット列を再構築し、端末制御部1に出力する。
On the other hand, although not shown, the receiver side of the
続いて、図3に戻って説明する。操作部3は、電源キー、各種ファンクションキー、テンキー等の操作キーから構成されており、これら操作キーによる操作入力に基づいた操作信号を端末制御部1に出力する。表示部4は、例えば液晶モニタまたは有機ELモニタ等であり、端末制御部1から入力される表示信号に基づいて所定の画像や文字を表示する。音声入出力部5は、マイク及びスピーカから構成されており、マイクを介して外部から入力された音声をデジタル信号に変換して端末制御部1に出力する一方、端末制御部1から入力される音声データをスピーカを介して外部に出力する。記憶部6は、上記の端末制御部1で使用される端末制御プログラムやGI削減情報など各種データを記憶すると共に、再送制御等に使用されるバッファとしての機能を有する。
Subsequently, returning to FIG. The
次に、上記のように構成された端末PSの動作について図7のフローチャートを用いて説明する。 Next, the operation of the terminal PS configured as described above will be described using the flowchart of FIG.
まず、端末制御部1は、操作部3からデータ送信を指示する操作信号が入力された場合、
無線通信部2を制御して基地局CSから送信されている制御チャネル(CCH)をサーチし、捕捉に成功し且つ受信状態が最も良い制御チャネルを送信している基地局CSと通信接続の確立処理を行う。ここで、端末制御部1は、制御チャネルを介して基地局CSに対してリンクチャネル(トラフィックサブチャネル)の割り当て要求を行ったり、制御チャネルに含まれる同期情報に基づいて基地局CSとの同期を確立する(ステップS1)。
First, the
Controls the
基地局CSとの同期確立が終了すると、通信環境把握部1aは、無線通信部2を介して基地局CSから取得した受信信号に基づいて、本端末PSと基地局CSとの間の距離及び見通し環境(見通し内の環境か、または見通し外の環境)を把握する(ステップS2)。続いて、GI削減可能領域決定部1bは、通信環境把握部1aによって把握された端末PSと基地局CSとの間の距離及び見通し環境と、記憶部6に記憶されているGI削減情報とに基づいて、端末PSと基地局CSとの間の距離及び見通し環境に対応するGI削減可能領域を決定する(ステップS3)。具体的には、例えば通信環境把握部1aによって把握された見通し環境が見通し外の環境であった場合、GI削減可能領域決定部1bは、図5(b)に示すGI削減可能領域と、端末PSと基地局CSとの間の距離との対応関係に基づいてGI削減可能領域を決定する。
When the synchronization establishment with the base station CS is completed, the communication environment grasping unit 1a determines the distance between the terminal PS and the base station CS based on the received signal acquired from the base station CS via the
そして、端末制御部1は、基地局CSに送信すべきデータ信号のビット列を誤り訂正符号化部10に出力すると共に、ECP処理開始要求及びGI削減可能領域決定部1bが決定したGI削減可能領域を示す信号をECP処理部16に出力する。データ信号のビット列は、誤り訂正符号化部10、インタリーバ11、シリアル−パラレル変換部12、デジタル変調部13、IFFT部14及びGI付加部15を経てGIが付加されたOFDM信号に変換されてECP処理部16の窓関数処理部16aに入力される。ここで、窓関数処理部16aは、端末制御部1からECP処理開始要求及びGI削減可能領域を示す信号が入力されているので、GI付加部15から入力されるOFDM信号に対してECP処理を開始する(ステップS4)。
And the
以下、このECP処理部16における窓関数処理部16a及びシンボル配置部16bによるECP処理について詳細に説明する。GI付加部15から入力されるOFDM信号は、従来と同様に図10(a)で示すことができる。図8は、この図10(a)で示されるOFDM信号からシンボル1を抽出したものである。図8に示すように、窓関数処理部16aは、シンボル1のGI部g1におけるGI削減可能領域r1に所定の窓関数(例えば三角関数)をかけ、また、GI部g1直後のデータ部D1の先頭部分から抽出した窓関数対象データr2に所定の窓関数をかけて得られる拡張データr2’をデータ部D1の最後尾に付加する。これにより、シンボル1の先頭にはGI削減可能領域r1に窓関数をかけて得られたデータr1’が付加され、シンボル1の最後尾には拡張データr2’が付加されることになる。そして、図9に示されるように、シンボル2についても同様の処理を行い、シンボル2には、シンボル2のGI部g2におけるGI削減可能領域に所定の窓関数をかけた結果得られるデータr1”と、GI部g2の直後のデータD2の先頭部分から抽出した窓関数対象データr2に所定の窓関数をかけた結果得られる拡張データr2”とがそれぞれ付加される。このように窓関数処理部16aは、全てのシンボルに対して上記と同様な処理を行う。
Hereinafter, the ECP processing by the window
そして、図9に示すように、シンボル配置部16bは、窓関数処理部16aによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ部に重ならないように、具体的には、拡張データr2’とデータr1”だけが重なるように直列配置して送信部17に出力する。送信部17は、シンボル配置部16bから入力されるOFDM信号をRF周波数帯に周波数変換し、送信信号として基地局CSに送信する(ステップS5)。つまり、図11(b)に示す従来のIEEE802.20の規格と同様な方法によって隣り合うシンボル同士を直列配置するのである。ここで、本実施形態と従来とで大きく異なる点は、GI部においてGI削減可能領域分だけ削減することにより、GI長を短縮したことである。これによりシンボル時間が短縮され、データレートの低下を抑えることができる。すなわち、SNRの低下だけでなく、データレートの低下を抑えつつ、帯域内のサイドローブを低減することが可能となる。
Then, as shown in FIG. 9, the
ところで、単純にGI部にECP処理を行った場合、SNR及びデータレートの低下を抑制することできるが、GI部においてECP処理を行った部分は元のデータと異なることになるため、GI部の効果がなくなってしまい、信号の遅延によるシンボル間干渉が発生しやすくなる。しかし、同期確立後の信号の遅延は前回の通信状況により想定することができ、GIで規定される最大の遅延よりもはるかに少ないものと考えられる。従って、本実施形態のように、同期確立後の通信において、GI部にECP処理を行うことにより、SNR及びデータレートの低下を抑えつつ、帯域内のサイドローブを低減することが可能となる。 By the way, when the ECP process is simply performed on the GI unit, it is possible to suppress a decrease in the SNR and the data rate. However, since the part on which the ECP process is performed in the GI unit is different from the original data, The effect is lost, and intersymbol interference is likely to occur due to signal delay. However, the delay of the signal after the synchronization is established can be assumed according to the previous communication situation, and is considered to be much smaller than the maximum delay defined by the GI. Therefore, as in this embodiment, by performing ECP processing on the GI unit in communication after establishment of synchronization, it is possible to reduce side lobes in the band while suppressing a decrease in SNR and data rate.
なお、上記実施形態では、OFDMA方式の通信システムについて述べたが、OFDMAだけでなく、OFDM方式を用いた通信システムにも広く適用することができる。また、無線通信装置として端末PSを例示して説明したが、これに限定されず、同様な構成を基地局CSまたは他のOFDMを用いて通信を行う無線通信装置に適用することができる。 In the above embodiment, the OFDMA communication system has been described. However, the present invention can be widely applied not only to OFDMA but also to communication systems using the OFDM method. Moreover, although terminal PS was illustrated and demonstrated as a radio | wireless communication apparatus, it is not limited to this, The same structure can be applied to the radio | wireless communication apparatus which communicates using base station CS or other OFDM.
CS…基地局、PS…無線通信端末(端末)、1…端末制御部、2…無線通信部、3…操作部、4…表示部、5…音声入出力部、6…記憶部(記憶手段)、1a…通信環境把握部(通信環境把握手段)、1b…GI削減可能領域決定部(削減可能領域決定手段)、10…訂正符号化部、11…インタリーバ、12…シリアル−パラレル変換部、13…デジタル変調部、14…IFFT部、15…GI付加部、16…ECP処理部、17…送信部、16a…窓関数処理部、16b…シンボル配置部
CS ... base station, PS ... wireless communication terminal (terminal), 1 ... terminal control unit, 2 ... wireless communication unit, 3 ... operation unit, 4 ... display unit, 5 ... voice input / output unit, 6 ... storage unit (storage means) 1a ... Communication environment grasping unit (communication environment grasping means), 1b ... GI reducible area determining part (reducible area determining means), 10 ... Correction encoding part, 11 ... Interleaver, 12 ... Serial-parallel conversion part, DESCRIPTION OF
Claims (7)
受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、
前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、
シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、
前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system that performs communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),
A communication environment grasping means for grasping a communication environment with the receiving side after establishing synchronization with the receiving side;
Reducible area determining means for determining a reducible area in the guard interval according to the communication environment;
For each symbol, a predetermined window function is applied to the reducible area of the guard interval, and extended data obtained by applying a predetermined window function to data extracted from a part of the data area immediately after the guard interval is sent to the end of the data area. Window function processing means to be added to the tail;
Symbol placement means for placing the symbols processed by the window function processing means in series so that the beginning of the symbols does not overlap the data area of the adjacent symbol;
A wireless communication system comprising:
前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離を把握し、
前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定する、
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。 Comprising storage means for storing in advance the correspondence between the distance between the transmission side and the reception side and the reducible area;
The communication environment grasping means grasps a distance between the transmission side and the reception side as the communication environment,
The reducible area determining means determines a reducible area corresponding to the distance based on the distance grasped by the communication environment grasping means and the correspondence relation stored in the storage means.
The wireless communication system according to claim 1.
前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、前記送信側と受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、
前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定する、
ことを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 The storage means stores the correspondence according to the line-of-sight environment for the receiving side,
The communication environment grasping means grasps the distance between the transmitting side and the receiving side and the line-of-sight environment as the communication environment,
The reducible area determination unit is configured to determine the distance and the line-of-sight based on the distance and line-of-sight environment grasped by the communication environment grasping part and the correspondence relation according to the line-of-sight environment stored in the storage part. Determine the reducible areas corresponding to the environment,
The wireless communication system according to claim 2.
受信側との同期確立後に、前記受信側との通信環境を把握する通信環境把握手段と、
前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定手段と、
シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理手段と、
前記窓関数処理手段によって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。 In a wireless communication apparatus that performs communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),
A communication environment grasping means for grasping a communication environment with the receiving side after establishing synchronization with the receiving side;
Reducible area determining means for determining a reducible area in the guard interval according to the communication environment;
For each symbol, a predetermined window function is applied to the reducible area of the guard interval, and extended data obtained by applying a predetermined window function to data extracted from a part of the data area immediately after the guard interval is sent to the end of the data area. Window function processing means to be added to the tail;
Symbol placement means for placing the symbols processed by the window function processing means in series so that the beginning of the symbols does not overlap the data area of the adjacent symbol;
A wireless communication apparatus comprising:
前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離を把握し、
前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離と、前記記憶手段に記憶されている前記対応関係とに基づいて、前記距離に対応する削減可能領域を決定する、
ことを特徴とする請求項4記載の無線通信装置。 A storage means for storing in advance a correspondence between a distance between the own apparatus and the receiving side and the reducible area;
The communication environment grasping means grasps a distance between the own device and the receiving side as the communication environment,
The reducible area determining means determines a reducible area corresponding to the distance based on the distance grasped by the communication environment grasping means and the correspondence relation stored in the storage means.
The wireless communication apparatus according to claim 4.
前記通信環境把握手段は、前記通信環境として、自装置と前記受信側との間の距離及び前記見通し環境を把握し、
前記削減可能領域決定手段は、前記通信環境把握手段によって把握された前記距離及び見通し環境と、前記記憶手段に記憶されている前記見通し環境に応じた前記対応関係とに基づいて、前記距離及び見通し環境に対応する削減可能領域を決定する、
ことを特徴とする請求項5記載の無線通信装置。 The storage means stores the correspondence according to the line-of-sight environment for the receiving side,
The communication environment grasping means grasps the distance between the device and the receiving side and the visibility environment as the communication environment,
The reducible area determination unit is configured to determine the distance and the line-of-sight based on the distance and line-of-sight environment grasped by the communication environment grasping part and the correspondence relation according to the line-of-sight environment stored in the storage part. Determine the reducible areas corresponding to the environment,
The wireless communication apparatus according to claim 5.
通信相手との同期確立後に、前記通信相手との通信環境を把握する通信環境把握ステップと、
前記通信環境に応じて、ガードインターバルにおける削減可能領域を決定する削減可能領域決定ステップと、
シンボル毎に、前記ガードインターバルの削減可能領域に所定の窓関数をかけると共に、ガードインターバル直後のデータ領域の一部から抽出したデータに所定の窓関数をかけて得られる拡張データをデータ領域の最後尾に付加する窓関数処理ステップと、
前記窓関数処理ステップによって処理されたシンボル同士を、シンボルの先頭が、隣接するシンボルのデータ領域に重ならないように直列配置するシンボル配置ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
In a wireless communication method for performing communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),
After establishing synchronization with the communication partner, a communication environment grasping step for grasping a communication environment with the communication partner;
A reducible area determination step for determining a reducible area in the guard interval according to the communication environment;
For each symbol, a predetermined window function is applied to the reducible area of the guard interval, and extended data obtained by applying a predetermined window function to data extracted from a part of the data area immediately after the guard interval is sent to the end of the data area. A window function processing step to be added to the tail;
A symbol placement step for placing the symbols processed in the window function processing step in series so that the head of the symbol does not overlap the data area of an adjacent symbol;
A wireless communication method comprising:
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