JP2009135971A

JP2009135971A - 送信装置

Info

Publication number: JP2009135971A
Application number: JP2009057333A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Okada; 隆宏岡田; Yasunari Ikeda; 康成池田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】隣接チャンネルからの影響を、ガードバンドを設けなくとも防ぐ。
【解決手段】マッピング器２１−１に入力された情報系列１は、所定の信号点にマッピングされ、周波数変換器２２−１に出力される。周波数変換器２２−１は、入力された信号の中間周波数に応じた周波数変換を施し、多重化器２３に出力する。情報系列２と情報系列３は、それぞれ、情報系列１と同様の処理が施され、多重化器２３に出力される。多重化器２３は、入力された信号を多重化し、IFFT演算器２４は、その多重化された信号を一括して逆フーリエ変換する。逆フーリエ変換された信号は、直交変調器２６により直交変調され、さらに周波数変調器２８により、ＲＦ帯域の信号に変換され、アンテナ３０により送信される。
【選択図】図３

Description

本発明は送信装置に関し、特に、ガードバンドを設けなくても受信側において隣接チャンネルの影響を受けずに希望チャンネルの信号が復調できるようにする送信装置に関する。

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式はマルチパス妨害に対して耐性のあることから、地上波を用いたデジタル伝送に適した伝送方式として知られている。OFDM伝送方式を用いた伝送を行う場合、隣接するチャンネルの混信を防ぐため、図１に示すように、各チャンネルは所定量の周波数間隔（ガードバンド）をあけて配置されている。図１においては、チャンネル１（ｃｈ１）の中心周波数をｆ₁、ｃｈ２の中心周波数をｆ₂、ｃｈ３の中心周波数をｆ₃とし、各チャンネル間に、ガードバンドが設けられている例を示している。

図２は、送信機１の構成を示すブロック図である。図２に示した送信機１は、ｃｈ１乃至ｃｈ３の３チャンネル分の信号を送信する場合の構成を示している。マッピング器２−１に入力されたｃｈ１の情報系列１は、所定の符号化方式、例えば、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）や１６QAM（Quadrature Amplitude Modulation）などの変調信号点に割り当てられ、IFFT（Inversed Fast Fourier Transform）演算器３−１に出力される。IFFT演算器３−１は、入力された変調信号点を逆フーリエ変換し、ガードインターバル付加器４−１に出力する。

ガードインターバル付加器４−１は、入力された信号に、ガードインターバルを付加し、直交変調器５−１に出力する。直交変調器５−１は、発振器６−１により発振された周波数ｆ_IFの搬送波を用いて、入力された信号を直交変調し、周波数変換器７−１に出力する。周波数変換器７−１は、発振器８−１により発振された周波数ｆ₁＋ｆ_IFの搬送波と入力された信号とを乗算し、中間周波数ｆ１のＲＦ帯域の信号に変換し、アンテナ９−１により送信させる。

ｃｈ２の情報系列２は、マッピング器２−２に、ｃｈ３の情報系列３は、マッピング器２−３に、それぞれ入力され、それぞれ対応する装置により、上述した情報系列１と同様の処理が施されることにより、それぞれ中間周波数ｆ₂のＲＦ帯域の信号と、中間周波数ｆ₃のＲＦ帯域の信号とにされる。

このようにして生成された３チャンネル分の信号は、図１に示したように、各チャンネル間にガードバンドが設けられることにより、受信側において、希望のチャンネルを検出する際に、その希望のチャンネルに隣接するチャンネルの影響を受けないようにされている。

特開平９−８７７４号公報

上述したように、ガードバンドは、希望のチャンネルに隣接するチャンネルの影響を受けないように設けられているが、周波数利用効率が低下することになり、周波数の有効利用の点からは好ましくない。しかしながら、ガードバンドを設けなかったり、その間隔を狭くしたりすると、隣接チャンネルからの影響が発生し、受信時のＳ／Ｎの劣化を伴うといった課題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ガードバンドを設けずとも、受信側において、隣接チャンネルからの影響を受けずに希望のチャンネルを復調できるような信号を送信することにより、周波数利用効率を向上させることを目的とする。

本発明の一側面の送信装置は、複数の情報系列を、それぞれＩＱ平面上の信号点にマッピングするマッピング手段と、前記マッピング手段から出力される各信号点を、対応する情報系列の中心周波数とガードインターバル長とに基づきそれぞれ移相する移相手段と、前記移相手段から出力される各信号点を一括して逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、前記逆フーリエ変換手段から出力される信号に対して前記ガードインターバル長のガードインターバルを付加するガードインターバル付加手段とを備える。

前記移相手段は、前記各信号点に対する移相量を累加算する累加算手段を備えるようにすることができる。

前記移相手段は、前記複数の情報系列のうち所定の情報系列の中心周波数と、移相対象の各情報系列の中心周波数との差に基づき、各信号点を移相するようにすることができる。

本発明の一側面の送信装置においては、複数の情報系列が、ＩＱ平面上の信号点にマッピングされ、マッピングされた各信号点が、対応する情報系列の中心周波数に基づきそれぞれ移相され、その移相された各信号点が一括して逆フーリエ変換され、その逆フーリエ変換された信号に対してがオードインターバルが付加される。

本発明の一側面によれば、ガードバンドを設けなくても隣接チャンネルからの影響を受けずに希望のチャンネルの信号を得ることが可能となる。

ガードバンドについて説明する図である。従来の送信機の一例の構成を示すブロック図である。本発明を適用した送信機の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図３の送信機２０から送信される信号を説明する図である。ガードインターバルについて説明する図である。図３の周波数変換器２０−１の構成を示すブロック図である。 OFDMのサブキャリアについて説明する図である。受信機の構成を示すブロック図である。

図３は、本発明を適用した送信機の一実施の形態の構成を示すブロック図である。図３に示した送信機２０は、多重チャンネル数を３チャンネルとした場合を示している。送信機２０から送信される信号は、図４に示したように、チャンネル１（ｃｈ１）乃至ｃｈ３の信号が、ガードバンドを設けずに配置されている。ｃｈ１乃至ｃｈ３の中心周波数は、それぞれｆ₁，ｆ₂，ｆ₃とする。

送信機２０のマッピング器２１−１には、ｃｈ１の情報系列１が、マッピング器２１−２には、ｃｈ２の情報系列２が、マッピング器２１−３には、ｃｈ３の情報系列３が、それぞれ入力される。マッピング器２１−１乃至２１−３は、それぞれ入力された情報系列１乃至３を、所定の符号化方式に従って符号化し、それぞれ対応する周波数変換器２２−１乃至２２−３に出力する。

周波数変換器２２−１乃至２２−３は、入力された信号を後述するように周波数変換し、それぞれ多重化器２３に出力する。多重化器２３は、周波数変換器２２−１乃至２２−３から入力された信号を多重化し、IFFT演算器２４に出力する。IFFT演算器２４は、入力された多重化された３チャンネル分の信号を一括して逆フーリエ変換（OFDM変調）し、ガードインターバル付加部２５に出力する。

ガードインターバル付加部２５は、入力された信号に、ガードインターバルを付加する。OFDM変調方式では、図５に示すように、例えば、１６QAMなどを用いて変調された変調波としての搬送波１乃至ｋが加え合わされることにより送信信号が生成される。送信シンボル期間は、ガードインターバルと有効シンボル期間とから構成される。このガードインターバルは、マルチパス（ゴースト）による影響を軽減するために設けられた信号期間であり、有効シンボル期間の信号波形の一部を巡回して繰り返したものである。

ガードインターバル付加部２５から出力された信号は、直交変調器２６に入力される。直交変調器２６は、発振器２７で発振された周波数ｆ_IFの搬送波を用いて入力された信号を直交変調し、周波数変換器２８に出力する。周波数変換器２８は、発振器２９により発振された周波数ｆ₂＋ｆ_IFの搬送波と入力された信号とを乗算し、中間周波数ｆ₂のＲＦ帯域の信号に変換する。

このようにして生成された３チャンネル分の信号が多重化された中心周波数ｆ₂の信号は、アンテナ３０により送信される。

ｃｈ１の情報系列１は、マッピング器２１−１により、例えば、QPSKや１６QAMといった符号化方式に従って、信号点にマッピングされる。マッピングされた情報系列１の信号は、周波数変換器２２−１に出力される。周波数変換器２２−１は、入力された信号をチャンネルの中間周波数に応じて、この場合、ｃｈ１なので、周波数ｆ₁に応じて、周波数変換する。

図６は、周波数変換器２２−１の構成を示すブロック図である。なお、周波数変換器２２−２，２２−３も同様の構成とされており、その動作も同様なので、ここでは、周波数変換器２２−１を例に挙げて説明する。マッピング器２１−１から出力された信号点の座標値を（Ｉ，Ｑ）、周波数シフト量をΔｆ、ガードインターバル長をΔＴとして表す。周波数シフト量Δｆは、各チャンネルの中心周波数と、多重化される３チャンネルの中心周波数との差分をとったものである。すなわち、チャンネル１用の周波数変換器２２−１の周波数シフト量Δｆはｆ₁−ｆ₂であり、チャンネル２用の周波数変換器２２−２の周波数シフト量Δｆはｆ₂−ｆ₂（＝０）であり、チャンネル３用の周波数変換器２２−３の周波数シフト量Δｆはｆ₃−ｆ₂である。

マッピング器２１−１から出力された信号点（Ｉ，Ｑ）は、移相器４１に入力され、周波数シフト量Δｆとガードインターバル長ΔＴは、移相角発生器４２に入力される。移相角発生器４２は、次式（１）に基づいて、移相角θを発生する。
移相角θ＝ｆ（Δｆ，ΔＴ）＝２πΔｆ（Ｔ＋ΔＴ）・・・（１）
式（１）において、ＴはOFDM信号の有効シンボル期間である。従って、（Ｔ＋ΔＴ）は、送信シンボル期間である。

移相角発生器４２により発生された移相角θは、加算器４３に出力され、累加算される。加算器４３は、入力された移相角θと１OFDM信号前の移相角θとを加算することにより、累加算された移相量θ’を、移相器４１に出力する。移相器４１は、加算器４３から入力された移相量θ’を、次式（２）に代入することにより、信号点（Ｉ，Ｑ）を移相し、周波数変換された信号点（Ｉ’，Ｑ’）を算出する。

周波数変換器２２−１により、周波数変換された信号は、多重化器２３に出力される。情報系列２は、マッピング器２１−２と周波数変換器２２−２により、情報系列３は、マッピング器２１−３と周波数変換器２２−３により、それぞれ上述した情報系列１と同様の処理が行われ、多重化器２３に入力される。

多重化器２３は、周波数変換器２２−１乃至２２−３から入力された信号を、それぞれのチャンネル配置に従い多重化する。多重化器２３により周波数多重された３チャンネル分の信号は、IFFT演算器２４により一括して逆フーリエ変換（OFDM変調）される。図７に、多重化されたOFDMベースバンド信号を示す。ｃｈ１のOFDMベースバンド信号は、中心周波数ｆ₁−ｆ₂に、ｃｈ２のOFDMベースバンド信号は、中心周波数０に、ｃｈ３のOFDMベースバンド信号は、中心周波数ｆ₃−ｆ₂に、それぞれ周波数変換され、周波数多重されている。

IFFT演算器２４により逆フーリエ変換された信号は、ガードインターバル付加器２５によりガードインターバルが付加され、直交変調器２６に出力される。直交変調器２６は、入力した信号を発振器２７が発振した周波数ｆ_IFの搬送波と乗算することにより直交変調し、周波数変換器２８に出力する。周波数変換器２８は、直交変調された信号と、発振器２９により発振された周波数ｆ₂＋ｆ_IFの信号を乗算することにより、中心周波数がｆ₂の送信周波数に変換し、ＲＦ帯域の信号をアンテナ３０により送信させる。

このように、複数の情報系列の信号点を、周波数領域で周波数変換して周波数多重化し、一括してOFDM変調することにより、変調された全ての情報系列は、OFDMの直交条件を満たすので、隣接チャンネルによる干渉妨害を防ぐために設けられていたガードバンドを設ける必要がなくなり、もって、周波数利用の効率を高くすることが可能となる。

送信機２０により送信されたＲＦ帯域の信号は、図８に示すような受信機５０により受信され、復調される。送信機２０より送信された中心周波数がｆ２で、ｃｈ１乃至ｃｈ３の３チャンネルが多重化された信号は、受信機５０のアンテナ５１により受信される。アンテナ５１により受信された信号は、周波数変換器５２に入力される。

周波数変換器５２は、入力された信号から発振器５３が発振する信号を用いて所望とされる信号を抽出する。発振器５３は、ユーザにより選択されたチャンネルに応じた周波数の信号を周波数変換器５２に供給する。すなわち、ユーザがチャンネル１を選択した場合、周波数ｆ₁＋ｆ_IFの信号を、チャンネル２の場合、周波数ｆ₂＋ｆ_IFの信号を、チャンネル３の場合、周波数ｆ₃＋ｆ_IFの信号を、周波数変換器５２に供給する。周波数変換器５２は、発振器５３から供給された信号を用いて、ＲＦ帯域の信号を中間周波数帯域の信号に変換し、フィルタ５４に出力する。

フィルタ５４は、入力された中間周波数帯域に変換された信号から、ユーザが選択したチャンネルに対応する信号以外の信号を除去し、直交復調器５５に出力する。直交復調器５５は、発振器５６が発振する周波数ｆ_IFの信号を用いて、入力された信号を直交復調し、Ｉ信号とＱ信号とを抽出し、FFT演算器５７に出力する。FFT演算器５７は、入力されたＩ信号とＱ信号に対してフーリエ変換（OFDM復調）を実行し、ユーザが選択したチャンネルに対応する情報系列を図示されていない表示デバイスなどに出力する。

上述した実施の形態においては、多重化するチャンネル数を３チャンネルとしたが、３チャンネルに限らず、さらに多くのチャンネルを多重化するようにしてもよい。

本明細書中において、上記処理を実行するコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒体には、磁気ディスク、CD-ROMなどの情報記録媒体の他、インターネット、デジタル衛星などのネットワークによる伝送媒体も含まれる。

２０送信機，２１−１乃至２１−３マッピング器，２２−１乃至２２−３周波数変換器，２３多重化器，２４ IFFT演算器，２５ガードインターバル付加器，２６直交変調器，２８周波数変換器，４１移相器，４２移相角発生器，４３加算

Claims

複数の情報系列を、それぞれＩＱ平面上の信号点にマッピングするマッピング手段と、
前記マッピング手段から出力される各信号点を、対応する情報系列の中心周波数とガードインターバル長とに基づきそれぞれ移相する移相手段と、
前記移相手段から出力される各信号点を一括して逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段から出力される信号に対して前記ガードインターバル長のガードインターバルを付加するガードインターバル付加手段と
を備える送信装置。
前記移相手段は、前記各信号点に対する移相量を累加算する累加算手段を備える
請求項１に記載の送信装置。
前記移相手段は、前記複数の情報系列のうち所定の情報系列の中心周波数と、移相対象の各情報系列の中心周波数との差に基づき、各信号点を移相する
請求項１に記載の送信装置。