JP2010041446A - Radio device and method of modulating signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチキャリア変調方式で変調された信号を送信及び/又は受信する無線装置並びにマルチキャリア変調方式で信号を変調する信号変調方法に関するものである。 The present invention relates to a radio apparatus that transmits and / or receives a signal modulated by a multicarrier modulation method and a signal modulation method that modulates a signal by a multicarrier modulation method.
2012年にサービス開始が予定されているITS(Intelligent Transport Systems)車車間通信システムは、そのアプリケーションの一つとして見通し外にある自車両の位置の他車両への通知により見通しの悪い交差点等での出会い頭車両衝突事故防止が考えられており、720MHz帯を使用する予定である。図1に示すように、ITS車車間通信システムの使用周波数帯低域側端部には、ガードバンド5MHzを挟んで地上デジタルテレビジョン放送システムの使用周波数帯が隣接しており、ITS車車間通信システムの使用周波数高域側端部には、ガードバンド5MHzを挟んで電気通信として用いられる周波数帯が隣接している。 ITS (Intelligent Transport Systems) inter-vehicle communication system, scheduled to start in 2012, is one of its applications, such as intersections with poor outlooks by notifying other vehicles of out-of-sight locations. Encounter vehicle collision accident prevention is considered, and the 720 MHz band will be used. As shown in FIG. 1, the use frequency band of the digital terrestrial television broadcasting system is adjacent to the end of the use frequency band low frequency side of the ITS inter-vehicle communication system with the guard band of 5 MHz interposed therebetween. A frequency band used for electrical communication is adjacent to the end of the system on the high frequency side with a guard band of 5 MHz.
このようにITS車車間通信システムの使用周波数帯の両端に他システムの使用周波数帯が隣接しているため、ITS車車間通信システム側から隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減すること及び隣接する他システムからのITS車車間通信システム側への干渉(被干渉)に強くすることが、ITS車車間通信システムにおいて重要な課題となっている。 As described above, since the frequency bands of other systems are adjacent to both ends of the frequency band of the ITS inter-vehicle communication system, interference (giving interference) from the ITS inter-vehicle communication system side to the adjacent other system is reduced. In addition, it is an important issue in the ITS inter-vehicle communication system to be strong against interference (interfered) from the other adjacent systems to the ITS inter-vehicle communication system.
ここで、特許文献1では、隣接干渉(与干渉)を低減するために、伝送チャネル帯域の少なくとも一方の端部で小さなレベルのサブキャリアが存在するようにしたマルチキャリア変調方式のデジタル伝送装置が提案されている。
Here, in
しかしながら、特許文献1で提案されているマルチキャリア変調方式のデジタル伝送装置は、隣接干渉(与干渉)を低減することはできるが、伝送チャネル帯域の少なくとも一方の端部におけるサブキャリアレベルの低下によって自システムの通信性能が劣化してしまう。
However, the multicarrier modulation type digital transmission apparatus proposed in
また、特許文献2では、伝送スループットと送信電力の双方に対して最適化を図るために、伝搬路推定結果に基づき、サブキャリアと変調方式又は符号化率との組み合わせの中から、単位ビット当たりの所要送信電力が小さい組み合わせから順番に選択することにより、総送信可能ビット数を最大化しながら効率的に送信電力を割り当てていくサブキャリア適応制御方法が提案されている。
Further, in
しかしながら、特許文献2で提案されているサブキャリア適応制御方法は、例えば、同一周波数を用いる複数セルから構成される無線サービスにおいて、システム全体の伝送スループット向上と他セルへの与干渉が低減可能であるが、周波数軸上で考えた場合、その使用されている周波数全体で電力低減を図り、与干渉低減する方法であるため、使用周波数帯が隣接する他システムへの与干渉電力を効率的に低減することはできない。
However, the subcarrier adaptive control method proposed in
尚、上記においてはITS車車間通信システムにおける課題を述べたが、使用周波数帯の両端に他のシステムの使用周波数帯が隣接しているITS車車間通信システム以外の無線システム或いは使用周波数帯の片端のみに他のシステムの使用周波数帯が隣接している無線システムにおいてもITS車車間通信システムの場合と同様に、当該無線システム側から使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減すること及び使用周波数帯が隣接する他システムからの当該無線システム側への干渉(被干渉)に強くすることが、当該無線システムにおいて重要な課題となっている。 In addition, although the problem in the ITS inter-vehicle communication system has been described above, a wireless system other than the ITS inter-vehicle communication system in which the use frequency band of another system is adjacent to both ends of the use frequency band or one end of the use frequency band. Even in a wireless system in which the frequency band of another system is adjacent to each other, as in the case of the ITS inter-vehicle communication system, interference (giving interference) from the wireless system side to another system in which the frequency band is adjacent is caused. It is an important issue in the radio system to reduce the frequency band and to make it strong against interference (interference) from the adjacent system to the radio system side.
本発明は、上記の状況に鑑み、使用周波数帯が隣接する他システムからの干渉(被干渉)に強い無線装置及び信号変調方法を提供することを第1の目的とする。 In view of the above situation, it is a first object of the present invention to provide a radio apparatus and a signal modulation method that are resistant to interference (interfered) from other systems with adjacent frequency bands.
さらに、本発明は、上記の状況に鑑み、自システムの通信品質を確保しつつ使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができる無線装置及び信号変調方法を提供することを第2の目的とする。 Furthermore, in view of the above situation, the present invention provides a radio apparatus and a signal modulation method capable of reducing interference (additional interference) with other systems with adjacent frequency bands while ensuring communication quality of the own system. This is the second purpose.
上記目的を達成するために本発明に係る無線装置は、チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対して第1の変調方式を採用し、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアに対して前記第1の変調方式よりもノイズ耐性の強い第2の変調方式を採用したマルチキャリア変調方式で変調された信号を、送信及び/又は受信するようにしている。尚、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対して前記第2の変調方式を採用する場合、前記チャネル帯域の低域側端部の所定本数と前記チャネル帯域の高域側端部の所定本数とは、同数であってもよいし、互いに異なる数であってもよい。 In order to achieve the above object, a radio apparatus according to the present invention employs a first modulation scheme for subcarriers other than a predetermined number of subcarriers at one or both ends of a channel band, and at one or both ends of the channel band. A signal modulated by a multi-carrier modulation scheme that employs a second modulation scheme that is stronger in noise resistance than the first modulation scheme for a predetermined number of subcarriers is transmitted and / or received. . When the second modulation method is adopted for a predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, the predetermined number of the low band side end of the channel band and the high band side end of the channel band The predetermined number may be the same number or a different number.
このような構成によると、被干渉の影響が大きいチャネル帯域の片端又は両端においてノイズ耐性の強い変調方式が採用されるので、使用周波数帯が隣接する他システムからの干渉(被干渉)に強くなる。 According to such a configuration, a modulation scheme having high noise resistance is adopted at one or both ends of the channel band where the influence of interference is large, so that the use frequency band is strong against interference (interference) from other systems adjacent to each other. .
さらに、前記マルチキャリア変調方式において、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルを、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルよりも低くすることが望ましい。 Furthermore, in the multicarrier modulation scheme, the level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band is set lower than the level of a subcarrier other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band. Is desirable.
このような構成によると、与干渉の主要な要因となるチャネル帯域の片端又は両端においてサブキャリアレベルが低減されるので、使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができるとともに、レベルが低減されるサブキャリアの変調にノイズ耐性の強い変調方式が採用されるので、自システムの通信品質を確保することができる。すなわち、自システムの通信品質を確保しつつ使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができる。 According to such a configuration, the subcarrier level is reduced at one or both ends of the channel band, which is a major factor of the interference, and therefore, the interference to other systems adjacent to the used frequency band (giving interference) can be reduced. In addition, since a modulation scheme having high noise resistance is used for subcarrier modulation whose level is reduced, the communication quality of the own system can be ensured. That is, it is possible to reduce interference (additional interference) with other systems with adjacent frequency bands while ensuring the communication quality of the own system.
また、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報が、前記マルチキャリア変調方式で変調された信号に付加されて送信及び/又は受信されるようにしてもよい。 Further, the second modulation scheme relates to information on a degree of reduction in the level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band relative to a level of subcarriers other than a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band. At least one of the information and the information on the predetermined number may be added to the signal modulated by the multicarrier modulation scheme and transmitted and / or received.
このような構成によると、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合い、前記第2の変調方式、及び前記所定本数の少なくとも一つを可変にでき、状況に応じて適応的な対応が可能となる。さらに、前記第1の変調方式に関する情報及び前記第1の変調方式によって変調されるサブキャリアの本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報が、前記マルチキャリア変調方式で変調された信号に付加されてもよい。尚、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報には、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに関する情報及び前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルに関する情報が含まれている。 According to such a configuration, the degree of reduction in the level of the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band, the second At least one of the modulation method and the predetermined number can be made variable, and adaptive response can be made according to the situation. Further, at least one piece of information related to the first modulation scheme and information related to the number of subcarriers modulated by the first modulation scheme may be added to a signal modulated by the multicarrier modulation scheme. Good. The information about the degree of reduction in the level of the predetermined number of subcarriers at one end or both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at one end or both ends of the channel band includes the one end of the channel band. Alternatively, information on the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at both ends and information on the level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band are included.
また、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報の組み合わせパターンを予め複数設定し、前記組み合わせパターンの情報が、前記マルチキャリア変調方式で変調された信号に付加されて送信及び/又は受信されるようにしてもよい。 Further, the second modulation scheme relates to information on a degree of reduction in the level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band relative to a level of subcarriers other than a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band. A plurality of combination patterns of information and information related to the predetermined number may be set in advance, and the combination pattern information may be added to a signal modulated by the multi-carrier modulation scheme and transmitted and / or received. .
このような構成によると、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報の組み合わせパターンを予め複数設定しているので、その複数の組み合わせパターンの中から一つのパターンを選択するができ、状況に応じて適応的な対応が可能となる。さらに、前記組み合わせパターンに、前記第1の変調方式に関する情報及び前記第1の変調方式によって変調されるサブキャリアの本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報を含めてもよい。尚、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報には、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに関する情報及び前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルに関する情報が含まれている。
According to such a configuration, the information on the degree of reduction of the level of the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band, Since a plurality of combination patterns of information on the
上記目的を達成するために本発明に係る信号変調方法は、チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対して第1の変調方式を採用し、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアに対して前記第1の変調方式よりもノイズ耐性の強い第2の変調方式を採用したマルチキャリア変調方式で信号を変調する。 In order to achieve the above object, a signal modulation method according to the present invention employs a first modulation scheme for subcarriers other than a predetermined number of subcarriers at one or both ends of a channel band, and A signal is modulated by a multi-carrier modulation method that employs a second modulation method having a higher noise resistance than the first modulation method for a predetermined number of subcarriers at both ends.
このような信号変調方法によると、当該信号変調方法を用いた無線通信システムにおいて、被干渉の影響が大きいチャネル帯域の片端又は両端においてノイズ耐性の強い変調方式が採用されるので、使用周波数帯が隣接する他システムからの干渉(被干渉)に強くなる。 According to such a signal modulation method, in a wireless communication system using the signal modulation method, a modulation scheme having high noise resistance is adopted at one or both ends of a channel band that is greatly affected by interference, so that the frequency band to be used is It becomes strong against interference (interfered) from other adjacent systems.
さらに、前記マルチキャリア変調方式において、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルを、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルよりも低くすることが望ましい。 Furthermore, in the multicarrier modulation scheme, the level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band is set lower than the level of a subcarrier other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band. Is desirable.
このような信号変調方法によると、当該信号変調方法を用いた無線通信システムにおいて、与干渉の主要な要因となるチャネル帯域の片端又は両端においてサブキャリアレベルが低減されるので、使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができるとともに、レベルが低減されるサブキャリアの変調にノイズ耐性の強い変調方式が採用されるので、自システムの通信品質を確保することができる。すなわち、当該信号変調方法を用いた無線通信システムにおいて、自システムの通信品質を確保しつつ使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができる。 According to such a signal modulation method, in the radio communication system using the signal modulation method, the subcarrier level is reduced at one or both ends of the channel band which is a main factor of the interference, so that the used frequency band is adjacent. Interference with other systems (interference) can be reduced, and a highly noise-resistant modulation scheme is adopted for subcarrier modulation whose level is reduced, so that the communication quality of the own system can be ensured. it can. That is, in a wireless communication system using the signal modulation method, it is possible to reduce interference (interference) with other systems adjacent to the used frequency band while ensuring the communication quality of the own system.
本発明によると、チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対して第1の変調方式を採用し、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアに対して前記第1の変調方式よりもノイズ耐性の強い第2の変調方式を採用したマルチキャリア変調方式で信号を変調するので、その変調信号を用いる無線通信システムの使用周波数帯と使用周波数帯が隣接する他システムからの干渉(被干渉)に強くなる。さらに、前記マルチキャリア変調方式において、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルを、前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルよりも低くすることによって、その変調信号を用いる無線システムの通信品質を確保しつつ、その変調信号を用いる無線通信システムの使用周波数帯と使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができる。 According to the present invention, the first modulation scheme is adopted for subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band, and the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band is Since the signal is modulated by the multi-carrier modulation method that employs the second modulation method having higher noise resistance than the first modulation method, the frequency band used for the radio communication system using the modulation signal is adjacent to the frequency band used. It is strong against interference (interference) from the system. Furthermore, in the multicarrier modulation scheme, the level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band is set lower than the level of a subcarrier other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band. Thus, while ensuring the communication quality of the radio system using the modulated signal, the use frequency band of the radio communication system using the modulated signal and the interference (interference) with other systems adjacent to the use frequency band can be reduced. it can.
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る無線装置として、ここではITS車車間通信システムで用いられる車載無線通信装置を例に挙げて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, as an example of the wireless device according to the present invention, an in-vehicle wireless communication device used in an ITS inter-vehicle communication system will be described.
ところで、米国では車車間通信の規格としてIEEE802.11pの規格が検討されている。日本においても米国と使用される周波数は異なるが(日本では720MHz帯、米国では5.9GHz帯)、IEEE802.11p規格をもとにした車車間通信の規格が採用される可能性が高い。そこで、ITS車車間通信システムで用いられる車載無線通信装置の説明を行うにあたり、先ず始めにIEEE802.11p準拠のパケット構成について説明する。 By the way, in the United States, the standard of IEEE802.11p is examined as a standard of inter-vehicle communication. In Japan, although the frequency used in the United States is different (in Japan, 720 MHz band, 5.9 GHz band in the United States), there is a high possibility that a vehicle-to-vehicle communication standard based on the IEEE 802.11p standard will be adopted. Therefore, in describing an in-vehicle wireless communication device used in an ITS inter-vehicle communication system, first, a packet configuration conforming to IEEE 802.11p will be described.
物理層から見たIEEE802.11p準拠のパケット構成(簡略版)は、図2に示すように、ショート・トレーニング・フィールドSTF、ロング・トレーニング・フィールドLTF、及びシグナル・フィールドSIGからなる物理ヘッダの後に、物理データDATAが続いている。ショート・トレーニング・フィールドSTFは、AGC(Automatic Gain Control)制御、パケット検出、シンボル同期、及び周波数粗調整を行うための情報が記載されているフィールドである。また、ロング・トレーニング・フィールドLTFは、周波数微調整及び伝送路推定を行うための情報が記載されているフィールドである。また、シグナル・フィールドSIGは、物理データDATAの伝送レート(変調方式)やパケット長の情報がBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調されて記載されているフィールドである。また、IEEE802.11pでは、物理データDATAに対する変調方式として、マルチキャリア変調であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式が採用されている。 As shown in FIG. 2, the IEEE802.11p-compliant packet structure viewed from the physical layer is after the physical header consisting of the short training field STF, the long training field LTF, and the signal field SIG. , Followed by physical data DATA. The short training field STF is a field in which information for performing AGC (Automatic Gain Control) control, packet detection, symbol synchronization, and frequency coarse adjustment is described. The long training field LTF is a field in which information for performing fine frequency adjustment and channel estimation is described. The signal field SIG is a field in which information about the transmission rate (modulation method) and packet length of the physical data DATA is BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulated. In IEEE802.11p, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation method, which is multicarrier modulation, is employed as a modulation method for physical data DATA.
次に、ITS車車間通信を行う車載無線通信装置について説明する。ITS車車間通信を行う車載無線通信装置100は、図3に示すように車両200内に設置される。
Next, an in-vehicle wireless communication device that performs ITS inter-vehicle communication will be described. The in-vehicle
車載無線通信装置100は、図4に示すように、シリアル/パラレル変換器(S/P変換器)1、変調器2、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部3、ガードインターバル付加部4、付加処理部5、デジタル/アナログ変換器(D/A変換器)6、パワーアンプ7、及び物理ヘッダ処理部8からなる送信部を備えている。
As shown in FIG. 4, the in-vehicle
また、車載無線通信装置100は、図4に示すように、送信と受信とを切り替えるためのスイッチ9と、送受信アンテナ10とを備えている。
Further, as shown in FIG. 4, the in-vehicle
また、車載無線通信装置100は、図4に示すように、可変利得アンプ11、アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)12、分離処理部13、ガードインターバル除去部14、FFT(Fast Fourier Transform)部15、復調器16、パラレル/シリアル変換器(P/S変換器)17、及び物理ヘッダ処理部18からなる受信部とを備えている。
As shown in FIG. 4, the in-vehicle
車載無線通信装置100は送信時に次のような動作を行う。S/P変換器1は、送信データ(シリアルデータ)を並列化して、サブキャリア本数と同数の変調器2に出力する。サブキャリア毎の変調器2は、S/P変換器1の出力データ(パラレルデータ)のサブキャリア毎の一次変調及びレベル調整を行う。変調器2から出力されるデータは、IFFT部3による逆高速フーリエ変換処理で二次変調された後、ガードインターバル付加部4によってガードインターバルが付加され、付加処理部5によって物理ヘッダ処理部8から出力される物理ヘッダが付加され、D/A変換部6によってアナログ信号に変換され、パワーアンプ7によって電力増幅され、スイッチ9を経由して、送受信アンテナ10から送信される。
The in-vehicle
また、車載無線通信装置100は受信時に次のような動作を行う。送受信アンテナ10で受信された受信データは、スイッチ9を経由して、可変利得アンプ11によってレベル調整され、A/D変換部12によってデジタル信号に変換され、分離処理部13によって物理データと物理ヘッダとに分離され、物理データはガードインターバル除去部14に出力され、物理ヘッダは物理ヘッダ処理部18に出力される。分離処理部13から出力された物理データは、ガードインターバル除去部14によってガードインターバルが除去された後、FFT(Fast Fourier Transform)部15による高速フーリエ変換処理で一次復調され、サブキャリア本数と同数の復調器16によって二次復調される。サブキャリア毎の復調器16によってサブキャリア毎に二次復調されたデータは、P/S変換器17によって受信データ(シリアルデータ)に変換される。
The in-vehicle
続いて、車載無線通信装置100において実施するマルチキャリア変調方法について説明する。
Then, the multicarrier modulation method implemented in the vehicle-mounted radio |
被干渉対策を行う場合、車載無線通信装置100は、例えば、図5(b)に示すようなマルチキャリア変調方法を実施する。図5(b)に示すマルチキャリア変調は、チャネル帯域(サブキャリアが配置されている帯域)の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対して16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)で一次変調を行い、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対して16QAMよりもノイズ耐性の強いQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)で一次変調を行うOFDM変調である。
When taking measures against interference, the in-vehicle
この場合、サブキャリア本数と同数の変調器2のうち、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対応するものは16QAM変調を行う変調器とし、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対応するものはQPSK変調を行う変調器としておく。また、これに対応して、サブキャリア本数と同数の復調器16のうち、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対応するものは16QAM復調を行う復調器とし、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対応するものはQPSK復調を行う復調器とする。
In this case, among the same number of
図5(b)に示すようなマルチキャリア変調方法は、被干渉の影響が大きいチャネル帯域の両端においてノイズ耐性の強い変調方式(ここではQPSK)が採用されるので、図5(a)に示すような従来のマルチキャリア変調方法に比べて使用周波数帯が隣接する他システムからの干渉(被干渉)に強くなる。 The multi-carrier modulation method as shown in FIG. 5B employs a modulation scheme (QPSK in this case) having high noise resistance at both ends of the channel band where the influence of interference is large. Compared with such a conventional multicarrier modulation method, the used frequency band is more resistant to interference (interfered) from other adjacent systems.
与干渉対策を行う場合、車載無線通信装置100は、例えば、図6(c)に示すようなマルチキャリア変調方法を実施する。図6(c)に示すマルチキャリア変調は、チャネル帯域(サブキャリアが配置されている帯域)の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対して16QAMで一次変調を行い、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対して16QAMよりもノイズ耐性の強いQPSKで一次変調を行い、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルを、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルの1/2としているOFDM変調である。
When taking measures against interference, the in-vehicle
この場合、サブキャリア本数と同数の変調器2のうち、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対応するものは16QAM変調を行う変調器とし、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対応するものはQPSK変調を行う変調器とするとともに、サブキャリア毎の変調器2によるサブキャリア毎のレベル調整によって、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルが、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルの1/2となるようにする。また、これに対応して、サブキャリア本数と同数の復調器16のうち、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアに対応するものは16QAM復調を行う復調器とし、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアに対応するものはQPSK復調を行う復調器とする。
In this case, among the same number of
図6(c)に示すようなマルチキャリア変調方法は、与干渉の主要な要因となるチャネル帯域の両端においてサブキャリアレベルが低減されるので、図6(a)に示すような従来のマルチキャリア変調方法に比べて使用周波数帯が隣接する他システムへの干渉(与干渉)を低減することができるとともに、レベルが低減されるサブキャリアの変調にノイズ耐性の強い変調方式(ここではQPSK)が採用されるので、図6(b)に示すような従来のマルチキャリア変調方法(特許文献1で提案されている方法)に比べて通信品質を良くすることができる。 In the multicarrier modulation method as shown in FIG. 6C, the subcarrier level is reduced at both ends of the channel band, which is a major factor of the interference, so that the conventional multicarrier as shown in FIG. Compared to the modulation method, it is possible to reduce interference (addition interference) to other systems adjacent to the frequency band used, and a modulation scheme (here, QPSK) that is strong in noise resistance to subcarrier modulation whose level is reduced. Since it is adopted, the communication quality can be improved as compared with the conventional multicarrier modulation method (method proposed in Patent Document 1) as shown in FIG.
上述した図5(b)に示すマルチキャリア変調及び図6(c)に示すマルチキャリア変調では、チャネル帯域(サブキャリアが配置されている帯域)の両端のサブキャリアの本数が低域側端部と高域側端部で同数になっているが、異なる数(片方が零である場合を含む)であってもよい。例えば、被干渉対策を行う場合は図7(a)や図7(b)のようなマルチキャリア変調としてもよく、与干渉対策を行う場合は図8(a)や図8(b)のようなマルチキャリア変調としてもよい。 In the multicarrier modulation shown in FIG. 5 (b) and the multicarrier modulation shown in FIG. 6 (c), the number of subcarriers at both ends of the channel band (band in which the subcarriers are arranged) is the lower end. However, it may be a different number (including the case where one is zero). For example, when taking countermeasures against interference, multi-carrier modulation as shown in FIGS. 7A and 7B may be used, and when taking countermeasures against interference as shown in FIGS. 8A and 8B. Multi-carrier modulation may be used.
上述した図5〜図8は、基本的にパケットを時間軸から観測した場合の物理データDATA(図2参照)の部分についてのスペクトラムを示した図である。 5 to 8 described above are diagrams showing the spectrum of the portion of the physical data DATA (see FIG. 2) when the packet is basically observed from the time axis.
与干渉対策を行う場合に実施される図6(c)並びに図8(a)及び(b)に示すマルチキャリア変調方法では、物理データDATAの部分に対して、チャネル帯域の端部におけるサブキャリアのレベル低減及びノイズに強い変調方式の採用を行うことは、必須である。さらに、与干渉対策を行う場合に実施するマルチキャリア変調の拡張版としては、チャネル帯域の端部におけるサブキャリアのレベル低減を物理データDATAの部分だけでなく、シグナル・フィールドSIG(図2参照)まで拡張する方法、ロング・トレーニング・フィールドLTF(図2参照)まで拡張する方法、又はショート・トレーニング・フィールドSTF(図2参照)まで拡張する方法などの様々な方法が考えられる。 In the multicarrier modulation method shown in FIG. 6 (c) and FIGS. 8 (a) and 8 (b), which are implemented when countermeasures against interference are performed, subcarriers at the end of the channel band are compared with the physical data DATA portion. It is indispensable to reduce the level of noise and adopt a modulation scheme that is resistant to noise. Further, as an extended version of multicarrier modulation performed when countermeasures against interference are taken, the subcarrier level reduction at the end of the channel band is performed not only in the physical data DATA part but also in the signal field SIG (see FIG. 2). Various methods such as a method of extending to a long training field LTF (see FIG. 2) or a method of extending to a short training field STF (see FIG. 2) are conceivable.
一方、被干渉対策を行う場合に実施される図5(b)並びに図7(a)及び(b)に示すマルチキャリア変調方法では、物理データDATAの部分に対してのみ、チャネル帯域の端部におけるノイズに強い変調方式の採用を行う。与干渉対策を行う場合のように、物理ヘッダ(シグナル・フィールドSIG、ロング・トレーニング・フィールドLTF、ショート・トレーニング・フィールドSTF)まで拡張する方法は考えられない。 On the other hand, in the multicarrier modulation method shown in FIG. 5B and FIG. 7A and FIG. 7B implemented when countermeasures against interference are performed, the end of the channel band is only applied to the physical data DATA portion. Adopt a modulation method that is resistant to noise. There is no way to extend to the physical header (signal field SIG, long training field LTF, short training field STF) as in the case of taking countermeasures against interference.
ところで、従来のシグナル・フィールドSIG(図2参照)には、上述した通り、物理データDATAの伝送レート(変調方式)やパケット長の情報が記載されている。しかしながら、図6(c)並びに図8(a)及び(b)に示すマルチキャリア変調方法や図5(b)並びに図7(a)及び(b)に示すマルチキャリア変調方法を実施する場合に、チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアの変調に用いられる第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報を物理ヘッダに記載して、チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合い、前記第2の変調方式、及び前記所定本数の少なくとも一つを変更可能とするためには、従来のシグナル・フィールドSIGとは異なる領域に別途記載する必要がある。というのは、IEEE802.11p準拠の従来のシグナル・フィールドSIGでは、リザーブビットが1ビットしかないためである。尚、チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報に加えて、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアの変調に用いられる第1の変調方式に関する情報及び前記第1の変調方式によって変調されるサブキャリアの本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報も、従来のシグナル・フィールドSIGとは異なる領域に別途記載するようにしてもよい。 By the way, in the conventional signal field SIG (see FIG. 2), as described above, information on the transmission rate (modulation method) of physical data DATA and packet length is described. However, when the multicarrier modulation method shown in FIG. 6 (c) and FIGS. 8 (a) and (b) and the multicarrier modulation method shown in FIGS. 5 (b), 7 (a) and (b) are implemented. Information on the degree of reduction of the level of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, modulation of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band The channel with respect to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, wherein at least one information among the information regarding the second modulation scheme used for the information and the information regarding the predetermined number is described in a physical header Degree of reduction of the level of a predetermined number of subcarriers at both ends of the band, the second modulation scheme, and the predetermined number To enable changing at least one needs to be described separately in a region different from the conventional signal field SIG. This is because in the conventional signal field SIG compliant with IEEE 802.11p, there is only one reserved bit. Note that information on the degree of reduction of the level of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, information regarding the second modulation scheme, and the predetermined In addition to at least one piece of information on the number of channels, the information is modulated by information on the first modulation scheme used for modulation of subcarriers other than a predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band and the first modulation scheme. At least one piece of information related to the number of subcarriers may be separately described in a region different from the conventional signal field SIG.
上述した、従来のシグナル・フィールドSIGとは異なる領域への別途記載の具体例としては、図9(a)〜図9(c)に示す三つの例が挙げられる。 As specific examples described separately in the above-described region different from the conventional signal field SIG, there are three examples shown in FIGS. 9A to 9C.
図9(a)は、IEEE802.11p準拠の従来のシグナル・フィールドSIGを含んだ拡張シグナル・フィールドSIG’を設定した場合のパケット構成を示す図である。この拡張シグナル・フィールドSIG’には、従来通りの伝送レート、パケット長だけでなく、チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアの変調に用いられる第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報が記載される。 FIG. 9A is a diagram showing a packet configuration when an extended signal field SIG ′ including a conventional signal field SIG compliant with IEEE802.11p is set. This extended signal field SIG ′ includes not only the conventional transmission rate and packet length, but also a predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band with respect to subcarrier levels other than the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band. At least one of information on the degree of level reduction, information on a second modulation scheme used for modulation of a predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, and information on the predetermined number.
図9(b)は、IEEE802.11p準拠の従来のシグナル・フィールドSIGのリザーブビットを利用し、リザーブビットが立っている場合は第2のシグナル・フィールドSIG2の情報を読みに行く場合のパケット構成を示す図である。この場合、IEEE802.11p準拠の従来のシグナル・フィールドSIGについては何ら変わりないが、第2のシグナル・フィールドSIG2に、チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアの変調に用いられる第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報のうち少なくとも1つの情報が記載される。 FIG. 9B shows a packet configuration when the reserved bit of the conventional signal field SIG compliant with IEEE802.11p is used, and when the reserved bit is set, the information of the second signal field SIG2 is read. FIG. In this case, the conventional signal field SIG conforming to IEEE802.11p is not changed at all, but the second signal field SIG2 includes the channel band corresponding to the subcarrier level other than the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band. At least one of information on the degree of reduction of the level of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel, information on the second modulation scheme used for modulation of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, and information on the predetermined number of subcarriers Information is described.
図9(c)は、見た目はIEEE802.11p準拠の従来のパケットと同じ構成であるが、シグナル・フィールドSIGに記載されている物理データDATAの伝送レート(変調方式)に関する情報(以下、レート情報という)の扱い方に工夫を加える。従来のシグナル・フィールドSIGに記載されているレート情報は4ビットあり、16種類を表現することができるが、実際、割り当てがあるのは図10(a)に示すように8種類なので、残り8種類を図10(b)に示すように、チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合いに関する情報、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアの変調に用いられる第2の変調方式に関する情報、及び前記所定本数に関する情報の組み合わせパターンに割り当てる。前記組み合わせパターンは、効果的と思われるものを予め八つ設定しておく。その設定の一例を図11A及び図11Bに示す。図11A及び図11Bの設定例では、前記組み合わせパターンに、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアの変調に用いられる第1の変調方式に関する情報及び前記第1の変調方式によって変調されるサブキャリアの本数に関する情報も含まれている。尚、前記組み合わせパターンの各々は、ある意味で伝送レートを示しているといえる。 FIG. 9C shows the same configuration as a conventional packet compliant with IEEE802.11p, but information on the transmission rate (modulation method) of physical data DATA described in the signal field SIG (hereinafter, rate information). )). The rate information described in the conventional signal field SIG has 4 bits and can express 16 types. However, since there are actually 8 types of allocation as shown in FIG. As shown in FIG. 10B, the degree of reduction of the level of the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band. The information is assigned to a combination pattern of information, information on a second modulation scheme used for modulation of a predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, and information on the predetermined number. Eight combinations that are considered to be effective are set in advance. An example of the setting is shown in FIGS. 11A and 11B. In the setting examples of FIGS. 11A and 11B, the combination pattern includes information on a first modulation scheme used for modulation of subcarriers other than a predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, and the first modulation scheme. Information about the number of subcarriers to be modulated is also included. Each of the combination patterns can be said to indicate a transmission rate in a certain sense.
例えば、図11A及び図11Bに示す組み合わせパターン設定を採用する場合、車載無線通信装置100を図12に示す構成とし、サブキャリア本数と同数の変調器2のうち、10個の変調器がQPSK変調を行いそれ以外の変調器が16QAM変調を行い、サブキャリア本数と同数の復調器16のうち、10個の復調器がQPSK復調を行いそれ以外の復調器が16QAM変調を行うようにするとよい。尚、図12において図4と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
For example, when the combination pattern setting shown in FIGS. 11A and 11B is adopted, the in-vehicle
図12に示す構成は、図4に示す構成に組み合わせパターン選択部19及び組み合わせパターン判定部20を追加した構成である。
The configuration shown in FIG. 12 is a configuration in which a combination
組み合わせパターン選択部19は、図11A及び図11Bに示す八つの組み合わせパターンから一つを選択し、その選択結果に応じて変調器2を制御して、サブキャリア毎のレベルを決定するとともに、どのサブキャリアにどの変調器を割り当てるかを決定してサブキャリア毎の変調方式も決定する。、また、組み合わせパターン選択部19は、その選択結果を物理ヘッダ処理部8にも出力する。物理ヘッダ処理部8は、組み合わせパターン選択部19の出力に基づいて、選択された組み合わせパターンの情報をシグナル・フィールドSIGに記載する。
The combination
組み合わせパターン判定部20は、物理ヘッダ処理部18の出力に基づいて、受信データの伝送に用いられている組み合わせパターンを判定し、その判定結果に応じて復調器16を制御して、どのサブキャリアにどの復調器を割り当てるかを決定してサブキャリア毎の復調方式を決定する。
Based on the output of the physical
また、チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルに対する前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアのレベルの低減度合い、前記チャネル帯域の両端の所定本数のサブキャリアの変調に用いられる第2の変調方式、及び前記所定本数等の本発明に係る信号変調方法の各種パラメータを状況に応じて適応的に変化させてもよい。例えば、図12に示す構成の車載無線通信装置100において、路車間通信等により、自車両200(図3参照)の現在位置での他システム(地上デジタルテレビジョン放送システム及び電気通信システム)との干渉状況(被干渉状況及び与干渉状況)を把握する干渉状況把握部から、組み合わせパターン選択部19が干渉状況を受け取るようにし、組み合わせパターン選択部19が干渉状況に応じて組み合わせパターンを選択するようにしてもよい。
Further, the degree of reduction of the level of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band relative to the level of subcarriers other than the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band, and modulation of the predetermined number of subcarriers at both ends of the channel band. Various parameters of the signal modulation method according to the present invention, such as the second modulation method used and the predetermined number, may be adaptively changed according to the situation. For example, in the in-vehicle
尚、上述した実施形態では、ITS車車間通信システムで用いられる車載無線通信装置を例に挙げて説明を行ったが、使用周波数帯の両端に他のシステムの使用周波数帯が隣接しているITS車車間通信システム以外の無線システム或いは使用周波数帯の片端のみに他のシステムの使用周波数帯が隣接している無線システムにおいて用いられる無線装置につても、本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the in-vehicle wireless communication device used in the ITS inter-vehicle communication system has been described as an example. However, the ITS in which the use frequency band of another system is adjacent to both ends of the use frequency band. The present invention can also be applied to a radio apparatus used in a radio system other than the inter-vehicle communication system or a radio system in which the use frequency band of another system is adjacent to only one end of the use frequency band.
また、本発明は、送信及び受信を行う無線装置(送受信装置)のみならず、送信のみを行う無線装置(送信装置)、受信のみを行う無線装置(受信装置)にも適用することができる。また、本発明は、OFDM変調のみならず、他のマルチキャリア変調にも適用することができる。 The present invention can be applied not only to a wireless device (transmission / reception device) that performs transmission and reception, but also to a wireless device (transmission device) that performs only transmission and a wireless device (reception device) that performs only reception. Further, the present invention can be applied not only to OFDM modulation but also to other multicarrier modulation.
1 シリアル/パラレル変換器(S/P変換器)
2 変調器
3 IFFT部
4 ガードインターバル付加部
5 付加処理部
6 デジタル/アナログ変換器(D/A変換器)
7 パワーアンプ
8 物理ヘッダ処理部
9 スイッチ
10 送受信アンテナ
11 可変利得アンプ
12 アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)
13 分離処理部
14 ガードインターバル除去部
15 FFT部
16 復調器
17 パラレル/シリアル変換器(P/S変換器)
18 物理ヘッダ処理部
19 組み合わせパターン選択部
20 組み合わせパターン判定部
100 ITS車車間通信を行う車載無線通信装置
200 車両
1 Serial / parallel converter (S / P converter)
2
7
13
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルを、
前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルよりも低くしている請求項1に記載の無線装置。 In the multicarrier modulation scheme,
The level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band,
The radio apparatus according to claim 1, wherein the level is lower than a level of a subcarrier other than a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band.
前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリアのレベルを、
前記チャネル帯域の片端又は両端の所定本数のサブキャリア以外のサブキャリアのレベルよりも低くしている請求項5に記載の信号変調方法。 In the multicarrier modulation scheme,
The level of a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band,
The signal modulation method according to claim 5, wherein the signal modulation method is lower than a level of a subcarrier other than a predetermined number of subcarriers at one or both ends of the channel band.
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