JP2010161650A - Communication device, communication system, transmission method, reception method, and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置、通信システム、送信方法、受信方法および通信方法に関する。 The present invention relates to a communication device, a communication system, a transmission method, a reception method, and a communication method.
マルチキャリア伝送方式は、情報を複数のサブキャリアと呼ばれる搬送波(キャリア)に分けて伝送する方式である。マルチキャリア伝送方式には、各サブキャリアに独立した変調シンボルを割り当てるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)、OFDMの技術を利用した多元接続方法であり、ユーザ毎にサブキャリアを割り当てるOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access;直交周波数分割多元接続)、OFDMに符号拡散の技術を応用し、変調シンボルに拡散符号をかけたものをサブキャリアにマッピングするMC−CDM(Multi Carrier−Code Division Multiplexing;マルチキャリア符号分割多重)などがある。 The multicarrier transmission scheme is a scheme in which information is divided into a plurality of carrier waves (carriers) called subcarriers. The multicarrier transmission scheme is a multiple access method using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which assigns an independent modulation symbol to each subcarrier, and OFDM technology. OFDMA assigns subcarriers to each user. (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), an application of code spreading technology to OFDM, MC-CDM (Multi Carrier-Code Division Multiplexing; mapping of modulation symbols to subcarriers) Multicarrier code division multiplexing).
マルチキャリア伝送において、マルチパスフェージングなどにより送信信号の振幅や位相が変動すると、受信側の通信装置は、その変動を補償する必要がある。かかる振幅や位相の変動を補償する方法として、パイロットシンボルと呼ばれる、送受信を行う通信装置間で既知のシンボルを送信信号の一部に挿入し、送信シンボルと受信シンボルとのずれから伝搬路推定を行なう方法がある。 In multicarrier transmission, if the amplitude or phase of a transmission signal varies due to multipath fading or the like, the communication device on the receiving side needs to compensate for the variation. As a method of compensating for such fluctuations in amplitude and phase, a known symbol called a pilot symbol between communication devices that perform transmission and reception is inserted into a part of a transmission signal, and propagation path estimation is performed from a deviation between the transmission symbol and the reception symbol. There is a way to do it.
図33は、パイロットシンボルが挿入された送信信号の例を表す概念図である。
同図では、8個のサブキャリアおよび12個のOFDMシンボルにより構成されるフレーム中に、周波数方向にはサブキャリア3個置きに、時間方法にはOFDMシンボル1個置きに、かつ、サブキャリア1個分ずれて、パイロットシンボルが配置されている。
これらのパイロットシンボルを用いて、パイロットシンボルが配置されている周波数・時間における伝搬路推定を行い、パイロットシンボルが配置されていない領域については、パイロットシンボルが配置されている領域の伝搬路推定値から補間して伝搬路推定値を得る。これにより、振幅と位相の時間変動と周波数変動を推定することができる。
なお、図33のように、周波数方向および時間方向に散在して配置されたパイロットシンボルを、スキャッタードパイロットシンボル(Scattered Pilot Symbol)という。
FIG. 33 is a conceptual diagram illustrating an example of a transmission signal in which pilot symbols are inserted.
In the figure, in a frame composed of 8 subcarriers and 12 OFDM symbols, every 3 subcarriers in the frequency direction, every 1 OFDM symbol in the time direction, and subcarrier 1 A pilot symbol is arranged with a shift.
These pilot symbols are used to estimate the propagation path at the frequency and time at which the pilot symbols are arranged. For areas where the pilot symbols are not arranged, the propagation path estimation values of the areas where the pilot symbols are arranged are used. Interpolated to obtain a propagation path estimate. This makes it possible to estimate time variation and frequency variation in amplitude and phase.
Note that, as shown in FIG. 33, pilot symbols scattered and arranged in the frequency direction and the time direction are referred to as scattered pilot symbols (Scattered Pilot Symbols).
また、マルチキャリア伝送では、マルチパスの影響により、シンボル間干渉、キャリア間干渉、遅延波の信号電力低下に伴う信号対干渉雑音比低下の3つの問題が生じ、復元される信号の信頼性が低下する。
図34は、3波のマルチパスの例を示す概念図である。図34において、W1101は最も早く到来する波、W1102およびW1103は遅延波を表す。
まず、図34のFFT(高速フーリエ変換;Fast Fourier Transform)区間をFFTしてシンボルSjを得る際、FFT区間内に、遅延波W1102、W1103のシンボルSiの一部が含まれており、FFTの結果得られる位相や振幅や周波数がずれるシンボル間干渉が生じる。
次に、遅延波W1102、W1103のシンボルSiとシンボルSjの境界が、FFT区間内に存在するため、Sjの周期性が保たれず、当該不連続部分が高調波として他のサブキャリアに干渉する、キャリア間干渉が生じる。
さらに、FFT区間に、シンボルSjではなくシンボルSiの一部が含まれる結果、シンボルSjの電波の電力が低下し、信号対干渉雑音電力比(SINR;Signal to Inteference and Noise Ratio)の低下が生じる。
Also, in multicarrier transmission, due to the effects of multipath, three problems of intersymbol interference, intercarrier interference, and signal-to-interference noise ratio reduction associated with signal power reduction of delayed wave occur, and the reliability of the restored signal is reduced. descend.
FIG. 34 is a conceptual diagram illustrating an example of multipath of three waves. In FIG. 34, W1101 represents the earliest wave, and W1102 and W1103 represent delayed waves.
First, when FFT is performed on the FFT (Fast Fourier Transform) section of FIG. 34 to obtain the symbol Sj, a part of the symbol Si of the delayed waves W1102 and W1103 is included in the FFT section. Intersymbol interference in which the resulting phase, amplitude, and frequency are shifted occurs.
Next, since the boundary between the symbols Si and Sj of the delayed waves W1102 and W1103 exists in the FFT interval, the periodicity of Sj is not maintained, and the discontinuous part interferes with other subcarriers as harmonics. Inter-carrier interference occurs.
Furthermore, as a result of including a part of the symbol Si instead of the symbol Sj in the FFT interval, the power of the radio wave of the symbol Sj is reduced, and a signal to interference and noise ratio (SINR) is reduced. .
マルチパスが引き起こすこれら3つの問題の対策として、送信側の通信装置において、時間領域のOFDMシンボルの先頭に、自シンボルの後の部分のコピーを付加する方法がある。これを、ガードインターバル(Guard Interval、GI)またはサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix、CP)と呼ぶが、本明細書では、ガードインターバルという用語をして、この、後の部分のコピーが付与された時間区間を指称するものとする。 As a countermeasure against these three problems caused by multipath, there is a method of adding a copy of the portion after the own symbol to the head of the OFDM symbol in the time domain in the communication apparatus on the transmission side. This is called a guard interval (GI) or a cyclic prefix (CP). In this specification, the term guard interval is used, and a time when a copy of a later part is given. A section shall be designated.
図35は、ガードインターバルを付加された送信信号の、3波のマルチパスの例を示す概念図である。同図において、W1201は最も早く到来する波、W1202およびW1203は遅延波を表す。簡単のため、W1201、W1202、W1203が重ね合わさった波が受信信号であるとする。 FIG. 35 is a conceptual diagram illustrating an example of a 3-wave multipath of a transmission signal to which a guard interval is added. In the figure, W1201 represents the earliest wave, and W1202 and W1203 represent delayed waves. For simplicity, it is assumed that a wave in which W1201, W1202, and W1203 are superimposed is a received signal.
ガードインターバルの波形は、当該シンボルの後の部分のコピーであるため、図35のFFT区間において、遅延波W1202,W1203は巡回遅延となり、周期性が保たれる。このため、各サブキャリアが直交し、キャリア間干渉が発生しない。また、図35の通り、SiのFFT区間への漏れこみが存在しないため、シンボル間干渉が発生しない。さらに、遅延波におけるSjの電力低下も防げる。FFT後の信号も、位相や振幅にずれが生じるものの、送信信号と受信信号との間の振幅及び位相のずれ(周波数応答)を推定(伝搬路推定)し、補償することによって送信シンボルと同一のシンボルが得られる。 Since the waveform of the guard interval is a copy of the subsequent portion of the symbol, the delayed waves W1202 and W1203 are cyclic delays in the FFT interval of FIG. 35, and the periodicity is maintained. For this reason, the subcarriers are orthogonal to each other and no intercarrier interference occurs. Further, as shown in FIG. 35, since there is no leakage into the FFT section of Si, no intersymbol interference occurs. Furthermore, the power reduction of Sj in the delayed wave can be prevented. The signal after FFT also has a phase and amplitude shift, but the same as the transmission symbol by estimating (compensating for the propagation path) and compensating for the amplitude and phase shift (frequency response) between the transmission signal and the reception signal. Symbol is obtained.
マルチパスの影響を低減できる程度は、ガードインターバルの長さに依存する。
図36は、ガードインターバル区間(時間軸上におけるガードインターバルの区間)を超える遅延波が到来する場合のチャネルインパルス応答値の例を表す概念図である。同図において、先頭の4波がガードインターバル区間内であり、それ以外の8波がその区間を超えている。
図37は、図36の遅延波が干渉を起こす例を表す概念図である。同図において、後の8波の前のシンボル区間がガードインターバル区間を超えてFFT区間にかかっており、シンボル間干渉、キャリア間干渉、該当する8パスの信号電力低下を生ぜしめる。
ガードインターバル区間を超える遅延波への対策としては、ガードインターバルを長くすることが考えられる。例えば、非特許文献1では、同一のサブフレーム(フレーム、スロット)にある各シンボルのガードインターバルを通常のものよりも長くする方法が示されている。
The degree to which the effect of multipath can be reduced depends on the length of the guard interval.
FIG. 36 is a conceptual diagram illustrating an example of a channel impulse response value when a delayed wave that exceeds the guard interval section (guard interval section on the time axis) arrives. In the figure, the top four waves are within the guard interval section, and the other eight waves exceed that section.
FIG. 37 is a conceptual diagram showing an example in which the delayed wave of FIG. 36 causes interference. In the same figure, the symbol section before the next eight waves extends beyond the guard interval section to the FFT section, causing intersymbol interference, intercarrier interference, and signal power reduction of the corresponding eight paths.
As a countermeasure against the delayed wave exceeding the guard interval section, it can be considered to lengthen the guard interval. For example, Non-Patent
しかしながら、非特許文献1の方法を始めとする従来の方法では、フレーム毎、すなわち複数のOFDMシンボル毎にガードインターバル区間を設定しているため、例えば、パイロットシンボルのガードインターバル区間を長くするためには、同一OFDMシンボル内にある全てのシンボルのガードインターバル区間を長くする必要があり、伝送効率が低下する。
However, in the conventional method including the method of Non-Patent
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通常のガードインターバル区間を超える遅延波が到来する環境において、復元されるシンボルの信頼性を高めつつ、伝送効率の低下を抑えることのできる通信装置、通信システム、送信方法、受信方法および通信方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce transmission efficiency while improving the reliability of restored symbols in an environment where a delayed wave exceeding the normal guard interval section arrives. Is to provide a communication device, a communication system, a transmission method, a reception method, and a communication method.
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の第1の通信装置は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して通信する第1の通信装置であって、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第1のガードインターバルを付加した第1のパイロットシンボルが散在する、第1のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルを付加した第2のパイロットシンボルが散在する、第2のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部を具備することを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first communication device according to the present invention is a first communication device that performs multi-carrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal and performs communication. The first pilot symbols to which the first guard interval is added are interspersed among the subcarriers constituting the multicarrier at the same time, and the multicarrier is constituted at the same time as the first multicarrier symbol. A transmission symbol generation unit for generating a signal including a second multicarrier symbol in which second pilot symbols added with a second guard interval longer than the first guard interval are interspersed between subcarriers It is characterized by comprising.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、一部の前記第2のマルチキャリアシンボルは、情報データ信号のシンボルである情報データシンボルを含むことを特徴とする。 The first communication apparatus of the present invention is the first communication apparatus described above, wherein some of the second multicarrier symbols include information data symbols that are symbols of an information data signal. And
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、一部の前記第2のマルチキャリアシンボルは、制御信号のシンボルである制御シンボルを含むことを特徴とする。 The first communication apparatus of the present invention is the first communication apparatus described above, wherein some of the second multicarrier symbols include control symbols that are symbols of a control signal. .
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第1のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第1のガードインターバルを付加して前記第1のマルチキャリアシンボルを生成する第1のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第2のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第2のガードインターバルを付加して前記第2のマルチキャリアシンボルを生成する第2のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第1のマルチキャリアシンボルと、前記第2のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重する多重部とを具備することを特徴とする。 The first communication apparatus of the present invention is the first communication apparatus described above, wherein the transmission symbol generation unit adds the first guard interval to a symbol including the first pilot symbol. A first multicarrier symbol generating section configured to generate the first multicarrier symbol; and generating the second multicarrier symbol by adding the second guard interval to a symbol including the second pilot symbol. A second multicarrier symbol generation unit, a multiplexing unit that multiplexes the first multicarrier symbol and the second multicarrier symbol in a time domain are provided.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記第2のマルチキャリアシンボル生成部が前記第2のガードインターバルを付加するシンボルは、パイロットシンボルであり、前記送信シンボル生成部は、前記第2のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第2のマルチキャリアシンボルを記憶する第2のマルチキャリアシンボル記憶部を具備することを特徴とする。 The first communication device of the present invention is the first communication device described above, and the symbol to which the second multicarrier symbol generation unit adds the second guard interval is a pilot symbol, The transmission symbol generation unit includes a second multicarrier symbol storage unit that stores the second multicarrier symbol generated by the second multicarrier symbol generation unit.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルを位相回転し、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと同じサブキャリアの時間方向に1つ前に配置されるシンボルであって、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相回転部と、前記第1のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転部が生成したシンボルとを周波数領域で多重する周波数領域シンボル多重部と、前記周波数領域シンボル多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域の信号に変換する逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部が変換した時間領域の信号に、前記第1のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入部とを具備することを特徴とする。 The first communication device of the present invention is the first communication device described above, wherein the transmission symbol generation unit phase-rotates a symbol to which the second guard interval is added, A phase rotation unit that generates a symbol that is arranged immediately before in the time direction of the same subcarrier as a symbol to which a guard interval is added, and that forms a part of the second guard interval; A frequency domain symbol multiplexing unit that multiplexes a symbol to which one guard interval is added, a symbol to which the second guard interval is added, and a symbol generated by the phase rotation unit in the frequency domain; and the frequency domain symbol An inverse Fourier transform unit that performs inverse Fourier transform on the symbols multiplexed by the multiplexing unit to convert the symbol into a time domain signal, and the inverse Fourier transform unit converts the symbol The signal of the time domain, characterized by comprising a guard interval inserting unit that adds a guard interval length of the first guard interval.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルは、パイロットシンボルであり、前記送信シンボル生成部は、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転部が生成したシンボルとを記憶する第2のシンボル記憶部を具備することを特徴とする。 The first communication device of the present invention is the first communication device described above, wherein the symbol to which the second guard interval is added is a pilot symbol, and the transmission symbol generator is And a second symbol storage unit that stores a symbol to which two guard intervals are added and a symbol generated by the phase rotation unit.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルを位相回転し、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルと同じサブキャリアの時間方向に1つ後に配置されるシンボルであって、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルを生成する位相回転部と、前記第1のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルとを周波数領域において多重する周波数領域シンボル多重部と、前記周波数領域シンボル多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域のシンボルに変換する逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部が変換した時間領域のシンボルに、前記第1のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入部とを具備することを特徴とする。 The first communication device of the present invention is the first communication device described above, wherein the transmission symbol generation unit phase-rotates symbols constituting a part of the second guard interval, and A phase rotation unit that generates a symbol that is placed one time behind in the time direction of the same subcarrier as a symbol that constitutes a part of the guard interval of two, and to which the second guard interval is added; A frequency domain symbol multiplexing unit that multiplexes, in the frequency domain, a symbol to which a first guard interval is added, a symbol to which the second guard interval is added, and a symbol that forms part of the second guard interval. And inverse Fourier transform that converts the symbols multiplexed by the frequency domain symbol multiplexing unit into symbols in the time domain. And parts, the symbol in the time the inverse Fourier transform unit is converted area, characterized by comprising a guard interval inserting unit that adds a guard interval length of the first guard interval.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記第1のパイロットシンボルの送信電力を割り当てる低電力割当て部と、前記第2のパイロットシンボルの送信電力を、前記低電力割り当て部が割り当てる送信電力よりも高い電力を割り当てる高電力割当て部とを具備することを特徴とする。 A first communication device of the present invention is the first communication device described above, wherein the transmission symbol generation unit includes a low power allocation unit that allocates transmission power of the first pilot symbol, and the second And a high power allocating unit that allocates higher transmission power of pilot symbols than the transmission power allocated by the low power allocating unit.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、通信相手の第2の通信装置からの、前記第2のパイロットシンボルが不要との通知、または、該第2のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの通知を受信すると、前記第2のパイロットシンボルをマッピングしない、または、前記第2のパイロットシンボルをマッピングする数を減ずることを特徴とする。 The first communication device of the present invention is the first communication device described above, and the transmission symbol generator does not need the second pilot symbol from the second communication device of the communication partner. Or a notification indicating that the number of the second pilot symbols may be reduced, the second pilot symbols are not mapped, or the number of mapping the second pilot symbols is reduced. Features.
また、本発明の第1の通信装置は、上述の第1の通信装置であって、前記送信シンボル生成部は、前記通信相手の第2の通信装置からの、前記第2のパイロットシンボルが不要との前記通知、または、該第2のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの前記通知を受信すると、前記第2のパイロットシンボルをマッピングすることが予定されていた位置に、前記第1のガードインターバルが付加されるシンボルをマッピングすることを特徴とする。 The first communication device of the present invention is the first communication device described above, and the transmission symbol generation unit does not need the second pilot symbol from the second communication device of the communication partner. Or the notification that the number of the second pilot symbols may be reduced, the first guard is placed at a position where the second pilot symbols are scheduled to be mapped. It is characterized by mapping symbols to which intervals are added.
また、本発明の第2の通信装置は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調された信号を受信する第2の通信装置であって、第1のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第1のパイロットシンボルと、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部とを具備することを特徴とする。 The second communication apparatus of the present invention is a second communication apparatus that receives a signal obtained by multi-carrier modulation of a symbol, which is a basic unit of a digital signal, to which a first guard interval is added at the same time. 1, the first pilot symbols scattered between the subcarriers constituting the multicarrier and the second guard interval longer than the first guard interval are added, and the subcarriers constituting the multicarrier at the same time A radio reception unit that receives a signal including second pilot symbols interspersed between, a pilot separation unit that separates the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal; From the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol, each sub-carrier Characterized by comprising a propagation path channel estimation unit for calculating an estimated value.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記第1のパイロットシンボルから算出した第1の伝搬路推定値と、前記第2のパイロットシンボルから算出した第2の伝搬路推定値とを重み付け合成することを特徴とする。 The second communication device of the present invention is the second communication device described above, wherein the propagation path estimation unit includes a first propagation path estimated value calculated from the first pilot symbol, The second propagation path estimated value calculated from the two pilot symbols is weighted and combined.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記第1の伝搬路推定値および前記第2の伝搬路推定値は、周波数応答の推定値であり、前記伝搬路推定部は、同じサブキャリアに関する前記第1の伝搬路推定値と前記第2の伝搬路推定値とを重み付け合成し、該重み付け合成結果を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。 Further, the second communication device of the present invention is the second communication device described above, wherein the first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value are estimated values of frequency response, The propagation path estimator weights and synthesizes the first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value for the same subcarrier, and interpolates the weighted combined result in the frequency direction to obtain each subcarrier. The propagation path estimated value of is calculated.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記第1の伝搬路推定値および前記第2の伝搬路推定値は、周波数応答の推定値であり、前記伝搬路推定部は、前記第1の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第1の伝搬路推定値を算出し、前記第2の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第2の伝搬路推定値を算出し、各々のサブキャリアにおける前記第1の伝搬路推定値と前記第2の伝搬路推定値とを重み付け合成することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。 Further, the second communication device of the present invention is the second communication device described above, wherein the first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value are estimated values of frequency response, The propagation path estimation unit calculates the first propagation path estimated value of each subcarrier by interpolating the first propagation path estimated value in the frequency direction, and uses the second propagation path estimated value in the frequency direction. By calculating the second propagation path estimated value of each subcarrier, and weighting and combining the first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value in each subcarrier. In addition, the channel estimation value of each subcarrier is calculated.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記伝搬路推定部が行う前記合成は重み付け合成であって、該重み付け合成の重み係数中に、時間毎に値が異なる、時間方向の重み成分を含むことを特徴とする。 The second communication device of the present invention is the above-described second communication device, wherein the synthesis performed by the propagation path estimation unit is weighted synthesis, and the weighting coefficient of the weighted synthesis includes an Includes a weight component in the time direction that has different values.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記第1の伝搬路推定値および前記第2の伝搬路推定値は、チャネルインパルス応答の推定値であり、前記伝搬路推定部は、前記第1の伝搬路推定値および前記第2の伝搬路推定値のうち、遅延時間が同一の成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。 Moreover, the 2nd communication apparatus of this invention is the above-mentioned 2nd communication apparatus, Comprising: The said 1st propagation path estimated value and the said 2nd propagation path estimated value are estimated values of a channel impulse response. The channel estimation unit calculates a channel impulse response estimated value calculated by weighting and combining components having the same delay time among the first channel estimated value and the second channel estimated value as a time frequency. Conversion is performed to calculate a propagation path estimation value of each subcarrier.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記第1の伝搬路推定値および前記第2の伝搬路推定値のうち、遅延時間が前記第1のガードインターバルの長さ以内の成分を相加平均し、遅延時間が前記第1のガードインターバルの長さを超える成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする。 The second communication device of the present invention is the second communication device described above, wherein the propagation path estimation unit includes the first propagation path estimation value and the second propagation path estimation value. An estimated value of the channel impulse response calculated by arithmetically averaging components whose delay time is within the length of the first guard interval and weighting and combining components whose delay time exceeds the length of the first guard interval. A propagation frequency estimated value of each subcarrier is calculated by time-frequency conversion.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、前記第1の伝搬路推定値の成分における遅延時間のうち、前記第1のガードインターバルを超えた時間に基づく値を用いて、重み付け合成を行うこと
を特徴とする。
The second communication device of the present invention is the above-described second communication device, wherein the propagation path estimation unit adds a delay in a component of the first propagation path estimation value to the weighting coefficient of the weighting synthesis. Weighting is performed using a value based on a time exceeding the first guard interval among the times.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、各サブキャリアの受信信号に含まれる、信号に対する干渉および雑音の強さの比に基づく値を用いて、重み付け合成を行うことを特徴とする。 The second communication device of the present invention is the above-described second communication device, wherein the propagation path estimation unit is configured to process a signal included in a received signal of each subcarrier in the weighting coefficient of the weighting synthesis. Weighting synthesis is performed using a value based on the ratio of interference and noise intensity.
また、本発明の第2の通信装置は、上述の第2の通信装置であって、前記伝搬路推定部は、前記重み付け合成の重み係数に、通信相手の第1の通信装置から受信した、前記第1のパイロットシンボルの送信電力を示す値と、前記第2のパイロットシンボルの送信電力を示す値とに基づく値を用いることを特徴とする。 Further, the second communication device of the present invention is the second communication device described above, wherein the propagation path estimation unit receives the weighting combination weight coefficient from the first communication device of the communication partner. A value based on a value indicating the transmission power of the first pilot symbol and a value indicating the transmission power of the second pilot symbol is used.
また、本発明の通信システムは、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して通信する、第1の通信装置と第2の通信装置とを具備する通信システムであって、前記第1の通信装置は、第1のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第1のパイロットシンボルと、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第2のパイロットシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部を具備し、前記第2の通信装置は、前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、
前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部とを具備することを特徴とする。
The communication system of the present invention is a communication system comprising a first communication device and a second communication device, which communicate by performing multicarrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal. In the communication apparatus, the first guard interval is added, and at the same time, the first pilot symbols scattered between the subcarriers constituting the multicarrier and the second guard longer than the first guard interval. An interval is added, and at the same time, a transmission symbol generation unit that generates a signal including second pilot symbols scattered between subcarriers constituting a multicarrier is provided. A radio receiver for receiving a signal including a first pilot symbol and the second pilot symbol;
A pilot demultiplexer that separates the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal, and each subcarrier from the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol. And a propagation path estimator that calculates a propagation path estimated value.
また、本発明の送信方法は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して通信する第1の通信装置の送信方法であって、前記第1の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第1のガードインターバルを付加した第1のパイロットシンボルが散在する、第1のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルを付加した第2のパイロットシンボルが散在する、第2のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程を備えることを特徴とする。 The transmission method of the present invention is a transmission method of a first communication device that performs communication by multicarrier modulation of symbols that are basic units of a digital signal, and the first communication device is configured to Between the first multicarrier symbols in which the first pilot symbols added with the first guard interval are interspersed between the subcarriers constituting the carrier and the subcarriers constituting the multicarrier at the same time, And a transmission symbol generation step of generating a signal including a second multicarrier symbol in which second pilot symbols added with a second guard interval longer than the first guard interval are scattered. .
また、本発明の受信装置は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して通信する第2の通信装置の受信方法であって、前記第2の通信装置が、第1のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第1のパイロットシンボルと、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、前記第2の通信装置が、前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離過程と、前記第2の通信装置が、抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程とを備えることを特徴とする。 The receiving apparatus of the present invention is a receiving method of a second communication apparatus that performs multi-carrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal, and the second communication apparatus includes a first guard interval. Is added, and at the same time, a first pilot symbol scattered between subcarriers constituting the multicarrier and a second guard interval longer than the first guard interval are added. A radio reception process for receiving a signal including second pilot symbols interspersed between subcarriers constituting a carrier, and the second communication apparatus receives the first pilot symbol from the received signal, and A pilot separation process for separating a second pilot symbol; and the second communication apparatus includes the extracted first pattern. And a lot symbol and the second pilot symbol, characterized in that it comprises a channel estimation step of calculating a channel estimation value of each subcarrier.
また、本発明の通信方法は、デジタル信号の基本単位であるシンボルをマルチキャリア変調して通信する、第1の通信装置と第2の通信装置とを備える通信システムの通信方法であって、前記第1の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第1のガードインターバルを付加した第1のパイロットシンボルが散在する、第1のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルを付加した第2のパイロットシンボルが散在する、第2のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程と、前記第2の通信装置が、前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、前記第2の通信装置が、前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、前記第2の通信装置が、抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程とを備えることを特徴とする。 The communication method of the present invention is a communication method of a communication system including a first communication device and a second communication device, which performs communication by performing multicarrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal, At the same time as the first multicarrier symbol, in which the first communication apparatus is interspersed with the first pilot symbols to which the first guard interval is added among the subcarriers constituting the multicarrier at the same time. Generating a signal including a second multicarrier symbol in which second pilot symbols added with a second guard interval longer than the first guard interval are interspersed between subcarriers constituting the multicarrier A transmission symbol generation process, and the second communication device includes the first pilot symbol and the second pi A radio reception process for receiving a signal including a first symbol, a pilot separation unit for separating the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal by the second communication apparatus; The second communication apparatus includes a channel estimation process for calculating a channel estimation value of each subcarrier from the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol.
この発明によれば、マルチキャリア伝送において、パイロットシンボルから得られる伝搬路推定の精度を高めることができ、かつ、高い伝送効率を得ることができる。 According to the present invention, in multicarrier transmission, the accuracy of channel estimation obtained from pilot symbols can be increased, and high transmission efficiency can be obtained.
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、パイロットシンボルを含む信号を送信する通信装置を第1の通信装置、該信号を受信し、該信号に含まれるパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う通信装置を第2の通信装置と呼んで両者を区別するが、これらは両者の機能を併せ持つ通信装置であってもよい。すなわち、送信時にはパイロットシンボルを含む信号を送信し、かつ、受信時にはパイロットシンボルを含む信号を受信して、そのパイロットシンボルを用いて伝搬路推定を行う通信装置であってもよい。また、第1の通信装置は、送信のみを行う送信装置を含み、第2の通信装置は、受信のみを行う受信装置を含む。
図1は、この発明の第1の実施形態による、第1の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
<First Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a communication device that transmits a signal including a pilot symbol is a first communication device, and a communication device that receives the signal and estimates a propagation path using the pilot symbol included in the signal is a second communication device. Although both are distinguished by calling an apparatus, these may be a communication apparatus having both functions. That is, a communication apparatus that transmits a signal including a pilot symbol at the time of transmission, receives a signal including a pilot symbol at the time of reception, and performs channel estimation using the pilot symbol. The first communication device includes a transmission device that performs only transmission, and the second communication device includes a reception device that performs only reception.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a first communication device according to the first embodiment of the present invention.
図1において、第1の通信装置100は、送信シンボル生成部190と、無線送信部360と、アンテナ370とを具備する。
送信シンボル生成部190は、ノーマルGIシンボル生成部(第1のマルチキャリアシンボル生成部)200と、ロングGIシンボル生成部(第2のマルチキャリアシンボル生成部)250と、多重部350とを具備する。
ノーマルGIシンボル生成部200は、符号部300と、変調部310と、第1のマッピング部320と、IFFT(逆高速フーリエ変換;Inverse Fast Fourier Transform)部330aと、ノーマルGI挿入部(第1のガードインターバル挿入部)340とを具備する。ノーマルGIシンボル生成部200は、ガードインターバルが付加されたシンボルを生成する。以下、ノーマルGIシンボル生成部200が付加するガードインターバルを「ノーマルGI(第1のガードインターバル、通常のガードインターバル)」、ノーマルGIが付加されたシンボルを「ノーマルGIシンボル(第1のシンボル)」という。
ロングGIシンボル生成部250は、マッピング部2(第2のマッピング部)325と、IFFT部330bと、ロングGI挿入部(第2のガードインターバル挿入部)345とを具備する。ロングGIシンボル生成部250は、通常のガードインターバルよりもインターバル区間(長さ)が長いガードインターバル(ロングガードインターバル、ロングGI、第2のガードインターバル)が付加されたロングGIシンボル(第2のシンボル)を生成する部分である。
In FIG. 1,
Transmission
The normal GI
The long GI
送信したい情報データのデジタル信号である情報データ信号は、まず、ノーマルGIシンボル生成部200の符号部300に入力される。符号部300は、畳込み符号やターボ符号などの誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化された信号は、変調部310に出力される。
An information data signal that is a digital signal of information data to be transmitted is first input to the
変調部310は、符号部300より入力された信号を、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying;4相位相変調)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation;直交振幅変調)などの変調方式により変調し、情報データ信号の変調シンボルである、情報データシンボルを生成する。情報データシンボルは、第1のマッピング部320に出力される。
第1のマッピング部320には、変調部310からの出力と、ノーマルGIパイロットシンボルとが入力される。以下、第1のマッピング部320に入力されるパイロットシンボルを「第1のパイロットシンボル」と呼ぶ。
第1のマッピング部320は、後述のように、フレーム中の各位置(リソースエレメント)のうち、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる、予め設定されたリソースエレメント以外のリソースエレメントに、変調部310より入力された情報データのシンボルまたはパイロットシンボルを1個マッピングする。ここで、リソースエレメントは、予め決められた幅の時間と周波数で区切られた領域であり、1つの変調シンボルが配置される領域である。スキャッタードパイロットシンボルとして送信する場合は、パイロットシンボルが、周波数方向および時間方向に散在するようにマッピングを行う。マッピングは、逆フーリエ変換前に行われる点で、周波数領域におけるシンボルの多重といえる。
マッピングされたシンボルは、IFFT部330aに出力される。
As will be described later,
The mapped symbol is output to
IFFT部330aは、第1のマッピング部320がマッピングした、情報データシンボルおよびパイロットシンボルに対してIFFT処理を行い、周波数領域の信号であるマッピングされた変調シンボルから時間領域の信号に変換する。変換された時間領域の信号は、ノーマルGI挿入部340へ出力される。
ノーマルGI挿入部340は、IFFT部330aから入力された時間領域の信号に、通常のガードインターバルを付加して、ノーマルGI−OFDMシンボル(第1のマルチキャリアシンボル)を生成する。ノーマルGI−OFDMシンボルは、多重部350へ出力される。
このノーマルGI挿入部340の出力は、情報データシンボル、パイロットシンボルなどの変調シンボルに、ノーマルGIが付されたノーマルGIシンボルが周波数方向に多重された信号である。なお、ノーマルGIが付されたパイロットシンボルを、ノーマルGIパイロットシンボルとも称する。
The normal
The output of the normal
ロングGIシンボル生成部250には、別のパイロットシンボル、すなわちロングGIパイロットシンボルが入力される。ロングGIシンボル生成部250の第2のマッピング部325は、入力されたパイロットシンボルを予め設定されたリソースエレメントにマッピングする。スキャッタードパイロットシンボルとする場合は、ノーマルGIパイロットシンボルと同様に、周波数方向および時間方向に散在させるようにマッピングを行う。
マッピングされたパイロットシンボルは、IFFT部330bに出力される。
なお、以下では、第2のマッピング部325に入力されるパイロットシンボルを「第2のパイロットシンボル」と呼んで、前記「第1のパイロットシンボル」と区別するが、両者は付加されるGIの長さが異なるものであって、パイロット信号の変調シンボルとしての違いは無い。
Another pilot symbol, that is, a long GI pilot symbol is input to long GI
The mapped pilot symbol is output to
In the following, the pilot symbol input to the
IFFT部330bは、第2のマッピング部325がマッピングしたパイロットシンボルに対して、IFFT処理を行い、周波数領域の信号であるマッピングされたパイロットシンボルから時間領域の信号に変換する。変換された時間領域の信号は、ロングGI挿入部345へ出力される。
ロングGI挿入部345は、IFFT部330bから入力された時間領域の信号に、ノーマルGI挿入部340が付加した通常のガードインターバルよりも長いガードインターバル(第2のガードインターバル)を付加して、ロングGI−OFDMシンボル(第2のマルチキャリアシンボル)を生成する。
The long
多重部350は、ノーマルGIシンボル生成部200が生成した、ノーマルGI−OFDMシンボルの時間領域の信号と、ロングGIシンボル生成部250が生成した、ロングGI−OFDMシンボルの時間領域の信号とを、それぞれ加算(多重)する。
無線送信部360では、多重部350が多重したOFDMシンボルに対して、デジタル―アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナ370より送信する。
The
図2は、第1のマッピング部320が情報データシンボルおよびノーマルGIパイロットシンボルをマッピングした例を示す概念図である。
同図の、4OFDMシンボルと8サブキャリアで構成されるフレーム中において、点線の丸で示されている、周波数の低い方から3番目と6番目のサブキャリアのそれぞれにおける、2番目と3番目のOFDMシンボルのリソースエレメント(B223、B233、B226、B236)が、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる位置である。ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる位置は、例えばシステムの既定値として予め決められており、あるいは、伝搬路の状況に応じた外部からの割り当て信号として第1のマッピング部に入力され、第1のマッピング部は当該位置を予め設定されている。あるいは、情報データシンボルをマッピングする位置、ノーマルGIが付されるパイロットシンボルをマッピングする位置を、予め設定されている。第1のマッピング部は、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる位置にはシンボルを何もマッピングせず、空白(ゼロ)をマッピングする。ノーマルGIパイロットシンボルは、2番目と5番目と8番目とのサブキャリアにおいて3番目のOFDMシンボルの位置にマッピングされている(B232、B235、B238)。他の位置には、情報データシンボルがマッピングされている。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example in which the
In the frame composed of 4 OFDM symbols and 8 subcarriers in the figure, the second and third subcarriers in the third and sixth subcarriers from the lowest frequency indicated by dotted circles, respectively. The resource elements (B223, B233, B226, B236) of the OFDM symbol are positions where the long GI pilot symbols are mapped. The position where the long GI pilot symbol is mapped is determined in advance as a default value of the system, for example, or is input to the first mapping unit as an externally assigned signal according to the state of the propagation path, The mapping unit has the position set in advance. Alternatively, the position for mapping the information data symbol and the position for mapping the pilot symbol to which the normal GI is attached are set in advance. The first mapping unit does not map any symbol at a position where the long GI pilot symbol is mapped, and maps a blank (zero). The normal GI pilot symbol is mapped to the position of the third OFDM symbol in the second, fifth and eighth subcarriers (B232, B235, B238). Information data symbols are mapped at other positions.
図3は、第2のマッピング部325がロングGIパイロットシンボルをマッピングした例を示す概念図である。第2のマッピング部も、第1のマッピング部と同様、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる位置を予め設定されている。図3においても図2と同じく、3番目と6番目のサブキャリアのそれぞれにおける、2番目と3番目のOFDMシンボルのリソースエレメント(B323、B333、B326、B336)が、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる位置である。このうち、3番目のOFDMシンボルのリソースエレメント(B333、B336)にパイロットシンボルがマッピングされる。2番目のOFDMシンボルのリソースエレメント(B323、326)は、ロングGIを付加するためにゼロがマッピングされている。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example in which the
図4は、多重部350が多重した信号に含まれるOFDMシンボルの構成例を表す概念図である。図4は、図2および図3でマッピングしたシンボルをそれぞれIFFT処理し、ノーマルGIおよびロングGIを挿入した後、多重したOFDMシンボルの周波数成分と時間成分を表している。ノーマルGIシンボル生成部200でマッピングされたシンボルとロングGIシンボル生成部250でマッピングされたシンボルとは、互いに重なり合わないので、キャリア間が直交する。したがって、時間領域における両者の信号の複素振幅を加算することで、多重を行うことができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of an OFDM symbol included in the signal multiplexed by the
図4において、斜線によるハッチングで示したリソースエレメントが、スキャッタードパイロットシンボルとしてマッピングされ、ガードインターバルが挿入された、ノーマルGIパイロットシンボルおよびロングGIパイロットシンボルを示している。
ロングGIを付加したOFDMシンボルの変調シンボル区間(白背景の斜線によるハッチング部分)は、ノーマルGIを付加した3番目のOFDMシンボルの変調シンボル区間(白背景のハッチングのない部分)と、時間方向にずれがない(一致している)。このため、受信側の第2の通信装置は、各サブキャリアに共通のFFT区間を設定することができる。
In FIG. 4, resource elements indicated by hatching with hatching are mapped as scattered pilot symbols, and normal GI pilot symbols and long GI pilot symbols into which guard intervals are inserted are shown.
The modulation symbol interval of the OFDM symbol to which the long GI is added (the hatched portion with a white background diagonal line) is the same as the modulation symbol interval of the third OFDM symbol to which the normal GI is added (the portion without the white background hatching) in the time direction. There is no deviation (matches). For this reason, the second communication apparatus on the receiving side can set an FFT interval common to each subcarrier.
つぎに、ノーマルGIおよびロングGIの、干渉への耐性について、説明する。
図5は、ノーマルGIを付加した情報データシンボルまたはパイロットシンボルと、ロングGIを付加したパイロットシンボルとを示す概念図である。同図では、ロングGIが付加されたシンボルは、ノーマルGIが付加されたシンボルに対して、2倍のOFDMシンボル長となっている。一方、両者の変調シンボル区間の長さは同じである。したがって、同図のロングGI長は、ノーマルGI長よりも1OFDMシンボル長だけ長い。なお、ガードインターバル区間は、変調シンボル区間の後ろの部分を、前方に付加することで実現されるが、変調シンボル区間の全部を前方に付加しても、ロングGIのOFDMシンボル長に満たない場合は、さらに変調シンボル区間の後ろの部分を前方に付加し、これを繰り返すことで、ロングGIは実現される。
Next, the resistance to interference of the normal GI and the long GI will be described.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an information data symbol or pilot symbol to which a normal GI is added and a pilot symbol to which a long GI is added. In the figure, the symbol to which the long GI is added has an OFDM symbol length twice that of the symbol to which the normal GI is added. On the other hand, the lengths of both modulation symbol sections are the same. Therefore, the long GI length in the figure is longer by one OFDM symbol length than the normal GI length. Note that the guard interval interval is realized by adding the rear portion of the modulation symbol interval in the front, but even if the entire modulation symbol interval is added in the front, the guard symbol interval is less than the long GI OFDM symbol length. In addition, a long GI is realized by adding a rear portion of the modulation symbol period to the front and repeating this.
図6は、ノーマルGIが付加されたシンボルの、最も早く到来する波および2つの遅延波が到来した場合を示す概念図である。
図6のFFT区間に対して、電波を受信した第2の通信装置がFFT処理を行う際、遅延波2の左から2番目のシンボルW622が、ガードインターバル区間を超えてFFT区間に含まれており、シンボル間干渉が生じる。
また、遅延波2における2番目のシンボルW622と3番目のシンボルW623との境界がFFT区間内に含まれている。このため、W623の周期性が保たれず、FFT処理後のシンボルにおいて、キャリア間干渉が生じる。
これに加え、FFT区間における遅延波2の一部は、2番目のシンボルであって3番目のシンボルではないため、3番目のシンボルの電波の電力が不足し、信号対干渉雑音比が低下する。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a case where the earliest arriving wave and two delayed waves arrive in a symbol to which a normal GI is added.
When the second communication apparatus that has received the radio wave performs the FFT process on the FFT interval in FIG. 6, the second symbol W622 from the left of the delayed wave 2 is included in the FFT interval beyond the guard interval interval. Intersymbol interference occurs.
Further, the boundary between the second symbol W622 and the third symbol W623 in the delay wave 2 is included in the FFT interval. For this reason, the periodicity of W623 is not maintained, and inter-carrier interference occurs in the symbol after FFT processing.
In addition, since part of the delayed wave 2 in the FFT interval is the second symbol and not the third symbol, the power of the radio wave of the third symbol is insufficient, and the signal-to-interference noise ratio is reduced. .
一方、図7は、ロングGIが付加されたシンボルの、最も早く到来する波および2つの遅延波が到来した場合を示す概念図である。図7のFFT区間に対して、電波を受信した第2の通信装置がFFT処理を行う際、図6で示したノーマルGIでは遅延波2の前のシンボルが、ガードインターバル区間を超えていたが、ロングGIはノーマルGIよりも長いので、遅延波2の前のシンボルW721はガードインターバル区間を超えず、シンボル間干渉、キャリア間干渉、および信号対干渉雑音比低下が生じない。
従って、ロングGIパイロットシンボルから得られる伝搬路推定値は、ノーマルGIパイロットシンボルから得られるものよりも高精度となる。このように精度の異なる伝搬路推定値を、後述するように、電波を受信した第2の通信装置が重み付け合成することにより、干渉および雑音の影響を低減して伝搬路推定を高精度化し、もって復元されるシンボルの信頼性を高めることができる。また、本実施形態では、OFDMシンボル中の一部、すなわちフレーム中の一部のシンボルに対してのみロングGIを付加するので、フレーム中の全てのシンボルのGIを長くする従来の方法よりも、伝送効率の低下を抑えることができる。
On the other hand, FIG. 7 is a conceptual diagram showing a case where the earliest arriving wave and two delayed waves arrive for a symbol to which a long GI is added. In the normal GI shown in FIG. 6, when the second communication device that has received the radio wave performs FFT processing on the FFT interval in FIG. 7, the symbol before the delayed wave 2 has exceeded the guard interval interval. Since the long GI is longer than the normal GI, the symbol W721 before the delayed wave 2 does not exceed the guard interval interval, and the intersymbol interference, the intercarrier interference, and the signal-to-interference noise ratio decrease do not occur.
Therefore, the channel estimation value obtained from the long GI pilot symbol is more accurate than that obtained from the normal GI pilot symbol. As described later, the second communication device that has received the radio wave performs weighted synthesis to reduce the influence of interference and noise, thereby improving the accuracy of the propagation path estimation. Thus, the reliability of the restored symbol can be improved. Further, in the present embodiment, since the long GI is added only to a part of the OFDM symbol, that is, a part of the symbol in the frame, the conventional method in which the GI of all the symbols in the frame is lengthened, A decrease in transmission efficiency can be suppressed.
なお、以上の説明では、ロングGIパイロットシンボルが、ノーマルGIが付加された情報データシンボルや、ノーマルGIパイロットシンボルのOFDMシンボル長に比べて、2倍のOFDMシンボル長である場合を説明したが、これに限るものではない。ロングGIのパイロットシンボルのOFDMシンボル長が、ノーマルGIの情報データシンボルのOFDMシンボル長よりも長ければよく、例えば、3倍のOFDMシンボル長や、1.5倍のOFDMシンボル長などでもよい。
なお、以上の説明では、ノーマルGIおよびロングGIの2種類のシンボルについて説明したが、これに限るものではなく、3種類以上のガードインターバル区間が異なるシンボルに対しても適用できる。つまり、第1のガードインターバルであるノーマルGIおよび複数種類の第2のガードインターバルであるロングGIとすることもできる。これは以下の実施形態でも同様である。
In the above description, the case where the long GI pilot symbol is twice the OFDM symbol length of the information data symbol to which the normal GI is added and the OFDM symbol length of the normal GI pilot symbol has been described. This is not a limitation. It is sufficient that the OFDM symbol length of the pilot symbol of the long GI is longer than the OFDM symbol length of the information data symbol of the normal GI, for example, the OFDM symbol length of 3 times, the OFDM symbol length of 1.5 times, or the like.
In the above description, two types of symbols, normal GI and long GI, have been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to symbols having three or more types of guard interval sections. That is, a normal GI that is the first guard interval and a long GI that is a plurality of types of second guard intervals may be used. The same applies to the following embodiments.
<第2の実施形態>
図8は、この発明の第2の実施形態による第1の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、図1の各部に対応する部分には同一の符号(200、300、310、320、330a、340、350、360、370)を付し、その説明を省略する。
図8は、ロングGIシンボル生成部250ではなく、ロングGIパイロットシンボル記憶部(第2のマルチキャリアシンボル記憶部)260を具備する点で図1と異なる。
<Second Embodiment>
FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the first communication device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals (200, 300, 310, 320, 330a, 340, 350, 360, 370) are assigned to portions corresponding to the respective portions in FIG.
FIG. 8 differs from FIG. 1 in that a long GI pilot symbol storage unit (second multicarrier symbol storage unit) 260 is provided instead of the long GI
図8の第1の通信装置101は、送信シンボル生成部191と、無線送信部360と、アンテナ370とを具備する。
送信シンボル生成部191は、ノーマルGIシンボル生成部200と、ロングGIパイロットシンボル記憶部260と、多重部350とを具備する。
ノーマルGIシンボル生成部200は、第1の実施形態の場合と同様、ノーマルGI−OFDMシンボルの時間領域の信号を、多重部350へ出力するが、その出力のタイミングは、制御部(図示せず)により制御される。
The
Transmission
The normal GI
ロングGIパイロットシンボル記憶部260は、第1の実施形態のロングGIシンボル生成部250で生成された、ロングGI−OFDMシンボルの時間領域の信号を予め記憶している。ロングGIパイロットシンボル記憶部260は、記憶している当該信号を多重部350へ出力するが、その出力のタイミングは、制御部(図示せず)により制御される。
ノーマルGIシンボル生成部200から出力された、ノーマルGI−OFDMシンボルの時間領域の信号と、ロングGIパイロットシンボル記憶部260から出力された、ロングGI−OFDMシンボルの時間領域の信号とは、第1の実施形態と同様、多重部350で多重され、無線送信部360を通じてアンテナ370より送信される。
The long GI pilot
The time domain signal of the normal GI-OFDM symbol output from the normal GI
以上より、第1の実施形態と同一の信号が送信されるので、第1の実施形態と同一の効果を得られ、かつ、パイロットシンボル生成部での処理が不要なので、第1の実施形態よりも回路規模および計算量が削減される。
なお、本実施形態では、ロングGIパイロットシンボルを含むロングGI−OFDMシンボルだけを記憶しているが、ロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルとを多重したOFDMシンボルを記憶しておいてもよい。この場合、送信を行う際には、第1のマッピング部320へは、パイロットシンボルは入力せず、変調部310からの出力のみを入力する。
As described above, since the same signal as that of the first embodiment is transmitted, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the processing in the pilot symbol generation unit is unnecessary. Also, the circuit scale and the calculation amount are reduced.
In the present embodiment, only the long GI-OFDM symbol including the long GI pilot symbol is stored, but an OFDM symbol obtained by multiplexing the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol may be stored. In this case, when performing transmission, only the output from
<第3の実施形態>
図9は、この発明の第3の実施形態による第1の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、図1の各部に対応する部分には同一の符号(300、310、330a、340、360、370)を付し、その説明を省略する。
図9は、ロングGIシンボル生成部250ではなく、ロングGI用マッピングシンボル生成部270を具備する点と、多重部350を備えていない点とで図1と異なる。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a schematic block diagram showing the configuration of the first communication device according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals (300, 310, 330a, 340, 360, 370) are assigned to the parts corresponding to the respective parts in FIG.
FIG. 9 differs from FIG. 1 in that long GI mapping
図9の第1の通信装置102は、送信シンボル生成部192と、無線送信部360と、アンテナ370とを具備する。
送信シンボル生成部192は、ノーマルGIシンボル生成部201と、ロングGI用マッピングシンボル生成部270とを具備する。
ロングGI用マッピングシンボル生成部270は、位相回転部385を具備する。
The
The transmission
The long GI mapping
ロングGI用マッピングシンボル生成部270は、入力されたパイロットシンボルと、位相回転部385において位相回転されたパイロットシンボルとをマッピング部(周波数領域シンボル多重部)321に出力する。
Long GI mapping
マッピング部321は、第1の実施形態の、第1のマッピング部320と同様、変調部310から入力された情報データのシンボルおよびパイロットシンボルをマッピングする。加えて、マッピング部321は、ロングGI用マッピングシンボル生成部270から入力された、パイロットシンボルと、位相回転されたシンボルとをマッピングする。この際、マッピング部321は、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされる位置と同一サブキャリア上の1つ前のOFDMシンボルの位置に、位相回転されたシンボルをマッピングする。
以後は、第1の実施形態で説明したノーマルGIシンボル生成部と同様の処理を行うが、時間領域における多重処理を必要としないため、ノーマルGI挿入部340の出力が直ちに無線送信部360に入力され、アンテナ370より送信される。
Similar to the
Thereafter, the same processing as that performed by the normal GI symbol generation unit described in the first embodiment is performed. However, since no multiplexing process is required in the time domain, the output of the normal
図10は、ロングGIを付加されたシンボルを表す概念図である。同図において、B101は変調シンボルを表し、B102はロングGIを表している。また、図中のA、Bは、共にノーマルGIと同じ長さである。シンボルB101がマッピングされる位置と同一サブキャリア上の1つ前のOFDMシンボルの位置にマッピングされるべきシンボル、すなわち、位相回転部385が生成するシンボルは、B103の部分である。当該シンボルは(B、無地、A)であり、シンボルB101(無地、A、B)の巡回遅延となっているため、周波数領域では、位相回転と等価である。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a symbol to which a long GI is added. In the figure, B101 represents a modulation symbol, and B102 represents a long GI. Also, A and B in the figure are both the same length as the normal GI. The symbol to be mapped to the position of the previous OFDM symbol on the same subcarrier as the position where symbol B101 is mapped, that is, the symbol generated by
従って、位相回転部385が行う位相回転量は、位相回転したシンボルがマッピングされるサブキャリアの番号をk、FFTポイント数をN、ノーマルGI区間(ノーマルGI区間の長さをFFTポイントで表現したもの)をGとすると、2πkG/Nとなる。
また、B102の末尾の(B)は、ノーマルGI挿入部340が、シンボルB101の末尾の(B)をコピーすることで生成され、B102の先頭の(A)は、ノーマルGI挿入部340がシンボルB103の末尾の(A)をコピーすることで生成される。
Accordingly, the amount of phase rotation performed by the
Further, (B) at the end of B102 is generated by the normal
以上より、第1の実施形態と同一の送信信号が送信されるので、第1の実施形態と同一の効果を得られる。また、ロングGI用のマッピング部、IFFT部、GI挿入部をノーマルGI用と別に用意する必要が無いので、第1の実施形態よりも計算量および回路規模が削減される。また、ノーマルGIシンボルのみが使われている既存の第1の通信装置に導入する場合、マッピング部を変更し、位相回転部を加えればよい。したがって、マッピング部、IFFT部と、ロングGI挿入部と、多重部との追加が必要となる、第1の実施形態の第1の通信装置への変更よりも容易に行える。 As described above, since the same transmission signal as that in the first embodiment is transmitted, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, since it is not necessary to prepare a mapping unit, an IFFT unit, and a GI insertion unit for the long GI separately from those for the normal GI, the calculation amount and the circuit scale are reduced as compared with the first embodiment. In addition, when introducing into an existing first communication apparatus in which only normal GI symbols are used, the mapping unit may be changed and a phase rotation unit may be added. Therefore, the mapping unit, the IFFT unit, the long GI insertion unit, and the multiplexing unit need to be added more easily than the change to the first communication device of the first embodiment.
なお、本実施形態では、ロングGIを付加したシンボルの長さは、OFDMシンボル長の整数倍のときに最大の効果が得られる。
なお、以上の説明では、位相回転したパイロットシンボルを同一サブキャリア上の1つ前のOFDMシンボルのリソースエレメントにマッピングしているが、1つ後のOFDMシンボルのリソースエレメントでもよい。この場合の位相回転量は−2πkG/Nとなり、位相回転を施したシンボルに、ロングGIが付加されたことと等価となる。すなわち、位相回転されたシンボルがロングGIパイロットシンボルになるので、受信側では、その位相回転を考慮した処理を行う。
なお、以上の説明では、ロングGIパイロットシンボルは、ノーマルGIの情報データシンボルおよびノーマルGIパイロットシンボルのOFDMシンボル長に比べて、2倍のOFDMシンボル長である場合を説明したが、これに限るものではなく、ロングGIのパイロットシンボルは、ノーマルGIの情報データシンボルのOFDMシンボル長の整数倍であればよい。例えば、3倍のOFDMシンボル長や、4倍のOFDMシンボル長などでもよい。
なお、以上の説明では、位相回転を行っているが、パイロットシンボルと、位相回転を施したパイロットシンボルとを記憶部(第2のシンボル記憶部)に記憶しておいてもよい。これによって、位相回転を行う必要が無くなるので、回路規模および計算量が削減される。
In the present embodiment, the maximum effect is obtained when the length of the symbol to which the long GI is added is an integral multiple of the OFDM symbol length.
In the above description, the phase-rotated pilot symbol is mapped to the resource element of the previous OFDM symbol on the same subcarrier, but may be the resource element of the next OFDM symbol. In this case, the amount of phase rotation is −2πkG / N, which is equivalent to adding a long GI to the symbol subjected to phase rotation. That is, since the phase-rotated symbol becomes a long GI pilot symbol, processing on the receiving side is performed in consideration of the phase rotation.
In the above description, the case where the long GI pilot symbol is twice the OFDM symbol length as compared with the OFDM symbol length of the normal GI information data symbol and the normal GI pilot symbol has been described. Instead, the pilot symbol of long GI may be an integer multiple of the OFDM symbol length of the information data symbol of normal GI. For example, a triple OFDM symbol length or a quadruple OFDM symbol length may be used.
In the above description, phase rotation is performed. However, pilot symbols and pilot symbols subjected to phase rotation may be stored in the storage unit (second symbol storage unit). This eliminates the need for phase rotation, thereby reducing the circuit scale and the amount of calculation.
<第4の実施形態>
図11は、この発明の第4の実施形態による第1の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。同図において、図1の各部に対応する部分には同一の符号(300、320、330a、330b、340、345、350、360、370)を付し、その説明を省略する。
図11は、ノーマルGIシンボル生成部202中にある変調部311からの出力が、ロングGIシンボル生成部の251中にある第2のマッピング部326に入力されている点で図1と異なる。したがって、第2のマッピング部325には、ロングGIパイロットシンボルの他に変調部311の出力の一部である情報データシンボルも入力される。
<Fourth Embodiment>
FIG. 11 is a schematic block diagram showing the configuration of the first communication device according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals (300, 320, 330a, 330b, 340, 345, 350, 360, 370) are assigned to portions corresponding to the respective portions in FIG.
FIG. 11 differs from FIG. 1 in that the output from the
図11の第1の通信装置103は、送信シンボル生成部193と、無線送信部360と、アンテナ370とを具備する。
送信シンボル生成部193は、ノーマルGIシンボル生成部202と、ロングGIシンボル生成部251と、多重部350とを具備する。
The
Transmission
ノーマルGIシンボル生成部202は、符号部300と、変調部311と、第1のマッピング部320と、IFFT部330aと、ノーマルGI挿入部340とを具備する。
ロングGIシンボル生成部251は、第2のマッピング部326と、IFFT部330bと、ロングGI挿入部345とを具備する。
The normal GI
The long GI
変調部311は、符号部300からの入力を変調し、変調されたシンボルを、ノーマルGIを設定する情報データシンボル(第1の変調シンボル)と、ロングGIを設定する情報データシンボル(第2の変調シンボル)とに分け、第1の変調シンボルを第1のマッピング部320に出力し、第2の変調シンボルを第2のマッピング部326に出力する。
図12は、本実施形態における、多重部350が多重したシンボルの構成例を示す図である。
同図において、斜線によるハッチングで示した変調シンボルが、ノーマルGIパイロットおよびロングGIパイロットシンボルを示しており、斜線によるハッチングのない変調シンボルが情報データシンボルを示している。情報データシンボルにも、ロングGIを割当てたものと、ノーマルGIを割当てたものの2種類がある。ロングGIはノーマルGIよりも長いので、前述のとおり、ロングGIが設定されたデータシンボルは他サブキャリアにキャリア間干渉を与えにくく、同一時間帯を変調シンボル区間とするパイロットシンボル、特に隣接するサブキャリアのパイロットシンボルの受信品質が向上する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of symbols multiplexed by the
In the figure, modulation symbols indicated by hatching with hatching indicate normal GI pilots and long GI pilot symbols, and modulation symbols without hatching with hatching indicate information data symbols. There are two types of information data symbols, one assigned a long GI and one assigned a normal GI. Since the long GI is longer than the normal GI, as described above, the data symbols in which the long GI is set are less likely to cause inter-carrier interference to other subcarriers, and pilot symbols, particularly adjacent subcarriers, in the same time zone. The reception quality of carrier pilot symbols is improved.
なお、以上の説明では、パイロットシンボルおよびデータシンボルの一部のみに対してロングGIを設定しているが、例えば、伝搬路の状況が悪いときは一時的に全てのパイロットシンボルおよびデータシンボルにロングGIを設定してもよい。
なお、以上の説明では、データシンボルへのロングGIの設定は、第1の実施形態と同様に、時間領域での多重方法を用いているが、第3の実施形態と同様に周波数領域の位相回転を用いてもよい。
なお、図12では、ロングGIパイロットシンボルの1つ上(周波数の大きい)のサブキャリアの情報データシンボルにロングGIを設定しているが、これに加えて1つ下のサブキャリアの情報データシンボルにも設定してもよい。また、図12では1つ隣のサブキャリアの情報データシンボルにロングGIを設定しているが、さらに2つ隣や3つ隣に設定してもよい。ロングGIを設定するサブキャリアを増やせば、伝送効率は犠牲になるが、パイロットシンボルへのキャリア間干渉の影響を低減することができる。
In the above description, the long GI is set only for a part of the pilot symbols and data symbols. However, for example, when the propagation path condition is bad, all pilot symbols and data symbols are temporarily long. GI may be set.
In the above description, the setting of the long GI to the data symbol uses the time domain multiplexing method as in the first embodiment, but the frequency domain phase as in the third embodiment. Rotation may be used.
In FIG. 12, the long GI is set for the information data symbol of the subcarrier one higher (higher frequency) than the long GI pilot symbol, but in addition, the information data symbol of the subcarrier lower by one is added. May also be set. In FIG. 12, the long GI is set for the information data symbol of the next subcarrier, but it may be set next to two or three. If the number of subcarriers for setting the long GI is increased, the transmission efficiency is sacrificed, but the influence of intercarrier interference on the pilot symbols can be reduced.
なお、以上の説明では、情報データ信号を符号化および変調して得られる情報データシンボルにロングGIを設定しているが、制御信号を符号化および変調して得られる制御シンボルでもよい。制御信号は、受信側の第2の通信装置が正しく受信するために必要な信号であり、制御信号の受信に失敗すると、その後の一連の情報データ信号を受信できない恐れがある。制御信号にロングGIを付加すると、パイロットシンボルへの干渉を防げるほか、制御信号自身もシンボル間干渉が低減され、正しく受信されることが期待できる。 In the above description, a long GI is set for an information data symbol obtained by encoding and modulating an information data signal, but a control symbol obtained by encoding and modulating a control signal may also be used. The control signal is a signal necessary for the second communication apparatus on the receiving side to correctly receive, and if the control signal fails to be received, there is a possibility that the subsequent series of information data signals cannot be received. When a long GI is added to the control signal, interference with the pilot symbol can be prevented and the control signal itself can be expected to be received correctly with reduced intersymbol interference.
制御信号には、例えば、情報データ信号に用いられる変調方式、マッピング方法(リソース割り当て方法)、誤り訂正符号化情報(例えば、符号化方法、符号化率、パンクチャーパターン)、インターリーブ方法、スクランブリング方法、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)制御情報(例えば、パケットの受信通知情報(ACK(Acknowledgement)、NACK(Negative Acknowledgement)や再送回数など)、同期信号、MIMO(Multi−Input Multi−Output)制御情報(例えば、レイヤー数(ストリーム数)やプリコーディング方法)、基地局情報、端末情報、制御情報のフォーマット情報、データ情報のフォーマット情報、フィードバック情報(例えば、CQI(Channel Quality Indicator)など)、送信電力制御情報など含まれるが、これに限るものではない。 Control signals include, for example, modulation schemes used for information data signals, mapping methods (resource allocation methods), error correction coding information (eg, coding methods, coding rates, puncture patterns), interleaving methods, and scrambling. Method, Hybrid Automatic Repeat reQuest (HARQ) control information (for example, packet reception notification information (ACK (Acknowledgement), NACK (Negative Acknowledgement), retransmission count, etc.), synchronization signal, MIMO (Multi-Input-Multi-Input Information)) (Eg, number of layers (number of streams) and precoding method), base station information, terminal information, format information of control information, format information of data information, Feedback information (for example, CQI (Channel Quality Indicator), etc.), transmission power control information, and the like are included, but not limited thereto.
<第5の実施形態>
前記第1の実施形態から第4の実施形態までの第1の通信装置が送信する信号には、ロングGIパイロットシンボルと、ノーマルGIパイロットシンボルが混在する。ノーマルGIのガードインターバル区間(以下、「ノーマルGI区間」という)を超える遅延波が到来する環境では、ロングGIパイロットシンボルは、ノーマルGIパイロットシンボルよりもシンボル間干渉等の影響を受けにくいので、ロングGIパイロットシンボルから得られる伝搬路推定値のほうが、ノーマルGIパイロットシンボルから得られる伝搬路推定値よりも、精度が高くなる。
本実施形態の第2の通信装置は、ノーマルGI区間を超える遅延波が到来する環境において、第1の通信装置が、同一サブキャリア内の幾つかのOFDMシンボルの位置にパイロットシンボルを配置し、該パイロットシンボルの一部のみに対して、ロングGIを付加した場合に、精度の異なる伝搬路推定値を重み付け合成することで、伝搬路推定を高精度化するものである。
本実施形態の第2の通信装置に対して無線信号を送信する第1の通信装置としては、例えば、第1から第3の実施形態の第1の通信装置を用いることができる。
<Fifth Embodiment>
The signal transmitted by the first communication apparatus from the first embodiment to the fourth embodiment includes a long GI pilot symbol and a normal GI pilot symbol. In an environment where a delayed wave exceeding the guard interval section of the normal GI (hereinafter referred to as “normal GI section”) arrives, the long GI pilot symbol is less susceptible to inter-symbol interference than the normal GI pilot symbol. The channel estimation value obtained from the GI pilot symbol is more accurate than the channel estimation value obtained from the normal GI pilot symbol.
In the second communication apparatus of the present embodiment, in an environment where a delayed wave exceeding the normal GI interval arrives, the first communication apparatus arranges pilot symbols at positions of several OFDM symbols in the same subcarrier, When a long GI is added to only a part of the pilot symbol, the channel estimation is improved by weighting and combining channel estimation values having different accuracy.
As the first communication device that transmits a radio signal to the second communication device of the present embodiment, for example, the first communication device of the first to third embodiments can be used.
図13は、この発明の第5の実施形態による第2の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
第2の通信装置500は、アンテナ370と、無線受信部710と、FFT区間抽出部600と、FFT部610と、データ/パイロット分離部(パイロット分離部)620と、伝搬路推定部750と、フィルタ部760と、デマッピング部770と、復調部780と、復号部790とを具備する。
FFT区間抽出部600は、第1のFFT区間抽出部720と、第2のFFT区間抽出部725とを具備する。
FFT部610は、第1のFFT部730と、第2のFFT部735とを具備する。
データ/パイロット分離部620は、データ/ノーマルGIパイロット分離部740と、ロングGIパイロット抽出部745とを具備する。
FIG. 13 is a schematic block diagram showing the configuration of the second communication device according to the fifth embodiment of the present invention.
The
The FFT
The
The data /
アンテナ370が受信した受信信号に対して、無線受信部710は、周波数変換やアナログ―デジタル変換などの処理を行う。無線受信部710が出力した信号は、FFT区間抽出部600に入力される。
FFT区間抽出部600では、第1のFFT区間抽出部720が、ノーマルGI−OFDMシンボルのFFT区間を抽出し、第2のFFT区間抽出部725が、ロングGI−OFDMシンボルのFFT区間を抽出する。
The
In the FFT
ここで、第1のFFT区間抽出部720が抽出する、ノーマルGIシンボルのFFT区間は、例えば図4の有効シンボル長の区間である区間L1、L2、L3、L4であり、ノーマルGIが付加された変調シンボルが配置されている区間、すなわち、ノーマルGIの直後の予め決められた長さの区間である。また、第2のFFT区間抽出部725が抽出する、ロングGIシンボルのFFT区間は、例えば図4の区間L3であり、ロングGIが付加された変調シンボル区間、すなわち、ロングGIの直後の予め定められた長さの区間である。
FFT部610では、第1のFFT部730が、第1のFFT区間抽出部720が抽出したFFT区間に対してFFT処理を行い、時間領域から周波数領域の信号に変換する。同様に、第2のFFT部735は、第2のFFT区間抽出部725が抽出したFFT区間に対してFFT処理を行い、時間領域から周波数領域の信号に変換する。
データ/パイロット分離部620では、データ/ノーマルGIパイロット分離部740が、送信を行った第1の通信装置によって行われたマッピングの情報を予め得ており、これを用いて、周波数領域の信号の中から情報データシンボルと、送信時にノーマルGIが付加されていた第1のパイロットシンボルを抽出し、情報データシンボルをフィルタ部760に、パイロットシンボルを伝搬路推定部750に出力する。同様に、ロングGIパイロット抽出部745は、第1の通信装置によって行われたマッピングの情報を予め得ており、これを用いて、周波数領域の信号の中からロングGIが付加されていた第2のパイロットシンボルを抽出し、伝搬路推定部750に出力する。
Here, the FFT section of the normal GI symbol extracted by the first FFT
In the
In data /
なお、図13では、FFT区間抽出部600は、第1のFFT区間抽出部720と、第2のFFT区間抽出部725とを具備するが、これに限られるものではない。例えば、図4のようにノーマルGI−OFDMシンボルのFFT区間と、ロングGI−OFDMシンボルのFFT区間とにずれがない場合は、1個のFFT区間抽出部600でノーマルGI−OFDMシンボルのFFT区間を抽出すれば、抽出されたFFT区間中にロングGI−OFDMシンボルのFFT区間も含まれている。
この場合、FFT部についても、1個のFFT部610が、FFT区間抽出部600が抽出したFFT区間に対してFFT処理を行う。
データ/パイロット分離部についても、1個のデータ/パイロット分離部620が処理を行う。データ/パイロット分離部620が、第1の通信装置によって行われたマッピングの情報を用いて、FFT部610が生成した周波数領域の信号を、情報データシンボル(を表す信号)と、ノーマルGIが付加されていた第1のパイロットシンボル(を表す信号)と、ロングGIが付加されていた第2のパイロットシンボル(を表す信号)と、ロングガードインターバルの一部がFFT処理された信号とに分類し、情報データシンボルをフィルタ部760に出力し、第1のパイロットシンボルと第2のパイロットシンボルとは別々に伝搬路推定部750に出力し、ロングガードインターバルの一部がFFT処理された信号は捨てる(何もしない)ことで、図13の場合と同一の出力が得られる。
In FIG. 13, the FFT
In this case, also for the FFT unit, one
Also for the data / pilot separation unit, one data /
伝搬路推定部750は、後述の方法により周波数応答推定値(伝搬路推定値)を求め、フィルタ部760へ出力する。
フィルタ部760は、伝搬路推定部750から入力された周波数応答推定値に従って、情報データシンボルの伝搬路補償をし、デマッピング部770に出力する。
デマッピング部770は、第1の通信装置によって行われたマッピングの情報を予め得ており、これを用いて、フィルタ部760が伝搬路補償した情報データシンボルを抽出し、元(送信時)の情報データシンボルと同じ順番に並べる。
The propagation
The
図14は、伝搬路推定部750の構成例を示す概略ブロック図である。
図14において、伝搬路推定部750は、周波数応答推定部900a、900bと、重み付け合成部910と、周波数応答補間部920とを具備する。
FIG. 14 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the propagation
In FIG. 14, the propagation
図15は、本実施形態の伝搬路推定部の処理を示すフローチャートである。
周波数応答推定部900a、900bは周波数応答推定を行う(ステップS1)。
具体的には、周波数応答推定部900aは、第1のパイロットシンボルの振幅及び位相の情報を、予め得ている。図13のデータ/ノーマルGIパイロット分離部740から第1のパイロットシンボルが入力されると、周波数応答推定部900aは、入力されたシンボルと、予め得ている振幅と位相の情報とを比較することにより、第1のパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおける、フェージングなどによる振幅と位相の変動(周波数応答)を推定し、重み付け合成部910へ出力する。
同様に、周波数応答推定部900bは、図13のロングGIパイロット抽出部745から入力された第2のパイロットシンボルと、予め得ている第2のパイロットシンボルの振幅及び位相の情報とを比較することにより、第2のパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおけるフェージングなどによる振幅と位相の変動(周波数応答)を推定し、重み付け合成部910へ出力する。
FIG. 15 is a flowchart showing the processing of the propagation path estimation unit of the present embodiment.
The frequency
Specifically, frequency
Similarly, frequency
重み付け合成部910は、第1のパイロットシンボルから得られた周波数応答推定値(第1の周波数応答推定値)と、第2のパイロットシンボルから得られた周波数応答推定値(第2の周波数応答推定値)とを、後述のように、推定の精度に応じて重み付け合成し、周波数応答補間部920へ出力する(ステップS2a)。
The
周波数応答補間部920は、重み付け合成部910から重み付け合成された周波数応答推定値が入力されると、パイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントの周波数応答推定値(伝搬路推定値)を補間する(ステップS3a)。補間は、例えば線形補間を用いて行う。あるいは、FFT補間、DCT(離散コサイン変換;Discrete Cosine Transform)を用いた補間、遅延プロファイルに基づいた周波数領域フィルタリングやMMSE(最小平均2乗誤差;Minimum Mean Square Error)規範に基づいて推定した時間領域チャネルインパルス応答をFFTにより周波数応答に変換する方法などを用いてもよい。
When the frequency response estimation value weighted and synthesized from
図16は伝搬路推定部750が、パイロットシンボルが配置されていないリソースエレメントの周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
本実施形態では、ロングGIが付加されたパイロットシンボルと、ノーマルGIが付加されたパイロットシンボルとが同じサブキャリアに配置されている。また、本実施形態では、周波数応答の時間変動は緩やかであり、上述の、ロングGIが付加されたパイロットシンボルと、ノーマルGIが付加されたパイロットシンボルとの間での時間変動は十分小さいものと仮定して、周波数応答を推定する。
同図の、6OFDMシンボル、8サブキャリアで構成されるフレームにおいて、2番目と6番目のサブキャリア、2番目と5番目のOFDMシンボルの位置にそれぞれ、ロングGIスキャッタードパイロットシンボル(B1622、B1626)、ノーマルGIスキャッタードパイロットシンボル(B1652、B1656)がマッピングされている。
FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating an example in which the propagation
In the present embodiment, the pilot symbol to which the long GI is added and the pilot symbol to which the normal GI is added are arranged on the same subcarrier. In the present embodiment, the time variation of the frequency response is moderate, and the time variation between the pilot symbol to which the long GI is added and the pilot symbol to which the normal GI is added is sufficiently small. Assuming a frequency response.
In the frame composed of 6 OFDM symbols and 8 subcarriers in the figure, long GI scattered pilot symbols (B1622, B1626 are respectively located at the positions of the 2nd and 6th subcarriers and the 2nd and 5th OFDM symbols. ), Normal GI scattered pilot symbols (B1652, B1656) are mapped.
同図のH1602は、ロングGIパイロットシンボルB1622を用いて周波数応答推定部900bが推定した、2番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値であり、H1606は、ロングGIパイロットシンボルB1626を用いて推定した、6番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値である。
また、H1612は、ノーマルGIパイロットシンボルB1652を用いて周波数応答推定部900aが推定した、2番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値であり、H1616は、ノーマルGIパイロットシンボルB1656を用いて推定した、6番目のサブキャリアにおける周波数応答推定値である。
H1602 in the figure is a frequency response estimation value in the second subcarrier estimated by frequency
H1612 is a frequency response estimation value in the second subcarrier estimated by frequency
ロングGIパイロットシンボルを用いた推定値H1602、H1606は、ノーマルGIパイロットシンボルを用いた推定値H1612、H1616よりも、ガードインターバル区間を超える遅延波の影響を受けにくいので、より精度が高いことが期待される。そこで、重み付け合成部910は、ロングGIパイロットシンボルを用いた推定値H1602にはより大きい重み係数を、推定値H1602と同じサブキャリアの推定値であり、ノーマルGIパイロットシンボルを用いた推定値H1612にはより小さい重み係数を掛けて合成し、周波数応答推定値H1622を得る。同様に、推定値H1606と推定値H1616より推定値H1626を得る。
The estimated values H1602 and H1606 using the long GI pilot symbols are less susceptible to delay waves exceeding the guard interval interval than the estimated values H1612 and H1616 using the normal GI pilot symbols, so that higher accuracy is expected. Is done. Therefore, the
得られた周波数応答推定値H1622、H1626は、周波数応答補間部920へ出力される。周波数応答補間部920は、重み付け合成部910からの入力を用いて、他のサブキャリアにおける周波数応答の推定値(H1621〜H1628)を、補間によって生成する。
周波数応答推定値H1621は、周波数の低い方から1番目のサブキャリアの周波数応答推定値であり、H1622は、2番目のサブキャリアのものであり、以下同様にしてH1628は、8番目のサブキャリアのものである。
The obtained frequency response estimated values H1622 and H1626 are output to the frequency
The frequency response estimation value H1621 is the frequency response estimation value of the first subcarrier from the lowest frequency, H1622 is that of the second subcarrier, and H1628 is the eighth subcarrier in the same manner. belongs to.
次に、重み付け合成部910が用いる重み係数について説明する。
重み付け合成の対象のサブキャリアにおける、ロングGIパイロットシンボルを用いた周波数応答の推定値をHL、ノーマルGIパイロットシンボルを用いた推定値をHN、それぞれの重み係数をwL、wNとすると、重み付け合成部910が生成する、重み付け合成による周波数応答の推定値HSは、HS=wLHL+wNHNである。
Next, the weighting coefficient used by the
Assume that the estimated value of the frequency response using the long GI pilot symbol is H L , the estimated value using the normal GI pilot symbol is H N , and the respective weighting factors are w L and w N in the subcarriers to be weighted. The frequency response estimation value H S generated by the
重み係数wL、wNとしては、例えば、所望の信号に対する干渉および雑音の強さの比に基づく値を用いる。例えば、所望の信号に対する干渉および雑音の強さの比として、パイロットシンボルに対するシンボル間干渉や、キャリア間干渉や、雑音の和(以下、これらをまとめて「干渉と雑音の和」という)の電力を用いて、wL=PN/(PL+PN)、wN=PL/(PL+PN)とする。ここに、PLは、ロングGIパイロットシンボル全出現についての干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均(集合平均;以下、全出現についてのアンサンブル平均を、単にアンサンブル平均という)、PNは、ノーマルGIパイロットシンボルの干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均である。 As the weighting factors w L and w N , for example, values based on the ratio of interference to a desired signal and the strength of noise are used. For example, as the ratio of interference and noise strength for a desired signal, the power of inter-symbol interference for pilot symbols, inter-carrier interference, and noise sum (hereinafter collectively referred to as “sum of interference and noise”) And w L = P N / (P L + P N ) and w N = P L / (P L + P N ). Here, P L is an ensemble average of the sum of interference and noise for all occurrences of long GI pilot symbols (set average; hereinafter, the ensemble average for all occurrences is simply referred to as ensemble average), and P N is normal It is an ensemble average of the power of the sum of interference and noise of GI pilot symbols.
以下では、上記の重み係数を用いることで、重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均を最小とすることができること、および、同電力が、ロングGIパイロットシンボルにおける干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均に対して、PN/(PL+PN)倍に減少することを説明する。
干渉と雑音の和の影響がない場合の周波数応答をHとして、nL=HL−H、nN=HN−H、nS=HS−Hとする。nL、nN、nSは、いわば、干渉と雑音の和によって生じる周波数応答のずれである。ここでは、干渉も雑音として振舞うと仮定する。
H、nL、nNを用いると、上記の式HS=wLHL+wNHNは、HS=wLHL+wNHN=wL(H+nL)+wN(H+nN)=(wL+wN)H+wLnL+wNnNと変形される。
ここで、Hの電力が増減しないよう、wL+wN=1を束縛条件とする。そうすると、nS=HS−H=wLnL+wNnNとなる。
In the following, by using the above weighting factor, it is possible to minimize the ensemble average of the power of the sum of interference and noise after weighted combining, and the same power is the sum of interference and noise in the long GI pilot symbols. It will be described that the power decreases to P N / (P L + P N ) times with respect to the ensemble average.
Let H be the frequency response when there is no influence of the sum of interference and noise, and let n L = H L -H, n N = H N -H, and n S = H S -H. n L , n N , and n S are so-called frequency response shifts caused by the sum of interference and noise. Here, it is assumed that interference also behaves as noise.
Using H, n L , and n N , the above formula H S = w L H L + w N H N can be expressed as H S = w L H L + w N H N = w L (H + n L ) + w N (H + n N ) = (W L + w N ) H + w L n L + w N n N
Here, w L + w N = 1 is set as a constraint condition so that the power of H does not increase or decrease. Then, the n S = H S -H = w L n L + w N n N.
また、E[]はアンサンブル平均、*は複素共役を表すものとし、PSを重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均とすると、PL=E[nLnL *]、PN=E[nNnN *]、PS=E[nSnS *]となる。
重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力は、PS=E[nSnS *]=E[(HS−H)(HS−H)*]=E[(wLHL+wNHN−H)(wLHL+wNHN−H)*]=E[(wLnL+wNnN)(wLnL+wNnN)*]=E[wL 2nLnL *+wN 2nNnN *+wLwNnLnN *+wLwNnL *nN]=wL 2E[nLnL *]+wN 2E[nNnN *]+wLwNE[nLnN *]+wLwNE[nL *nN]である。
Further, E [] represents an ensemble average, * represents a complex conjugate, and P S is an ensemble average of the sum of interference and noise after weighted synthesis, P L = E [n L n L * ], P N = E [n N n N * ] and P S = E [n S n S * ].
Power sum of the interference and noise of the weighted synthesis, P S = E [n S n S *] = E [(H S -H) (H S -H) *] = E [(w L H L + w N H N -H) (w L H L + w N H N -H) *] = E [(w L n L + w N n N) (w L n L + w N n N) *] = E [w L 2 n L n L * + w N 2 n N n N * + w L w N n L n N * + w L w N n L * n N] = w L 2 E [n L n L *] + w N 2 E [ n N n N *] * + w L w N E [n L n N] is a + w L w N E [n L * n N].
ここで、nLとnNは無相関であると仮定すると、E[nLnN *]=0、E[nL *nN]=0となり、PS=wL 2E[nLnL *]+wN 2E[nNnN *]=wL 2PL+wN 2PNとなる。
そこで、束縛条件wL+wN=1の下で、wL 2PL+wN 2PNを最小にするwLおよびwNを、ラグランジュの未定乗数法を用いて求める。
λを変数として、wL、wN、λの関数fを、f=wL 2PL+wN 2PN−λ(wL+wN−1)とする。
fの偏微分で得られる以下の2式、∂f/∂wL=2wLPL−λ=0、∂f/∂wN=2wNPN−λ=0を解くと、wL=λ/2PL、wN=λ/2PNとなる。これを束縛条件wL+wN=1に代入して、λ=2PLPN/(PL+PN)を得る。これを、先の式wL=λ/2PL、wN=λ/2PNに代入して、wL=PN/(PL+PN)、wN=PL/(PL+PN)を得る。
以上より、wL=PN/(PL+PN)、wN=PL/(PL+PN)は、PSを極小にする唯一の解なので、このときPSは最小となる。
Here, assuming that n L and n N are uncorrelated, E [n L n N * ] = 0, E [n L * n N ] = 0, and P S = w L 2 E [n L a n L *] + w N 2 E [n N n N *] = w L 2 P L + w N 2 P N.
Therefore, w L and w N that minimize w L 2 P L + w N 2 P N under the constraint condition w L + w N = 1 are obtained using the Lagrange's undetermined multiplier method.
A function f of w L , w N , and λ is set as f = w L 2 P L + w N 2 P N −λ (w L + w N −1), where λ is a variable.
Solving the following two equations obtained by partial differentiation of f, ∂f / ∂w L = 2w L P L −λ = 0, ∂ f / ∂w N = 2w N P N −λ = 0, w L = λ / 2P L , w N = λ / 2P N This is substituted into the constraint condition w L + w N = 1 to obtain λ = 2P L P N / (P L + P N ). Substituting this into the previous formulas w L = λ / 2P L , w N = λ / 2P N , w L = P N / (P L + P N ), w N = P L / (P L + P N )
From the above, / w L = P N ( P L + P N), w N = P L / (P L + P N) , because the only solutions that the P S minimized, this time P S is minimized.
また、このwL=PN/(PL+PN)、wN=PL/(PL+PN)を、上式PS=wL 2PL+wN 2PNに代入して、PS=(PN 2PL+PL 2PN)/(PL+PN)2=PLPN/(PL+PN)となる。
したがって、ロングGIパイロットシンボルの受信信号に含まれる干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均に対する、重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力のアンサンブル平均の比は、PS/PL=PN/(PL+PN)倍になり、推定精度が向上している。
Also, this w L = P N / (P L + P N ), w N = P L / (P L + P N ) is substituted into the above formula P S = w L 2 P L + w N 2 P N , P S = a (P N 2 P L + P L 2 P N) / (P L + P N) 2 = P L P N / (P L + P N).
Therefore, the ratio of the ensemble average of the power of the sum of interference and noise after weighted combination to the ensemble average of the power of the sum of interference and noise included in the received signal of the long GI pilot symbol is P S / P L = P N / (P L + P N ) times and the estimation accuracy is improved.
次に、PLとPNの推定値を求める方法の一例を説明する。この推定値は、例えば、重み付け合成部910に受信信号電力値が入力され、重み付け合成部910自らが求める。
AD変換の際に、周波数応答と、送信信号の平均電力とが1に正規化されているものとする。この場合、ロングGIパイロットシンボルの受信信号電力の、アンサンブル平均(集合平均)は、1+PLとなる。エルゴード性を仮定して、アンサンブル平均と相加平均(時間平均)が等しいとすると、全てのロングGIパイロットシンボルの受信信号電力の相加平均から1を減算して、PLが得られる。この相加平均の近似値として、予め定められた時間内におけるロングGIパイロットシンボルの全出現について、受信信号電力の相加平均を計算し、得られた相加平均から1を減算したものを、PLの推定値とする。ノーマルGIに関しても同様にして、PNの推定値を求める。
Next, an example of a method for obtaining estimated values of P L and P N will be described. This estimated value is obtained by the weighted combining
It is assumed that the frequency response and the average power of the transmission signal are normalized to 1 at the time of AD conversion. In this case, the received signal power of a long GI pilot symbols, ensemble average (ensemble average) becomes 1 + P L. Assuming ergodicity and assuming that the ensemble average and the arithmetic average (time average) are equal, P L is obtained by subtracting 1 from the arithmetic average of the received signal power of all long GI pilot symbols. As an approximate value of this arithmetic mean, the arithmetic mean of the received signal power is calculated for all the occurrences of the long GI pilot symbols within a predetermined time, and 1 is subtracted from the obtained arithmetic mean. the estimated value of P L. Similarly, the estimated value of PN is obtained for the normal GI.
フィルタ部760では、伝搬路推定部750で推定された伝搬路推定値に基づいて、ZF(Zero Forcing)基準、MMSE基準等を用いたフィルタ係数を算出し、情報データシンボルに対して、シンボルの振幅と位相の変動の補償(伝搬路補償)を行なう。デマッピング部770では、伝搬路補償が行われた情報データシンボルに対して、デマッピング処理を行う。復調部780では、伝搬路補償およびデマッピング後のシンボルに対して、復調処理を行うことによって情報信号に変換する。復号部790では、誤り訂正符号化された信号に対して、最尤復号法(MLD;Maximum Likelihood Decoding)、最大事後確率推定(MAP;Maximum A posteriori Probability)、log−MAP、Max−log−MAP、SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)等を用いて、復号処理を行う。
以上のように、ノーマルGI区間を超える遅延波が到来する環境においても、ロングGIを付加したパイロットシンボルおよびノーマルGIを付加したパイロットシンボルを用いた精度の高い伝搬路推定を行い、ノーマルGIを付加した情報データシンボルに対しても、その伝搬路推定結果を用いることで、精度よく信号を復元させることができる。例えば、復号結果を利用してシンボル間干渉などを除去する干渉キャンセルやターボ等化などの繰返し処理を用いることができる。また、ロングGIを付加したことにより、ロングGIパイロットシンボルから、同時に送信される情報データシンボルへのキャリア間干渉が抑圧され、復号特性が改善される。 As described above, even in an environment where a delayed wave exceeding the normal GI interval arrives, accurate channel estimation is performed using a pilot symbol with a long GI and a pilot symbol with a normal GI, and a normal GI is added. The signal can be accurately restored by using the propagation path estimation result for the information data symbol. For example, iterative processing such as interference cancellation or turbo equalization that removes inter-symbol interference or the like using the decoding result can be used. Further, by adding the long GI, inter-carrier interference from the long GI pilot symbol to the information data symbol transmitted at the same time is suppressed, and the decoding characteristic is improved.
なお、以上の説明では、ロングGIパイロットシンボルのうち、第2のFFT区間抽出部725が抽出した区間(図10のB101)だけを用いて、その他のシンボルのノーマルGIパイロットシンボルと重み付け合成を行っているが、これに加えて、ロングGIの中から、1つ前のシンボルの変調シンボルに相当する部分(図10のB103)を抽出して、ノーマルGIパイロットシンボルとして用いてもよい。この部分ではノーマルGIパイロットシンボルと同等の精度で伝搬路推定が行えるため、重み付け合成のサンプル数を増加させ、干渉および雑音の低減量を増加させることができる。
あるいは、この1つ前のシンボルの変調シンボルに相当する部分よりも、後ろにずらした区間を抽出してパイロットシンボルとしてもよい。この場合、このパイロットシンボルと、他のサブキャリア上のシンボルとの変調シンボル区間とが一致しないために、他のサブキャリアからのキャリア間干渉は増加するが、このパイロットシンボルのガードインターバルは、ノーマルGIより長いため、遅延波によるシンボル間干渉と電力低下の影響を抑圧することができる。この場合、キャリア間干渉の増加と、シンボル間干渉および電力低下の抑圧にはトレードオフの関係がある。
In the above description, only the section (B101 in FIG. 10) extracted by the second FFT
Alternatively, a section shifted backward from the portion corresponding to the modulation symbol of the preceding symbol may be extracted and used as a pilot symbol. In this case, since the modulation symbol interval between this pilot symbol and a symbol on another subcarrier does not match, inter-carrier interference from another subcarrier increases, but the guard interval of this pilot symbol is normal. Since it is longer than GI, it is possible to suppress the effects of intersymbol interference and power reduction due to delayed waves. In this case, there is a trade-off relationship between the increase in inter-carrier interference and the suppression of inter-symbol interference and power reduction.
なお、以上では、ロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルは同一のサブキャリア上にある場合について説明したが、異なるサブキャリアにある場合にも、周波数応答推定値を生成することができる。
図17は、1つのフレームについて、各サブキャリアに高々1個のパイロットシンボルしかない場合の例を表す概念図である。同図の場合、重み付け合成ができないので、周波数応答補間には各パイロットシンボルから得られた周波数応答推定値をそのまま用いる。
In the above description, the case where the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol are on the same subcarrier has been described, but the frequency response estimation value can also be generated when they are on different subcarriers.
FIG. 17 is a conceptual diagram showing an example in which there is at most one pilot symbol in each subcarrier for one frame. In the case of the figure, since weighted synthesis cannot be performed, the frequency response estimation value obtained from each pilot symbol is used as it is for frequency response interpolation.
図18は、サブキャリア間でノーマルGIパイロットシンボルの配置が時間的に異なる場合の例を表す概念図である。同図の場合においても、伝搬路の時間変動が無視できるときは、各パイロットシンボルから得られた周波数応答推定値を用いて周波数補間を行えばよい。
図19は、サブキャリア間でロングGIパイロットシンボルの配置が時間的に異なる場合の例を表す概念図である。同図の場合においても、伝搬路の時間変動が無視できるときは、各パイロットシンボルから得られた周波数応答推定値を用いて周波数補間を行えばよい。
FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating an example in which the arrangement of normal GI pilot symbols is temporally different among subcarriers. Even in the case shown in the figure, when the time variation of the propagation path can be ignored, frequency interpolation may be performed using the frequency response estimation value obtained from each pilot symbol.
FIG. 19 is a conceptual diagram illustrating an example in which the arrangement of long GI pilot symbols is temporally different among subcarriers. Even in the case shown in the figure, when the time variation of the propagation path can be ignored, frequency interpolation may be performed using the frequency response estimation value obtained from each pilot symbol.
なお、以上では、ロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルの2種類のパイロットシンボルを用いる場合について説明したが、3種類以上でもよい。例えば、2種類のロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルを用いる場合、2種類のロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルを用いた周波数応答の推定値をHL1、HL2、HN、雑音電力をPL1、PL2、PNとすると、重み付け合成による推定値はWL1HL1+WL2HL2+WNHNとなる。ここに、WL1=PL2PN/(PL2PL1+PL2PN+PL1PN)、WL2=PL1PN/(PL2PL1+PL2PN+PL1PN)、WN=PL2PL1/(PL2PL1+PL2PN+PL1PN)である。 In the above description, the case of using two types of pilot symbols, a long GI pilot symbol and a normal GI pilot symbol, has been described, but three or more types may be used. For example, when two types of long GI pilot symbols and normal GI pilot symbols are used, frequency response estimation values using the two types of long GI pilot symbols and normal GI pilot symbols are expressed as H L1 , H L2 , H N , and noise power. Are P L1 , P L2 , and P N , the estimated value by weighting synthesis is W L1 H L1 + W L2 H L2 + W N H N. Where W L1 = P L2 P N / (P L2 P L1 + P L2 P N + P L1 P N ), W L2 = P L1 P N / (P L2 P L1 + P L2 P N + P L1 P N ), W N = P L2 P L1 / (P L2 P L1 + P L2 P N + P L1 P N ).
なお、伝搬路の時間変動が無視できない場合は、パイロットサブキャリアの周波数応答を推定する際に、時間方向の重み付けを行えばよい。特に、広帯域伝送や高速移動環境では、伝送路の時間変動の影響を受けやすい。
例えば、図20の場合、時間変動を考慮する場合は、リソースエレメント毎に周波数応答を推定する。下から2番目のサブキャリアを例にすると、ロングGIパイロットシンボルを用いて、リソースエレメントB2022、B2052、B2082の周波数応答を推定することができる。他のリソースエレメントB2012、B2032、B2042、B2062、B2072、B2092の推定値は、得られた3つの推定値に対して重み付け合成をすることで、得ることができる。
B2022、B2052、B2082で得られた周波数応答の推定値をそれぞれ、H1、H2、H3、重み係数をt1、t2、t3とすると、重み付け合成によって得られる推定値は、t1H1+t2H2+t3H3となる。重み係数としては、忘却係数λ(0≦λ≦1)を用いて、離れたパイロットシンボルから得られる周波数応答の推定値ほど忘却するような合成をすることが考えられる。例えば、OFDMシンボルj個分離れたパイロットシンボルから得られる周波数応答の推定値に対しては、λJを乗算する。リソースエレメントB2032を例にすると、B2022、B2052、B2082とは、それぞれOFDMシンボル1、2、5個分離れているため、重み係数は、t1=λ/(λ+λ2+λ5)、t2=λ2/(λ+λ2+λ5)、t3=λ5/(λ+λ2+λ5)となる。分母の係数は、電力を正規化するためのものである。他のシンボルにおいても同様に、離れたシンボルから得られる周波数応答の推定値ほど忘却するようにする。例えば、リソースエレメントB2042では、t1=λ2/(λ2+λ+λ4)、t2=λ/(λ2+λ+λ4)、t3=λ4/(λ2+λ+λ4)となる。他サブキャリアでも同様の処理を行う。
If the time variation of the propagation path cannot be ignored, weighting in the time direction may be performed when estimating the frequency response of the pilot subcarrier. In particular, in a broadband transmission and a high-speed moving environment, it is easy to be affected by the time variation of the transmission path.
For example, in the case of FIG. 20, when time variation is considered, the frequency response is estimated for each resource element. Taking the second subcarrier from the bottom as an example, the frequency response of resource elements B2022, B2052, and B2082 can be estimated using a long GI pilot symbol. The estimated values of the other resource elements B2012, B2032, B2042, B2062, B2072, and B2092 can be obtained by performing weighted synthesis on the three obtained estimated values.
Assuming that the frequency response estimation values obtained in B2022, B2052, and B2082 are H 1 , H 2 , and H 3 , and the weighting factors are t 1 , t 2 , and t 3 , the estimation values obtained by weighting synthesis are t 1 H 1 + t 2 H 2 + t 3 H 3 As a weighting factor, it is conceivable to use a forgetting factor λ (0 ≦ λ ≦ 1) and combine so as to forget the estimated value of the frequency response obtained from a distant pilot symbol. For example, for the estimate of the frequency response obtained from the OFDM symbol j number fraction separated pilot symbols is multiplied by lambda J. When the resource element B2032 example, B2022, B2052, B2082 and, because apart respectively 1,2,5 pieces of OFDM symbols, weighting factors, t 1 = λ / (λ + λ 2 + λ 5), t 2 = λ 2 / (λ + λ 2 + λ 5 ), t 3 = λ 5 / (λ + λ 2 + λ 5 ) The denominator coefficient is for normalizing the power. Similarly, for other symbols, an estimated value of the frequency response obtained from a distant symbol is forgotten. For example, in the resource element B 2042, t 1 = λ 2 / (λ 2 + λ + λ 4 ), t 2 = λ / (λ 2 + λ + λ 4 ), and t 3 = λ 4 / (λ 2 + λ + λ 4 ). Similar processing is performed for other subcarriers.
なお、以上の説明では、パイロットシンボルの挿入されていないリソースエレメントにおける重み付け合成を示したが、挿入されているリソースエレメントに対しても重み付け合成をしてもよい。例えば、リソースエレメントB2082において、t1=λ6/(λ6+λ3+1)、t2=λ3/(λ6+λ3+1)、t3=1/(λ+λ2+λ5)として合成を行う。このようにすることで、干渉および雑音の影響を低減することができる。
なお、処理遅延を防ぐため、未来の情報は参照しなくてもよい。この場合、例えば、B2022においては、重み係数はt1=1であり、周波数応答の推定値はt1H1=H1となる。また、B2032においては、重み係数はt1=λ/λ=1であり、周波数応答の推定値はt1H1=H1となる。また、B2062においては、重み係数はt1=λ4/(λ4+λ)、t2=λ/(λ4+λ)であり、周波数応答の推定値はt1H1+t2H2=λ4H1+λH2/(λ4+λ)=λ3H1+H2/(λ3+1)となる。
なお、以上の説明では、3つの周波数応答を重み付けする例を示したが、これに限るものではなく、さらに多くてもよい。いずれの場合も、離れたシンボルから得られる周波数応答の推定値ほど忘却し、また、電力を正規化するような重み係数を用いる。
In the above description, the weighted combination in the resource element in which the pilot symbol is not inserted is shown. However, the weighted combination may be performed in the inserted resource element. For example, in the resource element B 2082, synthesis is performed with t 1 = λ 6 / (λ 6 + λ 3 +1), t 2 = λ 3 / (λ 6 + λ 3 +1), and t 3 = 1 / (λ + λ 2 + λ 5 ). . By doing in this way, the influence of interference and noise can be reduced.
Note that future information may not be referred to in order to prevent processing delay. In this case, for example, in B2022, the weighting factor is t 1 = 1, and the estimated value of the frequency response is t 1 H 1 = H 1 . In B2032, the weighting factor is t 1 = λ / λ = 1, and the estimated value of the frequency response is t 1 H 1 = H 1 . In B2062, the weighting factors are t 1 = λ 4 / (λ 4 + λ), t 2 = λ / (λ 4 + λ), and the estimated value of the frequency response is t 1 H 1 + t 2 H 2 = λ. 4 H 1 + λH 2 / ( λ 4 + λ) = λ 3
In the above description, an example in which three frequency responses are weighted has been shown, but the present invention is not limited to this, and more may be used. In either case, a weighting factor that forgets the estimated value of the frequency response obtained from a distant symbol and normalizes the power is used.
また、図20のようなフレームが連続して送信されている場合は、過去に対して長時間の重み付け合成が可能となる。特にダウンリンクの場合、基地局からパイロットシンボルを含むシンボルが絶えず送信されているため、端末が基地局からの同期を取った時点から重み付け合成を開始することができる。なお、受信した、パイロットシンボルの挿入されている過去の全ての周波数応答推定値を保持してもよいが、使用メモリ削減のため、次の方法を用いることができる。まず、2つのパラメータ、xとyを用意する。xの初期値は1であり、yの初期値は初めて推定した周波数応答とする。すなわち、図20のフレームが連続して送信されている場合、初めて受信したフレームのリソースエレメントB2022における周波数応答の推定値である。次に、1OFDMシンボルずつこれらの値を更新していく。次のリソースエレメントが、パイロットシンボルの挿入されていないリソースエレメントだった場合、xをλx、yをλyに更新する。このリソースエレメントにおける周波数応答の推定値は、y/xとなる。次のシンボルが、パイロットシンボルの挿入されているシンボルだった場合、まずパイロットシンボルを用いて周波数応答の推定値H’を計算し、xをλx+1、yをλy+H’に更新する。このリソースエレメントにおける最終的な周波数応答の推定値はy/xとする。以後、この処理を繰り返す。例えば、リソースエレメントB2062における周波数応答の推定値を求める場合について説明する。B2052における周波数応答の推定値を求めた時点では、x=λ3+1、y=λ3H1+H2となっている。B2062にはリソースエレメントは挿入されていないので、xの値をλx=λ4+λに更新し、yの値をλy=λ4H1+λH2に更新する。これら更新後の値を用いて、周波数応答の推定値y/x=(λ4H1+λH2)/(λ4+λ)=(λ3H1+H2)/(λ3+1)を得る。
この方法によれば、上記で説明した、未来の情報を参照しない重み付け合成の場合と同じ周波数応答の推定値を得るために、xとyを保存しておけばよいので、メモリおよび計算量を削減することができる。
In addition, when frames as shown in FIG. 20 are continuously transmitted, it is possible to perform weighted synthesis for a long time with respect to the past. Particularly, in the case of the downlink, since symbols including pilot symbols are constantly transmitted from the base station, weighting synthesis can be started from the time when the terminal is synchronized with the base station. Although all the received past frequency response estimation values in which pilot symbols are inserted may be held, the following method can be used to reduce the memory used. First, two parameters, x and y, are prepared. The initial value of x is 1, and the initial value of y is the frequency response estimated for the first time. That is, when the frames in FIG. 20 are transmitted continuously, the frequency response is estimated in the resource element B 2022 of the first received frame. Next, these values are updated for each OFDM symbol. If the next resource element is a resource element in which no pilot symbol is inserted, x is updated to λx and y is updated to λy. The estimated value of the frequency response in this resource element is y / x. When the next symbol is a symbol in which a pilot symbol is inserted, first, an estimated value H ′ of a frequency response is calculated using the pilot symbol, and x is updated to λx + 1 and y is updated to λy + H ′. Assume that the final frequency response estimate in this resource element is y / x. Thereafter, this process is repeated. For example, the case where the estimated value of the frequency response in the resource element B2062 is obtained will be described. When the estimated value of the frequency response in B2052 is obtained, x = λ 3 +1 and y = λ 3 H 1 + H 2 are obtained. Since no resource element is inserted in B2062, the value of x is updated to λx = λ 4 + λ, and the value of y is updated to λy = λ 4 H 1 + λH 2 . Using the values of these post updated
According to this method, in order to obtain the same frequency response estimation value as in the case of the weighted synthesis without referring to the future information described above, it is sufficient to store x and y. Can be reduced.
なお、以上の説明では、ロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルが異なるサブキャリアにマッピングされている例を示したが、同一のサブキャリアに存在してもよい。その場合は、まず、ロングGIパイロットシンボル、ノーマルGIパイロットシンボルそれぞれによって周波数応答を推定し、次に時間方向と干渉および雑音電力に基づいた重み付け合成を行えばよい。例えば、図16の下から6番目のサブキャリアでは、B1626の位置にロングGIパイロットシンボル、B1656の位置にノーマルGIパイロットシンボルが挿入されている。そこで、まず、B1626のロングGIパイロットシンボルの周波数応答推定値HL、および、B1656のノーマルGIパイロットシンボルの周波数応答推定値HNを求める。次に、重み係数として、例えば、wL=tLPN/(tNPL+tLPN)、wN=tNPL/(tNPL+tLPN)を用いて、重み付け合成された周波数応答推定値HS=wLHL+wNHNを得る。ここに、PLは、ロングGIパイロットシンボルにおける干渉および雑音の和の電力のアンサンブル平均、PNは、ノーマルGIパイロットシンボルにおける干渉および雑音の和の電力のアンサンブル平均、tL、tNは、忘却係数であり、0<λ≦1として、例えば、B1626における合成では、tL=1/(1+λ3)、tN=λ3/(1+λ3)である。 In the above description, an example is shown in which the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol are mapped to different subcarriers, but they may exist on the same subcarrier. In that case, first, the frequency response may be estimated by each of the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol, and then weighted synthesis based on the time direction, interference, and noise power may be performed. For example, in the sixth subcarrier from the bottom of FIG. 16, a long GI pilot symbol is inserted at the position B1626 and a normal GI pilot symbol is inserted at the position B1656. Therefore, first, a frequency response estimation value H L of the long GI pilot symbol of B1626 and a frequency response estimation value H N of the normal GI pilot symbol of B1656 are obtained. Next, using, for example, w L = t L P N / (t N P L + t L P N ) and w N = t N P L / (t N P L + t L P N ) as weighting factors, The weighted synthesized frequency response estimate H S = w L H L + w N H N is obtained. Where P L is the ensemble average of the sum of interference and noise in the long GI pilot symbol, P N is the ensemble average of the sum of interference and noise in the normal GI pilot symbol, and t L and t N are Forgetting factor, where 0 <λ ≦ 1, for example, in the synthesis in B1626, t L = 1 / (1 + λ 3 ) and t N = λ 3 / (1 + λ 3 ).
なお、時間変動を考慮しない場合は、λ=1となる。
なお、上記説明では忘却係数を用いた重み付け合成の例を示したが、重み付け合成の方法はこれに限るものではない。例えば、伝搬路の時間変動の時間相関を測定して時間方向の重み成分を求め、それに基づいた重み係数を用いてもよい。
なお、以下の実施形態でも時間変動を考慮する場合は、時間方向の処理をする際に上記説明の手法を用いる。
Note that λ = 1 when time variation is not taken into account.
In the above description, an example of weighting combining using the forgetting factor is shown, but the weighting combining method is not limited to this. For example, the time correlation of the time variation of the propagation path may be measured to obtain a weight component in the time direction, and a weight coefficient based on the weight component may be used.
In the following embodiments, when time variation is taken into account, the method described above is used when processing in the time direction.
次に、本実施形態における第2の通信装置500の変形例である第2の通信装置501について説明する。
第4の実施形態の第1の通信装置103では、送信信号にロングGIが設定された情報データシンボルの信号が含まれている。この場合、ロングGIパイロット抽出部745において、パイロットシンボルだけでなく、情報データシンボルも抽出されることになる。そこで、第1の通信装置103が送信する信号を受信する第2の通信装置501では、上記情報データシンボルをフィルタ部760に入力する。
図21は、本変形例における第2の通信装置の構成例を表す概略ブロック図である。
同図の第2の通信装置501は、データ/ロングGIパイロット分離部746からフィルタ部761へ情報データシンボルが送信される点で図13の第2の通信装置500と異なる。他の部分は図13と同一であり、図13と同一の番号(370、600、710、720、725、730a、730b、740、750、770、780、790)を付して説明を省略する。
Next, a
In the
FIG. 21 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the second communication device in the present modification.
The
データ/ロングGIパイロット分離部746は、図13のロングGIパイロット抽出部745と同じく、ロングGIが設定されたシンボルを抽出する。そして、ロングGIパイロット抽出部745と同様、予め得ているマッピングの情報に従って、伝搬路推定部750にパイロットシンボルを出力する。加えて、ロングGIパイロット抽出部745と異なり、上記マッピング情報に従って、フィルタ部761に情報データシンボルを出力する。
フィルタ部761は、データ/ノーマルGIパイロット分離部740から入力される情報データシンボルに加えて、データ/ロングGIパイロット分離部746から入力される情報データシンボルに対しても、伝搬路推定部750から入力された周波数応答推定値に従って、情報データシンボルの伝送路補償をし、デマッピング部770に出力する。
以下、復調部780、復号部790により、第1の通信装置103の送信信号に含まれる、ロングGIが設定された情報データシンボルも、情報データ信号に復号される。
以上のように、ロングGIが設定されたシンボルも抽出して復号するので、送信信号に含まれる、ロングGIが設定された情報データシンボルの信号からも、情報データ信号を得られる。
The data / long GI
In addition to the information data symbol input from data / normal GI
Thereafter, the
As described above, since the symbol set with the long GI is also extracted and decoded, the information data signal can be obtained from the information data symbol signal set with the long GI included in the transmission signal.
<第6の実施形態>
図22は、第6の実施形態における、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態の第2の通信装置500aは、第5の実施形態の第2の通信装置500(図13)のうち、伝搬路推定部750(図14)を、伝搬路推定部751に変えたものである。
図22において、図14の各部に対応する部分には同一の符号(900a、900b、910)を付し、その説明を省略する。
図22は、重み付け合成部910の前に、2個の周波数応答補間部920a、920bがある点で図14と異なる。
伝搬路推定部751は、周波数応答推定部900a、900bと、周波数応答補間部920a、920bと、重み付け合成部910とを具備する。
<Sixth Embodiment>
FIG. 22 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of a propagation path estimation unit in the sixth embodiment. In the second communication device 500a of the present embodiment, the propagation path estimation unit 750 (FIG. 14) in the second communication device 500 (FIG. 13) of the fifth embodiment is changed to a propagation
In FIG. 22, the same reference numerals (900a, 900b, 910) are assigned to portions corresponding to the respective portions in FIG. 14, and the description thereof is omitted.
FIG. 22 differs from FIG. 14 in that there are two frequency
The propagation
図23は、本実施形態の伝搬路推定部の処理を示すフローチャートである。
同図において、周波数応答推定を行うS1は図15のS1と同様だが、周波数応答補間S3bと、重み付け合成S2bの順序が図15のS2a、S3aと逆になっている。
FIG. 23 is a flowchart showing processing of the propagation path estimation unit of the present embodiment.
In FIG. 15, S1 for performing frequency response estimation is the same as S1 in FIG. 15, but the order of frequency response interpolation S3b and weighting synthesis S2b is opposite to S2a and S3a in FIG.
第5の実施形態と同様、周波数応答推定部900aは、ノーマルGIパイロットシンボルの入力を受けて、第1の周波数応答推定値を周波数応答補間部920aへ出力し、周波数応答推定部900bは、ロングGIパイロットシンボルの入力を受けて、第2の周波数応答推定値を周波数応答補間部920bへ出力する(ステップS1)。
周波数応答補間部920aは、周波数応答推定部900aからの入力を用いて、スキャッタードパイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントの周波数応答推定値を補間する。周波数応答補間部920bは、周波数応答推定部900bからの入力を用いて、スキャッタードパイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントの周波数応答推定値を補間する(ステップS3b)。
重み付け合成部910は、周波数応答補間部920aから入力される各リソースエレメントの周波数応答推定値と、周波数応答補間部920bから入力される各リソースエレメントの周波数応答補間部920bとを、第5の実施形態と同様に、推定の精度に応じて同じリソースエレメントの推定値同士を重み付け合成し、伝搬路推定値を得る(ステップS2b)。
Similar to the fifth embodiment, the frequency
Frequency
The
図24は、伝搬路推定部751が周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
同図の、2OFDMシンボル、8サブキャリアで構成されるフレームにおいて、2番目と6番目のサブキャリア、2番目のOFDMシンボルの位置にロングGIパイロットシンボル、4番目と8番目のサブキャリア、2番目のOFDMシンボルの位置にノーマルGIパイロットシンボルがマッピングされている。
FIG. 24 is a conceptual diagram illustrating an example in which the propagation
In the frame composed of 2 OFDM symbols and 8 subcarriers in the figure, the second and sixth subcarriers, the long GI pilot symbol at the position of the 2nd OFDM symbol, the 4th and 8th subcarriers, the 2nd Normal GI pilot symbols are mapped to the positions of the OFDM symbols.
まず、周波数応答推定部900a、900bが、それぞれ、ノーマルGI、ロングGIパイロットシンボルのサブキャリアにおける周波数応答を推定する。このとき得られる推定値は、ロングGIパイロットシンボルを用いたものの精度が高く、ノーマルGIパイロットシンボルを用いたものの精度が低い。図24では、H2402、H2406がロングGIパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値、H2414、H2418がノーマルGIパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値を表す。
周波数応答補間部920bが、周波数応答推定値H2402、H2406に対して補間を行い、周波数応答補間部920aが、周波数応答推定値H2414、H2418に対して補間を行うことで、スキャッタードパイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントに関しても、精度の高い周波数応答推定値(H2401〜H2408)および精度の低い周波数応答推定値(H2411〜H2418)が得られる。第5の実施形態と同様、両者を重み付け合成することにより、干渉および雑音の影響を低減し、より精度の高い周波数応答推定値(H2421〜H2428)が各サブキャリアについて得られる。
First, frequency
The frequency
本実施形態では、重み付けの前に周波数応答補間を行うため、ノーマルGIパイロットシンボルとロングGIパイロットシンボルが異なるサブキャリアにのみ存在する場合に効果がある。例えば、図16のようなパイロット構成の場合は、第5の実施形態と差が出ない。
一方、図20のようなパイロット構成の場合、ノーマルGIパイロットシンボルとロングGIパイロットシンボルが異なるサブキャリアに存在しているため、第5の実施形態では、周波数応答推定値の精度が高いサブキャリアと、低いサブキャリアに分かれることになる。このような状態で周波数応答補間をすると、精度の低いパイロットサブキャリア周辺の周波数応答推定値の精度が低下し、精度の高いパイロットサブキャリア周辺の周波数応答推定値の精度が向上することになり、精度にばらつきが生じてしまう。これに対して、本実施形態では、周波数応答補間を先に行うことで、周波数全域に渡って精度の高い周波数応答推定値と、低いものとをまず推定し、その後で重み付け合成を行うため、精度のばらつきが生じない。
In the present embodiment, frequency response interpolation is performed before weighting, which is effective when normal GI pilot symbols and long GI pilot symbols exist only in different subcarriers. For example, the pilot configuration as shown in FIG. 16 does not differ from the fifth embodiment.
On the other hand, in the case of the pilot configuration as shown in FIG. 20, since the normal GI pilot symbol and the long GI pilot symbol exist in different subcarriers, in the fifth embodiment, , Will be divided into lower subcarriers. When frequency response interpolation is performed in such a state, the accuracy of the frequency response estimation value around the pilot subcarrier with low accuracy is lowered, and the accuracy of the frequency response estimation value around the pilot subcarrier with high accuracy is improved. Variations in accuracy occur. On the other hand, in this embodiment, by performing frequency response interpolation first, high-precision frequency response estimation values over the entire frequency range and low ones are estimated first, and then weighted synthesis is performed. There is no variation in accuracy.
<第7の実施形態>
第5、第6の実施形態では、周波数応答の推定値に対して重み付け合成を行ったのに対し、本実施形態では、ロングGIパイロットシンボル、ノーマルGIパイロットシンボルから得られた周波数応答の推定値からチャネルインパルス応答を推定し、各パスの複素振幅毎に処理を行う。パスの遅延時間がノーマルGIの長さを超えない場合は、ノーマルGIパイロットシンボルから得られた複素振幅であっても、パスの電力低下が起こらないため、パスの遅延時間がノーマルGIの長さを超える場合と、超えない場合とで、異なる重み係数を用いて重み付け合成を行うことで、さらなる推定精度の向上が期待できる。なお、以下では、遅延時間がノーマルGIの長さを超えるパスおよび対応する複素振幅をそれぞれ「ノーマルGI超えのパス」および「ノーマルGI超え複素振幅」、超えないパスおよび対応する複素振幅をそれぞれ「ノーマルGI以内のパス」および「ノーマルGI以内複素振幅」と呼ぶ。
<Seventh Embodiment>
In the fifth and sixth embodiments, the weighted synthesis is performed on the frequency response estimation value, whereas in this embodiment, the frequency response estimation value obtained from the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol. The channel impulse response is estimated from, and processing is performed for each complex amplitude of each path. When the path delay time does not exceed the length of the normal GI, even if the complex amplitude is obtained from the normal GI pilot symbol, the path power does not decrease, so the path delay time is the length of the normal GI. Further improvement in estimation accuracy can be expected by performing weighted combining using different weighting factors depending on whether or not the number exceeds. In the following description, the path whose delay time exceeds the length of the normal GI and the corresponding complex amplitude are respectively “path exceeding normal GI” and “complex amplitude exceeding normal GI”, and the path not exceeding and the corresponding complex amplitude are “ This is called “path within normal GI” and “complex amplitude within normal GI”.
図25は、第7の実施形態における、伝搬路推定部の構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態の第2の通信装置500bは、第5の実施形態の通信装置500のうち、伝搬路推定部750を、伝搬路推定部753に変えたものである。
図25において、伝搬路推定部753は、周波数応答推定部900a、900bと、チャネルインパルス応答推定部930a、930bと、ノーマルGI超え複素振幅抽出部940a、950aと、ノーマルGI以内複素振幅抽出部940b、950bと、重み付け合成部960a、960bと、チャネルインパルス応答再形成部970と、FFT部980とを具備する。
FIG. 25 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of a propagation path estimation unit in the seventh embodiment. The
In FIG. 25, the
図26は、本実施形態の伝搬路推定の処理を示すフローチャートである。
ノーマルGIパイロットサブキャリアの受信信号が入力されると、周波数応答推定部900aは、ノーマルGIパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおける周波数応答を推定する。具体的には、送信信号の位相および振幅を周波数応答推定部900aが予め知っており、周波数応答推定値として、この送信信号の位相および振幅と、受信信号の位相および振幅との比を求める。
ロングGIパイロットサブキャリアの受信信号が入力されると、周波数応答推定部900bは、ロングGIパイロットシンボルがマッピングされているリソースエレメントにおける周波数応答を推定する(ステップS1)。
FIG. 26 is a flowchart showing a propagation path estimation process according to this embodiment.
When the received signal of the normal GI pilot subcarrier is input, frequency
When the received signal of the long GI pilot subcarrier is input, frequency
周波数応答推定部900aから周波数応答推定値が入力されると、チャネルインパルス応答推定部930aは、ノーマルGIパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値から生成されるチャネルインパルス応答推定値(第1のチャネルインパルス応答推定値)を生成する。
周波数応答推定部900bから周波数応答推定値が入力されると、チャネルインパルス応答推定部930bは、ロングGIパイロットシンボルを用いた周波数応答推定値から生成されるチャネルインパルス応答推定値(第2のチャネルインパルス応答推定値)を生成する。チャネルインパルス応答推定部930aが生成する、第1のチャネルインパルス応答値(ノーマルGIパイロットシンボルから生成されるチャネルインパルス応答値)が入力されると、ノーマルGI以内複素振幅抽出部950aは、入力された第1のチャネルインパルス応答から、ノーマルGI以内複素振幅を抽出する。同様に、ノーマルGI以内複素振幅抽出部950bは、第2のチャネルインパルス応答からノーマルGI以内複素振幅を抽出する。また、ノーマルGI超え複素振幅抽出部940aは、第1のチャネルインパルス応答から、ノーマルGI超え複素振幅を抽出する。ノーマルGI超え複素振幅940bは、第2にチャネルインパルス応答から、ノーマルGI超え複素振幅を抽出する(ステップS11)。
ここに、チャネルインパルス応答は、サンプリングポイント(パス)毎の応答(成分、複素振幅)で表される時間領域における伝搬路特性であり、MMSE規範による方法など、既知の方法によって周波数応答から推定される。
When the frequency response estimation value is input from the frequency
When the frequency response estimation value is input from the frequency
Here, the channel impulse response is a propagation path characteristic in the time domain expressed by a response (component, complex amplitude) for each sampling point (path), and is estimated from the frequency response by a known method such as a method based on the MMSE norm. The
ノーマルGI以内複素振幅抽出部950a、950bが抽出したノーマルGI以内複素振幅が入力されると、重み付け合成部960bは、これらの複素振幅のうち、遅延時間が同じパスのものを重み付け合成する(ステップS12a)。
ノーマルGI超え複素振幅抽出部940a、940bが抽出したノーマルGI超え複素振幅が入力されると、重み付け合成部960aは、これらの複素振幅のうち、遅延時間が同じパスのものを重み付け合成する(ステップS12b)。
チャネルインパルス応答再形成部970は、重み付け合成部960a、960bで、別々に処理されたノーマルGI区間を超える成分と超えない成分を元のチャネルインパルス応答の形に直す(ステップS13)。
FFT部980は、得られたチャネルインパルス応答の推定値にFFTを施すことで、周波数応答に変換する(ステップS14)。
When the complex amplitudes within normal GI extracted by the complex
When the complex amplitude exceeding normal GI extracted by the complex
The channel impulse
The
図27は、伝搬路推定部753が周波数応答の推定値を生成する例を示す概念図である。
同図の、2OFDMシンボル、8サブキャリアで構成されるフレームにおいて、リソースエレメントB2722、B2726の位置にロングGIパイロットシンボル、4番目と8番目のサブキャリア、B2724、B2728の位置にノーマルGIパイロットシンボルがマッピングされている。
FIG. 27 is a conceptual diagram illustrating an example in which the propagation
In the frame composed of 2 OFDM symbols and 8 subcarriers in the figure, long GI pilot symbols are located at the positions of resource elements B2722 and B2726, normal GI pilot symbols are located at the positions of the 4th and 8th subcarriers, and B2724 and B2728. It is mapped.
まず、周波数応答推定部900a、900bが、それぞれノーマルGI、ロングGIパイロットシンボルのサブキャリアにおける周波数応答を推定し、チャネルインパルス応答推定部930a、930bが、それぞれチャネルインパルス応答を推定する。
図の中央に示す(3)と(4)は、チャネルインパルス応答推定部930aが生成する、第1のチャネルインパルス応答推定値、(1)と(2)は、チャネルインパルス応答推定部930bが生成する、第2のチャネルインパルス応答推定値である。
前のシンボルがガードインターバルを超えてFFT区間に入り込むと、第1のチャネルインパルス応答の、遅延時間がノーマルGIを超える複素振幅(4)は電力が低下し、干渉や雑音の影響を受けやすい点で、第2のチャネルインパルス応答の、遅延時間がノーマルGIを超えない複素振幅(2)よりも、伝搬路推定値としての精度が低い。そこで、重み付け合成部960aは、この事実を考慮した重み付け合成を行う。
First, frequency
(3) and (4) shown in the center of the figure are the first channel impulse response estimation values generated by the channel impulse response estimation unit 930a, and (1) and (2) are generated by the channel impulse
If the previous symbol exceeds the guard interval and enters the FFT interval, the complex amplitude (4) whose delay time exceeds the normal GI of the first channel impulse response has a reduced power and is susceptible to interference and noise. Thus, the accuracy of the channel estimation value is lower than the complex amplitude (2) in which the delay time of the second channel impulse response does not exceed the normal GI. Therefore, the
あるパスにおける、第1のチャネルインパルス応答推定値の複素振幅をhN、第2のチャネルインパルス応答推定値の複素振幅をhLとする。また、hNにおける遅延時間のうち、ノーマルGI区間を超えた分(をサンプリングポイントで表したもの)をd、FFTポイント数をNfとする。重み係数aL、aNを用いて、これらを重み付け合成した複素振幅の推定値を、aLhL+aNhNによって生成する。
hNの元となるノーマルGIパイロットシンボルの遅延波のうち、ノーマルGI区間を超えたdポイント分は、前のシンボルを表す信号であって、所望のパイロットシンボルの信号は含まれない。このため、所望のパイロットシンボルを表す電力は、GI区間が十分に長く、前のシンボルがGI区間を超えない場合に比して、[(Nf−d)/Nf]2倍に減少している。ここで、hLとhNに加わっている干渉および雑音の電力の和のアンサンブル平均をそれぞれPL、PNとすると、aL、aNは、aL=PN/(PL+b2PN)、aN=bPL/(PL+b2PN)のとき、干渉および雑音の和の電力のアンサンブル平均が最小となる。ここに、b=(Nf−d)/Nfである。
一方、第1のチャネルインパルス応答の、遅延時間がノーマルGIを超えない複素振幅(3)は、電力の低下が起こらないため、重み付け合成部960bは、干渉および雑音の和の電力のみに基づいた、aL=PN/(PN+PL)、aN=PL/(PL+PN)を用いて重み付け合成を行う。
Let h N be the complex amplitude of the first channel impulse response estimate and h L be the complex amplitude of the second channel impulse response estimate in a certain path. Also, of the delay time in h N, amount that exceeds the normal GI interval (which was expressed at a sampling point) d, the number of FFT points and N f. Using the weighting coefficients a L and a N , an estimated value of a complex amplitude obtained by weighting and combining them is generated by a L h L + a N h N.
Of the delayed wave of the normal GI pilot symbol that is the source of h N , the d points that exceed the normal GI section are signals representing the previous symbol and do not include the signal of the desired pilot symbol. For this reason, the power representing the desired pilot symbol is reduced by [(N f −d) / N f ] 2 times compared to the case where the GI interval is sufficiently long and the previous symbol does not exceed the GI interval. ing. Here, when the ensemble averages of the sum of interference and noise power applied to h L and h N are P L and P N , respectively, a L and a N are a L = P N / (P L + b 2 When P N ), a N = bP L / (P L + b 2 P N ), the ensemble average of the power of the sum of interference and noise is minimized. Here, b = (N f −d) / N f .
On the other hand, the complex amplitude (3) of which the delay time of the first channel impulse response does not exceed the normal GI does not cause a reduction in power. , A L = P N / (P N + P L ) and a N = P L / (P L + P N ) are used to perform weighted synthesis.
以下では、重み付け係数の算出方法を、aL=PN/(PL+b2PN)、aN=bPL/(PL+b2PN)とすることで、合成後のチャネルインパルス応答に含まれる、干渉および雑音の和の電力を最小とすることができることを説明する。
干渉と雑音の和の影響がない場合の複素振幅をh、重み付け合成後の複素振幅をhSとして、nL=hL−h、nN=hN−bh、nS=hS−hとする。nL、nN、nSは、いわば、干渉と雑音の和によって生じる複素振幅のずれである。ここでは、干渉も雑音として振舞うと仮定する。
h、nL、nNを用いると、重み付け合成後の複素振幅hS=aLhL+aNhNは、hS=aLhL+aNhN=aL(h+nL)+aN(h+bnN)=(aL+baN)h+aLnL+aNnNと変形される。
ここで、hの電力が増減しないよう、aL+baN=1を束縛条件とする。そうすると、nS=hS−h=aLnL+aNnNとなる。
In the following, the weighted coefficient calculation method is a L = P N / (P L + b 2 P N ), a N = bP L / (P L + b 2 P N ), so that the combined channel impulse response It is explained that the power of the sum of interference and noise can be minimized.
When there is no influence of the sum of interference and noise, the complex amplitude is h, the complex amplitude after weighted synthesis is h S , n L = h L -h, n N = h N -bh, n S = h S -h And n L , n N , and n S are so-called complex amplitude shifts caused by the sum of interference and noise. Here, it is assumed that interference also behaves as noise.
When h, n L , and n N are used, the complex amplitude h S = a L h L + a N h N after weighted synthesis is expressed as h S = a L h L + a N h N = a L (h + n L ) + a N (H + bn N ) = (a L + ba N ) h + a L n L + a N n N
Here, a L + ba N = 1 is set as a constraint condition so that the power of h does not increase or decrease. Then, the n S = h S -h = a L n L + a N n N.
また、E[]はアンサンブル平均(集合平均)、*は複素共役を表すものとし、PSを重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力とすると、PL=E[nLnL *]、PN=E[nNnN *]、PS=E[nSnS *]となる。
重み付け合成後の干渉と雑音の和の電力は、PS=E[nSnS *]=E[(hS−h)(hS−h)*]=E[(aLhL+aNhN−h)(aLhL+aNhN−h)*]=E[(aLhL+aNhN−aLh−baNh)(aLhL+aNhN−aLh−baNh)*]=E[(aLnL+aNnN)(aLnL+aNnN)*]=E[aL 2nLnL *+aN 2nNnN *+aLaNnLnN *+aLaNnL *nN]=aL 2E[nLnL *]+aN 2E[nNnN *]+aLaNE[nLnN *]+aLaNE[nL *nN]である。
Also, E [] represents the ensemble average (set average), * represents the complex conjugate, and P S is the power of the sum of interference and noise after weighted synthesis, P L = E [n L n L * ] , P N = E [n N n N * ], and P S = E [n S n S * ].
Power sum of the interference and noise of the weighted synthesis, P S = E [n S n S *] = E [(h S -h) (h S -h) *] = E [(a L h L + a N h N -h) (a L h L + a N h N -h) *] = E [(a L h L + a N h N -a L h-ba N h) (a L h L + a N h N -a L h-ba n h) *] = E [(a L n L + a n n n) (a L n L + a n n n) *] = E [a L 2 n L n L * + a n 2 n n n n * + a L a n n L n n * + a L a n n L * n n] = a L 2 E [n L n L *] + a n 2 E [n n n n *] + a L a N is E [n L n N *] + a L a N E [n L * n N].
ここで、nLとnNは無相関であると仮定すると、E[nLnN *]=0、E[nL *nN]=0となり、PS=aL 2E[nLnL *]+aN 2E[nNnN *]=aL 2PL+aN 2PNとなる。
そこで、束縛条件aL+baN=1の下で、aL 2PL+aN 2PNを最小にするaLおよびaNを、ラグランジュの未定乗数法を用いて求める。
λを変数として、aL、aN、λの関数fを、f=aL 2PL+aN 2PN−λ(aL+baN−1)とする。
fの偏微分で得られる以下の2式、∂f/∂aL=2aLPL−λ=0、∂f/∂aN=2aNPN−bλ=0を解くと、aL=λ/2PL、aN=bλ/2PNとなる。これを束縛条件aL+baN=1に代入して、λ=2PLPN/(PL+b2PN)を得る。これを、先の式aL=λ/2PL、aN=bλ/2PNに代入して、aL=PN/(PL+b2PN)、aN=bPL/(PL+b2PN)を得る。
以上より、aL=PN/(PL+b2PN)、aN=bPL/(PL+b2PN)は、PSを最小にする唯一の解なので、このときPSは最小となる。
Here, assuming that n L and n N are uncorrelated, E [n L n N * ] = 0, E [n L * n N ] = 0, and P S = a L 2 E [n L a n L *] + a N 2 E [n N n N *] = a L 2 P L + a N 2 P N.
Therefore, a L and a N that minimize a L 2 P L + a N 2 P N under the constraint condition a L + ba N = 1 are obtained by using Lagrange's undetermined multiplier method.
With λ as a variable, a function f of a L , a N , and λ is set as f = a L 2 P L + a N 2 P N −λ (a L + ba N −1).
Solving the following two equations obtained by partial differentiation of f, ∂f / ∂a L = 2a L P L -λ = 0, ∂ f / ∂a N = 2a N P N -bλ = 0, a L = λ / 2P L , a N = bλ / 2P N This is substituted into the constraint condition a L + ba N = 1 to obtain λ = 2P L P N / (P L + b 2 P N ). This, above equation a L = λ / 2P L, by substituting the a N = bλ / 2P N, a L = P N / (P L + b 2 P N), a N = bP L / (P L + B 2 P N ).
From the above, a L = P N / ( P L + b 2 P N), a N = bP L / (P L + b 2 P N) , because the only solutions to minimize P S, this time P S is Minimal.
なお、ここで用いたPL、PNは、周波数領域の干渉および雑音が、チャネルインパルス応答への変換処理をしても統計的性質が変わらないとすると、第5の実施形態と同様の方法で算出することができる。
なお、hLとhNに加わっている干渉および雑音の電力が同等であると仮定し、PL=PNとしてもよい。この場合、重み付け合成部960aでの重みはaL=1/(b2+1)、aN=b/(b2+1)となる。また、重み付け合成部960bでの重みはaL=1/2、aN=1/2となり、これは加算平均となる。この方法では、干渉および雑音の電力推定が不必要であるため、計算量を削減できる。
Note that P L and P N used here are the same methods as in the fifth embodiment, assuming that the statistical properties of the frequency domain interference and noise do not change even when the conversion processing to the channel impulse response is performed. Can be calculated.
Note that P L = P N may be set assuming that the power of interference and noise applied to h L and h N are equal. In this case, the weights in the
なお、遅延時間がノーマルGIを超えない複素振幅の重み付け合成で用いる重み係数の算出方法が、遅延時間がノーマルGIを超える複素振幅の重み付け合成で用いる重み係数の算出方法と同じ場合は、同一の重み付け合成部で両者の重み付け合成を行ってもよい。例えば、重み係数として、上記のaL=PN/(PL+b2PN)、aN=bPL/(PL+b2PN)を用いる。そうすると、遅延時間がノーマルGIを超える複素振幅について、上記の重み付け合成部960aで行ったのと同じ重み付け合成を行うことができる。また、ノーマルGI以内の複素振幅については、d=0なのでb=1であり、aL=PN/(PL+PN)、aN=PL/(PL+PN) となり、上記の重み付け合成部960bで行ったのと同じ重み付け合成を行うことができる。
この場合、ノーマルGI以内の複素振幅についても、パス毎に重み係数を求める必要がある点で、計算量が増えるものの、重み付け合成部を複数具備する必要が無いことに加え、ノーマルGI超え複素振幅とノーマルGI以内複素振幅との分離が不要なので、ノーマルGI超え複素振幅抽出部とノーマルGI以内複素振幅抽出部とを具備する必要が無く、回路規模を削減できる。
It should be noted that the same calculation method is used when the weighting coefficient calculation method used in the complex amplitude weighting synthesis whose delay time does not exceed the normal GI is the same as the weighting coefficient calculation method used in the complex amplitude weighting synthesis whose delay time exceeds the normal GI. The weighting / synthesizing unit may perform weighting / synthesizing both. For example, the above-described a L = P N / (P L + b 2 P N ) and a N = bP L / (P L + b 2 P N ) are used as weighting factors. Then, the same weighting synthesis as that performed by the
In this case, the complex amplitude within the normal GI also requires a weighting factor for each path, but the amount of calculation increases. In addition, it is not necessary to provide a plurality of weighting synthesis units. And the complex amplitude within the normal GI need not be separated, so that it is not necessary to have a complex amplitude extraction unit exceeding the normal GI and a complex amplitude extraction unit within the normal GI, and the circuit scale can be reduced.
<第8の実施形態>
図28は第8の実施形態に係る第1の通信装置の構成例を示す概略ブロック図である。
同図において、図1の各部に対応する部分には同一の符号(200、300、310、320、330a、340、350、360、370、250、325、330b、345)を付し、その説明を省略する。
図28は、第1の通信装置104が、低電力割当て部400と、高電力割当て部405を具備する点で、図1と異なる。低電力割当て部400と、高電力割当て部405とは、各々、ノーマルGIパイロットシンボルと、ロングGIパイロットシンボルに割り当てる信号電力を決定し、これらのシンボルの振幅を変更する。
本実施形態の第1の通信装置に対応する第2の通信装置としては、例えば、第5〜8の実施形態の第2の通信装置500、500a、500bを用いることができる。
<Eighth Embodiment>
FIG. 28 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the first communication device according to the eighth embodiment.
In the figure, the same reference numerals (200, 300, 310, 320, 330a, 340, 350, 360, 370, 250, 325, 330b, 345) are given to the portions corresponding to the respective parts in FIG. Is omitted.
FIG. 28 differs from FIG. 1 in that the
As the second communication device corresponding to the first communication device of the present embodiment, for example, the
図28において、ノーマルGIパイロットシンボルに低電力を割当てるのは、高くなったロングGIパイロットシンボルの電力との和を一定に保つためである。
高電力が割当てられることで、ロングGIパイロットシンボルのSINRが増加するため、伝搬路推定の精度を高めることができる。一方、ノーマルGIパイロットシンボルは、高電力を割り当てても、シンボル間干渉およびキャリア間干渉の影響が大きいため、推定精度の向上は小さい。
In FIG. 28, the reason why the low power is assigned to the normal GI pilot symbol is to keep the sum of the power of the increased long GI pilot symbol constant.
Since the high power is allocated, the SINR of the long GI pilot symbol increases, so that the accuracy of channel estimation can be improved. On the other hand, the normal GI pilot symbol is not greatly improved in estimation accuracy even if high power is allocated because the influence of inter-symbol interference and inter-carrier interference is large.
増幅した電力の値は、システムの制御情報として受信側の第2の通信装置に通知する。第5〜8の実施形態における第2の通信装置500、500a、500bでは、重み付け合成部910、960a、960bによる重み付け合成は、通知された電力の値に基づいて行えばよいため、重み係数生成の負荷を低減することができる。具体的には、ロングGIパイロットシンボル、ノーマルGIパイロットシンボルそれぞれに割当てた電力をP1、P2とすると、wL=P1/(P1+P2)、wN=P2/(P1+P2)とする。また、割当てる電力は2つに限る必要はなく、3種類以上でもよい。例えば、ロングGIパイロットシンボルの一部にP1、残りにP2、ノーマルGIパイロットシンボルにP3を割当てた場合、WL1=P2P3/(P1P2+P2P3+P1P3)、WL2=P1P3/(P1P2+P2P3+P1P3)、WN=P1P2/(P1P2+P2P3+P1P3)となる。ここに、WL1とWL2はそれぞれ、P1、P2を割り振ったロングGIパイロットシンボルを用いて推定した周波数応答に掛ける重み係数である。
The amplified power value is notified to the second communication device on the receiving side as system control information. In the
このようにロングGIパイロットシンボルに、ノーマルGIパイロットシンボルよりも高い信号電力を割り当てるので、伝搬路推定の精度を高めることができる。また、割り当てた電力の値が受信側の第2の通信装置に通知されるので、第2の通信装置が通知された値を重み付けに用いることで、重み係数計算の回路規模および計算量を削減できる。 As described above, since the signal power higher than that of the normal GI pilot symbol is assigned to the long GI pilot symbol, the accuracy of channel estimation can be improved. In addition, since the allocated power value is notified to the second communication device on the receiving side, the value notified by the second communication device is used for weighting, thereby reducing the circuit scale and calculation amount of the weight coefficient calculation. it can.
なお、本実施形態では、ノーマルGIパイロットシンボルとロングGIパイロットシンボルがある場合を説明したが、本発明はこれに限らず、ロングGIパイロットシンボルのみがある場合に、信号電力に差を与えてもよい。
なお、本実施形態では、ロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルの2種類のパイロットシンボルに割当てる電力に関して説明したが、ロングGIパイロットシンボルが複数ある場合でもよい。その場合に割当てる電力も、上記説明と同様複数あってよい。
なお、本実施形態では、ロングGIパイロットシンボルとノーマルGIパイロットシンボルの2種類のパイロットシンボルに割当てる電力に関して説明したが、ノーマルGIパイロットシンボルのみを送信し、その中で複数の電力を割当ててもよい。
In the present embodiment, the case where there are a normal GI pilot symbol and a long GI pilot symbol has been described. However, the present invention is not limited to this, and there may be a difference in signal power when only a long GI pilot symbol is present. Good.
In the present embodiment, the power allocated to the two types of pilot symbols, the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol, has been described, but there may be a case where there are a plurality of long GI pilot symbols. In this case, there may be a plurality of powers allocated in the same manner as described above.
In the present embodiment, the power allocated to the two types of pilot symbols, the long GI pilot symbol and the normal GI pilot symbol has been described. However, only the normal GI pilot symbol may be transmitted and a plurality of powers may be allocated therein. .
<第10の実施形態>
図29は、第10の実施形態に係る第1の通信装置の構成例を示す概略ブロック図である。
同図において、図1の各部に対応する部分には同一の符号(300、310、330a、340、350、360、370、330b、345)を付し、その説明を省略する。
図29は、第1の通信装置105が、ロングGI制御部410および無線受信部711を具備する点で、図1と異なる。
<Tenth Embodiment>
FIG. 29 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the first communication device according to the tenth embodiment.
In the figure, the same reference numerals (300, 310, 330a, 340, 350, 360, 370, 330b, 345) are assigned to portions corresponding to the respective portions in FIG.
FIG. 29 differs from FIG. 1 in that the
伝搬路特性が良い場合は、ロングGIパイロットシンボルが無くとも精度の高い伝搬路推定を行うことが出来る。本実施形態では、伝搬路推定が高い精度で行える場合には、通信相手の第2の通信装置が、ロングGIパイロットシンボルが不要との通知を送信する。
第1の通信装置105では、無線受信部711が、通信相手の第2の通信装置からの通知を受け取り、ロングGI制御部410に出力する。ロングGI制御部410は、ロングGIパイロットシンボルをマッピングするか否かを通知に従って制御する。また、ロングGI制御部410は、ロングGIパイロットシンボルをマッピングしたか否かの情報を、制御信号として通信相手の第2の通信装置に通知する。
When the propagation path characteristics are good, accurate propagation path estimation can be performed without a long GI pilot symbol. In the present embodiment, when the propagation path estimation can be performed with high accuracy, the second communication apparatus of the communication partner transmits a notification that the long GI pilot symbol is unnecessary.
In the
図30は、ロングGIの予約位置にロングGIパイロットシンボルをマッピングしない場合の例を示す概念図である。
同図において、第1のマッピング部320が行うマッピングの、ロングGIパイロットシンボルの挿入が予約されていた位置(以下、「予約位置」という)は、データシンボルで埋められており、第2のマッピング部325が行うマッピングのロングGIの予約位置には何もマッピングされない。この制御は、ロングGI制御部410が行う。ロングGI制御部410は、通信相手の第2の通信装置から、ロングGIパイロットシンボルが不要との通知を受信すると、第1のマッピング部320に対して、予約位置を指定し、当該予約位置にデータシンボルをマッピングするよう指示する。また、ロングGI制御部410は、第2のマッピング部325に対して、予約位置を指定し、当該予約位置に何もマッピングしないよう指示する。また、ロングGI制御部410は、ロングGIパイロットシンボルをマッピングしなかった予約位置を、制御信号に重畳する。
一方、通信相手の第2の通信装置から、ロングGIパイロットシンボルが必要との通知を受信した場合は、第1の実施形態と同様、予め定められたマッピングどおりの処理を行い、制御信号に対しても、ロングGIパイロットシンボルをマッピングしなかった予約位置の情報については何も重畳しない。
FIG. 30 is a conceptual diagram illustrating an example when a long GI pilot symbol is not mapped to a reserved position of the long GI.
In the figure, a position where insertion of a long GI pilot symbol is reserved (hereinafter referred to as “reserved position”) in the mapping performed by the
On the other hand, when the notification that the long GI pilot symbol is necessary is received from the second communication apparatus of the communication partner, the processing is performed in accordance with the predetermined mapping as in the first embodiment, and the control signal is processed. However, nothing is superimposed on the information on the reserved position where the long GI pilot symbol is not mapped.
図31は、ロングGIの予約位置にロングGIパイロットシンボルをマッピングする場合の例を示す概念図である。
ロングGI制御部410は、通信相手の第2の通信装置から、ロングGIパイロットシンボルをマッピングするように要求を受けると、第1のマッピング部320に対して、予約位置を指定し、当該予約位置に何もマッピングしないよう指示する。また、ロングGI制御部410は、第2のマッピング部325に対して、予約位置を指定し、当該予約位置にロングGIパイロットシンボルをマッピングするよう指示する。また、ロングGI制御部410は、ロングGIパイロットシンボルをマッピングした予約位置を、制御信号に重畳する。
FIG. 31 is a conceptual diagram illustrating an example in which a long GI pilot symbol is mapped to a reserved position of the long GI.
When the long
通信相手の第2の通信装置では、この制御信号に基づいて、自通信装置の処理を変更する。例えば、ロングGIパイロットシンボルが存在する場合、すなわち一部のパイロットシンボルにロングGIが設定されている場合は、第5〜第8の実施形態で示した伝搬路推定を行うことができる。また、送信側の符号化および受信側での復号は、ロングGIパイロットシンボルが付加された位置以外の位置を用いて行う。
図32は、本実施形態における、第1の通信装置105に対応する、通信相手の第2の通信装置の構成例を表す概略ブロック図である。
同図において、図13の各部に対応する部分には同一の符号(370、600、710、730a、730b、760、770、780、790)を付し、その説明を省略する。
図32の第2の通信装置502は、第1のFFT区間抽出部721と、第2のFFT区間抽出部726と、データ/ノーマルGIパイロット分離部741と、ロングGIパイロット抽出部747とにおいて、制御信号に重畳されるロングGIパイロットシンボルをマッピングした予約位置の情報を用いて、予め得ているマッピング情報を修正する点、伝搬路推定部754からロングGI要否決定部800へ第1の周波数応答推定値(ノーマルGIパイロットシンボルから得られる周波数応答推定値)が出力される点、および、ロングGI要否決定部800が、無線送信部361を通じて、ロングGIパイロットシンボルの要否を送信する点で、図13と異なる。
The second communication device of the communication partner changes the processing of the own communication device based on this control signal. For example, when a long GI pilot symbol exists, that is, when a long GI is set for some pilot symbols, the channel estimation shown in the fifth to eighth embodiments can be performed. Also, encoding on the transmission side and decoding on the reception side are performed using positions other than the position where the long GI pilot symbol is added.
FIG. 32 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the second communication apparatus of the communication counterpart corresponding to the
In the figure, the same reference numerals (370, 600, 710, 730a, 730b, 760, 770, 780, 790) are assigned to the portions corresponding to the respective portions in FIG.
32 includes a first FFT
ロングGI要否決定部800は、伝搬路推定部754から入力される第1の周波数応答推定値が、予め定められた一定の範囲内にあるかを判断する。一定の範囲内にある場合は、伝搬路特性が良く、ノーマルGIパイロットシンボルのみでも精度の高い伝搬路補償が行えるとして、ロングGI要否決定部800は、無線送信部361を通じて第1の通信装置105に対し、ロングGIパイロットシンボルが不要との通知を送信する。
逆に、第1の周波数応答推定値が一定の範囲外の場合は、伝搬路特性が悪く、ロングGIパイロットシンボルが必要として、ロングGI要否決定部800は、ロングGIパイロットシンボルが必要との通知を送信する。
Long GI
Conversely, when the first frequency response estimation value is outside a certain range, the propagation path characteristics are poor and a long GI pilot symbol is required, and the long GI
ロングGIパイロットシンボルが不要との通知に対して、ロングGIパイロットシンボルをマッピングしなかった位置の情報が、第1の通信装置105によって重畳された場合は、第1のFFT区間抽出部721、第2のFFT区間抽出部726は、予め得ていたマッピング情報を修正したうえで、それぞれ、第1のFFT区間、第2のFFT区間を抽出する。同様に、データ/ノーマルGIパイロット分離部741、ロングGIパイロット抽出部747は、予め得ていたマッピング情報を修正したうえで、それぞれ、データシンボルとパイロットシンボルとを分離し、パイロットシンボルを抽出する。以下、図1の場合と同様に、データ/ノーマルGIパイロット分離部741が分離した情報データシンボルは、フィルタ部760、デマッピング部770、復調部780、復号部790を通じて情報データ信号に復号される。
When the information on the position where the long GI pilot symbol is not mapped is superimposed by the
以上により、第1の通信装置105は、ロングGIパイロットシンボルを送信せずに、代わりにデータシンボルをマッピングし、第2の通信装置502は、ロングGIパイロットシンボルの代わりにマッピングされた情報データシンボルを、他の情報データシンボルと共に復号するので、伝送効率を高めることができる。
As described above, the
なお、以上の説明では、ロングGIパイロットシンボルが不要な場合の予約位置にはデータシンボルをマッピングしているが、これに限るものではなく、ノーマルGIパイロットシンボルなどでもよい。
なお、以上の説明では、ロングGIパイロットシンボルを設定するか否かの選択肢しか示していないが、一部の予約位置をロングGIパイロットシンボルにしてもよい。例えば、図30では、3番目と6番目のサブキャリアにおける2番目と3番目のOFDMシンボルの位置が予約位置であり、図31は3番目と6番目のサブキャリアの両方をロングGIパイロットシンボルにしているが、片方だけでもよい。また、以上の説明では、予約位置が2つのサブキャリアに存在している場合を示しているが、これに限るものではなく、3つや4つの場合などでもよい。この場合も、ロングGIパイロットシンボルを割り当てるか否かを、予約位置毎に指定してもよい。
In the above description, the data symbol is mapped to the reserved position when the long GI pilot symbol is unnecessary, but the present invention is not limited to this, and a normal GI pilot symbol or the like may be used.
In the above description, only the option of whether or not to set a long GI pilot symbol is shown, but some reserved positions may be long GI pilot symbols. For example, in FIG. 30, the positions of the second and third OFDM symbols in the third and sixth subcarriers are reserved positions, and in FIG. 31, both the third and sixth subcarriers are long GI pilot symbols. However, only one of them may be used. Moreover, although the case where the reservation position exists in two subcarriers is shown in the above description, the present invention is not limited to this, and three or four cases may be used. Also in this case, whether or not to assign a long GI pilot symbol may be designated for each reserved position.
また、図1における送信シンボル生成部190と、ノーマルGIシンボル生成部200と、ロングGIシンボル生成部250と、符号部300と、変調部310と、第1のマッピング部320と、第2のマッピング部325と、IFFT部330a、330bと、ノーマルGI挿入部340と、ロングGI挿入部345と、多重部350と、無線送信部360と、図8における送信シンボル生成部191と、ノーマルGIシンボル生成部200と、ロングGIパイロットシンボル記憶部260と、符号部300と、変調部310と、第1のマッピング部320と、IFFT部330aと、ノーマルGI挿入部340と、多重部350と、無線送信部360と、図9における送信シンボル生成部192と、ノーマルGIシンボル生成部201と、ロングGI用マッピングシンボル生成部270と、符号部300と、変調部310と、マッピング部321と、IFFT部330aと、ノーマルGI挿入部340と、多重部350と、無線送信部360と、位相回転部385と、図11における送信シンボル生成部193と、ノーマルGIシンボル生成部202と、ロングGIシンボル生成部251と、符号部300と、変調部311と、第1のマッピング部320と、第2のマッピング部326と、IFFT部330a、330bと、ノーマルGI挿入部340と、ロングGI挿入部345と、多重部350と、無線送信部360と、図13におけるFFT区間抽出部600と、FFT部610と、データ/パイロット分離部620と、無線受信部710と、第1のFFT区間抽出部720と、第2のFFT区間抽出部725と、第1のFFT部730と、第2のFFT部735と、データ/ノーマルGIパイロット分離部740と、ロングGIパイロット抽出部745と、伝搬路推定部750と、フィルタ部760と、デマッピング部770と、復調部780と、復号部790と、図14における周波数応答推定部900a、900bと、重み付け合成部910と、周波数応答補間部920と、図21におけるFFT区間抽出部600と、FFT部610と、データ/パイロット分離部621と、無線受信部710と、第1のFFT区間抽出部720と、第2のFFT区間抽出部725と、第1のFFT部730と、第2のFFT部735と、データ/ノーマルGIパイロット分離部740と、データ/ロングGIパイロット分離部746と、伝搬路推定部750と、フィルタ部760と、デマッピング部770と、復調部780と、復号部790と、図22における伝搬路推定部751と、周波数応答推定部900a、900bと、周波数応答補間部920a、920bと、重み付け合成部910と、図25における伝搬路推定部753と、周波数応答推定部900a、900bと、チャネルインパルス応答推定部930a、930bと、ノーマルGI超え複素振幅抽出部940a、940bと、ノーマルGI以内複素振幅抽出部950a、950bと、重み付け合成部960a、960bと、チャネルインパルス応答再形成部970と、FFT部980と、図28における送信シンボル生成部194と、ノーマルGIシンボル生成部200と、ロングGIシンボル生成部250と、符号部300と、変調部310と、第1のマッピング部320と、第2のマッピング部325と、IFFT部330a、330bと、ノーマルGI挿入部340と、ロングGI挿入部345と、多重部350と、無線送信部360と、低電力割当て部400と、高電力割当て部405と、図29における送信シンボル生成部195と、ノーマルGIシンボル生成部203と、ロングGIシンボル生成部252と、符号部300と、変調部310と、第1のマッピング部322と、第2のマッピング部327と、IFFT部330a、330bと、ノーマルGI挿入部340と、ロングGI挿入部345と、多重部350と、無線送信部360と、ロングGI制御部410と、無線受信部711と、図32における無線送信部361と、FFT区間抽出部600と、FFT部610と、データ/パイロット分離部620と、無線受信部710と、第1のFFT区間抽出部721と、第2のFFT区間抽出部726と、第1のFFT部730と、第2のFFT部735と、データ/ノーマルGIパイロット分離部741と、ロングGIパイロット抽出部747と、伝搬路推定部754と、フィルタ部760と、デマッピング部770と、復調部780と、復号部790との機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
1, the normal GI
本発明は、固定通信および移動通信の双方に用いることができる。移動通信に用いる場合は、送信装置は基地局装置の送信部分に用いられ、受信装置は移動局装置の受信部分に用いられるが、その逆であってもよい。 The present invention can be used for both fixed communication and mobile communication. When used for mobile communication, the transmitting device is used for the transmitting portion of the base station device, and the receiving device is used for the receiving portion of the mobile station device, but the reverse is also possible.
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
本発明は、携帯電話を用いた通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。 The present invention is suitable for use in a communication system using a mobile phone, but is not limited to this.
100、101、102、103、104、105、500、500a、500b、501、502…通信装置
190、191、192、193、194、195…送信シンボル生成部
200、201、202、203…ノーマルGIシンボル生成部
250、251、252…ロングGIシンボル生成部
260…ロングGIパイロットシンボル記憶部
270…ロングGI用マッピングシンボル生成部
300…符号部
310、311…変調部
320、322…第1のマッピング部
321…マッピング部
325、326,327 …第2のマッピング部
330a、330b…IFFT部
340…ノーマルGI挿入部
345…ロングGI挿入部
350…多重部
360、361…無線送信部
370…アンテナ
385…位相回転部
400…低電力割当て部
405…高電力割当て部
410…ロングGI制御部
600…FFT区間抽出部
610…FFT部
620、621…データ/パイロット分離部
710、711…無線受信部
720、721…第1のFFT区間抽出部
725、726…第2のFFT区間抽出部
730…第1のFFT部
735…第2のFFT部
740、741…データ/ノーマルGIパイロット分離部
745、747…ロングGIパイロット抽出部
746…データ/ロングGIパイロット分離部
750、751、752、753、754…伝搬路推定部
760、761…フィルタ部
770…デマッピング部
780…復調部
790…復号部
800…ロングGI要否決定部
900a、900b…周波数応答推定部
910…重み付け合成部
920、920a、920b…周波数応答補間部
930a、930b…チャネルインパルス応答推定部
940a、940b…ノーマルGI超え複素振幅抽出部
950a、950b…ノーマルGI以内複素振幅抽出部
960a、960b…重み付け合成部
970…チャネルインパルス応答再形成部
980…FFT部
100, 101, 102, 103, 104, 105, 500, 500a, 500b, 501, 502 ...
Claims (25)
同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第1のガードインターバルを付加した第1のパイロットシンボルが散在する、第1のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルを付加した第2のパイロットシンボルが散在する、第2のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部
を具備することを特徴とする第1の通信装置。 In the first communication device that performs multi-carrier modulation on symbols that are basic units of digital signals,
A first pilot symbol to which a first guard interval is added is scattered between subcarriers constituting a multicarrier at the same time, and subcarriers constituting a multicarrier at the same time. A transmission symbol generation unit that generates a signal including a second multicarrier symbol in which second pilot symbols added with a second guard interval longer than the first guard interval are scattered between carriers. A first communication device characterized in that:
前記第1のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第1のガードインターバルを付加して前記第1のマルチキャリアシンボルを生成する第1のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記第2のパイロットシンボルを含むシンボルに前記第2のガードインターバルを付加して前記第2のマルチキャリアシンボルを生成する第2のマルチキャリアシンボル生成部と、
前記第1のマルチキャリアシンボルと、前記第2のマルチキャリアシンボルとを時間領域で多重する多重部と
を具備することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの項に記載の第1の通信装置。 The transmission symbol generator is
A first multicarrier symbol generator for generating the first multicarrier symbol by adding the first guard interval to a symbol including the first pilot symbol;
A second multicarrier symbol generator for generating the second multicarrier symbol by adding the second guard interval to a symbol including the second pilot symbol;
4. The multiplex unit according to claim 1, further comprising: a multiplexing unit that multiplexes the first multi-carrier symbol and the second multi-carrier symbol in a time domain. 1. Communication device.
前記送信シンボル生成部は、前記第2のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第2のマルチキャリアシンボルを記憶する第2のマルチキャリアシンボル記憶部
を具備することを特徴とする請求項4に記載の第1の通信装置。 The symbol to which the second multicarrier symbol generation unit adds the second guard interval is a pilot symbol,
The transmission symbol generation unit includes a second multicarrier symbol storage unit that stores the second multicarrier symbol generated by the second multicarrier symbol generation unit. First communication device.
前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルを位相回転し、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと同じサブキャリアの時間方向に1つ前に配置されるシンボルであって、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルを生成する位相回転部と、
前記第1のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転部が生成したシンボルとを周波数領域で多重する周波数領域シンボル多重部と、
前記周波数領域シンボル多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域の信号に変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部が変換した時間領域の信号に、前記第1のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入部と
を具備することを特徴とする請求項1から3のいずれかの項に記載の第1の通信装置。 The transmission symbol generator is
The symbol to which the second guard interval is added is phase-rotated, and is a symbol arranged one time before in the time direction of the same subcarrier as the symbol to which the second guard interval is added. A phase rotator that generates symbols that form part of the guard interval of
A frequency domain symbol multiplexing unit that multiplexes in a frequency domain the symbol to which the first guard interval is added, the symbol to which the second guard interval is added, and the symbol generated by the phase rotation unit;
An inverse Fourier transform unit that performs inverse Fourier transform on the symbols multiplexed by the frequency domain symbol multiplexing unit and converts the symbols into a time domain signal;
The guard interval insertion part which adds the guard interval of the length of the said 1st guard interval to the signal of the time domain which the said inverse Fourier transform part transformed, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The 1st communication apparatus as described in a term.
前記送信シンボル生成部は、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記位相回転部が生成したシンボルとを記憶する第2のシンボル記憶部
を具備することを特徴とする請求項6に記載の第1の通信装置。 The symbol to which the second guard interval is added is a pilot symbol,
The transmission symbol generation unit includes a second symbol storage unit that stores a symbol to which the second guard interval is added and a symbol generated by the phase rotation unit. 1st communication apparatus of description.
前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルを位相回転し、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルと同じサブキャリアの時間方向に1つ後に配置されるシンボルであって、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルを生成する位相回転部と、
前記第1のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第2のガードインターバルが付加されるシンボルと、前記第2のガードインターバルの一部を構成するシンボルとを周波数領域において多重する周波数領域シンボル多重部と、
前記周波数領域シンボル多重部が多重したシンボルを逆フーリエ変換して、時間領域のシンボルに変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部が変換した時間領域のシンボルに、前記第1のガードインターバルの長さのガードインターバルを付加するガードインターバル挿入部と
を具備することを特徴とする請求項1から3のいずれかの項に記載の第1の通信装置。 The transmission symbol generator is
A symbol that is phase-rotated for a symbol that forms part of the second guard interval, and that is placed one time later in the time direction of the same subcarrier as the symbol that forms part of the second guard interval, A phase rotation unit for generating a symbol to which the second guard interval is added;
Frequency domain symbol multiplexing for multiplexing in the frequency domain a symbol to which the first guard interval is added, a symbol to which the second guard interval is added, and a symbol that forms part of the second guard interval. And
An inverse Fourier transform unit that performs inverse Fourier transform on the symbol multiplexed by the frequency domain symbol multiplexing unit, and converts the symbol into a time domain symbol;
The guard interval insertion part which adds the guard interval of the length of the said 1st guard interval to the symbol of the time domain which the said inverse Fourier transform part transformed, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The 1st communication apparatus as described in a term.
前記第1のパイロットシンボルの送信電力を割り当てる低電力割当て部と、
前記第2のパイロットシンボルの送信電力を、前記低電力割り当て部が割り当てる送信電力よりも高い電力を割り当てる高電力割当て部と
を具備すること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれかの項または請求項6または請求項8に記載の第1の通信装置。 The transmission symbol generator is
A low power allocation unit that allocates transmission power of the first pilot symbol;
The high power allocating unit that allocates the transmission power of the second pilot symbol higher than the transmission power allocated by the low power allocating unit, according to any one of claims 1 to 4 A first communication device according to claim 6 or claim 8.
通信相手の第2の通信装置からの、前記第2のパイロットシンボルが不要との通知、または、該第2のパイロットシンボルの数を減らしてよいとの通知を受信すると、前記第2のパイロットシンボルをマッピングしない、または、前記第2のパイロットシンボルをマッピングする数を減ずること
を特徴とする、請求項1から請求項9のいずれかの項に記載の第1の通信装置。 The transmission symbol generator is
When receiving a notification from the second communication apparatus of the communication partner that the second pilot symbol is unnecessary or a notification that the number of the second pilot symbols may be reduced, the second pilot symbol The first communication apparatus according to claim 1, wherein the first communication apparatus is not mapped or the number of mapping of the second pilot symbols is reduced.
を特徴とする請求項10に記載の第1の通信装置。 The transmission symbol generation unit notifies the communication partner second communication device that the second pilot symbol is unnecessary, or the notification that the number of the second pilot symbols may be reduced. 11. The symbol to which the first guard interval is added is mapped at a position where the second pilot symbol is scheduled to be mapped. Communication device.
第1のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第1のパイロットシンボルと、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、
前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、
抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部と
を具備することを特徴とする第2の通信装置。 In the second communication device that receives a signal that is a multi-carrier modulated symbol that is a basic unit of a digital signal,
A first guard interval is added, and at the same time, first pilot symbols scattered between subcarriers constituting a multicarrier, and a second guard interval longer than the first guard interval are added, A radio reception unit for receiving a signal including second pilot symbols scattered between subcarriers constituting a multicarrier at the same time;
A pilot separation unit for separating the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal;
A second communication apparatus comprising: a propagation path estimation unit that calculates a propagation path estimated value of each subcarrier from the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol.
前記伝搬路推定部は、同じサブキャリアに関する前記第1の伝搬路推定値と前記第2の伝搬路推定値とを重み付け合成し、該重み付け合成結果を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項13に記載の第2の通信装置。 The first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value are frequency response estimated values,
The propagation path estimator weights and synthesizes the first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value for the same subcarrier, and interpolates the weighted combined result in the frequency direction to obtain each subcarrier. The second communication apparatus according to claim 13, wherein an estimated propagation path value is calculated.
前記伝搬路推定部は、前記第1の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第1の伝搬路推定値を算出し、前記第2の伝搬路推定値を周波数方向に補間することで、各サブキャリアの第2の伝搬路推定値を算出し、各々のサブキャリアにおける前記第1の伝搬路推定値と前記第2の伝搬路推定値とを重み付け合成することで、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項13に記載の第2の通信装置。 The first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value are frequency response estimated values,
The propagation path estimation unit calculates the first propagation path estimated value of each subcarrier by interpolating the first propagation path estimated value in the frequency direction, and calculates the second propagation path estimated value in the frequency direction. By calculating the second propagation path estimated value of each subcarrier and weighting and combining the first propagation path estimated value and the second propagation path estimated value in each subcarrier. The second communication apparatus according to claim 13, wherein a propagation path estimation value of each subcarrier is calculated.
を特徴とする請求項14または請求項15に記載の第2の通信装置。 The combination performed by the propagation path estimation unit is weighted combining, and the weighting coefficient of the weighted combination includes a weight component in the time direction that varies in time. 15. The second communication device according to 15.
前記伝搬路推定部は、前記第1の伝搬路推定値および前記第2の伝搬路推定値のうち、遅延時間が同一の成分を重み付け合成して算出したチャネルインパルス応答の推定値を時間周波数変換して、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出することを特徴とする請求項13に記載の第2の通信装置。 The first channel estimation value and the second channel estimation value are channel impulse response estimates,
The propagation path estimation unit performs time-frequency conversion on an estimated value of a channel impulse response calculated by weighting and combining components having the same delay time among the first propagation path estimation value and the second propagation path estimation value The second communication apparatus according to claim 13, wherein a propagation path estimation value of each subcarrier is calculated.
前記第1の伝搬路推定値の成分における遅延時間のうち、前記第1のガードインターバルを超えた時間に基づく値を用いて、重み付け合成を行うこと
を特徴とする請求項17または請求項18に記載の第2の通信装置。 The propagation path estimation unit uses the weighting combination weighting factor as
The weighted synthesis is performed using a value based on a time exceeding the first guard interval among delay times in the component of the first propagation path estimated value. The 2nd communication apparatus of description.
を特徴とする請求項13から請求項18のいずれかの項に記載の第2の通信装置。 The propagation path estimation unit performs weighting combining using a value based on a ratio of interference and noise strength included in a received signal of each subcarrier as a weighting coefficient of the weighting combining. The second communication device according to any one of claims 13 to 18.
前記重み付け合成の重み係数に、通信相手の第1の通信装置から受信した、前記第1のパイロットシンボルの送信電力を示す値と、前記第2のパイロットシンボルの送信電力を示す値とに基づく値を用いること
を特徴とする請求項13から請求項18のいずれかの項に記載の第2の通信装置。 The propagation path estimator is
A value based on a value indicating the transmission power of the first pilot symbol and a value indicating the transmission power of the second pilot symbol received from the first communication device of the communication partner as the weighting coefficient of the weighting synthesis. The second communication device according to claim 13, wherein the second communication device is used.
前記第1の通信装置は、
第1のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第1のパイロットシンボルと、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第2のパイロットシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成部
を具備し、
前記第2の通信装置は、
前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信部と、
前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、
抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定部と
を具備することを特徴とする通信システム。 In a communication system including a first communication device and a second communication device that perform multi-carrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal,
The first communication device is:
A first guard interval is added, and at the same time, first pilot symbols scattered between subcarriers constituting a multicarrier, and a second guard interval longer than the first guard interval are added, A transmission symbol generation unit for generating a signal including second pilot symbols scattered between subcarriers constituting a multicarrier at the same time;
The second communication device is:
A radio receiver that receives a signal including the first pilot symbol and the second pilot symbol;
A pilot separation unit for separating the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal;
A communication system comprising: a propagation path estimation unit that calculates a propagation path estimation value of each subcarrier from the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol.
前記第1の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第1のガードインターバルを付加した第1のパイロットシンボルが散在する、第1のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルを付加した第2のパイロットシンボルが散在する、第2のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程
を備えることを特徴とする送信方法。 In the transmission method of the first communication device that performs multi-carrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal,
The same time as the first multicarrier symbol, in which the first pilot symbol to which the first guard interval is added is scattered between the subcarriers constituting the multicarrier at the same time. , A signal including a second multicarrier symbol in which second pilot symbols added with a second guard interval longer than the first guard interval are interspersed between subcarriers constituting the multicarrier. A transmission method comprising: a transmission symbol generation step for generating.
前記第2の通信装置が、第1のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第1のパイロットシンボルと、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルが付加され、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で散在する第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、
前記第2の通信装置が、前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離過程と、
前記第2の通信装置が、抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程と
を備えることを特徴とする受信方法。 In the receiving method of the second communication apparatus for performing communication by performing multicarrier modulation on a symbol which is a basic unit of a digital signal,
The second communication device is provided with a first guard interval, and at the same time, a first pilot symbol scattered between subcarriers constituting a multicarrier and a first longer than the first guard interval. A radio reception process of receiving a signal including a second pilot symbol scattered between subcarriers constituting a multicarrier at the same time with two guard intervals added;
A pilot separation process in which the second communication device separates the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal;
The second communication apparatus includes: a propagation path estimation process for calculating a propagation path estimated value of each subcarrier from the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol. Reception method.
前記第1の通信装置が、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、第1のガードインターバルを付加した第1のパイロットシンボルが散在する、第1のマルチキャリアシンボルと、同一時刻において、マルチキャリアを構成するサブキャリアの間で、前記第1のガードインターバルよりも長い第2のガードインターバルを付加した第2のパイロットシンボルが散在する、第2のマルチキャリアシンボルとを含む信号を生成する送信シンボル生成過程と、
前記第2の通信装置が、前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを含む信号を受信する無線受信過程と、
前記第2の通信装置が、前記受信した信号から前記第1のパイロットシンボルと、前記第2のパイロットシンボルとを分離するパイロット分離部と、
前記第2の通信装置が、抽出された前記第1のパイロットシンボルと前記第2のパイロットシンボルとから、各サブキャリアの伝搬路推定値を算出する伝搬路推定過程と
を備える
ことを特徴とする通信方法。 In a communication method of a communication system including a first communication device and a second communication device that perform multi-carrier modulation on a symbol that is a basic unit of a digital signal.
The same time as the first multicarrier symbol, in which the first pilot symbol to which the first guard interval is added is scattered between the subcarriers constituting the multicarrier at the same time. , A signal including a second multicarrier symbol in which second pilot symbols added with a second guard interval longer than the first guard interval are interspersed between subcarriers constituting the multicarrier. A transmission symbol generation process to be generated;
A radio reception process in which the second communication apparatus receives a signal including the first pilot symbol and the second pilot symbol;
A pilot demultiplexing unit that demultiplexes the first pilot symbol and the second pilot symbol from the received signal;
The second communication apparatus includes a channel estimation process for calculating a channel estimation value of each subcarrier from the extracted first pilot symbol and the second pilot symbol. Communication method.
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WO2012093675A1 (en) | 2011-01-05 | 2012-07-12 | Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 | Mobile communication device and channel quality index inferring method |
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2009
- 2009-01-08 JP JP2009002698A patent/JP2010161650A/en active Pending
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