JP2011049950A - Communication system, transmitter, and receiver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that when transmitting a multi-value modulation signal after performing direct spreading (DS) thereon, the peak factor of transmission signal power is enlarged by multi-leveling and power efficiency of a transmitting-side amplifier is deteriorated as a result. <P>SOLUTION: The communication system is equipped with, on a transmitting side: a modulation means (100) for performing modulation using phase rotation sequences for modulation as many as a modulation multi-value number for each symbol on the basis of an information sequence; and a spreading means (110) for applying spreading processing to the output of the modulation means using a phase rotation sequence which varies with a fixed frequency width on a frequency axis. On a receiving side, the system is equipped with: a multiplication means (270) for multiplying an opposite phase rotation sequence obtained by performing opposite phase rotation on a phase rotation sequence for spreading used in the spreading means (110) for each symbol; a despreading processing means (270) for performing despreading by multiplying the opposite phase rotation sequence obtained by performing opposite phase rotation on the phase rotation sequence for modulation used in the modulation means for each symbol; and a demodulation means (290) for performing demodulation processing on the output of the despreading means. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、符号系列により直接スペクトラム拡散を行う通信システム、送信機および受信機に関するものである。   The present invention relates to a communication system, transmitter, and receiver that perform spread spectrum directly using a code sequence.

以下、従来の無線通信システムにおける直接拡散(DS)方式の変復調方法について、図9、図10をもとに説明を行う。図9は送信側を示しており、1000は変調部、1010は符号系列を乗算する乗算器、1020はフレームの末尾部分を先頭部分にコピーするサイクリック・プリフィックス(CP)付加部、1030はベースバンド信号をRF周波数に変換する周波数変換部、1040は増幅部、1050はアンテナである。図10は受信側を示しており、1060はアンテナ、1070は増幅器、1080はRF信号をベースバンドに変換する周波数変換部、1090は、CPを除去するCP除去部、1100は周波数領域処理部、1110はFFT、1120は周波数領域等化部、1130はIFFT、1140は符号系列を乗算し、1シンボル相当積分する相関器、1150は復調部である。さらに、1160は周波数領域のチャネル推定値を生成するチャネル推定値生成部である。図11はフレーム構成を示しており、複数シンボル(Nsym)のデータに対して、拡散率SFで拡散することを想定しており、フレーム末尾のチップNcp×SFをフレーム先頭にコピーしたサイクリック・プリフィックス(CP)部分を有する構成であり、CPの時間長に相当するマルチパス遅延波の影響を軽減できる効果がある。   Hereinafter, a direct spreading (DS) modulation / demodulation method in a conventional wireless communication system will be described with reference to FIGS. FIG. 9 shows the transmission side, where 1000 is a modulation unit, 1010 is a multiplier that multiplies the code sequence, 1020 is a cyclic prefix (CP) addition unit that copies the end portion of the frame to the top portion, and 1030 is the base A frequency conversion unit that converts the band signal into an RF frequency, 1040 is an amplification unit, and 1050 is an antenna. FIG. 10 shows the receiving side, 1060 is an antenna, 1070 is an amplifier, 1080 is a frequency conversion unit that converts an RF signal into baseband, 1090 is a CP removal unit that removes CP, 1100 is a frequency domain processing unit, Reference numeral 1110 denotes an FFT, 1120 denotes a frequency domain equalization unit, 1130 denotes an IFFT, 1140 denotes a correlator that multiplies the code sequence and integrates corresponding to one symbol, and 1150 denotes a demodulation unit. Further, reference numeral 1160 denotes a channel estimation value generation unit that generates a frequency domain channel estimation value. FIG. 11 shows a frame configuration, and it is assumed that data of a plurality of symbols (Nsym) is spread with a spreading factor SF, and a cyclic chip obtained by copying the chip Ncp × SF at the end of the frame to the top of the frame. This configuration has a prefix (CP) portion, and has an effect of reducing the influence of a multipath delayed wave corresponding to the CP time length.

図9に示されるように、変調部1000で変調された信号は、乗算器1010において、符号系列が乗算され、広帯域の信号に拡散変調される。前記拡散変調された信号は、CP付加部1020でCPが付加された後、周波数変換部1030で周波数変換され、RF信号となる。前記周波数変換部1030の出力信号は、増幅器1040で増幅された後、1050のアンテナを経て送信される。 As shown in FIG. 9, the signal modulated by modulation section 1000 is multiplied by a code sequence in multiplier 1010 and spread-modulated into a wideband signal. The spread-modulated signal is subjected to CP addition by a CP addition unit 1020 and then frequency-converted by a frequency conversion unit 1030 to become an RF signal. The output signal of the frequency converter 1030 is amplified by the amplifier 1040 and then transmitted through the 1050 antenna.

一方、受信側では、図10のように、受信された信号はアンテナ1060を経て増幅器1070で増幅される。前記増幅された受信RF信号は、周波数変換部1080によりベースバンド信号に周波数変換された後、CP除去部1090に入力される。前記周波数変換部1080の出力は、CP除去部1090に入力され、CP除去部1090はフレーム先頭に付加されたCP部分の除去を行う。前記CP除去部1090の出力は、周波数領域処理部1100に入力される。前記周波数領域処理部1100では、前記CP除去後の信号に対して、FFT処理を行い、信号は周波数領域の信号に変換される。前記FFT1110の出力は、周波数領域等化部1120に入力され、チャネル推定値生成部1160の周波数領域のチャネル推定値に基づき、周波数領域で等化処理が行われる。前記周波数等化部1120の出力は、IFFT部1130に入力される。IFFT部1130の出力は、相関器1140に入力される。前記相関器1140では、符号系列の乗算を行い、シンボル単位で積分する相関演算が行われ、相関値が前記相関器1140から出力される。前記相関器1140の出力は復調部1150に入力され、復調結果が復調部1150から出力される(例えば、非特許文献1参照)。 On the other hand, on the receiving side, the received signal is amplified by the amplifier 1070 via the antenna 1060 as shown in FIG. The amplified received RF signal is frequency converted into a baseband signal by the frequency converting unit 1080 and then input to the CP removing unit 1090. The output of the frequency converting unit 1080 is input to a CP removing unit 1090, which removes the CP portion added to the head of the frame. The output of the CP removing unit 1090 is input to the frequency domain processing unit 1100. The frequency domain processing unit 1100 performs FFT processing on the signal after CP removal, and the signal is converted into a frequency domain signal. The output of the FFT 1110 is input to the frequency domain equalization unit 1120, and equalization processing is performed in the frequency domain based on the channel estimation value in the frequency domain of the channel estimation value generation unit 1160. The output of the frequency equalization unit 1120 is input to the IFFT unit 1130. The output of IFFT section 1130 is input to correlator 1140. The correlator 1140 multiplies the code sequence, performs a correlation operation for integration in symbol units, and outputs a correlation value from the correlator 1140. The output of the correlator 1140 is input to the demodulator 1150, and the demodulation result is output from the demodulator 1150 (see Non-Patent Document 1, for example).

電子情報通信学会技術研究報告,無線通信システムRCS2004-86, pp.61-65(2004年6月)「パイロットチャネル推定を用いるDS-CDMA周波数領域等化の誤り率特性」(武田,安達)IEICE technical report, radio communication system RCS2004-86, pp.61-65 (June 2004) "Error rate performance of DS-CDMA frequency domain equalization using pilot channel estimation" (Takeda, Adachi)

ユーザ(チャネル)ごとに、固有の符号を用いて拡散する直接拡散(DS)方式では、広帯域伝送時にマルチパス遅延波により特性が劣化するため、上記の説明のように従来手法として周波数領域で等化する手法があるが、多値変調信号を直接拡散(DS)して伝送する場合、多値化により送信信号電力のピークファクタが大きくなることにより、送信側の増幅器の電力効率が劣化するという問題があった。   In the direct spreading (DS) method, which spreads using a unique code for each user (channel), characteristics deteriorate due to multipath delay waves during wideband transmission, and so on in the frequency domain as the conventional method as described above. However, when the multilevel modulation signal is transmitted by direct spreading (DS), the peak efficiency of the transmission signal power increases due to the multilevel modulation, and the power efficiency of the amplifier on the transmission side deteriorates. There was a problem.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多値変調信号を直接拡散(DS)して伝送する場合、多値化による送信信号電力のピークファクタを低減可能な直接拡散送受信装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in the case of transmitting a multilevel modulation signal by directly spreading (DS), a direct spread transceiver apparatus capable of reducing the peak factor of transmission signal power due to multilevel modulation is provided. The purpose is to obtain.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる符号系列はシンボル単位で周波数帯域上の振幅特性がフラットな特性となるよう、周波数軸方向で周波数がシフトするような位相回転を与える符号系列を与えるとともに、変調は、シンボル単位で、変調多値数に応じた数のキャリアを一定の周波数間隔で配置することで周波数領域で変調多値化するようにしたものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the code sequence according to the present invention performs phase rotation so that the frequency shifts in the frequency axis direction so that the amplitude characteristics in the frequency band are flat in symbol units. In addition, a modulation is performed in the frequency domain by arranging a number of carriers corresponding to the number of modulation multilevels at a constant frequency interval in units of symbols.

この発明によれば、多値化による送信信号電力のピークファクタを低減可能な直接拡散送受信装置を得ることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to obtain a direct spread transmission / reception apparatus capable of reducing the peak factor of transmission signal power due to multi-leveling.

本発明の実施の形態1による送信機の構成図である。It is a block diagram of the transmitter by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による送信シンボルの構成図である。It is a block diagram of the transmission symbol by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による拡散後の変調信号の周波数軸上での周波数配置を示す図である。It is a figure which shows the frequency arrangement | positioning on the frequency axis of the modulated signal after the spreading | diffusion by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による拡散系列の時間領域の波形図である。It is a time-domain waveform figure of the spreading | diffusion series by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による拡散系列の周波数領域の波形図である。It is a wave form diagram of the frequency domain of the spreading | diffusion series by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による受信機の構成図である。It is a block diagram of the receiver by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による送信機の構成図である。It is a block diagram of the transmitter by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による周波数配置図である。It is a frequency arrangement | positioning figure by Embodiment 2 of this invention. 従来の送信装置の図である。It is a figure of the conventional transmitter. 従来の受信装置の図である。It is a figure of the conventional receiver. 従来のフレーム構成の図である。It is a figure of the conventional frame structure.

実施の形態1.
本実施の形態は、送受信装置に関するものであり、図1から図8をもとに当該送受信装置の変復調処理について説明する。
Embodiment 1 FIG.
The present embodiment relates to a transmission / reception apparatus, and modulation / demodulation processing of the transmission / reception apparatus will be described with reference to FIGS.

図1に、本実施の形態における送信機の構成を示す。図2に、送信シンボルの構成を示す。また、図3に変調用位相回転系列φm(m=0,1,・・・,M-1)と拡散用位相回転系列θによる拡散後の変調信号の周波数軸上での周波数配置を示す。図4に拡散系列の時間領域の波形、図5に拡散系列の周波数領域の波形を示す。図6に受信機の構成を示す。 FIG. 1 shows a configuration of a transmitter in this embodiment. FIG. 2 shows the configuration of transmission symbols. FIG. 3 shows the frequency arrangement on the frequency axis of the modulated signal after spreading by the modulation phase rotation sequence φm (m = 0, 1,..., M−1) and the spreading phase rotation sequence θ. FIG. 4 shows the time domain waveform of the spreading sequence, and FIG. 5 shows the frequency domain waveform of the spreading sequence. FIG. 6 shows the configuration of the receiver.

図1において、100は変調部、110は拡散のための乗算器、120はサイクリック・プリフィックス付加部、130は波形整形フィルタ、140は周波数変換部、150は増幅器、160はアンテナである。図2のように、シンボルブロックはサイクリック・プリフィックスを含んだ(NCP+SF)チップから構成されており、SFとFFTポイント数は同じである。 In FIG. 1, 100 is a modulation unit, 110 is a multiplier for spreading, 120 is a cyclic prefix addition unit, 130 is a waveform shaping filter, 140 is a frequency conversion unit, 150 is an amplifier, and 160 is an antenna. As shown in FIG. 2, the symbol block is composed of (N CP + SF) chips including a cyclic prefix, and the number of SF and FFT points is the same.

図1を用いて、送信機の動作を説明する。図1に示されるように、入力された情報系列に対して、変調部100では変調用位相回転系列φm(m=0,1,・・・,M-1,Mは変調多値数)により変調される。前記変調部100で変調された信号は、乗算器110において、拡散用位相回転系列θが乗算される。前記変調用位相回転系列φmおよび拡散用位相回転系列θはそれぞれ、式(1)、式(2)で表される。図3に、拡散前と拡散後の変調信号の周波数配置のイメージを示す。 The operation of the transmitter will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, with respect to the input information sequence, the modulation section 100 uses a modulation phase rotation sequence φm (m = 0, 1,..., M−1, M is a modulation multilevel number). Modulated. The signal modulated by the modulation unit 100 is multiplied by a spreading phase rotation sequence θ in a multiplier 110. The modulation phase rotation sequence φm and the diffusion phase rotation sequence θ are expressed by the equations (1) and (2), respectively. FIG. 3 shows an image of the frequency arrangement of the modulated signal before spreading and after spreading.

(変調用位相回転系列)

Figure 2011049950
(Phase rotation series for modulation)
Figure 2011049950

(拡散用位相回転系列)

Figure 2011049950
(Diffusion phase rotation series)
Figure 2011049950

ここで、Aは変調する際のキャリア間隔を示す正の整数(1≦A≦SF/M)であり、式(1)で表される変調用位相回転系列では、シンボル単位で、変調多値数に応じた数のキャリアを一定の周波数間隔で配置して周波数領域で変調多値化している。また、式(2)では、拡散用位相回転系列は、周波数領域での相関特性に優れた、拡散率SF単位で位相がのこぎり波状に変化する複素位相回転系列によりチップ単位で位相回転する系列を用いる。前記拡散用位相回転系列による拡散では、変調信号が、チップ間隔で一定の周波数量Δfで変化していく。前記拡散用位相回転系列は、例えばポリフェーズ系列、あるいはZadoff-Chuなどが使用可能である。次式に、Δfを示す。図4に拡散系列の時間領域の波形、図5に拡散系列の周波数領域の波形を示す。図4は32チップの場合の拡散系列、図5は図4の拡散系列を周波数領域に変換した32サンプルの周波数領域上の拡散系列である。図4の横軸は時間(チップ単位)、図5の横軸は周波数(サンプル単位)である。前記拡散用位相回転系列の時間領域および周波数領域の波形の電力は、共に一定となる性質を有する。   Here, A is a positive integer (1 ≦ A ≦ SF / M) indicating a carrier interval at the time of modulation, and in the phase rotation sequence for modulation represented by the equation (1), the modulation multilevel is expressed in symbol units. The number of carriers corresponding to the number is arranged at a constant frequency interval, and modulation multi-valued in the frequency domain. Further, in Equation (2), the phase rotation sequence for spreading is a sequence that has excellent correlation characteristics in the frequency domain and that rotates in phase on a chip basis by a complex phase rotation sequence in which the phase changes in a sawtooth waveform in units of spreading factor SF. Use. In spreading by the spreading phase rotation sequence, the modulation signal changes at a constant frequency amount Δf at chip intervals. For example, a polyphase sequence or Zadoff-Chu can be used as the spreading phase rotation sequence. The following equation shows Δf. FIG. 4 shows the time domain waveform of the spreading sequence, and FIG. 5 shows the frequency domain waveform of the spreading sequence. 4 shows a spreading sequence in the case of 32 chips, and FIG. 5 shows a spreading sequence in the frequency domain of 32 samples obtained by converting the spreading sequence in FIG. 4 into the frequency domain. The horizontal axis of FIG. 4 is time (chip unit), and the horizontal axis of FIG. 5 is frequency (sample unit). The power of the waveform in the time domain and the frequency domain of the spreading phase rotation sequence has a property of being constant.

Figure 2011049950
Figure 2011049950

ここで、図3に示されるように、Bwは拡散処理時の占有帯域幅である。   Here, as shown in FIG. 3, Bw is an occupied bandwidth during the spreading process.

特に、図3に示されるように、変調用位相回転系列の性質として、変調されるデータに応じてキャリアの周波数位置がM通り変化しているが、シンボル単位で見れば、1キャリア分しか立っていない状態となるため、変調信号のピーク電力を小さくすることが可能である。従って、前記拡散のための乗算器110の出力では、変調シンボルに応じて、拡散系列が周波数軸上でM通りシフトしていることとなるため、ランダムなデータに基づき変調された変調部100の出力信号を拡散系列により拡散する場合でも、周波数スペクトルをフラットにすることができ、受信側で周波数領域等化を行う際、シンボル単位で周波数領域のチャネル推定が行える。   In particular, as shown in FIG. 3, as a property of the phase rotation sequence for modulation, the frequency position of the carrier changes in M ways according to the data to be modulated. Therefore, the peak power of the modulation signal can be reduced. Accordingly, at the output of the multiplier 110 for spreading, the spreading sequence is shifted M times on the frequency axis in accordance with the modulation symbol, so that the modulation unit 100 modulated based on random data Even when the output signal is spread by a spreading sequence, the frequency spectrum can be flattened, and when performing the frequency domain equalization on the receiving side, channel estimation in the frequency domain can be performed in symbol units.

乗算器110で拡散された変調信号は、サイクリック・プレフィックス(CP)付加部120に入力され、図2のシンボル構成となるよう、SFチップからなるシンボルの末尾Ncpチップ分がシンボル先頭に付加される。前記CP付加部120の出力は、波形整形フィルタ130に入力され、波形整形が行われた後、周波数変換部140において周波数変換され、増幅器150に入力される。増幅器150の出力は、アンテナ160に入力され信号が送信される。   The modulated signal spread by the multiplier 110 is input to a cyclic prefix (CP) adding unit 120, and the end Ncp chip of a symbol composed of SF chips is added to the head of the symbol so as to have the symbol configuration of FIG. The The output of the CP adding unit 120 is input to the waveform shaping filter 130, and after waveform shaping, the frequency is converted by the frequency conversion unit 140 and input to the amplifier 150. The output of the amplifier 150 is input to the antenna 160 and a signal is transmitted.

次に、図6により受信機側の動作を説明する。図6に示された受信機において、200はアンテナ、210は周波数変換部、220は波形整形フィルタ、230はサイクリック・プレフィックス(CP)除去部、240は周波数領域処理部、250はFFT、260は周波数領域等化部、270は相関部、280はチャネル推定値生成部、290はデータ復調する復調部である。   Next, the operation on the receiver side will be described with reference to FIG. In the receiver shown in FIG. 6, 200 is an antenna, 210 is a frequency conversion unit, 220 is a waveform shaping filter, 230 is a cyclic prefix (CP) removal unit, 240 is a frequency domain processing unit, 250 is an FFT, 260 Is a frequency domain equalization unit, 270 is a correlation unit, 280 is a channel estimation value generation unit, and 290 is a demodulation unit that demodulates data.

アンテナ200で受信した信号は、周波数変換部210によりベースバンド信号に周波数変換される。周波数変換部210の出力は、波形整形フィルタ220により受信側でフィルタリングされた後、CP除去部230でCPが除去されたシンボルが抽出される。CP除去部230の出力は、FFT250に入力され、周波数領域の信号に変換される。前記FFT250の出力は、周波数領域等化部260に入力され、チャネル推定値生成部280が受信信号から生成した周波数領域のチャネル推定値により、周波数領域等化が行われる。   The signal received by the antenna 200 is frequency converted into a baseband signal by the frequency converter 210. The output of the frequency conversion unit 210 is filtered on the reception side by the waveform shaping filter 220, and then the symbol from which the CP has been removed by the CP removal unit 230 is extracted. The output of the CP removing unit 230 is input to the FFT 250 and converted into a frequency domain signal. The output of the FFT 250 is input to the frequency domain equalization unit 260, and frequency domain equalization is performed based on the frequency domain channel estimation value generated from the received signal by the channel estimation value generation unit 280.

前記周波数領域等化260の出力は、相関器270に入力される。相関器270では、変調用位相回転系列φm(m=0〜M-1)と拡散用位相回転系列θとを乗算した結果を周波数領域に変換した系列F(−θ・φm)により複素相関処理を行う。ただし、変調多値数に相当するM回の相関を行う必要がある。   The output of the frequency domain equalization 260 is input to the correlator 270. Correlator 270 performs complex correlation processing by using a sequence F (−θ · φm) obtained by transforming the result obtained by multiplying modulation phase rotation sequence φm (m = 0 to M−1) and spreading phase rotation sequence θ into the frequency domain. I do. However, it is necessary to perform M correlations corresponding to the modulation multi-level number.

前記相関器270により得られたM個分の相関値は復調部290に入力される。復調部290では、前記M個分の相関値を用いて最も尤度の高いデータを復調結果として出力する。   The M correlation values obtained by the correlator 270 are input to the demodulator 290. The demodulator 290 outputs data having the highest likelihood as a demodulation result using the M correlation values.

以上のように、この実施の形態によれば、符号系列はシンボル単位で周波数帯域上の振幅特性がフラットな特性となるよう、周波数軸方向で周波数がシフトするような位相回転を与える符号系列を与えるとともに、変調は、シンボル単位で、変調多値数に応じた数のキャリアを一定の周波数間隔で配置することで周波数領域にて変調多値化できる。 As described above, according to this embodiment, the code sequence is a code sequence that gives a phase rotation that shifts the frequency in the frequency axis direction so that the amplitude characteristic in the frequency band is flat in symbol units. In addition, the modulation can be multi-valued in the frequency domain by arranging a number of carriers corresponding to the number of multi-value modulations at a constant frequency interval in symbol units.

またこの実施の形態によれば、周波数領域で等化を行うために、符号系列と変調信号が乗算されたシンボル単位の信号が、周波数帯域上で振幅特性がフラットな特性となる拡散後の変調信号を与えることができ、パイロットシンボルのみのフレームを挿入する必要がなく、トータルの伝送効率を低下させない直接拡散送受信装置を得ることが可能となる。 Further, according to this embodiment, in order to perform equalization in the frequency domain, the signal in units of symbols obtained by multiplying the code sequence and the modulation signal is modulated after spreading so that the amplitude characteristic is flat in the frequency band. It is possible to obtain a direct spread transmission / reception apparatus that can provide a signal, does not need to insert a frame of only pilot symbols, and does not reduce the total transmission efficiency.

またこの実施の形態によれば、直接拡散(DS)方式で周波数領域等化した信号に対して、周波数領域で逆拡散のための相関処理を行うことで、変調シンボルを抽出することが可能となるため、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換するIFFTが不要となり、FFTを一つのみの利用で実現でき、処理規模の削減が図れる。   Further, according to this embodiment, it is possible to extract a modulation symbol by performing correlation processing for despreading in the frequency domain on a signal that has been frequency domain equalized by the direct spreading (DS) method. Therefore, an IFFT for converting a frequency domain signal into a time domain signal is not necessary, and the FFT can be realized by using only one, and the processing scale can be reduced.

またこの実施の形態によれば、周波数領域で等化を行う際に、時間長の大きいフレーム単位ではなく、シンボル単位でFFT処理を行うことができるため、伝送路が高速変動する際にも信号歪みが抑えられ通信品質への影響を小さくできる。   In addition, according to this embodiment, when equalization is performed in the frequency domain, FFT processing can be performed not in units of frames having a large time length but in units of symbols. Distortion is suppressed and the influence on communication quality can be reduced.

実施の形態2.
本実施の形態は、実施の形態1と同一の送受信装置の構成をとるが、複数のユーザが同時に送信するDS-CDMA対応となっている点が異なり、本実施の形態2では実施の形態1と異なる送信部分についてのみ説明を行う。
Embodiment 2. FIG.
The present embodiment has the same transmission / reception apparatus configuration as that of the first embodiment, but is different from the first embodiment in that it is compatible with DS-CDMA in which a plurality of users transmit simultaneously. Only the transmission part different from will be described.

図7はユーザが複数いる場合の送信機の構成図であり、図7において、300、301、302は変調部、310、311、312は拡散のための乗算器、320、321、322はサイクリック・プリフィックス付加部、330、331、332は波形整形フィルタ、340、341、342は周波数変換部、350、351、352は増幅器、360、361、362はアンテナである。   FIG. 7 is a configuration diagram of a transmitter when there are a plurality of users. In FIG. 7, 300, 301, and 302 are modulation units, 310, 311, and 312 are multipliers for spreading, and 320, 321, and 322 are cycle units. Click prefix adding units 330, 331, and 332 are waveform shaping filters, 340, 341, and 342 are frequency conversion units, 350, 351, and 352 are amplifiers, and 360, 361, and 362 are antennas.

図7において、図1と異なる点は、ユーザ(u)ごとに与える変調用位相回転系列φm,u(m=0,1,・・・M-1, u=0,1,・・・U)の与え方である。ここで、Mは変調多値数、Uはユーザ数である。図8にユーザごとの周波数配置例を示す。図8(a)にユーザ毎に変調時のキャリアを固めて配置する例を示す(u=0,1の場合)。図8(b)にユーザ毎に分散して配置する例を示す(u=0,1の場合)。   7 differs from FIG. 1 in that the modulation phase rotation sequence φm, u (m = 0, 1,... M-1, u = 0,1,... U given to each user (u) is different. ). Here, M is the modulation multi-value number, and U is the number of users. FIG. 8 shows an example of frequency arrangement for each user. FIG. 8 (a) shows an example in which carriers at the time of modulation are arranged and arranged for each user (when u = 0, 1). FIG. 8B shows an example in which the user is distributed for each user (when u = 0, 1).

図8に示されるように、ユーザ毎に変調の多値数分のキャリアがオーバーラップせずに配置されているため、基地局側で複数のユーザからの信号を受信する際に、各ユーザからの信号電力が異なる場合でも、CDMA特有の遠近問題の影響が軽減され、通信品質の低下が抑えられる。   As shown in FIG. 8, since carriers for multiple levels of modulation are arranged for each user without overlapping, when receiving signals from a plurality of users on the base station side, Even if the signal power of the CDMA is different, the influence of the perspective problem peculiar to CDMA is reduced and the deterioration of the communication quality can be suppressed.

以上のように、この実施の形態によれば、DS-CDMAにおいて複数のユーザ(端末)が同時に送信する際、ユーザごとにシンボル単位で同期をとり、異なるキャリアを使用して多値変調することで、CDMA特有の遠近問題の影響を軽減することができる。   As described above, according to this embodiment, when multiple users (terminals) transmit simultaneously in DS-CDMA, synchronization is performed in symbol units for each user, and multi-level modulation is performed using different carriers. Thus, the influence of the perspective problem peculiar to CDMA can be reduced.

以上のように、この発明は符号系列により直接スペクトラム拡散を行う通信装置に適用可能である。   As described above, the present invention can be applied to a communication apparatus that performs spread spectrum directly using a code sequence.

100 変調部、110 乗算器、120 サイクリック・プリフィックス付加部、130 波形整形フィルタ、140 周波数変換部、150 増幅器、160 アンテナ、200 アンテナ、210 周波数変換部、220 波形整形フィルタ、230 サイクリック・プレフィックス(CP)除去部、240 周波数領域処理部、250 FFT、260 周波数領域等化部、270 相関部、280 チャネル推定値生成部、290 復調部、300,301,302 変調部、310,311,312 乗算器、320,321,322 サイクリック・プリフィックス付加部、330,331,332 波形整形フィルタ、340,341,342 周波数変換部、350,351,352 増幅器、360,361,362 アンテナ。 100 Modulation unit, 110 multiplier, 120 cyclic prefix addition unit, 130 waveform shaping filter, 140 frequency conversion unit, 150 amplifier, 160 antenna, 200 antenna, 210 frequency conversion unit, 220 waveform shaping filter, 230 cyclic prefix (CP) removal unit, 240 frequency domain processing unit, 250 FFT, 260 frequency domain equalization unit, 270 correlation unit, 280 channel estimation value generation unit, 290 demodulation unit, 300, 301, 302 modulation unit, 310, 311, 312 Multiplier, 320, 321, 322 Cyclic prefix addition unit, 330, 331, 332 Waveform shaping filter, 340, 341, 342 Frequency conversion unit, 350, 351, 352 Amplifier, 360, 361, 362 Antenna.

Claims (13)

送信側において、
情報系列に基づきシンボル単位で変調多値数分の変調用位相回転系列を用いて変調する変調手段と、
前記変調手段の出力に対して、周波数軸上で一定の周波数幅で変化する位相回転系列により拡散処理を施す拡散手段と、
を備え、
受信側においては、
前記拡散手段で用いた拡散用位相回転系列をシンボル単位で逆位相回転した逆位相回転系列を乗算する乗算手段と、
前記変調手段で用いた変調用位相回転系列をシンボル単位で逆位相回転した逆位相回転系列を乗算して逆拡散を行う逆拡散処理手段と、
前記逆拡散手段の出力に対して復調処理を行う復調手段と、
を備えたことを特徴とする通信システム。
On the sending side,
Modulation means for modulating using a phase rotation sequence for modulation corresponding to the number of modulation multi-values in symbol units based on an information sequence;
Spreading means for performing spreading processing on the output of the modulating means by a phase rotation sequence that changes with a constant frequency width on the frequency axis;
With
On the receiving side,
Multiplication means for multiplying an antiphase rotation sequence obtained by antiphase rotation of the spreading phase rotation sequence used in the spreading means in symbol units;
A despreading processing unit that performs despreading by multiplying the phase rotation sequence for modulation used in the modulation unit by a reverse phase rotation sequence obtained by performing reverse phase rotation in symbol units;
Demodulation means for performing demodulation processing on the output of the despreading means;
A communication system comprising:
前記変調手段では、拡散後の送信信号帯域を越えない範囲で、所定の周波数間隔で変調多値数分のキャリアをシンボル単位で切り替えて配置すること、を特徴とする請求項1に記載の通信システム。 2. The communication according to claim 1, wherein the modulation means switches and arranges carriers corresponding to the number of modulation multi-values at a predetermined frequency interval within a range not exceeding a spread transmission signal band. system. 前記逆拡散処理手段では、サイクリック・プリフィックスを除去するサイクリック・プリフィックス除去手段と、前記サイクリック・プリフィックス除去手段の出力に対して、周波数領域で等化処理を行う等化処理手段と、前記等化処理手段の出力に対して、拡散手段で用いた位相回転系列を周波数領域に変換して逆位相回転した逆位相回転系列を乗算するとともに、前記変調手段で用いた位相回転系列を周波数領域に変換して逆位相回転した逆位相回転系列を乗算して、周波数領域上で変調多値数分の相関処理を行う相関処理手段とを備えた、ことを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。 In the despreading processing means, a cyclic prefix removing means for removing a cyclic prefix, an equalization processing means for performing equalization processing in a frequency domain on the output of the cyclic prefix removing means, The output of the equalization processing means is multiplied by the anti-phase rotation sequence obtained by converting the phase rotation sequence used in the spreading means into the frequency domain and rotated in reverse phase, and the phase rotation sequence used in the modulation means is multiplied by the frequency domain. 3. A correlation processing means for performing a correlation process for the number of modulation multi-values on the frequency domain by multiplying by the inverse phase rotation sequence that has been converted to and rotated in reverse phase, The communication system described. 前記復調手段では、前記逆拡散処理手段の出力する変調多値数分の相関処理結果に基づき、最も尤度の高いものを復調データとして出力すること、を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信システム。 4. The demodulating unit outputs demodulated data having the highest likelihood based on the correlation processing result corresponding to the number of modulation multilevels output from the despreading processing unit. The communication system according to claim 1. 前記変調手段では、複数ユーザが同時にアクセスすることができるよう、ユーザ毎に送信信号を送信する際に、拡散後の送信信号帯域を越えない範囲で、所定の周波数間隔で変調多値数分のキャリアがオーバーラップしないように配置すること、を特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の通信システム。 In the modulation means, when a transmission signal is transmitted for each user so that a plurality of users can access simultaneously, a modulation multi-valued number at a predetermined frequency interval within a range not exceeding the spread transmission signal band. It arrange | positions so that a carrier may not overlap, The communication system of any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. 前記変調手段では、複数ユーザが同時にアクセスすることができるよう、ユーザ毎に送信信号を送信する際に、拡散後の送信信号帯域を越えない範囲で、所定の周波数間隔で変調多値数分のキャリアがオーバーラップしないように分散して配置あるいはユーザ単位でまとめて配置すること、を特徴とする請求項5に記載の通信システム。 In the modulation means, when a transmission signal is transmitted for each user so that a plurality of users can access simultaneously, a modulation multi-valued number at a predetermined frequency interval within a range not exceeding the spread transmission signal band. 6. The communication system according to claim 5, wherein the carriers are distributed and arranged so as not to overlap each other or arranged in units of users. 情報系列に基づきシンボル単位で変調多値数分の変調用位相回転系列を用いて変調する変調手段と、
前記変調手段の出力に対して、周波数軸上で一定の周波数幅で変化する位相回転系列により拡散処理を施す拡散手段と、
を備えたことを特徴とする送信機。
Modulation means for modulating using a phase rotation sequence for modulation corresponding to the number of modulation multi-values in symbol units based on an information sequence;
Spreading means for performing spreading processing on the output of the modulation means by a phase rotation sequence that changes with a constant frequency width on the frequency axis;
A transmitter characterized by comprising:
前記変調手段では、拡散後の送信信号帯域を越えない範囲で、所定の周波数間隔で変調多値数分のキャリアをシンボル単位で切り替えて配置すること、を特徴とする請求項7に記載の送信機。 8. The transmission according to claim 7, wherein the modulation means switches and arranges carriers corresponding to the number of modulation multilevels at a predetermined frequency interval within a range not exceeding a spread transmission signal band. Machine. 前記変調手段では、複数ユーザが同時にアクセスすることができるよう、ユーザ毎に送信信号を送信する際に、拡散後の送信信号帯域を越えない範囲で、所定の周波数間隔で変調多値数分のキャリアがオーバーラップしないように配置すること、を特徴とする請求項7または8に記載の送信機。 In the modulation means, when a transmission signal is transmitted for each user so that a plurality of users can access simultaneously, a modulation multi-valued number at a predetermined frequency interval within a range not exceeding the spread transmission signal band. The transmitter according to claim 7 or 8, wherein carriers are arranged so as not to overlap. 前記変調手段では、複数ユーザが同時にアクセスすることができるよう、ユーザ毎に送信信号を送信する際に、拡散後の送信信号帯域を越えない範囲で、所定の周波数間隔で変調多値数分のキャリアがオーバーラップしないように分散して配置あるいはユーザ単位でまとめて配置すること、を特徴とする請求項9に記載の送信機。 In the modulation means, when a transmission signal is transmitted for each user so that a plurality of users can access simultaneously, a modulation multi-valued number at a predetermined frequency interval within a range not exceeding the spread transmission signal band. The transmitter according to claim 9, wherein the carriers are distributed so as not to overlap each other or are collectively arranged in units of users. 送信機が変調手段により情報系列に基づきシンボル単位で変調多値数分の変調用位相回転系列を用いて変調した後、拡散手段により前記変調手段の出力に対して、周波数軸上で一定の周波数幅で変化する位相回転系列により拡散処理を施して送信した信号を受信する受信機であって、
前記拡散手段で用いた拡散用位相回転系列をシンボル単位で逆位相回転した逆位相回転系列を乗算する乗算手段と、
前記変調手段で用いた変調用位相回転系列をシンボル単位で逆位相回転した逆位相回転系列を乗算して逆拡散を行う逆拡散処理手段と、
前記逆拡散手段の出力に対して復調処理を行う復調手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。
The transmitter modulates the modulation means using the modulation phase rotation sequence for the number of modulation multi-values in symbol units based on the information series, and then spreads the output of the modulation means with a constant frequency on the frequency axis. A receiver that receives a signal that has been subjected to spreading processing by a phase rotation sequence that changes in width,
Multiplying means for multiplying an antiphase rotation sequence obtained by antiphase-rotating the phase rotation sequence for diffusion used in the spreading means by a symbol unit;
A despreading processing unit that performs despreading by multiplying the phase rotation sequence for modulation used in the modulation unit by a reverse phase rotation sequence obtained by performing reverse phase rotation in symbol units;
Demodulation means for performing demodulation processing on the output of the despreading means;
A receiver comprising:
前記逆拡散処理手段では、サイクリック・プリフィックスを除去するサイクリック・プリフィックス除去手段と、前記サイクリック・プリフィックス除去手段の出力に対して、周波数領域で等化処理を行う等化処理手段と、前記等化処理手段の出力に対して、拡散手段で用いた位相回転系列を周波数領域に変換して逆位相回転した逆位相回転系列を乗算するとともに、前記変調手段で用いた位相回転系列を周波数領域に変換して逆位相回転した逆位相回転系列を乗算して、周波数領域上で変調多値数分の相関処理を行う相関処理手段とを備えた、ことを特徴とする請求項11に記載の受信機。 In the despreading processing means, a cyclic prefix removing means for removing a cyclic prefix, an equalization processing means for performing equalization processing in a frequency domain on the output of the cyclic prefix removing means, The output of the equalization processing means is multiplied by the anti-phase rotation sequence obtained by converting the phase rotation sequence used in the spreading means into the frequency domain and rotated in reverse phase, and the phase rotation sequence used in the modulation means is multiplied by the frequency domain. The correlation processing unit according to claim 11, further comprising: a correlation processing unit that multiplies an anti-phase rotation sequence that has been converted into an anti-phase and converted into an anti-phase and performs correlation processing for the number of modulation multi-values in the frequency domain. Receiving machine. 前記復調手段では、前記逆拡散処理手段の出力する変調多値数分の相関処理結果に基づき、最も尤度の高いものを復調データとして出力すること、を特徴とする請求項11または12に記載の受信機。 13. The demodulating means outputs demodulated data having the highest likelihood based on the correlation processing result for the number of modulation multilevels output from the despreading processing means. Receiver.
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