JP2011146938A - Radio transmitter and preamble generating method for the same - Google Patents

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JP2011146938A JP2010006259A JP2010006259A JP2011146938A JP 2011146938 A JP2011146938 A JP 2011146938A JP 2010006259 A JP2010006259 A JP 2010006259A JP 2010006259 A JP2010006259 A JP 2010006259A JP 2011146938 A JP2011146938 A JP 2011146938A
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Amien Syafei Wahyul
ワヒュー アミーン シャフェイ
Yuhei Nagao
勇平 長尾
Hiroshi Ochi
博 尾知
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive, high-quality and high-transmission-speed radio transmitter and a preamble generating method for the same which reduce a peak/average power ratio while securing downward compatibility with the conventional standard and securing a broadband width. <P>SOLUTION: The radio transmitter includes an OFDM generating means for transmitting a communication packet to a radio receiver by orthogonal frequency division multiplex modulation. The OFDM generating means transmits the communication packet including a first band and a second band serving as a compatible band, and a third band and a fourth band serving as an extended area of the compatible band. The OFDM generating means transmits a preamble signal A to the first band as an preamble signal A having no phase difference, transmits it to the second band as a preamble signal jA, transmits it to the third band as a preamble signal Ae<SP>jθ1</SP>, and transmits it to the fourth band as a preamble signal jAe<SP>jθ2</SP>. Preferably, θ1 is set to 0°, and θ2 is 180°. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing:以下、OFDMと称す。)変調によりパケット通信をする無線送信装置およびそのプリアンブル生成方法に関するものである。   The present invention relates to a radio transmission apparatus that performs packet communication by orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as OFDM) modulation and a preamble generation method thereof.

無線LANは、新たな規格が策定されるたびに、高速化が図られている。しかし、新たな規格は、従来の規格に対して下位互換性を確保することが重要である。   The speed of wireless LAN is increased every time a new standard is established. However, it is important for the new standard to ensure backward compatibility with the conventional standard.

例えば、5GHz帯を利用して最大伝送レート54Mbpsで通信可能であるIEEE802.11aでは、図17(A)に示すようなSTF(Short Training Field)と、LTF(Long Training Field)と、SIG(Signal Filed)とからなるプリアンブルを有するフォーマットで、図17(B)に示すような20MHzの帯域幅で使用されている。   For example, in IEEE802.11a that can communicate at a maximum transmission rate of 54 Mbps using the 5 GHz band, STF (Short Training Field), LTF (Long Training Field), and SIG (Signal) as shown in FIG. Filed) and has a preamble of 20 MHz, and is used in a bandwidth of 20 MHz as shown in FIG.

IEEE802.11aの後に策定されたIEEE802.11nでは、2.4GHz帯もしくは5GHz帯を利用して最大伝送レート600Mbpsで通信可能であるが、同じ5GHz帯を使用するためIEEE802.11aとの下位互換性を保つために、図18(A)に示すように、STFに対応するL(Legacy)−STF、LTFに対応するL−LTF、SIGに対応するL−SIGと、拡張されたHT(High Throughput)−SIG、HT−STF、HT−LTF1〜N(1≦N≦4)とを備えたフォーマットが使用される。   In IEEE802.11n established after IEEE802.11a, communication is possible at a maximum transmission rate of 600 Mbps using the 2.4 GHz band or 5 GHz band, but backward compatibility with IEEE802.11a is used because the same 5 GHz band is used. 18 (A), L (Legacy) -STF corresponding to STF, L-LTF corresponding to LTF, L-SIG corresponding to SIG, and extended HT (High Throughput), as shown in FIG. ) -SIG, HT-STF, HT-LTF1-N (1 ≦ N ≦ 4) are used.

そして、IEEE802.11nでは、20MHzまたは40MHzの帯域幅で使用されるが、40MHzの帯域幅で通信されるときには、図18(B)に示すように、IEEE802.11aで使用される20MHzの帯域に対して、拡張された20MHzの帯域は、π/2ほどの位相差の信号が用いられている。このように新たな規格が策定されるときには、帯域幅を広げて高速化を図りながら、下位互換性を確保している。
このような下位互換性を考慮した無線通信装置としては、特許文献1に記載されたものが知られている。
In IEEE802.11n, a bandwidth of 20 MHz or 40 MHz is used. However, when communication is performed with a bandwidth of 40 MHz, as shown in FIG. 18B, the bandwidth of 20 MHz used in IEEE802.11a is used. On the other hand, a signal having a phase difference of about π / 2 is used in the expanded 20 MHz band. When new standards are formulated in this way, backward compatibility is ensured while increasing the bandwidth and speeding up.
As a wireless communication apparatus considering such backward compatibility, the one described in Patent Document 1 is known.

米国特許出願公開第2005/0286474号明細書US Patent Application Publication No. 2005/0286474

特許文献1は、IEEE802.11a規格における帯域幅20MHzから40MHzへの帯域幅の拡張について記載されたものであるが、ピーク対平均電力比(Peak to Average Power Ratio:以下、PAPRと称す。)については考慮されていない。無線通信装置においては、PAPRの低減が重要である。PAPRが高いと、平均電力に対して瞬間的な大電力が発生する。従って、瞬間的な大電力に対応するためには信号増幅器の増幅特性として高い線形性が必要となるため、信号増幅器が高価格なものとなってしまう。また、従来と同じ増幅特性の信号増幅器を使用した場合には、無線信号に歪みが多く含まれてしまうため、送信品質が劣化するだけでなく、隣接チャネルへの干渉も心配される。また、PAPRが高い送信機は、消費電力が増大するため、可搬型のモバイル端末には不向きである。
単に、20MHzの帯域幅から40MHzの帯域幅へ、更に40MHzの帯域幅から80MHzの帯域幅へ、帯域幅を広げて伝送の高速化を図ろうとすると、サブキャリア数が増加するので、PAPRが高いプリアンブルとなってしまう。
Patent Document 1 describes the expansion of the bandwidth from 20 MHz to 40 MHz in the IEEE802.11a standard, but the peak-to-average power ratio (hereinafter referred to as PAPR). Is not considered. In wireless communication devices, it is important to reduce PAPR. When the PAPR is high, instantaneous high power is generated with respect to the average power. Therefore, since high linearity is required as the amplification characteristic of the signal amplifier in order to cope with instantaneous high power, the signal amplifier becomes expensive. In addition, when a signal amplifier having the same amplification characteristics as the conventional one is used, the radio signal includes a lot of distortion, so that not only the transmission quality is deteriorated but also the interference with the adjacent channel is concerned. In addition, a transmitter having a high PAPR is not suitable for a portable mobile terminal because power consumption increases.
Simply increasing the bandwidth from the 20 MHz bandwidth to the 40 MHz bandwidth and further increasing the bandwidth from the 40 MHz bandwidth to the 80 MHz bandwidth will increase the number of subcarriers, resulting in a high PAPR. It becomes a preamble.

そこで本発明は、従来の規格との下位互換性を確保しつつ、広帯域幅を確保しても、PAPRの低減を実現することで、安価で、かつ高品質な高速伝送が可能な無線送信装置およびそのプリアンブル生成方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a wireless transmission device capable of low-cost and high-quality high-speed transmission by realizing a reduction in PAPR while ensuring a wide bandwidth while ensuring backward compatibility with conventional standards. Another object of the present invention is to provide a preamble generation method thereof.

本発明の無線送信装置は、通信パケットを直交周波数分割多重変調により無線受信装置へ送信するOFDM生成手段と、前記OFDM生成手段を制御して所定順序の通信パケットを送信させる制御手段とを備え、前記OFDM生成手段は、プリアンブル信号Aが位相差なしのプリアンブル信号Aとして送信される第1帯域と、前記第1帯域の拡張帯域として設定され、プリアンブル信号jAとして送信される第2帯域とを互換帯域とし、前記互換帯域と対称に配置され、前記互換帯域の拡張帯域として設定された第3帯域および第4帯域と、前記第1帯域および第2帯域とを用いて通信パケットを送信するものであり、前記第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、前記第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としたプリアンブル信号を生成する機能を備えたことを特徴とする。 The wireless transmission device of the present invention comprises OFDM generation means for transmitting communication packets to the wireless reception device by orthogonal frequency division multiplexing modulation, and control means for controlling the OFDM generation means to transmit communication packets in a predetermined order, The OFDM generation means is compatible with a first band in which the preamble signal A is transmitted as a preamble signal A without a phase difference and a second band that is set as an extension band of the first band and is transmitted as a preamble signal jA. A communication packet is transmitted using a third band and a fourth band that are arranged symmetrically with the compatible band and set as an extension band of the compatible band, and the first band and the second band. Yes , a preamble signal is generated in which the third band is a preamble signal Ae jθ1 and the fourth band is a preamble signal jAe jθ2. It has the function to perform.

また、本発明の無線送信装置のプリアンブル信号生成方法は、通信パケットを直交周波数分割多重変調により無線受信装置へ送信する無線送信装置のプリアンブル生成方法において、プリアンブル信号Aが位相差なしのプリアンブル信号Aとして送信される第1帯域と、前記第1帯域の拡張帯域として設定され、プリアンブル信号jAとして送信される第2帯域とを互換帯域とし、前記互換帯域と対称に配置され、前記互換帯域の拡張帯域として設定された第3帯域および第4帯域について、前記第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、前記第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としたプリアンブル信号を生成して通信パケットとして送信することを特徴とする。 A preamble signal generation method for a wireless transmission device according to the present invention is a preamble signal generation method for a wireless transmission device that transmits a communication packet to a wireless reception device by orthogonal frequency division multiplexing modulation, in which the preamble signal A has no phase difference. The first band transmitted as the first band and the second band transmitted as the preamble signal jA are set as compatible bands, arranged symmetrically with the compatible band, and expanded the compatible band. For the third band and the fourth band set as bands, a preamble signal is generated with the third band as a preamble signal Ae jθ1 and the fourth band as a preamble signal jAe jθ2, and is transmitted as a communication packet. And

本発明の無線送信装置は、互換帯域とした第1帯域および第2帯域から更に帯域幅を第3帯域と第4帯域とに拡張したものである。第1帯域ではプリアンブル信号Aが、位相差なしのプリアンブル信号Aとして送信される。第2帯域では、プリアンブル信号Aが、プリアンブル信号jAとして送信される。そして、第3帯域と第4帯域とについて、OFDM生成手段は、第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としたプリアンブル信号を生成する。このθ1およびθ2については、PAPRが低減する値を設定する。そうすることで、第1帯域から第2帯域のいずれかを受信する無線受信装置や、第1帯域および第2帯域と第3帯域および第4帯域のいずれかを受信する無線受信装置との下位互換性を保ちつつ、PAPRの低減を図ることができる。 The wireless transmission device of the present invention is obtained by further expanding the bandwidth to the third band and the fourth band from the first band and the second band, which are compatible bands. In the first band, the preamble signal A is transmitted as the preamble signal A having no phase difference. In the second band, the preamble signal A is transmitted as the preamble signal jA. Then, for the third band and the fourth band, the OFDM generation means generates a preamble signal having the third band as the preamble signal Ae jθ1 and the fourth band as the preamble signal jAe jθ2 . For θ1 and θ2, a value that reduces the PAPR is set. By doing so, it is a subordinate of the wireless receiving device that receives any of the first band from the first band and the wireless receiving device that receives any of the first band, the second band, the third band, and the fourth band. PAPR can be reduced while maintaining compatibility.

前記OFDM生成手段は、PAPRが、前記第1帯域および前記第3帯域をプリアンブル信号A、前記第2帯域および第4帯域をプリアンブル信号jAとした信号を送信したときの場合より小さくなるθ1およびθ2によりプリアンブル信号を生成する機能を備えることが可能である。
互換帯域である第1帯域および第2帯域から、拡張帯域である第3帯域および第4帯域へ帯域を拡張した場合、第3帯域におけるプリアンブル信号を第1帯域と同じプリアンブル信号Aとして送信し、第4帯域におけるプリアンブル信号を第2帯域と同じプリアンブル信号jAとして送信することが考えられる。しかし、本発明では、OFDM生成手段が、第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としたプリアンブル信号を生成し、このときのθ1およびθ2について、第3帯域をプリアンブル信号Aとし、第4帯域をプリアンブル信号jAとした場合より、PAPRが低くなる角度としている。そうすることで、互換帯域から拡張帯域に、プリアンブル信号の位相をそのままに拡張することより、更にPAPRを低下させることができるので、高速なデータ伝送と、信号増幅器の低廉化と、通信の高品質化とを図ることができる。
The OFDM generation means is configured such that PAPR is smaller than that when a signal having the first band and the third band as a preamble signal A and a signal having the second band and the fourth band as a preamble signal jA is transmitted. Thus, it is possible to provide a function of generating a preamble signal.
When the band is extended from the first band and the second band, which are compatible bands, to the third band and the fourth band, which are extension bands, the preamble signal in the third band is transmitted as the same preamble signal A as the first band, It is conceivable to transmit the preamble signal in the fourth band as the same preamble signal jA as in the second band. However, in the present invention, the OFDM generation means generates a preamble signal having the third band as the preamble signal Ae jθ1 and the fourth band as the preamble signal jAe jθ2, and the third band is preambleed for θ1 and θ2 at this time. The angle is such that the PAPR is lower than when the signal A is used and the fourth band is the preamble signal jA. By doing so, it is possible to further reduce the PAPR by extending the phase of the preamble signal from the compatible band to the extended band as it is, so that high-speed data transmission, low-cost signal amplifiers, and high communication performance can be achieved. Quality can be improved.

前記OFDM生成手段は、θ1を0°に設定し、θ2を180°に設定した位相でプリアンブル信号を生成するのが望ましい。このようなθ1およびθ2とすることで、第3低域はプリアンブル信号A、第4帯域はプリアンブル信号−jAとなる。このようなプリアンブル信号とすることで、ほぼ最小のPAPRにすることができる。従って、下位互換性を確保しつつ、更なるPAPRの低下を図ることができる。また、θ1を0°とした場合はejθ1の値が1となり、θ2を180°とした場合はejθ2の値が−1となるため、プリアンブル信号を生成するときの位相差の演算が容易である。
また、前記OFDM生成手段は、θ1を180°に設定し、θ2を0°に設定した位相でプリアンブル信号を生成することも可能である。そうすることで、ほぼ最小のPAPRにすることができると共に、θ1を180°とした場合はejθ1の値が−1となり、θ2を0°とした場合はejθ2の値が1となるため、プリアンブル信号を生成するときの位相差の演算が容易である。
The OFDM generation means preferably generates a preamble signal with a phase in which θ1 is set to 0 ° and θ2 is set to 180 °. By setting such θ1 and θ2, the third low band becomes the preamble signal A and the fourth band becomes the preamble signal −jA. By using such a preamble signal, a substantially minimum PAPR can be achieved. Therefore, it is possible to further reduce the PAPR while ensuring backward compatibility. Further, when θ1 is set to 0 °, the value of ejθ1 is 1, and when θ2 is set to 180 °, the value of ejθ2 is −1. Therefore , it is easy to calculate a phase difference when generating a preamble signal. It is.
Further, the OFDM generation means can also generate a preamble signal with a phase in which θ1 is set to 180 ° and θ2 is set to 0 °. By doing so, the PAPR can be almost minimized, and when θ1 is 180 °, the value of e jθ1 is −1, and when θ2 is 0 °, the value of e jθ2 is 1. It is easy to calculate the phase difference when generating the preamble signal.

前記第1帯域から前記第4帯域のそれぞれの帯域はIEEE802.11a規格およびIEEE802.11n規格に対応する帯域であり、前記第1および第2帯域または前記第3および第4帯域はIEEE802.11n規格に対応する帯域とすることができる。そうすることで、第1帯域から第4帯域のそれぞれの帯域は位相の変化はあるものの、それぞれIEEE802.11a規格およびIEEE802.11n規格との下位互換性を保つことができる。また、第1および第2帯域と第3および第4帯域についても、位相の変化はあるもののIEEE802.11n規格との下位互換性を保つことができる。従って、本発明の無線送信装置からの通信パケットをIEEE802.11a規格に準拠した無線受信装置や、IEEE802.11n規格に準拠した無線受信装置通信で受信することができる。   Each of the first to fourth bands is a band corresponding to the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11n standard, and the first and second bands or the third and fourth bands are the IEEE802.11n standard. It can be set as a band corresponding to. By doing so, although each of the first to fourth bands has a phase change, it is possible to maintain backward compatibility with the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11n standard, respectively. Also, the first and second bands and the third and fourth bands can maintain backward compatibility with the IEEE 802.11n standard although there is a phase change. Therefore, the communication packet from the wireless transmission device of the present invention can be received by the wireless reception device compliant with the IEEE802.11a standard or the wireless reception device communication compliant with the IEEE802.11n standard.

前記制御手段は、前記所定順序の通信パケットとして、IEEE802.11n規格に対応するL−STF、L−LTF、L−SIG、HT−SIGを生成すると共に、前記L−SIGおよび前記HT−SIGとして、続く通信パケットをデータとしてIEEE802.11a規格またはIEEE802.11n規格の無線受信装置に受信させるためにダミー情報を付与した通信パケットとすることにより、IEEE802.11a規格やIEEE802.11n規格との下位互換性を高めることができる。   The control means generates L-STF, L-LTF, L-SIG, HT-SIG corresponding to the IEEE 802.11n standard as the communication packet in the predetermined order, and as the L-SIG and the HT-SIG By using the communication packet to which dummy information is added so that the subsequent communication packet is received as data by the wireless receiver of the IEEE802.11a standard or the IEEE802.11n standard, backward compatibility with the IEEE802.11a standard or the IEEE802.11n standard is achieved. Can increase the sex.

本発明は、プリアンブル信号Aejθ1とした第3帯域、プリアンブル信号jAejθ2とした第4帯域とすることで、第1帯域から第4帯域のいずれかを受信する無線受信装置や、第1帯域および第2帯域と第3帯域および第4帯域のいずれかを受信する無線受信装置との下位互換性を保ちつつ、PAPRを低減することができる。従って、本発明は、従来の規格との下位互換性を確保しつつ、広帯域幅を確保しても、PAPRの低減を実現することができるので、安価で、かつ高品質な高速伝送が可能である。 According to the present invention, a wireless receiver that receives any one of the first to fourth bands by setting the third band as the preamble signal Ae jθ1 and the fourth band as the preamble signal jAe jθ2 , PAPR can be reduced while maintaining backward compatibility with a radio receiving apparatus that receives any of the second band, the third band, and the fourth band. Therefore, the present invention can realize a reduction in PAPR even if a wide bandwidth is ensured while ensuring backward compatibility with the conventional standard, so that inexpensive and high-quality high-speed transmission is possible. is there.

本発明の実施の形態に係る無線通信装置が他の無線通信装置と通信している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the radio | wireless communication apparatus which concerns on embodiment of this invention is communicating with another radio | wireless communication apparatus. 図1に示す無線送信装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radio | wireless transmitter shown in FIG. 図2に示すOFDM信号生成手段の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the OFDM signal production | generation means shown in FIG. 図1に示す無線送信装置が送信する通信パケットのパケットフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the packet format of the communication packet which the radio | wireless transmitter shown in FIG. 1 transmits. プリアンブル信号の一例を示す図であり、(A)はL−STFとして送信されるプリアンブル信号のサブキャリア情報を示す図、(B)はL−LTFとして送信されるプリアンブル信号のサブキャリア情報を示す図である。It is a figure which shows an example of a preamble signal, (A) shows the subcarrier information of the preamble signal transmitted as L-STF, (B) shows the subcarrier information of the preamble signal transmitted as L-LTF. FIG. 図4に示す通信パケットのVHT−SIGのフォーマットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the format of VHT-SIG of the communication packet shown in FIG. 図4に示す通信パケットの下位互換性を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining backward compatibility of communication packets shown in FIG. 4. IEEE802.11a規格に準拠した無線受信装置の受信フローを示す図である。It is a figure which shows the reception flow of the radio | wireless receiving apparatus based on IEEE802.11a specification. L−SIGの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of L-SIG. IEEE802.11n規格に準拠した無線受信装置の受信フローを示す図である。It is a figure which shows the reception flow of the radio | wireless receiving apparatus based on IEEE802.11n specification. HT−SIG1およびHT−SIG2の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of HT-SIG1 and HT-SIG2. (A)から(C)は、図1に示す無線送信装置が送信する通信パケットの帯域を説明するための図である。(A) to (C) are diagrams for explaining the bandwidth of a communication packet transmitted by the wireless transmission device shown in FIG. L−STFのPAPRを示すグラフである。It is a graph which shows PAPR of L-STF. L−LTFのPAPRを示すグラフである。It is a graph which shows PAPR of L-LTF. L−LTFのPAPRを示す表である。It is a table | surface which shows PAPR of L-LTF. 図1に示す無線送信装置とIEEE802.11n規格に準拠した送信機とのPAPRを比較した表である。3 is a table comparing PAPR between the wireless transmission device shown in FIG. 1 and a transmitter compliant with the IEEE 802.11n standard. IEEE802.11a規格を説明するための図であり、(A)は通信パケットフォーマットを示す図、(B)は使用する帯域を示す図である。It is a figure for demonstrating the IEEE802.11a standard, (A) is a figure which shows a communication packet format, (B) is a figure which shows the band to be used. IEEE802.11n規格を説明するための図であり、(A)は通信パケットフォーマットを示す図、(B)は使用する帯域を示す図である。2A and 2B are diagrams for explaining the IEEE 802.11n standard, in which FIG. 1A is a diagram illustrating a communication packet format, and FIG. 2B is a diagram illustrating a band to be used.

本発明の実施の形態に係る無線通信装置を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置R1は、無線送信装置1と無線受信装置2とから構成され、他の無線通信装置R2と、MIMO−OFDM変調により、複数のアンテナを介してパケット通信を行うものである。本実施の形態では、無線通信装置R1と他の無線通信装置R2とが4本のアンテナ3a〜3d、3e〜3hにより通信している。図1では、送信側のアンテナ数、受信側のアンテナ数、空間ストリーム数および使用するFECエンコーダ数がそれぞれ4つの場合の例を示している。
また、無線通信装置R1は、IEEE802.11a規格とIEEE802.11n規格との下位互換性を保ちつつ、PAPRの低減を可能とするものである。無線送信装置1は、80MHzの送信帯域幅を有し、5GHz帯を利用して、1Gbps以上の最大伝送レートを有するものである。
なお、本発明は無線送信装置1が送信するプリアンブル信号および通信パケットのパケットフォーマットに関するものであるため、無線受信装置2の説明は省略する。
A wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, radio communication apparatus R1 according to the present embodiment includes radio transmission apparatus 1 and radio reception apparatus 2, and a plurality of antennas by other radio communication apparatus R2 and MIMO-OFDM modulation. Packet communication is performed via In the present embodiment, the wireless communication device R1 and another wireless communication device R2 communicate with each other by four antennas 3a to 3d and 3e to 3h. FIG. 1 shows an example in which the number of antennas on the transmission side, the number of antennas on the reception side, the number of spatial streams, and the number of FEC encoders used are four.
Further, the wireless communication device R1 can reduce PAPR while maintaining backward compatibility between the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11n standard. The wireless transmission device 1 has a transmission bandwidth of 80 MHz and has a maximum transmission rate of 1 Gbps or more using a 5 GHz band.
Since the present invention relates to the preamble signal and the packet format of the communication packet transmitted by the wireless transmission device 1, the description of the wireless reception device 2 is omitted.

次に無線送信装置1の構成について図2に基づいて説明する。図2に示すように、無線送信装置1は、制御手段10aと、OFDM信号生成手段10bとにより形成されている。制御手段10aは、OFDM信号生成手段10bを制御して、所定順序で通信パケットを生成させたり、送信データを生成してOFDM信号生成手段10bへ出力したりする機能を備えている。   Next, the configuration of the wireless transmission device 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the wireless transmission device 1 includes a control unit 10a and an OFDM signal generation unit 10b. The control unit 10a has a function of controlling the OFDM signal generation unit 10b to generate communication packets in a predetermined order, or to generate transmission data and output it to the OFDM signal generation unit 10b.

OFDM信号生成手段10bは、プリアンブル信号や、制御手段10aからの送信データを、OFDM変調により送信する機能を備えている。OFDM信号生成手段10bは、図3に示すように、プリアンブルパイロットメモリ部(Preamble and Pilot memory)11と、スクランブラ部(Scrambler)12と、エンコーダパーサ部(Encode parser)13と、FEC(Forward Error Correction)エンコーダ部(FEC encoder)14と、空間ストリームパーサ部(Spatial stream parser)15と、インターリーバ部(Interleaver)16と、マッパ部(Mapper)17と、STBC(Space-Time Block Code)エンコーダ部(STBC encoder)18とを備えている。   The OFDM signal generation unit 10b has a function of transmitting a preamble signal and transmission data from the control unit 10a by OFDM modulation. As shown in FIG. 3, the OFDM signal generation means 10b includes a preamble pilot memory section 11, a scrambler section 12, an encoder parser section 13, an FEC (Forward Error). Correction) Encoder unit (FEC encoder) 14, Spatial stream parser unit 15, Interleaver unit 16, Mapper unit 17, STBC (Space-Time Block Code) encoder unit (STBC encoder) 18.

更に、OFDM信号生成手段10bは、マルチプレクサ部(Mux)19と、第1CS(Cyclic Shift)インサータ部(CS inserter)20と、空間マッパ部(Spatial mapper)21と、PTS部(Partial Transmit Sequence)22と、逆高速フーリエ変換器(IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)23と、第2CSインサータ部(CS inserter)24と、GI(Guard interval)インサータ部(GI inserter)25と、ウィンドウィング部(Windowing)26と、送信フィルタリング部(TX filter)27とを備えている。   Further, the OFDM signal generation means 10b includes a multiplexer unit (Mux) 19, a first CS (Cyclic Shift) inserter unit (CS inserter) 20, a spatial mapper unit (Spatial mapper) 21, and a PTS unit (Partial Transmit Sequence) 22. Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) 23, second CS inserter section (CS inserter) 24, GI (Guard interval) inserter section (GI inserter) 25, and windowing section (Windowing) 26 And a transmission filtering unit (TX filter) 27.

プリアンブルパイロットメモリ部11は、送信情報(Data)に先だって送信されるプリアンブル信号と、送信情報中に挿入されるパイロット信号が格納されたメモリである。プリアンブルパイロットメモリ部11は、制御手段10aにより指示されたプリアンブル信号を出力する。
スクランブラ部12は、制御手段からの送信ビット系列に対して、G(X)=X7+X4+1による生成多項式を用いて「0」,「1」のビットのランダム化を行い、「0」,「1」が連続して出現しないようにする。
エンコーダパーサ部13は、スクランブル後の送信情報を4つのFECエンコーダ部14に分割して振り分ける。
FECエンコーダ部14は、誤差の訂正を可能とするために前方誤り訂正の符号化を行う。FECエンコーダ部14では、レート1/2のG0=1338およびG1=1718の生成多項式で算出されたBCC(Binary Convolutional Codes)による符号化が行われる。
The preamble pilot memory unit 11 is a memory in which a preamble signal transmitted prior to transmission information (Data) and a pilot signal inserted into the transmission information are stored. The preamble pilot memory unit 11 outputs a preamble signal instructed by the control means 10a.
The scrambler unit 12 randomizes the bits “0” and “1” using a generator polynomial of G (X) = X 7 + X 4 +1 for the transmission bit sequence from the control means, ”And“ 1 ”should not appear continuously.
The encoder parser unit 13 divides the scrambled transmission information into four FEC encoder units 14 and distributes them.
The FEC encoder unit 14 performs forward error correction encoding to enable error correction. The FEC encoder unit 14 performs encoding by BCC (Binary Convolutional Codes) calculated using a generator polynomial of rate 1/2 G 0 = 133 8 and G 1 = 171 8 .

空間ストリームパーサ部15は、FECエンコーダ部14からの符号化されたデータを、4つのブロックに分解することで、MIMO−OFDM変調において使用される空間ストリームに送信情報を振り分ける。
インターリーバ部16は、空間ストリームパーサ部15により振り分けられた送信情報の並びを所定の規則に従って並び替えを行う。
マッパ部17は、インターリーブされたビット情報である送信情報に対して無線信号として送信するために、BPSK(Binary Phase Shift Keying)変調、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調などによりビット情報からシンボルへとマッピングする。
The spatial stream parser unit 15 distributes transmission information to a spatial stream used in MIMO-OFDM modulation by decomposing the encoded data from the FEC encoder unit 14 into four blocks.
The interleaver unit 16 rearranges the arrangement of the transmission information distributed by the spatial stream parser unit 15 according to a predetermined rule.
The mapper unit 17 transmits BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulation, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation, and QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation in order to transmit transmission information that is interleaved bit information as a radio signal. For example, bit information is mapped to symbols.

STBCエンコーダ部18は、マッピングされた送信情報(シンボル)に対して、時空間ブロック符号(STBC)を用いて配列点を空間ストリーム(Spatial Stream:SS)から時空間ストリーム(Space-Time Stream:STS)に拡張することで、より大きなダイバシティゲインを得ることができる。
マルチプレクサ部19は、STBCエンコーダ部18からの送信情報と、プリアンブルパイロットメモリ部11からのプリアンブル信号またはパイロット信号とを選択する。
The STBC encoder unit 18 uses the space-time block code (STBC) to change the array points from the spatial stream (Spatial Stream: SS) to the space-time stream (Space-Time Stream: STS) for the mapped transmission information (symbol). ), It is possible to obtain a greater diversity gain.
The multiplexer unit 19 selects transmission information from the STBC encoder unit 18 and a preamble signal or pilot signal from the preamble pilot memory unit 11.

第1CSインサータ部20は、送信情報(シンボル)に対して、サイクリックシフトを付加する。サイクリックシフトが送信情報に付加されることで、無線信号の意図しないビームフォーミングを防止する。
空間マッパ部21は、サイクリックシフトを付加された送信情報(シンボル)を、空間マッピング行列に従ってマッピングする。
PTS部22は、第1から第4帯域ごとに異なる位相回転を行って、PAPRの低減を図る。
The first CS inserter unit 20 adds a cyclic shift to the transmission information (symbol). By adding a cyclic shift to the transmission information, unintended beam forming of the radio signal is prevented.
The spatial mapper unit 21 maps the transmission information (symbol) to which the cyclic shift is added according to the spatial mapping matrix.
The PTS unit 22 performs different phase rotation for each of the first to fourth bands to reduce PAPR.

逆高速フーリエ変換器23は、PTS部22からの信号を逆フーリエ変換(IFFT)してOFDM変調を行う。
第2CSインサータ部24は、第1CSインサータ部20と同様に、送信情報(シンボル)に対して、サイクリックシフトを付加する。第2CSインサータ部24は、第1CSインサータ部20と排他的に使用される。
GIインサータ部25は、第2CSインサータ部24から出力されたOFDM変調されたシンボルに、ガードインターバルを付加する。
ウィンドウィング部26は、隣接するシンボル間で、信号の周期性が大きく変化すると帯域外スペクトラムが増大するため、隣接するシンボル間で変化が小さくなるようにスムージングを行うことで、スペクトラムの減衰を大きくして帯域外スペクトラムを抑制する。送信フィルタリング部27は、ウィンドウィング部26からの送信信号に対して帯域制限を行う。
The inverse fast Fourier transformer 23 performs OFDM modulation by performing inverse Fourier transform (IFFT) on the signal from the PTS unit 22.
Similar to the first CS inserter unit 20, the second CS inserter unit 24 adds a cyclic shift to the transmission information (symbol). The second CS inserter unit 24 is used exclusively with the first CS inserter unit 20.
The GI inserter unit 25 adds a guard interval to the OFDM-modulated symbol output from the second CS inserter unit 24.
Since the out-of-band spectrum increases when the signal periodicity changes greatly between adjacent symbols, the windowing unit 26 increases the attenuation of the spectrum by performing smoothing so that the change between adjacent symbols is small. And suppress the out-of-band spectrum. The transmission filtering unit 27 performs band limitation on the transmission signal from the windowing unit 26.

次に、無線送信装置1が送信する通信パケットについて、図4に基づいて説明する。なお、本明細書では、本実施の形態に係る無線送信装置1が送信する通信パケットのパケットフォーマットを「VHT(Very High Throughput) Mixed Mode」パケットフォーマットと称し、以下、単にVTHパケットフォーマットと略する。   Next, communication packets transmitted by the wireless transmission device 1 will be described with reference to FIG. In this specification, the packet format of a communication packet transmitted by the wireless transmission device 1 according to the present embodiment is referred to as a “VHT (Very High Throughput) Mixed Mode” packet format, and is hereinafter simply abbreviated as a VTH packet format. .

図4(A)に示すように、VHTパケットフォーマットは、プリアンブルフォーマットをL−STF(8μS),L−LTF(8μS),L−SIG(4μS),HT−SIG(8μS)とすると共に、HT−SIGに続く任意のパケットフォーマットとすることができる。本実施の形態では、図4(B)に示すように、任意のパケットフォーマットの一例として、VHT−SIG(8μS),VHT−STF(4μS),VHT−LTF1〜4(4μS),Data(4μS/3.6μS)としている。   As shown in FIG. 4A, in the VHT packet format, the preamble format is set to L-STF (8 μS), L-LTF (8 μS), L-SIG (4 μS), HT-SIG (8 μS), and HT. -It can be any packet format following SIG. In this embodiment, as shown in FIG. 4B, as an example of an arbitrary packet format, VHT-SIG (8 μS), VHT-STF (4 μS), VHT-LTF1 to 4 (4 μS), Data (4 μS). /3.6 μS).

L−STF、L−LTFおよびL−SIGは、図17(A)に示すIEEE802.11aのSTF、LTFおよびSIGに対応すると共に、図18(A)に示すIEEE802.11nのL−STF、L−LTFおよびL−SIGに対応する。また、HT−SIGは、図18(A)に示すIEEE802.11nのHT−SIGに対応する。
このL−STFおよびL−LTFとして送信されるプリアンブル信号は、プリアンブルパイロットメモリ部11に、サブキャリア情報として格納されている。例えば、L−STFは、図5(A)に示す式にて表すことができ、−122から−70、−58から−6,6から58,70から122のサブキャリア情報はIEEE802.11aのSTFと同じサブキャリア情報である。また、L−LTFは図5(B)に示す式にて表すことができ、−122から−70、−58から−6,6から58,70から122のサブキャリア情報はIEEE802.11aのLTFと同じサブキャリア情報である。
L-STF, L-LTF, and L-SIG correspond to the IEEE802.11a STF, LTF, and SIG shown in FIG. 17 (A), and also the IEEE802.11n L-STF, L shown in FIG. 18 (A). -Corresponds to LTF and L-SIG. The HT-SIG corresponds to the IEEE 802.11n HT-SIG shown in FIG.
The preamble signals transmitted as the L-STF and L-LTF are stored as subcarrier information in the preamble pilot memory unit 11. For example, the L-STF can be expressed by the equation shown in FIG. 5A, and subcarrier information of −122 to −70, −58 to −6, 6 to 58, and 70 to 122 is IEEE802.11a. The same subcarrier information as STF. The L-LTF can be expressed by the equation shown in FIG. 5B. The subcarrier information of −122 to −70, −58 to −6, 6 to 58, and 70 to 122 is the IEEE802.11a LTF. Is the same subcarrier information.

また、VHT−SIGについては、一例として図6に示すようなフォーマットの情報パラメータとすることができる。ここで、VHT−SIG1は1つ目のシンボルを示し、VHT−SIG2は2つ目のシンボルを示す。   Moreover, about VHT-SIG, it can be set as the information parameter of a format as shown in FIG. 6 as an example. Here, VHT-SIG1 indicates the first symbol, and VHT-SIG2 indicates the second symbol.

次に、VHTパケットフォーマットの下位互換性について、図7から図11に基づいて説明する。
VHTパケットフォーマットは、IEEE802.11a規格に準拠した無線送信装置(以下、a受信機と称す。)でも、IEEE802.11n規格に準拠した無線通信装置(n受信機と称す。)でも問題なく受信できるのが望ましい。
Next, the backward compatibility of the VHT packet format will be described with reference to FIGS.
The VHT packet format can be received without problems by either a wireless transmission device (hereinafter referred to as a receiver) compliant with the IEEE 802.11a standard or a wireless communication device (hereinafter referred to as n receiver) compliant with the IEEE 802.11n standard. Is desirable.

図7に示すように、VHTパケットフォーマットでは、IEEE802.11a規格とIEEE802.11n規格とに合わせて、VHTパケットフォーマットの先頭をL−STF、L−LTFおよびL−SIGとしている。
IEEE802.11a規格では、通信パケットの最初から16μS後の1つ目のシンボルであるSIGはBPSK変調と規定されており,このSIGに含まれる送信パラメータ情報を用いて以降のパケットデータを受信する。従って、VHTパケットフォーマットのL−SIGをBPSK変調とするだけでなく、L−SIGに続く通信パケットを受信し続けさせるためのダミー情報をL−SIGに格納している。例えば、ダミー情報としては、図9に示すように、HT−SIG以降の信号を単なる送信情報(Data)として扱うように、任意のレートが「Rate」として格納され、HT−SIG以降の通信パケットのデータ長が「Length」(レングス)としてL−SIGに格納されている。また、0の情報が「R」(Reserved bit)に、「Rate」、「R」、「Length」から算出される0もしくは1の情報が「P」(Parity bit)に、全て0の情報が「Tail」に格納されている。
As shown in FIG. 7, in the VHT packet format, the head of the VHT packet format is L-STF, L-LTF, and L-SIG in accordance with the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11n standard.
In the IEEE802.11a standard, SIG, which is the first symbol after 16 μS from the beginning of a communication packet, is defined as BPSK modulation, and subsequent packet data is received using transmission parameter information included in this SIG. Accordingly, not only L-SIG in the VHT packet format is BPSK modulated, but also dummy information for continuously receiving communication packets following L-SIG is stored in L-SIG. For example, as the dummy information, as shown in FIG. 9, an arbitrary rate is stored as “Rate” so that signals after HT-SIG are handled as simple transmission information (Data), and communication packets after HT-SIG are stored. Is stored in the L-SIG as “Length” (length). Also, 0 information is “R” (Reserved bit), 0 or 1 information calculated from “Rate”, “R”, and “Length” is “P” (Parity bit), and all 0 information is It is stored in “Tail”.

そうすることで、図8に示すように、a受信機に、最初から16μS後の1つ目のシンボルとなるVHTパケットフォーマットのL−SIGを、SIGとして受信させると(ステップS100)、L−SIGに続く通信パケットを、単なる送信情報(Data)と誤認して受信を継続する(ステップS110)。そして、a受信機では受信した送信情報(Data)に対して各種処理を行う(ステップS120)。このようにVHTパケットフォーマットは、IEEE802.11a規格との下位互換性が確保できる。   By doing so, as shown in FIG. 8, when the receiver a receives the L-SIG in the VHT packet format that is the first symbol after 16 μS from the beginning as the SIG (step S100), the L− The communication packet following SIG is mistakenly recognized as simple transmission information (Data), and reception is continued (step S110). The receiver a performs various processes on the received transmission information (Data) (step S120). Thus, the VHT packet format can ensure backward compatibility with the IEEE 802.11a standard.

一方、n受信機では、オートディテクションと称される受信フローに従って通信パケットを受信する。このオートディテクションとは、通信パケットの変調方式を判別することで、IEEE802.11a規格に準拠した通信パケットか、またはIEEE802.11n規格に準拠した通信パケットとかを判別する機能である。従って、n受信機においても、下位互換性を確保するためには、VHTパケットフォーマットがオートディテクション機能の受信フローで異常なデータとして判定されないようすることが大事である。   On the other hand, the n receiver receives communication packets according to a reception flow called auto detection. This auto-detection is a function for discriminating a communication packet conforming to the IEEE802.11a standard or a communication packet conforming to the IEEE802.11n standard by determining the modulation method of the communication packet. Therefore, in order to ensure backward compatibility even in the n receiver, it is important that the VHT packet format is not determined as abnormal data in the reception flow of the auto detection function.

n受信機におけるオートディテクションでは、図10に示すように、まず、通信パケットの最初から16μS後の1つ目のシンボルと2つ目のシンボルを受信する(ステップS200,ステップS210)。2つ目のシンボルは、IEEE802.11a規格ではBPSK変調またはM−QAM変調(M=4,16,64)であり、IEEE802.11n規格ではQBPSK変調である。そのため、ステップS220にて、2つ目のシンボルがBPSK変調またはM−QAM変調であれば、IEEE802.11a規格に準拠した通信パケットであると判定され,QBPSK変調であれば、IEEE802.11n規格に準拠した通信パケットであると判断される。従って、受信した通信パケットが、IEEE802.11a規格に準拠した通信パケットであれば、SIGに続く送信情報(Data)を受信する(ステップS230)。この場合、n受信機はa受信機として動作する(ステップS240)。   In the auto detection in the n receiver, as shown in FIG. 10, first, the first symbol and the second symbol after 16 μS from the beginning of the communication packet are received (steps S200 and S210). The second symbol is BPSK modulation or M-QAM modulation (M = 4, 16, 64) in the IEEE802.11a standard, and QBPSK modulation in the IEEE802.11n standard. Therefore, in step S220, if the second symbol is BPSK modulation or M-QAM modulation, it is determined that the communication packet conforms to the IEEE802.11a standard, and if it is QBPSK modulation, it conforms to the IEEE802.11n standard. It is determined that the communication packet is compliant. Therefore, if the received communication packet is a communication packet conforming to the IEEE 802.11a standard, the transmission information (Data) following SIG is received (step S230). In this case, the n receiver operates as an a receiver (step S240).

VHTパケットフォーマットをn受信機が受信した場合には、まず、通信パケットの最初から16μS後の1つ目のシンボルL−SIGと2つ目のシンボルHT−SIG1を受信する(ステップS200,ステップS210)。2つ目のシンボルは、VHTパケットフォーマットではQBPSK変調である。そのため、ステップS220にて、IEEE802.11n規格であると判定される。   When the n receiver receives the VHT packet format, first, the first symbol L-SIG and the second symbol HT-SIG1 after 16 μS from the beginning of the communication packet are received (step S200, step S210). ). The second symbol is QBPSK modulation in the VHT packet format. Therefore, in step S220, it is determined that the IEEE 802.11n standard.

VHTパケットフォーマットでは、HT−SIGにはHT−SIGに続く通信パケット(VHT−SIG以降の通信パケット)を受信し続けさせるためのダミー情報が格納されているため、VHTパケットフォーマットのHT−SIGに続く通信パケットを継続して受信する(ステップS250)。この場合、n受信機はそのままn受信機として動作する(ステップS260)。   In the VHT packet format, since HT-SIG stores dummy information for continuing to receive communication packets (communication packets after VHT-SIG) following HT-SIG, HT-SIG has HT-SIG stored in HT-SIG. The subsequent communication packet is continuously received (step S250). In this case, the n receiver operates as an n receiver as it is (step S260).

このようにn受信機における受信フローにおいても、VHTパケットフォーマットはIEEE802.11n規格に準拠した通信パケットであると誤認させることで、下位互換性を確保することができる。例えば、図11に示すようなHT−SIG1およびHT−SIG2について、IEEE802.11n規格のHT−SIGとして定義される情報をダミー情報とすることができる。例えば、「HT Length」にはVHT−SIG以降のデータ長が格納され、CRCには通信パケットに応じた誤り検出符号が格納される。   As described above, in the reception flow in the n receiver, backward compatibility can be ensured by misidentifying that the VHT packet format is a communication packet conforming to the IEEE802.11n standard. For example, for HT-SIG1 and HT-SIG2 as shown in FIG. 11, information defined as HT-SIG of the IEEE802.11n standard can be used as dummy information. For example, the data length after VHT-SIG is stored in “HT Length”, and an error detection code corresponding to the communication packet is stored in CRC.

次に、VTHパケットフォーマットにおけるL−SIG,L−LTF,L−SIG,HT−SIGを送信するときの、本実施の形態に係る無線送信装置1の動作について、図3および図5に基づいて説明する。   Next, the operation of radio transmitting apparatus 1 according to the present embodiment when transmitting L-SIG, L-LTF, L-SIG, and HT-SIG in the VTH packet format is based on FIG. 3 and FIG. explain.

L−STFの送信には、図5(A)に示す式によって定められたサブキャリア情報が、生成手段10bの指示によりプリアンブルパイロットメモリ部11から読み出される。また、L−LTFの送信には、図5(B)に示す式によって定められたサブキャリア情報が、プリアンブルパイロットメモリ部11から読み出される。
そして、読み出されたサブキャリア情報は、マルチプレクサ部19を通過し、第1CSインサータ部20と空間マッパ部21とでは処理されずに通過して、PTS部22と、逆高速フーリエ変換器23と、第2CSインサータ部24と、GIインサータ部25と、ウィンドウィング部26と、送信フィルタリング部27とによりそれぞれ処理され、アンテナ3a〜3dから送信される。
For transmission of the L-STF, subcarrier information determined by the equation shown in FIG. 5A is read from the preamble pilot memory unit 11 according to an instruction from the generation unit 10b. For transmission of L-LTF, subcarrier information determined by the equation shown in FIG. 5B is read from the preamble pilot memory unit 11.
Then, the read subcarrier information passes through the multiplexer unit 19 and passes through the first CS inserter unit 20 and the spatial mapper unit 21 without being processed, and passes through the PTS unit 22, the inverse fast Fourier transformer 23, and the like. The second CS inserter unit 24, the GI inserter unit 25, the windowing unit 26, and the transmission filtering unit 27 respectively process and transmit from the antennas 3a to 3d.

L−SIGは、IEEE802.11a規格にSIGとして規定された送信パラメータ情報(L- Data rate, L- Length, etc)に対してダミー情報を付加したビット系列が、FECエンコーダ部14と、インターリーバ部16と、マッパ部17と、PTS部22と、逆高速フーリエ変換器23と、第2CSインサータ部24と、GIインサータ部25と、ウィンドウィング部26と、送信フィルタリング部27とによりそれぞれ処理され、アンテナ3a〜3dから送信される。   The L-SIG is a bit sequence in which dummy information is added to transmission parameter information (L-Data rate, L-Length, etc.) defined as SIG in the IEEE 802.11a standard, and includes an FEC encoder unit 14 and an interleaver. Unit 16, mapper unit 17, PTS unit 22, inverse fast Fourier transformer 23, second CS inserter unit 24, GI inserter unit 25, windowing unit 26, and transmission filtering unit 27. Are transmitted from the antennas 3a to 3d.

HT−SIGは、IEEE802.11n規格によって定められた送信パラメータ情報(MCS, Length, etc)に対してダミー情報を付加したビット系列が、FECエンコーダ部14と、インターリーバ部16と、マッパ部17と、PTS部22と、逆高速フーリエ変換器23と、第2CSインサータ部24と、GIインサータ部25と、ウィンドウィング部26と、送信フィルタリング部27とによりそれぞれ処理され、アンテナ3a〜3dから送信される。   In the HT-SIG, a bit sequence in which dummy information is added to transmission parameter information (MCS, Length, etc.) defined by the IEEE 802.11n standard includes an FEC encoder unit 14, an interleaver unit 16, and a mapper unit 17. , PTS unit 22, inverse fast Fourier transformer 23, second CS inserter unit 24, GI inserter unit 25, windowing unit 26, and transmission filtering unit 27, and transmitted from antennas 3 a to 3 d. Is done.

次に、無線送信装置1のPAPRについて、図12および図13に基づいて説明する。
無線送信装置1では、図12(A)に示すように、64のサブキャリアを1つの帯域として、20MHzごとに4つの帯域を使用している。第1帯域および第2帯域と中心周波数を挟んで対称に第3帯域および第4帯域を使用することで、合計で80MHzの帯域幅としている。
第1帯域である−128から−65までと、第2帯域である−64から−1までと、第3帯域である0から63までと、第4帯域である64から127までとは、それぞれがIEEE802.11a規格およびIEEE802.11n規格に対応する帯域とすることができる。また、第1帯域および第2帯域、または第3帯域および第4帯域とは、それぞれがIEEE802.11n規格に対応する帯域とすることができる。
Next, PAPR of the wireless transmission device 1 will be described based on FIG. 12 and FIG.
In the wireless transmission device 1, as shown in FIG. 12A, 64 subcarriers are used as one band, and four bands are used every 20 MHz. By using the third band and the fourth band symmetrically across the center frequency with the first band and the second band, the total bandwidth is 80 MHz.
The first band from -128 to -65, the second band from -64 to -1, the third band from 0 to 63, and the fourth band from 64 to 127, respectively. Can be a band corresponding to the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11n standard. The first band and the second band, or the third band and the fourth band can be bands corresponding to the IEEE 802.11n standard.

本実施の形態の無線送信装置1では、PTS部22が、プリアンブル信号Aをサブキャリアごとに位相回転を行う際に、図12(A)に示すように、第1帯域を位相差なしのプリアンブル信号Aとし、第2帯域を位相が90°進むプリアンブル信号jAとし、第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としている。但し、θ1およびθ2はPTS部22により回転させた回転角度(位相差)である。 In the wireless transmission device 1 according to the present embodiment, when the PTS unit 22 rotates the phase of the preamble signal A for each subcarrier, as shown in FIG. The signal A is a preamble signal jA whose phase is advanced by 90 ° in the second band, the third band is a preamble signal Ae jθ1, and the fourth band is a preamble signal jAe jθ2 . However, θ1 and θ2 are rotation angles (phase differences) rotated by the PTS unit 22.

このようにPTS部22がプリアンブル信号Aの位相を回転させて送信することで、下記の式で算出されるPAPRが図13および図14に示すグラフや、図15に示す表のように変化する。但し、式中Sは送信信号、nは0からN−1までの整数であり、サンプリングを示す。maxはピーク電力を算出する関数、Eは平均電極を算出する関数である。また、図13はL−STFにおけるPAPRを示すグラフであり、図14はL−LTFにおけるPAPRを示すグラフである。図15はL−LTFにおけるPAPRを示す表である。
As described above, when the PTS unit 22 rotates and transmits the phase of the preamble signal A, the PAPR calculated by the following equation changes as shown in the graphs shown in FIGS. 13 and 14 and the table shown in FIG. . However, in the formula, S is a transmission signal, and n is an integer from 0 to N-1, which indicates sampling. max is a function for calculating the peak power, and E is a function for calculating the average electrode. FIG. 13 is a graph showing PAPR in L-STF, and FIG. 14 is a graph showing PAPR in L-LTF. FIG. 15 is a table showing PAPR in L-LTF.

図13および図14に示すグラフから、または図15に示す表からθ1が0°、θ2が180°のときがほぼ最小のPAPRであることがわかる。
従って、本実施の形態に係る無線送信装置1のPTS部22では、プリアンブル信号Aの回転角度として、θ1を0°、θ2を180°に設定することで、図12(B)に示すように、第3帯域にはプリアンブル信号Aが位相差なしのプリアンブル信号Aとして送信され、第4帯域にはプリアンブル信号jAの位相が180°回転するプリアンブル信号−jAとして送信される。
It can be seen from the graphs shown in FIGS. 13 and 14 or the table shown in FIG. 15 that when θ1 is 0 ° and θ2 is 180 °, the PAPR is almost the minimum.
Therefore, in the PTS unit 22 of the wireless transmission device 1 according to the present embodiment, by setting the rotation angle of the preamble signal A to 0 ° and θ2 to 180 °, as shown in FIG. In the third band, the preamble signal A is transmitted as the preamble signal A having no phase difference, and in the fourth band, the preamble signal jA is transmitted as the preamble signal -jA in which the phase of the preamble signal jA is rotated by 180 °.

このように、PTS部22の位相回転の角度として、θ1を0°、θ2を180°に設定することで、PAPRの低減を図ることができる。従って、PAPRが低減できることで、平均電力に対して瞬間的な大電力が加わることが抑制されるので、信号増幅器が有する増幅特性として線形性が低いものでも、歪みのない範囲で信号増幅を行うことができる。従って、無線送信装置1は、歪みのない無線信号を送信することができることにより、伝送品質の劣化や隣接チャネルの干渉を防止することができるので、高品質な無線通信を行うことができる。また、無線送信装置1は、消費電力も低く抑えることができるため、モバイル端末に好適である。
ここで、図15に示す表では、θ1を0°、θ2を180°としたときより低いPAPRを得ることができる角度がある。しかし、θ1を0°とした場合はejθ1の値が1となり、θ2を180°とした場合はejθ2の値が−1となり、PTS部22がプリアンブル信号を生成するときの位相差の演算が容易であるため、θ1を0°、θ2を180°とするのが好適である。なお、PTS部22での演算が可能であれば、θ1を0°、θ2を180°としたときより低いPAPRとなる角度を設定してもよい。
Thus, by setting θ1 to 0 ° and θ2 to 180 ° as the phase rotation angles of the PTS unit 22, it is possible to reduce PAPR. Therefore, since the PAPR can be reduced, it is possible to suppress the momentary large power from being added to the average power, so that even if the signal amplifier has low linearity, signal amplification is performed in a range without distortion. be able to. Therefore, since the wireless transmission device 1 can transmit a wireless signal without distortion, it is possible to prevent deterioration in transmission quality and interference between adjacent channels, and thus high-quality wireless communication can be performed. In addition, the wireless transmission device 1 is suitable for a mobile terminal because power consumption can be kept low.
Here, in the table shown in FIG. 15, there is an angle at which a lower PAPR can be obtained when θ1 is 0 ° and θ2 is 180 °. However, when θ1 is 0 °, the value of ejθ1 is 1, and when θ2 is 180 °, the value of ejθ2 is −1, and the phase difference is calculated when the PTS unit 22 generates the preamble signal. Therefore, it is preferable to set θ1 to 0 ° and θ2 to 180 °. As long as the calculation in the PTS unit 22 is possible, an angle at which the PAPR is lower than that when θ1 is 0 ° and θ2 is 180 ° may be set.

また、PTS部22によるプリアンブル信号の回転角度について、θ1を180°、θ2を0°に設定することもできる。そうすることで、低PAPRとすることができると共に、θ1を180°とした場合はejθ1の値が−1となり、θ2を0°とした場合はejθ2の値が1となるため、PTS部22がプリアンブル信号を生成するときの位相差の演算が容易とすることができる。この場合、図12(C)に示すように、第3帯域にはプリアンブル信号−Aが送信され、第4帯域にはプリアンブル信号jAが送信される。 Further, with respect to the rotation angle of the preamble signal by the PTS unit 22, θ1 can be set to 180 ° and θ2 can be set to 0 °. By doing so, it is possible to achieve a low PAPR, and when θ1 is 180 °, the value of e jθ1 is −1, and when θ2 is 0 °, the value of e jθ2 is 1. Calculation of the phase difference when the unit 22 generates the preamble signal can be facilitated. In this case, as shown in FIG. 12C, the preamble signal -A is transmitted in the third band, and the preamble signal jA is transmitted in the fourth band.

ここで、θ1を0°、θ2を180°としたり、θ1を180°、θ2を0°としたりすること以外に、θ1およびθ2を、第1帯域がプリアンブル信号A、第2帯域がプリアンブル信号jAとしたIEEE802.11n規格に準拠した信号を送信したときより小さくなる角度とすることも可能である。そうすることで、無線送信装置1を、IEEE802.11n規格に準拠した送信機よりも2倍の帯域幅としながらも低PAPRとすることができる。   Here, in addition to setting θ1 to 0 °, θ2 to 180 °, θ1 to 180 °, and θ2 to 0 °, θ1 and θ2 are the preamble signal A in the first band and the preamble signal in the second band. It is also possible to make the angle smaller than when a signal conforming to the IEEE802.11n standard is set to jA. By doing so, the wireless transmission device 1 can be set to a low PAPR while having a bandwidth twice that of a transmitter compliant with the IEEE 802.11n standard.

また、θ1およびθ2を、第1帯域および第3帯域をプリアンブル信号A、第2帯域および第4帯域をプリアンブル信号jAとした信号を送信したときより小さくなる角度とすることも可能である。そうすることで、IEEE802.11a規格からIEEE802.11n規格へ拡張したときと同様に、第1帯域と第2帯域とを複製したような第3帯域および第4帯域とするよりPAPRを低減することができる。   Also, θ1 and θ2 can be set to angles smaller than when a signal having the first band and the third band as the preamble signal A and the second band and the fourth band as the preamble signal jA is transmitted. By doing so, it is possible to reduce the PAPR as compared with the third band and the fourth band, which are duplicates of the first band and the second band, in the same way as when the IEEE 802.11a standard is expanded to the IEEE 802.11n standard. Can do.

つまり、第1帯域および第3帯域をプリアンブル信号A、第2帯域および第4帯域をプリアンブル信号jAとした信号のPAPRは、図13に示すグラフにおいて、プリアンブル信号Aejθ1とした第3帯域のθ1が0°、プリアンブル信号jAejθ2とした第4帯域のθ2が0°の場合と同じである(図13では点Zで示す。)。従って、PAPRの低減を図るには、無線送信装置1に設定されるθ1およびθ2を、仮想平面Lより小さいPAPRとなる角度とすればよいことがわかる。仮想平面Lより小さいPAPRとなる角度について、図15に示す表では網掛け部分として示す。このようなθ1およびθ2の範囲であれば、低PAPRにできる。 That is, the PAPR of the signal having the first band and the third band as the preamble signal A and the second band and the fourth band as the preamble signal jA is represented by the third band θ1 as the preamble signal Ae jθ1 in the graph shown in FIG. Is the same as the case where the second band θ2 is 0 °, which is 0 ° and the preamble signal jAe jθ2 (indicated by a point Z in FIG. 13). Therefore, in order to reduce the PAPR, it is understood that θ1 and θ2 set in the wireless transmission device 1 may be set to an angle that becomes a PAPR smaller than the virtual plane L. The angle at which the PAPR is smaller than the virtual plane L is shown as a shaded portion in the table shown in FIG. Within such a range of θ1 and θ2, a low PAPR can be achieved.

ここで、本実施の形態に係る無線送信装置1とIEEE802.11n規格に準拠した送信装置とについて、L−STFとL−LTFの送信時のPAPRを比較した表を図16に示す。この図16に示す表からも、PAPRが低減できることがわかる。   Here, FIG. 16 shows a table comparing the PAPR at the time of transmission of L-STF and L-LTF for the wireless transmission device 1 according to the present embodiment and the transmission device compliant with the IEEE 802.11n standard. It can also be seen from the table shown in FIG. 16 that PAPR can be reduced.

このように本発明の実施の形態に係る無線送信装置1では、IEEE802.11a規格やIEEE802.11n規格から更に帯域幅を拡張することで、下位互換性を確保しつつ、PAPRが低減できることで、安価で、かつ高品質な高速伝送が可能である。   Thus, in the wireless transmission device 1 according to the embodiment of the present invention, the PAPR can be reduced while ensuring backward compatibility by further expanding the bandwidth from the IEEE 802.11a standard or the IEEE 802.11n standard. Inexpensive and high-quality high-speed transmission is possible.

なお、本実施の形態では、−128から−65までを第1帯域、−64から−1までを第2帯域である、0から63までを第3帯域、64から127までを第4帯域として説明したが、第1帯域は−128から−63、−64から−1、0から63、64から127のいずれの帯域としてもよい。また、第2帯域は、第1帯域が−64から−1である場合には−128から−63、0から63である場合には64から127、64から127である場合には0から63とすることができる。更に、第3および第4帯域は、第1帯域が0から63、第2帯域が64から127とした場合には、−128から−1の2つの帯域を割り当てることができる。   In this embodiment, -128 to -65 is the first band, -64 to -1 is the second band, 0 to 63 is the third band, and 64 to 127 is the fourth band. As described above, the first band may be any band from -128 to -63, -64 to -1, 0 to 63, and 64 to 127. The second band is from -128 to -63 when the first band is from -64 to -1, from 64 to 127 when from 0 to 63, and from 0 to 63 when from 64 to 127. It can be. Furthermore, as for the third and fourth bands, two bands of −128 to −1 can be allocated when the first band is 0 to 63 and the second band is 64 to 127.

本発明は、従来の規格と下位互換性を確保しつつ、広帯域幅を確保しても、PAPRの低減を実現することで、安価で、かつ高品質な高速伝送が可能なので、次世代の無線送信装置に好適であり、特に、高速伝送が可能となることで、ハイビジョン映像の配信には最適である。   The present invention is capable of high-speed transmission at low cost and high quality by realizing a reduction in PAPR even if a wide bandwidth is ensured while ensuring backward compatibility with conventional standards, so that next-generation wireless communication is possible. It is suitable for a transmission device, and particularly suitable for high-definition video distribution because it enables high-speed transmission.

R1 無線通信装置
1 無線送信装置
10a 制御手段
10b OFDM信号生成手段
11 プリアンブルパイロットメモリ部
12 スクランブラ部
13 エンコーダパーサ部
14 FECエンコーダ部
15 空間ストリームパーサ部
16 インターリーバ部
17 マッパ部
18 STBCエンコーダ部
19 マルチプレクサ部
20 第1CSインサータ部
21 空間マッパ部
22 PTS部
23 逆高速フーリエ変換器
24 第2CSインサータ部
25 GIインサータ部
26 ウィンドウィング部
27 送信フィルタリング部
2 無線受信装置
3a〜3h アンテナ
R2 他の無線通信装置
R1 Wireless communication apparatus 1 Wireless transmission apparatus 10a Control means 10b OFDM signal generation means 11 Preamble pilot memory part 12 Scrambler part 13 Encoder parser part 14 FEC encoder part 15 Spatial stream parser part 16 Interleaver part 17 Mapper part 18 STBC encoder part 19 Multiplexer unit 20 First CS inserter unit 21 Spatial mapper unit 22 PTS unit 23 Inverse fast Fourier transform 24 Second CS inserter unit 25 GI inserter unit 26 Windowing unit 27 Transmission filtering unit 2 Radio reception devices 3a to 3h Antenna R2 Other radio communication apparatus

Claims (7)

通信パケットを直交周波数分割多重変調により無線受信装置へ送信するOFDM生成手段と、前記OFDM生成手段を制御して所定順序の通信パケットを送信させる制御手段とを備え、
前記OFDM生成手段は、プリアンブル信号Aが位相差なしのプリアンブル信号Aとして送信される第1帯域と、前記第1帯域の拡張帯域として設定され、プリアンブル信号jAとして送信される第2帯域とを互換帯域とし、前記互換帯域と対称に配置され、前記互換帯域の拡張帯域として設定された第3帯域および第4帯域と、前記第1帯域および第2帯域とを用いて通信パケットを送信するものであり、前記第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、前記第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としたプリアンブル信号を生成する機能を備えたことを特徴とする無線送信装置。
OFDM generating means for transmitting a communication packet to a wireless receiver by orthogonal frequency division multiplexing modulation, and control means for controlling the OFDM generating means to transmit communication packets in a predetermined order,
The OFDM generation means is compatible with a first band in which the preamble signal A is transmitted as a preamble signal A without a phase difference and a second band that is set as an extension band of the first band and is transmitted as a preamble signal jA. A communication packet is transmitted using a third band and a fourth band that are arranged symmetrically with the compatible band and set as an extension band of the compatible band, and the first band and the second band. A wireless transmission device having a function of generating a preamble signal in which the third band is a preamble signal Ae jθ1 and the fourth band is a preamble signal jAe jθ2 .
前記OFDM生成手段は、ピーク対平均電力比が、前記第1帯域および前記第3帯域をプリアンブル信号A、前記第2帯域および第4帯域をプリアンブル信号jAとした信号を送信した場合より小さくなるθ1およびθ2によりプリアンブル信号を生成する機能を備えたことを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。   The OFDM generating means has a peak-to-average power ratio that is smaller than that in the case of transmitting a signal in which the first band and the third band are a preamble signal A and the second band and the fourth band are a preamble signal jA. The radio transmission apparatus according to claim 1, further comprising a function of generating a preamble signal based on and θ2. 前記OFDM生成手段は、θ1を0°に設定し、θ2を180°に設定した位相でプリアンブル信号を生成する請求項1または2記載の無線送信装置。   The radio transmission apparatus according to claim 1 or 2, wherein the OFDM generation means generates a preamble signal with a phase in which θ1 is set to 0 ° and θ2 is set to 180 °. 前記OFDM生成手段は、θ1を180°に設定し、θ2を0°に設定した位相でプリアンブル信号を生成する請求項1または2記載の無線送信装置。   The radio transmission apparatus according to claim 1 or 2, wherein the OFDM generation means generates a preamble signal with a phase in which θ1 is set to 180 ° and θ2 is set to 0 °. 前記第1帯域から前記第4帯域のそれぞれの帯域はIEEE802.11a規格およびIEEE802.11n規格に対応する帯域であり、前記第1および第2帯域または前記第3および第4帯域はIEEE802.11n規格に対応する帯域である請求項1から4のいずれかの項に記載の無線送信装置。   Each of the first to fourth bands is a band corresponding to the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11n standard, and the first and second bands or the third and fourth bands are the IEEE802.11n standard. The wireless transmission device according to any one of claims 1 to 4, wherein the wireless transmission device has a bandwidth corresponding to. 前記制御手段は、前記所定順序の通信パケットとして、IEEE802.11n規格に対応するL−STF、L−LTF、L−SIG、HT−SIGを生成すると共に、前記L−SIGおよび前記HT−SIGとして、続く通信パケットをデータとしてIEEE802.11a規格またはIEEE802.11n規格の無線受信装置に受信させるためにダミー情報を付与した通信パケットとする請求項5記載の無線送信装置。   The control means generates L-STF, L-LTF, L-SIG, HT-SIG corresponding to the IEEE 802.11n standard as the communication packet in the predetermined order, and as the L-SIG and the HT-SIG 6. The wireless transmission device according to claim 5, wherein the subsequent communication packet is a communication packet to which dummy information is added so that the wireless reception device of the IEEE802.11a standard or the IEEE802.11n standard receives the data as data. 通信パケットを直交周波数分割多重変調により無線受信装置へ送信する無線送信装置のプリアンブル生成方法において、
プリアンブル信号Aが位相差なしのプリアンブル信号Aとして送信される第1帯域と、前記第1帯域の拡張帯域として設定され、プリアンブル信号jAとして送信される第2帯域とを互換帯域とし、前記互換帯域と対称に配置され、前記互換帯域の拡張帯域として設定された第3帯域および第4帯域について、前記第3帯域をプリアンブル信号Aejθ1とし、前記第4帯域をプリアンブル信号jAejθ2としたプリアンブル信号を生成して通信パケットとして送信することを特徴とする無線送信装置のプリアンブル信号生成方法。
In a preamble generation method of a wireless transmission device that transmits a communication packet to a wireless reception device by orthogonal frequency division multiplexing modulation,
A compatible band is a first band in which the preamble signal A is transmitted as a preamble signal A without a phase difference and a second band that is set as an extension band of the first band and is transmitted as a preamble signal jA. For the third band and the fourth band set as the extension bands of the compatible band, a preamble signal in which the third band is a preamble signal Ae jθ1 and the fourth band is a preamble signal jAe jθ2 A method of generating a preamble signal of a wireless transmission device, wherein the method generates and transmits as a communication packet.
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