JP2011217210A - デジタル無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】OFDM方式を用いて無線により通信するデジタル無線通信システムにおいて、例えばOFDM無線機1では、信号処理手段23、31がFFTサイズを用いて通信信号をIFFT又はFFTで処理し、伝搬環境情報検出手段34がマルチパス伝搬環境に関する情報を検出し、FFTサイズ制御手段11が伝搬環境情報検出手段34により検出された情報に基づいて信号処理手段23、31により用いられるFFTサイズを制御する。
【選択図】 図1
Description
例えば、WiMAXシステム仕様においては、帯域幅1.25MHzのシステムではFFTサイズは128となっており、帯域幅5MHzのシステムではFFTサイズは512となっており、帯域幅10MHzのシステムではFFTサイズは1024となっており、帯域幅20MHzのシステムではFFTサイズは2048となっている。
本例のOFDM無線機101は、制御部111と、OFDM変調器112と、OFDM復調器113を備えている。
また、OFDM変調器112には、1次変調部121、パイロットサブキャリア挿入部122、IFFT部123を備えている。
また、OFDM復調器113には、FFT部131、伝送路特性推定部132、検波部133を備えている。
本例では、本例のOFDM無線機101が同様な他のOFDM無線機との間で無線により通信する場合(つまり、OFDM無線機同士で無線通信する場合)を説明する。
制御部111で生成された送信ビットデータをOFDM変調器112でOFDM変調する。
ここで、OFDM変調器112では、次のような動作が行われる。
1次変調部121は、制御部111からの入力について、各サブキャリア周波数に割り当てる送信ビットデータを1次変調してデータサブキャリアにマッピングし、その結果をパイロットサブキャリア挿入部122へ送る。1次変調の方式としては、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)等が用いられる。
IFFT部123は、パイロットサブキャリア挿入部122からの入力について、制御部111から通知されるFFTサイズで周波数表現のサブキャリア系列を逆フーリエ変換することで時間軸上の信号列へ変換し、その結果を送信する。IFFT部123からの出力信号は、例えば、アンテナ(図示せず)により無線で送信される。
例えば、アンテナ(図示せず)により無線で受信されたOFDM変調信号がOFDM復調器113のFFT部131に入力される。
FFT部131は、制御部111から通知されるFFTサイズで入力信号(受信信号)をフーリエ変換することで、時間軸方向の信号を周波数軸方向のサブキャリア信号(サブキャリア系列)へ変換し、その結果を伝搬路特性推定部132へ送る。
検波部133は、1次変調方式に応じた検波を行い、これにより得られたデータ系列(ビットデータ系列)を制御部111へ送る。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、マルチパス伝搬環境下での受信特性を向上させることができるデジタル無線通信システムを提供することを目的とする。
すなわち、信号処理手段が、FFTサイズを用いて、通信信号をIFFT又はFFTで処理する。伝搬環境情報検出手段が、マルチパス伝搬環境に関する情報を検出する。FFTサイズ制御手段が、前記伝搬環境情報検出手段により検出された情報に基づいて、前記信号処理手段により用いられるFFTサイズを制御する。
このように、マルチパス伝搬環境下での受信特性を向上させることができる。
また、マルチパス伝搬環境に関する情報としては、種々な情報が用いられてもよい。
また、マルチパス伝搬環境に関する情報に基づいてFFTサイズを制御する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、このような態様は例えば予めシステム(例えば、OFDM無線機)に設定される。
(OFDM無線機の構成例1)
OFDM方式を用いて無線により通信するOFDM無線機において、
FFTサイズを用いて送信対象となる信号を処理するIFFT手段(信号処理手段の一例)と、
FFTサイズを用いて通信相手からの受信信号を処理するFFT手段(信号処理手段の一例)と、
前記FFT手段により得られたFFT結果に基づいて、周波数軸方向のパイロットサブキャリアの変動状況に関する情報を検出する変動状況検出手段(伝搬環境情報検出手段の一例)と、
前記変動状況検出手段により検出された情報に基づいて、前記IFFT手段により用いられるFFTサイズと前記FFT手段により用いられるFFTサイズの一方又は両方を制御するFFTサイズ制御手段と、
を備えたことを特徴とするOFDM無線機。
ここで、周波数軸方向のパイロットサブキャリアの変動状況に関する情報としては、種々な情報が用いられてもよい。
また、周波数軸方向のパイロットサブキャリアの変動状況に関する情報に基づいてFFTサイズを制御する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、このような態様は例えば予めOFDM無線機に設定される。
前記FFTサイズ制御手段は、前記通信相手においても自機と同一のFFTサイズが用いられるようにするためのFFTサイズ制御情報を前記通信相手へ送信する。
従って、2つのOFDM無線機が通信している場合に、それぞれで用いられるFFTサイズを同一にすることができる。具体例として、互いに通信する一方のOFDM無線機の送信処理部のFFTサイズと他方のOFDM無線機の受信処理部のFFTサイズを同一にすることや、当該一方のOFDM無線機の受信処理部のFFTサイズと当該他方のOFDM無線機の送信処理部のFFTサイズを同一にすることや、これら全ての処理部(送信処理部及び受信処理部)のFFTサイズを同一にすることができる。
ここで、FFTサイズ制御情報としては、種々な情報が用いられてもよい。
前記FFTサイズ制御手段は、前記通信相手から受信されたFFTサイズ制御情報に基づいて、前記IFFT手段により用いられるFFTサイズと前記FFT手段により用いられるFFTサイズの一方又は両方を制御する。
従って、通信相手から通知された情報(FFTサイズ制御情報)に基づいて、自機の信号処理手段で用いられるFFTサイズを制御することができる。
前記変動状況検出手段は、周波数軸方向のパイロットサブキャリアの変動状況に関する情報として、周波数軸方向で隣り合うパイロットサブキャリアのレベルの変動値又はそれに基づく値を検出する。
前記FFTサイズ制御手段は、前記変動状況検出手段により検出された値又はそれに基づく値と所定の閾値との大小関係に基づいて、FFTサイズを決定する。
ここで、ある値(変動値等)に基づく値としては、例えば、所定の期間(時間)における平均値などのように、所定の演算を施した値を用いることができる。
図1には、本発明の一実施例に係るOFDM無線機1の構成例を示してある。
本例のOFDM無線機1は、制御部11と、OFDM変調器12と、OFDM復調器13を備えている。
また、OFDM変調器12には、1次変調部21、パイロットサブキャリア挿入部22、IFFT部23を備えている。
また、OFDM復調器13には、FFT部31、伝送路特性推定部32、検波部33、周波数軸方向のパイロットサブキャリア変動値(周波数軸方向のフェージング変動値)の算出部34を備えている。
本例では、本例のOFDM無線機1が同様な他のOFDM無線機との間で無線により通信する場合(つまり、OFDM無線機同士で無線通信する場合)を説明する。
制御部11で生成された送信ビットデータをOFDM変調器12でOFDM変調する。
ここで、OFDM変調器12では、次のような動作が行われる。
1次変調部21は、制御部11からの入力について、各サブキャリア周波数に割り当てる送信ビットデータを1次変調してデータサブキャリアにマッピングし、その結果をパイロットサブキャリア挿入部22へ送る。1次変調の方式としては、BPSK、QPSK、16QAM等が用いられる。
IFFT部23は、パイロットサブキャリア挿入部22からの入力について、制御部11から通知されるFFTサイズで周波数表現のサブキャリア系列を逆フーリエ変換することで時間軸上の信号列へ変換し、その結果を送信する。IFFT部23からの出力信号は、例えば、アンテナ(図示せず)により無線で送信される。
例えば、アンテナ(図示せず)により無線で受信されたOFDM変調信号がOFDM復調器13のFFT部31に入力される。
FFT部31は、制御部11から通知されるFFTサイズで入力信号(受信信号)をフーリエ変換することで、時間軸方向の信号を周波数軸方向のサブキャリア信号(サブキャリア系列)へ変換し、その結果を伝搬路特性推定部32及び周波数軸方向のパイロットサブキャリア変動値の算出部(変動値算出部)34へ送る。
検波部33は、1次変調方式に応じた検波を行い、これにより得られたデータ系列(ビットデータ系列)を制御部11へ送る。
ここで、図2〜図4を参照して、変動値算出部34により行われる処理について説明する。
図3には、FFTサイズが自然数であるNである(FFTサイズ=Nである)ときにおける伝送路特性推定値の一例を示してある。横軸は周波数を示しており、縦軸は受信信号のレベル(本例では、電圧)を示している。そして、周波数軸方向伝送路特性51、FFTサイズ=Nのときにおけるパイロットサブキャリア61(図3では、1つにのみ符号を付してあり他は符号を省略している)、FFTサイズ=Nのときにおける伝送路特性推定値62を示してある。
制御部11は、変動値算出部34から受け取った変動値について例えば一定時間平均化する等の処理を行い、その値が所定の閾値を超えた場合には、例えば次のフレームからFFTサイズを2Nへ変更するという情報(FFTサイズ変更情報)を送信データに乗せて送信し、通信相手となる無線機(本例では、OFDM無線機1と同様な構成の無線機)へ通知する。なお、前記した所定の閾値としては、任意に設定されてもよく、例えば、最適な閾値が予めシミュレーションなどによって算出される。
通信相手の無線機では、本例のOFDM無線機1からの受信データからFFTサイズ変更情報を抽出し、この情報に基づいて、制御部がFFTサイズパラメータを2NとしてIFFT部及びFFT部へ通知することで、以降、FFTサイズを2Nとして通信を行う。
また、本例では、このような無線機において、最適なFFTサイズを算出して、通信相手となる無線機に伝えることで、例えば次フレームからFFTサイズを変更して通信を行う。
また、本例では、一方の無線機(IFFT部)から他方の無線機(FFT部)への通信で使用されるFFTサイズと、前記他方の無線機(IFFT部)から前記一方の無線機(FFT部)への通信で使用されるFFTサイズとを同一としたが、これらが異なる場合があるような態様が用いられてもよい。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
51・・周波数軸方向伝送路特性、 61・・パイロットサブキャリア(FFTサイズ=N)、 62・・伝送路特性推定値(FFTサイズ=N)、 71・・パイロットサブキャリア(FFTサイズ=2N)、 72・・伝送路特性推定値(FFTサイズ=2N)、
Claims (1)
- OFDM方式を用いて無線により通信するデジタル無線通信システムにおいて、
FFTサイズを用いて通信信号をIFFT又はFFTで処理する信号処理手段と、
マルチパス伝搬環境に関する情報を検出する伝搬環境情報検出手段と、
前記伝搬環境情報検出手段により検出された情報に基づいて、前記信号処理手段により用いられるFFTサイズを制御するFFTサイズ制御手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル無線通信システム。
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JP2010084740A JP2011217210A (ja) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | デジタル無線通信システム |
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