JP2012124694A - Communication apparatus, transmitting device, and receiving device - Google Patents

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JP2012124694A JP2010273343A JP2010273343A JP2012124694A JP 2012124694 A JP2012124694 A JP 2012124694A JP 2010273343 A JP2010273343 A JP 2010273343A JP 2010273343 A JP2010273343 A JP 2010273343A JP 2012124694 A JP2012124694 A JP 2012124694A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication apparatus, a transmitting device and receiving device which can reduce a PAPR in a simple structure without executing complicated processing.SOLUTION: A communication system, designed to transmit signals using a multicarrier, comprises a transmitting device which includes a transmit side phase rotator which rotates, by 180°, the phase of a rule-conforming half of a plurality of first mapping signals mapped on coordinate axes to generate a plurality of second mapping signals and an IFFT circuit which modulates a plurality of subcarrier signals whose frequencies have orthogonal relations based on the plurality of second mapping signals; a receiving device which includes an FFT circuit which performs FFT processing on a received time domain signal to output the plurality of second mapping signals of a plurality of subcarrier signals and a receive side phase rotator which rotates, by 180°, the phase of half the plurality of second mapping signals conforming to the same rule as for the transmit side to generate the plurality of first mapping signals.

Description

本発明は,通信装置,送信装置及び受信装置に関する。   The present invention relates to a communication device, a transmission device, and a reception device.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)やOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)方式の通信システムでは,送信装置が,互いに位相が直交関係にある周波数を持つ複数のサブキャリアで被変調成分を変調し,複数のサブキャリアに対してIFFTを行い,搬送周波数にアップコンバートして送信する。一方,受信装置は,受信信号をダウンコンバートし,FFTを行い,複数のサブキャリアの被変調成分を復調する。   In a communication system using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) or OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), a transmission apparatus has a plurality of sub-channels having frequencies whose phases are orthogonal to each other. The modulated component is modulated by the carrier, IFFT is performed on a plurality of subcarriers, and the signal is upconverted to the carrier frequency and transmitted. On the other hand, the receiving apparatus down-converts the received signal, performs FFT, and demodulates the modulated components of a plurality of subcarriers.

OFDMやOFDMAのようなマルチキャリアを扱う通信システムでは,変調信号を多重化することで,信号レベルが低い箇所と高い箇所の比率が高くなることがしばしばあり,そのような場合,PAPR(Peak to Average Power Ratio)が高くなる。PAPRが高くなると,送信装置内のパワーアンプの非線形特性の影響を受け、OFDM信号の帯域外への輻射が生じ,隣接チャネルや他の通信システムへ重大な影響を与える。   In a communication system that handles multi-carriers such as OFDM and OFDMA, the ratio between the low signal level and the high signal level is often increased by multiplexing the modulation signal. In such a case, PAPR (Peak to Average Power Ratio increases. When the PAPR becomes high, the nonlinearity of the power amplifier in the transmitter is affected, and the OFDM signal is radiated out of the band, which has a serious effect on adjacent channels and other communication systems.

たとえば,送信信号の平均電力を動作点に設定するとピーク値がパワーアンプのダイナミックレンジを超えてしまい,飽和領域での動作で出力が歪みスプリアスが発生し隣接する他の通信チャネルへの干渉源になる。   For example, if the average power of the transmission signal is set as the operating point, the peak value will exceed the dynamic range of the power amplifier, the output will be distorted spurious due to the operation in the saturation region, and this will cause interference to other adjacent communication channels. Become.

このようにPAPRが高くなることを防止するために,送信信号を既知パターンでマッピングし拡散したり,データの並び替えをしたり,ピークを有するOFDMの時間領域信号を既知の特性によりそのピークを抑制するような振幅補償をパワーアンプの前で行うなどが提案されている。   In order to prevent the PAPR from becoming high in this way, the transmission signal is mapped and spread with a known pattern, the data is rearranged, and the peak of the OFDM time domain signal with a known characteristic is determined. For example, it has been proposed to perform amplitude compensation to be suppressed before the power amplifier.

特開2008−199405号公報JP 2008-199405 A 特開2009−147637号公報JP 2009-147637 A

しかしながら,上記の方法では,送信装置側で行ったマッピングやデータの並び替えの情報を受信装置側に送信する必要があり,その情報を送信するためのチャネル帯域が必要になり伝送効率を低下させる。また,受信装置は,振幅補償された送信信号に対して逆特性をかけて元に戻す必要があり,逆特性により信号の劣化を招く。   However, in the above method, it is necessary to transmit information on mapping and data rearrangement performed on the transmitting device side to the receiving device side, and a channel band for transmitting the information is required, thereby reducing transmission efficiency. . In addition, it is necessary for the receiving apparatus to restore the original signal by applying an inverse characteristic to the amplitude-compensated transmission signal, which causes signal degradation.

そこで,本発明の目的は,複雑な処理を行うことなくシンプルな構造でPAPRを低減することができる通信装置,送信装置及び受信装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a communication device, a transmission device, and a reception device that can reduce PAPR with a simple structure without performing complicated processing.

通信システムの第1の側面は,マルチキャリアを用いて信号の送受信を行う通信システムにおいて,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号を生成する送信側位相回転器と,前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して時間領域信号を生成するIFFT回路とを有する送信装置と,
受信した前記時間領域信号をFFT処理して複数のサブキャリア信号の前記複数の第2のマッピング信号を出力するFFT回路と,前記複数の第2のマッピング信号のうち前記送信側と同じ規則に従う半分を180°位相回転して前記複数の第1のマッピング信号を生成する受信側位相回転器とを有する受信装置とを有する。
A first aspect of the communication system is a communication system that transmits and receives signals using multicarriers.
A transmission-side phase rotator that generates a plurality of second mapping signals by rotating a half of the plurality of first mapping signals mapped on the coordinate axis by 180 ° in phase according to a predetermined rule; and the plurality of second mapping signals A transmitter having an IFFT circuit that modulates a plurality of subcarrier signals having orthogonal frequencies based on the mapping signal, and generates a time domain signal by performing IFFT processing on the modulated subcarrier signals;
An FFT circuit that performs FFT processing on the received time-domain signal and outputs the plurality of second mapping signals of a plurality of subcarrier signals, and a half of the plurality of second mapping signals that follows the same rules as the transmission side And a reception-side phase rotator that generates the plurality of first mapping signals by rotating the phase by 180 °.

第1の側面によれば,PAPRを低減することができる。   According to the first aspect, PAPR can be reduced.

本実施の形態に係る通信装置の構成図である。It is a block diagram of the communication apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態における送信装置内のマッピング回路11とIFFT回路12の構成図である。It is a block diagram of the mapping circuit 11 and the IFFT circuit 12 in the transmission apparatus in this Embodiment. 本実施の形態の送信装置の動作を示すタイミングチャート図である。It is a timing chart figure which shows the operation | movement of the transmitter of this Embodiment. 16のサブキャリアに対応するマッピング後の信号S11の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the signal S11 after the mapping corresponding to 16 subcarriers. 図4のマッピングされた16のサブキャリアに対応する信号を多重化した図である。It is the figure which multiplexed the signal corresponding to 16 mapped subcarriers of FIG. 図5の例の場合,本実施の形態の送信装置により同じシンボル周期内の16のサブキャリアに対して,偶数番目のサブキャリアの位相を180°回転(位相反転)した場合を示す図である。In the case of the example of FIG. 5, it is a figure which shows the case where the phase of the even-numbered subcarrier is rotated 180 degrees (phase inversion) with respect to 16 subcarriers in the same symbol period by the transmission apparatus of this Embodiment. . 本実施の形態における受信装置内のFFT回路23とデマッピング回路24の構成図である。It is a block diagram of the FFT circuit 23 and the demapping circuit 24 in the receiver in this Embodiment.

図1は,本実施の形態に係る通信装置の構成図である。通信装置の送信装置側は,送信データTxdを符号化(エンコード)する符号化回路(エンコーダ)10と,符号化データをI,Q座標軸上にマッピングするマッピング回路11と,マッピングされた座標点のI成分,Q成分を複数のサブキャリアで変調しIFFT変換するIFFT回路12と,デジタルアナログ変換回路13と,I成分,Q成分の時間領域信号をローカル周波数信号で直交変調する直交変調回路14と,さらに搬送波の高周波にアップコンバートする高周波(RF)回路15とを有する。搬送波信号は,デユプレクサ16を介してアンテナATから送出される。   FIG. 1 is a configuration diagram of a communication apparatus according to the present embodiment. The transmission device side of the communication device includes an encoding circuit (encoder) 10 that encodes transmission data Txd, a mapping circuit 11 that maps the encoded data on the I and Q coordinate axes, and mapping coordinate points. An IFFT circuit 12 that modulates the I component and the Q component with a plurality of subcarriers and performs IFFT conversion, a digital-analog conversion circuit 13, and an orthogonal modulation circuit 14 that orthogonally modulates the time domain signal of the I component and the Q component with a local frequency signal; And a high frequency (RF) circuit 15 for up-converting to a high frequency of the carrier wave. The carrier signal is transmitted from the antenna AT via the duplexer 16.

一方,通信装置の受信装置側では,アンテナATで受信された受信信号は,デユプレクサ16を介してRF回路20に入力されベースバンドまでダウンコンバートされる。そして,直交検波回路21がローカル周波数信号で直交検波してI成分とQ成分の時間領域信号を生成する。その後,アナログデジタル変換回路22がデジタル信号に変換し,FFT回路23がFFT変換して時間領域信号を周波数領域信号に変換し,各サブキャリアの伝搬路特性がパイロット信号から推定され,データ信号のI成分とQ成分から伝搬路による歪が除去されて復調され,デマッピング回路24がI,Q座標上の座標点からデマッピングして符号化データを再生し,さらにデコーダ回路25がそれを復号化(デコード)して受信データRxdを抽出する。   On the other hand, on the receiving device side of the communication device, the received signal received by the antenna AT is input to the RF circuit 20 via the duplexer 16 and down-converted to the baseband. Then, the quadrature detection circuit 21 performs quadrature detection with the local frequency signal to generate a time domain signal of I component and Q component. Thereafter, the analog-to-digital conversion circuit 22 converts it into a digital signal, the FFT circuit 23 performs FFT conversion to convert the time domain signal into a frequency domain signal, the propagation path characteristic of each subcarrier is estimated from the pilot signal, and the data signal The distortion due to the propagation path is removed from the I and Q components and demodulated, and the demapping circuit 24 demaps from the coordinate points on the I and Q coordinates to reproduce the encoded data, and the decoder circuit 25 decodes it. Received data Rxd is extracted (decoded).

以下に示す本実施の形態では,説明を簡素化するために,FFTサイズが16,即ちサブキャリア数が16のOFDMシステムであり,16のサブキャリアの変調方式はQPSKとする。ただし,本実施の形態はそれらに限定されるものではない。   In the present embodiment described below, in order to simplify the explanation, an OFDM system with an FFT size of 16, that is, the number of subcarriers is 16, and the modulation scheme of 16 subcarriers is QPSK. However, the present embodiment is not limited to them.

図2は,本実施の形態における送信装置内のマッピング回路11とIFFT回路12の構成図である。送信装置内では,前述のとおり,マッピング回路11がエンコーダで符号化された送信データTxdをI,Q座標軸上の第1〜第4象限にマッピングする。このマッピングはシンボル内の16個のサブキャリアに対応する第2のクロックCLK2に同期して行われる。   FIG. 2 is a configuration diagram of the mapping circuit 11 and the IFFT circuit 12 in the transmission apparatus according to the present embodiment. In the transmitter, as described above, the mapping circuit 11 maps the transmission data Txd encoded by the encoder to the first to fourth quadrants on the I and Q coordinate axes. This mapping is performed in synchronization with the second clock CLK2 corresponding to the 16 subcarriers in the symbol.

さらに,送信装置は,マッピングされた信号S11の位相を180°回転する位相回転器31と,位相回転量を与える回転量供給部32と,マッピング後の信号S11または180°回転した信号S11Xのいずれかを選択するセレクタ33と,セレクタ33にシンボル内における奇数番目のサブキャリアに対してはセレクト信号「1」を,偶数番目のサブキャリアに対してはセレクト信号「0」をそれぞれ供給する偶奇選択回路34とを有する。偶奇選択回路34は,シンボル周期に同期した第1のクロックCLK1に同期して且つ上記第2のクロックCLK2に同期して,奇数番目は「1」のセレクト信号S34を,偶数番目は「0」のセレクト信号S34を生成する。   Further, the transmission apparatus includes any one of the phase rotator 31 that rotates the phase of the mapped signal S11 by 180 °, the rotation amount supply unit 32 that gives the phase rotation amount, and the mapped signal S11 or the signal S11X rotated by 180 °. Selector 33 for selecting or, and even / odd selection that supplies selector 33 with select signal “1” for odd-numbered subcarriers and select signal “0” for even-numbered subcarriers. Circuit 34. The even-odd selection circuit 34 synchronizes with the first clock CLK1 synchronized with the symbol period and with the second clock CLK2, and the odd-numbered selection signal S34 is “1”, and the even-numbered selection circuit is “0”. The select signal S34 is generated.

さらに,送信装置は,セレクタ33で選択されたサブキャリア毎のマッピング信号S33をサブキャリア別にシリアルパラレル変換するシリアルパラレル変換器35と,各サブキャリアのマッピング信号を位相が直交関係の周波数を有するサブキャリア信号で変調し,複数の周波数のサブキャリア信号をIFFT(逆高速フーリエ変換)して時間領域信号Rx_ofdmを出力するIFFT回路12とを有する。IFFT回路12は,シンボル周期に同期した第1のクロックCLK1に同期して,シンボル内のサブキャリア信号をIFFT演算する。このIFFT演算により複数のサブキャリア信号が多重化される。したがって,この多重化により多くのマッピング信号S33のある座標点に偏在すると,多重化後の信号の振幅が過剰に大きくなりPAPRが悪くなる。   Further, the transmitting apparatus includes a serial / parallel converter 35 that serial-parallel converts the mapping signal S33 for each subcarrier selected by the selector 33 for each subcarrier, and the subcarrier mapping signal has a frequency whose phase is orthogonal. An IFFT circuit 12 that modulates the carrier signal and outputs a time-domain signal Rx_ofdm by performing IFFT (inverse fast Fourier transform) on the subcarrier signals of a plurality of frequencies. The IFFT circuit 12 performs an IFFT operation on the subcarrier signal in the symbol in synchronization with the first clock CLK1 synchronized with the symbol period. A plurality of subcarrier signals are multiplexed by this IFFT calculation. Therefore, if this mapping is unevenly distributed at a certain coordinate point of many mapping signals S33, the amplitude of the multiplexed signal becomes excessively large and the PAPR deteriorates.

本実施の形態における送信装置は,マッピング回路11とIFFT回路12との間に,位相回転器31とセレクタ33と偶奇選択回路34とを設け,各シンボル内の複数のサブキャリアに対応するマッピング信号S11を奇数番目は180°位相回転(位相反転)せず,偶数番目を180°位相回転(位相反転)する。   The transmission apparatus according to the present embodiment includes a phase rotator 31, a selector 33, and an even / odd selection circuit 34 between the mapping circuit 11 and the IFFT circuit 12, and a mapping signal corresponding to a plurality of subcarriers in each symbol. The odd-numbered S11 is not rotated by 180 ° (phase inversion), and the even-numbered S11 is rotated by 180 ° (phase inversion).

図3は,本実施の形態の送信装置の動作を示すタイミングチャート図である。図3に示されるとおり,送信装置では,位相回転器31とセレクタ33と偶奇選択回路34とが,OFDMシンボルに同期した第1のクロックCLK1に同期して,マッピング後の信号S11に含まれる16のサブキャリアに対応する信号を,セレクト信号S34に応答して,奇数番目は位相回転せず,偶数番目は180°位相回転した信号S33を生成する。   FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the transmission apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 3, in the transmission apparatus, the phase rotator 31, the selector 33, and the even / odd selection circuit 34 are included in the mapped signal S11 in synchronization with the first clock CLK1 synchronized with the OFDM symbol. In response to the select signal S34, a signal corresponding to the subcarrier of the second is not phase-rotated, and the even-numbered signal S33 is rotated 180 °.

上記の送信装置は,マッピング回路11とIFFT回路12との間に,位相回転器31と,セレクタ33と,そのセレクト信号S34を生成する偶奇選択回路34を設けるだけでよく,その構成は非常に簡単である。例えば,位相回転器31は,マッピング後の信号S11を180°位相回転する機能を有するが,実際には信号S11のI信号とQ信号の符号を反転するだけでよく,その回路構成はシンプルである。   The transmission apparatus described above only needs to provide the phase rotator 31, the selector 33, and the even / odd selection circuit 34 for generating the select signal S34 between the mapping circuit 11 and the IFFT circuit 12, and the configuration thereof is very high. Simple. For example, the phase rotator 31 has a function of rotating the signal S11 after mapping by 180 °, but in actuality, it is only necessary to invert the signs of the I signal and the Q signal of the signal S11, and the circuit configuration is simple. is there.

図4,図5,図6は,本実施の形態における送信装置によりIFFT処理後の信号Tx_ofdmのPAPRが低減されることを説明する図である。図4は,16のサブキャリアに対応するマッピング後の信号S11の例を示す図である。サブキャリア1〜16に対応するマッピングされた信号S11は,QPSK変調方式により,I,Q座標軸上の第1〜第4象限内にマッピングされる。図4に示した例では,サブキャリア1,2,4,11,14,15が第1象限内にマッピングされ,サブキャリア3,5,8,12が第2象限内にマッピングされ,サブキャリア6,9が第3象限にマッピングされ,サブキャリア7,10,13,16が第4象限にマッピングされている。   4, 5 and 6 are diagrams for explaining that the PAPR of signal Tx_ofdm after IFFT processing is reduced by the transmission apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the mapped signal S11 corresponding to 16 subcarriers. The mapped signal S11 corresponding to the subcarriers 1 to 16 is mapped in the first to fourth quadrants on the I and Q coordinate axes by the QPSK modulation method. In the example shown in FIG. 4, subcarriers 1, 2, 4, 11, 14, and 15 are mapped in the first quadrant, subcarriers 3, 5, 8, and 12 are mapped in the second quadrant, 6, 9 are mapped to the third quadrant, and subcarriers 7, 10, 13, 16 are mapped to the fourth quadrant.

IFFT回路12は,これらのマッピング情報に応じて各サブキャリアの信号を変調し,IFFT処理して16の変調されたサブキャリア信号を多重化して時間領域信号を出力する。   The IFFT circuit 12 modulates each subcarrier signal according to the mapping information, performs IFFT processing, multiplexes 16 modulated subcarrier signals, and outputs a time domain signal.

図5は,図4のマッピングされた16のサブキャリアに対応する信号を多重化した図である。図5によれば,第1象限の信号51は,サブキャリア1,2,4,11,14,15が多重化され,第2象限の信号52は,サブキャリア3,5,8,12が多重化され,第3象限の信号53は,サブキャリア6,9が多重化され,そして,第4象限の信号54は,サブキャリア7,10,13,16が多重化されている。多重化されたサブキャリアが多いほど振幅が大きくなりPAPRの悪化を招く。   FIG. 5 is a diagram in which signals corresponding to the 16 subcarriers mapped in FIG. 4 are multiplexed. According to FIG. 5, subcarriers 1, 2, 4, 11, 14, and 15 are multiplexed in the first quadrant signal 51, and subcarriers 3, 5, 8, and 12 in the second quadrant 52 are multiplexed. In the third quadrant signal 53, subcarriers 6 and 9 are multiplexed, and in the fourth quadrant signal 54, subcarriers 7, 10, 13, and 16 are multiplexed. As the number of multiplexed subcarriers increases, the amplitude increases and PAPR deteriorates.

各象限内の多重化された信号51〜54それぞれは,統計的には,奇数番目と偶数番目のサブキャリアがほぼ1:1で存在する蓋然性が高い。実際のサブキャリアの数は,例えば2048個など非常に多いので,前述の統計的な蓋然性はほぼ正しいと言える。   Statistically, each of the multiplexed signals 51 to 54 in each quadrant has a high probability that odd-numbered and even-numbered subcarriers are present at approximately 1: 1. Since the actual number of subcarriers is very large, such as 2048, for example, it can be said that the above statistical probability is almost correct.

図6は,図5の例の場合,本実施の形態の送信装置により同じシンボル周期内の16のサブキャリアに対して,偶数番目のサブキャリアの位相を180°回転(位相反転)した場合を示す図である。図5の例において,第1象限の信号51からサブキャリア2,4,14が位相反転され,第2象限の信号52からサブキャリア8,12が位相反転され,第3象限の信号53からサブキャリア6が位相反転され,第4象限の信号54からサブキャリア10が位相反転される。   FIG. 6 shows a case where the phase of the even-numbered subcarrier is rotated by 180 ° (phase inversion) with respect to 16 subcarriers within the same symbol period by the transmission apparatus of the present embodiment in the case of FIG. FIG. In the example of FIG. 5, subcarriers 2, 4, and 14 are phase-inverted from the first quadrant signal 51, subcarriers 8 and 12 are phase-inverted from the second quadrant signal 52, and subcarriers from the third quadrant signal 53 Carrier 6 is phase-inverted, and subcarrier 10 is phase-inverted from signal 54 in the fourth quadrant.

その結果,図6に示すとおり,第1象限内の信号51Xは,サブキャリア1,11,15,6の信号が多重化され,第2象限内の信号52Xは,サブキャリア3,5,12の信号が多重化され,第3象限内の信号53Xは,サブキャリア6,9の信号が多重化され,第4象限内の信号54Xは,サブキャリア7,10,13,16の信号が多重化されることになる。つまり,図5の第1象限の信号51が6つのサブキャリアが多重化され過剰に大きな振幅だったのが,図6では第1象限の信号51Xは4つのサブキャリア信号が多重化されることになり,その振幅は抑制されている。さらに,図6では,全ての象限における多重化後の信号51X〜54Xは,ほぼ同等の振幅になっている。   As a result, as shown in FIG. 6, the signal 51X in the first quadrant is multiplexed with the signals of subcarriers 1, 11, 15, and 6, and the signal 52X in the second quadrant is subcarriers 3, 5, and 12 The signal 53X in the third quadrant is multiplexed with the signals of subcarriers 6 and 9, and the signal 54X in the fourth quadrant is multiplexed with the signals of subcarriers 7, 10, 13, and 16. Will be converted. That is, the signal 51 in the first quadrant of FIG. 5 has an excessively large amplitude due to the multiplexing of six subcarriers, but in FIG. 6, the signal 51X in the first quadrant is multiplexed with four subcarrier signals. The amplitude is suppressed. Further, in FIG. 6, the multiplexed signals 51X to 54X in all quadrants have substantially the same amplitude.

つまり,送信データTxdはランダムなデータであるので,座標軸上にマッピングされるとマッピング後の信号S11は,非常に大きな振幅を有する場合があり,PAPRが悪くなる場合がある。しかし,本実施の形態の送信装置によれば,各象限内の信号の統計的に約半分の信号が位相反転されるので,各象限内の信号の過大な振幅や過小な振幅が抑制され,より近い振幅を有することになる。   That is, since the transmission data Txd is random data, when mapped on the coordinate axis, the mapped signal S11 may have a very large amplitude and the PAPR may deteriorate. However, according to the transmission device of the present embodiment, since about half of the signals in each quadrant are statistically phase-inverted, the excessive amplitude and the excessive amplitude of the signals in each quadrant are suppressed, It will have a closer amplitude.

上記の位相反転は,シンボル内の複数のサブキャリアの約半分に対して行われればよい。上記の例では,偶数番目のサブキャリアに対して位相反転したが,奇数番目のサブキャリアに対して位相反転してもよい。あるいは,送信側と受信側で予め取り決められた擬似ランダムな半分のサブキャリアを位相反転してもよい。擬似ランダムにすることで,送信データの秘匿性が向上するという更なる効果をもたらすことができる。   The above phase inversion may be performed for about half of the plurality of subcarriers in the symbol. In the above example, the phase is inverted for the even-numbered subcarriers, but the phase may be inverted for the odd-numbered subcarriers. Alternatively, the phase of the pseudo-random half subcarriers determined in advance on the transmission side and the reception side may be inverted. By making it pseudo-random, the further effect that the confidentiality of transmission data improves can be brought about.

図7は,本実施の形態における受信装置内のFFT回路23とデマッピング回路24の構成図である。送信装置側では,シンボル内の偶数番目のサブキャリアについて位相反転を行っている。したがって,受信装置側では,FFT処理後の偶数番目のサブキャリアの信号について位相反転を行って元のマッピング信号に戻す必要がある。   FIG. 7 is a configuration diagram of the FFT circuit 23 and the demapping circuit 24 in the receiving apparatus according to the present embodiment. On the transmitter side, phase inversion is performed for even-numbered subcarriers in the symbol. Therefore, on the receiving apparatus side, it is necessary to invert the phase of the even-numbered subcarrier signal after the FFT processing and return it to the original mapping signal.

すなわち,受信装置は,FFT回路23が時間領域信号Rx_ofdmをFFT処理して周波数領域の信号S23に変換する。この信号S23は,複数のサブキャリアのマッピングされた信号である。そして,この複数のサブキャリアに対応するマッピングされた信号S23が,パラレルシリアル回路42によりシリアルに変換される。   That is, in the receiving apparatus, the FFT circuit 23 performs FFT processing on the time domain signal Rx_ofdm and converts it into a frequency domain signal S23. This signal S23 is a signal in which a plurality of subcarriers are mapped. The mapped signal S23 corresponding to the plurality of subcarriers is converted into serial data by the parallel serial circuit 42.

そして,受信装置は,FFT回路23とデマッピング回路24との間に,位相回転器43とそれに180°の位相回転量を供給する回転量供給部44と,マッピングされた信号S42か180°位相回転(位相反転)された信号S42Xのいずれかを選択するセレクタ45と,そのセレクタ45にセレクト信号S46を与える偶奇選択回路46とを有する。   The receiving apparatus includes a phase rotator 43, a rotation amount supply unit 44 that supplies a phase rotation amount of 180 ° to the phase rotator 43, and the mapped signal S 42 or 180 ° phase between the FFT circuit 23 and the demapping circuit 24. A selector 45 that selects one of the rotated (phase-inverted) signals S42X and an even / odd selection circuit 46 that supplies the selector 45 with a select signal S46 are provided.

FFT回路23は,シンボル周期に同期した第1のクロックCLK1に同期して,FFT演算を行う。さらに,偶奇選択回路46は,シンボル周期に同期した第1のクロックCLK1と,サブキャリアに同期した第2のクロックCLK2に同期して,奇数番目のサブキャリアに対しては「1」のセレクト信号S46を出力し,偶数番目のサブキャリアに対しては「0」のセレクト信号S46を出力する。これにより,偶数番目のサブキャリアに対しては位相反転されたマッピング信号S42Xが選択されて出力される。そして,マッピング回路24は,第2のクロックCLK2に同期して,位相反転で元の位相情報に戻されたマッピング信号S45をデマッピングして,受信データRxdを出力する。   The FFT circuit 23 performs an FFT operation in synchronization with the first clock CLK1 synchronized with the symbol period. Further, the even / odd selection circuit 46 synchronizes with the first clock CLK1 synchronized with the symbol period and the second clock CLK2 synchronized with the subcarrier, and selects the select signal “1” with respect to the odd-numbered subcarrier. S46 is output, and a select signal S46 of “0” is output for even-numbered subcarriers. As a result, the phase-inverted mapping signal S42X is selected and output for even-numbered subcarriers. Then, the mapping circuit 24 demaps the mapping signal S45 returned to the original phase information by phase inversion in synchronization with the second clock CLK2, and outputs the reception data Rxd.

図7の受信装置内の信号S42,S45,S46は,図3に示されている。図3において,パラレルシリアル変換されたマッピングされた信号S42は,偶奇選択信号S46に応じて,偶数番目のサブキャリアが位相反転され,位相反転前の元のマッピングされた信号S45がセレクタ45から出力される。   Signals S42, S45, and S46 in the receiving apparatus of FIG. 7 are shown in FIG. In FIG. 3, the parallel-serial converted mapped signal S42 is phase-inverted even-numbered subcarriers according to the even / odd selection signal S46, and the original mapped signal S45 before phase inversion is output from the selector 45. Is done.

図2の送信装置が,シンボル内の偶数番目のサブキャリアに対応するマッピングされた信号を位相反転しているので,図7の受信装置は,偶数番目のサブキャリアに対応するマッピングされた信号を位相反転して,元のマッピングされた信号に戻している。つまり,送信装置側と受信装置側とは同じ規則で位相反転を行うのである。   Since the transmitting apparatus in FIG. 2 has inverted the phase of the mapped signal corresponding to the even-numbered subcarriers in the symbol, the receiving apparatus in FIG. 7 displays the mapped signal corresponding to the even-numbered subcarriers. The phase is inverted to restore the original mapped signal. In other words, the phase inversion is performed on the transmission device side and the reception device side according to the same rule.

もし,送信装置が奇数番目のサブキャリアに対応する信号を位相反転していた場合は,当然,受信装置側でも奇数番目のサブキャリアに対応する信号を位相反転する。さらに,送信装置が予め決められた擬似ランダムなサブキャリアに対応する信号を位相反転していた場合は,受信装置側も同じ擬似ランダムなサブキャリアに対応する信号を位相反転する。   If the transmitting apparatus has inverted the phase of the signal corresponding to the odd-numbered subcarrier, the receiving apparatus will naturally invert the phase of the signal corresponding to the odd-numbered subcarrier. Furthermore, when the transmitting apparatus has inverted the phase of a signal corresponding to a predetermined pseudorandom subcarrier, the receiving apparatus also inverts the phase of the signal corresponding to the same pseudorandom subcarrier.

上記の実施の形態では,IFFTの各サブキャリアの変調方式がQPSKの例で説明した。しかしながら,BPSKの場合も同様に適用可能である。この場合も,位相にマッピングされた信号の半分を反対位相に回転することで,PAPRを抑制することができる。   In the above embodiment, the IFFT subcarrier modulation scheme has been described as an example of QPSK. However, the same applies to the case of BPSK. In this case as well, PAPR can be suppressed by rotating half of the signal mapped to the phase to the opposite phase.

さらに,IFFTの各サブキャリアの変調方式が16QAM,64QAMの場合も同様に適用できる。たとえば,16QAMの場合は,各サブキャリアに対応する信号はマッピングにより16個の座標点にマッピングされる。したがって,各16個の座標点にマッピングされた信号のうち,奇数番目または偶数番目のサブキャリア,または擬似乱数番目のサブキャリアについて反対位相に回転することで,各16点の座標点にそれぞれマッピングされた信号の数を抑制して,PAPRが過剰に悪くなることを抑制することができる。   Further, the present invention can be similarly applied when the modulation method of each subcarrier of IFFT is 16QAM or 64QAM. For example, in the case of 16QAM, a signal corresponding to each subcarrier is mapped to 16 coordinate points by mapping. Therefore, among the signals mapped to the 16 coordinate points, the odd-numbered or even-numbered subcarriers or the pseudo-random-numbered subcarriers are rotated in the opposite phase to be mapped to the 16 coordinate points, respectively. It is possible to suppress the PAPR from becoming excessively poor by suppressing the number of signals that are generated.

本実施の形態によれば,マッピングされた信号について,各象限毎に半分の確率で位相反転するので,IFFT演算により多重化された信号の振幅が過剰に大きくなって,PAPRを悪くすることが抑制される。また,送信装置と受信装置との間で位相反転するサブキャリアについては予め決められている規則に従うので,送信装置から受信装置にどのサブキャリアに対応する信号を位相反転したかの情報を送信データに含めて送信する必要はない。しかも,単に位相回転器31,43と,セレクタ33,45と,セレクト信号生成回路34,46とを設けるだけでよく,簡単な回路構成を追加するだけでよい。   According to the present embodiment, the phase of the mapped signal is inverted with a probability of half for each quadrant, so that the amplitude of the signal multiplexed by the IFFT operation becomes excessively large and PAPR is deteriorated. It is suppressed. In addition, since subcarriers whose phase is inverted between the transmission device and the reception device follow a predetermined rule, information indicating which subcarrier is phase-inverted from the transmission device to the reception device is transmitted data. It is not necessary to send it in In addition, the phase rotators 31 and 43, the selectors 33 and 45, and the select signal generation circuits 34 and 46 may be simply provided, and a simple circuit configuration may be added.

以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。   The above embodiment is summarized as follows.

(付記1)
マルチキャリアを用いて信号の送受信を行う通信システムにおいて,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号を生成する送信側位相回転器と,前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して時間領域信号を生成するIFFT回路とを有する送信装置と,
受信した前記時間領域信号をFFT処理して複数のサブキャリア信号の前記複数の第2のマッピング信号を出力するFFT回路と,前記複数の第2のマッピング信号のうち前記送信側と同じ規則に従う半分を180°位相回転して前記複数の第1のマッピング信号を生成する受信側位相回転器とを有する受信装置とを有する通信システム。
(Appendix 1)
In a communication system that transmits and receives signals using multicarrier,
A transmission-side phase rotator that generates a plurality of second mapping signals by rotating a half of the plurality of first mapping signals mapped on the coordinate axis by 180 ° in phase according to a predetermined rule; and the plurality of second mapping signals A transmitter having an IFFT circuit that modulates a plurality of subcarrier signals having orthogonal frequencies based on the mapping signal, and generates a time domain signal by performing IFFT processing on the modulated subcarrier signals;
An FFT circuit that performs FFT processing on the received time-domain signal and outputs the plurality of second mapping signals of a plurality of subcarrier signals, and a half of the plurality of second mapping signals that follows the same rules as the transmission side And a receiving device having a receiving-side phase rotator that rotates the phase by 180 ° to generate the plurality of first mapping signals.

(付記2)
付記1において,
前記所定の規則は,奇数番目または偶数番目のいずれかである通信システム。
(Appendix 2)
In Appendix 1,
The communication system, wherein the predetermined rule is either an odd number or an even number.

(付記3)
付記1において,
前記所定の規則は,擬似ランダムな番号である通信システム。
(Appendix 3)
In Appendix 1,
The communication system wherein the predetermined rule is a pseudo-random number.

(付記4)
マルチキャリアを用いて信号の送信を行う送信装置において,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号を生成する送信側位相回転器と,
前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して時間領域信号を生成するIFFT回路とを有する送信装置。
(Appendix 4)
In a transmission device that transmits signals using multicarriers,
A transmission-side phase rotator for generating a plurality of second mapping signals by rotating a half of a plurality of first mapping signals mapped on the coordinate axis by 180 ° in phase according to a predetermined rule;
An IFFT circuit that modulates a plurality of subcarrier signals having orthogonal frequencies based on the plurality of second mapping signals and generates a time domain signal by performing IFFT processing on the modulated subcarrier signals; A transmission device having.

(付記5)
付記4において,
送信した前記時間領域信号は,受信装置側で,FFT処理して複数のサブキャリア信号の前記複数の第2のマッピング信号を生成され,前記複数の第2のマッピング信号のうち前記送信側と同じ規則に従う半分を180°位相回転して前記複数の第1のマッピング信号を生成される送信装置。
(Appendix 5)
In Appendix 4,
The transmitted time domain signal is subjected to FFT processing on the receiving device side to generate the plurality of second mapping signals of a plurality of subcarrier signals, and the same as the transmission side among the plurality of second mapping signals A transmission device that generates the plurality of first mapping signals by rotating a half according to a rule by 180 °.

(付記6)
マルチキャリアを用いて送信された信号を受信する受信装置において,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号が生成され,前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して生成された時間領域信号を受信し,受信した前記時間領域信号をFFT処理して複数のサブキャリア信号の前記複数の第2のマッピング信号を出力するFFT回路と,
前記複数の第2のマッピング信号のうち前記送信側と同じ規則に従う半分を180°位相回転して前記複数の第1のマッピング信号を生成する受信側位相回転器とを有する受信装置。
(Appendix 6)
In a receiving apparatus that receives a signal transmitted using a multicarrier,
A plurality of second mapping signals are generated by rotating half of the first mapping signals mapped on the coordinate axes by 180 ° in accordance with a predetermined rule, and the frequency based on the plurality of second mapping signals is generated. Modulates a plurality of subcarrier signals having an orthogonal relationship, receives a time domain signal generated by performing IFFT processing on the modulated subcarrier signals, and performs FFT processing on the received time domain signal. An FFT circuit for outputting the plurality of second mapping signals of the subcarrier signals of
A receiving apparatus comprising: a receiving-side phase rotator that rotates the half of the plurality of second mapping signals following the same rule as that of the transmitting side by 180 ° to generate the plurality of first mapping signals.

11:マッピング回路 31:位相回転器
33:セレクタ 12:IFFT
23:FFT 43:位相回転器
45:セレクタ
11: Mapping circuit 31: Phase rotator 33: Selector 12: IFFT
23: FFT 43: Phase rotator 45: Selector

Claims (5)

マルチキャリアを用いて信号の送信を行う通信システムにおいて,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号を生成する送信側位相回転器と,前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して時間領域信号を生成するIFFT回路とを有する送信装置と,
受信した前記時間領域信号をFFT処理して複数のサブキャリア信号の前記複数の第2のマッピング信号を出力するFFT回路と,前記複数の第2のマッピング信号のうち前記送信側と同じ規則に従う半分を180°位相回転して前記複数の第1のマッピング信号を生成する受信側位相回転器とを有する受信装置とを有する通信システム。
In a communication system that transmits signals using multicarriers,
A transmission-side phase rotator that generates a plurality of second mapping signals by rotating a half of the plurality of first mapping signals mapped on the coordinate axis by 180 ° in phase according to a predetermined rule; and the plurality of second mapping signals A transmitter having an IFFT circuit that modulates a plurality of subcarrier signals having orthogonal frequencies based on the mapping signal, and generates a time domain signal by performing IFFT processing on the modulated subcarrier signals;
An FFT circuit that performs FFT processing on the received time-domain signal and outputs the plurality of second mapping signals of a plurality of subcarrier signals, and a half of the plurality of second mapping signals that follows the same rules as the transmission side And a receiving device having a receiving-side phase rotator that rotates the phase by 180 ° to generate the plurality of first mapping signals.
請求項1において,
前記所定の規則は,奇数番目または偶数番目のいずれかである通信システム。
In claim 1,
The communication system, wherein the predetermined rule is either an odd number or an even number.
請求項1において,
前記所定の規則は,擬似ランダムな番号である通信システム。
In claim 1,
The communication system wherein the predetermined rule is a pseudo-random number.
マルチキャリアを用いて信号の送信を行う送信装置において,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号を生成する送信側位相回転器と,
前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して時間領域信号を生成するIFFT回路とを有する送信装置。
In a transmission device that transmits signals using multicarriers,
A transmission-side phase rotator for generating a plurality of second mapping signals by rotating a half of a plurality of first mapping signals mapped on the coordinate axis by 180 ° in phase according to a predetermined rule;
An IFFT circuit that modulates a plurality of subcarrier signals having orthogonal frequencies based on the plurality of second mapping signals and generates a time domain signal by performing IFFT processing on the modulated subcarrier signals; A transmission device having.
マルチキャリアを用いて送信された信号を受信する受信装置において,
座標軸上にマッピングされた複数の第1のマッピング信号のうち所定の規則に従う半分を180°位相回転して複数の第2のマッピング信号が生成され,前記複数の第2のマッピング信号に基づいて周波数が直交関係にある複数のサブキャリア信号を変調し,当該変調された複数のサブキャリア信号をIFFT処理して生成された時間領域信号を受信し,
受信した前記時間領域信号をFFT処理して複数のサブキャリア信号の前記複数の第2のマッピング信号を出力するFFT回路と,
前記複数の第2のマッピング信号のうち前記送信側と同じ規則に従う半分を180°位相回転して前記複数の第1のマッピング信号を生成する受信側位相回転器とを有する受信装置。
In a receiving apparatus that receives a signal transmitted using a multicarrier,
A plurality of second mapping signals are generated by rotating half of the first mapping signals mapped on the coordinate axes by 180 ° in accordance with a predetermined rule, and the frequency based on the plurality of second mapping signals is generated. Receiving a time domain signal generated by performing IFFT processing on the plurality of modulated subcarrier signals,
An FFT circuit that performs FFT processing on the received time domain signal and outputs the plurality of second mapping signals of a plurality of subcarrier signals;
A receiving apparatus comprising: a receiving-side phase rotator that rotates the half of the plurality of second mapping signals following the same rule as that of the transmitting side by 180 ° to generate the plurality of first mapping signals.
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