JP2012217114A - Ofdma system for long-time delay diffusion environments - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般的に直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムに関し、特にOFDMAデータおよびパイロット記号構造、システムパラメータ選択、インターリーブ技術に関する。本発明は、公共ブロードバンドネットワークシステムあるいはその他のOFDMAベースのワイヤレス通信システムに使用することができる。実用化までに要する時間は半年未満と推定される。 The present invention relates generally to orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and more particularly to OFDMA data and pilot symbol structure, system parameter selection, and interleaving techniques. The present invention can be used in public broadband network systems or other OFDMA based wireless communication systems. The time required for practical use is estimated to be less than half a year.
OFDMAシステムは、推定チャンネルパラメータに基づきデータを回復するためのワイヤレスチャンネルの情報を必要とする。各OFDMA記号の副搬送波はデータおよびパイロット信号に割り当てられる。受信されるパイロット信号は、システムの送信器のもとのパイロットメッセージと比較することにより、チャンネル遅延プロフィールを推定するために使用される。求めたチャンネルプロフィールは、チャンネル等化、およびマルチパス周波数選択的フェーディングに対処するために使用される。通信範囲が広い場合、最大チャンネル遅延拡散速度は10msである。IEEE802.16eOFDMAシステムなどの典型的なOFDMAシステムは、1.25から5MHzの帯域幅で操作されるとき、サイクリックプレフィックス長さが短いために長時間遅延プロフィールに対処することができない(図1参照)。OFDMAシステムが提供するデータ速度もまた、ビデオストリームなどの高速データ伝送をサポートするには十分でない。 An OFDMA system requires wireless channel information to recover data based on estimated channel parameters. The subcarrier of each OFDMA symbol is assigned to data and pilot signals. The received pilot signal is used to estimate the channel delay profile by comparing it with the original pilot message of the system transmitter. The determined channel profile is used to address channel equalization and multipath frequency selective fading. When the communication range is wide, the maximum channel delay spread rate is 10 ms. A typical OFDMA system, such as an IEEE 802.16e OFDMA system, cannot handle the long delay profile when operated with a bandwidth of 1.25 to 5 MHz due to the short cyclic prefix length (see FIG. 1). ). The data rate provided by OFDMA systems is also not sufficient to support high speed data transmission such as video streams.
図2は、ワイヤレス基準IEEE802.16eに定義されるダウンリンクおよびアップリンク
号3個)と定義されるタイル構造になる。ダウンリンクシステムのパイロットパターンはクラスタ構造になる。パイロット記号4個が各クラスタに含まれ、クラスタは(副搬送波14
ダウンリンクでそれぞれ2:1、6:1である。オーバーヘッドは高く、システムは、7Mbps以上のアップリンク伝送速度を必要とする高品位テレビなどの高速データ伝送をサポートすることはできない。FIG. 2 illustrates the downlink and uplink defined in the wireless standard IEEE 802.16e.
No. 3)). The pilot pattern of the downlink system has a cluster structure. Four pilot symbols are included in each cluster, and the cluster (
The downlink is 2: 1 and 6: 1 respectively. The overhead is high and the system cannot support high-speed data transmission such as high-definition television that requires an uplink transmission rate of 7 Mbps or higher.
本発明は、高周波数選択的フェーディング効果を解決するためのOFDMAシステム設計方法を提供する。本発明はまた、オーバーヘッドを軽減するための最適OFDMA記号構造を提供する。本発明は、公共ブロードバンドネットワークシステムおよびその他のOFDMAベースのワイヤレス通信システムの170MHzから205MHzの周波数帯域で使用することができる。記号構造は、各OFDMA記号にデータおよびパイロット副搬送波を配置することにより定義される。このOFDMA記号構造により、システムデータ速度を同一レベルのSNRについて30%近く増すことができ、パケットオーバーヘッドは1/7になる。 The present invention provides an OFDMA system design method for solving the high frequency selective fading effect. The present invention also provides an optimal OFDMA symbol structure to reduce overhead. The present invention can be used in the 170 MHz to 205 MHz frequency band of public broadband network systems and other OFDMA based wireless communication systems. The symbol structure is defined by placing data and pilot subcarriers in each OFDMA symbol. With this OFDMA symbol structure, the system data rate can be increased by nearly 30% for the same level of SNR and the packet overhead is reduced to 1/7.
本発明は、パイロットパターンの定義、OFDMAシステムパラメータ設計、対応するインターリーバから成る。システムは、IEEE802.16e基準に定義される副搬送波割り当て、インターリーブ、FECコーディング、サブチャンネル置換を採用する必要がある。提案システムパラメータを採用することにより、提案パイロットパターンおよびインタールーバを使用する。システムは、アップリンク伝送について高速データ伝送サポートを提供することができる。 The present invention consists of a pilot pattern definition, an OFDMA system parameter design, and a corresponding interleaver. The system needs to employ subcarrier allocation, interleaving, FEC coding, subchannel permutation as defined in the IEEE 802.16e standard. By adopting the proposed system parameters, the proposed pilot pattern and interlouver are used. The system can provide high speed data transmission support for uplink transmission.
アップリンク伝送のための高データ速度サポートは、OFDMA記号構造のパイロット記号パターンを変更することにより実施される。提案される記号構造は各OFDM記号のパイロット記号の割合を減らし、これによりオーバーヘッドを減少させ、データ速度を増加させる。 High data rate support for uplink transmission is implemented by changing the pilot symbol pattern of the OFDMA symbol structure. The proposed symbol structure reduces the proportion of pilot symbols in each OFDM symbol, thereby reducing overhead and increasing data rate.
本発明は、OFDMA記号構造を定義し、5MHzチャンネル帯域幅のOFDMAシステムをサポートする。提案されるOFDMAパラメータを図3に定義する。1024FFTサイズを使用し、保護副搬送波数は184である。サイクリックプレフィックス長さは22.8マイクロ秒であり、10マイクロ秒を超える長時間のチャンネル遅延プロフィールに対処することができる。 The present invention defines an OFDMA symbol structure and supports an OFDMA system with a 5 MHz channel bandwidth. The proposed OFDMA parameters are defined in FIG. A 1024 FFT size is used, and the number of guard subcarriers is 184. The cyclic prefix length is 22.8 microseconds and can handle long channel delay profiles exceeding 10 microseconds.
図4は、アップリンク伝送のための提案パイロットパターンの実施例である。タイルは、
記号7個)により形成される。データとパイロット副搬送波の比率はアップリンクで6:1であり、大きく改善され、提案される記号構造を使用することによりデータ速度を上げることができる。FIG. 4 is an example of a proposed pilot pattern for uplink transmission. Tiles
7 symbols). The ratio of data to pilot subcarrier is 6: 1 in the uplink, which is a significant improvement and can increase the data rate by using the proposed symbol structure.
図5は、アップリンク伝送のための提案インターリーブの実施例である。N_cbpsはエンコードされるブロックの長さ、dはコードワード長さ、kは置換前のデータのインデックス、M_kは置換後のデータのインデックスである。置換は[数1]により定義される。
図6、7は、先行技術、本発明それぞれの場合のビット誤り率性能を示す。実施例から、本発明が同等のBER性能を提供し、ヘッダを減少させ、データ速度を上げることがわかる。 6 and 7 show the bit error rate performances of the prior art and the present invention, respectively. From the examples, it can be seen that the present invention provides equivalent BER performance, reduces headers and increases data rate.
Claims (3)
(a)チャンネル帯域幅、副搬送波間隔、FFTサイズ、サイクリックプレフィックス長さを選択することと;
(b)パイロット記号パターンを定義することと;
(c)タイル構造を定義することと;
(d)クラスタ構造を定義することと;
(e)データおよびパイロット記号のための副搬送波のスキームを割り当てることと;
(f)インターリーブ技術を定義することと;
(g)副搬送波置換スキームを定義することと;
(h)変調およびコーティングスキームを使用することとから成ることを特徴とする方法。In a method implemented in an orthogonal frequency division multiple access system,
(A) selecting channel bandwidth, subcarrier spacing, FFT size, cyclic prefix length;
(B) defining a pilot symbol pattern;
(C) defining a tile structure;
(D) defining a cluster structure;
(E) assigning subcarrier schemes for data and pilot symbols;
(F) defining interleaving techniques;
(G) defining a subcarrier replacement scheme;
(H) using a modulation and coating scheme.
(a)記号構造を調節することと;
(b)各タイル構造のパイロット記号数を減少させることと;
(c)インターリーバ深さを調節することとから成ることを特徴とする請求項1に記載の方法。In the uplink transmission system,
(A) adjusting the symbol structure;
(B) reducing the number of pilot symbols in each tile structure;
2. The method of claim 1 comprising: (c) adjusting the interleaver depth.
(a)記号構造を調節することと;
(b)各タイル構造のOFDMA記号数を変更することと;
(c)パイロット記号パターンを変更することと;
(d)図5に定義するインターリーバ深さを調節することとから成ることを特徴とする請求項1に記載の方法。In the downlink transmission system,
(A) adjusting the symbol structure;
(B) changing the number of OFDMA symbols in each tile structure;
(C) changing the pilot symbol pattern;
The method of claim 1 comprising: (d) adjusting the interleaver depth defined in FIG.
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