JP2013187742A - Communication apparatus and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信機および通信方法に関する。 The present invention relates to a communication device and a communication method.
OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式の通信では、入力信号をサブキャリア変調し、IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation:逆高速フーリエ変換)を行い、ベースバンド信号を生成する。そのため、サブキャリアの数が増え、FFT(Fast Fourier Transformation:高速フーリエ変換)サイズが大きくなると、大きなピークを持つベースバンド信号が生成され、PAPR(Peak-to-Average Power Ratio:ピーク対平均電力比)が高くなるという性質を持っている。PAPRが高くなると、信号を歪みなく伝送するために広範囲において線形性を有する増幅器が必要となる。そこでPAPRを低減するための技術が開発されている。 In OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) communication, an input signal is subjected to subcarrier modulation, IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation) is performed, and a baseband signal is generated. Therefore, when the number of subcarriers increases and the FFT (Fast Fourier Transformation) size increases, a baseband signal with a large peak is generated, and the PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) ) Is high. As the PAPR increases, an amplifier having linearity in a wide range is required to transmit a signal without distortion. Therefore, techniques for reducing PAPR have been developed.
特許文献1では、PAPRを低減するため、IFFTを行う前に逐次決定法により算出した最適位相に基づきサブキャリア変調信号の位相を制御する。
In
OFDM方式の通信では、PAPRを低減することが課題となっている。特許文献1では、PAPRを低減する最適位相を算出するために繰り返し計算処理を行い、サブキャリアごとに位相を制御する必要がある。また特許文献1に開示されている技術では、PAPRの低減の程度を制御することはできない。
In OFDM communication, reducing PAPR is an issue. In
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、OFDM方式の通信において、PAPRを低減し、さらにPAPRの低減の程度を制御することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce PAPR and control the degree of reduction of PAPR in OFDM communication.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る通信機は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
入力信号の要素の数以上の個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する任意のデータ系列を、前記入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列を生成する系列生成手段と、
前記入力信号の要素と前記サブデータ系列とを一対一で対応づけ、前記入力信号が所定の基準を満たす場合には、前記サブデータ系列の各要素に該サブデータ系列に対応づけた前記入力信号の要素を乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成手段で分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成し、前記入力信号が前記所定の基準を満たさない場合には、前記サブデータ系列の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応付けた前記入力信号の要素を反転して乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成手段で分割したときの位置に並べて合成して前記変調データを生成する変調手段と、
前記変調データの逆高速フーリエ変換を行うIFFT手段と、
前記IFFT手段の演算結果を合成してデータシンボルを生成する合成手段と、
前記データシンボルを含む送信フレームを生成して送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a communication device according to the first aspect of the present invention provides:
A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
An autocorrelation value between a data series that is a set of data that is equal to or greater than the number of elements of the input signal and that has not been shifted from the data series that has been shifted in data. A sequence generation means for dividing an arbitrary data sequence having an autocorrelation characteristic higher than an autocorrelation value between them into the number of elements of the input signal to generate a subdata sequence;
When the input signal element and the sub data sequence are associated one-to-one, and the input signal satisfies a predetermined criterion, the input signal is associated with the sub data sequence to each element of the sub data sequence. The sub-data sequence subjected to the operation is combined at the position when divided by the sequence generation means to generate modulation data, and the input signal satisfies the predetermined criterion If not, the sign of each element of the sub-data series is inverted, the element of the input signal associated with the sub-data series is inverted and multiplied, and the sub-data series subjected to the calculation is calculated Modulation means for generating the modulation data by arranging and synthesizing at the position when divided by the series generation means,
IFFT means for performing inverse fast Fourier transform of the modulated data;
Combining means for combining the operation results of the IFFT means to generate a data symbol;
Transmitting means for generating and transmitting a transmission frame including the data symbols;
It is characterized by providing.
好ましくは、前記変調手段において、前記入力信号が前記所定の基準を満たす場合とは、値が1である要素の数が該入力信号の要素の数を2で除算した値以上である場合である。 Preferably, in the modulation means, the case where the input signal satisfies the predetermined criterion is a case where the number of elements having a value of 1 is equal to or greater than a value obtained by dividing the number of elements of the input signal by two. .
好ましくは、前記系列生成手段は、前記データ系列を、前記入力信号の要素の数に等分割する。 Preferably, the sequence generation means equally divides the data sequence into the number of elements of the input signal.
好ましくは、前記データ系列はCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列である。 Preferably, the data series is a CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) series.
本発明の第2の観点に係る通信機は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
データシンボルを含む送信フレームを受信する受信手段と、
前記データシンボルを抽出して直並列変換し、高速フーリエ変換を行って受信並列信号を生成するFFT手段と、
前記受信並列信号の要素の数と同じ個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する所定の受信側データ系列を用いて、前記受信側データ系列と前記受信並列信号との間または前記受信側データ系列の逆高速フーリエ変換を行って合成したデータと前記データシンボルとの間にある相関関係に基づき、前記データシンボルの同期位置を検出する同期手段と、
前記同期手段で検出した前記同期位置に基づき、前記FFT手段で抽出した前記データシンボルから生成した前記受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する判定手段と、
前記判定後データを所定の数に分割して判定後サブデータを生成し、各要素が前記判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす前記判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成し、前記相関関係が負の相関である場合には、前記復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える復調手段と、
を備えることを特徴とする。
The communication device according to the second aspect of the present invention is:
A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
Receiving means for receiving a transmission frame including data symbols;
FFT means for extracting the data symbols, performing serial-parallel conversion, and performing fast Fourier transform to generate a received parallel signal;
A data series that is a set of data of the same number as the number of elements of the received parallel signal, and an autocorrelation value between the same data series that is not shifted in data is a data series that is shifted in data Using a predetermined reception-side data sequence having an autocorrelation characteristic that is higher than an autocorrelation value between the reception-side data sequence and the received parallel signal or an inverse fast Fourier of the reception-side data sequence Synchronization means for detecting a synchronization position of the data symbol based on a correlation between the data symbol obtained by performing the conversion and the data symbol;
Based on the synchronization position detected by the synchronization means, the absolute value of the received parallel signal generated from the data symbol extracted by the FFT means or data obtained by parallel-serial conversion of the received parallel signal is greater than or equal to a predetermined threshold value A determination unit that replaces the value of an element with 1 and replaces the value of an element other than the element with 0 to generate post-determination data;
The post-determination data is divided into a predetermined number to generate post-determination sub-data, and each element is associated with the post-determination sub-data on a one-to-one basis, and is associated with the post-determination sub-data that satisfies a predetermined criterion. When demodulated data is generated in which the value of the element is 1 and the value of the elements other than the element is 0, and the correlation is a negative correlation, each element of the demodulated data is Demodulating means for replacing with an inverted value;
It is characterized by providing.
好ましくは、前記復調手段において、前記判定後サブデータが前記所定の基準を満たす場合とは、値が1である要素の数が該判定後サブデータの要素の数を2で除算した値以上である場合である。 Preferably, in the demodulating means, when the post-determination sub-data satisfies the predetermined criterion, the number of elements having a value of 1 is equal to or greater than a value obtained by dividing the number of elements of the post-determination sub-data by two. This is the case.
好ましくは、前記復調手段は、前記判定後データを、前記所定の数に等分割する。 Preferably, the demodulation means equally divides the post-determination data into the predetermined number.
好ましくは、前記判定手段において、前記所定の閾値は、前記受信並列信号の要素ごとに定められ、前記受信側データ系列において該要素と同じ位置にある要素の絶対値を2で除算した値である。 Preferably, in the determination means, the predetermined threshold value is determined for each element of the reception parallel signal, and is a value obtained by dividing an absolute value of an element at the same position as the element in the reception side data series by 2. .
好ましくは、前記受信側データ系列はCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列である。 Preferably, the receiving side data series is a CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) series.
本発明の第3の観点に係る通信方法は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機が行う通信方法であって、
入力信号の要素の数以上の個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する任意のデータ系列を、前記入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列を生成する系列生成ステップと、
前記入力信号の要素と前記サブデータ系列とを一対一で対応づけ、前記入力信号が所定の基準を満たす場合には、前記サブデータ系列の各要素に該サブデータ系列に対応づけた前記入力信号の要素を乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成ステップで分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成し、前記入力信号が前記所定の基準を満たさない場合には、前記サブデータ系列の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応付けた前記入力信号の要素を反転して乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成ステップで分割したときの位置に並べて合成して前記変調データを生成する変調ステップと、
前記変調データの逆高速フーリエ変換を行うIFFTステップと、
前記IFFTステップの演算結果を合成してデータシンボルを生成する合成ステップと、
前記データシンボルを含む送信フレームを生成して送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とする。
The communication method according to the third aspect of the present invention is:
A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
An autocorrelation value between a data series that is a set of data that is equal to or greater than the number of elements of the input signal and that has not been shifted from the data series that has been shifted in data. A sequence generation step for generating a sub data sequence by dividing an arbitrary data sequence having an autocorrelation characteristic higher than an autocorrelation value between the number of elements of the input signal;
When the input signal element and the sub data sequence are associated one-to-one, and the input signal satisfies a predetermined criterion, the input signal is associated with the sub data sequence to each element of the sub data sequence. The sub-data sequence subjected to the operation is combined at the position when divided in the sequence generation step to generate modulation data, and the input signal satisfies the predetermined criterion. If not, the sign of each element of the sub-data series is inverted, the element of the input signal associated with the sub-data series is inverted and multiplied, and the sub-data series subjected to the calculation is calculated A modulation step for generating the modulation data by arranging and synthesizing at the position when divided in the sequence generation step;
An IFFT step for performing an inverse fast Fourier transform on the modulated data;
A combining step of combining the operation results of the IFFT step to generate a data symbol;
Generating and transmitting a transmission frame including the data symbols;
It is characterized by providing.
本発明の第4の観点に係る通信方法は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機が行う通信方法であって、
データシンボルを含む送信フレームを受信する受信ステップと、
前記データシンボルを抽出して直並列変換し、高速フーリエ変換を行って受信並列信号を生成するFFTステップと、
前記受信並列信号の要素の数と同じ個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する所定の受信側データ系列を用いて、前記受信側データ系列と前記受信並列信号との間または前記受信側データ系列の逆高速フーリエ変換を行って合成したデータと前記データシンボルとの間にある相関関係に基づき、前記データシンボルの同期位置を検出する同期ステップと、
前記同期ステップで検出した前記同期位置に基づき、前記FFTステップで抽出した前記データシンボルから生成した前記受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する判定ステップと、
前記判定後データを所定の数に分割して判定後サブデータを生成し、各要素が前記判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす前記判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成し、前記相関関係が負の相関である場合には、前記復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える復調ステップと、
を備えることを特徴とする。
A communication method according to a fourth aspect of the present invention is:
A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
A receiving step for receiving a transmission frame including data symbols;
An FFT step of extracting the data symbols and performing serial-parallel conversion and performing fast Fourier transform to generate a received parallel signal;
A data series that is a set of data of the same number as the number of elements of the received parallel signal, and an autocorrelation value between the same data series that is not shifted in data is a data series that is shifted in data Using a predetermined reception-side data sequence having an autocorrelation characteristic that is higher than an autocorrelation value between the reception-side data sequence and the received parallel signal or an inverse fast Fourier of the reception-side data sequence A synchronization step of detecting a synchronization position of the data symbol based on a correlation between the data symbol obtained by performing the transformation and the data symbol;
Based on the synchronization position detected in the synchronization step, the absolute value of the received parallel signal generated from the data symbol extracted in the FFT step or data obtained by parallel-serial conversion of the received parallel signal is greater than or equal to a predetermined threshold value A determination step of replacing the value of an element with 1 and replacing the value of an element other than the element with 0 to generate post-determination data;
The post-determination data is divided into a predetermined number to generate post-determination sub-data, and each element is associated with the post-determination sub-data on a one-to-one basis, and is associated with the post-determination sub-data that satisfies a predetermined criterion. When demodulated data is generated in which the value of the element is 1 and the value of the elements other than the element is 0, and the correlation is a negative correlation, each element of the demodulated data is A demodulation step that replaces with an inverted value;
It is characterized by providing.
本発明によれば、OFDM方式の通信において、PAPRを低減し、さらにPAPRの低減の程度を制御することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce PAPR and further control the degree of PAPR reduction in OFDM communication.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。以下の説明において、IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation:逆高速フーリエ変換)は、IFFTとIDFT(Inverse Discrete Fourier Transformation:逆離散フーリエ変換)を含む概念とする。したがって本発明の実施の形態においては、IFFTの代わりに、IDFTを行うよう構成してもよい。同様にFFT(Fast Fourier Transformation:高速フーリエ変換)は、FFTとDFT(Discrete Fourier Transformation:離散フーリエ変換)を含む概念とする。またIDFTおよびDFTを行う場合は、以下の説明におけるFFTサイズとは、DFTのサイズを意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals. In the following description, IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation) is a concept including IFFT and IDFT (Inverse Discrete Fourier Transformation). Therefore, in the embodiment of the present invention, IDFT may be performed instead of IFFT. Similarly, FFT (Fast Fourier Transformation) is a concept including FFT and DFT (Discrete Fourier Transformation). When performing IDFT and DFT, the FFT size in the following description means the size of the DFT.
図1は、本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。通信機1は、OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式の無線通信により他の機器と通信を行う。通信機1は、アンテナ10、変調部11、系列生成部12、IFFT部13、合成部14、送信部15、およびコントローラ20を備える。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a communication device according to an embodiment of the present invention. The
コントローラ20は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)21、RAM(Random Access Memory)23、およびROM(Read-Only Memory)24を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ20から各部への信号線が省略されているが、コントローラ20は通信機1の各部にI/O(Input/Output)22を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。
The
RAM23には、例えば送信フレームを生成するためのデータが記憶されている。ROM24は、コントローラ20が通信機1の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ20は、制御プログラムに基づいて、通信機1を制御する。
In the
図2は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。上述の通信機1に受信機能をもたせるため、図2に示す通信機1はさらに復調部31、判定部32、同期部33、系列生成部34、FFT部35、受信部36、および送受信切替部37を備える。送信機能および受信機能を備える図2に示す通信機1を用いて、通信機1が行う通信方法について以下に説明する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a different configuration example of the communication device according to the embodiment. In order to provide the above-described
系列生成部12は、入力信号の要素の数以上の個数のデータの集合であるデータ系列であって、自己相関特性を有する任意のデータ系列を入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列を生成する。自己相関特性を有する任意のデータ系列とは、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高いデータ系列である。データの任意のシフトを行ったデータ系列は、データのシフトを行っていないデータ系列と比べて、少なくとも1の要素の値が異なる。そのようなデータ系列として、例えばCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列を用いることができる。CAZAC系列の要素数を、例えば入力信号の要素の数Mの自然数倍だとすると、CAZAC系列の要素の数Nは、下記(1)式で表すことができる。系列生成部12は、入力信号の要素の数についての情報を予め保持しているものとする。
The
CAZAC系列は、下記(2)式で表され、CAZAC系列の各要素は、下記(3)式で表される。 The CAZAC sequence is represented by the following equation (2), and each element of the CAZAC sequence is represented by the following equation (3).
系列生成部12は、下記(4)式で表されるように、CAZAC系列を入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列b0、b1、・・・、bM−1を生成する。CAZAC系列の要素の数は入力信号の要素の数の自然数倍でなくともよく、各サブデータ系列の要素の数は、同じでなくともよいが、各サブデータ系列の要素の数が同じになるように、系列生成部12でCAZAC系列を等分割すると、変調部11の処理の実装を簡易化することができる。
The
変調部11は、入力信号の要素とサブデータ系列とを一対一で対応付ける。入力信号dは、下記(5)式で表される。入力信号dの各要素の値は0または1である。下記(5)式においては、入力信号dを列ベクトルで表したが、入力信号dは直列信号のままであってもよいし、該直列信号を直並列変換して生成した並列信号であってもよい。変調部11は、例えばd0とb0、d1とb1、・・・、dM−1とbM−1とを対応付ける
変調部11は、入力信号が所定の基準を満たす場合には、サブデータ系列の各要素に該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素を乗算し、サブデータ系列を分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する。入力信号が所定の基準を満たす場合とは、例えば、値が1である要素の数が該入力信号の要素の数を2で除算した値以上である場合である。変調部11は、入力信号が所定の基準を満たす場合に、サブデータ系列b0の各要素に該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素d0を乗算する。上述の演算を施したサブデータ系列b’0は、下記(6)式で表される。サブデータ系列b1に上述の演算を施したサブデータ系列b’1、およびサブデータ系列bM−1に上述の演算を施したサブデータ系列b’M−1は、それぞれ下記(7)、(8)式で表される。
When the input signal satisfies a predetermined standard, the
変調部11は、下記(9)式で表されるように、上述の演算を施したサブデータ系列を、系列生成部12において分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する。
As represented by the following equation (9), the
変調部11は、入力信号が所定の基準を満たさない場合には、サブデータ系列の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素を反転して乗算し、サブデータ系列を分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する。入力信号の要素を反転するということは、値が0である要素を1に置き換え、値が1である要素を0に置き換えることを意味する。変調部11は、入力信号が所定の基準を満たさない場合に、サブデータ系列b0の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素d0を反転して乗算する。上述の演算を施したサブデータ系列b’0は、下記(10)式で表される。下記(10)式中でアッパーラインが付されたd0は、d0を反転させた値である。
When the input signal does not satisfy a predetermined criterion, the
変調部11は、他のサブデータ系列にも同様に上述の演算を施し、上述の演算を施したサブデータ系列を、系列生成部12において分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する。変調部11は、変調データをIFFT部13に送る。
The
所定の基準は、上述の基準に限られず、例えば入力信号の要素の内、少なくとも1つの要素の値が1である場合を、所定の基準を満たす場合としてもよい。 The predetermined criterion is not limited to the above-described criterion. For example, a case where the value of at least one element among the elements of the input signal is 1 may be a case where the predetermined criterion is satisfied.
IFFT部13は、変調データのIFFTを行い、演算結果を合成部14に送る。合成部14は、IFFT部13の演算結果を合成してデータシンボルを生成し、送信部15に送る。送信部15は、データシンボルを含む送信フレームを生成して、送受信切替部37およびアンテナ10を介して他の機器に送信する。
The
図3は、実施の形態に係る通信機が行う変調処理を示す図である。横軸は要素であり、縦軸は要素の絶対値である。CAZAC系列の各要素は複素数であるので、要素の絶対値を用いて表示を簡易化する。入力信号は所定の基準を満たし、入力信号の要素の数M=8とし、上記(1)式中のa=2とする。図3(a)は、入力信号を表し、図3(b)は、CAZAC系列を表し、図3(c)は、変調データを表す。入力信号11010010の各要素に、CAZAC系列の要素c0〜c15を2つずつ対応づける。入力信号が所定の基準を満たす場合の上述の演算を施し、絶対値が図3(c)に示すような値となる変調データが生成される。変調データの要素の値は入力信号に基づき決定されるので、後述するように受信側で入力信号の復元が可能となる。 FIG. 3 is a diagram illustrating a modulation process performed by the communication device according to the embodiment. The horizontal axis is the element, and the vertical axis is the absolute value of the element. Since each element of the CAZAC sequence is a complex number, display is simplified using the absolute value of the element. The input signal satisfies a predetermined standard, the number of elements of the input signal is M = 8, and a = 2 in the above equation (1). 3A shows an input signal, FIG. 3B shows a CAZAC sequence, and FIG. 3C shows modulation data. Two elements c 0 to c 15 of the CAZAC sequence are associated with each element of the input signal 11010010. The above-described calculation is performed when the input signal satisfies a predetermined standard, and modulation data having an absolute value as shown in FIG. 3C is generated. Since the value of the element of the modulation data is determined based on the input signal, the input signal can be restored on the receiving side as will be described later.
図4は、実施の形態に係る通信機が行う送信制御の動作の一例を示すフローチャートである。系列生成部12は、自己相関特性を有する任意のデータ系列を入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列を生成する(ステップS110)。変調部11は、入力信号の要素とサブデータ系列とを一対一で対応付ける(ステップS120)。入力信号が所定の基準を満たす場合には(ステップS130:Y)、変調部11は、サブデータ系列の各要素に該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素を乗算する(ステップS140)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a transmission control operation performed by the communication device according to the embodiment. The
入力信号が所定の基準を満たさない場合には(ステップS130:N)、変調部11は、サブデータ系列の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素を反転して乗算する(ステップS150)。変調部11は、ステップS140、S150で演算を施したサブデータ系列を、系列生成部12で分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する(ステップS160)。
When the input signal does not satisfy the predetermined standard (step S130: N), the
IFFT部13は、変調データのIFFTを行う(ステップS170)。合成部14は、IFFT部13の演算結果を合成してデータシンボルを生成する(ステップS180)。送信部15は、データシンボルを含む送信フレームを生成し、送信する(ステップS190)。ステップS190の送信処理が完了すると、処理を終了する。
The
受信側での処理を以下に説明する。受信部36は、アンテナ10および送受信切替部37を介してデータシンボルを含む送信フレームを受信し、FFT部35に送る。FFT部35は、データシンボルを抽出して直並列変換し、FFTを行って受信並列信号を生成する。系列生成部34は、受信並列信号の要素の数と同じ個数のデータの集合であるデータ系列であって、自己相関特性を有する所定の受信側データ系列を生成し、同期部33に送る。自己相関特性を有するデータ系列とは、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高いデータ系列である。所定の受信側データ系列は、系列生成部12で用いたデータ系列と同じデータ系列である。
Processing on the receiving side will be described below. The receiving
同期部33は、受信側データ系列と受信並列信号との相関分析を行い、相関関係の有無を検出し、データシンボルの同期位置を検出する。相関関係を検出できない場合には、同期部33は相関関係が無い旨をFFT部35に通知し、FFT部35はデータシンボルを抽出するタイミングを変えてデータシンボルの直並列変換を行い、FFTを行い、同期部33が相関分析を行うことを繰り返す。正の相関または負の相関を検出した場合には、同期部33は、同期をとった受信並列信号および正の相関または負の相関を検出した旨を判定部32に送る。
The
判定部32は、同期部33で同期をとった受信並列信号に基づき、以下の処理を行う。判定部32は、受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する。所定の閾値は、例えば、受信並列信号の要素ごとに定められ、受信側データ系列において該要素と同じ位置にある要素の絶対値を2で除算した値を用いる。また所定の閾値として、受信側データ系列の要素の絶対値を2で除算した値以外の実数を用いるよう構成してもよい。
The
受信並列信号rは、変調部11で生成した上記(9)式で表される変調データに一致する。絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて生成した判定後データsは、下記(11)式で表される。
The reception parallel signal r matches the modulation data represented by the above equation (9) generated by the
判定部32は、受信並列信号を並直列変換したデータに、上述の演算を施すよう構成してもよい。その場合には、判定後データsは、上記(11)式の転置行列で表される直列信号となる。判定部32は、判定後サブデータおよび同期部33で正の相関または負の相関を検出した旨を復調部31に送る。
The
復調部31は、判定後データを所定の数に分割して判定後サブデータを生成する。所定の数とは、系列生成部12でデータ系列を分割して生成したサブデータ系列の個数であり、復調部31は、系列生成部12におけるデータ系列の分割の仕方と同様に、判定後データを分割して判定後サブデータを生成する。復調部31は、判定後データsを下記(12)式で表されるように分割して判定後サブデータt0、t1、・・・、tM−1を生成する。判定後サブデータt0の各要素は、下記(13)式で表される。下記(12)、(13)式では、列ベクトルを用いて判定後サブデータを表しているが、判定部32で受信並列信号を並直列変換したデータに上述の演算を施した場合には、判定後サブデータは、下記(12)、(13)式の転置行列で表される直列信号となる。
The
復調部31は、同期部33で正の相関関係を検出した場合には、各要素が判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成する。所定の基準を満たす場合とは、例えば、値が1である要素の数が該判定後サブデータの要素の数を2で除算した値以上である場合である。
When the
復調部31は、同期部33で負の相関関係を検出した場合には、各要素が判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成し、復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える。
When the
下記(14)式で表される、復調部31が生成した復調後データuは、入力信号dに一致する。下記(14)式では、復調後データを列ベクトルで表したが、復調後データは直列信号であってもよい。復調後データが並列信号である場合には、並直列変換を行い、直列信号にして他の機器に送るよう構成すればよい。
The post-demodulation data u generated by the
図5は、実施の形態に係る通信機が行う判定処理および復調処理を示す図である。受信側は、図3に示す変調処理を行って生成した変調データに基づくデータシンボルを含む送信フレームを受信したものとし、同期部33は正の相関を検出したものとする。横軸は要素であり、縦軸は要素の絶対値であり、点線は閾値を示している。図5(a)は同期部33で同期をとった受信並列信号または該受信並列信号の並直列変換をしたデータを表している。図5(a)に示す信号は雑音の影響を受けており、図3(c)に示す変調データと絶対値が異なる。図5(b)は、絶対値が閾値以上の要素の値を1とし、それ以外の要素の値を0として生成した判定後データを表す。図5(c)は、判定後データを2つの要素を含む判定後サブデータに分割し、値が1である要素の数が1以上であれば、該判定後サブデータに対応付けた要素の値を1とし、それ以外の場合は0として生成した、復調後データを表す。復帰後データは図3(a)に示す入力信号と一致し、受信側で入力信号を復元できることがわかる。
FIG. 5 is a diagram illustrating determination processing and demodulation processing performed by the communication device according to the embodiment. Assume that the receiving side has received a transmission frame including a data symbol based on the modulation data generated by performing the modulation processing shown in FIG. 3, and the
図6は、実施の形態に係る通信機が行う受信制御の動作の一例を示すフローチャートである。受信部36は、アンテナ10および送受信切替部37を介してデータシンボルを含む送信フレームを受信する(ステップS210)。FFT部35は、データシンボルを抽出して直並列変換し、FFTを行って受信並列信号を生成する(ステップS220)。同期部33は、受信側データ系列と受信並列信号との相関分析を行う(ステップS230)。相関関係を検出しなかった場合には(ステップS240:N)、その旨をFFT部35に通知し、ステップS220に戻って、FFT部35はデータシンボルを抽出するタイミングを変えてデータシンボルの直並列変換を行い、FFTを行い、同期部33が相関分析を行うことを繰り返す。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a reception control operation performed by the communication device according to the embodiment. The receiving
正の相関または負の相関を検出した場合には(ステップS240:Y)、判定部32は、同期部33で同期をとった受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する(ステップS250)。復調部31は、判定後データを所定の数に分割して判定後サブデータを生成する(ステップS260)。復調部31は、各要素が判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成する(ステップS270)。ステップS230において、同期部33が正の相関関係を検出した場合には(ステップ280:Y)、ステップS290の処理は行わず、処理を終了する。ステップS230において、同期部33が負の相関関係を検出した場合には(ステップS280:N)、ステップS270で生成した復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える(ステップS290)。ステップS290の処理が完了すると、処理を終了する。
When a positive correlation or a negative correlation is detected (step S240: Y), the
以上説明した原理に従って、通信機1は例えば以下のように通信を行う。入力信号の要素の数が4であり、入力信号dは下記(15)式で表されるとする。
In accordance with the principle described above, the
上記(1)式のa=4とすると、系列生成部12は、下記(16)式で表されるデータ系列を4等分してサブデータ系列を生成し、変調部11に送る。添え字のTは行列を転置表示していることを示す。データ系列の各要素は、上記(3)式で表され、N=16である。
Assuming that a = 4 in the above equation (1), the
入力信号が所定の基準を満たす場合とは、値が1である要素の数が該入力信号の要素の数を2で除算した値以上である場合だとすると、上記(15)式の入力信号は所定の基準を満たす。変調部11は、サブデータ系列b0の各要素に該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素d0を乗算する。上述の演算を施したサブデータ系列b’0は、下記(17)式で表される。
When the input signal satisfies a predetermined criterion is when the number of elements having a value of 1 is equal to or greater than the value obtained by dividing the number of elements of the input signal by 2, the input signal of the above equation (15) is Meet the standards. The
またサブデータ系列b1に上述の演算を施したサブデータ系列b’1、サブデータ系列b2に上述の演算を施したサブデータ系列b’2、およびサブデータ系列b3に上述の演算を施したサブデータ系列b’3は、それぞれ下記(18)、(19)、(20)式で表される。 The sub-data sequence b in the sub-data sequence b 1 was subjected to the above calculation 2 '1, sub-data sequence b was subjected to the above calculation in the sub-data sequence b 2', and the sub-data sequence b 3 the operation of the above The applied sub data series b ′ 3 is expressed by the following equations (18), (19), and (20), respectively.
変調部11は、上述の演算を施したサブデータ系列を、系列生成部12において分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する。変調データb’は、下記(21)式で表される。
The
IFFT部13は、変調データのIFFTを行い、演算結果を合成部14に送る。合成部14は、IFFT部13の演算結果を合成してデータシンボルを生成し、送信部15に送る。送信部15は、データシンボルを含む送信フレームを生成して、送受信切替部37およびアンテナ10を介して他の機器に送信する。
The
受信部36は、アンテナ10および送受信切替部37を介してデータシンボルを含む送信フレームを受信し、FFT部35に送る。FFT部35は、データシンボルを直並列変換し、FFTを行って受信並列信号を生成する。系列生成部34は、上記(16)式で表される受信側データ系列を生成し、同期部33に送る。受信側データ系列の各要素は、上記(3)式で表される。
The receiving
同期部33は、受信側データ系列と受信並列信号との相関分析を行い、相関関係の有無を検出する。相関関係を検出できない場合には、同期部33は相関関係が無い旨をFFT部35に通知し、FFT部35はデータシンボルを抽出するタイミングを変えてデータシンボルの直並列変換を行い、FFTを行い、同期部33が相関分析を行うことを繰り返す。正の相関または負の相関を検出した場合には、同期部33は、同期をとった受信並列信号および正の相関または負の相関を検出した旨を判定部32に送る。この場合は、同期部33は、正の相関を検出する。
The
判定部32は、同期部33で同期をとった受信並列信号に基づき、以下の処理を行う。判定部32は、上記(21)式で表される変調データに一致する受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する。所定の閾値は、下記(22)式で表されるように、受信並列信号の要素ごとに定められ、受信側データ系列において該要素と同じ位置にある要素の絶対値を2で除算した値を用いる。
The
絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて生成した判定後データsは、下記(23)式で表される。 The post-determination data s generated by replacing the value of an element whose absolute value is equal to or greater than a predetermined threshold with 1 and replacing the value of an element other than the element with 0 is expressed by the following equation (23).
復調部31は、判定後データを4等分して判定後サブデータt0、t1、t2、t3を生成する。判定後サブデータt0は、下記(24)式で表される。
The
復調部31は、同期部33で正の相関関係を検出したので、各要素が判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成する。所定の基準を満たす場合とは、値が1である要素の数が該判定後サブデータの要素の数を2で除算した値以上である場合だとすると、判定後サブデータt0に対応づけた復調後データの要素は1となる。他の判定後サブデータに基づき同様に復調後データの要素の値を決定すると、復調後データは下記(25)式で表される。
Since the
上述の処理により、受信側で入力信号が復元できたことがわかる。次に、要素の数が4である、下記(26)式で表される入力信号dを用いる。 It can be seen that the input signal can be restored on the receiving side by the above processing. Next, an input signal d represented by the following equation (26) having four elements is used.
系列生成部12は、上記(16)式で表されるデータ系列を4等分してサブデータ系列を生成し、変調部11に送る。データ系列の各要素は、上記(3)式で表される。入力信号が所定の基準を満たす場合とは、値が1である要素の数が該入力信号の要素の数を2で除算した値以上である場合だとすると、上記(26)式で表される入力信号は所定の基準を満たさない。変調部11は、サブデータ系列b0の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応づけた入力信号の要素d0を反転して乗算する。上述の演算を施したサブデータ系列b’0は、下記(27)式で表される。
The
またサブデータ系列b1に上述の演算を施したサブデータ系列b’1、サブデータ系列b2に上述の演算を施したサブデータ系列b’2、およびサブデータ系列b3に上述の演算を施した演算後サブデータ系列b’3は、それぞれ下記(28)、(29)、(30)式で表される。 The sub-data sequence b in the sub-data sequence b 1 was subjected to the above calculation 2 '1, sub-data sequence b was subjected to the above calculation in the sub-data sequence b 2', and the sub-data sequence b 3 the operation of the above The post-computation sub-data series b ′ 3 applied is expressed by the following equations (28), (29), and (30), respectively.
変調部11は、上述の演算を施したサブデータ系列を、系列生成部12において分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成する。変調データb’は、下記(31)式で表される。
The
IFFT部13は、変調データのIFFTを行い、演算結果を合成部14に送る。合成部14は、IFFT部13の演算結果を合成してデータシンボルを生成し、送信部15に送る。送信部15は、データシンボルを含む送信フレームを生成して、送受信切替部37およびアンテナ10を介して他の機器に送信する。
The
受信部36は、アンテナ10および送受信切替部37を介してデータシンボルを含む送信フレームを受信し、FFT部35に送る。FFT部35は、データシンボルを抽出して直並列変換し、FFTを行って受信並列信号を生成する。系列生成部34は、上記(16)式で表される受信側データ系列を生成し、同期部33に送る。受信側データ系列の各要素は、上記(3)式で表される。
The receiving
同期部33は、受信側データ系列と受信並列信号との相関分析を行い、相関関係の有無を検出する。相関関係を検出できない場合には、同期部33は相関関係が無い旨をFFT部35に通知し、FFT部35はデータシンボルを抽出するタイミングを変えてデータシンボルの直並列変換を行い、FFTを行い、同期部33が相関分析を行うことを繰り返す。正の相関または負の相関を検出した場合には、同期部33は、同期をとった受信並列信号および正の相関または負の相関を検出した旨を判定部32に送る。この場合は、同期部33は、負の相関を検出する。
The
判定部32は、同期部33で同期をとった受信並列信号に基づき、以下の処理を行う。判定部32は、上記(31)式で表される変調データに一致する受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する。所定の閾値は、上記(22)式で表されるように、受信並列信号の要素ごとに定められ、受信側データ系列において該要素と同じ位置にある要素の絶対値を2で除算した値を用いる。
The
絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて生成した判定後データsは、下記(32)式で表される。 The post-determination data s generated by replacing the value of an element whose absolute value is equal to or greater than a predetermined threshold with 1 and replacing the value of an element other than the element with 0 is expressed by the following equation (32).
復調部31は、判定後データを4等分して判定後サブデータt0、t1、t2、t3を生成する。判定後サブデータt0は、上記(24)式で表される。
The
復調部31は、同期部33で負の相関関係を検出したので、各要素が判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成し、復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える。所定の基準を満たす場合とは、値が1である要素の数が該判定後サブデータの要素の数を2で除算した値以上である場合だとすると、判定後サブデータt0に対応づけた復調後データの要素は1となり、該要素を反転した値は0となる。他の判定後サブデータに基づき同様に復調後データの要素の値を決定して、該要素を反転した値で置き換えると、復調後データは下記(33)式で表される。上述の処理により、受信側で入力信号が復元できたことがわかる。
Since the
以上説明したとおり、本発明の実施の形態に係る通信機1によれば、OFDM通信方式において、入力信号に基づきデータ系列に所定の演算を施し、ベースバンド信号を生成することでPAPRを低減することが可能となる。また後述するように、PAPRを低減し、PAPRの低減の程度を制御することが可能となる。
As described above, according to the
(具体例)
次に、シミュレーションにより本実施の形態に係る発明の効果を説明する。入力信号にランダム信号を用いて、従来技術と本実施の形態に係る発明について、データシンボルを生成し、PAPRの算出を繰り返すシミュレーションを行った。入力信号の要素数を64とし、従来技術と本実施の形態に係る発明のPAPRのCCDF(Complementary Cumulative Distribution Function:相補累積分布関数)、すなわちPAPRの発生確率の特性を比較した。従来技術においては、入力信号をQPSK(Quadrature Phase-Shift Keying:四位相偏移変調)で変調した変調信号を直並列変換し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当ててサブキャリア変調信号を生成した。そしてサブキャリア変調信号のIFFTを行って合成し、データシンボルを生成した。FFTサイズは32とした。
(Concrete example)
Next, the effect of the invention according to the present embodiment will be described by simulation. Using a random signal as an input signal, a simulation was performed for generating data symbols and repeatedly calculating PAPR for the related art and the invention according to the present embodiment. The number of elements of the input signal is set to 64, and the characteristics of the PAPR CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) of the invention according to the present embodiment, that is, the PAPR occurrence probability, are compared. In the conventional technology, the modulation signal obtained by modulating the input signal with QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying) is serial-parallel converted and assigned to subcarriers whose frequency components are orthogonal to each other to generate a subcarrier modulation signal. did. Then, IFFT of the subcarrier modulation signal is performed and combined to generate a data symbol. The FFT size was 32.
図7は、シミュレーションしたベースバンド信号のPAPRのCCDF特性を示す図である。横軸はPAPR(単位:dB)、縦軸はPAPRのCCDFである。本実施の形態においては各要素が上記(3)式で表されるCAZAC系列を用い、上記(1)式のaを変えてシミュレーションを行った。図7(a)、(b)、(c)において、従来技術のPAPRのCCDF特性が太い実線のグラフである。図7(a)においては、本実施の形態においてa=1の場合が細い実線のグラフであり、a=2の場合が点線のグラフであり、a=4の場合が一点鎖線のグラフである。図7(b)においては、本実施の形態においてa=8の場合が細い実線のグラフであり、a=16の場合が点線のグラフであり、a=32の場合が一点鎖線のグラフである。図7(c)においては、本実施の形態においてa=64の場合が細い実線のグラフであり、a=128の場合が点線のグラフであり、a=256の場合が一点鎖線のグラフである。aを大きくするにつれて、PAPRの低減の程度が向上していることがわかる。 FIG. 7 is a diagram showing the PAPR CCDF characteristics of the simulated baseband signal. The horizontal axis is PAPR (unit: dB), and the vertical axis is PAPR CCDF. In this embodiment, a CAZAC sequence in which each element is represented by the above equation (3) is used, and a simulation is performed by changing a in the above equation (1). 7A, 7B, and 7C, the CCDF characteristics of the conventional PAPR are solid line graphs. In FIG. 7A, in the present embodiment, a = 1 is a thin solid line graph, a = 2 is a dotted line graph, and a = 4 is a one-dot chain line graph. . In FIG. 7B, in the present embodiment, a = 8 is a thin solid line graph, a = 16 is a dotted line graph, and a = 32 is a one-dot chain line graph. . In FIG. 7C, in the present embodiment, a = 64 is a thin solid line graph, a = 128 is a dotted line graph, and a = 256 is a one-dot chain line graph. . It can be seen that the degree of PAPR reduction is improved as a is increased.
図8、図9は、シミュレーションしたIFFT部の演算結果の信号点配置図である。本実施の形態について、あるランダム信号を用い、上記(1)式のaを変えて、データ系列に入力信号に基づく演算を施し、IFFTを行うシミュレーションを行った。図8(a)はa=1の場合の信号点配置図であり、図8(b)はa=2の場合の信号点配置図であり、図8(c)はa=4の場合の信号点配置図であり、図8(d)はa=8の場合の信号点配置図であり、図8(e)はa=16の場合の信号点配置図であり、図8(f)はa=32の場合の信号点配置図であり、図9(a)はa=64の場合の信号点配置図であり、図9(b)はa=128の場合の信号点配置図であり、図9(c)はa=256の場合の信号点配置図である。aを大きくするにつれて、IFFT部13の演算結果に対応する複素平面上の点は、複素平面の原点を中心とする円の中に位置するようになることがわかる。
8 and 9 are signal point arrangement diagrams of the simulation result of the IFFT unit. With respect to the present embodiment, a simulation was performed in which IFFT was performed by using a certain random signal, changing a in the above equation (1), performing a calculation based on the input signal to the data series. 8A is a signal point arrangement diagram when a = 1, FIG. 8B is a signal point arrangement diagram when a = 2, and FIG. 8C is a case where a = 4. FIG. 8D is a signal point arrangement diagram when a = 8, FIG. 8E is a signal point arrangement diagram when a = 16, and FIG. 9 is a signal point arrangement diagram when a = 32, FIG. 9A is a signal point arrangement diagram when a = 64, and FIG. 9B is a signal point arrangement diagram when a = 128. FIG. 9C is a signal point arrangement diagram when a = 256. It can be seen that as a is increased, the point on the complex plane corresponding to the calculation result of the
上述のシミュレーションにより、本実施の形態においては、入力信号に基づきデータ系列に所定の演算を施し、ベースバンド信号を生成することでPAPRを低減できることがわかった。またデータ系列の要素数を変更することでPAPRの低減の程度を制御できることがわかった。 From the above simulation, it has been found that in the present embodiment, PAPR can be reduced by performing a predetermined calculation on the data series based on the input signal and generating a baseband signal. It was also found that the degree of PAPR reduction can be controlled by changing the number of elements in the data series.
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。図10は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示す図である。図2に示す通信機1の構成に加え、IFFT部38を備える。上述の実施の形態と異なる受信側での処理について説明する。系列生成部34は、受信側データ系列を生成し、IFFT部38に送る。IFFT部38は、受信側データ系列のIFFTを行って合成したデータを同期部33に送る。同期部33は、受信側データ系列のIFFTを行って合成したデータとデータシンボルとの相関関係に基づきデータシンボルの同期位置を検出し、同期をとったデータシンボルおよび正の相関または負の相関を検出した旨をFFT部35に送る。FFT部35は、同期部33で同期をとったデータシンボルの直並列変換およびFFTを行い、受信並列信号および同期部33で正の相関または負の相関を検出した旨を判定部32に送る。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating a different configuration example of the communication device according to the embodiment. In addition to the configuration of the
図11は、実施の形態に係る通信機が行う受信制御の動作の他の一例を示すフローチャートである。ステップS210は、図6に示す受信制御の動作と同様である。同期部33は、受信側データ系列のIFFTを行って合成したデータとデータシンボルとの相関関係に基づきデータシンボルの同期位置を検出する(ステップS211)。FFT部35は、データシンボルの直並列変換およびFFTを行う(ステップS220)。後続のステップS250〜S290までの処理は、図6に示す受信制御の動作と同様である。
FIG. 11 is a flowchart illustrating another example of the reception control operation performed by the communication device according to the embodiment. Step S210 is the same as the reception control operation shown in FIG. The
系列生成部12の処理を変調部11で行うよう構成してもよい。IFFT部13、38は、IFFTの代わりにIDFTを行うよう構成してもよいし、FFT部35は、FFTの代わりにDFTを行うよう構成してもよい。系列生成部12は、CAZAC系列の他に、PN(Pseudorandom Noise:擬似ランダム雑音)系列などを用いることができる。受信側での並直列変換については、判定部32で受信並列信号の並直列変換をしてもよいし、復調部31で並列信号である復調後データを生成し、復調後データの並直列変換を行ってもよい。
The processing of the
1 通信機
10 アンテナ
11 変調部
12 系列生成部
13 IFFT部
14 合成部
15 送信部
20 コントローラ
21 CPU
22 I/O
23 RAM
24 ROM
31 復調部
32 判定部
33 同期部
34 系列生成部
35 FFT部
36 受信部
37 送受信切替部
38 IFFT部
1 communication equipment
10 Antenna
11 Modulator
12 series generator
13 IFFT section
14 Synthesizer
15 Transmitter
20 controller
21 CPU
22 I / O
23 RAM
24 ROM
31 Demodulator
32 judgment part
33 Synchronization part
34 Series generator
35 FFT section
36 Receiver
37 Transmission / reception switching unit
38 IFFT section
Claims (11)
入力信号の要素の数以上の個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する任意のデータ系列を、前記入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列を生成する系列生成手段と、
前記入力信号の要素と前記サブデータ系列とを一対一で対応づけ、前記入力信号が所定の基準を満たす場合には、前記サブデータ系列の各要素に該サブデータ系列に対応づけた前記入力信号の要素を乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成手段で分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成し、前記入力信号が前記所定の基準を満たさない場合には、前記サブデータ系列の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応付けた前記入力信号の要素を反転して乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成手段で分割したときの位置に並べて合成して前記変調データを生成する変調手段と、
前記変調データの逆高速フーリエ変換を行うIFFT手段と、
前記IFFT手段の演算結果を合成してデータシンボルを生成する合成手段と、
前記データシンボルを含む送信フレームを生成して送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信機。 A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
An autocorrelation value between a data series that is a set of data that is equal to or greater than the number of elements of the input signal and that has not been shifted from the data series that has been shifted in data. A sequence generation means for dividing an arbitrary data sequence having an autocorrelation characteristic higher than an autocorrelation value between them into the number of elements of the input signal to generate a subdata sequence;
When the input signal element and the sub data sequence are associated one-to-one, and the input signal satisfies a predetermined criterion, the input signal is associated with the sub data sequence to each element of the sub data sequence. The sub-data sequence subjected to the operation is combined at the position when divided by the sequence generation means to generate modulation data, and the input signal satisfies the predetermined criterion If not, the sign of each element of the sub-data series is inverted, the element of the input signal associated with the sub-data series is inverted and multiplied, and the sub-data series subjected to the calculation is calculated Modulation means for generating the modulation data by arranging and synthesizing at the position when divided by the series generation means,
IFFT means for performing inverse fast Fourier transform of the modulated data;
Combining means for combining the operation results of the IFFT means to generate a data symbol;
Transmitting means for generating and transmitting a transmission frame including the data symbols;
A communication device comprising:
データシンボルを含む送信フレームを受信する受信手段と、
前記データシンボルを抽出して直並列変換し、高速フーリエ変換を行って受信並列信号を生成するFFT手段と、
前記受信並列信号の要素の数と同じ個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する所定の受信側データ系列を用いて、前記受信側データ系列と前記受信並列信号との間または前記受信側データ系列の逆高速フーリエ変換を行って合成したデータと前記データシンボルとの間にある相関関係に基づき、前記データシンボルの同期位置を検出する同期手段と、
前記同期手段で検出した前記同期位置に基づき、前記FFT手段で抽出した前記データシンボルから生成した前記受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する判定手段と、
前記判定後データを所定の数に分割して判定後サブデータを生成し、各要素が前記判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす前記判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成し、前記相関関係が負の相関である場合には、前記復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える復調手段と、
を備えることを特徴とする通信機。 A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
Receiving means for receiving a transmission frame including data symbols;
FFT means for extracting the data symbols, performing serial-parallel conversion, and performing fast Fourier transform to generate a received parallel signal;
A data series that is a set of data of the same number as the number of elements of the received parallel signal, and an autocorrelation value between the same data series that is not shifted in data is a data series that is shifted in data Using a predetermined reception-side data sequence having an autocorrelation characteristic that is higher than an autocorrelation value between the reception-side data sequence and the received parallel signal or an inverse fast Fourier of the reception-side data sequence Synchronization means for detecting a synchronization position of the data symbol based on a correlation between the data symbol obtained by performing the conversion and the data symbol;
Based on the synchronization position detected by the synchronization means, the absolute value of the received parallel signal generated from the data symbol extracted by the FFT means or data obtained by parallel-serial conversion of the received parallel signal is greater than or equal to a predetermined threshold value A determination unit that replaces the value of an element with 1 and replaces the value of an element other than the element with 0 to generate post-determination data;
The post-determination data is divided into a predetermined number to generate post-determination sub-data, and each element is associated with the post-determination sub-data on a one-to-one basis, and is associated with the post-determination sub-data that satisfies a predetermined criterion. When demodulated data is generated in which the value of the element is 1 and the value of the elements other than the element is 0, and the correlation is a negative correlation, each element of the demodulated data is Demodulating means for replacing with an inverted value;
A communication device comprising:
入力信号の要素の数以上の個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する任意のデータ系列を、前記入力信号の要素の数に分割してサブデータ系列を生成する系列生成ステップと、
前記入力信号の要素と前記サブデータ系列とを一対一で対応づけ、前記入力信号が所定の基準を満たす場合には、前記サブデータ系列の各要素に該サブデータ系列に対応づけた前記入力信号の要素を乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成ステップで分割したときの位置に並べて合成して変調データを生成し、前記入力信号が前記所定の基準を満たさない場合には、前記サブデータ系列の各要素の符号を反転し、該サブデータ系列に対応付けた前記入力信号の要素を反転して乗算する演算を行い、該演算を施した前記サブデータ系列を前記系列生成ステップで分割したときの位置に並べて合成して前記変調データを生成する変調ステップと、
前記変調データの逆高速フーリエ変換を行うIFFTステップと、
前記IFFTステップの演算結果を合成してデータシンボルを生成する合成ステップと、
前記データシンボルを含む送信フレームを生成して送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。 A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
An autocorrelation value between a data series that is a set of data that is equal to or greater than the number of elements of the input signal and that has not been shifted from the data series that has been shifted in data. A sequence generation step for generating a sub data sequence by dividing an arbitrary data sequence having an autocorrelation characteristic higher than an autocorrelation value between the number of elements of the input signal;
When the input signal element and the sub data sequence are associated one-to-one, and the input signal satisfies a predetermined criterion, the input signal is associated with the sub data sequence to each element of the sub data sequence. The sub-data sequence subjected to the operation is combined at the position when divided in the sequence generation step to generate modulation data, and the input signal satisfies the predetermined criterion. If not, the sign of each element of the sub-data series is inverted, the element of the input signal associated with the sub-data series is inverted and multiplied, and the sub-data series subjected to the calculation is calculated A modulation step for generating the modulation data by arranging and synthesizing at the position when divided in the sequence generation step;
An IFFT step for performing an inverse fast Fourier transform on the modulated data;
A combining step of combining the operation results of the IFFT step to generate a data symbol;
Generating and transmitting a transmission frame including the data symbols;
A communication method comprising:
データシンボルを含む送信フレームを受信する受信ステップと、
前記データシンボルを抽出して直並列変換し、高速フーリエ変換を行って受信並列信号を生成するFFTステップと、
前記受信並列信号の要素の数と同じ個数のデータの集合であるデータ系列であって、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データのシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する所定の受信側データ系列を用いて、前記受信側データ系列と前記受信並列信号との間または前記受信側データ系列の逆高速フーリエ変換を行って合成したデータと前記データシンボルとの間にある相関関係に基づき、前記データシンボルの同期位置を検出する同期ステップと、
前記同期ステップで検出した前記同期位置に基づき、前記FFTステップで抽出した前記データシンボルから生成した前記受信並列信号または該受信並列信号を並直列変換したデータについて、絶対値が所定の閾値以上である要素の値を1に置き換え、該要素以外の要素の値を0に置き換えて判定後データを生成する判定ステップと、
前記判定後データを所定の数に分割して判定後サブデータを生成し、各要素が前記判定後サブデータに一対一で対応づけられ、所定の基準を満たす前記判定後サブデータに対応づけられた要素の値が1であり、該要素以外の要素の値が0である復調後データを生成し、前記相関関係が負の相関である場合には、前記復調後データの各要素を該要素を反転した値で置き換える復調ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。 A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
A receiving step for receiving a transmission frame including data symbols;
An FFT step of extracting the data symbols and performing serial-parallel conversion and performing fast Fourier transform to generate a received parallel signal;
A data series that is a set of data of the same number as the number of elements of the received parallel signal, and an autocorrelation value between the same data series that is not shifted in data is a data series that is shifted in data Using a predetermined reception-side data sequence having an autocorrelation characteristic that is higher than an autocorrelation value between the reception-side data sequence and the received parallel signal or an inverse fast Fourier of the reception-side data sequence A synchronization step of detecting a synchronization position of the data symbol based on a correlation between the data symbol obtained by performing the transformation and the data symbol;
Based on the synchronization position detected in the synchronization step, the absolute value of the received parallel signal generated from the data symbol extracted in the FFT step or data obtained by parallel-serial conversion of the received parallel signal is greater than or equal to a predetermined threshold value A determination step of replacing the value of an element with 1 and replacing the value of an element other than the element with 0 to generate post-determination data;
The post-determination data is divided into a predetermined number to generate post-determination sub-data, and each element is associated with the post-determination sub-data on a one-to-one basis, and is associated with the post-determination sub-data that satisfies a predetermined criterion. When demodulated data is generated in which the value of the element is 1 and the value of the elements other than the element is 0, and the correlation is a negative correlation, each element of the demodulated data is A demodulation step that replaces with an inverted value;
A communication method comprising:
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPH09107345A (en) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Victor Co Of Japan Ltd | Frequency division multiplex signal generator and decoder |
WO2008095334A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-14 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Peak to average power ratio reduction in multi- carrier systems |
JP2009164881A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Hitachi Communication Technologies Ltd | Matched filter and receiver |
JP2010517452A (en) * | 2007-05-02 | 2010-05-20 | ファーウェイ テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Method and apparatus for establishing a synchronization signal in a communication system |
WO2010116881A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | 日本電気株式会社 | Wireless communication system, base station, server, wireless communication method, and program |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09107345A (en) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Victor Co Of Japan Ltd | Frequency division multiplex signal generator and decoder |
WO2008095334A1 (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-14 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Peak to average power ratio reduction in multi- carrier systems |
JP2010517452A (en) * | 2007-05-02 | 2010-05-20 | ファーウェイ テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Method and apparatus for establishing a synchronization signal in a communication system |
JP2009164881A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Hitachi Communication Technologies Ltd | Matched filter and receiver |
WO2010116881A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | 日本電気株式会社 | Wireless communication system, base station, server, wireless communication method, and program |
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