JP2015207834A - Ofdm signal transmitter - Google Patents

Ofdm signal transmitter Download PDF

Info

Publication number
JP2015207834A
JP2015207834A JP2014085913A JP2014085913A JP2015207834A JP 2015207834 A JP2015207834 A JP 2015207834A JP 2014085913 A JP2014085913 A JP 2014085913A JP 2014085913 A JP2014085913 A JP 2014085913A JP 2015207834 A JP2015207834 A JP 2015207834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ofdm signal
ofdm
throughput
time axis
band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014085913A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6296604B2 (en
Inventor
水谷 圭一
Keiichi Mizutani
圭一 水谷
原田 博司
Hiroshi Harada
博司 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Information and Communications Technology
Original Assignee
National Institute of Information and Communications Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Information and Communications Technology filed Critical National Institute of Information and Communications Technology
Priority to JP2014085913A priority Critical patent/JP6296604B2/en
Publication of JP2015207834A publication Critical patent/JP2015207834A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6296604B2 publication Critical patent/JP6296604B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an OFDM signal transmitter that can satisfy any spectrum mask without deteriorating throughput.SOLUTION: An OFDM signal transmitter for transmitting an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal comprises a parameter table storage unit 17 that has stored, per communication condition in advance, relation of throughput to time-axis windowing length to perform time-axis windowing processing for the border between OFDM symbols on the time axis constituting part of an OFDM signal. The OFDM signal transmitter selects time-axis windowing length and transmission power satisfying a restriction condition of out-of-band radiation in relation to throughput stored in the parameter table storage unit 17, and transmits an OFDM signal to which the time-axis windowing processing and transmission power control is applied.

Description

直交周波数分割多重(OFDM)信号を送信するOFDM信号送信装置に関し、特にホワイトスペースなどの送信スペクトラム規定が厳しい運用周波数帯においてOFDM無線通信を行う場合でも、帯域外輻射を効果的に抑制する上で好適なOFDM信号送信装置に関するものである。   The present invention relates to an OFDM signal transmission apparatus that transmits orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals, and in particular, in order to effectively suppress out-of-band radiation even when performing OFDM wireless communication in an operating frequency band with strict transmission spectrum regulations such as white space. The present invention relates to a suitable OFDM signal transmission apparatus.

近年の爆発的な無線通信の需要増加に対し、無線通信に利用可能な周波数資源は逼迫しつつある。一方で特定の利用目的を持った一次利用者のために割り当てられている周波数において、空間的、時間的に使用されていない周波数資源が存在することが知られている。このような一次利用者が使用していない周波数資源はホワイトスペースと呼ばれている。特にテレビ放送帯におけるホワイトスペースは、TVホワイトスペースと呼ばれており、米国、英国等を始めとする諸外国において当該周波数を利用するための法制度化の検討が始まり、具体的な標準化も進められている。わが国においても470〜710MHz帯において、TVブロードキャストが行われているが、当該帯域においても通信用途でのTVホワイトスペース利用が期待されている。   In response to the explosive demand for wireless communication in recent years, frequency resources available for wireless communication are becoming tighter. On the other hand, it is known that there is a frequency resource that is not used spatially and temporally in a frequency allocated for a primary user having a specific usage purpose. Such frequency resources that are not used by the primary user are called white space. In particular, white space in the TV broadcasting band is called TV white space, and studies on legal systems for using the frequency in other countries such as the United States and the United Kingdom have begun, and concrete standardization is also underway. It has been. Even in Japan, TV broadcast is performed in the 470 to 710 MHz band, and the use of TV white space for communication purposes is also expected in this band.

このような一時的あるいは継続的に一次利用者が不使用状態にあるTVホワイトスペース又はホワイトスペースを二次利用者が有効活用できるように、IEEE802.11af、IEEE802.15.4m、IEEE802.22等、様々な国際標準化規格化が進められている。これらの規格の多くでは、周波数利用効率が高く、マルチパスフェージングに対して強い耐性を示す直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の導入が検討されている。このOFDM方式では互いに直交するように並べられた多数のサブキャリアにデータがマッピングされ、そのデータ群を逆フーリエ変換することで時系列信号が導出され、無線送信用の送信シンボルが作成される。受信側では、そのようなシンボルをフーリエ変換することで送信されたデータ群が導出され、各サブキャリアに関連付けられた個々のデータを復元することで送信データが再現される。   IEEE802.11af, IEEE802.15.4m, IEEE802.22, etc. so that the secondary user can effectively utilize such TV white space or white space in which the primary user is not in use temporarily or continuously. Various international standardization standards are being promoted. In many of these standards, the introduction of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme that has high frequency utilization efficiency and strong resistance to multipath fading has been studied. In this OFDM system, data is mapped to a large number of subcarriers arranged so as to be orthogonal to each other, and a time series signal is derived by performing inverse Fourier transform on the data group, and a transmission symbol for radio transmission is created. On the receiving side, a transmitted data group is derived by Fourier transforming such symbols, and the transmission data is reproduced by restoring individual data associated with each subcarrier.

ところで、二次利用者がホワイトスペースを利用する場合、一次利用者の通信に影響を与えないことが重要となる。このため、米国FCC(Federal Communications Commission、米連邦通信委員会)の送信スペクトラムマスク規定等、各国毎のスペクトラムマスクの規定に従う必要がある。このホワイトスペースにおける無線通信の送信スペクトラムマスク規定は、2.4GHz帯の無線LAN等の送信スペクトラムマスク規定よりも厳しいものとなっている。この厳しい送信スペクトラムマスクを満たすためには、送信側で厳しい帯域制限処理を行う必要がある。   By the way, when the secondary user uses the white space, it is important not to affect the communication of the primary user. For this reason, it is necessary to comply with the spectrum mask regulations for each country such as the transmission spectrum mask regulations of the US FCC (Federal Communications Commission). The transmission spectrum mask specification for wireless communication in this white space is stricter than the transmission spectrum mask specification for a 2.4 GHz band wireless LAN or the like. In order to satisfy this strict transmission spectrum mask, it is necessary to perform strict band limiting processing on the transmission side.

具体的には、送信スペクトラムマスクを満足するように、時間軸ウィンドウイング処理という手法を用いて波形成形を行うことにより、帯域外輻射を抑制する技術が開示されている(例えば、非特許文献1参照。)。この時間軸ウィンドウイング処理は、時間軸において、各OFDMシンボルの境目における不連続点をウィンドウイング処理によって平滑化することで帯域外輻射電力を抑制する。この時間軸ウィンドウイング処理は、基本的には乗算器一つで実装可能であることから回路規模の増大を防ぐことが可能となる。しかしながら、このような時間軸ウィンドウイング処理を用いる方法では、ウィンドウイング長(平滑化区間)を長くするほど、帯域外輻射抑圧性能が向上するものの、不必要に長いウィンドウイング長を適用すると、復調に必要な信号成分も削られてしまい、結果としてスループットが低下してしまうという問題点があった。   Specifically, a technique for suppressing out-of-band radiation by performing waveform shaping using a technique called time axis windowing processing so as to satisfy a transmission spectrum mask is disclosed (for example, Non-Patent Document 1). reference.). This time-axis windowing process suppresses out-of-band radiation power by smoothing discontinuities at the boundary between OFDM symbols on the time axis by the windowing process. Since this time axis windowing process can be basically implemented with a single multiplier, an increase in circuit scale can be prevented. However, in such a method using time-axis windowing processing, the longer the windowing length (smoothing interval), the better the out-of-band radiation suppression performance. However, if an unnecessarily long windowing length is applied, demodulation is performed. The signal component necessary for the processing is also deleted, resulting in a problem that the throughput is lowered.

また厳しい送信スペクトラムマスクを満たすために、フィルタ係数が高次数のディジタルローパスフィルタを用いる方法も提案されている(例えば、非特許文献2参照。)。しかし、この非特許文献2の開示技術は、実装上では時間軸での畳込み処理となるため、フィルタ係数が増大するほど回路規模が増大し、実装が困難になるという問題点があった。   In order to satisfy a strict transmission spectrum mask, a method using a digital low-pass filter having a high-order filter coefficient has also been proposed (see, for example, Non-Patent Document 2). However, since the disclosed technique of Non-Patent Document 2 is a convolution process on the time axis in mounting, there is a problem that the circuit scale increases as the filter coefficient increases, and mounting becomes difficult.

更にFCCの規定に従って送信信号の電力を下げることにより送信スペクトラムマスクを満たす方法も提案されている。しかしながら、かかる方法では、送信信号電力そのものが小さくなってしまうため、ガバレッジが限定され、多様なサービスに対応することができなくなってしまう。   Furthermore, a method of satisfying the transmission spectrum mask by reducing the power of the transmission signal in accordance with FCC regulations has been proposed. However, in this method, since the transmission signal power itself becomes small, the coverage is limited and it becomes impossible to deal with various services.

"P802.11-REVmb/D12, Nov 2011- IEEE Draft Standard for IT- Telecommunications and Information Exchange Between Systems-LAN/MAN-Specific Requirements-Part 11: Wireless LAN MAC and PHY Specifications. "Mar.2012."P802.11-REVmb / D12, Nov 2011- IEEE Draft Standard for IT- Telecommunications and Information Exchange Between Systems-LAN / MAN-Specific Requirements-Part 11: Wireless LAN MAC and PHY Specifications." Mar.2012. S. Y.Chang, "Spectra and bandwidth overhead with and without ltering for TG4m OFDM," Doc.:IEEE802.15-12-0377-00-004m, Jul. 2012.S. Y. Chang, "Spectra and bandwidth overhead with and without ltering for TG4m OFDM," Doc.:IEEE802.15-12-0377-00-004m, Jul. 2012.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、特にホワイトスペースなどの送信スペクトラム規定が厳しい運用周波数帯においてOFDM無線通信を行う場合でも、帯域外輻射を効果的に抑制する上で、時間軸ウィンドウイング処理と誤り訂正符号および送信電力制御とを併用することにより、与えられた環境の基で最大限のスループットを達成しつつ、任意のスペクトラムマスクを満足することができ、なおかつ回路構成を複雑化させること無く、不必要に送信信号電力の低減を行うことなく実現可能なOFDM信号送信装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a band even when OFDM wireless communication is performed in an operating frequency band where transmission spectrum regulations are strict, such as white space. In order to effectively suppress external radiation, a combination of time-axis windowing processing, error correction code, and transmission power control can be used to achieve the maximum throughput under a given environment, and any spectrum. An object of the present invention is to provide an OFDM signal transmission apparatus that can satisfy the mask, can be realized without complicating the circuit configuration, and without unnecessarily reducing transmission signal power.

請求項1記載のOFDM信号送信装置は、直交周波数分割多重(OFDM)信号を送信するOFDM信号送信装置において、上記OFDM信号を構成する時間軸のOFDMシンボル間の境界に対して時間軸ウィンドウイング処理を施すための時間軸ウィンドウイング長に対する最大送信電力もしくは送信帯域内における送信信号のPSDの最大値に相当する帯域内最大送信PSDの関係が、通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定のいずれか1以上の環境として与えられる条件、および要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージン毎に予め記憶されている送信電力パラメータテーブルと、上記送信電力パラメータテーブルで決定された最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDを考慮した、上記時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係が、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、ガードインターバル長の何れか1以上の調整可能な通信条件毎に予め記憶されているスループットパラメータテーブルと、上記スループットパラメータテーブルに記憶されている調整可能な通信条件とスループットとの関係において、上記環境として与えられる条件および上記要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージンの基でスループットを最大とする、時間軸ウィンドウイング長、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、送信電力の何れか1以上を選択する通信条件選択手段と、上記通信条件選択手段により選択された通信条件における時間軸ウィンドウイング長に亘り時間軸ウィンドウイング処理が施されたOFDM信号を、当該通信条件および上記通信条件選択手段により選択された送信電力に基づいて送信するOFDM信号送信手段とを備えることを特徴とする。   The OFDM signal transmission apparatus according to claim 1, wherein the OFDM signal transmission apparatus transmits an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal, and a time-axis windowing process is performed on a boundary between OFDM symbols on a time axis constituting the OFDM signal. The relationship between the maximum transmission power with respect to the time-axis windowing length for performing the transmission or the maximum transmission PSD in the transmission band within the transmission band is related to the communication system standard, digital band limiting filter and RF circuit. Hardware performance including characteristics, conditions given as any one or more environments of arbitrary spectrum mask specifications, and a transmission power parameter table stored in advance for each design margin for the required spectrum mask specifications, and the transmission The power determined in the power parameter table Considering transmission power or in-band maximum transmission PSD, the relationship of throughput to the time axis windowing length is one or more of an error correction code, its coding rate, modulation scheme (modulation multi-level number), and guard interval length. In the relationship between the throughput parameter table stored in advance for each adjustable communication condition and the adjustable communication condition stored in the throughput parameter table and the throughput, the conditions given as the environment and the required Communication that selects one or more of time axis windowing length, error correction code and coding rate, modulation method (modulation multi-level number), and transmission power to maximize throughput based on design margin for spectrum mask specification The condition selection means and the communication selected by the communication condition selection means. OFDM signal transmitting means for transmitting an OFDM signal subjected to time-axis windowing processing over the time-axis windowing length in communication conditions based on the communication condition and the transmission power selected by the communication condition selecting means It is characterized by that.

請求項2記載のOFDM信号送信装置は、請求項1記載の発明において、上記送信電力上限値パラメータテーブルは、時間軸ウィンドウイング処理の種類、OFDM変調方式、任意のスペクトラムマスク規定、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、OFDM通信の規格のうち何れか1以上からなる条件項目からなる通信条件毎に記憶されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the OFDM signal transmitting apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the transmission power upper limit parameter table includes a time axis windowing process type, an OFDM modulation scheme, an arbitrary spectrum mask specification, a digital band limiting filter. Or the hardware performance including the characteristics of the RF circuit and the OFDM communication standard, each of the communication conditions is stored for each communication condition.

請求項3記載のOFDM信号送信装置は、請求項1又は2記載の発明において、上記スループットパラメータテーブルは、時間軸ウィンドウイング処理の種類、OFDM変調方式、チャネルの符号化の種別、符号化率、ガードインターバル長、OFDM通信の規格のうち何れか1以上からなる条件項目からなる通信条件毎に記憶されていることを特徴とする。   The OFDM signal transmitting apparatus according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the throughput parameter table includes a time axis windowing process type, an OFDM modulation method, a channel coding type, a coding rate, It is stored for each communication condition consisting of one or more of the guard interval length and the OFDM communication standard.

請求項4記載のOFDM信号送信装置は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、上記通信条件選択手段は、上記スループットパラメータテーブルにおいて最大のスループットを達成できる通信条件を選択することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the OFDM signal transmitting apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the communication condition selecting means selects a communication condition capable of achieving a maximum throughput in the throughput parameter table. Features.

請求項5記載のOFDM信号送信装置は、請求項1〜4のうち何れか1項記載の発明において、OFDM信号の冒頭に付加されるプリアンブルに対して設定した時間軸ウィンドウイングの種類、時間軸ウィンドウイング長、帯域制限フィルタの種類、帯域制限フィルタの応答のいずれか1以上を事前に受信装置側に通知する通知手段を備えることを特徴とする。   The OFDM signal transmission apparatus according to claim 5 is the time axis windowing type and time axis set for the preamble added to the beginning of the OFDM signal in the invention according to any one of claims 1 to 4. It is characterized by comprising notification means for notifying one or more of the windowing length, the type of the band limiting filter, and the response of the band limiting filter in advance to the receiving apparatus side.

請求項6記載のOFDM通信システム設計プログラムは、直交周波数分割多重(OFDM)信号を送受信するOFDM通信システムを設計するためのOFDM通信システム設計プログラムにおいて、上記OFDM信号を構成する時間軸のOFDMシンボル間の境界に対して時間軸ウィンドウイング処理を施すための時間軸ウィンドウイング長に対する最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDの関係が、通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定の何れか1以上の環境として与えられる条件、および要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージン毎に予め取得する送信電力パラメータ取得ステップと、上記送信電力パラメータ取得ステップで決定された最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDを考慮した、上記時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係が、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、ガードインターバル長の何れか1以上の調整可能な通信条件毎に予め取得するスループットパラメータ取得ステップと、上記スループットパラメータ取得ステップで取得された調整可能な通信条件とスループットとの関係において、上記環境として与えられる条件および上記要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージンの基でスループットを最大とする、時間軸ウィンドウイング長、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、送信電力の何れか1以上を選択する通信条件選択ステップと、上記通信条件選択ステップにより選択した時間軸ウィンドウイング長及びその通信条件を解として出力する出力ステップとをコンピュータに実行させる。   An OFDM communication system design program according to claim 6 is an OFDM communication system design program for designing an OFDM communication system for transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals, and between OFDM symbols on a time axis constituting the OFDM signal. The relationship between the maximum transmission power or the maximum in-band transmission PSD with respect to the time-axis windowing length for performing time-axis windowing processing on the boundary of the network includes the specifications of the communication system, the characteristics of the digital band limiting filter and the RF circuit. A transmission power parameter acquisition step that is acquired in advance for each design margin with respect to a wear performance, a condition given as one or more environments of any spectrum mask specification, and a required spectrum mask specification, and the transmission power parameter acquisition step In consideration of the maximum transmission power or the maximum in-band transmission PSD determined in step 1, the relationship of the throughput to the time axis windowing length is the error correction code, its coding rate, modulation scheme (modulation multi-level number), guard interval length. A throughput parameter acquisition step acquired in advance for each of one or more adjustable communication conditions, and a condition given as the environment in the relationship between the adjustable communication conditions acquired in the throughput parameter acquisition step and the throughput, and One or more of time axis windowing length, error correction code and coding rate, modulation scheme (modulation multi-level number), and transmission power that maximize throughput based on the design margin for the required spectrum mask specification. A communication condition selection step for selecting the communication condition and the communication condition selection step described above. Time axis selected by-up windowing length and an output step of outputting the communication condition as the solution causing a computer to execute.

本発明に係るOFDM信号送信装置では、スループットパラメータテーブルに対して、時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係を通信条件毎に予め記憶させておく。そして、帯域外輻射の抑制条件を満たす時間軸ウィンドウイング長をスループットパラメータテーブルに記憶されているスループットとの関係において、上記条件項目を満たす通信条件の中から選択する。これらの動作を自動的に行うことが可能となる。このため、帯域外輻射を効果的に抑制する上で、時間軸ウィンドウイング処理と誤り訂正符号とを併用することにより、スループットを劣化させることなく任意のスペクトラムマスクを満足することができ、なおかつ回路構成を複雑化させること無く、不用意な送信信号電力の低減を行うことなく実現できる。   In the OFDM signal transmission apparatus according to the present invention, the relationship of the throughput with respect to the time axis windowing length is stored in advance for each communication condition in the throughput parameter table. Then, the time axis windowing length that satisfies the out-of-band radiation suppression condition is selected from the communication conditions satisfying the above condition items in relation to the throughput stored in the throughput parameter table. These operations can be automatically performed. For this reason, in order to effectively suppress out-of-band radiation, by combining the time axis windowing process and the error correction code, an arbitrary spectrum mask can be satisfied without degrading the throughput, and the circuit This can be realized without complicating the configuration and without inadvertently reducing transmission signal power.

本発明を適用したOFDM信号送信装置が適用されるOFDM通信システムのブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of an OFDM communication system to which an OFDM signal transmission apparatus to which the present invention is applied is applied. OFDM信号送信装置において実際に送信すべきOFDM信号を生成するためのフローチャートである。It is a flowchart for producing | generating the OFDM signal which should be actually transmitted in an OFDM signal transmitter. 本発明を適用したOFDM信号送信装置が適用されるOFDM通信システムの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the OFDM communication system with which the OFDM signal transmitter to which this invention is applied is applied. 時間軸ウィンドウイング処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a time-axis windowing process. 時間軸ウィンドウイング処理後のIEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号の送信スペクトラムを示す図である。IEEE802.11 after time axis windowing processing. It is a figure which shows the transmission spectrum of the OFDM signal based on af standard. OFDM信号の時間軸ウィンドウイング長に対する相対値帯域端部PSDの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the relative value band edge part PSD with respect to the time-axis windowing length of an OFDM signal. IEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号の時間軸ウィンドウイング長(TTR)に対するスループットの関係を示す図である。IEEE 802.11. It is a figure which shows the relationship of the throughput with respect to the time-axis windowing length ( TTR ) of the OFDM signal based on af standard. TVホワイトスペースにおける二次利用者に対して絶対値で規定される送信スペクトラムマスクと電力制御を行った送信信号スペクトラムとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmission spectrum mask prescribed | regulated by the absolute value with respect to the secondary user in TV white space, and the transmission signal spectrum which performed power control. OFDM信号の時間軸ウィンドウイング長に対する絶対値帯域内最大PSDおよび平均受信Eb/N0利得の関係を示す他の図である。It is another figure which shows the relationship of the absolute value in-band maximum PSD and average received Eb / N0 gain with respect to the time-axis windowing length of an OFDM signal. OFDM信号の時間軸ウィンドウイング長(TTR)に対する送信電力制御を考慮した際のスループットの関係を示す他の図である。It is another figure which shows the relationship of the throughput at the time of considering transmission power control with respect to the time-axis windowing length ( TTR ) of an OFDM signal.

以下、本発明を実施するための形態として、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の信号を送信するOFDM信号送信装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。   Hereinafter, an OFDM signal transmission apparatus that transmits an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal as an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用したOFDM信号送信装置1が適用されるOFDM通信システム10のブロック構成を示している。OFDM通信システム10では、このOFDM信号送信装置1に加え、当該OFDM信号送信装置1から送信されたOFDM信号を受信するOFDM信号受信装置2とを有している。   FIG. 1 shows a block configuration of an OFDM communication system 10 to which an OFDM signal transmission apparatus 1 to which the present invention is applied is applied. In addition to the OFDM signal transmission device 1, the OFDM communication system 10 includes an OFDM signal reception device 2 that receives the OFDM signal transmitted from the OFDM signal transmission device 1.

OFDM信号送信装置1は、送信信号データが供給される変調・符号化処理部11と、変調・符号化処理部11に接続されたOFDM信号生成部20と、OFDM信号生成部20に接続された時間軸ウィンドウイング処理部12と、時間軸ウィンドウイング処理部12に接続された帯域制限フィルタ13と、パラメータテーブル格納部17と、時間軸ウィンドウイング処理部12、パラメータテーブル格納部17に接続される通信条件選択部19と、パラメータテーブル格納部17に接続されている条件取得部18とを備えている。   The OFDM signal transmission apparatus 1 includes a modulation / coding processing unit 11 to which transmission signal data is supplied, an OFDM signal generation unit 20 connected to the modulation / coding processing unit 11, and an OFDM signal generation unit 20. The time axis windowing processing unit 12, the band limiting filter 13 connected to the time axis windowing processing unit 12, the parameter table storage unit 17, the time axis windowing processing unit 12, and the parameter table storage unit 17 are connected. A communication condition selection unit 19 and a condition acquisition unit 18 connected to the parameter table storage unit 17 are provided.

また、このOFDM信号送信装置1は、OFDM信号の同期用プリアンブル部分が供給される同期パラメータ設定部15及び時間軸ウィンドウイング処理部16と、これに接続される帯域制限フィルタ31とを備え、さらに帯域制限フィルタ13、31に接続されるシンボル連結処理部14とを備えている。   The OFDM signal transmitting apparatus 1 further includes a synchronization parameter setting unit 15 and a time axis windowing processing unit 16 to which a preamble portion for synchronization of an OFDM signal is supplied, and a band limiting filter 31 connected thereto, And a symbol concatenation processing unit 14 connected to the band limiting filters 13 and 31.

また、このOFDM信号送信装置1は、送信信号データ部分と同期用プリアンブル部分がシンボル連結されたOFDM信号の送信電力を制御する、送信電力制御部32とを備えている。この送信電力制御部32は、変調・符号化処理部11と、シンボル連結処理部14とに接続されている。   In addition, the OFDM signal transmission apparatus 1 includes a transmission power control unit 32 that controls transmission power of an OFDM signal in which a transmission signal data portion and a synchronization preamble portion are symbol-connected. The transmission power control unit 32 is connected to the modulation / coding processing unit 11 and the symbol concatenation processing unit 14.

OFDM信号受信装置2は、OFDM信号送信装置1からOFDM信号が送信されてくる同期検出部21と、同期検出部21に接続されるOFDM復調部22と、OFDM復調部22に接続される復調・復号処理部23とを備えている。   The OFDM signal receiver 2 includes a synchronization detector 21 that transmits an OFDM signal from the OFDM signal transmitter 1, an OFDM demodulator 22 connected to the synchronization detector 21, and a demodulator / receiver connected to the OFDM demodulator 22. And a decryption processing unit 23.

変調・符号化処理部11は、パラメータテーブル格納部17に格納されているスループットパラメータテーブル、送信電力パラメータテーブルの情報を参照した上で、送信信号データについて、誤り訂正符号化及び変調を施す。この変調・符号化処理部11は、符号化および変調を経て生成された送信信号データをOFDM信号生成部20へ出力する。   The modulation / coding processing unit 11 performs error correction coding and modulation on the transmission signal data with reference to the throughput parameter table and transmission power parameter table information stored in the parameter table storage unit 17. The modulation / coding processing unit 11 outputs transmission signal data generated through coding and modulation to the OFDM signal generating unit 20.

OFDM信号生成部20は、変調・符号化処理部11から送信されてくる送信信号データに基づいてOFDM信号を生成する。このOFDM信号生成部20は、OFDM信号の生成に必要なサブキャリアデータを生成する。OFDM信号生成部20は、生成されたサブキャリアデータに対して逆フーリエ変換を行い、直交周波数分割多重化し、またガードインターバル(GI)を付加することで、OFDMデータシンボルを生成する。OFDM信号生成部20は、生成したOFDM信号を時間軸ウィンドウイング処理部12へと送信する。   The OFDM signal generation unit 20 generates an OFDM signal based on the transmission signal data transmitted from the modulation / coding processing unit 11. The OFDM signal generator 20 generates subcarrier data necessary for generating an OFDM signal. The OFDM signal generation unit 20 performs an inverse Fourier transform on the generated subcarrier data, performs orthogonal frequency division multiplexing, and adds a guard interval (GI) to generate an OFDM data symbol. The OFDM signal generation unit 20 transmits the generated OFDM signal to the time axis windowing processing unit 12.

条件取得部18は、このOFDM信号送信装置1により、これから送信しようとするOFDM信号において必須となる(通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定等の)環境として与えられる条件項目、および要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージン項目を取得する。この条件項目は、通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定等の何れか1以上であってもよい。この取得の方法としては、直接手入力を行うようにしてもよいし、インターネット等の公衆通信網から取得するようにしてもよい。また、予めかかる条件が条件取得部18において入力された状態となっていてもよい。条件取得部18は、取得した条件項目に関する情報を通信条件選択部19へ送信する。   The condition acquisition unit 18 is essential for the OFDM signal to be transmitted by the OFDM signal transmission apparatus 1 (communication system standards, hardware performance including characteristics of a digital band limiting filter and an RF circuit, and an arbitrary spectrum). Acquire condition items given as an environment (such as mask specifications) and design margin items for the required spectrum mask specifications. This condition item may be any one or more of a communication system standard, hardware performance including characteristics of a digital band limiting filter and an RF circuit, and an arbitrary spectrum mask specification. As this acquisition method, direct input may be performed directly, or it may be acquired from a public communication network such as the Internet. In addition, such a condition may be input in advance in the condition acquisition unit 18. The condition acquisition unit 18 transmits information regarding the acquired condition items to the communication condition selection unit 19.

通信条件選択部19は、パラメータテーブル格納部17に記憶されている、通信条件毎の時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係の中から、何れか1の通信条件を選択する。通信条件選択部19は、この通信条件の選択時において条件取得部18において取得された必須の条件項目、および条件取得部18において取得された必須の条件項目の基で、最大のスループットを達成できる通信条件を選択する。通信条件選択部19は、選択した通信条件のうち、誤り訂正符号の種類、符号化率、変調方式の何れか1以上をOFDM信号受信装置2側における復調・復号処理部23へ送信する。また通信条件選択部19は、選択した通信条件の時間軸ウィンドウイング長を時間軸ウィンドウイング処理部12へ通知する。また通信条件選択部19は、選択した通信条件のうち、送信電力値を送信電力制御部32へ通知する。   The communication condition selection unit 19 selects any one communication condition from the relationship of the throughput with respect to the time axis windowing length for each communication condition stored in the parameter table storage unit 17. The communication condition selection unit 19 can achieve the maximum throughput based on the essential condition items acquired by the condition acquisition unit 18 and the essential condition items acquired by the condition acquisition unit 18 when the communication conditions are selected. Select communication conditions. The communication condition selection unit 19 transmits any one or more of the selected error correction code type, coding rate, and modulation method to the demodulation / decoding processing unit 23 on the OFDM signal receiving apparatus 2 side. The communication condition selection unit 19 notifies the time axis windowing processing unit 12 of the time axis windowing length of the selected communication condition. The communication condition selection unit 19 notifies the transmission power control unit 32 of the transmission power value among the selected communication conditions.

時間軸ウィンドウイング処理部12は、OFDM信号生成部20から送信されてくるOFDM信号について、通信条件選択部19において選択された通信条件に応じた時間軸ウィンドウイング長で時間軸ウィンドウイング処理を施す。この時間軸ウィンドウイング処理部12において実行される時間軸ウィンドウイング処理の詳細は、後段において詳述する。時間軸ウィンドウイング処理部12は、このウィンドウイング処理したOFDM信号を帯域制限フィルタ13へ出力する。   The time axis windowing processing unit 12 subjects the OFDM signal transmitted from the OFDM signal generation unit 20 to time axis windowing processing with a time axis windowing length corresponding to the communication condition selected by the communication condition selection unit 19. . Details of the time axis windowing process executed in the time axis windowing processing unit 12 will be described later. The time axis windowing processing unit 12 outputs the windowed OFDM signal to the band limiting filter 13.

帯域制限フィルタ13は、時間軸ウィンドウイング処理部12からのOFDM信号を構成するOFDMシンボルに帯域制限フィルタなどの送信ディジタルフィルタ処理を施す。   The band limiting filter 13 performs transmission digital filter processing such as a band limiting filter on the OFDM symbol constituting the OFDM signal from the time axis windowing processing unit 12.

送信電力パラメータテーブルは、(通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定等の何れか1以上)環境として与えられる条件項目、および要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージン項目という条件の基で、時間軸ウィンドウイング処理を施すための時間軸ウィンドウイング長に対する最大送信電力もしくは送信帯域内における送信信号のPSDの最大値に相当する帯域内最大送信PSDの関係が条件項目毎に予め記憶されているハードディスク、メモリ等、もしくは上記関係を算出できるプログラムである。   The transmission power parameter table is a condition item given as an environment (any one or more of communication system standards, hardware performance including characteristics of digital band limiting filters and RF circuits, and arbitrary spectrum mask specifications), and required. In-band maximum corresponding to the maximum transmission power for the time-axis windowing length for performing time-axis windowing processing or the maximum value of the PSD of the transmission signal in the transmission band under the condition of the design margin item for the spectrum mask specification The transmission PSD relationship is stored in advance for each condition item, such as a hard disk, a memory, or the like, or a program that can calculate the relationship.

スループットパラメータテーブルは、パラメータテーブル格納部17から与えられる最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDの基で、時間軸ウィンドウイング処理を施すための時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係が通信条件毎に予め記憶されているハードディスク、メモリ等、もしくは上記関係を算出できるプログラムである。   The throughput parameter table is based on the maximum transmission power or the maximum in-band transmission PSD given from the parameter table storage unit 17, and the relationship between the throughput and the time axis windowing length for performing the time axis windowing process is previously determined for each communication condition. It is a stored hard disk, memory, etc., or a program that can calculate the above relationship.

時間軸ウィンドウイング処理部16は、OFDM信号を構成するプリアンブル部分に対して任意の時間軸ウィンドウイング処理を施す。ちなみに、時間軸ウィンドウイング処理部16は、このような時間軸ウィンドウイング処理を行う代わりに、例えばプリアンブル部分のみ対して帯域制限フィルタを通過させるようにしてもよい。時間軸ウィンドウイング処理部16は、このような処理を施したOFDM信号のプリアンブル部分のデータシンボルをシンボル連結処理部14へと送信する。また、時間軸ウィンドウイング処理部16は、プリアンブル部に対して実行した時間軸ウィンドウイング処理における時間軸ウィンドウイング長や、帯域制限フィルタに関する情報を同期パラメータ設定部15へ通知する。   The time axis windowing processing unit 16 performs arbitrary time axis windowing processing on the preamble portion constituting the OFDM signal. Incidentally, the time axis windowing processing unit 16 may pass, for example, only the preamble portion through the band limiting filter instead of performing such time axis windowing processing. The time axis windowing processing unit 16 transmits the data symbol of the preamble portion of the OFDM signal subjected to such processing to the symbol concatenation processing unit 14. In addition, the time axis windowing processing unit 16 notifies the synchronization parameter setting unit 15 of information on the time axis windowing length in the time axis windowing process executed for the preamble unit and the band limiting filter.

同期パラメータ設定部15は、OFDM信号のプリアンブル部分に付される、同期を取るためのパラメータを抽出する。この同期パラメータ設定部15は、時間軸ウィンドウイング処理部16から通知された時間軸ウィンドウイング長や、帯域制限フィルタに関する情報を抽出する。同期パラメータ設定部15は、これら同期を取るためのパラメータや時間軸ウィンドウイング長や、帯域制限フィルタに関する情報をOFDM信号受信装置2における同期検出部21へ報知する。この報知の方法としては、例えば無線信号を送信するようにしてもよい。   The synchronization parameter setting unit 15 extracts parameters for synchronization that are attached to the preamble portion of the OFDM signal. The synchronization parameter setting unit 15 extracts time axis windowing length notified from the time axis windowing processing unit 16 and information related to the band limiting filter. The synchronization parameter setting unit 15 notifies the synchronization detection unit 21 in the OFDM signal receiving apparatus 2 of the parameters for achieving synchronization, the time axis windowing length, and information on the band limiting filter. As a notification method, for example, a radio signal may be transmitted.

また時間軸ウィンドウイング長や、帯域制限フィルタに関する情報は、同期パラメータ設定部15において抽出したものをOFDM信号受信装置2側に報知する以外に、例えばOFDM信号送信装置1側において設定するこれらの情報を、OFDM信号受信装置2側において予め設定しておくようにしてもよい。これにより情報を報知することなく、OFDM信号送信装置1側で設定したプリアンブル部分に関する情報を予めOFDM信号受信装置2側において持たせることが可能となる。   In addition to notifying the OFDM signal receiving apparatus 2 of the information about the time axis windowing length and the band limiting filter, the information set on the OFDM signal transmitting apparatus 1 side, for example, is set in the OFDM signal receiving apparatus 2 side. May be set in advance on the OFDM signal receiving apparatus 2 side. As a result, it is possible to provide information on the preamble portion set on the OFDM signal transmitting apparatus 1 side in advance on the OFDM signal receiving apparatus 2 side without notifying the information.

帯域制限フィルタ31は、時間軸ウィンドウイング処理部16からのOFDM信号を構成するプリアンブル部分に帯域制限フィルタなどの送信ディジタルフィルタ処理を施す。   The band limiting filter 31 performs transmission digital filter processing such as a band limiting filter on the preamble portion constituting the OFDM signal from the time axis windowing processing unit 16.

シンボル連結処理部14は、帯域制限フィルタ13から出力されてくるOFDM信号の実データ部分と、帯域制限フィルタ31から出力されてくる、OFDM信号のプリアンブル部分とを互いに連結処理する。   The symbol concatenation processing unit 14 concatenates the actual data portion of the OFDM signal output from the band limiting filter 13 and the preamble portion of the OFDM signal output from the band limiting filter 31.

送信電力制御部は、シンボル連結処理部14から出力されてくるOFDM信号の送信電力を、通信条件選択部19において選択された送信電力値に基づいて制御する。送信電力制御部は、この送信電力制御されたOFDM信号を、無線送信する。   The transmission power control unit controls the transmission power of the OFDM signal output from the symbol concatenation processing unit 14 based on the transmission power value selected by the communication condition selection unit 19. The transmission power control unit wirelessly transmits the transmission power controlled OFDM signal.

なおOFDM信号送信装置1は、上述した構成以外にも、OFDM信号の送信に必要な図示しない一般的な回路、ブロックを備えている。   In addition to the above-described configuration, the OFDM signal transmission apparatus 1 includes general circuits and blocks (not shown) necessary for transmitting an OFDM signal.

OFDM信号受信装置2は、送信電力制御部32から送信されてくるOFDM信号を受信し、同期を取るための処理を行う。このとき同期検出部21には、同期パラメータ設定部15から同期を取るためのパラメータが報知されるため、これに基づいて同期を取ることが可能となる。また同期検出部21には、同期パラメータ設定部15から、プリアンブル部分における時間軸ウィンドウイング長や、帯域制限フィルタに関する情報が通知されている場合には、同期をとる上でこれらの情報を参照する。またプリアンブル部分について、その通知されている時間軸ウィンドウイング長に基づいて復調等も行うことが可能となる。   The OFDM signal receiving apparatus 2 receives the OFDM signal transmitted from the transmission power control unit 32 and performs processing for synchronization. At this time, the synchronization detection unit 21 is notified of a parameter for synchronization from the synchronization parameter setting unit 15, and based on this, synchronization can be achieved. In addition, when the synchronization parameter setting unit 15 is notified of the time axis windowing length in the preamble part or information on the band limiting filter, the synchronization detection unit 21 refers to these information for synchronization. . Further, the preamble portion can be demodulated based on the notified time axis windowing length.

OFDM復調部22は、同期検出部21で検知された同期情報に基づき、フレーム同期および周波数同期、GI除去を行い、フーリエ変換によりサブキャリア信号に変換する。このサブキャリア信号に伝送路等化を施し、復調・復号処理部23へ送信する。   Based on the synchronization information detected by the synchronization detector 21, the OFDM demodulator 22 performs frame synchronization, frequency synchronization, and GI removal, and converts the subcarrier signal by Fourier transform. The subcarrier signal is subjected to transmission path equalization and transmitted to the demodulation / decoding processing unit 23.

復調・復号処理部23は、伝送路等化されたサブキャリア信号について復調および誤り訂正復号処理を行う。なお、復調・復号処理部23は、例えばBPSKやQPSK等、他のいかなる変調方式であってもよいし、ブロック畳込み符号化等、他のいかなる符号化方式であってもよい。この復調・復号処理部23は、通信条件選択部19において選択された通信条件に基づいて復調、復号を行う。復調・復号処理部23による復調、復号処理を経て、受信信号データが得られる。   The demodulation / decoding processing unit 23 performs demodulation and error correction decoding processing on the subcarrier signal equalized in the transmission path. The demodulation / decoding processing unit 23 may be any other modulation method such as BPSK or QPSK, or any other coding method such as block convolutional coding. The demodulation / decoding processor 23 performs demodulation and decoding based on the communication condition selected by the communication condition selector 19. Received signal data is obtained through demodulation and decoding processing by the demodulation / decoding processor 23.

なおOFDM信号受信装置2は、上述した構成以外にも、OFDM信号の受信に必要な図示しない一般的な回路、ブロックを備えている。   In addition to the above-described configuration, the OFDM signal receiving apparatus 2 includes general circuits and blocks (not shown) necessary for receiving an OFDM signal.

次に、本発明を適用したOFDM信号送信装置1の動作について説明をする。本発明を適用したOFDM信号送信装置1では、例えば一時的あるいは継続的に一次利用者が不使用状態にあるTVホワイトスペース又はホワイトスペースを二次利用者が有効活用するための、IEEE802.15.4m、IEEE802.11.af、IEEE802.22/22b等の規格に基づいてOFDM信号を送信する。但し、このOFDM信号送信装置1は、このようなホワイトスペースを二次利用者が利用する場合に限定されるものではなく、それ以外の通常のOFDM通信においても適用可能であることは勿論である。   Next, the operation of the OFDM signal transmission apparatus 1 to which the present invention is applied will be described. In the OFDM signal transmitting apparatus 1 to which the present invention is applied, for example, IEEE 802.15... For the secondary user to effectively use the TV white space or the white space in which the primary user is not in use temporarily or continuously. 4m, IEEE 802.11. An OFDM signal is transmitted based on a standard such as af or IEEE 802.22 / 22b. However, the OFDM signal transmitting apparatus 1 is not limited to the case where such a white space is used by a secondary user, and can be applied to other normal OFDM communications. .

図2は、OFDM信号送信装置1において実際に送信すべきOFDM信号を生成するためのフローチャートを示している。このOFDMの生成フローは、大きく分類してステップS11〜S14までの周波数領域と、ステップS14〜S19に至るまでの時間領域に分けられる。また、図3は、本発明を適用したOFDM信号送信装置1の動作について説明するためのフロー図である。   FIG. 2 shows a flowchart for generating an OFDM signal to be actually transmitted in the OFDM signal transmitting apparatus 1. This OFDM generation flow is roughly classified into a frequency domain from steps S11 to S14 and a time domain from steps S14 to S19. FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the OFDM signal transmitting apparatus 1 to which the present invention is applied.

先ずステップS11において、送信信号データについて直−並列変換を行った後、ステップS12においてチャネルコーディングを行う。このチャネルコーディングは、主として変調・符号化処理部11において行われる誤り訂正のチャネル符号化処理に相当する。次にステップS13へ移行して、入力されたデータ系列に対して畳み込みインタリーブ処理等を行う。次にステップS14へ移行し、OFDMシンボル単位で一括して逆フーリエ変換し、時間領域のベースバンドのOFDM信号を生成する。即ち、ステップS14において周波数領域から時間領域へシフトすることとなる。ちなみに、このステップS13、S14の処理は、それぞれOFDM信号生成部20において行われる。   First, in step S11, serial-parallel conversion is performed on transmission signal data, and then channel coding is performed in step S12. This channel coding corresponds to error correction channel coding processing mainly performed in the modulation / coding processing section 11. In step S13, the input data series is subjected to convolutional interleaving and the like. Next, the process proceeds to step S14, where the inverse Fourier transform is performed collectively in units of OFDM symbols to generate a time-domain baseband OFDM signal. That is, in step S14, the frequency domain is shifted to the time domain. Incidentally, the processes of steps S13 and S14 are performed in the OFDM signal generation unit 20, respectively.

次にステップS15へ移行し、並−直列変換を行った後、ステップS16へ移行してOFDM信号に対しガードインターバルを付加する。これにより、マルチパスフェージングに耐性を持たせることが可能となる。   Next, the process proceeds to step S15, and after parallel-serial conversion is performed, the process proceeds to step S16 to add a guard interval to the OFDM signal. This makes it possible to withstand multipath fading.

次にステップS17へ移行し、時間軸ウィンドウイング処理部12によりシンボル間の不連続性を低減するための時間軸ウィンドウイング処理を施す。次にステップS18において、時間軸ウィンドウイング処理が行われたOFDM信号について、帯域制限フィルタ13によるフィルタリング処理を行い、最後にディジタルアナログ(D/A)変換処理を行う(ステップS19)。   Next, the process proceeds to step S17, where the time axis windowing processing unit 12 performs time axis windowing processing for reducing discontinuity between symbols. Next, in step S18, the OFDM signal subjected to the time-axis windowing process is subjected to a filtering process by the band limiting filter 13, and finally a digital analog (D / A) conversion process is performed (step S19).

図4は、ステップS16について行う時間軸ウィンドウイング処理について説明するための図である。横軸を時間軸としたとき、この時間軸のOFDM信号は、図4(a)に示すように、ステップS16において付された期間TGからなるガードインターバルと、OFDM信号に相当する期間TFのシンボルとから構成される。またガードインターバルも含めたOFDMのシンボル長をTsとする。このガードインターバルの期間TGを中心とした時間帯は、OFDM信号における後半のシンボルをコピーすることで構成される。 FIG. 4 is a diagram for explaining the time axis windowing process performed in step S16. When the horizontal axis is the time axis, the OFDM signal of this time axis is, as shown in FIG. 4A, a guard interval consisting of the period T G given in step S16 and a period T F corresponding to the OFDM signal. And the symbol. The OFDM symbol length including the guard interval is Ts. The time zone centered on the period TG of the guard interval is configured by copying the latter half symbol in the OFDM signal.

ところで、このOFDM信号は、あくまでそのシンボル内では連続信号として構成されるものの、シンボル間の境界は、不連続点が生じる。この不連続点には、多くの周波数成分が含まれるため、帯域外において不要な輻射成分を発生させる。そこでシンボル間の境界に生じる不連続点に対して時間軸ウィンドウイング処理を施すことにより、信号波形を平滑化し、不要な帯域外輻射を抑圧することをステップS16において行う。   By the way, although this OFDM signal is configured as a continuous signal within the symbol, a discontinuity occurs at the boundary between symbols. Since this discontinuous point includes many frequency components, an unnecessary radiation component is generated outside the band. Therefore, in step S16, the time-axis windowing process is performed on the discontinuous points generated at the boundaries between the symbols, thereby smoothing the signal waveform and suppressing unnecessary out-of-band radiation.

この時間軸ウィンドウイング関数を導入した第mシンボルのOFDM時間軸送信信号;xm(t)を以下の(1)式に示す。 The m-th symbol OFDM time axis transmission signal; x m (t), in which this time axis windowing function is introduced, is shown in the following equation (1).

ここでXn mは第mシンボルのn番目のサブキャリア信号、Δf=fs/Nはサブキャリア間隔(Fsはサンプリング周波数、Nは全サブキャリア数)、Lはオーバーサンプリングの倍数である。 Here, X n m is the n-th subcarrier signal of the m-th symbol, Δf = fs / N is the subcarrier interval (Fs is the sampling frequency, N is the total number of subcarriers), and L is a multiple of oversampling.

またw(t)は、シンボル端における不連続点を平滑化するための時間軸ウィンドウイング関数である。このw(t)は、例えばIEEE802.11a/g/n等で一般的に用いられる時間軸ウィンドウイング関数として、以下の(2)式に示すレイズドコサインウィンドウ等で具体化される。ちなみにTTRはウィンドウイング長である。 Further, w (t) is a time axis windowing function for smoothing the discontinuity at the symbol end. This w (t) is embodied by a raised cosine window or the like shown in the following equation (2) as a time axis windowing function generally used in IEEE 802.11a / g / n, for example. By the way, TTR is the windowing length.

このようなウィンドウイング関数;w(t)を図4(b)の時間軸にも反映させている。OFDMシンボル間の境界において、ウィンドウイング関数;w(t)が曲線状に傾斜しているのが示されている。OFDM信号に対してこのようなウィンドウイング関数;w(t)を乗じた状態を図4(c)に示す。このようなウィンドウイング関数;w(t)が乗じられた、隣接する他の第m−1シンボル及び第m+1シンボルのOFDM信号と組み合わせた状態を図4(d)に示す。   Such a windowing function; w (t) is also reflected in the time axis of FIG. It is shown that the windowing function; w (t) is inclined in a curved line at the boundary between OFDM symbols. FIG. 4C shows a state where the OFDM signal is multiplied by such a windowing function; w (t). FIG. 4D shows a state in which such a windowing function; w (t) is multiplied and combined with other adjacent m-1 and m + 1 symbol OFDM signals.

この図4における時間軸ウィンドウイング長は、実際に上述したウィンドウイング関数;w(t)に基づいてウィンドウイングを施す時間に相当するものである。この時間軸ウィンドウイング長が長いほどウィンドウイング関数;w(t)によりウィンドウイングが施される時間帯が長くなる。そしてウィンドウイング関数;w(t)の形状は、傾斜がその分緩やかになる。これに対して、時間軸ウィンドウイング長が短いほどウィンドウイング関数;w(t)によりウィンドウイングが施される時間帯が短くなり、ウィンドウイング関数;w(t)の形状は、傾斜がその分急峻になる。   The time axis windowing length in FIG. 4 corresponds to the time for which windowing is actually performed based on the above-described windowing function; w (t). The longer the time axis windowing length is, the longer the time period for which windowing is performed by the windowing function; w (t). The shape of the windowing function; w (t) has a gentler slope. On the other hand, as the time axis windowing length is shorter, the windowing function; the time zone in which windowing is performed by w (t) is shortened, and the shape of the windowing function; It becomes steep.

図5は、時間軸ウィンドウイング処理後のIEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号の、送信スペクトラムを示している。横軸を中心周波数からの偏差とし、縦軸を最大値からの相対値量で規定されるPSD、以下、相対値PSD(dBr/100kHz)を示している。   FIG. 5 shows IEEE802.11 after time axis windowing processing. The transmission spectrum of the OFDM signal based on the af standard is shown. The horizontal axis represents the deviation from the center frequency, and the vertical axis represents the PSD defined by the relative value amount from the maximum value, hereinafter, the relative value PSD (dBr / 100 kHz).

図5に示すように、ウィンドウイング長;TTRが長くなるにつれてスペクトラムマスクに対する帯域外輻射が小さくなることが分かる。時間軸ウィンドウイング処理を全く施さない場合(TTR=0μs)の場合には、帯域外においてスペクトラムマスクを超える周波数成分が非常に大きいのに対して、時間軸ウィンドウイング処理をある程度施した場合(TTR=1.5μs)には、OFDM信号の帯域外の輻射電力が抑圧される。更にこの時間軸ウィンドウイング長を長くすると(TTR=6.0μs)、OFDM信号の帯域外の輻射電力が更に抑圧される。この図5の例では、時間軸ウィンドウイング長;TTRを6.0μsとした場合に、スペクトラムマスクを満足することが可能となる上、要求されるスペクトラムマスク規定に対する10dB以上の設計マージンを確保出来ることが示されている。 As shown in FIG. 5, it can be seen that the out-of-band radiation with respect to the spectrum mask decreases as the windowing length; TTR increases. When time axis windowing processing is not performed at all (T TR = 0 μs), frequency components exceeding the spectrum mask are very large outside the band, whereas when time axis windowing processing is performed to some extent ( (T TR = 1.5 μs), the radiation power outside the band of the OFDM signal is suppressed. If the time axis windowing length is further increased (T TR = 6.0 μs), the radiation power outside the band of the OFDM signal is further suppressed. In the example of FIG. 5, the time axis windowing length; in the case where the T TR and 6.0Myuesu, on it is possible to satisfy the spectrum mask, ensuring 10dB or more design margin for the required spectral mask requirement It is shown that it can be done.

特にホワイトスペースにおける二次利用者の無線通信においては、一次利用者への干渉を防ぐために、送信スペクトラムマスクの条件も厳しいものとなるが、かかる条件を満足するような時間軸ウィンドウイング長を探索することとなる。   Especially in the wireless communication of secondary users in white space, the condition of the transmission spectrum mask is strict to prevent interference with the primary user, but search for the time axis windowing length that satisfies such conditions. Will be.

図6は、IEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号の時間軸ウィンドウイング長;TTRに対する、帯域端部における相対値PSD、以下、相対値帯域端部PSD;Poob(dBr/100kHz)、およびスペクトラムマスクに対するマージン;Pm(dB)の関係を示している。時間軸ウィンドウイング長;TTRを長くするにつれて、相対値帯域端部PSD;Poobが低下し、スペクトラムマスクに対するマージン;Pmが増加していく傾向が示されている。このため、一見すれば、この時間軸ウィンドウイング長TTRを長くするほど、帯域外に輻射してしまう電力を効果的に抑制することが可能となることが示されている。 FIG. 6 shows IEEE802.11. Time axis windowing length of the OFDM signal based on af standard; for T TR, relative value PSD in the band end portion, hereinafter, the relative value band end PSD; P oob (dBr / 100kHz ), and the margin for the spectrum mask; P The relationship of m (dB) is shown. As T TR and lengthening, relative value band end PSD;; time axis windowing length P oob decreases, the margin for the spectrum mask; P m is shown a tendency increases. Therefore, at first glance, it is shown that as the time axis windowing length TTR is increased, the power radiated out of the band can be effectively suppressed.

一方、図7は、IEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号の時間軸ウィンドウイング長(TTR)に対するスループットの関係を示している。ちなみに、この図7に示される傾向は、変調方式が16QAMであり、ブロック畳込み符号化及び軟判定ビタビ符号化とした場合における一例である。この図7に示すようにブロック畳込み符号化を行わない場合には、時間軸ウィンドウイング長;TTRがガードインターバル長;TGを超えた場合にはスループットが急激に低下する。その理由としては、ガードインターバルを超えるOFDMシンボルが、この時間軸ウィンドウイング処理により、復調に必要な時間軸信号が削られるため、復元が困難になるため、その分スループットが低くなってしまうためである。 On the other hand, FIG. 7 shows IEEE802.11. The relationship of the throughput with respect to the time-axis windowing length (T TR ) of the OFDM signal based on the af standard is shown. Incidentally, the tendency shown in FIG. 7 is an example when the modulation scheme is 16QAM and block convolutional coding and soft decision Viterbi coding are used. As shown in FIG. 7, when block convolutional coding is not performed, when the time axis windowing length; TTR exceeds the guard interval length; TG , the throughput rapidly decreases. The reason for this is that OFDM symbols exceeding the guard interval are difficult to recover because the time axis signal necessary for demodulation is deleted by this time axis windowing process, resulting in a lower throughput. is there.

しかしながら、ブロック畳込み符号化を行った場合、時間軸ウィンドウイング長;TTRがガードインターバル長;TGを超える場合であっても、符号化率を変えることにより、スループットの劣化に対する耐性を強くすることが可能となる。例えば符号化率を5/6とした場合、時間軸ウィンドウイング長;TTRが15μs以内においてスループットが低下することなくほぼ一定であるのに対して、これが15μsを超えると急激にスループットの劣化が始まる。同様に、符号化率を3/4とした場合、時間軸ウィンドウイング長;TTRが16μs以内においてスループットが低下することなくほぼ一定であるのに対して、これが16μsを超えると急激にスループットの劣化が始まる。以下、符号化率を下げるに従い、スループットの劣化が始まる時間軸ウィンドウイング長;TTRが長くなることが分かる。一方、符号化率が下がるにつれて、最大スループット自体は低下するが、多少送信時間が長くなっても、厳しいスペクトラムマスクにおける帯域外輻射の条件を満たすことができ、かつスループットの劣化を防ぐことでより確実な信号の復調が可能となる。 However, when block convolutional coding is performed, even if the time-axis windowing length; TTR exceeds the guard interval length; TG , by changing the coding rate, the tolerance to deterioration in throughput is increased. It becomes possible to do. For example, if the code rate was 5/6, the time axis windowing length; whereas a substantially constant without throughput decreases in within 15μs is T TR, rapid throughput degradation if it exceeds 15μs is Begins. Similarly, when coding rate 3/4, the time axis windowing length; whereas a substantially constant without T TR throughput decreases in within 16 .mu.s, rapidly throughput when it exceeds 16 .mu.s Deterioration begins. In the following, it can be seen that as the coding rate is lowered, the time-axis windowing length; TTR, where the deterioration of the throughput begins, becomes longer. On the other hand, the maximum throughput itself decreases as the coding rate decreases, but even if the transmission time is somewhat longer, it can satisfy the conditions of out-of-band radiation in a severe spectrum mask, and it prevents the deterioration of the throughput. Reliable signal demodulation is possible.

このように本発明では、時間軸ウィンドウイング長;TTRがガードインターバル長;TGを超える場合であっても、符号化率を変えることにより、スループットの劣化に対する耐性を強くすることが可能となる事を示している。但し、基本的には時間軸ウィンドウイング処理による帯域外輻射電力抑圧性能、すなわち相対値帯域端部PSD;Poobと、スループットとの間にはトレード・オフの関係があるため、より効率的なシステム設計のためには時間軸ウィンドウイング処理による帯域外輻射電力抑圧性能(相対値帯域端部PSD;Poob)と、スループットとの関係を紐付ける必要がある。 As described above, according to the present invention, even when the time axis windowing length; TTR exceeds the guard interval length; TG , it is possible to increase the resistance to the deterioration of the throughput by changing the coding rate. It shows that. However, basically, there is a trade-off relationship between the out-of-band radiation power suppression performance by the time axis windowing process, that is, the relative value band edge PSD; Poob, and the throughput. For system design, it is necessary to link the relationship between the out-of-band radiation power suppression performance (relative value band edge PSD; Poob ) by the time axis windowing process and the throughput.

ところで、例えばFCCのTVホワイトスペースにおける二次利用者に対する送信スペクトラムマスク規定は表1に示す通り、デバイスの種類に応じて、帯域内送信電力上限値(dBm/6MHz)、帯域内送信PSD上限値;Ptx mask(dBm/100kHz)、帯域外送信PSD上限値;Pedge mask(dBm/100kHz)が全て絶対値で規定されている。 By the way, as shown in Table 1, transmission spectrum mask regulations for secondary users in FCC TV white space, for example, in-band transmission power upper limit value (dBm / 6 MHz), in-band transmission PSD upper limit value, as shown in Table 1. P tx mask (dBm / 100 kHz), out-of-band transmission PSD upper limit; P edge mask (dBm / 100 kHz) are all defined as absolute values.

例えば、FCCの可搬型デバイス2用スペクトラムマスク規定では、帯域内送信電力上限値は30dBm/6MHz、帯域内送信PSD上限値はPtx mask=2.6dBm/100kHz、帯域外送信PSD上限値はPedge mask=−52.8dBm/100kHzとされている。 For example, in the spectrum mask specification for the portable device 2 of the FCC, the in-band transmission power upper limit value is 30 dBm / 6 MHz, the in-band transmission PSD upper limit value is P tx mask = 2.6 dBm / 100 kHz, and the out-of-band transmission PSD upper limit value is P edge mask = −52.8 dBm / 100 kHz.

したがって、実際に送信するOFDM信号の、絶対値で規定される帯域内の最大送信PSD、以下、絶対値帯域内最大PSDをPtx max(dBm/100kHz)、絶対値で規定される帯域端部の送信PSD、以下、絶対値帯域端部PSDをPedge(dBm/100kHz)とすると、例えば、絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxを設定し得る上限値である帯域内送信PSD上限値;Ptx maskに設定したとき、ある時間軸ウィンドウイング長;TTRによる時間軸ウィンドウイング処理における相対値帯域端部PSD;Poobでは、要求される送信スペクトラムマスク規定における帯域外送信PSD上限値;Pedge maskと、この要求される送信スペクトラムマスクに対する設計マージン;Pm R(dB)とにより決定される、帯域端部において満たすべき絶対値で規定される設計最大PSD、以下、絶対値帯域端部最大PSD;Pedge max=Pedge mask−Pm R(dBm/100kHz)を満足できない場合、すなわちPedge=Ptx max+Poob>Pedge maxとなってしまう場合、送信信号全体の電力を低減することでもこれを満たすことができる。 Therefore, the maximum transmission PSD within the band specified by the absolute value of the OFDM signal to be actually transmitted, hereinafter, the maximum PSD within the absolute value band is referred to as P tx max (dBm / 100 kHz), and the band edge specified by the absolute value. If the absolute value band edge PSD is P edge (dBm / 100 kHz), for example, the absolute value in-band maximum PSD; the in-band transmission PSD upper limit value that is an upper limit value for which P tx max can be set; when set to P tx mask, a time axis windowing length; relative value band end PSD in the time axis windowing processing by T TR; in P oob, requested band transmission PSD limit in the transmission spectrum mask defined by; and P edge mask, the required transmit spectrum design margin with respect to the mask; is determined by the P m R (dB), Mitasube in the band end portion Design maximum PSD that in absolute value is defined, below, the absolute value band ends up PSD; If P edge max = P edge mask -P m can not be satisfied R (dBm / 100kHz), i.e. P edge = P tx max + P oob If> P edge max , this can also be satisfied by reducing the power of the entire transmission signal.

図8は、FCCのTVホワイトスペースにおける二次利用者(可搬型デバイス2)に対して絶対値で規定される送信スペクトラムマスクと、時間軸ウィンドウイング処理後のIEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号の、送信信号スペクトラムを示している。横軸を中心周波数からの偏差とし、縦軸は絶対値で定義されるPSD、以下、絶対値PSD(dBm/100kHz)を示している。   FIG. 8 shows a transmission spectrum mask defined by an absolute value for a secondary user (portable device 2) in TVC white space of FCC, and IEEE802.11 after time axis windowing processing. The transmission signal spectrum of the OFDM signal based on the af standard is shown. The horizontal axis represents the deviation from the center frequency, and the vertical axis represents the PSD defined by the absolute value, hereinafter, the absolute value PSD (dBm / 100 kHz).

例えば設計マージンをPm R=10dBとすると、帯域内において、Ptx mask=2.6dBm/100kHz以下となるPtx maxと、帯域端部において、Pedge max=Pedge mask−Pm R=−52.8−10=−62.8dBm/100kHz以下となるPedge、とを併せ持つOFDM信号を生成する必要がある。 For example, if the design margin is P m R = 10 dB, P tx max that is P tx mask = 2.6 dBm / 100 kHz or less in the band, and P edge max = P edge mask −P m R = at the band edge. It is necessary to generate an OFDM signal having P edge that is −52.8−10 = −62.8 dBm / 100 kHz or less.

時間軸ウィンドウイング処理を行わない場合、つまり時間軸ウィンドウイング長;TTR=0usの場合、相対値帯域端部PSD;Poobは約−25dBr/100kHzである。したがって、FCCの可搬型デバイス2用スペクトラムマスク規定が定める帯域内送信PSD上限値;Ptx mask=2.6dBm/100kHzをOFDM信号の絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxとしてしまうと、絶対値帯域端部PSDは、Pedge=Ptx mask+Poob=2.6−25=−22.4dBm/100kHzとなり、帯域端部において、Pedge max=−62.8dBm/100kHzを40.4dB超過してしまう。したがってこのような場合、送信電力全体を40.4dB低減することで、要求条件を達成する事ができるが、送信電力全体を40.4dB低減するということは、すなわち受信側におけるビットエネルギー対雑音電力密度比;Eb/N0(dB)も40.4dB低減してしまう事を示しており、大幅な受信品質の劣化を引き起こしてしまう。 If you do not time axis windowing processing, that is, the time axis windowing length; for T TR = 0us, relative value band end PSD; P oob is about -25dBr / 100kHz. Therefore, the in-band transmission PSD upper limit defined by the spectrum mask specification for the portable device 2 of the FCC; P tx mask = 2.6 dBm / 100 kHz is the absolute value maximum in-band PSD of the OFDM signal; P tx max band end the PSD, P edge = P tx mask + P oob = 2.6-25 = -22.4dBm / 100kHz next, in the band end, the P edge max = -62.8dBm / 100kHz to 40.4dB exceeded End up. Therefore, in such a case, the required condition can be achieved by reducing the total transmission power by 40.4 dB, but reducing the total transmission power by 40.4 dB means that the bit energy versus noise power at the receiving side. Density ratio; Eb / N0 (dB) is also shown to be reduced by 40.4 dB, which causes a significant deterioration in reception quality.

一方で、時間軸ウィンドウイング処理を行った場合、例えば時間軸ウィンドウイング長;TTR=6.0usの場合、相対値帯域端部PSD;Poobは約39dBr/100kHzである。つまり時間軸ウィンドウイング長TTR=0usの場合に比べて14dBr/100kHz程帯域外輻射を抑圧する。したがって、時間軸ウィンドウイング長;TTR=0usの場合に比べて14dB送信電力を大きくしても差し支えなく、送信電力全体の低減を40.4−14=26.4dBに抑える事ができる。 On the other hand, in the case of performing the time axis windowing processing, for example, the time axis windowing length; for T TR = 6.0us, relative value band end PSD; P oob is about 39dBr / 100kHz. That is, the out-of-band radiation is suppressed by about 14 dBr / 100 kHz compared to the case of the time axis windowing length T TR = 0 us. Therefore, the time base windowing length; 14 dB transmission power can be increased as compared with the case of T TR = 0 us, and the reduction of the entire transmission power can be suppressed to 40.4-14 = 26.4 dB.

このように本発明によれば(3)式のように、絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxは、スペクトラムマスク規定で与えられる帯域内送信PSD上限値;Ptx maskと、スペクトラムマスク規定と設計マージン、および時間軸ウィンドウイング長;TTRによって制御される値である、Pedge mask−Pm R−Poob(dBm/100kHz)との、いずれか小さい値が選択され決定される。 Thus, according to the present invention, the absolute value in-band maximum PSD; P tx max is the in-band transmission PSD upper limit value given by the spectrum mask specification; P tx mask , The design margin and time axis windowing length; whichever value is controlled by T TR , P edge mask −P m R −P oob (dBm / 100 kHz), is selected and determined.

図9は、FCCのTVホワイトスペースにおける二次利用者(可搬型デバイス)用送信スペクトラムマスク規定、および各設計マージンをPm R=0,10,20,30,40[dB]としたときに、時間軸ウィンドウイング処理にレイズドコサイン関数を用いたIEEE802.11.af規格に基づいたOFDM信号に対して、上記で説明した手順により得られる、時間軸ウィンドウイング長;TTRと絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxとの関係(左の縦軸)、およびこの絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxに伴い決定される受信Eb/N0利得;Γ(dB)(右の縦軸)との関係を示した、本発明による電力パラメータテーブルの一例である。 FIG. 9 shows transmission spectrum mask specifications for secondary users (portable devices) in the TVC white space of FCC, and when each design margin is P m R = 0, 10, 20, 30, 40 [dB]. IEEE802.11 using a raised cosine function for time axis windowing processing. For an OFDM signal based on the af standard, the time axis windowing length obtained by the procedure described above; the relationship between T TR and the absolute value in-band maximum PSD; P tx max (left vertical axis), and It is an example of a power parameter table according to the present invention showing the relationship between the absolute value in-band maximum PSD; received Eb / N0 gain determined along with P tx max ; Γ (dB) (right vertical axis).

ここでは、受信側における平均Eb/N0;γ(dB)を式(4)に示す通り、時間軸ウィンドウイング処理を用いない場合(時間軸ウィンドウイング長;TTR=0μs)、且つ、設計マージンなし(Pm R=0dB)の場合において信号が送信されたときの平均受信Eb/N0;γ0(dB)と、図9によって決定される受信Eb/N0利得;Γとの和で定義している。 Here, the average Eb / N0 at the receiving side; γ (dB) is not used in the time axis windowing process (time axis windowing length; T TR = 0 μs) as shown in the equation (4), and the design margin In the case of none (P m R = 0 dB), the average received Eb / N0 when the signal is transmitted; γ 0 (dB) and the received Eb / N0 gain determined by FIG. ing.

時間軸ウィンドウイング長;TTRが小さい時には、絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxは、スペクトラムマスク規定を満たす様に、帯域内送信PSD上限値;Ptx mask以下に抑えられている。時間軸ウィンドウイング長;TTRが大きくなるにつれて、絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxは増加する。時間軸ウィンドウイング長;TTRが十分大きい時には、絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxは帯域内送信PSD上限値;Ptx maskに等しくなる。 When the time axis windowing length TTR is small, the absolute value in-band maximum PSD Ptx max is suppressed to the in-band transmission PSD upper limit value Ptx mask or less so as to satisfy the spectrum mask specification. As the time axis windowing length TTR increases, the absolute value maximum PSD in the band; P tx max increases. When the time axis windowing length; TTR is sufficiently large, the absolute value in-band maximum PSD; P tx max is equal to the in-band transmission PSD upper limit value; P tx mask .

また、絶対値帯域内最大PSD;Ptx maxの増加に伴い、受信Eb/N0利得;Γもそれに対応して増加する。すなわち、時間軸ウィンドウイング長;TTRを大きくすることで、受信側における信号の電力強度を改善する事ができることを示している。 As the absolute value in-band maximum PSD; P tx max increases, the reception Eb / N0 gain; Γ also increases correspondingly. That is, it is shown that the power intensity of the signal on the receiving side can be improved by increasing the time axis windowing length; TTR .

一方で、前述の通り、大きな時間軸ウィンドウイング長;TTRはスループットの低下を招く。図10は図9で示した時間軸ウィンドウイング長;TTRに応じた送信電力制御、およびそれに伴う平均受信Eb/N0の増減を考慮して、図7の時間軸ウィンドウイング長;TTRに対するスループット;Rとの関係を計算し直した、γ0=0dB、Pm R=0dBの場合の本発明によるスループットパラメータテーブルの一例である。 On the other hand, as described above, a large time-axis windowing length; TTR causes a decrease in throughput. Figure 10 is a time axis windowing length shown in FIG. 9; T TR transmit power control in accordance with, and in consideration of the increase and decrease of the average received Eb / N0 with it, the time axis windowing length of Figure 7; for T TR Throughput; FIG. 4 is an example of a throughput parameter table according to the present invention when γ 0 = 0 dB and P m R = 0 dB when the relationship with R is recalculated.

図10のスループットパラメータテーブルでは、IEEE802.11af規格における必須な変調符号化率の組み合わせである、MCS0〜7(表2に詳細を記載)までについて示している。時間軸ウィンドウイング長;TTRが小さい時、送信電力が抑えられ、平均受信Eb/N0が劣化するため、結果としてスループット;Rが大幅に劣化する。しかし、時間軸ウィンドウイング長;TTRがある程度大きくなると、帯域外の不要な輻射電力が抑えられ、送信電力をスペクトラムマスク規定の範囲内、および帯域端部において要求される条件を満たす範囲で増加させても差し支えなくなる。そのためスループット;Rが増加する。しかし、時間軸ウィンドウイング長;TTRを必要以上に増大させると、受信側で復調・復号に必要な信号成分が削り取られ、結果としてスループット;Rが劣化する。 The throughput parameter table of FIG. 10 shows MCS0 to MCS7 (detailed in Table 2), which are combinations of modulation coding rates essential in the IEEE802.11af standard. When the time axis windowing length; TTR is small, the transmission power is suppressed and the average received Eb / N0 deteriorates. As a result, the throughput; R significantly deteriorates. However, if the time axis windowing length; TTR is increased to some extent, unnecessary radiation power outside the band is suppressed, and the transmission power is increased within the range specified by the spectrum mask and within the range that satisfies the requirements at the band edge. It will not be a problem. Therefore, throughput; R increases. However, if the time axis windowing length TTR is increased more than necessary, the signal component necessary for demodulation and decoding is scraped off on the receiving side, and as a result, the throughput R is deteriorated.

例えば、MCS番号が4の場合は、時間軸ウィンドウイング長;TTRが0μs〜2.25μsおよび15.0μs以上においてスループット;Rが劣化するが、時間軸ウィンドウイング長;TTRが2.25μs〜15.0μsの範囲においてはスループット;Rは劣化しない。 For example, when the MCS number is 4, the time axis windowing length; the throughput when T TR is 0 μs to 2.25 μs and 15.0 μs or more; R deteriorates, but the time axis windowing length; T TR is 2.25 μs. Throughput in the range of ˜15.0 μs; R does not deteriorate.

したがって、本発明によれば、この送信電力制御を考慮したスループットテーブルにより、最大のスループットを達成し得る、最適な時間軸ウィンドウイング長;TTR optを選択すべきである。最適な時間軸ウィンドウイング長;TTR optと成り得る値に範囲がある場合は、出来るだけ多くのMCSにおいてその最大スループットを達成できる値に設定するべきである。 Therefore, according to the present invention, the optimum time axis windowing length TTR opt that can achieve the maximum throughput should be selected by the throughput table considering the transmission power control. Optimal time windowing length; if there is a range of possible values for T TR opt , it should be set to a value that can achieve its maximum throughput in as many MCSs as possible.

例えば、図10においては、時間軸ウィンドウイング長;TTR=3.75μsにおいて全てのMCSでそれぞれ最大スループットを得られる事が分かる。したがってこのような場合、最適な時間軸ウィンドウイング長;TTR optとしてこのTTR=3.75μsを選択するべきである。 For example, in FIG. 10, it can be seen that the maximum throughput can be obtained with all the MCSs in the time axis windowing length; T TR = 3.75 μs. Therefore, in such a case, this T TR = 3.75 μs should be selected as the optimal time axis windowing length; T TR opt .

最適な時間軸ウィンドウイング長;TTR optが決定されると、図9に示す送信電力パラメータテーブルより、自動的に送信信号電力制御値が決定される。例えばTTR opt=3.75μsが選択された場合、図9よりその時の絶対値帯域内最大PSDはPtx maxは2.6dBm/100kHzとして決定される。 When the optimum time axis windowing length; T TR opt is determined, the transmission signal power control value is automatically determined from the transmission power parameter table shown in FIG. For example, when T TR opt = 3.75 μs is selected, the maximum PSD within the absolute value band at that time is determined as P tx max of 2.6 dBm / 100 kHz from FIG.

与えられた環境および設計条件によって、最適な時間軸ウィンドウイング長と送信電力制御値がひとたび決定されると、後は通常行われる適応変調と同様に、無線通信環境に応じて変化する受信信号レベルに従って変調方式や符号化率(MCS)等が決定される。   Once the optimal time windowing length and transmission power control value are determined by the given environment and design conditions, the received signal level varies depending on the wireless communication environment, as in the case of adaptive modulation that is normally performed. Accordingly, a modulation scheme, a coding rate (MCS), etc. are determined.

このように、本発明によれば、最適なウィンドウイング長および送信電力制御を行う事で、与えられた環境、および設計条件を満たしつつ、達成し得る最大のスループットの獲得を可能とする。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the maximum throughput that can be achieved while satisfying a given environment and design conditions by performing optimal windowing length and transmission power control.

上述した実施の形態は、説明の簡略化ためにある特定の条件項目に着目したが、本条件項目を他の値、システム等に置き換えてもこれらの類似の傾向が現れる。   In the above-described embodiment, attention is paid to a specific condition item for the sake of simplification. However, even if this condition item is replaced with another value, system, or the like, these similar tendencies appear.

表3は、条件項目の一例を示すリストである。条件項目1は、スペクトラムマスク規定に関するものである。条件項目2は、使用するシステムに関するものである。条件項目3はガードインターバルの長さTGに関するものであり、例えばOFDMシンボル長の比率等から構成されるものである。また条件項目4は、誤り訂正符号化に関するものであり、ブロック畳込み符号化、LDPC符号化等がある。条件項目5は、誤り訂正復号に関するものであり、硬判定ビタビ復号、軟判定ビタビ復号等がある。条件項目6は、符号化率に関するものである。また条件項目7は、時間軸ウィンドウイング処理の種類に関するものであり、レイズドコサインとするか、直線状とするか、・・・等がある。また、条件項目8は、変調方式に関するものであり、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等がある。 Table 3 is a list showing an example of the condition items. Condition item 1 relates to spectrum mask specification. Condition item 2 relates to the system to be used. Condition item 3 relates to the guard interval length T G , and is composed of, for example, a ratio of OFDM symbol lengths. Condition item 4 relates to error correction coding, and includes block convolutional coding and LDPC coding. Condition item 5 relates to error correction decoding, and includes hard decision Viterbi decoding, soft decision Viterbi decoding, and the like. Condition item 6 relates to the coding rate. Condition item 7 relates to the type of time-axis windowing processing, such as raised cosine, straight line, or the like. Condition item 8 relates to a modulation method, and includes BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, and the like.

なお、これら条件項目は、上述した図1、3に示すように、環境として与えられる項目(例えば条件項目1〜3)と、システムを最適化するために可変とされた項目(例えば条件項目4〜8)とに分類することができる。   As shown in FIGS. 1 and 3 described above, these condition items include items given as an environment (for example, condition items 1 to 3) and items made variable to optimize the system (for example, condition item 4). To 8).

なお、条件項目は、表1の全ての条件項目が必須ではなく、少なくともシステム(OFDM通信の規格)、ガードインターバル長、誤り訂正符号化の種別、誤り訂正復号の種別、符号化率、時間軸ウィンドウイング処理の種類、変調方式のうち何れか1以上からなるものであればよい。また条件項目は、表1に示される条件項目に限定されるものではなく、他のいかなる通信項目が何種類に亘って加わっていてもよい。   Note that all the condition items in Table 1 are not essential, but at least the system (OFDM communication standard), guard interval length, error correction coding type, error correction decoding type, coding rate, time axis Any one of at least one of the type of windowing process and the modulation method may be used. In addition, the condition items are not limited to the condition items shown in Table 1, and any other communication items may be added over any number of types.

これら各条件項目のうち一つずつ項目を選択することにより一つの通信条件が確定することとなる。例えば、上述した図10のMCS番号3の例では、条件項目1のスペクトラムマスク規定は、FCC可搬型2、条件項目2のシステムは、IEEE802.11.af、条件項目3のガードインターバルの長さは、1/4、条件項目4の誤り訂正符号化はブロック畳込み符号化、条件項目5の誤り訂正復号は軟判定ビタビ復号、条件項目6の符号化率は1/2、条件項目7のウィンドウイングの種類はレイズドコサイン、条件項目8の変調方式は、16QAMがそれぞれ選択されて一つの通信条件が形成されることとなる。他の通信条件についても、それぞれ条件項目1〜8からそれぞれ一つずつ選択されることで構成されることとなる。このため、通信条件は、条件項目1〜7におけるそれぞれの項目数に応じて、数百、数千通りにもなり得る。   One communication condition is determined by selecting one of these condition items. For example, in the example of MCS number 3 in FIG. 10 described above, the spectrum mask definition of condition item 1 is FCC portable type 2, and the system of condition item 2 is IEEE 802.11. af, condition item 3 guard interval length is 1/4, condition item 4 error correction coding is block convolution coding, condition item 5 error correction decoding is soft decision Viterbi decoding, condition item 6 code The conversion rate is 1/2, the windowing type of the condition item 7 is raised cosine, and the modulation method of the condition item 8 is 16QAM, so that one communication condition is formed. Other communication conditions are also configured by selecting one from condition items 1 to 8 respectively. For this reason, the communication conditions can be hundreds or thousands depending on the number of items in the condition items 1 to 7.

また、それぞれ条件項目1〜6からそれぞれ一つずつ選択された一の通信条件毎に、図9、図10に示すような時間軸ウィンドウイング長TTRに対する調整可能な最大送信電力の範囲、およびスループットの関係が一つずつ得られることとなる。本発明においては、通信条件毎に、この時間軸ウィンドウイング長TTRに対する調整可能な最大送信電力の範囲の関係を、送信電力パラメータテーブルに、時間軸ウィンドウイング長TTRに対するスループットの関係を、スループットパラメータテーブルにそれぞれ記憶させておく。 Moreover, each one communication conditions are selected one by one each respectively from condition items 1-6, 9, adjustable maximum range of transmission power with respect to time axis windowing length T TR shown in FIG. 10, and Throughput relationships can be obtained one by one. In the present invention, for each communication condition, the relationship of the range of the maximum transmit power that can be adjusted with respect to the time axis windowing length T TR is shown in the transmission power parameter table, and the relationship of the throughput with respect to the time axis windowing length T TR is Each is stored in the throughput parameter table.

通信条件選択部19は、このパラメータテーブル格納部17にアクセスし、これに記憶されている時間軸ウィンドウイング長TTRに対するスループットの関係に基づいて通信条件の選択を行う。通信条件選択部19は、この通信条件の選択を行う上で、今回送信しようとするOFDM信号に求められる帯域外輻射の抑制条件を取得する必要がある。帯域外輻射の抑制条件は、条件取得部18を介して取得する。通信条件選択部19は、取得した帯域外輻射の抑制条件に基づいて、これを満たすような通信条件を選択することとなる。表4は、通信条件選択部19により、各条件項目1〜8について塗りつぶされた項目からなる通信条件が選択された例を示している。条件項目1〜6についてそれぞれ一つずつ条件が選択されているのが示されている。 Communication condition selection unit 19, access the parameter table storage section 17, to select the communication condition based on a relationship of throughput to the time axis windowing length T TR stored thereto. In selecting the communication condition, the communication condition selecting unit 19 needs to acquire the out-of-band radiation suppression condition required for the OFDM signal to be transmitted this time. The out-of-band radiation suppression condition is acquired via the condition acquisition unit 18. Based on the acquired out-of-band radiation suppression condition, the communication condition selection unit 19 selects a communication condition that satisfies this condition. Table 4 shows an example in which the communication condition selection unit 19 selects communication conditions including items filled in for each of the condition items 1 to 8. It is shown that one condition is selected for each of the condition items 1 to 6.

このとき通信条件選択部19は、通信条件選択部19を介して、上述した帯域外輻射の抑制条件に加え、OFDM信号送信装置1により送信すべきOFDM信号において必須となる条件項目をも予め取得するようにしてもよい。   At this time, in addition to the above-described out-of-band radiation suppression condition, the communication condition selection unit 19 acquires in advance the condition items that are essential in the OFDM signal to be transmitted by the OFDM signal transmission device 1 via the communication condition selection unit 19. You may make it do.

表5は、OFDM信号送信装置1により送信すべきOFDM信号において必須となる条件項目を取得した結果を示している。表中の太枠で囲まれた太字の部分が、必須となる条件項目を示している。条件項目1としてFCC可搬型1、条件項目2としてIEEE802.15.4m、条件項目3として1/4、条件項目4についてブロック畳込み符号化、条件項目5について硬判定ビタビ復号、条件7として直線状が、今回送信するOFDM信号において必須となる条件項目であるものとする。かかる場合には、これら必須となる条件項目を満たした上で、更に未確定の条件項目6、8を選択することが通信条件選択部19により行われることとなる。   Table 5 shows the result of acquiring the condition items that are essential in the OFDM signal to be transmitted by the OFDM signal transmission apparatus 1. A bold part surrounded by a thick frame in the table indicates an indispensable condition item. Condition item 1 is FCC portable type 1, Condition item 2 is IEEE 802.15.4m, Condition item 3 is 1/4, Condition item 4 is block convolutional coding, Condition item 5 is hard decision Viterbi decoding, Condition 7 is a straight line The state is an essential condition item in the OFDM signal transmitted this time. In such a case, the communication condition selection unit 19 further selects the unconfirmed condition items 6 and 8 after satisfying these essential condition items.

通信条件選択部19は、パラメータテーブル格納部17にアクセスし、このような必須の条件項目1〜5、7を満たす調整可能な送信電力および時間軸ウィンドウイング長TTRの範囲に対するスループットの関係を識別する。この識別した調整可能な送信電力および時間軸ウィンドウイング長TTRの範囲に対するスループットの関係から、取得した帯域外輻射の抑制条件にも適合する通信項目6、8を選択することとなる。かかる通信項目6、8の選択におけるコンセプトは、上述と同様に図9および10に示すような時間軸ウィンドウイング長TTRの範囲に対する調整可能な送信電力およびスループットの関係から、帯域外輻射の抑制条件を満たす符号化率、変調方式等を選択し、通信項目6、8、および最適な送信電力および時間軸ウィンドウイング長TTRを決定していくこととなる。 The communication condition selection unit 19 accesses the parameter table storage unit 17, and shows the relationship of the throughput with respect to the range of the adjustable transmission power and the time axis windowing length T TR satisfying such essential condition items 1 to 5 and 7. Identify. From the relationship between the throughput for a range of the identified adjustable transmit power and time axis windowing length T TR, it becomes possible to select a compatible communication items 6 and 8 suppression condition of the obtained out-of-band. Concept in the selection of such communication items 6,8, above as well as the relationship between the adjustable transmit power and throughput for a range of time axis windowing length T TR shown in FIG. 9 and 10, the suppression of out-of-band A coding rate, a modulation scheme, and the like that satisfy the conditions are selected, and the communication items 6 and 8 and the optimum transmission power and time axis windowing length TTR are determined.

ちなみに、上述した例では、条件項目1〜5、7が予め確定している場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではなく、条件項目6、8が予め決定している場合には、それを満たすような他の条件項目を、上述と同様にパラメータテーブル格納部17にアクセスすることにより決定していくこととなる。   Incidentally, in the above-described example, the case where the condition items 1 to 5 and 7 are determined in advance has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the condition items 6 and 8 are determined in advance. Therefore, other condition items that satisfy the condition are determined by accessing the parameter table storage unit 17 in the same manner as described above.

最終的に、条件項目1〜8毎に一つずつ具体的な項目が選択されて一つの通信条件が確定することとなる。通信条件選択部19は、この確定した通信条件を時間軸ウィンドウイング処理部12へ通知する。時間軸ウィンドウイング処理部12は、この通知された通信条件に基づいて時間軸ウィンドウイング処理を施す。これにより、送信すべきOFDM信号は、帯域外輻射の抑制条件を満たすような時間軸ウィンドウイング処理が施され、なおかつスループットの劣化も防止できるような通信条件で構成されることとなる。   Finally, one specific item is selected for each condition item 1 to 8, and one communication condition is determined. The communication condition selection unit 19 notifies the time axis windowing processing unit 12 of the determined communication condition. The time axis windowing processing unit 12 performs time axis windowing processing based on the notified communication conditions. As a result, the OFDM signal to be transmitted is subjected to time-axis windowing processing that satisfies the out-of-band radiation suppression condition, and is configured with communication conditions that can prevent deterioration in throughput.

なお通信条件選択部19は、選択した通信条件をOFDM信号受信装置における誤り復調・復号処理部23へも通知する。復調・復号処理部23は、受信したOFDM信号について、通知された通信条件に基づいて復号化することが可能となる。   The communication condition selecting unit 19 also notifies the selected communication condition to the error demodulation / decoding processing unit 23 in the OFDM signal receiving apparatus. The demodulation / decoding processing unit 23 can decode the received OFDM signal based on the notified communication condition.

このように本発明を適用したOFDM信号送信装置1は、パラメータテーブルで決定された最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDを考慮した、時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係が、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、ガードインターバル長、最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDの何れか1以上の調整可能な通信条件毎に予め記憶されている。そして、帯域外輻射の抑制条件を満たす送信電力および時間軸ウィンドウイング長をパラメータテーブル格納部17に記憶されているスループットとの関係において、上記条件項目を満たす通信条件の中から選択する。詳細には、スループットパラメータテーブル、送信電力パラメータテーブルに記憶されている調整可能な通信条件とスループットとの関係において、上記環境として与えられる条件および上記要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージンの基でスループットを最大とする、時間軸ウィンドウイング長、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、送信電力の何れか1以上を選択する。これらの動作を自動的に行うことが可能となることから、OFDM通信システム10を構築する際に、条件取得部18を介した条件入力を行うことで自動的に、帯域外輻射の抑制条件を満たし、なおかつスループットの劣化も防止できる最適な通信条件を選択することが可能となる。   As described above, the OFDM signal transmission apparatus 1 to which the present invention is applied has the relationship of the throughput to the time axis windowing length in consideration of the maximum transmission power or the maximum in-band transmission PSD determined by the parameter table, It is stored in advance for each adjustable communication condition of one or more of coding rate, modulation scheme (number of modulation multi-values), guard interval length, maximum transmission power or in-band maximum transmission PSD. Then, the transmission power and the time-axis windowing length that satisfy the out-of-band radiation suppression condition are selected from the communication conditions satisfying the above condition items in relation to the throughput stored in the parameter table storage unit 17. Specifically, in the relationship between the throughput parameter table and the adjustable communication condition stored in the transmission power parameter table and the throughput, the throughput is determined based on the conditions given as the environment and the design margin for the required spectrum mask specification. Is selected from among one or more of the time-axis windowing length, the error correction code and its coding rate, the modulation scheme (the number of modulation multi-values), and the transmission power. Since these operations can be automatically performed, when the OFDM communication system 10 is constructed, the conditions for suppressing out-of-band radiation are automatically set by inputting conditions via the condition acquisition unit 18. It is possible to select an optimal communication condition that satisfies the conditions and can prevent the deterioration of the throughput.

これらのプロセスは、図3に示すような手順で実行される。先ず条件取得として、通信システム規格、帯域制限フィルタの種類及びそのフィルタ係数、RF回路の性能、スペクトラムマスク規定の何れか1以上の条件取得を行う。   These processes are executed in the procedure as shown in FIG. First, as the condition acquisition, one or more conditions are acquired from any one of the communication system standard, the type of the band limiting filter and its filter coefficient, the performance of the RF circuit, and the spectrum mask specification.

次にスループットパラメータテーブル内には、自由調整なパラメータ群として、ウィンドウイング関数、及びそのウィンドウイング長、送信電力、変調多値数、誤り訂正符号及びその符号化率が記憶され、送信電力パラメータテーブルには、ウィンドウイング関数、及びそのウィンドウイング長、最大送信電力(最大PSD)が記憶され、この最大PSDに調整可能な送信電力の範囲が支配される。これらのパラメータテーブルに記憶される情報及び取得した条件から、スループットを算出し、これに基づいて通信条件を選択する。この選択は、スループットを最大にする最適な調整パラメータの組み合わせ(ウィンドウイング関数、及びそのウィンドウイング長、変調多値数、誤り訂正符号及びその符号化率、送信電力)を決定することに他ならない。   Next, in the throughput parameter table, a windowing function, its windowing length, transmission power, modulation multi-level number, error correction code and coding rate thereof are stored as freely adjustable parameter groups. Transmission power parameter table Stores a windowing function, its windowing length, and maximum transmission power (maximum PSD), and the range of transmission power adjustable to this maximum PSD is controlled. Throughput is calculated from information stored in these parameter tables and acquired conditions, and communication conditions are selected based on the calculated throughput. This selection is nothing but to determine the optimum combination of adjustment parameters (the windowing function and its windowing length, the modulation multi-value number, the error correction code and its coding rate, and the transmission power) that maximize the throughput. .

また、一度設置したOFDM通信システム10において、送信すべきOFDM信号において必須となる条件項目に変更が生じた場合には、当該条件項目を条件取得部18を介して取得することにより、自動的な最適な通信条件を選択することが可能となる。   In addition, in the OFDM communication system 10 once installed, when a condition item that is essential in the OFDM signal to be transmitted is changed, the condition item is automatically acquired by acquiring the condition item via the condition acquisition unit 18. It is possible to select optimal communication conditions.

特に本発明によれば、回路構成を複雑化させること無く、不要な送信信号電力の低減を行うことなく実現できることから、極めて安価で、しかも普及性にも優れた構成とすることが可能となる。   In particular, according to the present invention, the circuit configuration can be realized without complicating the circuit configuration and without reducing unnecessary transmission signal power. Therefore, it is possible to achieve a configuration that is extremely inexpensive and has excellent spread. .

更に本発明によれば、例えば米国FCCで定められている規定をはじめとする、様々な厳しい送信スペクトラムマスク規定に対して、帯域制限のための時間軸ウィンドウイング長を適応的に選択することができ、この時間軸ウィンドウイングの帯域外輻射電力抑圧性能やその他の通信条件を考慮して送信電力を制御することで効率的にTVホワイトスペースまたはホワイトスペースを利用できるシステムとすることができる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to adaptively select a time axis windowing length for band limitation with respect to various strict transmission spectrum mask specifications including, for example, the regulations defined in the US FCC. In addition, the TV white space or the white space can be efficiently used by controlling the transmission power in consideration of the out-of-band radiation power suppression performance of the time axis windowing and other communication conditions.

また本発明によれば、上述したOFDM信号送信装置1として具現化される場合に限定されるものではなく、OFDM通信システムを設計するための設計プログラムとして具現化されるものであってもよい。かかる場合には、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等の電子機器等に実装されるプログラムとして具現化されるものであり、図1、3に示すような構成要素の動作を、プログラムのステップとして実行していくこととなる。   Further, according to the present invention, the present invention is not limited to the case where it is embodied as the above-described OFDM signal transmitting apparatus 1, and may be embodied as a design program for designing an OFDM communication system. In such a case, for example, it is embodied as a program installed in an electronic device such as a personal computer (PC), and the operations of the components shown in FIGS. 1 and 3 are executed as program steps. It will be followed.

先ず、時間軸ウィンドウイング処理を施すための時間軸ウィンドウイング長に対する調整可能な送信電力やスループットの関係を通信条件毎に予め取得し、これをPCの記憶手段(ハードディスクやメモリ等)にスループットパラメータテーブルとして記憶させる。次に実際の設計フェーズに移行する場合には、OFDM信号送信装置から送信すべきOFDM信号において必須となる条件項目、及び帯域外輻射の抑制条件を取得する。次に取得した帯域外輻射の抑制条件を満たす送信電力および時間軸ウィンドウイング長を、送信電力パラメータテーブルに記憶されている送信電力との関係およびスループットパラメータテーブルに記憶されているスループットとの関係において、条件項目を満たす通信条件の中から選択する。最後に、選択した時間軸ウィンドウイング長、送信電力及びその通信条件を解として出力する。   First, the relationship between adjustable transmission power and throughput with respect to the time-axis windowing length for performing time-axis windowing processing is acquired in advance for each communication condition, and this is stored in the PC storage means (hard disk, memory, etc.) in the throughput parameter Store as a table. Next, when shifting to the actual design phase, the condition items that are essential in the OFDM signal to be transmitted from the OFDM signal transmission apparatus and the out-band radiation suppression conditions are acquired. Next, the transmission power and time-axis windowing length that satisfy the suppression conditions for the acquired out-of-band radiation are related to the transmission power stored in the transmission power parameter table and the throughput stored in the throughput parameter table. Select from the communication conditions that satisfy the condition items. Finally, the selected time axis windowing length, transmission power, and communication conditions are output as a solution.

1 OFDM信号送信装置
2 OFDM信号受信装置
10 OFDM通信システム
11 変調・符号化処理部
12 時間軸ウィンドウイング処理部
13、31 帯域制限フィルタ
14 シンボル連結処理部
15 同期パラメータ設定部
16 時間軸ウィンドウイング処理部
17 スループットパラメータテーブル格納部
18 条件取得部
19 通信条件選択部
20 信号生成部
21 同期検出部
22 OFDM復調部
23 復調・復号処理部
32 送信電力制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 OFDM signal transmitter 2 OFDM signal receiver 10 OFDM communication system 11 Modulation / coding processing unit 12 Time axis windowing processing unit 13, 31 Band limiting filter 14 Symbol concatenation processing unit 15 Synchronization parameter setting unit 16 Time axis windowing process Unit 17 throughput parameter table storage unit 18 condition acquisition unit 19 communication condition selection unit 20 signal generation unit 21 synchronization detection unit 22 OFDM demodulation unit 23 demodulation / decoding processing unit 32 transmission power control unit

Claims (6)

直交周波数分割多重(OFDM)信号を送信するOFDM信号送信装置において、
上記OFDM信号を構成する時間軸のOFDMシンボル間の境界に対して施す時間軸ウィンドウイング処理の時間軸ウィンドウイング長に対する最大送信電力もしくは送信帯域内における送信信号の電力スペクトラム密度(PSD)の最大値に相当する帯域内最大送信PSDの関係が、通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定のいずれか1以上の環境として与えられる条件、および要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージン毎に予め記憶されている送信電力パラメータテーブルと、
上記送信電力パラメータテーブルで決定された最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDを考慮した、上記時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係が、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、ガードインターバル長の何れか1以上の調整可能な通信条件毎に予め記憶されているスループットパラメータテーブルと、
上記スループットパラメータテーブルに記憶されている調整可能な通信条件とスループットとの関係において、上記環境として与えられる条件および上記要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージンの基でスループットを最大とする、時間軸ウィンドウイング長、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、送信電力の何れか1以上を選択する通信条件選択手段と、
上記通信条件選択手段により選択された通信条件における時間軸ウィンドウイング長に亘り時間軸ウィンドウイング処理が施されたOFDM信号を、当該通信条件および上記通信条件選択手段により選択された送信電力に基づいて送信するOFDM信号送信手段とを備えること
を特徴とするOFDM信号送信装置。
In an OFDM signal transmitting apparatus that transmits an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal,
Maximum transmission power or maximum value of transmission signal power spectrum density (PSD) within the transmission band for the time-axis windowing length of the time-axis windowing process performed on the boundary between the time-axis OFDM symbols constituting the OFDM signal The relationship between the maximum in-band transmission PSD corresponding to the conditions given by the communication system standard, the hardware performance including the characteristics of the digital band limiting filter and the RF circuit, and any one or more environments of any spectrum mask specification, And a transmission power parameter table stored in advance for each design margin for the required spectrum mask specification,
Considering the maximum transmission power or in-band maximum transmission PSD determined in the transmission power parameter table, the relationship of the throughput to the time axis windowing length is the error correction code, its coding rate, modulation scheme (number of modulation multi-levels) ), A throughput parameter table stored in advance for each adjustable communication condition of one or more of the guard interval lengths;
A time axis window that maximizes the throughput based on the conditions given as the environment and the design margin for the required spectrum mask specification in the relationship between the adjustable communication conditions stored in the throughput parameter table and the throughput. A communication condition selection means for selecting one or more of an inching length, an error correction code and its coding rate, a modulation scheme (number of modulation multi-values), and transmission power;
Based on the communication condition and the transmission power selected by the communication condition selection unit, the OFDM signal subjected to the time axis windowing process over the time axis windowing length in the communication condition selected by the communication condition selection unit An OFDM signal transmitting apparatus comprising: an OFDM signal transmitting means for transmitting.
上記送信電力上限値パラメータテーブルは、時間軸ウィンドウイング処理の種類、OFDM変調方式、任意のスペクトラムマスク規定、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、OFDM通信の規格のうち何れか1以上からなる条件項目からなる通信条件毎に記憶されていること
を特徴とする請求項1記載のOFDM信号送信装置。
The above transmission power upper limit parameter table is one of the types of time axis windowing processing, OFDM modulation scheme, arbitrary spectrum mask specification, hardware performance including characteristics of digital band limiting filter and RF circuit, and OFDM communication standard. The OFDM signal transmitting apparatus according to claim 1, wherein the OFDM signal transmitting apparatus is stored for each communication condition including one or more condition items.
上記スループットパラメータテーブルは、時間軸ウィンドウイング処理の種類、OFDM変調方式、チャネルの符号化の種別、符号化率、ガードインターバル長、OFDM通信の規格のうち何れか1以上からなる条件項目からなる通信条件毎に記憶されていること
を特徴とする請求項1又は2記載のOFDM信号送信装置。
The throughput parameter table is a communication composed of condition items including one or more of time axis windowing processing type, OFDM modulation method, channel coding type, coding rate, guard interval length, and OFDM communication standard. The OFDM signal transmitting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the OFDM signal transmitting apparatus is stored for each condition.
上記通信条件選択手段は、上記スループットパラメータテーブルにおいて最大のスループットを達成できる通信条件を選択すること
を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載のOFDM信号送信装置。
The OFDM signal transmission apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication condition selection unit selects a communication condition that can achieve a maximum throughput in the throughput parameter table.
OFDM信号の冒頭に付加されるプリアンブルに対して設定した時間軸ウィンドウイングの種類、時間軸ウィンドウイング長、帯域制限フィルタの種類、帯域制限フィルタの応答のいずれか1以上を事前に受信装置側に通知する通知手段を備えること
を特徴とする請求項1〜4のうち何れか1項記載のOFDM信号送信装置。
At least one of the time-axis windowing type, time-axis windowing length, band-limit filter type, and band-limit filter response set for the preamble added to the beginning of the OFDM signal is set in advance on the receiving device side. The OFDM signal transmitting apparatus according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the information.
直交周波数分割多重(OFDM)信号を送受信するOFDM通信システムを設計するためのOFDM通信システム設計プログラムにおいて、
上記OFDM信号を構成する時間軸のOFDMシンボル間の境界に対して時間軸ウィンドウイング処理を施すための時間軸ウィンドウイング長に対する最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDの関係が、通信システムの規格、ディジタル帯域制限フィルタやRF回路の特性を含むハードウェア性能、および任意のスペクトラムマスク規定の何れか1以上の環境として与えられる条件、および要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージン毎に予め取得する送信電力パラメータ取得ステップと、
上記送信電力パラメータ取得ステップで決定された最大送信電力もしくは帯域内最大送信PSDを考慮した、上記時間軸ウィンドウイング長に対するスループットの関係が、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、ガードインターバル長の何れか1以上の調整可能な通信条件毎に予め取得するスループットパラメータ取得ステップと、
上記スループットパラメータ取得ステップで取得された調整可能な通信条件とスループットとの関係において、上記環境として与えられる条件および上記要求されるスペクトラムマスク規定に対する設計マージンの基でスループットを最大とする、時間軸ウィンドウイング長、誤り訂正符号およびその符号化率、変調方式(変調多値数)、送信電力の何れか1以上を選択する通信条件選択ステップと、
上記通信条件選択ステップにより選択した時間軸ウィンドウイング長及びその通信条件を解として出力する出力ステップと
をコンピュータに実行させるためのOFDM通信システム設計プログラム。
In an OFDM communication system design program for designing an OFDM communication system for transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signals,
The relationship between the maximum transmission power or the maximum in-band transmission PSD with respect to the time-axis windowing length for performing the time-axis windowing process on the boundary between the time-axis OFDM symbols constituting the OFDM signal is a communication system standard, Hardware performance including the characteristics of the digital band limiting filter and RF circuit, conditions given as one or more environments of any spectrum mask specification, and transmission power acquired in advance for each design margin for the required spectrum mask specification A parameter acquisition step;
Considering the maximum transmission power or the in-band maximum transmission PSD determined in the transmission power parameter acquisition step, the relationship of the throughput to the time axis windowing length is the error correction code, its coding rate, modulation scheme (modulation multilevel). Number), a throughput parameter acquisition step that is acquired in advance for each adjustable communication condition of one or more of the guard interval lengths;
A time axis window that maximizes the throughput based on the conditions given as the environment and the design margin for the required spectrum mask specification in the relationship between the adjustable communication condition acquired in the throughput parameter acquisition step and the throughput. A communication condition selection step of selecting any one or more of an ing length, an error correction code and its coding rate, a modulation method (modulation multi-level number), and transmission power;
An OFDM communication system design program for causing a computer to execute a time axis windowing length selected in the communication condition selection step and an output step for outputting the communication condition as a solution.
JP2014085913A 2014-04-17 2014-04-17 OFDM signal transmitter Active JP6296604B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014085913A JP6296604B2 (en) 2014-04-17 2014-04-17 OFDM signal transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014085913A JP6296604B2 (en) 2014-04-17 2014-04-17 OFDM signal transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015207834A true JP2015207834A (en) 2015-11-19
JP6296604B2 JP6296604B2 (en) 2018-03-20

Family

ID=54604357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014085913A Active JP6296604B2 (en) 2014-04-17 2014-04-17 OFDM signal transmitter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6296604B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105915193A (en) * 2016-06-21 2016-08-31 电子科技大学 Improved generation method of multiphase filter
WO2017119050A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 国立大学法人京都大学 Transmitter, transmission method, and receiver
JP2018525885A (en) * 2016-08-05 2018-09-06 株式会社Nttドコモ Method and apparatus for signal transmission and method and apparatus for signal reception
JP2020504562A (en) * 2017-04-07 2020-02-06 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィMitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Subband based composite digital time domain signal processing
WO2020105481A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 国立大学法人京都大学 Transmission device and transmission method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007074423A (en) * 2005-09-07 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Radio communication device
WO2012158961A1 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Qualcomm Incorporated Preamble design for television white space transmissions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007074423A (en) * 2005-09-07 2007-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Radio communication device
WO2012158961A1 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Qualcomm Incorporated Preamble design for television white space transmissions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KEIICHI MIZUTANI ET AL.: "Windowing pulse shaping for IEEE 802.15.4m NB-OFDM", IEEE 802.15-13-0031-03-004M, JPN6013061088, 15 January 2013 (2013-01-15), pages Slides 1-9 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017119050A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 国立大学法人京都大学 Transmitter, transmission method, and receiver
JP2017123604A (en) * 2016-01-08 2017-07-13 国立大学法人京都大学 Transmitter, transmission method, and receiver
US10581546B2 (en) 2016-01-08 2020-03-03 Kyoto University Transmitter, transmission method, and receiver based on time-domain windows
CN105915193A (en) * 2016-06-21 2016-08-31 电子科技大学 Improved generation method of multiphase filter
JP2018525885A (en) * 2016-08-05 2018-09-06 株式会社Nttドコモ Method and apparatus for signal transmission and method and apparatus for signal reception
JP2020504562A (en) * 2017-04-07 2020-02-06 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィMitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Subband based composite digital time domain signal processing
WO2020105481A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 国立大学法人京都大学 Transmission device and transmission method
JP2020088576A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 国立大学法人京都大学 Transmission device and transmission method
JP7167392B2 (en) 2018-11-22 2022-11-09 国立大学法人京都大学 Transmission device and transmission method
US11737077B2 (en) 2018-11-22 2023-08-22 Kyoto University Transmission device and transmission method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6296604B2 (en) 2018-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6296604B2 (en) OFDM signal transmitter
KR100956042B1 (en) Constrained hopping in wireless communication systems
RU2406245C2 (en) Spectrum formation for reducing peak to mean power ratio in wireless communication
US8411770B2 (en) Base station device, mobile terminal device, wireless communication system, and wireless communication method
JP4125712B2 (en) Apparatus and method for controlling adaptive modulation and coding in a communication system using orthogonal frequency division multiplexing
JP6224099B2 (en) System and method for frequency interleaving for white space transmission
WO2018228268A1 (en) Method and apparatus for setting and transmitting resource unit
Wyglinski Effects of bit allocation on non-contiguous multicarrier-based cognitive radio transceivers
JP6164630B2 (en) Wireless transmitter, wireless receiver, wireless transmission method, and wireless reception method
CN114268414A (en) Wireless communication method and device
TW200830808A (en) System and method for communicating data using symbol-based randomized orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)
JP5788481B2 (en) Method and apparatus for resource utilization management in multi-carrier communication system
JP2020515194A (en) Wireless communication method and wireless communication device
JP5619186B2 (en) Apparatus and method for signal reception based on network load estimation
JP2011182120A (en) Radio communication system, radio transmission apparatus and method
CN104272818A (en) Apparatus and method for applying special spectral masks for transmission sub gigahertz bands
CN1534910A (en) Orthogonal frequency division multiplexing radio communication system and channel compensating method
CN104272817A (en) Apparatuses for wireless communication in sub gigahertz bands ensuring spectral flatness
WO2006054861A1 (en) Apparatus and method for processing digital signal in an ofdma wireless communication system
Urn et al. A comparison of PHY layer on the Ecma-392 and IEEE 802.1 laf standards
EP2485447A1 (en) Method to clip a digital signal
Kang et al. Simulation analysis of prototype filter bank multicarrier cognitive radio under different performance parameters
JP2013070355A (en) Transmitter, processor, transmission method, and transmission program
Dewangan A detailed Study of 4G in Wireless Communication: Looking insight in issues in OFDM
Mizutani et al. Adaptive time-domain windowing based transmit power control for TVWS-WLAN systems

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6296604

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250