JP2016123100A - Transmitter and receiver - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for reducing power consumption at the time of transmitting a pilot signal, by calculating transmission path response at a high frequency.SOLUTION: A transmitter includes an OFDM modulation unit 13 including a pilot signal insertion unit 136 for inserting a significant pilot signal and a no-signal pilot signal into first and second transmission signals; inserting the significant pilot signal, a code-inverted pilot signal, and the no-signal pilot signal into third and fourth transmission signals; inserting the no-signal pilot signal into the first and third transmission signals at the same predetermined position; inserting the no-signal pilot signal into the second and fourth transmission signals at a position differing from the same predetermined position; and inserting the significant pilot signal and the code-inverted pilot signal into the third and fourth transmission signals so that the signals are arranged alternately with respect to time and frequencies.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、同一周波数帯域の複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を用いてMIMO(Multi Input Multi Output)伝送を行う伝送システムにおける、送信装置及び受信装置に関するものである。   The present invention relates to a transmission apparatus and a reception apparatus in a transmission system that performs MIMO (Multi Input Multi Output) transmission using a plurality of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signals in the same frequency band.

従来、同一周波数帯域で送信された複数のOFDM信号について、ある一つのOFDM信号の伝送路応答の推定を行うとき、他のOFDM信号のパイロット信号を無信号にして伝送路応答の推定を行う方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。本明細書では、この方式をヌルパイロット方式と称する。また、パイロット信号の符号を反転させてパイロット信号に直交性をもたせることにより、伝送路応答の推定を行う方式が知られている(例えば、特許文献2参照)。本明細書では、この方式を符号反転型パイロット方式と称する。   Conventionally, when a transmission path response of one OFDM signal is estimated for a plurality of OFDM signals transmitted in the same frequency band, a transmission path response is estimated with no pilot signal of another OFDM signal being used. Is known (see, for example, Patent Document 1). In this specification, this method is referred to as a null pilot method. Further, there is known a method for estimating a transmission path response by inverting the sign of a pilot signal to make the pilot signal orthogonal (see, for example, Patent Document 2). In this specification, this method is referred to as a code-inverted pilot method.

送信装置の送信アンテナ数が2本、受信装置の受信アンテナ数が2本以上であり、2つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するOFDM信号伝送システムを例に、ヌルパイロット方式及び符号反転型パイロット方式のパイロット信号パターンについて図18〜図21を参照して説明する。図18〜図21では、OFDMシンボルのうちパイロット信号の繰り返しの最小単位のみを示しており、データ信号などの非パイロット信号は省略している。また、パターン1は一方の送信アンテナから送信されるOFDM信号のパイロット信号パターンを示し、パターン2は他方の送信アンテナから送信されるOFDM信号のパイロット信号パターンを示している。なお、図中のOFDMシンボルは、右方向がキャリア(周波数)方向であり、下方向がシンボル(時間)方向である。   An example of an OFDM signal transmission system in which the number of transmission antennas of the transmission apparatus is two and the number of reception antennas of the reception apparatus is two or more and two OFDM signals are transmitted in the same frequency band is taken as an example. The pilot signal pattern of the method will be described with reference to FIGS. 18 to 21 show only the minimum unit of repetition of the pilot signal in the OFDM symbols, and non-pilot signals such as data signals are omitted. Pattern 1 shows a pilot signal pattern of an OFDM signal transmitted from one transmission antenna, and pattern 2 shows a pilot signal pattern of an OFDM signal transmitted from the other transmission antenna. In the OFDM symbol in the figure, the right direction is the carrier (frequency) direction, and the downward direction is the symbol (time) direction.

図18は、2つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいて、ヌルパイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。図中の四角はある有意の値を有するパイロット信号を示し、丸は無信号のパイロット信号を示している。図19に、図18のパイロット信号により直接(すなわち、補間によらず)求まる伝送路応答の位置を斜線付きの丸で示す。本明細書では、シンボル番号s,キャリア番号cにおけるパイロット信号をP(s,c)と表す。ヌルパイロット方式では、図18のパターン1ではP(1,1),P(2,2)の位置の伝送路応答が求まり、図18のパターン2ではP(1,2),P(2,1)の位置の伝送路応答が求まる。ヌルパイロット方式では、パイロット信号を無信号とする区間において伝送に使用される消費電力をゼロとすることができる。   FIG. 18 is a diagram illustrating a pilot signal pattern when a null pilot scheme is applied in a system that transmits two OFDM signals in the same frequency band. Squares in the figure indicate pilot signals having a certain significant value, and circles indicate non-signal pilot signals. In FIG. 19, the position of the transmission line response obtained directly (that is, not by interpolation) from the pilot signal of FIG. 18 is indicated by a hatched circle. In this specification, the pilot signal at symbol number s and carrier number c is represented as P (s, c). In the null pilot scheme, the transmission path response at the positions P (1,1) and P (2,2) is obtained in the pattern 1 in FIG. 18, and P (1,2), P (2,2) in the pattern 2 in FIG. The transmission line response at the position 1) is obtained. In the null pilot scheme, the power consumption used for transmission can be set to zero in a section in which the pilot signal is not a signal.

図20は、符号反転型パイロット方式におけるOFDM信号のパイロット信号パターンを示す図である。図中の四角はある有意の値を有するパイロット信号を示し、丸は無信号のパイロット信号を示し、四角に記された1と−1は、符号が反転したパイロット信号であることを意味する。図21に、図20のパイロット信号により直接求まる伝送路応答の位置を斜線付きの丸で示す。本明細書では、パイロット信号P(s,c)の受信信号をRx(s,c)と表す。符号反転型パイロット方式では、例えば図中の点P1,P2の位置の伝送路応答は、パイロット信号の振幅値を1としたとき、以下の式で求められる。
P1:(Rx(1,1)+Rx(1,2))/2
P2:(Rx(1,1)−Rx(1,2))/2
FIG. 20 is a diagram showing a pilot signal pattern of an OFDM signal in the code inversion pilot scheme. A square in the figure indicates a pilot signal having a certain significant value, a circle indicates a pilot signal without a signal, and 1 and −1 marked in the square mean that the pilot signal has an inverted sign. In FIG. 21, the position of the transmission line response directly obtained from the pilot signal of FIG. 20 is indicated by a hatched circle. In this specification, the received signal of the pilot signal P (s, c) is represented as Rx (s, c). In the sign inversion pilot method, for example, the transmission path response at the positions of points P1 and P2 in the figure is obtained by the following equation when the amplitude value of the pilot signal is 1.
P1: (Rx (1,1) + Rx (1,2)) / 2
P2: (Rx (1,1) -Rx (1,2)) / 2

2つのOFDM信号を同一周波数帯域で送信する場合、ヌルパイロット方式ではパイロット信号の1/2は無信号となることから、パイロット信号の伝送に使用される消費電力は1/2となり、直接求まる伝送路応答の頻度もまた1/2となる。符号反転型パイロット方式では、無信号となるパイロット信号はないため、パイロット信号の伝送に使用される消費電力は減らないが、高い頻度で伝送路応答を求めることができる。   When two OFDM signals are transmitted in the same frequency band, in the null pilot system, 1/2 of the pilot signal becomes no signal, so the power consumption used for transmitting the pilot signal becomes 1/2, and transmission obtained directly The frequency of the road response is also halved. In the sign-inverted pilot scheme, since there is no pilot signal that becomes no signal, power consumption used for transmission of the pilot signal does not decrease, but a transmission path response can be obtained with high frequency.

特開2004−96186号公報JP 2004-96186 A 特許第4336281号公報Japanese Patent No. 4336281

同一周波数帯域で送信するOFDM信号の数が2より大きくなる場合における、ヌルパイロット方式、符号反転型パイロット方式の課題を述べる。ここでは、送信装置の送信アンテナ数が4本、受信装置の受信アンテナ数が4本以上であり、4つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送する場合について説明する。   The problems of the null pilot scheme and the code-inverted pilot scheme when the number of OFDM signals transmitted in the same frequency band is greater than two will be described. Here, a case will be described in which the number of transmission antennas of the transmission device is four and the number of reception antennas of the reception device is four or more, and four OFDM signals are transmitted in the same frequency band.

図22は、4つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいてヌルパイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。図22(a)は有意の値を有するパイロット信号をシンボル方向に直線状に配置した例であり、図22(b)は有意の値を有するパイロット信号をキャリア方向に直線状に配置した例であり、図22(c)は有意の値を有するパイロット信号を斜めに配置した例である。また、パイロット信号により直接求められる伝送路応答の位置を斜線付きの丸で示す。図22(a)では、4つのOFDM信号の異なるキャリアにパイロット信号を挿入しており、ある1つのOFDM信号がパイロット信号を送信している区間では、他のOFDM信号は無信号となっているため、特別な演算を行うことなく、有意の値を有するパイロット信号の挿入位置において伝送路応答が求まる。図22(b),(c)でも同様に、有意の値を有するパイロット信号の挿入位置において伝送路応答が求まる。つまり、図22では、4シンボル×4キャリア区間において直接4回の伝送路応答が求まり、パイロット信号の伝送に使用される消費電力は1/4となる。   FIG. 22 is a diagram illustrating a pilot signal pattern when a null pilot scheme is applied in a system that transmits four OFDM signals in the same frequency band. 22A shows an example in which pilot signals having a significant value are arranged linearly in the symbol direction, and FIG. 22B shows an example in which pilot signals having a significant value are arranged linearly in the carrier direction. FIG. 22C shows an example in which pilot signals having significant values are arranged obliquely. In addition, the position of the transmission line response directly obtained from the pilot signal is indicated by a hatched circle. In FIG. 22A, pilot signals are inserted in different carriers of four OFDM signals, and other OFDM signals are non-signaled in a section in which one OFDM signal is transmitting a pilot signal. Therefore, the transmission line response can be obtained at the insertion position of the pilot signal having a significant value without performing any special calculation. Similarly, in FIGS. 22B and 22C, the transmission path response is obtained at the insertion position of the pilot signal having a significant value. In other words, in FIG. 22, four transmission path responses are directly obtained in a 4 symbol × 4 carrier section, and the power consumption used for pilot signal transmission is ¼.

このように、ヌルパイロット方式を適用すると、パイロット信号の伝送に使用する消費電力は1/4に抑えられる。しかし、各OFDM信号に対して4シンボル×4キャリア区間で直接求まる伝送路応答の数が4つだけとなり、伝送路応答の推定頻度が低くなってしまうという課題があった。   As described above, when the null pilot scheme is applied, the power consumption used for transmission of the pilot signal is suppressed to ¼. However, there is a problem that the number of transmission line responses directly obtained in 4 symbols × 4 carrier sections for each OFDM signal is only four, and the estimation frequency of transmission line responses is low.

図23は、4つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいて符号反転型パイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。図23に示すパイロット信号では、各キャリアのそれぞれについて4シンボル区間のパイロット信号の加減算を行うことにより、伝送路応答が求まる。パイロット信号により直接求められる伝送路応答の位置を、斜線付きの丸で示す。   FIG. 23 is a diagram illustrating a pilot signal pattern when a code-inverted pilot scheme is applied in a system that transmits four OFDM signals in the same frequency band. In the pilot signal shown in FIG. 23, the transmission line response is obtained by performing addition / subtraction of the pilot signal in the 4-symbol section for each carrier. The position of the transmission line response directly obtained from the pilot signal is indicated by a hatched circle.

図23(a)は符号を反転させたパイロット信号をシンボル方向に直線状に配置した例であり、図23(b)は符号を反転させたパイロット信号をキャリア方向に直線状に配置した例である。図23(a)において点P1〜P4の伝送路応答は、以下の式で求まる。
P1:(Rx(1,1)+Rx(1,2)+Rx(1,3)+Rx(1,4))/4
P2:(Rx(1,1)+Rx(1,2)−Rx(1,3)−Rx(1,4))/4
P3:(Rx(1,1)−Rx(1,2)−Rx(1,3)+Rx(1,4))/4
P4:(Rx(1,1)−Rx(1,2)+Rx(1,3)−Rx(1,4))/4
図23(a)(b)おいて、各OFDM信号に対して4シンボル×4キャリア区間で直接求まる伝送路応答の数は8つである。
FIG. 23A shows an example in which pilot signals with inverted codes are arranged linearly in the symbol direction, and FIG. 23B shows an example in which pilot signals with inverted codes are arranged linearly in the carrier direction. is there. In FIG. 23A, the transmission line responses at points P1 to P4 are obtained by the following equations.
P1: (Rx (1,1) + Rx (1,2) + Rx (1,3) + Rx (1,4)) / 4
P2: (Rx (1,1) + Rx (1,2) -Rx (1,3) -Rx (1,4)) / 4
P3: (Rx (1,1) -Rx (1,2) -Rx (1,3) + Rx (1,4)) / 4
P4: (Rx (1,1) -Rx (1,2) + Rx (1,3) -Rx (1,4)) / 4
In FIGS. 23 (a) and 23 (b), the number of transmission line responses directly obtained in 4 symbols × 4 carrier sections for each OFDM signal is eight.

図23(c)は符号を反転させたパイロット信号を斜め方向に配置した例であり、図23(d)は符号を反転させたパイロット信号を縦・横・斜めに配置した例である。図23(c)(d)では、各OFDM信号に対して4シンボル×4キャリア区間で直接求まる伝送路応答の数は16となる。このように、符号反転型パイロット方式を適用すると、図23(c)(d)の例では、4シンボル×4キャリア区間で直接求まる伝送路応答数が16となり伝送路応答を高い頻度で求めることができるが、パイロット信号の伝送に使用される消費電力は減らすことができないという課題があった。   FIG. 23C is an example in which pilot signals with inverted signs are arranged in an oblique direction, and FIG. 23D is an example in which pilot signals with inverted signs are arranged in a vertical, horizontal, and diagonal direction. In FIGS. 23C and 23D, the number of transmission path responses directly obtained in 4 symbols × 4 carrier sections is 16 for each OFDM signal. As described above, when the code-inverted pilot method is applied, the number of transmission line responses directly obtained in 4 symbols × 4 carrier sections is 16 in the example of FIGS. 23C and 23D, and the transmission line responses are obtained with high frequency. However, there is a problem that power consumption used for transmission of pilot signals cannot be reduced.

本発明の目的は、上記問題を解決するため、伝送路応答を高い頻度で求め、且つ、パイロット信号の伝送に使用される消費電力を低減させることが可能なOFDM信号の送信装置及び受信装置を提供することにある。   In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an OFDM signal transmitting apparatus and receiving apparatus capable of obtaining a transmission path response at a high frequency and reducing power consumption used for transmitting a pilot signal. It is to provide.

上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、4つのOFDM信号を4本の送信アンテナから送信する送信装置であって、4種類の送信信号にそれぞれ異なるパターンのパイロット信号を挿入して4種類のOFDMシンボルを生成するパイロット信号挿入部と、前記4種類のOFDMシンボルの各キャリアを変調して4パターンのOFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、を備え、前記パイロット信号挿入部は、第1及び第2の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号及び無信号のパイロット信号を挿入し、第3及び第4の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号、該有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号、及び無信号のパイロット信号を挿入し、前記第1及び前記第3の送信信号に対して、同じ所定位置に前記無信号のパイロット信号を挿入し、前記第2及び前記第4の送信信号に対して、前記同じ所定位置と異なる位置に前記無信号のパイロット信号を挿入し、前記第3及び前記第4の送信信号に対して、前記有意な値を有するパイロット信号、及び前記有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号を時間的かつ周波数的に交互に配置されるように挿入することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a transmission apparatus according to the present invention is a transmission apparatus that transmits four OFDM signals from four transmission antennas, and inserts pilot signals having different patterns into the four types of transmission signals. A pilot signal insertion unit that generates four types of OFDM symbols; and an OFDM signal generation unit that generates four patterns of OFDM signals by modulating each carrier of the four types of OFDM symbols, and the pilot signal insertion unit includes: Inserting a pilot signal having a significant value and a non-signal pilot signal with respect to the first and second transmission signals, and having a significant value with respect to the third and fourth transmission signals, Inserting a pilot signal obtained by inverting the sign of the pilot signal having a significant value and a non-signal pilot signal, the first and the third The no-signal pilot signal is inserted at the same predetermined position with respect to the transmission signal, and the no-signal pilot signal is inserted at a position different from the same predetermined position with respect to the second and fourth transmission signals. The pilot signal having the significant value and the pilot signal having the sign of the pilot signal having the significant value inverted with respect to the third and fourth transmission signals are temporally and frequency alternately. It is inserted so that it may be arrange | positioned.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信装置は、上述した送信装置から送信される4つのOFDM信号を4本の受信アンテナで受信する受信装置であって、前記受信した4つのOFDM信号を復調して各受信アンテナに対応するベースバンド信号及び伝送路応答を推定するOFDM復調部を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a receiving apparatus according to the present invention is a receiving apparatus that receives four OFDM signals transmitted from the above-described transmitting apparatus using four receiving antennas, and the received four OFDM signals. An OFDM demodulator is provided that demodulates the signal and estimates a baseband signal and transmission path response corresponding to each receiving antenna.

本発明によれば、同一周波数帯域の複数のOFDM信号を用いる伝送システムにおいて、伝送路応答を高い頻度で求め、且つ、パイロット信号の伝送に使用される消費電力を低減させることができるようになる。   According to the present invention, in a transmission system using a plurality of OFDM signals in the same frequency band, a transmission path response can be obtained with high frequency, and power consumption used for transmitting a pilot signal can be reduced. .

本発明の実施例1に係る送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmitter which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る送信装置におけるOFDM変調部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the OFDM modulation part in the transmitter which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る受信装置におけるOFDM復調部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the OFDM demodulation part in the receiver which concerns on Example 1 of this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式における第1のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the 1st pilot signal pattern in the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式における第2のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the 2nd pilot signal pattern in the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式における第3のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the 3rd pilot signal pattern in the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式における第4のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the 4th pilot signal pattern in the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式における第5のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the 5th pilot signal pattern in the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式における第6のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the 6th pilot signal pattern in the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式のパイロット信号の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the pilot signal of the code inversion type | mold null pilot system which concerns on this invention. 地上デジタル放送におけるパイロット信号の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the pilot signal in terrestrial digital broadcasting. 図11に示したパイロット信号配置に対し、図9に示したパイロット信号パターンを適用した例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example in which the pilot signal pattern shown in FIG. 9 is applied to the pilot signal arrangement shown in FIG. 11. 本発明の実施例2に係る送信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmitter which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る受信装置におけるOFDM復調部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the OFDM demodulation part in the receiver which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on Example 3 of this invention. 2つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいて、ヌルパイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the pilot signal pattern at the time of applying a null pilot system in the system which transmits two OFDM signals in the same frequency band. 図15のパイロット信号により求まる伝送路応答の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the transmission line response calculated | required with the pilot signal of FIG. 2つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいて、符号反転型パイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the pilot signal pattern at the time of applying a code inversion type pilot system in the system which transmits two OFDM signals in the same frequency band. 図17のパイロット信号により求まる伝送路応答の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the transmission line response calculated | required with the pilot signal of FIG. 4つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいて、ヌルパイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the pilot signal pattern at the time of applying a null pilot system in the system which transmits four OFDM signals in the same frequency band. 4つのOFDM信号を同一周波数帯域で伝送するシステムにおいて、反転型パイロット方式を適用した場合のパイロット信号パターンを示す図である。It is a figure which shows the pilot signal pattern at the time of applying an inverting pilot system in the system which transmits four OFDM signals in the same frequency band.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1では、4×4MIMO伝送をするシステムについて説明する。本システムにおける送信装置は、1つの送信所にOFDM信号を送信し、1つの送信所において4本の送信アンテナからSDMによるMIMO送信を行う。本システムにおける受信装置は、4本の受信アンテナを用いてSDMのMIMO受信を行う。   In the first embodiment, a system that performs 4 × 4 MIMO transmission will be described. The transmission apparatus in this system transmits an OFDM signal to one transmission station, and performs MIMO transmission by SDM from four transmission antennas at one transmission station. The receiving device in this system performs SDM MIMO reception using four receiving antennas.

[実施例1に係るOFDM信号の送信装置]
実施例1に係るOFDM信号の送信装置について説明する。図1は、実施例1に係るOFDM信号の送信装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、送信装置1aは、誤り訂正符号化部10(10−1〜10−4)と、キャリア変調部11(11−1〜11−4)と、OFDM変調部13とを備える。送信装置1aへの入力信号は、4系統のTS(Transport Stream)信号(TS1〜TS4)とする。なお、送信装置1aの入力前段にTS分割装置などを配置し、1系統のTSを4系統に分割した後のTS信号を送信装置1aに入力してもよい。送信装置1aは4系統4つのOFDM信号を出力し、4つのOFDM信号は1つの送信所14に送られる。
[OFDM Signal Transmitting Apparatus According to Embodiment 1]
An OFDM signal transmission apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal transmission apparatus according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 1, the transmission device 1a includes an error correction encoding unit 10 (10-1 to 10-4), a carrier modulation unit 11 (11-1 to 11-4), and an OFDM modulation unit 13. Prepare. The input signal to the transmission device 1a is assumed to be four systems of TS (Transport Stream) signals (TS1 to TS4). Note that a TS dividing device or the like may be arranged before the input of the transmission device 1a, and a TS signal after dividing one system TS into four systems may be input to the transmission device 1a. The transmission device 1 a outputs four OFDM signals in four systems, and the four OFDM signals are sent to one transmission station 14.

送信所14は、アンテナAT−tx1〜AT−tx4から、SDMによるMIMO送信を行う。   The transmitting station 14 performs MIMO transmission by SDM from the antennas AT-tx1 to AT-tx4.

誤り訂正符号化部10は、TS信号を誤り訂正符号化し、キャリア変調部11へ出力する。誤り訂正は、例えば外符号としてBCH符号を用い、内符号としてLDPC(Low Density Parity Check)符号を用いる。   The error correction coding unit 10 performs error correction coding on the TS signal and outputs it to the carrier modulation unit 11. For error correction, for example, a BCH code is used as an outer code, and an LDPC (Low Density Parity Check) code is used as an inner code.

キャリア変調部11は、サブキャリアごとに所定の変調方式に応じてIQ平面へのマッピングを行い、OFDM変調部13に出力する。   The carrier modulation unit 11 performs mapping on the IQ plane according to a predetermined modulation method for each subcarrier, and outputs the result to the OFDM modulation unit 13.

OFDM変調部13は、キャリア変調部11から入力される4種類の送信信号(a1,a2,b1,b2)から4系統4つのOFDM信号を生成し、送信所14に送信する。図2は、OFDM変調部13の構成を示すブロック図である。図2に示すように、OFDM変調部13は、パイロット信号挿入部136と、OFDM信号生成部137とを備える。   The OFDM modulation unit 13 generates four systems of four OFDM signals from the four types of transmission signals (a 1, a 2, b 1, b 2) input from the carrier modulation unit 11 and transmits them to the transmitting station 14. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the OFDM modulation unit 13. As shown in FIG. 2, the OFDM modulation unit 13 includes a pilot signal insertion unit 136 and an OFDM signal generation unit 137.

パイロット信号挿入部136は、キャリア変調部11から入力される4種類の送信信号(a1,b1,a2,b2)にそれぞれ異なるパターンのパイロット信号を挿入して4種類のOFDMシンボルを生成する。パイロット信号挿入部136は、パイロット信号生成部130と、OFDMシンボル構成部131(131−1〜131−4)とを備える。   The pilot signal insertion unit 136 inserts pilot signals having different patterns into the four types of transmission signals (a1, b1, a2, b2) input from the carrier modulation unit 11 to generate four types of OFDM symbols. Pilot signal insertion section 136 includes pilot signal generation section 130 and OFDM symbol configuration section 131 (131-1 to 131-4).

パイロット信号生成部130は、予め定められた振幅と位相を有するパイロット信号を、予め定められた位置に挿入するために、パイロット信号を生成し、OFDMシンボル構成部131に出力する。   Pilot signal generation section 130 generates a pilot signal and outputs it to OFDM symbol configuration section 131 in order to insert a pilot signal having a predetermined amplitude and phase at a predetermined position.

OFDMシンボル構成部131は、キャリア変調部11から入力される4種類の送信信号(a1,b1,a2,b2)に対して、パイロット信号生成部130から入力されるパイロット信号を挿入して配置することによりOFDMシンボルを生成し、IFFT部132に出力する。   OFDM symbol configuration section 131 inserts and arranges pilot signals input from pilot signal generation section 130 with respect to the four types of transmission signals (a1, b1, a2, b2) input from carrier modulation section 11. As a result, an OFDM symbol is generated and output to the IFFT unit 132.

[パイロット信号のパターン及び配置]
ここで、パイロット信号挿入部136が挿入するパイロット信号のパターン及び配置について説明する。本明細書では、本発明に係るパイロット信号の伝送方式を、符号反転型ヌルパイロット方式と称する。図5〜10は、本発明に係る符号反転型ヌルパイロット方式におけるパイロット信号パターン例を示す図である。図5〜10ではデータ信号などの非パイロット信号を省略し、パイロット信号の繰り返しの最小単位のみを示しており、パイロット信号により直接求められる伝送路応答の位置を斜線付きの丸で示している。また、パターン1〜4は、送信アンテナAT−t1〜AT−t4のうちそれぞれ異なる送信アンテナから送信されるOFDM信号のパイロット信号の配置を示している。図中において、四角で示したパイロット信号はある有意の値を有する信号であることを意味し、丸で示したパイロット信号は無信号であることを意味する。また、1と示したパイロット信号と−1と示したパイロット信号とは、符号が反転した信号であることを意味する。なお、図中のOFDMシンボルは、右方向がキャリア(周波数)方向であり、下方向がシンボル(時間)方向である。図5〜図7は無信号のパイロット信号をシンボル方向に配置した例を示しており、図8及び図9は無信号のパイロット信号を斜めに配置した例を示している。図10は図5のパイロット信号パターンに対して第1シンボルのパイロット信号のパターンを変更した例であり、パターン2,4はパターン1,3よりもキャリア方向に密な伝送路応答を推定できる。
[Pilot signal pattern and arrangement]
Here, the pattern and arrangement of pilot signals inserted by the pilot signal insertion unit 136 will be described. In this specification, the pilot signal transmission method according to the present invention is referred to as a code-inverted null pilot method. 5 to 10 are diagrams showing examples of pilot signal patterns in the code-inverted null pilot scheme according to the present invention. 5 to 10, the non-pilot signal such as a data signal is omitted, only the minimum unit of the pilot signal repetition is shown, and the position of the transmission line response directly obtained from the pilot signal is indicated by a hatched circle. Patterns 1 to 4 show the arrangement of pilot signals of OFDM signals transmitted from different transmission antennas among the transmission antennas AT-t1 to AT-t4. In the figure, a pilot signal indicated by a square means a signal having a certain significant value, and a pilot signal indicated by a circle means no signal. Further, the pilot signal indicated by 1 and the pilot signal indicated by -1 mean that the signals are inverted in sign. In the OFDM symbol in the figure, the right direction is the carrier (frequency) direction, and the downward direction is the symbol (time) direction. 5 to 7 show examples in which no signal pilot signals are arranged in the symbol direction, and FIGS. 8 and 9 show examples in which no signal pilot signals are arranged obliquely. FIG. 10 shows an example in which the pattern of the pilot signal of the first symbol is changed with respect to the pilot signal pattern of FIG. 5, and patterns 2 and 4 can estimate a transmission path response denser in the carrier direction than patterns 1 and 3.

なお、図示はしていないが、パイロット信号生成部130は、無信号のパイロット信号をキャリア方向に配置してもよい。この場合のパイロット信号パターンは、図5〜7に示したパターンに対し、それぞれシンボル方向とキャリア方向を反転させたパターンとなる。   Although not shown, pilot signal generation section 130 may arrange a no-signal pilot signal in the carrier direction. The pilot signal pattern in this case is a pattern obtained by inverting the symbol direction and the carrier direction with respect to the patterns shown in FIGS.

このように、パイロット信号挿入部136は、第1の送信信号及び第2の送信信号に対しては、有意な値を有するパイロット信号及び無信号のパイロット信号を挿入し、第3の送信信号及び第4の送信信号に対しては、有意な値を有するパイロット信号、該有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号、及び無信号のパイロット信号を挿入する。また、第1の送信信号及び第3の送信信号に対しては、同じ位置に無信号のパイロット信号を挿入し、第2の送信信号及び第4の送信信号に対しては、第1の送信信号及び第3の送信信号に無信号のパイロット信号を挿入した位置と異なる位置に無信号のパイロット信号を挿入する。   In this way, the pilot signal insertion unit 136 inserts a pilot signal having a significant value and a non-signal pilot signal with respect to the first transmission signal and the second transmission signal, and the third transmission signal and For the fourth transmission signal, a pilot signal having a significant value, a pilot signal obtained by inverting the sign of the pilot signal having the significant value, and a non-signal pilot signal are inserted. For the first transmission signal and the third transmission signal, a no-signal pilot signal is inserted at the same position, and for the second transmission signal and the fourth transmission signal, the first transmission signal is transmitted. A no-signal pilot signal is inserted at a position different from the position where the no-signal pilot signal is inserted into the signal and the third transmission signal.

第1〜第4の送信信号は、キャリア変調部11から入力される4種類の送信信号(a1,b1,a2,b2)のいずれかである。図5〜10では、第1の送信信号に対するパイロット信号の挿入パターンをパターン1として示し、第2の送信信号に対するパイロット信号の挿入パターンをパターン2として示し、第3の送信信号に対するパイロット信号の挿入パターンをパターン3として示し、第4の送信信号に対するパイロット信号の挿入パターンをパターン4として示している。   The first to fourth transmission signals are any of the four types of transmission signals (a1, b1, a2, b2) input from the carrier modulation unit 11. 5 to 10, the pilot signal insertion pattern for the first transmission signal is shown as pattern 1, the pilot signal insertion pattern for the second transmission signal is shown as pattern 2, and the pilot signal insertion for the third transmission signal is shown. The pattern is shown as pattern 3, and the pilot signal insertion pattern for the fourth transmission signal is shown as pattern 4.

パイロット信号挿入部136は、図5〜9に示したように、さらに前記4種類の送信信号に対して、挿入するパイロット信号のうちの半数を無信号のパイロット信号とし、第3の送信信号及び第4の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号、及び有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号の数を同数とするようにパイロット信号を挿入すると、伝送路応答が直接求まる位置が均等となり好適である。また、図9に示したように、さらに第3の送信信号及び第4の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号、及び有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号を時間的かつ周波数的に交互に配置されるように挿入してもよい。   As shown in FIGS. 5 to 9, the pilot signal insertion unit 136 further sets half of the pilot signals to be inserted as non-signal pilot signals for the four types of transmission signals, When a pilot signal is inserted so that the number of pilot signals having a significant value and the number of pilot signals obtained by inverting the sign of the pilot signal having a significant value with respect to the fourth transmission signal are equal, The positions at which are directly obtained are uniform and suitable. In addition, as shown in FIG. 9, the pilot signal having a significant value and the pilot signal obtained by inverting the sign of the pilot signal having a significant value with respect to the third transmission signal and the fourth transmission signal. May be inserted alternately in time and frequency.

図11は、符号反転型ヌルパイロット方式のパイロット信号の配置を示す図である。図中の斜線で示す部分はパイロット信号の配置位置を示しており、白色の部分は非パイロット信号の配置位置を示している。非パイロット信号はデータ信号のみとしてもよいし、データ信号に加えて制御情報を示すTMCC信号や付加情報を示すAC信号を含めてもよい。パイロット信号は、図11(a)に示すように格子状に配置するか、図11(b)に示すように千鳥状に配置するか、図11(c)に示すように斜めに配置するのが好適である。図11ではパイロット信号のシンボル方向・キャリア方向の配置間隔が狭い場合を示している。パイロット信号のシンボル方向・キャリア方向の配置間隔が広くなるほど、信号全体に対するパイロット信号の比率を下げる(データ信号の伝送効率を上げる)ことができるが、伝送路応答の直接求まる位置が少なくなる。一方、パイロット信号のシンボル方向・キャリア方向の配置間隔が狭くなるほど、信号全体に対するパイロット信号の比率は高くなる(データ信号の伝送効率が下がる)が、伝送路応答の直接求まる位置を多くすることができる。   FIG. 11 is a diagram illustrating an arrangement of pilot signals of the code-inverted null pilot scheme. The hatched portion in the figure indicates the pilot signal arrangement position, and the white portion indicates the non-pilot signal arrangement position. The non-pilot signal may be only a data signal, or may include a TMCC signal indicating control information and an AC signal indicating additional information in addition to the data signal. The pilot signals are arranged in a grid pattern as shown in FIG. 11 (a), arranged in a staggered pattern as shown in FIG. 11 (b), or arranged obliquely as shown in FIG. 11 (c). Is preferred. FIG. 11 shows a case where the arrangement interval of pilot signals in the symbol direction / carrier direction is narrow. As the arrangement interval of the pilot signal in the symbol direction / carrier direction becomes wider, the ratio of the pilot signal to the entire signal can be reduced (the transmission efficiency of the data signal can be increased), but the position where the transmission path response is directly obtained decreases. On the other hand, as the interval between the pilot signals in the symbol direction and the carrier direction becomes narrower, the ratio of the pilot signal to the whole signal increases (the transmission efficiency of the data signal decreases), but the position where the transmission line response is directly obtained may be increased. it can.

地上デジタル放送では、パイロット信号としてスキャッタードパイロット(SP:Scattered Pilot)信号が使用されている。図12は、地上デジタル放送におけるSP信号の配置を示す図である。図12は、図11(c)に例示したパイロット信号を斜めに配置する例の一態様であり、12キャリアに1回、4シンボルに1回の割合でパイロット信号が挿入されている。図13は、図12に示したパイロット信号配置に対し、図9に示したパイロット信号パターンを適用した例を示す図である。   In terrestrial digital broadcasting, a scattered pilot (SP) signal is used as a pilot signal. FIG. 12 is a diagram showing the arrangement of SP signals in terrestrial digital broadcasting. FIG. 12 is an example of an example in which the pilot signals illustrated in FIG. 11C are arranged obliquely, and pilot signals are inserted once in 12 carriers and once in 4 symbols. FIG. 13 is a diagram showing an example in which the pilot signal pattern shown in FIG. 9 is applied to the pilot signal arrangement shown in FIG.

OFDM信号生成部137は、パイロット信号挿入部136により入力されるOFDMシンボルの各キャリアを変調して4つのOFDM信号を生成し、送信所14を介して4本の送信アンテナAT−Tx1〜AT−Tx4に出力する。OFDM信号生成部137は、IFFT部132(132−1〜132−4)と、GI付加部133(133−1〜133−4)と、直交変調部134(134−1〜134−4)と、D/A変換部135(135−1〜135−4)とを備える。なお、4本のOFDM信号の同期を取るために、OFDM信号生成部137は、各ブロックに同一周波数のクロックを供給する。   The OFDM signal generation unit 137 generates four OFDM signals by modulating each carrier of the OFDM symbol input by the pilot signal insertion unit 136, and transmits four transmission antennas AT-Tx 1 to AT− via the transmission station 14. Output to Tx4. The OFDM signal generation unit 137 includes an IFFT unit 132 (132-1 to 132-4), a GI addition unit 133 (133-1 to 133-4), and an orthogonal modulation unit 134 (134-1 to 134-4). , D / A converter 135 (135-1 to 135-4). In order to synchronize the four OFDM signals, the OFDM signal generation unit 137 supplies a clock with the same frequency to each block.

IFFT部132は、OFDMシンボル構成部131から入力されるOFDMシンボルに対して、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)処理を施して時間領域の有効シンボル信号を生成し、GI付加部133に出力する。   The IFFT unit 132 performs an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) process on the OFDM symbol input from the OFDM symbol configuration unit 131 to generate a time-domain effective symbol signal, and a GI addition unit 133 Output to.

GI付加部133は、IFFT部132から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入し、直交変調部134に出力する。ガードインターバルは、OFDM信号を受信する際にシンボル間干渉を低減させるために挿入されるものであり、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。   The GI adding unit 133 inserts a guard interval obtained by copying the second half of the effective symbol signal at the head of the effective symbol signal input from the IFFT unit 132 and outputs the guard interval to the quadrature modulation unit 134. The guard interval is inserted in order to reduce intersymbol interference when receiving an OFDM signal, and is set so that the delay time of the multipath delay wave does not exceed the guard interval length.

直交変調部134は、GI付加部133から入力されるベースバンド信号に対して直交変調処理を施してOFDM信号を生成し、D/A変換部135に出力する。   The orthogonal modulation unit 134 performs orthogonal modulation processing on the baseband signal input from the GI addition unit 133 to generate an OFDM signal, and outputs the OFDM signal to the D / A conversion unit 135.

D/A変換部135は、直交変調部134から入力されるOFDM信号をアナログ信号に変換する。   The D / A conversion unit 135 converts the OFDM signal input from the quadrature modulation unit 134 into an analog signal.

このように、実施例1に係る送信装置1aは、パイロット信号挿入部136により、図5〜図10に示したように、第1及び第2の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号及び無信号のパイロット信号を挿入し、第3及び第4の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号、該有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号、及び無信号のパイロット信号を挿入し、第1及び第3の送信信号に対して、同じ所定位置に無信号のパイロット信号を挿入し、第2及び前記第4の送信信号に対して、前記同じ所定位置と異なる位置に無信号のパイロット信号を挿入する。このため、4シンボル×4キャリア区間において、伝送路応答を高い頻度で求め、且つ、パイロット信号の伝送に使用される消費電力を低減させることができる。例えば、4種類の送信信号に対して、挿入するパイロット信号のうちの半数を無信号のパイロット信号とし、第3及び第4の送信信号に対して、前記有意な値を有するパイロット信号、及び前記有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号の数を同数とするようにパイロット信号を挿入する場合には、16点の伝送路応答を直接(補間によらず)求めることができ、パイロット信号の伝送に使用される消費電力を1/2とすることができる。   As described above, the transmission apparatus 1a according to the first embodiment uses the pilot signal insertion unit 136, as shown in FIGS. 5 to 10, to have a pilot value having a significant value with respect to the first and second transmission signals. A pilot signal having a significant value, a pilot signal obtained by inverting the sign of the pilot signal having the significant value, and no signal. A pilot signal of a signal is inserted, a pilot signal of no signal is inserted at the same predetermined position with respect to the first and third transmission signals, and the same predetermined position with respect to the second and fourth transmission signals. A no-signal pilot signal is inserted at a different position. For this reason, in the 4 symbol × 4 carrier section, the transmission path response can be obtained at a high frequency, and the power consumption used for transmitting the pilot signal can be reduced. For example, for four types of transmission signals, half of the pilot signals to be inserted are non-signal pilot signals, and for the third and fourth transmission signals, the pilot signals having the significant values, and When inserting pilot signals so that the number of pilot signals with the sign of a significant pilot signal inverted is the same, 16 channel transmission line responses can be obtained directly (without interpolation). The power consumption used for pilot signal transmission can be halved.

また、前記第3及び第4の送信信号に対して、前記有意な値を有するパイロット信号、及び前記有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号を時間的かつ周波数的に交互に配置されるように挿入することにより、受信装置において、単一時間(シンボル)に含まれるパイロット信号のみを用いた伝送路応答の推定や、単一周波数(キャリア)に含まれるパイロット信号のみを用いた伝送路応答の推定が可能となり、受信環境に応じた伝送路応答の推定が可能となる。例えば移動受信環境では、時間方向に伝送路応答が変動するため、単一時間に含まれるパイロット信号のみを用いて伝送路応答を推定することで、精度の高い伝送路推定が可能となる。また、移動しない受信環境では、伝送路応答の時間変動が少ないと考えられるため、例えば単一の周波数に注目し、時間方向に離れている2つのパイロット信号を用いて伝送路応答を推定することで、精度の高い伝送路推定が可能となる。   In addition, the pilot signal having the significant value and the pilot signal obtained by inverting the sign of the pilot signal having the significant value alternately with respect to the third and fourth transmission signals in terms of time and frequency. By inserting the signals so that they are arranged, the receiver uses only the pilot signal included in the single frequency (carrier) or the estimation of the channel response using only the pilot signal included in the single time (symbol). The transmission path response can be estimated, and the transmission path response according to the reception environment can be estimated. For example, in a mobile reception environment, since the transmission path response varies in the time direction, it is possible to estimate the transmission path with high accuracy by estimating the transmission path response using only the pilot signal included in a single time. In a non-moving reception environment, it is considered that there is little time variation of the transmission line response. For example, paying attention to a single frequency, the transmission line response is estimated using two pilot signals separated in the time direction. Thus, transmission path estimation with high accuracy is possible.

[実施例1に係るOFDM信号の受信装置]
次に、実施例1に係るOFDM信号の受信装置について説明する。図3は、実施例1に係るOFDM信号の受信装置の構成を示すブロック図である。図3に示すように、OFDM信号の受信装置2aは、OFDM復調部20aと、MIMO検出部25と、キャリア復調部22(22−1〜22−4)と、誤り訂正復号部23(23−1〜23−4)とを備える。受信装置2aは、送信装置1aから送信される4系統4つのOFDM信号を4本の受信アンテナAT−rx1〜AT−rx4で受信する。
[OFDM Signal Receiving Device According to Embodiment 1]
Next, an OFDM signal receiving apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the OFDM signal receiving apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the OFDM signal receiver 2a includes an OFDM demodulator 20a, a MIMO detector 25, a carrier demodulator 22 (22-1 to 22-4), and an error correction decoder 23 (23- 1-23-4). The receiving device 2a receives four systems of four OFDM signals transmitted from the transmitting device 1a by four receiving antennas AT-rx1 to AT-rx4.

OFDM復調部20aは、受信した4つのOFDM信号を復調して4種類のベースバンド信号(c1,c2,c3,c4)を生成するとともに、パイロット信号を用いて4種類の伝送路応答(h1,h2,h3,h4)を推定する。図4は、OFDM復調部20aの構成を示すブロック図である。図4に示すように、OFDM復調部20aは、A/D変換部200(200−1〜200−4)と、直交復調部201(201−1〜201−4)と、GI除去部202(202−1〜202−4)と、FFT部203(203−1〜203−4)と、パイロット信号生成部204と、パイロット信号抽出部205(205−1〜205−4)と、伝送路応答推定部206(206−1〜206−4)と、伝送路応答補間部207(207−1〜207−4)とを備える。   The OFDM demodulator 20a demodulates four received OFDM signals to generate four types of baseband signals (c1, c2, c3, c4), and uses four types of transmission path responses (h1, h2, h3, h4) are estimated. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the OFDM demodulator 20a. As shown in FIG. 4, the OFDM demodulator 20a includes an A / D converter 200 (200-1 to 200-4), an orthogonal demodulator 201 (201-1 to 201-4), and a GI remover 202 ( 202-1 to 202-4), FFT section 203 (203-1 to 203-4), pilot signal generation section 204, pilot signal extraction section 205 (205-1 to 205-4), and transmission path response An estimation unit 206 (206-1 to 206-4) and a transmission path response interpolation unit 207 (207-1 to 207-4) are provided.

A/D変換部200は、アンテナAT−rxから入力されるアナログの受信信号をデジタル信号に変換し、直交復調部201に出力する。   The A / D conversion unit 200 converts an analog reception signal input from the antenna AT-rx into a digital signal and outputs the digital signal to the quadrature demodulation unit 201.

直交復調部201は、A/D変換部200から入力される信号に対してベースバンド信号を生成し、GI除去部202に出力する。   The orthogonal demodulation unit 201 generates a baseband signal for the signal input from the A / D conversion unit 200 and outputs the baseband signal to the GI removal unit 202.

GI除去部202は、直交復調部201から入力される信号に対して、ガードインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出し、FFT部203に出力する。   GI removal section 202 removes the guard interval from the signal input from quadrature demodulation section 201, extracts an effective symbol signal, and outputs it to FFT section 203.

FFT部203は、GI除去部202から入力される有効シンボル信号に対して、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)処理を施して複素ベースバンド信号c1,c2を生成し、パイロット信号抽出部205に出力する。   The FFT unit 203 performs FFT (Fast Fourier Transform) processing on the effective symbol signal input from the GI removal unit 202 to generate complex baseband signals c1 and c2, and a pilot signal extraction unit 205 Output to.

パイロット信号生成部204は、送信装置1aにより挿入されるパイロット信号と同じ振幅及び位相をもつパイロット信号を生成し、送信装置1aにより挿入されるパイロット信号の位置情報をパイロット信号抽出部205に出力し、パイロット信号の振幅値及び位相値を伝送路応答推定部206に出力する。   Pilot signal generating section 204 generates a pilot signal having the same amplitude and phase as the pilot signal inserted by transmitting apparatus 1a, and outputs the position information of the pilot signal inserted by transmitting apparatus 1a to pilot signal extracting section 205. The amplitude value and phase value of the pilot signal are output to the transmission path response estimation unit 206.

パイロット信号抽出部205は、FFT部203から入力される複素ベースバンド信号c1,c2から、パイロット信号生成部204から入力される位置情報に基づいてパイロット信号を抽出し、伝送路応答推定部206に出力する。   The pilot signal extraction unit 205 extracts a pilot signal from the complex baseband signals c1 and c2 input from the FFT unit 203 based on the position information input from the pilot signal generation unit 204, and sends it to the transmission path response estimation unit 206. Output.

伝送路応答推定部206は、パイロット信号抽出部205において抽出したパイロット信号を使って伝送路応答を算出する。例えば、図8の点P1〜P4の位置の伝送路応答は、パイロット信号の振幅値を1としたとき、以下の式で求められる。
P1:h1=(Rx(1,1)+Rx(2,2))/2
P2:h2=(Rx(1,2)+Rx(2,1))/2
P3:h3=(Rx(1,1)−Rx(2,2))/2
P4:h4=(Rx(1,2)−Rx(2,1))/2
また、図9の点P1〜P4の位置の伝送路応答は、パイロット信号の振幅値を1としたとき、以下の式で求められる。
P1:h1=(Rx(1,1)+Rx(2,2))/2
P2:h2=(Rx(2,1)+Rx(2,3))/2
P3:h3=(Rx(1,1)−Rx(2,2))/2
P4:h4=(Rx(2,1)−Rx(2,3))/2
Transmission path response estimation section 206 calculates a transmission path response using the pilot signal extracted by pilot signal extraction section 205. For example, the transmission path response at the positions of points P1 to P4 in FIG. 8 can be obtained by the following equation when the amplitude value of the pilot signal is 1.
P1: h1 = (Rx (1,1) + Rx (2,2)) / 2
P2: h2 = (Rx (1,2) + Rx (2,1)) / 2
P3: h3 = (Rx (1,1) −Rx (2,2)) / 2
P4: h4 = (Rx (1,2) −Rx (2,1)) / 2
Further, the transmission line response at the positions of points P1 to P4 in FIG. 9 is obtained by the following equation when the amplitude value of the pilot signal is 1.
P1: h1 = (Rx (1,1) + Rx (2,2)) / 2
P2: h2 = (Rx (2,1) + Rx (2,3)) / 2
P3: h3 = (Rx (1,1) −Rx (2,2)) / 2
P4: h4 = (Rx (2,1) −Rx (2,3)) / 2

伝送路応答補間部207は、伝送路応答推定部206により算出された伝送路応答の一部又は全部を基にして、伝送路応答の補間処理を行い、全サブキャリアについて伝送路応答を算出する。   Transmission path response interpolation section 207 performs transmission path response interpolation processing based on part or all of the transmission path response calculated by transmission path response estimation section 206, and calculates transmission path responses for all subcarriers. .

MIMO検出部25は、OFDM復調部20aから入力されるベースバンド信号c及び伝送路応答hを用いてMIMO信号を検出する。MIMOの検出には、ZF(Zero Forcing)、MMSE(Minimum Mean Squared Error)、BLAST(Bell Laboratories Layered Space-Time)、MLD(Maximum Likelihood Detection)などの既知の手法を適用できる。   The MIMO detection unit 25 detects a MIMO signal using the baseband signal c and the transmission path response h input from the OFDM demodulation unit 20a. For detection of MIMO, known methods such as ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Squared Error), BLAST (Bell Laboratories Layered Space-Time), and MLD (Maximum Likelihood Detection) can be applied.

キャリア復調部22は、OFDM復調部20aから入力される信号に対して、サブキャリアごとに復調を行い、誤り訂正復号部23に出力する。   The carrier demodulator 22 demodulates the signal input from the OFDM demodulator 20 a for each subcarrier and outputs the demodulated signal to the error correction decoder 23.

誤り訂正復号部23は、キャリア復調部22から入力される信号に対して、誤り訂正を行い、送信装置1aから送信された信号を復号する。   The error correction decoding unit 23 performs error correction on the signal input from the carrier demodulation unit 22 and decodes the signal transmitted from the transmission device 1a.

このように、実施例1に係る受信装置2aによれば、送信装置1aから送信されるOFDM信号を4本の受信アンテナで受信し、受信したOFDM信号を復号することができる。   As described above, according to the receiving device 2a according to the first embodiment, the OFDM signal transmitted from the transmitting device 1a can be received by the four receiving antennas, and the received OFDM signal can be decoded.

現行の地上デジタルテレビジョン放送において、周波数の有効利用の観点からSFN(Single Frequency Network)の構築が進められているが、SFN希望波とSFN干渉波のD/U(Desired to Undesired signal ratio)が0dBに近くなるSFN干渉エリアでは、伝送特性が悪くなってしまう。時空間符号化(Space-Time Coding:STC)を用いたOFDM信号の伝送システムでは、D/Uが0dB付近のSFN干渉エリアにおいて伝送特性を改善し、周波数の有効利用を可能とする。そこで、実施例2では、STCを用いたOFDM信号の送信装置及び受信装置について説明する。また、実施例2では、4×2MIMO伝送をするシステムについて説明する。本システムにおける送信装置は、2つの送信所にOFDM信号を送信し、1つの送信所において2本の送信アンテナからSDMによるMIMO送信を行う。本システムにおける受信装置は、2本の受信アンテナを用いてSDMのMIMO受信を行う。   In current terrestrial digital television broadcasting, SFN (Single Frequency Network) is being constructed from the viewpoint of effective use of frequency, but the D / U (Desired to Undesired signal ratio) of SFN desired wave and SFN interference wave In the SFN interference area close to 0 dB, the transmission characteristics are deteriorated. In an OFDM signal transmission system using space-time coding (STC), transmission characteristics are improved in an SFN interference area where the D / U is near 0 dB, and the frequency can be effectively used. In the second embodiment, an OFDM signal transmission apparatus and reception apparatus using STC will be described. In the second embodiment, a system that performs 4 × 2 MIMO transmission will be described. The transmission apparatus in this system transmits OFDM signals to two transmission stations, and performs MIMO transmission by SDM from two transmission antennas at one transmission station. The receiving apparatus in this system performs SDM MIMO reception using two receiving antennas.

[実施例2に係るOFDM信号の送信装置]
実施例2に係るOFDM信号の送信装置について説明する。図14は、実施例2に係るOFDM信号の送信装置の構成を示すブロック図である。なお、実施例1の送信装置1aと同じ構成要素には同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。図14に示すように、送信装置1bは、誤り訂正符号化部10(10−1及び10−2)と、キャリア変調部11(11−1及び11−2)と、時空間符号化部12(12−1及び12−2)と、OFDM変調部13とを備える。送信装置1bへの入力信号は、2系統のTS信号(TS1,TS2)とする。なお、送信装置1bの入力前段にTS分割装置などを配置し、1系統のTSを2系統に分割した後のTS信号を送信装置1bに入力してもよい。送信装置1bは2系統4つのOFDM信号を出力し、2つのOFDM信号は送信所14−1に送られ、残り2つのOFDM信号は送信所14−2に送られる。
[OFDM Signal Transmitting Apparatus According to Second Embodiment]
An OFDM signal transmission apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal transmission apparatus according to the second embodiment. In addition, the same reference number is attached | subjected to the same component as the transmitter 1a of Example 1, and description is abbreviate | omitted suitably. As illustrated in FIG. 14, the transmission device 1b includes an error correction encoding unit 10 (10-1 and 10-2), a carrier modulation unit 11 (11-1 and 11-2), and a space-time encoding unit 12. (12-1 and 12-2) and an OFDM modulation unit 13. The input signal to the transmission device 1b is assumed to be two systems of TS signals (TS1, TS2). Note that a TS dividing device or the like may be arranged before the input of the transmission device 1b, and a TS signal after dividing one system TS into two systems may be input to the transmission device 1b. The transmitting apparatus 1b outputs four OFDM signals in two systems, the two OFDM signals are sent to the transmitting station 14-1, and the remaining two OFDM signals are sent to the transmitting station 14-2.

送信所14−1は、アンテナAT−tx1及びAT−tx2から、SDMによるMIMO送信を行う。送信所14−2は、アンテナAT−tx3及びAT−tx4から、SDMによるMIMO送信を行う。   The transmitting station 14-1 performs MIMO transmission by SDM from the antennas AT-tx1 and AT-tx2. The transmitting station 14-2 performs MIMO transmission by SDM from the antennas AT-tx3 and AT-tx4.

実施例1に係る送信装置1aと同様に、誤り訂正符号化部10は、TS信号を誤り訂正符号化し、キャリア変調部11は、サブキャリアごとに所定の変調方式に応じてIQ平面へのマッピングを行う。   Similar to the transmission apparatus 1a according to the first embodiment, the error correction coding unit 10 performs error correction coding on the TS signal, and the carrier modulation unit 11 performs mapping on the IQ plane according to a predetermined modulation method for each subcarrier. I do.

時空間符号化部12は、キャリア変調部11から入力される2系統の信号(a,b)に対して、それぞれ時空間符号化して4種類の時空間符号化信号(a1,a2,b1,b2)を生成し、OFDM変調部13に出力する。時空間符号化としてAlamoutiのSTBC(Space-Time Block Coding)を適用した場合、時空間符号化部12−1は、送信したい複素ベースバンド信号aを時空間符号化(STBC符号化)し、a1,a2として出力し、時空間符号化部12−2は、送信したい複素ベースバンド信号bを時空間符号化(STBC符号化)し、b1,b2として出力する。送信したい複素ベースバンド信号の値がx1,x2,x3,x4(ここで、x1=a(m),x2=a(m+1),x3=b(m),x4=b(m+1)である)とすると、STBC符号化によりa1,a2,b1,b2は以下のような値となる。
1(m)=x1
1(m+1)=−x* 2
2(m)=x2
2(m+1)=x* 1
1(m)=x3
1(m+1)=−x* 4
2(m)=x4
2(m+1)=x* 3
ここで、mはある離散時間を表し、*は複素共役を表す。
The space-time coding unit 12 performs space-time coding on the two systems of signals (a, b) input from the carrier modulation unit 11 and performs four types of space-time coding signals (a1, a2, b1, b2) is generated and output to the OFDM modulator 13. When Alamouti STBC (Space-Time Block Coding) is applied as space-time coding, the space-time coding unit 12-1 space-time codes (STBC coding) the complex baseband signal a to be transmitted, and a1 , A2, and the space-time encoding unit 12-2 performs space-time encoding (STBC encoding) on the complex baseband signal b to be transmitted, and outputs it as b1, b2. The value of the complex baseband signal to be transmitted is x1, x2, x3, x4 (where x 1 = a (m), x 2 = a (m + 1), x 3 = b (m), x 4 = b (m + 1) )), A1, a2, b1, b2 have the following values by STBC encoding.
a 1 (m) = x 1
a 1 (m + 1) = − x * 2
a 2 (m) = x 2
a 2 (m + 1) = x * 1
b 1 (m) = x 3
b 1 (m + 1) = − x * 4
b 2 (m) = x 4
b 2 (m + 1) = x * 3
Here, m represents a certain discrete time, and * represents a complex conjugate.

OFDM変調部13は、時空間符号化部12から入力される4種類の時空間符号化信号(a1,a2,b1,b2)から2系統4つのOFDM信号を生成し、送信所14−1及び14−2に送信する。送信所14−1及び14−2は、同一周波数帯域でSDMによるMIMO−OFDM信号を送信する。OFDM変調部13の構成は図2に示した通りであるので、説明を省略する。   The OFDM modulator 13 generates two systems of four OFDM signals from the four types of space-time encoded signals (a1, a2, b1, b2) input from the space-time encoder 12, 14-2. The transmitting stations 14-1 and 14-2 transmit MIMO-OFDM signals by SDM in the same frequency band. The configuration of the OFDM modulation unit 13 is as shown in FIG.

このように、実施例2に係る送信装置1bは、2系統の信号に対してそれぞれ時空間符号化し、4種類の時空間符号化信号を生成する時空間符号化部する時空間符号化部12を更に備える。このため、D/Uが0dB付近のSFN干渉エリアにおいて伝送特性を改善することができる。   As described above, the transmission apparatus 1b according to the second embodiment performs space-time coding on the two systems of signals, respectively, and generates a space-time coding unit 12 that generates four types of space-time coded signals. Is further provided. For this reason, it is possible to improve transmission characteristics in an SFN interference area where D / U is near 0 dB.

[実施例2に係るOFDM信号の受信装置]
次に、実施例2に係るOFDM信号の受信装置について説明する。図15は、実施例2に係るOFDM信号の受信装置の構成を示すブロック図である。なお、実施例1の受信装置2aと同じ構成要素には同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。図15に示すように、OFDM信号の受信装置2bは、OFDM復調部20bと、時空間復号部21と、キャリア復調部22(22−1及び22−2)と、誤り訂正復号部23(23−1及び23−2)とを備える。受信装置2bは、送信装置1bから送信される2系統4つのOFDM信号を2本の受信アンテナAT−rx1及びAT−rx2で受信する。
[OFDM Signal Receiving Device According to Second Embodiment]
Next, an OFDM signal receiving apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal receiving apparatus according to the second embodiment. In addition, the same reference number is attached | subjected to the same component as the receiver 2a of Example 1, and description is abbreviate | omitted suitably. As shown in FIG. 15, the OFDM signal receiver 2b includes an OFDM demodulator 20b, a space-time decoder 21, a carrier demodulator 22 (22-1 and 22-2), and an error correction decoder 23 (23 -1 and 23-2). The receiving device 2b receives two systems of four OFDM signals transmitted from the transmitting device 1b with two receiving antennas AT-rx1 and AT-rx2.

OFDM復調部20bは、受信した2系統4つのOFDM信号を復調して2種類のベースバンド信号(c1,c2)を生成するとともに、パイロット信号を用いて2種類の伝送路応答(h1,h2)を推定する。図16は、OFDM復調部20bの構成を示すブロック図である。図16に示すように、OFDM復調部20bは、A/D変換部200(200−1及び200−2)と、直交復調部201(201−1及び201−2)と、GI除去部202(202−1及び202−2)と、FFT部203(203−1及び203−2)と、パイロット信号生成部204と、パイロット信号抽出部205(205−1及び205−2)と、伝送路応答推定部206(206−1及び206−2)と、伝送路応答補間部207(207−1及び207−2)を備える。実施例1のOFDM復調部20aでは4つのOFDM信号の復調処理を行うが、実施例2のOFDM復調部20bでは2つのOFDM信号の復調処理を行う。各処理ブロックの処理内容は実施例1のOFDM復調部20aと同様であるため、説明を省略する。   The OFDM demodulator 20b demodulates the received two systems of four OFDM signals to generate two types of baseband signals (c1, c2), and uses two types of transmission path responses (h1, h2) using pilot signals. Is estimated. FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of the OFDM demodulator 20b. As shown in FIG. 16, the OFDM demodulator 20b includes an A / D converter 200 (200-1 and 200-2), an orthogonal demodulator 201 (201-1 and 201-2), and a GI remover 202 ( 202-1 and 202-2), FFT section 203 (203-1 and 203-2), pilot signal generation section 204, pilot signal extraction section 205 (205-1 and 205-2), and transmission path response An estimation unit 206 (206-1 and 206-2) and a transmission path response interpolation unit 207 (207-1 and 207-2) are provided. The OFDM demodulator 20a according to the first embodiment demodulates four OFDM signals, whereas the OFDM demodulator 20b according to the second embodiment demodulates two OFDM signals. Since the processing contents of each processing block are the same as those of the OFDM demodulator 20a of the first embodiment, description thereof is omitted.

時空間復号部21は、OFDM復調部20bから入力される複素ベースバンド信号c1,c2、伝送路応答h11,h12,h13,h14(図15中ではh1と記す)、及び伝送路応答h21,h22,h23,h24(図15中ではh2と記す)を用いて、時空間復号し、時空間復号信号を生成する。以下に、時空間復号信号の算出方法について説明する。   The space-time decoding unit 21 includes complex baseband signals c1 and c2, input channel responses h11, h12, h13, and h14 (denoted as h1 in FIG. 15) and transmission channel responses h21 and h22 input from the OFDM demodulator 20b. , H23, h24 (denoted as h2 in FIG. 15), space-time decoding is performed to generate a space-time decoded signal. Hereinafter, a method for calculating the space-time decoded signal will be described.

時空間復号部21への入力となる複素ベースバンド信号c1,c2は、送信装置1bから送信された複素ベースバンド信号a1,a2,b1,b2が、伝送路応答が

Figure 2016123100
である伝送路を通過し、ノイズz1,z2が付加されたものと考えられる。よって、複素ベースバンド信号c1,c2は次式(1)で表される。 The complex baseband signals c1 and c2 that are input to the space-time decoding unit 21 are complex baseband signals a1, a2, b1, and b2 transmitted from the transmission device 1b, and have a transmission path response.
Figure 2016123100
It is considered that noises z1 and z2 are added through the transmission line. Therefore, the complex baseband signals c1 and c2 are expressed by the following equation (1).

Figure 2016123100
時刻m+1において伝送路応答が変化しないとすると、時刻m+1における入力c1,c2は次式(2)で表され、式(2)の両辺の複素共役をとると、次式(3)が導出される。
Figure 2016123100
If the transmission line response does not change at time m + 1, the inputs c1 and c2 at time m + 1 are expressed by the following equation (2), and the following equation (3) is derived by taking the complex conjugate of both sides of equation (2). The

Figure 2016123100
式(1),(3)より、STBCの復号は、次式(4)を解いてx1,x2,x3,x4を求めることに相当する。
Figure 2016123100
From equations (1) and (3), STBC decoding is equivalent to finding x1, x2, x3, and x4 by solving the following equation (4).

Figure 2016123100
Figure 2016123100

式(4)を解くには、ZF(Zero Forcing)、MMSE(Minimum Mean Squared Error)、MLD(Maximum Likelihood Detection)などを適用することができる。4つのストリームの分離にZFを適用する場合、以下の手順となる。式(4)において、ウェイト行列Wを次式(5)で定義する。   To solve equation (4), ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Squared Error), MLD (Maximum Likelihood Detection), etc. can be applied. When ZF is applied to the separation of four streams, the procedure is as follows. In Expression (4), the weight matrix W is defined by the following Expression (5).

Figure 2016123100
式(5)の両辺に、左からウェイト行列Wを乗算すると、次式(6)が導出される。
Figure 2016123100
When both sides of the equation (5) are multiplied by the weight matrix W from the left, the following equation (6) is derived.

Figure 2016123100
式(6)の雑音成分を無視すると、x1,x2,x3,x4は次式(7)により求められる。
Figure 2016123100
If the noise component of equation (6) is ignored, x1, x2, x3, and x4 are obtained by the following equation (7).

Figure 2016123100
Figure 2016123100

このように、時空間復号部21は、OFDM復調部20bから入力される複素ベースバンド信号c1,c2、伝送路応答h11,h12,h13,h14、及び伝送路応答h21,h22,h23,h24を用いて、式(7)により時空間復号信号x1,x2,x3,x4(すなわち、a(m),a(m+1),b(m),b(m+1))を算出する。 As described above, the space-time decoding unit 21 receives the complex baseband signals c1 and c2, the transmission path responses h11, h12, h13, and h14 and the transmission path responses h21, h22, h23, and h24 that are input from the OFDM demodulation unit 20b. Then, the space-time decoded signals x 1 , x 2 , x 3 , x 4 (that is, a (m), a (m + 1), b (m), b (m + 1)) are calculated by Equation (7).

なお、時空間符号化としてSFBC(Space-Frequency Block Coding)を適用した場合も、STBCと同様の手順で符号化、復号が可能である。STBCの説明において、mはある離散時間を表しているが、mがあるサブキャリア番号を表すものとして読みかえることで、SFBCを適用できる。   Note that, when SFBC (Space-Frequency Block Coding) is applied as space-time coding, encoding and decoding can be performed in the same procedure as STBC. In the description of STBC, m represents a certain discrete time, but SFBC can be applied by replacing m as representing a certain subcarrier number.

キャリア復調部22は、時空間復号部21から入力される信号に対して、サブキャリアごとに復調を行い、誤り訂正復号部23に出力する。   The carrier demodulation unit 22 demodulates the signal input from the space-time decoding unit 21 for each subcarrier and outputs the demodulated signal to the error correction decoding unit 23.

誤り訂正復号部23は、キャリア復調部22から入力される信号に対して、誤り訂正を行い、送信装置1bから送信された信号を復号する。   The error correction decoding unit 23 performs error correction on the signal input from the carrier demodulation unit 22, and decodes the signal transmitted from the transmission device 1b.

このように、受信装置2bによれば、送信装置1bから送信されるOFDM信号を2本の受信アンテナで受信し、受信したOFDM信号をOFDM復調部20bにより復調し、時空間復号部21により時空間復号することができる。   Thus, according to the receiving device 2b, the OFDM signal transmitted from the transmitting device 1b is received by the two receiving antennas, the received OFDM signal is demodulated by the OFDM demodulating unit 20b, and the time-space decoding unit 21 Spatial decoding can be performed.

次に、実施例3として、4×4MIMOの伝送システムを構成するOFDM信号の送信装置及び受信装置について説明する。この実施例3では、送信装置は実施例2と同じであり、送信所数を2つとし、1つの送信所において、2本の送信アンテナからSDMによるMIMO送信を行う。受信装置は、4本の受信アンテナを用いてSDMのMIMO受信を行う。   Next, as a third embodiment, an OFDM signal transmission apparatus and reception apparatus constituting a 4 × 4 MIMO transmission system will be described. In this third embodiment, the transmitting apparatus is the same as that of the second embodiment, and the number of transmitting stations is two, and MIMO transmission by SDM is performed from two transmitting antennas at one transmitting station. The receiving apparatus performs SDM MIMO reception using four receiving antennas.

実施例3に係る送信装置は、実施例2の図14に示した4×2MIMO送信を行う送信装置1bと同じであるため、説明を省略する。図17は、実施例3に係る受信装置2cの構成を示すブロック図である。なお、実施例2に係る受信装置2bと同じ構成要素には同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。実施例3に係る受信装置2cは、OFDM復調部20aと、時空間復号部21と、キャリア復調部22と、誤り訂正復号部23と、合成部24とを備える。受信装置2cは、送信装置1bから送信される4つのOFDM信号を4本の受信アンテナAT−rx1〜AT−rx4で受信する。実施例3に係る受信装置2cは、実施例2に係る受信装置2bと比較して、OFDM復調部20aが4本の受信アンテナに対応する4種類の伝送路応答を推定する点、及び合成部24を備える点で相違する。   The transmission apparatus according to the third embodiment is the same as the transmission apparatus 1b that performs 4 × 2 MIMO transmission illustrated in FIG. FIG. 17 is a block diagram illustrating the configuration of the receiving device 2c according to the third embodiment. Note that the same components as those of the receiving device 2b according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate. The receiving device 2c according to the third embodiment includes an OFDM demodulator 20a, a space-time decoder 21, a carrier demodulator 22, an error correction decoder 23, and a combiner 24. The receiving device 2c receives the four OFDM signals transmitted from the transmitting device 1b with the four receiving antennas AT-rx1 to AT-rx4. The receiving device 2c according to the third embodiment is different from the receiving device 2b according to the second embodiment in that the OFDM demodulator 20a estimates four types of transmission line responses corresponding to four receiving antennas, and a combining unit. 24 is different.

OFDM復調部20aについては、実施例1にて図4を参照して説明した通りであるため、説明を省略する。   The OFDM demodulator 20a is the same as that described with reference to FIG.

時空間復号部21−1は、OFDM復調部20aから入力される複素ベースバンド信号c1,c2、伝送路応答h11,h12,h13,h14(図17中ではh1と示す)、及び伝送路応答h21,h22,h23,h24(図17中ではh2と示す)を用いて、式(7)により時空間復号し、時空間復号信号x1,x2,x3,x4を生成する。同様に、時空間復号部21−2は、OFDM復調部20aから入力される複素ベースバンド信号c3,c4、伝送路応答h31,h32,h33,h34(図17中ではh3と示す)、及び伝送路応答h41,h42,h43,h44(図17中ではh4と示す)を用いて、時空間復号し、時空間復号信号x1,x2,x3,x4を生成する   The space-time decoding unit 21-1 includes complex baseband signals c1 and c2, input channel responses h11, h12, h13, and h14 (shown as h1 in FIG. 17) and a transmission channel response h21 input from the OFDM demodulator 20a. , H22, h23, and h24 (denoted as h2 in FIG. 17), space-time decoding is performed according to Equation (7) to generate space-time decoded signals x1, x2, x3, and x4. Similarly, the space-time decoding unit 21-2 includes complex baseband signals c3 and c4 input from the OFDM demodulation unit 20a, transmission path responses h31, h32, h33, and h34 (indicated as h3 in FIG. 17) and transmission. Using the path responses h41, h42, h43, and h44 (denoted as h4 in FIG. 17), space-time decoding is performed to generate space-time decoded signals x1, x2, x3, and x4.

合成部24は、時空間復号部21−1,21−2からそれぞれについて復号結果が得られるため、2つずつ求まった時空間復号信号x1,x2,x3,x4に対して、既知の選択合成法、同相合成法、最大比合成法などを適用してダイバーシティ合成を行い、最終的に1つのx1,x2,x3,x4を求める。   Since the synthesizing unit 24 obtains decoding results from the space-time decoding units 21-1 and 21-2, respectively, a known selective synthesis is performed on the space-time decoded signals x1, x2, x3, and x4 obtained two by two. Diversity synthesis is performed by applying a method, an in-phase synthesis method, a maximum ratio synthesis method, and the like, and finally one x1, x2, x3, and x4 are obtained.

なお、STCとしてSFBCを適用した場合も、STBCと同様の手順で符号化、復号が可能である。実施例1のSTBCの説明においてmはある離散時間を表していたが、mがあるサブキャリア番号を表すものとして実施例1を読みかえるとSFBCを適用でき、受信信号c1,c2からx1,x2,x3,x4を求めることができる。また受信信号c3,c4からも同様に、x1,x2,x3,x4が求まる。2つずつ求まったx1,x2,x3,x4に対してダイバーシティ合成を行い、最終的なx1,x2,x3,x4を推定するため、4×2MIMOに対してダイバーシティ利得が得られる。   Note that even when SFBC is applied as STC, encoding and decoding can be performed in the same procedure as STBC. In the description of the STBC of the first embodiment, m represents a certain discrete time. However, if the first embodiment is replaced with m representing a certain subcarrier number, SFBC can be applied, and the received signals c1, c2 to x1, x2 can be applied. , X3, x4 can be obtained. Similarly, x1, x2, x3, and x4 are obtained from the received signals c3 and c4. Diversity combining is performed on x1, x2, x3, and x4 obtained two by two, and the final x1, x2, x3, and x4 are estimated, so that a diversity gain is obtained for 4 × 2 MIMO.

このように、実施例3に係る受信装置2cは、送信装置1bから送信されるOFDM信号を4本の受信アンテナで受信し、受信したOFDM信号をOFDM復調部20aにより復調し、時空間復号部21により時空間復号した後に、合成部24により時空間復号信号をダイバーシティ合成する。このため、実施例2の4×2MIMOに対してダイバーシティ利得を得ることができる。なお、受信アンテナ数をさらに増やすことにより、ダイバーシティ利得を向上させることも可能である。   As described above, the receiving device 2c according to the third embodiment receives the OFDM signal transmitted from the transmitting device 1b by the four receiving antennas, demodulates the received OFDM signal by the OFDM demodulating unit 20a, and the space-time decoding unit. After the space-time decoding by 21, the combining unit 24 diversity-combines the space-time decoded signal. For this reason, a diversity gain can be obtained with respect to 4 × 2 MIMO of the second embodiment. Note that the diversity gain can be improved by further increasing the number of reception antennas.

上述の実施例は、個々に代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

このように、本発明によれば、伝送路応答を高い頻度で求め、且つ、パイロット信号の伝送に使用される消費電力を低減させることができるので、MIMO伝送を行う任意の用途に有用である。   As described above, according to the present invention, the transmission path response can be obtained with high frequency and the power consumption used for transmitting the pilot signal can be reduced. Therefore, the present invention is useful for any application that performs MIMO transmission. .

1a,1b 送信装置
2a,2b,2c 受信装置
10 誤り訂正符号化部
11 キャリア変調部
12 時空間符号化部
13 OFDM変調部
14 送信所
20a,20b OFDM復調部
21 時空間復号部
22 キャリア復調部
23 誤り訂正復号部
24 合成部
25 MIMO検出部
130 パイロット信号生成部
131 OFDMシンボル構成部
132 IFFT部
133 GI付加部
134 直交変調部
135 D/A変換部
136 パイロット信号挿入部
137 OFDM信号生成部
200 A/D変換部
201 直交復調部
202 GI除去部
203 FFT部
204 パイロット信号生成部
205 パイロット信号抽出部
206 伝送路応答推定部
207 伝送路応答補間部
1a, 1b Transmitting device 2a, 2b, 2c Receiving device 10 Error correction coding unit 11 Carrier modulation unit 12 Space-time coding unit 13 OFDM modulation unit 14 Transmitting station 20a, 20b OFDM demodulation unit 21 Space-time decoding unit 22 Carrier demodulation unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Error correction decoding part 24 Synthesis | combination part 25 MIMO detection part 130 Pilot signal generation part 131 OFDM symbol structure part 132 IFFT part 133 GI addition part 134 Orthogonal modulation part 135 D / A conversion part 136 Pilot signal insertion part 137 OFDM signal generation part 200 A / D conversion unit 201 Orthogonal demodulation unit 202 GI removal unit 203 FFT unit 204 Pilot signal generation unit 205 Pilot signal extraction unit 206 Transmission channel response estimation unit 207 Transmission channel response interpolation unit

Claims (2)

4つのOFDM信号を4本の送信アンテナから送信する送信装置であって、
4種類の送信信号にそれぞれ異なるパターンのパイロット信号を挿入して4種類のOFDMシンボルを生成するパイロット信号挿入部と、
前記4種類のOFDMシンボルの各キャリアを変調して4つのOFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、を備え、
前記パイロット信号挿入部は、
第1及び第2の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号及び無信号のパイロット信号を挿入し、第3及び第4の送信信号に対して、有意な値を有するパイロット信号、該有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号、及び無信号のパイロット信号を挿入し、
前記第1及び前記第3の送信信号に対して、同じ所定位置に前記無信号のパイロット信号を挿入し、前記第2及び前記第4の送信信号に対して、前記同じ所定位置と異なる位置に前記無信号のパイロット信号を挿入し、
前記第3及び前記第4の送信信号に対して、前記有意な値を有するパイロット信号、及び前記有意な値を有するパイロット信号の符号を反転させたパイロット信号を時間的かつ周波数的に交互に配置されるように挿入することを特徴とする送信装置。
A transmission apparatus that transmits four OFDM signals from four transmission antennas,
A pilot signal insertion unit that generates four types of OFDM symbols by inserting pilot signals of different patterns into the four types of transmission signals;
An OFDM signal generator that modulates each carrier of the four types of OFDM symbols to generate four OFDM signals,
The pilot signal insertion unit is
A pilot signal having a significant value and a non-signal pilot signal are inserted into the first and second transmission signals, and a pilot signal having a significant value is inserted into the third and fourth transmission signals; Insert a pilot signal in which the sign of the pilot signal having a significant value is inverted and a non-signal pilot signal,
The no-signal pilot signal is inserted at the same predetermined position with respect to the first and third transmission signals, and at a position different from the same predetermined position with respect to the second and fourth transmission signals. Inserting the no-signal pilot signal;
The pilot signal having the significant value and the pilot signal obtained by inverting the sign of the pilot signal having the significant value are alternately arranged in time and frequency with respect to the third and fourth transmission signals. A transmission device characterized by being inserted as described above.
請求項1に記載の送信装置から送信される4つのOFDM信号を4本の受信アンテナで受信する受信装置であって、
前記受信した4つのOFDM信号を復調して各受信アンテナに対応するベースバンド信号及び伝送路応答を推定するOFDM復調部
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving apparatus that receives four OFDM signals transmitted from the transmitting apparatus according to claim 1, using four receiving antennas,
A receiving apparatus comprising: an OFDM demodulator that demodulates the four received OFDM signals and estimates a baseband signal and a transmission path response corresponding to each receiving antenna.
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