JP2016219976A - Communication method, communication system and communication device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmission device in which the phase estimation error does not increase and the bit error rate of the received signal does not deteriorate even in a low S/N environment or even when the number of discretized signal components in the transition region of the sub spectrum is small.SOLUTION: The transmission device 50 performs processing for rotating the phases of N sub-spectra before distributed arrangement or after distributed arrangement for each of a plurality of phase sequences having different finite number of phase combinations, selects and transmits the transmission signal of the phase sequence having the minimum peak-to-average power of the transmission signal for each phase sequence. The receiving apparatus 60 estimates the phase difference between the adjacent sub-spectrums with respect to the sub-spectrum after distributed arrangement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before distributed arrangement, selects the phase closest to the estimated phase difference among the finite number of phases to be shared in advance with the transmission device and corrects it by replacing the phase difference with the estimated phase difference, and demodulates the received signal by correcting the phase of the sub spectrum returned from the reception signal after distributed arrangement or before distributed arrangement.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、帯域分散伝送方式を用いた通信技術に関する。   The present invention relates to a communication technique using a band dispersion transmission system.

近年、通信システムにおける周波数帯域の利用効率を向上させるために、送信側においてシングルキャリア変調信号を周波数領域で複数のサブスペクトラムに分割して、中継器の未使用帯域に分散配置する帯域分散伝送方式が考えられている。ところが、帯域分散伝送方式は、スペクトラムを分割して分散配置するため、送信信号のピーク対平均電力比(PAPR:Peak to Average Power Ratio)が増大するという問題があり、PAPRを低減する技術が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。以下は、帯域分散伝送方式を用いる通信においてPAPRを低減する技術の一例である。   In recent years, in order to improve the frequency band use efficiency in communication systems, a single-carrier modulation signal is divided into a plurality of sub-spectrums in the frequency domain on the transmission side, and the band dispersion transmission method is distributed in the unused band of the repeater Is considered. However, since the band dispersion transmission system divides and distributes the spectrum, there is a problem that the peak-to-average power ratio (PAPR) of the transmission signal increases, and a technique for reducing the PAPR is studied. (For example, refer nonpatent literature 1). The following is an example of a technique for reducing PAPR in communication using a band dispersion transmission method.

図9は、帯域分散伝送方式を用いる送信装置150の一例を示す。図9において、送信装置150は、変調器101、波形整形フィルタ102、DFT(Discrete Fourier Transform)103、分割フィルタ104−1〜104−N、位相器105−2−1〜105−C−N、周波数シフタ106−1−1〜106−C−N、加算器107−1〜107−C、IDFT(Inverse DFT)108−1〜108−C、PAPR算出器109−1〜109−Cおよび最小PAPR選択器110を備える。ここで、NおよびCは正の整数である。なお、送信装置150は、各部の動作を制御する制御部151と、複数の位相系列を記憶する記憶部152とを有する。 FIG. 9 shows an example of a transmission apparatus 150 that uses the band dispersion transmission method. 9, the transmitter 150 includes a modulator 101, a waveform shaping filter 102, DFT (Discrete Fourier Transform) 103, the split filter 104-1 to 104-N D, phaser 105-2-1~105-C-N D, frequency shifter 106-1-1~106-C-N D, adder 107-1~107-C, IDFT (Inverse DFT ) 108-1~108-C, PAPR calculator 109-1 to 109-C And a minimum PAPR selector 110. Here, N D and C are positive integers. The transmission device 150 includes a control unit 151 that controls the operation of each unit, and a storage unit 152 that stores a plurality of phase sequences.

変調器101は、送信するデータ信号をQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などの変調方式で変調する。   The modulator 101 modulates a data signal to be transmitted by a modulation method such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).

波形整形フィルタ102は、変調器101が出力する変調信号の帯域を制限するためのフィルタである。   The waveform shaping filter 102 is a filter for limiting the band of the modulation signal output from the modulator 101.

DFT103は、波形整形フィルタ102から出力される変調信号を周波数領域(スペクトラム)に変換する。   The DFT 103 converts the modulation signal output from the waveform shaping filter 102 into the frequency domain (spectrum).

分割フィルタ104−k(1≦k≦N)は、DFT103が周波数領域に変換した変調信号の帯域をN個に分割するためのフィルタである。分割フィルタ104−1〜104−Nは、各分割フィルタにおいて、予め設定されたフィルタ係数を変調信号に乗算することで、N個のサブ変調信号(サブスペクトラム)を生成する。ここで、分割フィルタ104−k(kは1≦k≦Nを満たす正の整数)は、各出力信号をC個に分岐させ、C個のうち1番目の分岐信号を周波数シフタ106−1−k(1≦k≦N)、C個のうち2番目からC番目までの分岐信号を位相器105−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)に入力する。ここで、qは正の整数である。 The division filter 104-k (1 ≦ k ≦ N D ) is a filter for dividing the band of the modulated signal converted into the frequency domain by the DFT 103 into N D pieces. Splitting filter 104-1 to 104-N D, in each of the divided filter, by multiplying the preset filter coefficients to the modulated signal, to generate a N D sub-modulated signal (sub spectrum). Here, division filter 104-k (k is 1 ≦ k ≦ N a positive integer satisfying D), the respective output signal is branched to the number C, C frequency shifter the first branch signal among the pieces 106-1 −k (1 ≦ k ≦ N D ), the second to C-th branch signals among the C signals are input to the phase shifter 105-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ). Here, q is a positive integer.

位相器105−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)は、分割フィルタ104−kのそれぞれの出力信号を分岐した信号に予め決められた位相を加算する。そして、位相器105−q−kのそれぞれの出力信号は、周波数シフタ106−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)に入力される。 The phase shifter 105-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ) adds a predetermined phase to a signal obtained by branching each output signal of the division filter 104-k. Then, respective output signals of the phase shifter 105-q-k is input to the frequency shifter 106-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D).

ここで、位相器105−q−kの処理について説明する。位相器105−q−kでは、式(1)で示す位相系列Θ,Θ,…,Θ,…,Θを用いて、位相器105−q−kに入力された各サブスペクトラムに各位相系列の位相を加算する。なお、式(1)で与えられる位相系列は、例えば記憶部152に記憶されており、制御部151により読み出される。 Here, the processing of the phase shifter 105-qk will be described. The phase shifter 105-q-k, the phase sequence theta 2 represented by the formula (1), Θ 3, ... , Θ q, ..., using a theta C, each sub-spectrum input to the phase shifter 105-q-k To the phase of each phase series. Note that the phase sequence given by Equation (1) is stored in, for example, the storage unit 152 and read out by the control unit 151.

Figure 2016219976
Figure 2016219976

ここで、式(1)において、θq1は0とする。これにより、例えば、図11に示す受信装置160は、k=1のサブスペクトラムを基準にして位相差を推定できる。また、位相器105−q−kに入力されるサブスペクトラムをSSqkとする。そして、位相器105−q−kは、式(2)で示す位相系列Θの位相を同じq番目のk=1からNまでのN個のサブスペクトラムSSqkに加算する。 Here, in the formula (1), θ q1 is 0. Thereby, for example, the receiving apparatus 160 illustrated in FIG. 11 can estimate the phase difference with reference to the sub-spectrum of k = 1. Further, the sub-spectrum input to the phase shifter 105-q-k is assumed to be SS qk . The phase shifter 105-qk is added to the N D sub spectrum SS qk of the phase of the phase sequence theta q represented by the formula (2) from the same q-th k = 1 to N D.

Figure 2016219976
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位相乗算後の位相器105−q−kの出力信号Sθ qは式(3)となる。 The output signal S θ q of the phase shifter 105-q-k after the phase multiplication is expressed by Equation (3).

Figure 2016219976
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周波数シフタ106−q−k(1≦q≦C、1≦k≦N)は、分割フィルタ104−kまたは位相器105−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)のそれぞれのサブスペクトラムを周波数軸上の予め決められた所望の帯域にシフトする。例えば、周波数シフタ106−q−kは、衛星中継器の未使用帯域にサブスペクトラムをシフトして、送信信号の信号帯域を分散する。なお、周波数シフタ106−q−kは、1からCまでのそれぞれについて処理を行う。例えばq=1の場合、周波数シフタ106−1−k(1≦k≦N)の各サブスペクトラムを周波数軸上の所望の帯域に分散配置する。同様に、周波数シフタ106−2−kの各サブスペクトラム、周波数シフタ106−3−kの各サブスペクトラム、…、周波数シフタ106−C−kの各サブスペクトラムを周波数シフタ106−1−kの1からNまでの各サブスペクトラムのシフト量と同じシフト量でシフトさせる。なお、各サブスペクトラムのシフト量は、例えば制御部151により制御される。 The frequency shifter 106-q-k (1 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ) is the division filter 104-k or the phase shifter 105-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ). Are shifted to a predetermined desired band on the frequency axis. For example, the frequency shifter 106-q-k shifts the sub-spectrum to the unused band of the satellite repeater and distributes the signal band of the transmission signal. The frequency shifter 106-q-k performs processing for each of 1 to C. For example, when q = 1, each sub-spectrum of the frequency shifter 106-1-k (1 ≦ k ≦ N D ) is distributed and arranged in a desired band on the frequency axis. Similarly, each sub-spectrum of the frequency shifter 106-2-k, each sub-spectrum of the frequency shifter 106-3-k,..., Each sub-spectrum of the frequency shifter 106-C-k is set to 1 of the frequency shifter 106-1-k. from shifting in the same shift amount and shift amount of each sub-spectrum up to N D. Note that the shift amount of each sub-spectrum is controlled by the control unit 151, for example.

加算器107−q(1≦q≦C)は、周波数シフタ106−q−k(1≦q≦C、1≦k≦N)が各組毎(同じq毎)に出力する1からNまでのN個のサブスペクトラムを加算する。例えば図9の場合、加算器107−1は、周波数シフタ106−1−1から周波数シフタ106−1−Nが出力するN個のサブスペクトラムを加算する。同様に、加算器107−Cは、周波数シフタ106−C−1から周波数シフタ106−C−Nが出力するN個のサブスペクトラムを加算する。 The adders 107-q (1 ≦ q ≦ C) are output from 1 to N which are output by the frequency shifter 106-q-k (1 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ) for each group (for each same q). adding the N D sub-spectrum of up to D. In figure 9, the adder 107-1 adds the N D sub spectrum frequency shifter 106-1-N D is output from the frequency shifter 106-1-1. Similarly, the adder 107-C adds N D sub spectrum frequency shifter 106-C-N D is output from the frequency shifter 106-C-1.

IDFT108−q(1≦q≦C)は、加算器107−qの出力信号を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。例えば、IDFT108−1は、加算器107−1の出力信号を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。   IDFT 108-q (1 ≦ q ≦ C) converts the output signal of adder 107-q from a frequency domain signal to a time domain signal. For example, the IDFT 108-1 converts the output signal of the adder 107-1 from a frequency domain signal to a time domain signal.

PAPR算出器109−q(1≦q≦C)は、IDFT108−qで時間領域の信号に変換された信号についてPAPRを算出する。例えば、PAPR算出器109−1は、IDFT108−1で時間領域の信号に変換された信号についてPAPRを算出する。なお、PAPRの算出は、周知技術を用いるが、例えばPAPR算出器109−1〜109−Cのそれぞれに入力された信号に対し、2乗した値の最大値と平均値を算出する。そして、PAPR算出器109−qは、最大値/平均値(最大値を平均値で割った値)をPAPRとして出力する。   The PAPR calculator 109-q (1 ≦ q ≦ C) calculates a PAPR for the signal converted into a time domain signal by the IDFT 108-q. For example, the PAPR calculator 109-1 calculates the PAPR for the signal converted into the time domain signal by the IDFT 108-1. The PAPR is calculated using a well-known technique. For example, the maximum value and the average value of the squared values of the signals input to the PAPR calculators 109-1 to 109-C are calculated. Then, the PAPR calculator 109-q outputs the maximum value / average value (value obtained by dividing the maximum value by the average value) as PAPR.

最小PAPR選択器110は、PAPR算出器109−qが算出したPAPRが最も小さい系列のIDFT108−qの出力信号を選択して送信する。例えば、最小PAPR選択器110は、C=2のPAPR算出器109−2が算出したPAPRが最も小さい場合、同じ系列(C=2)のIDFT108−2の出力信号を選択して送信する。   Minimum PAPR selector 110 selects and transmits the output signal of IDFT 108-q of the sequence with the smallest PAPR calculated by PAPR calculator 109-q. For example, when the PAPR calculated by the C = 2 PAPR calculator 109-2 is the smallest, the minimum PAPR selector 110 selects and transmits the output signal of the IDFT 108-2 of the same sequence (C = 2).

ここで、分割フィルタ104−kの入出力信号のスペクトラムと、位相器105−q−kの出力信号のスペクトラムと、加算器107−qの出力信号のスペクトラムとについて説明する。   Here, the spectrum of the input / output signal of the division filter 104-k, the spectrum of the output signal of the phase shifter 105-q-k, and the spectrum of the output signal of the adder 107-q will be described.

図10は、送信装置150の各部の周波数波形の一例を示す。なお、図10は、N=4の場合を示す。図10(a)は、分割フィルタ104−1〜104−4の入力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。図10(a)において、(a−1)の振幅特性は、横軸は周波数f、縦軸は振幅Aを示し、分割フィルタ104−1〜104−4のサブスペクトラムと、サブスペクトラムに分割前の変調信号のスペクトラム141とが示されている。ここで、図10(a−1)において、隣接する分割フィルタ104−1と分割フィルタ104−2とは、それぞれの周波数帯域が重畳している。同様に、隣接している分割フィルタ104−2および分割フィルタ104−3、分割フィルタ104−3および分割フィルタ104−4についても、それぞれの周波数帯域が重畳している。図10(a)において、(a−2)の位相特性は、横軸は周波数f、縦軸は位相θを示し、変調信号の位相特性142は周波数fに比例している。 FIG. 10 shows an example of the frequency waveform of each part of the transmission apparatus 150. FIG. 10 shows a case where N D = 4. FIG. 10A shows an example of amplitude characteristics and phase characteristics of input signals of the division filters 104-1 to 104-4. In FIG. 10A, the amplitude characteristic of (a-1) indicates the frequency f on the horizontal axis and the amplitude A on the vertical axis, and the sub-spectrums of the divided filters 104-1 to 104-4 and the sub-spectra before being divided. A spectrum 141 of the modulated signal is shown. Here, in FIG. 10A-1, the frequency bands of the adjacent division filter 104-1 and division filter 104-2 are superimposed. Similarly, the respective frequency bands are superimposed on the adjacent division filter 104-2 and division filter 104-3, division filter 104-3 and division filter 104-4. 10A, in the phase characteristic of (a-2), the horizontal axis indicates the frequency f, the vertical axis indicates the phase θ, and the phase characteristic 142 of the modulation signal is proportional to the frequency f.

図10(b)は、分割フィルタ104−1〜104−4の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。図10(b)の(b−1)は、分割フィルタ104−1の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。同様に、図10(b)において、(b−2)は分割フィルタ104−2、(b−3)は分割フィルタ104−3、(b−4)は分割フィルタ104−4のそれぞれの出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。図10(b)に示すように、分割フィルタ104−1〜104−4は、各分割フィルタの出力信号の振幅特性および位相特性が隣接するフィルタ間で重複するように分割する。   FIG. 10B shows an example of the amplitude characteristics and phase characteristics of the output signals of the division filters 104-1 to 104-4. (B-1) in FIG. 10B shows an example of the amplitude characteristic and phase characteristic of the output signal of the division filter 104-1. Similarly, in FIG. 10B, (b-2) is the divided filter 104-2, (b-3) is the divided filter 104-3, and (b-4) is the output signal of the divided filter 104-4. An example of the amplitude characteristic and the phase characteristic is shown. As shown in FIG. 10B, the division filters 104-1 to 104-4 divide the output signal of each division filter so that the amplitude characteristics and phase characteristics overlap between adjacent filters.

図10(c)は、位相器105−q−kの出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。図10(c)の(c−1)は、位相器105−q−1の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。なお、位相器105−q−1で加算する位相θ21は0なので、図10(b)の(b−1)に示した分割フィルタ104−1と位相特性は同じである。また、図10(c)において、(c−2)は位相器105−q−2の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。位相器105−q−2は、分割フィルタ104−2の出力信号に位相θ22を加算するので、図10(c)の(c−2)に示した位相特性は、図10(b)の(b−2)に示した分割フィルタ104−2の位相が紙面上方にθ22だけシフトしている。同様に、図10(c)において、(c−3)は位相器105−q−3の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。位相器105−q−3は、分割フィルタ104−3の出力信号に位相θ23を加算するので、図10(c)の(c−3)に示した位相特性は、図10(b)の(b−3)に示した分割フィルタ104−3の位相が紙面上方にθ23だけシフトしている。また、図10(c)において、(c−4)は位相器105−q−4の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。位相器105−q−4は、分割フィルタ104−4の出力信号に位相θ24を加算するので、図10(c)の(c−4)に示した位相特性は、図10(b)の(b−4)に示した分割フィルタ104−4の位相が紙面上方にθ24だけシフトしている。 FIG. 10C shows an example of the amplitude characteristic and the phase characteristic of the output signal of the phase shifter 105-qk. (C-1) of FIG.10 (c) shows an example of the amplitude characteristic and phase characteristic of the output signal of phase shifter 105-q-1. Since the phase θ 21 to be added by the phase shifter 105-q-1 is 0, the phase characteristics are the same as those of the division filter 104-1 shown in (b-1) of FIG. In FIG. 10C, (c-2) shows an example of the amplitude characteristic and phase characteristic of the output signal of the phase shifter 105-q-2. Since the phase shifter 105-q-2 adds the phase θ 22 to the output signal of the division filter 104-2, the phase characteristics shown in (c-2) of FIG. (b-2) phase-splitting filter 104-2 shown in are shifted theta 22 to the paper upward. Similarly, in FIG.10 (c), (c-3) shows an example of the amplitude characteristic and phase characteristic of the output signal of phase shifter 105-q-3. The phase shifter 105-q-3, since adding the phase theta 23 to the output signal of the dividing filter 104-3, the phase characteristics shown in FIG. 10 (c) (c-3) is shown in FIG. 10 (b) (b-3) a phase of dividing filter 104-3 shown in are shifted theta 23 to the paper upward. In FIG. 10C, (c-4) shows an example of the amplitude characteristic and phase characteristic of the output signal of the phase shifter 105-q-4. Since the phase shifter 105-q-4 adds the phase θ 24 to the output signal of the division filter 104-4, the phase characteristic shown in (c-4) of FIG. The phase of the divided filter 104-4 shown in (b-4) is shifted upward by [theta] 24 in the drawing.

図10(d)は、加算器107−qの出力信号の振幅特性の一例を示す。図10(d)において、横軸は周波数f、縦軸は振幅Aを示す。例えば図9に示した加算器107−1は、q=4の場合、周波数シフタ106−1−1、周波数シフタ106−1−2、周波数シフタ106−1−3および周波数シフタ106−1−4の出力信号を加算する。この場合、加算器107−1の出力信号のスペクトラムは、図10(d)に示すように、周波数シフタ106−1−1の出力信号のサブスペクトラムSS1、周波数シフタ106−1−2の出力信号のサブスペクトラムSS2、周波数シフタ106−1−3の出力信号のサブスペクトラムSS3および周波数シフタ106−1−4の出力信号のサブスペクトラムSS4の4個のサブスペクトラムが加算されている。   FIG. 10D shows an example of the amplitude characteristic of the output signal of the adder 107-q. In FIG. 10D, the horizontal axis indicates the frequency f, and the vertical axis indicates the amplitude A. For example, the adder 107-1 shown in FIG. 9 has a frequency shifter 106-1-1, a frequency shifter 106-1-2, a frequency shifter 106-1-3, and a frequency shifter 106-1-4 when q = 4. Are added together. In this case, as shown in FIG. 10D, the spectrum of the output signal of the adder 107-1 is the sub-spectrum SS1 of the output signal of the frequency shifter 106-1-1 and the output signal of the frequency shifter 106-1-2. The sub-spectrum SS2, the sub-spectrum SS3 of the output signal of the frequency shifter 106-1-3, and the sub-spectrum SS4 of the output signal of the frequency shifter 106-1-4 are added.

図11は、帯域分散伝送方式を用いる受信装置160の一例を示す。図11において、受信装置160は、DFT111、抽出フィルタ112−1〜112−N、周波数シフタ113−1〜113−N、位相推定器114−2〜114−N、位相器115−2〜115−N、加算器116、IDFT117および復調器118を備える。なお、受信装置160は、各部の動作を制御する制御部161を有する。 FIG. 11 shows an example of a receiving apparatus 160 that uses a band dispersion transmission method. 11, the receiving device 160, DFT111, extraction filter 112-1 to 112-N D, the frequency shifter 113-1 to 113-N D, the phase estimator 114-2~114-N D, phaser 115-2 115-N D , adder 116, IDFT 117, and demodulator 118. The receiving apparatus 160 includes a control unit 161 that controls the operation of each unit.

DFT111は、受信信号を周波数領域信号に変換する。   The DFT 111 converts the received signal into a frequency domain signal.

抽出フィルタ112−k(1≦k≦N)は、N個に分岐されたDFT111の出力信号をそれぞれ入力し、N個のサブスペクトラムを抽出する。 Extraction filter 112-k (1 ≦ k ≦ N D) is the output signal of DFT111 which is branched to the N D respectively input, extracts the N D sub spectrum.

周波数シフタ113−k(1≦k≦N)は、抽出フィルタ112−1〜112−Nが出力する各サブスペクトラムを、送信装置150の周波数シフタ106−1〜106−Nで周波数シフトする前の帯域へそれぞれシフトする。 Frequency shifter 113-k (1 ≦ k ≦ N D) is the respective sub-spectrum extraction filter 112-1 to 112-N D outputs, frequency shift by the frequency shifter 106-1 to 106-N D of the transmission device 150 Shift to the previous band.

位相推定器114−k(2≦k≦N)は、周波数シフタ113−1〜113−Nのうち隣接するサブスペクトラムの信号の位相差を推定する。図11において、例えば、位相推定器114−2は、周波数シフタ113−1と周波数シフタ113−2とのそれぞれの出力信号が入力され、送信装置150の位相器105−q−2で加算した位相差を推定する。位相推定器114−kは、周波数領域で隣接するサブスペクトラム(SSk−1とSS)の信号が入力され、SSk−1とSSの遷移域における位相差Rk_abを計算する。なお、位相差Rk_abをラジアンに変換すると、位相差(^θqk)=atan(Rk_ab)となる。ここで、図10(a)の(a−1)に示すように、送信装置150において、各サブスペクトラムの遷移域同士は重畳しているため、隣接するサブスペクトラムの遷移域は同一の信号成分を持っている。そこで、受信装置160は、この重畳している遷移域の信号成分から位相差Rk_abを推定する。ここで、kは1からNまでのサブスペクトラムの番号を示す。なお、式(1)で説明したように、θq1は0にしている。つまり、SSは、θ21が0なので、送信装置150で位相は加算されていないため、位相推定器114−2は、周波数シフタ113−1と113−2とに入力されたSSとSSから、SSに加算された位相R2_12を推定することができる。そして、位相推定器114−2は、(^θq2)=atan(R2_ab)を位相器115−2に出力する。以下、位相推定器114−3から114−Nについても、位相推定器114−2と同様に位相差Rk_abを推定する。そして、位相推定器114−kは、位相差(^θqk)=atan(Rk_ab)を位相器115−kに出力する。 Phase estimator 114-k (2 ≦ k ≦ N D) estimates the phase difference of the sub-spectrum of a signal that adjacent ones of the frequency shifters 113-1 to 113-N D. In FIG. 11, for example, the phase estimator 114-2 receives the output signals of the frequency shifter 113-1 and the frequency shifter 113-2 and adds them in the phase shifter 105-q-2 of the transmission device 150. Estimate the phase difference. The phase estimator 114-k receives signals of sub-spectrums (SS k−1 and SS k ) adjacent in the frequency domain and calculates a phase difference R k_ab in the transition region of SS k−1 and SS k . When the phase difference R k_ab is converted to radians, the phase difference (^ θ qk ) = atan (R k_ab ) is obtained. Here, as shown in (a-1) of FIG. 10 (a), in the transmission apparatus 150, since the transition areas of the sub-spectrums overlap each other, the transition areas of the adjacent sub-spectrums have the same signal component. have. Therefore, the receiving apparatus 160 estimates the phase difference R k_ab from the signal component of the overlapping transition region. Here, k denotes the number of sub-spectrum from 1 to N D. Note that θ q1 is set to 0 as described in Expression (1). That, SS 1 is because theta 21 is 0, since the transmitting apparatus 150 phase has not been added, the phase estimator 114-2, SS 1 and SS input to the frequency shifter 113-1 and 113-2 and 2, it is possible to estimate the phase R 2_12, which is added to the SS 2. Then, the phase estimator 114-2 outputs (^ θ q2 ) = atan (R 2 — ab ) to the phase shifter 115-2. Hereinafter, from the phase estimator 114-3 114-N D, similarly to the phase estimator 114-2 estimates the phase difference R k_ab. Then, the phase estimator 114-k outputs the phase difference (^ θ qk ) = atan (R k — ab ) to the phase shifter 115-k.

位相器115−k(2≦k≦N)は、位相推定器114−2〜114−Nからそれぞれ出力される位相差(^θqk)が入力され、周波数シフタ113−1〜113−Nが出力する信号にexp(−j(^θqk))を乗算して、位相を補償する。例えば、位相器115−2は、位相推定器114−2から出力される位相差(^θq2)が入力され、周波数シフタ113−2が出力する信号にexp(−j(^θq2))を乗算して、位相を補償する。同様に、位相器115−2で位相補償された信号SSと周波数シフタ113−3の出力信号SSから位相推定器114−3にて位相差R3_abが算出され、位相器115−3に(^θq3)=atan(R3_ab)が出力される。位相器115−3は、位相推定器114−3の出力(^θq3)を用いて周波数シフタ113−3から出力されたSSにexp(−j(^θq3))を乗算し、位相を補償する。 Phaser 115-k (2 ≦ k ≦ N D) , the phase difference to be output from the phase estimator 114-2~114-N D (^ θ qk ) is inputted, a frequency shifter 113-1~113- by multiplying the exp (-j (^ θ qk) ) to a signal N D is outputted, to compensate the phase. For example, the phase shifter 115-2 receives the phase difference (^ θ q2 ) output from the phase estimator 114-2, and uses exp (−j (^ θ q2 )) as the signal output from the frequency shifter 113-2. To compensate for the phase. Similarly, the phase difference R 3_Ab from the output signal SS 3 of the phase compensated signal SS 2 and the frequency shifter 113-3 in the phase estimator 114-3 is calculated by the phase shifter 115-2, the phase shifter 115-3 (^ θ q3 ) = atan (R 3ab ) is output. The phase shifter 115-3 uses the output (^ θ q3 ) of the phase estimator 114-3 to multiply SS 3 output from the frequency shifter 113-3 by exp (−j (^ θ q3 )) to obtain the phase. To compensate.

加算器116は、周波数シフタ113−1および位相器115−2〜位相器115−Nの出力信号を加算し、送信装置150で複数のサブスペクトラムに分割する前の信号波形に戻す。 The adder 116 adds the output signal of the frequency shifter 113-1 and phase shifter 115-2~ phaser 115-N D, return to the previous signal waveform into a plurality of sub-spectra by the transmission device 150.

IDFT117は、加算器116の出力信号を時間領域の信号に変換する。   The IDFT 117 converts the output signal of the adder 116 into a time domain signal.

復調器118は、IDFT117が出力する変調信号を復調する。例えば、送信装置150の変調器101がQPSKで変調した場合は、同じQPSKで受信データを復調する。   The demodulator 118 demodulates the modulation signal output from the IDFT 117. For example, when the modulator 101 of the transmission apparatus 150 modulates with QPSK, the received data is demodulated with the same QPSK.

ここで、位相器115−kの入出力信号のスペクトラムと、位相推定器114−kでの相関演算とについて説明する。   Here, the input / output signal spectrum of the phase shifter 115-k and the correlation calculation in the phase estimator 114-k will be described.

図12は、受信装置160の各部の周波数波形の一例を示す。なお、図12は、k=2〜5の場合を示す。図12(a)は、位相器115−2〜115−5の入力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。図12(a)において、(a−1)から(a−4)までの各振幅特性は、横軸は周波数f、縦軸は振幅Aを示し、周波数シフタ113−2〜113−5のそれぞれのサブスペクトラムSS1〜SS4が示されている。ここで、図12(a)の(a−1)において、周波数シフタ113−2の位相146−2は、シフト量が0なので、シフト前の位相145と同じである。一方、図12(a)の(a−2)に示す周波数シフタ113−3の位相146−3は、シフト前の位相145との間に位相差を有する。同様に、図12(a)の(a−3)に示す周波数シフタ113−4の位相146−4と、(a−4)に示す周波数シフタ113−5の位相146−5とのいずれも、シフト前の位相145との間に位相差を有する。   FIG. 12 shows an example of the frequency waveform of each part of the receiving apparatus 160. FIG. 12 shows a case where k = 2 to 5. FIG. 12A shows an example of the amplitude characteristics and phase characteristics of the input signals of the phase shifters 115-2 to 115-5. In FIG. 12A, each of the amplitude characteristics from (a-1) to (a-4) shows the frequency f on the horizontal axis and the amplitude A on the vertical axis, and each of the frequency shifters 113-2 to 113-5. The sub-spectrums SS1 to SS4 are shown. Here, in (a-1) of FIG. 12A, the phase 146-2 of the frequency shifter 113-2 is the same as the phase 145 before the shift because the shift amount is zero. On the other hand, the phase 146-3 of the frequency shifter 113-3 shown in (a-2) of FIG. 12A has a phase difference from the phase 145 before the shift. Similarly, both of the phase 146-4 of the frequency shifter 113-4 shown in (a-3) of FIG. 12A and the phase 146-5 of the frequency shifter 113-5 shown in (a-4), There is a phase difference with respect to the phase 145 before the shift.

図12(b)は、位相器115−2〜115−5の出力信号の振幅特性および位相特性の一例を示す。図12(b)において、(b−1)から(b−4)までの各振幅特性は、図12(a)の(a−1)から(a−4)までと同じである。図12(b)の(b−1)に示す例では、位相器115−2は、周波数シフタ113−2の位相146−2とシフト前の位相145との位相差(^θ21)が0なので位相シフトは行わない。一方、図12(b)の(b−2)に示す例では、位相器115−3は、周波数シフタ113−3の位相146−3とシフト前の位相145との位相差(^θ22)を付加して位相が等しくなるように補償する。同様に、図12(b)の(b−3)に示す例では、位相器115−4は、周波数シフタ113−4の位相146−4とシフト前の位相145との位相差(^θ23)を付加して位相が等しくなるように補償する。また、図12(b)の(b−4)に示す例では、位相器115−5は、周波数シフタ113−5の位相146−5とシフト前の位相145との位相差(^θ24)を付加して位相が等しくなるように補償する。 FIG. 12B shows an example of the amplitude characteristics and phase characteristics of the output signals of the phase shifters 115-2 to 115-5. In FIG. 12B, the amplitude characteristics from (b-1) to (b-4) are the same as those from (a-1) to (a-4) in FIG. In the example shown in (b-1) of FIG. 12B, the phase shifter 115-2 has a phase difference (^ θ 21 ) between the phase 146-2 of the frequency shifter 113-2 and the phase 145 before the shift is 0. Therefore, no phase shift is performed. On the other hand, in the example shown in (b-2) of FIG. 12B, the phase shifter 115-3 includes the phase difference (^ θ 22 ) between the phase 146-3 of the frequency shifter 113-3 and the phase 145 before the shift. To compensate for equal phase. Similarly, in the example shown in (b-3) of FIG. 12B, the phase shifter 115-4 includes the phase difference (^ θ 23) between the phase 146-4 of the frequency shifter 113-4 and the phase 145 before the shift. ) To compensate for equal phase. In the example shown in (b-4) of FIG. 12B, the phase shifter 115-5 includes the phase difference (^ θ 24 ) between the phase 146-5 of the frequency shifter 113-5 and the phase 145 before the shift. To compensate for equal phase.

図12(c)は、位相推定器114−kでの相関演算の一例を示す。ここで、各サブスペクトラムの信号成分は、周波数軸上で離散化されている。図12(c)において、(c−1)は、隣接する低周波数側のサブスペクトラムSSk−1を示し、(c−2)は、隣接する高周波数側のサブスペクトラムSSを示す。図12(c)の(c−1)に示したサブスペクトラムSSk−1において、低周波数側の遷移域において離散化された信号成分を低周波数側からa(k−1)1,a(k−1)2,…,a(k−1)p、高周波数側の遷移域において離散化された信号成分を低周波数側からb(k−1)1,b(k−1)2,…,b(k−1)p、とする。また、図12(c)の(c−2)に示したサブスペクトラムSSにおいて、低周波数側の遷移域において離散化された信号成分を低周波数側からak1,ak2,…,akp、高周波数側の遷移域において離散化された信号成分を低周波数側からbk1,bk2,…,bkp、とする。ここで、pはDFTにより周波数領域に生成される離散化された信号点の内、遷移域の帯域に含まれる信号成分の数とする。なお、図12(c)は、p=3の例を示している。例えば、DFT111の周波数分解能がr、遷移域の帯域幅がBのとき、p=[B/r]となる。ただし、記号[x]はxを超えない最大の整数とする。 FIG. 12C shows an example of the correlation calculation in the phase estimator 114-k. Here, the signal component of each sub-spectrum is discretized on the frequency axis. In FIG. 12C, (c-1) shows an adjacent low-frequency side sub-spectrum SS k-1 , and (c-2) shows an adjacent high-frequency side sub-spectrum SS k- 1. In the sub-spectrum SS k-1 shown in (c-1) of FIG. 12C, the signal components discretized in the transition region on the low frequency side are a (k-1) 1 , a ( k-1) 2 ,..., a (k-1) p , signal components discretized in the transition region on the high frequency side from the low frequency side b (k-1) 1 , b (k-1) 2 , ..., b (k-1) p . Further, in the sub-spectrum SS k shown in (c-2) of FIG. 12C, the signal components discretized in the transition region on the low frequency side are a k1 , a k2 ,..., A kp from the low frequency side. , B k1 , b k2 ,..., B kp from the low frequency side are signal components discretized in the transition region on the high frequency side. Here, p is the number of signal components included in the transition band among the discrete signal points generated in the frequency domain by DFT. FIG. 12C shows an example where p = 3. For example, when the frequency resolution of the DFT 111 is r and the bandwidth of the transition band is B t , p = [B t / r]. However, the symbol [x] is the maximum integer not exceeding x.

位相差Rk_abは、式(4)に示すように、隣接するサブスペクトラムSSk−1とSSの高周波数側の信号成分b(k−1)と低周波数側の信号成分a kiの複素共役を乗算し、周波数軸方向に平滑化することにより得られる。 As shown in Expression (4), the phase difference R k — ab is obtained by combining the signal component b (k−1) on the high frequency side and the signal component a * ki on the low frequency side of the adjacent sub-spectrums SS k−1 and SS k . It is obtained by multiplying the complex conjugate and smoothing in the frequency axis direction.

Figure 2016219976
Figure 2016219976

ここで、図12(c)に示したp=3の例の場合、位相差Rk_abは、式(5)で表される。 Here, in the example of p = 3 shown in FIG.12 (c), phase difference Rk_ab is represented by Formula (5).

Figure 2016219976
Figure 2016219976

ここで、受信装置160は、送信装置150の位相器105−q−kで各サブスペクトラムに位相が加算されたか否かを確認するために、予め受信装置160内に実装された値(閾値α)を使用して判断する。例えば、位相差Rk_abが閾値α以上の時、送信装置においてk番目のサブスペクトラムkに位相が加算されたと見なし、受信装置160は、位相推定器114−kから位相差Rk_abを出力し、位相器115で位相差を補償する。ここでb(k−1)pとakpは分割前では同じ信号成分であるため、受信装置でb(k−1)pとakpの間に生じた位相差(^θqk)=atan(Rk_ab)は送信装置150で加算された位相によるものと見なし、サブスペクトラムSSにexp(−j(^θqk))を乗算することで位相差を補償することができる。位相差Rk_abが閾値α未満の場合、送信装置150で位相を加算していないと判断し、位相推定器114−kは0を出力する。 Here, in order to confirm whether or not the phase is added to each sub-spectrum by the phase shifter 105-q-k of the transmission device 150, the reception device 160 has a value (threshold α) that is mounted in advance in the reception device 160. ). For example, when the phase difference R k_ab is greater than or equal to the threshold value α, it is considered that the phase is added to the k-th sub-spectrum k in the transmission device, and the reception device 160 outputs the phase difference R k_ab from the phase estimator 114-k. The phase difference is compensated by the phase shifter 115. Here, since b (k−1) p and a kp are the same signal components before the division, the phase difference (^ θ qk ) = atan generated between b (k−1) p and a kp in the receiving apparatus. It is assumed that (R k — ab ) is due to the phase added by the transmitter 150, and the phase difference can be compensated by multiplying the sub-spectrum SS k by exp (−j (^ θ qk )). When the phase difference R k_ab is less than the threshold value α, it is determined that the transmitter 150 has not added a phase, and the phase estimator 114-k outputs 0.

以上の構成により、受信装置160は、隣接するサブスペクトラムの位相差を逐次推定し、送信装置150で加算された位相を補償することができる。   With the above configuration, the receiving apparatus 160 can sequentially estimate the phase difference between adjacent sub-spectrums and compensate for the phase added by the transmitting apparatus 150.

宮武遼,阿部順一,杉山隆利“帯域分散伝送方式におけるPAPR低減に関する一検討”,総合大会,電子情報通信学会,2015年3月.Satoshi Miyatake, Junichi Abe, Takatoshi Sugiyama “A Study on PAPR Reduction in Bandwidth Distributed Transmission System”, General Conference, IEICE, March 2015.

従来技術では、受信装置160において、帯域が隣接するサブスペクトラム間の信号の位相差から送信装置150の位相器105−q−1〜105−q−Nで加算した位相を推定している。ところが、低S/N環境下や、サブスペクトラムの遷移域に存在する離散化された信号成分の数pが少ない場合、周波数軸方向の平滑化数が不十分となり、位相差Rk_abの推定誤差が増大する。その結果、受信装置160において、受信信号のビット誤り率(BER(Bit Error Rate))特性が劣化するという課題が生じる。 In the prior art, the receiving apparatus 160, the bandwidth is estimated phase obtained by adding in phase shifter 105-q-1~105-q- N D of the transmission device 150 from the phase difference signal between adjacent sub-spectrum. However, when the number p of discretized signal components existing in a low S / N environment or in the transition region of the sub-spectrum is small, the number of smoothing in the frequency axis direction becomes insufficient, and the estimation error of the phase difference R k_ab Will increase. As a result, the receiving apparatus 160 has a problem that the bit error rate (BER) characteristics of the received signal are deteriorated.

本発明は、受信側における位相の推定精度を向上し、低S/N環境下や、サブスペクトラムの遷移域に存在する離散化された信号成分の数pの不足などにより劣化する受信信号のBER特性を向上できる通信方法、通信システムおよび通信装置を提供することを目的とする。   The present invention improves the phase estimation accuracy on the receiving side, and deteriorates the BER of a received signal that deteriorates in a low S / N environment or due to a lack of the number p of discrete signal components existing in the transition region of the subspectrum. It is an object of the present invention to provide a communication method, a communication system, and a communication device that can improve characteristics.

第1の発明は、変調信号を周波数領域で分割したN(Nは2以上の整数)個のサブスペクトラムを周波数軸上で分散配置して送信装置から受信装置に伝送する通信方法であって、送信装置は、分散配置前または分散配置後のN個のサブスペクトラムのそれぞれの位相を回転させる処理を、位相加算しない場合を含む有限個の位相の組み合わせが異なる複数の位相系列毎に行い、位相系列毎の送信信号の最大電力と平均電力との比であるピーク対平均電力比を求め、ピーク対平均電力比が最小となる位相系列の送信信号を選択して受信装置に送信し、受信装置は、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムに対して、周波数帯域が隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定し、送信装置と予め共有する有限個の位相のうち、推定された位相差に最も近い位相を選択して推定された位相差に置き換えて補正し、補正された位相差により、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムの位相を補正して受信信号を復調することを特徴とする。   A first invention is a communication method for transmitting N (N is an integer of 2 or more) sub-spectrums obtained by dividing a modulation signal in a frequency domain in a distributed manner on the frequency axis and transmitting the transmission signal from a transmission device to a reception device. The transmitter performs the process of rotating the phase of each of the N sub-spectrums before or after distributed arrangement for each of a plurality of phase sequences having different combinations of a finite number of phases including the case where the phases are not added. A peak-to-average power ratio, which is a ratio between the maximum power and average power of the transmission signal for each sequence, is obtained, and a phase-sequence transmission signal that minimizes the peak-to-average power ratio is selected and transmitted to the receiving device. Estimates the phase difference between sub-spectrums whose frequency bands are adjacent to the sub-spectrum after dispersion arrangement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before dispersion arrangement; Of the finite number of phases shared in advance, the phase closest to the estimated phase difference is selected and corrected by replacing it with the estimated phase difference, and after the distributed arrangement extracted from the received signal by the corrected phase difference The received signal is demodulated by correcting the phase of the sub-spectrum or the sub-spectrum returned before the dispersion arrangement.

第2の発明は、位相系列は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、受信装置は、受信信号から抽出した分散配置前または分散配置後の隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定し、推定された位相差の円上の点と、m通りの位相の円上の各点とのユークリッド距離をそれぞれ計算し、m通りの位相のうちユークリッド距離が最小となる位相を選択して推定された位相差に置き換えて補正することを特徴とする。   In the second invention, the phase sequence is generated by m phases obtained by equally dividing or unequally dividing a circle into m (m is a positive integer), and the receiving device extracts the variance extracted from the received signal. Estimate the phase difference between adjacent sub-spectrums before placement or after dispersion placement, and calculate the Euclidean distance between the point on the estimated phase difference circle and each point on the circle of m phases, A phase having the minimum Euclidean distance is selected from the m phases and replaced with the estimated phase difference for correction.

第3の発明は、送信データを変調する変調部と、変調部が出力する変調信号を周波数領域でN(Nは2以上の整数)個のサブスペクトラムに分割する分割部と、N個のサブスペクトラムを周波数軸上で分散配置する第1周波数遷移部と、第1周波数遷移部が分散配置前または分散配置後のN個のサブスペクトラムのそれぞれの位相を回転させる処理を、位相加算しない場合を含む有限個の位相の組み合わせが異なる複数の位相系列毎に行う第1位相部と、分散配置後のサブスペクトラムを位相系列毎に加算した送信信号の最大電力と平均電力との比であるピーク対平均電力比が最小となる位相系列の送信信号を選択して受信装置に送信する選択部とを有する送信装置と、受信信号から分散配置されたサブスペクトラムを抽出する抽出部と、分散配置されたサブスペクトラムを分散配置前の周波数帯域に戻す第2周波数遷移部と、抽出部が抽出した分散配置後または第2周波数遷移部が復元した分散配置前のサブスペクトラムに対して、周波数帯域が隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定する位相推定部と、送信装置と予め共有する有限個の位相のうち、位相推定部が推定した位相差に最も近い位相を選択して推定された位相差に置き換えて補正する位相補正部と、位相補正部が補正した位相差により、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムの位相を補正する第2位相部と、第2位相部が補正したN個のサブスペクトラムを加算して受信データを復調する復調部とを有する受信装置とを備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a modulation unit that modulates transmission data, a division unit that divides a modulation signal output from the modulation unit into N (N is an integer of 2 or more) sub-spectrums in the frequency domain, A case where the first frequency transition unit that disperses and arranges the spectrum on the frequency axis and the process in which the first frequency transition unit rotates the phase of each of the N sub-spectrums before or after the dispersive arrangement is not phase-added. A first phase unit that is performed for each of a plurality of phase sequences having different combinations of a finite number of phases, and a peak pair that is a ratio of the maximum power and the average power of the transmission signal obtained by adding the sub-spectrum after dispersion arrangement for each phase sequence A transmission device including a selection unit that selects a transmission signal of a phase sequence that minimizes the average power ratio and transmits the transmission signal to the reception device, an extraction unit that extracts sub-spectrums distributed from the reception signal, A second frequency transition unit for returning the arranged sub-spectrum to the frequency band before the distributed arrangement, and a frequency band for the sub-spectrum after the distributed arrangement extracted by the extracting unit or before the distributed arrangement restored by the second frequency transition unit The phase estimation unit that estimates the phase difference between adjacent sub-spectrums and the phase estimated by selecting the phase closest to the phase difference estimated by the phase estimation unit from a finite number of phases shared in advance with the transmission device A phase correction unit that corrects the phase difference by replacing it with a phase difference, and a second phase unit that corrects the phase of the sub-spectrum after dispersion arrangement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before dispersion arrangement, by the phase difference corrected by the phase correction section And a demodulator that demodulates received data by adding the N sub-spectrums corrected by the second phase unit.

第4の発明は、位相系列は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、位相補正部は、位相推定部が推定した位相差の円上の点と、m通りの位相の円上の各点とのユークリッド距離をそれぞれ計算し、m通りの位相のうちユークリッド距離が最小となる位相を選択して推定された位相差に置き換えて補正することを特徴とする。   In the fourth aspect of the invention, the phase sequence is generated by m phases obtained by equally dividing or unequally dividing a circle into m (m is a positive integer), and the phase correcting unit estimates the phase correcting unit. The Euclidean distance between the point on the circle with the phase difference and the points on the circle with m phases is calculated, and the phase estimated by selecting the phase with the minimum Euclidean distance among the m phases is selected. It is characterized by correcting by replacing with a phase difference.

第5の発明は、送信データを変調する変調部と、変調部が出力する変調信号を周波数領域でN(Nは2以上の整数)個のサブスペクトラムに分割する分割部と、N個のサブスペクトラムを周波数軸上で分散配置する第1周波数遷移部と、第1周波数遷移部が分散配置前または分散配置後のN個のサブスペクトラムのそれぞれの位相を回転させる処理を、位相加算しない場合を含む有限個の位相の組み合わせが異なる複数の位相系列毎に行う第1位相部と、分散配置後のサブスペクトラムを位相系列毎に加算した送信信号の最大電力と平均電力との比であるピーク対平均電力比が最小となる位相系列の送信信号を選択して受信装置に送信する選択部とを有することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the invention, a modulation unit that modulates transmission data, a division unit that divides a modulation signal output from the modulation unit into N (N is an integer of 2 or more) sub-spectrums in the frequency domain, and N sub-bands A case where the first frequency transition unit that disperses and arranges the spectrum on the frequency axis and the process in which the first frequency transition unit rotates the phase of each of the N sub-spectrums before or after the dispersive arrangement is not phase-added. A first phase unit that is performed for each of a plurality of phase sequences having different combinations of a finite number of phases, and a peak pair that is a ratio of the maximum power and the average power of the transmission signal obtained by adding the sub-spectrum after dispersion arrangement for each phase sequence And a selection unit that selects a transmission signal of a phase sequence that minimizes the average power ratio and transmits the selection signal to the reception device.

第6の発明は、有限個の位相は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、複数の位相系列は、有限個の位相の組み合わせが異なることを特徴とする。   In the sixth invention, a finite number of phases are generated by m phases obtained by equally dividing or unequally dividing a circle into m (m is a positive integer), and the plurality of phase sequences are finite. The combination of phases is different.

第7の発明は、送信装置から受信する信号の分散配置されたサブスペクトラムを抽出する抽出部と、分散配置されたサブスペクトラムを分散配置前の周波数帯域に戻す第2周波数遷移部と、抽出部が抽出した分散配置後または第2周波数遷移部が復元した分散配置前のサブスペクトラムに対して、周波数帯域が隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定する位相推定部と、送信装置と予め共有する情報から得られる有限個の位相のうち、位相推定部が推定した位相差に最も近い位相を選択して推定された位相差に置き換えて補正する位相補正部と、位相補正部が補正した位相差により、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムの位相を補正する第2位相部と、第2位相部が補正したN個のサブスペクトラムを加算して受信データを復調する復調部とを有することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an extraction unit that extracts a sub-spectrum in which signals received from a transmission device are distributed, a second frequency transition unit that returns the sub-spectrums that are distributed to the frequency band before the distribution, and an extraction unit A phase estimation unit that estimates a phase difference between sub-spectrums adjacent to each other in a frequency band with respect to a sub-spectrum after the distributed arrangement extracted by or before the distributed arrangement restored by the second frequency transition unit, and is shared in advance with the transmission apparatus Of the finite number of phases obtained from the information, the phase correction unit that selects the phase closest to the phase difference estimated by the phase estimation unit and replaces it with the estimated phase difference, and the phase difference corrected by the phase correction unit The second phase unit for correcting the phase of the sub-spectrum after dispersion arrangement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before the dispersion arrangement, and the second phase part corrected And having a demodulator for demodulating a received data by adding the sub-spectrum.

第8の発明は、有限個の位相は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、位相補正部は、位相推定部が推定した位相差の円上の点と、m通りの位相の円上の各点とのユークリッド距離をそれぞれ計算し、m通りの位相のうちユークリッド距離が最小となる位相を選択して推定された位相差に置き換えて補正することを特徴とする。   In the eighth invention, a finite number of phases are generated by m phases obtained by equally dividing or unequally dividing a circle into m (m is a positive integer), and the phase correcting unit includes a phase estimating unit. Is calculated by calculating the Euclidean distance between each point on the circle of the phase difference estimated by and each of the points on the circle of m phases, and selecting the phase having the smallest Euclidean distance among the m phases. The correction is performed by replacing the phase difference.

本発明に係る通信方法、通信システムおよび通信装置は、送信側において、変調信号を複数の帯域に分割したサブスペクトラム毎に異なる位相を加算して送信し、受信装置において、受信信号の隣接するサブスペクトラムの遷移域から送信側で加算された位相を推定し、位相の直線化を図ることにより位相を補償することができる。そして、送信側で加算する位相の候補値を送受信装置間で共有し、受信装置は、位相の候補値の中で位相推定値に最も近い候補値を選択する。これにより、受信装置における位相の推定精度が向上し、低S/N環境下や、サブスペクトラムの遷移域に存在する離散化された信号成分の数pの不足などにより劣化する受信信号のBER特性を向上させることができる。   A communication method, a communication system, and a communication apparatus according to the present invention add a different phase for each sub-spectrum obtained by dividing a modulated signal into a plurality of bands on the transmission side and transmit the sub-spectrum. The phase can be compensated by estimating the phase added on the transmission side from the transition region of the spectrum and linearizing the phase. Then, the phase candidate value to be added on the transmission side is shared between the transmitting and receiving apparatuses, and the receiving apparatus selects the candidate value closest to the phase estimation value among the phase candidate values. As a result, the phase estimation accuracy in the receiving apparatus is improved, and the BER characteristic of the received signal deteriorates due to the low S / N environment or the lack of the number p of the discrete signal components present in the transition region of the subspectrum. Can be improved.

本実施形態に係る送信装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmitter which concerns on this embodiment. 位相器で加算する位相(等分割)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the phase (equal division) added with a phase shifter. 位相器で加算する位相(不等分割)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the phase (unequal division | segmentation) added with a phase shifter. 本実施形態に係る受信装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the receiver which concerns on this embodiment. 等分割時の位相補正器の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the phase corrector at the time of equal division. 不等分割時の位相補正器の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the phase corrector at the time of unequal division. 本実施形態に係る送信方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る受信方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the receiving method which concerns on this embodiment. 従来の送信装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional transmitter. 送信装置のスペクトラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrum of a transmitter. 従来の受信装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional receiver. 受信装置のスペクトラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrum of a receiver.

以下、図面を参照して本発明に係る通信方法、通信システムおよび通信装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of a communication method, a communication system, and a communication apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、帯域分散伝送方式を用いる送信装置50の構成例を示す。図1において、通信システム70は、送信装置50と、受信装置60とで構成され、送信装置50で変調した信号を帯域分散伝送方式により受信装置60へ送信する。ここで、送信装置50または受信装置60は通信装置の一例である。或いは、双方向通信の場合、通信装置は、送信装置50と受信装置60との両方の機能を有する。   FIG. 1 shows a configuration example of a transmission apparatus 50 that uses a band dispersion transmission method. In FIG. 1, a communication system 70 includes a transmission device 50 and a reception device 60, and transmits a signal modulated by the transmission device 50 to the reception device 60 by a band dispersion transmission method. Here, the transmission device 50 or the reception device 60 is an example of a communication device. Alternatively, in the case of bidirectional communication, the communication device has both functions of the transmission device 50 and the reception device 60.

送信装置50は、変調器1、波形整形フィルタ2、DFT3、分割フィルタ4−1〜4−N、位相器5−2−1〜5−C−N、周波数シフタ6−1−1〜6−C−N、加算器7−1〜7−C、IDFT8−1〜8−C、PAPR算出器9−1〜9−Cおよび最小PAPR選択器10を備える。ここで、NおよびCは正の整数である。なお、送信装置50は、各部の動作を制御する制御部51と、予め決められた有限個の位相からなる複数の位相系列、または予め決められた有限個の位相を生成するためのパラメータおよび数式、などを記憶する記憶部52とを有してもよい。或いは、パラメータなどを各ブロックに実装してもよい。ここで、複数の位相系列のうち使用する有限個の位相の情報または有限個の位相を生成するためのパラメータおよび数式などの情報は、送信装置50と受信装置60との間で共有化されている。なお、共有化の方法は、送信装置50から受信装置60に情報を通知するようにしてもよいし、共有するパラメータおよび数式などの情報を予め標準化しておいて、送信装置50および受信装置60に実装しておいてもよい。これにより、送信装置50から受信装置60に情報を通知する必要がなくなる。 The transmission device 50 includes a modulator 1, a waveform shaping filter 2, a DFT 3, a division filter 4-1 to 4-N D , a phase shifter 5-2-1 to 5-C N D , and a frequency shifter 6-1-1 to 6-1. comprising 6-C-N D, adder 7-1~7-C, IDFT8-1~8-C, the PAPR calculator 9-1 to 9-C and minimum PAPR selector 10. Here, N D and C are positive integers. The transmission device 50 includes a control unit 51 that controls the operation of each unit, a plurality of phase sequences composed of a predetermined finite number of phases, or parameters and formulas for generating a predetermined finite number of phases. , And the like. Alternatively, parameters and the like may be mounted on each block. Here, information on a finite number of phases to be used among a plurality of phase sequences or information such as parameters and mathematical formulas for generating a finite number of phases is shared between the transmission device 50 and the reception device 60. Yes. As a sharing method, information may be notified from the transmission device 50 to the reception device 60, or information such as parameters and mathematical expressions to be shared is standardized in advance, and then the transmission device 50 and the reception device 60 are shared. It may be implemented in. Thereby, it is not necessary to notify the information from the transmission device 50 to the reception device 60.

変調器1は、送信するデータ信号をQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などの変調方式で変調する。   The modulator 1 modulates a data signal to be transmitted by a modulation method such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).

波形整形フィルタ2は、変調器1が出力する変調信号の帯域を制限するためのフィルタである。   The waveform shaping filter 2 is a filter for limiting the band of the modulation signal output from the modulator 1.

DFT3は、波形整形フィルタ2から出力される変調信号を周波数領域(スペクトラム)に変換する。   The DFT 3 converts the modulation signal output from the waveform shaping filter 2 into the frequency domain (spectrum).

分割フィルタ4−k(1≦k≦N)は、DFT3が周波数領域に変換した変調信号の帯域をN個に分割するためのフィルタである。分割フィルタ4−1〜4−Nは、各分割フィルタにおいて、予め設定されたフィルタ係数を変調信号に乗算することで、N個のサブ変調信号(サブスペクトラム)を生成する。ここで、分割フィルタ4−k(kは1≦k≦Nを満たす正の整数)は、各サブスペクトラムの信号をC個に分岐させ、C個のうち1番目の分岐信号を周波数シフタ6−1−k(1≦k≦N)、C個のうち2番目からC番目までの分岐信号を位相器5−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)に入力する。ここで、qは正の整数である。 The division filter 4-k (1 ≦ k ≦ N D ) is a filter for dividing the modulation signal band converted by the DFT 3 into the frequency domain into N D pieces. Dividing filter 4-1 to 4-N D, in each of the divided filter, by multiplying the preset filter coefficients to the modulated signal, to generate a N D sub-modulated signal (sub spectrum). Here, division filter 4-k (k is 1 ≦ k ≦ N a positive integer satisfying D) is a signal of each sub-spectrum is branched to C number, frequency first branch signal among the C-number shifter 6 −1−k (1 ≦ k ≦ N D ), the second to C-th branch signals among the C signals are input to the phase shifter 5-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ). To do. Here, q is a positive integer.

位相器5−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)は、分割フィルタ4−kのそれぞれの出力信号を分岐した信号に予め決められた位相を加算する。そして、位相器5−q−kのそれぞれの出力信号は、周波数シフタ6−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)に入力される。 The phase shifter 5-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ) adds a predetermined phase to a signal obtained by branching each output signal of the division filter 4-k. Then, respective output signals of the phase shifter 5-q-k is input to the frequency shifter 6-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D).

ここで、位相器5−q−kの処理について説明する。位相器5−q−kでは、式(6)で示す位相系列ΘD2,ΘD3,…,ΘDq,…,ΘDCを用いて、位相器5−q−kに入力された各サブスペクトラムに各位相系列の位相を加算する。なお、式(6)で与えられる位相系列は、例えば記憶部52に記憶しておいてもよいし、予め決められたパラメータや数式に基づいて生成してもよい。図1の例では、制御部51が複数の位相系列の位相を位相器5−q−kに与える。 Here, the processing of the phase shifter 5-qk will be described. The phase shifter 5-q-k, the phase sequence theta D2 shown in equation (6), Θ D3, ... , Θ Dq, ..., using a theta DC, each sub-spectrum input to the phase shifter 5-q-k To the phase of each phase series. Note that the phase sequence given by Equation (6) may be stored in the storage unit 52, for example, or may be generated based on a predetermined parameter or mathematical expression. In the example of FIG. 1, the control unit 51 gives the phases of a plurality of phase sequences to the phase shifter 5-qk.

Figure 2016219976
Figure 2016219976

ここで、式(6)において、θDq1は0とする。これにより、受信装置60は、k=1のサブスペクトラムを基準にして隣接するサブスペクトラムとの位相差を推定できる。また、位相器5−q−kに入力されるサブスペクトラムをSSqkとする。そして、位相器5−q−kは、式(7)で示す位相系列ΘDqの位相を同じq番目のk=1からNまでのN個のサブスペクトラムSSqkに加算する。 Here, in Expression (6), θ Dq1 is set to 0. Thereby, the receiving apparatus 60 can estimate the phase difference between adjacent sub-spectrums with reference to the sub-spectrum of k = 1. Further, the sub-spectrum input to the phase shifter 5-q-k is SS qk . The phase shifter 5-qk is added to the N D sub spectrum SS qk of the phase of the phase sequence theta Dq represented by the formula (7) from the same q-th k = 1 to N D.

Figure 2016219976
Figure 2016219976

[本実施形態に係る送信装置50の特徴部分]
本実施形態に係る送信装置50と従来技術の送信装置150との違いは、位相器5−q−kで加算する位相θDqkが有限個の位相値であり、送信装置50と受信装置60との間で既知の情報として共有化されていることである。なお、送信装置50と受信装置60との間で共有化する情報は、有限個の位相値であってもよいし、有限個の位相値を算出するための数式やパラメータであってもよい。
[Characteristic part of transmitting apparatus 50 according to the present embodiment]
The difference between the transmitter 50 according to the present embodiment and the transmitter 150 of the prior art is that the phase θ Dqk added by the phase shifter 5- qk is a finite number of phase values, and the transmitter 50 and the receiver 60 Is shared as known information between the two. Note that the information shared between the transmission device 50 and the reception device 60 may be a finite number of phase values, or may be mathematical formulas or parameters for calculating a finite number of phase values.

例えば、有限個の位相値の算出方法として、円を等分割にすることで得られる位相値を使用することができる。この場合、式(8)で算出されるm通りの位相値θDqkのいずれかを位相器5−q−kで使用する。 For example, as a method for calculating a finite number of phase values, phase values obtained by equally dividing a circle can be used. In this case, any one of m phase values θ Dqk calculated by Expression (8) is used in the phase shifter 5-qk.

Figure 2016219976
Figure 2016219976

ここで、mは円を何等分するかを示し、位相分割数と呼ぶ。θoffsetは円を等分割にする場合の初期位相を表す。lは位相分割位置を示す。この場合、送信装置50と受信装置60との間で、パラメータ(位相分割数mの値および初期位相θoffsetの値)と式(8)とを共有化すればよい。 Here, m indicates how much the circle is divided and is called the number of phase divisions. θ offset represents the initial phase when the circle is equally divided. l indicates a phase division position. In this case, the parameters (the value of the phase division number m and the value of the initial phase θ offset ) and the equation (8) may be shared between the transmission device 50 and the reception device 60.

図2は、位相分割数m=3、初期位相θoffset=0で生成される位相θDqkの一例を示す。位相器5−q−kは、式(8)により生成されるm通りの位相のいずれかを選択して分割フィルタ4−kが出力する各サブスペクトラム信号に加算する。このとき、後段の加算器7−1〜7−Cで同じ信号が出力されないように、位相器5−q−1〜位相器5−q−Nで使用する位相の組合せと、位相器5−s−1〜位相器5−s−N(2≦q≦C,2≦s≦C,q≠s)で使用する位相の組合せとが異なるように予め設定する。ここで、sは、正の整数である。 FIG. 2 shows an example of the phase θ Dqk generated with the number of phase divisions m = 3 and the initial phase θ offset = 0. The phase shifter 5-q-k selects any one of the m phases generated by the equation (8) and adds the selected phase to each sub-spectrum signal output from the division filter 4-k. At this time, as the same signal at a later stage of the adder 7-1 to 7-C is not outputted, the combination of phases used in the phase shifter 5-q-. 1 to phaser 5-q-N D, the phase shifter 5 -s-. 1 to phaser 5-s-N D (2 ≦ q ≦ C, 2 ≦ s ≦ C, q ≠ s) and the combination of the phase is set differently in advance to be used in. Here, s is a positive integer.

図2の例において、k=8の場合、m=3で円等分割するので、生成される3通りの位相(0度,120度および240度)が8個のサブスペクトラムに割り振られる。そして、サブスペクトラムに割り振るパターン(位相系列)に多数の組み合わせ(複数の位相系列に相当)が考えられる。ここで、8個のサブスペクトラムを周波数が低いものから順に「SS1,SS2,・・・,SS8」とすると、一例として、下記のようなパターン1からパターン(C−1)が得られる。なお、パターン1からパターン(C−1)は、それぞれ図1に示した位相器5−2−kから位相器5−C−kにそれぞれ与えられる。   In the example of FIG. 2, when k = 8, circles are equally divided at m = 3, so that three generated phases (0 degrees, 120 degrees, and 240 degrees) are allocated to 8 sub-spectrums. Many combinations (corresponding to a plurality of phase sequences) are conceivable for the pattern (phase sequence) assigned to the sub-spectrum. Here, assuming that the eight sub-spectrums are “SS1, SS2,..., SS8” in order from the lowest frequency, a pattern (C-1) is obtained from the following pattern 1 as an example. Pattern 1 to pattern (C-1) are respectively provided from phase shifter 5-2-k to phase shifter 5-C-k shown in FIG.

例えば、パターン1(位相器5−2−k)の場合、SS1:120度,SS2:0度,SS3:0度,SS4:0度,SS5:0度,SS6:0度,SS7:0度,SS8:0度のような組み合わせができる。   For example, in the case of pattern 1 (phase shifter 5-2k), SS1: 120 degrees, SS2: 0 degrees, SS3: 0 degrees, SS4: 0 degrees, SS5: 0 degrees, SS6: 0 degrees, SS7: 0 degrees , SS8: 0 degrees can be combined.

また、パターン2(位相器5−3−k)の場合、例えば、SS1:0度,SS2:120度,SS3:0度,SS4:0度,SS5:0度,SS6:0度,SS7:0度,SS8:0度のような組み合わせができる。   In the case of pattern 2 (phase shifter 5-3-k), for example, SS1: 0 degrees, SS2: 120 degrees, SS3: 0 degrees, SS4: 0 degrees, SS5: 0 degrees, SS6: 0 degrees, SS7: Combinations such as 0 degrees and SS8: 0 degrees are possible.

同様に、パターン3(位相器5−4−k)の場合、例えば、SS1:120度,SS2:120度,SS3:0度,SS4:0度,SS5:0度,SS6:0度,SS7:0度,SS8:0度のような組み合わせができる。   Similarly, in the case of pattern 3 (phase shifter 5-4-k), for example, SS1: 120 degrees, SS2: 120 degrees, SS3: 0 degrees, SS4: 0 degrees, SS5: 0 degrees, SS6: 0 degrees, SS7 : 0 degree, SS8: 0 degree combination.

また、パターン4からパターン(C−2)についても同様に、3通りの位相(0度,120度および240度)が他のパターンと異なるように割り振られる。   Similarly, from pattern 4 to pattern (C-2), three phases (0 degrees, 120 degrees, and 240 degrees) are assigned so as to be different from other patterns.

そして、パターン(C−1)(位相器5−C−k)の場合、例えば、SS1:240度,SS2:240度,SS3:240度,SS4:240度,SS5:240度,SS6:240度,SS7:240度,SS8:240度のような組み合わせができる。   In the case of the pattern (C-1) (phase shifter 5-Ck), for example, SS1: 240 degrees, SS2: 240 degrees, SS3: 240 degrees, SS4: 240 degrees, SS5: 240 degrees, SS6: 240 Degree, SS7: 240 degrees, SS8: 240 degrees can be combined.

このように、位相器5−2−kから位相器5−C−kまでそれぞれ異なるパターンの位相の組み合わせが与えられ、最小PAPR選択器10は、PAPRが最小となるパターンの送信信号を選択して、受信装置60に送信する。   As described above, combinations of phases having different patterns from the phase shifter 5-2k to the phase shifter 5-C-k are given, and the minimum PAPR selector 10 selects a transmission signal having a pattern with the minimum PAPR. To the receiving device 60.

ここで、上記は円等分割の例であるが、円不等分割する位相を用いてもよい。   Here, although the above is an example of equal division of a circle, a phase that divides the circle equally may be used.

図3は、送信装置50の位相器5−q−kで加算する位相の一例を示す。図3は、円を3つに不等分割する例(位相分割数m=3)で、加算する位相は、θDqk_1=2π/9,θDqk_2=17π/36,θDqk_3=10π/9のいずれかである。この場合、送信装置50と受信装置60との間で、3個の位相値:2π/9,17π/36および10π/9の値が使用する1つの位相系列として共有化される。 FIG. 3 shows an example of the phase added by the phase shifter 5-qk of the transmission device 50. FIG. 3 shows an example in which the circle is unequally divided into three (phase division number m = 3). The phases to be added are θ Dqk_1 = 2π / 9, θ Dqk_2 = 17π / 36, and θ Dqk_3 = 10π / 9. Either. In this case, between the transmission device 50 and the reception device 60, three phase values: values of 2π / 9, 17π / 36 and 10π / 9 are shared as one phase sequence to be used.

位相乗算後の位相器5−q−kの出力信号Sθ qは、従来技術の式(3)と同様に、式(9)となる。 The output signal S θ q of the phase shifter 5-qk after the phase multiplication is expressed by equation (9) as in the conventional equation (3).

Figure 2016219976
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周波数シフタ6−q−k(1≦q≦C、1≦k≦N)は、分割フィルタ4−kまたは位相器5−q−k(2≦q≦C、1≦k≦N)のそれぞれのサブスペクトラムを周波数軸上の予め決められた所望の帯域にシフトする。例えば、周波数シフタ6−q−kは、衛星中継器の未使用帯域にサブスペクトラムをシフトして、送信信号の信号帯域を分散する。なお、周波数シフタ6−q−kは、1からCまでのそれぞれについて処理を行う。例えばq=1の場合、周波数シフタ6−1−k(1≦k≦N)の各サブスペクトラムを周波数軸上の所望の帯域に分散配置する。同様に、周波数シフタ6−2−kの各サブスペクトラム、周波数シフタ6−3−kの各サブスペクトラム、…、周波数シフタ6−C−kの各サブスペクトラムを周波数シフタ6−1−kの1からNまでのそれぞれのシフト量と同じシフト量でシフトさせる。なお、各サブスペクトラムのシフト量は、例えば制御部51により制御される。 The frequency shifter 6-q-k (1 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ) is the division filter 4-k or the phase shifter 5-q-k (2 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ). Are shifted to a predetermined desired band on the frequency axis. For example, the frequency shifter 6-qk shifts the sub-spectrum to the unused band of the satellite repeater and distributes the signal band of the transmission signal. The frequency shifter 6-qk performs processing for each of 1 to C. For example, when q = 1, each sub-spectrum of the frequency shifter 6-1-k (1 ≦ k ≦ N D ) is distributed and arranged in a desired band on the frequency axis. Similarly, each sub-spectrum of the frequency shifter 6-2-k, each sub-spectrum of the frequency shifter 6-3-k,..., Each sub-spectrum of the frequency shifter 6-C-k is set to 1 of the frequency shifter 6-1-k. from shifting in the same shift amount as the respective shift amounts of up to N D. Note that the shift amount of each sub-spectrum is controlled by the control unit 51, for example.

加算器7−q(1≦q≦C)は、周波数シフタ6−q−k(1≦q≦C、1≦k≦N)が各組毎(同じq毎)に出力する1からNまでのN個のサブスペクトラムを加算する。例えば図1の場合、加算器7−1は、周波数シフタ6−1−1から周波数シフタ6−1−Nが出力するN個のサブスペクトラムを加算する。同様に、加算器7−Cは、周波数シフタ6−C−1から周波数シフタ6−C−Nが出力するN個のサブスペクトラムを加算する。 The adder 7-q (1 ≦ q ≦ C) outputs 1 to N that the frequency shifter 6-qk (1 ≦ q ≦ C, 1 ≦ k ≦ N D ) outputs for each group (for each same q). adding the N D sub-spectrum of up to D. In figure 1, the adder 7-1 adds the N D sub spectrum frequency shifter 6-1-N D is output from the frequency shifter 6-1-1. Similarly, the adder 7-C adds N D sub spectrum frequency shifter 6-C-N D is output from the frequency shifter 6-C-1.

IDFT8−q(1≦q≦C)は、加算器7−qの出力信号を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。例えば、IDFT8−1は、加算器7−1の出力信号を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。   IDFT8-q (1 ≦ q ≦ C) converts the output signal of the adder 7-q from a frequency domain signal to a time domain signal. For example, the IDFT 8-1 converts the output signal of the adder 7-1 from a frequency domain signal to a time domain signal.

PAPR算出器9−q(1≦q≦C)は、IDFT8−qで時間領域の信号に変換された信号についてPAPRを算出する。例えば、PAPR算出器9−1は、IDFT8−1で時間領域の信号に変換された信号についてPAPRを算出する。なお、PAPRの算出は、周知技術を用いるが、例えばPAPR算出器9−1〜9−Cのそれぞれに入力された信号に対し、2乗した値の最大値と平均値を算出する。そして、PAPR算出器9−qは、最大値/平均値(最大値を平均値で割った値)をPAPRとして出力する。   The PAPR calculator 9-q (1 ≦ q ≦ C) calculates a PAPR for the signal converted into a time domain signal by the IDFT8-q. For example, the PAPR calculator 9-1 calculates a PAPR for the signal converted into a time domain signal by the IDFT 8-1. The PAPR is calculated using a well-known technique. For example, the maximum value and the average value of squared values of the signals input to the PAPR calculators 9-1 to 9-C are calculated. Then, the PAPR calculator 9-q outputs the maximum value / average value (value obtained by dividing the maximum value by the average value) as PAPR.

最小PAPR選択器10は、PAPR算出器9−qが算出したPAPRが最も小さい位相系列のIDFT8−qの出力信号を選択して送信する。例えば、最小PAPR選択器10は、C=2のPAPR算出器9−2が算出したPAPRが最も小さい場合、同じ位相系列(C=2)のIDFT8−2の出力信号を選択して送信する。   The minimum PAPR selector 10 selects and transmits the output signal of the IDFT 8-q of the phase sequence having the smallest PAPR calculated by the PAPR calculator 9-q. For example, when the PAPR calculated by the C = 2 PAPR calculator 9-2 is the smallest, the minimum PAPR selector 10 selects and transmits the output signal of the IDFT 8-2 having the same phase sequence (C = 2).

なお、分割フィルタ4−kの入出力信号のスペクトラム、位相器5−q−kの出力信号のスペクトラムおよび加算器7−qの出力信号のスペクトラムは、従来技術の図10で説明した場合と同様である。   The spectrum of the input / output signal of the division filter 4-k, the spectrum of the output signal of the phase shifter 5-q-k, and the spectrum of the output signal of the adder 7-q are the same as those described with reference to FIG. It is.

このようにして、本実施形態に係る送信装置50では、位相器5−q−kで加算する位相系列の位相θDqkが有限個の位相値であって、有限個の位相値または有限個の位相値を生成するためのパラメータや数式は、送信装置50と受信装置60との間で既知の情報として予め共有化されている。そして、送信装置50は、有限個の位相値を有する複数の位相系列のうちPAPRが最小となる位相系列の有限個の位相を用いたサブスペクトラムの和を送信信号として受信装置60に送信することができる。 In this way, in the transmission device 50 according to the present embodiment, the phase θ Dqk of the phase sequence added by the phase shifter 5-q-k is a finite number of phase values, and a finite number of phase values or a finite number of phase values. Parameters and mathematical formulas for generating a phase value are shared in advance as known information between the transmission device 50 and the reception device 60. Then, the transmission device 50 transmits, as a transmission signal, the sum of the sub-spectrums using the finite number of phases of the phase sequence having the smallest PAPR among the plurality of phase sequences having the finite number of phase values to the reception device 60. Can do.

図4は、帯域分散伝送方式を用いる受信装置60の構成例を示す。図4において、受信装置60は、DFT11、抽出フィルタ12−1〜12−N、周波数シフタ13−1〜13−N、位相推定器14−2〜14−N、位相補正器15−2〜15−N、位相器16−2〜16−N、加算器17、IDFT18および復調器19を備える。なお、受信装置60は、各部の動作を制御する制御部61と、パラメータなどを記憶する記憶部62とを有してもよい。 FIG. 4 shows a configuration example of the receiving device 60 using the band dispersion transmission method. 4, the receiving apparatus 60, DFT11, extraction filter 12-1 to 12-N D, the frequency shifter 13-1 to 13-N D, the phase estimator 14-2~14-N D, a phase corrector 15 2-15-N D , phase shifters 16-2 to 16-N D , adder 17, IDFT 18 and demodulator 19. Note that the receiving device 60 may include a control unit 61 that controls the operation of each unit, and a storage unit 62 that stores parameters and the like.

DFT11は、受信信号を周波数領域信号に変換する。   The DFT 11 converts the received signal into a frequency domain signal.

抽出フィルタ12−k(1≦k≦N)は、N個に分岐されたDFT11の出力信号をそれぞれ入力し、N個のサブスペクトラムを抽出する。 Extraction filter 12-k (1 ≦ k ≦ N D) is the output signal of DFT11 which is branched to the N D respectively input, extracts the N D sub spectrum.

周波数シフタ13−k(1≦k≦N)は、抽出フィルタ12−1〜12−Nが出力する各サブスペクトラムを、送信装置50の周波数シフタ6−q−1〜6−q−Nで周波数シフトする前の帯域へそれぞれシフトする。 Frequency shifter 13-k (1 ≦ k ≦ N D) , the extraction filter 12-1 to 12-N D each sub spectrum is outputted, a frequency shifter 6-q-1~6-q- N of the transmission device 50 Shift to the band before frequency shift by D.

位相推定器14−k(2≦k≦N)は、周波数シフタ13−1〜13−Nのうち隣接する周波数シフタが出力するサブスペクトラムの信号の位相差を推定する。なお位相差の推定方法は、従来技術の図12で説明したように、隣接するサブスペクトラムの帯域が重畳する遷移域で相関を計算して位相差を推定する。ここで、推定される位相差は、送信装置50の位相器5−q−2で加算された位相差に相当する。図4において、例えば位相推定器14−2は、周波数シフタ13−1と周波数シフタ13−2とのそれぞれの出力信号が入力され、送信装置50の位相器5−q−2で加算した位相差を推定する。位相推定器14−kは、周波数領域で隣接するサブスペクトラム(SSk−1とSS)が入力され、SSk−1とSSの遷移域における位相差Rk_abを計算する。なお、位相差Rk_abをラジアンに変換すると、位相差(^θDqk)=atan(Rk_ab)となる。ここで、従来技術の図10(a)の(a−1)に示すように、送信装置50において、各サブスペクトラムの遷移域同士は重畳しているため、隣接するサブスペクトラムの遷移域は同一の信号成分を持っている。そこで、受信装置60は、この重畳している遷移域の信号成分から位相差Rk_abを推定する。ここで、kは1からNまでのサブスペクトラムの番号を示す。なお、式(6)で説明したように、θDq1は0にしている。つまり、SSは、θDq1が0なので、送信装置50で位相が加算されていないため、位相推定器14−2は、周波数シフタ13−1と13−2とに入力されたSSおよびSSから、SSに加算された位相R2_12を推定することができる。そして、位相推定器14−2は、位相差(^θDq2)=atan(R2_ab)を位相補正器15−2に出力する。以下、位相推定器14−3から14−Nについても、位相推定器14−2と同様に位相差Rk_abを推定する。そして、位相推定器14−kは、位相差(^θDqk)=atan(Rk_ab)を位相補正器15−2に出力する。 Phase estimator 14-k (2 ≦ k ≦ N D) estimates the phase difference of the sub-spectrum signals frequency shifter adjacent among frequency shifters 13-1 to 13-N D outputs. The phase difference estimation method estimates the phase difference by calculating the correlation in the transition region where the adjacent sub-spectrum bands overlap as described with reference to FIG. Here, the estimated phase difference corresponds to the phase difference added by the phase shifter 5-q-2 of the transmission device 50. In FIG. 4, for example, the phase estimator 14-2 receives the output signals of the frequency shifter 13-1 and the frequency shifter 13-2 and adds the phase difference added by the phase shifter 5-q-2 of the transmission device 50. Is estimated. The phase estimator 14-k receives sub-spectrums (SS k−1 and SS k ) adjacent in the frequency domain and calculates a phase difference R k_ab in the transition region of SS k−1 and SS k . Note that when the phase difference R k — ab is converted into radians, the phase difference (^ θ Dqk ) = atan (R k — ab ) is obtained. Here, as shown in (a-1) of FIG. 10A of the prior art, in the transmission device 50, the transition areas of the sub-spectrums are overlapped with each other, so the transition areas of the adjacent sub-spectrums are the same. Have signal components. Therefore, the receiving device 60 estimates the phase difference R k_ab from the signal component of the superimposed transition region. Here, k denotes the number of sub-spectrum from 1 to N D. Note that θ Dq1 is set to 0 as described in Expression (6). That is, since SS 1 has 0 Dq1 of 0, the phase is not added by the transmission device 50, and therefore the phase estimator 14-2 receives the SS 1 and SS input to the frequency shifters 13-1 and 13-2. 2, it is possible to estimate the phase R 2_12, which is added to the SS 2. Then, the phase estimator 14-2 outputs the phase difference (^ θ Dq2 ) = atan (R 2 — ab ) to the phase corrector 15-2. Hereinafter, from the phase estimator 14-3 14-N D, similarly to the phase estimator 14-2 estimates a phase difference R k_ab. Then, the phase estimator 14-k outputs the phase difference (^ θ Dqk ) = atan (R k — ab ) to the phase corrector 15-2.

位相補正器15−k(2≦k≦N)は、位相推定器14−2〜14−Nがそれぞれ出力する推定位相差(^θDqk)の補正を行う。例えば、位相補正器15−2は、送信装置50と共有する有限個の位相を用いて推定位相差の丸め込みを行う。送信装置50では、式(8)に示すm通りの位相θDqkのいずれかが加算され、この位相θDqkまたは位相θDqkを生成するためのパラメータや数式は、送信装置50と受信装置60とで予め共有されている。そこで、位相補正器15−qは、送信装置50で加算されたm通りの位相θDqkの中で、位相補正器15−qに入力される位相差(^θDqk)に最も近い位相を選択し出力する。 Phase corrector 15-k (2 ≦ k ≦ N D) corrects the estimated phase difference phase estimator 14-2~14-N D is outputted (^ θ Dqk). For example, the phase corrector 15-2 performs rounding of the estimated phase difference using a finite number of phases shared with the transmission device 50. In the transmission device 50, any one of the m phases θ Dqk shown in Expression (8) is added, and parameters and mathematical formulas for generating the phase θ Dqk or the phase θ Dqk are as follows. In advance. Therefore, the phase corrector 15-q selects the phase closest to the phase difference (^ θ Dqk ) input to the phase corrector 15-q among the m phases θ Dqk added by the transmission device 50. Then output.

位相差(^θDqk)に最も近い点の選択方法として、例えば、複素平面上のユークリッド距離が最も近い点を選択する方法などが考えられる。ここで、m通りの位相θDqk(θDqk>0)を、位相が0(rad)に近い順にθDqk_1,θDqk_2,…,θDqk_p,…,θDqk_mの有限個とする。この場合、式(10)に示すように、評価関数rを最小化するθDqk_pを選択し位相補正器15−qから出力すればよい。 As a method of selecting a point closest to the phase difference (^ θ Dqk ), for example, a method of selecting a point having the closest Euclidean distance on the complex plane can be considered. Here, the m Street phase θ Dqk (θ Dqk> 0) , θ Dqk_1 in an ascending order of distance from the phase 0 (rad), θ Dqk_2, ..., θ Dqk_p, ..., be a finite number of θ Dqk_m. In this case, as shown in equation (10), select the theta Dqk_p that minimizes the evaluation function r p can be output from the phase corrector 15-q.

Figure 2016219976
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例えば、円を等分割する例で、位相分割数m=3、初期位相θoffset=0の場合、図2で説明したように、送信装置50の位相器5−q−kで加算される位相はθDqk=0,2π/3,4π/3のいずれかである。この場合、受信装置60は、次のように処理を行う。 For example, in an example of equally dividing a circle, when the number of phase divisions m = 3 and the initial phase θ offset = 0, the phases added by the phase shifter 5-qk of the transmission device 50 as described in FIG. Is either θ Dqk = 0, 2π / 3, or 4π / 3. In this case, the receiving device 60 performs processing as follows.

図5は、受信装置60の位相補正器15−qの処理の一例を示す。なお、図5(a)は、位相補正器15−qの入力(位相推定器14−qで推定された位相差)の一例を示し、図5(b)は、位相補正器15−qの出力の一例を示す。また、図5(a)および図5(b)の例は、図2の場合に対応し、受信装置60は、位相分割数m=3、初期位相θoffset=0であることの情報、または加算される位相がθDqk=0,2π/3,4π/3のいずれかであることの情報を予め送信装置50との間で共有している。 FIG. 5 shows an example of processing of the phase corrector 15-q of the receiving device 60. 5A shows an example of the input of the phase corrector 15-q (the phase difference estimated by the phase estimator 14-q), and FIG. 5B shows the input of the phase corrector 15-q. An example of output is shown. 5A and 5B correspond to the case of FIG. 2, and the receiving apparatus 60 has information that the phase division number m = 3 and the initial phase θ offset = 0, or Information that the phase to be added is any one of θ Dqk = 0, 2π / 3, and 4π / 3 is shared with the transmission device 50 in advance.

図5(a)において、受信装置60の位相推定器14−qで推定された位相差(^θDqk)=π/6である場合(図5(a)の黒丸印)、上述の式(10)より、各ユークリッド距離は、r=0.51,r=1.4,r=1.9となる。この場合、位相補正器15−qは、rが最小であると判断し、図5(a)の黒丸印を図5(b)の黒丸印の位相θDqk_1=0に置き換えて、位相補正器15−2は0を出力する。 In FIG. 5A, when the phase difference (^ θ Dqk ) = π / 6 estimated by the phase estimator 14-q of the receiving device 60 (black circle in FIG. 5A), the above equation ( 10), the Euclidean distances are r 1 = 0.51, r 2 = 1.4, and r 3 = 1.9. In this case, the phase corrector 15-q determines that r 1 is the minimum, by replacing the phase θ Dqk_1 = 0 for black circles shown in FIG. 5 (b) a black circle in FIG. 5 (a), the phase correction The device 15-2 outputs 0.

ここで、円を不等分割する例で、位相分割数m=3の場合、図3で説明したように、送信装置50の位相器5−q−kで加算される位相は、θDqk_1=2π/9,θDqk_2=17π/36,θDqk_3=10π/9のいずれかである。 Here, in the example of unequal division of the circle, when the phase division number m = 3, as described in FIG. 3, the phase added by the phase shifter 5-q-k of the transmission device 50 is θ Dqk1 = Either 2π / 9, θ Dqk2 = 17π / 36, or θ Dqk3 = 10π / 9.

図6は、受信装置60の位相補正器15−qの処理の一例を示す。なお、図6(a)は、位相補正器15−qの入力(位相推定器14−qで推定された位相差)の一例を示し、図6(b)は、位相補正器15−qの出力の一例を示す。また、図6(a)および図6(b)の例は、図3の例に対応し、受信装置60は、位相分割数m=3で、加算される位相がθDqk_1=2π/9,θDqk_2=17π/36,θDqk_3=10π/9のいずれかであることの情報を予め送信装置50との間で共有している。 FIG. 6 shows an example of processing of the phase corrector 15-q of the receiving device 60. 6A shows an example of the input of the phase corrector 15-q (phase difference estimated by the phase estimator 14-q), and FIG. 6B shows the input of the phase corrector 15-q. An example of output is shown. 6A and 6B correspond to the example of FIG. 3, and the receiving apparatus 60 has a phase division number m = 3 and the phase to be added is θ Dqk1 = 2π / 9, Information indicating that either θ Dqk2 = 17π / 36 or θ Dqk3 = 10π / 9 is shared with the transmission apparatus 50 in advance.

図6(a)において、受信装置60の位相推定器14−qで推定された位相差(^θDqk_3)=17π/18である場合(図6(a)の黒丸印)、上述の式(10)より、各ユークリッド距離は、r=1.8,r=1.4,r=0.52となる。この場合、位相補正器15−qは、rが最小であると判断し、図6(a)の黒丸印を図6(b)の黒丸印の位相θDqk_3=10π/9に置き換えて、位相補正器15−2から10π/9を位相器16−2に出力する。 6A, when the phase difference (^ θ Dqk — 3) = 17π / 18 estimated by the phase estimator 14-q of the receiving device 60 (black circle in FIG. 6A), the above equation ( 10), the Euclidean distances are r 1 = 1.8, r 2 = 1.4, and r 3 = 0.52. In this case, the phase corrector 15-q judges that the r 3 is the smallest, replacing black circle in FIGS. 6 (a) to the phase θ Dqk_3 = 10π / 9 of the black circle in FIG. 6 (b), the 10π / 9 is output from the phase corrector 15-2 to the phase shifter 16-2.

位相器16−k(2≦k≦N)は、位相補正器15−2〜15−Nからそれぞれ出力される位相(θDqk)が入力され、周波数シフタ13−1〜13−Nが出力する信号にexp(−j(θDqk))を乗算して、位相を補償する。例えば、位相器16−2は、位相補正器15−2が出力するθDq3を用いて、周波数シフタ13−2の出力信号にexp(−j(θDq3))を乗算して、位相を補償する。同様に、位相器16−2で位相補償された信号SSと周波数シフタ13−3の出力信号SSから位相推定器14−3にて位相差R3_abが算出され、位相補正器15−3が位相補正を行った位相θDq3が位相器16−3に出力される。位相器16−3は、位相補正器15−3が出力する位相θDq3を用いて、周波数シフタ15−3から出力されたSSにexp(−jθDq3)を乗算し、位相を補償する。以降、位相推定器14−k(4≦k≦N)は、位相器16−(k−1)から出力されたSSk−1と周波数シフタ13−kから出力されたSSから位相差Rk_abを推定する。そして、位相補正器15−kが位相補正を行った位相θDqkは位相器16−kに出力され、位相器16−kは、周波数シフタ13−kから出力されたSSにexp(−jθDqk))を乗算して、位相補償を行う。 Phase shifter 16-k (2 ≦ k ≦ N D) , the phase (theta DQk) respectively output from the phase corrector 15-2~15-N D is input, the frequency shifter 13-1 to 13-N D Is multiplied by exp (−j (θ Dqk )) to compensate the phase. For example, the phase shifter 16-2 uses the θ Dq3 output from the phase corrector 15-2 to multiply the output signal of the frequency shifter 13-2 by exp (−j (θ Dq3 )) to compensate the phase. To do. Similarly, the phase difference R 3_Ab from the output signal SS 3 of the phase compensated signal SS 2 and the frequency shifter 13-3 in the phase estimator 14-3 is calculated by the phase shifter 16-2, the phase corrector 15-3 The phase θ Dq3 subjected to the phase correction is output to the phase shifter 16-3. Using the phase θ Dq3 output from the phase corrector 15-3, the phase shifter 16-3 multiplies SS 3 output from the frequency shifter 15-3 by exp (−jθ Dq3 ) to compensate the phase. Thereafter, the phase estimator 14-k (4 ≦ k ≦ N D) is the phase difference from the SS k output from the outputted SS k-1 and the frequency shifter 13-k from the phase shifter 16- (k-1) Estimate R k — ab . Then, the phase θ Dqk subjected to the phase correction by the phase corrector 15-k is output to the phase shifter 16-k, and the phase shifter 16-k outputs exp (−jθ) to the SS k output from the frequency shifter 13-k. Dqk )) is multiplied to perform phase compensation.

加算器17は、周波数シフタ13−1および位相器16−2〜位相器16−Nの出力信号をそれぞれ加算し、送信装置50で複数のサブスペクトラムに分割する前の信号波形を復元する。 The adder 17, the frequency shifter 13-1 and phase shifter 16-2~ phase shifter 16-N D of the output signal were respectively added to restore the previous signal waveform into a plurality of sub-spectra by the transmission device 50.

IDFT18は、加算器17の出力信号を入力して時間領域の信号に変換する。   The IDFT 18 receives the output signal of the adder 17 and converts it into a time domain signal.

復調器19は、IDFT18が出力する変調信号を復調する。例えば、送信装置50の変調器1がQPSKで変調した場合は、同じQPSKで受信データを復調する。   The demodulator 19 demodulates the modulation signal output from the IDFT 18. For example, when the modulator 1 of the transmission device 50 modulates with QPSK, the received data is demodulated with the same QPSK.

なお、位相器16−kの入出力信号のスペクトラムと、位相推定器14−kでの相関演算については、従来技術の図12で説明した場合と同様である。   The spectrum of the input / output signal of the phase shifter 16-k and the correlation calculation by the phase estimator 14-k are the same as those described with reference to FIG.

以上説明したように、本実施形態に係る受信装置60は、送信装置50で送信時に分割されたサブスペクトラムを抽出し、周波数シフト処理により送信装置50で分散配置されたサブスペクトラムを分散配置前の帯域に戻す。そして、受信装置60は、分散配置前の帯域に戻したサブスペクトラムに対して、隣接する遷移域で位相差を推定する。このとき、受信装置60は、送信装置50が加算したm通りの位相の情報またはm通りの位相を生成するためのパラメータや数式などの情報を送信装置50と予め共有しているので、m通りの位相の中から受信側の位相推定値に最も近い位相値を選択し、位相推定値を置き換える補正を行う。そして、受信装置60は、補正後の位相推定値により各サブスペクトラムの位相を補償した後、全サブスペクトラムを加算してサブスペクトラムの和を算出し、復調処理を行う。   As described above, the receiving device 60 according to the present embodiment extracts the sub-spectrum divided at the time of transmission by the transmitting device 50, and the sub-spectrum distributed and arranged by the transmitting device 50 by the frequency shift processing before the distributed arrangement. Return to bandwidth. Then, the receiving device 60 estimates the phase difference in the adjacent transition region with respect to the sub-spectrum returned to the band before the distributed arrangement. At this time, since the receiving device 60 shares in advance with the transmitting device 50 information on m phases added by the transmitting device 50 or information such as parameters and mathematical formulas for generating m phases, there are m ways. The phase value closest to the phase estimation value on the receiving side is selected from among the phases, and correction for replacing the phase estimation value is performed. Then, the receiving device 60 compensates the phase of each sub-spectrum with the corrected phase estimation value, adds all the sub-spectrums, calculates the sum of the sub-spectrums, and performs demodulation processing.

このように、本実施形態では、受信装置60は、送信装置50が加算したm通りの位相の情報またはm通りの位相を生成するためのパラメータや数式などに関する情報を送信装置50と予め共有しておく。そして、受信装置60は、受信信号の隣接するサブスペクトラム間の推定位相差に最も近い値を有限個の位相の中から選択し、推定位相差を置き換えるので、従来例に比べて推定位相差の精度を高めることができる。特に、低S/N環境下や、サブスペクトラムの遷移域に存在する離散化された信号成分の数pが周波数軸方向の平滑化数として十分ではない場合、位相差Rk_abは、式(11)に示すように、隣接するサブスペクトラムSSk−1とSSの高周波数側の信号成分b(k−1)iと、低周波数側の信号成分a kiの複素共役を乗算し、周波数軸方向に平滑化することにより得られる。 As described above, in the present embodiment, the receiving apparatus 60 shares in advance with the transmitting apparatus 50 the information on the m kinds of phases added by the transmitting apparatus 50 or information about parameters and mathematical formulas for generating the m kinds of phases. Keep it. The receiving device 60 selects a value closest to the estimated phase difference between adjacent subspectrums of the received signal from the finite number of phases and replaces the estimated phase difference. Accuracy can be increased. In particular, when the number p of discretized signal components existing in a low S / N environment or in the transition region of the subspectrum is not sufficient as the smoothing number in the frequency axis direction, the phase difference R k_ab is expressed by Equation (11). ), The signal component b (k−1) i on the high frequency side of the adjacent sub-spectrums SS k−1 and SS k is multiplied by the complex conjugate of the signal component a * ki on the low frequency side, and the frequency It is obtained by smoothing in the axial direction.

Figure 2016219976
Figure 2016219976

ここで、図12(c)はp=3のときの例を示す。このとき、位相差Rk_abは、式(12)で表される。 Here, FIG. 12C shows an example when p = 3. At this time, the phase difference R k — ab is expressed by Expression (12).

Figure 2016219976
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なお、受信装置60は、送信装置50の位相器5−q−kでサブスペクトラムに位相が加算されたか否かを確認するために、予め受信装置60内に実装された値(閾値α)を使用して判断する。例えば、位相差Rk_abが閾値α以上の時、送信装置50においてk番目のサブスペクトラムkに位相が加算されたと見なし、位相推定器14−kから位相差(^θDqk)=atan(Rk_ab)を出力し、位相器16でサブスペクトラムkの位相差を補償する。ここでb(k−1)pとakpは分割前では同じ信号成分であるため、受信装置60でb(k−1)pとakpの間に生じた位相差(^θDqk)=atan(Rk_ab)は送信装置50で加算された位相によるものと見なす。そして、受信装置60は、位相差(^θDqk)を補正した位相(θDqk)を用いて、サブスペクトラムSSにexp(−j(θDqk))を乗算することで位相を補償する。一方、位相差Rk_abが閾値α未満の場合、送信装置50で位相を加算していないと判断し、位相推定器14−kは位相差(^θDqk)=0を出力する。この場合、位相補正器15−kの出力も0となる。 Note that the receiving device 60 uses a value (threshold α) that is mounted in advance in the receiving device 60 in order to confirm whether or not the phase is added to the subspectrum by the phase shifter 5-qk of the transmitting device 50. Use and judge. For example, when the phase difference R k_ab is greater than or equal to the threshold value α, it is considered that the phase is added to the kth sub-spectrum k in the transmission device 50, and the phase difference (^ θ Dqk ) = atan (R k_ab ) And the phase shifter 16 compensates for the phase difference of the subspectrum k. Here, since b (k−1) p and a kp are the same signal component before division, the phase difference (^ θ Dqk ) = b (k−1) p and a kp generated in the receiving apparatus 60 is equal to It is assumed that atan (R k — ab ) is due to the phase added by the transmission device 50. Then, the receiving apparatus 60, the phase difference (^ θ Dqk) using the corrected phase (theta DQk) and compensates the phase by multiplying exp (-j (θ Dqk)) in the sub-spectrum SS k. On the other hand, when the phase difference R k_ab is less than the threshold value α, it is determined that the transmitter 50 has not added the phase, and the phase estimator 14-k outputs phase difference (^ θ Dqk ) = 0. In this case, the output of the phase corrector 15-k is also zero.

以上の構成により、受信装置60は、隣接するサブスペクトラムの位相差を逐次推定し、送信装置50で加算された位相を補償することができる。特に、本実施形態では、受信装置60は、送信装置50が加算したm通りの位相の情報またはm通りの位相を生成するためのパラメータや数式に関する情報を送信装置50と予め共有しておき、有限個の位相の中から受信側の位相推定値に最も近い位相値を選択し、位相推定値を選択した位相値で置き換えるので、従来例に比べて位相推定値の精度を高めることができる。
(送信処理)
図7は、本実施形態における送信処理の一例を示す。なお、図7の処理は、図1に示した送信装置50により実行される。
With the above configuration, the reception device 60 can sequentially estimate the phase difference between adjacent subspectrums and compensate for the phase added by the transmission device 50. In particular, in the present embodiment, the receiving device 60 shares in advance with the transmitting device 50 information on m phases added by the transmitting device 50 or information about parameters and mathematical formulas for generating m phases, Since the phase value closest to the phase estimation value on the receiving side is selected from the finite number of phases and the phase estimation value is replaced with the selected phase value, the accuracy of the phase estimation value can be improved as compared with the conventional example.
(Transmission process)
FIG. 7 shows an example of transmission processing in the present embodiment. 7 is executed by the transmission device 50 shown in FIG.

ステップS101において、変調器1は、送信するデータ信号をQPSKなどの変調方式で変調する。   In step S101, the modulator 1 modulates the data signal to be transmitted by a modulation scheme such as QPSK.

ステップS102において、波形整形フィルタ2は、変調器1が出力する変調信号に予め決められたフィルタ係数を乗算することにより、変調信号の帯域を制限する。   In step S102, the waveform shaping filter 2 limits the band of the modulation signal by multiplying the modulation signal output from the modulator 1 by a predetermined filter coefficient.

ステップS103において、波形整形フィルタ2が出力する変調信号は、DFT3により周波数領域に変換され、分割フィルタ4−kは、変調信号のスペクトラムをN個に分割する。 In step S103, the modulation signal waveform shaping filter 2 outputs is converted into the frequency domain by DFT3, splitting filter 4-k divides the spectrum of the modulated signal to the N D.

ステップS104において、分割フィルタ4−kは、N個に分割した変調信号のスペクトラムを内部のバッファに格納する。なお、N個のサブスペクトラムは、C個の組に分割して各組毎に異なる位相系列の位相が加算される。図7では、カウンタi(iは正の整数)を用いて、i=1からCまでのループ処理で順番に行うものとして説明するが、C個の組の位相加算を並列に行うようにしてもよい。ここで、カウンタをi=1に初期化する。また、カウンタiは、図1で説明した各ブロックの符号qに対応する。例えば、位相器5−q−kは位相器5−i−k、周波数シフタ6−q−kは周波数シフタ6−i−k、加算器7−qは加算器7−iのように書き換えることができる。以降で説明する他のブロックについても同様にqがカウンタiに対応する。 In step S104, the division filter 4-k stores the spectrum of the modulation signal divided into ND pieces in an internal buffer. Incidentally, N D sub spectrum, the phase of the different phase sequences for each set are added by dividing the C-number of pairs. In FIG. 7, the counter i (i is a positive integer) is used as an order in the loop processing from i = 1 to C. However, the phase addition of C sets is performed in parallel. Also good. Here, the counter is initialized to i = 1. The counter i corresponds to the code q of each block described in FIG. For example, the phase shifter 5-qk is rewritten as the phase shifter 5-ik, the frequency shifter 6-qk is rewritten as the frequency shifter 6-ik, and the adder 7-q is rewritten as the adder 7-i. Can do. Similarly, q corresponds to the counter i for the other blocks described below.

ステップS105において、カウンタiが1ではない場合、ステップS106の処理に進み、カウンタiが1である場合、ステップS107の処理に進む。   If the counter i is not 1 in step S105, the process proceeds to step S106. If the counter i is 1, the process proceeds to step S107.

ステップS106において、位相器5−i−kは、分割フィルタ4−kのそれぞれの出力信号に予め決められた位相を加算する。   In step S106, the phase shifter 5-i-k adds a predetermined phase to each output signal of the division filter 4-k.

ステップS107において、周波数シフタ6−i−kは、分割フィルタ4−iまたは位相器5−i−kが出力するそれぞれのサブスペクトラムを周波数軸上の予め決められた帯域にシフトする。   In step S107, the frequency shifter 6-ik shifts each sub-spectrum output from the division filter 4-i or the phase shifter 5-ik to a predetermined band on the frequency axis.

ステップS108において、加算器7−iは、周波数シフタ6−i−kが出力する1からNまでのN個のサブスペクトラムを加算する。 In step S108, the adder 7-i adds the N D sub spectrum from 1 to frequency shifter 6-i-k outputs to N D.

ステップS109において、PAPR算出器9−iは、IDFT8−iにより周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された加算器7−iの出力信号のPAPRを算出する。なお、算出したPAPRは、最小PAPR選択器10が比較するまで保持される。   In step S109, the PAPR calculator 9-i calculates the PAPR of the output signal of the adder 7-i converted from the frequency domain signal to the time domain signal by the IDFT 8-i. The calculated PAPR is held until the minimum PAPR selector 10 compares.

ステップS110において、カウンタiがCではない場合、ステップS111の処理に進み、カウンタiがCである場合、ステップS112の処理に進む。   If the counter i is not C in step S110, the process proceeds to step S111. If the counter i is C, the process proceeds to step S112.

ステップS111において、カウンタiを1増加させてステップS105の処理に戻り、次の組の位相系列に対して同様の処理を実行する。このようにして、位相系列の個数分だけ同様の処理を行う。   In step S111, the counter i is incremented by 1, and the processing returns to step S105, and the same processing is executed for the next set of phase sequences. In this way, the same processing is performed for the number of phase sequences.

ステップS112において、最小PAPR選択器10は、カウンタiが1からCまでのそれぞれについて算出したPAPRを比較して、PAPRが最小値の組の信号を送信する。例えば、最小PAPR選択器10は、カウンタiが3のPAPRが最小である場合、加算器7−3の周波数領域の出力信号をIDFT8−3で時間領域の信号に変換された信号を送信する。   In step S112, the minimum PAPR selector 10 compares the PAPR calculated for each of the counters i from 1 to C, and transmits a set of signals with the minimum PAPR. For example, when the PAPR with the counter i of 3 is the minimum, the minimum PAPR selector 10 transmits a signal obtained by converting the frequency domain output signal of the adder 7-3 into a time domain signal by the IDFT 8-3.

このようにして、本実施形態に係る送信装置50は、受信装置60との間で共有する有限個の位相を組み合わせた互いに異なる複数の位相系列のうちPAPRが最小となる位相系列の位相がサブスペクトラムに加算された信号を送信する。
(受信処理)
図8は、本実施形態における受信処理の一例を示す。なお、図8の処理は、図4に示した受信装置60により実行される。
In this way, the transmission device 50 according to the present embodiment has the phase sequence with the smallest PAPR out of a plurality of different phase sequences combined with a finite number of phases shared with the reception device 60. The signal added to the spectrum is transmitted.
(Reception processing)
FIG. 8 shows an example of reception processing in this embodiment. 8 is executed by the receiving device 60 shown in FIG.

ステップS201において、時間領域の受信信号はDFT11により周波数領域信号に変換され、N個に分岐された信号がN個の抽出フィルタ12−kにそれぞれ入力される。そして、抽出フィルタ12−kは、DFT11の出力信号から送信装置50で分散配置されたサブスペクトラムを抽出する。 In step S201, the received signal in the time domain is converted into a frequency domain signal by DFT11, signal branched to the N D is input to the N D extraction filter 12-k. Then, the extraction filter 12-k extracts the sub-spectrum distributed and arranged by the transmission device 50 from the output signal of the DFT 11.

ステップS202において、周波数シフタ13−kは、抽出フィルタ12−1〜12−Nが出力する各サブスペクトラムを、送信装置50の周波数シフタ6−1〜6−Nで周波数シフトする前の帯域へシフトする。 In step S202, the frequency shifter 13-k are each sub-spectrum extraction filter 12-1 to 12-N D is output, the band prior to frequency shift by the frequency shifter 6-1 to 6-N D of the transmission device 50 Shift to.

ステップS203において、位相推定器14−kは、周波数シフタ13−1〜13−Nが出力するサブスペクトラムのうち隣接するサブスペクトラムの遷移域で相関を計算し、位相差を推定する。 In step S203, the phase estimator 14-k is the correlation calculated in the transition zone of the sub-spectrum that adjacent ones of the sub-spectrum frequency shifter 13-1 to 13-N D outputs, estimates the phase difference.

ステップS204において、位相補正器15−kは、送信装置50で加算されたm通りの位相の中で、位相推定器14−kが出力する推定位相差に最も近い位相を選択して推定位相差を補正する。   In step S204, the phase corrector 15-k selects the phase closest to the estimated phase difference output from the phase estimator 14-k from the m phases added by the transmission device 50, and estimates the estimated phase difference. Correct.

ステップS205において、位相器16−kは、位相補正器15−kが出力する位相を周波数シフタ13−kが出力するサブスペクトルの信号に加算して位相を補償する。   In step S205, the phase shifter 16-k adds the phase output from the phase corrector 15-k to the sub-spectral signal output from the frequency shifter 13-k to compensate the phase.

ステップS206において、加算器17は、周波数シフタ13−1および位相器16−2〜16−Nのそれぞれの出力信号を加算し、送信装置50で複数のサブスペクトラムに分割する前の変調信号に戻す。 In step S206, the adder 17, the modulated signal before adding the respective output signals of the frequency shifter 13-1 and phaser 16-2~16-N D, into a plurality of sub-spectra by the transmission device 50 return.

ステップS207において、IDFT18により時間領域の信号に変換された加算器17の出力する変調信号は、復調器19により受信データに復調される。   In step S207, the modulation signal output from the adder 17 converted into a time domain signal by the IDFT 18 is demodulated into received data by the demodulator 19.

このようにして、本実施形態に係る受信装置60は、分散配置前の帯域に戻したサブスペクトラムに対して、隣接するサブスペクトラムの遷移域で位相差を推定し、送信装置50との間で共有するm通りの位相の中から推定位相値に最も近い位相を選択して推定位相値を補正する。そして、受信装置60は、補正した推定位相値で各サブスペクトラムの位相を補償した後、全サブスペクトラムの和を算出し、受信データを復調する処理を行う。
(変形例について)
上記実施形態で説明した送信装置50および受信装置60の構成は一例であり、様々な変形例が考えられ、変形例においても同様の効果を得ることが可能である。
In this way, the receiving device 60 according to the present embodiment estimates the phase difference in the transition region of the adjacent sub-spectrum with respect to the sub-spectrum returned to the band before the distributed arrangement, and between the transmitting device 50 and the sub-spectrum. The phase closest to the estimated phase value is selected from m shared phases, and the estimated phase value is corrected. The receiving apparatus 60 compensates the phase of each subspectrum with the corrected estimated phase value, calculates the sum of all subspectrums, and performs a process of demodulating received data.
(Modification)
The configurations of the transmission device 50 and the reception device 60 described in the above embodiment are merely examples, and various modifications can be considered, and similar effects can be obtained in the modifications.

例えば、上記実施形態の図1に示した送信装置50では、周波数シフタ6を位相器5と加算器7との間に配置したが、周波数シフタ6を分割フィルタ4と位相器5との間に配置してもよい。この場合、周波数シフタ6がサブスペクトラムを目的の帯域に分散配置し、位相器5は、分散配置した各サブスペクトラムに位相を加算する。   For example, in the transmission apparatus 50 shown in FIG. 1 of the above embodiment, the frequency shifter 6 is arranged between the phase shifter 5 and the adder 7, but the frequency shifter 6 is arranged between the division filter 4 and the phase shifter 5. You may arrange. In this case, the frequency shifter 6 disperses and arranges the sub-spectrums in the target band, and the phase shifter 5 adds the phase to each sub-spectrum that is dispersedly arranged.

また、上記実施形態では、送信装置50の位相器5で加算するm通りの位相の情報は、送信装置50と受信装置60との間で予め共有されているものとしたが、通信開始時に送信装置50がm通りの位相の情報やm通りの位相を生成するパラメータや式の情報を受信装置60に送信するようにしてもよい。或いは、予め決められた固定の位相値の組み合わせを規格化しておき、送信装置50および受信装置60に予め実装しておいてもよい。または、受信装置60がm通りの位相を受信信号から推定するようにしてもよい。例えば、受信装置60は、位相推定値を統計処理する方法などにより、受信信号からm通りの位相を推定することができる。或いは、送信開始前に送信装置50がトレーニング信号を送信するようにしてもよい。   In the above embodiment, the m phase information added by the phase shifter 5 of the transmission device 50 is shared in advance between the transmission device 50 and the reception device 60. The apparatus 50 may transmit m kinds of phase information and information on parameters and expressions for generating m kinds of phases to the receiving apparatus 60. Alternatively, a predetermined combination of fixed phase values may be standardized and mounted in advance in the transmission device 50 and the reception device 60. Alternatively, the receiving device 60 may estimate m phases from the received signal. For example, the receiving device 60 can estimate m phases from the received signal by a method of statistically processing the phase estimation value. Or you may make it the transmission apparatus 50 transmit a training signal before transmission start.

また、上記実施形態では、受信装置60において、周波数シフタ13を抽出フィルタ12と位相推定器14の間に配置したが、位相器16と加算器17の間に配置してもよい。この場合、受信装置60は、送信装置50で加算された位相差の補償後に周波数シフトを行う。   In the above-described embodiment, the frequency shifter 13 is disposed between the extraction filter 12 and the phase estimator 14 in the receiving device 60, but may be disposed between the phase shifter 16 and the adder 17. In this case, the receiving device 60 performs frequency shift after compensating for the phase difference added by the transmitting device 50.

以上、説明したように、本発明に係る通信システム、通信装置および通信方法は、受信装置60における位相の推定精度を向上し、低S/N環境下や、サブスペクトラムの遷移域に存在する離散化された信号成分の数pの不足などにより劣化する受信信号のBER特性を向上することができる。   As described above, the communication system, the communication apparatus, and the communication method according to the present invention improve the phase estimation accuracy in the receiving apparatus 60, and are discrete in a low S / N environment or in a sub-spectrum transition region. It is possible to improve the BER characteristic of a received signal that deteriorates due to an insufficient number p of signal components.

なお、周波数選択性の位相変動を有する伝搬路を介して通信する場合であれば、上記の実施形態で説明した方法は適用可能である。つまり、伝搬路で生じる周波数選択性の位相変動を推定するチャネル推定部および位相変動を補償するチャネル補正部を受信装置内に設け、送信側と受信側とで送信信号の位相または位相を求めるパラメータや数式などを共有することにより、受信信号の伝搬路での位相変動を推定および補償することが容易となる。   Note that the method described in the above embodiment is applicable if communication is performed via a propagation path having frequency selective phase fluctuation. In other words, a channel estimation unit for estimating frequency-selective phase fluctuations that occur in the propagation path and a channel correction unit for compensating for phase fluctuations are provided in the receiver, and parameters for obtaining the phase or phase of the transmission signal between the transmission side and the reception side By sharing the formulas and equations, it becomes easy to estimate and compensate for phase fluctuations in the propagation path of the received signal.

50,150・・・送信装置;60,160・・・受信装置;1,101・・・変調器;2,102・・・波形整形フィルタ;3,11,103,111・・・DFT;4,104・・・分割フィルタ;5,16,105,115・・・位相器;6,13,106,113・・・周波数シフタ;7,17,107,116・・・加算器;8,18,108,117・・・IDFT;9,109・・・PAPR算出器;10,110・・・最小PAPR選択器;12,112・・・抽出フィルタ;14,114・・・位相推定器;15・・・位相補正器;19,118・・・復調器;51,61,151,161・・・制御部;52,62,152・・・記憶部 50, 150 ... transmitting device; 60, 160 ... receiving device; 1, 101 ... modulator; 2, 102 ... waveform shaping filter; 3, 11, 103, 111 ... DFT; 104, 105, 115 ... phase shifter; 6, 13, 106, 113 ... frequency shifter; 7, 17, 107, 116 ... adder; 108, 117 ... IDFT; 9, 109 ... PAPR calculator; 10, 110 ... minimum PAPR selector; 12, 112 ... extraction filter; 14, 114 ... phase estimator; ... Phase corrector; 19, 118 ... Demodulator; 51, 61, 151, 161 ... Control unit; 52, 62, 152 ... Storage unit

Claims (8)

変調信号を周波数領域で分割したN(Nは2以上の整数)個のサブスペクトラムを周波数軸上で分散配置して送信装置から受信装置に伝送する通信方法であって、
前記送信装置は、
分散配置前または分散配置後の前記N個のサブスペクトラムのそれぞれの位相を回転させる処理を、位相加算しない場合を含む有限個の位相の組み合わせが異なる複数の位相系列毎に行い、
前記位相系列毎の送信信号の最大電力と平均電力との比であるピーク対平均電力比を求め、前記ピーク対平均電力比が最小となる前記位相系列の送信信号を選択して前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、
受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムに対して、周波数帯域が隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定し、
前記送信装置と予め共有する有限個の位相のうち、前記推定された位相差に最も近い位相を選択して前記推定された位相差に置き換えて補正し、
前記補正された位相差により、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムの位相を補正して受信信号を復調する
ことを特徴とする通信方法。
A communication method in which N (N is an integer of 2 or more) sub-spectrums obtained by dividing a modulation signal in a frequency domain are distributed on the frequency axis and transmitted from a transmission device to a reception device,
The transmitter is
The process of rotating the phase of each of the N sub-spectrums before or after distributed arrangement is performed for each of a plurality of phase sequences having different combinations of a finite number of phases including the case where no phase addition is performed,
A peak-to-average power ratio, which is a ratio between the maximum power and average power of the transmission signal for each phase sequence, is obtained, and the transmission signal of the phase sequence that minimizes the peak-to-average power ratio is selected to the receiving device. Send
The receiving device is:
Estimate the phase difference between sub-spectrums whose frequency bands are adjacent to the sub-spectrum after dispersion placement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before dispersion placement,
Of the finite number of phases shared in advance with the transmission device, select the phase closest to the estimated phase difference and replace it with the estimated phase difference for correction,
A communication method, comprising: correcting a phase of a sub-spectrum after dispersion arrangement extracted from a received signal or a sub-spectrum returned before dispersion arrangement based on the corrected phase difference, and demodulating the reception signal.
請求項1に記載の通信方法において、
前記位相系列は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、
前記受信装置は、受信信号から抽出した分散配置前または分散配置後の隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定し、前記推定された位相差の円上の点と、前記m通りの位相の円上の各点とのユークリッド距離をそれぞれ計算し、前記m通りの位相のうち前記ユークリッド距離が最小となる前記位相を選択して前記推定された位相差に置き換えて補正する
ことを特徴とする通信方法。
The communication method according to claim 1,
The phase sequence is generated by m phases obtained by equally or unequally dividing a circle into m (m is a positive integer).
The receiving apparatus estimates a phase difference between adjacent sub-spectrums before or after distributed arrangement extracted from a received signal, and points on the estimated phase difference circle and the m phase circles. Calculating a Euclidean distance from each of the above points, selecting the phase having the smallest Euclidean distance from among the m phases, replacing the estimated phase difference, and correcting the selected phase difference. Method.
送信データを変調する変調部と、
前記変調部が出力する変調信号を周波数領域でN(Nは2以上の整数)個のサブスペクトラムに分割する分割部と、
前記N個のサブスペクトラムを周波数軸上で分散配置する第1周波数遷移部と、
前記第1周波数遷移部が分散配置前または分散配置後の前記N個のサブスペクトラムのそれぞれの位相を回転させる処理を、位相加算しない場合を含む有限個の位相の組み合わせが異なる複数の位相系列毎に行う第1位相部と、
分散配置後のサブスペクトラムを前記位相系列毎に加算した送信信号の最大電力と平均電力との比であるピーク対平均電力比が最小となる前記位相系列の送信信号を選択して前記受信装置に送信する選択部と
を有する送信装置と、
受信信号から分散配置されたサブスペクトラムを抽出する抽出部と、
分散配置されたサブスペクトラムを分散配置前の周波数帯域に戻す第2周波数遷移部と、
前記抽出部が抽出した分散配置後または前記第2周波数遷移部が復元した分散配置前のサブスペクトラムに対して、周波数帯域が隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定する位相推定部と、
前記送信装置と予め共有する有限個の位相のうち、前記位相推定部が推定した位相差に最も近い位相を選択して前記推定された位相差に置き換えて補正する位相補正部と、
前記位相補正部が補正した位相差により、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムの位相を補正する第2位相部と、
前記第2位相部が補正したN個のサブスペクトラムを加算して受信データを復調する復調部と
を有する受信装置と
を備えることを特徴とする通信システム。
A modulator for modulating transmission data;
A division unit that divides the modulation signal output by the modulation unit into N (N is an integer of 2 or more) sub-spectra in the frequency domain;
A first frequency transition unit for distributing and arranging the N sub-spectrums on the frequency axis;
For each of a plurality of phase sequences having different combinations of a finite number of phases, including the case where the first frequency transition unit rotates the phase of each of the N sub-spectrums before or after distributed arrangement, including no phase addition. A first phase portion to be
The transmission signal of the phase sequence that minimizes the peak-to-average power ratio, which is the ratio of the maximum power and the average power of the transmission signal obtained by adding the sub-spectrum after dispersion arrangement for each phase sequence, is selected by the receiving device. A transmission device comprising: a selection unit for transmission;
An extractor for extracting sub-spectrums distributed from the received signal;
A second frequency transition unit for returning the dispersed sub-spectrum to the frequency band before the dispersed arrangement;
A phase estimation unit that estimates a phase difference between sub-spectrums adjacent to each other in a frequency band with respect to a sub-spectrum after dispersion arrangement extracted by the extraction unit or before dispersion arrangement restored by the second frequency transition unit;
A phase correction unit that selects a phase closest to the phase difference estimated by the phase estimation unit from a finite number of phases shared in advance with the transmission device and corrects the phase difference by the estimated phase difference; and
A second phase unit that corrects the phase of the sub-spectrum after dispersion arrangement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before dispersion arrangement based on the phase difference corrected by the phase correction unit;
And a demodulator that demodulates received data by adding N sub-spectrums corrected by the second phase unit.
請求項3に記載の通信システムにおいて、
前記位相系列は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、
前記位相補正部は、前記位相推定部が推定した位相差の円上の点と、前記m通りの位相の円上の各点とのユークリッド距離をそれぞれ計算し、前記m通りの位相のうち前記ユークリッド距離が最小となる前記位相を選択して前記推定された位相差に置き換えて補正する
ことを特徴とする通信システム。
The communication system according to claim 3,
The phase sequence is generated by m phases obtained by equally or unequally dividing a circle into m (m is a positive integer).
The phase correction unit calculates a Euclidean distance between a point on the circle of the phase difference estimated by the phase estimation unit and each point on the circle of m phases, and among the m phases, the phase correction unit calculates the Euclidean distance. A communication system, wherein the phase that minimizes the Euclidean distance is selected and replaced with the estimated phase difference for correction.
送信データを変調する変調部と、
前記変調部が出力する変調信号を周波数領域でN(Nは2以上の整数)個のサブスペクトラムに分割する分割部と、
前記N個のサブスペクトラムを周波数軸上で分散配置する第1周波数遷移部と、
前記第1周波数遷移部が分散配置前または分散配置後の前記N個のサブスペクトラムのそれぞれの位相を回転させる処理を、位相加算しない場合を含む有限個の位相の組み合わせが異なる複数の位相系列毎に行う第1位相部と、
分散配置後のサブスペクトラムを前記位相系列毎に加算した送信信号の最大電力と平均電力との比であるピーク対平均電力比が最小となる前記位相系列の送信信号を選択して前記受信装置に送信する選択部と
を有することを特徴とする通信装置。
A modulator for modulating transmission data;
A division unit that divides the modulation signal output by the modulation unit into N (N is an integer of 2 or more) sub-spectra in the frequency domain;
A first frequency transition unit for distributing and arranging the N sub-spectrums on the frequency axis;
For each of a plurality of phase sequences having different combinations of a finite number of phases, including the case where the first frequency transition unit rotates the phase of each of the N sub-spectrums before or after distributed arrangement, including no phase addition. A first phase portion to be
The transmission signal of the phase sequence that minimizes the peak-to-average power ratio, which is the ratio of the maximum power and the average power of the transmission signal obtained by adding the sub-spectrum after dispersion arrangement for each phase sequence, is selected by the receiving device. And a selection unit for transmission.
請求項5に記載の通信装置において、
前記有限個の位相は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、
前記複数の位相系列は、前記有限個の位相の組み合わせが異なる
ことを特徴とする通信装置。
The communication device according to claim 5, wherein
The finite number of phases are generated by m phases obtained by equally or non-equally dividing a circle into m (m is a positive integer).
The plurality of phase sequences have different combinations of the finite number of phases.
送信装置から受信する信号の分散配置されたサブスペクトラムを抽出する抽出部と、
分散配置されたサブスペクトラムを分散配置前の周波数帯域に戻す第2周波数遷移部と、
前記抽出部が抽出した分散配置後または前記第2周波数遷移部が復元した分散配置前のサブスペクトラムに対して、周波数帯域が隣接するサブスペクトラム間の位相差を推定する位相推定部と、
前記送信装置と予め共有する情報から得られる有限個の位相のうち、前記位相推定部が推定した位相差に最も近い位相を選択して前記推定された位相差に置き換えて補正する位相補正部と、
前記位相補正部が補正した位相差により、受信信号から抽出した分散配置後のサブスペクトラムまたは分散配置前に戻したサブスペクトラムの位相を補正する第2位相部と、
前記第2位相部が補正したN個のサブスペクトラムを加算して受信データを復調する復調部と
を有することを特徴とする通信装置。
An extraction unit that extracts sub-spectrums arranged in a distributed manner in a signal received from the transmission device;
A second frequency transition unit for returning the dispersed sub-spectrum to the frequency band before the dispersed arrangement;
A phase estimation unit that estimates a phase difference between sub-spectrums adjacent to each other in a frequency band with respect to a sub-spectrum after dispersion arrangement extracted by the extraction unit or before dispersion arrangement restored by the second frequency transition unit;
A phase correction unit that selects a phase closest to the phase difference estimated by the phase estimation unit from among a finite number of phases obtained from information shared in advance with the transmission device, and corrects the phase difference by replacing it with the estimated phase difference; ,
A second phase unit that corrects the phase of the sub-spectrum after dispersion arrangement extracted from the received signal or the sub-spectrum returned before dispersion arrangement based on the phase difference corrected by the phase correction unit;
And a demodulator that demodulates received data by adding N sub-spectrums corrected by the second phase unit.
請求項7に記載の通信装置において、
前記有限個の位相は、円をm(mは正の整数)通りに等分割もしくは不等分割して得られるm通りの位相により生成され、
前記位相補正部は、前記位相推定部が推定した位相差の円上の点と、前記m通りの位相の円上の各点とのユークリッド距離をそれぞれ計算し、前記m通りの位相のうち前記ユークリッド距離が最小となる前記位相を選択して前記推定された位相差に置き換えて補正する
ことを特徴とする通信装置。
The communication device according to claim 7.
The finite number of phases are generated by m phases obtained by equally or non-equally dividing a circle into m (m is a positive integer).
The phase correction unit calculates a Euclidean distance between a point on the circle of the phase difference estimated by the phase estimation unit and each point on the circle of m phases, and among the m phases, the phase correction unit calculates the Euclidean distance. The communication apparatus, wherein the phase that minimizes the Euclidean distance is selected and replaced with the estimated phase difference for correction.
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