JP2020115600A - Single carrier transmission device and reception device - Google Patents

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Abstract

To provide a single carrier transmission device and reception device capable of suppressing a peak signal generated when the amplitude of a pilot signal for channel estimation is made larger than the average amplitude of a symbol of a data signal.SOLUTION: A transmission device 1 according to the present invention includes a block generation unit 10 that generates blocks in a time domain, and allocates a pair of unique word (UW) symbols and data symbols located between the symbols according to a modulation scheme to have an average amplitude smaller than the amplitude, and a buffer symbol insertion unit 11 that inserts a predetermined number of buffer symbols as NULL immediately before the UW symbol of the latter stage of the pair of UWs in the block. A reception device 2 according to the present invention receives a radio frequency signal of the block unit including the data symbol transmitted by the transmission device 1 according to the present invention, demodulates the signal, performs waveform equalization using the UW, and removes the buffer symbol, and performs demapping of the data symbols.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放送又は通信等の無線伝送システムで使用可能な送信装置及び受信装置に関し、特に、チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置に関する。 The present invention relates to a transmitting device and a receiving device that can be used in a wireless transmission system such as broadcasting or communication, and more particularly to a single carrier system transmitting device and a receiving device that inserts a pilot signal for channel estimation in a time domain.

従来、放送や通信等の固定伝送の無線伝送システムにおいて、1つの搬送波を用いるシングルキャリア方式が広く用いられている。近年、シングルキャリア方式の中でも、周波数領域でチャネル等化(伝搬路で生じた振幅・位相の変化を元に戻す処理)を行うSC−FDE(Single Carrier-Frequency Domain Equalization)方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a single carrier system using one carrier has been widely used in a wireless transmission system of fixed transmission such as broadcasting and communication. In recent years, among single carrier systems, an SC-FDE (Single Carrier-Frequency Domain Equalization) system has been proposed that performs channel equalization (a process of restoring changes in amplitude and phase caused in a propagation path) in the frequency domain. (For example, refer to Patent Document 1).

SC−FDE方式は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式のように、周波数領域でチャネル推定とチャネル等化をブロック単位で行うことで、移動伝送における高速なチャネル変動に追従できる。そのため、時間領域でチャネル等化を行うシングルキャリア方式よりも移動伝送に適した方式である。 Like the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method, the SC-FDE method can follow high-speed channel fluctuations in mobile transmission by performing channel estimation and channel equalization in blocks in the frequency domain. Therefore, this method is more suitable for mobile transmission than the single carrier method that performs channel equalization in the time domain.

より具体的に、SC−FDE方式の送信装置は、ガードインターバル(GI)として機能するユニークワード(UW,Unique Word)を設けてブロック単位でデータ信号を送信する。これにより、OFDM方式と同じようにマルチパス環境におけるブロック間干渉を防ぐことができる。尚、特許文献1の技法では、当該ブロック内に、伝送制御信号(TMCC信号)、及びその前段にスタッフィング領域を設け、データ信号のシンボルの割り当てが最大となるよう調整可能としている。 More specifically, the SC-FDE transmission apparatus transmits a data signal in block units by providing a unique word (UW, Unique Word) that functions as a guard interval (GI). By this means, it is possible to prevent inter-block interference in a multipath environment as in the OFDM system. In the technique of Patent Document 1, a transmission control signal (TMCC signal) and a stuffing area in front of the transmission control signal (TMCC signal) are provided in the block so that the symbol allocation of the data signal can be adjusted to the maximum.

一方、SC−FDE方式の受信装置は、まずブロック先頭を検出するブロック同期を行って、チャネル推定用のパイロット信号としても機能するUW及びデータ信号を抽出し、フーリエ変換(FFT)により周波数領域の信号に変換する。 On the other hand, the receiving device of the SC-FDE system first performs block synchronization to detect the beginning of a block, extracts UW and data signals that also function as pilot signals for channel estimation, and performs Fourier transform (FFT) to extract frequency domain signals. Convert to signal.

次に、SC−FDE方式の受信装置は、周波数領域に変換されたUWを用いてチャネル推定を行い、得られたチャネル情報から周波数領域のデータ信号に対してZF(Zero-Forcing)やMMSE(Minimum Mean Square Error)基準による等化を行う。最後に、逆フーリエ変換(IFFT)により等化後のデータ信号を時間領域の信号に戻して、シンボル判定等の処理を行う。 Next, the SC-FDE scheme receiving apparatus performs channel estimation using the UW transformed into the frequency domain, and ZF (Zero-Forcing) or MMSE (for the frequency domain data signal based on the obtained channel information). Performs equalization based on the Minimum Mean Square Error standard. Finally, the inverse Fourier transform (IFFT) returns the equalized data signal to a signal in the time domain, and processing such as symbol determination is performed.

ところで、シングルキャリア方式は、マルチキャリアのOFDM方式と比較して一般的に、送信信号のピーク電力と平均電力の比であるPAPR(Peak to Average Power Ratio)が小さい。そのため、送信装置の出力段の電力増幅器における非線形特性による歪に対して、OFDM方式よりも耐性が高く、送信信号の歪を抑えつつ送信電力を大きくできるため、伝送距離を伸ばすことが可能である。 By the way, the single carrier system generally has a smaller PAPR (Peak to Average Power Ratio), which is the ratio of the peak power to the average power of the transmission signal, as compared with the multi-carrier OFDM system. As a result, the resistance to the distortion due to the non-linear characteristic in the power amplifier of the output stage of the transmitter is higher than that of the OFDM method, and the transmission power can be increased while suppressing the distortion of the transmission signal, so that the transmission distance can be extended. ..

更に、受信品質を向上させる方法の1つとして、OFDM方式ではパイロットシンボルを含めた全キャリアの平均電力一定の条件で、パイロット信号とデータ信号の電力配分を調整する方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 Further, as one of the methods for improving the reception quality, in the OFDM method, a method is known in which the power distribution of pilot signals and data signals is adjusted under the condition that the average power of all carriers including pilot symbols is constant. , Non-Patent Document 1).

また、この方法を用いた結果のパイロット信号振幅レベルが、OFDM方式を用いた無線通信システムのARIB規格で規定されている(例えば、非特許文献2参照)。そして、SC−FDE方式においてもこのパイロット信号(UW)の振幅レベルを調整することで、チャネル推定の精度が向上し所要C/Nを低減させることが可能である(例えば、非特許文献3)。尚、SC−FDE方式において、非特許文献3に開示されるように、伝送制御信号(TMCC信号)に付随する補助情報をブロック内に設けることもできる。 In addition, the pilot signal amplitude level obtained as a result of using this method is defined by the ARIB standard of the wireless communication system using the OFDM system (for example, see Non-Patent Document 2). Then, even in the SC-FDE system, by adjusting the amplitude level of the pilot signal (UW), it is possible to improve the accuracy of channel estimation and reduce the required C/N (for example, Non-Patent Document 3). .. In the SC-FDE system, as disclosed in Non-Patent Document 3, auxiliary information accompanying a transmission control signal (TMCC signal) can be provided in a block.

特開2018−6796号公報JP, 2018-6796, A

高田政幸、土田健一、中原俊二、黒田徹, “地上ディジタル放送におけるOFDMシンボル長とスキャッタードパイロットによる伝送特性”, 映像情報メディア学会誌, Vol.52, No.11, pp.1658〜1665, 1998.Masayuki Takada, Kenichi Tsuchida, Shunji Nakahara, Tohru Kuroda, "Transmission Characteristics of OFDM Symbol Length and Scattered Pilot in Digital Terrestrial Broadcasting", Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, Vol.52, No.11, pp.1658-1665, 1998. “テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形ミリ波帯デジタル無線伝送システム”, 標準規格, ARIB STD-B43 2.1版, 2018年1月22日改定“Portable Millimeter-Wave Digital Wireless Transmission System for Television Broadcast Program Material Transmission”, Standard, ARIB STD-B43 Version 2.1, Revised January 22, 2018 山岸史弥、松崎敬文、伊藤史人、鴨田浩和、今村浩一郎、濱住啓之, “SC-FDE 方式におけるパイロット信号のブースト比の検討”, 電子情報通信学会, 総合大会, B-5-94, March 2018.Fumiya Yamagishi, Takafumi Matsuzaki, Fumito Ito, Hirokazu Kamoda, Koichiro Imamura, Hiroyuki Hamazumi, “Study on Boost Ratio of Pilot Signal in SC-FDE System”, IEICE, General Conference, B-5-94, March 2018.

上述したように、SC−FDE方式において、パイロット信号(UW)の振幅レベルを調整することで、チャネル推定の精度を向上させ所要C/Nを低減させることが可能である。 As described above, by adjusting the amplitude level of the pilot signal (UW) in the SC-FDE method, it is possible to improve the accuracy of channel estimation and reduce the required C/N.

しかし、UWの振幅がデータ信号のシンボルの平均振幅よりも大きくなるようUWとデータ信号のシンボルの振幅比を調整すると、PAPRが増大してしまう。PAPRが増大する主な要因は、送信装置側の直交変調処理前のシンボルに対し帯域制限フィルタを適用したときに(或いは受信装置側の直交復調処理後のシンボルに対し帯域制限フィルタを適用したときに)、UWとデータ信号の境目における信号波形が大きなピーク信号を示すためであり、UWの振幅を大きくするとこの傾向が顕著になる。 However, if the amplitude ratio of the UW and the symbols of the data signal is adjusted so that the amplitude of the UW is larger than the average amplitude of the symbols of the data signal, PAPR will increase. The main cause of the increase in PAPR is when the band limiting filter is applied to the symbol before the orthogonal modulation processing on the transmitting device side (or when the band limiting filter is applied to the symbol after the orthogonal demodulation processing on the receiving device side). This is because the signal waveform at the boundary between the UW and the data signal shows a large peak signal, and this tendency becomes remarkable when the amplitude of UW is increased.

このことは、送信装置の出力段の電力増幅器の影響を受けにくく、電力効率に優れているというSC−FDE方式の利点を損なう恐れがある。また、PAPRが増大してしまうと、送信装置側及び受信装置側のデジタル信号処理に係る信号のダイナミックレンジも大きくする必要が生じ、処理コストが増大するという問題が生じる。 This is less susceptible to the influence of the power amplifier in the output stage of the transmitter and may impair the advantage of the SC-FDE method that is excellent in power efficiency. Further, if the PAPR increases, it is necessary to increase the dynamic range of the signal related to the digital signal processing on the transmitting device side and the receiving device side, which causes a problem that the processing cost increases.

また、UWの振幅がデータ信号のシンボルの平均振幅よりも大きくなるようUWとデータ信号の振幅比を調整する際の調整範囲として、例えばUWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.0以上2.0以下として規格化された場合を考慮すると、様々な値を取りうるデータ信号のシンボルの平均振幅と、それに応じたUWとデータ信号の境目における信号波形が示す大きなピーク信号とを予め考量して当該振幅比を調整する必要が生じ、振幅調整が煩雑になる。 Further, as an adjustment range when adjusting the amplitude ratio of the UW and the data signal so that the amplitude of the UW is larger than the average amplitude of the symbols of the data signal, for example, the amplitude ratio of the UW symbol and the data symbol is 1.0 or more.2. Considering the case of being standardized as 0 or less, the average amplitude of the symbol of the data signal that can take various values and the corresponding large peak signal indicated by the signal waveform at the boundary between the UW and the data signal are considered in advance. It becomes necessary to adjust the amplitude ratio, and the amplitude adjustment becomes complicated.

非特許文献3によれば、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.3程度が最適とされている。 According to Non-Patent Document 3, about 1.3 is optimum as the amplitude ratio of the UW symbol and the data symbol.

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、チャネル推定用のパイロット信号の振幅をデータ信号のシンボルの平均振幅よりも大きくしたときに生じるピーク信号を安定して抑制可能とする、シングルキャリア方式の送信装置及び受信装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to enable stable suppression of a peak signal generated when the amplitude of a pilot signal for channel estimation is made larger than the average amplitude of symbols of a data signal, a single carrier system. To provide a transmitter and a receiver.

本発明の送信装置は、チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式の送信装置であって、所定の変調方式に応じてデータシンボルを伝送する際に時間領域におけるブロックを生成し、該ブロック内に、パイロット信号として機能する振幅一定で同パターンを持つ一対のユニークワードのシンボルと、前記一対のユニークワードのシンボルの振幅より小さい平均振幅を持つように当該変調方式に応じて前記一対のユニークワードの間に位置させるデータシンボルとを割り当てるブロック生成手段と、データシンボルの伝送に係る信号波形にて生じうるピーク信号を抑圧するために、前記ブロック内における前記一対のユニークワードのうち後段のユニークワードのシンボルの直前に、NULLとして所定シンボル数の緩衝シンボルを挿入する緩衝シンボル挿入手段と、を備えることを特徴とする。 The transmitting apparatus of the present invention is a single-carrier type transmitting apparatus that inserts a pilot signal for channel estimation in the time domain, and generates a block in the time domain when transmitting data symbols according to a predetermined modulation method. , A pair of unique word symbols having the same pattern as the pilot signal and having the same pattern in the block, and an average amplitude smaller than the amplitude of the pair of unique word symbols, according to the modulation method. A block generating means for allocating a data symbol positioned between a pair of unique words, and a pair of unique words in the block for suppressing a peak signal that may occur in a signal waveform relating to the transmission of the data symbol. Buffer symbol insertion means for inserting a predetermined number of buffer symbols as NULL is provided immediately before the unique word symbol in the subsequent stage.

また、本発明の送信装置において、前記緩衝シンボルは、1シンボル以上(後述する実施形態の例では2シンボル)からなることを特徴とする。 Further, in the transmitting apparatus of the present invention, the buffer symbol is made up of one symbol or more (two symbols in an example of an embodiment described later).

また、本発明の送信装置において、前記ブロック生成手段は、前記ブロック内にTMCC信号を割り当てる機能を有し、且つ前記TMCC信号から前記緩衝シンボルの所定シンボル数と同数のリザーブNULLシンボルを除去して割り当てることを特徴とする。 Further, in the transmitting apparatus of the present invention, the block generating means has a function of allocating a TMCC signal in the block, and removes the reserved NULL symbols of the same number as the predetermined number of the buffer symbols from the TMCC signal. It is characterized by allocating.

また、本発明の送信装置において、前記ブロック生成手段は、前記ユニークワードのシンボルと前記データシンボルの振幅比を1.1以上1.6以下として割り当てることを特徴とする。 Further, in the transmitting apparatus of the present invention, the block generating means assigns an amplitude ratio between the symbol of the unique word and the data symbol as 1.1 or more and 1.6 or less.

更に、本発明の受信装置は、本発明の送信装置によって伝送されるデータシンボルを含む当該ブロック単位の無線周波数信号を受信して復調する復調手段と、当該ブロック内に挿入されていた一対のユニークワードを用いて波形等化を行う波形等化手段と、当該波形等化後に当該ブロック内に挿入されていた緩衝シンボルを除去する緩衝シンボル除去手段と、前記緩衝シンボルの除去後に、当該ブロック内に挿入されていたデータシンボルのデマッピングを行うデマッピング手段と、を備えることを特徴とする。 Further, the receiving apparatus of the present invention includes demodulation means for receiving and demodulating a radio frequency signal of the block unit including the data symbols transmitted by the transmitting apparatus of the present invention, and a pair of unique units inserted in the block. Waveform equalization means for performing waveform equalization using words, buffer symbol removal means for removing buffer symbols inserted in the block after the waveform equalization, and in the block after removal of the buffer symbols And demapping means for demapping the inserted data symbols.

本発明によれば、シングルキャリア方式の送信装置及び受信装置において、UWシンボルとデータシンボルの振幅比を1.1以上1.6以下としたときに、UWとデータ信号の境目における信号波形が示すピーク信号について、安定して抑制することができる。これによりPAPRの増大を抑制し、デジタル信号処理に要求される信号のダイナミックレンジを小さくすることが可能になり、更にはデータ信号の末尾の位置からUWの先頭位置へのシンボルの振幅・位相の変化が大きくなることを防ぐことができる。 According to the present invention, in a single-carrier transmission apparatus and a reception apparatus, when the amplitude ratio of UW symbols and data symbols is set to 1.1 or more and 1.6 or less, the signal waveform at the boundary between UW and data signals shows. The peak signal can be stably suppressed. This makes it possible to suppress an increase in PAPR, reduce the dynamic range of the signal required for digital signal processing, and further, to reduce the amplitude and phase of the symbol from the end position of the data signal to the UW start position. It is possible to prevent the change from becoming large.

本発明による一実施形態の送信装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission device of an embodiment according to the present invention. 本発明による一実施形態の受信装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of a receiving device of one embodiment by the present invention. (a)は従来技法による送信ブロック(SC−FDEブロック)におけるシンボル構成を示す図であり、(b)は本発明による実施例1の送信ブロック(SC−FDEブロック)におけるシンボル構成を示す図である。(A) is a figure which shows the symbol structure in the transmission block (SC-FDE block) by a conventional technique, (b) is a figure which shows the symbol structure in the transmission block (SC-FDE block) of Example 1 by this invention. is there. (a)は本発明による一実施例として送信ブロック(SC−FDEブロック)内に緩衝シンボルをNULLとして挿入するときのシンボル構成を示す図であり、(b)は本発明による一実施例としてIQ平面上における当該緩衝シンボルの座標点を示す図である。(A) is a diagram showing a symbol structure when a buffer symbol is inserted as NULL in a transmission block (SC-FDE block) according to an embodiment of the present invention, and (b) is an IQ according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the coordinate point of the said buffer symbol on a plane. (a)は32APSKにおける従来技法に基づく「緩衝シンボル無し」時に、送信装置側の直交変調処理前のシンボルに対し帯域制限フィルタを適用したときの時間領域における信号波形(左図)とそのIQ平面上のUWとデータ信号の境目の信号波形の振幅・位相の変化(右図)を示す図であり、(b)は32APSKにおける本発明に基づく「緩衝シンボル有り」時に、送信装置側の直交変調処理前のシンボルに対し帯域制限フィルタを適用したときの時間領域における信号波形(左図)とそのIQ平面上のUWとデータ信号の境目の信号波形の振幅・位相の変化(右図)を示す図である。(A) is a signal waveform in the time domain (left diagram) and its IQ plane when a band-limited filter is applied to symbols before quadrature modulation processing on the transmitter side when “without buffer symbols” based on the conventional technique in 32APSK. It is a figure which shows the change of the amplitude and phase of the signal waveform of the boundary of the above UW and a data signal (right figure), (b) is the orthogonal modulation of the transmitter side at the time of "with a buffer symbol" based on this invention in 32APSK. Shows the signal waveform in the time domain (left diagram) when the band-limiting filter is applied to the unprocessed symbol, and the amplitude/phase changes (right diagram) of the signal waveform at the boundary between the UW and the data signal on the IQ plane. It is a figure. 32APSKにおいて、従来技法に基づく「緩衝シンボル無し」時と、図7に示す「参考例の緩衝シンボル(非NULL)有り」時と、本発明に基づく「緩衝シンボル(NULL)有り」時におけるUWシンボルの振幅とデータシンボルの信号の平均振幅比対PAPRを比較して示す図である。In 32APSK, the UW symbol when “without buffer symbol” based on the conventional technique, “with buffer symbol (non-NULL) of reference example” shown in FIG. 7 and “with buffer symbol (NULL)” according to the present invention FIG. 6 is a diagram showing a comparison between the amplitude of the signal and the average amplitude ratio of the signal of the data symbol versus PAPR. (a)は参考例として送信ブロック(SC−FDEブロック)内に2個の緩衝シンボル(非NULL)を挿入するときのシンボル構成を示す図であり、(b)は参考例としてIQ平面上における当該2個の緩衝シンボル(非NULL)の座標点を示す図である。(A) is a diagram showing a symbol configuration when two buffer symbols (non-NULL) are inserted in a transmission block (SC-FDE block) as a reference example, and (b) is a reference example on the IQ plane. It is a figure which shows the coordinate point of the said 2 buffer symbols (non-NULL).

以下、図面を参照しながら、本発明による一実施形態の送信装置1及び受信装置2を詳細に説明する。尚、本発明による一実施形態として変調方式は32APSKについて代表的に説明するが、他の変調方式についても適用可能である。 Hereinafter, a transmitting device 1 and a receiving device 2 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that 32APSK will be representatively described as a modulation method as one embodiment according to the present invention, but other modulation methods are also applicable.

〔送信装置〕
図1は、本発明による一実施形態の送信装置1の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の送信装置1は、チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式(SC−FDE方式)の送信装置であり、送信ブロック生成部10、緩衝シンボル挿入部11、帯域制限フィルタ部12、直交変調部13、デジタル・アナログ(DA)変換部14、及び周波数変換部15を備える。尚、図1において、本発明に係る主要な要素のみを図示しており、緩衝シンボル挿入部11が設けられている点、及び送信ブロック生成部10が緩衝シンボルを挿入可能に構成している点、及び直交変調部13が緩衝シンボル用のマッピングを行う機能を有する点を除き、特許文献1の技法と同様に構成することが可能である。
[Transmitting device]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission device 1 according to an embodiment of the present invention. The transmission device 1 of the present embodiment is a single carrier system (SC-FDE system) transmission device that inserts a pilot signal for channel estimation in the time domain, and includes a transmission block generation unit 10, a buffer symbol insertion unit 11, and band limitation. A filter unit 12, a quadrature modulator 13, a digital/analog (DA) converter 14, and a frequency converter 15 are provided. In FIG. 1, only main elements according to the present invention are shown, a buffer symbol insertion unit 11 is provided, and the transmission block generation unit 10 is configured to be able to insert a buffer symbol. , And the quadrature modulator 13 can be configured in the same manner as the technique of Patent Document 1, except that the quadrature modulator 13 has a function of performing mapping for buffer symbols.

送信ブロック生成部10は、所定の変調方式に応じてデータシンボルを伝送する際に時間領域における単位ブロックとなる送信ブロック(SC−FDEブロック)を構成し、緩衝シンボルを挿入する区間を空けた上で、当該所定の変調方式に応じてマッピングしたデータ信号のシンボル(以下、「データシンボル」と称する)と、パイロット信号として機能する振幅一定で同パターンを持つ一対のユニークワード(UW,Unique Word)のシンボル(以下、「UWシンボル」と称する)、及び伝送制御信号(TMCC信号)のシンボル(以下、「TMCCシンボル」と称する)を当該SC−FDEブロック内に割り当て、緩衝シンボル挿入部11に出力する。 The transmission block generation unit 10 configures a transmission block (SC-FDE block) that is a unit block in the time domain when transmitting a data symbol according to a predetermined modulation method, and leaves an interval for inserting a buffer symbol. Then, a pair of unique words (UW, Unique Word) having a constant amplitude and the same pattern functioning as a pilot signal and a symbol of a data signal mapped according to the predetermined modulation method (hereinafter referred to as "data symbol"). Symbol (hereinafter, referred to as “UW symbol”) and a symbol of a transmission control signal (TMCC signal) (hereinafter, referred to as “TMCC symbol”) are assigned to the SC-FDE block and output to the buffer symbol insertion unit 11. To do.

また、送信ブロック生成部10は、データシンボルについては、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.1以上1.6以下となるように当該変調方式に応じて一対のUWシンボル間に位置させる。尚、送信ブロック生成部10には、その前処理で、所定の符号化率で誤り訂正符号化処理等が施されたデータシンボルが入力される。 Further, the transmission block generation unit 10 positions the data symbols between the pair of UW symbols according to the modulation scheme so that the amplitude ratio of the UW symbols and the data symbols is 1.1 or more and 1.6 or less. It should be noted that the transmission block generation unit 10 is input with data symbols that have been subjected to error correction coding processing or the like at a predetermined coding rate in the preprocessing thereof.

ここで、TMCC信号は、当該SC−FDEブロックのデータ(DATA)部の変調方式、誤り訂正符号に係る符号化率、及び当該SC−FDEブロックのブロック番号の情報を少なくとも含み、DBPSKによりマッピングした例えば32シンボルのTMCCシンボルとして構成され、SC−FDEブロックの前段のUW(ガードインターバル(GI)として機能するUW)の直後に割り当てられる。尚、TMCC信号のシンボル数は、32シンボルに限定する必要は無く、更にはTMCC信号に含まれる各情報も本例の情報のみに限定する必要はない。尚、SC−FDE方式において、非特許文献3に開示されるように、伝送制御信号(TMCC信号)に付随する補助情報を送信ブロック内に設けることもできる。 Here, the TMCC signal includes at least the information of the modulation scheme of the data (DATA) part of the SC-FDE block, the coding rate of the error correction code, and the block number of the SC-FDE block, and is mapped by DBPSK. For example, it is configured as 32 symbols of TMCC symbols and is assigned immediately after the UW (UW that functions as a guard interval (GI)) in the preceding stage of the SC-FDE block. The number of symbols of the TMCC signal does not have to be limited to 32 symbols, and each information included in the TMCC signal need not be limited to the information of this example. In the SC-FDE system, as disclosed in Non-Patent Document 3, auxiliary information accompanying a transmission control signal (TMCC signal) can be provided in the transmission block.

そして、UWは、送受間で既知の固定パターンであり、チャネル推定用のパイロット信号としても機能するようFrank-Zadoff符号やChu符号、或いはこれらの組み合わせのZadoff-Chu符号等を用いた、時間領域及び周波数領域で振幅が一定の符号列(例えば256シンボル)で構成され、本例では各SC−FDEブロックの前後(先頭及び末尾)に割り当てられる。 UW is a fixed pattern known between transmission and reception, and uses the Frank-Zadoff code or Chu code so that it also functions as a pilot signal for channel estimation, or the Zadoff-Chu code of a combination of these, in the time domain. And a code string having a constant amplitude in the frequency domain (for example, 256 symbols), and is assigned before and after each SC-FDE block (start and end) in this example.

例えば、Zadoff-Chu系列でUWを構成した場合、時間領域及び周波数領域で振幅が一定であるため、以下の数1に示すように、周期的自己相関特性に優れたCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列とすることができる。 For example, when a UW is composed of a Zadoff-Chu sequence, since the amplitude is constant in the time domain and the frequency domain, as shown in the following formula 1, CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto- Correlation) series.

上記の数1は、UWのシンボル数を256とした場合の例であり、iは0から255までの整数である。 The above formula 1 is an example when the number of UW symbols is 256, and i is an integer from 0 to 255.

そして、SC−FDE方式は、FFT及びIFFTを行うため、1SC−FDEブロック内の等化対象、及びUWのシンボル数は2の累乗であることが望ましい。また、UWがガードインターバル(GI)としての機能を兼ねており、GI比=UWのシンボル数÷1ブロック内の等化対象のFFTポイント数(=シンボル数)であることから、1ブロック内の等化対象のFFTポイント数を2NFFT(NFFTは正の整数)とすると、1SC−FDEブロックのシンボル数は、“2NFFT+2NFFT×GI比”として定められ、1SC−FDEブロックの前後(先頭及び末尾)に割り当てられるUWのシンボル数も“2NFFT×GI比” として定められる。また、UWのシンボル数が2の累乗となるように、GI比は2NFFTを越えない2の累乗分の1が選択される。 Since the SC-FDE method performs FFT and IFFT, it is desirable that the equalization target in one SC-FDE block and the number of UW symbols be a power of two. Further, since the UW also functions as a guard interval (GI) and GI ratio=the number of UW symbols/the number of FFT points (=the number of symbols) to be equalized in one block, If the number of FFT points to be equalized is 2 NFFT (N FFT is a positive integer), the number of symbols in 1 SC-FDE block is defined as "2 NFFT +2 NFFT x GI ratio", and the number of symbols before and after 1 SC-FDE block ( The number of UW symbols assigned to the beginning and the end) is also defined as “2 NFFT ×GI ratio”. Also, the GI ratio is selected to be a power of 2 that does not exceed 2 NFFT so that the number of UW symbols is a power of 2.

本実施形態に係る送信ブロック生成部10は、特許文献1等に開示される従来技法とは異なり、緩衝シンボルを挿入可能に構成している。更に、データ信号の平均振幅に関わらず、緩衝シンボルをNULLとして固定したものとしている。このような緩衝シンボルは3シンボル以上で構成してもよいが、伝送効率を考慮すると1シンボル以上とすることが好ましく、1シンボル以上でも十分に不所望なピーク信号を抑圧できるものとなっている。 Unlike the conventional technique disclosed in Patent Document 1 and the like, the transmission block generation unit 10 according to the present embodiment is configured to be able to insert a buffer symbol. Further, the buffer symbol is fixed as NULL regardless of the average amplitude of the data signal. Such a buffer symbol may be composed of three or more symbols, but it is preferably one symbol or more in consideration of transmission efficiency, and even one symbol or more can sufficiently suppress an undesired peak signal. ..

より具体的に、図3(a)に示すように、従来技法では、基本的な送信ブロックとして構成した1SC−FDEブロック内で、TMCCシンボル、データシンボル、及びUWシンボルにより等化対象シンボルを構成する。 More specifically, as shown in FIG. 3A, in the conventional technique, an equalization target symbol is configured by a TMCC symbol, a data symbol, and a UW symbol in a 1SC-FDE block configured as a basic transmission block. To do.

一方、図3(b)に示すように、本実施形態に係る送信ブロック生成部10は、一実施例として、送信ブロック毎に、本例ではTMCC内でリザーブとなっていて未使用のシンボル(リザーブNULLシンボル)の一部を1シンボル除去し、1シンボルの緩衝シンボルSCをNULLとして、後段UWの直前に挿入する領域を空けるようにしている。尚、緩衝シンボルSCのシンボル数を複数とすることもできる。 On the other hand, as illustrated in FIG. 3B, the transmission block generation unit 10 according to the present embodiment, as an example, reserves an unused symbol (for each transmission block, in this example, since it is reserved in the TMCC. One part of the reserved NULL symbol) is removed, and the buffer symbol SC of one symbol is set to NULL so as to leave a region to be inserted immediately before the subsequent stage UW. The number of buffer symbols SC may be plural.

ところで、本実施形態に係る送信ブロック生成部10は、緩衝シンボルSCを挿入する領域を空ける際に、TMCCシンボルのリザーブNULLシンボルの一部を除去する代わりに、データシンボルを挿入する領域の一部を除去し、その除去したシンボル数と同数の緩衝シンボルSCを、後段UWの直前に挿入する領域を空けるように構成することも可能である。ただし、伝送効率の観点で、図3(b)に例示したように、緩衝シンボルSCを挿入する領域を空ける際には、1シンボル以上分とし、そのシンボル数分をTMCCシンボルのリザーブNULLシンボルから除去する構成とすることが好ましい。 By the way, the transmission block generation unit 10 according to the present embodiment does not remove a part of the reserved NULL symbol of the TMCC symbol, but a part of the region where the data symbol is inserted, when making a space for inserting the buffer symbol SC. It is also possible to eliminate the number of buffer symbols and leave a region for inserting the same number of buffer symbols SC as the number of the removed symbols immediately before the subsequent stage UW. However, from the viewpoint of transmission efficiency, as illustrated in FIG. 3B, when the area where the buffer symbol SC is inserted is vacated, it is set to one symbol or more, and the number of symbols is set from the reserved NULL symbol of the TMCC symbol. It is preferable to have a configuration for removing.

図1を参照するに、緩衝シンボル挿入部11は、送信ブロック生成部10から、予め定めたシンボル数の緩衝シンボルを挿入する区間を空けた上で、データシンボル、UWシンボル、及びTMCCシンボルを割り当てた各送信ブロック(SC−FDEブロック)を順次入力し、それぞれのSC−FDEブロックに対し、当該緩衝シンボルSCをマッピングして挿入し、帯域制限フィルタ部12に出力する。緩衝シンボルのマッピングについては後述する。 Referring to FIG. 1, the buffer symbol insertion unit 11 allocates a data symbol, a UW symbol, and a TMCC symbol from the transmission block generation unit 10 after leaving a section for inserting a predetermined number of buffer symbols. The respective transmission blocks (SC-FDE blocks) are sequentially input, the buffer symbols SC are mapped and inserted into the respective SC-FDE blocks, and output to the band limiting filter unit 12. The mapping of buffer symbols will be described later.

帯域制限フィルタ部12は、各送信ブロック(SC−FDEブロック)のシンボル系列に対し、2倍のアップサンプリングを行い、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行って直交変調部13に出力する。帯域制限フィルタとしては、通常、ルートロールオフフィルタを用いる。 The band limiting filter unit 12 doubles upsampling the symbol sequence of each transmission block (SC-FDE block), performs waveform shaping by band limiting filter processing, and outputs the result to the quadrature modulation unit 13. A root roll-off filter is usually used as the band limiting filter.

直交変調部13は、帯域制限フィルタ部12による波形成形後の送信ブロック(SC−FDEブロック)のシンボル系列に対し、直交変調処理、及び後段のデジタル/アナログ変換によるアパーチャ効果を補正するアパーチャ補正処理を行い、アパーチャ補正後のデジタル信号をDA変換部14に出力する。 The quadrature modulation unit 13 performs quadrature modulation processing on the symbol sequence of the transmission block (SC-FDE block) after waveform shaping by the band limiting filter unit 12, and aperture correction processing that corrects the aperture effect by digital/analog conversion in the subsequent stage. And outputs the digital signal after the aperture correction to the DA converter 14.

DA変換部14は、デジタル直交変調処理が施されたアパーチャ補正後のデジタル信号についてアナログ信号へ変換し、周波数変換部15に出力する。 The DA conversion unit 14 converts the aperture-corrected digital signal subjected to the digital quadrature modulation processing into an analog signal and outputs the analog signal to the frequency conversion unit 15.

周波数変換部15は、DA変換部14から入力されたアナログ信号の周波数を無線周波数に周波数変換して、電力増幅器(図示せず)により規定の電力になるよう増幅した無線周波数信号を送信アンテナ16から送信する。 The frequency conversion unit 15 frequency-converts the frequency of the analog signal input from the DA conversion unit 14 into a radio frequency, and a radio frequency signal amplified by a power amplifier (not shown) to have a specified power is transmitted by the transmission antenna 16 Send from

〔受信装置〕
図2は、本発明による一実施形態の受信装置2の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の受信装置2は、チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式(SC−FDE方式)の受信装置であり、周波数変換部21、アナログ・デジタル(AD)変換部22、直交復調部23、帯域制限フィルタ部24、ブロック同期部25、周波数領域等化部26、逆フーリエ変換(IFFT)部27、緩衝シンボル除去部28、及びデマッピング部29を備える。尚、図2において、本発明に係る主要な要素のみを図示しており、緩衝シンボル挿入部28が設けられている点を除き、特許文献1の技法と同様に構成することが可能である。
[Receiver]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the receiving device 2 according to the embodiment of the present invention. The receiving device 2 of the present embodiment is a single carrier system (SC-FDE system) receiving device for inserting a pilot signal for channel estimation in the time domain, and includes a frequency conversion unit 21 and an analog/digital (AD) conversion unit 22. An orthogonal demodulation unit 23, a band limiting filter unit 24, a block synchronization unit 25, a frequency domain equalization unit 26, an inverse Fourier transform (IFFT) unit 27, a buffer symbol removal unit 28, and a demapping unit 29. It should be noted that FIG. 2 shows only the main elements according to the present invention, and can be configured similarly to the technique of Patent Document 1 except that the buffer symbol insertion unit 28 is provided.

周波数変換部21は、受信アンテナ20を介して送信装置1から送信された無線周波数信号を受信し、低位相雑音増幅器(図示せず)で所望の電力へ増幅後、周波数変換して中間周波数に変換し、その中間周波数信号をAD変換部22に出力する。 The frequency conversion unit 21 receives the radio frequency signal transmitted from the transmission device 1 via the reception antenna 20, amplifies it to a desired power by a low phase noise amplifier (not shown), and then frequency-converts it to an intermediate frequency. The converted intermediate frequency signal is output to the AD conversion unit 22.

AD変換部22は、周波数変換部21から入力された中間周波数信号をデジタル信号へ変換し、直交復調部23へ出力する。 The AD conversion unit 22 converts the intermediate frequency signal input from the frequency conversion unit 21 into a digital signal and outputs the digital signal to the orthogonal demodulation unit 23.

直交復調部23は、AD変換部22を経て得られるデジタル信号に対し、自動周波数制御を行い、周波数ずれを補正しながら、直交復調した複素ベースバンド信号を生成し、周波数補正後の複素ベースバンド信号を帯域制限フィルタ部24に出力する。 The quadrature demodulation unit 23 performs automatic frequency control on the digital signal obtained through the AD conversion unit 22 to generate a quadrature-demodulated complex baseband signal while correcting the frequency deviation, and then performs the frequency-corrected complex baseband signal. The signal is output to the band limiting filter unit 24.

帯域制限フィルタ部24は、直交復調部23から入力された複素ベースバンド信号に対し、フィルタ処理による帯域制限を行い、帯域制限した複素ベースバンド信号をブロック同期部25に出力する。帯域制限フィルタとしては、ルートロールオフフィルタが通常用いられる。 The band limiting filter unit 24 band-limits the complex baseband signal input from the orthogonal demodulation unit 23 by filtering, and outputs the band-limited complex baseband signal to the block synchronization unit 25. A root roll-off filter is usually used as the band limiting filter.

ブロック同期部25は、帯域制限フィルタ部24から入力された複素ベースバンド信号に対し、UWを基にSC−FDEブロックの同期タイミングを検出し、ブロック同期をとったSC−FDEブロックを周波数領域等化部26に出力する。 The block synchronization unit 25 detects the synchronization timing of the SC-FDE block based on the UW with respect to the complex baseband signal input from the band limiting filter unit 24, and determines the SC-FDE block in block synchronization in the frequency domain or the like. It outputs to the conversion unit 26.

周波数領域等化部26は、ブロック同期検出した同期タイミングで、UWに対してフーリエ変換を行うことにより周波数領域の信号に変換し、送受間で既知のUW(周波数領域信号)を参照信号としてチャネル推定を行う。更に、周波数領域等化部26は、TMCCシンボル、データシンボル、及び緩衝シンボルに対してもフーリエ変換を行うことで周波数領域信号に変換して、当該チャネル推定結果に基づき、ZF(Zero-Forcing)やMMSE(Minimum Mean Square Error)基準による波形等化を行い、等化後のTMCCシンボル、データシンボル、緩衝シンボル、及びUWシンボルからなるブロックをIFFT部27に出力する。 The frequency domain equalization unit 26 converts the UW into a frequency domain signal by performing a Fourier transform on the UW at the synchronization timing detected as the block synchronization, and uses a known UW (frequency domain signal) between the transmitting and receiving channels as a reference signal. Make an estimate. Further, the frequency domain equalization unit 26 transforms the TMCC symbol, the data symbol, and the buffer symbol into a frequency domain signal by performing a Fourier transform, and based on the channel estimation result, ZF (Zero-Forcing) is performed. Waveform equalization based on the MMSE (Minimum Mean Square Error) standard, and outputs a block including the equalized TMCC symbol, data symbol, buffer symbol, and UW symbol to the IFFT unit 27.

IFFT部27は、周波数領域等化部26から入力された等化後のTMCCシンボル、データシンボル、緩衝シンボル、及びUWシンボルからなるブロックに対して、逆フーリエ変換を行うことで時間領域の信号に変換し、緩衝シンボル除去部28に出力する。 The IFFT unit 27 performs inverse Fourier transform on the equalized block of TMCC symbols, data symbols, buffer symbols, and UW symbols input from the frequency domain equalization unit 26 to obtain a signal in the time domain. It is converted and output to the buffer symbol removal unit 28.

緩衝シンボル除去部28は、IFFT部27から入力された、時間領域の信号に変換したブロックから緩衝シンボルとUWを除去し、TMCCシンボル及びデータシンボルをデマッピング部29に出力する。尚、TMCCシンボルについて、緩衝シンボルの挿入のために一部のリザーブが除去されていることは送受間で既知とする。 The buffer symbol removing unit 28 removes the buffer symbol and UW from the block converted into the signal in the time domain, which is input from the IFFT unit 27, and outputs the TMCC symbol and the data symbol to the demapping unit 29. It should be noted that it is known during transmission and reception that a part of the reserve of the TMCC symbol is removed due to the insertion of the buffer symbol.

デマッピング部29は、緩衝シンボル除去部28から入力されたデータシンボルについて、TMCCシンボルから抽出したTMCC信号に記述される変調方式に従いデマッピングし、当該デマッピングしたデータシンボル及びTMCC信号を外部に出力する。その後の処理で、当該データシンボルから、TMCC信号に含まれる誤り訂正符号に係る符号化率等の情報を用いて誤り訂正復号後のデータが復元可能となる。 The demapping unit 29 demaps the data symbol input from the buffer symbol removal unit 28 according to the modulation method described in the TMCC signal extracted from the TMCC symbol, and outputs the demapped data symbol and TMCC signal to the outside. To do. In the subsequent processing, the data after the error correction decoding can be restored from the data symbol by using the information such as the coding rate related to the error correction code included in the TMCC signal.

〔一実施例の緩衝シンボル〕
図3(b)を参照して説明したように、本実施形態に係る送信装置1は、一実施例として、送信ブロック生成部10により送信ブロック(SC−FDEブロック)毎に1シンボル以上の緩衝シンボルSCをNULLで固定したものとして、後段UWの直前から先行方向へ順に挿入する領域を空け、緩衝シンボル挿入部11により当該緩衝シンボルをマッピングして挿入する。これにより、UWの振幅をデータ信号のシンボルの平均振幅よりも大きくした場合でもピーク信号を抑制することができるようにする。
[Buffer symbol of one embodiment]
As described with reference to FIG. 3B, in the transmission device 1 according to the present embodiment, as an example, the transmission block generation unit 10 buffers one or more symbols for each transmission block (SC-FDE block). Assuming that the symbol SC is fixed to NULL, a region to be sequentially inserted in the preceding direction is opened from immediately before the latter stage UW, and the buffer symbol insertion unit 11 maps and inserts the buffer symbol. This makes it possible to suppress the peak signal even when the amplitude of UW is made larger than the average amplitude of the symbols of the data signal.

例えば、図4(a)には、本発明による一実施例として送信ブロック(SC−FDEブロック)内に1シンボル以上の緩衝シンボルSCをNULLとして挿入するときのシンボル構成を示している。また、図4(b)には、本発明による一実施例としてIQ平面上における当該1シンボル以上の緩衝シンボルSCの座標点を示している。 For example, FIG. 4A shows a symbol structure when one or more buffer symbols SC are inserted as NULL in the transmission block (SC-FDE block) as one embodiment according to the present invention. Further, FIG. 4B shows coordinate points of the buffer symbols SC of one or more symbols on the IQ plane as one embodiment according to the present invention.

図4に示す実施例は、データ信号の末尾と後段のUWの先頭シンボルの間に緩衝シンボルSCを挿入し、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.1以上1.6以下を満たすようにして、且つ1シンボル以上の緩衝シンボルをNULLとして固定して挿入してPAPRを低減するようにしている。即ち、Zadoff−Chu系列におけるUWの先頭シンボルは、IQ平面においてIが正のI軸上に位置する。緩衝シンボルは、I軸上のデータ信号の平均振幅位置に配置するという例もあるが、データ信号はランダムであるため、UW先頭シンボルのみを考慮した前記の例ではPAPRの低減が十分にならない。そこで、本発明では、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.1以上1.6以下を満たすときには、ランダム信号であるデータ信号も考慮し、緩衝シンボルSCをデータ信号やUWなど各種信号の信号レベルに対して中間のレベルとなるよう、NULL固定としている。 In the embodiment shown in FIG. 4, the buffer symbol SC is inserted between the end of the data signal and the head symbol of the UW in the subsequent stage so that the amplitude ratio of the UW symbol and the data symbol satisfies 1.1 or more and 1.6 or less. In addition, one or more buffer symbols are fixedly inserted as NULL to reduce the PAPR. That is, the head symbol of the UW in the Zadoff-Chu sequence is located on the I axis where I is positive in the IQ plane. There is an example in which the buffer symbol is arranged at the average amplitude position of the data signal on the I-axis, but since the data signal is random, the PAPR cannot be sufficiently reduced in the above example in which only the UW head symbol is considered. Therefore, in the present invention, when the amplitude ratio between the UW symbol and the data symbol satisfies 1.1 or more and 1.6 or less, the buffer symbol SC is also considered as a signal of various signals such as a data signal and UW when a data signal which is a random signal is considered. It is fixed to NULL so that the level becomes an intermediate level.

〔緩衝シンボルの配置による性能評価〕
図5(a)は32APSKにおける従来技法に基づく「緩衝シンボル無し」時に、送信装置側の直交変調処理前のシンボルに対し帯域制限フィルタを適用したときの時間領域における信号波形(左図)とそのIQ平面上のUWとデータ信号の境目の信号波形の振幅・位相の変化(右図)を示す図である。一方、図5(b)は32APSKにおける本発明に基づく「緩衝シンボル(NULLを2シンボルとした例)有り」時に、送信装置側の直交変調処理前のシンボルに対し帯域制限フィルタを適用したときの時間領域における信号波形(左図)とそのIQ平面上のUWとデータ信号の境目の信号波形の振幅・位相の変化(右図)を示す図である。
[Performance evaluation by placement of buffer symbols]
FIG. 5A shows a signal waveform in the time domain (left diagram) when the band limiting filter is applied to a symbol before quadrature modulation processing on the transmitter side at the time of “no buffer symbol” based on the conventional technique in 32APSK and its waveform. It is a figure which shows the change of the amplitude and phase of the signal waveform of the boundary of UW on an IQ plane and a data signal (right figure). On the other hand, FIG. 5B shows the case where the band limiting filter is applied to the symbol before the quadrature modulation process on the transmitting device side when “buffer symbols (an example in which NULL is two symbols) is present” based on the present invention in 32APSK. It is a figure which shows the signal waveform in the time domain (left figure), and the change of the amplitude/phase of the signal waveform of the boundary of UW and a data signal on the IQ plane (right figure).

図5(a)及び図5(b)の比較から理解されるように、本実施例のように2シンボルの緩衝シンボルをNULLとして固定して挿入した場合、データシンボルとUWシンボルの間に発生していたピーク信号が低減されていることが確認された。尚、図5では、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.3とした例を示しているが、当該振幅比として1.1以上1.6以下を満たす限りにおいて、以下に説明するように1シンボル以上の緩衝シンボルをNULLとして固定して挿入することで、データシンボルとUWシンボルの間に発生していたピーク信号が低減されていることが確認されている。 As can be understood from the comparison between FIGS. 5A and 5B, when the buffer symbol of 2 symbols is fixedly inserted as NULL as in the present embodiment, it occurs between the data symbol and the UW symbol. It was confirmed that the peak signal that was being used was reduced. Although FIG. 5 shows an example in which the amplitude ratio of the UW symbol and the data symbol is 1.3, as long as the amplitude ratio satisfies 1.1 or more and 1.6 or less, as described below. It has been confirmed that the peak signal generated between the data symbol and the UW symbol is reduced by fixedly inserting one or more buffer symbols as NULL.

図6は、32APSKにおいて、従来技法に基づく「緩衝シンボル無し」時と、「図7に示す参考例の緩衝シンボル(非NULLを2シンボル)有り」時と、本発明に基づく「緩衝シンボル(NULLを2シンボル)有り」時におけるUWシンボルの振幅とデータシンボルの信号の平均振幅比対PAPRを比較して示す図である。 FIG. 6 shows a case of "without a buffer symbol" based on the conventional technique, a "buffer symbol of the reference example shown in FIG. 7 (two symbols of non-NULL) present", and a "buffer symbol (NULL) based on the present invention" in 32APSK. FIG. 3 is a diagram showing a comparison between the amplitude of the UW symbol and the average amplitude ratio of the signal of the data symbol vs. PAPR when “there is 2 symbols)”.

尚、図6に示すPAPRは、CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)が10−4となるときの値である。CCDFとは、或る数値を超える値が発生する累積確率のことをいい、10−4で評価するということは0.01%のSC−FDEブロックがそのPAPR以上の値となることを意味している。尚、図6に示すPAPRのシミュレーション結果は、ロールオフフィルターの係数を0.1、スパンを64に固定して、トライアル回数10000回を繰り返した時の評価値である。 The PAPR shown in FIG. 6 is a value when the CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) is 10 −4 . CCDF is a cumulative probability that a value exceeding a certain value occurs, and an evaluation of 10 −4 means that 0.01% of SC-FDE blocks have a value equal to or higher than the PAPR. ing. The PAPR simulation results shown in FIG. 6 are evaluation values when the roll-off filter coefficient is fixed at 0.1 and the span is fixed at 64, and the number of trials is repeated 10,000 times.

そして、図7(a)は参考例として送信ブロック(SC−FDEブロック)内に2個の緩衝シンボル(非NULLを2シンボル)を挿入するときのシンボル構成を示す図であり、図7(b)は図7(a)に示す参考例としてIQ平面上における当該2個の緩衝シンボル(非NULLを2シンボル)の座標点を示す図である。即ち、図7に示す参考例では、2個の緩衝シンボルSC1,SC2(非NULLを2シンボル)を当該送信ブロック内の後段UWの直前に挿入する際に、緩衝シンボルSC1については基準位相(正のI軸上)から180°(負のI軸上)でデータシンボルの平均振幅に一致するIQ座標点にマッピングし、緩衝シンボルSC2については基準位相上でデータシンボルの平均振幅に一致するIQ座標点にマッピングするものとしている。 Then, FIG. 7A is a diagram showing a symbol configuration when two buffer symbols (two non-NULL symbols) are inserted into a transmission block (SC-FDE block) as a reference example, and FIG. 7A is a diagram showing coordinate points of the two buffer symbols (two symbols are non-NULL) on the IQ plane as a reference example shown in FIG. 7A. That is, in the reference example shown in FIG. 7, when the two buffer symbols SC1 and SC2 (two non-NULL symbols) are inserted immediately before the subsequent stage UW in the transmission block, the reference phase (normal 180° (on the negative I-axis) from the I-axis) to the IQ coordinate point that corresponds to the average amplitude of the data symbol, and for the buffer symbol SC2, the IQ coordinate that matches the average amplitude of the data symbol on the reference phase. It is supposed to be mapped to points.

図6に示す比較から理解されるように、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.1以上1.6以下を満たす限りにおいて、緩衝シンボルを挿入しない場合においてはUWとデータ信号の振幅比を大きくするにつれてPAPRが増加していたが、後述する図7に示す参考例、及び本発明に係る緩衝シンボルを挿入することで、そのPAPRの増加を抑えることができることが確認された。 As can be understood from the comparison shown in FIG. 6, as long as the amplitude ratio of the UW symbol and the data symbol satisfies 1.1 or more and 1.6 or less, the amplitude ratio of the UW and the data signal can be calculated without inserting the buffer symbol. Although the PAPR increased as the value increased, it was confirmed that the increase of the PAPR can be suppressed by inserting the buffer symbol according to the reference example shown in FIG. 7 described later and the present invention.

また、本発明に係る緩衝シンボル(NULLを2シンボル)の挿入は、図7に示す参考例と比較しても、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.1以上1.6以下を満たす限りにおいて、PAPRの増加を抑えることができることが確認された。尚、本発明に係る緩衝シンボルとしてNULLを1シンボル挿入する構成とした場合でも、図示を省略するが、NULLを2シンボル挿入する場合と比較してPAPRの増加の抑制量は減少するものの、当該UWシンボルとデータシンボルの振幅比に対するPAPRの増加の抑制傾向は同様になることが確認されている。 In addition, the insertion of the buffer symbol (2 symbols of NULL) according to the present invention is as long as the amplitude ratio of the UW symbol and the data symbol satisfies 1.1 or more and 1.6 or less as compared with the reference example shown in FIG. In, it was confirmed that the increase in PAPR can be suppressed. Although not shown in the drawing, the amount of suppression of the increase in PAPR is reduced as compared with the case of inserting 2 symbols of NULL, even when it is configured to insert 1 symbol of NULL as the buffer symbol according to the present invention. It has been confirmed that the tendency of suppressing the increase in PAPR with respect to the amplitude ratio of UW symbols and data symbols is similar.

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した実施形態の例では主として、周波数領域でチャネル等化を行うSC−FDE方式の送信装置1及び受信装置2の例を説明したが、チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式であれば、時間領域でチャネル等化を行うシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置にも適用できる。 Although the present invention has been described above with reference to the example of the specific embodiment, the present invention is not limited to the example of the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, although the example of the transmission device 1 and the reception device 2 of the SC-FDE system that performs channel equalization in the frequency domain has been mainly described in the example of the above-described embodiment, a pilot signal for channel estimation is inserted in the time domain. The single carrier system can be applied to a single carrier system transmission device and reception device that perform channel equalization in the time domain.

本発明によれば、シングルキャリア方式の送信装置及び受信装置において、UWシンボルとデータシンボルの振幅比として1.1以上1.6以下としたときに、UWとデータ信号の境目における信号波形が示すピーク信号について、安定して抑制することができるので、チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式の送信装置及び受信装置に有用である。 According to the present invention, in a single-carrier transmission apparatus and a reception apparatus, when the amplitude ratio of UW symbols and data symbols is 1.1 or more and 1.6 or less, the signal waveform at the boundary between UW and data signals shows. Since the peak signal can be stably suppressed, it is useful for a single-carrier transmission apparatus and a reception apparatus that inserts a pilot signal for channel estimation in the time domain.

1 送信装置
2 受信装置
10 送信ブロック生成部
11 緩衝シンボル挿入部
12 帯域制限フィルタ部
13 直交変調部
14 デジタル・アナログ(DA)変換部
15 周波数変換部
16 送信アンテナ
20 受信アンテナ
21 周波数変換部
22 アナログ・デジタル(AD)変換部
23 直交復調部
24 帯域制限フィルタ部
25 ブロック同期部
26 周波数領域等化部
27 逆フーリエ変換(IFFT)部
28 緩衝シンボル除去部
29 デマッピング部
1 transmitter 2 receiver 10 transmission block generator 11 buffer symbol inserter 12 band limiting filter 13 quadrature modulator 14 digital/analog (DA) converter 15 frequency converter 16 transmitter antenna 20 receiver antenna 21 frequency converter 22 analog Digital (AD) conversion unit 23 Quadrature demodulation unit 24 Band limiting filter unit 25 Block synchronization unit 26 Frequency domain equalization unit 27 Inverse Fourier transform (IFFT) unit 28 Buffer symbol removal unit 29 Demapping unit

Claims (5)

チャネル推定用のパイロット信号を時間領域で挿入するシングルキャリア方式の送信装置であって、
所定の変調方式に応じてデータシンボルを伝送する際に時間領域におけるブロックを生成し、該ブロック内に、パイロット信号として機能する振幅一定で同パターンを持つ一対のユニークワードのシンボルと、前記一対のユニークワードのシンボルの振幅より小さい平均振幅を持つように当該変調方式に応じて前記一対のユニークワードの間に位置させるデータシンボルとを割り当てるブロック生成手段と、
データシンボルの伝送に係る信号波形にて生じうるピーク信号を抑圧するために、前記ブロック内における前記一対のユニークワードのうち後段のユニークワードのシンボルの直前に、NULLとして所定シンボル数の緩衝シンボルを挿入する緩衝シンボル挿入手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
A single carrier type transmission device for inserting a pilot signal for channel estimation in the time domain,
A block in the time domain is generated when transmitting a data symbol according to a predetermined modulation method, and a pair of unique word symbols having the same pattern with a constant amplitude and functioning as a pilot signal, and the pair of Block generating means for allocating a data symbol positioned between the pair of unique words according to the modulation scheme so as to have an average amplitude smaller than the amplitude of the unique word symbol;
In order to suppress a peak signal that may occur in a signal waveform related to the transmission of data symbols, a predetermined number of buffer symbols are set as NULL immediately before the symbol of the unique word at the latter stage of the pair of unique words in the block. Buffer symbol insertion means to be inserted,
A transmitter comprising:
前記緩衝シンボルは、1シンボル以上からなることを特徴とする、請求項1に記載の送信装置。 The transmission device according to claim 1, wherein the buffer symbol includes one or more symbols. 前記ブロック生成手段は、前記ブロック内にTMCC信号を割り当てる機能を有し、且つ前記TMCC信号から前記緩衝シンボルの所定シンボル数と同数のリザーブNULLシンボルを除去して割り当てることを特徴とする、請求項1又は2に記載の送信装置。 The block generation means has a function of allocating a TMCC signal in the block, and removes and allocates the reserved NULL symbols of the same number as the predetermined number of the buffer symbols from the TMCC signal. The transmission device according to 1 or 2. 前記ブロック生成手段は、前記ユニークワードのシンボルと前記データシンボルの振幅比を1.1以上1.6以下として割り当てることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の送信装置。 4. The transmission device according to claim 1, wherein the block generation means assigns an amplitude ratio of the symbol of the unique word and the data symbol as 1.1 or more and 1.6 or less. .. 請求項1から4のいずれか一項に記載の送信装置によって伝送されるデータシンボルを含む当該ブロック単位の無線周波数信号を受信して復調する復調手段と、
当該ブロック内に挿入されていた一対のユニークワードを用いて波形等化を行う波形等化手段と、
当該波形等化後に当該ブロック内に挿入されていた緩衝シンボルを除去する緩衝シンボル除去手段と、
前記緩衝シンボルの除去後に、当該ブロック内に挿入されていたデータシンボルのデマッピングを行うデマッピング手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
Demodulation means for receiving and demodulating a radio frequency signal of the block unit including data symbols transmitted by the transmission device according to any one of claims 1 to 4,
Waveform equalizing means for performing waveform equalization using a pair of unique words inserted in the block,
Buffer symbol removing means for removing the buffer symbol inserted in the block after the waveform equalization,
Demapping means for demapping the data symbols inserted in the block after removing the buffer symbols,
A receiving device comprising:.
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李 泰雨、落合 秀樹: "Cyclic Prefixを用いたSC−FDE信号のTrellis Shapingによるピーク電力低", 電子情報通信学会2011年通信ソサイエティ大会講演論文集1, JPN6022004883, 30 August 2011 (2011-08-30), pages 388, ISSN: 0004833871 *

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