JP3576412B2

JP3576412B2 - OFDM signal transmission method, OFDM signal transmission device, and OFDM signal reception device

Info

Publication number: JP3576412B2
Application number: JP36362598A
Authority: JP
Inventors: 稔行方; 一美佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP2000188583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送フレームを用いて情報の伝送を行なう通信システムにおいて、特に時分割多重（ＴＤＤ）方式を採用している通信システムにおいて、伝送フレーム内の情報が直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調信号であるときに、伝送フレーム同期性能を向上させるようにしたＯＦＤＭ信号伝送方法、ＯＦＤＭ信号送信装置及びＯＦＤＭ信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像信号や音声信号、そしてデータ信号の伝送において、高品質で周波数利用効率が高く、かつ異なる品質の信号の伝送が可能なディジタル変調／伝送方式として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）出変調方式が注目されている。
【０００３】
また、ＯＦＤＭ方式は無線通信に不可避なマルチパス伝播干渉に強い基本伝送特性を持っていることも注目されている大きな要因である。ＯＦＤＭ方式は、ディジタル地上波ＴＶ放送システムの伝送方式として欧州および日本で採用が決まり、現在、実証実験が開始されている。
【０００４】
さらに、耐マルチパス伝播特性に優れいてることから、公衆サービスや自営サービスの広帯域マルチメディア通信に適しているとして、米国のＩＥＥＥ８０２．１１や欧州のＥＴＳＩ−ＢＲＡＮ、そして日本のＡＲＩＢ−ＭＭＡＣなどで採用が決まりつつある伝送方式である。
【０００５】
ＯＦＤＭ方式は、伝送するディジタルデータを互いに直交する多数の搬送波（サブキャリアと称する）に分散してそれぞれのサブキャリを変調する方式である。ＯＦＤＭ信号は、通常、各サブキャリアを多相ＰＳＫ変調もしくは多値ＱＡＭ変調し、これらサブキャリアを逆高速フーリェ変換（ＩＦＦＴ）を行なって生成される。
【０００６】
このように逆高速フーリェ変換により生成された有限時間（ブロック）のＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭ有効シンボルと呼び、これにマルチパス対策のためのＯＦＤＭシンボルの一部を複製したガードインターバルを付与してＯＦＤＭシンボルが生成される。
【０００７】
ディジタル地上波放送システムでは、このＯＦＤＭシンボルを連続的に生成し、映像信号や音声信号を伝送フレームに乗せて伝送する。その際、同システムでは、伝送フレームの検出のために、伝送フレームの先頭に無信号のヌルシンボルを設け、比較的容易に伝送フレームの検出（同期）を実現している。
【０００８】
元来、ＯＦＤＭ信号の時間波形は、雑音と同様な性質を持っているため、時間波形に特徴がない。そこで、放送システムでは、物理的に振幅が無い（受信信号が存在しない）信号としてヌルシンボルを挿入し、その存在を検出することで伝送フレームの同期を図っている。
【０００９】
しかし、時分割多重（ＴＤＤ）方式を採用した通信システムでは、送受信が同一周波数で行われる上、１つの伝送フレーム内に複数のユーザ用の送信期間（送信スロット）と複数のユーザ用の受信期間（受信スロット）が存在する。
これら送受信スロットは、必ずしも全部が使用されているわけではない。
【００１０】
特に端末局（ユーザ）から基地局への送信に利用される送信スロットには、空きがある場合がある。これを基地局で見ると先述したヌルシンボルに相当するため、ＴＤＤ方式を採用した通信システムでは、ヌルシンボルを伝送フレーム検出用に挿入することはできない。
【００１１】
したがって、この場合には別途伝送フレーム検出用のシンボルが必要となる。米国で標準化されたＯＦＤＭ方式を採用した無線ＬＡＮシステム（ＩＥＥＥ８０２．１１）では、伝送フレーム検出用に同一ＯＦＤＭ有効シンボルを連続して送信する方法（スタートシンボルと称する）が提案されている。
【００１２】
この提案では、このスタートシンボルどうしの相関演算をすることにより、伝送フレームの検出を行う。また、この連続する２つのスタートシンボルは伝送フレーム検出の他に、ＯＦＤＭシンボル同期や周波数オフセット検出、サンプリング位相誤差検出等に用いることができる。
【００１３】
さらに、差動変調伝送の場合には、このスタートシンボルを基準位相シンボルとして用いることができる。これは、無線ＬＡＮシステムがランダムアクセス方式を採用していること、そして１つの伝送フレームは１人のユーザしか利用しないためである。しかし、ＴＤＤ方式の通信システムに適用する場合、同一の伝送フレーム内に複数のユーザの送信スロットと受信スロットが存在し、スロット同期を取るために各送受信スロット内の連続する２つのスタートシンボルを配置する構成となる。
【００１４】
このような構成とすると、この連続する２つのスタートシンボルだけの相関演算結果だけでは、スロットの同期は実現できても伝送フレームの検出は実現できない。そこで、ヌルシンボルでもなく、さらに連続するスタートシンボルでもない伝送フレーム検出シンボルが必要となる。
【００１５】
しかも、ＯＦＤＭ方式を採用していることから、現存する無線通信システムに頻繁に見られる時間軸上で変調されたユニークワードやプリアンブル等を伝送フレーム検出用に付与することは適切ではないとう問題点があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＴＤＤ方式の通信システムにＯＦＤＭ信号を適用した場合、複数の送受信スロットで構成する伝送フレームでは、スロットが存在しないことがあるため、ヌルシンボルを伝送フレーム検出に用いることができないという問題点があった。
【００１７】
さらに、各スロットの先頭に位置するスロット同期のための少なくとも２つ以上の連続する同一のスタートシンボルを用いても伝送フレームの検出を行うことができないという問題点があった。
【００１８】
また、ＯＦＤＭ信号の時間波形から同期情報を抽出するには、ＯＦＤＭシンボルどうしの相関演算を利用する他は無い現状もある。
【００１９】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、複数の送受信スロットで構成される伝送フレームを用いて通信を行う際に、ヌルシンボルではなく、かつ連続する複数のスタートシンボルでもない伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを伝送フレーム内に配置し、かつＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関処理やスタートシンボル相関処理と独立した相関処理で伝送フレームの検出が実現できるＯＦＤＭ信号伝送方法、ＯＦＤＭ信号送信装置及びＯＦＤＭ信号受信装置を提供する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、前記伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルは、１つの前記伝送フレーム内に少なくとも２個以上が配置され、かつそれぞれが異なる信号波形を有することを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理と独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００２４】
さらに本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、前記伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルは、１つの前記伝送フレーム内に少なくとも２種類以上を順次伝送し、かつこれを１つの前記伝送フレーム内で少なくとも２回以上繰り返すことを特徴とする。
【００２５】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した同期処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００２６】
さらに本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法は、順次伝送される複数の異なる伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルが、１つの伝送フレーム内で繰り返し連続で伝送されることを特徴とする。
【００２７】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理と独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００２８】
また本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法において、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを、前記伝送フレーム内に配置し、伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルが、直交周波数多重変調された有効シンボル期間内に構成されることを特徴とする。
【００２９】
このような構成とすることにより、装置の簡略化が可能になると共に、冗長成分である伝送フレーム検出用ＯＦＤＭ伝送期間を短縮することが可能となる。
【００３２】
また、本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを、前記伝送フレーム内に配置する配置伝送手順と、前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、前記配置伝送手順は、１つの前記伝送フレーム内に少なくとも２個以上、かつそれぞれが異なる信号波形を有する前記伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを配置して伝送することを特徴とする。
【００３３】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００３４】
また、本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを、前記伝送フレーム内に配置して伝送する配置伝送手順と、前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、前記配置伝送手順は、１つの前記伝送フレーム内で少なくとも２種類以上の前記伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルをそれぞれ順次配置して伝送することを２回以上繰り返すことを特徴とする。
【００３５】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００３６】
また、本発明のＯＦＤＭ信号伝送方法は、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって生成される伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを、前記伝送フレーム内に配置して伝送する配置伝送手順と、前記配置伝送手順で伝送された伝送フレームを検出する検出手順とを具備し、前記配置伝送手順は、１つの前記伝送フレーム内で複数の異なる伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルが、１つの伝送フレーム内で繰り返し連続伝送することを特徴とする。
【００３７】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００４２】
また本発明のＯＦＤＭ信号送信装置は、前記伝送フレーム検出用データ及び前記伝送フレーム検出用データ以外の情報データが入力され、前記伝送フレーム検出用データと前記情報データを順次隣接して伝送フレームを構成するようにデータ配列を行なうデータ配列手段と、前記データ配列手段により配列されたデータに基づいて、複数のサブキャリアを直交周波数分割多重変調することにより、順次隣接する伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルと、前記伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルに続いて伝送される情報ＯＦＤＭシンボルとによって構成される伝送フレームを生成する変調手段とを具備し、前記伝送フレーム検出用データが、伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルを少なくとも２種類以上生成して、かつこれらを１つの前記伝送フレーム内で少なくとも複数回繰り返すことを特徴とする。
【００４３】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００４４】
また本発明のＯＦＤＭ信号受信装置は、伝送フレーム検出用データ及び伝送フレーム検出用データ以外の情報データに基づいて複数のサブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調によって変調され、伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルと情報ＯＦＤＭシンボルとを有する伝送フレームにより伝送されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、受信手段により受信したＯＦＤＭ信号を直交周波数分割多重復調して、情報ＯＦＤＭシンボルから情報データを得る復調手段と、少なくとも伝送フレーム検出用ＯＦＤＭシンボルの伝送期間の半分の期間だけ遅延させる遅延手段と、遅延手段の入出力を用いてＯＦＤＭ信号の類似性を検出する類似性検出手段と、類似性検出手段の検出結果に基づいてＯＦＤＭ信号内の伝送フレームの位置を逐次補正する伝送フレーム位置補正手段とを具備する。
【００４５】
このような構成とすることにより、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関やスタートシンボル相関を利用した検出処理とは独立して伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る伝送フレームとその構成例である。
【００４７】
この実施例では、１つの伝送フレームは、伝送フレーム検出用シンボル（以下では、伝送フレーム同期シンボルと記述する）と受信フレームと送信フレームで構成される時分割多重／時分割多元接続方式を仮定している。
【００４８】
伝送フレーム内の伝送フレーム同期シンボルは、複数の周波数サブキャリアを用いた直交周波数分割多重変調されたＯＦＤＭ信号である。それに続く受信フレームならびに送信フレームは、複数のユーザに割り当てられた複数の受信スロットと送信スロットから構成され、それぞれの送受信スロットは、伝送フレーム同期シンボルと同様に変調されたＯＦＤＭ信号である。
【００４９】
全てのＯＦＤＭ信号が直交周波数分割多重変調されている。図１に示した伝送フレームには、伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭（送信フレームと受信フレームの間）に配置してあるが、この伝送フレーム同期シンボルは、受信フレームと送信フレームの間に配置しても良い。
【００５０】
また、図１では伝送フレーム同期シンボルの詳細を示していないが、一例として少なくともそれぞれが異なる２種類以上のＯＦＤＭ信号が挿入されており、場合によっては、それらを複数回繰り返して配置しても良いものとする。後述するが、例えばＯＦＤＭ信号ＡとＯＦＤＭ信号Ｂとを用い、Ａ、Ｂと配置したり、Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂと配置すると極めて効果的である。ＡとＢとの関係は、位相回転の関係であっても良い。
【００５１】
以上のように複数種のＯＦＤＭ信号を伝送フレーム内に交互に配置することで、マルチパス伝播環境下で良好な同期特性を実現するために用いられる同一ＯＦＤＭ信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするように信号配置した伝送フレームにおいても本発明によって伝送フレームの検出が容易に実現できる。
【００５２】
また、ＴＤＤ方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレームの検出とその維持ができる。
【００５３】
図２は、本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例である。この実施例では、１つの伝送フレームをＭ個のＯＦＤＭシンボルで構成し、また１つのＯＦＤＭシンボルをＮ本の周波数サブキャリアで構成している。
【００５４】
すなわち、１つの伝送フレームは、周波数方向にＮ個で時間方向にＭ個のデータによって構成される。本実施の形態においては、伝送フレームの先頭に伝送フレーム同期シンボルＡを割り当て、その次に伝送フレーム同期シンボルＢを、その次に伝送フレーム同期シンボルＡまたは受信シンボルを、その次に伝送フレーム同期シンボルＢまたは受信シンボルを、それぞれ割り当てる。
【００５５】
すなわち、３番目からもしくは５番目から受信スロット用の受信シンボルが割り当てられ、それに引き続いて送信スロット用の送信シンボルが割り当てられる。本実施形態では、伝送フレーム同期シンボルＡとＢの２種類を使用し、かつそれらの組み合わせを１回または２回伝送する例を示しているが、このＡ、Ｂの組み合わせの伝送回数は、本実施形態に示す１回または２回に限定するものではなく、本発明の主旨からすれば１回以上で良い。
【００５６】
さらに同図では、伝送フレーム同期シンボルは、ＡとＢの２種類を用い、このシンボルＡとＢを交互に配置する構成を示しているが、本発明の主旨においては、この割り当て方法に限ったものではなく、伝送フレーム同期シンボルＡ、Ｂ、Ｃの３種を用い、シンボルＡ、Ｂ、Ｃとか、Ａ，Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃと割り当てても良い。
【００５７】
同図では伝送フレームの先頭に伝送フレーム同期用シンボルを割り当ててあるが、伝送フレーム内であれば、割り当て位置は特別限定するものでもない。例えば、図１の説明と同様に、受信シンボル群（受信フレーム）と送信シンボル群（送信フレーム）との間に割り当てても良い。
【００５８】
以上のように複数種の異なる伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、マルチパス伝播環境下で良好な同期特性を実現するために用いられる同一ＯＦＤＭ信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするように信号配置した伝送フレームにおいても、本発明により伝送フレームの同期が容易に実現できる。
【００５９】
また、ＴＤＤ方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【００６０】
図３は、本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭシンボル信号で構成し、かつ伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例である。また、伝送フレーム同期用シンボルを有効シンボルＦＳＳ（Ａ）やＦＳＳ（Ｂ）とガード期間ＧＦ（Ａ）やＧＦ（Ｂ）で具体的に示している。
【００６１】
本実施形態では、伝送フレームの先頭にＯＦＤＭシンボル長（有効シンボル＋ガード期間）の伝送フレーム同期シンボルＡとＢを交互に２回割り当て、その後に情報シンボルＩ（１）とＩ（２）が続く構成である。この実施形態では、２種類の伝送フレーム同期シンボルを２回伝送する構成を示しているが、本発明の主旨からすれば、２種類以上でかつ少なくとも１回以上を繰り返し伝送する構成であれば良いので、この実施形態の限りではない。
【００６２】
また、情報シンボルとの境界に位置する伝送フレーム同期シンボルＢは、差動変調を行なう際のスタートシンボルとして利用することもできる。
【００６３】
以上のように複数種の異なるＯＦＤＭシンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、ＴＤＤ方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【００６４】
図４は、本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した実施例である。
【００６５】
また、同図は、マルチパス伝播環境下で良好なスロットもしくはシンボル同期を実現するために同一ＯＦＤＭ信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするようにした有効シンボル長のスタートシンボルを２個連続的に割り当てた伝送フレームの構成例である。
【００６６】
このような場合にも図３と同様に、伝送フレームシンボルを有効シンボルＦＳＳ（Ａ）やＦＳＳ（Ｂ）とガード期間ＧＦ（Ａ）やＧＦ（Ｂ）を割り当てた構成をとる。同図の実施形態では、有効シンボルとガード期間からなるＯＦＤＭシンボルとして伝送フレーム同期シンボルＡとＢを交互に２回割り当て、これに引き続き有効シンボル長のスタートシンボルＳＳが２連続（ＳＳ（１）とＳＳ（２））、その後に情報シンボルが配置されている。
【００６７】
以上のように複数種の異なるＯＦＤＭシンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、ＴＤＤ方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【００６８】
また、本発明の主旨からすれば、図１乃至図３での説明と同様に、フレーム同期シンボルＡとＢは、それぞれ１回ずつ割り当て、その後にスタートシンボルを２個配置する構成でも、同様な効果が得られる。
【００６９】
図５は、本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例である。また、伝送フレームシンボルを有効シンボルＦＳＳ（Ａ）やＦＳＳ（Ｂ）だけで構成した場合を示している。本実施形態では、伝送フレームの先頭に有効シンボル長の伝送フレーム同期用シンボルＡとＢを交互に割り当て、それに引き続いて情報シンボル（１）と（２）が割り当てられている。
【００７０】
この実施の形態では、２種類の伝送フレーム同期シンボルを用いているが、２種類以上でかつ１回以上を繰り返す構成であれば、この実施形態の限りではない。
【００７１】
つまり、本発明の主旨によれば、ＦＳＳ（Ａ）、ＦＳＳ（Ｂ）に引き続いてＩ（１）、Ｉ（２）でも良い。また、伝送フレーム同期シンボルＢは、差動変調を行なう際のスタートシンボルに割り当てることもできる。
【００７２】
以上のように複数種の異なる有効シンボル長の伝送フレーム同期シンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、ＴＤＤ方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【００７３】
図６は、本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、伝送フレーム同期用シンボルを伝送フレームの先頭に配置した実施例である。
【００７４】
また、同図は、マルチパス伝播環境下で良好なスロットもしくはシンボル同期を実現するために同一ＯＦＤＭ信号を連続配置して等価的にガード期間を長くするようにした有効シンボル長のスタートシンボルを連続して割り当てた伝送フレーム構成である。
【００７５】
本実施形態では、伝送フレームシンボルを有効シンボルＦＳＳ（Ａ）やＦＳＳ（Ｂ）だけを割り当てている。同図の実施の形態では、有効シンボル長の伝送フレーム同期シンボルＡとＢを交互に２回割り当て、これに引き続き有効シンボル長のスタートシンボルＳＳが２連続（ＳＳ（１）とＳＳ（２））、その後に情報シンボルＩ（１）が配置されている構成であるが、本発明の主旨からすれば、伝送フレーム同期シンボルＡとＢを１回割り当て、これに引き続きスタートシンボルＳＳが２連続、その後に情報シンボルＩを割り当てても良い。
【００７６】
以上のように複数種の異なる有効シンボル長の伝送フレーム同期シンボルを伝送フレーム内に交互に配置することで、伝送フレームの同期が容易に実現できる。また、ＴＤＤ方式で通信を行なう場合でも送信フレームの影響を受けずに確実に伝送フレーム同期と同期の維持ができる。
【００７７】
図７は、本発明に係るＯＦＤＭ伝送装置、特に送信装置の構成およびＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための一実施例である。入力端子１を介して入力された情報データは、Ｓ／Ｐ変換器２によってパラレルデータに変換された後、シンボルマッピング回路３によってＩデータ及びＱデータからなる情報シンボルデータに変換される。
【００７８】
この情報シンボルデータは、多相ＰＳＫ信号や多値ＱＡＭ信号である。シンボルマッピング回路３からの情報シンボルデータは、マルチプレクサ回路４に入力される。マルチプレクサ回路４には、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５，６からそれぞれ伝送フレーム同期シンボル用データＡとＢも入力されており、マルチプレクサ回路４は、図３や図５の伝送フレーム例に対応させてデータ配列手段７が情報シンボルデータ、伝送フレーム同期シンボル用データＡ、伝送フレーム同期シンボル用データＢを切り換えてインターリーブ回路８に与える。
【００７９】
インターリーブ回路８は必須機能ではないが、本実施例では含んでいる。インターリーブ回路８の出力は、ＩＦＦＴ（逆高速フーリェ変換）回路９に入力され、逆高速フーリェ変換により有効シンボル長の時間波形に変換される。ガード期間付加回路１０では、マルチパス干渉歪みの影響を低減するためのガード期間を付加してＤ／Ａ変換器１１，１２に出力する。
【００８０】
ガード期間付加回路１０では、必ずしもガード期間を付加するわけではない。図３に示した伝送フレーム例では、すべてのＯＦＤＭ信号にガード期間が付加されているが、図４に示した伝送フレーム例では、スタートシンボルにガード期間が付加されてない。
【００８１】
また、図５や図６の伝送フレーム同期シンボルにはガード期間が付加されない。Ｄ／Ａ変換器１１、１２によりアナログ信号に変換されたＯＦＤＭ信号は、ＬＰＦ１３、１４で帯域制限（波形整形）し、直交変調回路１５に入力される。
【００８２】
直交変調回路１５では、ＬＰＦ１３、１４の出力を周波数混合器１６、１７により発振器１８からの正弦波とπ／２位相器１９からの余弦波により中間周波数に変換される。中間周波数に変換された周波数混合器１６、１７の出力は合成器２０で合成され、ＢＰＦ２１で帯域制限される。
【００８３】
ＢＰＦ２１の出力は、増幅器２２で増幅され、シンセサイザ２３と周波数混合器２４により無線周波数に周波数変換される。周波数混合器２４の出力は、ＢＰＦ２５で帯域制限され、ＲＦ信号として出力される。
【００８４】
直交変調回路１５の出力をＲＦ信号に変換する部分を周波数変換回路２６で示している。以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームが構成できる。
【００８５】
図８は、本発明に係るＯＦＤＭ伝送装置、特に送信装置の構成およびＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための別の実施形態である。入力端子１を介して入力された情報データは、Ｓ／Ｐ変換器２によってパラレルデータに変換された後、シンボルマッピング回路３によってＩデータ及びＱデータからなる情報シンボルデータに変換される。
【００８６】
この情報シンボルデータは、多相ＰＳＫ信号や多値ＱＡＭ信号である。シンボルマッピング回路３からの情報シンボルデータは、インターリーブ回路８に入力される。インターリーブ回路８は必須機能ではないが、本実施例では含んだ構成を説明する。
【００８７】
インターリーブ回路８の出力は、ＩＦＦＴ回路９にて逆フーリェ変換され、有効シンボル長の時間波形に変換される。ガード期間付加回路１０では、マルチパス干渉歪みの影響を緩和するためのガード期間を付加してマルチプレクサ回路４に入力される。
【００８８】
マルチプレクサ回路４には、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５、６からそれぞれ伝送フレーム同期シンボル用ＯＦＤＭ信号時間波形データＡとＢも入力されており、マルチプレクサ回路４は、図３や図５の伝送フレーム例に対応させてデータ配列手段７が情報シンボル、伝送フレーム同期シンボルＡ、伝送フレーム同期シンボルＢを切り換えてＤ／Ａ変換器１１，１２に出力する。情報シンボルにはガード期間付加回路１０でガード期間が付加されるが、ＲＯＭ５、６から読み出された伝送フレーム同期シンボルには、図５や図６に示すようにガード期間が付加されていない。
【００８９】
Ｄ／Ａ変換器１１、１２によりアナログ信号に変換されたＯＦＤＭ信号は、ＬＰＦ１３、１４で帯域制限（波形整形）し、直交変調回路１５に入力される。直交変調回路１５では、ＬＰＦ１３、１４の出力を周波数混合器１６、１７により発振器１８からの正弦波とπ／２位相器１９からの余弦波により中間周波数に変換される。
【００９０】
中間周波数に変換された周波数混合器１６、１７の出力は合成器２０で合成され、ＢＰＦ２１で帯域制限される。ＢＰＦ２１の出力は、増幅器２２で増幅され、シンセサイザ２３と周波数混合器２４により無線周波数に周波数変換される。
【００９１】
周波数混合器２４の出力は、ＢＰＦ２５で帯域制限され、ＲＦ信号として出力される。直交変調回路１５の出力をＲＦ信号に変換する部分を周波数変換回路２６で示している。
【００９２】
以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームが構成できる。
【００９３】
図９は、本発明に係るＯＦＤＭ伝送装置、特に受信装置の構成と受信動作を詳述するための一実施例である。入力端子３１からＲＦ信号が入力され、ＢＰＦ３２で帯域制限された後、増幅器３３で増幅される。
【００９４】
増幅されたＲＦ信号は、シンセサイザ３４と周波数混合器３５により中間周波数に変換される。中間周波数に変換された受信信号は、イメージ除去のためにＢＰＦ３６に入力される。
【００９５】
帯域制限された信号は、増幅器３７で増幅され、直交復調手段３８に入力され、ベースバンド信号に変換される。直交復調手段３８は、増幅器３７の出力である中間周波数信号を発振器３９からの出力とπ／２位相器４０の出力と周波数混合器４１、４２によってベースバンド信号に変換される。
【００９６】
周波数混合器４１、４２の出力は、ＬＰＦ４３、４４で帯域制限され、Ａ／Ｄ変換器４５、４６で離散系列に変換される。Ａ／Ｄ変換された離散系列が本発明に従って生成された図３〜６に示す伝送フレームであると、全伝送フレーム同期シンボル長の半分の時間だけ遅延する遅延手段４７に入力される。
【００９７】
図３〜６に示す伝送フレーム例では、上述した時間だけ遅延した遅延手段４７の出力と遅延手段４７の入力とは、極めて類似しているため、この類似性を検出するための類似性検出手段４８に入力される。
【００９８】
例えば、この類似性手段では、相関演算が行われ、相関演算結果のピーク値を伝送フレーム同期基準時刻とする。類似性検出手段４８の出力は、同期保護回路４９にて同期外れが起こり難いような保護がなされ、この伝送フレームのタイミングをもってスイッチ回路５０を動作させ、図１に示す受信フレーム（受信スロット群）だけを受信させる。
【００９９】
スイッチ回路５０を通過した受信ＯＦＤＭ信号からガード期間がガード期間除去回路５１で除去され、ＦＦＴ（高速フーリェ変換）回路５２にて周波数サブキャリアに変換される。ＦＦＴ回路５２の出力は、デインターリーブ回路５３でデインターリーブされ、デマルチプレクサ回路５４において情報シンボルデータのみを選択してシンボルデマッピング回路５５に与える。
【０１００】
シンボルデマッピング回路５５の出力は、Ｐ／Ｓ変換器５６によりしりある情報データが再生される。同図で、遅延手段４７と類似性検出手段４８と保護手段４９で伝送フレーム同期回路５７を構成し、スイッチ手段５０からＰ／Ｓ変換器５６までの回路で復調手段５８が構成される。
【０１０１】
以上のような一連の信号処理を行なうことにより本発明の目的であるＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームを受信した際に、伝送フレームの同期が実現でき、特にＴＤＤで通信を行なう場合に正しく受信フレーム期間（受信スロット群）、すなわち受信ＯＦＤＭシンボルを正確に受信できる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の送受信スロットで構成される伝送フレームを用いて通信を行う際に、ヌルシンボルではなく、かつ連続する複数のスタートシンボルでもない伝送フレーム用同期信号を伝送フレーム内に配置し、かつＯＦＤＭシンボルのガードインターバル相関処理やスタートシンボル相関処理と独立した相関処理で伝送フレームの同期が実現できるＯＦＤＭ信号伝送方法、ＯＦＤＭ信号送信装置及びＯＦＤＭ信号受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る伝送フレームとその構成例を説明する図。
【図２】本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した一実施例を説明する図。
【図３】本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図４】本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図５】本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図６】本発明に係る伝送フレームをＯＦＤＭ信号で構成し、かつ伝送フレーム同期シンボルを伝送フレームの先頭に配置した別の実施例を説明する図。
【図７】本発明に係るＯＦＤＭ伝送装置、特に送信装置の構成およびＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための一実施例を詳述する図。
【図８】本発明に係るＯＦＤＭ伝送装置、特に送信装置の構成およびＯＦＤＭ信号で構成される伝送フレームの生成動作を詳述するための別の実施例を詳述する図。
【図９】本発明に係るＯＦＤＭ伝送装置、特に受信装置の構成と受信動作を詳述するための一実施例を詳述する図。
【符号の説明】
１…入力端子
２…Ｓ／Ｐ変換器
３…シンボルマッピング回路
４…マルチプレクサ回路
５，６…ＲＯＭ
７…データ配列手段
８…インターリーブ回路
９…ＩＦＦＴ回路
１０…ガード期間付加回路
１１，１２…Ｄ／Ａ変換器
１３，１４…ＬＰＦ
１５…直交変調回路
１６，１７…周波数混合器
１８…発振器
１９…π／２位相器
２０…合成器
２１・・・ＢＰＦ
２２…増幅器
２３・・・シンセサイザ
２４…周波数混合器
２５…ＢＰＦ
２６…周波数変換回路
２７・・・変調手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication system for transmitting information by using a transmission frame, and particularly to a communication system employing a time division multiplexing (TDD) system, wherein information in a transmission frame is modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal. The present invention relates to an OFDM signal transmission method, an OFDM signal transmission device, and an OFDM signal reception device that improve transmission frame synchronization performance when.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in transmission of video signals, audio signals, and data signals, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been used as a digital modulation / transmission method capable of transmitting signals of high quality, high frequency use efficiency, and different qualities. Multiplexing) modulation schemes are receiving attention.
[0003]
Further, the OFDM system has a basic transmission characteristic that is strong against multipath propagation interference that is inevitable in wireless communication, which is also a major factor that has attracted attention. The OFDM system has been decided to be adopted in Europe and Japan as a transmission system of a digital terrestrial TV broadcasting system, and demonstration experiments have been started.
[0004]
In addition, it has been adopted by IEEE 802.11 in the United States, ETSI-BRAN in Europe, ARIB-MMAC in Japan, etc., as it is suitable for broadband multimedia communications for public services and private services because of its excellent multipath propagation resistance. Is a transmission system that is being determined.
[0005]
The OFDM system is a system in which digital data to be transmitted is dispersed into a number of orthogonal carrier waves (called subcarriers) and each subcarrier is modulated. An OFDM signal is usually generated by subjecting each subcarrier to polyphase PSK modulation or multilevel QAM modulation, and performing an inverse fast Fourier transform (IFFT) on these subcarriers.
[0006]
A finite time (block) OFDM signal generated by the inverse fast Fourier transform in this way is called an OFDM effective symbol, and a guard interval obtained by duplicating a part of the OFDM symbol for multipath countermeasures is added to the OFDM signal. Is generated.
[0007]
In a digital terrestrial broadcasting system, the OFDM symbol is continuously generated, and a video signal and an audio signal are transmitted in a transmission frame. At that time, in the system, a null symbol of no signal is provided at the head of the transmission frame to detect the transmission frame, and the detection (synchronization) of the transmission frame is relatively easily realized.
[0008]
Originally, the time waveform of an OFDM signal has the same properties as noise, and thus has no characteristic in the time waveform. Therefore, in the broadcasting system, a null symbol is inserted as a signal having no physical amplitude (there is no received signal), and the presence of the null symbol is detected to synchronize the transmission frame.
[0009]
However, in a communication system employing a time division multiplexing (TDD) system, transmission and reception are performed at the same frequency, and a transmission period (transmission slot) for a plurality of users and a reception period for a plurality of users are included in one transmission frame. (Reception slot) exists.
Not all of these transmission / reception slots are used.
[0010]
In particular, there is a case where a transmission slot used for transmission from a terminal station (user) to a base station has an empty space. When this is viewed from the base station, it corresponds to the above-mentioned null symbol, so that in a communication system employing the TDD scheme, a null symbol cannot be inserted for detecting a transmission frame.
[0011]
Therefore, in this case, a separate symbol for detecting the transmission frame is required. In a wireless LAN system (IEEE802.11) adopting the OFDM scheme standardized in the United States, a method of continuously transmitting the same OFDM effective symbol for detecting a transmission frame (referred to as a start symbol) has been proposed.
[0012]
In this proposal, a transmission frame is detected by performing a correlation operation between the start symbols. Further, the two consecutive start symbols can be used for OFDM symbol synchronization, frequency offset detection, sampling phase error detection, and the like in addition to transmission frame detection.
[0013]
Further, in the case of differential modulation transmission, this start symbol can be used as a reference phase symbol. This is because the wireless LAN system adopts a random access method and one transmission frame is used by only one user. However, when applied to a TDD communication system, transmission slots and reception slots of a plurality of users exist in the same transmission frame, and two consecutive start symbols in each transmission / reception slot are arranged in order to synchronize the slots. Configuration.
[0014]
With such a configuration, it is not possible to detect a transmission frame even though synchronization of the slot can be realized only by the result of the correlation operation using only two consecutive start symbols. Therefore, a transmission frame detection symbol that is neither a null symbol nor a continuous start symbol is required.
[0015]
Moreover, since the OFDM method is adopted, it is not appropriate to add a unique word or preamble modulated on the time axis, which is frequently found in existing wireless communication systems, for detecting a transmission frame. there were.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when an OFDM signal is applied to a TDD communication system, a transmission frame composed of a plurality of transmission / reception slots may not have a slot, so that a null symbol cannot be used for transmission frame detection. There was a problem.
[0017]
Further, there is a problem in that a transmission frame cannot be detected even if at least two or more consecutive identical start symbols for slot synchronization located at the beginning of each slot are used.
[0018]
In addition, there is no other way to extract synchronization information from a time waveform of an OFDM signal than to use a correlation operation between OFDM symbols.
[0019]
The present invention has been made in view of the above problems, and when performing communication using a transmission frame including a plurality of transmission / reception slots, is not a null symbol, and is not a plurality of continuous start symbols. An OFDM signal transmission method, an OFDM signal transmission apparatus, and an OFDM signal transmission method capable of arranging an OFDM symbol for transmission frame detection in a transmission frame and realizing detection of the transmission frame by correlation processing independent of guard interval correlation processing and start symbol correlation processing of the OFDM symbol. An OFDM signal receiving device is provided.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an OFDM signal transmission method according to the present invention arranges transmission frame detection OFDM symbols generated by orthogonal frequency division multiplexing modulation using a plurality of frequency subcarriers in the transmission frame. , The OFDM symbol for detecting a transmission frame,At least two or more are arranged in one transmission frame, and each has a different signal waveform.
[0023]
With such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0024]
Further, the OFDM signal transmission method of the present invention further comprises:A transmission frame detection OFDM symbol generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged in the transmission frame, and the transmission frame detection OFDM symbol isAt least two or more types are sequentially transmitted in one transmission frame, and this is repeated at least twice in one transmission frame.
[0025]
With such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of synchronization processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0026]
Further, the OFDM signal transmission method according to the present invention is characterized in that a plurality of different transmission frame detection OFDM symbols transmitted sequentially are repeatedly and continuously transmitted in one transmission frame.
[0027]
With such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0028]
Further, in the OFDM signal transmission method of the present invention, an OFDM symbol for transmission frame detection generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged in the transmission frame,The transmission frame detection OFDM symbol is configured within an effective symbol period subjected to orthogonal frequency multiplex modulation.
[0029]
With such a configuration, the apparatus can be simplified, and the transmission frame detection OFDM transmission period, which is a redundant component, can be shortened.
[0032]
Also, the OFDM signal transmission method of the present invention includes: an arrangement transmission procedure for arranging a transmission frame detection OFDM symbol generated by orthogonal frequency division multiplexing modulation using a plurality of frequency subcarriers in the transmission frame; Detecting a transmission frame transmitted in the transmission procedure, andThe arrangement transmission procedure is characterized in that at least two or more OFDM symbols for detecting a transmission frame having different signal waveforms are arranged and transmitted in one transmission frame.
[0033]
By adopting such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0034]
Also, the OFDM signal transmission method of the present inventionAre arranged transmission procedures for arranging transmission frame detection OFDM symbols generated by orthogonal frequency division multiplexing modulation using a plurality of frequency subcarriers in the transmission frame and transmitting the transmission frames, and transmitted in the arrangement transmission procedure. Detecting a transmission frame.The arrangement transmission procedure is characterized in that at least two or more types of the transmission frame detection OFDM symbols are sequentially arranged and transmitted in one transmission frame twice or more.
[0035]
By adopting such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0036]
The OFDM signal transmission method according to the present invention further includes an arrangement transmission procedure in which an OFDM symbol for transmission frame detection generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged and transmitted in the transmission frame. Comprising a detection procedure for detecting a transmission frame transmitted in the arrangement transmission procedure,The arrangement transmission procedure is characterized in that a plurality of different transmission frame detection OFDM symbols in one transmission frame are repeatedly and continuously transmitted in one transmission frame.
[0037]
By adopting such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0042]
In the OFDM signal transmitting apparatus of the present invention, the transmission frame detection data and information data other than the transmission frame detection data are input, and the transmission frame detection data and the information data are sequentially adjacent to form a transmission frame. A data arranging means for arranging the data so as to perform the orthogonal frequency division multiplexing modulation on a plurality of subcarriers based on the data arranged by the data arranging means, so that OFDM symbols for detecting adjacent transmission frames are successively arranged Modulating means for generating a transmission frame composed of an information OFDM symbol transmitted following the transmission frame detection OFDM symbol;The transmission frame detection data is characterized by generating at least two types of transmission frame detection OFDM symbols and repeating these at least a plurality of times in one transmission frame.
[0043]
By adopting such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0044]
Further, the OFDM signal receiving apparatus according to the present invention is characterized in that the OFDM signal is modulated by orthogonal frequency division multiplexing modulation using a plurality of subcarriers based on transmission frame detection data and information data other than the transmission frame detection data. Receiving means for receiving an OFDM signal transmitted by a transmission frame having an information OFDM symbol and orthogonal frequency division multiplex demodulation of the OFDM signal received by the receiving means to obtain information data from the information OFDM symbol; Delay means for delaying at least a half of the transmission period of the transmission frame detection OFDM symbol, similarity detection means for detecting the similarity of the OFDM signal using input and output of the delay means, and a detection result of the similarity detection means Correction of the position of the transmission frame in the OFDM signal based on the ; And a transmission frame position correcting means that.
[0045]
By adopting such a configuration, detection of a transmission frame can be easily realized independently of detection processing using guard interval correlation or start symbol correlation of OFDM symbols.
[0046]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a transmission frame according to the present invention and a configuration example thereof.
[0047]
In this embodiment, one transmission frame is assumed to be a time division multiplexing / time division multiple access system composed of a transmission frame detection symbol (hereinafter referred to as a transmission frame synchronization symbol), a reception frame and a transmission frame. ing.
[0048]
The transmission frame synchronization symbol in the transmission frame is an OFDM signal that has been subjected to orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers. Subsequent reception frames and transmission frames are composed of a plurality of reception slots and transmission slots allocated to a plurality of users, and each transmission / reception slot is an OFDM signal modulated in the same manner as a transmission frame synchronization symbol.
[0049]
All OFDM signals are orthogonal frequency division multiplex modulated. In the transmission frame shown in FIG. 1, the transmission frame synchronization symbol is arranged at the head of the transmission frame (between the transmission frame and the reception frame). It may be arranged.
[0050]
Although FIG. 1 does not show details of the transmission frame synchronization symbol, at least two or more types of OFDM signals different from each other are inserted as an example, and in some cases, they may be repeatedly arranged. Shall be. As will be described later, for example, it is extremely effective to use OFDM signal A and OFDM signal B and arrange them at A and B or arrange them at A, B, A and B. The relationship between A and B may be a relationship of phase rotation.
[0051]
By arranging a plurality of types of OFDM signals alternately in a transmission frame as described above, the same OFDM signal used for achieving good synchronization characteristics in a multipath propagation environment is continuously arranged and equivalently guarded. According to the present invention, detection of a transmission frame can be easily realized even in a transmission frame in which signals are arranged so as to lengthen the period.
[0052]
Further, even when the communication is performed by the TDD method, the transmission frame can be reliably detected and maintained without being affected by the transmission frame.
[0053]
FIG. 2 shows an embodiment in which a transmission frame according to the present invention is constituted by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the head of the transmission frame. In this embodiment, one transmission frame is composed of M OFDM symbols, and one OFDM symbol is composed of N frequency subcarriers.
[0054]
That is, one transmission frame is composed of N data in the frequency direction and M data in the time direction. In the present embodiment, a transmission frame synchronization symbol A is assigned to the beginning of a transmission frame, a transmission frame synchronization symbol B is next, a transmission frame synchronization symbol A or a reception symbol is next, and a transmission frame synchronization symbol is next. B or a received symbol is assigned, respectively.
[0055]
That is, reception symbols for reception slots are allocated from the third or fifth, and transmission symbols for transmission slots are subsequently allocated. In the present embodiment, an example is shown in which two types of transmission frame synchronization symbols A and B are used, and a combination thereof is transmitted once or twice. The present invention is not limited to one or two times shown in the embodiment, but may be one or more times from the gist of the present invention.
[0056]
Further, FIG. 2 shows a configuration in which two types of transmission frame synchronization symbols A and B are used and the symbols A and B are alternately arranged. However, in the gist of the present invention, this allocation method is limited. Instead, three types of transmission frame synchronization symbols A, B, and C may be used and assigned to symbols A, B, and C, or A, B, C, A, B, and C.
[0057]
Although a transmission frame synchronization symbol is assigned to the head of the transmission frame in FIG. 10, the assignment position is not particularly limited as long as the symbol is within the transmission frame. For example, similarly to the description of FIG. 1, allocation may be made between a received symbol group (received frame) and a transmitted symbol group (transmitted frame).
[0058]
By alternately arranging a plurality of different transmission frame synchronization symbols in a transmission frame as described above, the same OFDM signal used to realize good synchronization characteristics in a multipath propagation environment is continuously arranged. According to the present invention, synchronization of transmission frames can be easily realized even in transmission frames in which signals are arranged so that the guard period is equivalently lengthened.
[0059]
In addition, even when communication is performed by the TDD method, transmission frame synchronization and synchronization can be reliably maintained without being affected by transmission frames.
[0060]
FIG. 3 shows an embodiment in which a transmission frame according to the present invention is constituted by an OFDM symbol signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the head of the transmission frame. Further, transmission frame synchronization symbols are specifically shown by valid symbols FSS (A) and FSS (B) and guard periods GF (A) and GF (B).
[0061]
In the present embodiment, transmission frame synchronization symbols A and B having an OFDM symbol length (effective symbol + guard period) are alternately allocated twice at the beginning of a transmission frame, followed by information symbols I (1) and I (2). Configuration. In this embodiment, a configuration in which two types of transmission frame synchronization symbols are transmitted twice is shown. However, in view of the gist of the present invention, a configuration in which two or more types and at least one or more times are repeatedly transmitted may be used. Therefore, it is not limited to this embodiment.
[0062]
Also, the transmission frame synchronization symbol B located at the boundary with the information symbol can be used as a start symbol when performing differential modulation.
[0063]
As described above, by alternately arranging a plurality of different OFDM symbols in a transmission frame, synchronization of the transmission frame can be easily realized. In addition, even when communication is performed by the TDD method, transmission frame synchronization and synchronization can be reliably maintained without being affected by transmission frames.
[0064]
FIG. 4 shows an embodiment in which a transmission frame according to the present invention is constituted by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the head of the transmission frame.
[0065]
Further, the figure shows that the start symbol having an effective symbol length of 2 in which the same OFDM signal is consecutively arranged and the guard period is lengthened equivalently in order to realize a good slot or symbol synchronization in a multipath propagation environment. It is an example of a structure of the transmission frame allocated continuously.
[0066]
In such a case as well, as in FIG. 3, the transmission frame symbol is assigned a valid symbol FSS (A) or FSS (B) and a guard period GF (A) or GF (B). In the embodiment shown in the figure, transmission frame synchronization symbols A and B are alternately assigned twice as an OFDM symbol consisting of an effective symbol and a guard period, followed by two consecutive start symbols SS of an effective symbol length (SS (1)). SS (2)), followed by information symbols.
[0067]
As described above, by alternately arranging a plurality of different OFDM symbols in a transmission frame, synchronization of the transmission frame can be easily realized. In addition, even when communication is performed by the TDD method, transmission frame synchronization and synchronization can be reliably maintained without being affected by transmission frames.
[0068]
According to the gist of the present invention, similarly to the description with reference to FIGS. 1 to 3, the same applies to a configuration in which the frame synchronization symbols A and B are assigned once each, and two start symbols are arranged thereafter. The effect is obtained.
[0069]
FIG. 5 shows an embodiment in which a transmission frame according to the present invention is constituted by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the head of the transmission frame. Also, a case is shown in which the transmission frame symbols are composed of only the effective symbols FSS (A) and FSS (B). In this embodiment, transmission frame synchronization symbols A and B having an effective symbol length are alternately assigned to the head of the transmission frame, and information symbols (1) and (2) are subsequently assigned.
[0070]
In this embodiment, two types of transmission frame synchronization symbols are used. However, the present invention is not limited to this embodiment as long as two or more types of transmission frame synchronization symbols are repeated at least once.
[0071]
That is, according to the gist of the present invention, I (1) and I (2) may follow FSS (A) and FSS (B). Also, the transmission frame synchronization symbol B can be assigned to a start symbol when performing differential modulation.
[0072]
As described above, by arranging a plurality of types of transmission frame synchronization symbols having different effective symbol lengths alternately in the transmission frame, synchronization of the transmission frame can be easily realized. In addition, even when communication is performed by the TDD method, transmission frame synchronization and synchronization can be reliably maintained without being affected by transmission frames.
[0073]
FIG. 6 shows an embodiment in which a transmission frame according to the present invention is configured by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the head of the transmission frame.
[0074]
In addition, the figure shows that the same OFDM signal is continuously arranged in order to realize a good slot or symbol synchronization in a multipath propagation environment, and a start symbol having an effective symbol length is set so that the guard period is lengthened equivalently. This is the transmission frame configuration assigned as follows.
[0075]
In the present embodiment, only valid symbols FSS (A) and FSS (B) are assigned to transmission frame symbols. In the embodiment shown in the figure, transmission frame synchronization symbols A and B having an effective symbol length are alternately assigned twice, followed by two consecutive start symbols SS having an effective symbol length (SS (1) and SS (2)). After that, the information symbols I (1) are arranged. However, according to the gist of the present invention, the transmission frame synchronization symbols A and B are assigned once, and the start symbol SS is successively followed by two. May be assigned an information symbol I.
[0076]
As described above, by arranging a plurality of types of transmission frame synchronization symbols having different effective symbol lengths alternately in the transmission frame, synchronization of the transmission frame can be easily realized. In addition, even when communication is performed by the TDD method, transmission frame synchronization and synchronization can be reliably maintained without being affected by transmission frames.
[0077]
FIG. 7 is an embodiment for explaining in detail the configuration of the OFDM transmission apparatus according to the present invention, particularly the configuration of the transmission apparatus and the operation of generating a transmission frame composed of OFDM signals. The information data input via the input terminal 1 is converted into parallel data by the S / P converter 2 and then converted by the symbol mapping circuit 3 into information symbol data consisting of I data and Q data.
[0078]
This information symbol data is a multi-phase PSK signal or a multi-level QAM signal. The information symbol data from the symbol mapping circuit 3 is input to the multiplexer circuit 4. The multiplexer circuit 4 also receives transmission frame synchronization symbol data A and B from read-only memories (ROMs) 5 and 6, respectively. The multiplexer circuit 4 corresponds to the transmission frame examples shown in FIGS. The data arrangement means 7 switches between the information symbol data, the data A for the transmission frame synchronization symbol, and the data B for the transmission frame synchronization symbol, and gives them to the interleave circuit 8.
[0079]
The interleave circuit 8 is not an essential function, but is included in this embodiment. The output of the interleave circuit 8 is input to an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) circuit 9 and is converted into a time waveform of an effective symbol length by inverse Fast Fourier Transform. The guard period adding circuit 10 adds a guard period for reducing the influence of multipath interference distortion and outputs the result to the D / A converters 11 and 12.
[0080]
The guard period adding circuit 10 does not always add a guard period. In the transmission frame example shown in FIG. 3, a guard period is added to all OFDM signals, but in the transmission frame example shown in FIG. 4, a guard period is not added to a start symbol.
[0081]
Also, no guard period is added to the transmission frame synchronization symbols of FIGS. The OFDM signal converted into an analog signal by the D / A converters 11 and 12 is subjected to band limitation (waveform shaping) by LPFs 13 and 14 and input to the quadrature modulation circuit 15.
[0082]
In the quadrature modulation circuit 15, the outputs of the LPFs 13 and 14 are converted into intermediate frequencies by the frequency mixers 16 and 17 by the sine wave from the oscillator 18 and the cosine wave from the π / 2 phase shifter 19. The outputs of the frequency mixers 16 and 17 converted into the intermediate frequency are combined by the combiner 20 and band-limited by the BPF 21.
[0083]
The output of the BPF 21 is amplified by an amplifier 22 and frequency-converted to a radio frequency by a synthesizer 23 and a frequency mixer 24. The output of the frequency mixer 24 is band-limited by the BPF 25 and output as an RF signal.
[0084]
A portion that converts the output of the quadrature modulation circuit 15 into an RF signal is indicated by a frequency conversion circuit 26. By performing a series of signal processing as described above, a transmission frame including an OFDM signal, which is an object of the present invention, can be configured.
[0085]
FIG. 8 is another embodiment for describing in detail the configuration of the OFDM transmission apparatus according to the present invention, in particular, the configuration of the transmission apparatus and the operation of generating a transmission frame composed of OFDM signals. The information data input via the input terminal 1 is converted into parallel data by the S / P converter 2 and then converted by the symbol mapping circuit 3 into information symbol data consisting of I data and Q data.
[0086]
This information symbol data is a multi-phase PSK signal or a multi-level QAM signal. The information symbol data from the symbol mapping circuit 3 is input to the interleave circuit 8. Although the interleave circuit 8 is not an essential function, the configuration included in this embodiment will be described.
[0087]
The output of the interleave circuit 8 is subjected to an inverse Fourier transform at the IFFT circuit 9 to be converted into a time waveform having an effective symbol length. The guard period adding circuit 10 adds a guard period for reducing the influence of multipath interference distortion and inputs the guard period to the multiplexer circuit 4.
[0088]
The multiplexer circuit 4 also receives OFDM signal time waveform data A and B for transmission frame synchronization symbols from read-only memories (ROMs) 5 and 6, respectively. The data arrangement means 7 switches the information symbol, the transmission frame synchronization symbol A, and the transmission frame synchronization symbol B to output them to the D / A converters 11, 12. Although a guard period is added to the information symbol by the guard period adding circuit 10, the guard period is not added to the transmission frame synchronization symbols read from the ROMs 5 and 6, as shown in FIGS.
[0089]
The OFDM signal converted into an analog signal by the D / A converters 11 and 12 is subjected to band limitation (waveform shaping) by LPFs 13 and 14 and input to the quadrature modulation circuit 15. In the quadrature modulation circuit 15, the outputs of the LPFs 13 and 14 are converted into intermediate frequencies by the frequency mixers 16 and 17 by the sine wave from the oscillator 18 and the cosine wave from the π / 2 phase shifter 19.
[0090]
The outputs of the frequency mixers 16 and 17 converted into the intermediate frequency are combined by the combiner 20 and band-limited by the BPF 21. The output of the BPF 21 is amplified by an amplifier 22 and frequency-converted to a radio frequency by a synthesizer 23 and a frequency mixer 24.
[0091]
The output of the frequency mixer 24 is band-limited by the BPF 25 and output as an RF signal. A portion that converts the output of the quadrature modulation circuit 15 into an RF signal is indicated by a frequency conversion circuit 26.
[0092]
By performing a series of signal processing as described above, a transmission frame including an OFDM signal, which is an object of the present invention, can be configured.
[0093]
FIG. 9 is an embodiment for describing in detail the configuration and the receiving operation of the OFDM transmission apparatus according to the present invention, particularly the receiving apparatus. An RF signal is input from an input terminal 31, band-limited by a BPF 32, and then amplified by an amplifier 33.
[0094]
The amplified RF signal is converted to an intermediate frequency by a synthesizer 34 and a frequency mixer 35. The received signal converted to the intermediate frequency is input to the BPF 36 for image removal.
[0095]
The band-limited signal is amplified by the amplifier 37, input to the quadrature demodulator 38, and converted into a baseband signal. The quadrature demodulation means 38 converts the intermediate frequency signal output from the amplifier 37 into a baseband signal by the output from the oscillator 39, the output from the π / 2 phase shifter 40, and the frequency mixers 41 and 42.
[0096]
Outputs of the frequency mixers 41 and 42 are band-limited by LPFs 43 and 44 and are converted into discrete sequences by A / D converters 45 and 46. If the A / D-converted discrete sequence is the transmission frame shown in FIGS. 3 to 6 generated according to the present invention, it is input to the delay means 47 which delays by half the total transmission frame synchronization symbol length.
[0097]
In the transmission frame examples shown in FIGS. 3 to 6, the output of the delay unit 47 delayed by the time described above and the input of the delay unit 47 are very similar, and therefore, the similarity detection unit for detecting this similarity 48.
[0098]
For example, in this similarity means, a correlation operation is performed, and the peak value of the correlation operation result is used as a transmission frame synchronization reference time. The output of the similarity detecting means 48 is protected by a synchronization protection circuit 49 so that synchronization loss is unlikely to occur. The switch circuit 50 is operated at the timing of the transmission frame, and the reception frame (reception slot group) shown in FIG. Just let me receive.
[0099]
A guard period is removed from the received OFDM signal that has passed through the switch circuit 50 by a guard period removal circuit 51, and is converted to a frequency subcarrier by an FFT (fast Fourier transform) circuit 52. The output of the FFT circuit 52 is deinterleaved by a deinterleave circuit 53, and only information symbol data is selected by a demultiplexer circuit 54 and supplied to a symbol demapping circuit 55.
[0100]
As for the output of the symbol demapping circuit 55, the P / S converter 56 reproduces the information data. In the figure, a transmission frame synchronization circuit 57 is constituted by a delay means 47, a similarity detection means 48 and a protection means 49, and a demodulation means 58 is constituted by a circuit from the switch means 50 to the P / S converter 56.
[0101]
By performing a series of signal processing as described above, synchronization of a transmission frame can be realized when a transmission frame composed of an OFDM signal, which is an object of the present invention, is received. A frame period (a group of reception slots), that is, a reception OFDM symbol can be accurately received.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when performing communication using a transmission frame including a plurality of transmission / reception slots, a transmission frame synchronization signal that is not a null symbol and is not a plurality of continuous start symbols is transmitted. An OFDM signal transmission method, an OFDM signal transmission device, and an OFDM signal reception device that are arranged in a transmission frame and that can achieve transmission frame synchronization by correlation processing independent of guard interval correlation processing and start symbol correlation processing of OFDM symbols can be realized. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a transmission frame according to the present invention and a configuration example thereof.
FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment in which a transmission frame according to the present invention is configured by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the beginning of the transmission frame.
FIG. 3 is a diagram illustrating another embodiment in which a transmission frame according to the present invention is configured by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the beginning of the transmission frame.
FIG. 4 is a diagram illustrating another embodiment in which a transmission frame according to the present invention is configured by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the beginning of the transmission frame.
FIG. 5 is a diagram illustrating another embodiment in which a transmission frame according to the present invention is configured by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the beginning of the transmission frame.
FIG. 6 is a diagram illustrating another embodiment in which a transmission frame according to the present invention is configured by an OFDM signal, and a transmission frame synchronization symbol is arranged at the beginning of the transmission frame.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an OFDM transmission apparatus according to the present invention, in particular, a configuration of a transmission apparatus and an operation for generating a transmission frame including an OFDM signal in detail.
FIG. 8 is a diagram detailing another embodiment for detailing the configuration of the OFDM transmission apparatus according to the present invention, particularly the configuration of the transmission apparatus and the operation of generating a transmission frame composed of OFDM signals.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an OFDM transmission apparatus according to the present invention, in particular, a configuration and a reception operation of a reception apparatus in detail.
[Explanation of symbols]
1: Input terminal
2 ... S / P converter
3: Symbol mapping circuit
4: Multiplexer circuit
5,6 ... ROM
7 Data arrangement means
8 ... Interleave circuit
9 ... IFFT circuit
10. Guard period addition circuit
11, 12 ... D / A converter
13,14 ... LPF
15: Quadrature modulation circuit
16, 17 ... frequency mixer
18. Oscillator
19 ... π / 2 phase shifter
20 ... Synthesizer
21 BPF
22 ... Amplifier
23 ・・・ Synthesizer
24 ... frequency mixer
25 ... BPF
26 ... frequency conversion circuit
27 ... Modulation means

Claims

In an OFDM signal transmission method of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
A transmission frame detection OFDM symbol generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged in the transmission frame ,
An OFDM signal transmission method , wherein at least two or more OFDM symbols for detecting the transmission frame are arranged in one transmission frame, and each of the OFDM symbols has a different signal waveform .

In an OFDM signal transmission method of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
A transmission frame detection OFDM symbol generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged in the transmission frame,
An OFDM signal transmission method , characterized in that at least two types of the transmission frame detection OFDM symbols are sequentially transmitted in one transmission frame, and this is repeated at least twice in one transmission frame .

3. The OFDM signal transmission method according to claim 2, wherein the plurality of different transmission frame detection OFDM symbols sequentially transmitted are repeatedly and continuously transmitted in one transmission frame .

In an OFDM signal transmission method of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
A transmission frame detection OFDM symbol generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged in the transmission frame,
An OFDM signal transmission method, wherein the transmission frame detection OFDM symbol is configured within the orthogonal frequency multiplex modulated effective symbol period .

In an OFDM signal transmission method of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
An arrangement transmission procedure in which an OFDM symbol for transmission frame detection generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged in the transmission frame;
Comprising a detection procedure for detecting the transmission frame transmitted in the arrangement transmission procedure,
The arrangement transmission procedure is characterized in that at least two or more OFDM symbols for detecting transmission frames having different signal waveforms are arranged and transmitted in one transmission frame and transmitted.

In an OFDM signal transmission method of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
An arrangement transmission procedure in which an OFDM symbol for transmission frame detection generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged and transmitted in the transmission frame;
Comprising a detection procedure for detecting the transmission frame transmitted in the arrangement transmission procedure ,
An OFDM signal transmission method , wherein the arrangement transmission procedure repeats, at least twice, sequentially arranging and transmitting at least two or more types of the transmission frame detection OFDM symbols in one transmission frame .

In an OFDM signal transmission method of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
An arrangement transmission procedure in which an OFDM symbol for transmission frame detection generated by orthogonal frequency division multiplex modulation using a plurality of frequency subcarriers is arranged and transmitted in the transmission frame;
Comprising a detection procedure for detecting the transmission frame transmitted in the arrangement transmission procedure,
The arrangement transmission procedure is characterized in that a plurality of different transmission frame detection OFDM symbols in one transmission frame are repeatedly and continuously transmitted in one transmission frame .

In an OFDM signal transmission device of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
Data array means for receiving the transmission frame detection data and information data other than the transmission frame detection data, and arranging the data so that the transmission frame detection data and the information data are sequentially adjacent to form a transmission frame. When,
A plurality of subcarriers are orthogonally frequency-division multiplexed and modulated based on the data arranged by the data arranging means, so that the subcarriers are sequentially transmitted to the transmission frame detection OFDM symbol and the transmission frame detection OFDM symbol. Modulating means for generating a transmission frame constituted by the information OFDM symbol,
An OFDM signal transmitting apparatus, wherein the transmission frame detection data generates at least two types of the transmission frame detection OFDM symbols and repeats these at least a plurality of times within one transmission frame.

In an OFDM signal receiving apparatus of a communication system for transmitting an OFDM signal using a transmission frame,
  The transmission frame is modulated by orthogonal frequency division multiplexing using a plurality of subcarriers based on the transmission frame detection data and information data other than the transmission frame detection data, and includes a transmission frame having a transmission frame detection OFDM symbol and an information OFDM symbol. Receiving means for receiving the transmitted OFDM signal;
  Demodulation means for performing orthogonal frequency division multiplex demodulation of the OFDM signal received by the reception means to obtain information data from the information OFDM symbol;
  Delay means for delaying at least a half period of the transmission period of the transmission frame detection OFDM symbol;
  Similarity detection means for detecting the similarity of the OFDM signal using the input and output of the delay means;
An OFDM signal receiving apparatus comprising: a transmission frame position correcting unit that sequentially corrects the position of the transmission frame in the OFDM signal based on a detection result of the similarity detecting unit.