JP3686548B2 - 送信装置及びofdmシンボル生成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信装置及びOFDMシンボル生成方法に関し、特にOFDM方式の移動体通信に用いられる送信装置及びOFDMシンボル生成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のOFDM送信装置は、プリアンブルとして、AGC用シンボル、同期用シンボル、及び位相基準シンボルの3種類の既知信号を有効シンボルに付加する。
【0003】
以下、図6及び図7を用いて、従来の送信装置について説明する。図6は、従来の送信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図7は、従来のOFDM送信信号のフレームフォーマットを示す模式図である。
【0004】
図6において、変調部601は、送信データを変調処理し、メモリ602は、既知信号を保持するメモリであり、パイロットシンボル格納部603と、同期用シンボル格納部604と、AGC用シンボル格納部605と、から成る。
【0005】
セレクタ606は、タイミング制御部607の出力に基づいて、変調処理後の送信データ及び既知信号を適宜切り替えて出力し、フレームフォーマットを形成し、送信信号を生成する。
【0006】
IFFT処理部608は、送信信号をIFFT処理し、ガード区間挿入部609は、送信信号の有効シンボル(送信データ)の前段にガード区間を挿入し、送信処理部610は、送信信号に送信処理を行い、アンテナ611から送信する。
【0007】
図7に送信信号のフレームフォーマットを示す。送信信号は、AGC用シンボル701と、同期用シンボル702と、位相基準シンボル(パイロットシンボル)703、704と、ガード区間705と、有効シンボル706と、から成る。なお、位相基準シンボルを1OFDMシンボルのみとする構成でもよい。
【0008】
このように、従来の送信装置は、プリアンブルとして付加する既知信号を、AGC用シンボル、同期用シンボル、及び位相基準シンボル(パイロットシンボル)の3種類設けることによって、受信局側で、それぞれAGC、同期獲得、及び位相補償を行うことができるようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の送信装置には、異なる3種類の互いに無相関な既知信号を予め保持する必要があり、メモリ容量が大きくなるという問題がある。
【0010】
又、この問題を、AGC用シンボルと同期用シンボルとを同一の信号とすることによって解決しようとする提案(例えば、1999年 信学総大 B−5−10)もされている。
【0011】
しかしながら、上記提案されている方法では、受信レベルが低い場合には、前方の相関電力が低くなって後方のタイミング誤差が大きくなり、受信レベルが高い場合には、前方の相関電力が高くなって前方のタイミング誤差が大きくなるため、いずれにしても同期誤差が大きくなるという新たな問題が生じる。
【0012】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、AGC精度を低下させずに伝送効率を向上させることができる送信装置及びOFDMシンボル生成方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明では、複数のサブキャリアのうちサブキャリア番号が4の整数倍のサブキャリアのみ用いてAGC用シンボルを生成する。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の態様に係る送信装置は、送信データを含む有効シンボルに、少なくとも、AGC用既知信号、同期獲得用既知信号、及び位相補償用既知信号が付加されたOFDM送信信号を、AGC用既知信号と位相補償用既知信号とが同一の既知信号から成るように生成する送信信号生成手段と、生成された送信信号を逆フーリエ変換し送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【0015】
本発明の第2の態様に係る送信装置は、第1の態様において、前記同一の既知信号はパイロットシンボルである構成を採る。
【0016】
これらの構成によれば、AGC用シンボルを、位相基準シンボルと同一のパイロットシンボルから成るようにし、AGC用シンボルのみに用いられる既知信号を予め保持しておくことを不要とするため、メモリ容量を削減することができる。
【0017】
本発明の第3の態様に係る送信装置は、第1の態様又は第2の態様において、前記送信信号生成手段は、長さが1OFDMシンボル長の1/2n(nは正の整数)であるAGC用既知信号をサブキャリア番号が2nの整数倍となるサブキャリアのみに付加するように制御するサブキャリア選択部を有する構成を採る。
【0018】
この構成によれば、サブキャリア番号が2nの整数倍となるサブキャリアのみにAGC用シンボルを付加し、更にそのAGC用シンボル長は1OFDMシンボル長の1/2nにするため、送信信号に含まれるAGC用シンボルを削減し、伝送効率を向上させることができる。
【0019】
本発明の第4の態様に係る送信装置は、第3の態様において、前記送信信号生成手段は、AGC用既知信号区間の振幅が他の既知信号区間の振幅よりも大きくなるように予め振幅を変換する振幅変換部を有する構成を採る。
【0020】
本発明の第5の態様に係る送信装置は、第4の態様において、前記サブキャリア選択部は、長さが1OFDMシンボル長の1/4であるAGC用既知信号をサブキャリアが4の整数倍となるサブキャリアのみに付加し、前記振幅変換部は、AGC用既知信号区間の信号をビットシフトさせ振幅を2倍にする構成を採る。
【0021】
これらの構成によれば、AGC用シンボルの振幅を予め他のシンボルより大きくしておくため、所定のサブキャリアににみAGC用シンボルを付加する場合でも、受信局側におけるAGCの精度の劣化を防ぐことができる。
【0022】
本発明の第6の態様に係る通信端末装置は、第1の態様から第5の態様のいずれかにおける送信装置を具備する構成を採る。
【0023】
本発明の第7の態様に係る基地局装置は、第6の態様における通信端末装置と無線通信を行う構成を採る。
【0024】
本発明の第8の態様に係る基地局装置は、第1の態様から第5の態様のいずれかにおける送信装置を具備する構成を採る。
【0025】
本発明の第9の態様に係る通信端末装置は、第8の態様における基地局装置と無線通信を行う構成を採る。
【0026】
これらの構成によれば、予め保持するパイロットシンボルを、位相基準シンボルとしてだけではなく、AGC用シンボルとしても用いることによって、AGC用シンボルのみに用いられる既知信号を予め保持しておくことを不要とするため、AGC精度及び同期精度を低下させずにメモリ容量を削減することができる。
【0027】
本発明の第10の態様に係る送信信号生成方法は、送信データを含む有効シンボルに、少なくとも、AGC用既知信号、同期獲得用既知信号、及び位相補償用既知信号が付加されたOFDM送信信号を、AGC用既知信号と位相補償用既知信号とが同一の既知信号から成るように生成するようにした。
【0028】
本発明の第11の態様に係る送信信号生成方法は、送信データを含む有効シンボルに、少なくとも、AGC用既知信号、同期獲得用既知信号、及び位相補償用既知信号が付加されたOFDM送信信号を、AGC用既知信号と位相補償用既知信号とがパイロットシンボルから成るように生成するようにした。
【0029】
これらの方法によれば、AGC用シンボルを、位相基準シンボルと同一のパイロットシンボルから成るようにし、AGC用シンボルのみに用いられる既知信号を予め保持しておくことを不要とするため、メモリ容量を削減することができる。
【0030】
本発明の第12の態様に係る送信信号生成方法は、第10の態様又は第11の態様において、長さが1OFDMシンボル長の1/2n(nは正の整数)であるAGC用既知信号をサブキャリア番号が2nの整数倍となるサブキャリアのみに付加するようにした。
【0031】
この方法によれば、サブキャリア番号が2nの整数倍となるサブキャリアのみにAGC用シンボルを付加し、更にそのAGC用シンボル長は1OFDMシンボル長の1/2nにするため、送信信号に含まれるAGC用シンボルを削減し、伝送効率を向上させることができる。
【0032】
本発明の第13の態様に係る送信信号生成方法は、第12の態様において、AGC用既知信号区間の振幅が他の既知信号区間の振幅よりも大きくなるように予め振幅を変換するようにした。
【0033】
この方法によれば、AGC用シンボルの振幅を予め他のシンボルより大きくしておくため、所定のサブキャリアににみAGC用シンボルを付加する場合でも、受信局側におけるAGCの精度の劣化を防ぐことができる。
【0034】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0035】
(実施の形態1)
本実施の形態に係る送信装置は、パイロットシンボルをAGC用シンボルとしても用いるものである。
【0036】
AGC用シンボルは、受信局側において、受信レベルが検出されるだけであるので、どのような信号を用いることもできる。又、受信局側における同期獲得の精度は、AGC用シンボルと同期用シンボルとが無相関であれば劣化することはない。
【0037】
そこで、本実施の形態では、AGC用シンボルを、位相基準シンボルと同一のパイロットシンボルから成るようにする。
【0038】
以下、図1及び図2を用いて、本実施の形態に係る送信装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る送信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図2は、本発明の実施の形態1に係る送信装置の生成する送信信号のフレームフォーマットを示す模式図である。
【0039】
図1において、変調部101は、送信データを変調処理し、メモリ102は、既知信号を保持するメモリであり、パイロットシンボル格納部103と、同期用シンボル格納部104と、から成る。
【0040】
セレクタ105は、タイミング制御部106の出力に基づいて、変調処理後の送信データ及び既知信号を適宜切り替えて出力し、送信信号のフレームフォーマットを生成する。
【0041】
ここで、タイミング制御部106は、AGC用シンボル区間においては、パイロットシンボルを出力し、同期用シンボル区間においては同期用シンボルを出力し、位相基準シンボル区間においては、パイロットシンボルを出力するようにセレクタ105を制御する。
【0042】
IFFT処理部107は、送信信号をIFFT処理し、ガード区間挿入部108は、送信信号の有効シンボル(送信データ)の前段にガード区間を挿入し、送信処理部109は、送信信号に送信処理を行い、アンテナ110から送信する。
【0043】
図2に送信信号のフレームフォーマットを示す。送信信号は、AGC用シンボル(パイロットシンボル)201と、同期用シンボル202と、位相基準シンボル(パイロットシンボル)203、204と、ガード区間205と、有効シンボル206と、から成る。なお、位相基準シンボルを1OFDMシンボルのみとする構成でもよい。
【0044】
次いで、上記構成を有する送信装置の動作について説明する。
【0045】
送信データは、変調部101によって変調処理され、有効シンボルとなる。有効シンボルは、タイミング制御部106によって制御されたセレクタ105によってAGC用シンボル(パイロットシンボル)、同期用シンボル、及び位相基準シンボル(パイロットシンボル)が、図2に示すようなフレームフォーマットで付加される。
【0046】
有効シンボルに既知シンボルが付加された送信信号は、IFFT処理部107によってIFFT処理され、ガード区間挿入部108によって有効シンボルの前段にガード区間が挿入され、送信処理部109によって送信処理され、アンテナ110から送信される。
【0047】
このように、本実施の形態によれば、AGC用シンボルを、位相基準シンボルと同一のパイロットシンボルから成るようにし、パイロットシンボルとは異なる既知信号をAGC用シンボル用として予め保持しておくことを不要とするため、メモリ容量を削減することができる。
【0048】
なお、本実施の形態に係るフレームフォーマットを有するOFDM信号を受信した受信局側では、OFDM信号の同期用シンボルは従来と同様の構成であるため、従来と同様の処理で同期を獲得することができ、特に装置構成に変更を加える必要はない。従って、従来提案されているいかなる同期獲得方法とも組み合わせて用いることができる。
【0049】
(実施の形態2)
本実施の形態に係る送信装置は、実施の形態1と同様の構成を有し、但しAGC用シンボルは、サブキャリア番号が2の整数倍となるサブキャリアのみに付加するようにし、同時に、付加するAGC用シンボルの長さを1OFDMシンボル長の1/2の長さとするものである。
【0050】
OFDM方式の無線通信においては、サブキャリア1の角周波数をωとすると、サブキャリアnの角周波数はnωと表わすことができる。よって、例えば、サブキャリア2は、サブキャリア1の半分の周期であり、1OFDMシンボル周期の1/2の時間に1周期分の信号が存在する。
【0051】
又、AGC用シンボルは、受信局側において、全サブキャリアの信号が合成されてから受信レベルを測るのに用いられるだけであり、各サブキャリアに付加されている必要はない。
【0052】
そこで、本実施の形態では、サブキャリア番号が2の整数倍となるサブキャリア(サブキャリア2、4、6、8・・・)のみにAGC用シンボルを付加し、更にそのAGC用シンボル長は1OFDMシンボル長の1/2にする。
【0053】
以下、図3及び図4を用いて、本実施の形態に係る送信装置について説明する。図3は、本発明の実施の形態2に係る送信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図4は、従来の送信装置及び本発明の実施の形態2に係る送信信号のフレームフォーマットの一部を示す模式図である。なお、実施の形態1と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0054】
図3において、スイッチ301は、パイロットシンボル又は0信号をタイミング制御部106の出力に基づいて選択的にセレクタ105に出力する。タイミング制御部106は、AGC用シンボル区間において、セレクタ105に入力される既知信号を、サブキャリア番号が2の整数倍であるサブキャリアにおいてはパイロットシンボルとし、サブキャリア番号が2の整数倍以外のサブキャリアにおいては0信号(又はヌル信号)とする。
【0055】
又、パイロットシンボルがセレクタ105に入力される場合には、1OFDMシンボル長の1/2の長さ分しか入力されない。
【0056】
本実施の形態に係る送信信号のフレームフォーマットの一部を図4(b)に示す。図4(a)に示す従来のフレームフォーマットとは異なり、図4(b)において、AGC用シンボル401は、サブキャリア番号が2の整数倍となるサブキャリアのみに付加され、更にその長さは1OFDMシンボル長の1/2の長さとなっている。
【0057】
このように、本実施の形態によれば、サブキャリア番号が2の整数倍となるサブキャリアのみにAGC用シンボルを付加し、更にそのAGC用シンボル長は1OFDMシンボル長の1/2にするため、送信信号に含まれるAGC用シンボルを削減し、伝送効率を向上させることができる。
【0058】
なお、AGC用シンボルを付加するサブキャリアは、サブキャリア番号が2の整数倍となるサブキャリアに限られず、例えば、サブキャリア番号が4の整数倍となるサブキャリアにのみ1OFDMシンボル長の1/4の長さのパイロットシンボルを付加してもよく、又、サブキャリア番号が8の整数倍となるサブキャリアにのみ1OFDMシンボル長の1/8の長さのパイロットシンボルを付加してもよい。
【0059】
すなわち、サブキャリア番号が2n(nは正の整数)の整数倍となるサブキャリアのみにAGC用シンボルを付加し、更にそのAGC用シンボル長は1OFDMシンボル長の1/2nにすることによって、AGC用シンボルを削減することができる。
【0060】
(実施の形態3)
本実施の形態に係る送信装置は、実施の形態2と同様の構成を有し、但しプリアンブルのうち、AGC用シンボルの振幅だけを2倍にしてから送信するものである。
【0061】
例えば、実施の形態2に示したように、AGC用シンボルをサブキャリア番号が4の整数倍となるサブキャリアのみに付加する場合、従来通り全サブキャリアに付加する場合と比べて、受信局側におけるAGC用シンボル区間の平均電力が1/4となるため、AGC精度が劣化する場合が生じる。
【0062】
そこで、本実施の形態においては、AGC用シンボルとして送信信号に付加されるパイロットシンボルの振幅を予め2倍にすることによって、受信局側におけるAGC用シンボル区間の平均電力を他のシンボル区間と同じになるようにする。
【0063】
以下、図5を用いて、本実施の形態に係る送信装置について説明する。図5は、本発明の実施の形態3に係る送信装置の概略構成を示す要部ブロック図である。なお、実施の形態1及び2と同様の構成には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0064】
図5において、スイッチ501は、タイミング制御部106の出力に基づいて、パイロットシンボルを、AGC用シンボル区間であれば1ビットシフト器502に、位相基準シンボル区間であればスイッチ503に、それぞれ出力する。
【0065】
1ビットシフト器502は、入力されたパイロットシンボルを1ビットシフトさせて振幅を2倍にし、スイッチ503に出力する。
【0066】
スイッチ503は、AGC用シンボル区間において、タイミング制御部106の出力に基づいて、サブキャリア番号が4の整数倍であるサブキャリアであれば1ビットシフト器502の出力を選択し、サブキャリア番号が4の整数倍以外のサブキャリアであれば0信号(又はヌル信号)を選択し、セレクタ105に出力する。
【0067】
又、位相基準シンボル区間であれば、1ビットシフト器502を経由せずにスイッチ501から直接スイッチ503に入力されたパイロットシンボルを選択し、セレクタ105に出力する。
【0068】
AGC用シンボル区間の振幅を予め大きくしておくのは、サブキャリア番号が4の整数倍のサブキャリアのみにAGC用シンボルを付加する場合に限られない。又、振幅の増大量も2倍には限られない。
【0069】
このように、本実施の形態によれば、AGC用シンボルの振幅を予め他のシンボルより大きくしておくため、所定のサブキャリアににみAGC用シンボルを付加する場合でも、受信局側におけるAGCの精度の劣化を防ぐことができる。
【0070】
又、振幅増加をビットシフトによって実現するため、振幅を増加させるための構成を最小限に抑えることができる。
【0071】
なお、上記実施の形態1から実施の形態3に係る送信装置は、受信局側がAGC用シンボルを用いて周波数オフセット補償を行うシステムにおいても適用することができる。周波数ずれの検出範囲は、シンボル周期の逆数に比例するため、実施の形態2又は実施の形態3のように、AGC用シンボルの周期が短い場合、周波数オフセット補償の精度も向上する。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、AGC精度を低下させずに伝送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る送信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図2】本発明の実施の形態1に係る送信装置の生成する送信信号のフレームフォーマットを示す模式図
【図3】本発明の実施の形態2に係る送信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図4】従来の送信装置及び本発明の実施の形態2に係る送信信号のフレームフォーマットの一部を示す模式図
【図5】本発明の実施の形態3に係る送信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図6】従来の送信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図7】従来のOFDM送信信号のフレームフォーマットを示す模式図
【符号の説明】
105 セレクタ
106 タイミング制御部
Claims (7)
- 複数のサブキャリアのうちサブキャリア番号が4の整数倍のサブキャリアのみ用いてAGC用シンボルを生成する生成手段と、
前記AGC用シンボルをプリアンブルとして送信する送信手段と、
を具備する送信装置。 - 前記AGC用シンボルの振幅を、前記プリアンブルに含まれる他のシンボルの振幅よりも大きくする振幅制御手段、
をさらに具備する請求項1記載の送信装置。 - 前記送信手段は、前記AGC用シンボルの後に、前記複数のサブキャリアからなるデータシンボルを送信し、
前記生成手段は、前記AGC用シンボルの周期を、前記データシンボルの周期の1/4とする、
請求項1記載の送信装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の送信装置を具備する通信端末装置。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の送信装置を具備する基地局装置。
- AGC用シンボルをプリアンブルのOFDMシンボルとして生成するOFDMシンボル生成方法であって、
複数のサブキャリアのうちサブキャリア番号が4の整数倍のサブキャリアのみ用いて前記AGC用シンボルを生成する、
OFDMシンボル生成方法。 - 前記AGC用シンボルの振幅を、前記プリアンブルに含まれる他のシンボルの振幅よりも大きくする、
請求項6記載のOFDMシンボル生成方法。
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