JP3735080B2

JP3735080B2 - OFDM communication apparatus and OFDM communication method

Info

Publication number: JP3735080B2
Application number: JP2002106059A
Authority: JP
Inventors: 浩章須藤; 裕介淺井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Matsushita Communication Industrial Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Panasonic Mobile Communications Co Ltd
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: JP2003304215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＯＦＤＭ通信装置及びその方法に関し、特にＯＦＤＭ信号に伝搬路推定用の既知信号を挿入して送信する場合に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の通信においては、例えばＩＥＥＥ８０２．１１等でも採用されているように、送信側装置は、所定の受信側装置に対して、例えば図１４に示すようなバースト単位の信号を送信する。図１４に示すように、バースト単位の信号は、ガード区間（ＧＩ）、伝搬路推定用プリアンブルおよび情報信号（ＤＡＴＡ１、………）を含むものである。バースト単位の信号において、伝搬路推定用プリアンブルは、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理がなされており、情報信号は、所定の変調処理およびＩＦＦＴ処理がなされている。
【０００３】
受信側装置は、ＩＦＦＴ処理された伝搬路推定用プリアンブルと、受信したバースト単位の信号（受信信号）における伝搬路推定プリアンブルとの相関値を算出することにより、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理の開始タイミングを検出する。この後、受信側装置は、検出された開始タイミングに従って、受信信号に対するＦＦＴ処理を行うことにより、受信信号から伝搬路推定用プリアンブルおよび情報信号を抽出する。さらに、受信側装置は、抽出された伝搬路推定用プリアンブルを用いて伝搬路の推定を行い、伝搬路推定結果を用いて情報信号の復調を行う。これにより、受信側装置は復調信号を取り出すことができる。
【０００４】
次に図１５を用いて、ＯＦＤＭ通信装置の送受信の原理を説明する。図１５では、２つのアンテナＡＮ１、ＡＮ２を有するＯＦＤＭ通信装置（ＴＸ）１から２つのアンテナＡＮ３、ＡＮ４を有するＯＦＤＭ通信装置（ＲＸ）２にＯＦＤＭ信号を送信する場合について説明する。ここでＯＦＤＭ通信装置１の各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される信号をそれぞれＴＸ１、ＴＸ２とする。またＯＦＤＭ通信装置２の各アンテナＡＮ３、ＡＮ４により受信される信号をそれぞれＲＸ１、ＲＸ２とする。すると、受信信号ＲＸ１、ＲＸ２はそれぞれ次式で表すことができる。
【０００５】
ＲＸ１＝ＡＴＸ１＋ＢＴＸ２ ……… （１）
ＲＸ２＝ＣＴＸ１＋ＤＴＸ２ ……… （２）
但し、（１）式、（２）式において、Ａは送信アンテナＡＮ１と受信アンテナＡＮ３との間の伝搬路特性、Ｂは送信アンテナＡＮ２と受信アンテナＡＮ３との間の伝搬路特性、Ｃは送信アンテナＡＮ１と受信アンテナＡＮ４との間の伝搬路特性、Ａは送信アンテナＡＮ２と受信アンテナＡＮ４との間の伝搬路特性を表すものとする。
【０００６】
ここで受信信号から、送信信号ＴＸ１とＴＸ２を受信復調するためには、４つの伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを推定する必要がある。
【０００７】
図１６は、ＯＦＤＭ通信装置１から送信されるＯＦＤＭ送信信号のフレームフォーマットを示す。すなわちアンテナＡＮ１からは図１６（ａ）に示すＯＦＤＭ信号が送信され、アンテナＡＮ２からは図１６（ｂ）に示すＯＦＤＭ信号が送信される。また図１６において、例えばＤＡＴＡ１（Ｎ，Ｋ）とは、ＤＡＴＡ１が示されている時間及び周波数にデータ１に関するＮシンボル目がＫ番目のサブキャリアで送信されていることを表す。同様に、伝搬路推定用プリアンブル（１，ｋ）とは、伝搬路推定用プリアンブル（１，ｋ）が示されている時間及び周波数に伝搬路推定用プリアンブルの１シンボル目がｋ番目のサブキャリアで送信されていることを表す。
【０００８】
図１６からも分かるようにアンテナＡＮ１から伝搬路推定用プリアンブルが送信されている時間は、アンテナＡＮ２からは伝搬路推定用プリアンブルを送信しないようにしている。同様に、アンテナＡＮ２から伝搬路推定用プリアンブルが送信されている時間は、アンテナＡＮ２からは伝搬路推定用プリアンブルを送信しないようにしている。
【０００９】
４つの伝搬路特性Ａ〜Ｄは、ＯＦＤＭ通信装置２（図１５）において、以下のようにして推定することができる。伝搬路特性ＡはアンテナＡＮ１から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ３で受信し、アンテナＡＮ３に対応した信号処理部により求める。特性ＢはアンテナＡＮ２から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ３で受信し、アンテナＡＮ３に対応した信号処理部により求める。特性ＣはアンテナＡＮ１から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ４で受信し、アンテナＡＮ４に対応した信号処理部により求める。特性ＡＤアンテナＡＮ２から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ４で受信し、アンテナＡＮ４に対応した信号処理部により求める。
【００１０】
次に、ＯＦＤＭ通信装置２は、推定した４つの伝搬路特性Ａ〜Ｄを用いて、以下の式で表す処理を行うことにより、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号ＴＸ１、ＴＸ２を受信復調することができる。
【００１１】
DRX1 / ( AD - BC ) - BRX2 / ( AD - BC )
＝ D ( ATX1 + BTX2 ) / ( AD - BC ) - B ( DTX1 + DTX2 ) / ( AD - BC )
＝ ( ADTX1 + BDTX2 - BCTX1 - BDTX2 ) / ( AD - BC )
＝ TX1 ………（３）
−CRX1 / ( AD - BC ) - ARX2 / ( AD - BC )
＝ −C( ATX1 + BTX2 ) / ( AD - BC ) + A ( CTX1 + DTX2 ) / ( AD - BC )
＝ ( -ACTX1 - BCTX2 + ACTX1 - ADTX2 ) / ( AD - BC )
＝ TX2 ………（４）
図１７は、ＯＦＤＭ通信装置１の送信系の構成を示す。送信系１０では、まず送信信号が符号化部１１により符号化される。符号化後の信号はプリアンブル挿入部１２によりプリアンブルが挿入され、続く変調部１３により変調処理が施される。
【００１２】
変調後の信号はシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１４によりシリアルパラレル変換されることにより２系統に分けられる。２系統に分けられた各信号は逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１５、１６により逆高速フーリエ変換処理されることにより、各ＩＦＦＴ１５、１６により直交周波数分割多重されてＯＦＤＭ信号が得られる。ここでＩＦＦＴ１５の出力信号１は、図示しない無線送信部により所定周波数の搬送波の乗算処理等の無線送信処理が施された後、アンテナＡＮ１（図１５）から発信される。同様にＩＦＦＴ１６の出力信号２は、図示しない無線送信部により所定周波数の搬送波の乗算処理等の無線送信処理が施された後、アンテナＡＮ２（図１５）から発信される。
【００１３】
図１８は、ＯＦＤＭ通信装置２（図１５）の受信系の構成を示す。受信系２０では、アンテナＡＮ３で受信された受信信号が図示しない無線受信部を介して高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２１の入力信号１として入力される。またアンテナＡＮ４で受信された受信信号が図示しない無線受信部を介して高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２２の入力信号２として入力される。
【００１４】
ＦＦＴ２１は入力信号１に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより、各サブキャリア毎の受信信号を得る。ＦＦＴ２１により得られたサブキャリア毎の受信信号は伝搬路推定部２３、及び伝搬路補償・干渉補償部２４、２６にそれぞれ送出される。入力信号２はＦＦＴ２２により各サブキャリア毎の受信信号とされ、この受信信号が伝搬路推定部２５、及び伝搬路補償・干渉補償部２６、２４にそれぞれ送出される。
【００１５】
伝搬路推定部２３は、受信信号に挿入されたプリアンブルに基づいて、図１５について上述した伝搬路特性Ａ、Ｂを推定する。同様に伝搬路推定部２５は、受信信号に挿入されたプリアンブルに基づいて、図１５について上述した伝搬路特性Ｃ、Ｄを推定する。
【００１６】
係数算出部２７は伝搬路推定部２３、２５により得られた伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いて、伝搬路補償及び干渉補償するための係数Ａ／（ＡＤ−ＢＣ）、Ｂ／（ＡＤ−ＢＣ）、Ｃ／（ＡＤ−ＢＣ）、Ｄ／（ＡＤ−ＢＣ）を求める。係数算出部２７は、図１９に示すように構成されている。伝搬路推定部２３、２５により得られた４つの伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ各メモリ４１〜４４に格納される。乗算部４６ではＡＤが得られ、乗算部４５ではＢＣが得られる。減算部４７ではＡＤ−ＢＣが得られる。除算部４８、４９、５０、５１では、それぞれＡ／（ＡＤ−ＢＣ）、Ｂ／（ＡＤ−ＢＣ）、Ｃ／（ＡＤ−ＢＣ）、Ｄ／（ＡＤ−ＢＣ）が得られる。
【００１７】
図１８に戻って、伝搬路補償及び干渉補償部２４は係数算出部２７で求められた係数を用いて受信信号に対して（３）式で表される演算を行うことにより、伝搬路補償及び干渉補償した受信信号ＴＸ１を形成する。同様に、伝搬路補償及び干渉補償部２６は係数算出部２７で求められた係数を用いて受信信号に対して（４）式で表される演算を行うことにより、伝搬路補償及び干渉補償した受信信号ＴＸ２を形成する。
【００１８】
伝搬路補償・干渉補償後の受信信号ＴＸ１は、残留位相誤差検出部２８及び位相補償部２９に送出され、同様に伝搬路補償・干渉補償後の受信信号ＴＸ２は、残留位相誤差検出部２８及び位相補償部３０に送出される。残留位相誤差検出部２８は、２つの受信信号ＴＸ１、ＴＸ２を比較することにより、２つの受信信号ＴＸ１、ＴＸ２における残留位相誤差を検出し、これを位相補償部２９、３０に送出する。
【００１９】
位相補償部２９、３０では、それぞれ受信信号ＴＸ１、ＴＸ２に対して残留位相誤差ぶんだけ位相を回転させることにより、位相補償処理を行う。位相補償後の２つの受信信号はパラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）３１によりシリアル信号とされ、続く復号化部３２により復号されることにより、送信信号に対応する受信信号が得られる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＯＦＤＭ通信装置においては、図１６にも示したように、送信アンテナＡＮ１と送信アンテナＡＮ２とでは、伝搬路推定用プリアンブルを送信する時間が異なる。
【００２１】
このため、２つの受信アンテナＡＮ３、ＡＮ４により得られた受信信号ＲＸ１、ＲＸ２に残留位相誤差が存在する場合、各伝搬路推定用プリアンブルで推定した伝搬路推定結果には残留位相誤差偏差が存在することになる。残留位相誤差偏差が存在する場合、当該残留位相誤差偏差が伝搬路推定誤差となるため、受信側での誤り率特性が大きく劣化する。このように従来のＯＦＤＭ通信装置では、残留位相誤差が存在する場合の誤り率特性が大きく劣化する欠点がある。
【００２２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、伝搬路推定結果の残留位相誤差の偏差を抑制することにより、誤り率特性の向上したＯＦＤＭ通信装置及びＯＦＤＭ通信方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、異なる複数の送信データそれぞれの所定位置に伝搬路推定用既知信号及びヌル信号を挿入する信号挿入手段と、既知信号及びヌル信号が挿入された各送信データに対して直交周波数分割多重処理を施すことにより複数のＯＦＤＭ信号を形成するＯＦＤＭ信号形成手段と、各ＯＦＤＭ信号を送信する複数のアンテナとを具備し、信号挿入手段は、複数のＯＦＤＭ信号間で同一時間に送信されるサブキャリアについて、あるＯＦＤＭ信号のサブキャリアに前記既知信号が配置された場合は他のＯＦＤＭ信号のこれに対応するサブキャリアにヌル信号が配置されると共に各ＯＦＤＭ信号で少なくとも１つのサブキャリアには前記既知信号が配置される位置に、前記既知信号及びヌル信号を挿入する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、同一時間に送信する複数のＯＦＤＭ信号における互いに同一時間かつ同一周波数のサブキャリアにおいて、あるＯＦＤＭ信号では伝搬路推定用既知信号が配置され、他のＯＦＤＭ信号ではヌル信号が配置されるようになるので、あるＯＦＤＭ信号の伝搬路推定用既知信号は他のＯＦＤＭ信号の干渉を受けない。加えて、各ＯＦＤＭ信号における同一時間の複数サブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアには伝搬路推定用既知信号を配置するようにしているので、複数のＯＦＤＭ信号全てが同一時間の伝搬路推定用既知信号を有するようになる。
【００２５】
この結果、各ＯＦＤＭ信号の伝搬路推定用既知信号は受信時に残留位相誤差偏差が非常に小さいものとなり、これらの伝搬路推定用既知信号を基に伝搬路推定値を求め、それに基づいて伝搬路補償を行うようにすれば、誤り率特性の向上した受信信号を得ることができるようになる。
【００２６】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、信号挿入手段が、前記複数のＯＦＤＭ信号における同一時間のサブキャリアおいて、各ＯＦＤＭ信号間でほぼ均等に前記既知信号が配置されるように前記既知信号及びヌル信号を挿入する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、各々同一時間に複数のサブキャリアを送信するＯＦＤＭ信号において、各ＯＦＤＭ信号について複数のサブキャリアに伝搬路推定用既知信号が配置されるようになるので、一段と正確に伝搬路推定値を求めることができるようになり、一段と誤り率特性を向上させることができる。
【００２８】
例えば、各々１０個のサブキャリアを有する２つのＯＦＤＭ信号を送信する場合について考えると、同一時間のサブキャリアについて、第１のＯＦＤＭ信号には５つのサブキャリアに伝搬路推定用既知信号を配置しかつ５つのサブキャリアにヌル信号を配置すると共に、第２のＯＦＤＭ信号では第１のＯＦＤＭ信号でヌル信号を配置した５つのサブキャリアに伝搬路推定用既知信号を配置しかつ第１のＯＦＤＭ信号で伝搬路推定用既知信号を配置した５つのサブキャリアにヌル信号を配置する。このようにすれば、第１のＯＦＤＭ信号と第２のＯＦＤＭ信号について、同数の既知信号に基づき偏りのない伝搬路補償を行うことができる。また伝搬路推定用既知信号が配置されずヌル信号が配置されたサブキャリアについては、ある程度の数の伝搬路推定用既知信号があれば、これを用いて精度良く補間することができるようになる。
【００２９】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、信号挿入手段が、各ＯＦＤＭ信号において、前記既知信号及びヌル信号が配置されるサブキャリアが時間毎に変化するように前記既知信号及びヌル信号を挿入する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、マルチパス遅延時間が長い場合（マルチパス変動が緩やかに生じた場合）の誤り率特性を一段と向上させることができるようになる。ここでマルチパスの状態によりＯＦＤＭ信号の各サブキャリアはそれぞれ周波数選択性フェージングにより異なるフェージングを受ける。マルチパス遅延時間が長い場合には、同じサブキャリアのみが長い時間周波数選択性フェージングを受けることになり、このサブキャリアに伝搬路推定用既知信号が配置されていないと、良好に伝搬路補償を行うことができないことになる。この点に着目して本発明では、伝搬路推定用既知信号を配置するサブキャリアを時間毎に変化させることにより、マルチパス変動が緩やかな場合に特定のサブキャリアでの誤り率の劣化を防止し得るようになっている。
【００３１】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、異なる複数の送信データそれぞれの所定位置に伝搬路推定用既知信号を挿入する信号挿入手段と、前記既知信号が挿入された各送信データに対して直交周波数分割多重処理を施すことにより複数のＯＦＤＭ信号を形成するＯＦＤＭ信号形成手段と、各ＯＦＤＭ信号を送信する複数のアンテナとを具備し、前記信号挿入手段は、特定のアンテナに供給するＯＦＤＭ信号として２シンボル連続して前記既知信号が配置されるように前記既知信号を挿入し、かつ他のアンテナに供給するＯＦＤＭ信号として前記２シンボル連続した既知信号の時間的に直前と直後に１シンボルずつ前記既知信号が配置される位置に前記既知信号を挿入する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、２シンボル連続した伝搬路推定用既知信号が配置されたＯＦＤＭ信号と、その前後に伝搬路推定用既知信号を配置された他のＯＦＤＭ信号とでは、受信時にそれらの伝搬路推定用既知信号を合成すると、各伝搬路推定用既知信号間で生じた残留位相誤差偏差がキャンセルされるので、互いに残留位相誤差偏差の無い伝搬路特性を求めることができるようになる。この結果、誤り率の向上した受信信号を得ることができるようになる。
【００３３】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、信号挿入手段が、前記既知信号によって伝搬路補償される信号が含まれる単位送信信号区間内に２シンボル以上の前記既知信号が配置されるように前記既知信号を挿入すると共に、前記既知信号が配置されたサブキャリアが各シンボルによって変わる位置に前記既知信号を挿入する構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、１つのＯＦＤＭ信号における単位送信信号区間に着目すると、２シンボル以上の伝搬路推定用既知信号が複数のサブキャリアに分散されるように配置されるので、この伝搬路推定用既知信号を使って複数サブキャリアに重畳されたデータを満遍なく伝搬路補償でき、全体としての誤り率を一段と向上させることができる。
【００３５】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、上記ＯＦＤＭ通信装置により送信されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ通信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号を受信する複数のアンテナと、各アンテナで受信された受信信号に含まれる前記既知信号に基づいて、前記複数のアンテナと請求項１のＯＦＤＭ通信装置の複数アンテナとの間の伝搬路特性を推定する伝搬路推定手段と、ヌル信号が配置されたサブキャリアの伝搬路特性を前記既知信号が配置された近接するサブキャリアの伝搬路特性を用いて補間する補間手段と、前記伝搬路特性を用いて各サブキャリアに割り当てられた信号に対して伝搬路補償を施す伝搬路補償手段と、を具備する構成を採る。
【００３６】
この構成によれば、伝搬路推定用既知信号が配置されたサブキャリアは当該伝搬路推定用既知信号を用いて高精度の伝搬路補償を行うことができる。またヌル信号が配置されたサブキャリアについても、同一時間の近接するサブキャリアに配置された伝搬路推定用既知信号により補間した伝搬路特性を使って伝搬路補償することで、精度良い伝搬路補償を行うことができる。この結果、全てのサブキャリアについて誤り率を向上させることができる。
【００３７】
本発明のＯＦＤＭ通信方法は、それぞれ異なるデータを重畳した複数のＯＦＤＭ信号を複数のアンテナから同時に送信するＯＦＤＭ通信方法であって、前記複数のＯＦＤＭ信号間での同一時間の同一周波数のサブキャリアについて、１つのサブキャリアに前記伝搬路推定用既知信号を配置し、他のサブキャリアにはヌル信号を配置すると共に、各ＯＦＤＭ信号で少なくとも１つのサブキャリアには前記既知信号を配置するようにした。
【００３８】
この方法によれば、各ＯＦＤＭ信号における同一時間の複数サブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアには伝搬路推定用既知信号が配置されるので、複数のＯＦＤＭ信号全てが同一時間の伝搬路推定用既知信号を有するようになる。この結果、各ＯＦＤＭ信号の伝搬路推定用既知信号は受信時に残留位相誤差偏差が非常に小さいものとなり、これらの伝搬路推定用既知信号を基に伝搬路推定値を求め、それに基づいて伝搬路補償を行うようにすれば、誤り率特性の向上した受信信号を得ることができるようになる。
【００３９】
本発明の通信端末装置は、上記ＯＦＤＭ通信装置を具備する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、受信側での伝搬路推定用既知信号の残留位相誤差偏差を非常に小さくでき、この伝搬路推定用既知信号に基づいて高精度の伝搬路補償ができるようになるので、受信側での誤り率特性を向上し得るＯＦＤＭ通信装置を実現できる。
【００４１】
本発明の無線基地局装置は、上記ＯＦＤＭ通信装置を具備する構成を採る。
【００４２】
この構成によれば、受信側での伝搬路推定用既知信号の残留位相誤差偏差を非常に小さくできるので、受信側での誤り率特性を向上させることができる無線基地局装置を実現できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、それぞれ異なるデータを重畳した複数のＯＦＤＭ信号を複数のアンテナから同時に送信する場合に、複数のＯＦＤＭ信号間での同一時間の同一周波数のサブキャリアについて、１つのサブキャリアに伝搬路推定用既知信号を配置し、他のサブキャリアにはヌル信号を配置すると共に、各ＯＦＤＭ信号で少なくとも１つのサブキャリアには伝搬路推定用既知信号を配置するようにしたことである。これにより、同一時間に各ＯＦＤＭ信号に伝搬路推定用プリアンブルを重畳させて送信することができるようになるので、受信側における伝搬路推定結果の残留位相誤差の偏差を抑制することができる。
【００４４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１のＯＦＤＭ通信装置から送信されるＯＦＤＭ信号の模式図を示す。この実施の形態では、異なる２つの送信データから２つのＯＦＤＭ信号を形成し、これを異なるアンテナから送信する場合について説明する。図１（ａ）に示すＯＦＤＭ信号は第１の送信データ（ＤＡＴＡ１）が重畳されたＯＦＤＭ信号であり、第１のアンテナから送信される。図１（ｂ）に示すＯＦＤＭ信号は第２の送信データ（ＤＡＴＡ２）が重畳されたＯＦＤＭ信号であり第２のアンテナから送信される。
【００４６】
この実施の形態の特徴は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、伝搬路推定用プリアンブルを送信するシンボルの特定のサブキャリアはヌル信号とし、他のアンテナは同一時間に前記ヌル信号を挿入したサブキャリアのみから伝搬路推定用プリアンブルを送信することである。そして受信側では、ヌル信号を挿入したサブキャリアの伝搬路推定結果は補間により算出する。これにより、伝搬路推定結果に残留誤差偏差が生じないようにすることができ、誤り率特性の劣化を防ぐことができる。
【００４７】
図２に、実施の形態１のＯＦＤＭ通信装置を用いたＯＦＤＭ通信システムの構成を示す。図２では、２つのアンテナＡＮ１、ＡＮ２を有するＯＦＤＭ通信装置（ＴＸ）１０１から２つのアンテナＡＮ３、ＡＮ４を有するＯＦＤＭ通信装置（ＲＸ）１０２にＯＦＤＭ信号を送信する場合について説明する。ここで各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信される信号を、それぞれＴＸ１、ＴＸ２とする。また各アンテナで受信される信号をそれぞれＲＸ１、ＲＸ２とすると、ＲＸ１、ＲＸ２はそれぞれ次式で示すことができる。
【００４８】
ＲＸ１＝ＡＴＸ１＋ＢＴＸ２（５）
ＲＸ２＝ＣＴＸ１＋ＤＴＸ２（６）
但し、（５）式、（６）式において、Ａは送信アンテナＡＮ１と受信アンテナＡＮ３との間の伝搬路特性、Ｂは送信アンテナＡＮ２と受信アンテナＡＮ３との間の伝搬路特性、Ｃは送信アンテナＡＮ１と受信アンテナＡＮ４との間の伝搬路特性、Ａは送信アンテナＡＮ２と受信アンテナＡＮ４との間の伝搬路特性を表すものとする。
【００４９】
ここで受信信号から、送信信号ＴＸ１とＴＸ２を受信復調するためには、４つの伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを推定する必要がある。
【００５０】
ＯＦＤＭ通信装置のアンテナＡＮ１及びアンテナＡＮ２からは、上述した図１（ａ）及び（ｂ）に示すフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号ＴＸ１、ＴＸ２がそれぞれ送信される。因みに図１（ａ）及び（ｂ）において、例えばＤＡＴＡ１（Ｎ，Ｋ）とは、ＤＡＴＡ１が示されている時間及び周波数にデータ１に関するＮシンボル目がＫ番目のサブキャリアで送信されていることを表す。同様に、伝搬路推定用プリアンブル（１，ｋ−１）とは、伝搬路推定用プリアンブル（１，ｋ）が示されている時間及び周波数に伝搬路推定用プリアンブルの１シンボル目がｋ−１番目のサブキャリアで送信されていることを表す。
【００５１】
図１からも分かるようにアンテナＡＮ１から伝搬路推定用プリアンブルが送信されているサブキャリアと同一時間及び同一周波数のサブキャリアについては、アンテナＡＮ２からは伝搬路推定用プリアンブルを送信しないようにしている。同様に、アンテナＡＮ２から伝搬路推定用プリアンブルが送信されているサブキャリアと同一時間及び同一周波数のサブキャリアについては、アンテナＡＮ２からは伝搬路推定用プリアンブルを送信しないようにしている。
【００５２】
但し、この実施の形態の場合、図１（ａ）に示す第１のＯＦＤＭ信号と、図１（ｂ）に示す第２のＯＦＤＭ信号とを見れば分かるように、時点ｔ１から時点ｔ２の同一時間内で同一のサブキャリアでは同時に伝搬路推定用プリアンブルを送信しないものの、異なるサブキャリアを用いて同時に伝搬路推定用プリアンブルを送信するようにしている。
【００５３】
これによりＯＦＤＭ通信装置１０１においては、第１及び第２のＯＦＤＭ信号間の同一時間の同一サブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置しないようにしたことにより伝搬路推定用プリアンブル間での干渉による伝搬路推定用プリアンブルの劣化を防止することができると共に、同一時間の異なるサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置したことにより第１及び第２のＯＦＤＭ信号間で残留位相誤差偏差の無い伝搬路補償を行うことができるようになされている。
【００５４】
４つの伝搬路特性Ａ〜Ｄは、ＯＦＤＭ通信装置１０２において、以下のようにして推定することができる。伝搬路特性ＡはアンテナＡＮ１から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ３で受信し、アンテナＡＮ３に対応した信号処理部により求める。特性ＢはアンテナＡＮ２から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ３で受信し、アンテナＡＮ３に対応した信号処理部により求める。特性ＣはアンテナＡＮ１から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ４で受信し、アンテナＡＮ４に対応した信号処理部により求める。特性ＡＤアンテナＡＮ２から送信された伝搬路推定用プリアンブルをアンテナＡＮ４で受信し、アンテナＡＮ４に対応した信号処理部により求める。
【００５５】
次に、ＯＦＤＭ通信装置１０２は、推定した４つの伝搬路特性Ａ〜Ｄを用いて、以下の式で表す処理を行うことにより、各アンテナＡＮ１、ＡＮ２から送信された信号ＴＸ１、ＴＸ２を受信復調することができる。
【００５６】
DRX1 / ( AD - BC ) - BRX2 / ( AD - BC )
＝ D ( ATX1 + BTX2 ) / ( AD - BC ) - B ( DTX1 + DTX2 ) / ( AD - BC )
＝ ( ADTX1 + BDTX2 - BCTX1 - BDTX2 ) / ( AD - BC )
＝ TX1 ………（７）
−CRX1 / ( AD - BC ) - ARX2 / ( AD - BC )
＝ −C( ATX1 + BTX2 ) / ( AD - BC ) + A ( CTX1 + DTX2 ) / ( AD - BC )
＝ ( -ACTX1 - BCTX2 + ACTX1 - ADTX2 ) / ( AD - BC )
＝ TX2 ………（８）
図３は、ＯＦＤＭ通信装置１０１の送信系の構成を示すブロック図である。図３において、１１０は全体として、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置１０１の送信系の構成を示す。送信信号は符号化部１１１に入力され、当該符号化部１１１により符号化処理され、符号化処理後の信号はプリアンブル挿入部１１２に送出される。
【００５７】
この実施の形態の場合、送信信号は２つのデータ１、データ２がフレーム単位で交互に時分割多重された信号となっている。例えば期間Ｔの間はＮシンボル分のデータ１の信号が符号化部１１１に入力され、続く期間Ｔの間はＮシンボル分のデータ２が符号化部１１１に入力されるようになっている。
【００５８】
プリアンブル挿入部１１２は、符号化処理後の各データ１、データ２の境界位置（この実施の形態の場合、Ｎシンボル間隔）に１シンボル分のプリアンブルを挿入し、選択部１１３に送出する。選択部１１３には、ヌル信号（すなわち信号レベルが０の信号）が入力される。
【００５９】
選択部１１３は、続く逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１１６により、データ１についての伝搬路推定用プリアンブルが、奇数番目のサブキャリアにのみ重畳され、偶数番目のサブキャリアには重畳されないようなタイミングでヌル信号を選択して出力する。また選択部１１３は、続くＩＦＦＴ１１７により、データ２についての伝搬路推定用プリアンブルが、偶数番目のサブキャリアにのみ重畳され、奇数番目のサブキャリアには重畳されないようなタイミングでヌル信号を選択して出力する。
【００６０】
変調部１１４は選択部１１３により選択的に出力された信号に対して、例えばＢＰＳＫ(Binariphase Phase Shift Keying)、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)や１６値ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等のディジタル変調処理を施す。変調後の信号はシリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）１１５によりデータ１の信号と、データ２の信号とに分けられて、それぞれＩＦＦＴ１１６、１１７に送出される。
【００６１】
各ＩＦＦＴ１１６、１１７は、プリアンブル及びヌル信号を含むデータ１、データ２についての信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施すことにより、図１（ａ）、（ｂ）に示すようなＯＦＤＭ信号を形成する。逆高速フーリエ変換処理後の各出力信号１、２は、図示しない乗算器によりそれぞれ所定周波数の搬送波に重畳され、またバンドパスにより所定の周波数帯域に帯域制限された後、アンテナＡＮ１、アンテナＡＮ２からそれぞれ発信される。
【００６２】
図４は、図３の送信系を有するＯＦＤＭ通信装置から送信されたＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置の受信系の構成を示す。図１８との対応部分に同一符号を付して示す図４において、この実施の形態の受信系１２０は、係数算出部１２１の構成が異なることを除いて、図１８で上述した受信系１８と同様の構成でなる。
【００６３】
この実施の形態の係数算出部１２１の構成を、図５に示す。図１９との対応部分に同一符号を付して示す図５において、係数算出部１２１は、各メモリ４１〜４５に対応した補間部１２２〜１２５を有することを除いて、図１９で上述した係数算出部２７と同様の構成でなる。
【００６４】
すなわち係数算出部１２１は、伝搬路推定部２３、２５により得られた４つの伝搬路特性Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをメモリ４１〜４５に格納に格納した後、それぞれ対応する補間部１２２〜１２５に送出する。各補間部１２２〜１２５は隣接サブキャリアの伝搬路推定結果を加算して１／２することにより、ヌル信号を挿入することにより欠落しているサブキャリアの伝搬路特性を補間により算出する。
【００６５】
具体的に説明する。受信アンテナＡＮ１に対応する伝搬路推定部２３により伝搬路特性Ａ及び伝搬路特性Ｂが推定され、これらがそれぞれメモリ４１及びメモリ４２に格納されることになる。また受信アンテナＡＮ４に対応する伝搬路推定部２５により伝搬路特性Ｃ及び伝搬路特性Ｄが推定され、これらがそれぞれメモリ４３及びメモリ４５に格納されることになる。
【００６６】
ところで、伝搬路特性Ａ及び伝搬路特性Ｂについては、図１（ａ）に示すように、奇数番目のサブキャリアにのみ重畳された伝搬路推定用プリアンブルに基づいて求められたものであり、偶数番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ、Ｂは欠落したものとなっている。このためこの実施の形態では、この欠落した偶数番目のサブキャリアの伝搬路特性を互いに隣接する奇数番目のサブキャリアの伝搬路推定用プリアンブルにより推定された伝搬路特性を用いて求めるようになされている。
【００６７】
例えば補間部１２２では、伝搬路推定用プリアンブル（１，１）と伝搬路推定用プリアンブル（１，３）を用いて推定した１番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ１と３番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ３とを用いて、２番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ２をＡ２＝（Ａ１＋Ａ３）／２により求める。補間部１２３も同様にして互いに隣接する奇数番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｂを用いて、欠落している偶数番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｂを算出するようになっている。
【００６８】
一方、伝搬路特性Ｃ及び伝搬路特性Ｄについては、図１（ｂ）に示すように、偶数番目のサブキャリアにのみ重畳された伝搬路推定用プリアンブルに基づいて求められたものであり、奇数番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｃ、Ｄは欠落したものとなっている。このためこの実施の形態では、この欠落した奇数番目のサブキャリアの伝搬路特性を互いに隣接する偶数番目のサブキャリアの伝搬路推定用プリアンブルにより推定された伝搬路特性を用いて求めるようになされている。
【００６９】
例えば補間部１２４では、伝搬路推定用プリアンブル（２，２）と伝搬路推定用プリアンブル（２，４）を用いて推定した２番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｃ２と４番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｃ４とを用いて、３番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｃ３をＣ３＝（Ｃ２＋Ｃ４）／２により求める。補間部１２５も同様にして互いに隣接する偶数番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｄを用いて、欠落している奇数番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ｄを算出するようになっている。
【００７０】
図６に、各補間部１２２〜１２５の構成例を示す。伝搬路特性Ａを補間する補間部１２２を例にとって説明する。補間部１２２はまず１番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ１をパラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）１３０に入力すると共に遅延部１３１を介して平均化部１３２に送出する。続いて補間部１２２は３番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ３をパラレルシリアル変換部１３０及び平均化部１３２に入力すると共に遅延部１３１を介して平均化部１３２に送出する。この結果、平均化部１３２で伝搬路特性Ａ１とＡ３との平均（すなわち２番目のサブキャリアについての伝搬路特性Ａ２）が求められ、これがパラレルシリアル変換部１３０に送出される。パラレルシリアル変換部１３０は、伝搬路特性Ａ１、Ａ２、Ａ３の順にデータを並べ替えて出力信号として出力する。この後、同様の処理を繰り返すことにより、欠落した偶数番目のサブキャリアについての伝搬路特性を得る。
【００７１】
以上の構成において、ＯＦＤＭ通信装置１０１は、同一時間に送信する第１及び第２のＯＦＤＭ信号における互いに同一時間かつ同一周波数のサブキャリアにおいて、一方のサブキャリアには伝搬路推定用プリアンブルを配置すると共に他方のサブキャリアにはヌル信号を配置する。この結果、伝搬路推定用プリアンブルは伝搬路において他の信号の干渉を受けずに受信装置により受信されるので、受信側で当該伝搬路推定用プリアンブルに基づき良好な伝搬路補償を行うことができる。
【００７２】
加えて、ＯＦＤＭ通信装置１０１は、第１及び第２のＯＦＤＭ信号の一方のＯＦＤＭ信号にのみ伝搬路推定用プリアンブルを配置するのではなく、両方のＯＦＤＭ信号に分散するように伝搬路推定用プリアンブルを配置して送信する。この結果、アンテナＡＮ１から送信されるＯＦＤＭ信号の伝搬路推定用プリアンブルから求められる伝搬路特性Ａ、Ｂと、アンテナＡＮ２から送信されるＯＦＤＭ信号の伝搬路推定用プリアンブルから求められる伝搬路特性Ｃ、Ｄが共に、同時間に送信された伝搬路推定用プリアンブルに基づいて求められるので、伝搬路特性Ａ、Ｂと伝搬路特性Ｃ、Ｄとの間には、残留位相誤差偏差が無くなる。
【００７３】
かくして、ＯＦＤＭ通信装置１０１からの信号を受信して復調するＯＦＤＭ通信装置１０２では、残留位相誤差偏差の無い伝搬路特性Ａ〜Ｄに基づいて受信信号を伝搬路補償して復調できるので、誤り率特性の向上した受信信号を得ることができるようになる。
【００７４】
以上の構成によれば、複数のアンテナＡＮ１、ＡＮ２からＯＦＤＭ信号を送信する場合に、同一時間の同一周波数のサブキャリアの一方に伝搬路推定用プリアンブルを配置し他方にヌル信号を配置すると共に、各ＯＦＤＭ信号で少なくとも１つのサブキャリアには伝搬路推定用プリアンブルを配置するようにしたことにより、伝搬路推定結果に残留位相誤差が生じないようにすることができる。この結果、誤り率特性の劣化を防ぐことができる。
【００７５】
また受信側において、ヌル信号が送信されたサブキャリアについての伝搬路特性を、当該サブキャリアに隣接する伝搬路推定用プリアンブルが重畳されたサブキャリアの伝搬路特性を用いて補間するようにしたことにより、全てのサブキャリアについて伝搬路補償して誤り率特性の劣化の少ない受信信号を得ることができる。
【００７６】
なお上述の実施の形態では、２本のアンテナＡＮ１、ＡＮ２から２つのＯＦＤＭ信号を送信し、２本のアンテナＡＮ３、ＡＮ４で受信する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意の本数のアンテナを用いて任意の数のＯＦＤＭ信号を送受信する場合に適用可能である。例えばアンテナが３本の場合は、伝搬路推定用プリアンブルを２サブキャリアおきに送信し、間の２サブキャリアにヌル信号を挿入すればよい。
【００７７】
（実施の形態２）
この実施の形態のＯＦＤＭ通信装置の特徴は、ヌル信号を送信するサブキャリアを可変と点である。これによりこの実施の形態では、マルチパスの遅延時間が長い場合の誤り率特性の劣化を防ぐことができるようになされている。
【００７８】
つまり、マルチパスの遅延時間が長い場合には、隣接サブキャリア間での伝搬路特性の偏差が大きくなる。このような場合、ヌル信号を送信するサブキャリアを固定すると、ヌル信号を送信したサブキャリアの伝搬路推定誤差が大きくなるため、誤り率特性の劣化が大きくなる。この点に着目して、この実施の形態では、ヌル信号を送信するサブキャリアを可変とするようにした。
【００７９】
この実施の形態での各アンテナＡＮ１、アンテナＡＮ２から送信するＯＦＤＭ信号のフレームフォーマットを、図７（ａ）、（ｂ）に示す。図７からも明らかなように、ある時間ではアンテナＡＮ１からは奇数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを重畳し、アンテナＡＮ２からは偶数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを重畳する。これに対して、一定のデータ伝送期間を隔てて、次に伝搬路推定用プリアンブルを送信する際には、アンテナＡＮ１からは偶数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを重畳し、アンテナＡＮ２からは奇数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを重畳するようになっている。
【００８０】
実際上、伝搬路推定結果の更新は複数シンボル（例えば８シンボル、図７ではＮで表している）において平均化処理を行うため、ヌル信号を送信するサブキャリアを可変とすることにより、伝搬路推定誤差を低減し、誤り率特性の劣化を防ぐことができる。
【００８１】
これを実現するためのＯＦＤＭ通信装置の構成を、図３を流用して説明する。図７に示すフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号を形成するためには、実施の形態１と比較して、図３の選択部１１３においてヌル信号を選択するタイミングを変更すればよい。
【００８２】
次に、図７に示すフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号を受信して伝搬路補償する受信系では、図５について上述した係数算出部１２１の構成を変更すればよい。この実施の形態の係数算出部の構成を、図８に示す。図５との対応部分に同一符号を付して示す図８において、係数算出部１４０は、各伝搬路特性Ａ〜Ｄに対応するメモリ４１及び１４１、４２及び１４２、４３及び１４３、４４及び１４４が２つずつとなっている点と、メモリ４１及び１４１、４２及び１４２、４３及び１４３、４４及び１４４の前段及び後段に選択部１４５〜１４８、１４９〜１５２が設けられている点を除いて、実施の形態１の係数算出部１２１と同様の構成でなる。
【００８３】
具体的に伝搬路特性Ａについて説明する。まず図７（ａ）に示す期間ｔ１〜ｔ２における奇数番目のサブキャリアに重畳された伝搬路推定用プリアンブル（１，１）………伝搬路推定用プリアンブル（１，ｋ−１）に基づいて推定された複数の伝搬路特性Ａが選択部１４５を介してメモリ４１に格納される。メモリ４１に格納された伝搬路特性Ａは選択部１４９を介して補間部１２２に送出される。補間部１２２では、実施の形態１で説明したように奇数番目のサブキャリアの伝搬路特性Ａを用いて、その間の偶数番目のサブキャリアの伝搬路特性を算出（補間）する。そして期間ｔ１〜ｔ２での全てのサブキャリアについての伝搬路特性Ａが求められる。
【００８４】
次に、期間ｔ３〜ｔ４における偶数番目のサブキャリアに重畳された伝搬路推定用プリアンブル（１，２）………伝搬路推定用プリアンブル（１，ｋ）に基づいて推定された複数の伝搬路特性Ａが選択部１４５を介してメモリ１４１に格納される。メモリ１４１に格納された伝搬路特性Ａは選択部１４９を介して補間部１２２に送出される。補間部１２２では、偶数番目のサブキャリアの伝搬路特性Ａを用いて、その間の奇数番目のサブキャリアの伝搬路特性を算出する。そして期間ｔ３〜ｔ４での全てのサブキャリアについての伝搬路特性Ａが求められる。伝搬路特性Ｂ、Ｃ、Ｄについても同様なので説明を省略する。
【００８５】
以上の構成において、マルチパスの状態によりＯＦＤＭ信号の各サブキャリアはそれぞれ周波数選択性フェージングにより異なるフェージングを受ける。マルチパス遅延時間が長い場合には、同じサブキャリアのみが長い時間周波数選択性フェージングを受けることになり、このサブキャリアに伝搬路推定用既知信号が配置されていないと、良好に伝搬路補償を行うことができないことになる。
【００８６】
しかし、この実施の形態では、伝搬路推定用既知信号を配置するサブキャリアを時間毎に変化させているので、マルチパス遅延時間が長い場合でも特定のサブキャリアでの誤り率の劣化を防止し得るようになっている。
【００８７】
以上の構成によれば、実施の形態１の構成に加えて、伝搬路推定用プリアンブルを配置するサブキャリアを時間によって可変とするようにしたことにより、マルチパス遅延時間が長い場合の誤り率特性を向上させることができる。
【００８８】
（実施の形態３）
この実施の形態のＯＦＤＭ通信装置の特徴は、第１のアンテナＡＮ１から２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルを配置したＯＦＤＭ信号を送信すると共に、第２のアンテナＡＮ２から前記２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルの時間的に直前と直後に１シンボルずつ伝搬路推定用プリアンブルを配置したＯＦＤＭ信号を送信するようにした点である。
【００８９】
これにより、上述した実施の形態１及び実施の形態２と比較して、補間処理を行うことなく、全てのサブキャリアの伝搬路特性を実際に受信した伝搬路推定用プリアンブルに基づいて推定することができるので、マルチパス遅延時間が長い場合でも各サブキャリアについて一段と精度の良い伝搬路特性を得ることができる。
【００９０】
この実施の形態での各アンテナＡＮ１、アンテナＡＮ２から送信するＯＦＤＭ信号のフレームフォーマットを、図９（ａ）、（ｂ）に示す。図９（ｂ）に示すように、ある時間ｔ２〜ｔ３及び時間ｔ３〜ｔ４で、アンテナＡＮ２から全てのサブキャリアを使って２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルを配置したＯＦＤＭ信号を送信する。
【００９１】
一方、時間ｔ２〜ｔ３及び時間ｔ３〜ｔ４の直前の時間ｔ１〜ｔ２で、アンテナＡＮ１から全てのサブキャリアを使って１シンボル分の伝搬路推定用プリアンブルを配置したＯＦＤＭ信号を送信する。同様に時間ｔ２〜ｔ３及び時間ｔ３〜ｔ４の直後の時間ｔ４〜ｔ５で、アンテナＡＮ１から全てのサブキャリアを使って１シンボル分の伝搬路推定用プリアンブルを配置したＯＦＤＭ信号を送信する。
【００９２】
図９のようなフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号を形成するＯＦＤＭ通信装置１０１（図２）の送信系の構成例を、図１０に示す。図３との対応部分に同一符号を付して示す図１０において、送信系１６０は、プリアンブル挿入部１６１の機能が異なる点と、選択部１１３（図３）が省略されている点を除いて、図３の送信系１１０と同様の構成でなる。
【００９３】
すなわちプリアンブル挿入部１６１は、ＩＦＦＴ１１７による逆フーリエ変換処理後の出力信号２が図９（ｂ）に示すようなフレームフォーマットとなるように、符号化後の信号に２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルを挿入する。またプリアンブル挿入部１６１は、ＩＦＦＴ１１６による逆フーリエ変換処理後の出力信号１が図９（ａ）に示すようなフレームフォーマットとなるようなタイミングで、符号化後の信号に１シンボルずつ伝搬路推定用プリアンブルを挿入する。
【００９４】
以上の構成において、この実施の形態のＯＦＤＭ通信装置１０１から送信された２つのＯＦＤＭ信号は、図９に示すように、伝搬路推定用プリアンブルがそれぞれ異なる時間ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜３、ｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５に送信されるので、受信側で各伝搬路推定用プリアンブルに基づいて求められる伝搬路特性Ａ、ＢとＣ、Ｄとでは、アンテナ間での残留位相誤差の偏差が生じてしまう。
【００９５】
しかし、図１１に示すように、これらのアンテナ間での残留位相誤差の偏差は、合成すると全体としてキャンセルされるので、受信系の係数算出部１２１（図４）では、結果としてアンテナ間での残留位相誤差の偏差の影響のない伝搬路補償のための係数を得ることができる。これにより、誤り率の向上した受信信号を得ることができるようになる。
【００９６】
因みに図１１において、点線は時間ｔ１〜ｔ２において送信された伝搬路推定用プリアンブル（図９（ａ））の残留位相誤差の偏差の様子を表し、二点差線は時間ｔ４〜ｔ５において送信された伝搬路推定用プリアンブル（図９（ａ））の残留位相誤差の偏差の様子を表し、破線は２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルのうち１シンボル目の伝搬路推定用プリアンブル（図９（ｂ））の残留位相誤差の偏差の様子を表し、一点鎖線は２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルのうち２シンボル目の伝搬路推定用プリアンブル（図９（ｂ））の残留位相誤差の偏差の様子を表す。図１１に示すように、これらの伝搬路推定用プリアンブルは、合成するとアンテナ間での残留位相誤差の偏差がなくなる。
【００９７】
また図９に示すようなフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号を送信すれば、全てのサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置することができるので、マルチパス遅延時間に拘わらず、全てのサブキャリアについて実際の伝搬路推定用プリアンブルを用いた伝搬路特性を求めることができるので、如何なるマルチパス環境下でも誤り率特性の良い受信信号を得ることができる。
【００９８】
以上の構成によれば、特定のアンテナから２シンボル連続して伝搬路推定用プリアンブルが配置されたＯＦＤＭ信号を送信すると共に、他のアンテナから前記２シンボル連続した伝搬路推定用プリアンブルの時間的に直前と直後に１シンボルずつ伝搬路推定用プリアンブルが配置されたＯＦＤＭ信号を送信するようにしたことにより、一段と誤り率特性を向上し得るＯＦＤＭ通信装置を実現することができる。
【００９９】
（実施の形態４）
この実施の形態のＯＦＤＭ通信装置の特徴は、実施の形態１の構成に加えて、ＯＦＤＭ信号のバースト区間内に２シンボル以上の伝搬路推定用プリアンブルを配置すると共に、各シンボルによって伝搬路推定用プリアンブルを配置するサブキャリアを変えた点である。
【０１００】
これによりこの実施の形態では、実施の形態１と比較して、１シンボル目ではヌル信号が配置されたサブキャリアでも、２シンボル目では伝搬路推定用プリアンブルが配置されるので、サブキャリア全体としての伝搬路推定特性が向上する。またヌル信号が挿入されたサブキャリアを補間により求める場合の補間値の精度を向上させることができる。
【０１０１】
この実施の形態での各アンテナＡＮ１、アンテナＡＮ２から送信するＯＦＤＭ信号のフレームフォーマットを、図１２（ａ）、（ｂ）に示す。図１２に示すように、時間ｔ１〜ｔ２では、第１のＯＦＤＭ信号では奇数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置し、偶数番目のサブキャリアにヌル信号を配置する。また第２のＯＦＤＭでは偶数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置し、奇数番目のサブキャリアにヌル信号を配置する。
【０１０２】
これに対して、続く時間ｔ２〜ｔ３では、第１のＯＦＤＭ信号では偶数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置し、奇数番目のサブキャリアにヌル信号を配置する。また第２のＯＦＤＭでは奇数番目のサブキャリアに伝搬路推定用プリアンブルを配置し、偶数番目のサブキャリアにヌル信号を配置する。
【０１０３】
このようにこの実施の形態のＯＦＤＭ通信装置では、バースト区間内で伝搬路推定用プリアンブルを配置するサブキャリアを変化させる。因みにバースト区間とは時間ｔ１〜ｔ４までの期間を表し、伝搬路推定用プリアンブルによって伝搬路補償される単位送信信号区間を表す。
【０１０４】
図１３のようなフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号は、実施の形態１で説明した、図３のプリアンブル挿入部１１２及び選択部１１３において、図１３に示すように各アンテナＡＮ１、ＡＮ２につき２シンボル分の伝搬路推定用プリアンブルを挿入すると共に、所定のタイミングでヌル信号を挿入することで形成することができる。
【０１０５】
また図１３のようなフレームフォーマットのＯＦＤＭ信号を受信して復調する受信系は、実施の形態１で説明した、図４の受信系１２０の係数算出部１２１の構成を、図１３に示すように変更すればよい。
【０１０６】
実施の形態２で説明した図８との対応部分に同一符号を付して示す図１３において、この実施の形態の係数算出部１７０は、各伝搬路特性Ａ〜Ｄを時間方向に平均化する平均化部１７１〜１７４を有することを除いて、図８の係数算出部１４０と同様の構成でなる。
【０１０７】
平均化部１７１〜１７４のうち平均化部１７１に着目して説明する。補間部１２２では、図１２（ａ）の伝搬路推定用プリアンブル（１，１）に基づいて推定された伝搬路特性Ａと伝搬路推定用プリアンブル（１，３）に基づいて推定された伝搬路特性Ａを用いてその間のサブキャリアの伝搬路特性Ａを補間により求める。このようにして補間部１２２では周波数方向の伝搬路特性Ａの補間値が求められる。
【０１０８】
補間部１２２で求められた補間値は平均化部１７１に送出され、また平均化部１７１にはメモリ１４１及び選択部１４９を介して伝搬路推定用プリアンブル（１，２）に基づいて推定された伝搬路特性Ａが入力される。平均化部１７１は、補間部１２２から入力された補間値と選択部１４９から入力された伝搬路特性Ａを平均化することにより、ヌル信号が配置されたサブキャリアの最終的な伝搬路特性Ａを求める。他の平均化部１７２〜１７４についても同様である。
【０１０９】
このようにこの実施の形態では、ＯＦＤＭ信号のバースト区間内に２シンボル以上の伝搬路推定用プリアンブルを配置すると共に、各シンボルによって伝搬路推定用プリアンブルを配置するサブキャリアを変えたことにより、受信側で、ヌル信号が配置されたサブキャリアに関して、周波数方向に加えて時間方向を加味した補間値を得ることができるので、実施の形態１と比較してどのようなマルチパス環境下においても、一段と誤り率特性の向上した受信信号を得ることができるようになる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、それぞれ異なるデータを重畳した複数のＯＦＤＭ信号を複数のアンテナから同時に送信する場合に、複数のＯＦＤＭ信号間での同一時間の同一周波数のサブキャリアについて、1つのサブキャリアに伝搬路推定用既知信号を配置し、他のサブキャリアにはヌル信号を配置すると共に、各ＯＦＤＭ信号で少なくとも１つのサブキャリアには伝搬路推定用既知信号を配置するようにしたことにより、伝搬路推定結果の残留位相誤差の偏差を抑制することができ、誤り率特性の向上したＯＦＤＭ通信装置及びＯＦＤＭ通信方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号を示す模式図
【図２】実施の形態におけるＯＦＤＭ通信システムの全体構成を示す図
【図３】実施の形態１、２のＯＦＤＭ通信装置の送信系の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態のＯＦＤＭ通信装置の受信系の構成を示すブロック図
【図５】実施の形態１の係数算出部の構成を示すブロック図
【図６】補間部の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態２におけるＯＦＤＭ信号を示す模式図
【図８】実施の形態２の係数算出部の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態３におけるＯＦＤＭ信号を示す模式図
【図１０】実施の形態３のＯＦＤＭ通信装置の送信系の構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態３の動作の説明に供するＩ−Ｑ平面図
【図１２】実施の形態４におけるＯＦＤＭ信号を示す模式図
【図１３】実施の形態４の係数算出部の構成を示すブロック図
【図１４】ＯＦＤＭ信号のフレーム構成を示す図
【図１５】ＯＦＤＭ通信システムでの伝搬路推定の説明に供する図
【図１６】従来のＯＦＤＭ信号を示す模式図
【図１７】ＯＦＤＭ通信装置の送信系の構成を示すブロック図
【図１８】ＯＦＤＭ通信装置の受信系の構成を示すブロック図
【図１９】係数算出部の構成を示すブロック図
【符号の説明】
２１、２２フーリエ変換部（ＦＦＴ）
２３、２５伝搬路推定部
２４、２６伝搬路補償・干渉補償部
２８残留位相誤差検出部
２９、３０位相補償部
１０１、１０２ＯＦＤＭ通信装置
１１０、１６０送信系
１１２プリアンブル挿入部
１１３選択部
１１６、１１７逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
１２０受信系
１２１、１４０、１７０係数算出部
１２２〜１２５補間部
ＡＮ１〜ＡＮ４アンテナ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM communication apparatus and method thereof, and is particularly suitable when applied to a case where a known signal for propagation path estimation is inserted into an OFDM signal and transmitted.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) communication, for example, as used in IEEE802.11 and the like, the transmission side apparatus transmits a burst as shown in FIG. Transmit unit signal. As shown in FIG. 14, the burst unit signal includes a guard interval (GI), a propagation path estimation preamble, and an information signal (DATA1,...). In the burst unit signal, the propagation path estimation preamble is subjected to IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) processing, and the information signal is subjected to predetermined modulation processing and IFFT processing.
[0003]
The receiving side apparatus starts the FFT (Fast Fourier Transform) process by calculating the correlation value between the IFFT-processed propagation path estimation preamble and the propagation path estimation preamble in the received burst unit signal (received signal). Detect timing. Thereafter, the receiving-side apparatus extracts the propagation path estimation preamble and the information signal from the received signal by performing FFT processing on the received signal according to the detected start timing. Further, the receiving side apparatus estimates the propagation path using the extracted propagation path estimation preamble, and demodulates the information signal using the propagation path estimation result. Thereby, the receiving side apparatus can take out a demodulated signal.
[0004]
Next, the principle of transmission / reception of the OFDM communication apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 15 illustrates a case where an OFDM signal is transmitted from an OFDM communication apparatus (TX) 1 having two antennas AN1 and AN2 to an OFDM communication apparatus (RX) 2 having two antennas AN3 and AN4. Here, signals transmitted from the antennas AN1 and AN2 of the OFDM communication apparatus 1 are referred to as TX1 and TX2, respectively. Also, signals received by the antennas AN3 and AN4 of the OFDM communication apparatus 2 are denoted as RX1 and RX2, respectively. Then, the reception signals RX1 and RX2 can be expressed by the following equations, respectively.
[0005]
RX1 = ATX1 + BTX2 (1)
RX2 = CTX1 + DTX2 (2)
In Equations (1) and (2), A is a propagation path characteristic between the transmission antenna AN1 and the reception antenna AN3, B is a propagation path characteristic between the transmission antenna AN2 and the reception antenna AN3, and C is a transmission. A propagation path characteristic between the antenna AN1 and the reception antenna AN4, and A represents a propagation path characteristic between the transmission antenna AN2 and the reception antenna AN4.
[0006]
Here, in order to receive and demodulate the transmission signals TX1 and TX2 from the reception signal, it is necessary to estimate the four propagation path characteristics A, B, C, and D.
[0007]
FIG. 16 shows a frame format of an OFDM transmission signal transmitted from the OFDM communication apparatus 1. That is, the OFDM signal shown in FIG. 16A is transmitted from the antenna AN1, and the OFDM signal shown in FIG. 16B is transmitted from the antenna AN2. In FIG. 16, DATA1 (N, K), for example, indicates that the Nth symbol related to data 1 is transmitted on the Kth subcarrier at the time and frequency indicated by DATA1. Similarly, the propagation path estimation preamble (1, k) means that the first symbol of the propagation path estimation preamble is the k-th subcarrier at the time and frequency indicated by the propagation path estimation preamble (1, k). Indicates that it is being sent.
[0008]
As can be seen from FIG. 16, during the time when the propagation path estimation preamble is transmitted from the antenna AN1, the propagation path estimation preamble is not transmitted from the antenna AN2. Similarly, during the time when the propagation path estimation preamble is transmitted from the antenna AN2, the propagation path estimation preamble is not transmitted from the antenna AN2.
[0009]
The four propagation path characteristics A to D can be estimated as follows in the OFDM communication apparatus 2 (FIG. 15). The propagation path characteristic A is obtained by receiving a propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN1 by the antenna AN3 and using a signal processing unit corresponding to the antenna AN3. The characteristic B is obtained by the propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN2 by the antenna AN3 and obtained by a signal processing unit corresponding to the antenna AN3. The characteristic C is obtained by receiving a propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN1 by the antenna AN4 and using a signal processing unit corresponding to the antenna AN4. The propagation path estimation preamble transmitted from the characteristic AD antenna AN2 is received by the antenna AN4 and obtained by a signal processing unit corresponding to the antenna AN4.
[0010]
Next, the OFDM communication apparatus 2 receives and demodulates the signals TX1 and TX2 transmitted from the antennas AN1 and AN2 by performing processing represented by the following expression using the estimated four propagation path characteristics A to D: can do.
[0011]
DRX1 / (AD-BC)-BRX2 / (AD-BC)
= D (ATX1 + BTX2) / (AD-BC)-B (DTX1 + DTX2) / (AD-BC)
= (ADTX1 + BDTX2-BCTX1-BDTX2) / (AD-BC)
= TX1 (3)
−CRX1 / (AD-BC)-ARX2 / (AD-BC)
= -C (ATX1 + BTX2) / (AD-BC) + A (CTX1 + DTX2) / (AD-BC)
= (-ACTX1-BCTX2 + ACTX1-ADTX2) / (AD-BC)
= TX2 ……… (4)
FIG. 17 shows the configuration of the transmission system of the OFDM communication apparatus 1. In the transmission system 10, the transmission signal is first encoded by the encoding unit 11. The encoded signal is inserted into the preamble by the preamble insertion unit 12 and then subjected to modulation processing by the subsequent modulation unit 13.
[0012]
The modulated signal is serial / parallel converted by a serial / parallel converter (S / P) 14 to be divided into two systems. Each signal divided into the two systems is subjected to inverse fast Fourier transform processing by inverse fast Fourier transform units (IFFT) 15 and 16, whereby orthogonal frequency division multiplexing is performed by each IFFT 15 and 16 to obtain an OFDM signal. Here, output signal 1 of IFFT 15 is transmitted from antenna AN1 (FIG. 15) after being subjected to wireless transmission processing such as multiplication processing of a carrier wave of a predetermined frequency by a wireless transmission unit (not shown). Similarly, output signal 2 of IFFT 16 is transmitted from antenna AN2 (FIG. 15) after being subjected to wireless transmission processing such as multiplication processing of a carrier wave of a predetermined frequency by a wireless transmission unit (not shown).
[0013]
FIG. 18 shows the configuration of the reception system of OFDM communication apparatus 2 (FIG. 15). In the reception system 20, a reception signal received by the antenna AN3 is input as an input signal 1 of a fast Fourier transform unit (FFT) 21 via a wireless reception unit (not shown). A reception signal received by the antenna AN4 is input as an input signal 2 of the fast Fourier transform unit (FFT) 22 through a radio reception unit (not shown).
[0014]
The FFT 21 performs a fast Fourier transform process on the input signal 1 to obtain a received signal for each subcarrier. The reception signal for each subcarrier obtained by the FFT 21 is sent to the propagation path estimation unit 23 and the propagation path compensation / interference compensation units 24 and 26, respectively. The input signal 2 is converted into a reception signal for each subcarrier by the FFT 22, and this reception signal is transmitted to the propagation path estimation unit 25 and the propagation path compensation / interference compensation units 26 and 24.
[0015]
The propagation path estimation unit 23 estimates the propagation path characteristics A and B described above with reference to FIG. 15 based on the preamble inserted into the received signal. Similarly, the propagation path estimation unit 25 estimates the propagation path characteristics C and D described above with reference to FIG. 15 based on the preamble inserted in the received signal.
[0016]
The coefficient calculation unit 27 uses the propagation path characteristics A, B, C, and D obtained by the propagation path estimation units 23 and 25 to perform coefficients A / (AD−BC), B / (AD-BC), C / (AD-BC), D / (AD-BC) are obtained. The coefficient calculation unit 27 is configured as shown in FIG. The four propagation path characteristics A, B, C, and D obtained by the propagation path estimators 23 and 25 are stored in the memories 41 to 44, respectively. The multiplication unit 46 obtains AD, and the multiplication unit 45 obtains BC. The subtractor 47 obtains AD-BC. The division units 48, 49, 50, and 51 obtain A / (AD-BC), B / (AD-BC), C / (AD-BC), and D / (AD-BC), respectively.
[0017]
Returning to FIG. 18, the propagation path compensation and interference compensation unit 24 performs the computation represented by the equation (3) on the received signal using the coefficient obtained by the coefficient calculation unit 27, thereby performing propagation path compensation and A reception signal TX1 subjected to interference compensation is formed. Similarly, the propagation path compensation and interference compensation unit 26 performs propagation path compensation and interference compensation by performing the calculation represented by the equation (4) on the received signal using the coefficient obtained by the coefficient calculation unit 27. A reception signal TX2 is formed.
[0018]
The reception signal TX1 after propagation path compensation / interference compensation is sent to the residual phase error detection section 28 and the phase compensation section 29. Similarly, the reception signal TX2 after propagation path compensation / interference compensation is sent to the residual phase error detection section 28 and It is sent to the phase compensation unit 30. The residual phase error detection unit 28 detects the residual phase error in the two reception signals TX1 and TX2 by comparing the two reception signals TX1 and TX2, and sends this to the phase compensation units 29 and 30.
[0019]
The phase compensation units 29 and 30 perform the phase compensation process by rotating the phase by the amount corresponding to the residual phase error with respect to the reception signals TX1 and TX2, respectively. The two received signals after phase compensation are converted into serial signals by the parallel-serial conversion unit (P / S) 31 and decoded by the subsequent decoding unit 32, whereby a received signal corresponding to the transmission signal is obtained.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional OFDM communication apparatus, as shown in FIG. 16, the transmission antenna AN1 and the transmission antenna AN2 have different times for transmitting the propagation path estimation preamble.
[0021]
For this reason, when there are residual phase errors in the received signals RX1 and RX2 obtained by the two receiving antennas AN3 and AN4, there are residual phase error deviations in the propagation path estimation results estimated by the respective propagation path estimation preambles. It will be. When there is a residual phase error deviation, the residual phase error deviation becomes a propagation path estimation error, so that the error rate characteristic on the receiving side is greatly degraded. As described above, the conventional OFDM communication apparatus has a drawback that the error rate characteristic greatly deteriorates when a residual phase error exists.
[0022]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an OFDM communication apparatus and an OFDM communication method with improved error rate characteristics by suppressing a deviation in residual phase error of a propagation path estimation result. To do.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention provides signal insertion means for inserting a known signal for propagation path estimation and a null signal at a predetermined position of each of a plurality of different transmission data, and each transmission data into which the known signal and the null signal are inserted. An OFDM signal forming means for forming a plurality of OFDM signals by performing orthogonal frequency division multiplexing on the plurality of antennas and a plurality of antennas for transmitting each OFDM signal, and the signal inserting means is the same between the plurality of OFDM signals. For the subcarriers transmitted in time, when the known signal is arranged in a subcarrier of a certain OFDM signal, a null signal is arranged in a subcarrier corresponding to that of another OFDM signal and at least 1 in each OFDM signal A configuration is adopted in which the known signal and the null signal are inserted into a position where the known signal is arranged in one subcarrier.
[0024]
According to this configuration, a known signal for channel estimation is arranged in one OFDM signal and a null signal is arranged in another OFDM signal in subcarriers of the same time and the same frequency in a plurality of OFDM signals transmitted at the same time. Therefore, the known signal for estimating the propagation path of a certain OFDM signal does not receive interference from other OFDM signals. In addition, since a known signal for propagation path estimation is arranged on at least one subcarrier among a plurality of subcarriers of the same time in each OFDM signal, all of the plurality of OFDM signals are used for propagation path estimation of the same time. It has a known signal.
[0025]
As a result, the propagation path estimation known signal of each OFDM signal has a very small residual phase error deviation at the time of reception. The propagation path estimation value is obtained based on these propagation path estimation known signals, and the propagation path If compensation is performed, a received signal with improved error rate characteristics can be obtained.
[0026]
In the OFDM communication apparatus of the present invention, the known signal and the null signal are arranged such that the signal insertion means arranges the known signal substantially evenly among the OFDM signals in the subcarriers of the same time in the plurality of OFDM signals. The structure which inserts is taken.
[0027]
According to this configuration, in the OFDM signal that transmits a plurality of subcarriers at the same time, the propagation path estimation known signal is arranged on the plurality of subcarriers for each OFDM signal. The estimated value can be obtained, and the error rate characteristic can be further improved.
[0028]
For example, consider the case of transmitting two OFDM signals each having 10 subcarriers. For subcarriers of the same time, a known signal for channel estimation is arranged in five subcarriers in the first OFDM signal. In addition, a null signal is arranged on five subcarriers, and in the second OFDM signal, a propagation path estimation known signal is arranged on five subcarriers arranged with the first OFDM signal and the first OFDM signal. Then, null signals are arranged on the five subcarriers where the propagation path estimation known signals are arranged. In this way, it is possible to perform channel compensation without deviation based on the same number of known signals for the first OFDM signal and the second OFDM signal. In addition, for a subcarrier in which a known signal for propagation path estimation is not arranged but a null signal is arranged, if there is a certain number of known signals for propagation path estimation, it can be accurately interpolated using this. .
[0029]
The OFDM communication apparatus according to the present invention employs a configuration in which the signal insertion means inserts the known signal and the null signal so that the subcarriers in which the known signal and the null signal are arranged change with time in each OFDM signal. .
[0030]
According to this configuration, it is possible to further improve the error rate characteristics when the multipath delay time is long (when the multipath fluctuation occurs gently). Here, each subcarrier of the OFDM signal undergoes different fading due to frequency selective fading depending on the multipath state. If the multipath delay time is long, only the same subcarrier will be subject to long time frequency selective fading, and if no known signal for channel estimation is placed on this subcarrier, the channel compensation will be good. You can't do it. Focusing on this point, the present invention prevents the error rate from deteriorating in a specific subcarrier when the multipath fluctuation is moderate by changing the subcarriers where the known signals for channel estimation are changed every time. It has come to be able to do.
[0031]
The OFDM communication apparatus of the present invention includes a signal insertion unit that inserts a known signal for channel estimation at a predetermined position of each of a plurality of different transmission data, and orthogonal frequency division multiplexing processing for each transmission data in which the known signal is inserted OFDM signal forming means for forming a plurality of OFDM signals by applying and a plurality of antennas for transmitting each OFDM signal, wherein the signal insertion means is continuous for two symbols as an OFDM signal supplied to a specific antenna. The known signal is inserted so that the known signal is placed, and the known signal is placed one symbol at a time immediately before and immediately after the known signal continuous for two symbols as an OFDM signal to be supplied to another antenna. A configuration is adopted in which the known signal is inserted at a position to be processed.
[0032]
According to this configuration, an OFDM signal in which a known signal for channel estimation that is two symbols continuous is arranged and another OFDM signal in which a known signal for channel estimation is arranged before and after the OFDM signal, the channel during the reception is received. When the estimation known signals are combined, the residual phase error deviation generated between the respective propagation path estimation known signals is canceled, so that propagation path characteristics having no residual phase error deviation can be obtained. As a result, a received signal with an improved error rate can be obtained.
[0033]
In the OFDM communication apparatus of the present invention, the signal insertion means inserts the known signal so that the known signal of 2 symbols or more is arranged in a unit transmission signal section including a signal whose propagation path is compensated by the known signal. In addition, the known signal is inserted at a position where the subcarrier in which the known signal is arranged varies depending on each symbol.
[0034]
According to this configuration, when attention is paid to the unit transmission signal section in one OFDM signal, the known signals for propagation path estimation of 2 symbols or more are arranged so as to be distributed to a plurality of subcarriers. Data overlaid on a plurality of subcarriers using a known signal can be uniformly compensated for the propagation path, and the overall error rate can be further improved.
[0035]
An OFDM communication apparatus according to the present invention is an OFDM communication apparatus that receives and demodulates an OFDM signal transmitted by the OFDM communication apparatus, and includes a plurality of antennas that receive the OFDM signal and received signals that are received by the respective antennas. And a channel estimation means for estimating channel characteristics between the plurality of antennas and the plurality of antennas of the OFDM communication apparatus according to claim 1, and a subcarrier in which a null signal is arranged. Interpolating means for interpolating the propagation path characteristics using the propagation path characteristics of adjacent subcarriers where the known signal is arranged, and propagation path compensation for the signals allocated to each subcarrier using the propagation path characteristics. And a propagation path compensation means to be applied.
[0036]
According to this configuration, the subcarrier in which the known signal for propagation path estimation is arranged can perform highly accurate propagation path compensation using the known signal for propagation path estimation. In addition, even for subcarriers in which null signals are arranged, accurate channel compensation is achieved by using channel characteristics interpolated by known signals for channel estimation arranged in adjacent subcarriers at the same time. It can be performed. As a result, the error rate can be improved for all subcarriers.
[0037]
The OFDM communication method of the present invention is an OFDM communication method for simultaneously transmitting a plurality of OFDM signals on which different data are superimposed from a plurality of antennas, and for subcarriers of the same frequency at the same time between the plurality of OFDM signals. The known signal for channel estimation is arranged in one subcarrier, the null signal is arranged in the other subcarrier, and the known signal is arranged in at least one subcarrier in each OFDM signal. .
[0038]
According to this method, since the propagation path estimation known signal is arranged in at least one subcarrier among the plurality of subcarriers of the same time in each OFDM signal, all of the plurality of OFDM signals are for propagation path estimation of the same time. It has a known signal. As a result, the propagation path estimation known signal of each OFDM signal has a very small residual phase error deviation at the time of reception. The propagation path estimation value is obtained based on these propagation path estimation known signals, and the propagation path If compensation is performed, a received signal with improved error rate characteristics can be obtained.
[0039]
A communication terminal apparatus according to the present invention employs a configuration including the OFDM communication apparatus.
[0040]
According to this configuration, the residual phase error deviation of the propagation path estimation known signal on the receiving side can be very small, and high-accuracy propagation path compensation can be performed based on this propagation path estimation known signal. An OFDM communication apparatus that can improve the error rate characteristic on the receiving side can be realized.
[0041]
A radio base station apparatus according to the present invention employs a configuration including the OFDM communication apparatus.
[0042]
According to this configuration, the residual phase error deviation of the propagation path estimation known signal on the receiving side can be made very small, so that a radio base station apparatus that can improve the error rate characteristics on the receiving side can be realized.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The essence of the present invention is that when a plurality of OFDM signals with different data superimposed on each other are transmitted simultaneously from a plurality of antennas, the same frequency subcarriers of the same time between the plurality of OFDM signals are propagated to one subcarrier. A known signal for channel estimation is arranged, null signals are arranged for other subcarriers, and a known signal for channel estimation is arranged for at least one subcarrier in each OFDM signal. As a result, it is possible to superimpose the propagation path estimation preamble on each OFDM signal and transmit at the same time, so that the deviation of the residual phase error of the propagation path estimation result on the receiving side can be suppressed.
[0044]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0045]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of an OFDM signal transmitted from the OFDM communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, a case will be described in which two OFDM signals are formed from two different transmission data and transmitted from different antennas. The OFDM signal shown in FIG. 1A is an OFDM signal on which the first transmission data (DATA1) is superimposed, and is transmitted from the first antenna. The OFDM signal shown in FIG. 1B is an OFDM signal on which second transmission data (DATA2) is superimposed, and is transmitted from the second antenna.
[0046]
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the feature of this embodiment is that a specific subcarrier of a symbol for transmitting a propagation path estimation preamble is a null signal, and other antennas have the null at the same time. The transmission path estimation preamble is transmitted only from the subcarrier into which the signal is inserted. On the receiving side, the propagation path estimation result of the subcarrier into which the null signal is inserted is calculated by interpolation. Thereby, it is possible to prevent a residual error deviation from occurring in the propagation path estimation result, and it is possible to prevent the error rate characteristic from deteriorating.
[0047]
FIG. 2 shows a configuration of an OFDM communication system using the OFDM communication apparatus of the first embodiment. FIG. 2 illustrates a case where an OFDM signal is transmitted from an OFDM communication apparatus (TX) 101 having two antennas AN1 and AN2 to an OFDM communication apparatus (RX) 102 having two antennas AN3 and AN4. Here, it is assumed that signals transmitted from the antennas AN1 and AN2 are TX1 and TX2, respectively. Further, assuming that signals received by the respective antennas are RX1 and RX2, RX1 and RX2 can be expressed by the following equations, respectively.
[0048]
RX1 = ATX1 + BTX2 (5)
RX2 = CTX1 + DTX2 (6)
In Equations (5) and (6), A is a propagation path characteristic between the transmission antenna AN1 and the reception antenna AN3, B is a propagation path characteristic between the transmission antenna AN2 and the reception antenna AN3, and C is a transmission. A propagation path characteristic between the antenna AN1 and the reception antenna AN4, and A represents a propagation path characteristic between the transmission antenna AN2 and the reception antenna AN4.
[0049]
Here, in order to receive and demodulate the transmission signals TX1 and TX2 from the reception signal, it is necessary to estimate the four propagation path characteristics A, B, C, and D.
[0050]
The OFDM signals TX1 and TX2 having the frame format shown in FIGS. 1A and 1B are transmitted from the antenna AN1 and the antenna AN2 of the OFDM communication apparatus, respectively. In FIG. 1A and FIG. 1B, for example, DATA1 (N, K) means that the Nth symbol related to data 1 is transmitted on the Kth subcarrier at the time and frequency indicated by DATA1. Represents. Similarly, the propagation path estimation preamble (1, k-1) means that the first symbol of the propagation path estimation preamble is k-1 at the time and frequency indicated by the propagation path estimation preamble (1, k). It is transmitted on the subcarrier.
[0051]
As can be seen from FIG. 1, the antenna AN2 does not transmit the propagation path estimation preamble for the subcarrier having the same time and the same frequency as the subcarrier in which the propagation path estimation preamble is transmitted from the antenna AN1. . Similarly, for the subcarrier having the same time and the same frequency as the subcarrier in which the propagation path estimation preamble is transmitted from the antenna AN2, the propagation path estimation preamble is not transmitted from the antenna AN2.
[0052]
However, in this embodiment, as seen from the first OFDM signal shown in FIG. 1 (a) and the second OFDM signal shown in FIG. 1 (b), it is the same from time t1 to time t2. Although the channel estimation preambles are not transmitted simultaneously on the same subcarrier within the time, the channel estimation preambles are transmitted simultaneously using different subcarriers.
[0053]
Thus, in OFDM communication apparatus 101, propagation path estimation preambles are not propagated on the same subcarrier at the same time between the first and second OFDM signals, so that propagation due to interference between propagation path estimation preambles is prevented. The channel estimation preamble can be prevented from being deteriorated, and the channel compensation preamble is arranged on the subcarriers having the same time so that there is no residual phase error deviation between the first and second OFDM signals. Has been made to be able to do.
[0054]
The four propagation path characteristics A to D can be estimated in the OFDM communication apparatus 102 as follows. The propagation path characteristic A is obtained by receiving a propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN1 by the antenna AN3 and using a signal processing unit corresponding to the antenna AN3. The characteristic B is obtained by the propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN2 by the antenna AN3 and obtained by a signal processing unit corresponding to the antenna AN3. The characteristic C is obtained by receiving a propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN1 by the antenna AN4 and using a signal processing unit corresponding to the antenna AN4. The propagation path estimation preamble transmitted from the characteristic AD antenna AN2 is received by the antenna AN4 and obtained by a signal processing unit corresponding to the antenna AN4.
[0055]
Next, the OFDM communication apparatus 102 receives and demodulates signals TX1 and TX2 transmitted from the antennas AN1 and AN2 by performing processing represented by the following expression using the estimated four propagation path characteristics A to D: can do.
[0056]
DRX1 / (AD-BC)-BRX2 / (AD-BC)
= D (ATX1 + BTX2) / (AD-BC)-B (DTX1 + DTX2) / (AD-BC)
= (ADTX1 + BDTX2-BCTX1-BDTX2) / (AD-BC)
= TX1 ……… (7)
−CRX1 / (AD-BC)-ARX2 / (AD-BC)
= -C (ATX1 + BTX2) / (AD-BC) + A (CTX1 + DTX2) / (AD-BC)
= (-ACTX1-BCTX2 + ACTX1-ADTX2) / (AD-BC)
= TX2 ……… (8)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a transmission system of the OFDM communication apparatus 101. In FIG. 3, reference numeral 110 indicates the overall configuration of the transmission system of the OFDM communication apparatus 101 according to Embodiment 1 of the present invention. The transmission signal is input to the encoding unit 111, is encoded by the encoding unit 111, and the signal after the encoding process is sent to the preamble insertion unit 112.
[0057]
In the case of this embodiment, the transmission signal is a signal in which two data 1 and 2 are alternately time-division multiplexed in units of frames. For example, the data 1 signal for N symbols is input to the encoding unit 111 during the period T, and the data 2 for N symbols is input to the encoding unit 111 during the subsequent period T.
[0058]
Preamble insertion section 112 inserts a preamble for one symbol at the boundary position between data 1 and data 2 after encoding processing (in this embodiment, an interval of N symbols), and sends the preamble to selection section 113. A null signal (that is, a signal with a signal level of 0) is input to the selection unit 113.
[0059]
The selection unit 113 has a timing such that the propagation path estimation preamble for data 1 is superimposed only on the odd-numbered subcarriers and not superimposed on the even-numbered subcarriers by the subsequent inverse fast Fourier transform unit (IFFT) 116. To select and output a null signal. Further, the selection unit 113 selects a null signal at a timing such that the propagation path estimation preamble for data 2 is superimposed only on the even-numbered subcarriers and not superimposed on the odd-numbered subcarriers by the subsequent IFFT 117. Output.
[0060]
The modulation unit 114 performs digital modulation processing such as BPSK (Binariphase Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), and 16-value QAM (Quadrature Amplitude Modulation) on the signal selectively output by the selection unit 113. Apply. The modulated signal is divided into a data 1 signal and a data 2 signal by a serial / parallel converter (S / P) 115 and sent to IFFTs 116 and 117, respectively.
[0061]
Each IFFT 116, 117 forms an OFDM signal as shown in FIGS. 1A and 1B by performing an inverse fast Fourier transform process on the data 1 and data 2 including a preamble and a null signal. To do. Each of the output signals 1 and 2 after the inverse fast Fourier transform processing is superimposed on a carrier wave of a predetermined frequency by a multiplier (not shown), and after being band-limited to a predetermined frequency band by a band path, from the antenna AN1 and the antenna AN2 Each is sent.
[0062]
FIG. 4 shows a configuration of a reception system of the OFDM communication apparatus that receives an OFDM signal transmitted from the OFDM communication apparatus having the transmission system of FIG. In FIG. 4, in which the same reference numerals are assigned to the parts corresponding to FIG. 18, the receiving system 120 of this embodiment differs from the receiving system 18 described above with reference to FIG. 18 except that the configuration of the coefficient calculation unit 121 is different. It has the same configuration.
[0063]
The configuration of the coefficient calculation unit 121 of this embodiment is shown in FIG. In FIG. 5, in which the same reference numerals are given to the corresponding parts to FIG. 19, the coefficient calculation unit 121 has the above-described coefficients in FIG. 19 except that it has interpolation units 122 to 125 corresponding to the memories 41 to 45. The calculation unit 27 has the same configuration.
[0064]
That is, the coefficient calculation unit 121 stores the four propagation path characteristics A, B, C, and D obtained by the propagation path estimation units 23 and 25 in the memories 41 to 45 and then stores the corresponding interpolation units 122 to 125 respectively. To send. Each of the interpolation units 122 to 125 adds the channel estimation results of adjacent subcarriers and halves them, thereby calculating the channel characteristics of the missing subcarriers by interpolation by inserting a null signal.
[0065]
This will be specifically described. The propagation path characteristic A and the propagation path characteristic B are estimated by the propagation path estimation unit 23 corresponding to the reception antenna AN1, and these are stored in the memory 41 and the memory 42, respectively. In addition, the propagation path characteristic C and the propagation path characteristic D are estimated by the propagation path estimation unit 25 corresponding to the receiving antenna AN4 and stored in the memory 43 and the memory 45, respectively.
[0066]
By the way, the propagation path characteristics A and the propagation path characteristics B are obtained based on the propagation path estimation preamble superimposed only on the odd-numbered subcarriers as shown in FIG. The propagation path characteristics A and B for the second subcarrier are missing. For this reason, in this embodiment, the channel characteristics of the missing even-numbered subcarriers are obtained using the channel characteristics estimated by the channel estimation preambles of the odd-numbered subcarriers adjacent to each other. Yes.
[0067]
For example, the interpolation unit 122 uses the propagation path characteristics A1 and the third subcarrier estimated for the first subcarrier estimated using the propagation path estimation preamble (1, 1) and the propagation path estimation preamble (1, 3). The propagation path characteristic A2 for the second subcarrier is obtained by using A2 = (A1 + A3) / 2. Similarly, the interpolation unit 123 uses the propagation path characteristics B for odd-numbered subcarriers adjacent to each other to calculate the propagation path characteristics B for even-numbered subcarriers that are missing.
[0068]
On the other hand, the propagation path characteristic C and the propagation path characteristic D are obtained based on the propagation path estimation preamble superimposed only on the even-numbered subcarriers as shown in FIG. The propagation path characteristics C and D for the second subcarrier are missing. For this reason, in this embodiment, the channel characteristics of the missing odd-numbered subcarriers are obtained using the channel characteristics estimated by the channel estimation preambles of even-numbered subcarriers adjacent to each other. Yes.
[0069]
For example, the interpolation unit 124 uses the propagation path characteristics C2 and the fourth subcarrier for the second subcarrier estimated using the propagation path estimation preamble (2, 2) and the propagation path estimation preamble (2, 4). The propagation path characteristic C3 for the third subcarrier is obtained by using C3 = (C2 + C4) / 2. Similarly, the interpolation unit 125 uses the propagation path characteristics D for the even-numbered subcarriers adjacent to each other to calculate the propagation path characteristics D for the missing odd-numbered subcarriers.
[0070]
FIG. 6 shows a configuration example of each of the interpolation units 122 to 125. An explanation will be given by taking the interpolation unit 122 that interpolates the propagation path characteristic A as an example. The interpolation unit 122 first inputs the propagation path characteristic A1 for the first subcarrier to the parallel-serial conversion unit (P / S) 130 and sends it to the averaging unit 132 via the delay unit 131. Subsequently, the interpolation unit 122 inputs the propagation path characteristic A3 for the third subcarrier to the parallel-serial conversion unit 130 and the averaging unit 132, and sends it to the averaging unit 132 via the delay unit 131. As a result, the averaging unit 132 obtains the average of the propagation path characteristics A1 and A3 (that is, the propagation path characteristic A2 for the second subcarrier), and sends this to the parallel / serial conversion section 130. The parallel-serial conversion unit 130 rearranges the data in the order of the propagation path characteristics A1, A2, and A3 and outputs it as an output signal. Thereafter, the same processing is repeated to obtain propagation path characteristics for the missing even-numbered subcarriers.
[0071]
In the above configuration, OFDM communication apparatus 101 arranges a propagation path estimation preamble on one of the first and second OFDM signals transmitted at the same time in the same time and at the same frequency. In addition, a null signal is arranged on the other subcarrier. As a result, the propagation path estimation preamble is received by the receiving apparatus without being interfered with other signals in the propagation path, so that good propagation path compensation can be performed on the receiving side based on the propagation path estimation preamble. .
[0072]
In addition, the OFDM communication apparatus 101 does not arrange a propagation path estimation preamble only in one of the first and second OFDM signals, but propagates the propagation path estimation preamble so as to be distributed to both OFDM signals. Place and send. As a result, the propagation path characteristics A and B obtained from the OFDM signal propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN1, and the propagation path characteristics C obtained from the OFDM signal propagation path estimation preamble transmitted from the antenna AN2. Since both D are obtained based on the propagation path estimation preamble transmitted at the same time, there is no residual phase error deviation between the propagation path characteristics A and B and the propagation path characteristics C and D.
[0073]
Thus, in the OFDM communication apparatus 102 that receives and demodulates the signal from the OFDM communication apparatus 101, the received signal can be demodulated by performing propagation path compensation based on the propagation path characteristics A to D without residual phase error deviation. A reception signal with improved characteristics can be obtained.
[0074]
According to the above configuration, when transmitting OFDM signals from a plurality of antennas AN1 and AN2, a channel estimation preamble is arranged on one of the subcarriers of the same frequency at the same time, and a null signal is arranged on the other, Since a preamble for propagation path estimation is arranged on at least one subcarrier in each OFDM signal, it is possible to prevent a residual phase error from occurring in the propagation path estimation result. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the error rate characteristic.
[0075]
In addition, on the receiving side, the propagation path characteristics for the subcarrier to which the null signal is transmitted are interpolated using the propagation path characteristics of the subcarrier on which the propagation path estimation preamble adjacent to the subcarrier is superimposed. Thus, it is possible to obtain a received signal with little deterioration in error rate characteristics by performing channel compensation for all subcarriers.
[0076]
In the above-described embodiment, the case where two OFDM signals are transmitted from the two antennas AN1 and AN2 and received by the two antennas AN3 and AN4 has been described. The present invention is applicable when an arbitrary number of OFDM signals are transmitted / received using a number of antennas. For example, when there are three antennas, a propagation path estimation preamble may be transmitted every two subcarriers, and null signals may be inserted between the two subcarriers.
[0077]
(Embodiment 2)
The feature of the OFDM communication apparatus of this embodiment is that the subcarrier for transmitting a null signal is variable. Thus, in this embodiment, it is possible to prevent the deterioration of the error rate characteristic when the multipath delay time is long.
[0078]
That is, when the multipath delay time is long, a deviation in propagation path characteristics between adjacent subcarriers becomes large. In such a case, if the subcarrier that transmits the null signal is fixed, the propagation channel estimation error of the subcarrier that transmitted the null signal increases, so that the error rate characteristic deteriorates greatly. Focusing on this point, in this embodiment, the subcarrier for transmitting the null signal is made variable.
[0079]
The frame format of the OFDM signal transmitted from each antenna AN1 and antenna AN2 in this embodiment is shown in FIGS. As is clear from FIG. 7, the propagation path estimation preamble is superimposed on the odd-numbered subcarriers from the antenna AN1 and the propagation path estimation preamble is superimposed on the even-numbered subcarriers from the antenna AN2. On the other hand, when transmitting a propagation path estimation preamble next to a certain data transmission period, the propagation path estimation preamble is superimposed on the even-numbered subcarrier from the antenna AN1, and then transmitted from the antenna AN2. Is configured to superimpose a preamble for propagation path estimation on odd-numbered subcarriers.
[0080]
In practice, since the propagation path estimation result is updated by averaging in a plurality of symbols (for example, 8 symbols, represented by N in FIG. 7), by changing the subcarrier for transmitting the null signal, the propagation path is changed. It is possible to reduce the estimation error and prevent the error rate characteristic from deteriorating.
[0081]
A configuration of an OFDM communication apparatus for realizing this will be described with reference to FIG. In order to form the OFDM signal having the frame format shown in FIG. 7, the selection timing of the null signal in the selection unit 113 in FIG. 3 may be changed as compared with the first embodiment.
[0082]
Next, in the receiving system that receives the OFDM signal having the frame format shown in FIG. 7 and compensates the propagation path, the configuration of the coefficient calculation unit 121 described above with reference to FIG. 5 may be changed. FIG. 8 shows the configuration of the coefficient calculation unit of this embodiment. In FIG. 8, in which the same reference numerals are given to the corresponding parts to FIG. 5, the coefficient calculation unit 140 includes memories 41 and 141, 42 and 142, 43 and 143, 44 and 144 corresponding to the propagation path characteristics A to D. Except that the selection units 145 to 148 and 149 to 152 are provided upstream and downstream of the memories 41 and 141, 42 and 142, 43 and 143, 44 and 144, respectively. The configuration is the same as that of the coefficient calculation unit 121 of the first embodiment.
[0083]
The propagation path characteristic A will be specifically described. First, the propagation path estimation preamble (1, 1) superimposed on the odd-numbered subcarriers in the periods t1 to t2 shown in FIG. 7A is based on the propagation path estimation preamble (1, k-1). A plurality of estimated propagation path characteristics A are stored in the memory 41 via the selection unit 145. The propagation path characteristic A stored in the memory 41 is sent to the interpolation unit 122 via the selection unit 149. As described in Embodiment 1, the interpolation unit 122 calculates (interpolates) the propagation path characteristics of even-numbered subcarriers using the propagation path characteristics A of odd-numbered subcarriers. And the propagation path characteristic A about all the subcarriers in the period t1-t2 is calculated | required.
[0084]
Next, a plurality of propagation paths estimated based on the propagation path estimation preamble (1, 2) superimposed on the even-numbered subcarriers in the periods t3 to t4... The characteristic A is stored in the memory 141 via the selection unit 145. The propagation path characteristic A stored in the memory 141 is sent to the interpolation unit 122 via the selection unit 149. The interpolation unit 122 calculates the propagation path characteristics of odd-numbered subcarriers using the propagation path characteristics A of even-numbered subcarriers. Then, propagation path characteristics A for all subcarriers in periods t3 to t4 are obtained. The same applies to the propagation path characteristics B, C, and D, and a description thereof will be omitted.
[0085]
In the above configuration, each subcarrier of the OFDM signal undergoes different fading due to frequency selective fading depending on the multipath state. If the multipath delay time is long, only the same subcarrier will be subject to long time frequency selective fading, and if no known signal for channel estimation is placed on this subcarrier, the channel compensation will be good. You can't do it.
[0086]
However, in this embodiment, since the subcarriers where the propagation path estimation known signal is arranged are changed every time, even when the multipath delay time is long, deterioration of the error rate in a specific subcarrier is prevented. To get.
[0087]
According to the above configuration, in addition to the configuration of the first embodiment, the subcarrier in which the propagation path estimation preamble is arranged is made variable with time, so that the error rate characteristics when the multipath delay time is long. Can be improved.
[0088]
(Embodiment 3)
The OFDM communication apparatus of this embodiment is characterized by transmitting an OFDM signal in which a propagation path estimation preamble having two symbols continuous from the first antenna AN1 is transmitted, and a propagation path having the two symbols continuous from the second antenna AN2. An OFDM signal in which a propagation path estimation preamble is arranged one symbol at a time immediately before and immediately after the estimation preamble is transmitted.
[0089]
As a result, the channel characteristics of all subcarriers are estimated based on the actually received preamble for preamble estimation without performing interpolation processing, as compared with the first and second embodiments described above. Therefore, even when the multipath delay time is long, more accurate propagation path characteristics can be obtained for each subcarrier.
[0090]
The frame format of the OFDM signal transmitted from each antenna AN1 and antenna AN2 in this embodiment is shown in FIGS. As shown in FIG. 9B, at a certain time t2 to t3 and time t3 to t4, the antenna AN2 transmits an OFDM signal in which a propagation path estimation preamble having two consecutive symbols is arranged using all subcarriers.
[0091]
On the other hand, at time t1 to t2 immediately before time t2 to t3 and time t3 to t4, an OFDM signal in which a one-symbol propagation path estimation preamble is arranged is transmitted from the antenna AN1. Similarly, at time t4 to t5 immediately after time t2 to t3 and time t3 to t4, an OFDM signal in which a one-symbol propagation path estimation preamble is arranged is transmitted from the antenna AN1.
[0092]
FIG. 10 shows a configuration example of a transmission system of the OFDM communication apparatus 101 (FIG. 2) that forms an OFDM signal having a frame format as shown in FIG. In FIG. 10, in which parts corresponding to those in FIG. 3 are assigned the same reference numerals, the transmission system 160 is different except that the function of the preamble insertion unit 161 is different and the selection unit 113 (FIG. 3) is omitted. The configuration is the same as that of the transmission system 110 in FIG.
[0093]
That is, the preamble insertion unit 161 has a preamble estimation preamble that is continuous with two symbols in the encoded signal so that the output signal 2 after the inverse Fourier transform processing by the IFFT 117 has a frame format as shown in FIG. 9B. Insert. Further, the preamble insertion unit 161 is used for channel estimation for each encoded signal at a timing such that the output signal 1 after the inverse Fourier transform processing by the IFFT 116 has a frame format as shown in FIG. Insert the preamble.
[0094]
In the above configuration, as shown in FIG. 9, two OFDM signals transmitted from the OFDM communication apparatus 101 of this embodiment have different times t1 to t2, t2 to 3, and t3 to different propagation path estimation preambles. Since transmission is performed at t4 and t4 to t5, a deviation in residual phase error between antennas occurs between the propagation path characteristics A, B, C, and D obtained on the reception side based on each propagation path estimation preamble. End up.
[0095]
However, as shown in FIG. 11, since the deviation of the residual phase error between these antennas is canceled as a whole when combined, the coefficient calculation unit 121 (FIG. 4) of the reception system results in a difference between the antennas. A coefficient for channel compensation without the influence of the deviation of the residual phase error can be obtained. As a result, a received signal with an improved error rate can be obtained.
[0096]
In FIG. 11, the dotted line represents the deviation of the residual phase error of the propagation path estimation preamble (FIG. 9A) transmitted at time t1 to t2, and the two-dot difference line was transmitted at time t4 to t5. The state of deviation of the residual phase error in the propagation path estimation preamble (FIG. 9A) is represented, and the broken line indicates the propagation path estimation preamble of the first symbol (FIG. 9B). )) Represents the deviation of the residual phase error, and the alternate long and short dash line represents the deviation of the residual phase error of the second-symbol propagation path estimation preamble (FIG. 9B) of the two-symbol propagation path estimation preambles. Represents the state. As shown in FIG. 11, when these propagation path estimation preambles are combined, there is no deviation in residual phase error between antennas.
[0097]
Further, if an OFDM signal having a frame format as shown in FIG. 9 is transmitted, a propagation path estimation preamble can be allocated to all subcarriers, so that all subcarriers are actually transmitted regardless of the multipath delay time. Since the propagation path characteristics using the propagation path estimation preamble can be obtained, it is possible to obtain a received signal having a good error rate characteristic under any multipath environment.
[0098]
According to the above configuration, an OFDM signal in which a propagation path estimation preamble is arranged continuously for two symbols from a specific antenna is transmitted, and the propagation path estimation preamble is continuously transmitted from another antenna in terms of time. By transmitting an OFDM signal in which a propagation path estimation preamble is arranged one symbol at a time immediately before and after, an OFDM communication apparatus that can further improve error rate characteristics can be realized.
[0099]
(Embodiment 4)
The feature of the OFDM communication apparatus of this embodiment is that, in addition to the configuration of the first embodiment, a propagation path estimation preamble of 2 symbols or more is arranged in the burst section of the OFDM signal, and each symbol is used for propagation path estimation. This is a point in which the subcarrier in which the preamble is arranged is changed.
[0100]
As a result, in this embodiment, compared to Embodiment 1, the subcarrier in which the null signal is arranged in the first symbol is also used in the second symbol because the propagation path estimation preamble is arranged. The propagation path estimation characteristic of is improved. In addition, the accuracy of the interpolation value when the subcarrier into which the null signal is inserted is obtained by interpolation can be improved.
[0101]
The frame format of the OFDM signal transmitted from each antenna AN1 and antenna AN2 in this embodiment is shown in FIGS. As shown in FIG. 12, at time t1 to t2, in the first OFDM signal, a propagation path estimation preamble is arranged on odd-numbered subcarriers, and a null signal is arranged on even-numbered subcarriers. In the second OFDM, a preamble estimation preamble is arranged on even-numbered subcarriers, and a null signal is arranged on odd-numbered subcarriers.
[0102]
On the other hand, at the subsequent times t2 to t3, in the first OFDM signal, a propagation path estimation preamble is arranged on even-numbered subcarriers, and a null signal is arranged on odd-numbered subcarriers. In the second OFDM, a preamble estimation preamble is arranged on odd-numbered subcarriers, and a null signal is arranged on even-numbered subcarriers.
[0103]
As described above, in the OFDM communication apparatus of this embodiment, the subcarrier in which the propagation path estimation preamble is arranged is changed within the burst period. Incidentally, the burst period represents a period from time t1 to t4, and represents a unit transmission signal period in which propagation path compensation is performed by a propagation path estimation preamble.
[0104]
The OFDM signal having the frame format as shown in FIG. 13 is propagated by 2 symbols for each antenna AN1 and AN2 as shown in FIG. 13 in the preamble insertion unit 112 and the selection unit 113 shown in FIG. It can be formed by inserting a path estimation preamble and inserting a null signal at a predetermined timing.
[0105]
Further, the receiving system that receives and demodulates the OFDM signal in the frame format as shown in FIG. 13 has the configuration of the coefficient calculation unit 121 of the receiving system 120 in FIG. 4 described in Embodiment 1 as shown in FIG. Change it.
[0106]
In FIG. 13, in which parts corresponding to those in FIG. 8 described in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, the coefficient calculation unit 170 of this embodiment averages the propagation path characteristics A to D in the time direction. The configuration is the same as that of the coefficient calculation unit 140 of FIG. 8 except that the averaging units 171 to 174 are included.
[0107]
Description will be made by focusing on the averaging unit 171 among the averaging units 171 to 174. In the interpolation unit 122, the propagation path characteristic A estimated based on the propagation path estimation preamble (1, 1) in FIG. 12A and the propagation path estimated based on the propagation path estimation preamble (1, 3). Using the characteristic A, the propagation path characteristic A of the subcarrier between them is obtained by interpolation. In this way, the interpolation unit 122 obtains the interpolation value of the propagation path characteristic A in the frequency direction.
[0108]
The interpolation value obtained by the interpolation unit 122 is sent to the averaging unit 171, and is estimated based on the propagation path estimation preamble (1, 2) via the memory 141 and the selection unit 149. A propagation path characteristic A is input. The averaging unit 171 averages the interpolation value input from the interpolation unit 122 and the propagation path characteristic A input from the selection unit 149 to thereby obtain the final propagation path characteristic A of the subcarrier in which the null signal is arranged. Ask for. The same applies to the other averaging units 172 to 174.
[0109]
As described above, in this embodiment, two or more symbols for the propagation path estimation preamble are arranged in the burst section of the OFDM signal, and the subcarrier on which the propagation path estimation preamble is arranged for each symbol is changed. On the other hand, for a subcarrier in which a null signal is arranged, an interpolation value that takes into account the time direction in addition to the frequency direction can be obtained. Therefore, in any multipath environment as compared with the first embodiment, A reception signal with further improved error rate characteristics can be obtained.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a plurality of OFDM signals on which different data are superimposed are simultaneously transmitted from a plurality of antennas, the subcarriers of the same frequency at the same time between the plurality of OFDM signals, A known signal for channel estimation is arranged in one subcarrier, a null signal is arranged in the other subcarrier, and a known signal for channel estimation is arranged in at least one subcarrier in each OFDM signal. As a result, the deviation of the residual phase error in the propagation path estimation result can be suppressed, and an OFDM communication apparatus and OFDM communication method with improved error rate characteristics can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an OFDM signal according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of an OFDM communication system in an embodiment
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a transmission system of the OFDM communication apparatus according to the first and second embodiments.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a reception system of the OFDM communication apparatus according to the embodiment
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a coefficient calculation unit according to the first embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an interpolation unit
7 is a schematic diagram showing an OFDM signal in Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a coefficient calculation unit according to the second embodiment.
9 is a schematic diagram illustrating an OFDM signal in Embodiment 3. FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a transmission system of the OFDM communication apparatus according to the third embodiment.
11 is an IQ plan view for explaining the operation of the third embodiment. FIG.
12 is a schematic diagram showing an OFDM signal in Embodiment 4. FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a coefficient calculation unit according to the fourth embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing a frame structure of an OFDM signal
FIG. 15 is a diagram for explaining propagation path estimation in an OFDM communication system.
FIG. 16 is a schematic diagram showing a conventional OFDM signal.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a transmission system of the OFDM communication apparatus
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a reception system of an OFDM communication apparatus
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a coefficient calculation unit.
[Explanation of symbols]
21, 22 Fourier transform unit (FFT)
23, 25 Propagation path estimation unit
24, 26 Propagation path compensation / interference compensation unit
28 Residual phase error detector
29, 30 Phase compensation unit
101, 102 OFDM communication apparatus
110, 160 transmission system
112 Preamble insertion part
113 Selector
116, 117 Inverse Fourier transform unit (IFFT)
120 Receiving system
121, 140, 170 Coefficient calculation unit
122 to 125 Interpolator
AN1-AN4 antenna

Claims

Signal insertion means for inserting a known signal for propagation path estimation and a null signal at a predetermined position of each of a plurality of different transmission data, and orthogonal frequency division multiplexing processing for each transmission data in which the known signal and the null signal are inserted OFDM signal forming means for forming a plurality of OFDM signals, and a plurality of antennas for transmitting each OFDM signal, wherein the signal inserting means is a subcarrier transmitted at the same time between the plurality of OFDM signals. When the known signal is arranged in a subcarrier of a certain OFDM signal, a null signal is arranged in a subcarrier corresponding to this in another OFDM signal and the known signal is assigned to at least one subcarrier in each OFDM signal. An OFDM communication apparatus, wherein the known signal and a null signal are inserted at a position where a signal is arranged.

The signal insertion means inserts the known signal and a null signal so that the known signals are arranged substantially evenly among the OFDM signals in subcarriers of the same time in the plurality of OFDM signals. The OFDM communication apparatus according to claim 1.

The said signal insertion means inserts the said known signal and a null signal so that the subcarrier by which the said known signal and a null signal are arrange | positioned in every OFDM signal changes for every time. OFDM communication apparatus.

Signal insertion means for inserting a propagation path estimation known signal at a predetermined position of each of a plurality of different transmission data, and a plurality of OFDM signals by performing orthogonal frequency division multiplexing on each transmission data in which the known signal is inserted , And a plurality of antennas for transmitting each OFDM signal, and the signal insertion means arranges the known signal continuously for two symbols as an OFDM signal to be supplied to a specific antenna. The known signal is inserted at a position where the known signal is placed one symbol at a time immediately before and immediately after the known signal continuous for two symbols as an OFDM signal to be inserted into the antenna and supplied to another antenna. An OFDM communication apparatus characterized by being inserted.

The signal insertion means inserts the known signal so that the known signal of 2 symbols or more is arranged in a unit transmission signal section including a signal whose propagation path is compensated by the known signal, and the known signal is The OFDM communication apparatus according to claim 1, wherein the known signal is inserted at a position where the arranged subcarrier changes according to each symbol.

An OFDM communication apparatus that receives and demodulates an OFDM signal transmitted by the OFDM communication apparatus according to claim 1,
2. A propagation path between the plurality of antennas that receive the OFDM signal and the plurality of antennas of the OFDM communication apparatus according to claim 1, based on the known signal included in the reception signal received by each antenna. Propagation path estimating means for estimating characteristics, interpolation means for interpolating the propagation path characteristics of subcarriers in which null signals are arranged using the propagation path characteristics of adjacent subcarriers in which the known signals are arranged, and the propagation paths An OFDM communication apparatus, comprising: propagation path compensation means for performing propagation path compensation on a signal assigned to each subcarrier using characteristics.

An OFDM communication method for simultaneously transmitting a plurality of OFDM signals on which different data are superimposed from a plurality of antennas, the subcarriers having the same frequency at the same time between the plurality of OFDM signals being propagated to one subcarrier. An OFDM communication method, wherein a known signal for path estimation is arranged, a null signal is arranged on other subcarriers, and the known signal is arranged on at least one subcarrier in each OFDM signal.

A communication terminal apparatus comprising the OFDM communication apparatus according to claim 1.

A radio base station apparatus comprising the OFDM communication apparatus according to claim 1.