JP3800462B2 - Multicarrier transmission apparatus, multicarrier reception apparatus, and multicarrier transmission method - Google Patents

Multicarrier transmission apparatus, multicarrier reception apparatus, and multicarrier transmission method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチパス環境下に強い伝送方式として、デジタル変調もしくは無変調の信号を、マルチキャリアを使用して伝送しようとするマルチキャリア伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル無線伝送を行う場合、伝送される信号には、キャリア同期、シンボル同期、サンプル同期等の同期信号、基準信号、情報信号が含まれる。受信された信号は振幅・位相共に変動する。これは、システムの静的な特性、移動によるドップラーシフトに加えて、マルチパスによる影響が大きいと考えられる。
例えば、情報信号伝送にQAMディジタル変調を行っているような場合、受信信号は振幅・位相共に変動しているため、それを補正するキャリブレーション手段のようなものが用いられているのが普通であり、また、基準信号や同期信号は情報信号に比べ重要であるため、情報信号の伝送帯域より間隔を明けたり、多値レベルを下げて変調を行い、信頼度を上げて伝送を行うようにしている。
また、マルチパスによる干渉波そのものを除去するためのゴーストキャンセラーも存在するが、これを導入すると技術的にもコスト的にも高くなってしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
マルチパス環境下では、受信信号の振幅・位相ともに変動する。マルチパス干渉波のD/U比が小さいほど、その変動は大きくなる。送信電力が制限され、室内での伝送が主と考えられる場合は特にこの変動が顕著に現われる。
また、移動速度に関係なく、最短距離でキャリア周波数の半波長毎に受信電界強度の谷となる受信点が現われるため、十分小さなD/U比を有するマルチパス干渉波が存在すると、キャリア信号そのものが喪失することになる。
よって、従来技術にあるような補正や、ある程度のマージンを取って設計を行っても、信号そのものが喪失した場合には、復調は困難となる。
マルチパス干渉波による影響を回避するために、ゴーストキャンセラーや、ダイバーシティのような受信技術も存在するが、これらを導入すると装置が構成的に大掛かりとなる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、送信すべき入力信号を複数のキャリアにのせて伝送を行うマルチキャリア送信装置において、前記伝送に用いるキャリアを2波以上のマルチキャリアとし、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、前記マルチキャリアの周波数を制御するキャリア周波数制御手段4と、前記キャリア周波数制御手段により制御される前記マルチキャリアの周波数になるように前記入力信号を周波数変換する周波数変換手段1A,2A,3Aと、前記周波数変換手段により周波数変換された前記マルチキャリアの各帯域を通過させるバンドパスフィルタ5A,6A,7Aと、前記バンドパスフィルタにより出力される信号を合成する合成手段8Aとを備えた。
【0005】
また、本発明は、送信すべき入力信号を複数のキャリアにのせて伝送を行うマルチキャリア送信方法において、前記伝送に用いるキャリアを2波以上のマルチキャリアとし、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、前記マルチキャリアの周波数を制御するキャリア周波数制御ステップと、前記キャリア周波数制御ステップにより制御される前記マルチキャリアの周波数になるように前記入力信号を周波数変換する周波数変換ステップと、前記周波数変換ステップにより周波数変換された前記マルチキャリアの各帯域を通過させるバンドパスフィルタリングステップと、前記バンドパスフィルタリングステップにより出力される信号を合成するステップとを備えた。
【0006】
( 作 用 )
本発明は、伝送に用いるキャリアを2波以上のn波のマルチキャリアとし、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、マルチキャリアの周波数を制御して、信号を送信することにより、マルチパス干渉波が存在した場合、全てのマルチキャリアの受信電界強度が同時に谷となる確率が非常に小さくなる。装置の構成が簡単であるため、比較的容易に実現できる。送信される信号はASK,BPSKなどの変調信号でも、無変調信号でもどちらでもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のマルチキャリア送受信装置の実施例について、以下に説明する。
まず、本発明のマルチキャリア送信装置の一実施例について、図1と共に説明する。
本発明は送信すべき一系統の入力信号を複数のキャリアに情報をのせて伝送を行うマルチキャリア伝送方式であり、伝送に用いるキャリアを2波以上のn波のマルチキャリアとする。
【0008】
まず、キャリア周波数制御回路4Aにより、使用するマルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、マルチキャリアの周波数の制御を行う。
上記の関係を満足する周波数は、例えば、周波数f、2f、4f、… …、
(n-1) fのような関係にあるn波のマルチキャリアである。
ここで、例えば、周波数3f、5f、6f、7f、9f…は、使用するマルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないという条件を満足しないので、これらの周波数3f、5f、6f、7f、9f…は除去してある。
これは、受信時にキャリアが喪失する可能性のある条件を除去したものであり、図5、図6と共に後述する。
【0009】
この周波数関係にあるマルチキャリアを伝送に用いるものとし、キャリア周波数制御回路4Aにより、各周波数変換回路1A〜3Aの制御を行う。
一般には、周波数変換回路はn個存在し、入力される信号を、キャリア周波数制御回路4Aで決定される、マルチキャリアの周波数に周波数変換を行う。
このとき周波数変換される全キャリアの初期位相はキャリア周波数制御回路4Aにより、正確に合わせられるものとする。
【0010】
周波数変換された信号は、変調波でも無変調波でもどちらでも構わない。つまり、入力される信号が常に1(変化しない場合)の時は、各周波数変換回路1A〜3Aにより出力される信号は無変調波となるが、シンボル毎に入力信号が変化する場合には、各周波数変換回路1A〜3Aにより出力される信号は変調波となる。
例えば、入力信号がシンボル毎に1、0の2値でランダムに変化したならば、ASK変調となり、また、入力信号がシンボル毎に1、−1の2値でランダムに変化したならば、BPSK変調となる。勿論、多値変調でも構わない。
また、入力信号そのものが変調された信号であっても、各周波数変換回路1A〜3Aにより、所望のキャリア周波数に変換されるので問題はない。
【0011】
周波数変換回路1A〜3Aにより周波数変換された各キャリアは、BPF5A〜7Aにより、各キャリアの帯域のみを通過させる。BPFは一般にn波のマルチキャリアに対応してn個存在する。BPF5A〜7Aによって所望の帯域にされた信号は、合成回路8Aにより合成され、送信波となり送信される。
【0012】
つぎに、図2に示す、図1の送信装置に対応するマルチキャリア受信装置の一実施例について以下に説明する。
受信装置は、送信装置側で送信されたマルチキャリアを受信し、図1の送信装置と同様にn波のマルチキャリアに対応した、BPF5B〜7Bのn個のBPF回路により所望帯域のみを通過させる。
BPF5B〜7Bにより得られた信号は、復調回路9〜11により、各キャリアに対応した復調がなされる。
例えば、送信側においてASKやBPSK変調をされているならば、各復調回路9〜11においては、送信装置と同様に各キャリアの周波数に対応した周波数変換を行って復調を行う。この時、同期検波、遅延検波により復調を行っても構わない。
【0013】
また、送信側において、各キャリア無変調で送信され、受信装置において特定の周波数信号の抽出を目的としているならば、復調回路では、抽出すべき周波数を考慮した、送信装置と同様の周波数変換回路で各キャリアの周波数に対応した周波数変換を行い、目的の周波数信号の抽出を行う。
もしくは各復調回路で各キャリアに対応した分周を行うことにより目的の周波数信号の抽出を行う。
上記のいずれかの手段を用い、各復調回路9〜11により各キャリアで復調された信号を合成回路8Bにより合成を行い、合成復調信号を得、目的の周波数信号の抽出を行うことが出来る。
【0014】
つぎに、具体的に、2波のマルチキャリアを使用した送受信装置について、以下に説明する。
図3は本発明の2波のマルチキャリアを用いた送信装置の他の実施例を示したものである。この図3は図1の送信装置とほぼ同様であるが、2波のマルチキャリアに限定した図である。ここで使用されるキャリア周波数は、キャリア周波数fとこのキャリア周波数fの2倍に相当するキャリア周波数2fとの2波のマルチキャリアとする。この2波のキャリア周波数の関係は、請求項1に記載のマルチキャリアの周波数関係を満足するもので、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないようにする。
【0015】
ここで、送信すべき信号を、周波数f/kとする情報伝送用のキャリア同期信号とする。kは任意の自然数である。キャリア周波数制御回路4Cは、キャリア周波数f、2fで初期位相を合わせるように、周波数変換回路1C,2Cを制御する。各周波数変換回路1C,2Cは、入力される信号を、f、2fの整数比になるように周波数変換を行う。ここでは、入力信号は常に1であるため、周波数変換後の信号は、周波数f、2fの無変調キャリアとなる。
周波数変換回路1C,2Cにより周波数変換された信号は、BPF5C,6Cにより、各キャリアの帯域を通過させる。BPF5C,6Cにより所望帯域に制限された信号は、合成回路8Cにより合成され、送信波となる。
【0016】
つぎに、図5に伝送路においてマルチパス干渉波が存在したときの様子の一例、本発明の条件である、マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないようという条件を満足する場合を示す。
周波数fと周波数fの2倍の周波数2fとを有する2波のマルチキャリアで送信を行い、図5(a)に示すように直接波が受信されるとき、マルチパスが存在すると、図5(b)に示すようなある遅延量を有するマルチパス干渉波が受信される。ここでは、マルチパス干渉波は1波とし、D/U比を0dBと考える。
【0017】
図5に示されるように、周波数fの半波長λ/2だけ遅れてマルチパス干渉波があると、受信される信号において、キャリア周波数fの受信電界強度は0となる。マルチパス干渉波が更に周波数fの波長λの整数倍だけ遅れて受信されても同様である。このことはキャリア周波数2fに関しても同じであり、図5(b)に示す、○はキャリア周波数fの受信電界強度が0となる遅延量であり、×はキャリア周波数2fの受信電界強度が0となる遅延量を示している。遅延量を距離で考えると、最短で周波数f及び周波数2fの半波長置きに受信電界強度が0、つまり谷となる地点が存在する。
【0018】
図5(c)の縦軸は、周波数f、2fの各キャリアの受信電界強度を示したものであり、その横軸は遅延量(受信地点)を示したものである。
この図から分かるように、キャリア周波数fの受信電界強度が谷となる地点においては、キャリア周波数2fの受信電界強度は山となり、逆に周波数2fのキャリアの受信電界強度が谷となる地点においては、キャリア周波数fの受信電界強度は1、つまり直接波のみを受信したときの強度と同じになる。
つまり、伝送に用いるマルチキャリアが請求項1に記載の周波数関係にあれば、受信される信号において、全てのマルチキャリアの受信電界強度が同時に谷となる可能性は非常に小さくなることが分かる。
【0019】
つぎに、図6に伝送路においてマルチパス干渉波が存在したときの様子の一例、本発明の条件に合致しない場合を示す。
周波数fと周波数fの3倍の周波数3fとを有する2波のマルチキャリアで送信を行い、図6(a)に示すように直接波が受信されるとき、マルチパスが存在すると、図6(b)に示すようなある遅延量を有するマルチパス干渉波が受信される。ここでは、マルチパス干渉波は1波とし、D/U比を0dBと考える。
【0020】
図6に示されるように、周波数fの半波長λ/2だけ遅れてマルチパス干渉波があると、受信される信号において、キャリア周波数f、3fの受信電界強度は0となる。
マルチパス干渉波が更に周波数fの波長λの整数倍だけ遅れて受信されても同様である。このことはキャリア周波数3fに関しても同じであり、図6(b)に示す、○はキャリア周波数fの受信電界強度が0となる遅延量であり、×はキャリア周波数3fの受信電界強度が0となる遅延量を示している。
遅延量を距離で考えると、最短で周波数f及び周波数3fの半波長置きに受信電界強度が0、つまり谷となる地点が存在する。
【0021】
図6(c)の縦軸は、周波数f、3fの各キャリアの受信電界強度を示したものであり、その横軸は遅延量(受信地点)を示したものである。
この図から分かるように、キャリア周波数fの受信電界強度が谷となる地点においては、キャリア周波数3fの受信電界強度も谷となる。
つまり、伝送に用いるマルチキャリアが請求項1に記載の周波数関係にないと、受信される信号において、全てのマルチキャリアの受信電界強度が同時に谷となる可能性は非常に大きくなることが分かる。
【0022】
つぎに、図4に示す、図3の送信装置に対応する本発明の2波のマルチキャリアを用いた受信装置の他の実施例について以下に説明する。
図3の送信装置により送信された、f、2fの周波数を有する2波のマルチキャリア信号を受信し、送信装置と同様に、バンドパスフィルタBPF5D,6Dにより、各キャリアの帯域のみの信号を通過させる。
【0023】
バンドパスフィルタBPF5D,6Dにより、所望帯域のみとなった各信号に対し、キャリア周波数fの信号に対して、分周回路12により、1/kに分周を行い、キャリア周波数2fの信号に対して、分周回路13により、1/2kに分周を行う。これらの分周回路12,13によって、出力される信号は、共に周波数f/kとなった信号である。分周回路12,13より出力される信号を、合成回路8Dにより合成を行う。伝送システムにおいて、情報伝送用のキャリア同期信号を送るような場合は、図3,4に示したように、請求項1に記載の周波数関係にあるマルチキャリアを無変調で送信し、受信側で分周を行って共に同じ周波数信号を合成することにより、マルチパス干渉波の影響を受け難い情報伝送用のキャリア同期信号がより確実に送信出来る伝送装置を実現出来る。
【0024】
なお、図3、図4で説明したf、2fの関係のキャリアだけでなく、例えば、2fと3fや、10fと11fの2波のキャリアを使用しても、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないという条件を満足しているので、構わない。
【0025】
マルチパス干渉波が存在した場合、全てのマルチキャリアの受信電界強度が同時に谷となる確率を非常に小さくすることが出来る。
よって、マルチパス干渉波によりキャリア信号が喪失することなく受信することが可能となるため、厳しいマルチパス環境下でも伝送される信号の復調が可能となる。室内伝送の場合、反射するものが多く、マルチパス干渉波の減衰も少ないため、マルチパス環境は非常に厳しいものとなるが、そのような場合でも有効である。また、送信すべき信号は、情報信号、基準信号及び同期信号のいずれであっても構わない。
【0026】
【発明の効果】
本発明は、伝送に用いるキャリアを2波以上のマルチキャリアとし、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、マルチキャリアの周波数を制御して、信号を送信することにより、マルチパス干渉波が存在した場合、全てのマルチキャリアの受信電界強度が同時に谷となる確率を非常に小さくすることが出来る。
【0027】
よって、マルチパス干渉波によりキャリア信号が喪失することなく受信することが可能であり、厳しいマルチパス環境下でも伝送される信号の復調が可能となる。
室内伝送の場合、反射するものが多く、マルチパス干渉波の減衰も少ないため、マルチパス環境は非常に厳しいが、そのような場合でも有効である。
2波のキャリアを使用した送受信装置は、構成が簡単でよく、既存の装置を改良して行う場合等に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のマルチキャリア送信装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施例のマルチキャリア受信装置の構成を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例のマルチキャリア送信装置の構成を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施例のマルチキャリア受信装置の構成を示す図である。
【図5】本発明の条件に合致する場合のマルチパス干渉波による受信電界強度の様子を示した図である。
【図6】本発明の条件に合致しない場合のマルチパス干渉波による受信電界強度の様子を示した図である。
【符号の説明】
1A,1C,2A,2C,3A 周波数変換回路
4A,4C キャリア周波数制御回路
5A,5B,5C,5D,6A,6B,6C,6D,7A,7B バンドパスフィルタ(BPF)
8A,8B,8C,8D 合成回路
9,10,11 復調回路
12,13 分周回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multicarrier transmission apparatus that attempts to transmit a digitally modulated or unmodulated signal using a multicarrier as a strong transmission scheme in a multipath environment.
[0002]
[Prior art]
When performing digital wireless transmission, the transmitted signal includes a synchronization signal such as carrier synchronization, symbol synchronization, and sample synchronization, a reference signal, and an information signal. The received signal varies in both amplitude and phase. In addition to the static characteristics of the system and the Doppler shift due to movement, this is considered to be greatly affected by multipath.
For example, when QAM digital modulation is performed for information signal transmission, since the received signal fluctuates in both amplitude and phase, it is common to use a calibration means for correcting it. Yes, since the reference signal and synchronization signal are more important than the information signal, it is necessary to increase the reliability by increasing the reliability by increasing the interval from the transmission band of the information signal or by lowering the multi-level. ing.
There is also a ghost canceller for removing the interference wave itself due to multipath, but if this is introduced, it will be technically and costly.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a multipath environment, both the amplitude and phase of the received signal vary. The smaller the D / U ratio of the multipath interference wave, the greater the fluctuation. This variation is particularly noticeable when the transmission power is limited and indoor transmission is considered to be predominant.
In addition, since a reception point that becomes a trough of the reception electric field strength appears for each half wavelength of the carrier frequency at the shortest distance regardless of the moving speed, if a multipath interference wave having a sufficiently small D / U ratio exists, the carrier signal itself Will be lost.
Therefore, even if correction is performed as in the prior art or design is performed with some margin, demodulation is difficult if the signal itself is lost.
In order to avoid the influence of multipath interference waves, there are reception techniques such as a ghost canceller and diversity, but if these are introduced, the apparatus becomes structurally large.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a multicarrier transmission apparatus that transmits an input signal to be transmitted on a plurality of carriers, wherein the carrier used for the transmission is a multicarrier of two or more waves, When the carrier frequency is expressed as an integer ratio, there are no more than two odd-numbered carriers, and the frequency of the multicarrier is such that none of the two waves of the multicarrier have an odd multiple relationship. Carrier frequency control means 4 for controlling the frequency, frequency conversion means 1A, 2A, 3A for converting the frequency of the input signal so as to be the multi-carrier frequency controlled by the carrier frequency control means, and the frequency conversion means. Band-pass filters 5A, 6A, 7A that pass each frequency band of the multi-carrier, And a synthesizing means 8A for combining signals output by the band pass filter.
[0005]
Further, the present invention provides a multicarrier transmission method for transmitting an input signal to be transmitted on a plurality of carriers, wherein the carrier used for the transmission is a multicarrier of two or more waves, and the frequency of the multicarrier is an integer ratio. As shown, there are two or more odd-numbered carriers, and a carrier frequency control step for controlling the frequency of the multicarrier so that any two waves of the multicarrier do not have an odd multiple relationship. A frequency conversion step for converting the frequency of the input signal so as to be the frequency of the multicarrier controlled by the carrier frequency control step, and passing each band of the multicarrier frequency-converted by the frequency conversion step. A bandpass filtering step and the bandpass filtering And a step of synthesizing a signal output by step.
[0006]
(Work)
In the present invention, when the carrier used for transmission is an n-wave multicarrier of two or more waves, and the frequency of the multicarrier is represented by an integer ratio, there are no two or more carriers having an odd value, and the multicarrier When there is a multipath interference wave by transmitting a signal by controlling the frequency of the multicarrier so that none of the two waves of the carrier have an odd multiple relationship, the received electric field strength of all the multicarriers The probability of becoming a valley at the same time is very small. Since the configuration of the apparatus is simple, it can be realized relatively easily. The signal to be transmitted may be either a modulated signal such as ASK or BPSK, or an unmodulated signal.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the multicarrier transmission / reception apparatus of the present invention will be described below.
First, an embodiment of the multicarrier transmission apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The present invention is a multi-carrier transmission system in which a single input signal to be transmitted is transmitted on a plurality of carriers, and the carrier used for transmission is an n-wave multi-carrier of two or more waves.
[0008]
First, when the carrier frequency control circuit 4A indicates the frequency of the multicarrier to be used as an integer ratio, there are no more than two odd-numbered carriers, and any two waves of the multicarrier are odd multiples. The multicarrier frequency is controlled so as not to be related.
The frequencies satisfying the above relationship are, for example, frequencies f, 2f, 4f,.
2 (n-1) An n- wave multi-carrier having a relationship such as f.
Here, for example, the frequencies 3f, 5f, 6f, 7f, 9f,..., When the frequency of the multicarrier to be used is indicated by an integer ratio, there are two or more odd-numbered carriers, and the multicarrier These two frequencies 3f, 5f, 6f, 7f, 9f,... Are removed because the condition that the relationship of odd-numbered multiples is not satisfied in any two waves.
This is obtained by removing conditions that may cause loss of carriers during reception, and will be described later with reference to FIGS.
[0009]
It is assumed that multicarriers having this frequency relationship are used for transmission, and the frequency conversion circuits 1A to 3A are controlled by the carrier frequency control circuit 4A.
In general, there are n frequency conversion circuits, and an input signal is subjected to frequency conversion to a multicarrier frequency determined by the carrier frequency control circuit 4A.
At this time, the initial phases of all carriers subjected to frequency conversion are accurately matched by the carrier frequency control circuit 4A.
[0010]
The frequency-converted signal may be either a modulated wave or a non-modulated wave. That is, when the input signal is always 1 (when it does not change), the signals output by the frequency conversion circuits 1A to 3A are unmodulated waves, but when the input signal changes for each symbol, Signals output from the frequency conversion circuits 1A to 3A are modulated waves.
For example, if the input signal changes randomly with a binary value of 1 and 0 for each symbol, ASK modulation is performed, and if the input signal changes randomly with a binary value of 1 and -1 for each symbol, BPSK. Modulation. Of course, multi-level modulation may be used.
Further, even if the input signal itself is a modulated signal, there is no problem because it is converted to a desired carrier frequency by each of the frequency conversion circuits 1A to 3A.
[0011]
Each carrier frequency-converted by the frequency conversion circuits 1A to 3A passes only the band of each carrier by the BPFs 5A to 7A. In general, there are n BPFs corresponding to n-wave multicarriers. The signals having the desired bands by the BPFs 5A to 7A are combined by the combining circuit 8A and transmitted as transmission waves.
[0012]
Next, an embodiment of a multicarrier receiving apparatus corresponding to the transmitting apparatus of FIG. 1 shown in FIG. 2 will be described below.
The receiving apparatus receives the multicarrier transmitted on the transmitting apparatus side, and passes only the desired band by n BPF circuits BPF5B to 7B corresponding to the n-wave multicarrier as in the transmitting apparatus of FIG. .
The signals obtained by the BPFs 5B to 7B are demodulated corresponding to each carrier by the demodulation circuits 9 to 11.
For example, if ASK or BPSK modulation is performed on the transmission side, the demodulation circuits 9 to 11 perform demodulation by performing frequency conversion corresponding to the frequency of each carrier in the same manner as in the transmission device. At this time, demodulation may be performed by synchronous detection or delay detection.
[0013]
In addition, if the transmission side transmits each carrier without modulation and the reception device is intended to extract a specific frequency signal, the demodulation circuit considers the frequency to be extracted, and is the same frequency conversion circuit as the transmission device. The frequency conversion corresponding to the frequency of each carrier is performed to extract the target frequency signal.
Alternatively, the target frequency signal is extracted by performing frequency division corresponding to each carrier in each demodulation circuit.
Using any one of the above means, the signal demodulated by each carrier by each demodulating circuit 9-11 can be synthesized by the synthesizing circuit 8B to obtain a synthesized demodulated signal, and the target frequency signal can be extracted.
[0014]
Next, a transmission / reception apparatus using two-wave multicarrier will be specifically described below.
FIG. 3 shows another embodiment of the transmission apparatus using the two-wave multicarrier of the present invention. FIG. 3 is substantially the same as the transmission apparatus of FIG. 1, but is limited to a multi-carrier of two waves. The carrier frequency used here is a multi-carrier of two waves of a carrier frequency f and a carrier frequency 2f corresponding to twice the carrier frequency f. The relationship between the carrier frequencies of the two waves satisfies the multi-carrier frequency relationship according to claim 1, and when the multi-carrier frequency is represented by an integer ratio, there are two or more carriers having an odd value. In addition, the relationship of the odd multiples is not established in any two waves of the multicarrier.
[0015]
Here, a signal to be transmitted is a carrier synchronization signal for information transmission having a frequency of f / k. k is an arbitrary natural number. The carrier frequency control circuit 4C controls the frequency conversion circuits 1C and 2C so that the initial phases are matched at the carrier frequencies f and 2f. Each frequency conversion circuit 1C, 2C performs frequency conversion so that an input signal has an integer ratio of f, 2f. Here, since the input signal is always 1, the signal after frequency conversion is an unmodulated carrier having the frequencies f and 2f.
The signals frequency-converted by the frequency conversion circuits 1C and 2C are passed through the bands of the respective carriers by the BPFs 5C and 6C. The signals limited to the desired band by the BPFs 5C and 6C are synthesized by the synthesis circuit 8C and become transmission waves.
[0016]
Next, FIG. 5 shows an example of a state in which multipath interference waves exist in the transmission path. When the multicarrier frequency, which is a condition of the present invention, is represented by an integer ratio, the number of carriers having odd values is two or more. The case where the condition that the relation does not exist and the two waves of the multicarrier do not have an odd multiple relationship is shown.
When transmission is performed with two-wave multicarriers having a frequency f and a frequency 2f that is twice the frequency f and a direct wave is received as shown in FIG. 5A, if a multipath exists, FIG. A multipath interference wave having a certain delay amount as shown in b) is received. Here, it is assumed that there is one multipath interference wave and the D / U ratio is 0 dB.
[0017]
As shown in FIG. 5, when there is a multipath interference wave delayed by a half wavelength λ / 2 of the frequency f, the received electric field intensity at the carrier frequency f is 0 in the received signal. The same applies when the multipath interference wave is received with an integer multiple of the wavelength λ of the frequency f. This also applies to the carrier frequency 2f. As shown in FIG. 5B, ◯ is the delay amount at which the received electric field strength at the carrier frequency f is 0, and x is the received electric field strength at the carrier frequency 2f is 0. Indicates the amount of delay. Considering the amount of delay in terms of distance, there is a point where the received electric field strength is 0, that is, a valley, at the shortest intervals of frequency f and frequency 2f.
[0018]
The vertical axis in FIG. 5 (c) indicates the received electric field strength of each carrier with the frequencies f and 2f, and the horizontal axis indicates the delay amount (reception point).
As can be seen from this figure, at the point where the received electric field strength at the carrier frequency f becomes a trough, the received electric field strength at the carrier frequency 2f becomes a peak, and conversely, at the point where the received electric field strength of the carrier at the frequency 2f becomes a trough. The received electric field strength at the carrier frequency f is 1, that is, the same strength as when only a direct wave is received.
In other words, if the multicarrier used for transmission has the frequency relationship described in claim 1, it is found that the possibility that the received electric field strengths of all the multicarriers simultaneously become valleys in the received signal becomes very small.
[0019]
Next, FIG. 6 shows an example of a state when a multipath interference wave exists in the transmission line, and a case where the condition of the present invention is not met.
When transmission is performed using a multi-carrier of two waves having a frequency f and a frequency 3f that is three times the frequency f and a direct wave is received as shown in FIG. A multipath interference wave having a certain delay amount as shown in b) is received. Here, it is assumed that there is one multipath interference wave and the D / U ratio is 0 dB.
[0020]
As shown in FIG. 6, when there is a multipath interference wave delayed by a half wavelength λ / 2 of the frequency f, the received electric field strength of the carrier frequencies f and 3f is 0 in the received signal.
The same applies when the multipath interference wave is received with an integer multiple of the wavelength λ of the frequency f. This also applies to the carrier frequency 3f. As shown in FIG. 6B, ◯ is the amount of delay at which the received electric field strength at the carrier frequency f is zero, and x is the received electric field strength at the carrier frequency 3f is zero. Indicates the amount of delay.
Considering the amount of delay in terms of distance, there is a point where the received electric field strength is 0, that is, a valley, at the shortest intervals of the frequency f and frequency 3f.
[0021]
In FIG. 6C, the vertical axis indicates the received electric field strength of each carrier of the frequencies f and 3f, and the horizontal axis indicates the delay amount (reception point).
As can be seen from this figure, at the point where the received electric field intensity at the carrier frequency f becomes a valley, the received electric field intensity at the carrier frequency 3f also becomes a valley.
That is, if the multicarrier used for transmission does not have the frequency relationship described in claim 1, it is found that the possibility that the received electric field strengths of all the multicarriers simultaneously become valleys in the received signal becomes very large.
[0022]
Next, another embodiment of the receiving apparatus using the two-wave multicarrier of the present invention corresponding to the transmitting apparatus of FIG. 3 shown in FIG. 4 will be described below.
The multi-carrier signal of 2 waves with the frequency of f and 2f transmitted by the transmission apparatus of FIG. 3 is received, and the signal of only the band of each carrier is passed by the band pass filters BPF5D and 6D, similarly to the transmission apparatus. Let
[0023]
Each of the signals having only a desired band by the band pass filters BPF5D and 6D is divided by 1 / k by the frequency dividing circuit 12 with respect to the signal of the carrier frequency f, and the signal of the carrier frequency 2f is obtained. Then, the frequency dividing circuit 13 divides the frequency by ½k. The signals output by the frequency dividing circuits 12 and 13 are both signals having the frequency f / k. The signals output from the frequency dividing circuits 12 and 13 are combined by the combining circuit 8D. When transmitting a carrier synchronization signal for information transmission in a transmission system, as shown in FIGS. 3 and 4, the multi-carriers having a frequency relationship according to claim 1 are transmitted without modulation, and at the receiving side. By performing frequency division and synthesizing the same frequency signal together, it is possible to realize a transmission apparatus that can more reliably transmit a carrier synchronization signal for information transmission that is not easily affected by multipath interference waves.
[0024]
In addition to the carriers having the relationship of f and 2f described with reference to FIGS. 3 and 4, for example, even if two-wave carriers of 2f and 3f or 10f and 11f are used, an odd-numbered carrier has two waves. The above condition does not exist, and any two waves of the multicarrier satisfy the condition that the relationship is not an odd multiple.
[0025]
When a multipath interference wave exists, the probability that the received electric field strengths of all multicarriers simultaneously become valleys can be made extremely small.
Therefore, since it is possible to receive the carrier signal without loss due to the multipath interference wave, it is possible to demodulate the signal transmitted even in a severe multipath environment. In the case of indoor transmission, the multipath environment is very severe because there are many reflections and the attenuation of multipath interference waves is small, but it is also effective in such a case. The signal to be transmitted may be any of an information signal, a reference signal, and a synchronization signal.
[0026]
【The invention's effect】
In the present invention, when a carrier used for transmission is a multi-carrier of two or more waves, and the frequency of the multi-carrier is represented by an integer ratio, there are no two or more odd-number carriers, and any of the multi-carriers When there is a multipath interference wave by controlling the frequency of the multicarrier and transmitting a signal so that the relationship between the two waves is not an odd multiple, the received electric field strength of all the multicarriers simultaneously decreases. The probability of becoming can be made very small.
[0027]
Therefore, the carrier signal can be received without loss due to the multipath interference wave, and the signal transmitted in a severe multipath environment can be demodulated.
In the case of indoor transmission, the multipath environment is very severe because there are many reflections and the attenuation of multipath interference waves is small, but it is also effective in such a case.
A transmission / reception apparatus using a two-wave carrier may have a simple configuration and is suitable for the case where an existing apparatus is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multicarrier transmission apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a multicarrier receiver according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a multicarrier transmission apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a multicarrier receiving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a state of received electric field intensity due to a multipath interference wave when the condition of the present invention is met.
FIG. 6 is a diagram showing a state of received electric field strength due to a multipath interference wave when the condition of the present invention is not met.
[Explanation of symbols]
1A, 1C, 2A, 2C, 3A Frequency conversion circuit 4A, 4C Carrier frequency control circuit 5A, 5B, 5C, 5D, 6A, 6B, 6C, 6D, 7A, 7B Band pass filter (BPF)
8A, 8B, 8C, 8D Synthesis circuit 9, 10, 11 Demodulation circuit 12, 13 Dividing circuit

Claims (4)

送信すべき入力信号を複数のキャリアにのせて伝送を行うマルチキャリア送信装置において、
前記伝送に使用するキャリアを2波以上のマルチキャリアとし、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、前記マルチキャリアの周波数を制御するキャリア周波数制御手段と、
前記キャリア周波数制御手段により制御されて前記マルチキャリアの周波数になるように前記入力信号を周波数変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段により周波数変換された前記マルチキャリアの各帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタより出力される信号を合成する手段とを備えたことを特徴とするマルチキャリア送信装置。
In a multi-carrier transmission apparatus that transmits an input signal to be transmitted on a plurality of carriers,
When the carrier used for the transmission is a multi-carrier of two or more waves, and the frequency of the multi-carrier is represented by an integer ratio, there are no two or more odd-number carriers, and any two waves of the multi-carrier So as not to have an odd multiple relationship, carrier frequency control means for controlling the frequency of the multicarrier,
Frequency conversion means for frequency-converting the input signal so as to be the multi-carrier frequency controlled by the carrier frequency control means;
A bandpass filter that passes each band of the multicarrier frequency-converted by the frequency conversion means;
And a means for synthesizing signals output from the band-pass filter.
前記請求項1に記載のマルチキャリア送信装置において、
前記マルチキャリアの周波数をキャリア周波数fと前記キャリア周波数fの2倍であるキャリア周波数2fとする2波のキャリアを使用し、前記入力信号はそのレベルを変化させずに固定することにより、前記2波のマルチキャリアを無変調で送信することを特徴とするマルチキャリア送信装置。
The multicarrier transmission apparatus according to claim 1,
By using a two-wave carrier having a multi-carrier frequency of carrier frequency f and a carrier frequency 2f that is twice the carrier frequency f, the input signal is fixed without changing its level. A multicarrier transmission apparatus for transmitting a wave multicarrier without modulation.
前記請求項2に記載のマルチキャリア送信装置からの信号を受信するマルチキャリア受信装置において、
前記マルチキャリアの各帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタより得られるキャリア周波数fの信号を1/k(kは任意自然整数)に分周する手段と、
前記バンドパスフィルタより得られるキャリア周波数2fの信号を1/2kに分周する手段と、
前記分周する手段よりの信号を合成する手段とを備えたことを特徴とするマルチキャリア受信装置。
In the multicarrier receiver which receives the signal from the multicarrier transmitter according to claim 2 ,
A bandpass filter that passes each band of the multicarrier;
Means for dividing the signal of the carrier frequency f obtained from the bandpass filter into 1 / k (k is an arbitrary natural integer);
Means for dividing the signal of the carrier frequency 2f obtained from the band-pass filter into 1 / 2k;
And a means for synthesizing signals from the frequency dividing means.
送信すべき入力信号を複数のキャリアにのせて伝送を行うマルチキャリア送信方法において、
前記伝送に用いるキャリアを2波以上のマルチキャリアとし、前記マルチキャリアの周波数を整数比で示したとき、奇数値となるキャリアは2波以上存在せず、かつ、前記マルチキャリアのどの2波においても奇数倍の関係にはならないように、前記マルチキャリアの周波数を制御するキャリア周波数制御ステップと、前記キャリア周波数制御ステップにより制御される前記マルチキャリアの周波数になるように前記入力信号を周波数変換する周波数変換ステップと、前記周波数変換ステップにより周波数変換された前記マルチキャリアの各帯域を通過させるバンドパスフィルタリングステップと、前記バンドパスフィルタリングステップにより出力される信号を合成するステップとを備えたことを特徴とするマルチキャリア送信方法。
In a multi-carrier transmission method for transmitting an input signal to be transmitted on a plurality of carriers,
When the carrier used for the transmission is a multi-carrier of two or more waves, and the frequency of the multi-carrier is indicated by an integer ratio, there are no two or more odd-number carriers, and in any two waves of the multi-carrier The frequency of the input signal is converted so as to be the frequency of the multicarrier controlled by the carrier frequency control step that controls the frequency of the multicarrier and the carrier frequency control step A frequency conversion step; a band-pass filtering step for passing each band of the multicarrier frequency-converted by the frequency conversion step; and a step of synthesizing a signal output by the band-pass filtering step. Multi-carrier transmission method.
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