JP3800502B2

JP3800502B2 - Orthogonal frequency division multiplex signal transmitter and orthogonal frequency division multiplex signal receiver

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Publication number: JP3800502B2
Application number: JP2001087800A
Authority: JP
Inventors: 勝美高岡; 敬一金子
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002141884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式を用い、送信するデータはパケット構造を用い、バースト的に行うデータ伝送型の直交周波数分割多重信号送信装置、及び直交周波数分割多重信号受信装置に関し、特に空間伝送路の振幅、位相特性の補償を行うために用いるリファレンス信号の挿入に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットを中心とするマルチメディアネットワークの発達には目覚しいものがあり、世界各国ではＩＴ（Information Technology）を中心とする情報革命が進められている。
【０００３】
そのマルチメディアネットワークは、現在においては主に有線により結合されるコンピュータを中心として進められているが、利用者の利便性を図るためには、ネットワークの無線による結合が重要であり、一部の端末では無線を利用して接続する製品も開発され、市場に出されている。
【０００４】
そして、そのマルチメディアネットワークが扱う情報の量も、当初は文字データが中心であったが、やがて画像データ、映像データ、音声データが伝送されるようになり、その映像データも通常のＴＶ並の映像を伝送したいとする要求も多くなってきている。
【０００５】
この様な状況の中で、毎秒２０Ｍビット以上の伝送レートを有する無線ネットワーク方式の実現が検討されている。
その方式は、例えば５ＧＨｚのサブミリ波帯域でＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用い、情報の伝送は、無線ＬＡＮ（Local Aria Network）方式に適するパケット型、即ちバースト通信方式を用いるものである。
【０００６】
このＯＦＤＭを用いるバースト型の通信方式としては、例えば最近標準化されたＩＥＥＥ８０２．１１ａ（Institute of Eelectrical and Electronics Engineers 802.11 activities）や、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）のHiperLAN 2、さらには国内で審議がされているＭＭＡＣ（Multimedia Mobile Access Communication：広帯域移動アクセス）システムなどがあり、いずれもマルチメディアの無線伝送に適した通信システムの実現に向けて検討が進められている。
【０００７】
そのＯＦＤＭ方式は、日欧におけるデジタル地上放送に採用されているデジタル変調方式であり、マルチパスに強い伝送特性を有することが知られているが、さらに空間伝送路の特性を補償するため、十分な伝送路推定を行うことにより、より一層伝送レートの高い情報信号を伝送することができるものである。
【０００８】
その伝送路特性の推定は、例えばバースト的に伝送されるパケット構造のデータの先頭にプリアンブルデータ期間を設け、その複数のパケットと共に伝送されるプリアンブルデータの一部をリファレンス信号に割り当てるシンボルとして規定し、そのようにして伝送されたリファレンス信号（以下リファレンスシンボルと呼ぶ）を基に受信機側で伝送路特性の補償を行うものである。
【０００９】
そして、その伝送路特性の補償を行う第２の方法として、パケット構造のデータを伝送する複数あるサブキャリアのうち、特定のサブキャリアをパイロットキャリア伝送用キャリアとして規定して、伝送し、受信側ではその伝送されて、受信されたパイロットキャリアの特性を調べ、調べて得られた特性に基づいて伝送路特性を補償する方法もある。
【００１０】
さらに、伝送路特性の推定を行う第３の方法として、特にデータを伝送する期間が長いときなどは、そのリファレンスシンボルを所定の期間ごとに伝送するようにする方法でもよい。
【００１１】
図８に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、HiperLAN 2、及びＭＭＡＣなどで審議が進められているＯＦＤＭ方式によりパケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用のＯＦＤＭデータシンボルの主要パラメータを示す。
【００１２】
これらのＯＦＤＭデータシンボルの主要パラメータ仕様では、次数が６４であるＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）を用いてＯＦＤＭの信号を生成しており、そのＩＦＦＴは５３本のサブキャリアを６４個の時系列サンプル点信号により生成する。
【００１３】
このようにして生成されたサブキャリアは、伝送路におけるマルチパス歪を軽減するため、ＩＦＦＴより得られた６４サンプルの信号の内の、最後の８、又は１６サンプルの信号がガードインターバル信号としてその６４サンプルの信号の前に挿入される。
図９に、ＩＦＦＴにより生成された信号とガードインターバルの関係を示す。
【００１４】
このようにして、５３本のサブキャリアの内の、４８本のサブキャリアはデータキャリアとして割り当てられ、ＩＦＦＴは供給される伝送すべき情報信号に基づいてこれらのデータキャリアをＢＰＳＫ（bi-phase shift keying）、ＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）、１６ＱＡＭ（16-quadrature amplitude modulation）、又は６４ＱＡＭによりデジタル変調を行った信号として供給する。
【００１５】
そして、そのＩＦＦＴに供給される信号は、パケット構成とされる情報データがバースト信号として供給され、そのバースト信号の先頭にはプリアンブルと称されるヘッダ信号が付されており、そのプリアンブル信号の一部にリファレンスシンボルと称するデータ復号のための基準信号が挿入されるようになっている。
【００１６】
そしてこれらの規格では、その基準信号はプリアンブル期間に挿入される信号の他に、プリアンブル期間に続くデータ期間の信号についても、５３本のサブキャリア内の特定の４本のサブキャリアをパイロットキャリアと定義し、そのパイロットキャリアにより復号用の基準信号を伝送することが決められている。
【００１７】
図１０に、この送信装置から送信されるサブキャリアの構成について示す。
それらのサブキャリアの内、４本のサブキャリアはパイロットキャリアとされ、常に復号用の基準信号を伝送するようにし、受信機側ではその受信される復号用の基準信号を伝送、推定された伝送特性を基にデータキャリアの復号を行うものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例の装置におけるリファレンスシンボル、及びパイロットキャリアによる復号用基準信号の伝送は、それぞれのデータキャリアが空間伝送路のマルチパス特性による周波数選択性の伝送特性を有している場合、さらにその周波数選択性の伝送振幅特性が時間とともに変動する場合、そして伝送されるバーストデータ長が長い場合などにおいては、これらのリファレンスシンボル、及びそれらの４本のパイロットキャリアを用いて、それぞれのデータキャリアに対する十分な伝送路の推定を行うことが難しく、伝送路の特性によっては誤りデータが頻繁に生じてしまう。
【００１９】
そして、ＭＭＡＣ推進協議会の一標準化仕様であるＨｉＳＷＡＮ（高速無線アクセス：High Speed Wireless Access）においては、親機より端末機に向けて行う下り方向の通信において、上記のパイロットキャリアに加えて、周期的にリファレンスシンボル信号を印加するように規定しており、その挿入されるリファレンスシンボル信号を用いることにより、バースト期間の長いデータ信号に対しても、一定間隔ごとに全てのキャリアについて伝送路補償を行えるようにしているため良好な伝送特性を得ることができている。
【００２０】
しかしながら、ある特定のシンボル期間に伝送される全てのサブキャリアをリファレンス信号としてしまうことは、それによりデータ伝送に用いるシンボル期間が減少することとなり、そのシンボル期間の減少に伴いデータ伝送効率が低下することとなる。
【００２１】
このようにして、従来のリファレンス信号の伝送では、マルチパス歪の影響を受けないような良好な空間伝送路においては所定の性能を有してデータ伝送を行なうことができるが、空間伝送路のマルチパス歪特性が悪い環境下ではデータ誤り率が増加してしまうなど十分な通信路を確保することができない。
【００２２】
そのような、マルチパス歪の多い空間伝送路でも十分な伝送特性の補償を行うべく周期的にリファレンスシンボルを挿入して行う方法はあるが、その場合はデータ誤り率を改善することはできるがデータの転送レートが低下してしまうといった欠点を有している。
【００２３】
本発明は、劣悪なマルチパス歪を有する環境に対しても、データ誤り率の劣化の少ないデータ伝送を行うとともに、マルチパス歪の少ない良質な空間伝送路においてはできるだけ伝送効率を低下させず、できるだけ高い伝送レートでデータ伝送を行う通信路を確保する直交周波数分割多重信号送信装置、及び直交周波数分割多重信号受信装置を提供しようというものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の１）及び２）の手段より成るものである。
すなわち、
【００２５】
１）供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる２次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、
前記２次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、
それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、
空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、
復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、
ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、
を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、
前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔を基にリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段と、
そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段と、
そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段と、
その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段と、
を具備し、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基に定めるリファレンス信号の送信間隔は、その送信間隔ごとに前記復調品質に関る情報として前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送されるリファレンス信号のレベル差を前記２次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られるレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、変更するように構成したことを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。
【００２６】
２）供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる２次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、
前記２次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、
それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、
空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、
復調して得られる前記参照信号点の復調品質を基に前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、
ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、
を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、
前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段と、
そのリファレンス信号復調手段より得られ、相隣り合う前記時間間隔で復調されるリファレンス信号のレベル差を、前記２次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られるレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するための情報信号を生成し、その生成された情報信号を供給するリファレンス信号解析手段と、
を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の直交周波数分割多重信号送信装置、及び直交周波数分割多重信号受信装置の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
図１は、その実施例に関わる直交周波数分割多重信号送信装置の概略構成を示したものである。
【００３７】
この直交周波数分割多重信号送信装置は、リファレンス信号位置情報発生回路１１、ヘッダ信号生成回路１２、誤り訂正信号付加回路１３、リファレンス信号発生回路１４、マッピング回路２１、逆フーリエ変換回路３１、ガードインターバル付加回路３６、及び高周波信号処理回路４１よリ構成される。
【００３８】
その様に構成される直交周波数分割多重信号送信装置は、伝送すべき情報信号が供給され、その情報信号は所定のデータサイズに分割され、分割されたデータの頭部にはヘッダ信号が付され、これらのヘッダ信号とデータ信号は、伝送路特性を補償するためのリファレンス信号とともに直交周波数分割多重変調され、変調された信号はガードインタバル信号が付され、高周波信号処理がなされてアンテナより空間伝送路に放射される。
【００３９】
以下、前述の図１とともにこの直交周波数分割多重信号送信装置の動作について述べる。
まず、伝送されるべき情報信号のデータは誤り訂正信号付加回路に供給され、ここでは空間伝送路で生じる誤り信号を受信端末で訂正するために使用する誤り訂正信号が付加されてマッピング回路２１に供給される。
【００４０】
そのマッピング回路２１には、データ信号の外に、リファレンス信号の記録位置情報生成回路１１が生成するリファレンス信号の位置情報を含み、ヘッダ信号生成回路１２により生成されたヘッダ信号と、リファレンス信号生成回路１４により生成されたリファレンス信号とが供給される。
【００４１】
このようにして供給された情報信号、ヘッダ信号、及びリファレンス信号はマッピング回路２１により時分割多重されるとともに時分割多重された信号は逆フーリエ変換回路３１で直交周波数分割多重変調される５２本のサブキャリアに対応する実数部信号と虚数部信号として合計１０４の並列信号とされて逆フーリエ変換回路３１に供給される。
【００４２】
そして、５２本のサブキャリアの実数部と虚数部のそれぞれに対応されて生成されたマッピング回路２１の信号は次数が６４である逆フーリエ変換回路３１に供給され、逆フーリエ変換回路はそれぞれの供給された信号に対応させた５２本の変調されたサブキャリア信号を、有効シンボル期間における離散データ数が６４であるサンプルデータとして生成する。
【００４３】
このようにして生成された６４個のサンプルデータはガードインターバル付加回路３６に供給され、ここではサンプルデータの最後の８個と同じ値のデータを６４個のサンプルデータの手前に配置され、合計７２個のサンプルデータの信号とされる。
【００４４】
その８個のデータがガードインターバルのデータであり、空間伝送路におけるマルチパス歪を軽減させるため信号として作用するが、そのようにして生成されたデータは高周波信号処理回路４１に供給される。
【００４５】
その高周波信号処理回路では実数部、及び虚数部信号出力として生成されたサブキャリア信号を直交変調することにより合成された信号に変換さえ、変換されて得られる信号は空間伝送路に放射する周波数の信号に変換され、さらにその周波数変換された高周波信号は電力増幅されて、図示しないアンテナ回路に供給されるものである。
【００４６】
図２に、直交周波数分割多重信号受信装置の構成を示し説明する。
この直交周波数分割多重信号受信装置は、高周波信号処理回路５１、ガードインターバル除去回路６１、フーリエ変換回路６６、リファレンス信号復調回路６７、デマッピング回路７１、誤り信号訂正処理回路８１、ヘッダ信号取得回路８２、及びリファレンス信号解析回路８３とより構成される。
【００４７】
この直交周波数分割多重信号受信装置は、前述の直交周波数分割多重信号送信装置より空間に放射された信号を図示しないアンテナ回路により得て、その得られた５２本のサブキャリアよりなる直交周波数分割多重信号をフーリエ変換することによりそれぞれのサブキャリア信号を復調する。
【００４８】
そのようにして構成される直交周波数分割多重信号受信装置は、サブキャリア信号を復調して得られた復調信号を基にデマッピング回路によりデジタル信号を復号し、復号して得られるヘッダ信号の情報を基にリファレンス信号を得、得られたリファレンス信号を基にして情報信号を復号し、復号された情報信号は誤り訂正処理がなされて出力されるようになされている。
【００４９】
このようにして構成される直交周波数分割多重信号受信装置の動作について、装置を構成する回路ブロックごとに詳述する。
まず、空間に放射された直交周波数分割多重信号送信装置からの信号は図示しないアンテナ回路により得て、得られた信号は高周波信号処理回路５１により高周波増幅され、増幅された信号は信号処理の容易な中間周波数に変換され、中間周波数に変換された信号は直交復調され、５２本のサブキャリアに対する実数部信号、及び虚数部信号としてガードインターバル除去回路６１に供給される。
【００５０】
ガードインターバル除去回路６１では、送信装置で付加されたガードインターバル信号の部分、即ち８サンプル分の信号は除去され、６４サンプル分の信号が得られ、その得られた信号はフーリエ変換回路６６に供給される。
【００５１】
そのフーリエ変換回路６６は、供給された６４サンプル分の信号のフーリエ変換を行い、５２本のサブキャリア各々に対する実数部と虚数部のフーリエ解析結果を得る。
【００５２】
ここで、５２本のサブキャリアの内、所定の周波数のサブキャリアはリファレンス信号を伝送するために用いられており、その周波数のサブキャリアの実数部、及び虚数部の信号レベルがデジタル信号を復号するための基準レベルとなる。
【００５３】
このようにして得られた基準レベルをもとにして、ヘッダ信号を復号し、復号されたヘッダ信号を基に、他のリファレンスレベルの送信情報を得るとともに、これらのリファレンスレベル信号を基にしてデータ信号の復号を行う。
【００５４】
ここで、リファレンスレベルは実数軸上の値が１、又は−１とされる信号点の位置でＱＰＳＫ変調される信号が用いられるが、この信号点の位置は予め送信装置側で定められていればこれ以外の復調しやすい信号点の位置で、ＢＰＳＫ変調されるような信号によってもよい。
【００５５】
そして、復号されたデータ信号は誤り信号訂正処理回路に供給されて空間伝送路などの伝送品質の低下に基づいて生じた誤りデータを正しい値に訂正されてデータ出力として供給される。
【００５６】
ここで、この直交周波数分割多重信号受信装置からはデータ出力の他に、リファレンス信号要求出力信号が出力されるが、この後述のリファレンス信号要求出力信号は、供給されるリファレンス信号のレベル変動等を解析し、その解析した結果を直交周波数分割多重信号送信装置に供給し、最適化されたリファレンス信号により送信される信号を受信しようとするものである。
【００５７】
このようにして直交周波数分割多重信号送信装置から送信された信号は直交周波数分割多重信号受信装置により受信されるが、それらのＩＥＥＥ８０２．１１ａ、HiperLAN 2、及びＭＭＡＣなどで審議がなされている、パケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用のＯＦＤＭ信号の送信、及び受信を行う直交周波数分割多重通信方式について更に述べる。
【００５８】
これらの通信方式は、従来有線で結合、構成されているＬＡＮ（Local Area Network）を無線で結合するＬＡＮとして、次世代の無線通信インフラを構築しようとするものであり、その無線に使用する周波数帯域は５ＧＨｚ帯である。
【００５９】
その無線による機器の結合は、複数の端末を複数のループで結合するネットワーク構成とし、それらの結合された端末同士の通信は、連続して信号を送信するようなコンティニュアス通信を行わず、短時間で複数の機器が送受を切り替えつつ行うバースト通信方式によっている。
【００６０】
その、バースト通信を行うため、連続するデータは分割されてバーストデータとされるとともに、そのバーストデータの先頭にはプリアンブルと称される期間が設けられ、このプリアンブル信号が伝送される期間に、それぞれの端末はプリアンブル信号とともに伝送されるシンボル同期用タイミング信号の取得、及び復調回路駆動用同期信号の周波数、位相同期を行う。
【００６１】
さらに、そのプリアンブル期間の一部にリファレンスシンボル期間を設け、そのリファレンスシンボル期間に、パイロットキャリアと称されるリファレンス信号が伝送され、このリファレンス信号を用いてデータ伝送路の伝送特性推定が行われ、その推定された伝送特性を基に送信されるデータの復号が行われる。
【００６２】
通常は、そのリファレンス信号はプリアンブル信号の期間中に挿入されて伝送されるが、プリアンブルに続いて伝送されるデータ長、即ちバースト長が長くなるときは、その長いデータ期間に対して所定の間隔おきにリファレンスシンボルを挿入するようにするものもある。
【００６３】
そのような端末間のデータの送受信について図とともに述べる。
図３は、機器Ａ、機器Ｂ、機器Ｃが無線ＬＡＮによりネットワーク結合されている構成の例を示している。
【００６４】
同図において、機器Ａはデータを送信する送信端末として、機器Ｂはデータを受信する受信端末として結合されている場合であり、これらの端末間のデータの送受信は次のように行われる。
【００６５】
まず、機器Ａにより情報データであるデータａを送信し、機器Ｂはその情報データを受信する場合について述べる。
すなわち、このとき機器Ａにより送信されるデータａの中には間欠的にリファレンス信号が挿入されるが、そのリファレンスシンボルの挿入、及びリファレンスシンボルの送信間隔は適応的に設定されるものである。
【００６６】
そして、リファレンスシンボルの挿入された信号を送信するとき、受信側ではそのリファレンス信号を基にＯＦＤＭ変調された信号を復調し、復調して得られた信号をもとにデマッピングしてデジタル信号を得るが、それと同時に基準となる信号点配置の信号レベルを得ることが出来るため、その基準レベルを基にデマッピング動作を正確に行なうことが出来る。
【００６７】
デマッピング動作を行うための基準信号レベル変動要因として、高周波回路、および復調回路の温度特性や、回路中に設けられる各種フィルタ類の特性の変動など多くの要因があるが、最も大きな変動要因は空間伝送路におけるマルチパス歪の影響による振幅特性、位相特性の乱れである。
【００６８】
そして、マルチパス歪によるリファレンス信号の振幅、位相特性の乱れは、送受信を移動環境下で行うときは大きな値となるが、静止した環境におけるリファレンス信号の変動レベルは小さい。
【００６９】
従って、静止した送受信環境でリファレンスシンボルの送信間隔を小さくした場合でもＢＥＲ特性（ビット誤り率特性）の改善はなされないが、移動環境下においてリファレンスシンボルの間隔を小さくするときは、ＢＥＲ特性は大きく改善され、反対にリファレンスシンボルの間隔を大きくするとＢＥＲ特性は大きく劣化する。
【００７０】
このようにして、リファレンスシンボルの挿入間隔が小さくなると伝送効率が下がるため静止環境では所望するＢＥＲ特性を確保できる範囲でリファレンスシンボルの間隔を大きくし、移動環境では所望するＢＥＲ特性が得られるようにリファレンスシンボルの間隔を小さく設定するようにする。
【００７１】
このとき、リファレンスシンボルの間隔を小さくすることにより伝送効率は低下するが、移動環境により受信信号が殆ど復号出来ないような動作は回避することができる。
【００７２】
このようにして、送受信が行われる環境に応じて適応的にリファレンスシンボルを挿入する間隔を可変させることは、伝送効率の低下を少なく保ちつつ所望のＢＥＲ特性を得て通信するために有効な手法である。
【００７３】
なお、このときのレファレンスシンボルの挿入は、間欠的に挿入されるリファレンスシンボルが複数シンボルに渡って連続して挿入されるようにしても良く、次にその挿入方法について述べる。
【００７４】
図４は、直交周波数分割多重信号送信装置から送信されるデータのパケット構造について示したものである。
同図において、プリアンブル、ヘッダ、データ、リファレンスシンボル、データの順で送信されるパケットの構造が示されており、そのヘッダにはリファレンス信号の間隔情報が挿入されている。
【００７５】
このようにして送信された信号を受信する受信装置は、ヘッダ領域で伝送されるリファレンス信号間隔情報を復号し、その復号されたリファレンス信号間隔情報を基にしてリファレンス信号を得、その得られたリファレンス信号を基に信号点配置の基準レベルを得て、その基準レベルを基にフーリエ変換回路で復調されたデータをデマッピングすることにより復号動作を行う。
【００７６】
ここで、リファレンスシンボルは送信されるデータのＮ（Ｎは正の整数）シンボル後に再度送信されるが、このようなリファレンスシンボルの送信間隔に関する情報は、例えば同図に示すヘッダ情報により送信され、受信装置はこのようにして送信されるヘッダ情報を受信しつつ、リファレンスシンボル間隔の情報を得、その得られた情報に基づいて上述の復調、及び復号を行う。
【００７７】
さらに受信装置は、現在受信されているリファレンス信号と、Ｎシンボル前に受信されたリファレンス信号に対する振幅、位相の変動値をリファレンス信号解析回路８３により求め、その求められた値がある設定した閾値以上であるならばリファレンスシンボル間隔を小さくするように送信装置に対して要求する信号を送信するようにする。
【００７８】
図５は、そのような受信装置から送信装置に要求する信号を送信するための返信パケット信号の構成を示す図である。
同図において、返信パケットはプリアンブルとヘッダより構成されており、ヘッダにはリファレンス信号変動情報、及びリファレンスシンボル間隔変更情報などが含まれている。
【００７９】
受信装置が、このような返信パケットを送信装置に送信することにより、リファレンスシンボル間隔変更要求を送信装置に対して行い、送信装置はその要求に従って、送信パケットのヘッダに変更されたリファレンスシンボル間隔情報を割り当て、その間隔情報に従ったリファレンスシンボルを挿入しつつ、データの送信を行う。
【００８０】
以上のような動作は、前述の図３に示したような、受信装置Ｂが送信する返信パケットにリファレンス信号の変動情報を割り当てたデータｂとして送信装置Ａに送信し、送信装置Ａはそのリファレンス信号の変動情報を基にリファレンスシンボルの間隔を設定する方法である。
【００８１】
そして、そのリファレンス信号の変動情報は、受信装置Ｂより送信されるリファレンス信号の変動情報の外に、受信装置Ｂにより返信される受信パケットの欠損率情報を基に、送信装置Ａはリファレンスシンボルの間隔を設定する方法によってもよい。
【００８２】
以上は、相対応する送信装置Ａと受信装置Ｂ間の返信パケットの通信によるリファレンスシンボル間隔の設定であるが、そのリファレンスシンボル間隔の設定を他の装置Ｃにより行う方法がある。
【００８３】
その装置Ｃは、情報データの送受信には直接関係していないが、例えばその装置Ｃは送信装置Ａと受信装置Ｂとで行われるデータ通信を制御するマスタ装置Ｃである場合等である。
【００８４】
ここで、受信装置Ｂが送信する返信パケットにリファレンス信号の変動情報が挿入されて、データｃとして送信され、マスタ装置Ｃはそのリファレンス信号の変動情報を基に送信装置Ａが送信すべきリファレンスシンボルの間隔を決定し、そのリファレンスシンボルの間隔情報をデータｄとして、マスタ装置Ｃより送信装置Ａに対して要求を出す方法がある。
【００８５】
そして、マスタ装置Ｃを介して行う他の方法として、受信装置Ｂがリファレンスシンボル間隔の決定を行い、その決定したリファレンスシンボル間隔をマスタ装置Ｃに、返信パケットにリファレンス信号間隔変更情報を割り当てたデータｃとして送信し、マスタ装置Ｃはそのリファレンスシンボルの間隔情報をデータｄとして、送信装置Ａに要求送信する場合である。
【００８６】
図６に、そのような動作を行うマスタ装置の構成を示す。
そのマスタ装置は、受信部５０、リファレンス信号解析回路８３、リファレンス信号位置情報回路１１、及び送信部１０よりなっている。
【００８７】
この様に構成されるマスタ装置は、受信部５０により受信装置Ｂより送信される返信パケットの信号を受信して得、リファレンス信号解析回路８３はその得られた返信パケット信号よりリファレンス信号の受信状態に関する情報を得、リファレンス信号位置情報回路ではその得られた情報を基にリファレンス信号の挿入間隔、及び挿入位置を定め、送信部１０はその定められた挿入間隔、及び挿入位置の信号を得て送信し、その送信された信号は送信装置Ａにより受信されるようになされている。
【００８８】
そのようにして行うマスタ装置Ｃを介してリファレンスシンボル間隔の制御を行う方法では、通常の場合のネットワークは複数の機器が接続されて構成されているため、機器Ｃがマスタ装置とされる場合などは、機器Ｃはネットワーク上全ての機器と通信可能となるように結合されるため、その機器Ｃより送信されたリファレンスシンボル間隔情報は同時に全てのネットワーク接続される機器が取得出来るようになされている。
【００８９】
以上、マスタ装置Ｃによるリファレンスシンボル間隔情報の制御について述べたが、もちろん、送信装置である機器Ａが送信するリファレンスシンボル間隔情報をネットワーク上の他の機器が認識するようにしても良く、また通信を行う機器同士が独立してリファレンスシンボル間隔情報をお互いに設定するような構成としてもよい。
【００９０】
このようにしてリファレンスシンボル間隔の設定がなされて効率的な情報信号の送信、受信がなされるが、次にそのリファレンスシンボル間隔の設定方法について述べる。
図７は、送信されるリファレンスシンボルの変動について示したものである。
【００９１】
同図において、横軸はサブキャリアに対する同相成分をＩ（In-phase）として、縦軸は直交成分をＱ（Quadrature）として、送信装置から送信されたRefの位置の信号と、Ｎシンボルの間隔で間欠的に複数回送信されるリファレンス信号を受信したときのＩ成分とＱ成分について、Ref#rcv1、Ref#rcv2、Ref#rcv3として示したものである。
【００９２】
この時の、それぞれの受信されたリファレンス信号の変動は、Ref#rcv1からRef#rcv2への位相の変動はθ1、振幅の変動はr2/r1であり、そのベクトル量としてはv1である。そして次の、Ref#rcv2からRef#rcv3への位相変動はθ2で、振幅の変動はr3/r2であり、そのベクトル量としてはv2である。
【００９３】
これらの位相、振幅、ベクトル量の情報を用いてリファレンスシンボル間隔を決定することができるが、その間隔の決定はこれらの位相、振幅、ベクトル量の値について閾値を設定し、これらの値が閾値より大きくなったときはリファレンスシンボル間隔を小さくなるように決定し、閾値より小さいときはリファレンスシンボル間隔をそのままとし、そして閾値より非常に小さいときはリファレンスシンボル間隔を大きくするといったように決めるようにする。
【００９４】
同図に示した例の場合は、Ref#rcv2を受信した時、Ref#rcv1からの変動を解析した結果、変動量は小さく閾値以内の場合であり、リファレンスシンボル間隔はそのままの値を保持するが、Ref#rcv3を受信した時に、Ref#rcv2からの変動を解析した結果、この変動は大きく閾値を上回る変動量に相当するため、受信装置Ｂは送信装置Ａに対して返信パケットにリファレンスシンボル間隔の変更情報を割り当てて送信し、送信装置Ａに対してデータシンボル数Ｎの値を小さくし、リファレンスシンボル間隔を短くするようにする。
【００９５】
このときの、リファレンスレベルの変動を所定の閾値に対して比較し、リファレンスシンボル間隔の変更を行うかどうかを決める機能は受信装置の中に設けてもよいが、リファレンスレベルの変動情報を受信装置から送信装置に伝送し、送信装置が受信されたリファレンスレベルの変動情報を基にリファレンシンボル間隔を定めるようにしてもよく、さらにはマスタ装置であるデータ送受信装置で行ってもよい。
【００９６】
このようにして行うリファレンスシンボル間隔の決定は、受信リファレンス信号の振幅、位相、ベクトル量の変動情報を組み合わせて行っても良く、あるいはこれらの変動情報のうちの１つに着目し、その１つの値の変動量を基にしてリファレンスシンボル間隔の決定を行ってもよい。
【００９７】
さらにまた、複数のリファレンス信号について、それぞれの変動量の遷移を調べて決定する方法もあり、その複数のリファレンス信号の変動量を調べる方法としては、伝送帯域の中の一部に周波数選択性の変動量の増加があるときは、それを検出してリファレンスシンボル間隔の変更を行うことができるため、さらに安定したデータの送信、受信を行なうことが出来る。
【００９８】
その複数のリファレンス信号を用いて行うリファレンスシンボル間隔の決定は、周波数伝送帯域内での周波数ごとの伝送特性と、その伝送特性の時間的な変化との、２次元のデータとして変動量の解析が行えるため、変動量の線形的な予測を行うことが出来、より迅速に適応的な最適リファレンスシンボル間隔の決定を行うことが出来るものである。
【００９９】
以上、リファレンスシンボル間隔の決定方法についてそれを実現する手段を中心に述べたが、その手段の実現は、以上の他に、例えば複数のリファレンス信号の遷移変動量平均を求めて行う方法などがあり、その決定方法は、送信装置、あるいは受信装置の固定、移動の環境変化、そして移動する場合は限られたマルチパス環境下で、限られた速度の範囲で移動するか、あるいは電波反射壁の多い劣悪な環境下での移動もあるか等により適した方法を用いればよいことになる。
【０１００】
その方法は、例えば供給される間隔設定入力信号に基づいて、前記リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定めるためのリファレンス位置情報信号を生成する第１のステップと、その第１のステップにより供給されるリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成する第２のステップと、その第２のステップで生成されたパケット信号が供給され、複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する第３のステップと、その第３のステップで生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う第４のステップによりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の送信方法である。
【０１０１】
以上のように、リファレンスシンボル間隔を適応的に、最適に設定して誤り率が小さく伝送効率のよいデータの送信、受信を行えるが、この適応的なリファレンスシンボル間隔の設定、決定方法は、そのデータ伝送がアシンクロナス通信により行われる場合、及びアイソクロナス通信などにより行われる場合の両者に用いることが出来るなど、この方法は通信方式に依存するものではない。
【０１０２】
また、このリファレンスシンボル間隔を適応的に可変する方法は、単独で使用することもできるが、例えばフォールバック制御などと共に用いて、さらに高能率で品質の高い通信を行なうことができる。
そのような場合は、リファレンスシンボル間隔変更の要求を、フォールバック制御情報とともに送信するようにして構成すればよい。
【０１０３】
そして、このようにしてなされる通信の応用として、アシンクロナスパケットの送受信による中継伝送があり、その中継伝送にこのように構成される送信装置、及び受信装置を用いて実現することが出来る。
【０１０４】
その中継伝送は、送信装置Ｄ、中継装置Ｅ、受信装置Ｆがあるとき、送信装置Ｄは情報信号を送信し、中継装置Ｅは送信装置Ｄからの信号を受信するとともに自局が中継局となるべき命令を受信するときは、受信した送信装置Ｄからの情報信号をそのまま再度送信する。
【０１０５】
このようにして送信された信号は受信装置Ｆにより受信され、送信装置Ｄより送信され、中継されて再送信された信号を受信した受信装置Ｆは返信パケット（Ackパケット）を送信する。
【０１０６】
中継装置Ｅは受信装置Ｆが送信する返信パケットを受信し、自局が中継局であることを認識した後に、受信装置Ｆが送信し、受信された返信パケットの再送信を行う。
【０１０７】
このようにして送られた受信装置Ｆからの返信パケットは送信装置Ｄにより受信され、中継伝送がなされたことになる。
【０１０８】
この様にしてなされる中継伝送において、例えば送信装置Ｄが移動しているときは中継装置Ｆが受信するリファレンスシンボルの変動が大きくなり、中継装置Ｅの再送により受信装置Ｆが受信したリファレンスシンボルの変動は小さな値である。
【０１０９】
このように、中継装置Ｅと無線結合される送信装置Ｄ、及び受信装置Ｆとの間での空間伝送路の質の差に基づくリファレンスシンボルの変動に差があるときの通信方法として、次の２つが考えられる。
【０１１０】
第１の方法は、送信装置Ｄと中継装置Ｅ、及び中継装置Ｅと受信装置Ｆの間のリファレンスシンボルの間隔を悪い空間伝送路の特性に合わせて、両者のリファレンスシンボルの間隔を短くする方法である。
【０１１１】
第２の方法は、送信装置Ｄと中継装置Ｅ、及び中継装置Ｅと受信装置Ｆの間のリファレンスシンボルの間隔を個別な値に適応的に定める方法である。
第１の方法は簡便に実現できるが、第２の方法では情報の伝送レートを高くできる等伝送路の利用効率を高められる。
【０１１２】
第２の方法を実現する方法として、返信パケットに前述のリファレンス信号の品質に関する情報を挿入して伝送するようにすれば、中継するために使用する複数の伝送路に対して伝送品質の特定を行うことができるため、第２の方法による中継伝送が可能となる。
【０１１３】
ここで、中継伝送が複数の中継装置を介して遠くの受信局に情報を伝送する場合などは複数の返信パケットを用いることにより、複数の伝送路ごとに所望のリファレンス信号間隔を設定することができる。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して所定の時間間隔ごとに得られるリファレンスキャリアを同相軸と直交軸で構成される２次元平面における信号点の位置情報を送信装置に伝送し、送信装置は伝送された信号点の位置情報をリファレンス信号レベル差として解析し、そのレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するようにし、送信装置は所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、特に１台の送信装置からの信号を複数の受信装置で受信するような場合においても、その送信装置は全ての受信装置から伝送される前記信号点の位置情報を解析し、受信状態の悪い受信装置に対しても空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。
【０１１５】
そして、請求項２記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して所定の時間間隔ごとに得られるリファレンスキャリアを同相軸と直交軸で構成される２次元平面における信号点の位置をリファレンス信号レベル差として解析し、そのレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するための情報を前記送信装置に伝送することにより、送信装置は所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号受信装置を構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送信装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号受信装置の概略ブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る送信装置、受信装置、及び送受信装置のネットワーク接続を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送信装置から送信されるデータのパケット構造を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号受信装置から送信される返信パケット構造を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送受信装置の概略ブロック図である。
【図７】本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送信装置より送信されるリファレンスシンボルの変動について示したものである。
【図８】従来のパケット化データをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用ＯＦＤＭデータシンボルの主要パラメータについて示したものである。
【図９】従来のＯＦＤＭ信号におけるガードインターバル信号付加の様子を示した図である。
【図１０】従来のマルチメディア移動アクセス用のＯＦＤＭ送信装置から送信されるサブキャリアの構成について示した図である。
【符号の説明】
１０送信部
１１リファレンス信号位置情報回路
１２ヘッダ信号生成回路
１３誤り訂正信号付加回路
１４リファレンス信号回路
２１マッピング回路
３１逆フーリエ変換回路
３６ガードインターバル付加回路
４１高周波信号処理回路
５０受信部
５１高周波信号処理回路
６１ガードインターバル除去回路
６６フーリエ変換回路
６７リファレンス信号復調回路
７１デマッピング回路
８１誤り信号訂正処理回路
８２ヘッダ信号取得回路
８３リファレンス信号解析回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses an orthogonal frequency division multiplex system, data to be transmitted uses a packet structure, and is a burst type data transmission type orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus, as well as Orthogonal frequency division multiplexing signal receiver Place In particular, the present invention relates to the insertion of a reference signal used for compensating for the amplitude and phase characteristics of a spatial transmission line.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of multimedia networks centered on the Internet has been remarkable, and an information revolution centered on IT (Information Technology) is being promoted around the world.
[0003]
Currently, the multimedia network is mainly focused on computers that are connected by wire, but for the convenience of users, wireless connection of networks is important, and some For terminals, products that connect wirelessly have been developed and put on the market.
[0004]
The amount of information handled by the multimedia network was mainly text data at the beginning, but eventually image data, video data, and audio data are transmitted, and the video data is equivalent to that of a normal TV. There are also increasing demands for transmitting video.
[0005]
Under such circumstances, the realization of a wireless network system having a transmission rate of 20 Mbit / s or more is under study.
This method uses, for example, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method in a submillimeter wave band of 5 GHz, and information transmission uses a packet type suitable for a wireless local area network (LAN) method, that is, a burst communication method.
[0006]
As burst type communication methods using OFDM, for example, IEEE 802.11a (Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.11 activities) recently standardized, HiperLAN 2 of ETSI (European Telecommunications Standards Institute), and further domestically discussed. MMAC (Multimedia Mobile Access Communication) system, etc., and all of these are being studied for the realization of a communication system suitable for multimedia wireless transmission.
[0007]
The OFDM method is a digital modulation method adopted for digital terrestrial broadcasting in Japan and Europe, and is known to have strong transmission characteristics against multipath, but it is sufficient to compensate for the characteristics of the spatial transmission path. By performing accurate transmission path estimation, an information signal with a higher transmission rate can be transmitted.
[0008]
The estimation of the transmission path characteristics is defined as a symbol in which a preamble data period is provided at the head of packet-structured data transmitted in bursts, for example, and a part of the preamble data transmitted together with the plurality of packets is assigned to the reference signal. The receiver side compensates the transmission path characteristics on the basis of the reference signal (hereinafter referred to as a reference symbol) transmitted in such a manner.
[0009]
Then, as a second method for compensating the transmission path characteristics, among the plurality of subcarriers that transmit packet structure data, a specific subcarrier is defined as a carrier for pilot carrier transmission, and is transmitted to the receiving side. Then, there is a method in which the characteristics of the pilot carrier that has been transmitted and received are examined, and the transmission path characteristics are compensated based on the obtained characteristics.
[0010]
Furthermore, as a third method for estimating the transmission path characteristics, a method may be used in which the reference symbols are transmitted at predetermined intervals, particularly when the data transmission period is long.
[0011]
FIG. 8 shows the main parameters of an OFDM data symbol for multimedia mobile access in which packetized data is transmitted in a burst manner according to the OFDM scheme that is being discussed by IEEE 802.11a, HiperLAN 2, MMAC, and the like.
[0012]
In the main parameter specifications of these OFDM data symbols, an OFDM signal is generated using IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) of order 64, and the IFFT uses 64 time-series samples of 53 subcarriers. Generated by a point signal.
[0013]
The subcarriers generated in this way reduce the multipath distortion in the transmission path, so that the last 8 or 16 samples of the 64 samples obtained from IFFT are the guard interval signals. It is inserted before the 64 sample signal.
FIG. 9 shows the relationship between the signal generated by IFFT and the guard interval.
[0014]
In this way, 48 subcarriers out of 53 subcarriers are assigned as data carriers, and IFFT assigns these data carriers to BPSK (bi-phase shift) based on the information signal to be transmitted. keying), QPSK (quadrature phase shift keying), 16QAM (16-quadrature amplitude modulation), or 64QAM as a signal subjected to digital modulation.
[0015]
In the signal supplied to the IFFT, information data having a packet structure is supplied as a burst signal, and a header signal called a preamble is attached to the head of the burst signal. A reference signal for data decoding called a reference symbol is inserted into the part.
[0016]
In these standards, in addition to the signal inserted in the preamble period, the reference signal is a signal in the data period following the preamble period, and specific four subcarriers in 53 subcarriers are defined as pilot carriers. It is defined that the reference signal for decoding is transmitted by the pilot carrier.
[0017]
FIG. 10 shows the configuration of subcarriers transmitted from this transmission apparatus.
Of these subcarriers, four subcarriers are used as pilot carriers, so that a reference signal for decoding is always transmitted, and the received reference signal for decoding is transmitted and estimated on the receiver side. The data carrier is decoded based on the characteristics.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the transmission of the reference symbol and the reference signal for decoding by the pilot carrier in the apparatus of the above-described conventional example, when each data carrier has a frequency selective transmission characteristic by the multipath characteristic of the spatial transmission path, When the transmission amplitude characteristic of the frequency selectivity varies with time, and when the burst data length to be transmitted is long, etc., these data symbols are used by using these reference symbols and their four pilot carriers. Therefore, it is difficult to estimate a sufficient transmission path, and error data frequently occurs depending on the characteristics of the transmission path.
[0019]
In HiSWAN (High Speed Wireless Access), which is a standardized specification of the MMAC promotion council, in addition to the pilot carrier described above, in the downlink communication performed from the master unit to the terminal unit, By using the inserted reference symbol signal, transmission path compensation is performed for all carriers at regular intervals even for data signals with a long burst period. As a result, good transmission characteristics can be obtained.
[0020]
However, if all the subcarriers transmitted in a specific symbol period are used as reference signals, the symbol period used for data transmission is thereby reduced, and the data transmission efficiency is reduced as the symbol period is reduced. It will be.
[0021]
In this way, in the transmission of the conventional reference signal, data transmission can be performed with a predetermined performance in a good spatial transmission line that is not affected by multipath distortion. In an environment where the multipath distortion characteristic is poor, a sufficient communication path cannot be ensured, for example, the data error rate increases.
[0022]
There is a method of periodically inserting reference symbols to compensate for sufficient transmission characteristics even in such a multipath-distortion spatial transmission path, but in this case, the data error rate can be improved. There is a drawback that the data transfer rate is lowered.
[0023]
The present invention performs data transmission with little deterioration in data error rate even in an environment having poor multipath distortion, and does not reduce transmission efficiency as much as possible in a high-quality spatial transmission path with less multipath distortion. Orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus that secures a communication path for data transmission at the highest possible transmission rate as well as Orthogonal frequency division multiplexing signal receiver Place It is to provide.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides the following 1) And 2 ).
That is,
[0025]
1 ) The supplied information signal is divided into a plurality of signals, and a plurality of carrier signals for transmitting the divided signals are provided, and each carrier signal is represented by the defined in-phase axis and orthogonal axis. A plurality of signal points corresponding to a predetermined digital value are determined on a two-dimensional plane, digitally modulated by corresponding the predetermined signal value to the determined signal point, and generated as an orthogonal frequency division multiplexed carrier signal. ,
A position having a predetermined correspondence with the positions of a plurality of signal points determined on the two-dimensional plane is determined as a reference signal point, and a carrier signal digitally modulated at a predetermined time interval by the reference signal point position is generated as a reference signal. And
An orthogonal frequency division multiplex signal transmitter for obtaining a plurality of carrier signals generated as described above and a signal obtained by time-division multiplexing the reference carrier signal, and transmitting the obtained signal to a spatial transmission path,
A plurality of carrier signals and reference carrier signals transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal transmission device are obtained from a spatial transmission path, the reference signal points obtained by demodulating and demodulating the obtained reference carrier signals The signal point position of a plurality of carrier signals is demodulated based on the information of, and obtained by decoding the transmitted information signal based on the signal point position information obtained by the demodulation,
Transmits information related to the demodulation quality of the reference signal point obtained by demodulation or the signal point of the digitally modulated and orthogonal frequency division multiplexed carrier signal obtained by demodulation to the orthogonal frequency division multiplexing signal transmitter. Have the ability to
An orthogonal frequency division multiplex signal receiver configured as described above,
An orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus in an orthogonal frequency division multiplex signal transmission / reception system comprising:
A reference signal transmission interval is determined based on the demodulation quality information transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal receiver, and a reference position information signal is generated based on the determined reference carrier signal transmission interval. Reference signal position information setting means;
The reference position information signal and the supplied information signal are supplied, and packet signal generating means for generating the supplied signal as a time division multiplexed packet signal;
Orthogonal frequency division multiplex signal generation means for supplying a packet signal generated by the packet signal generation means and digitally modulating the plurality of carrier signals to generate an orthogonal frequency division multiplex signal;
High-frequency signal processing means for performing signal processing for radiating the generated orthogonal frequency division multiplexed signal to the spatial transmission path;
Comprising The transmission interval of the reference signal determined based on the information on the demodulation quality transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus is the reception of the orthogonal frequency division multiplexing signal as the information on the demodulation quality for each transmission interval. The level difference of the reference signal transmitted from the device is analyzed as the position of the signal point on the two-dimensional plane, and the level difference signal obtained by the analysis is changed when it exceeds a predetermined range. Features Nao AC frequency division multiplexing signal transmitter.
[0026]
2 ) The supplied information signal is divided into a plurality of signals, and a plurality of carrier signals for transmitting the divided signals are provided, and each carrier signal is represented by the defined in-phase axis and orthogonal axis. A plurality of signal points corresponding to a predetermined digital value are determined on a two-dimensional plane, digitally modulated by corresponding the predetermined signal value to the determined signal point, and generated as an orthogonal frequency division multiplexed carrier signal. ,
A position having a predetermined correspondence with the positions of a plurality of signal points determined on the two-dimensional plane is determined as a reference signal point, and a carrier signal digitally modulated at a predetermined time interval by the reference signal point position is generated as a reference signal. And
An orthogonal frequency division multiplex signal transmitter for obtaining a plurality of carrier signals generated as described above and a signal obtained by time-division multiplexing the reference carrier signal, and transmitting the obtained signal to a spatial transmission path,
A plurality of carrier signals and reference carrier signals transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal transmission device are obtained from a spatial transmission path, the reference signal points obtained by demodulating and demodulating the obtained reference carrier signals The signal point position of a plurality of carrier signals is demodulated based on the information of, and obtained by decoding the transmitted information signal based on the signal point position information obtained by the demodulation,
A function of transmitting information related to the predetermined time interval at which the reference signal is to be transmitted to the orthogonal frequency division multiplexing signal transmission device based on demodulation quality of the reference signal point obtained by demodulation;
An orthogonal frequency division multiplex signal receiver configured as described above,
The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus in an orthogonal frequency division multiplex signal transmission / reception system comprising:
Reference signal demodulation means for demodulating the obtained reference carrier signal to obtain a reference signal;
The level difference between the reference signals obtained from the reference signal demodulating means and demodulated at the adjacent time intervals is analyzed as the position of the signal point on the two-dimensional plane, and the level difference signal obtained by the analysis is a predetermined level signal. A reference signal analyzing means for generating an information signal for changing the predetermined time interval and supplying the generated information signal when exceeding the range of
An orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus comprising:
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the orthogonal frequency division multiplexing signal transmitter of the present invention, as well as Orthogonal frequency division multiplexing signal receiver Set Embodiments will be described with reference to preferred examples.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus according to the embodiment.
[0037]
This orthogonal frequency division multiplexing signal transmission apparatus includes a reference signal position information generation circuit 11, a header signal generation circuit 12, an error correction signal addition circuit 13, a reference signal generation circuit 14, a mapping circuit 21, an inverse Fourier transform circuit 31, and a guard interval addition. Circuit 36 and high-frequency signal processing circuit 4 1 Reconfigured.
[0038]
An orthogonal frequency division multiplex signal transmitter configured in this manner is supplied with an information signal to be transmitted, the information signal is divided into a predetermined data size, and a header signal is attached to the head of the divided data. These header signals and data signals are subjected to orthogonal frequency division multiplex modulation together with a reference signal for compensating transmission path characteristics, and the modulated signals are subjected to a guard interval signal and subjected to high-frequency signal processing to be spatially transmitted from an antenna. Radiated to the road.
[0039]
The operation of this orthogonal frequency division multiplexing signal transmission apparatus will be described below with reference to FIG.
First, data of an information signal to be transmitted is supplied to an error correction signal adding circuit. Here, an error correction signal used for correcting an error signal generated in a spatial transmission path at a receiving terminal is added to the mapping circuit 21. Supplied.
[0040]
The mapping circuit 21 includes the position information of the reference signal generated by the reference signal recording position information generation circuit 11 in addition to the data signal. The header signal generated by the header signal generation circuit 12 and the reference signal generation circuit 14 is supplied.
[0041]
The information signal, header signal, and reference signal supplied in this way are time-division multiplexed by the mapping circuit 21 and the time-division multiplexed signal is subjected to orthogonal frequency division multiplex modulation by the inverse Fourier transform circuit 31. A total of 104 parallel signals as real part signals and imaginary part signals corresponding to the subcarriers are supplied to the inverse Fourier transform circuit 31.
[0042]
And the signal of the mapping circuit 21 produced | generated corresponding to each of the real part and imaginary part of 52 subcarriers is supplied to the inverse Fourier-transform circuit 31 whose order is 64, and an inverse Fourier-transform circuit supplies each supply 52 modulated subcarrier signals corresponding to the generated signals are generated as sample data having 64 discrete data in the effective symbol period.
[0043]
The 64 pieces of sample data generated in this way are supplied to the guard interval adding circuit 36, where data having the same value as the last 8 pieces of the sample data are arranged before the 64 pieces of sample data, for a total of 72 pieces. It is a signal of sample data.
[0044]
The eight pieces of data are guard interval data, which act as signals for reducing multipath distortion in the spatial transmission path. The data thus generated is supplied to the high-frequency signal processing circuit 41.
[0045]
In the high-frequency signal processing circuit, even the subcarrier signal generated as the real part and imaginary part signal output is converted into a signal synthesized by quadrature modulation, and the signal obtained by the conversion has a frequency radiated to the spatial transmission path. The high-frequency signal that has been converted into a signal and further frequency-converted is power-amplified and supplied to an antenna circuit (not shown).
[0046]
FIG. 2 shows the configuration of an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus and will be described.
This orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus includes a high frequency signal processing circuit 51, a guard interval removal circuit 61, a Fourier transform circuit 66, a reference signal demodulation circuit 67, a demapping circuit 71, an error signal correction processing circuit 81, and a header signal acquisition circuit 82. And a reference signal analysis circuit 83.
[0047]
This orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus obtains a signal radiated into the space from the above-described orthogonal frequency division multiplexing signal transmission apparatus by an antenna circuit (not shown), and obtains the obtained orthogonal frequency division multiplexing comprising 52 subcarriers. Each subcarrier signal is demodulated by Fourier transforming the signal.
[0048]
The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus configured as described above decodes a digital signal by a demapping circuit based on a demodulated signal obtained by demodulating a subcarrier signal, and information on a header signal obtained by decoding the digital signal. The reference signal is obtained based on the information, the information signal is decoded based on the obtained reference signal, and the decoded information signal is subjected to error correction processing and output.
[0049]
The operation of the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus configured as described above will be described in detail for each circuit block constituting the apparatus.
First, a signal from an orthogonal frequency division multiplex signal transmission device radiated into space is obtained by an antenna circuit (not shown), and the obtained signal is high-frequency amplified by a high-frequency signal processing circuit 51, and the amplified signal is easily signal-processed. The intermediate frequency is converted to an intermediate frequency, and the signal converted to the intermediate frequency is orthogonally demodulated and supplied to the guard interval removing circuit 61 as a real part signal and an imaginary part signal for 52 subcarriers.
[0050]
In the guard interval removal circuit 61, the guard interval signal portion added by the transmission device, that is, the signal for 8 samples is removed to obtain the signal for 64 samples, and the obtained signal is supplied to the Fourier transform circuit 66. Is done.
[0051]
The Fourier transform circuit 66 performs Fourier transform of the supplied 64 samples of signals, and obtains Fourier analysis results of the real part and imaginary part for each of the 52 subcarriers.
[0052]
Here, out of 52 subcarriers, a subcarrier of a predetermined frequency is used to transmit a reference signal, and the signal level of the real part and the imaginary part of the subcarrier of that frequency decodes the digital signal. It becomes the standard level for doing.
[0053]
Based on the reference level obtained in this way, the header signal is decoded, and based on the decoded header signal, transmission information of other reference levels is obtained, and on the basis of these reference level signals. Decodes the data signal.
[0054]
Here, as the reference level, a signal that is QPSK modulated at the position of a signal point whose value on the real axis is 1 or −1 is used, but the position of this signal point is determined in advance on the transmitter side. For example, a signal that is BPSK modulated at a position of a signal point that is easy to demodulate may be used.
[0055]
The decoded data signal is supplied to an error signal correction processing circuit, and error data generated based on a decrease in transmission quality such as a spatial transmission path is corrected to a correct value and supplied as a data output.
[0056]
Here, in addition to the data output, this orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus outputs a reference signal request output signal. This reference signal request output signal, which will be described later, is used for level fluctuation of the supplied reference signal. The analysis result is supplied to the orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus, and the signal transmitted by the optimized reference signal is received.
[0057]
The signals transmitted from the orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus in this way are received by the orthogonal frequency division multiplex signal reception apparatus, but packets that have been deliberated by IEEE802.11a, HiperLAN 2 and MMAC, etc. An orthogonal frequency division multiplex communication system for transmitting and receiving an OFDM signal for multimedia mobile access that transmits converted data in a burst manner will be further described.
[0058]
These communication systems are intended to construct a next-generation wireless communication infrastructure as a LAN that wirelessly connects LANs (Local Area Networks) that are conventionally connected and configured by wire, and the frequencies used for the wireless communication. The band is a 5 GHz band.
[0059]
The wireless device coupling is a network configuration in which a plurality of terminals are coupled in a plurality of loops, and communication between the coupled terminals does not perform continuous communication such as continuously transmitting signals. This is based on a burst communication system in which a plurality of devices switch between transmission and reception in a short time.
[0060]
In order to perform burst communication, continuous data is divided into burst data, and a period called a preamble is provided at the head of the burst data, and each period in which the preamble signal is transmitted is The terminal performs acquisition of a symbol synchronization timing signal transmitted together with the preamble signal, and frequency and phase synchronization of the demodulation circuit driving synchronization signal.
[0061]
Furthermore, a reference symbol period is provided in a part of the preamble period, a reference signal called a pilot carrier is transmitted in the reference symbol period, and transmission characteristics of the data transmission path are estimated using the reference signal. Data transmitted based on the estimated transmission characteristics is decoded.
[0062]
Normally, the reference signal is inserted and transmitted during the period of the preamble signal. However, when the data length transmitted following the preamble, that is, the burst length becomes longer, a predetermined interval is set for the longer data period. Some have a reference symbol inserted every other time.
[0063]
Data transmission / reception between such terminals will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 shows an example of a configuration in which device A, device B, and device C are network-coupled by a wireless LAN.
[0064]
In this figure, device A is connected as a transmitting terminal that transmits data, and device B is connected as a receiving terminal that receives data, and data transmission / reception between these terminals is performed as follows.
[0065]
First, a case will be described in which device A transmits data a, which is information data, and device B receives the information data.
That is, the reference signal is intermittently inserted into the data a transmitted by the device A at this time, but the reference symbol insertion and the reference symbol transmission interval are adaptively set.
[0066]
Then, when transmitting the signal with the reference symbol inserted, the receiving side demodulates the OFDM-modulated signal based on the reference signal, demaps based on the demodulated signal, and outputs the digital signal. At the same time, since the signal level of the reference signal point arrangement can be obtained, the demapping operation can be performed accurately based on the reference level.
[0067]
There are many factors that cause fluctuations in the reference signal level for performing the demapping operation, such as the temperature characteristics of high-frequency circuits and demodulation circuits, and fluctuations in the characteristics of various filters provided in the circuit. This is a disturbance in amplitude characteristics and phase characteristics due to the influence of multipath distortion in the spatial transmission path.
[0068]
The disturbance of the amplitude and phase characteristics of the reference signal due to multipath distortion takes a large value when transmission / reception is performed in a mobile environment, but the reference signal fluctuation level in a stationary environment is small.
[0069]
Therefore, even if the reference symbol transmission interval is reduced in a stationary transmission / reception environment, the BER characteristic (bit error rate characteristic) is not improved. However, when the reference symbol interval is reduced in a mobile environment, the BER characteristic is large. On the contrary, if the interval between the reference symbols is increased, the BER characteristic is greatly deteriorated.
[0070]
In this way, if the reference symbol insertion interval is reduced, the transmission efficiency is lowered. Therefore, the reference symbol interval is increased within a range where the desired BER characteristic can be ensured in the stationary environment, and the desired BER characteristic is obtained in the mobile environment. Set the reference symbol interval small.
[0071]
At this time, although the transmission efficiency is lowered by reducing the interval between the reference symbols, an operation in which the received signal can hardly be decoded due to the mobile environment can be avoided.
[0072]
In this way, changing the interval for inserting reference symbols adaptively according to the environment in which transmission and reception are performed is an effective technique for obtaining a desired BER characteristic and performing communication while maintaining a small reduction in transmission efficiency. It is.
[0073]
In addition, reference symbols may be inserted at this time such that intermittently inserted reference symbols are continuously inserted over a plurality of symbols, and the insertion method will be described next.
[0074]
FIG. 4 shows a packet structure of data transmitted from the orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus.
In the figure, the structure of a packet transmitted in the order of preamble, header, data, reference symbol, and data is shown, and interval information of the reference signal is inserted in the header.
[0075]
The receiving device that receives the signal thus transmitted decodes the reference signal interval information transmitted in the header region, obtains a reference signal based on the decoded reference signal interval information, and the obtained A decoding operation is performed by obtaining a reference level of signal point arrangement based on the reference signal and demapping data demodulated by the Fourier transform circuit based on the reference level.
[0076]
Here, the reference symbol is transmitted again after N (N is a positive integer) symbols of data to be transmitted. Information on the transmission interval of such a reference symbol is transmitted by, for example, header information shown in FIG. While receiving the header information transmitted in this way, the receiving apparatus obtains reference symbol interval information, and performs the above-described demodulation and decoding based on the obtained information.
[0077]
Further, the receiving apparatus obtains fluctuation values of amplitude and phase with respect to the currently received reference signal and the reference signal received N symbols before by the reference signal analysis circuit 83, and the obtained value is equal to or greater than a set threshold value. If so, a signal requesting the transmitter to reduce the reference symbol interval is transmitted.
[0078]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a reply packet signal for transmitting a signal requested from the receiving apparatus to the transmitting apparatus.
In the figure, the reply packet is composed of a preamble and a header, and the header includes reference signal variation information, reference symbol interval change information, and the like.
[0079]
The receiving apparatus transmits a reference packet interval change request to the transmitting apparatus by transmitting such a reply packet to the transmitting apparatus, and the transmitting apparatus transmits the reference symbol interval information changed to the header of the transmitting packet according to the request. And data is transmitted while inserting reference symbols according to the interval information.
[0080]
The operation as described above is transmitted to the transmitting apparatus A as data b in which the variation information of the reference signal is assigned to the reply packet transmitted by the receiving apparatus B as shown in FIG. This is a method of setting a reference symbol interval based on signal fluctuation information.
[0081]
The reference signal fluctuation information is based on the received packet loss rate information returned by the receiver B in addition to the reference signal fluctuation information transmitted from the receiver B. A method of setting the interval may be used.
[0082]
The above is the setting of the reference symbol interval by communication of the reply packet between the corresponding transmitting device A and receiving device B. There is a method in which the reference symbol interval is set by another device C.
[0083]
The device C is not directly related to transmission / reception of information data. For example, the device C is a master device C that controls data communication performed between the transmission device A and the reception device B.
[0084]
Here, reference signal variation information is inserted into a reply packet transmitted by the receiving device B and transmitted as data c, and the master device C transmits a reference symbol to be transmitted by the transmitting device A based on the variation information of the reference signal. There is a method in which the master apparatus C issues a request to the transmitting apparatus A with the reference symbol interval information as data d.
[0085]
Then, as another method performed via the master device C, the receiving device B determines the reference symbol interval, the determined reference symbol interval is assigned to the master device C, and the reference signal interval change information is assigned to the reply packet. In this case, the master device C transmits the reference symbol interval information as data d to the transmitting device A.
[0086]
FIG. 6 shows the configuration of a master device that performs such an operation.
The master device includes a receiving unit 50, a reference signal analyzing circuit 83, a reference signal position information circuit 11, and a transmitting unit 10.
[0087]
The master device configured in this way is obtained by receiving the reply packet signal transmitted from the receiving device B by the receiving unit 50, and the reference signal analysis circuit 83 receives the reference signal from the obtained reply packet signal. The reference signal position information circuit determines the reference signal insertion interval and insertion position based on the obtained information, and the transmitter 10 obtains the determined insertion interval and insertion position signals. The signal is transmitted, and the transmitted signal is received by the transmitter A.
[0088]
In the method of controlling the reference symbol interval through the master device C performed in this way, the network in the normal case is configured by connecting a plurality of devices, and thus the device C is the master device. Since the device C is coupled so that it can communicate with all devices on the network, the reference symbol interval information transmitted from the device C can be acquired by all the devices connected to the network at the same time. .
[0089]
Although the control of the reference symbol interval information by the master device C has been described above, of course, the reference symbol interval information transmitted by the device A as the transmission device may be recognized by other devices on the network, and the communication Alternatively, the reference symbol interval information may be set independently for each other.
[0090]
In this way, the reference symbol interval is set and the information signal is efficiently transmitted and received. Next, a method for setting the reference symbol interval will be described.
FIG. 7 shows changes in the transmitted reference symbols.
[0091]
In the figure, the horizontal axis represents the in-phase component for the subcarrier as I (In-phase), the vertical axis represents the quadrature component as Q (Quadrature), and the interval between the Ref position signal transmitted from the transmission apparatus and the N symbols. Ref # rcv1, Ref # rcv2, and Ref # rcv3 indicate the I component and the Q component when the reference signal transmitted intermittently multiple times is received.
[0092]
At this time, the variation of each received reference signal is θ1 for phase variation from Ref # rcv1 to Ref # rcv2, r2 / r1 for amplitude variation, and v1 as its vector quantity. The next phase variation from Ref # rcv2 to Ref # rcv3 is θ2, the amplitude variation is r3 / r2, and the vector quantity is v2.
[0093]
The reference symbol interval can be determined using the information on the phase, amplitude, and vector amount, but the determination of the interval sets a threshold value for the value of the phase, amplitude, and vector amount, and these values are the threshold values. When it becomes larger, the reference symbol interval is determined to be reduced, when it is smaller than the threshold value, the reference symbol interval is left as it is, and when it is much smaller than the threshold value, the reference symbol interval is increased. .
[0094]
In the case of the example shown in the figure, when Ref # rcv2 is received, the variation from Ref # rcv1 is analyzed. As a result, the amount of variation is small and within the threshold value, and the reference symbol interval remains unchanged. However, when Ref # rcv3 is received, the fluctuation from Ref # rcv2 is analyzed. As a result, the fluctuation corresponds to a fluctuation amount that greatly exceeds the threshold value. The interval change information is allocated and transmitted, and the value of the number N of data symbols is reduced with respect to the transmitter A so that the reference symbol interval is shortened.
[0095]
At this time, the reference level variation is compared with a predetermined threshold value, and a function for determining whether to change the reference symbol interval may be provided in the receiving device. The reference symbol interval may be determined based on reference level fluctuation information transmitted from the transmitter to the transmitter and received by the transmitter, or may be performed by a data transmitter / receiver as a master device.
[0096]
The determination of the reference symbol interval performed in this way may be performed by combining the fluctuation information of the amplitude, phase, and vector amount of the received reference signal, or paying attention to one of these fluctuation information, The reference symbol interval may be determined based on the amount of value fluctuation.
[0097]
Furthermore, there is also a method of determining the transition amount of each reference signal for a plurality of reference signals, and as a method of checking the variation amount of the plurality of reference signals, there is a frequency selectivity in a part of the transmission band. When there is an increase in the fluctuation amount, it is possible to detect the change and change the reference symbol interval, so that more stable data transmission and reception can be performed.
[0098]
The determination of the reference symbol interval using the plurality of reference signals is performed by analyzing the amount of variation as two-dimensional data of the transmission characteristics for each frequency within the frequency transmission band and the temporal change in the transmission characteristics. Therefore, the amount of variation can be linearly predicted, and the optimum optimum reference symbol interval can be determined more quickly.
[0099]
As described above, the method for determining the reference symbol interval has been described focusing on the means for realizing it. However, other than the above, for example, there is a method for obtaining an average of transition fluctuation amounts of a plurality of reference signals. The decision method is fixed to the transmitter or receiver, changes in the environment of movement, and when moving, in a limited multipath environment, moves within a limited speed range or A method that is more suitable depending on whether there are many movements in poor environments or the like may be used.
[0100]
The method includes, for example, a first step of generating a reference position information signal for determining a time division multiplexing position of the reference carrier signal based on a supplied interval setting input signal, and the first step. A second step of generating a reference position information signal to be transmitted and an information signal to be transmitted, and generating the packet signal obtained by time-division multiplexing the supplied signal, and the packet signal generated in the second step A third step of digitally modulating a plurality of carrier signals to generate an orthogonal frequency division multiplex signal, and for radiating the orthogonal frequency division multiplex signal generated in the third step to the spatial transmission line An orthogonal frequency division multiplex signal transmission method comprising the fourth step of performing signal processing.
[0101]
As described above, the reference symbol interval can be adaptively and optimally set to transmit and receive data with a low error rate and good transmission efficiency. This method does not depend on the communication method, for example, it can be used in both cases where data transmission is performed by asynchronous communication and isochronous communication.
[0102]
The method of adaptively changing the reference symbol interval can be used alone, but can be used together with, for example, fallback control to perform communication with higher efficiency and higher quality.
In such a case, the reference symbol interval change request may be configured to be transmitted together with the fallback control information.
[0103]
As an application of communication performed in this way, there is relay transmission by transmission / reception of asynchronous packets, which can be realized by using the transmission apparatus and reception apparatus configured in this way for the relay transmission.
[0104]
In the relay transmission, when there is a transmission device D, a relay device E, and a reception device F, the transmission device D transmits an information signal, and the relay device E receives a signal from the transmission device D. Self When the station receives a command to be a relay station, it transmits the received information signal from the transmitter D again as it is.
[0105]
The signal transmitted in this way is received by the receiving device F, transmitted from the transmitting device D, and the receiving device F that has received the relayed and retransmitted signal transmits a reply packet (Ack packet).
[0106]
The relay device E receives the reply packet transmitted by the receiving device F, and after recognizing that the local station is a relay station, the relay device E transmits and retransmits the received reply packet.
[0107]
The reply packet from the receiving device F sent in this way is received by the transmitting device D and relay transmission is performed.
[0108]
In the relay transmission performed in this way, for example, when the transmitting device D is moving, the fluctuation of the reference symbol received by the relay device F becomes large, and the reference symbol received by the receiving device F due to the retransmission of the relay device E is increased. The fluctuation is a small value.
[0109]
As described above, as a communication method when there is a difference in reference symbol variation based on the difference in the quality of the spatial transmission path between the transmission device D and the reception device F that are wirelessly coupled to the relay device E, Two are possible.
[0110]
The first method is a method in which the interval between reference symbols between the transmission device D and the relay device E and between the relay device E and the reception device F is shortened according to the characteristics of the bad spatial transmission path. It is.
[0111]
The second method is a method in which the reference symbol intervals between the transmission device D and the relay device E and between the relay device E and the reception device F are adaptively determined to individual values.
The first method can be easily realized, but the second method can increase the use efficiency of the transmission path by increasing the information transmission rate.
[0112]
As a method for realizing the second method, if the information related to the quality of the reference signal is inserted into the reply packet and transmitted, the transmission quality is specified for a plurality of transmission paths used for relaying. Therefore, relay transmission by the second method is possible.
[0113]
Here, when relay transmission transmits information to a remote receiving station via a plurality of relay devices, a desired reference signal interval can be set for each of a plurality of transmission paths by using a plurality of reply packets. it can.
[0114]
【The invention's effect】
Claim 1 According to the described invention , Received The transmission device demodulates the reference carrier signal transmitted from the transmission device, demodulates the reference carrier obtained at predetermined time intervals, and obtains position information of signal points on a two-dimensional plane composed of an in-phase axis and a quadrature axis. The transmission device analyzes the position information of the transmitted signal point as a reference signal level difference, and changes the predetermined time interval when the level difference signal exceeds a predetermined range. The transmitting apparatus determines a desired reference carrier signal time interval and insertion position, generates the determined reference position information signal and the information signal to be transmitted as a time-division multiplexed packet signal, and A plurality of carrier signals are digitally modulated by the generated packet signal to generate an orthogonal frequency division multiplexed signal and transmitted to a spatial transmission line. Therefore, even when a signal from one transmission device is received by a plurality of reception devices, the transmission device analyzes the position information of the signal points transmitted from all the reception devices, and receives the reception state. It is possible to set the optimum reference signal interval according to the transmission path quality due to multipath distortion etc. in the spatial transmission path even for receivers with poor transmission without reducing the transmission bit rate more than necessary. There is an effect that it is possible to configure an orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus that can secure a data transmission path with an improved data error rate.
[0115]
And claims 2 According to the described invention, the receiving device demodulates the reference carrier signal transmitted from the transmitting device, and demodulates the reference carrier signal obtained at predetermined time intervals, and is a two-dimensional plane configured by the in-phase axis and the orthogonal axis. By analyzing the position of the signal point at the reference signal level difference and transmitting the information for changing the predetermined time interval to the transmitting device when the level difference signal exceeds a predetermined range, The apparatus determines the desired reference carrier signal time interval and insertion position, generates the determined reference position information signal and the information signal to be transmitted as a time-division multiplexed packet signal, and Multiple carrier signals are digitally modulated by the packet signal generated to generate an orthogonal frequency division multiplexed signal and transmitted to a spatial transmission line. Therefore, since it is possible to set the optimum reference signal interval according to the transmission path quality due to multipath distortion in the spatial transmission path, the data error rate is reduced without unnecessarily reducing the transmission bit rate. There is an effect that an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus capable of securing an improved data transmission path can be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an orthogonal frequency division multiplexing signal transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram of an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a network connection of a transmission device, a reception device, and a transmission / reception device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a packet structure of data transmitted from an orthogonal frequency division multiplexing signal transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a reply packet structure transmitted from an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic block diagram of an orthogonal frequency division multiplexing signal transmitting / receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows changes in reference symbols transmitted from an orthogonal frequency division multiplexing signal transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows the main parameters of OFDM data symbols for multimedia mobile access that transmit conventional packetized data in bursts.
FIG. 9 is a diagram showing how a guard interval signal is added to a conventional OFDM signal.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of subcarriers transmitted from a conventional OFDM transmission apparatus for multimedia mobile access.
[Explanation of symbols]
10 Transmitter
11 Reference signal position information circuit
12 Header signal generation circuit
13 Error correction signal addition circuit
14 Reference signal circuit
21 Mapping circuit
31 Inverse Fourier transform circuit
36 Guard interval addition circuit
41 High-frequency signal processing circuit
50 Receiver
51 High-frequency signal processing circuit
61 Guard interval removal circuit
66 Fourier transform circuit
67 Reference signal demodulation circuit
71 Demapping circuit
81 Error signal correction processing circuit
82 Header signal acquisition circuit
83 Reference signal analysis circuit

Claims

The supplied information signal is divided into a plurality of signals, and a plurality of carrier signals for transmitting each of the divided signals are provided. Each carrier signal is represented by a defined in-phase axis and orthogonal axis. A plurality of signal points corresponding to a predetermined digital value are defined on a dimension plane, digitally modulated by corresponding the predetermined digital signal value to the determined signal point, and generated as an orthogonal frequency division multiplexed carrier signal,
A position having a predetermined correspondence with the positions of a plurality of signal points determined on the two-dimensional plane is determined as a reference signal point, and a carrier signal digitally modulated at a predetermined time interval by the reference signal point position is generated as a reference signal. And
An orthogonal frequency division multiplex signal transmitter for obtaining a plurality of carrier signals generated as described above and a signal obtained by time-division multiplexing the reference carrier signal, and transmitting the obtained signal to a spatial transmission path,
A plurality of carrier signals and reference carrier signals transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal transmission device are obtained from a spatial transmission path, the reference signal points obtained by demodulating and demodulating the obtained reference carrier signals The signal point position of a plurality of carrier signals is demodulated based on the information of, and obtained by decoding the transmitted information signal based on the signal point position information obtained by the demodulation,
Transmits information related to the demodulation quality of the reference signal point obtained by demodulation or the signal point of the digitally modulated and orthogonal frequency division multiplexed carrier signal obtained by demodulation to the orthogonal frequency division multiplexing signal transmitter. Have the ability to
An orthogonal frequency division multiplex signal receiver configured as described above,
An orthogonal frequency division multiplex signal transmission apparatus in an orthogonal frequency division multiplex signal transmission / reception system comprising:
A reference signal transmission interval is determined based on the demodulation quality information transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal receiver, and a reference position information signal is generated based on the determined reference carrier signal transmission interval. Reference signal position information setting means;
The reference position information signal and the supplied information signal are supplied, and packet signal generating means for generating the supplied signal as a packet signal time-division multiplexed,
Orthogonal frequency division multiplex signal generating means for supplying a packet signal generated by the packet signal generating means and digitally modulating the plurality of carrier signals to generate an orthogonal frequency division multiplex signal;
High-frequency signal processing means for performing signal processing for radiating the generated orthogonal frequency division multiplexed signal to the spatial transmission path;
The reference signal transmission interval determined based on the information on the demodulation quality transmitted from the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus includes the orthogonal frequency as information on the demodulation quality for each transmission interval. The level difference of the reference signal transmitted from the division multiplexing signal receiving apparatus is analyzed as the position of the signal point on the two-dimensional plane, and the level difference signal obtained by the analysis is changed when it exceeds a predetermined range. Cartesian frequency division multiplex signal transmitting apparatus characterized by being configured to.

The supplied information signal is divided into a plurality of signals, and a plurality of carrier signals for transmitting each of the divided signals are provided. Each carrier signal is represented by a defined in-phase axis and orthogonal axis. A plurality of signal points corresponding to a predetermined digital value are defined on a dimension plane, digitally modulated by corresponding the predetermined digital signal value to the determined signal point, and generated as an orthogonal frequency division multiplexed carrier signal,
A position having a predetermined correspondence with the positions of a plurality of signal points determined on the two-dimensional plane is determined as a reference signal point, and a carrier signal digitally modulated at a predetermined time interval by the reference signal point position is generated as a reference signal. And
An orthogonal frequency division multiplex signal transmitter for obtaining a plurality of carrier signals generated as described above and a signal obtained by time-division multiplexing the reference carrier signal, and transmitting the obtained signal to a spatial transmission path,
A plurality of carrier signals and reference carrier signals transmitted from the orthogonal frequency division multiplexing signal transmission device are obtained from a spatial transmission path, the reference signal points obtained by demodulating and demodulating the obtained reference carrier signals The signal point position of a plurality of carrier signals is demodulated based on the information of, and obtained by decoding the transmitted information signal based on the signal point position information obtained by the demodulation,
A function of transmitting information related to the predetermined time interval at which the reference signal is to be transmitted to the orthogonal frequency division multiplexing signal transmission device based on demodulation quality of the reference signal point obtained by demodulation;
An orthogonal frequency division multiplex signal receiver configured as described above,
The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus in an orthogonal frequency division multiplex signal transmission / reception system comprising:
Reference signal demodulation means for demodulating the obtained reference carrier signal to obtain a reference signal;
The level difference between the reference signals obtained from the reference signal demodulating means and demodulated at the adjacent time intervals is analyzed as the position of the signal point on the two-dimensional plane, and the level difference signal obtained by the analysis is a predetermined level signal. A reference signal analyzing means for generating an information signal for changing the predetermined time interval and supplying the generated information signal when exceeding the range of
An orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus comprising: