JP3955463B2 - Orthogonal frequency division multiplexing communication system - Google Patents

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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通信システムに関し、特に移動体通信などのマルチパス環境に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が高速、高品質の伝送方式として注目されており、これを移動体通信システムに適用することが検討されている。
移動体通信などのマルチパス環境を伝搬したOFDM信号は、周波数選択性フェージングの影響を受け、サブキャリア毎の位相回転量および受信電力が変動し、その変動特性は、伝搬路の環境により様々に変化する。このため、一定の受信品質を保つためには、送信側で全サブキャリアに既知のパイロットシンボルを挿入し、受信側ではそれらを元にして伝搬路によるフェージング複素包絡線を推定するいわゆるチャネル推定を行うことが考えられる。
また、周波数相関を利用し、一定間隔のサブキャリア毎にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの挿入されていないサブキャリアにおいては補間を用いてチャネル推定を行うことも検討されている(ARIB STD-B31 (1.1版))。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、全サブキャリアにパイロットシンボルを挿入する場合には、パイロットシンボルの分だけデータを送信することができないためにデータ伝送効率が低下してしまう。
また、一定間隔のサブキャリアごとにパイロットシンボルを挿入する場合においても、周波数選択性フェージングの変動が緩やかな場合には、過剰にパイロットシンボルが挿入されていることとなるため、データ伝送効率の低下となる。逆に、周波数選択性フェージングの変動が激しい場合に、一定の間隔(周波数間隔)でパイロットシンボルを挿入した場合には、周波数相関が低いために補間によるチャネル推定の精度が低下し、ビット誤りが生じやすくなる。特に、移動体通信の場合には、ユーザの移動により伝搬路環境が様々に変動し、周波数選択性フェージングの変動特性も様々に変動するため、パイロットシンボルを挿入するサブキャリアの間隔を固定にしたままでは、データ伝送効率が低下するケースが生じる。
さらに、サブキャリアの受信電力が低い場合には、位相回転量の急激な変動が生じるために位相情報を利用する変調方式では補間によるチャネル推定の精度が低下し、ビット誤りが生じやすくなる。また、パイロットシンボルの挿入間隔が大きくなると、サブキャリア間隔が大きい場合や遅延スプレッドの大きい場合において位相回転量の変動が大きくなり、位相情報を使用する変調方式ではチャネル推定の精度が低下し、ビット誤りが発生しやすくなるという問題がある。
【0004】
そこで本発明は、伝搬路環境の変化に応じてパイロットシンボルの挿入位置を適応的に制御することにより、データ伝送効率とビット誤り率を改善することができる直交周波数分割多重通信システムを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の直交周波数分割多重通信システムは、送信側装置から送信される複数のサブキャリアを受信側装置で受信する直交周波数分割多重通信システムであって、前記受信側装置は、受信した前記複数のサブキャリアそれぞれの受信電力及び周波数軸上におけるサブキャリア間の受信電力の変動を測定する測定手段と、該測定した各サブキャリアの受信電力及び周波数軸上におけるサブキャリア間の受信電力の変動に基づいてパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定するサブキャリア選択手段と、該決定したパイロットシンボルを挿入するサブキャリアに関する情報を前記送信側装置に通知する手段とを有し、前記送信側装置は、前記受信側装置から通知されたパイロットシンボルを挿入するサブキャリアに関する情報に基づいて対応するサブキャリアにパイロットシンボルを挿入して送信する手段を有するものである。
【0006】
また、前記サブキャリア選択手段は、前記複数のサブキャリアを、前記測定した受信電力の差が所定のしきい値以内であることを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数のブロックに分割し、該分割したブロック毎に前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定するものとされている。
あるいは、前記サブキャリア選択手段は、前記複数のサブキャリアを、前記測定した受信電力の差が所定のしきい値以内であり、かつ、前記測定した各サブキャリアの受信電力がその前後のサブキャリアと比較して極大値あるいは極小値とならないことを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数のブロックに分割し、該分割したブロック毎に前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定するものとされている。
さらに、1つの前記ブロック内に含まれるサブキャリアの数に上限が定められているものである。
さらにまた、測定した受信電力が所定値以下であるサブキャリアを前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして決定するようになされているものである。
【0007】
さらにまた、前記サブキャリア選択手段は、前記複数のサブキャリアを、前記測定した受信電力の差が所定のしきい値以内であることを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数のブロックに分割し、該各ブロックに含まれるサブキャリアの数に基づいてブロック内サブキャリア数を求め、該求めたブロック内サブキャリア数ごとに全サブキャリアを再度一定間隔毎に分割したブロック毎に前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定するものとされている。
さらにまた、前記1または複数のブロックに含まれているサブキャリア数のうちの最小値を前記ブロック内サブキャリア数とするものである。
あるいは、前記1または複数のブロックに含まれているサブキャリア数の累積分布関数に基づいて前記ブロック内サブキャリア数を決定するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の直交周波数分割多重通信システムの一実施の形態の要部構成を示す。ここでは、基地局1と1つの移動局2を示し、基地局1からOFDM信号が移動局2に対して送信される場合を例にとって説明する。
図1に示すように、基地局1はOFDM変調器10、OFDM復調器17および制御部16を備えている。送信データは、OFDM変調器10における変調部11において、誤り訂正符号化などを施された後、変調される。この変調方式としては、伝送速度や必要とする伝送品質に応じてBPSK、QPSKあるいは16QAMや64QAM等が選択される。パイロット挿入部12において、制御部15から供給されるパイロットシンボル挿入位置を示す制御情報に基づいて変調部11から出力される変調シンボルにパイロットシンボルが挿入され、直列−並列変換部(S/P変換部)13において、サブキャリア数に相当する並列数の変調シンボルに変換される。
S/P変換部13から出力されるサブキャリア数とされる並列変調シンボルは、逆フーリエ変換部(IFFT)14において逆フーリエ変換されてOFDM信号とされる。なお、IFFT14は、逆離散フーリエ変換部(IDFT)としてもよい。このOFDM信号は、所定の周波数の搬送波に乗せられて基地局1から送信される。
【0009】
このOFDM信号を受信可能な移動局2は、OFDM復調器20、OFDM変調器28および制御部26を備えている。このOFDM変調器28は、基地局1におけるOFDM変調器10のパイロット挿入部12を省略した構成とされている。
移動局2において受信されたOFDM信号はフーリエ変換部(FFT)21においてフーリエ変換が施されて、サブキャリア毎に分解される。FFT21は、離散フーリエ変換部(DFT)としてもよい。
FFT部21から並列に出力されるサブキャリアの各々の受信電力が、受信電力測定部22において測定され、サブキャリアの各々の受信電力値は制御部26へ供給される。また、FFT部21から並列に出力されるサブキャリアはチャネル推定部23に供給される。チャネル推定部23では、制御部26から通知されるパイロットシンボルが挿入されているサブキャリアの番号により指定されたサブキャリアの受信信号に含まれるパイロットシンボルの受信信号から伝搬路情報(位相回転量および減衰量)を推定し、前記FFT部21からの各サブキャリアの受信信号の位相回転などを補償する。チャネル推定部23で補正された各サブキャリアの受信信号は並列−直列変換部(P/S変換部)24に供給され、並列とされているサブキャリアの変調シンボルは直列の変調シンボルに変換される。このP/S変換部24から出力されるサブキャリアの変調シンボルは、シンボル復調部25において復調されて復調データとされる。シンボル復調部25においては、送信側において施されたBPSK、QPSKあるいは16QAMや64QAM等の変調に応じた復調が行われた後、誤り訂正処理等が行われて受信データとして出力される。
【0010】
ここで、本発明においては、前記制御部26において、受信電力測定部22で測定した各サブキャリアの受信電力に基づいてパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの位置を適応的に決定するようにしている。そして、この決定されたパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの位置を示す情報を情報管理テーブル27に記憶し、該パイロットシンボルを挿入するサブキャリアの位置情報を前記OFDM変調器28に入力し、移動局送信データとともに前記基地局1に送信する。また、該情報管理テーブル27の情報に基づいて前記チャネル推定部23はチャネル推定を行う。
前記基地局1では、前記OFDM復調器17で復号した前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアの位置を示す情報を前記制御部15の情報管理テーブル16に書き込み、この情報を前記パイロットシンボル挿入部12に供給するようにしている。
【0011】
図2は、前記基地局1から送信されるマルチキャリア信号のフレーム構成の例を示す図であり、ここでは、複数のサブキャリアのうちの一部(SC1〜SC16の16個)のサブキャリア信号のみを示している。
この図に示すように、本発明においては、全サブキャリアのうちの前記制御部26において選択されたサブキャリア(図示する例では、SC1、SC6、SC9、SC13、SC16、…)にのみ、フレームごとに斜線で示すパイロットシンボルを挿入して送信する。
前記チャネル推定部23では、パイロットシンボルが挿入されたサブキャリア(図示する例では、SC1、SC6、SC9、SC13、SC16、…)のパイロットシンボルの受信信号と既知のシンボルデータとを比較して伝搬路による位相回転量と減衰量を算出し、時間軸上での補間を行って、それらのチャネルの伝搬路情報を求める。また、パイロットシンボルが送信されないサブキャリアについては、前記選択されたサブキャリアで受信されたパイロットシンボルから周波数軸上での補間を行って、そのサブキャリアの伝搬路情報を求める。そして、前述のように時間軸上での補間を行うことにより、各サブキャリアの伝搬路情報を求める。そして、このようにして求めた伝搬路情報(チャネル推定値)に基づいて前記FFT部21から出力されるそれぞれのサブキャリアの受信情報の位相変動を補償する。
【0012】
次に、上述のようにパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの選択の仕方について説明する。ここでは、送信データの変調方式として位相を変化させる変調方式(BPSKやQPSK)などが採用されているものとする。
図3の(a)は、前記基地局1から送信されるOFDM信号の一例を示す。この図に示すように、全サブキャリアとも同一送信電力で信号が送信されるのであるが、周波数選択性フェージングにより、(b)に示すように、サブキャリアにより受信信号電力が変動する。
そこで、本発明では、まず、受信電力の差が予め定めた所定値(ここでは、ΔEとする。)以内である連続するサブキャリアをまとめて1つのブロックとし、全サブチャネルを1又は複数のブロックに分割する。図3の(b)に示す例では、サブキャリア番号が最も小さいサブキャリアSC1を基準として、該SC1の受信電力との受信電力の差が所定値ΔEを超えないサブキャリアSC5までを第1のブロック#1とし、次いで、所定値ΔEを超えたサブキャリアSC6を新たな基準として受信電力の差が所定値ΔE以内であるサブキャリアSC8までを次のブロック#2とする。以下同様にして、SC9〜SC12をブロック#3、SC13〜SC16をブロック#4というようにブロックに分割されている。そして、各ブロックから選択されたサブキャリアをパイロットシンボルを挿入して送信するサブキャリアとする。図示した例では、各ブロックの先頭に位置するサブキャリアを選択するものとし、斜線で示している。
このように、本発明においては、隣接するサブキャリアは周波数相関が高く、一定の相関帯域幅内のサブキャリアにおける周波数選択性フェージングの影響による位相回転量および受信電力の変動はほぼ同等とみなすことができることから、受信電力の差が所定値以内である連続するサブキャリアを1つのブロックとし、該ブロック単位でパイロットシンボルの挿入を行い、それを用いてチャネル推定を行うようにしている。なお、周波数軸上での受信電力の変動が急しゅんな場合には、1つのブロックに1つのサブキャリアのみが含まれる場合がある。これにより、上述した問題点を克服することが可能となる。
【0013】
前記図3の(b)に示したように、受信電力の差が予め定めた所定値(ΔE)以内にあることに基づいてサブキャリアをブロックに分割した場合には、各ブロックに含まれるサブキャリア数にばらつきが生じる。そこで、前述のように受信電力の差に基づいてブロックに分割した結果に基づいて各ブロックに含まれるサブキャリア数の最適な値(ブロック内サブキャリア数)を算出し、各ブロックに含まれるサブキャリア数が該算出したブロック内サブキャリア数となるように全サブキャリアを再度分割して、一定間隔ごとに再分割されたブロック毎にパイロットシンボルを挿入するようにしてもよい。これにより、受信側(移動局2)から送信側(基地局1)にパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの位置を示す情報として、ブロック内サブキャリア数のみを通知するだけですむため、通知する情報量を少なくすることができる。
図4の(a)はこの様子を示す図であり、ブロック内サブキャリア数を3として再度3サブキャリア毎にブロック分割をした場合を示している。
ここで、前記ブロック内サブキャリア数の算出方法としては、(1)ΔEにより分割した各ブロックに含まれるサブキャリア数のうちの最小値をブロック内サブキャリア数とする方法、(2)ΔEにより分割した各ブロックに含まれるサブキャリア数毎にその発生確率を求め、その累積分布関数の値が所定の値(例えば、60%)となるサブキャリア数をサブキャリア数の最適値とする方法、および、(3)ΔEにより分割した各ブロックに含まれるサブキャリア数の最大値あるいは平均値をブロック内サブキャリア数とする方法などがある。
【0014】
また、受信電力値が小さい場合には受信電力の変動により位相回転量が急激に変動することとなり、位相情報を利用する変調方式を採用しているときには補間によるチャネル推定の精度が低下し、ビット誤りが発生しやすくなる。そこで、受信電力値が予め定めた所定値(ΔPL)よりも低いサブキャリアについてはパイロットシンボルを挿入することとする。図4の(b)は、このように、受信電力が低いサブキャリアについてパイロットシンボルを挿入するようにした実施の形態の場合を示す図である。この図に示すように、受信電力値が所定の値ΔPLよりも小さいサブキャリア(図示する例では、SC8、SC9、SC10、SC11)については、無条件にパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとする。これにより、残されたサブキャリアSC1〜SC7およびSC12〜SC16、…をエリアと呼ぶこととする。そして、各エリアについて、前述と同様に予め定めた所定値ΔEの範囲にある連続するサブキャリアをブロック化する。また、エリアの端部に属するサブキャリアについてはパイロットシンボルを挿入することとする。この結果、図中斜線で示したサブキャリアがパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択される。
この実施の形態によれば、受信電力が小さいサブキャリアにパイロットシンボルが挿入されるため、受信電力が小さいサブキャリアについても正確なチャネル推定が可能となり、ビット誤りの発生を防止することが可能となる。
【0015】
また、前述のように、受信電力の差ΔEを基準にブロック分けした場合には、図4の(c)に示すように連続する多くのサブチャネルの受信電力の差がΔEの範囲内にあるときに、1ブロックに含まれるサブキャリアの数が増加することとなる。このような場合に、1ブロック内の位相変動が180°を越えると誤った補間が行われることとなる。そこで、予め、1ブロックに含まれるサブキャリア数の最大値(ΔMB)を定めておき、該ΔMB毎にパイロットシンボルを挿入する。図4の(c)に示した例はΔMB=8とされている場合を示しており、サブキャリアSC9にパイロットシンボルが挿入されている。
この実施の形態によれば、受信電力の変動が少なく位相回転量の変動が急激な場合であっても、ビット誤りの発生を防止することが可能となる。
【0016】
次に、振幅情報も利用する変調方式(16QAMや64QAM)などを採用した場合に好適な他の実施の形態について説明する。この場合には、受信信号電力が送信データによって変動するため、より正確な補間を行うことが求められる。
前述のように、受信電力値が所定の値ΔEの範囲内にあることを条件としてブロック分割した場合には、1つのブロック内で受信電力が周波数軸上で極大値あるいは極小値となることがある。例えば、前記図3の(b)において、ブロック#3内でサブキャリアSC11の受信電力が極小値となっている。このような場合に、パイロットシンボルが挿入されているサブキャリアSC9とSC13のチャネル推定結果を補間することによりSC10〜SC12のチャネル推定を行なうと、振幅情報を利用する変調方式による受信信号に対してビット誤りを発生させることとなる場合がある。
そこで、この実施の形態では、サブキャリアの受信電力が周波数軸上で極大値あるいは極小値となるサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択するようにしている。例えば、図5の(a)に示す例では、端部に位置するサブキャリアSC1と受信電力が極小値となるサブキャリアSC11がパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択されるようにする。
すなわち、この実施の形態では、複数のサブキャリアを、受信電力の差が所定のしきい値ΔEを超えず、かつ、その前後のサブキャリアと比較して受信電力値が極大値あるいは極小値をとらないことを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数ブロックに分割し、該ブロック毎にパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを選択する。
図5の(b)に示す例では、まず、最もサブキャリア番号の小さいサブキャリアSC1を基準とし、受信電力の差が所定のしきい値ΔEを超えないサブキャリアSC5までの間に受信電力値が極大値あるいは極小値をとるサブキャリアがないため、SC1〜SC5をブロック#1とする。次に、サブキャリアSC6を基準とし、同様に受信電力の差がΔE以内であるサブキャリアSC8までをブロック#2とする。次に、サブキャリアSC9が基準となり、受信電力の差がΔE以内であるサブキャリアはSC12までとなるが、サブキャリアSC11はその受信電力値が極小値となっているため、受信電力値が極大値あるいは極小値をとらないサブキャリアSC10までをブロック#3とする。次に、サブキャリアSC11を基準とし、以下同様にして、サブキャリアSC11〜SC12をブロック#4、サブキャリアSC13〜をブロック#5とする。そして、このようにして分割された各ブロックからパイロットシンボルを挿入して送信するサブキャリアを選択する。なお、ここで、前記図4の(a)〜(c)に示した手法を用いてもよい。
このように、この実施の形態によれば、サブキャリアの受信電力が極値となるサブキャリアにパイロットシンボルを挿入するようにしているため、少なくとも折れ線で近似することが可能となり、振幅情報を利用する変調方式を採用した場合に、ビット誤りが発生することを防止することができる。
【0017】
次に、このようなパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定する処理の流れについて、図6と図7を参照して説明する。
前記制御部26中に、予め、前記受信電力の差のしきい値ΔE、前記受信電力のしきい値ΔPLおよび前記ブロック内サブキャリア数の最大値ΔMBを設定しておく。
まず、前記受信電力測定部22において全サブキャリアの受信電力P[x](xはサブキャリア番号)を測定する(S1)。そして、受信電力がΔPLよりも小さい(P[x]<ΔPL)サブキャリアxをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択し、その番号xを前記制御情報管理テーブル27に書き込む(S2)。これにより、前記図4の(b)に示したエリア(各エリアの先頭および最後尾のサブキャリア番号)が決定され(S3)、各エリアについて、エリアごとにパイロットシンボルを挿入するサブキャリアが決定される(S4、S5)。
【0018】
図7は、各エリア毎に行われるパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの選択処理の流れを示す図である。
まず、処理対象のサブキャリア番号xをそのエリアの先頭サブキャリアの番号に設定し(S11)、そのサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択してその番号を前記制御情報管理テーブル27に書き込む(S12)。
次に、その先頭サブキャリアの受信電力値P[x]を基準サブキャリア電力値Pcとし、1ブロック内に含まれるサブキャリア数を計数するカウンタCBに1をセットする(S13)。
そして、サブキャリア番号xを1だけインクリメントし、後続するサブキャリアを処理対象とするとともに、前記カウンタCBを1だけインクリメントする(S14)。そして、そのサブキャリアが今処理しているエリアの最後尾のサブキャリアであるか否かを判定し(S15)、最後尾のサブキャリアである場合にはそのサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択して前記情報管理テーブル27に書き込み(S18)、このエリアの処理を終了する。
最後尾のサブキャリアでないときは、ステップS16に進み、ブロック内に含まれるサブキャリア数を計数するカウンタCBの計数値が前記ブロック内サブキャリア数の最大値ΔMBを超えていないか否かを判定する。
超えているときは、ステップS12に戻り、そのサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアに選択して、S13以降の処理を続ける。
超えていないときは、ステップS17に進み、現在処理対象となっているサブキャリアの受信電力値P[x]と基準サブキャリア受信電力値Pcとの差の絶対値が前記基準となるしきい値ΔEを超えているか否か、および、P[x]が極大値あるいは極小値であるか否か、すなわち、P[x]がその前後の受信電力値P[x−1]、P[x+1]よりも大きいかあるいは小さいか否かを判定し、いずれかであるときは、前記ステップS12に戻り、そのサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択し、前記ステップS13以降の処理を行う。また、上記条件のいずれでもないときは、前記ステップS14に戻り、次のサブキャリアについて処理を行う。
【0019】
前述のように、このようにしてパイロットシンボルを挿入すべきサブキャリアの番号が前記情報管理テーブル27に記憶され、この記憶内容は、制御チャネルなどを介して前記移動局2から前記基地局1に送信される。基地局1においてOFDM復調器17で復調された前記情報管理テーブル27の情報(パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを指定する情報)は、基地局制御部15の制御情報管理テーブル16に書き込まれ、パイロットシンボル挿入部12に供給されて、指定されたサブキャリアにパイロットシンボルが挿入されて送信されることとなる。
【0020】
なお、移動局制御部26の上述した処理は、フレームごとに行ってもよいし、あるいは、所定期間ごと(所定フレーム数ごと)に行ってもよい。
また、上記においては、サブキャリア番号の昇順にブロック分けなどの処理を行っていたが、これに限られることはなく、降順に処理を行ってもよい。
さらに、上記においては分割されたブロック内の先頭に位置するサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択していたが、これに限られることはなくブロック内のどのサブキャリアを選択するかは適宜決定することができる。
さらにまた、前記図6、図7に示した例は、前記図4の(a)に示したブロック内サブキャリア数によりブロックの再分割を行うものではなかったが、ブロックの再分割を行う処理に変更することは容易である。
さらにまた、上述においては、基地局1が送信側装置、移動局2が受信側装置である場合を例にとって説明したが、これに限られることはなく、その逆の場合等であってもよい。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の直交周波数分割多重通信システムによれば、伝搬路環境の変化に応じて柔軟にパイロットシンボルの挿入位置を決定することができ、固定的にパイロットシンボルを挿入する場合に比較して、データ伝送効率とビット誤り率の面で改善を図ることができる。特に、ユーザの移動により伝搬路環境が様々に変化する移動体通信において、より多くの効果を期待することができる。すなわち、周波数選択性フェージングの変動が緩やかな場合には、周波数相関が高いことを利用してパイロットシンボル挿入間隔を大きくすることができ、データ伝送効率を高めることができる。一方、周波数選択性フェージングの変動が激しい場合には、周波数相関が低いためにパイロットシンボルの挿入間隔が小さくなり、ビット誤り率を小さくすることができる。
また、サブキャリアの受信電力が周波数軸上で極値となっている場合に、そのサブキャリアにパイロットシンボルを挿入するようにした本発明によれば、振幅を利用した変調方式の場合においても、チャネル推定の精度を向上させることができる。
さらに、ブロックに含まれるサブキャリア数の最大値を定めた本発明によれば、位相回転が急激な場合においても補間することによるチャネル推定精度の低下を防止することができる。
さらにまた、受信電力の小さいサブキャリアをパイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして選択する本発明によれば、低受信電力による急激な位相回転量の変動の発生時も補間によるチャネル推定の精度の落ち込みを防止することが可能となる。
さらにまた、受信電力の差により分割したブロックに含まれるサブキャリア数に基づいて求めたブロック内サブキャリア数により再度一定間隔ごとに分割したブロック毎にパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定する本発明によれば、受信側装置から送信側装置に通知するパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの位置に関する情報の情報量を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の直交周波数分割多重通信システムにおける一実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明によるOFDM信号の例を示す図である。
【図3】 本発明によるパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの選択方法を説明するための図である。
【図4】 本発明によるパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの選択方法を説明するための図である。
【図5】 振幅情報を利用する変調方式に好適なパイロットシンボルを挿入するサブキャリアの選択方法について説明するための図である。
【図6】 本発明によるパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを選択する処理の流れを示すフローチャートである。
【図7】 本発明によるパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを選択するためにエリア毎に実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 基地局
10 OFDM変調器
11 変調部
12 パイロットシンボル挿入部
13 直列/並列変換器
14 IFFT部
15 制御部
16 情報管理テーブル
17 OFDM復調器
2 移動局
20 OFDM復調器
21 FFT部
22 受信電力測定部
23 チャネル推定部
24 並列/直列変換器
25 復調部
26 制御部
27 情報管理テーブル
28 OFDM変調器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplexing communication system, and is particularly suitable for application to a multipath environment such as mobile communication.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) method has attracted attention as a high-speed, high-quality transmission method, and its application to a mobile communication system has been studied.
An OFDM signal propagated through a multipath environment such as mobile communication is affected by frequency selective fading, and the amount of phase rotation and received power for each subcarrier fluctuate. The fluctuation characteristics vary depending on the propagation path environment. Change. For this reason, in order to maintain a constant reception quality, a so-called channel estimation is performed in which a known pilot symbol is inserted into all subcarriers on the transmission side, and a fading complex envelope due to a propagation path is estimated on the reception side. It is possible to do it.
In addition, it is also considered to use frequency correlation to insert a pilot symbol for each subcarrier at regular intervals, and to perform channel estimation using interpolation for subcarriers in which no pilot symbol is inserted (ARIB STD- B31 (version 1.1)).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when pilot symbols are inserted into all subcarriers, data transmission efficiency is lowered because data cannot be transmitted by the amount corresponding to the pilot symbols.
In addition, even when pilot symbols are inserted for each subcarrier at regular intervals, if the frequency selective fading fluctuation is moderate, excessive pilot symbols are inserted, resulting in a decrease in data transmission efficiency. It becomes. On the other hand, when frequency selective fading fluctuation is severe, when pilot symbols are inserted at a constant interval (frequency interval), the frequency correlation is low, so the accuracy of channel estimation by interpolation is reduced, and bit errors are reduced. It tends to occur. In particular, in the case of mobile communications, the propagation path environment varies depending on the movement of the user, and the variation characteristics of frequency selective fading also vary. Therefore, the interval between subcarriers where pilot symbols are inserted is fixed. If this is the case, the data transmission efficiency may be reduced.
Furthermore, when the received power of the subcarrier is low, the phase rotation amount changes rapidly, so that the modulation method using phase information decreases the accuracy of channel estimation by interpolation and tends to cause bit errors. In addition, when the pilot symbol insertion interval increases, the phase rotation amount fluctuates greatly when the subcarrier interval is large or the delay spread is large, and the accuracy of channel estimation decreases in the modulation scheme using phase information, and the bit There is a problem that errors are likely to occur.
[0004]
Accordingly, the present invention provides an orthogonal frequency division multiplex communication system capable of improving data transmission efficiency and bit error rate by adaptively controlling the insertion position of a pilot symbol according to a change in propagation path environment. It is an object.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an orthogonal frequency division multiplexing communication system of the present invention is an orthogonal frequency division multiplexing communication system in which a plurality of subcarriers transmitted from a transmission side apparatus are received by a reception side apparatus, The apparatus includes: a measuring unit that measures a received power of each of the received subcarriers and a variation in received power between subcarriers on the frequency axis; and a subcarrier on the measured received power and frequency axis of each subcarrier. Subcarrier selecting means for determining a subcarrier into which a pilot symbol is inserted based on fluctuations in received power between the information, and means for notifying the transmitting side apparatus of information regarding the subcarrier into which the determined pilot symbol is inserted. The transmitting side apparatus inserts a pilot symbol notified from the receiving side apparatus. To subcarriers corresponding based on information about the A and has a means for transmitting by inserting pilot symbols.
[0006]
Further, the subcarrier selecting means includes one or a plurality of subcarriers including one or a plurality of continuous subcarriers on the condition that the measured difference in received power is within a predetermined threshold. The subcarriers into which the pilot symbols are inserted are determined for each of the divided blocks.
Alternatively, the subcarrier selection means may determine the difference between the measured received powers within a predetermined threshold for the plurality of subcarriers, and the measured received power of each subcarrier may be subcarriers before and after the subcarrier. Are subdivided into one or a plurality of blocks including one or a plurality of continuous subcarriers on condition that the maximum value or the minimum value is not compared with It is supposed to be decided.
Furthermore, an upper limit is set for the number of subcarriers included in one block.
Furthermore, a subcarrier whose measured received power is a predetermined value or less is determined as a subcarrier into which the pilot symbol is inserted.
[0007]
Furthermore, the subcarrier selecting means includes the plurality of subcarriers including one or a plurality of consecutive subcarriers on condition that the measured difference in received power is within a predetermined threshold value. A block obtained by dividing the block into a plurality of blocks, obtaining the number of subcarriers in the block based on the number of subcarriers included in each block, and again dividing all the subcarriers at regular intervals for each obtained number of subcarriers in the block. A subcarrier into which the pilot symbol is inserted is determined every time.
Furthermore, the minimum value of the number of subcarriers included in the one or a plurality of blocks is set as the number of subcarriers in the block.
Alternatively, the number of subcarriers in the block is determined based on a cumulative distribution function of the number of subcarriers included in the one or more blocks.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a main configuration of an embodiment of an orthogonal frequency division multiplexing communication system according to the present invention. Here, a case where base station 1 and one mobile station 2 are shown and an OFDM signal is transmitted from base station 1 to mobile station 2 will be described as an example.
As shown in FIG. 1, the base station 1 includes an OFDM modulator 10, an OFDM demodulator 17, and a control unit 16. The transmission data is subjected to error correction coding and the like in the modulation unit 11 in the OFDM modulator 10 and then modulated. As this modulation method, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, or the like is selected according to the transmission rate or the required transmission quality. The pilot insertion unit 12 inserts a pilot symbol into the modulation symbol output from the modulation unit 11 based on the control information indicating the pilot symbol insertion position supplied from the control unit 15, and the serial-parallel conversion unit (S / P conversion). Part) 13 is converted into a number of parallel modulation symbols corresponding to the number of subcarriers.
The parallel modulation symbols output as the number of subcarriers output from the S / P conversion unit 13 are subjected to inverse Fourier transform in an inverse Fourier transform unit (IFFT) 14 to be an OFDM signal. The IFFT 14 may be an inverse discrete Fourier transform unit (IDFT). This OFDM signal is transmitted from the base station 1 on a carrier wave having a predetermined frequency.
[0009]
The mobile station 2 that can receive the OFDM signal includes an OFDM demodulator 20, an OFDM modulator 28, and a control unit 26. The OFDM modulator 28 is configured such that the pilot insertion unit 12 of the OFDM modulator 10 in the base station 1 is omitted.
The OFDM signal received by the mobile station 2 is subjected to Fourier transform in a Fourier transform unit (FFT) 21 and decomposed for each subcarrier. The FFT 21 may be a discrete Fourier transform unit (DFT).
The received power of each subcarrier output in parallel from the FFT unit 21 is measured by the received power measuring unit 22, and the received power value of each subcarrier is supplied to the control unit 26. The subcarriers output in parallel from the FFT unit 21 are supplied to the channel estimation unit 23. Channel estimation unit 23 obtains propagation path information (phase rotation amount and phase rotation amount) from the reception signal of the pilot symbol included in the reception signal of the subcarrier designated by the number of the subcarrier in which the pilot symbol notified from control unit 26 is inserted. Attenuation amount) is estimated, and the phase rotation of the received signal of each subcarrier from the FFT unit 21 is compensated. The reception signal of each subcarrier corrected by the channel estimation unit 23 is supplied to a parallel-serial conversion unit (P / S conversion unit) 24, and the modulation symbols of the parallel subcarriers are converted into serial modulation symbols. The The modulation symbol of the subcarrier output from the P / S conversion unit 24 is demodulated by the symbol demodulation unit 25 to be demodulated data. The symbol demodulator 25 performs demodulation according to modulation such as BPSK, QPSK, 16QAM, or 64QAM performed on the transmission side, and then performs error correction processing and the like and outputs the received data.
[0010]
Here, in the present invention, the control unit 26 adaptively determines the position of the subcarrier into which the pilot symbol is inserted based on the reception power of each subcarrier measured by the reception power measurement unit 22. . Then, information indicating the position of the subcarrier into which the determined pilot symbol is inserted is stored in the information management table 27, and the position information of the subcarrier into which the pilot symbol is inserted is input to the OFDM modulator 28, and the mobile station It transmits to the said base station 1 with transmission data. Further, based on the information in the information management table 27, the channel estimation unit 23 performs channel estimation.
In the base station 1, information indicating the position of the subcarrier into which the pilot symbol decoded by the OFDM demodulator 17 is inserted is written in the information management table 16 of the control unit 15, and this information is stored in the pilot symbol insertion unit 12. I am trying to supply.
[0011]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frame configuration of a multicarrier signal transmitted from the base station 1, and here, a part of subcarrier signals (16 from SC1 to SC16) among a plurality of subcarriers. Only shows.
As shown in this figure, in the present invention, only the subcarriers (SC1, SC6, SC9, SC13, SC16,... In the example shown) selected by the control unit 26 among all subcarriers are framed. A pilot symbol indicated by hatching is inserted for each transmission.
The channel estimator 23 compares the received signal of pilot symbols of subcarriers (in the example shown, SC1, SC6, SC9, SC13, SC16,...) Into which pilot symbols are inserted with known symbol data and propagates them. The phase rotation amount and attenuation amount due to the path are calculated, and interpolation on the time axis is performed to obtain the propagation path information of those channels. For subcarriers in which pilot symbols are not transmitted, interpolation on the frequency axis is performed from the pilot symbols received by the selected subcarriers to obtain propagation path information of the subcarriers. Then, the propagation path information of each subcarrier is obtained by performing interpolation on the time axis as described above. Then, based on the propagation path information (channel estimation value) obtained in this way, the phase variation of the reception information of each subcarrier output from the FFT unit 21 is compensated.
[0012]
Next, how to select a subcarrier into which a pilot symbol is inserted as described above will be described. Here, it is assumed that a modulation method (BPSK, QPSK) or the like that changes the phase is adopted as a modulation method of transmission data.
FIG. 3A shows an example of an OFDM signal transmitted from the base station 1. As shown in this figure, signals are transmitted with the same transmission power for all subcarriers, but due to frequency selective fading, the received signal power varies depending on the subcarriers as shown in (b).
Therefore, in the present invention, first, continuous subcarriers whose received power difference is within a predetermined value (here, ΔE) are collectively set as one block, and all subchannels are set as one or a plurality of subchannels. Divide into blocks. In the example shown in FIG. 3 (b), the first subcarrier SC5 up to a subcarrier SC5 in which the difference in received power from the received power of SC1 does not exceed a predetermined value ΔE is based on the subcarrier SC1 having the smallest subcarrier number. Block # 1 is set as the next block # 2 up to subcarrier SC8 where the difference in received power is within the predetermined value ΔE with the subcarrier SC6 exceeding the predetermined value ΔE as a new reference. Similarly, SC9 to SC12 are divided into blocks such as block # 3, and SC13 to SC16 are divided into blocks # 4. Then, a subcarrier selected from each block is set as a subcarrier to which a pilot symbol is inserted and transmitted. In the example shown in the figure, the subcarrier located at the head of each block is selected and is shown by hatching.
As described above, in the present invention, adjacent subcarriers have high frequency correlation, and the phase rotation amount and the variation in received power due to the influence of frequency selective fading in subcarriers within a certain correlation bandwidth are considered to be substantially equal. Therefore, consecutive subcarriers whose received power difference is within a predetermined value are set as one block, pilot symbols are inserted in units of the block, and channel estimation is performed using the inserted pilot symbols. In addition, when the fluctuation of the received power on the frequency axis is sudden, only one subcarrier may be included in one block. This makes it possible to overcome the above-mentioned problems.
[0013]
As shown in FIG. 3B, when subcarriers are divided into blocks based on the difference in received power being within a predetermined value (ΔE), the subcarriers included in each block The number of carriers varies. Therefore, the optimum value of the number of subcarriers included in each block (the number of subcarriers in the block) is calculated based on the result of division into blocks based on the difference in received power as described above, and the subcarriers included in each block are calculated. All the subcarriers may be divided again so that the number of carriers becomes the calculated number of subcarriers in the block, and pilot symbols may be inserted for each block that is subdivided at regular intervals. As a result, only the number of subcarriers in the block needs to be notified as information indicating the position of the subcarrier into which the pilot symbol is inserted from the receiving side (mobile station 2) to the transmitting side (base station 1). The amount can be reduced.
FIG. 4A is a diagram showing this state, and shows a case where the number of subcarriers in a block is 3, and block division is performed again every 3 subcarriers.
Here, as a calculation method of the number of subcarriers in a block, (1) a method in which a minimum value of subcarriers included in each block divided by ΔE is set as the number of subcarriers in a block, (2) by ΔE A method of obtaining the probability of occurrence for each number of subcarriers included in each divided block and setting the number of subcarriers whose cumulative distribution function value is a predetermined value (for example, 60%) as the optimum value of the number of subcarriers, And (3) a method in which the maximum value or average value of the number of subcarriers included in each block divided by ΔE is used as the number of subcarriers in the block.
[0014]
Also, when the received power value is small, the amount of phase rotation will fluctuate abruptly due to fluctuations in received power, and when a modulation method using phase information is adopted, the accuracy of channel estimation by interpolation decreases, and the bit Errors are likely to occur. Therefore, pilot symbols are inserted for subcarriers whose received power value is lower than a predetermined value (ΔPL). FIG. 4B is a diagram showing a case of an embodiment in which pilot symbols are inserted for subcarriers with low received power as described above. As shown in this figure, subcarriers whose received power values are smaller than a predetermined value ΔPL (SC8, SC9, SC10, SC11 in the illustrated example) are subcarriers into which pilot symbols are unconditionally inserted. Accordingly, the remaining subcarriers SC1 to SC7 and SC12 to SC16,... Are referred to as areas. Then, for each area, continuous subcarriers in the range of a predetermined value ΔE determined in the same manner as described above are blocked. Also, pilot symbols are inserted for subcarriers belonging to the edge of the area. As a result, subcarriers indicated by diagonal lines in the figure are selected as subcarriers into which pilot symbols are inserted.
According to this embodiment, since pilot symbols are inserted into subcarriers with low received power, accurate channel estimation is possible even for subcarriers with low received power, and bit errors can be prevented from occurring. Become.
[0015]
Further, as described above, when the received power difference ΔE is divided into blocks, the received power differences of many consecutive subchannels are within the range of ΔE as shown in FIG. 4C. Sometimes, the number of subcarriers included in one block increases. In such a case, if the phase fluctuation in one block exceeds 180 °, erroneous interpolation is performed. Therefore, a maximum value (ΔMB) of the number of subcarriers included in one block is determined in advance, and a pilot symbol is inserted for each ΔMB. The example shown in (c) of FIG. 4 shows a case where ΔMB = 8, and a pilot symbol is inserted in subcarrier SC9.
According to this embodiment, it is possible to prevent bit errors from occurring even when the received power fluctuation is small and the phase rotation amount fluctuation is abrupt.
[0016]
Next, another embodiment suitable for a case where a modulation scheme (16QAM or 64QAM) that also uses amplitude information is employed will be described. In this case, since the received signal power varies depending on the transmission data, more accurate interpolation is required.
As described above, when block division is performed on the condition that the received power value is within the range of the predetermined value ΔE, the received power may be a maximum value or a minimum value on the frequency axis in one block. is there. For example, in FIG. 3B, the received power of the subcarrier SC11 has a minimum value in the block # 3. In such a case, when channel estimation of SC10 to SC12 is performed by interpolating the channel estimation results of subcarriers SC9 and SC13 in which pilot symbols are inserted, the received signal by the modulation scheme using amplitude information is received. A bit error may occur.
Therefore, in this embodiment, a subcarrier whose reception power of a subcarrier has a maximum value or a minimum value on the frequency axis is selected as a subcarrier into which a pilot symbol is inserted. For example, in the example shown in FIG. 5 (a), the subcarrier SC1 located at the end and the subcarrier SC11 having a minimum received power are selected as subcarriers into which pilot symbols are inserted.
That is, in this embodiment, the difference in received power does not exceed a predetermined threshold ΔE, and the received power value has a maximum value or a minimum value compared with the subcarriers before and after the subcarrier. On the condition that it is not taken, it is divided into one or a plurality of blocks including one or a plurality of continuous subcarriers, and a subcarrier into which a pilot symbol is inserted is selected for each block.
In the example shown in FIG. 5B, first, the received power value between the subcarrier SC5 where the difference in received power does not exceed the predetermined threshold ΔE with the subcarrier SC1 having the smallest subcarrier number as a reference. Since there is no subcarrier having a maximum value or a minimum value, SC1 to SC5 are designated as block # 1. Next, with reference to subcarrier SC6, similarly to subcarrier SC8 where the difference in received power is within ΔE is block # 2. Next, subcarrier SC9 serves as a reference, and subcarriers whose received power difference is within ΔE is up to SC12. However, since the received power value of subcarrier SC11 is a minimum value, the received power value is a maximum. Blocks # 3 are subcarriers SC10 that do not take a value or a minimum value. Next, on the basis of the subcarrier SC11, the subcarriers SC11 to SC12 are set to block # 4 and the subcarrier SC13 to block # 5 in the same manner. Then, a subcarrier to be transmitted by inserting a pilot symbol from each block divided in this way is selected. Here, the method shown in FIGS. 4A to 4C may be used.
As described above, according to this embodiment, since pilot symbols are inserted into subcarriers where the received power of subcarriers is an extreme value, it is possible to approximate at least with a broken line and use amplitude information. It is possible to prevent a bit error from occurring when the modulation scheme is adopted.
[0017]
Next, the flow of processing for determining a subcarrier into which such a pilot symbol is inserted will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
In the control unit 26, a threshold value ΔE for the difference in received power, a threshold value ΔPL for the received power, and a maximum value ΔMB for the number of subcarriers in the block are set in advance.
First, the reception power measurement unit 22 measures reception power P [x] (x is a subcarrier number) of all subcarriers (S1). Then, the subcarrier x whose received power is smaller than ΔPL (P [x] <ΔPL) is selected as a subcarrier into which a pilot symbol is inserted, and the number x is written in the control information management table 27 (S2). As a result, the areas shown in FIG. 4B (first and last subcarrier numbers of each area) are determined (S3), and for each area, a subcarrier into which a pilot symbol is inserted is determined for each area. (S4, S5).
[0018]
FIG. 7 is a diagram showing a flow of subcarrier selection processing for inserting pilot symbols performed for each area.
First, the subcarrier number x to be processed is set as the number of the first subcarrier in the area (S11), the subcarrier is selected as a subcarrier into which a pilot symbol is inserted, and the number is stored in the control information management table 27. Write (S12).
Next, the reception power value P [x] of the first subcarrier is set as a reference subcarrier power value Pc, and 1 is set to a counter CB that counts the number of subcarriers included in one block (S13).
Then, the subcarrier number x is incremented by 1, the subsequent subcarrier is set as a processing target, and the counter CB is incremented by 1 (S14). Then, it is determined whether or not the subcarrier is the last subcarrier of the area currently being processed (S15). If it is the last subcarrier, the subcarrier into which the pilot symbol is inserted is determined. The carrier is selected and written in the information management table 27 (S18), and the processing of this area is finished.
If it is not the last subcarrier, the process proceeds to step S16, and it is determined whether or not the count value of the counter CB for counting the number of subcarriers included in the block exceeds the maximum value ΔMB of the number of subcarriers in the block. To do.
When it exceeds, the process returns to step S12, and the subcarrier is selected as the subcarrier into which the pilot symbol is inserted, and the processing after S13 is continued.
If not, the process proceeds to step S17, where the absolute value of the difference between the received power value P [x] of the subcarrier currently being processed and the reference subcarrier received power value Pc is the reference threshold value. Whether ΔE is exceeded and whether P [x] is a maximum value or a minimum value, that is, P [x] is the received power values P [x−1] and P [x + 1] before and after that. If it is greater or smaller, the process returns to step S12, and the subcarrier is selected as a subcarrier into which a pilot symbol is inserted, and the processes after step S13 are performed. If neither of the above conditions is satisfied, the process returns to step S14 to process the next subcarrier.
[0019]
As described above, the numbers of subcarriers into which pilot symbols are to be inserted are stored in the information management table 27 as described above, and the stored contents are transmitted from the mobile station 2 to the base station 1 via a control channel or the like. Sent. Information in the information management table 27 demodulated by the OFDM demodulator 17 in the base station 1 (information for specifying a subcarrier into which a pilot symbol is inserted) is written in the control information management table 16 of the base station control unit 15 and is piloted. The signal is supplied to the symbol insertion unit 12, and a pilot symbol is inserted into the designated subcarrier and transmitted.
[0020]
Note that the above-described processing of the mobile station control unit 26 may be performed for each frame, or may be performed for each predetermined period (for each predetermined number of frames).
In the above description, processing such as block division is performed in ascending order of subcarrier numbers. However, the present invention is not limited to this, and processing may be performed in descending order.
Furthermore, in the above, the subcarrier located at the head in the divided block is selected as the subcarrier into which the pilot symbol is inserted. However, the present invention is not limited to this, and which subcarrier is selected in the block. It can be determined as appropriate.
Furthermore, in the example shown in FIGS. 6 and 7, the block is not redivided according to the number of subcarriers in the block shown in FIG. It is easy to change to.
Furthermore, in the above description, the case where the base station 1 is a transmission side device and the mobile station 2 is a reception side device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the opposite case may be used. .
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the orthogonal frequency division multiplexing communication system of the present invention, the pilot symbol insertion position can be determined flexibly according to changes in the propagation path environment, and the pilot symbol is inserted in a fixed manner. Compared to the above, it is possible to improve the data transmission efficiency and the bit error rate. In particular, more effects can be expected in mobile communication in which the propagation path environment changes variously due to the movement of the user. That is, when the fluctuation of frequency selective fading is moderate, it is possible to increase the pilot symbol insertion interval by utilizing the fact that the frequency correlation is high, and to increase the data transmission efficiency. On the other hand, when the frequency selective fading fluctuation is severe, the frequency correlation is low, so that the pilot symbol insertion interval is reduced, and the bit error rate can be reduced.
Further, when the received power of a subcarrier is an extreme value on the frequency axis, according to the present invention in which a pilot symbol is inserted into the subcarrier, even in the case of a modulation scheme using amplitude, The accuracy of channel estimation can be improved.
Furthermore, according to the present invention in which the maximum value of the number of subcarriers included in the block is determined, it is possible to prevent a decrease in channel estimation accuracy due to interpolation even when the phase rotation is abrupt.
Furthermore, according to the present invention in which a subcarrier with low received power is selected as a subcarrier into which a pilot symbol is inserted, the accuracy of channel estimation is reduced by interpolation even when a sudden phase rotation variation occurs due to low received power. It becomes possible to prevent.
Furthermore, the present invention determines a subcarrier into which a pilot symbol is inserted for each block divided again at regular intervals based on the number of subcarriers in the block determined based on the number of subcarriers included in the block divided by the difference in received power. According to this, it is possible to reduce the amount of information related to the position of the subcarrier into which the pilot symbol to be notified from the reception side device to the transmission side device is inserted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an embodiment in an orthogonal frequency division multiplexing communication system according to the present invention.
FIG. 2 shows an example of an OFDM signal according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of selecting a subcarrier into which a pilot symbol is inserted according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method for selecting a subcarrier into which a pilot symbol is inserted according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a subcarrier selection method for inserting a pilot symbol suitable for a modulation scheme using amplitude information;
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing for selecting a subcarrier into which a pilot symbol is inserted according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing executed for each area in order to select a subcarrier into which a pilot symbol is inserted according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base station 10 OFDM modulator 11 Modulation part 12 Pilot symbol insertion part 13 Serial / parallel converter 14 IFFT part 15 Control part 16 Information management table 17 OFDM demodulator 2 Mobile station 20 OFDM demodulator 21 FFT part 22 Received power measurement part 23 Channel estimation unit 24 Parallel / serial converter 25 Demodulation unit 26 Control unit 27 Information management table 28 OFDM modulator

Claims (8)

送信側装置から送信される複数のサブキャリアを受信側装置で受信する直交周波数分割多重通信システムであって、前記受信側装置は、受信した前記複数のサブキャリアそれぞれの受信電力及び周波数軸上におけるサブキャリア間の受信電力の変動を測定する測定手段と、該測定した各サブキャリアの受信電力及び周波数軸上におけるサブキャリア間の受信電力の変動に基づいてパイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定するサブキャリア選択手段と、該決定したパイロットシンボルを挿入するサブキャリアに関する情報を前記送信側装置に通知する手段とを有し、前記送信側装置は、前記受信側装置から通知されたパイロットシンボルを挿入するサブキャリアに関する情報に基づいて対応するサブキャリアにパイロットシンボルを挿入して送信する手段を有することを特徴とする直交周波数分割多重通信システム。An orthogonal frequency division multiplexing communication system in which a plurality of subcarriers transmitted from a transmission side device are received by a reception side device, wherein the reception side device receives the received power and frequency on each of the plurality of subcarriers received Measuring means for measuring fluctuations in received power between subcarriers , and determining subcarriers into which pilot symbols are inserted based on the measured received power of each subcarrier and fluctuations in received power between subcarriers on the frequency axis Subcarrier selecting means, and means for notifying the transmitting side apparatus of information relating to the subcarrier into which the determined pilot symbol is inserted, wherein the transmitting side apparatus inserts the pilot symbol notified from the receiving side apparatus Pilot symbols for the corresponding subcarriers based on the information on the subcarriers to be Orthogonal frequency division multiplexing communication system, characterized in that it comprises means for transmitting the input. 前記サブキャリア選択手段は、前記複数のサブキャリアを、前記測定した受信電力の差が所定のしきい値以内であることを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数のブロックに分割し、該分割したブロック毎に前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定することを特徴とする請求項1記載の直交周波数分割多重通信システム。The subcarrier selecting means includes one or a plurality of blocks including one or a plurality of consecutive subcarriers, on the condition that the difference between the measured received powers is within a predetermined threshold. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 1, wherein a subcarrier into which the pilot symbol is inserted is determined for each of the divided blocks. 前記サブキャリア選択手段は、前記複数のサブキャリアを、前記測定した受信電力の差が所定のしきい値以内であり、かつ、前記測定した各サブキャリアの受信電力がその前後のサブキャリアと比較して極大値あるいは極小値とならないことを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数のブロックに分割し、該分割したブロック毎に前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定することを特徴とする請求項1記載の直交周波数分割多重通信システム。The subcarrier selection means compares the measured reception power of the plurality of subcarriers within a predetermined threshold, and compares the measured reception power of each subcarrier with the preceding and succeeding subcarriers. Then, on condition that the maximum value or the minimum value is not reached, it is divided into one or a plurality of blocks including one or a plurality of continuous subcarriers, and a subcarrier into which the pilot symbol is inserted is determined for each of the divided blocks. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 1. 1つの前記ブロック内に含まれるサブキャリアの数に上限が定められていることを特徴とする請求項2あるいは3記載の直交周波数分割多重通信システム。4. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 2, wherein an upper limit is set for the number of subcarriers included in one block. 測定した受信電力が所定値以下であるサブキャリアを前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアとして決定することを特徴とする請求項2あるいは3記載の直交周波数分割多重通信システム。4. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 2, wherein a subcarrier whose measured received power is equal to or less than a predetermined value is determined as a subcarrier into which the pilot symbol is inserted. 前記サブキャリア選択手段は、前記複数のサブキャリアを、前記測定した受信電力の差が所定のしきい値以内であることを条件として、1または連続する複数のサブキャリアを含む1または複数のブロックに分割し、該各ブロックに含まれるサブキャリアの数に基づいてブロック内サブキャリア数を求め、該求めたブロック内サブキャリア数ごとに全サブキャリアを再度一定間隔毎に分割したブロック毎に前記パイロットシンボルを挿入するサブキャリアを決定することを特徴とする請求項1記載の直交周波数分割多重通信システム。The subcarrier selecting means includes one or a plurality of blocks including one or a plurality of consecutive subcarriers, on the condition that the difference between the measured received powers is within a predetermined threshold. The number of subcarriers in a block is calculated based on the number of subcarriers included in each block, and all the subcarriers are again divided at regular intervals for each number of subcarriers in the block. 2. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 1, wherein subcarriers into which pilot symbols are inserted are determined. 前記1または複数のブロックに含まれているサブキャリア数のうちの最小値を前記ブロック内サブキャリア数とすることを特徴とする請求項6記載の直交周波数分割多重通信システム。7. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 6, wherein a minimum value of the number of subcarriers included in the one or a plurality of blocks is set as the number of subcarriers in the block. 前記1または複数のブロックに含まれているサブキャリア数の累積分布関数に基づいて前記ブロック内サブキャリア数を決定することを特徴とする請求項6記載の直交周波数分割多重通信システム。7. The orthogonal frequency division multiplexing communication system according to claim 6, wherein the number of subcarriers in the block is determined based on a cumulative distribution function of the number of subcarriers included in the one or a plurality of blocks.
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