JP4675790B2 - Communication apparatus and communication system - Google Patents
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Description
本発明は、マルチキャリア変調信号を復調する通信装置および通信システムに関するものであり、特に、キャリア間干渉,符号間干渉を含んだマルチキャリア変調信号を復調する通信装置に関するものである。 The present invention relates to a communication device and a communication system that demodulate a multicarrier modulation signal, and particularly to a communication device that demodulates a multicarrier modulation signal including intercarrier interference and intersymbol interference.
従来の無線通信方式として、たとえば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式,DMT(Discrete Multitone)方式に代表されるマルチキャリア変調方式があり、これらは、無線LAN,ADSL等に利用されている。これらの無線通信方式は、複数の周波数に直交したキャリアを配置し伝送する方式であり、特徴としては、たとえば、送受信機間の伝搬路等により生じる遅延波の影響を除去する機能として、ガードインターバル(Guard Interval、以下、GIと呼ぶ)、または、サイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix)を有する。これは、遅延を有する信号(遅延波)の予想される最大遅延時間より長いGIをフレーム間に挿入することにより、遅延波の影響を除去し、正しくデータを復調するものである。一方、GIを超える遅延を有する遅延波が到来する場合、キャリア間干渉(Inter-Channel Interference、以下、ICIと呼ぶ)および符号間干渉(Inter-symbol Interference、以下、ISIと呼ぶ)が生じる。 As conventional wireless communication systems, for example, there are multi-carrier modulation systems represented by OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system and DMT (Discrete Multitone) system, which are used for wireless LAN, ADSL, and the like. These wireless communication systems are systems in which carriers orthogonal to a plurality of frequencies are arranged and transmitted. As a feature, for example, as a function of removing the influence of a delayed wave caused by a propagation path between transceivers, a guard interval is used. (Guard Interval, hereinafter referred to as GI) or a cyclic prefix. In this method, by inserting a GI longer than the expected maximum delay time of a signal having a delay (delayed wave) between frames, the influence of the delayed wave is removed and data is correctly demodulated. On the other hand, when a delayed wave having a delay exceeding GI arrives, inter-carrier interference (Inter-Channel Interference, hereinafter referred to as ICI) and inter-symbol interference (Inter-symbol Interference, hereinafter referred to as ISI) occur.
しかしながら、周波数選択性伝送路において、複数の機器(ユーザ)が1つの機器と同時に通信を行うOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)システムなどでは、各ユーザに割り当てられたサブキャリア毎に遅延波の有する最大遅延時間が異なる。そのため、これらのシステムでは、すべてのサブキャリアにおける最大遅延時間より長いGIを挿入して遅延波の影響を除去する必要があり、遅延時間の短いサブキャリアにおいては周波数利用効率が低下する、という問題があった。 However, in an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) system in which a plurality of devices (users) communicate simultaneously with a single device in a frequency selective transmission path, there is a delay wave for each subcarrier assigned to each user. The maximum delay time is different. Therefore, in these systems, it is necessary to remove the influence of the delayed wave by inserting a GI longer than the maximum delay time in all the subcarriers, and the frequency utilization efficiency is lowered in the subcarrier having a short delay time. was there.
また、周波数オフセット,非線形歪などの影響によってもICIおよびISIが生じる。この時、あるサブキャリアの信号に対して隣接サブキャリアの信号電力が大きい場合、相対的に干渉が大きくなり特性が劣化する、という問題があった。 Also, ICI and ISI occur due to the influence of frequency offset, nonlinear distortion, and the like. At this time, when the signal power of the adjacent subcarrier is larger than the signal of a certain subcarrier, there is a problem that the interference is relatively increased and the characteristics are deteriorated.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各ユーザのサブキャリア毎に最大遅延時間の異なるOFDMAシステムなどにおいて、ICIおよびISIが発生する条件下における通信時の特性劣化を抑圧する通信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a communication that suppresses characteristic degradation during communication under conditions where ICI and ISI occur in an OFDMA system or the like having different maximum delay times for each user's subcarrier. The object is to obtain a device.
また、ICIおよびISIが発生する条件下における通信時の周波数利用効率を向上させる通信装置を得ることを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a communication device that improves frequency utilization efficiency during communication under the conditions where ICI and ISI occur.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、マルチキャリア変調方式を採用する通信システムにおいて、受信サブキャリア信号をグループ分けし、グループ単位のサブキャリアを選択的に順次復調する通信装置であって、たとえば、チャネル推定値に基づいて受信サブキャリア信号をグループ化し、復調対象のサブキャリアを指示するための復調サブキャリア指示信号を、グループ単位に生成する復調サブキャリア指示信号生成手段と、受信サブキャリア信号を周波数等化するためのタップ係数を、前記チャネル推定値および前記復調サブキャリア指示信号に基づいて生成するタップ係数生成手段と、前記タップ係数に基づいて、所定のサブキャリア信号に対して周波数等化処理を実行し、その結果として得られる周波数等化信号の判定値を生成する復調手段と、前記チャネル推定値、前記復調サブキャリア指示信号および前記判定値に基づいて、当該復調サブキャリア指示信号が指示するサブキャリアのレプリカを生成保持し、当該生成したレプリカを出力するとともに、当該サブキャリアが含まれる受信サブキャリア信号を構成する他のサブキャリアのレプリカが既に保持されている場合、当該保持されているレプリカも併せて出力するレプリカ生成出力手段と、を備え、前記復調手段による処理対象の前記所定のサブキャリア信号として、前記受信サブキャリア信号、または、当該受信サブキャリア信号から前記レプリカ生成出力手段が出力するレプリカを減算した後の信号、を入力することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a communication apparatus according to the present invention groups received subcarrier signals in a communication system employing a multicarrier modulation scheme, and selectively selects subcarriers in units of groups. For example, demodulating subcarrier signals for grouping received subcarrier signals based on channel estimation values and generating demodulated subcarrier instruction signals for indicating subcarriers to be demodulated in groups. Carrier indication signal generation means, tap coefficient generation means for generating a tap coefficient for frequency equalizing the received subcarrier signal based on the channel estimation value and the demodulated subcarrier indication signal, and based on the tap coefficient Execute frequency equalization processing for a given subcarrier signal and obtain the result Based on the channel estimation value, the demodulated subcarrier indication signal, and the decision value, and generates and holds a replica of the subcarrier indicated by the demodulated subcarrier indication signal The replica that outputs the generated replica and also outputs the held replica when the replica of another subcarrier constituting the received subcarrier signal including the subcarrier is already held. Generating subtracting the received subcarrier signal or the replica output by the replica generating output unit from the received subcarrier signal as the predetermined subcarrier signal to be processed by the demodulating unit. The signal is input.
この発明によれば、復調処理が終了したサブキャリアから受ける影響を除去して復調処理を実行できるため、ICIおよびISIの影響による特性劣化を抑圧して受信信号を復調することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, since the demodulation process can be executed by removing the influence received from the subcarriers for which the demodulation process has been completed, it is possible to suppress the characteristic deterioration due to the influence of ICI and ISI and to demodulate the received signal. Play.
以下に、本発明にかかる通信装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a communication apparatus and a communication system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる通信装置の実施の形態1の構成例を示す図である。なお、以下の説明においては、周波数領域等化器をFEQ(Frequency-domain EQualizer)と記載することとする。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a first embodiment of a communication device according to the present invention. In the following description, the frequency domain equalizer is referred to as FEQ (Frequency-domain EQualizer).
この通信装置は、GI−Removal部(以下、GI−R部と呼ぶ)1と、FFT部2と、Channel−Estimator部(以下、CE部と呼ぶ)3と、SIC部4とを備えた受信機を含む。また、SIC部4は、Ordering部41,減算処理部42,FEQ−Filter部(以下、FEQ−F部と呼ぶ)43,Detector部44,FEQ−Tap−Generator部(以下、FEQ−TG部と呼ぶ)45,Replica−Generator部(以下、RG部と呼ぶ)46,を含む。以下、本発明にかかる通信装置の特徴的な動作である受信信号の復調処理について説明する。
This communication apparatus includes a GI-Removal unit (hereinafter referred to as GI-R unit) 1, an
アンテナで受信した信号は、GI−R部1とCE部3に入力される。GI−R部1は、受信信号からGIを除去する。FFT部2は、このGIが除去された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)を行うことにより周波数領域信号(受信サブキャリア信号)を生成し、SIC部4に対して出力する。CE部3は、受信信号に基づいてチャネル推定を行い、SIC部4のOrdering部41,FEQ−TG部45,RG部46に対してチャネル推定結果を出力する。
A signal received by the antenna is input to the GI-
つづいて、SIC部4の動作を説明する。Ordering部41は、SIC入力信号(FFT部2が生成した周波数領域信号)および上記チャネル推定結果に基づいて復調を行うサブキャリアの順序を決定し、決定した順序に基づいて、復調するサブキャリアを指示する復調サブキャリア指示信号を生成する。減算処理部42は、後述するRG部46からの出力信号(レプリカ)をSIC入力信号から減算する(SIC入力信号をそのまま出力する場合を含む)。
Next, the operation of the
FEQ−TG部45は、チャネル推定結果および復調サブキャリア指示信号に基づいて、上記復調サブキャリア指示信号で指示されたサブキャリアの周波数等化処理に使用する周波数領域等化タップ係数(以下、タップ係数と呼ぶ)を算出し、FEQ−F部43に対して出力する。たとえば、FEQ−TG部45は、復調サブキャリア指示信号で指示されたサブキャリアにおける周波数領域チャネル応答の逆数をタップ係数として出力する。
Based on the channel estimation result and the demodulated subcarrier indication signal, the FEQ-
FEQ−F部43は、減算処理部42の出力信号に対して、上記FEQ−TG部45が生成したタップ係数を乗算して周波数領域等化を行い、その結果として得られる等化信号をDetector部44に対して出力する。Detector部44は、入力信号に対する判定処理を行い、その結果として得られる判定値をSIC部4が出力するSIC出力信号(復調信号)として出力し、さらに、当該判定値をRG部46に対して出力する。RG部46は、チャネル推定結果および判定値に基づいて、復調サブキャリア指示信号で指示されたサブキャリアのレプリカを生成し、生成したレプリカを減算処理部42に対して出力する。そして、生成したレプリカを保持しておく。また、生成したレプリカを出力するにあたり、RG部46は、過去に生成したレプリカを保持している場合には、それら保持しているレプリカも一緒に減算処理部42に対して出力する。
The FEQ-
なお、SIC部4は、SIC入力信号を構成する全サブキャリアに対して上述した処理を繰り返して実行することによりキャリア間干渉(ICI)および符号間干渉(ISI)を抑圧する。具体的には、Ordering部41は、上記で決定した復調サブキャリアの順序に従い、SIC入力信号を構成する全てのサブキャリアの復調処理が終了するまで復調サブキャリア指示信号を繰り返し出力する。そして、減算処理部42,FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45,RG部46が、復調サブキャリア指示信号に基づいて上述した処理を実行することにより、SIC部4は、SIC入力信号に対する干渉抑圧後のSIC出力信号を生成し、出力する。SIC部4がICIおよびISIを抑圧して信号を等化および判定する(復調する)具体的な動作については以下に述べる。
The
つづいて、本実施の形態の通信装置が備えるSIC部4が、非線形歪による受信サブキャリア信号のICIを抑圧して信号を復調する動作を、図2−1〜図2−3に基づいて説明する。図2−1は、受信サブキャリア信号を構成する各サブキャリアの関係の一例を示す図であり、図2−2および図2−3は、受信サブキャリア信号に対してSIC部4の処理を実行することにより、受信サブキャリア信号から特定のサブキャリアが除去された後の信号を示す図である。図2−1は、たとえば、周波数選択性フェージングの影響を受けた受信サブキャリア信号の一例を示し、上記SIC入力信号に相当する。なお、図2−1は、送信機(信号送信元の通信装置),伝送路,受信機(信号を受信する通信装置)等の非線形歪により、ICIが発生する場合を示している。このようなICIは、OFDMシステム(OFDM変調方式を適用した通信システム)における上り/下り方向の通信およびOFDMAシステムにおける上り/下り方向の通信において発生する。
Subsequently, the operation of the
SIC入力信号を受け取ると、Ordering部41は、たとえば、SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)の大きさが同程度のサブキャリアが同一グループとなるように、SIC入力信号の各サブキャリアをグループ分けする。さらに、Ordering部41は、グループ分けしたサブキャリアをSINRの大きい順番にサブキャリアグループA,B,Cと順序付けする(図2−1参照)。なお、ここでは、各サブキャリアを3グループに分けることとしているが、グループの数はこれに限らない。
Upon receiving the SIC input signal, the
グループ分け処理を実行後、Ordering部41は、まず、サブキャリアグループAに属するサブキャリアを選択する復調サブキャリア指示信号を生成する(サブキャリアグループAに属するサブキャリアの復調処理の開始を指示する)。そして、この復調サブキャリア指示信号に基づいて、減算処理部42,FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45が、上述した処理、すなわち、タップ係数の算出,等化,判定の各処理を行う。なお、SINRが最も大きいサブキャリアグループAに属するサブキャリアに対する処理を行う場合、減算処理部42の入力信号(SIC入力信号)と出力信号は同じものとなる。
After executing the grouping process, the ordering
サブキャリアグループAは、信号電力が大きく、周辺サブキャリアからのICIの影響は小さいため、SIC部4は、ICIが少ない状態で判定を行うことができる。そして、サブキャリアグループAに対する復調処理を実行して得られた判定値、CE部3から出力されたチャネル推定結果およびOrdering部41から出力された復調サブキャリア指示信号に基づいて、RG部46がサブキャリアグループAに属するサブキャリアのレプリカを生成する。
Since the subcarrier group A has a large signal power and the influence of ICI from the peripheral subcarriers is small, the
そして、減算処理部42が、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを除去(減算)する。これにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリア(レプリカ)を除去した信号を得る。なお、図2−2は、図2−1に示した受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去して得られた信号(減算処理部42の出力信号)を示している。
Then, the
つぎに、Ordering部41は、サブキャリアグループBに属するサブキャリアを選択する復調サブキャリア指示信号を生成する(サブキャリアグループBに属するサブキャリアの復調処理の開始を指示する)。上述したサブキャリアグループAに対する処理を実行後の状態を示す図2−2においては、ICIが大きく低減している。この状態において、FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45,RG部46が、上述したサブキャリアグループAに対する処理と同様の処理を実行し、タップ係数の算出,等化,判定,レプリカ生成の各処理を行う。
Next,
また、減算処理部42は、RG部46から出力されたサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアのレプリカを、SIC入力信号から減算することにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去した信号を得る。なお、図2−3は、受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去した後の信号を示している。
Further, the
以後、サブキャリアグループC以下(本実施の形態の例においてはサブキャリアグループCのみ)のグループに属するサブキャリアに対して同様の処理を繰り返し実行する。これにより、ICIを除去した条件において、すべてのサブキャリア(受信サブキャリア信号)を復調することができる。 Thereafter, the same processing is repeatedly executed for subcarriers belonging to groups below subcarrier group C (only subcarrier group C in the example of the present embodiment). Thus, all subcarriers (received subcarrier signals) can be demodulated under the condition where ICI is removed.
つづいて、本実施の形態の通信装置が備えるSIC部4が、GIを超えた遅延による受信サブキャリア信号のICIおよびISIを抑圧して信号を復調する動作を、図3−1〜図3−3に基づいて説明する。図3−1は、受信サブキャリア信号を構成する各サブキャリアの関係の一例を示す図であり、図3−2および図3−3は、受信サブキャリア信号に対してSIC部4の処理を実行することにより、受信サブキャリア信号から特定のサブキャリアが除去された後の信号を示す図である。なお、図3−1は、異なる遅延時間を有するサブキャリアが含まれた受信サブキャリア信号の一例を示し、上記SIC入力信号に相当する。また、図3−1は、GIを超える遅延時間を有するサブキャリアが含まれているため、ICIおよびISIが発生する場合を示している。このようなICIは、OFDMシステムにおける上り/下り方向の通信およびOFDMAシステムにおける上り/下り方向の通信において発生する。
Subsequently, the operation of the
SIC入力信号を受け取ると、Ordering部41,減算処理部42,FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45は、上記図2−1の受信サブキャリア信号に対して実行した処理と同様の処理、すなわち、タップ係数の算出,等化,判定の各処理を行う。
When receiving the SIC input signal, the ordering
図3−1に示した例において、サブキャリアグループAは、遅延時間がGIよりも短いためICIおよびISIが発生せず、一般的なFEQを用いて等化および判定を行うことができる。最後に、減算処理部42が、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを除去する。これにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した信号を得る。なお、図3−2は、図3−1に示したSIC入力信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去して得られた信号を示している。
In the example shown in FIG. 3A, since the delay time is shorter than the GI, the subcarrier group A does not generate ICI and ISI, and can perform equalization and determination using a general FEQ. Finally, the
つぎに、Ordering部41は、サブキャリアグループBに属するサブキャリアを選択する復調サブキャリア指示信号を生成する。上述したサブキャリアグループAに対する処理を実行後の状態を示す図3−2においては、サブキャリアグループAが送信されていたサブキャリアがヌルキャリアとなる。
Next, the ordering
この状態において、たとえば、ヌルキャリアを利用してGIを超える遅延波を抑圧可能なFEQを用いて等化および判定を行う。具体的には、“「ガードインターバルを超えるマルチパスに対する周波数等化の一検討」(2005年電子情報通信学会総合大会B-5-21)”に記載のFEQを用いることにより実現できる。たとえば、ヌルキャリアをGB(Guard Band)としてFEQにより等化および判定を行うことにより、GIを超える遅延波による干渉を抑圧する。そして、SIC部4は、このFEQを用いる場合、GI長+ヌルキャリア数分の遅延時間を有する遅延波に対してOFDMの直交性を維持することができる。すなわち、サブキャリアグループBの信号が、GI長+サブキャリアグループAに含まれるキャリア数分の遅延時間を超えていない場合、SIC部4は、ICIおよびISIを抑圧してサブキャリアグループBの信号を等化および判定できる。
In this state, for example, equalization and determination are performed using an FEQ that can suppress a delayed wave exceeding the GI using a null carrier. Specifically, it can be realized by using the FEQ described in “A Study on Frequency Equalization for Multipath Exceeding Guard Interval” (2005 IEICE General Conference B-5-21). By performing equalization and determination by FEQ using a null carrier as a GB (Guard Band), interference due to a delayed wave exceeding the GI is suppressed, and the
また、減算処理部42は、RG部46から出力されたサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアのレプリカを、SIC入力信号から減算することにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去した信号を得る。なお、図3−3は、SIC入力信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去した後の信号を示している。
Further, the
以後、サブキャリアグループC以下に対して同様の処理を繰り返し実行することにより、ICIおよびISIを除去した条件において、すべてのサブキャリアを復調することができる。 Thereafter, by repeatedly executing the same processing for subcarrier group C and below, all subcarriers can be demodulated under the conditions where ICI and ISI are removed.
このように、図3−1に示したような条件においては、まず、遅延時間がGI以下であるサブキャリアの復調処理を実行する。そして、当該サブキャリアを受信サブキャリア信号から除去することにより、生成したヌルキャリアを含む信号に対して、ヌルキャリアを利用したGIを超える遅延波を抑圧できる等化処理を実行可能とした。これにより、GIを超える遅延波が発生するような条件での信号送信時において、送信信号に遅延波を抑圧するためのヌルキャリアをあらかじめ挿入する必要が無くなり、周波数利用効率を向上させることができる。 As described above, under the conditions as shown in FIG. 3A, first, demodulation processing of a subcarrier whose delay time is GI or less is executed. Then, by removing the subcarrier from the received subcarrier signal, an equalization process capable of suppressing a delay wave exceeding the GI using the null carrier can be performed on the generated signal including the null carrier. This eliminates the need to previously insert a null carrier for suppressing the delay wave in the transmission signal when transmitting a signal under a condition that causes a delay wave exceeding the GI, thereby improving frequency utilization efficiency. .
つづいて、実施の形態の通信装置が備えるSIC部4が、周波数オフセットによる受信サブキャリア信号のICIを抑圧して信号を復調する動作を、図4−1〜図4−3に基づいて説明する。図4−1は、受信サブキャリア信号を構成する各サブキャリアの関係の一例を示す図であり、図4−2および図4−3は、受信サブキャリア信号に対してSIC部4の処理を実行することにより、受信サブキャリア信号から特定のサブキャリアが除去された後の信号を示す図である。なお、図4−1は、周波数オフセットを有するサブキャリアを含んだ受信サブキャリア信号の一例を示し、上記SIC入力信号に相当する。また、図4−1は、サブキャリアグループBに属するサブキャリアがΔfの周波数オフセットを有するためにICIが発生する場合を示している。このようなICIは、OFDMAシステムの上り方向の通信において発生する。
Next, an operation in which the
SIC入力信号を受け取ると、Ordering部41,減算処理部42,FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45は、上記図2−1の受信サブキャリア信号に対して実行した処理と同様の処理、すなわち、タップ係数の算出,等化,判定の各処理を行う。
When receiving the SIC input signal, the ordering
ここで、復調処理の対象であるサブキャリアグループAが周波数オフセットを有する場合、FEQ−TG部45は、この周波数オフセットを0とするようなタップ係数を算出する。そして、このタップ係数を使用して、FEQ−F部43が周波数領域等化処理を実行することにより、復調結果として、周波数オフセットを修正したSIC出力信号を得ることができる。最後に、減算処理部42が、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを除去する。これにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した信号を得る。なお、図4−2は、図4−1に示した受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去して得られた信号を示している。
Here, when the subcarrier group A to be demodulated has a frequency offset, the FEQ-
つぎに、Ordering部41は、サブキャリアグループBに属するサブキャリアを選択する復調サブキャリア指示信号を生成する。受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した後の状態(図4−2参照)は、受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去する前の状態(図4−1参照)と比較して、ICIが大きく低減されている。
Next, the ordering
そのため、図4−2に示した状態において、サブキャリアグループAに属するサブキャリアに対して実行した処理と同様の処理をサブキャリアグループBに属するサブキャリアに対して実行する。具体的には、サブキャリアグループBが周波数オフセットを有する場合、FEQ−TG部45は、この周波数オフセットを0とするようなタップ係数を算出する。そして、このタップ係数を使用して、FEQ−F部43が周波数領域等化処理を実行することにより、周波数オフセットが修正された状態での復調結果を得る。
For this reason, in the state shown in FIG. 4B, the same processing as that performed for the subcarriers belonging to subcarrier group A is performed for the subcarriers belonging to subcarrier group B. Specifically, when the subcarrier group B has a frequency offset, the FEQ-
また、減算処理部42は、RG部46から出力されたサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアのレプリカを、SIC入力信号から減算することにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去した信号を得る。なお、図4−3は、図4−1に示した受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去して得られた信号を示している。
Further, the
以後、サブキャリアグループC以下に対して同様の処理を繰り返し実行することにより、ICIを除去した条件において、すべてのサブキャリアを復調することができる。 Thereafter, by repeatedly executing the same processing for subcarrier group C and below, all subcarriers can be demodulated under the condition where ICI is removed.
なお、本実施の形態の通信装置の構成として図1の構成を用いたが、これに限らず、たとえば、図5に示したような構成としてもよい。図5に示した通信装置の構成は、図1に示した通信装置の構成と比較して、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを減算して得られた信号に基づいてOrdering部41が復調サブキャリア指示信号を生成する点が異なる。
Although the configuration of FIG. 1 is used as the configuration of the communication apparatus according to the present embodiment, the configuration is not limited to this, and for example, a configuration as shown in FIG. The configuration of the communication device shown in FIG. 5 is based on the signal obtained by subtracting the replica generated by the
具体的には、図5に示した通信装置のSIC部4aにおいて、Ordering部41は、特定のサブキャリアグループに対する復調処理を実行する毎に、SIC入力信号からRG部46の出力信号(レプリカ)を減算して得られた信号に基づいて復調サブキャリア指示信号を生成する。すなわち、図1に示した通信装置において、Ordering部41は、SIC部4の繰り返し処理以前に一括して順序付けを行うのに対し、図5に示した通信装置において、Ordering部41は、SIC部4aの繰り返し処理内で、順次順序付けを行う。
Specifically, in the
そのため、複数回のordering(順位付け)を順次行うことにより図1に示した通信装置のSIC部4と比較して高精度な順序付けを実現し、ICI,ISIが発生する条件において、より特性劣化を抑えた復調を行うことができる。なお、図5に示した通信装置の各部の動作は、図1に示した通信装置の各部の動作と同様であるため説明は省略する。
Therefore, a plurality of times of ordering (ordering) is performed sequentially to achieve higher-precision ordering as compared with the
このように、本実施の形態においては、受信サブキャリア信号を構成するサブキャリアを、そのSINRの大きさに基づいてグループ分けし、まず、ICIおよびISIの影響が最も小さいグループに属するサブキャリアの復調処理を実行し、さらに、復調処理が終了したグループに属するサブキャリアのレプリカを受信サブキャリア信号から除去して得られた周波数領域信号に対して同様の処理を継続して実行することとした。これにより、復調処理が終了したサブキャリアから受ける影響を除去して復調処理を実行できるため、ICIおよびISIの影響による特性劣化を抑圧して受信信号を復調することができる。 As described above, in this embodiment, the subcarriers constituting the received subcarrier signal are grouped based on the magnitude of the SINR, and first, the subcarriers belonging to the group having the least influence of ICI and ISI. The demodulation process is executed, and the same process is continuously executed on the frequency domain signal obtained by removing the subcarrier replica belonging to the group for which the demodulation process has been completed from the received subcarrier signal. . As a result, the demodulation process can be executed by removing the influence received from the subcarriers for which the demodulation process has been completed. Therefore, it is possible to demodulate the received signal while suppressing characteristic deterioration due to the influence of ICI and ISI.
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2について説明する。図6は、本発明にかかる通信装置の実施の形態2の構成例を示す図である。本実施の形態の通信装置は、GI−R部1−1〜1−4と、FFT部2−1〜2−4と、CE部3と、SIC部4bとを備える。また、SIC部4bは、上述した実施の形態1の通信装置が備えるSIC部4の減算処理部42に代えて減算処理部42−1〜42−4を備え、さらにSpatial−Filter部(以下、SF部と呼ぶ)47が追加された構成をとる。なお、その他の部分については、上述した実施の形態1の通信装置と同様であるため、その説明を省略する。
Next, the second embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the communication apparatus according to the second embodiment of the present invention. The communication apparatus according to the present embodiment includes GI-R units 1-1 to 1-4, FFT units 2-1 to 2-4,
この通信装置は、複数のアンテナを備え(一例として4つのアンテナを備える)、それぞれのアンテナを介して受信した信号の復調処理を実行する。以下、上述した実施の形態1と異なる部分の動作について説明する。 This communication apparatus includes a plurality of antennas (for example, four antennas), and executes demodulation processing of signals received via each antenna. Hereinafter, operations of parts different from those of the first embodiment will be described.
GI−R部1−1〜1−4は、受信信号からGIを除去する。FFT部2−1〜2−4は、それぞれGI−R部1−1〜1−4の出力信号に対してFFTを行うことにより周波数領域信号を生成し、生成した周波数領域信号をSIC部4bに対して出力する。CE部3は、各アンテナから受け取った複数の受信信号に基づいてチャネル推定を行い、SIC部4bのOrdering部41,FEQ−TG部45,RG部46,SF部47に対してチャネル推定結果を出力する。
The GI-R units 1-1 to 1-4 remove the GI from the received signal. The FFT units 2-1 to 2-4 generate frequency domain signals by performing FFT on the output signals of the GI-R units 1-1 to 1-4, respectively, and generate the generated frequency domain signals as
SIC部4bのOrdering部41は、FFT部2−1〜2−4から受け取った周波数領域信号に基づいて復調を行うサブキャリアの順序を決定し、決定した順序に従い、復調サブキャリア指示信号を生成する。減算処理部42−1〜42−4は、後述するRG部46からの出力信号(レプリカ)をSIC入力信号(FFT部2−1〜2−4が生成した周波数領域信号)から減算する。
The
RG部46は、チャネル推定結果、復調サブキャリア指示信号およびDetector部44から出力された判定値に基づいてレプリカを生成し、同一のSIC入力信号に基づいて過去に生成したレプリカを保持している場合には、それらも併せて減算処理部42−1〜42−4に対して出力する。なお、RG部46は、生成したレプリカを保持しておく。SF部47は、減算処理部42−1〜42−4の出力信号に対して空間フィルタリングを実行することにより、FEQ−F部43への入力信号であるFEQ−F入力信号を生成する。
The
つづいて、本実施の形態の通信装置が備えるSIC部4bが、ICIを抑圧して信号を復調する動作を、図7−1〜図7−4に基づいて説明する。図7−1は、受信サブキャリア信号を構成する各サブキャリアの関係の一例を示す図であり、図7−2〜7−4は、受信サブキャリア信号に対してSIC部4bの処理を実行することにより、受信サブキャリア信号から特定のサブキャリアが除去された後の信号の一例を示す図である。図7−1は、4ブランチ受信を行った場合の各ブランチにおける受信サブキャリア信号、すなわち、各アンテナにて受信した信号の一例を示している。なお、図7−1は、アンテナ毎に伝送路が異なり、周波数選択性も異なる例を示している。このような状態は、OFDMAシステムにおける上り方向の通信において発生する。
Next, an operation in which the
SIC入力信号を受け取ると、Ordering部41は、たとえば、SINRの大きさが同程度のサブキャリアが同一グループとなるように、SIC入力信号の各サブキャリアをグループ分けする。さらに、Ordering部41は、グループ分けしたサブキャリアをSINRの大きい順番にサブキャリアグループA,B,Cと順序付けする(図7−1参照)。なお、ここでは、各サブキャリアを3グループに分けることとしているが、グループの数はこれに限らない。
Upon receiving the SIC input signal, the ordering
グループ分け処理を実行後、Ordering部41は、まず、サブキャリアグループAに属するサブキャリアを選択する復調サブキャリア指示信号を生成する(サブキャリアグループAに属するサブキャリアの復調処理の開始を指示する)。そして、この復調サブキャリア指示信号に基づいて、SF部47が減算処理部42−1〜42−4の出力信号に対して空間フィルタリングを行うことによりサブキャリアグループAに属するサブキャリアを強調する。なお、SINRが最も大きいサブキャリアグループAに属するサブキャリアに対する処理を行う場合、減算処理部42−1〜42−4の入力信号(=SIC入力信号)と出力信号は同じものとなる。また、図7−2は、受信サブキャリア信号(SIC入力信号)に対して空間フィルタリングを実行して得られた信号(SF部47の出力信号)を示しており、サブキャリアグループAに属するサブキャリアが空間フィルタリングにより強調され、他のサブキャリアグループに属するサブキャリアが抑圧されている様子の例を示している。
After executing the grouping process, the ordering
このSF部47の出力信号に対して、FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45が、上述した実施の形態1と同様の処理を実行することにより、信号の復調処理(タップ係数の算出処理、周波数等化処理および判定処理)を行う。また、RG部46は、Detector部44から出力された判定値、CE部3から出力されたチャネル推定値およびOrdering部41から出力された復調サブキャリア指示信号に基づいて、サブキャリアグループAに属するサブキャリアのレプリカを生成する。
The FEQ-
さらに、減算処理部42−1〜42−4が、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを減算することにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した信号を得る。
Further, the subtraction processing units 42-1 to 42-4 subtract the replica generated by the
つぎに、Ordering部41は、サブキャリアグループBに属するサブキャリアを選択する復調サブキャリア指示信号を生成する。そして、この復調サブキャリア指示信号に基づいて、SF部47が減算処理部42−1〜42−4の出力信号(SIC入力信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した信号)に対して空間フィルタリングを行うことによりサブキャリアグループBに属するサブキャリアを強調する。ここで、図7−3は、受信サブキャリア信号(SIC入力信号)に対して空間フィルタリングを実行して得られた信号を示しており、サブキャリアグループBに属するサブキャリアが空間フィルタリングにより強調され、他のサブキャリアグループに属するサブキャリアが抑圧されている様子の例を示している。なお、図7−3において、破線部で示された部分が、SIC入力信号から除去されたサブキャリアグループAに属するサブキャリアを示している。
Next, the ordering
このサブキャリアグループBに属するサブキャリアが強調された信号であるSF部47の出力信号に対して、FEQ−F部43,Detector部44,FEQ−TG部45が、上述した実施の形態1と同様の処理を実行することにより、信号の復調処理を行う。また、RG部46は、Detector部44から出力された判定値、CE部3から出力されたチャネル推定値およびOrdering部41から出力された復調サブキャリア指示信号に基づいて、サブキャリアグループAに属するサブキャリアのレプリカを生成する。
The FEQ-
さらに、減算処理部42−1〜42−4が、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを減算することにより、SIC入力信号からサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを除去した信号を得る。なお、この場合の“RG部46が生成したレプリカ”には、上述したサブキャリアグループAに属するサブキャリアの復調処理により生成したレプリカ(サブキャリアグループAに属するサブキャリアのレプリカ)も含む。
Further, the subtraction processing units 42-1 to 42-4 subtract the replica generated by the
以後、サブキャリアグループC以下のグループに属するサブキャリアに対して同様の処理を繰り返し実行することにより、ICIを除去した条件において、すべてのサブキャリア(受信サブキャリア信号)を復調することができる。なお、図7−4は、受信サブキャリア信号(SIC入力信号)に対して空間フィルタリングを実行して得られた信号を示しており、サブキャリアグループCに属するサブキャリアが空間フィルタリングにより強調され、他のサブキャリアグループに属するサブキャリアが抑圧されている様子の例を示している。なお、図7−4において、破線部で示された部分が、SIC入力信号から除去されたサブキャリアグループAおよびBに属するサブキャリアを示している。 Thereafter, by repeatedly executing the same processing for subcarriers belonging to groups below subcarrier group C, it is possible to demodulate all subcarriers (received subcarrier signals) under the condition where ICI is removed. FIG. 7-4 shows a signal obtained by performing spatial filtering on the received subcarrier signal (SIC input signal), and subcarriers belonging to subcarrier group C are emphasized by spatial filtering. The example of a mode that the subcarrier which belongs to another subcarrier group is suppressed is shown. In FIG. 7-4, the portion indicated by the broken line indicates the subcarriers belonging to subcarrier groups A and B removed from the SIC input signal.
なお、本実施の形態においては、通信装置は、SIC入力信号に基づいてOrdering部41が復調サブキャリア指示信号を生成するような構成としているが、図5に示した実施の形態1の通信装置と同様に、SIC入力信号からRG部46が生成したレプリカを減算して得られた信号に基づいてOrdering部41が復調サブキャリア指示信号を生成するような構成としてもよい。このような構成とすることにより、より特性劣化を抑えた復調を行うことができる。
In the present embodiment, the communication apparatus is configured such that the
このように、本実施の形態においては、まず、複数系統の受信サブキャリア信号を構成するサブキャリアを、そのSINRの大きさに基づいてグループ分けし、さらに、SINRの大きいグループに属するサブキャリアから順番に、各グループに属するサブキャリアに対する空間フィルタリング処理、およびフィルタリング処理の結果として得られた信号に対する復調処理、を実行し、さらに、復調処理が終了したグループに属するサブキャリアのレプリカを受信サブキャリア信号から除去して得られた周波数領域信号に対して同様の処理を継続して実行することとした。これにより、復調処理が終了したサブキャリアから受ける影響を除去して復調処理を実行できるため、ICIおよびISIの影響による特性劣化を抑圧して受信信号を復調することができる。 Thus, in the present embodiment, first, subcarriers constituting a plurality of received subcarrier signals are grouped based on the SINR magnitude, and further, from subcarriers belonging to a group having a large SINR. In order, a spatial filtering process for subcarriers belonging to each group, and a demodulation process for signals obtained as a result of the filtering process are performed, and replicas of subcarriers belonging to the group for which the demodulation process has been completed are received as subcarriers. The same processing is continuously performed on the frequency domain signal obtained by removing the signal. As a result, the demodulation process can be executed by removing the influence received from the subcarriers for which the demodulation process has been completed. Therefore, it is possible to demodulate the received signal while suppressing characteristic deterioration due to the influence of ICI and ISI.
実施の形態3.
つづいて、実施の形態3について説明する。図8は、本発明にかかる通信装置を含む通信システムの実施の形態3の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、信号の受信局となる第1の通信装置(以下、通信装置#1と呼ぶ)および信号の送信局となる第2の通信装置(以下、通信装置#2と呼ぶ)を含む。なお、通信装置#1が本発明にかかる通信装置に相当する。また、本実施の形態の通信装置は、OFDMシステムおよびOFDMAシステムなどに適応できる。
Next,
通信装置#1は、GI−R部1、FFT部2、CE部3、SIC部4cおよびSC−Control部(以下、SC−C部と呼ぶ)8により構成され、通信装置#2は、SC−Mapping部(以下、SC−M部と呼ぶ)5、IFFT部6およびGI−Add部(以下、GI−A部と呼ぶ)7により構成される。なお、GI−R部1、FFT部2およびCE部3の動作は、上述した実施の形態1と同様である。また、SIC部4cは、上述した実施の形態1または2の通信装置が備えるSIC部(SIC部4、4aまたは4bのいずれか)に相当し、実施の形態1または2で説明した処理を実行することにより受信サブキャリア信号を復調する。
The
つづいて、本実施の形態の通信システムにおいて信号の送信局となる、通信装置#2の動作を説明する。
Next, the operation of
通信装置#2のSC−M部5は、通信装置#1から受信した使用サブキャリア指示信号の内容に従いサブキャリアに信号をマッピングし、周波数領域送信信号を生成する。IFFT部6は、SC−M部5が生成した周波数領域送信信号に対してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)を実行することにより、周波数領域信号を時間領域送信信号に変換して出力する。GI−A部は、IFFT部6の出力信号に対してGIを付加して送信信号を生成する。
The SC-M unit 5 of the
なお、使用サブキャリア指示信号は、通信装置#1のSC−C部8により生成され、通信装置#1は、この使用サブキャリア指示信号を通信装置#2に対して送信する。具体的には、SC−C部8は、通信装置#2から受信した信号の受信品質に基づいて伝送路状態を判断し、当該伝送路状態に基づいて通信装置#2に対して信号送信用に割り当てるサブキャリアの配置を決定し、さらに、当該決定したサブキャリアに対して信号をマッピングするように指示するための使用サブキャリア指示信号を生成する。
The used subcarrier instruction signal is generated by SC-C unit 8 of
つづいて、本実施の形態の通信システムが、ICIおよびISIが発生するような条件において、ICIおよびISIの発生を抑圧して信号送信を行う動作について具体的に説明する。たとえば、伝送路における遅延時間が大きい条件において、送信局(通信装置#2)がすべてのサブキャリアを使用して信号を送信すると、受信局(通信装置#1)では、上述した実施の形態1および2で示した復調処理を実行してICI,ISIを抑圧することが困難となる場合がある。これは、すべてのサブキャリアに対してICI,ISIが生じるためである。 Next, the operation in which the communication system according to the present embodiment performs signal transmission while suppressing the generation of ICI and ISI under conditions where ICI and ISI occur will be described in detail. For example, if the transmitting station (communication device # 2) transmits a signal using all subcarriers under the condition that the delay time in the transmission path is large, the receiving station (communication device # 1) has the above-described first embodiment. In some cases, it may be difficult to suppress the ICI and ISI by executing the demodulation processing indicated by 2 and 2. This is because ICI and ISI occur for all subcarriers.
そのため、SC−C部8は、通信装置#2のSC−M部5に対して信号送信に使用するサブキャリアの指示を行うにあたり、通信装置#2から受信した信号の受信品質に基づいて、伝送路状態(伝送路の遅延時間の大きさ)を確認する。そして、当該確認の結果、遅延時間が大きいと判断した場合、SC−C部8は、特定のサブキャリアを信号送信用のサブキャリアとして割り当てない内容の使用サブキャリア指示信号を生成する。
Therefore, when the SC-C unit 8 instructs the subcarrier used for signal transmission to the SC-M unit 5 of the
具体的な動作の一例として、SC−C部8は、図9−1に示したように、サブキャリアを複数のグループ(図9−1の例では、サブキャリアグループA〜Cの3グループ)にグループ分けし、特定のグループ(図9−1の例では、サブキャリアグループC)に属するサブキャリアを除いたサブキャリアを使用して信号を送信するように指示する内容の使用サブキャリア指示信号を生成する。なお、図9−1は、実施の形態3の通信装置が信号送信時に使用するサブキャリアの配置の一例を示す図である。
As an example of a specific operation, as shown in FIG. 9A, the SC-C unit 8 divides a subcarrier into a plurality of groups (in the example of FIG. 9A, three groups of subcarrier groups A to C). Used subcarrier indication signal with a content instructing to transmit signals using subcarriers excluding subcarriers belonging to a specific group (subcarrier group C in the example of FIG. 9-1). Is generated. FIG. 9A is a diagram illustrating an example of the arrangement of subcarriers used by the communication apparatus of
この場合、通信装置#1においては、使用されていないサブキャリア(図9−1の例では、サブキャリアグループCに属するサブキャリア)をヌルキャリアと扱うことが可能である(図9−2参照)。そのため、通信装置#1は、上述した実施の形態1の「ヌルキャリアを利用してGIを超える遅延波を抑圧可能なFEQを用いた等化および判定処理」を行うことにより、特性劣化を抑圧して受信サブキャリア信号を復調することができる。なお、図9−2は、遅延時間の大きな伝送路において送信された信号の受信局側での状態の一例を示す図である。具体的には、遅延時間が大きいために、通信装置#2が図9−1に示した配置のサブキャリアを使用して送信した信号の通信装置#1側での状態(各サブキャリアの関係)を示している。また、破線部が、ヌルキャリアとして扱うことが可能なサブキャリアグループCに属するサブキャリアを示している。
In this case, in
そして、図9−2に示したような状態の受信サブキャリア信号に対して、上述した実施の形態1で説明した信号復調動作を実行し、サブキャリアグループAに属するサブキャリアを復調した場合、受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した信号を得ることができる(図9−3参照)。なお、図9−3は、受信サブキャリア信号を構成するサブキャリアから特定のサブキャリアを除去した結果として得られる信号の一例を示す図である。具体的には、図9−3は、サブキャリアグループAに属するサブキャリアを復調後、受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した結果として得られる信号を示している。 Then, when the signal demodulation operation described in the first embodiment is performed on the received subcarrier signal in the state shown in FIG. 9-2 and the subcarriers belonging to the subcarrier group A are demodulated, A signal obtained by removing subcarriers belonging to subcarrier group A from the received subcarrier signal can be obtained (see FIG. 9-3). FIG. 9C is a diagram illustrating an example of a signal obtained as a result of removing a specific subcarrier from the subcarriers included in the received subcarrier signal. Specifically, FIG. 9-3 illustrates a signal obtained as a result of removing subcarriers belonging to subcarrier group A from the received subcarrier signal after demodulating subcarriers belonging to subcarrier group A.
なお、SC−C部8は、サブキャリア配置を決定するにあたり、信号の受信品質のみならず同一サブキャリアの使用時間をも考慮することとしてもよい。たとえば、SC−C部8は、同一のサブキャリアを割り当てた状態が所定の時間にわたって継続して続いた場合、サブキャリア配置を適宜変更するように制御を行う。これにより、本実施の形態の通信装置は、各サブキャリアへの信号配分を均一化して信号を送信することができる。 Note that the SC-C unit 8 may consider not only the signal reception quality but also the usage time of the same subcarrier in determining the subcarrier arrangement. For example, the SC-C unit 8 performs control so as to change the subcarrier arrangement as appropriate when the same subcarrier allocation state continues for a predetermined time. Thereby, the communication apparatus of this Embodiment can equalize | distribute the signal distribution to each subcarrier, and can transmit a signal.
また、SC−C部8は、さらに、伝送路状態に応じてサブキャリア配置を適宜変更するように制御を行うこととしてもよい。これにより、本実施の形態の通信装置は、周波数利用効率を向上させて、効率的に信号を送信することが可能となる。たとえば、伝送路状態が高速に変動するサブキャリアの隣接サブキャリアにヌルキャリアを配置する、受信電力が小さいサブキャリアに対してヌルキャリアを配置する、というような制御をSC−C部8が行うことにより効率的に信号を送信することができる。 Further, the SC-C unit 8 may further perform control so as to appropriately change the subcarrier arrangement according to the transmission path state. Thereby, the communication apparatus of this Embodiment can improve a frequency utilization efficiency and can transmit a signal efficiently. For example, the SC-C unit 8 performs control such that a null carrier is allocated to a subcarrier adjacent to a subcarrier whose transmission path state fluctuates at high speed, and a null carrier is allocated to a subcarrier with low received power. Thus, the signal can be transmitted efficiently.
さらに、本実施の形態の通信装置は、GI長を“0”とする(GIを付加しない)場合においても、伝送路の遅延時間が受信サブキャリア信号を構成するサブキャリアに含まれるヌルキャリア数に基づいて許容される遅延時間を超えない限り受信サブキャリア信号を復調することができる。 Furthermore, in the communication apparatus according to the present embodiment, even when the GI length is set to “0” (no GI is added), the number of null carriers included in the subcarriers constituting the received subcarrier signal even when the delay time of the transmission path is set The received subcarrier signal can be demodulated as long as the allowable delay time is not exceeded.
このように、本実施の形態においては、通信装置は、受信信号の品質に基づいて信号送信元の通信装置に対して割り当てるサブキャリアを変更し、一方、受信サブキャリア信号を復調する場合、送信元の通信装置に対して割り当てなかったサブキャリアをヌルキャリアとして、受信サブキャリア信号の復調処理を行うこととした。これにより、ICIおよびISIの影響による特性劣化を抑圧して受信信号を復調することができる。 Thus, in the present embodiment, the communication device changes the subcarrier assigned to the signal transmission source communication device based on the quality of the received signal, and on the other hand, when demodulating the received subcarrier signal, The received subcarrier signal is demodulated using a subcarrier not assigned to the original communication device as a null carrier. As a result, it is possible to demodulate the received signal while suppressing characteristic deterioration due to the influence of ICI and ISI.
実施の形態4.
つづいて、実施の形態4について説明する。図10は、本発明にかかる通信装置を含む通信システムの実施の形態4の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、信号の受信局となる基地局装置(以下、基地局と呼ぶ)および信号の送信局となる複数の移動局装置(以下、移動局)を含む。なお、基地局が本発明にかかる通信装置に相当する。また、本実施の形態の通信装置は、OFDMAシステムにおける上り方向(移動局から基地局に対する方向)の通信動作を行う通信装置などに適応できる。
Next, the fourth embodiment will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a fourth embodiment of a communication system including a communication device according to the present invention. The communication system according to the present embodiment includes a base station apparatus (hereinafter referred to as a base station) serving as a signal receiving station and a plurality of mobile station apparatuses (hereinafter referred to as mobile stations) serving as signal transmitting stations. The base station corresponds to the communication device according to the present invention. Moreover, the communication apparatus of this Embodiment can be applied to the communication apparatus etc. which perform the communication operation | movement of the uplink direction (direction from a mobile station to a base station) in an OFDMA system.
基地局は、上述した実施の形態3の信号受信局(上記通信装置#1に相当)のSC−C部8に代えて、USC−Control部(以下、USC−C部と呼ぶ)9を備えた構成をとる。各移動局の構成は、上述した実施の形態3の信号送信局(上記通信装置#2に相当)と同様の構成をとり、SC−M部(SC−Mapping部5−1〜5−3に相当)と、IFFT部(IFFT部6−1〜6−3に相当)と、GI−A部(GI−Add部7−1〜7−3に相当)とを備える。なお、各移動局は、基地局のUSC−C部9が生成した使用サブキャリア指示信号の内容に従って送信信号の生成動作を実行する点を除いて、実施の形態3の通信装置#2と同様である。以下、本実施の形態の通信装置の動作について、上述した実施の形態3の通信システムと異なる部分を中心に説明する。
The base station includes a USC-Control unit (hereinafter referred to as a USC-C unit) 9 instead of the SC-C unit 8 of the signal receiving station (corresponding to the communication device # 1) of the third embodiment described above. Take the configuration. The configuration of each mobile station is the same as that of the above-described signal transmission station of the third embodiment (corresponding to the communication device # 2), and the SC-M unit (SC-Mapping units 5-1 to 5-3 includes Equivalent), an IFFT unit (corresponding to IFFT units 6-1 to 6-3), and a GI-A unit (corresponding to GI-Add units 7-1 to 7-3). In addition, each mobile station is the same as
各移動局のSC−M部は、基地局から受信した使用サブキャリア指示信号の内容に従いサブキャリアに信号をマッピングし、周波数領域送信信号を生成する。この周波数領域送信信号はIFFT部において時間領域送信信号に変換され、GI−A部においてGIを付加される。 The SC-M unit of each mobile station maps the signal to the subcarrier according to the content of the used subcarrier instruction signal received from the base station, and generates a frequency domain transmission signal. This frequency domain transmission signal is converted into a time domain transmission signal in the IFFT section, and GI is added in the GI-A section.
なお、本実施の形態においては、使用サブキャリア指示信号は、基地局のUSC−C部9により生成され、基地局は、この使用サブキャリア指示信号を各移動局に対して送信する。また、USC−C部9は、各移動局から受信した信号の受信品質に基づいて伝送路状態を判断する。そして、USC−C部9は、当該伝送路状態に基づいて、サブキャリアを割り当てる移動局を、受信信号の送信元の移動局の中から選択(決定)し、さらに、選択した移動局に対して信号送信用に割り当てる、サブキャリア配置を決定する。最後に、USC−C部9は、決定したサブキャリアに対して信号をマッピングするように指示するための使用サブキャリア指示信号を生成する。 In the present embodiment, the use subcarrier indication signal is generated by USC-C unit 9 of the base station, and the base station transmits this use subcarrier indication signal to each mobile station. Further, the USC-C unit 9 determines the transmission path state based on the reception quality of the signal received from each mobile station. Then, the USC-C unit 9 selects (determines) the mobile station to which the subcarrier is allocated based on the transmission path state, from among the mobile stations that are the transmission source of the received signal, and further selects the selected mobile station. The subcarrier arrangement to be allocated for signal transmission is determined. Finally, the USC-C unit 9 generates a use subcarrier instruction signal for instructing to map a signal to the determined subcarrier.
つづいて、本実施の形態の通信システムが、ICIおよびISIが発生するような条件において、ICIおよびISIの発生を抑圧して信号送信を行う動作について具体的に説明する。たとえば、伝送路における遅延時間が大きい条件において、送信局(各移動局)がすべてのサブキャリアを使用して信号を送信すると、受信局(基地局)では、上述した実施の形態1および2で示した復調処理を実行してICI,ISIを抑圧することが困難となる場合がある。これは、すべてのサブキャリアに対してICI,ISIが生じるためである。 Next, the operation in which the communication system according to the present embodiment performs signal transmission while suppressing the generation of ICI and ISI under conditions where ICI and ISI occur will be described in detail. For example, if the transmitting station (each mobile station) transmits a signal using all subcarriers under the condition that the delay time in the transmission path is large, the receiving station (base station) uses the above-described first and second embodiments. It may be difficult to suppress the ICI and ISI by executing the demodulation processing shown. This is because ICI and ISI occur for all subcarriers.
そのため、USC−C部9は、信号送信に使用するサブキャリアの指示を各移動局のSC−M部に対して行うにあたり、各移動局から受信した信号の受信品質に基づいて、伝送路状態(伝送路の遅延時間の大きさ)を確認する。そして、当該確認の結果、遅延時間が大きいと判断した場合、USC−C部9は、特定のサブキャリアを信号送信用のサブキャリアとして割り当てない内容の使用サブキャリア指示信号を生成する。 For this reason, the USC-C unit 9 instructs the SC-M unit of each mobile station to instruct the subcarrier used for signal transmission based on the reception quality of the signal received from each mobile station. Check (the size of the delay time of the transmission line). If it is determined that the delay time is large as a result of the confirmation, the USC-C unit 9 generates a use subcarrier instruction signal that does not allocate a specific subcarrier as a signal transmission subcarrier.
具体的な動作の一例として、USC−C部9は、図11−1に示したように、サブキャリアを複数のグループ(図11−1の例では、サブキャリアグループA〜Cの3グループ)にグループ分けし、特定のグループ(図11−1の例では、サブキャリアグループC)に属するサブキャリアを除いたサブキャリアを使用して信号を送信するように指示する内容の使用サブキャリア指示信号を生成する。なお、図11−1は、実施の形態4の通信装置が使用する送信サブキャリアの配置の一例を示す図である。 As an example of a specific operation, as shown in FIG. 11A, the USC-C unit 9 divides a subcarrier into a plurality of groups (in the example of FIG. 11A, three groups of subcarrier groups A to C). Used subcarrier indication signal with a content instructing to transmit signals using subcarriers excluding subcarriers belonging to a specific group (subcarrier group C in the example of FIG. 11-1). Is generated. FIG. 11A is a diagram illustrating an example of an arrangement of transmission subcarriers used by the communication apparatus of the fourth embodiment.
この場合、基地局においては、使用されていないサブキャリア(図11−1の例では、サブキャリアグループCに属するサブキャリア)をヌルキャリアと扱うことが可能である(図11−2参照)。そのため、基地局は、上述した実施の形態1の「ヌルキャリアを利用してGIを超える遅延波を抑圧可能なFEQを用いた等化および判定処理」を行うことにより、特性劣化を抑圧して受信サブキャリア信号を復調することができる。なお、図11−2は、遅延時間の大きな伝送路において送信された信号の受信局側での状態の一例を示す図である。具体的には、遅延時間が大きいために、移動局が図11−1に示したサブキャリアグループCに属するサブキャリアを使用せずに送信した信号の基地局側での状態(各サブキャリアの関係)を示している。また、破線部が、ヌルキャリアとして扱うことが可能なサブキャリアグループCに属するサブキャリアを示している。 In this case, in the base station, subcarriers that are not used (in the example of FIG. 11A, subcarriers belonging to subcarrier group C) can be treated as null carriers (see FIG. 11-2). Therefore, the base station suppresses characteristic degradation by performing “equalization and determination processing using FEQ that can suppress delay waves exceeding GI using null carriers” in the above-described first embodiment. The received subcarrier signal can be demodulated. FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a state on the receiving station side of a signal transmitted in a transmission path with a long delay time. Specifically, since the delay time is large, the state on the base station side of the signal transmitted from the mobile station without using the subcarriers belonging to the subcarrier group C shown in FIG. Relationship). Moreover, the broken line part has shown the subcarrier which belongs to the subcarrier group C which can be handled as a null carrier.
そして、図11−2に示したような状態の受信サブキャリア信号の中のサブキャリアグループAに属するサブキャリアを、上述した実施の形態1で説明した信号復調動作を実行し、サブキャリアグループAに属するサブキャリアを復調した場合、受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した信号を得ることができる(図11−3参照)。なお、図11−3は、受信サブキャリア信号を構成するサブキャリアから特定のサブキャリアを除去した結果として得られる信号の一例を示す図である。具体的には、サブキャリアグループAに属するサブキャリアを復調後、受信サブキャリア信号からサブキャリアグループAに属するサブキャリアを除去した結果として得られる信号を示している。 Then, the signal demodulation operation described in the first embodiment is performed on the subcarriers belonging to the subcarrier group A in the received subcarrier signal in the state shown in FIG. When subcarriers belonging to are demodulated, a signal obtained by removing subcarriers belonging to subcarrier group A from the received subcarrier signal can be obtained (see FIG. 11-3). FIG. 11C is a diagram illustrating an example of a signal obtained as a result of removing a specific subcarrier from the subcarriers included in the received subcarrier signal. Specifically, a signal obtained as a result of removing subcarriers belonging to subcarrier group A from a received subcarrier signal after demodulating subcarriers belonging to subcarrier group A is shown.
なお、USC−C部9は、信号の受信品質のみならずサブキャリアの使用時間をも考慮して処理を行うこととしてもよい。たとえば、所定の時間が経過する毎にユーザ多重数およびサブキャリア配置を適宜変更するように制御を行うことにより、本実施の形態の通信装置は、各サブキャリアへの信号配分を均一化して信号を送信することができる。 Note that the USC-C unit 9 may perform processing in consideration of not only signal reception quality but also subcarrier usage time. For example, by performing control so as to appropriately change the number of multiplexed users and the subcarrier arrangement every time a predetermined time elapses, the communication apparatus according to the present embodiment makes signal distribution to each subcarrier uniform Can be sent.
また、USC−C部9は、さらに、伝送路状態に基づいてサブキャリア配置を適宜変更するように制御を行うこととしてもよい。これにより、本実施の形態の通信装置は、周波数利用効率を向上させて、効率的に信号を送信することが可能となる。たとえば、伝送路状態が高速に変動するサブキャリアの隣接サブキャリアにヌルキャリアを配置する、受信電力が小さいサブキャリアに対してヌルキャリアを配置する、というような制御をUSC−C部9が行うことにより効率的に信号を送信することができる。 Further, the USC-C unit 9 may further perform control so as to appropriately change the subcarrier arrangement based on the transmission path state. Thereby, the communication apparatus of this Embodiment can improve a frequency utilization efficiency and can transmit a signal efficiently. For example, the USC-C unit 9 performs control such as placing a null carrier on a subcarrier adjacent to a subcarrier whose transmission path state fluctuates at high speed, or placing a null carrier on a subcarrier with low received power. Thus, the signal can be transmitted efficiently.
さらに、本実施の形態の通信装置は、GI長を“0”とする(GIを付加しない)場合においても、伝送路の遅延時間が受信サブキャリア信号を構成するサブキャリアに含まれるヌルキャリア数に基づいて許容される遅延時間を超えない限り受信サブキャリア信号を復調することができる。 Furthermore, in the communication apparatus according to the present embodiment, even when the GI length is set to “0” (no GI is added), the number of null carriers included in the subcarriers constituting the received subcarrier signal even when the delay time of the transmission path is set The received subcarrier signal can be demodulated as long as the allowable delay time is not exceeded.
このように、本実施の形態においては、通信装置(基地局)は、各移動局に対して上り信号の送信に使用するサブキャリアを割り当てる場合、各移動局からの受信信号の品質に基づいて、各移動局に割り当てるサブキャリアおよびその配置を適宜変更し、一方、受信サブキャリア信号を復調する場合、移動局に対して割り当てなかったサブキャリアをヌルキャリアとして、受信サブキャリア信号の復調処理を行うこととした。これにより、ICIおよびISIの影響による特性劣化を抑圧して受信信号を復調することができる。 Thus, in this Embodiment, when a communication apparatus (base station) allocates the subcarrier used for transmission of an uplink signal with respect to each mobile station, it is based on the quality of the received signal from each mobile station. The subcarriers allocated to each mobile station and the arrangement thereof are changed as appropriate. On the other hand, when demodulating a received subcarrier signal, the received subcarrier signal is demodulated with the subcarrier not allocated to the mobile station as a null carrier. I decided to do it. As a result, it is possible to demodulate the received signal while suppressing characteristic deterioration due to the influence of ICI and ISI.
以上のように、本発明にかかる通信装置は、マルチキャリア変調方式に対応した通信システムに有用であり、特に、ICIおよびISIの影響を受ける通信システムに適している。 As described above, the communication apparatus according to the present invention is useful for a communication system compatible with the multicarrier modulation method, and is particularly suitable for a communication system affected by ICI and ISI.
1、1−1、1−2、1−3、1−4 GI−Removal部
2、2−1、2−2、2−3、2−4 FFT部
3 Channel−Estimator部
4、4a、4b、4c SIC部
5 SC−Mapping部
6 IFFT部
7 GI−Add部
8 SC−Control部
9 USC−Control部
41 Ordering部
42、42−1、42−2、42−3、42−4 減算処理部
43 FEQ−Filter部
44 Detector部
45 FEQ−Tap−Generator部
46 Replica−Generator部
47 Spatial−Filter部
1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 GI-
Claims (10)
チャネル推定値に基づいて受信サブキャリア信号をグループ化し、復調対象のサブキャリアを指示するための復調サブキャリア指示信号を、グループ単位に生成する復調サブキャリア指示信号生成手段と、
受信サブキャリア信号を周波数等化するためのタップ係数を、前記チャネル推定値および前記復調サブキャリア指示信号に基づいて生成するタップ係数生成手段と、
前記タップ係数に基づいて、前記復調サブキャリア指示信号で指示されたサブキャリア信号に対して周波数等化処理を実行し、その結果として得られる周波数等化信号の判定値を生成する復調手段と、
前記チャネル推定値、前記復調サブキャリア指示信号および前記判定値に基づいて、当該復調サブキャリア指示信号が指示するサブキャリアのレプリカを生成保持し、当該生成したレプリカを出力するとともに、当該サブキャリアが含まれる受信サブキャリア信号を構成する他のサブキャリアのレプリカが既に保持されている場合、当該保持されているレプリカも併せて出力するレプリカ生成出力手段と、
を備え、
前記復調手段による処理対象のサブキャリア信号として、前記受信サブキャリア信号、または、当該受信サブキャリア信号から前記レプリカ生成出力手段が出力するレプリカを減算した後の信号、を入力することを特徴とする通信装置。 In a communication system employing a multi-carrier modulation scheme, a communication device that groups received subcarrier signals and selectively demodulates subcarriers in units of groups,
Demodulating subcarrier instruction signal generating means for grouping received subcarrier signals based on channel estimation values and generating demodulated subcarrier indicating signals for indicating subcarriers to be demodulated in units of groups;
Tap coefficient generation means for generating a tap coefficient for frequency equalization of the received subcarrier signal based on the channel estimation value and the demodulated subcarrier indication signal;
Demodulating means for performing frequency equalization processing on the subcarrier signal indicated by the demodulated subcarrier instruction signal based on the tap coefficient, and generating a determination value of the frequency equalized signal obtained as a result,
Based on the channel estimation value, the demodulated subcarrier indication signal, and the determination value, a replica of the subcarrier indicated by the demodulation subcarrier indication signal is generated and held, and the generated replica is output. When a replica of another subcarrier constituting the included reception subcarrier signal is already held, replica generation output means for outputting the held replica together,
With
As subcarrier signal to be processed by the demodulating means, the received subcarrier signal, or, characterized in that the input signal, after subtraction of the replica output from said replica generator output means from the received subcarrier signals Communication device.
複数系統の受信サブキャリア信号、または、当該複数系統の受信サブキャリア信号から前記レプリカ生成出力手段が出力するレプリカを減算した後の信号、を入力とし、当該入力信号に対して空間フィルタリング処理を実行する空間フィルタリング手段、
を備え、
前記復調手段は、前記処理対象のサブキャリア信号として入力される信号に代えて、前記空間フィルタリング手段の出力信号に対して周波数等化処理を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。 If you have multiple antennas,
A spatial filtering process is performed on the input signal using a plurality of received subcarrier signals or a signal obtained by subtracting the replica output by the replica generation output means from the received subcarrier signals of the plurality of systems. Spatial filtering means to
With
3. The frequency demodulating unit according to claim 1, wherein the demodulating unit performs a frequency equalizing process on an output signal of the spatial filtering unit instead of a signal input as the subcarrier signal to be processed. Communication equipment.
受信信号の品質に基づいて、当該受信信号の送信元である相手通信装置に対して割り当てるサブキャリアの配置を決定し、決定したサブキャリア配置情報を当該相手通信端末に対して送信するサブキャリア配置決定手段、
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の通信装置。 further,
Based on the quality of the received signal, the subcarrier arrangement for determining the arrangement of subcarriers assigned to the counterpart communication apparatus that is the transmission source of the received signal and transmitting the determined subcarrier arrangement information to the counterpart communication terminal Decision means,
The communication apparatus according to claim 1, further comprising:
前記サブキャリア配置決定手段は、各受信信号の品質に基づいて、サブキャリアを割り当てる相手通信装置を前記複数の相手通信装置から選択し、さらに、割り当てるサブキャリアの配置を決定することを特徴とする請求項4に記載の通信装置。 When signals are received from multiple partner communication devices,
The subcarrier arrangement determining means selects a partner communication apparatus to which a subcarrier is allocated from the plurality of partner communication apparatuses based on the quality of each received signal, and further determines a subcarrier arrangement to be allocated. The communication apparatus according to claim 4.
請求項4〜9のいずれか一つに記載の通信装置である受信局装置と、
前記受信局装置が決定したサブキャリア配置に従って送信信号を生成する送信局装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。 A communication system employing a multi-carrier modulation scheme,
A receiving station device which is the communication device according to any one of claims 4 to 9;
A transmission station apparatus that generates a transmission signal according to the subcarrier arrangement determined by the reception station apparatus;
A communication system comprising:
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