JP4719932B2

JP4719932B2 - Transmission site diversity system

Info

Publication number: JP4719932B2
Application number: JP2001209378A
Authority: JP
Inventors: 正雄中川; 威生藤井
Original assignee: Keio University
Current assignee: Keio University
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003023381A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信サイトダイバーシチシステムに関し、特に、各基地局が配置されているセルの端での通信特性向上を期待できる送信サイトダイバーシチシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信に関連する技術として、多数の基地局を持つシステムにおいて基地局の間での特性を改善する方式にサイトダイバーシチ技術がある。サイトダイバーシチ技術は複数の基地局を持つセル構成をとる無線移動通信システムにおいてセルの間で同一情報を送受信する方式であって、下り回線では複数の基地局からの信号を合成して受信し、上り回線では複数の基地局で受信した一つの端末からの信号を合成して受信する方式である。ここで、下り回線のサイトダイバーシチとしてはＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)方式においてパスを分離した上で合成するRAKEが利用可能である。この方式はセル端の特性が向上するため、有力なＣＤＭＡの利点のひとつとして利用されている。一方、複数のキャリアを用いて大容量の伝送を行うＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を利用した場合にはガードインターバルを設置することで複数の基地局から送信される信号がマルチパスのひとつとして符号間干渉無しに受信できる方式が提案されている。
【０００３】
また、ＯＦＤＭにおいてサイトダイバーシチを利用する方式の一つに同一データを同時に送信する方法がある。この方式は、複数基地局を利用することによって受信信号レベルが遮蔽物によって低下するシャドウイングの対策やマルチキャスト、ブロードキャストパケット送信時の周波数利用効率の向上に利用可能である。しかし、各々の送られた信号を同位相にそろえて合成するコヒーレント合成を行うことが不可能なため、ダイバーシチ利得としての特性改善は少ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明ではこれらの従来技術を踏まえて、各基地局が配置されているセルの端での通信特性向上を期待できる送信サイトダイバーシチシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信サイトダイバーシチシステムは、互いに直交する複数の周波数の搬送波を信号で変調する変調手段と、該変調手段によって変調された信号を第１及び第２パターン信号に符号化する符号化手段と、該符号化手段によって符号化された第１及び第２パターン信号をそれぞれ周波数／時間変換する第１及び第２周波数／時間変換手段と、前記第１周波数／時間変換手段によって周波数／時間変換された第１ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）時間信号を第１セルにある第１基地局から送信する第１送信手段と、前記第２周波数／時間変換手段によって周波数／時間変換された第２ＯＦＤＭ時間信号を第２セルにある第２基地局から第１ＯＦＤＭ時間信号と同期して送信する第２送信手段とを備え、４以上のセルが２次元状に配置しており、隣接するセルには異なるパターン信号を送信する基地局が配置していることを特徴とする。
【０００６】
また、前記変調手段及び符号化手段は中央制御ユニットにあり、該中央制御ユニットは、複数の搬送波から成る前記第１パターン信号を並直列変換して前記第１基地局に送信する第１並直列変換手段及び複数の搬送波から成る前記第２パターン信号を並直列変換して前記第２基地局に送信する第２並直列変換手段を更に有し、前記第１基地局は、該第１並直列変換手段によって直列変換された第１パターン信号を直並列変換して前記第１周波数／時間変換手段に送る第１直並列変換手段を有し、前記第２基地局は、該第２並直列変換手段によって直列変換された第２パターン信号を直並列変換して前記第２周波数／時間変換手段に送る第２直並列変換手段を有することで、中央制御ユニットから各基地局への通信を簡単な構成で実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態による送信サイトダイバーシチシステムを採用する通信システムの概略構成を示す図である。基地局（ＢＳ：Base Station）１０１、１０２は２つ以上任意であるが、ここではＯＦＤＭ方式を用いた２つの基地局１０１、１０２を持つシステムの下り回線（基地局→端末）について説明する。送信側は２つの基地局１０１、１０２の他に中央制御ユニット（ＣＣＵ: Central Control Unit）１００を備え、この中央制御ユニット１００によって送信すべき信号が制御されることとなる。受信側は携帯電話などの端末（ＭＳ：Mobile Station）２００である。このようなシステムは携帯電話などのセルラー通信や広いエリアをサポートする無線ＬＡＮ、無線ホームリンク等に利用することができる。
【００１２】
送信ダイバーシチは、複数のアンテナ間で特別な符号化を施しアンテナ間で関連のある信号列を送り、受信側でその二つを分離しダイバーシチ利得を得る方式である。通常この送信ダイバーシチはセル内で複数のアンテナを用いて行うが、本実施の形態ではセル端での特性改善、シャドウイングの影響低減、周波数の利用効率の改善を目指して各基地局を送信ダイバーシチのひとつのアンテナとして伝送を行う。ここではダイバーシチとして受信側ではそれぞれのパスのチャネル推定を行うだけで送信側が予めチャネルの情報を知る必要が無い空間時間送信ダイバーシチ(ＳＴＴＤ: Space Time Transmit Diversity)を利用する。ＳＴＴＤ符号化された信号は有線ネットワークにおいて一度各基地局への伝送を行った後元の変調信号に直されて基地局間で同期を取った上で伝送される。
【００１３】
図２は、本実施の形態に係る送信サイトダイバーシチシステムにおけるＣＣＵ及び基地局の構成を示す図である。ＣＣＵ１００は、入力データを直並列変換する直並列変換器（Ｓ／Ｐ：Serial Parallel Convert）１０と、並列変換されたデータで直交関係にある複数の搬送波を変調する複数の変調器１１−１、１１−２、…、１１−ｎと、各変調波を２つのＳＴＴＤ符号にＳＴＴＤ符号化するＳＴＴＤ符号器１２−１、１２−２、…、１２−ｎと、２つのＳＴＴＤ符号をそれぞれ並直列変換して有線ネットワークを介して基地局１０１、１０２に送信する並直列変換器（Ｐ／Ｓ：Parallel Serial Convert）１３−１、１３−２とを有する。基地局１０１、１０２は、それぞれ入力データを直並列変換する直並列変換器１４−１、１４−２と、並列変換されたデータを周波数／時間変換する逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）１５−１、１５−２と、時間信号を無線周波数信号に変換して増幅するＲＦ変換器１６−１、１６−２と、無線周波数信号に変換され増幅された時間信号を送信するアンテナ１７−１、１７−２を有する。
【００１４】
入力データはまずＣＣＵ１００に入力され直並列変換され、各キャリアの成分に分けられた後変調される。変調された信号はＳＴＴＤ符号器１２−１、１２−２、…、１２−ｎに入力され、複数の出力を得る。この出力を２つの基地局１０１、１０２向けに分け一旦並直列変換することで有線ネットワークに入れて各基地局１０１、１０２まで伝送された後再度直並列変換し、逆高速フーリエ変換を施すことでＯＦＤＭの時間信号に直す。それらの信号は無線周波数変換され増幅されて基地局１０１、１０２間でＧＰＳ等を用いて同期を取り同時に端末２００に向かって送信することとなる。
【００１５】
図３は、本実施の形態に係る送信サイトダイバーシチシステムからの信号を受信する端末の構成を示す図である。端末２００は１つ又は複数のアンテナを備えるものとして基地局１０１、１０２から受信された信号を受信し復調する。図３では１つのアンテナで受信した場合について示している。端末２００は、アンテナ２０を介して受信した信号を時間／周波数変換する高速フーリエ変換器（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）２１と、ＳＴＴＤ符号を復号するＳＴＴＤ復号器２２−１、２２−２、…、２２−ｎと、信号を復調する復調器２３−１、２３−２、…、２３−ｎと、復調された信号を並直列変換する並直列変換器２４を有する。受信データは高速フーリエ変換された後各キャリアでＳＴＴＤの復号動作を行い復調される。復調されたデータは並直列変換され、元のデータとなる。
【００１６】
図４は、送信側の基地局の数を２つとして２連続信号でのＳＴＴＤの操作を行う場合の送信手順を示す図である。図４では信号の流れを明確にするためＯＦＤＭの各キャリアでの信号の操作を示しており、全体の送信機ではこの操作を全キャリアで行って送信することとなる。送信側では２つの基地局１０１、１０２間でＳＴＴＤの操作を行うこととなる。ＣＣＵ１００に到着した連続する２つの複素送信信号Ｓ1、Ｓ2はまず以下の表１で示されるＳＴＴＤ符号化が施される。ここでは一例として以下のパターンを示したが、このパターンには変形したものも存在する。また、基地局が２つより多くなった場合にその数に応じて連続する複素信号の数を決めて送信信号パターンを増やすことも可能である。
【００１７】
【表１】

ここで（*）は複素信号の共役を示すものである。これらの送信パターンを複数の基地局の１つ１つに割り当てる。図４では送信パターン１をＢＳ1にパターン２をＢＳ2にそれぞれ割り当てている。この後、ＯＦＤＭ方式では全てのキャリアの成分がＩＦＦＴなどを用いて時間波形として合成され、無線周波数に直され増幅された後、基地局１０１、１０２間で同時に端末２００に向かって送信される。
【００１８】
受信側ではガードインターバルを除去し基地局間の到来時間のずれを補償したのち各キャリアの成分はＦＦＴなどを用いて取り出される。また、受信側ではキャリア毎に各基地局に到来する信号の推定を行い、基地局ごとのチャネル推定結果を利用してＳＴＴＤの復号化を行う。図４では各基地局からの伝搬特性を複素信号で表し、ＢＳ1からをα1、ＢＳ2からをα2としている。この時連続する２つの複素受信信号ｒ1、ｒ2は各キャリアでそれぞれ以下の式で受信される。この時ｒ1、ｒ2にかかる雑音をそれぞれｎ1、ｎ2とした。
ｒ1＝α1Ｓ1＋α2Ｓ2＋ｎ1
ｒ2＝−α1Ｓ2^*＋α2Ｓ1^*＋ｎ2
これらの受信信号はそれぞれの伝搬特性α1、α2が推定できた場合、以下の操作を行うことによってＳ1、Ｓ2を分離して復調することが可能となる。
・Ｓ1の復調
α1^*ｒ1＋α2ｒ2^*
＝α1^*(α1Ｓ1＋α2Ｓ2＋ｎ1)＋α2(−α1Ｓ2^*＋α2Ｓ1^*＋ｎ2)^*
＝(α1²＋α2²)Ｓ1＋α1^*ｎ1＋α2ｎ2^*
・Ｓ2の復調
α2^*ｒ1−α1ｒ2^*
＝α2^*(α1Ｓ1＋α2Ｓ2＋ｎ1)−α1(−α1Ｓ2^*＋α2Ｓ1^*＋ｎ2)^*
＝(α1²＋α2²)Ｓ2＋α1ｎ2^*＋α2^*ｎ1
上式の結果を復調することで受信信号は伝送路の伝搬状況に応じた重み付けのされたダイバーシチ利得を得ることが可能となる。
【００１９】
想定される利用法として次に示す方法が考えられる。
（１）ＯＦＤＭセルラーシステムにおけるセル端特性改善。
（２）ＯＦＤＭ無線ＬＡＮにおけるブロードキャスト／マルチキャストパケット送信。
（３）ＯＦＤＭ地上波ディジタル放送における高品質伝送法。
（４）ＯＦＤＭ路車間通信における放送型情報提供サービス。
ここで、
（１）は隣接する複数のセルの間で同一情報をＳＴＴＤの符号化を行い基地局に出力信号を割り振って送信することでセル端において大きなダイバーシチ効果を得て特性を改善する。
（２）は無線ＬＡＮなどで複数のセルを設置し通信エリアを広げる場合に制御情報や放送型の画像伝送システムなどにおいて複数基地局から同一の情報を送信する場合に特性の改善を図る。
（３）は地上波ディジタル放送を行う場合にＳＴＴＤの符号化後の信号を隣接基地局間で１つおきに別の符号出力を割り振って送信することでＳＦＮ（Single Frequency Network）時の特性を改善する。
（４）はＯＦＤＭを用いた路車間通信における連続的な放送型情報提供サービスにおいて路側局が直線状に並んでいる場合に隣接する路側局でＳＴＴＤの符号化の出力を割り振り、それを繰り返すことで連続して高品質なサービスを展開することが可能となる。
（２）（３）（４）のような放送型サービスではさらに多数の基地局を用いて面的なサービスを行う方式が考えられる。例として一列の直線にセルが並ぶ方式（路車間システムなど）におけるシステムイメージ図を図５に示す。ここでは、ＣＣＵにおいてＳＴＴＤ符号化された信号2パターンを交互に基地局に配置することで同一情報をどの場所においてもダイバーシチ効果を得た上で提供することが可能となる。
【００２０】
図５は、直線セル構造時の送信サイトダイバーシチを用いた放送型システムの構成を示す図である。通常のシングルキャリア伝送と比較してＯＦＤＭ伝送では遅延波が存在した場合でもその遅延量がガードインターバルと呼ばれるシンボル長の１０％〜２０％の範囲に収まった場合にはその合成波としての復調が可能となる。そのため、本システムのような複数の基地局を持つシステムにおいても同一信号を送信するＢＳ１、ＢＳ３、ＢＳ５の間での干渉は生じずその合成波が受信されることとなる。また、同様にＢＳ２、ＢＳ４の間でも同一信号が送信されるためその合成波が受信されることとなる。そのため、それぞれの基地局１０１〜１０５から無線端末２００までの伝搬路の伝搬特性をそれぞれ、β1〜β5とした場合には、ＳＴＴＤのそれぞれの伝搬が図４で示されるα1をβ1＋β3＋β5で置き換えればよく、α2をβ2＋β4とおきかえることで復調が可能となり、合成されたパスの集合として電力が強くなるためにダイバーシチゲインに電力の増加分が加わり全体的な特性はさらに向上する。
【００２１】
図６は、マルチセル構造時の送信サイトダイバーシチを用いた放送型システムの構成を示す図である。この情報提供システムを２次元のセル構成で実現する例を示す。ここでは四角形のセルを考え隣接する基地局では別のパターンが来るようにしている。本方式により、セル全域で同一データがダイバーシチ利得を持って受信できる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
ＣＣＵ１００と基地局１０１、１０２との間の役割分担は任意である。すなわち、例えば、逆高速フーリエ変換器１５−１、１５−２はＣＣＵ１００にあってもよい。この場合、並直列変換器１３−１、１３−２、直並列変換器１４−１、１４−２は必要なくなる。また、逆にＣＣＵ１００では同じデータを基地局１０１、１０２に送るだけで、各基地局１０１、１０２でＳ／Ｐ変換からＲＦ変換まで行う構成とすることもできる。この場合も並直列変換器１３−１、１３−２、直並列変換器１４−１、１４−２は必要ない。
【００２４】
逆高速フーリエ変換器１５−１、１５−２は、逆離散フーリエ変換器（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）でもよいし、高速フーリエ変換器２１は、離散フーリエ変換器（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）でもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、受信側のアンテナシステムを変更することなくダイバーシチ利得が得られ、一般には特性の悪くなるセル端での特性向上が期待できるとともに、４以上のセルが２次元状に配置しており、隣接するセルには異なるパターン信号を送信する基地局が配置していることで、広域通信を実現することができる。
【００２６】
また、本システムは片方からの電波しか届かない環境においても復調の動作が可能となるため、基地局近くでは本来の単一基地局からの伝送と同等の伝送が可能となる。
【００２７】
また、このペアをさらに多くの基地局に広げることにより、ＯＦＤＭを用いた放送型サービスである地上波ディジタル放送、無線ＬＡＮのマルチキャスト・ブロードキャストパケット伝送などに適用して好適なシステムとなり、周波数の利用効率を落とすことなくダイバーシチのゲインを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による送信サイトダイバーシチシステムを採用する通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る送信サイトダイバーシチシステムにおけるＣＣＵ及び基地局の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る送信サイトダイバーシチシステムからの信号を受信する端末の構成を示す図である。
【図４】送信側の基地局の数を２つとして２連続信号でのＳＴＴＤの操作を行う場合の送信手順を示す図である。
【図５】直線セル構造時の送信サイトダイバーシチを用いた放送型システムの構成を示す図である。
【図６】マルチセル構造時の送信サイトダイバーシチを用いた放送型システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１７−１、１７−２アンテナ
２０アンテナ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission site diversity system, and more particularly to a transmission site diversity system that can be expected to improve communication characteristics at the edge of a cell where each base station is arranged.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a technique related to mobile communication, there is a site diversity technique as a method for improving characteristics between base stations in a system having a large number of base stations. Site diversity technology is a method for transmitting and receiving the same information between cells in a wireless mobile communication system having a cell configuration having a plurality of base stations, and in the downlink, receives and combines signals from a plurality of base stations, In the uplink, this is a method of combining and receiving signals from one terminal received by a plurality of base stations. Here, as downlink site diversity, it is possible to use RAKE for combining after separating paths in a CDMA (Code Division Multiple Access) system. This method is used as one of the advantages of powerful CDMA because the characteristics at the cell edge are improved. On the other hand, when using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which performs large-capacity transmission using multiple carriers, signals transmitted from multiple base stations are encoded as one of the multipaths by setting a guard interval. A scheme that can receive without interfering has been proposed.
[0003]
In addition, there is a method of transmitting the same data simultaneously as one of methods using site diversity in OFDM. This method can be used for countermeasures against shadowing in which a received signal level is lowered by a shielding object by using a plurality of base stations, and for improving frequency use efficiency during multicast and broadcast packet transmission. However, since it is impossible to perform coherent combining in which the transmitted signals are combined in the same phase, there is little improvement in characteristics as diversity gain.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a transmission site diversity system that can be expected to improve communication characteristics at the end of a cell in which each base station is arranged based on these conventional techniques.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The transmission site diversity system according to the present invention includes a modulation unit that modulates a carrier wave having a plurality of orthogonal frequencies with a signal, and an encoding unit that encodes the signal modulated by the modulation unit into first and second pattern signals. First and second frequency / time conversion means for frequency / time conversion of the first and second pattern signals encoded by the encoding means, and frequency / time conversion by the first frequency / time conversion means, respectively. A first transmission means for transmitting a first OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) time signal from the first base station in the first cell, and a second OFDM time signal frequency / time converted by the second frequency / time conversion means. and a second transmitting means for transmitting from the second base station in the second cell in synchronism with the first 1OFDM time signal, the 4 or more cells 2-dimensionally Has location, characterized in that it is disposed the base station to send a different pattern signal in adjacent cells.
[0006]
The modulation means and the encoding means are in a central control unit, and the central control unit converts the first pattern signal composed of a plurality of carrier waves into a serial signal and transmits it to the first base station. The first base station further includes second parallel / serial conversion means for parallel-serial converting the second pattern signal composed of a conversion means and a plurality of carrier waves and transmitting the converted signal to the second base station. The first base station has first serial / parallel conversion means for serial-parallel conversion of the first pattern signal serially converted by the conversion means and sends the first pattern signal to the first frequency / time conversion means, and the second base station performs the second parallel-serial conversion. By means of second serial / parallel conversion means for serially / parallel-converting the second pattern signal serially converted by the means and sending it to the second frequency / time conversion means, communication from the central control unit to each base station is simplified. What to do with the configuration It can be.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a communication system employing a transmission site diversity system according to an embodiment of the present invention. Two or more base stations (BS: Base Station) 101 and 102 are optional. Here, a downlink (base station → terminal) of a system having two

base stations

101 and 102 using the OFDM scheme will be described. The transmission side includes a central control unit (CCU) 100 in addition to the two

base stations

101 and 102, and signals to be transmitted are controlled by the central control unit 100. The receiving side is a terminal (MS: Mobile Station) 200 such as a mobile phone. Such a system can be used for cellular communication such as a cellular phone, a wireless LAN supporting a wide area, a wireless home link, and the like.
[0012]
Transmission diversity is a scheme in which special encoding is performed between a plurality of antennas, a signal sequence related between the antennas is transmitted, and the two are separated on the receiving side to obtain diversity gain. Normally, this transmission diversity is performed using a plurality of antennas in the cell. In this embodiment, each base station is configured to transmit diversity with the aim of improving the characteristics at the cell edge, reducing the influence of shadowing, and improving the frequency utilization efficiency. Transmission is performed as one antenna. Here, as the diversity, space time transmission diversity (STTD) is used, in which the receiving side only performs channel estimation of each path and the transmitting side does not need to know channel information in advance. The STTD-encoded signal is transmitted to each base station once in the wired network, then converted to the original modulation signal, and transmitted after synchronization between the base stations.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing configurations of the CCU and the base station in the transmission site diversity system according to the present embodiment. The CCU 100 includes a serial / parallel converter (S / P) 10 that performs serial / parallel conversion of input data, and a plurality of modulators 11-1 that modulate a plurality of carrier waves in an orthogonal relationship with the parallel-converted data. 11-n, STTD encoders 12-1, 12-2,..., 12-n for STTD encoding each modulated wave into two STTD codes, and two STTD codes in parallel Parallel / serial converters (P / S: Parallel Serial Convert) 13-1 and 13-2 that convert and transmit to the

base stations

101 and 102 via a wired network are included. Each of the

base stations

101 and 102 includes serial-to-parallel converters 14-1 and 14-2 that perform serial-parallel conversion on input data, and an inverse fast Fourier transformer (IFFT) that performs frequency / time conversion on the parallel-converted data. Transform) 15-1 and 15-2, RF converters 16-1 and 16-2 for converting a time signal into a radio frequency signal and amplifying, and an antenna for transmitting the time signal converted into a radio frequency signal and amplified 17-1, 17-2.
[0014]
The input data is first input to the CCU 100, subjected to serial / parallel conversion, divided into components of each carrier, and then modulated. The modulated signals are input to STTD encoders 12-1, 12-2, ..., 12-n to obtain a plurality of outputs. This output is divided into two

base stations

101 and 102, and once converted into parallel and serial, and then transmitted to the

base stations

101 and 102 after being put into the wired network, it is again converted into series and parallel, and subjected to inverse fast Fourier transform. Convert to OFDM time signal. These signals are radio frequency converted and amplified, and synchronized between the

base stations

101 and 102 using GPS or the like, and transmitted to the terminal 200 at the same time.
[0015]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a terminal that receives a signal from the transmission site diversity system according to the present embodiment. Terminal 200 receives and demodulates signals received from

base stations

101 and 102 as having one or more antennas. FIG. 3 shows the case of reception with one antenna. The terminal 200 includes a Fast Fourier Transform (FFT) 21 that performs time / frequency conversion on a signal received via the antenna 20, and STTD decoders 22-1, 22-2, ..., which decode STTD codes. 22-n, demodulators 23-1, 23-2,..., 23-n that demodulate signals, and a parallel-serial converter 24 that parallel-serial converts the demodulated signals. Received data is demodulated by performing a STTD decoding operation on each carrier after fast Fourier transform. The demodulated data is converted into parallel data and becomes the original data.
[0016]
FIG. 4 is a diagram illustrating a transmission procedure in the case where the number of transmission-side base stations is two and STTD operation is performed with two continuous signals. FIG. 4 shows signal operations on each carrier of OFDM in order to clarify the signal flow, and the entire transmitter performs this operation on all carriers for transmission. On the transmission side, STTD operation is performed between the two

base stations

101 and 102. Two consecutive complex transmission signals S1 and S2 arriving at the CCU 100 are first subjected to STTD coding shown in Table 1 below. Here, the following pattern is shown as an example, but there are some variations of this pattern. Further, when the number of base stations is more than two, it is possible to increase the number of transmission signal patterns by determining the number of continuous complex signals according to the number of base stations.
[0017]
[Table 1]

Here, (*) indicates the conjugate of the complex signal. These transmission patterns are assigned to each of a plurality of base stations. In FIG. 4, transmission pattern 1 is assigned to BS1 and pattern 2 is assigned to BS2. Thereafter, in the OFDM scheme, all carrier components are synthesized as a time waveform using IFFT, etc., converted to a radio frequency, amplified, and transmitted to the terminal 200 simultaneously between the

base stations

101 and 102.
[0018]
On the receiving side, after removing the guard interval and compensating for the difference in arrival time between base stations, the components of each carrier are extracted using FFT or the like. On the receiving side, the signal arriving at each base station is estimated for each carrier, and STTD decoding is performed using the channel estimation result for each base station. In FIG. 4, the propagation characteristics from each base station are represented by complex signals, where α1 is from BS1 and α2 is from BS2. At this time, two consecutive complex reception signals r1 and r2 are received by the following equations for each carrier. At this time, the noise applied to r1 and r2 is n1 and n2, respectively.
r1 = α1S1 + α2S2 + n1
r2 = −α1S2 ^* + α2S1 ^* + n2
When the propagation characteristics α1 and α2 can be estimated for these received signals, S1 and S2 can be separated and demodulated by performing the following operations.
・ S1 demodulation α1 ^* r1 + α2r2 ^*
= Α1 ^* (α1S1 + α2S2 + n1) + α2 (−α1S2 ^* + α2S1 ^* + n2) ^*
= (Α1 ² + α2 ² ) S1 + α1 ^* n1 + α2n2 ^*
・ Demodulation of S2 α2 ^* r1−α1r2 ^*
= Α2 ^* (α1S1 + α2S2 + n1) −α1 (−α1S2 ^* + α2S1 ^* + n2) ^*
= (Α1 ² + α2 ² ) S2 + α1n2 ^* + α2 ^* n1
By demodulating the result of the above equation, the received signal can obtain a diversity gain weighted according to the propagation state of the transmission path.
[0019]
The following methods can be considered as possible usage.
(1) Improvement of cell edge characteristics in an OFDM cellular system.
(2) Broadcast / multicast packet transmission in OFDM wireless LAN.
(3) High quality transmission method in OFDM terrestrial digital broadcasting.
(4) Broadcast information providing service in OFDM road-to-vehicle communication.
here,
(1) improves the characteristics by obtaining a large diversity effect at the cell edge by performing STTD encoding of the same information between a plurality of adjacent cells and allocating an output signal to the base station for transmission.
(2) aims to improve characteristics when the same information is transmitted from a plurality of base stations in a control information or broadcast-type image transmission system when a plurality of cells are installed in a wireless LAN or the like to expand a communication area.
In (3), when terrestrial digital broadcasting is performed, the characteristics of SFN (Single Frequency Network) are obtained by assigning another code output to every other base station and transmitting the signal after STTD encoding. Improve.
(4) is to allocate the STTD encoding output at the adjacent roadside station and repeat it when the roadside station is arranged in a straight line in the continuous broadcast type information providing service in road-to-vehicle communication using OFDM. This makes it possible to continuously develop high-quality services.
(2) For broadcast-type services such as (3) and (4), there can be considered a method of providing a multifaceted service using a larger number of base stations. As an example, FIG. 5 shows a system image diagram in a system in which cells are arranged in a straight line (such as a road-to-vehicle system). Here, by arranging two signal patterns that are STTD encoded in the CCU alternately in the base station, the same information can be provided after obtaining the diversity effect at any location.
[0020]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a broadcast type system using transmission site diversity in a straight cell structure. Compared with normal single carrier transmission, even if there is a delay wave in OFDM transmission, if the delay amount falls within the range of 10% to 20% of a symbol length called a guard interval, demodulation as a combined wave is performed. It becomes possible. Therefore, even in a system having a plurality of base stations such as this system, interference between BS1, BS3, and BS5 that transmit the same signal does not occur, and the combined wave is received. Similarly, since the same signal is transmitted between BS2 and BS4, the combined wave is received. Therefore, if the propagation characteristics of the propagation paths from the respective base stations 101 to 105 to the radio terminal 200 are β1 to β5, respectively, the propagation of STTD may be performed by replacing α1 shown in FIG. 4 with β1 + β3 + β5. By replacing α2 with β2 + β4, demodulation becomes possible, and power becomes stronger as a set of combined paths, so that an increase in power is added to the diversity gain, and the overall characteristics are further improved.
[0021]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a broadcast type system using transmission site diversity in a multi-cell structure. An example in which this information providing system is realized with a two-dimensional cell configuration is shown. Here, a rectangular cell is considered, and a different pattern comes in the adjacent base station. With this method, the same data can be received with diversity gain throughout the cell.
[0022]
The present invention is not limited to the above embodiment.
[0023]
The division of roles between the CCU 100 and the

base stations

101 and 102 is arbitrary. That is, for example, the inverse fast Fourier transformers 15-1 and 15-2 may be in the CCU 100. In this case, parallel-serial converters 13-1, 13-2 and serial-parallel converters 14-1, 14-2 are not necessary. Conversely, the CCU 100 can also be configured to perform the S / P conversion to the RF conversion at each

base station

101, 102 only by sending the same data to the

base stations

101, 102. Also in this case, the parallel-serial converters 13-1, 13-2 and the serial-parallel converters 14-1, 14-2 are not necessary.
[0024]
The inverse fast Fourier transformers 15-1 and 15-2 may be inverse discrete Fourier transformers (IDFTs), and the fast Fourier transformer 21 may be a discrete Fourier transformer (DFTs). Good.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, diversity gain is obtained without changing the antenna system of the receiving side, together with the generally expected characteristics improvement in worsen cell edge characteristics, 4 or more cells 2 Wide area communication can be realized by arranging the base stations that transmit the different pattern signals in adjacent cells .
[0026]
In addition, since this system can perform demodulation even in an environment where only one radio wave reaches, transmission near the base station can be performed in the same manner as transmission from an original single base station.
[0027]
Further, by extending the pair further number of base stations, digital terrestrial broadcasting is a broadcasting service using OFDM, it is suitable system for application to such a multicast broadcast packets transmitted free line LAN, the frequency Diversity gain can be obtained without reducing utilization efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a communication system employing a transmission site diversity system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a CCU and a base station in the transmission site diversity system according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a terminal that receives a signal from a transmission site diversity system according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a transmission procedure when performing STTD operation with two continuous signals with two base stations on the transmission side.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a broadcast type system using transmission site diversity in a straight cell structure.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a broadcast type system using transmission site diversity in a multi-cell structure.
[Explanation of symbols]
17-1, 17-2 Antenna 20 Antenna

Claims

Modulation means for modulating a plurality of carrier waves having a plurality of orthogonal frequencies with a signal;
Encoding means for encoding the signal modulated by the modulating means into first and second pattern signals;
First and second frequency / time converting means for frequency / time converting the first and second pattern signals encoded by the encoding means, respectively;
First transmission means for transmitting a first OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) time signal frequency / time converted by the first frequency / time conversion means from a first base station in a first cell;
Second transmission means for transmitting the second OFDM time signal frequency / time converted by the second frequency / time conversion means from the second base station in the second cell in synchronization with the first OFDM time signal ;
4 has been placed above the cells 2-dimensionally, in adjacent cells transmit site diversity system characterized that you have placed the base station transmitting a different pattern signal.

The modulating means and the encoding means are in a central control unit;
The central control unit parallel-serially converts the first pattern signal composed of a plurality of carrier waves into parallel-serial data and transmits the first pattern signal composed of a plurality of carrier waves to the first base station. Further comprising second parallel-serial conversion means for converting and transmitting to the second base station;
The first base station has first series-parallel conversion means for serial-parallel conversion of the first pattern signal serially converted by the first parallel-serial conversion means and sending the first pattern signal to the first frequency / time conversion means,
The second base station has second serial / parallel conversion means for serially parallel converting the second pattern signal serially converted by the second parallel / serial conversion means and sending the second pattern signal to the second frequency / time conversion means. The transmission site diversity system according to claim 1.