JP5202247B2 - COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、親局と複数の子局を有するシステムにおけるOFDM方式を用いた通信システム、通信装置および通信方法に関する。
The present invention relates to a communication system , a communication apparatus, and a communication method using an OFDM scheme in a system having a master station and a plurality of slave stations.
近年、地上デジタルテレビジョン放送等において直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式が適用されている。OFDM方式は、直交する複数のサブキャリアで複数の送信データを並列に低速伝送するため、マルチパス耐性や帯域利用効率が高いといった特徴を有する。 In recent years, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation schemes have been applied in digital terrestrial television broadcasting and the like. The OFDM scheme has features such as high multipath tolerance and high band utilization efficiency because a plurality of transmission data is transmitted in parallel at low speed using a plurality of orthogonal subcarriers.
OFDMの変調信号を親局と複数の子局間の伝送信号として用い、1対多数の同時多重通信を行う方法が特許文献1に提案されている。特許文献1に記載の伝送方法によれば、親局から子局への(以下、「下り」と言う)データ伝送において、親局は各子局にサブキャリアを割り当ててデータ伝送を行うことで帯域利用効率の高い同時多重通信を可能としている。
しかしながら、特許文献1では子局から親局へ(以下、「上り」と言う)のデータ伝送と下りの伝送との多重方法に関しては帯域利用効率が考慮されていない。上りと下りの伝送の多重化については、時間軸方向に分割して多重化する時分割多重方式や、周波数軸方向に分割して多重化する周波数分割多重方式を用いているため、依然として帯域利用効率が低い。 However, in Patent Document 1, band utilization efficiency is not considered for a multiplexing method of data transmission from a slave station to a master station (hereinafter referred to as “uplink”) and downlink transmission. As for the multiplexing of uplink and downlink transmission, the time division multiplexing method that divides and multiplexes in the time axis direction and the frequency division multiplex method that divides and multiplexes in the frequency axis direction are used. Low efficiency.
そこで、本発明は、時分割多重方式や周波数分割多重方式よりも帯域利用効率の良い通信方式を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a communication method with better band utilization efficiency than time division multiplexing and frequency division multiplexing.
本発明は、この課題を解決するため、親局が通信帯域内の直交したサブキャリアを複数のサブキャリアグループに分割し、それを複数の子局に割り当てる。親局は割り当てたサブキャリアグループを用いて各子局当てのOFDMシンボルを伝送する。同時に各子局はこのOFDMシンボルのタイミングに同期して、親局宛てのOFDMシンボルを伝送する。親局および各子局は、伝送路に回り込んだ自局の送信信号をキャンセルするため、受信した信号成分から既知の自局の伝送した信号成分を除算する。 In the present invention, in order to solve this problem, a master station divides orthogonal subcarriers in a communication band into a plurality of subcarrier groups and assigns them to a plurality of slave stations. The master station transmits an OFDM symbol for each slave station using the assigned subcarrier group. At the same time, each slave station transmits an OFDM symbol addressed to the master station in synchronization with the timing of this OFDM symbol. Each of the master station and each slave station divides the signal component transmitted by the known local station from the received signal component in order to cancel the transmission signal of the local station that has entered the transmission path.
より詳しく述べると、本発明の通信システムは、複数のサブキャリアを有する信号を用いて、親局と複数の子局との間で通信を行う通信システムであって、前記親局は、前記サブキャリアを前記複数の子局の各々に割り当てる割り当て手段と、前記複数のサブキャリアの各々に、対応する子局宛の送信データをマッピングすることにより前記複数の子局へ送信する下り信号を生成し、当該下り信号を前記複数の子局へ送信する下り送信手段と、
前記複数の子局からの上り信号を受信する上り受信手段と、前記受信された上り信号を復調する上り復調手段とを備え、前記複数の子局の各々は、前記親局からの前記下り信号を受信する下り受信手段と、前記受信された下り信号を復調する下り復調手段と、前記親局から割り当てられたサブキャリアに、親局宛の送信データをマッピングすることにより前記親局へ送信する上り信号を生成し、当該上り信号を前記親局へ送信する上り送信手段と
を備え、前記親局から前記複数の子局のうち少なくとも1つの子局への下り信号と該1つの子局からの該親局への上り信号とが、同一のサブキャリアにおいて同時に送信され、前記上り復調手段は、当該少なくとも1つの子局へ割り当てられたサブキャリアに対応する前記下り信号の信号成分を前記受信された上り信号から除去した後の信号について復調処理を行い、当該少なくとも1つの子局の前記下り復調手段は、前記上り信号の信号成分を前記受信された下り信号から除去した後の信号について復調処理を行う。
More specifically, the communication system of the present invention is a communication system that performs communication between a master station and a plurality of slave stations using a signal having a plurality of subcarriers, wherein the master station includes the substations. Assigning means for allocating a carrier to each of the plurality of slave stations, and generating downlink signals to be transmitted to the plurality of slave stations by mapping transmission data addressed to the corresponding slave station to each of the plurality of subcarriers A downlink transmission means for transmitting the downlink signal to the plurality of slave stations;
An uplink receiving means for receiving uplink signals from the plurality of slave stations; and an uplink demodulation means for demodulating the received uplink signals, wherein each of the plurality of slave stations includes the downlink signal from the master station And transmitting to the parent station by mapping transmission data addressed to the parent station to subcarriers allocated from the parent station. Uplink transmission means for generating an uplink signal and transmitting the uplink signal to the master station;
A downlink signal from the master station to at least one slave station among the plurality of slave stations and an uplink signal from the one slave station to the master station are simultaneously transmitted on the same subcarrier, The uplink demodulation means performs demodulation processing on the signal after removing the signal component of the downlink signal corresponding to the subcarrier assigned to the at least one slave station from the received uplink signal, and The downlink demodulation means of the slave station performs demodulation processing on the signal after the signal component of the uplink signal is removed from the received downlink signal.
本発明によれば、共通の直交するサブキャリアを用いて同時に上りの伝送と下りの伝送を行うことで、帯域利用効率の極めて高い、同時多重通信が可能となる。 According to the present invention, simultaneous multiplex communication with extremely high bandwidth utilization efficiency is possible by simultaneously performing uplink transmission and downlink transmission using a common orthogonal subcarrier.
以下に、本発明のOFDM方式に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the OFDM system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<実施形態1>
図1は、本発明の実施形態1から3についての接続環境を示すブロック図である。図1に、親局401と子局402〜404との間が共通の伝送路405により接続されていることを示す。本実施形態では、子局を3台としているが、本発明はこれに限るものではなく、任意の台数において適用可能である。また、この実施形態では親局401と子局402〜404とが有線接続されていると仮定するが、無線で接続してもよい。なお、親局401と子局402〜404で使用される動作クロックは、高精度の発振器により十分高い精度で同期している。また、親局401と子局402〜404との間の信号の伝送遅延時間は十分小さく、無視できるものとして説明を行う。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a connection environment for the first to third embodiments of the present invention. FIG. 1 shows that the
まず、本発明におけるOFDM方式の通信原理を説明する。 First, the communication principle of the OFDM system in the present invention will be described.
本実施形態では、通信帯域内のサブキャリアは相互に直交しており、3つのグループに分割される。そして、各サブキャリアグループは子局402〜404に割り当てられる。
In the present embodiment, the subcarriers in the communication band are orthogonal to each other and are divided into three groups. Each subcarrier group is assigned to the
図2は、そのサブキャリアグループの割り当ての例を示す図である。図2において、サブキャリアグループ501に含まれる複数のサブキャリアは、親局401と子局402との通信のために使用される。そして、サブキャリアグループ502に含まれる複数のサブキャリアは、親局401と子局403との通信のために使用され、またサブキャリアグループ503に含まれる複数のサブキャリアは、親局401と子局404との通信のために使用される。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of assignment of the subcarrier group. In FIG. 2, a plurality of subcarriers included in the
親局401は、各子局のための送信用データを生成し、伝送路405を通じて各子局に送信用データを送信する。
The
図3は、OFDMシンボルのフォーマットを示す図である。図3に示すように、OFDMシンボルのフォーマットは、有効シンボル601とガードインターバル602とで構成される。
FIG. 3 is a diagram showing a format of the OFDM symbol. As shown in FIG. 3, the format of the OFDM symbol includes an
例えば、親局401は、子局402のためのサブキャリアグループ501に対応する送信用データを生成し、マッピングし、OFDMシンボルに変換し、変調して時間的に連続に伝送路405に出力する。またこれと同時に、親局401は、子局403のための送信用データおよび子局404のための送信用データに、子局402のための送信データと同様な処理を行い、各OFDMシンボルを伝送路405に出力する。
For example, the
一方、子局402はサブキャリアグループ501にのみ親局401への送信用データをマッピングし、OFDMシンボルに変換し、更に変調し時間的に連続して伝送路405に出力する。同時に、子局403、子局404も親局401への送信用データに同様に処理を施し、伝送路405に出力する。
On the other hand, the
ここで、子局402〜404において、有効シンボルとガードインターバルの長さが親局401の生成するOFDMシンボルと等しくなるOFDMシンボルが生成される。さらに、子局402〜404は、親局401のシンボルタイミングに同期してOFDMシンボルを伝送路405に出力する。
Here, in the
図4は、本発明における送受信信号の時間・周波配置の例を示す図である。図4の上段における、時間軸上の各局の送信信号配置をみるとわかるように、親局401と各子局402〜404の送信信号のシンボルタイミングは同期する。そして親局401と子局402〜404の受信部は、他局からの受信信号と自局の送信信号が回り込んで受信される受信信号との和となる信号を受信する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a time / frequency arrangement of transmission / reception signals in the present invention. As can be seen from the transmission signal arrangement of each station on the time axis in the upper part of FIG. 4, the symbol timings of the transmission signals of the
図4の下段に示すように、各局におけるDFT(Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換)処理区間がシンボル境界を含まない区間に設定されることにより、各局の送信信号のサブキャリアを直交させることができる。そして、各局は、OFDM方式の復調処理時の周波数解析結果から、自局の送信信号成分の減算処理を行う比較的簡易な構成の送信信号キャンセラを実装することができる。したがって、各局の送信する信号は干渉し合うことなく復調することができる。これにより、下りおよび上りの伝送とを時分割や周波数分割により多重した場合と比較して、このOFDM方式の構成をとることで、伝送帯域を増加させることが可能となる。 As shown in the lower part of FIG. 4, the DFT (Discrete Fourier Transform) processing section in each station is set to a section that does not include symbol boundaries, so that the subcarriers of the transmission signals of each station can be orthogonalized. . Each station can implement a transmission signal canceller having a relatively simple configuration that performs subtraction processing on the transmission signal component of the own station from the frequency analysis result during demodulation processing of the OFDM scheme. Therefore, the signal transmitted by each station can be demodulated without interfering with each other. As a result, it is possible to increase the transmission band by adopting the configuration of this OFDM method as compared with the case where downlink and uplink transmissions are multiplexed by time division or frequency division.
引き続き図5および図6を用いて、上述のフローで示した動作を実行する親局401と子局402〜404の構成を説明する。
The configuration of the
図5は、実施形態1における親局401の内部機能ブロックを示す図である。まずキャリア割当制御部108は、予め計画した通信帯域内のサブキャリアを分割して得られた直交した複数のサブキャリアグループを複数の子局の各々へ割り当てる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an internal functional block of the
制御データ生成部122は、子局402〜404宛ての送信データを生成し、対応する各子局の送信データバッファ101〜103へ送る。
The control
割り当てられた子局宛の送信データは、シンボルマッパ104〜106にてマッピングされ、送信キャリア選択部107に出力される。例えば、シンボルマッパ104〜106は、64QAM等で複素平面上に送信データをマッピングする。
The transmission data addressed to the assigned slave station is mapped by
送信キャリア選択部107は、キャリア割当制御部108の指示に基づき、マッピングされたデータが所定のサブキャリアに多重化されるように、データを並び替える。
The transmission
セレクタ109は、送信データ制御部110の指示に基づき、下りプリアンブルデータ111、ヌルデータ112、送信キャリア選択部107の出力するデータの内のいずれかを選択しIDFT部(逆離散フーリエ変換部)113に出力する。ヌルデータ112は、1シンボル期間の送信出力を無信号にする場合に使用される。
The
IDFT部113は、周波数軸上にあった入力データを逆離散フーリエ変換(IDFT)処理し、時間軸上に有効シンボルを生成する。
The
GI(Gird Interval:ガードインターバル)付加部114は、有効シンボルにガードインターバルを付加してOFDMシンボルを生成し、送信部115に出力する。
A GI (Gird Interval) adding
以上、送信データのマッピングから送信部へOFDMシンボルの出力までの動作を行う下りシンボル生成手段について述べた。 Heretofore, the downlink symbol generating means for performing operations from mapping of transmission data to outputting of OFDM symbols to the transmission unit has been described.
下り送信手段である送信部115は、クロックを供給するクロック生成部116のクロック信号に基づいて、生成されたOFDMシンボルをD/A変換処理、直交変調および周波数変換し、図1における伝送路405上の下り信号として送信する。
The
このようにして、送信部115は、タイミング生成部117が出力するタイミング信号に基づいて、この下り信号を時間的に連続して送信する。
In this way, the
一方、上り受信手段である受信部118は、子局402〜404が送信する上り信号を受信する。しかし実際、下り送信部115が出力した信号は自局の受信部118に回り込んでしまう。なぜなら、送信部と受信部との間の伝送路には、上りと下り信号を分離するデュープレクサーがないためである。よって上り受信部118は回り込んできた下り信号と上り信号との和となる和信号を受信することになる。尚、以下では、送信部と受信部との間の伝送路を回り込み伝送路という。
On the other hand, the receiving
受信された和信号は、クロック生成部116の出力するクロック信号に基づき、周波数変換処理、直交復調処理、およびA/D変換処理され、シンボルタイミング検出部119、GI除去部120に出力される。
The received sum signal is subjected to frequency conversion processing, orthogonal demodulation processing, and A / D conversion processing based on the clock signal output from the
シンボルタイミング検出部119は、上りプリアンブルシンボルのシンボルタイミングを検出し、タイミング誤差算出部121に出力する。
The symbol
タイミング誤差算出部121は、タイミング生成部117の出力するタイミング信号と上りシンボルタイミングとのタイミング誤差を算出する。ここで、タイミング誤差算出部121は、タイミング誤差が所定の値(第1閾値)以上の場合、子局においてシンボルタイミングの検出エラーが発生したものと判断し、送信データ制御部110と制御データ生成部122にその旨を通知する。
The timing
制御データ生成部122は、各子局に対し上りプリアンブルを送信することを命じる信号である上りプリアンブル送信命令や、送信を停止する停止命令等の子局の制御用データを生成する。例えば、タイミング誤差算出部121からの出力を受けた場合には、タイミング変更命令を生成し、タイミング検出エラーが発生した子局にタイミング変更命令を送信する。タイミング変更命令は、送信データに入力され、マッピングされた後、送信データ制御部110の制御によりセレクタ109から出力されて該当する子局に送信される。
The control
GI除去部120は、タイミング生成部117の出力するタイミング信号に基づき、受信信号からガードインターバルを除去し、有効シンボルをDFT部123に出力する。
DFT部(離散フーリエ変換部)123は、有効シンボルに対してDFT処理を行い、送信信号除去部124に出力する。
The DFT unit (discrete Fourier transform unit) 123 performs DFT processing on the effective symbol and outputs the result to the transmission
送信信号除去部124は、回り込み下り信号成分の減算処理を行う。ここで、回り込み下り信号成分は、自局が送信した下り信号のうち自局の受信部へ回り込んだ信号成分を言う。
The transmission
図6は、第1の送信信号除去部124の内部構成例を示す図である。この送信信号除去部124は、自局が送信した下り信号を除去するための送信信号除去手段である。この送信信号除去部124は、第1の送信データ切換部301と第1の受信データ切換部302と第1の複素除算部303と第1の特性記憶部304と第1の複素乗算部305と第1の減算部306で構成される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an internal configuration example of the first transmission
セレクタ109の出力は、送信データ切換部301へも入力される。下りプリアンブルシンボルの送信時、送信データ切換部301は、セレクタ109の出力を複素除算部303に出力する。下りデータシンボルの送信時には、セレクタ109の出力を複素乗算部305に出力する。下りプリアンブルシンボルを送信する目的の1つは、下り送信部から送信することで回り込み伝送路の伝送路特性を得ることである。
The output of the
DFT部123の出力は、受信データ切換部302へ入力される。受信データ切換部302は、下りプリアンブルシンボルの送信時、DFT部123の出力を複素除算部303に出力し、下りデータシンボルの送信時に、DFT部123の出力を複素乗算部305に出力する。
The output of the
複素除算部303は、下り送信部から自局の上り受信部までの回り込み下りプリアンブルシンボルのDFT出力を下りプリアンブルデータで複素除算することにより、送信部115から受信部118までの第1の伝送路特性値を推定する。ここで、回り込み下りプリアンブルシンボルは、下り送信部からの下りプリアンブルシンボルが回り込み伝送路を介して上り受信部118に回りこんだシンボルを言う。
The
特性記憶部304は、複素除算部303の出力を、下り送信部から上り受信部までの回り込み伝送路に関する第1の伝送路特性値として以後保持する。ここで、親局は下りプリアンブルシンボルを複数個送信し、各々の回り込み下りプリアンブルシンボルで推定された伝送路特性を平均化することで、伝送路特性値の推定精度を高めるようにしてもよい。この場合、特性記憶部304は、回り込み下りプリアンブルシンボル受信時に複素除算部303から出力される伝送路特性値をシンボル方向に平均化し、該平均化した値を第1の伝送路特性値として以後保持する。
The
複素乗算部305は、セレクタ109の出力するデータに対して第1の伝送路特性値を複素乗算することにより、回り込み下り信号成分を推測し、減算部306に出力する。
The
減算部306は、下りデータシンボルのDFT出力から複素乗算部305の出力を減算することで、回り込み下り信号成分の除去を行う。
以上の動作により、送信信号除去部124は、受信信号から回り込み下り信号成分を除去し、同回り込み下り信号の成分が除去された信号を受信信号等化部125に出力する。
The subtracting
Through the above operation, the transmission
受信信号等化部125は、上り受信信号の等化処理を行う。上り受信信号の等化処理は、子局の送信部211からの上りプリアンブルシンボルを用いて、子局から親局までの伝送路特性を推定することにより行われる。
The reception
受信キャリア選択部126は、受信信号等化後のデータをキャリア割当制御部108の制御に基づいて受信データを分離して、シンボルデマッパ127〜129に出力する。
The reception
シンボルデマッパ127〜129は、例えば64QAM等のデマッピング処理を行い、子局402〜404からの受信データ130〜132を復調する。
The symbol demappers 127 to 129 perform demapping processing such as 64QAM, and demodulate the received
以上、GI除去部120、DFT部123、送信信号除去部124、受信信号等化部125、受信キャリア選択部126、そしてシンボルデマッパ127〜129を経て受信信号を復調する上り復調手段について述べた。
The uplink demodulation means for demodulating the reception signal through the
図7は、子局402〜404の内部構成及び動作について示す図である。キャリア割当制御部208は、親局の計画した通信帯域内のサブキャリアグループを親局宛てとして割り当てる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the internal configuration and operation of the
シンボルマッパ202は、親局401データ送信バッファ201から出力された送信データを、例えば64QAM等で複素平面上にマッピングし、セレクタ203に出力する。
The
セレクタ203は、送信データ制御部204の指示に基づき、上りプリアンブルデータ205、ヌルデータ206、シンボルマッパ202の出力するデータの内いずれかを選択してIDFT部209に出力する。
The
送信キャリア選択部207は、キャリア割当制御部208の制御に基づき、送信データが割り当てられたサブキャリアグループに多重化されるように、データを並び替える。
Based on the control of the carrier
IDFT部209は、入力されたデータを逆離散フーリエ変換処理し、有効シンボルを生成する。
The
GI付加部210は、有効シンボルにガードインターバルを付加してOFDMシンボルを生成し、送信部211に出力する。
上り送信手段である送信部211は、OFDMシンボルをクロック生成部212の出力するクロック信号に基づいて、D/A変換処理、直交変調処理、及び周波数変換処理し、伝送路上に上り信号として送信する。ここで、送信部211はタイミング生成部213の出力するタイミング信号に基づき、親局宛の上り信号を時間的に連続に送信する。
Transmitting
下り受信手段である受信部214は、受信信号をクロック生成部212の出力するクロック信号に基づいて周波数変換処理、直交復調処理、およびA/D変換処理し、シンボルタイミング検出部215及びGI除去部216に出力する。
The receiving
シンボルタイミング検出部215は、下りプリアンブルシンボルのシンボルタイミングを検出し、その検出信号をタイミング生成部213に出力する。
The symbol
タイミング生成部213は、下りプリアンブルシンボルのシンボルタイミングに同期したタイミング信号を生成し、送信部211及びGI除去部216に出力する。
The
GI除去部216は、タイミング生成部213の出力するタイミング信号に基づいて、受信信号からガードインターバルを除去し、その除去した信号の有効シンボルをDFT部217に出力する。
DFT部217は、有効シンボルに対してDFT処理を行い、その処理した信号を送信信号除去部218に出力する。
The
自局が送信した上り信号を除去するための送信信号除去手段である、第2の送信信号除去部218は、回り込み上り信号成分の減算処理を行い、減算処理後のデータを受信信号等化部219に出力する。ここで、回り込み上り信号は、自局が送信した上り信号のうち自局の受信部へ回り込んだ信号成分を言う。送信信号除去部218は、図1において説明した親局401の第1の送信信号除去部124と同様の構成及び動作である。図3に対応する子局の構成として、第2の送信信号除去部は、第2の送信データ切換部と第2の受信データ切換部と第2の複素除算部と第2の特性記憶部と第2の複素乗算部と第2の減算部306で構成される(図示はしない)。但し、親局では、下りプリアンブル送信時に回り込み伝送路による伝送路特性の推定を行うのに対して、子局では、上りプリアンブル送信時に、回り込み伝送路による伝送路特性の推定を行う点が異なっている。
The second transmission
受信信号等化部219は、下り受信信号の等化処理を行う。下り受信信号の等化処理は、下りプリアンブルシンボルを用いて、親局から子局までの伝送路特性を推定することにより行われる。また、受信キャリア選択部220は、受信信号等化後のデータをキャリア割当制御部208の制御に基づき、割り当てられたサブキャリアグループのみの受信データを分離して、シンボルデマッパ221に出力する。
The reception
シンボルデマッパ221は、例えば64QAM等のデマッピング処理を行い、親局401からの受信データ222を復調する。ここで、受信データが上りプリアンブル送信命令等の制御データであった場合には、当該情報を送信データ制御部204に通知し、送信データ制御部204は同情報に基づいてセレクタ203の制御を行う。例えば、親局401から上りプリアンブルシンボル送信命令を受信した場合には、送信データ制御部204はセレクタ203から上りプリアンブルデータ205が出力されるよう制御を行う。
The symbol demapper 221 performs demapping processing such as 64QAM, and demodulates the received
以上、GI除去部216、DFT部217、送信信号除去部218、受信信号等化部219、受信キャリア選択部220、そしてシンボルデマッパ221を経て、受信信号を復調する下り復調手段について述べた。次に、本発明のOFDM伝送方法における伝送を開始するには、親局401と子局402〜404は、送信タイミングの同期をとり、また回り込みによる第2の伝送路特性の推定を行う必要がある。
The downlink demodulation means for demodulating the reception signal has been described above through the
図8は、親局401と子局402〜404の全体的な動作を示すフロー図である。
FIG. 8 is a flowchart showing the overall operation of the
ステップS800で、親局401のキャリア割当制御部108は、予め計画した通信帯域内のサブキャリアを分割して得られた直交した複数のサブキャリアグループを複数の子局の各々へ割り当てる。
In step S800, the carrier
ステップS801で、親局401のクロック生成部116は、OFDMシンボル長毎にhigh(以下「H」と言う)となるタイミング信号を生成する。このタイミング信号は、下り信号の送信タイミング信号として用いられる。
In step S801, the
ステップS802で、親局401の送信部115は、このタイミング信号に基づき、送信信号のシンボル境界を含まない任意の区間を復調DFT処理区間として設定する。
In step S802, based on this timing signal,
ステップS803で、親局401の送信部115は、タイミング信号に同期して下りプリアンブルシンボルを伝送路405に出力する。下りプリアンブルシンボルは、全サブキャリアに、既知データパターンを乗せたシンボルであり、各子局における信号処理回路が親局と同期をとるために用意される。
In step S803, transmitting
ステップS804で、親局401の送信信号除去部124は、図1と図3の送信信号除去部124の動作で説明したとおり、回り込んで受信される下りプリアンブルシンボルを用いて、回り込みによる伝送路特性の推定を行う。
In step S804, the transmission
ステップS805で、親局401の送信信号除去部124は、次シンボル以降の回り込み下り信号成分を推定できるようになるため、ステップS804以降の受信信号復調の際には、回り込み下り信号成分の減算除去を行う。
In step S805, since the transmission
一方、子局側では、次のような動作が行われる。 On the other hand, the following operations are performed on the slave station side.
ステップS806で、子局402〜404のシンボルタイミング検出部215は、受信部214で受信した下りプリアンブルシンボルを用いて、下りシンボルタイミングを検出する。
In step S806, the symbol
ステップS807で、子局402〜404のタイミング生成部213は、シンボルタイミング検出部215で検出したシンボルタイミングに同期したタイミング信号の生成を行う。このタイミング信号は以降、上り信号の送信タイミング信号として用いられる。
In step S807, the
ステップS808で、子局402〜404のDFT部217は、このタイミング信号に基づき、送信信号のシンボル境界を含まない任意の区間を復調DFT処理区間として設定する。
In step S808, the
ステップS809で、子局402〜404の送信信号除去部218の受信信号等化部219は、下りプリアンブルシンボルを用いて、下り伝送路特性の推定を行う。
In step S809, the reception
続いて、親局401側では、以下のステップの動作が行われる。
Subsequently, the following steps are performed on the
ステップS810で、親局401の下り送信部115は、下りプリアンブルシンボルの送信を停止する。なお、子局402〜404がステップS806〜809を実行するために十分な期間、下りプリアンブルシンボルが送信される。
In step S810, the
ステップS811で、親局401の下り送信部115は、制御データ生成部122により生成された上りプリアンブル送信命令を送信することにより、子局402〜404の内1つの子局に対して上りプリアンブルシンボルの送信命令を行う。
In step S811, the
ステップS812で、上りプリアンブルシンボルの送信命令を受けた子局(ここでは子局402とする)の送信部211は、ステップS807で生成したタイミング信号に同期して、上りプリアンブルシンボルを伝送路405に出力する。
Upon receiving the uplink preamble symbol transmission command in step S812, the
ステップS813で、子局402の送信信号除去部218における複素除算部は、この上りプリアンブルシンボルのDFT出力を上りプリアンブルデータで複素除算することで送信部211から受信部214までの回り込みの伝送路特性の推定を行う。
In step S813, the complex division unit in the transmission
ステップS814で、子局402の送信信号除去部218における減算部は、送信信号の回り込み受信成分を推定できるようになるため、ステップS813以降の受信信号復調の際には、受信信号から回り込み信号成分の減算除去を行う。
In step S814, since the subtraction unit in the transmission
ステップS815で、親局401のシンボルタイミング検出部119は、この上りプリアンブルシンボルを用いて、上りシンボルタイミングを検出する。
In step S815, the symbol
ステップS816で、親局401のタイミング誤差算出部121は、このシンボルタイミングとタイミング生成部117で生成された親局タイミング信号とのタイミング誤差を算出する。
In step S816, the timing
ステップS817で、タイミング誤差算出部121は、タイミング誤差が第1閾値以上の場合には、その旨を送信データ制御部110へ送る。送信データ制御部110はタイミング変更命令を生成し、送信部115よりタイミング変更命令を子局402に送信し、ステップS803に戻る。また、タイミング誤差が第1閾値以下の場合には、ステップS819に進む。
If the timing error is greater than or equal to the first threshold value in step S817, the timing
ステップS818で、子局402の受信部214は、親局401からタイミング変更命令を受信した場合、下りシンボルタイミングの検出に失敗したものと判定し、その旨をシンボルタイミング検出部に送り、ステップS806に戻る。
In step S818, when receiving the timing change command from the
ステップS819において、親局401の送信信号除去部124における複素除算部は、この上りプリアンブルシンボルのDFT出力を上りプリアンブルデータで複素除算することで送信部115から受信部118までの回り込みの伝送路特性の推定を行う。
In step S819, the complex division unit in the transmission
ステップS820で、親局401の送信データ制御部110は送信停止命令を生成し、送信部115により、子局402に対して上りプリアンブルシンボルの送信停止命令を送信する。
In step S820, transmission
ステップS821で、子局402の受信部214は、送信停止命令を受けて上りプリアンブルシンボルの送信を停止する。
In step S821, the receiving
上記動作の結果、親局401と子局402とは送信タイミングが同期し、かつ回り込み受信信号のキャンセルが可能な状態となる。
As a result of the above operation, the
ステップS822で、以降、親局401は子局403、404についても同様のステップS812からS821の処理を実行する。
Thereafter, in step S822, the
ステップS823で、親局401の送信部115は、データ伝送開始命令を子局402〜404に送信する。
In step S823, the
ステップS824とS825で、親局401と子局402〜404との間のOFDMによるデータ伝送が開始される。
In steps S824 and S825, data transmission by OFDM between the
図9は、親局401と子局402〜404の主要な、タイミング信号と送信信号に関するタイミングを示す図である。このタイミング図は、上述の親局401と子局402〜404の構成を用いて、図8に示したフローの動作を行った場合のタイミングに関して示すものである。
FIG. 9 is a diagram showing main timing signals and transmission signal timings of the
図9で、親局401のタイミング信号901は、親局401のタイミング生成部117の出力するタイミング信号である。親局401の送信信号902は、親局401の送信部115が出力する送信信号である。送信部115はタイミング信号901に同期してOFDMシンボルを伝送路405に出力する。
In FIG. 9, the
子局402〜404のタイミング信号903は、子局402〜404がタイミング生成部213の出力するタイミング信号である。タイミング生成部213は下りプリアンブルシンボルのシンボルタイミングに同期したタイミング信号を生成し、出力する。
The timing signals 903 of the
子局402〜404の送信信号904は、子局402〜404の送信部211が出力する送信信号である。送信部211はタイミング信号903に同期してOFDMシンボルを伝送路405に出力する。
Transmission signals 904 of the
以上、図5、図6と図8に示す構成及び動作によって各局の送信タイミングが同期し、かつ自局の送信信号成分を除去すること可能となり、本発明によるOFDM伝送方式を行うことが可能となる。この結果、従来のOFDM方式に比べ更に帯域利用効率が向上でき、各局の送信するデータの伝送レートも増加可能になる。また、各局の送信するデータの正味の伝送レートはそのままに、伝送帯域の増加分をエラー訂正符号に割り当てることによりエラー耐性を高めるなど、用途に応じた柔軟なシステムを実現することが可能となる。 As described above, the transmission timing of each station is synchronized and the transmission signal component of the own station can be removed by the configuration and operation shown in FIGS. 5, 6 and 8, and the OFDM transmission system according to the present invention can be performed. Become. As a result, the band utilization efficiency can be further improved as compared with the conventional OFDM system, and the transmission rate of data transmitted from each station can be increased. In addition, it is possible to realize a flexible system according to the application, such as increasing error tolerance by allocating an increase in transmission band to an error correction code while keeping the net transmission rate of data transmitted by each station. .
本実施形態では、サブキャリアを図2に示す3つのグループに分割し、子局402〜404に割り当てるものとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。
In the present embodiment, the subcarriers are divided into the three groups shown in FIG. 2 and assigned to the
図10は、グループ1901〜1903に示すように任意のサブキャリアをグループ化して、子局402〜404に割り当てた場合を示す図である。この場合においても、同様に本発明の方法を適用できる。この場合、サブキャリアのグループ化及び子局402〜404への割り当てを、伝送路特性に応じて決定することで、より効率的な伝送を行うことも可能となる。
FIG. 10 is a diagram showing a case where arbitrary subcarriers are grouped and assigned to the
実施形態1では、図4に示したように親局401と子局402〜404の送信する信号の周波数強度が同一であるものとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 4, the frequency intensity of the signals transmitted from the
例えば、図11は、親局401の送信信号の周波数強度を子局402〜404のそれと比して大きく設定する場合を示す図である。そして、下り通信の変調方式に256QAM等を用いて、下り通信の伝送帯域を大きくするなど、用途に応じた柔軟な伝送が可能である。本実施形態では、図4に示したように、通信帯域内のサブキャリアを各局が同一の周波数強度で使用する場合を例として説明を行った。
For example, FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the frequency intensity of the transmission signal of the
図12は、通信帯域内の特定のサブキャリアのみを使用しないようにする場合を示す図である。この場合には、図12に示すように、サブキャリアを子局数以上のグループに分割し、使用しないサブキャリアグループ(2301)を設定すればよい。 FIG. 12 is a diagram illustrating a case where only specific subcarriers in the communication band are not used. In this case, as shown in FIG. 12, the subcarriers may be divided into groups equal to or larger than the number of slave stations, and a subcarrier group (2301) not used may be set.
図13は、複数のサブキャリアを有するサブキャリアグループ(501〜503)以外の単一のキャリアを有するシングルサブキャリアグループを、親局401や子局402〜404のいずれかのみが占有する場合を示す図である。この場合も同様に、本実施形態に適用できることは言うまでもない。
FIG. 13 shows a case where only the
このように実施形態1では、親局から子局への下り信号と親局への上り信号とが、同時かつ同一のサブキャリアグループにより送信される。親局は、上り復調部で受信された上り信号から自局が前記1つの子局へ送信した下り信号の成分を減算除去する送信信号除去部を備える。一方、子局は下り復調部で受信された下り信号から自局が送信した上り信号の成分を減算除去する送信信号除去部を備える。この構成をとることで、帯域利用効率の極めて高い、同時多重通信が可能となる。 As described above, in the first embodiment, the downlink signal from the master station to the slave station and the uplink signal to the master station are transmitted simultaneously and by the same subcarrier group. The master station includes a transmission signal removing unit that subtracts and removes the component of the downlink signal transmitted from the own station to the one slave station from the uplink signal received by the uplink demodulating unit. On the other hand, the slave station includes a transmission signal removal unit that subtracts and removes the component of the uplink signal transmitted by the local station from the downlink signal received by the downlink demodulation unit. By adopting this configuration, simultaneous multiplex communication with extremely high bandwidth utilization efficiency becomes possible.
また、実施形態1では、親局401は、特徴的な送信信号除去部を有する。すなわち送信信号除去部は、下り送信部より送信され回り込み伝送路から受信された下りプリアンブルシンボルを、既知の下りプリアンブルシンボルにより複素除算する。そして、下り送信部と上り受信部との間の伝送路特性を推定し、複素除算部からの推定された伝送路特性の出力を下りプリアンブルシンボルの数で平均化した値を伝送路特性値として記憶する。更に、子局宛ての送信データと伝送路特性値とを複素乗算することで、子局宛ての下り信号の回り込みによる信号成分を推定する。最後に、受信された下りの和信号から、複素乗算部で推定された信号成分を減算することで、前記回り込みによる影響を除去する。この送信信号除去手段により、親局における精度の高い復調が可能となる。
In the first embodiment, the
一方、実施形態1では、子局における送信信号除去手段も、親局と同様、特徴的な送信信号除去部を有する。まず上り送信部より送信され回り込み伝送路から受信された上りプリアンブルシンボルを、既知の上りプリアンブルシンボルにより複素除算する。そして、上り送信部と下り受信手段との間の伝送路特性を推定し、複素除算部からの推定された前記伝送路特性の出力を上りプリアンブルシンボルの数で平均化した値を第2の伝送路特性値として記憶する。更に親局宛ての送信データと伝送路特性値とを複素乗算することで、親局宛ての上り信号の回り込みによる信号成分を推定する。最終的に、受信された上りの和信号から、複素乗算部で推定された信号成分を減算することで、前記回り込みによる影響を除去する。この送信信号除去部により、子局における精度の高い復調が可能となる。 On the other hand, in the first embodiment, the transmission signal removal means in the slave station also has a characteristic transmission signal removal unit, similar to the parent station. First, the uplink preamble symbol transmitted from the uplink transmission unit and received from the wraparound transmission path is complex-divided by a known uplink preamble symbol. Then, the transmission path characteristic between the uplink transmission unit and the downlink reception means is estimated, and the value obtained by averaging the output of the transmission path characteristic estimated from the complex division unit with the number of uplink preamble symbols is transmitted to the second transmission. Stored as a road characteristic value. Further, by multiplying the transmission data addressed to the master station by the transmission path characteristic value, the signal component due to the wraparound of the uplink signal addressed to the master station is estimated. Finally, the influence of the wraparound is removed by subtracting the signal component estimated by the complex multiplier from the received sum signal of the uplink. This transmission signal removal unit enables highly accurate demodulation at the slave station.
<実施形態2>
本発明の適用には、各局に極めて発振精度の高い発振器が必要となるが、子局402〜404の動作クロックとして電圧制御発振器を用いることも可能である。以下に、その具体的な実施形態について説明する。本実施形態では、親局401がパイロットデータを伝送するためのサブキャリアグループを設ける。そして、子局402〜404は同パイロットデータを用いたクロックの同期制御を行う。
<Embodiment 2>
Application of the present invention requires an oscillator with extremely high oscillation accuracy at each station, but it is also possible to use a voltage controlled oscillator as an operation clock for the
図14は、実施形態2のグループ割り当て例を示す図である。図14で、サブキャリアグループ1001〜1003は親局401と子局402〜404の夫々とで通信するために使用されるサブキャリアグループである。サブキャリアグループ1004は、親局401のみが使用し、パイロットサブキャリアを伝送するためのグループである。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of group assignment according to the second embodiment. In FIG. 14,
図15は、本実施形態における親局401を示すブロック図である。親局401、子局402〜404の構成及び動作に関して、実施形態1の構成と異なるブロックについて説明を行う。そのほかのブロックは、実施形態1の動作と同様である。
FIG. 15 is a block diagram showing the
図15で、パイロットデータ1101は第1の既知データパターンから構成される。パイロットデータ1101は、送信キャリア選択部107に入力され、所定のサブキャリアに乗せられるようデータの並べ替えが行われる。
In FIG. 15,
図16は、実施形態2における子局の構成を示すブロック図である。この図16で、クロック生成部1201は、電圧制御発振器で構成され、同期制御部1203の出力に応じて、その発振周波数が親局401のクロック周波数と同期するよう制御される。図16におけるパイロット抽出部1202は、キャリア割当制御部208の指示に基づき、DFT部217の出力からパイロットデータが多重されているサブキャリアのデータのみを抽出し、同期制御部1203に出力する。同期制御部1203は、抽出されたパイロットデータに基づいてクロック生成部1201の制御を行う。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a slave station in the second embodiment. In FIG. 16, the
図17は、同期制御部1203の構成例を示す図である。図17の複素乗算部1303において、抽出されたパイロットデータは、遅延部1301と複素共役部1302により出力される1シンボル前のパイロットデータの複素共役データと複素乗算される。この乗算結果はクロック周波数偏差に比例した偏角を有するため、同乗算結果を平均算出部1304にて平均処理した後、arctan部1305にて偏角を算出し、この値に応じてクロック生成部1201の制御を行う。なお、この際、パイロットデータのシンボルタイミングずれ量をシンボル毎に算出し、この算出結果をクロック生成部1201の制御情報として追加することで、より高精度なクロック同期制御を行うことも可能である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the synchronization control unit 1203. In the
実施形態2では、図14に示すように親局401のみが使用するパイロットサブキャリアグループを設けることにより、子局402〜404は同サブキャリアグループのパイロットサブキャリア全てを用いたクロック同期制御が可能である。
In the second embodiment, as shown in FIG. 14, by providing a pilot subcarrier group used only by the
図18は、図4の例を用い、各サブキャリアグループ内にパイロットサブキャリアを設けるようにした場合の例を示す図である。以後、図14に示すサブキャリアグループ割り当てを割り当て1、図18に示すサブキャリアグループ割り当てを割り当て2と称する。 FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which pilot subcarriers are provided in each subcarrier group using the example of FIG. Hereinafter, the subcarrier group assignment shown in FIG. 14 is referred to as assignment 1, and the subcarrier group assignment shown in FIG. 18 is referred to as assignment 2.
割り当て2では、子局402〜404は他の子局の使用するサブキャリアグループのパイロットサブキャリアを用いたクロック同期制御を行うことはできない。したがって、割り当て2は、実施形態2である割り当て1と比較してクロックの同期精度が低下してしまう問題が発生する。また、割り当て1と同等のクロック同期精度を得るには、割り当て1のパイロットサブキャリア数と同数のパイロットサブキャリアを各グループ内に設ける必要がある。この場合には下りの伝送帯域が必要以上に低下してしまう問題が発生する。これを改善するため、割り当て1の実施形態2では、周波数帯域を有効に利用したクロック同期制御を行い、下り伝送帯域の低下を避けることを提案する。
In allocation 2, the
なお、割り当て1では、親局401のみが伝送するパイロットサブキャリアグループを設けるため、割り当て2と比較すると、子局402〜404の伝送帯域をパイロットサブキャリアの数だけ低下させてしまう。したがって、上りの伝送帯域の必要度に応じて、割り当て1と割り当て2とを選択するようにしてもよい。
Since allocation 1 provides a pilot subcarrier group that only the
実施形態2では、親局はサブキャリアグループにおいて少なくとも1つのサブキャリアグループを、親局のみが送信を行うサブキャリアグループとして割り当てる。親局は、このサブキャリアを用い、既知データパターンであるパイロットキャリアを子局に送信する。この構成で、子局はパイロットキャリアを利用することができ、実施形態1よりもより精度の高い同期を提供する効果がある。 In Embodiment 2, the master station assigns at least one subcarrier group in the subcarrier group as a subcarrier group in which only the master station transmits. The master station uses this subcarrier to transmit a pilot carrier, which is a known data pattern, to the slave station. With this configuration, the slave station can use the pilot carrier, and there is an effect of providing synchronization with higher accuracy than in the first embodiment.
また実施形態2では、子局において、下り復調部が親局からのパイロットキャリアを抽出し、前記抽出されたキャリアに基づき子局のクロック生成部を制御する。この構成をとることで、実施形態1のタイミングシンボルのみを使用した同期に比べ、高い精度の同期を実現できるとういう効果がある。
<実施形態3>
実施形態3では、実施形態2に加えて、子局402〜404が第2の既知データパターンからなるパイロットデータを伝送するためのサブキャリアグループを設ける。図19に、本実施形態のグループ割り当て例を示す。
In the second embodiment, in the slave station, the downlink demodulator extracts a pilot carrier from the master station, and controls the clock generator of the slave station based on the extracted carrier. By adopting this configuration, there is an effect that synchronization with higher accuracy can be realized as compared with synchronization using only the timing symbols of the first embodiment.
<Embodiment 3>
In the third embodiment, in addition to the second embodiment, a subcarrier group is provided for the
図19は、実施形態3のグループ割り当て例を示す図である。図19に、グループ1501〜1503は親局401と子局402〜404の夫々とで通信するために使用されるサブキャリアグループを示す。グループ1504は、親局401のみが使用し、パイロットサブキャリアを伝送するためのグループである。グループ1505〜1507は、子局402〜404の夫々のみが使用し、パイロットキャリアを伝送するためのグループである。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of group assignment according to the third embodiment. In FIG. 19,
図20は、実施形態3における親局401の構成を示すブロック図である。親局401の構成、及び動作に関して、実施形態1と2の構成と異なるブロックの説明を行う。他のブロックは、実施形態1と2の構成での説明と同様である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of the
図20において、ヌルデータ1601は送信キャリア選択部107に入力され、グループ1505〜1507のために、データが多重化されない形でデータが並べ替えられる。
In FIG. 20,
図21は、サブキャリアグループの位相制御を行う位相トラッキング手段である位相トラッキング部1602〜1604の詳しい構成例を示す図である。図20においてパイロット分離部1701は、キャリア割当制御部108の指示に基づいてパイロットキャリアとデータキャリアとの分離を行う。第1の複素除算部1703はパイロットキャリアと既知の上りパイロットデータ1702との複素除算を行い、位相雑音に起因する位相回転成分を算出する。平均算出部1704は同位相回転成分の平均化処理を行い、第1の複素乗算部1705は同平均算出結果とデータキャリアとの複素乗算を行う。以上の動作により、子局402〜404で発生する位相雑音成分の補正を行うことが可能となる。
FIG. 21 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the phase tracking units 1602 to 1604 as phase tracking means for performing phase control of the subcarrier group. In FIG. 20, a
図22は、本実施形態の子局402〜404の構成を示す図である。実施形態3の子局402〜404の受信信号等化部2001は、他の子局の送信するパイロットグループの伝送路特性値を同期制御部2003に通知する。
FIG. 22 is a diagram illustrating the configuration of the
パイロット抽出部2002は、親局401の送信するパイロットキャリアに加えて、他の子局の送信するパイロットキャリアを抽出し、同期制御部2003に出力する。
図23は、同期制御部2003の内部構成例を示す図である。図23において抽出されたパイロットデータは、第2の複素乗算部2103において、遅延部2101と複素共役部2102により出力される1シンボル前のパイロットデータの複素共役データと複素乗算される。同乗算結果は、グループ分離部2104によって、グループ毎に分離される。そして親局から受信したパイロットデータは、加算平均算出部2107に、また他の子局から受信したパイロットデータは、重み付け演算部2105に入力される。
FIG. 23 is a diagram illustrating an internal configuration example of the
重み付け演算部2105は、絶対値算出部2106から出力される各グループの伝送路損失量に応じてパイロットデータに重み付けを行い、加算平均算出部2107に出力する。絶対値算出部2106は受信信号等化部2001から入力される伝送路特性値の絶対値を算出し、伝送路損失量を求める。以後、親局401と他の子局から受信したパイロットデータは加算平均算出部2107にて加算平均が算出され、arctan算出部2108に送られる。arctan算出部2108において、その加算平均より偏角が算出され、その偏角はクロック生成部1201の同期制御情報として使用される。
子局402〜404の動作を可能とするために、本実施形態において、子局402〜404は、他の子局からのパイロットキャリアを復調する必要がある。
In order to enable the operations of the
図24は、本実施形態における親局401と子局402〜404の動作を示す図である。図24に示す動作フローは、実施形態1で示した図8の動作フローにおけるステップS822の後に行われる。
FIG. 24 is a diagram illustrating operations of the
ステップS1801において、親局401の送信部115は、子局402に対してパイロット送信命令を送信する。
In step S1801, the
ステップS1802において、子局402の受信部214はこのパイロット送信命令を受信する。この結果、IDFT部209は、割り当てられたパイロットグループにのみパイロットデータを時間軸上のOFDMシンボルに変換し、送信部211はOFDMシンボルを直交周波数変調し送信する。
In step S1802, the receiving
ステップS1803とステップS1804において、子局403と子局404の受信部214は同送信信号を受信し、受信信号等化部2001は、パイロットデータを用いて子局402から送信されたパイロットグループの伝送路特性を推定する。
In step S1803 and step S1804, the
ステップS1805において、親局401の受信信号等化部125は、以降の子局402から送信されるパイロットグループに対して伝送路特性の逆特性を複素乗算することで等化処理を行う。その後、親局401の送信部115は、パイロット停止命令を子局402へ送信する。
In step S1805, the received
ステップS1806において、子局402の受信部214はこのパイロット停止命令を受けて、送信部211はパイロット信号の送信を停止する。
In step S1806, the
ステップS1807〜ステップS1818において、これ以降、同様の動作を親局401は全子局に対して行い、各子局はその他の子局との伝送路特性を推定する。
In Steps S1807 to S1818, thereafter, the same operation is performed for all the slave stations by the
以上の動作により、子局402〜404は他の子局からのパイロットキャリアを用いた同期制御を行うことが可能となる。
Through the above operation, the
以上のように、実施形態3における親局401と子局402〜404のパイロットキャリアを用いた構成により、親局401は子局402〜404で発生する位相雑音成分の補正を行うことが可能となる。また、子局402〜404は親局401からのパイロットキャリアのみならず、他の子局の送信するパイロットキャリアを用いてクロックの同期制御を行うため、同期精度を向上することが可能となる。さらに、実施形態3では、他の子局から受信するパイロットキャリアを伝送路特性に応じた重み付けを行い、同期制御情報として使用する。この結果、子局間の伝送路特性が良好でない場合においても、その影響を受けにくい柔軟な同期制御が可能となり、実施形態3は、実施形態2と比べ更に信頼度の高いOFDM方式の通信システムを提供できる。
As described above, the configuration using the pilot carriers of the
実施形態3では、親局において少なくとも1つのサブキャリアグループを、子局のみが送信を行うサブキャリアグループとして割り当て、親局はこの子局のみが送信を行うサブキャリアグループにヌルデータを入れて送信する。そして子局ではこの子局のみが送信を行うグループを用いて既知データパターンをであるパイロットキャリアを親局に送信する構成をとる。このパイロットキャリアを用いることで、実施形態2では実現できなかった位相制御を提供する効果がある。 In the third embodiment, at least one subcarrier group is assigned as a subcarrier group to be transmitted only by a child station in the parent station, and the parent station transmits null data in a subcarrier group to which only the child station transmits. . The slave station is configured to transmit a pilot carrier having a known data pattern to the master station using a group in which only this slave station transmits. By using this pilot carrier, there is an effect of providing phase control that cannot be realized in the second embodiment.
そして実施形態3では、親局では子局からのパイロットキャリアを抽出し、位相トラッキングループを備えることで、パイロットキャリアを用いた各サブキャリアの位相制御を実現する。これにより、クロックの同期のみならず、各サブキャリアの位相も精度良く制御可能となる。 In the third embodiment, the master station extracts the pilot carrier from the slave station and includes a phase tracking loop, thereby realizing phase control of each subcarrier using the pilot carrier. As a result, not only clock synchronization but also the phase of each subcarrier can be controlled with high accuracy.
101〜103 送信データ
104〜106 シンボルマッパ
107 送信キャリア選択部
108 キャリア割当制御部
109 セレクタ
110 送信データ制御部
111 下りプリアンブルデータ
112 ヌルデータ
113 IDFT部
114 GI付加部
115 送信部
116 クロック生成部
117 タイミング生成部
118 受信部
119 シンボルタイミング生成部
120 GI除去部
121 タイミング誤差算出部
122 制御データ生成部
123 DFT部
124 送信信号除去部
125 受信信号等化部
126 受信キャリア選択部
127〜129 シンボルデマッパ
130〜132 受信データ
101-103 Transmission data
104 to 106
Claims (11)
前記親局は、
前記サブキャリアを前記複数の子局の各々に割り当てる割り当て手段と、
前記複数のサブキャリアの各々に、対応する子局宛の送信データをマッピングすることにより前記複数の子局へ送信する下り信号を生成し、当該下り信号を前記複数の子局へ送信する下り送信手段と、
前記複数の子局からの上り信号を受信する上り受信手段と、
前記受信された上り信号を復調する上り復調手段と、
を備え、
前記複数の子局の各々は、
前記親局からの前記下り信号を受信する下り受信手段と、
前記受信された下り信号を復調する下り復調手段と、
前記親局から割り当てられたサブキャリアに、親局宛の送信データをマッピングすることにより前記親局へ送信する上り信号を生成し、当該上り信号を前記親局へ送信する上り送信手段と
を備え、
前記親局から前記複数の子局のうち少なくとも1つの子局への下り信号と該1つの子局からの該親局への上り信号とが、同一のサブキャリアにおいて同時に送信され、前記上り復調手段は、当該少なくとも1つの子局へ割り当てられたサブキャリアに対応する前記下り信号の信号成分を前記受信された上り信号から除去した後の信号について復調処理を行い、当該少なくとも1つの子局の前記下り復調手段は、前記上り信号の信号成分を前記受信された下り信号から除去した後の信号について復調処理を行う、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system that performs communication between a master station and a plurality of slave stations using a communication method having a plurality of subcarriers ,
The master station is
Allocating means for allocating the subcarrier to each of the plurality of slave stations;
Downlink transmission for generating a downlink signal to be transmitted to the plurality of slave stations by mapping transmission data addressed to the corresponding slave station to each of the plurality of subcarriers, and transmitting the downlink signal to the plurality of slave stations Means,
Uplink reception means for receiving uplink signals from the plurality of slave stations;
Uplink demodulating means for demodulating the received uplink signal ;
With
Each of the plurality of slave stations is
Downlink receiving means for receiving the downlink signal from the master station;
Downlink demodulating means for demodulating the received downlink signal;
An uplink transmission means for generating an uplink signal to be transmitted to the master station by mapping transmission data addressed to the master station to a subcarrier assigned by the master station, and transmitting the uplink signal to the master station; ,
Wherein the upstream signal from the master station to the parent station from the downlink signal and said one slave station to at least one child station of the plurality of slave stations is transmitted simultaneously in the same sub-carrier, the uplink The demodulating means performs demodulation processing on the signal after the signal component of the downlink signal corresponding to the subcarrier assigned to the at least one slave station is removed from the received uplink signal, and the at least one slave station The downlink demodulation means performs demodulation processing on the signal after removing the signal component of the uplink signal from the received downlink signal,
A communication system characterized by the above.
前記サブキャリアの割り当てに基づいて、前記複数のサブキャリアの各々に送信データをマッピングすることにより前記1つ以上の装置へ送信する送信信号を生成し、当該送信信号を前記1つ以上の装置へ送信する送信手段と、 Based on the subcarrier allocation, a transmission signal to be transmitted to the one or more devices is generated by mapping transmission data to each of the plurality of subcarriers, and the transmission signal is transmitted to the one or more devices. A transmission means for transmitting;
前記1つ以上の装置から信号を受信する受信手段と、 Receiving means for receiving signals from the one or more devices;
受信信号を復調する復調手段と、 Demodulation means for demodulating the received signal;
を備え、 With
同一のサブキャリアにおいて同時に、前記送信手段が1つ以上の装置へ前記送信信号を送信するとともに、前記受信手段が当該装置から前記受信信号を受信し、前記復調手段は、当該装置へ割り当てられたサブキャリアに対応する前記送信信号の信号成分を前記受信信号から除去した後の信号について復調処理を行う、 Simultaneously in the same subcarrier, the transmitting means transmits the transmission signal to one or more devices, the receiving means receives the received signal from the device, and the demodulating means is assigned to the device. A demodulation process is performed on the signal after the signal component of the transmission signal corresponding to the subcarrier is removed from the reception signal.
ことを特徴とする通信装置。 A communication device.
既知のプリアンブルシンボルを用いて、前記送信手段から送信されて回り込んで前記受信手段で受信した信号の伝送路を推定して伝送路推定値を出力する伝送路推定手段と、 Transmission path estimation means for estimating a transmission path of a signal transmitted from the transmission means and received by the reception means by using a known preamble symbol and outputting a transmission path estimation value;
前記伝送路推定値と前記送信信号とを複素乗算することにより、前記信号成分を推定する信号成分推定手段と、 Signal component estimation means for estimating the signal component by complex multiplication of the transmission path estimation value and the transmission signal;
を備えることを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 2, further comprising:
ことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 3.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 3 or 4, wherein
前記復調手段は、前記1つの装置のみに割り当てられたサブキャリアで受信した信号に基づき、当該1つの装置から受信した信号の位相回転を推定する、 The demodulation means estimates a phase rotation of a signal received from the one device based on a signal received on a subcarrier assigned to the one device only;
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の通信装置。 The communication device according to any one of claims 2 to 5, wherein:
前記サブキャリアの割り当てにおいて、少なくとも1つのサブキャリアが1つの装置のみが送信を行うように割り当てられ、前記クロック生成部は、前記1つの装置のみに割り当てられたサブキャリアで受信した信号に基づいて制御される、 In the subcarrier allocation, at least one subcarrier is allocated so that only one device performs transmission, and the clock generation unit is based on a signal received by a subcarrier allocated only to the one device. Controlled,
ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 6 or 7, wherein
ことを特徴とする請求項2から8のいずれか1項に記載の通信装置。 The communication device according to claim 2, wherein the communication device is a device.
前記親局において、
割り当て手段が、前記サブキャリアを前記複数の子局の各々に割り当てるステップと、
下り送信手段が、前記複数のサブキャリアの各々に、対応する子局宛の送信データをマッピングすることにより前記複数の子局へ送信する下り信号を生成し、当該下り信号を前記複数の子局へ送信するステップと、
上り受信手段が、前記複数の子局からの上り信号を受信するステップと、
上り復調手段が、前記受信された上り信号を復調するステップと、
を実行し、
前記複数の子局の各々において、
下り受信手段が、前記親局からの前記下り信号を受信するステップと、
下り復調手段が、前記受信された下り信号を復調するステップと、
上り送信手段が、前記親局から割り当てられたサブキャリアに、親局宛の送信データをマッピングすることにより前記親局へ送信する上り信号を生成し、当該上り信号を前記親局へ送信するステップと、
を実行し、
前記親局から前記複数の子局のうち少なくとも1つの子局への下り信号と該1つの子局からの該親局への上り信号とが、同一のサブキャリアにおいて同時に送信され、前記上り復調手段は、当該少なくとも1つの子局へ割り当てられたサブキャリアに対応する前記下り信号の信号成分を前記受信された上り信号から除去した後の信号について復調処理を行い、当該少なくとも1つの子局の前記下り復調手段は、前記上り信号の信号成分を前記受信された下り信号から除去した後の信号について復調処理を行う、
ことを特徴とする通信方法。 A communication method for performing communication between a master station and a plurality of slave stations using a communication method having a plurality of subcarriers ,
In the master station,
An assigning unit assigning the subcarrier to each of the plurality of slave stations;
A downlink transmission unit generates a downlink signal to be transmitted to the plurality of slave stations by mapping transmission data addressed to the corresponding slave station to each of the plurality of subcarriers, and the downlink signal is transmitted to the plurality of slave stations. Sending to
An uplink receiving means for receiving uplink signals from the plurality of slave stations;
An uplink demodulation means for demodulating the received uplink signal ;
Run
In each of the plurality of slave stations,
A downlink receiving means for receiving the downlink signal from the master station;
Downlink demodulation means, the step of demodulating said received downlink signal,
A step of generating an uplink signal to be transmitted to the parent station by mapping transmission data addressed to the parent station to a subcarrier assigned by the parent station, and transmitting the uplink signal to the parent station and,
Run
Wherein the upstream signal from the master station to the parent station from the downlink signal and said one slave station to at least one child station of the plurality of slave stations is transmitted simultaneously in the same sub-carrier, the uplink The demodulating means performs demodulation processing on the signal after the signal component of the downlink signal corresponding to the subcarrier assigned to the at least one slave station is removed from the received uplink signal, and the at least one slave station The downlink demodulation means performs demodulation processing on the signal after removing the signal component of the uplink signal from the received downlink signal,
A communication method characterized by the above.
送信手段が、前記サブキャリアの割り当てに基づいて、前記複数のサブキャリアの各々に送信データをマッピングすることにより前記1つ以上の装置へ送信する送信信号を生成し、当該送信信号を前記1つ以上の装置へ送信する送信工程と、 A transmission means generates a transmission signal to be transmitted to the one or more devices by mapping transmission data to each of the plurality of subcarriers based on the allocation of the subcarriers, and transmits the transmission signal to the one of the plurality of subcarriers. A transmission step for transmitting to the above devices;
受信手段が、前記1つ以上の装置から信号を受信する受信工程と、 A receiving step in which receiving means receives signals from the one or more devices;
復調手段が、受信信号を復調する復調工程と、 A demodulation step in which the demodulation means demodulates the received signal;
を備え、 With
同一のサブキャリアにおいて同時に、前記送信工程において1つ以上の装置へ前記送信信号を送信するとともに前記受信工程において当該装置から前記受信信号を受信し、前記復調工程は、当該装置へ割り当てられたサブキャリアに対応する前記送信信号の信号成分を前記受信信号から除去した後の信号について復調処理を行う、 Simultaneously in the same subcarrier, the transmission signal is transmitted to one or more devices in the transmission step, and the reception signal is received from the device in the reception step. The demodulation step is a sub-assignment assigned to the device. Demodulating the signal after removing the signal component of the transmission signal corresponding to the carrier from the reception signal,
ことを特徴とする通信方法。 A communication method characterized by the above.
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JP2008300184A JP5202247B2 (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD |
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