JP5480411B2 - Modulation method and transmitter, OFDM modulation method and OFDM transmitter - Google Patents

Modulation method and transmitter, OFDM modulation method and OFDM transmitter Download PDF

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本発明は、通信信号を生成する変調方法およびその送信装置に関する。そして、本発明は、OFDM方式の通信信号を生成するOFDM変調方法およびそのOFDM送信装置に関する。   The present invention relates to a modulation method for generating a communication signal and a transmission apparatus thereof. The present invention relates to an OFDM modulation method for generating an OFDM communication signal and an OFDM transmission apparatus thereof.

通信信号によって情報伝達を行う通信システムでは、通信信号が送信装置から受信装置まで伝播する間に、多くの場合、通信信号にノイズが重畳してしまってエラーが生じてしまうため、例えば、受信確認の返信を受信することで送信装置側で受信装置の受信確認を行うデータ伝送制御が行われる。   In communication systems that communicate information using communication signals, noise is superimposed on the communication signal and an error occurs in many cases while the communication signal propagates from the transmission device to the reception device. Is received, the data transmission control for confirming the reception of the receiving device is performed on the transmitting device side.

例えば、802.11a規格では、次のように行われる。図12は、802.11a規格で通信を行った場合における送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。図13は、データ信号およびACK信号の各フレーム構成を示す図である。図14は、PLCPヘッダ部の構成を示す図である。図15および図16は、データ信号を再送する場合における送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。   For example, in the 802.11a standard, this is performed as follows. FIG. 12 is a diagram illustrating a time chart of communication between transmitting and receiving apparatuses when communication is performed according to the 802.11a standard. FIG. 13 is a diagram illustrating a frame configuration of a data signal and an ACK signal. FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the PLCP header part. FIG. 15 and FIG. 16 are diagrams showing time charts of communication between transmission / reception apparatuses when a data signal is retransmitted.

図12に示すように、送信装置が情報伝達を行うべくデータ信号1を送信し、受信装置がこれを正しく(正常に)受信すると、その旨(受信確認)を送信装置に通知すべく、受信装置は、ACK信号を返信する。そして、送信装置は、受信装置からこのACK信号を受信することによって受信装置の受信確認を行って、次の情報伝達を行うべく、送信装置は、データ信号2を送信する。   As shown in FIG. 12, when the transmitting apparatus transmits a data signal 1 for information transmission and the receiving apparatus receives it correctly (normally), the receiving apparatus receives a notification (acknowledgment) to that effect. The device returns an ACK signal. Then, the transmission device receives the ACK signal from the reception device, confirms reception of the reception device, and transmits the data signal 2 in order to transmit the next information.

802.11a規格では、通信信号のフレーム構成は、図13(A)および(B)に示すように、16μs(マイクロ秒)のPLCP(Physical Layer Convergence Procedure)プリアンブル部と、これに続く4μsのPLCPヘッダ部と、これに続くデータ部と、これに続く6ビット(bit)のPLCPテイル部とを備えて構成される。データ部には、データ信号では、図13(A)に示すように、16ビットのサービス(SERVICE)、24バイト(byte)のMAC(Medium Access Control)ヘッダ、8バイトのLLCヘッダ、IPの最大パケット長では1500バイトのIPパケットおよび4バイトフレームチェックシーケンスが収容される。また、ACK信号では、データ部には、16ビットのサービス、10バイトのACKおよび4バイトのフレームチェックシーケンスが収容される。また、PLCPヘッダ部には、図14に示すように、伝送速度を示す4ビットのRATE、1ビットの予約領域(Reserved)、データ部のデータ長を示す12ビットのLENGTH、1ビットのパリティ(Parity)、6ビットのテイル(Tail)および16ビットのサービスが含まれる。   In the 802.11a standard, the frame structure of a communication signal has a PLCP (Physical Layer Convergence Procedure) preamble portion of 16 μs (microseconds) followed by a PLCP of 4 μs as shown in FIGS. 13A and 13B. A header part, a data part following the header part, and a 6-bit PLCP tail part following the header part are configured. As shown in FIG. 13A, the data portion includes a 16-bit service (SERVICE), a 24-byte MAC (Medium Access Control) header, an 8-byte LLC header, and an IP maximum. The packet length accommodates 1500-byte IP packets and 4-byte frame check sequences. In the ACK signal, the data portion contains a 16-bit service, a 10-byte ACK, and a 4-byte frame check sequence. Further, as shown in FIG. 14, the PLCP header portion includes a 4-bit RATE indicating a transmission rate, a 1-bit reserved area (Reserved), a 12-bit LENGTH indicating a data length of the data portion, a 1-bit parity ( Parity), 6-bit Tail, and 16-bit service are included.

このヘッダ部のサービスは、データ部のサービスであり、データ部に収容されている。これらサービスを除く、RATE、予約領域、LENGTH、パリティおよびテイルの各ヘッダ情報(SIGNAL)は、いわゆる逆高速フーリエ変換されることによってOFDM変調され、さらにガードインターバルが付加されることによって1つのOFDMシンボルとなる。   This header part service is a data part service and is accommodated in the data part. The header information (SIGNAL) of RATE, reserved area, LENGTH, parity and tail excluding these services is OFDM-modulated by so-called inverse fast Fourier transform, and one OFDM symbol is added by adding a guard interval. It becomes.

ここで、IPパケット長がイーサネット(登録商標)における最大値1500バイトであって、符号化率が64QAMであるとすると、伝送速度が54Mbpsであり、この場合におけるデータ信号の占有時間は、248μsであり、ACK信号の占有時間は、23μsである。   Here, assuming that the IP packet length is a maximum value of 1500 bytes in Ethernet (registered trademark) and the coding rate is 64 QAM, the transmission speed is 54 Mbps, and the occupation time of the data signal in this case is 248 μs. Yes, the occupancy time of the ACK signal is 23 μs.

また、802.11a規格では、アクセス制御にCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)が採用されており、通信効率を改善すべく、フレーム間隔(IFS、InterFrame Space)を制御する優先制御が行われている。フレーム間隔には、3態様があり、第1に、ACK信号の応答(受信待ち)を待つ16μsのショート・IFS(Short IFS、SIFS)と、第2に、キャリアセンスを行う際にチャネルがビジー(占有状態)からアイドル(非占有状態)に変わったと判断されるまでに必要な待ち時間である34μsのDCF・IFS(Distributed Coordination Function IFS)と、第3に、ビジーがフレームエラーと検出された場合の待ち時間である73μsのイクステンド・IFS(EIFS=SIFS+ACKフレーム長+DIFS)とがあり、SIFSの優先度は、最も高く、DCF・IFSの優先度は、低い。   In the 802.11a standard, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) is adopted for access control, and priority control for controlling the frame interval (IFS, InterFrame Space) is provided in order to improve communication efficiency. Has been done. There are three frame intervals. First, the short IFS (Short IFS) of 16 μs waiting for an ACK signal response (waiting for reception). Second, the channel is busy when performing carrier sense. 34 μs DCF · IFS (Distributed Coordination Function IFS), which is the waiting time required until it is determined that the state has changed from (occupied state) to idle (unoccupied state), and thirdly, a busy error is detected as a frame error. There is an extended IFS (EIFS = SIFS + ACK frame length + DIFS) of 73 μs, which is the waiting time, and the priority of SIFS is the highest, and the priority of DCF / IFS is low.

通信周期は、一のデータ信号を送信(送出)してから次のデータ信号を送信するまでの時間と定義すると、802.11a規格では上記各フレーム間隔があるため、図12に示すように、データ信号およびACK信号の占有時間だけでなく、データ信号1の送信からACK信号の受信までの16μsのSIFSと、ACK信号の受信から次のデータ信号2の送信までの“101.5μsのDIFS+バックオフ”とを加えた時間となる。したがって、正常な通信では、スループットは、31Mbpsとなる。   If the communication period is defined as the time from transmission (transmission) of one data signal to transmission of the next data signal, in the 802.11a standard, there is each frame interval, as shown in FIG. In addition to the occupation time of the data signal and the ACK signal, the SIFS of 16 μs from the transmission of the data signal 1 to the reception of the ACK signal and the “101.5 μs DIFS from the reception of the ACK signal to the transmission of the next data signal 2 + back It is the time to add “off”. Therefore, in normal communication, the throughput is 31 Mbps.

一方、エラーが生じた場合について説明する。エラー検出には、ヘッダ部のRATE、予約およびLENGTHの偶パリティ(XOR演算)がパリティとして用いられている。   On the other hand, a case where an error has occurred will be described. For error detection, RATE, reservation, and LENGTH even parity (XOR operation) in the header part are used as parity.

エラー検出に成功した場合では、図15に示すように、送信装置がデータ信号1を送信すると、受信装置は、ヘッダ部を用いてエラー検出を行う。エラーが検出されると、受信装置は、直ちにアイドル状態(受信待ち状態)に初期化され、キャリアセンスを行う。伝送路には、送信装置によるデータ信号1が存在するため、受信装置は、ビジーと判断し、前記アイドル状態を維持する。この間、送信装置は、248μsのデータ信号1の送信を終了し、ACK信号の応答を“16μsのSIFS+139.5μsのバックオフ”だけ待機し、ACK信号の応答がない場合にはデータ信号1の送信失敗と判断し、データ信号1の再送を行い、以下、図12と同様となる。したがって、このエラー検出に成功し、再送が一度だけ実行される場合では、スループットは、15.2Mbpsとなる。   When the error detection is successful, as shown in FIG. 15, when the transmission apparatus transmits the data signal 1, the reception apparatus performs error detection using the header portion. When an error is detected, the receiving apparatus is immediately initialized to an idle state (waiting for reception) and performs carrier sense. Since the data signal 1 from the transmission device is present on the transmission path, the reception device determines that it is busy and maintains the idle state. During this time, the transmitting apparatus ends transmission of the data signal 1 of 248 μs, waits for the response of the ACK signal by “16 μs SIFS + 139.5 μs back-off”, and transmits the data signal 1 when there is no response of the ACK signal. The data signal 1 is retransmitted after determining failure, and the process is the same as in FIG. Therefore, when this error detection is successful and retransmission is executed only once, the throughput is 15.2 Mbps.

なお、バックオフは、端末間の送信機会を公平にするために、各端末にランダム(無作為)に与えられる再送するまでの待ち時間である。バックオフ時間は、スロット時間にランダム係数を乗算して決定される。このランダム係数の取り得る値の範囲は、コンテンションウィンドウ(CW)と呼ばれ、スロット時間の2のべき乗で増加する。ランダム係数の各値を取る確率は、等しいため、バックオフ時間は、スロット時間にCW/2を乗算して計算され、スロット時間は、9μsであり、CWは、再送ごとに、15、31、63、・・・と増加して行く。例えば、1回目の再送では、バックオフ時間は、139.5μsである。   Note that the back-off is a waiting time until retransmission is given randomly (randomly) to each terminal in order to make the transmission opportunity between terminals fair. The backoff time is determined by multiplying the slot time by a random coefficient. The range of values that the random coefficient can take is called a contention window (CW), and increases with the power of 2 of the slot time. Since the probability of taking each value of the random coefficient is equal, the backoff time is calculated by multiplying the slot time by CW / 2, the slot time is 9 μs, and the CW is 15, 31, 63, and so on. For example, in the first retransmission, the back-off time is 139.5 μs.

一方、図14に示すように、パリティは、1ビットであるから、エラー検出に1/2の確率で失敗する可能性が存在する。ヘッダ部によるエラー検出に失敗すると、受信装置は、受信波の復調処理を続け、最終的にフレームチェックシーケンス(Frame Check Sequence、FCS)によってパケットのエラーを検出することになる。   On the other hand, as shown in FIG. 14, since the parity is 1 bit, there is a possibility that error detection may fail with a probability of 1/2. If error detection by the header portion fails, the receiving apparatus continues demodulation processing of the received wave, and finally detects a packet error by a frame check sequence (FCS).

また、パリティのエラー検出に失敗するのではなく、RATEのRATE情報やLENGTHのLENGTH情報が間違っていると、データ信号の受信時間(パケット長)を間違って計算してしまう。この確率は、4ビットのRATEが1ビット固定であるため3ビットでRATE情報が判断され、そして、LENGTHが12ビットであるため、(パリティのチェックが正しくない確率)×((有効なRATEおよびLENGTHの全ビットの組み合わせ)−(全ての正しい組み合わせ))/(有効なRATEおよびLENGTHの全ビットの組み合わせ)であるから、(1/2)×(2^15−1)/2^15でほぼ1/2である。したがって、パリティのエラー検出に失敗するのではなく、RATEのRATE情報やLENGTHのLENGTH情報が間違っている場合では、各時間を次のように定義すると、再送は、時間B(n)<時間A<時間C(n)のケース1と、時間C(n)<時間A<時間B(n+1)のケース2とがある(nは1以上の整数)。
時間A ;誤認識したパケット長+EIFS+バックオフ時間
時間B(n);(正しいパケット長+SIFS+バックオフ時間)×n
時間C(n);(正しいパケット長×2+SIFS+バックオフ時間)×n
これらケース1およびケース2は、いずれもフレームエラー検出によるエラー検出であるため、受信装置の待ち時間は、EIFS(73μS)となる。
In addition, if the RATE RATE information and LENGTH LENGTH information are not correct, the data signal reception time (packet length) is erroneously calculated. Since the 4-bit RATE is fixed to 1 bit, the RATE information is determined by 3 bits, and since LENGTH is 12 bits, (the probability that the parity check is not correct) × ((valid RATE and Since all combinations of LENGTH bits)-(all correct combinations)) / (a combination of all valid RATE and LENGTH bits), (1/2) × (2 ^ 15-1) / 2 ^ 15 It is almost 1/2. Therefore, if the RATE RATE information and LENGTH LENGTH information are not incorrect, but the RATE RATE information is incorrect, the retransmission is performed as follows: time B (n) <time A <Case 1 at time C (n) and Case 2 at time C (n) <time A <time B (n + 1) (n is an integer of 1 or more).
Time A: Misrecognized packet length + EIFS + backoff time time B (n); (correct packet length + SIFS + backoff time) × n
Time C (n); (correct packet length × 2 + SIFS + backoff time) × n
In both cases 1 and 2, since the error detection is based on the frame error detection, the waiting time of the receiving apparatus is EIFS (73 μS).

ケース1では、図16(B)に示すように、再送のデータ信号1がキャリアセンス中に検出されるため、ヘッダ部によるエラー検出に失敗する場合と同様のタイムチャートとなり、スループットは、15.2Mbpsとなる。   In case 1, as shown in FIG. 16B, since the retransmitted data signal 1 is detected during carrier sense, the time chart is the same as when error detection by the header portion fails, and the throughput is 15. 2 Mbps.

また、ケース2では、図16(A)および(C)に示すように、再送のデータ信号1が受信されないため、再々送のデータ信号1が受信されることになるため、スループットは、9Mbpsとなってしまう。   In case 2, as shown in FIGS. 16A and 16C, since the retransmitted data signal 1 is not received, the retransmitted data signal 1 is received. Therefore, the throughput is 9 Mbps. turn into.

守倉正博、久保田周治(監修)、インプレス標準教科書シリーズ「改訂版 802.11高速無線LAN教科書」、インプレスR&D、2006年2月21日発行Masahiro Morikura, Shuji Kubota (supervised), Impress Standard Textbook Series “Revised 802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, Impress R & D, February 21, 2006

ところで、ヘッダ部によるエラー検出の失敗、および、RATEのRATE情報やLENGTHのLENGTH情報の誤りというヘッダ部の誤検出は、例えば無線チャネル等の伝送路におけるSN比が劣化した場合に頻繁に起こり得て、このような場合にでは、上述したように、スループットが著しく低下してしまう。スループットは、例えば、正常に通信される場合の30%弱に低下してしまう。   By the way, error detection of the header part, such as failure of error detection by the header part and error of RATE RATE information or LENGTH LENGTH information, can frequently occur when the SN ratio in a transmission path such as a radio channel deteriorates, for example. In such a case, as described above, the throughput is significantly reduced. The throughput decreases to, for example, a little less than 30% in the case of normal communication.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、伝送路のSN比が劣化した場合でもスループットの低下を抑制することができるOFDM変調方法およびOFDM送信装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an OFDM modulation method and an OFDM transmitter capable of suppressing a decrease in throughput even when the SN ratio of a transmission path is deteriorated. That is.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明にかかる一態様では、プリアンブル部と、前記プリアンブル部以降のヘッダ部と、前記ヘッダ部以降のデータ部とを備えるフレーム構造の通信信号を生成する変調方法において、前記ヘッダ部のみを拡散符号で拡散変調する拡散工程を含み、前記通信信号には、ブロック伝送方式が採用され、前記拡散工程は、前記ヘッダ部に収容されるべきヘッダ情報に基づく変調データにさらに前記ブロック伝送方式におけるガドインターバルを付加したデータを複数生成し、これら各データと前記拡散符号の各符号とをそれぞれ乗算することによって拡散変調することを特徴とする。
As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, in one aspect according to the present invention, in a modulation method for generating a communication signal having a frame structure including a preamble part, a header part after the preamble part, and a data part after the header part, only the header part is included. A spread process for performing spread modulation with a spread code, wherein the communication signal employs a block transmission system, and the spread process further includes modulation data based on header information to be accommodated in the header part in the block transmission system the data added with the gas chromatography de interval generates a plurality, characterized by spreading modulation by multiplying the sign of the respective data the spreading code, respectively.

このような構成の変調方法は、ヘッダ部を拡散変調することによってヘッダ部のロバスト性を向上することができ、伝送路のSN比が劣化した場合でもスループットの低下を抑制することができる。   The modulation method having such a configuration can improve the robustness of the header portion by performing spread modulation on the header portion, and can suppress a reduction in throughput even when the SN ratio of the transmission path is deteriorated.

また、例えば、妨害波(ノイズ)がAM変調信号であって拡散符号がBarker符号である場合において、このAM変調信号におけるキャリア(搬送波)の周波数がOFDM方式の通信信号(OFDM信号)におけるサブキャリアの周波数に一致すると、Barker符号で逆拡散処理(圧縮処理)する場合にサンプルされるポイントによっては、拡散符号の位相が打ち消され、逆拡散の効果が減殺されてしまう。しかしながら、この構成によれば、拡散変調されたサンプルが時間方向に間隔を置いて配置されるので、AM変調信号の位相がBarker符号の位相情報を消し難くなる。したがって、この構成によれば、より優れた拡散変調の効果を奏する。   For example, when the interference wave (noise) is an AM modulation signal and the spreading code is a Barker code, the carrier (carrier wave) frequency in the AM modulation signal is a subcarrier in the OFDM communication signal (OFDM signal). If the frequency coincides with the frequency, the phase of the spreading code is canceled depending on the points sampled when the despreading process (compression process) is performed using the Barker code, and the effect of the despreading is reduced. However, according to this configuration, the spread-modulated samples are arranged at intervals in the time direction, so that the phase of the AM modulation signal is difficult to erase the phase information of the Barker code. Therefore, according to this configuration, a more excellent diffusion modulation effect is achieved.

また、これら上述の変調方法において、前記ヘッダ部は、適応サブキャリア変調の制御情報を含むヘッダ情報を収容することを特徴とする。   In these modulation methods described above, the header section contains header information including control information for adaptive subcarrier modulation.

この構成によれば、通信信号に適応サブキャリア変調方式が用いられ、適応サブキャリア変調に応じた制御を行う場合に、適応サブキャリア変調の制御情報のロバスト性を向上することができ、適応サブキャリア変調に応じた制御を確実に行うことが可能となる。   According to this configuration, when the adaptive subcarrier modulation scheme is used for the communication signal and the control according to the adaptive subcarrier modulation is performed, the robustness of the control information of the adaptive subcarrier modulation can be improved. Control according to carrier modulation can be reliably performed.

そして、本発明にかかる他の一態様では、これら上述のいずれかの変調方法によって生成した通信信号を送信する送信装置である。   According to another aspect of the present invention, a transmission apparatus that transmits a communication signal generated by any one of the above modulation methods.

そして、本発明にかかる他の一態様では、これら上述のいずれかの変調方法であって、前記通信信号にはOFDM方式が採用されるOFDM変調方法である。   In another aspect of the present invention, any one of the above-described modulation methods is an OFDM modulation method in which an OFDM scheme is adopted for the communication signal.

そして、本発明にかかる他の一態様では、上述のOFDM変調方法によって生成した通信信号を送信するOFDM送信装置である。   According to another aspect of the present invention, there is provided an OFDM transmitter that transmits a communication signal generated by the above-described OFDM modulation method.

このような送信装置ならびにOFDM変調方法およびOFDM送信装置は、ヘッダ部を拡散変調することによってヘッダ部のロバスト性を向上することができ、伝送路のSN比が劣化した場合でもスループットの低下を抑制することができる。   Such a transmission apparatus, OFDM modulation method, and OFDM transmission apparatus can improve the robustness of the header part by spreading and modulating the header part, and suppress a decrease in throughput even when the SN ratio of the transmission path deteriorates. can do.

本発明にかかる変調方法および送信装置ならびにOFDM変調方法およびOFDM送信装置は、伝送路のSN比が劣化した場合でもスループットの低下を抑制することができる。   The modulation method and transmission apparatus and the OFDM modulation method and OFDM transmission apparatus according to the present invention can suppress a decrease in throughput even when the SN ratio of the transmission path is deteriorated.

実施形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置の各構成を示す図である。It is a figure which shows each structure of the OFDM transmitter in an embodiment, and an OFDM receiver. 実施形態におけるデータ信号およびACK信号のフレーム構成を示す図である。It is a figure which shows the frame structure of the data signal and ACK signal in embodiment. 実施形態におけるOFDM送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of communication between the OFDM transmission / reception apparatuses in embodiment. 実施形態における、データ信号を再送する場合におけるOFDM送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of communication between OFDM transmission / reception apparatuses in the case of resending a data signal in embodiment. BPSK変調におけるSN比対エラー率を示す図である。It is a figure which shows the SN ratio versus error rate in BPSK modulation. 特定の周波数にAM変調波を妨害波(ノイズ)として注入した場合におけるOFDM信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of an OFDM signal when AM modulation wave is inject | poured into a specific frequency as interference wave (noise). 第1変形形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置の各構成を示す図である。It is a figure which shows each structure of the OFDM transmitter in a 1st modification, and an OFDM receiver. 第1変形形態におけるデータ信号およびACK信号のフレーム構成を示す図である。It is a figure which shows the frame structure of the data signal and ACK signal in a 1st modification. 第2変形形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置の各構成を示す図である。It is a figure which shows each structure of the OFDM transmitter in a 2nd modification, and an OFDM receiver. 第2変形形態におけるデータ信号およびACK信号のフレーム構成を示す図である。It is a figure which shows the frame structure of the data signal and ACK signal in a 2nd modification. AM変調信号をBarker符号で逆拡散した場合におけるそのAM値を示す図である。It is a figure which shows the AM value at the time of despreading an AM modulation signal with a Barker code. 802.11a規格で通信を行った場合における送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of communication between the transmission / reception apparatuses in the case of performing communication by the 802.11a standard. データ信号およびACK信号の各フレーム構成を示す図である。It is a figure which shows each frame structure of a data signal and an ACK signal. PLCPヘッダ部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a PLCP header part. データ信号を再送する場合における送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of communication between transmission / reception apparatuses in the case of resending a data signal. データ信号を再送する場合における送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart of communication between transmission / reception apparatuses in the case of resending a data signal.

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。また、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted. Moreover, when referring generically, it shows with the reference symbol which abbreviate | omitted the suffix, and when referring to an individual structure, it shows with the reference symbol which added the suffix.

本実施形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置は、プリアンブル部と前記プリアンブル部以降のヘッダ部と前記ヘッダ部以降のデータ部とを備えるフレーム構造における前記ヘッダ部のみを拡散符号で拡散変調する変調方法によって生成された通信信号を送信および受信する通信システムを構成する送信装置および受信装置のそれぞれ一例である。前記通信信号には、ブロック伝送方式が採用され、前記拡散符号で拡散変調する拡散工程は、前記ブロック伝送方式におけるガドインターバルを付加する前に、前記ヘッダ部に収容されるべきヘッダ情報に基づく変調データを前記拡散符号で拡散変調するものである。そして、本実施形態では、前記ブロック伝送方式の一例としてOFDM方式が採用されており、また、拡散符号の一例としてBarker符号が採用されている。 An OFDM transmission apparatus and OFDM reception apparatus according to the present embodiment use a modulation method in which only the header part in a frame structure including a preamble part, a header part after the preamble part, and a data part after the header part is spread-modulated with a spreading code 2 is an example of each of a transmission device and a reception device that constitute a communication system that transmits and receives communication signals generated by. Wherein the communication signal, block transmission scheme is employed, a diffusion step of diffusing modulated by the spreading code, prior to addition of gas chromatography De intervals in the block transmission system, the header information to be contained in the header portion Based on this, the modulation data is subjected to spread modulation with the spread code. In this embodiment, the OFDM method is adopted as an example of the block transmission method, and the Barker code is adopted as an example of a spreading code.

図1は、実施形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置の各構成を示す図である。図2は、実施形態におけるデータ信号およびACK信号のフレーム構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating configurations of an OFDM transmission apparatus and an OFDM reception apparatus in the embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a frame configuration of a data signal and an ACK signal in the embodiment.

OFDM送信装置は、周波数軸上で直交関係を有する狭帯域サブキャリア(狭帯域搬送波)をディジタル変調して多重化する通信方式であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)方式の通信信号(OFDM信号)を生成して送信するための装置であり、OFDM受信装置は、このOFDM信号を受信するための装置である。これらOFDM送信装置およびOFDM受信装置からOFDM通信システムが構成される。そして、このOFDM信号には、本実施形態では、適応サブキャリア変調が適用されている。   An OFDM transmitter is a communication signal of an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system, which is a communication system that digitally modulates and multiplexes narrowband subcarriers (narrowband carrier waves) having an orthogonal relationship on the frequency axis. (OFDM signal) is generated and transmitted, and the OFDM receiver is a device for receiving this OFDM signal. These OFDM transmitters and OFDM receivers constitute an OFDM communication system. In this embodiment, adaptive subcarrier modulation is applied to this OFDM signal.

適用サブキャリア変調は、各サブキャリア(搬送波)ごとに変調方式、送信電力および符号化率等の伝送パラメータをOFDM送受信装置間の伝送路特性(伝送路の通信状態)に応じて適応的に決定する方式である。この適用サブキャリア変調では、情報データの通信開始に先立って、まず、伝送路特性を評価するための評価用パケットをOFDM送信装置がOFDM受信装置へ送信し、この評価用パケットに基づいてOFDM受信装置がいわゆるエラーベクトルマグニチュード(EVM)を見積もり、この見積もったEVMに基づいて予め設定された所定の基準に従って、OFDM送受信装置間で使用するサブキャリア、変調方式および符号化率等の伝送パラメータを決定し、この決定した伝送パラメータに関する情報をOFDM送信装置へ返送する。これによってOFDM送信装置は、OFDM受信装置で決定した伝送パラメータに応じてOFDM信号のパケットを作成し、情報データの通信を開始する。   For applied subcarrier modulation, transmission parameters such as the modulation method, transmission power, and coding rate are adaptively determined for each subcarrier according to the channel characteristics (communication status of the channel) between OFDM transceivers. It is a method to do. In this applied subcarrier modulation, prior to the start of communication of information data, first, an OFDM transmission device transmits an evaluation packet for evaluating transmission path characteristics to the OFDM reception device, and OFDM reception is performed based on the evaluation packet. The device estimates the so-called error vector magnitude (EVM), and determines transmission parameters such as subcarriers, modulation schemes, and coding rates used between OFDM transmitters and receivers in accordance with predetermined criteria set in advance based on the estimated EVM. Then, information regarding the determined transmission parameter is returned to the OFDM transmitter. Thus, the OFDM transmitter creates an OFDM signal packet according to the transmission parameters determined by the OFDM receiver, and starts communication of information data.

このようなOFDM送信装置SDは、例えば、図1に示すように、1次変調部1、11と、シリアル/パラレル変換部(S/P変換部)2、12と、OFDM変調部3、13と、ガードインターバル付加部(GI付加部)4と、アップサンプル(Up-sample)/FIR部5と、ディジタル/アナログ変換部(DAC部)6と、Barker符号生成部14と、拡散変調部15と、プリアンブル生成部21とを備えて構成されている。   For example, as shown in FIG. 1, such an OFDM transmitter SD includes primary modulation units 1 and 11, serial / parallel conversion units (S / P conversion units) 2 and 12, and OFDM modulation units 3 and 13. A guard interval adding unit (GI adding unit) 4, an up-sample / FIR unit 5, a digital / analog converting unit (DAC unit) 6, a Barker code generating unit 14, and a spreading modulation unit 15. And a preamble generation unit 21.

送信すべきデータ(送信データ)は、例えば64QAM変調によって1次変調部1で1次変調され、S/P変換部2に入力される。S/P変換部2では、1次変調された送信データは、シリアル/パラレル変換(直列/並列変換)されることによってサブキャリア数に分割され、OFDM変調部3へ入力される。例えば、802.11a規格では、52本のサブキャリアが利用されるが、パイロット用に4本のサブキャリアが使用されるため、データ用に48本のサブキャリアが使用される。OFDM変調部3では、各サブキャリアは、逆高速フーリエ変換されることによって周波数領域から時間領域へ変換(OFDM変調)され、これによって送信データのマルチキャリア信号となる。   Data to be transmitted (transmission data) is primarily modulated by the primary modulation unit 1 by 64QAM modulation, for example, and input to the S / P conversion unit 2. In the S / P conversion unit 2, the primary-modulated transmission data is divided into the number of subcarriers by serial / parallel conversion (serial / parallel conversion) and input to the OFDM modulation unit 3. For example, in the 802.11a standard, 52 subcarriers are used, but since 4 subcarriers are used for pilots, 48 subcarriers are used for data. In the OFDM modulation unit 3, each subcarrier is converted from the frequency domain to the time domain (OFDM modulation) by inverse fast Fourier transform, thereby becoming a multicarrier signal of transmission data.

一方、ヘッダ情報は、予め設定された所定の変調方式、例えばBPSK変調によって1次変調部11で1次変調され、S/P変換部12に入力される。S/P変換部12では、1次変調されたヘッダ情報は、シリアル/パラレル変換(直列/並列変換)されることによってサブキャリア数に分割され、OFDM変調部13へ入力される。ヘッダ情報は、物理レイヤにおいてパケット信号を受信処理する上で必要な情報であり、例えば、データ部103の伝送速度やデータ長等が含まれる。また、本実施形態では、ヘッダ情報には、伝送パラメータを示す適応サブキャリア変調の制御信号が含まれる。OFDM変調部13では、各サブキャリアは、逆高速フーリエ変換されることによって、周波数領域から時間領域へ変換(OFDM変調)され、これによってヘッダ情報のマルチキャリア信号となる。そして、このヘッダ情報のマルチキャリア信号は、拡散変調部15へ入力され、Barker符号生成部14で生成され、拡散変調部15へ入力されたBarker符号で拡散変調される。Barker(バーカー)符号は、[1、−1、1、1、−1、1、1、1、−1、−1、−1]で構成される拡散符号の一つであり、例えば、802.11b規格で拡散符号として利用されている。   On the other hand, the header information is primarily modulated by the primary modulation unit 11 by a predetermined modulation method set in advance, for example, BPSK modulation, and input to the S / P conversion unit 12. In the S / P converter 12, the first-modulated header information is divided into the number of subcarriers by serial / parallel conversion (serial / parallel conversion), and is input to the OFDM modulator 13. The header information is information necessary for receiving and processing a packet signal in the physical layer, and includes, for example, the transmission speed and data length of the data unit 103. In this embodiment, the header information includes a control signal for adaptive subcarrier modulation indicating a transmission parameter. In the OFDM modulation unit 13, each subcarrier is converted from the frequency domain to the time domain (OFDM modulation) by inverse fast Fourier transform, thereby becoming a multicarrier signal of header information. The multi-carrier signal of the header information is input to the spread modulation unit 15, generated by the Barker code generation unit 14, and spread-modulated with the Barker code input to the spread modulation unit 15. The Barker code is one of spreading codes composed of [1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, -1, -1, -1], for example, 802. It is used as a spreading code in the .11b standard.

これら送信データのマルチキャリア信号と拡散変調されたヘッダ情報のマルチキャリア信号とは、GI付加部4へ入力され、ガードインターバル(GI)がGI付加部で付加され、その時間的な先頭に、プリアンブル生成部21で生成されたPLCPプリアンブルが付け加えられてフレーム化される。このフレーム化されたOFDM信号は、アップサンプル/FIR部5に入力され、アップサンプル/FIR部5では、ナイキストの定理で示される理論上必要な2倍以上のサンプル周波数にアップサンプリングされ、DAC部6へ入力される。DAC部6では、OFDM信号は、ディジタルからアナログへ変換され、図略のアナログフロントエンド部へ入力され、図略の送信アンテナから送信される。   The multi-carrier signal of the transmission data and the multi-carrier signal of the header information subjected to spread modulation are input to the GI adding unit 4, and a guard interval (GI) is added by the GI adding unit. The PLCP preamble generated by the generation unit 21 is added to form a frame. The framed OFDM signal is input to the upsampling / FIR unit 5, where the upsampling / FIR unit 5 is upsampled to a sampling frequency twice or more theoretically required as shown by the Nyquist theorem. 6 is input. In the DAC unit 6, the OFDM signal is converted from digital to analog, input to an unillustrated analog front end unit, and transmitted from an unillustrated transmitting antenna.

なお、このようなヘッダ情報を拡散変調したOFDM信号は、拡散後のスペクトラム広がりを抑制するべく、いわゆるルートコサインフィルタで波形整形されてもよい。   Note that the OFDM signal obtained by spreading and modulating such header information may be shaped by a so-called root cosine filter in order to suppress the spread of the spectrum after spreading.

一方、OFDM受信装置RDは、例えば、図1に示すように、復調部31、41と、パラレル/シリアル変換部(P/S変換部)32、42と、OFDM復調部33、43と、GI除去部34と、FIR/ダウンサンプル(down-sample)部35と、アナログ/ディジタル変換部(ADC部)36と、Barker符号生成部44と、逆拡散変調部45とを備えて構成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, for example, the OFDM receiver RD includes demodulation units 31 and 41, parallel / serial conversion units (P / S conversion units) 32 and 42, OFDM demodulation units 33 and 43, and a GI. A removal unit 34, an FIR / down-sample unit 35, an analog / digital conversion unit (ADC unit) 36, a Barker code generation unit 44, and a despreading modulation unit 45 are configured. .

図略の受信アンテナで受信された受信波は、図略のアナログフロントエンド部を介してADC部36へ入力され、ADC部36でアナログからディジタルへ変換され、FIR/ダウンサンプル部35へ入力され、FIR/ダウンサンプル部35でデジタル回路の所定のサンプル周波数にダウンサンプルされ、GI除去部34へ入力され、GI除去部34でGIが除去される。GIが除去されたデータ部103は、OFDM復調部33へ入力される一方、GIが除去されたPLCPヘッダ部102は、逆拡散変調部45へ入力される。   A reception wave received by a reception antenna (not shown) is input to the ADC unit 36 via an analog front end unit (not shown), converted from analog to digital by the ADC unit 36, and input to the FIR / downsampling unit 35. The FIR / downsampler 35 downsamples the digital circuit to a predetermined sample frequency and inputs it to the GI remover 34. The GI remover 34 removes the GI. The data section 103 from which the GI has been removed is input to the OFDM demodulator 33, while the PLCP header section 102 from which the GI has been removed is input to the despreading modulator 45.

データ部103は、OFDM復調部33で高速フーリエ変換されることによって時間領域から周波数領域へ変換(OFDM復調)され、これによって各サブキャリア信号となり、P/S変換部32へ入力される。これら各サブキャリア信号は、P/S変換部32でパラレル/シリアル変換(並列/直列変換)されることによって1つの受信データとされ、復調部31へ入力される。この受信データは、復調部31でPLCPヘッダ部102に収容されていたヘッダ情報のRATE情報に従って64QAM復調処理され、データが復調される。   The data unit 103 is converted from the time domain to the frequency domain (OFDM demodulation) by being fast Fourier transformed by the OFDM demodulator 33, thereby becoming each subcarrier signal, which is input to the P / S converter 32. Each of these subcarrier signals is converted into one received data by being subjected to parallel / serial conversion (parallel / serial conversion) by the P / S conversion unit 32, and is input to the demodulation unit 31. This received data is subjected to 64QAM demodulation processing according to the RATE information of the header information stored in the PLCP header section 102 by the demodulating section 31, and the data is demodulated.

また、PLCPヘッダ部102(102−1〜102−11)は、逆拡散変調部45で、Barker符号生成部44で生成され、逆拡散変調部45へ入力されたBarker符号で圧縮処理(逆拡散処理)され、OFDM復調部43へ入力される。圧縮処理されたPLCPヘッダ部102は、OFDM復調部43で高速フーリエ変換されることによって時間領域から周波数領域へ変換(OFDM復調)され、これによって各サブキャリア信号となり、P/S変換部42へ入力される。これら各サブキャリア信号は、P/S変換部42でパラレル/シリアル変換(並列/直列変換)されることによって1つの受信データとされ、復調部41へ入力される。この受信データは、復調部41で予め設定された所定の復調処理、例えばBPSK復調処理され、ヘッダ情報が復調される。   Further, the PLCP header section 102 (102-1 to 102-11) is a despreading modulation section 45, which is generated by the Barker code generation section 44 and compressed by the Barker code input to the despread modulation section 45 (despreading). Processed) and input to the OFDM demodulator 43. The compressed PLCP header 102 is converted from the time domain to the frequency domain (OFDM demodulation) by fast Fourier transform in the OFDM demodulator 43, thereby becoming each subcarrier signal, and to the P / S converter 42. Entered. Each of these subcarrier signals is converted into one reception data by being subjected to parallel / serial conversion (parallel / serial conversion) by the P / S conversion unit 42 and input to the demodulation unit 41. The received data is subjected to predetermined demodulation processing preset by the demodulator 41, for example, BPSK demodulation processing, and header information is demodulated.

図3は、実施形態におけるOFDM送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。図4は、実施形態における、データ信号を再送する場合におけるOFDM送受信装置間の通信のタイムチャートを示す図である。図4(A)は、送信側を示し、図4(B)は、受信側を示す。   FIG. 3 is a diagram illustrating a time chart of communication between OFDM transmitting and receiving apparatuses in the embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating a time chart of communication between OFDM transmitting and receiving apparatuses when a data signal is retransmitted in the embodiment. FIG. 4A shows the transmitting side, and FIG. 4B shows the receiving side.

このような構成のOFDM送信装置SDでは、データ信号やACK信号等のOFDM信号100は、図2に示すように、背景技術と同様に、受信同期を確立するためのプリアンブル信号を収容するPLCPプリアンブル部101と、ヘッダ情報を収容するPLCPヘッダ部102と、送信すべきデータを収容するデータ部103と、畳み込み符号化を終端するための付加ビットを収容するPLCPテイル部104とを備えて構成されるが、ヘッダ情報がBarker符号によって拡散変調されているので、PLCPヘッダ部102は、信号ベクトル長が11倍に長くなり、11のOFDMシンボル102−1〜102−11となっている。通常のPLCPヘッダ部は、4μSであるが、このように本実施形態のPLCPヘッダ部102(102−1〜102−11)は、帯域を広げないためにサンプルレートを変えることなく、Barker符号の拡散符号でヘッダ情報を拡散変調されるので、11倍の44μSとなる。なお、一般に、拡散変調は、拡散変調しない場合の通常のサンプルレートよりも早いレートで拡散される。   In the OFDM transmitter SD having such a configuration, as shown in FIG. 2, the OFDM signal 100 such as a data signal or an ACK signal is a PLCP preamble containing a preamble signal for establishing reception synchronization, as in the background art. Part 101, PLCP header part 102 for accommodating header information, data part 103 for accommodating data to be transmitted, and PLCP tail part 104 for accommodating additional bits for terminating convolutional coding. However, since the header information is spread and modulated by the Barker code, the PLCP header portion 102 has a signal vector length that is 11 times longer, resulting in 11 OFDM symbols 102-1 to 102-11. The normal PLCP header part is 4 μS, but the PLCP header part 102 (102-1 to 102-11) of this embodiment does not change the sample rate so as not to widen the band. Since the header information is spread and modulated by the spread code, it becomes 11 times 44 μS. In general, the spread modulation is spread at a rate faster than a normal sample rate when no spread modulation is performed.

したがって、データ信号を再送することなく、OFDM送信装置SDおよびOFDM受信装置RD間で通信を行った場合には、図3に示すように、IPパケット長がイーサネット(登録商標)における最大値1500バイトであるとすると、通信周期は、“248μS+40μS”のデータ信号1の送信と、16μSのSIFSと、“23μS+40μS”のACK信号の受信と、101.5μSのバックオフ時間とから構成され、スループットは、25.6Mbpsとなる。   Therefore, when communication is performed between the OFDM transmitter SD and the OFDM receiver RD without retransmitting the data signal, as shown in FIG. 3, the IP packet length is the maximum 1500 bytes in Ethernet (registered trademark). , The communication cycle is composed of “248 μS + 40 μS” data signal 1 transmission, 16 μS SIFS, “23 μS + 40 μS” ACK signal reception, and 101.5 μS back-off time. It will be 25.6 Mbps.

一方、データ信号を再送する場合では、ヘッダ情報が拡散変調されているので、背景技術の欄で説明したようなRATEのRATE情報の誤りやLENGTHのLENGTH情報の誤りは、ほとんど生じることないため、図16に示す各ケースを想定する必要がない。この場合では、データ部103のエラーに起因する再送のケースが想定され、図4に示すように、OFDM受信装置RVは、受信波の復調処理を続け、最終的にフレームチェックシーケンス(FCS)によってパケットのエラーを検出することになるが、16μSのSIFSおよび139.5μSのバックオフ時間後の再送によるデータ信号1をキャリアセンス中に検出することができ、以下図3に示すタイムチャートとなる。したがって、スループットは、13.7Mbpsとなる。   On the other hand, in the case of retransmitting the data signal, since the header information is spread-modulated, an error in the RATE RATE information and the LENGTH LENGTH information error as described in the background section hardly occur. It is not necessary to assume each case shown in FIG. In this case, a case of retransmission due to an error in the data unit 103 is assumed, and as shown in FIG. 4, the OFDM receiver RV continues the demodulation process of the received wave and finally performs the frame check sequence (FCS). Although a packet error is detected, the data signal 1 by retransmission after the back-off time of 16 μS and 139.5 μS can be detected during carrier sense, and the time chart is shown in FIG. Therefore, the throughput is 13.7 Mbps.

このように本実施形態におけるOFDM送信装置SDおよびOFDM変調方法では、ヘッダ情報が拡散変調されるため、正常にデータを送受信する場合にはPLCPヘッダ部102の冗長性によりスループットが上述のように若干低下するが、データ信号を再送する場合にはPLCPヘッダ部102の耐ノイズ性能の向上により背景技術の図16に示す各ケースが想定されず、図4に示すケースであるから、最低のスループットが背景技術の9Mbpsから上述の13.7Mbpsに向上する。このように本実施形態におけるOFDM送信装置SDおよびOFDM変調方法では、PLCPヘッダ部102を拡散変調することによってPLCPヘッダ部102のロバスト性を向上することができ、伝送路のSNが劣化した場合でもスループットの低下を抑制することが可能となる。最悪のケースで、背景技術では、スループットが約71%(=(1−9/31)×100)低下するが、本実施形態では、約56%(=(1−13.7/31)×100)のスループットの低下で済む。なお、正常にデータを送受信する場合におけるスループットの若干の低下は、より低い多値変調(例えば、BPSKやQPSK)が用いられる場合には、より少なくなる。   As described above, in the OFDM transmitter SD and the OFDM modulation method according to this embodiment, the header information is spread-modulated. Therefore, when data is normally transmitted and received, the throughput is slightly as described above due to the redundancy of the PLCP header unit 102. Although the data signal is retransmitted, the case shown in FIG. 16 of the background art is not assumed due to the improvement in noise resistance performance of the PLCP header unit 102, and the case shown in FIG. The background technology is improved from 9 Mbps to 13.7 Mbps described above. As described above, in the OFDM transmission device SD and the OFDM modulation method according to the present embodiment, the PLCP header 102 can be subjected to spread modulation to improve the robustness of the PLCP header 102, and even when the SN of the transmission path is deteriorated. It is possible to suppress a decrease in throughput. In the worst case, in the background art, the throughput is reduced by about 71% (= (1-9 / 31) × 100), but in the present embodiment, it is about 56% (= (1-13.7 / 31) × 100). Note that a slight decrease in throughput when data is normally transmitted and received is less when lower multilevel modulation (for example, BPSK or QPSK) is used.

また、OFDM信号に適応サブキャリア変調方式が用いられ、適応サブキャリア変調に応じた制御を行う場合に、この適応サブキャリア変調の制御情報がヘッダ情報に含まれるので、適応サブキャリア変調の制御情報のロバスト性を向上することができ、適応サブキャリア変調に応じた制御を確実に行うことが可能となる。   Also, when an adaptive subcarrier modulation scheme is used for the OFDM signal and control according to adaptive subcarrier modulation is performed, the control information for adaptive subcarrier modulation is included in the header information. Robustness can be improved, and control according to adaptive subcarrier modulation can be reliably performed.

図5は、BPSK変調におけるSN比対エラー率を示す図である。図5の横軸は、dB単位で表すSN比(SNR)であり、その縦軸は、ビットエラー率(BER)である。図6は、特定の周波数にAM変調波を妨害波(ノイズ)として注入した場合におけるOFDM信号の波形を示す図である。図6の横軸は、周波数(frequency)であり、その縦軸は、dB単位で表す信号レベル(level)である。図6(A)は、PLCPヘッダ部102を拡散変調する本実施形態の場合であり、図6(B)は、PLCPヘッダ部を拡散変調しない背景技術の場合である。図5に示す◆および○は、図6に示すように、特定の周波数にAM変調波を妨害波(ノイズ)として注入した場合のビットエラー率を示している。図5に示す○は、PLCPヘッダ部102を拡散変調する本実施形態の場合であり、図5に示す◆は、PLCPヘッダ部を拡散変調しない背景技術の場合である。   FIG. 5 is a diagram showing an SN ratio versus error rate in BPSK modulation. The horizontal axis in FIG. 5 is the SN ratio (SNR) expressed in dB, and the vertical axis is the bit error rate (BER). FIG. 6 is a diagram showing a waveform of an OFDM signal when an AM modulated wave is injected as a disturbance wave (noise) at a specific frequency. The horizontal axis in FIG. 6 is frequency, and the vertical axis is the signal level expressed in dB. FIG. 6A shows the case of the present embodiment in which the PLCP header portion 102 is spread-modulated, and FIG. 6B shows the case of the background art in which the PLCP header portion is not spread-modulated. As shown in FIG. 6, ◆ and ○ shown in FIG. 5 indicate bit error rates when an AM-modulated wave is injected as a disturbance wave (noise) at a specific frequency. 5 indicates the case of the present embodiment in which the PLCP header portion 102 is spread-modulated, and ◆ in FIG. 5 indicates the case of the background art in which the PLCP header portion is not spread-modulated.

図5に示すように、例えば、ビットエラー率が10^−8となるためには、PLCPヘッダ部102を拡散変調する本実施形態の場合では、符号化利得が約9dBである誤り訂正符号を用いることによって前記ビットエラー率10^−8を達成することが可能である。しかしながら、PLCPヘッダ部を拡散変調しない背景技術の場合では、SN比が0dBでの前記ビットエラー率10^−8がいわゆるシャノン限界を超えており、実現することができない。   As shown in FIG. 5, for example, in order to achieve a bit error rate of 10 ^ -8, in the present embodiment in which the PLCP header 102 is spread-modulated, an error correction code having a coding gain of about 9 dB is used. By using it, the bit error rate of 10 ^ -8 can be achieved. However, in the case of the background art in which the PLCP header portion is not spread-modulated, the bit error rate 10 ^ -8 when the SN ratio is 0 dB exceeds the so-called Shannon limit and cannot be realized.

さらに、ガードインターバルを拡散後に付加することにより、対象とする伝送路の遅延プロファイルに従って最適なガードインターバル長を選択することができ、効率的な伝送が実現できる。例えば、遅延プロファイルの測定の結果、有意な遅延波が5μSまで存在する場合では、ガードインターバル長を5μSとすればよい。   Furthermore, by adding the guard interval after spreading, the optimum guard interval length can be selected according to the delay profile of the target transmission line, and efficient transmission can be realized. For example, when a significant delayed wave is present up to 5 μS as a result of measuring the delay profile, the guard interval length may be set to 5 μS.

なお、上述の実施形態では、拡散変調の拡散符号にBarker符号を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、M系列符号、Gold符号、嵩(かさみ)符号およびウォルシュ−アダマール符号を利用することが可能である。   In the above-described embodiment, the Barker code is used as the spreading code of the spread modulation. However, the present invention is not limited to this. For example, an M-sequence code, a Gold code, a bulk code, and a Walsh-Hadamard code are used. It is possible to use.

図7は、第1変形形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置の各構成を示す図である。図8は、第1変形形態におけるデータ信号およびACK信号のフレーム構成を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating each configuration of the OFDM transmitter and the OFDM receiver in the first modification. FIG. 8 is a diagram illustrating a frame configuration of a data signal and an ACK signal in the first modification.

また、上述の実施形態では、OFDM変調部13でヘッダ情報を逆高速フーリエ変換することによってOFDM変調したヘッダ情報を拡散変調した後にGIを付加したが、ヘッダ情報を逆高速フーリエ変換することによってOFDM変調したPLCPヘッダ部102にGIを付加した後に拡散変調してもよい。   In the above-described embodiment, the header information is subjected to inverse fast Fourier transform by the OFDM modulation unit 13 to perform spread modulation on the OFDM modulated header information and then GI is added. However, the header information is subjected to inverse fast Fourier transform to perform OFDM modulation. Spread modulation may be performed after adding GI to the modulated PLCP header 102.

また、上記第1変形形態において、PLCPヘッダ部102に収容されるべきヘッダ情報を逆高速フーリエ変換してさらにGIを付加した信号を拡散符号で拡散変調してもよい。   In the first modification, the header information to be accommodated in the PLCP header section 102 may be subjected to inverse fast Fourier transform, and further subjected to spread modulation with a spreading code.

このような第1変形形態におけるOFDM送信装置SDAは、例えば、図7に示すように、1次変調部1、11と、S/P変換部2、12と、OFDM変調部3、13と、ガードインターバル付加部(GI付加部)51、52と、アップサンプル/FIR部5と、DAC部6と、Barker符号生成部14と、拡散変調部15と、プリアンブル生成部21とを備えて構成されている。   For example, as shown in FIG. 7, the OFDM transmitter SDA in the first modification has primary modulation units 1 and 11, S / P conversion units 2 and 12, OFDM modulation units 3 and 13, Guard interval adding units (GI adding units) 51 and 52, an upsampling / FIR unit 5, a DAC unit 6, a Barker code generating unit 14, a spread modulation unit 15, and a preamble generating unit 21. ing.

すなわち、このOFDM送信装置SDAは、図1に示すOFDM送信装置SDに対し、OFDM部3の出力および拡散変調部15の出力が入力されるGI付加部4に代え、OFDM変調部3の出力が入力されるGI付加部51、および、OFDM変調部13の出力が入力されるとともにその出力が拡散変調部15へ出力されるGI付加部52を備えている。   That is, this OFDM transmitter SDA is different from the OFDM transmitter SD shown in FIG. 1 in that the output of the OFDM modulator 3 is replaced with the GI adder 4 to which the output of the OFDM unit 3 and the output of the spread modulator 15 are input. The GI adding unit 51 and the GI adding unit 52 that receives the output of the OFDM modulation unit 13 and outputs the output to the spread modulation unit 15 are provided.

このような構成のOFDM送信装置SDAでは、OFDM変調部3でOFDM変調されて生成された送信データのマルチキャリア信号は、GI付加部51でガードインターバル(GI)が付加される。また、OFDM変調部13でOFDM変調されて生成されたヘッダ情報のマルチキャリア信号は、GI付加部52でガードインターバル(GI)が付加される。このGIを付加されたヘッダ情報のマルチキャリア信号は、拡散変調部15へ入力され、Barker符号生成部14で生成され、拡散変調部15へ入力されたBarker符号で拡散変調される。そして、これら拡散変調部15から出力された拡散変調のヘッダ情報のOFDMシンボルと、GI付加部51から出力された送信データのOFDMシンボルとは、その時間的な先頭に、プリアンブル生成部21で生成されたPLCPプリアンブルが付け加えられてフレーム化される。   In the OFDM transmission device SDA having such a configuration, a guard interval (GI) is added to the multicarrier signal of transmission data generated by OFDM modulation by the OFDM modulation unit 3 by the GI addition unit 51. Further, a guard interval (GI) is added by the GI adding unit 52 to the multi-carrier signal of the header information generated by OFDM modulation by the OFDM modulating unit 13. The header information multicarrier signal to which the GI is added is input to the spread modulation unit 15, generated by the Barker code generation unit 14, and spread-modulated by the Barker code input to the spread modulation unit 15. Then, the OFDM symbol of the header information of the spread modulation output from the spread modulation unit 15 and the OFDM symbol of the transmission data output from the GI addition unit 51 are generated by the preamble generation unit 21 at the beginning of the time. The added PLCP preamble is added to be framed.

このため、このOFDM送信装置SDAで生成されるOFDM信号100Aは、図8に示すように、背景技術と同様に、PLCPプリアンブル部101と、PLCPヘッダ部201と、データ部103と、PLCPテイル部104とを備えて構成とされるが、PLCPヘッダ部201がBarker符号によって拡散変調されたGI202およびヘッダ情報(SIGNAL)203を備えた構成となる。このPLCPヘッダ部201は、従来のPLCPヘッダ部を11倍に長くしたものとなり、44μSとなる。   For this reason, as shown in FIG. 8, the OFDM signal 100A generated by the OFDM transmitter SDA includes a PLCP preamble section 101, a PLCP header section 201, a data section 103, and a PLCP tail section, as in the background art. 104, but the PLCP header section 201 includes a GI 202 and header information (SIGNAL) 203 that are spread-modulated by a Barker code. This PLCP header part 201 is 11 times longer than the conventional PLCP header part, and becomes 44 μS.

この第1変形形態では、サブキャリア本数Nsは、そのままで、高速フーリエ変換のサンプリング周波数fsは、Pを拡散長とすると、fs/Pとなり、また、PLCPヘッダ部201のOFDMシンボルは、1個である。   In this first variation, the number of subcarriers Ns remains as it is, and the sampling frequency fs of the fast Fourier transform is fs / P, where P is the spreading length, and the number of OFDM symbols in the PLCP header section 201 is one. It is.

一方、第1変形形態におけるOFDM受信装置RDAは、例えば、図7に示すように、復調部31、41と、P/S変換部32、42と、OFDM復調部33、43と、GI除去部53、54と、FIR/ダウンサンプル部35と、ADC部36と、Barker符号生成部44と、逆拡散変調部45とを備えて構成されている。   On the other hand, the OFDM receiver RDA in the first modified embodiment includes, for example, as shown in FIG. 7, demodulation units 31 and 41, P / S conversion units 32 and 42, OFDM demodulation units 33 and 43, and a GI removal unit. 53, 54, FIR / downsampling unit 35, ADC unit 36, Barker code generation unit 44, and despreading modulation unit 45.

図1に示すOFDM受信装置RDでは、FIR/ダウンサンプル部35の出力がGI除去部34を介してOFDM復調部33および逆拡散変調部45へそれぞれ入力されたが、このOFDM受信装置RDAでは、FIR/ダウンサンプル部35の出力がGI除去部53を介してOFDM復調部33へ入力されるとともにFIR/ダウンサンプル部35の出力が逆拡散変調部45およびGI除去部54を介してOFDM復調部43へ入力される。   In the OFDM receiver RD shown in FIG. 1, the output of the FIR / downsampling unit 35 is input to the OFDM demodulator 33 and the despreading modulator 45 via the GI remover 34. In the OFDM receiver RDA, The output of the FIR / downsampler 35 is input to the OFDM demodulator 33 via the GI remover 53, and the output of the FIR / downsampler 35 is sent to the OFDM demodulator via the despreading modulator 45 and the GI remover 54. 43 is input.

このような構成のOFDM受信装置RDAでは、FIR/ダウンサンプル部35でデジタル回路の所定のサンプル周波数にダウンサンプルされた受信信号は、GI除去部53へ入力され、GI除去部53でGIが除去され、OFDM復調部33へ入力され、OFDM復調部33でOFDM復調される。また、FIR/ダウンサンプル部35でデジタル回路の所定のサンプル周波数にダウンサンプルされた受信信号は、逆拡散変調部45へ入力され、逆拡散変調部45で、Barker符号生成部44で生成され、逆拡散変調部45へ入力されたBarker符号で圧縮処理され、GI除去部54へ入力され、GI除去部54でGIが除去され、OFDM復調部43へ入力され、OFDM復調部43でOFDM復調される。   In the OFDM receiver RDA having such a configuration, the received signal downsampled to a predetermined sampling frequency of the digital circuit by the FIR / downsampler 35 is input to the GI remover 53, and the GI remover 53 removes the GI. Then, the signal is input to the OFDM demodulator 33 and is demodulated by the OFDM demodulator 33. Also, the received signal downsampled to a predetermined sampling frequency of the digital circuit by the FIR / downsampler 35 is input to the despreading modulator 45, generated by the Barker code generator 44 in the despreading modulator 45, Compressed by the Barker code input to the despreading modulation unit 45, input to the GI removal unit 54, GI removed by the GI removal unit 54, input to the OFDM demodulation unit 43, and OFDM demodulated by the OFDM demodulation unit 43 The

このような構成によってもOFDM送信装置SDAおよびその変調方法は、PLCPヘッダ部201を拡散変調することによってPLCPヘッダ部201のロバスト性を向上することができ、伝送路のSN比が劣化した場合でもスループットの低下を抑制することが可能となる。また、GIが11倍に長くなるため、より長い遅延波に対応可能となる。   Even with such a configuration, the OFDM transmitter SDA and the modulation method thereof can improve the robustness of the PLCP header unit 201 by spreading and modulating the PLCP header unit 201, and even when the SN ratio of the transmission path is deteriorated. It is possible to suppress a decrease in throughput. Moreover, since GI becomes 11 times longer, it becomes possible to cope with a longer delayed wave.

図9は、第2変形形態におけるOFDM送信装置およびOFDM受信装置の各構成を示す図である。図10は、第2変形形態におけるデータ信号およびACK信号のフレーム構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating each configuration of the OFDM transmitter and the OFDM receiver in the second modification. FIG. 10 is a diagram illustrating a frame configuration of a data signal and an ACK signal in the second modification.

また、上述の実施形態では、PLCPヘッダ部102に収容されるべきヘッダ情報を逆高速フーリエ変換した信号を拡散変調した後にGIを付加したが、ヘッダ情報のOFDMシンボルを複数コピーし、これらヘッダ情報の各OFDMシンボルとBarker符号を構成する各符号とをそれぞれ乗算することによって拡散変調してもよい。   In the above-described embodiment, the GI is added after spreading and modulating the signal obtained by performing the inverse fast Fourier transform on the header information to be accommodated in the PLCP header portion 102. However, a plurality of OFDM symbols of the header information are copied, and the header information Spread modulation may be performed by multiplying each OFDM symbol and each code constituting the Barker code.

このような第2変形形態におけるOFDM送信装置SDBは、例えば、図9に示すように、1次変調部1、11と、S/P変換部2、12と、OFDM変調部3、13と、ガードインターバル付加部(GI付加部)61、62と、コピー部63と、カウント部64と、アップサンプル/FIR部5と、DAC部6と、Barker符号生成部14と、拡散変調部65と、プリアンブル生成部21とを備えて構成されている。   For example, as shown in FIG. 9, the OFDM transmitter SDB in the second modified example includes primary modulation units 1 and 11, S / P conversion units 2 and 12, OFDM modulation units 3 and 13, Guard interval addition units (GI addition units) 61 and 62, a copy unit 63, a count unit 64, an upsampling / FIR unit 5, a DAC unit 6, a Barker code generation unit 14, a spread modulation unit 65, And a preamble generation unit 21.

すなわち、このOFDM送信装置SDBは、図1に示すOFDM送信装置SDに対し、OFDM部3の出力および拡散変調部15の出力が入力されるGI付加部4に代え、OFDM変調部3の出力が入力されるGI付加部61、および、OFDM変調部13の出力が入力されるとともにその出力がコピー部63を介して拡散変調部65へ出力されるGI付加部52を備え、さらに、Barker符号生成部14に接続されBarker符号生成部14から出力される符号数をカウント(計数)するカウント部64を備えている。   That is, the OFDM transmitter SDB is different from the OFDM transmitter SD shown in FIG. 1 in that the output of the OFDM modulator 3 is replaced with the GI adder 4 to which the output of the OFDM unit 3 and the output of the spread modulator 15 are input. The GI adding unit 61 and the GI adding unit 52 that receives the output of the OFDM modulation unit 13 and outputs the output to the spread modulation unit 65 via the copy unit 63 are provided. And a counting unit 64 that is connected to the unit 14 and counts (counts) the number of codes output from the Barker code generation unit 14.

このような構成のOFDM送信装置SDBでは、OFDM変調部3でOFDM変調されて生成された送信データのマルチキャリア信号は、GI付加部61でガードインターバル(GI)が付加される。また、OFDM変調部13でOFDM変調されて生成されたヘッダ情報のマルチキャリア信号は、GI付加部52でガードインターバル(GI)が付加される。このGIを付加されたヘッダ情報のマルチキャリア信号は、ヘッダ情報のOFDMシンボルであり、コピー部63で順次にコピー(複製)され、そのコピーのヘッダ情報のOFDMシンボルが拡散変調部65へ入力される。一方、このコピーのヘッダ情報のOFDMシンボルがコピー部63から拡散変調部65へ入力されるタイミングに合わせて、Barker符号を構成する各符号が順次にBarker符号生成部14から拡散変調部65へ入力される。そして、拡散変調部65では、図10に示すように、コピー部63から入力されたコピーのヘッダ情報のOFDMシンボル301とBarker符号生成部14から入力されたBarker符号を構成する符号が乗算される。   In the OFDM transmitter SDB configured as described above, a guard interval (GI) is added to the multicarrier signal of the transmission data generated by OFDM modulation by the OFDM modulator 3 by the GI adder 61. Further, a guard interval (GI) is added by the GI adding unit 52 to the multi-carrier signal of the header information generated by OFDM modulation by the OFDM modulating unit 13. The header information multicarrier signal to which the GI is added is an OFDM symbol of the header information, and is sequentially copied (replicated) by the copy unit 63, and the OFDM symbol of the header information of the copy is input to the spread modulation unit 65. The On the other hand, each code constituting the Barker code is sequentially input from the Barker code generation unit 14 to the spread modulation unit 65 in accordance with the timing at which the OFDM symbol of the header information of this copy is input from the copy unit 63 to the spread modulation unit 65. Is done. Then, in the spread modulation unit 65, as shown in FIG. 10, the OFDM symbol 301 of the header information of the copy input from the copy unit 63 and the code constituting the Barker code input from the Barker code generation unit 14 are multiplied. .

例えば、上述したように、barker符号は、[1、−1、1、1、−1、1、1、1、−1、−1、−1]の各符号で構成される拡散符号であり、第1番目の“1”と第1番目にコピーされたヘッダ情報のOFDMシンボル301−1とが拡散変調部65で乗算され、第2番目の“−1”と第2番目にコピーされたヘッダ情報のOFDMシンボル301−2とが拡散変調部65で乗算され、そして、第3番目の“1”と第3番目にコピーされたヘッダ情報のOFDMシンボル301−3とが拡散変調部65で乗算され、以下同様に、第11番目まで演算される。   For example, as described above, the barker code is a spreading code composed of each code of [1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, -1, -1, -1]. The first "1" and the first copied OFDM symbol 301-1 of the header information are multiplied by the spread modulation unit 65, and the second "-1" and the second copied The OFDM symbol 301-2 of the header information is multiplied by the spread modulation unit 65, and the third “1” and the OFDM symbol 301-3 of the third copied header information are multiplied by the spread modulation unit 65. In the same manner, multiplication is performed up to the eleventh.

また、カウント部64は、Barker符号生成部14から出力される符号数をカウントしており、そのカウント値がbarker符号の符号数である11になると、コピー部63に制御信号を出力し、コピーのヘッダ情報のOFDMシンボルを出力することをコピー部63に停止させる。   The counting unit 64 counts the number of codes output from the Barker code generation unit 14, and outputs a control signal to the copy unit 63 when the count value becomes 11, which is the number of codes of the Barker code. The copying unit 63 stops outputting the OFDM symbol of the header information.

そして、これら拡散変調部65から出力された拡散変調のヘッダ情報の11個のOFDMシンボルと、GI付加部61から出力された送信データのOFDMシンボルとは、その時間的な先頭に、プリアンブル生成部21で生成されたPLCPプリアンブルが付け加えられてフレーム化される。   The 11 OFDM symbols of the header information of the spread modulation output from the spread modulation unit 65 and the OFDM symbol of the transmission data output from the GI addition unit 61 are preceded by a preamble generation unit. The PLCP preamble generated at 21 is added to form a frame.

このため、このOFDM送信装置SDBで生成されるOFDM信号100Bは、図10に示すように、背景技術と同様に、PLCPプリアンブル部101と、PLCPヘッダ部301と、データ部103と、PLCPテイル部104とを備えて構成とされるが、PLCPヘッダ部301がBarker符号の各符号[1、−1、1、1、−1、1、1、1、−1、−1、−1]とそれぞれ乗算されたヘッダ情報のOFDMシンボル301−1、301−2、301−3、・・・、301−11によって構成される。したがって、このPLCPヘッダ部301は、Barker符号の各符号でそれぞれ乗算された従来のPLCPヘッダ部を11個備えたものとなり、44μSとなる。   For this reason, as shown in FIG. 10, the OFDM signal 100B generated by the OFDM transmitter SDB includes a PLCP preamble section 101, a PLCP header section 301, a data section 103, and a PLCP tail section, as in the background art. 104, the PLCP header section 301 includes each code [1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, -1, -1, -1] of the Barker code. Each of the header information is multiplied by OFDM symbols 301-1, 301-2, 301-3,. Therefore, this PLCP header section 301 is provided with 11 conventional PLCP header sections each multiplied by each Barker code, which is 44 μS.

一方、第2変形形態におけるOFDM受信装置RDBは、例えば、図9に示すように、復調部31、41と、P/S変換部32、42と、OFDM復調部33、43と、GI除去部66、67と、カウンタ部68と、FIR/ダウンサンプル部35と、ADC部36と、Barker符号生成部44と、逆拡散変調部69とを備えて構成されている。   On the other hand, the OFDM receiver RDB in the second modified form includes, for example, as shown in FIG. 9, demodulating units 31, 41, P / S converting units 32, 42, OFDM demodulating units 33, 43, and a GI removing unit. 66, 67, a counter unit 68, an FIR / downsampling unit 35, an ADC unit 36, a Barker code generation unit 44, and a despreading modulation unit 69.

図1に示すOFDM受信装置RDでは、FIR/ダウンサンプル部35の出力がGI除去部34を介してOFDM復調部33および逆拡散変調部45へそれぞれ入力されたが、このOFDM受信装置RDBでは、FIR/ダウンサンプル部35の出力がGI除去部66を介してOFDM復調部33へ入力されるとともにFIR/ダウンサンプル部35の出力が逆拡散変調部69およびGI除去部67を介してOFDM復調部43へ入力され、そして、Barker符号生成部14から出力される符号数をカウントするカウント部68がBarker符号生成部14に接続されている。   In the OFDM receiver RD shown in FIG. 1, the output of the FIR / downsampling unit 35 is input to the OFDM demodulator 33 and the despread modulator 45 via the GI remover 34. In the OFDM receiver RDB, The output of the FIR / downsampler 35 is input to the OFDM demodulator 33 via the GI remover 66 and the output of the FIR / downsampler 35 is the OFDM demodulator via the despreading modulator 69 and the GI remover 67. The count unit 68 that counts the number of codes that are input to the output 43 and output from the Barker code generation unit 14 is connected to the Barker code generation unit 14.

このような構成のOFDM受信装置RDBでは、FIR/ダウンサンプル部35でデジタル回路の所定のサンプル周波数にダウンサンプルされた受信信号は、GI除去部66へ入力され、GI除去部66でGIが除去され、OFDM復調部33へ入力され、OFDM復調部33でOFDM復調される。また、FIR/ダウンサンプル部35でデジタル回路の所定のサンプル周波数にダウンサンプルされた受信信号は、逆拡散変調部69へ入力され、逆拡散変調部69で、Barker符号生成部44で生成され、逆拡散変調部69へ入力されたBarker符号の各符号で圧縮処理され、GI除去部67へ入力され、GI除去部67でGIが除去され、OFDM復調部43へ入力され、OFDM復調部43でOFDM復調される。   In the OFDM receiver RDB having such a configuration, the received signal down-sampled to a predetermined sampling frequency of the digital circuit by the FIR / down-sampling unit 35 is input to the GI removing unit 66, and the GI is removed by the GI removing unit 66. Then, the signal is input to the OFDM demodulator 33 and is demodulated by the OFDM demodulator 33. The received signal downsampled to a predetermined sample frequency of the digital circuit by the FIR / downsampler 35 is input to the despreading modulation unit 69, generated by the Barker code generation unit 44 by the despreading modulation unit 69, Compression processing is performed with each code of the Barker code input to the despreading modulation unit 69, input to the GI removal unit 67, GI is removed by the GI removal unit 67, input to the OFDM demodulation unit 43, and the OFDM demodulation unit 43 OFDM demodulated.

このような構成によってもOFDM送信装置SDBおよびその変調方法は、PLCPヘッダ部301(301−1、301−2、301−3、・・・)を拡散変調することによってPLCPヘッダ部301のロバスト性を向上することができ、伝送路のSN比が劣化した場合でもスループットの低下を抑制することが可能となる。   Even with such a configuration, the OFDM transmitter SDB and the modulation method thereof have robustness of the PLCP header unit 301 by performing spread modulation on the PLCP header unit 301 (301-1, 301-2, 301-3,...). Thus, even when the SN ratio of the transmission path is deteriorated, it is possible to suppress a decrease in throughput.

また、妨害波(ノイズ)がAM変調信号である場合において、このAM変調信号におけるキャリア(搬送波)の周波数がOFDM信号におけるサブキャリアの周波数に一致すると、Barker符号で逆拡散処理(圧縮処理)する場合にサンプルされるポイントによっては、拡散符号の位相が打ち消され、逆拡散の効果が減殺されてしまう。しかしながら、この第2変形形態におけるOFDM送信装置SDBおよびその変調方法では、拡散変調されたサンプルが時間方向に間隔を置いて配置されるので、AM変調信号の位相がBarker符号の位相情報を消し難くなる。したがって、この第2変形形態におけるOFDM送信装置SDBおよびその変調方法は、より優れた拡散変調の効果を奏する。その一例を図11に示す。   Further, when the interference wave (noise) is an AM modulated signal, if the frequency of the carrier (carrier wave) in the AM modulated signal matches the frequency of the subcarrier in the OFDM signal, despreading processing (compression processing) is performed using the Barker code. Depending on the points sampled in some cases, the phase of the spreading code is canceled and the effect of despreading is diminished. However, in the OFDM transmitter SDB and its modulation method according to the second modification, the spread modulated samples are arranged at intervals in the time direction, so that the phase of the AM modulation signal is difficult to erase the phase information of the Barker code. Become. Therefore, the OFDM transmitter SDB and the modulation method thereof according to the second modification have a better spread modulation effect. An example is shown in FIG.

図11は、AM変調信号をBarker符号で逆拡散した場合におけるそのAM値を示す図である。図11の横軸は、周波数であり、その縦軸は、逆拡散後のAM値である。
AM変調信号は、その変調周波数がキャリア周波数に較べて充分に低いと仮定され、そのキャリア周波数分のみが対象とされ、sin(2π・k・△f・n・Ts)と関数表現した。ここで、Tsは、802.11a規格の場合の1/20MHzとされ、△fは、fs/NFFT=20MHz/64とされた。
FIG. 11 is a diagram illustrating the AM value when the AM modulated signal is despread with the Barker code. The horizontal axis in FIG. 11 is the frequency, and the vertical axis is the AM value after despreading.
The AM modulation signal is assumed to have a sufficiently low modulation frequency compared to the carrier frequency, and only the carrier frequency is targeted, and expressed as a function sin (2π · k · Δf · n · Ts). Here, Ts is 1/20 MHz in the case of the 802.11a standard, and Δf is fs / NFFT = 20 MHz / 64.

図11(A)は、Σsin(2π・k・△f・n・Ts)*Barker(n)で上述の実施形態により得られた逆拡散値であり、図11(B)は、Σsin(2π・k・△f・(1+80(n−1))・Ts)*Barker(n)で上述の第2変形形態により得られた逆拡散値である。ここで、Barker(n)は、第n番目のBarker符号の符号値である。したがって、本実施形態および第2変形形態では、Σは、nについて1から11までの和を求める。   FIG. 11A shows despread values obtained by the above embodiment with Σsin (2π · k · Δf · n · Ts) * Barker (n), and FIG. 11B shows Σsin (2π K · Δf · (1 + 80 (n−1)) · Ts) * Barker (n) is the despread value obtained by the above-described second modification. Here, Barker (n) is a code value of the nth Barker code. Therefore, in this embodiment and the second modification, Σ calculates the sum of 1 to 11 for n.

図11(A)と図11(B)を比較するとから分かるように、逆拡散後にAM変調信号の影響が小さくなる0クロスの周波数が図11(A)よりも図11(B)の方が多く存在している。したがって、第2変形形態は、様々な周波数のAM変調信号のノイズに対してロバスト性が向上している。   As can be seen from a comparison between FIG. 11A and FIG. 11B, the frequency of the zero cross where the influence of the AM modulation signal is reduced after despreading is higher in FIG. 11B than in FIG. 11A. There are many. Therefore, the second modification has improved robustness against noise of AM modulation signals having various frequencies.

ここで、実施形態及びその第1変形形態では、OFDM変調部3、13およびOFDM復調部33、43のサンプル周波数fsは、それぞれfsおよびfs/Pであるが、第2変形形態におけるOFDM変調部3、13およびOFDM復調部33、43のサンプル周波数fsは、fsである。   Here, in the embodiment and the first modification thereof, the sample frequencies fs of the OFDM modulation sections 3 and 13 and the OFDM demodulation sections 33 and 43 are fs and fs / P, respectively, but the OFDM modulation section in the second modification form 3, 13 and the OFDM demodulator 33, 43 sample frequency fs is fs.

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。   In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.

SD、SDA、SDB OFDM送信装置
RV、RVA、RVB OFDM受信装置
14、44、Barker符号生成部
15、65 拡散変調部
45、69 逆拡散変調部
63 コピー部
64、68 カウンタ部
100、100A、100B OFDM信号
102、201、301 PLCPヘッダ部
SD, SDA, SDB OFDM transmitters RV, RVA, RVB OFDM receivers 14 and 44, Barker code generation unit 15, 65 Spreading modulation unit 45, 69 Despreading modulation unit 63 Copying unit 64, 68 Counter unit 100, 100A, 100B OFDM signal 102, 201, 301 PLCP header part

Claims (5)

プリアンブル部と、前記プリアンブル部以降のヘッダ部と、前記ヘッダ部以降のデータ部とを備えるフレーム構造の通信信号を生成する変調方法において、
前記ヘッダ部のみを拡散符号で拡散変調する拡散工程を含み、
前記通信信号には、ブロック伝送方式が採用され、
前記拡散工程は、前記ヘッダ部に収容されるべきヘッダ情報に基づく変調データにさらに前記ブロック伝送方式におけるガインターバルを付加したデータを複数生成し、これら各データと前記拡散符号の各符号とをそれぞれ乗算することによって拡散変調すること
を特徴とする変調方法。
In a modulation method for generating a communication signal having a frame structure comprising a preamble part, a header part after the preamble part, and a data part after the header part,
Including a spreading step of spreading and modulating only the header part with a spreading code;
The communication signal employs a block transmission system,
The diffusion process, the data obtained by adding a gas chromatography intervals in addition said block transmission scheme to the modulation data based on header information to be contained in the header section generates a plurality, and each code of the spreading code and each of these data A modulation method characterized by spreading modulation by multiplying each.
前記ヘッダ部は、適応サブキャリア変調の制御情報を含むヘッダ情報を収容すること
を特徴とする請求項1に記載の変調方法。
The modulation method according to claim 1, wherein the header section contains header information including control information for adaptive subcarrier modulation.
請求項1または2に記載の変調方法によって生成した通信信号を送信する送信装置。   A transmission apparatus that transmits a communication signal generated by the modulation method according to claim 1. 請求項1または2に記載の変調方法であって、前記通信信号にはOFDM方式が採用されるOFDM変調方法。   3. The modulation method according to claim 1, wherein an OFDM system is adopted for the communication signal. 請求項4に記載のOFDM変調方法によって生成した通信信号を送信するOFDM送信装置。
An OFDM transmitter for transmitting a communication signal generated by the OFDM modulation method according to claim 4.
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