JP5498877B2 - Transmitting apparatus and receiving apparatus in polarization MIMO transmission system - Google Patents

Transmitting apparatus and receiving apparatus in polarization MIMO transmission system Download PDF

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Description

本発明は、偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)を使用する偏波MIMO伝送システムにおいて、特に、偏波MIMO方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおける送信装置及び受信装置に関するものである。   The present invention relates to a polarization MIMO transmission system using polarization MIMO (Multiple Input / Multiple Output), and more particularly to a transmission device and a reception device in a polarization MIMO transmission system using a polarization MIMO scheme.

MIMO方式を使用する伝送システム(以下、「偏波MIMO伝送システム」と称する)において、送信装置は、例えば放送局に設けられた複数系統の異なるデータ信号を複数本の送信アンテナの各々に割りあて、同一の周波数上または周波数帯が重なる状態の放送波によりOFDM信号を送信する。このOFDM信号は複数系統の伝搬路を経て送信されることになり、受信装置は、複数本の受信アンテナによって、当該複数系統のOFDM信号を受信し、各複数系統のOFDM信号から、経由した伝搬路ごとの伝達関数を推定して分離することにより、送信装置から送信された複数系統の異なるデータ信号を復調することができる。   In a transmission system using the MIMO scheme (hereinafter referred to as a “polarization MIMO transmission system”), a transmission device, for example, allocates a plurality of different data signals provided in a broadcasting station to each of a plurality of transmission antennas. The OFDM signal is transmitted by a broadcast wave on the same frequency or in a state where frequency bands overlap. This OFDM signal is transmitted through a plurality of channels, and the receiving apparatus receives the plurality of OFDM signals by a plurality of receiving antennas and propagates from each of the plurality of OFDM signals. By estimating and separating the transfer function for each path, it is possible to demodulate a plurality of different data signals transmitted from the transmission apparatus.

また、異なる偏波方向を有する複数のアンテナからなるMIMO方式を使用する通信システム(以下、「偏波MIMO通信システム」と称する)が知られている(例えば、特許文献1参照)。この通信システムは、逐次変化する受信環境に適応的に対応して効率的な受信を行うために、アンテナ素子間の距離をある程度大きくして設置する方法と、異なる偏波方向を有するアンテナ素子を組み合わせる方法を使い分けて受信する技術である。   There is also known a communication system that uses a MIMO system composed of a plurality of antennas having different polarization directions (hereinafter referred to as “polarization MIMO communication system”) (see, for example, Patent Document 1). In this communication system, in order to perform adaptive reception in an adaptive manner corresponding to a sequentially changing reception environment, a method in which a distance between antenna elements is increased to some extent and an antenna element having a different polarization direction are installed. This is a technology for receiving by using different combinations.

一方、図5に例示するように、一般的な偏波MIMO伝送システムは、N本の送信アンテナ101を備えた送信装置100と、M本の受信アンテナ201を備えた受信装置200から構成された例を示している。送信装置100は、例えば放送局に設けられたN系統の異なるデータ信号をN本の送信アンテナ101の各々に割りあて、同一の周波数上または周波数帯が重なる状態の放送波により各々OFDM信号を送信する端末装置である。図5に示す例では、送信装置100から送信されたOFDM信号は複数系統の伝搬路を経て送信される。受信装置200は、例えば基地局装置や中継局装置、又は移動端末であり、受信した複数系統のOFDM信号から経由した伝搬路ごとの伝達関数を推定して分離し、送信装置100から送信された複数系統の異なるデータ信号を復調することができる。偏波MIMO伝送システムでは、図5で送信アンテナ2本(N=2)、受信アンテナ2本(M=2)の構成とし、送信側、受信側はそれぞれ#1を水平偏波、#2を垂直偏波として使用する。   On the other hand, as illustrated in FIG. 5, a general polarization MIMO transmission system includes a transmission device 100 including N transmission antennas 101 and a reception device 200 including M reception antennas 201. An example is shown. For example, the transmission apparatus 100 allocates N different data signals provided in a broadcasting station to each of the N transmission antennas 101, and transmits OFDM signals by broadcast waves on the same frequency or in a state where frequency bands overlap each other. Is a terminal device. In the example illustrated in FIG. 5, the OFDM signal transmitted from the transmission apparatus 100 is transmitted through a plurality of channels. The receiving device 200 is, for example, a base station device, a relay station device, or a mobile terminal, and estimates and separates the transfer function for each propagation path that has passed from the received multiple-system OFDM signals, and is transmitted from the transmitting device 100 A plurality of different data signals can be demodulated. In the polarization MIMO transmission system, it is configured with two transmitting antennas (N = 2) and two receiving antennas (M = 2) in FIG. 5, where # 1 is horizontal polarization and # 2 is on the transmitting side and the receiving side, respectively. Used as vertical polarization.

MIMOを用いた放送においては、送信側において、特定の受信装置と伝搬路情報の共有ができないため、受信側で効率よくMIMO送信した複数の信号を分離することが重要である。例えば、図6に示すように、簡単のため送信側2つのアンテナ(H偏波・V偏波)、受信側2つの(H偏波・V偏波)の2×2MIMOの場合、受信したH偏波・V偏波の信号から、送信したH偏波、V偏波の情報を分離するために受信装置は、信号中に埋め込まれたパイロット信号などの既知の信号を元に、各送受信アンテナ間伝搬路特性の推定を行う。この伝搬路特性は主に、「送信アンテナの交差偏特性」、「伝搬路の伝搬特性」及び「受信アンテナの交差偏波特性」に分けて考えることができる。   In broadcasting using MIMO, propagation path information cannot be shared with a specific receiving apparatus on the transmission side, so it is important to efficiently separate a plurality of signals transmitted by MIMO on the reception side. For example, as shown in FIG. 6, in the case of 2 × 2 MIMO with two antennas on the transmission side (H polarization / V polarization) and two reception sides (H polarization / V polarization) for simplicity, the received H In order to separate the transmitted H-polarization and V-polarization information from the polarization / V-polarization signal, the receiving apparatus uses each of the transmission / reception antennas based on a known signal such as a pilot signal embedded in the signal. Estimate inter-channel characteristics. This propagation path characteristic can be mainly divided into “cross polarization characteristics of transmission antenna”, “propagation characteristics of propagation path”, and “cross polarization characteristics of reception antenna”.

図7は、従来の受信装置における伝搬路の推定を行うモデルを示す図である。MIMO伝送における受信信号は、式(1)のように、送信信号TX1、TX2に伝搬路特性Hをマトリクス演算したものに雑音(N)を付加した形で表すことができる。尚、Hは複素行列であり、各要素hmnは、送信アンテナmから受信アンテナnへの伝搬路の周波数応答特性を示し、直交信号の各成分は、Re(hmn(k))やIm(hmn(k))の形で表現できる。kは、OFDM信号のキャリア番号であり、Re(hmn(k))は、キャリア番号kの実数(real)または同相成分を表し、Im(hmn(k))は、キャリア番号kの虚数(imag)または直交成分を表す。 FIG. 7 is a diagram illustrating a model for estimating a propagation path in a conventional receiving apparatus. A received signal in the MIMO transmission can be expressed by adding noise (N) to the transmission signals T X1 and T X2 obtained by performing a matrix operation on the propagation path characteristics H as shown in Equation (1). Note that H is a complex matrix, each element h mn indicates the frequency response characteristic of the propagation path from the transmitting antenna m to the receiving antenna n, and each component of the orthogonal signal is Re (h mn (k)) or Im It can be expressed in the form of (h mn (k)). k is a carrier number of the OFDM signal, Re (h mn (k)) represents a real number (real) or in-phase component of the carrier number k, and Im (h mn (k)) is an imaginary number of the carrier number k. (Img) or orthogonal component.

Figure 0005498877
Figure 0005498877

特開2004−312381号公報JP 2004-321381 A

上記の偏波MIMO通信システム及び偏波MIMO伝送システムのいずれにおいても、受信装置における偏波分離の精度はシステムの伝送容量を決める重要な要素となる。   In both the polarization MIMO communication system and the polarization MIMO transmission system described above, the accuracy of polarization separation in the receiver is an important factor that determines the transmission capacity of the system.

従来の受信装置が行う伝搬路特性には、「送信アンテナの交差偏特性」、「伝搬路の伝搬特性」及び「受信アンテナの交差偏波特性」が含まれているが、図7に示したように、従来の受信装置は、これら全ての特性についてパイロット信号を元に推定していた。   The propagation path characteristics performed by the conventional receiver include “transmission antenna cross polarization characteristics”, “propagation path propagation characteristics”, and “reception antenna cross polarization characteristics” as shown in FIG. As described above, the conventional receiving apparatus estimates all these characteristics based on the pilot signal.

即ち、従来、偏波MIMOを行う受信装置は、送受信アンテナの交差偏波特性を含んだ伝搬路特性を推定して信号分離を行っていたため、信号の分離精度に限界があった。   That is, conventionally, a receiving apparatus that performs polarization MIMO has performed signal separation by estimating propagation path characteristics including cross polarization characteristics of transmission / reception antennas, and thus has a limit in signal separation accuracy.

本発明の目的は、上述の問題を鑑みて為されたものであり、受信装置に対して正確に複数の信号分離を可能とする、偏波MIMO方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおける送信装置及び受信装置を提供することにある。   An object of the present invention has been made in view of the above-described problem, and is a transmission apparatus in a polarization MIMO transmission system using a polarization MIMO system that enables a plurality of signal separations accurately with respect to a reception apparatus. And providing a receiving apparatus.

本発明による送信装置は、複数の送信アンテナを備えた送信装置と複数の受信アンテナを備えた受信装置から構成された偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおける送信装置であって、送信系統ごとに予め計測した送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定めた所要C/Nの少ないデータキャリアを用いて前記受信装置に伝送する手段を有し、前記送信アンテナの交差偏波特性情報は、前記受信装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナ間の伝送路特性の推定に用いられることを特徴とする。 A transmission apparatus according to the present invention is a polarization MIMO transmission system that uses a polarization MIMO (Multiple Input / Multiple Output) system that includes a transmission apparatus having a plurality of transmission antennas and a reception apparatus having a plurality of reception antennas. a transmission apparatus, a cross polarization characteristic information measured beforehand transmit antennas for each transmission system, have a means for transmitting to the receiving apparatus by using a predetermined C / N less data carrier a predetermined, wherein The cross polarization characteristic information of the transmission antenna is used in the reception apparatus for estimation of transmission path characteristics between the transmission antenna and the reception antenna .

また、本発明による送信装置において、複数の送信系統のデータ信号を、各送信系統のOFDMサブキャリアとして伝送する際に、各OFDMサブキャリアに、それぞれ一定周期でパイロット信号を配置するとともに伝送制御信号を割り当ててOFDMフレームを構成する、送信系統ごとのOFDMフレーム構成部を備え、前記送信系統ごとのOFDMフレーム構成部は、送信系統ごとに予め計測した送信アンテナの交差偏波特性情報を前記所要C/Nの少ないデータキャリアとして伝送制御信号に多重してOFDMフレームを構成する手段を有することを特徴とする。   Further, in the transmission apparatus according to the present invention, when transmitting data signals of a plurality of transmission systems as OFDM subcarriers of each transmission system, a pilot signal is arranged in each OFDM subcarrier at a fixed period and a transmission control signal is transmitted. For each transmission system, and the OFDM frame configuration unit for each transmission system includes the cross-polarization characteristic information of the transmission antenna measured in advance for each transmission system. It is characterized by comprising means for multiplexing the transmission control signal as a data carrier with a small C / N and forming an OFDM frame.

また、本発明による送信装置において、前記送信系統ごとのOFDMフレーム構成部は、偏波別の送信系統ごとに予め計測した送信アンテナの偏波別の交差偏波特性情報をAC信号に多重してOFDMフレームを構成する手段を有することを特徴とする。   In the transmission apparatus according to the present invention, the OFDM frame configuration unit for each transmission system multiplexes cross-polarization characteristic information for each polarization of the transmission antenna measured in advance for each transmission system for each polarization on an AC signal. And means for forming an OFDM frame.

さらに、本発明による受信装置は、複数の送信アンテナを備えた送信装置と複数の受信アンテナを備えた受信装置から構成された偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおける受信装置であって、偏波別の受信アンテナの交差偏波特性情報を予め保持する手段と、前記送信装置から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定められた所要C/Nの少ないデータキャリアから抽出する手段と、前記受信アンテナの交差偏波特性情報と前記偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報とを用いて伝搬路特性モデルを構築する手段と、前記伝搬路特性モデルにしたがって、前記送信装置から送信されるパイロット信号を用いて前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナ間の伝搬路特性を推定する手段と、推定した伝搬路特性に基づいて送信系統ごとのデータ信号を分離する手段と、を備えることを特徴とする。   Furthermore, the receiving apparatus according to the present invention is a polarization MIMO transmission that uses a polarization input MIMO (Multiple Input / Multiple Output) system composed of a transmitting apparatus having a plurality of transmitting antennas and a receiving apparatus having a plurality of receiving antennas. A receiving device in the system, which holds in advance the cross-polarization characteristic information of the polarization-specific reception antenna, and the cross-polarization characteristic information of the polarization-specific transmission antenna transmitted from the transmission device, Propagation path characteristics using means for extracting from a predetermined data carrier having a low required C / N, cross-polarization characteristic information of the receiving antenna, and cross-polarization characteristic information of the transmitting antenna for each polarization A plurality of transmissions using pilot signals transmitted from the transmitter according to the means for constructing a model and the propagation path characteristic model; And a means for estimating propagation path characteristics between the antenna and the plurality of receiving antennas, and a means for separating a data signal for each transmission system based on the estimated propagation path characteristics.

また、本発明による受信装置において、前記送信装置から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定められた所要C/Nの少ないデータキャリアとして伝送制御信号から抽出する手段を有することを特徴とする。   In the receiving apparatus according to the present invention, the cross polarization characteristic information of the transmitting antenna for each polarization transmitted from the transmitting apparatus is extracted from the transmission control signal as a predetermined data carrier having a small required C / N. It has the means.

また、本発明による受信装置において、前記送信装置から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、AC信号から偏波別に抽出する手段を有することを特徴とする。   The receiving apparatus according to the present invention further includes means for extracting cross-polarization characteristic information of a transmitting antenna for each polarization transmitted from the transmitting apparatus from the AC signal for each polarization.

本発明による偏波MIMO伝送システムを採用することで、偏波MIMO放送を受信する受信装置において、より精度良く信号を分離することが可能となる。   By adopting the polarization MIMO transmission system according to the present invention, it is possible to separate signals with higher accuracy in a receiving apparatus that receives polarization MIMO broadcasting.

本発明に係る受信装置における伝搬路の推定を行うモデルを示す図である。It is a figure which shows the model which estimates the propagation path in the receiver which concerns on this invention. 本発明による一実施例の送信装置のブロック図である。It is a block diagram of the transmitting apparatus of one Example by this invention. 本発明による一実施例の受信装置のブロック図である。It is a block diagram of the receiver of one Example by this invention. 本発明による一実施例の受信装置におけるMIMO分離部のブロック図である。It is a block diagram of a MIMO separation unit in the receiving apparatus of one embodiment according to the present invention. 一般的なMIMO伝送システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a general MIMO transmission system. 一般的なMIMO伝送システムにおける2×2MIMOの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of 2x2 MIMO in a general MIMO transmission system. 従来の受信装置における伝搬路の推定を行うモデルを示す図である。It is a figure which shows the model which estimates the propagation path in the conventional receiver.

以下、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置について説明する。   Hereinafter, a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

先ず、本発明に係る送信装置は、送信アンテナの交差偏波特性の情報を、送信信号中の特定のキャリアで伝送する。所要C/Nの少ない変調方式を用いたキャリアで予め受信装置に送信アンテナの交差偏波特性を伝送することで、受信装置は送信アンテナの交差偏波特性を知ることができる。   First, the transmission apparatus according to the present invention transmits information on cross polarization characteristics of a transmission antenna using a specific carrier in a transmission signal. By transmitting the cross polarization characteristics of the transmission antenna to the reception apparatus in advance using a carrier using a modulation scheme with a small required C / N, the reception apparatus can know the cross polarization characteristics of the transmission antenna.

図1は、本発明に係る受信装置における伝搬路の推定を行うモデルを示す図である。MIMO伝送における受信信号は、式(2)のように、送信信号TX1、TX2に伝搬路特性HPROをマトリクス演算したものに雑音(N)を付加した形で表すことができる。 FIG. 1 is a diagram showing a model for estimating a propagation path in a receiving apparatus according to the present invention. The received signal in the MIMO transmission can be expressed by adding noise (N) to the transmission signals T X1 and T X2 obtained by performing a matrix operation on the propagation path characteristic H PRO as shown in Equation (2).

Figure 0005498877
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図1に示すように伝搬路特性を「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」、「伝搬路の特性(HPRO)」、「受信アンテナの交差偏波特性(HRX)」の3つに分ける。 As shown in FIG. 1, the propagation path characteristics are “transmission antenna cross polarization characteristics (H TX )”, “propagation path characteristics (H PRO )”, and “reception antenna cross polarization characteristics (H RX )”. It is divided into three.

「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」は、送信アンテナ固有の特性であるため、予め測定した数値(該当する周波数範囲の複素行列)である。 The “cross-polarization characteristic (H TX ) of the transmission antenna” is a characteristic unique to the transmission antenna, and is a numerical value (complex matrix of the corresponding frequency range) measured in advance.

「受信アンテナの交差偏波特性(HRX)」は、受信アンテナ固有の特性であるため、予め測定した数値(該当する周波数範囲の複素行列)を受信装置の内部に登録しておく。 Since “cross-polarization characteristics (H RX ) of the receiving antenna” is a characteristic unique to the receiving antenna, a numerical value (complex matrix of the corresponding frequency range) measured in advance is registered in the receiving apparatus.

このように、「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」を主信号(データ信号)の送信に先立ち、受信装置に伝えることができれば、受信装置は、受信した「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」と登録された「受信アンテナの交差偏波特性(HRX)」を用いて、「伝搬路の特性(HPRO)」をより正確に推定することが可能となる。 In this way, if the “cross-polarization characteristics (H TX ) of the transmission antenna” can be transmitted to the reception device prior to transmission of the main signal (data signal), the reception device can receive the “cross-polarization characteristic of the transmission antenna”. It is possible to estimate “propagation path characteristic (H PRO )” more accurately by using “cross-polarization characteristic (H RX ) of receiving antenna” registered as “wave characteristic (H TX )”. Become.

以下、より具体的に、本発明による一実施例の送信装置及び受信装置について説明する。   Hereinafter, a transmitting apparatus and a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described more specifically.

〔送信装置〕
図2は、本発明による一実施例の送信装置のブロック図である。簡単のため、偏波MIMO伝送システムにおける最小のアンテナ数である、送信側2アンテナ(H偏波・V偏波)と受信側2アンテナの(H偏波・V偏波)の2×2の偏波MIMO伝送システムについて説明するが、本発明は、この例に限定されるものではないことに留意する。
[Transmitter]
FIG. 2 is a block diagram of a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. For simplicity, the minimum number of antennas in the polarization MIMO transmission system is 2 × 2 of 2 antennas on the transmission side (H polarization and V polarization) and 2 antennas on the reception side (H polarization and V polarization). Although a polarization MIMO transmission system will be described, it should be noted that the present invention is not limited to this example.

図2に示すように、本実施例の送信装置1は、水平偏波変調部10aと垂直偏波変調部10bから構成される。   As shown in FIG. 2, the transmission apparatus 1 according to the present embodiment includes a horizontal polarization modulator 10a and a vertical polarization modulator 10b.

水平偏波変調部10aは、外符号部11aと、階層分割部12aと、内符号キャリア変調部13a−1〜13a−3と、階層合成部14aと、時間インターリーブ部15aと、周波数インターリーブ部16aと、OFDMフレーム構成部17aと、パイロット信号挿入部18aと、TMCC挿入部19aと、AC信号挿入部20aと、水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部21aと、IFFT部22aと、ガードインターバル付加部23aと、直交変調部24aとを備える。   The horizontal polarization modulation unit 10a includes an outer code unit 11a, a layer division unit 12a, inner code carrier modulation units 13a-1 to 13a-3, a layer synthesis unit 14a, a time interleave unit 15a, and a frequency interleave unit 16a. An OFDM frame configuration unit 17a, a pilot signal insertion unit 18a, a TMCC insertion unit 19a, an AC signal insertion unit 20a, a horizontally polarized wave transmission antenna propagation characteristic information setting unit 21a, an IFFT unit 22a, a guard interval An adding unit 23a and an orthogonal modulation unit 24a are provided.

垂直偏波変調部10bは、外符号部11bと、階層分割部12bと、内符号キャリア変調部13b−1〜13b−3と、階層合成部14bと、時間インターリーブ部15bと、周波数インターリーブ部16bと、OFDMフレーム構成部17bと、パイロット信号挿入部18bと、TMCC挿入部19bと、AC信号挿入部20bと、垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部21bと、IFFT部22bと、ガードインターバル付加部23bと、直交変調部24bとを備える。   The vertical polarization modulation unit 10b includes an outer code unit 11b, a layer division unit 12b, inner code carrier modulation units 13b-1 to 13b-3, a layer synthesis unit 14b, a time interleave unit 15b, and a frequency interleave unit 16b. An OFDM frame configuration unit 17b, a pilot signal insertion unit 18b, a TMCC insertion unit 19b, an AC signal insertion unit 20b, a vertically polarized wave transmission antenna propagation characteristic information setting unit 21b, an IFFT unit 22b, a guard interval, An adding unit 23b and an orthogonal modulation unit 24b are provided.

水平偏波変調部10a及び垂直偏波変調部10bの内部構成は、処理対象の偏波が水平と垂直の相違があるのみで実質的な構成は同様であるから、水平偏波変調部10aの内部構成を説明する。   The internal configurations of the horizontal polarization modulation unit 10a and the vertical polarization modulation unit 10b are substantially the same except that the polarized waves to be processed are different from each other in the horizontal and vertical directions. The internal configuration will be described.

外符号部11aは、送信するTSのデータ信号を入力して、例えばリードソロモン符号の符号化を行う。尚、このデータ信号はエネルギー拡散されたデータ信号とすることができる。階層分割部12aは、符号化したデータ信号を複数の階層データに分割する。内符号キャリア変調部13a−1〜13a−3は、それぞれ複数の階層データをキャリア変調する。   The outer code unit 11a receives a TS data signal to be transmitted, and encodes, for example, a Reed-Solomon code. The data signal can be an energy-spread data signal. The layer dividing unit 12a divides the encoded data signal into a plurality of layer data. Each of the inner code carrier modulation units 13a-1 to 13a-3 performs carrier modulation on a plurality of hierarchical data.

階層合成部14aは、複数の階層の変調信号を合成して合成変調信号を形成する。時間インターリーブ部15aは、合成変調信号に対して時間インターリーブ処理を施す。周波数インターリーブ部16aは、時間インターリーブ処理を施した合成変調信号に対して周波数インターリーブ処理を施す。   The layer combining unit 14a combines a plurality of layers of modulation signals to form a combined modulation signal. The time interleaving unit 15a performs time interleaving processing on the combined modulation signal. The frequency interleaving unit 16a performs frequency interleaving processing on the combined modulated signal subjected to time interleaving processing.

OFDMフレーム構成部17aは、周波数インターリーブ処理を施した合成変調信号からOFDMフレームを構成する。この際、OFDMフレーム構成部17aは、OFDMフレームを構成する各OFDMサブキャリアに、それぞれ一定周期でパイロット信号(SP:Scattered Pilot)信号が配置されると共に、当該合成変調信号のデータ、AC信号(Auxiliary Carrier)、TMCC信号(Transmission and Multiplexing Configuration Control)が選択的に割り当てられる。AC信号及びTMCC信号を包括的して「伝送制御信号」と称することにする。   The OFDM frame configuration unit 17a configures an OFDM frame from the combined modulation signal subjected to frequency interleaving processing. At this time, the OFDM frame configuration unit 17a arranges a pilot signal (SP: Scattered Pilot) signal at each fixed period in each OFDM subcarrier constituting the OFDM frame, and the data of the combined modulation signal, the AC signal ( Auxiliary carriers) and TMCC signals (Transmission and Multiplexing Configuration Control) are selectively allocated. The AC signal and the TMCC signal are collectively referred to as “transmission control signal”.

パイロット信号挿入部18aは、パイロット信号をOFDMフレーム内に挿入する。TMCC挿入部19aは、TMCC信号をOFDMフレーム内に挿入する。AC信号挿入部20aは、AC信号をOFDMフレーム内に挿入する。   The pilot signal insertion unit 18a inserts a pilot signal into the OFDM frame. The TMCC insertion unit 19a inserts a TMCC signal into the OFDM frame. The AC signal insertion unit 20a inserts an AC signal into the OFDM frame.

IFFT部22aは、フレーム構成部130によりフレーム構成されたOFDM信号を入力し、IFFT(逆フーリエ変換)を施し、周波数軸データから時間軸データに変換する。   The IFFT unit 22a receives the OFDM signal framed by the frame configuration unit 130, performs IFFT (inverse Fourier transform), and converts the frequency axis data into time axis data.

ガードインターバル付加部23aは、IFFT部22aにより時間軸データに変換されたOFDM信号を入力し、このOFDM信号にガードインターバル(GI)信号を付加する。   The guard interval adding unit 23a receives the OFDM signal converted into time axis data by the IFFT unit 22a, and adds a guard interval (GI) signal to the OFDM signal.

直交変調部24aは、ガードインターバル信号付加部23aによりGI信号が付加されたOFDM信号を入力し、ここまで実数と虚数の2つずつの組合せ信号(複素数)として処理されてきたOFDM信号を同相信号と直交信号に載せて直交化する直交変調を行い、送信アンテナ101−1により水平偏波の放送波を送出する。   The quadrature modulation unit 24a receives the OFDM signal to which the GI signal is added by the guard interval signal addition unit 23a, and processes the OFDM signal that has been processed as a combination signal (complex number) of two real numbers and two imaginary numbers so far. Orthogonal modulation for orthogonalizing the signal and orthogonal signal is performed, and a horizontally polarized broadcast wave is transmitted by the transmitting antenna 101-1.

上記の水平偏波変調部10aの内部構成は、垂直偏波変調部10bの内部構成と同様である。   The internal configuration of the horizontal polarization modulator 10a is the same as the internal configuration of the vertical polarization modulator 10b.

ただし、水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部21aは、「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」のうち、水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)もしくは垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)もしくはその両方をAC信号の空き領域に設定する。 However, the horizontal polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 21a includes the horizontal polarization transmission antenna cross polarization characteristic information (h TX11 , H TX11 , “transmission antenna cross polarization characteristic (H TX )”). h TX21 ), cross polarization characteristic information (h TX12 , h TX22 ) of the vertically polarized wave transmission antenna, or both are set in the free area of the AC signal.

また、垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部21bは、「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」のうち、垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)もしくは水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)もしくはその両方をAC信号の空き領域に設定する。 The vertical polarized wave transmitting antenna transmission characteristic information setting section 21b of the "cross-polarization characteristics of the transmission antenna (H TX)", cross polarization characteristic information of vertically polarized wave transmitting antenna (h TX12, h TX22 ) and / or the cross polarization characteristic information (h TX11 , h TX21 ) of the horizontally polarized wave transmission antenna or both are set in the free space of the AC signal.

尚、水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部21a及び垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部21bは、水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)または、垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)もしくはその両方をTMCC信号の空き領域(リザーブビット)に設定するように構成できる。ただし、TMCC信号の空き領域(リザーブビット)は限られているために、複数フレームで送信することを考慮すれば、交差偏波特性情報をAC信号に多重するほうが、より少ないフレーム数で伝送可能となる利点がある。 The horizontally polarized wave transmission antenna propagation characteristic information setting unit 21a and the vertically polarized wave transmission antenna propagation characteristic information setting unit 21b are cross polarized wave characteristic information (h TX11 , h TX21 ) of the horizontally polarized wave transmission antenna or The cross polarization characteristic information (h TX12 , h TX22 ) of the transmission antenna for vertical polarization or both of them can be configured to be set in an empty area (reserved bit) of the TMCC signal. However, since the vacant area (reserved bit) of the TMCC signal is limited, considering that transmission is performed in a plurality of frames, multiplexing the cross-polarization characteristic information into the AC signal transmits with a smaller number of frames. There are advantages that are possible.

このように、本実施例の送信装置1は、MIMO伝送の際に、AC信号を用いて「送信アンテナの交差偏波特性(HTX)」を伝送する。 As described above, the transmission apparatus 1 according to the present embodiment transmits the “cross-polarization characteristics (H TX ) of the transmission antenna” using the AC signal in the MIMO transmission.

次に、本発明による一実施例の受信装置について説明する。   Next, a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

〔受信装置〕
図3は、本発明による一実施例の受信装置のブロック図である。図3に示すように、本実施例の受信装置2は、水平偏波復調部50aと、垂直偏波復調部50bと、水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57aと、垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57bと、MIMO分離部58と、受信アンテナ伝搬路特性設定部59と、時間デインターリーブ部61a,61bと、周波数デインターリーブ部62a,62bと、階層分離部63a,63bと、キャリア復調内符号復号部61a−1,61a−2,61a−3と、キャリア復調内符号復号部61b−1,61b−2,61b−3と、階層合成部65a,65bと、外符号復号部66a,66bとを具える。
[Receiver]
FIG. 3 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the receiving apparatus 2 of the present embodiment includes a horizontal polarization demodulator 50a, a vertical polarization demodulator 50b, a horizontal polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57a, a vertical polarization Transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57b, MIMO separation unit 58, reception antenna propagation path characteristic setting unit 59, time deinterleaving units 61a and 61b, frequency deinterleaving units 62a and 62b, and layer separation units 63a and 63b Carrier demodulation internal code decoding units 61a-1, 61a-2, 61a-3, carrier demodulation internal code decoding units 61b-1, 61b-2, 61b-3, layer synthesis units 65a, 65b, and outer codes Decoding units 66a and 66b are provided.

水平偏波復調部50aは、直交復調部51aと、ガードインターバル除去部52aと、FFT部53aと、フレーム分離部54aと、TMCC復調部55aと、AC復調部56aとを備える。即ち、水平偏波復調部50aでは、直交復調部51aは、受信した水平偏波の放送波を受信して直交復調を行って同相信号と直交信号に分離し、実数と虚数の複素信号とするとともに、ガード相関を施し、OFDM信号のシンボルの先頭であるシンボルタイミングを検出する。ガードインターバル除去部52aは、シンボルタイミングに従って付加されたガードインターバルを除去して有効シンボル長を特定し、FFT部53aは、FFT処理を施して時間軸データから周波数軸データに変換し、フレーム分離部54aは、OFDMフレームを構成するOFDM信号からデータ信号、パイロット信号等を分離し、各信号を抽出する。TMCC復調部55a及びAC復調部56aは、それぞれTMCC信号及びAC信号を復調・復号して、伝送された伝送制御信号の内容を抽出する。この抽出する伝送制御信号の内容には、従来と同様に、変調方式や伝送モード、符号化パラメータ等の情報が含まれるが、本発明に係る実施例では、AC信号の空き領域に設定された水平偏波用送信アンテナの伝搬路特性情報(hTX11,hTX21)もしくは垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)もしくはその両方を抽出する。 The horizontal polarization demodulation unit 50a includes an orthogonal demodulation unit 51a, a guard interval removal unit 52a, an FFT unit 53a, a frame separation unit 54a, a TMCC demodulation unit 55a, and an AC demodulation unit 56a. That is, in the horizontal polarization demodulator 50a, the quadrature demodulator 51a receives the received horizontal polarized broadcast wave, performs quadrature demodulation, separates it into an in-phase signal and a quadrature signal, and converts real and imaginary complex signals into At the same time, guard correlation is applied to detect the symbol timing which is the head of the symbol of the OFDM signal. The guard interval removing unit 52a removes the guard interval added according to the symbol timing to specify the effective symbol length, and the FFT unit 53a performs FFT processing to convert the time axis data into the frequency axis data, and the frame separating unit 54a separates a data signal, a pilot signal, etc. from the OFDM signal which comprises an OFDM frame, and extracts each signal. The TMCC demodulation unit 55a and the AC demodulation unit 56a demodulate and decode the TMCC signal and the AC signal, respectively, and extract the contents of the transmitted transmission control signal. The content of the transmission control signal to be extracted includes information such as a modulation method, a transmission mode, and a coding parameter as in the conventional case, but in the embodiment according to the present invention, the content is set to a free area of the AC signal. The propagation path characteristic information (h TX11 , h TX21 ) of the horizontal polarization transmission antenna and / or the cross polarization characteristic information (h TX12 , h TX22 ) of the vertical polarization transmission antenna are extracted.

垂直偏波復調部50bは、直交復調部51bと、ガードインターバル除去部52bと、FFT部53bと、フレーム分離部54bと、TMCC復調部55bと、AC復調部56bとを備える。即ち、垂直偏波復調部50bでは、直交復調部51bは、受信した垂直偏波の放送波を受信して直交復調を行って同相信号と直交信号に分離し、実数と虚数の複素信号とするとともに、ガード相関を施し、OFDM信号のシンボルの先頭であるシンボルタイミングを検出する。ガードインターバル除去部52bは、シンボルタイミングに従って付加されたガードインターバルを除去して有効シンボル長を特定し、FFT部53bは、FFT処理を施して時間軸データから周波数軸データに変換し、フレーム分離部54bは、OFDMフレームを構成するOFDM信号からデータ信号、パイロット信号等を分離し、各信号を抽出する。TMCC復調部55b及びAC復調部56bは、それぞれTMCC信号及びAC信号を復調・復号して、伝送された伝送制御信号の内容を抽出する。この抽出する伝送制御信号の内容には、従来と同様に、変調方式や伝送モード、符号化パラメータ等の情報が含まれるが、本発明に係る実施例では、AC信号から、垂直偏波用送信アンテナの伝搬路特性情報(hTX12,hTX22)もしくは水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)もしくはその両方を抽出する。 The vertical polarization demodulator 50b includes an orthogonal demodulator 51b, a guard interval remover 52b, an FFT unit 53b, a frame separator 54b, a TMCC demodulator 55b, and an AC demodulator 56b. That is, in the vertical polarization demodulator 50b, the quadrature demodulator 51b receives the vertically polarized broadcast wave, performs quadrature demodulation, separates it into an in-phase signal and a quadrature signal, and converts real and imaginary complex signals into At the same time, guard correlation is applied to detect the symbol timing which is the head of the symbol of the OFDM signal. The guard interval removing unit 52b removes the guard interval added according to the symbol timing to specify the effective symbol length, and the FFT unit 53b performs FFT processing to convert the time axis data into the frequency axis data, and the frame separating unit 54b separates a data signal, a pilot signal, etc. from the OFDM signal which comprises an OFDM frame, and extracts each signal. The TMCC demodulator 55b and the AC demodulator 56b demodulate and decode the TMCC signal and the AC signal, respectively, and extract the contents of the transmitted transmission control signal. The content of the transmission control signal to be extracted includes information such as a modulation scheme, a transmission mode, and an encoding parameter as in the conventional case. In the embodiment according to the present invention, the transmission for vertical polarization is performed from the AC signal. Antenna propagation path characteristic information (h TX12 , h TX22 ), horizontal polarization transmission antenna cross polarization characteristic information (h TX11 , h TX21 ) or both are extracted.

水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57aは、AC信号から抽出した水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)をMIMO分離部58に設定する。 The horizontal polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57a sets the cross polarization characteristic information (h TX11 , h TX21 ) of the horizontal polarization transmission antenna extracted from the AC signal in the MIMO separation unit 58.

垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57bは、AC信号から抽出した垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)をMIMO分離部58に設定する。 The vertical polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57b sets the cross polarization characteristic information (h TX12 , h TX22 ) of the vertical polarization transmission antenna extracted from the AC signal in the MIMO separation unit 58.

MIMO分離部58は、それぞれフレーム分離部54a,54bによって分離されたパイロット信号と、水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57aから得られる水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)と、垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57bから得られる垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)と、受信アンテナ伝搬路特性設定部59から得られる「受信アンテナの交差偏波特性(HRX)」の情報を入力し、水平偏波復調部50a及び垂直偏波復調部50bから得られるデータ信号に対して、各送信系統に割り当てられる直交符号を1ビットずつシンボル単位で乗算し、送信アンテナ101と受信アンテナ201との間の全ての伝搬路特性(図1参照)を推定し、この伝搬路推定結果を用いて、入力されるデータ信号を各送信系統に対応するデータ信号に分離する。MIMO分離部58の動作についての詳細は後述する。 The MIMO separation unit 58 and the cross-polarization characteristic information of the horizontal polarization transmission antenna obtained from the horizontal polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57a (the pilot signal separated by the frame separation units 54a and 54b, respectively) h TX11 , h TX21 ), vertical polarization transmission antenna cross polarization characteristic information (h TX12 , h TX22 ) obtained from the vertical polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57 b, and reception antenna propagation path characteristics Information on the “cross-polarization characteristics (H RX ) of the receiving antenna” obtained from the setting unit 59 is input, and each transmission is performed on the data signal obtained from the horizontal polarization demodulator 50a and the vertical polarization demodulator 50b. The orthogonal codes assigned to the system are multiplied by one bit at a time in symbol units, and all the propagation path characteristics between the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 201 ( 1), and the input data signal is separated into data signals corresponding to each transmission system using the propagation path estimation result. Details of the operation of the MIMO separation unit 58 will be described later.

受信アンテナ伝搬路特性設定部59は、受信アンテナ固有の特性であるため、予め測定した数値(該当する周波数範囲の複素行列)を受信装置2の内部に登録しておいた「受信アンテナの交差偏波特性(HRX)」の情報をMIMO分離部58に設定する。 Since the reception antenna propagation path characteristic setting unit 59 is a characteristic unique to the reception antenna, a “measured value of crossing bias of the reception antenna” in which a numerical value (complex matrix of the corresponding frequency range) measured in advance is registered in the reception apparatus 2 is used. Information of “wave characteristic (H RX )” is set in the MIMO separation unit 58.

時間デインターリーブ部61a,61bは、MIMO分離部58によってそれぞれ分離した各送信系統に対応するデータ信号をそれぞれ入力し、時間デインターリーブ処理を施し、周波数デインターリーブ部62a,62bは、周波数デインターリーブ処理を施し、階層分離部63a,63bは、それぞれ送信側の階層合成部14a,14bに対応する階層分離を施し、キャリア復調内符号復号部61a−1,61a−2,61a−3及びキャリア復調内符号復号部61b−1,61b−2,61b−3は、それぞれ送信側の内符号キャリア変調部13a−1〜13a−3及び内符号キャリア変調部13b−1〜13b−3に対応する変調方式及び符号化方式で復号処理を施し、それぞれ階層合成部65a,65bによって階層合成して、外符号復号部66a,66bにより、それぞれ送信側の外符号部11a,11bに対応する符号化方式で復号処理を施し、各送信系統に対応するデータ信号のTSを出力する。   The time deinterleaving units 61a and 61b receive the data signals corresponding to the transmission systems respectively separated by the MIMO demultiplexing unit 58 and perform time deinterleaving processing. The frequency deinterleaving units 62a and 62b perform frequency deinterleaving processing. The layer separation units 63a and 63b perform layer separation corresponding to the transmission-side layer synthesis units 14a and 14b, respectively, and the carrier demodulation intra-code demodulation units 61a-1, 61a-2, 61a-3 and the carrier demodulation The code decoding units 61b-1, 61b-2, 61b-3 are modulation schemes corresponding to the inner code carrier modulation units 13a-1 to 13a-3 and the inner code carrier modulation units 13b-1 to 13b-3 on the transmission side, respectively. And a decoding process using an encoding method, and layer synthesis is performed by the layer synthesis units 65a and 65b, respectively. The No. decoding unit 66a, 66b, the outer code portion 11a of each sender, performs decoding processing by the encoding method corresponding to 11b, and outputs the TS of a corresponding data signal to each transmission system.

図4は、本発明による一実施例の受信装置におけるMIMO分離部のブロック図である。MIMO分離部58は、伝搬路推定部581とデータ信号分離部582からなり、伝搬路推定部581は、それぞれフレーム分離部54a,54bによって分離されたパイロット信号と、水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57aから得られる水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)と、垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部57bから得られる垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)と、受信アンテナ伝搬路特性設定部59から得られる「受信アンテナの交差偏波特性(HRX)」の情報を入力し、前述した式(2)の伝達関数を構築した上で、「伝搬路の特性(HPRO)」を推定する。「伝搬路の特性(HPRO)」の推定は、従来からの推定のやり方と同様に、既知信号であるパイロット信号を用いて推定を行う。つまり、従来では、水平偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX11,hTX21)と垂直偏波用送信アンテナの交差偏波特性情報(hTX12,hTX22)が不確定要素であったために推定精度の限界があったが、本発明によれば不確定要素を減少させることができるので、推定した伝搬路特性の精度が改善し、信号分離の精度の向上や処理速度の向上を図ることができるようになる。 FIG. 4 is a block diagram of a MIMO separation unit in the receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. The MIMO separation unit 58 includes a propagation path estimation unit 581 and a data signal separation unit 582. The propagation path estimation unit 581 is configured to transmit the pilot signal separated by the frame separation units 54a and 54b and the transmission antenna propagation characteristic for horizontal polarization. Cross polarization characteristics information (h TX11 , h TX21 ) of the horizontally polarized wave transmission antenna obtained from the information setting unit 57a, and a vertically polarized wave transmission antenna obtained from the vertical polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 57b Cross polarization characteristics information (h TX12 , h TX22 ) and information on “cross polarization characteristics (H RX ) of the reception antenna” obtained from the reception antenna propagation path characteristic setting unit 59 are input. After constructing the transfer function of (2), “propagation path characteristics (H PRO )” is estimated. The “propagation path characteristic (H PRO )” is estimated using a pilot signal, which is a known signal, as in the conventional estimation method. In other words, in the conventional cross polarization characteristic information of the transmitting horizontally polarized antenna (h TX11, h TX21) and cross-polarization characteristic information of the transmission antennas for vertically polarized waves (h TX12, h TX22) uncertainties However, according to the present invention, the uncertain factor can be reduced, so that the accuracy of the estimated propagation path characteristics is improved, the accuracy of signal separation is improved, and the processing speed is reduced. It will be possible to improve.

データ信号分離部582は、伝搬路推定部581によって推定した伝搬路特性を用いて、入力されるデータ信号を各送信系統に対応するデータ信号に分離する。   The data signal separation unit 582 separates the input data signal into data signals corresponding to each transmission system using the propagation path characteristics estimated by the propagation path estimation unit 581.

以上のように、本発明によれば、複数の送信アンテナ101(♯1〜♯N)を備えた送信装置1と複数の受信アンテナ201(♯1〜♯N)を備えた受信装置2から構成された偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおいて、送信装置1は、送信系統ごとに予め定めた送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定めた所要C/Nの少ないデータキャリアを用いて伝送する手段を有する。より具体的には、送信装置1は、複数の送信系統のデータ信号を、各送信系統のOFDMサブキャリアとして伝送する際に、各OFDMサブキャリアに、それぞれ一定周期でパイロット信号を配置するとともに伝送制御信号を割り当ててOFDMフレームを構成する、送信系統ごとのOFDMフレーム構成部17a,17bを備え、送信系統ごとのOFDMフレーム構成部17a,17bは、送信系統ごとに予め定めた送信アンテナ101の交差偏波特性情報を伝送制御信号に多重してOFDMフレームを構成する手段を有する。特に、送信系統ごとのOFDMフレーム構成部17a,17bは、偏波別の送信系統ごとに予め定めた送信アンテナの偏波別の交差偏波特性情報をAC信号に多重してOFDMフレームを構成するのが好適である。   As described above, according to the present invention, the transmission apparatus 1 includes a plurality of transmission antennas 101 (# 1 to #N) and the reception apparatus 2 includes a plurality of reception antennas 201 (# 1 to #N). In the polarization MIMO transmission system using the polarized MIMO (Multiple Input / Multiple Output) method, the transmission device 1 uses the predetermined cross-polarization characteristic information of the transmission antenna determined in advance for each transmission system. Means for transmitting using a data carrier with low C / N. More specifically, when transmitting a data signal of a plurality of transmission systems as an OFDM subcarrier of each transmission system, the transmission apparatus 1 arranges and transmits a pilot signal in each OFDM subcarrier at a constant period. An OFDM frame configuration unit 17a, 17b for each transmission system, which configures an OFDM frame by assigning a control signal, is provided. The OFDM frame configuration unit 17a, 17b for each transmission system is an intersection of transmission antennas 101 predetermined for each transmission system. Means for multiplexing the polarization characteristic information with the transmission control signal to form an OFDM frame. In particular, the OFDM frame configuration units 17a and 17b for each transmission system configure an OFDM frame by multiplexing cross polarization characteristics information for each polarization of the transmission antenna predetermined for each transmission system for each polarization on an AC signal. It is preferable to do this.

また、本発明によれば、複数の送信アンテナ101(♯1〜♯N)を備えた送信装置1と複数の受信アンテナ201(♯1〜♯N)を備えた受信装置2から構成された偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおいて、受信装置2は、受信アンテナ伝搬路特性設定部59によって、偏波別の受信アンテナの交差偏波特性情報を予め保持しておき、送信装置1から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定められた所要C/Nの少ないデータキャリアから復調して抽出しておき、受信アンテナ201の交差偏波特性情報と偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報とを用いて伝搬路特性モデルを構築し、この伝搬路特性モデルにしたがって、送信装置から送信されるパイロット信号を用いて複数の送信アンテナ101と複数の受信アンテナ201間の伝搬路特性を推定し、推定した伝搬路特性に基づいて送信系統ごとのデータ信号を分離するMIMO分離部58を備える。   In addition, according to the present invention, the bias is configured by the transmission apparatus 1 having a plurality of transmission antennas 101 (# 1 to #N) and the reception apparatus 2 having a plurality of reception antennas 201 (# 1 to #N). In a polarization MIMO transmission system using a wave MIMO (Multiple Input / Multiple Output) method, the reception device 2 uses the reception antenna propagation path characteristic setting unit 59 to obtain cross polarization characteristic information of reception antennas for each polarization in advance. The cross-polarization characteristic information of the transmission antenna for each polarization transmitted from the transmission apparatus 1 is demodulated and extracted from a predetermined data carrier having a small required C / N, and the reception antenna A propagation path characteristic model is constructed using the cross-polarization characteristic information of 201 and the cross-polarization characteristic information of the transmitting antenna for each polarization, and the propagation path characteristic model is used. Then, the propagation path characteristics between the plurality of transmission antennas 101 and the plurality of reception antennas 201 are estimated using the pilot signal transmitted from the transmission apparatus, and the data signal for each transmission system is separated based on the estimated propagation path characteristics. A MIMO separation unit 58 is provided.

特に、受信装置2は、送信装置1から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定められた所要C/Nの少ないデータキャリアとして伝送制御信号から抽出し、より好適には、AC信号から偏波別に抽出するように構成される。これにより、受信装置2において、直ちに偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を高C/Nで取得することができ、従来よりも正確に複数の信号分離が可能となる。   In particular, the receiving device 2 extracts the cross-polarization characteristic information of the transmitting antenna for each polarization transmitted from the transmitting device 1 from the transmission control signal as a predetermined data carrier having a small required C / N. Preferably, the AC signal is extracted for each polarization. As a result, the receiving device 2 can immediately acquire the cross polarization characteristic information of the transmission antenna for each polarization at a high C / N, and a plurality of signals can be separated more accurately than in the past.

本発明によれば、高精度でMIMO信号分離が可能となるので、偏波MIMO方式を使用する偏波MIMO伝送システムに有用である。   According to the present invention, since MIMO signal separation can be performed with high accuracy, the present invention is useful for a polarization MIMO transmission system using a polarization MIMO scheme.

1 送信装置
10a 水平偏波変調部
10b 垂直偏波変調部
11a,11b 外符号部
12a,12b 階層分割部
13a−1〜13a−3,13b−1〜13b−3 内符号キャリア変調部
14a,14b 階層合成部
15a,15b 時間インターリーブ部
16a,16b 周波数インターリーブ部
17a,17b OFDMフレーム構成部
18a,18b パイロット信号挿入部
19a,19b TMCC挿入部
20a,20b AC信号挿入部
21a 水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部
21b 垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部
22a,22b IFFT部
23a,22b ガードインターバル付加部
24a,24b 直交変調部
50a 水平偏波復調部
50b 垂直偏波復調部
57a 水平偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部
57b 垂直偏波用送信アンテナ伝搬特性情報設定部
58 MIMO分離部
59 受信アンテナ伝搬路特性設定部
61a,61b 時間デインターリーブ部
62a,62b 周波数デインターリーブ部
63a,63b 階層分離部
61a−1,61a−2,61a−3 キャリア復調内符号復号部
61b−1,61b−2,61b−3 キャリア復調内符号復号部
65a,65b 階層合成部
66a,66b 外符号復号部
100 送信装置
101,101−1,101−2 送信アンテナ
200 受信装置
201 受信アンテナ
581 伝搬路推定部
582 データ信号分離部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmitter 10a Horizontal polarization modulation part 10b Vertical polarization modulation part 11a, 11b Outer code | symbol part 12a, 12b Hierarchical division part 13a-1-13a-3, 13b-1-13b-3 Inner code | carrier modulation | alteration part 14a, 14b Layer synthesizing unit 15a, 15b Time interleaving unit 16a, 16b Frequency interleaving unit 17a, 17b OFDM frame configuration unit 18a, 18b Pilot signal inserting unit 19a, 19b TMCC inserting unit 20a, 20b AC signal inserting unit 21a Horizontal polarization transmission antenna propagation Characteristic information setting unit 21b Vertical polarization transmitting antenna propagation characteristic information setting unit 22a, 22b IFFT unit 23a, 22b Guard interval adding unit 24a, 24b Orthogonal modulation unit 50a Horizontal polarization demodulation unit 50b Vertical polarization demodulation unit 57a Horizontal polarization Transmission antenna propagation characteristics Setting unit 57b Vertical polarization transmission antenna propagation characteristic information setting unit 58 MIMO separation unit 59 Reception antenna propagation path characteristic setting unit 61a, 61b Time deinterleaving unit 62a, 62b Frequency deinterleaving unit 63a, 63b Hierarchical separation unit 61a-1, 61a-2, 61a-3 Intra-carrier demodulation code decoding unit 61b-1, 61b-2, 61b-3 In-carrier demodulation code decoding unit 65a, 65b Hierarchical synthesis unit 66a, 66b Outer code decoding unit 100 Transmitting device 101, 101- 1, 101-2 transmitting antenna 200 receiving apparatus 201 receiving antenna 581 propagation path estimating unit 582 data signal separating unit

Claims (6)

複数の送信アンテナを備えた送信装置と複数の受信アンテナを備えた受信装置から構成された偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおける送信装置であって、
送信系統ごとに予め計測した送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定めた所要C/Nの少ないデータキャリアを用いて前記受信装置に伝送する手段を有し、
前記送信アンテナの交差偏波特性情報は、前記受信装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナ間の伝搬路特性の推定に用いられることを特徴とする送信装置。
A transmission apparatus in a polarization MIMO transmission system that uses a polarization MIMO (Multiple Input / Multiple Output) system configured of a transmission apparatus having a plurality of transmission antennas and a reception apparatus having a plurality of reception antennas,
The cross polarization characteristic information measured beforehand transmit antennas for each transmission system, have a means for transmitting to the receiving apparatus by using a predetermined C / N less data carrier a predetermined,
The transmitting apparatus, wherein the cross-polarization characteristic information of the transmitting antenna is used for estimating a propagation path characteristic between the transmitting antenna and the receiving antenna in the receiving apparatus.
複数の送信系統のデータ信号を、各送信系統のOFDMサブキャリアとして伝送する際に、各OFDMサブキャリアに、それぞれ一定周期でパイロット信号を配置するとともに伝送制御信号を割り当ててOFDMフレームを構成する、送信系統ごとのOFDMフレーム構成部を備え、
前記送信系統ごとのOFDMフレーム構成部は、送信系統ごとに予め計測した送信アンテナの交差偏波特性情報を前記所要C/Nの少ないデータキャリアとして伝送制御信号に多重してOFDMフレームを構成する手段を有することを特徴とする、請求項1に記載の送信装置。
When transmitting data signals of a plurality of transmission systems as OFDM subcarriers of each transmission system, each OFDM subcarrier is arranged with a pilot signal at a fixed period, and a transmission control signal is allocated to configure an OFDM frame. With an OFDM frame configuration unit for each transmission system,
The OFDM frame configuration unit for each transmission system configures an OFDM frame by multiplexing the cross polarization characteristic information of the transmission antenna measured in advance for each transmission system on the transmission control signal as the data carrier having a small required C / N. The transmission apparatus according to claim 1, further comprising: means.
前記送信系統ごとのOFDMフレーム構成部は、偏波別の送信系統ごとに予め計測した送信アンテナの偏波別の交差偏波特性情報をAC信号に多重してOFDMフレームを構成する手段を有することを特徴とする、請求項2に記載の送信装置。   The OFDM frame configuration unit for each transmission system has means for multiplexing the cross-polarization characteristic information for each polarization of the transmission antenna measured in advance for each transmission system for each polarization to form an OFDM frame by multiplexing the AC signal. The transmission apparatus according to claim 2, wherein 複数の送信アンテナを備えた送信装置と複数の受信アンテナを備えた受信装置から構成された偏波MIMO(Multiple Input/Multiple Output)方式を使用する偏波MIMO伝送システムにおける受信装置であって、
偏波別の受信アンテナの交差偏波特性情報を予め保持する手段と、
前記送信装置から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定められた所要C/Nの少ないデータキャリアから抽出する手段と、
前記受信アンテナの交差偏波特性情報と前記偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報とを用いて伝搬路特性モデルを構築する手段と、
前記伝搬路特性モデルにしたがって、前記送信装置から送信されるパイロット信号を用いて前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナ間の伝搬路特性を推定する手段と、
推定した伝搬路特性に基づいて送信系統ごとのデータ信号を分離する手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving apparatus in a polarization MIMO transmission system using a polarization input MIMO (Multiple Input / Multiple Output) system composed of a transmitting apparatus having a plurality of transmitting antennas and a receiving apparatus having a plurality of receiving antennas,
Means for preliminarily storing cross polarization characteristics information of the receiving antenna for each polarization;
Means for extracting cross-polarization characteristic information of a transmission antenna for each polarization transmitted from the transmission device from a predetermined data carrier having a small required C / N;
Means for constructing a propagation path characteristic model using the cross-polarization characteristic information of the reception antenna and the cross-polarization characteristic information of the transmission antenna for each polarization;
Means for estimating propagation path characteristics between the plurality of transmission antennas and the plurality of reception antennas using a pilot signal transmitted from the transmission device according to the propagation path characteristic model;
Means for separating data signals for each transmission system based on the estimated propagation path characteristics;
A receiving apparatus comprising:
前記送信装置から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、予め定められた所要C/Nの少ないデータキャリアとして伝送制御信号から抽出する手段を有することを特徴とする、請求項4に記載の受信装置。   Characterized in that it has means for extracting the cross-polarization characteristic information of the transmission antenna for each polarization transmitted from the transmission device from the transmission control signal as a predetermined data carrier with a small required C / N, The receiving device according to claim 4. 前記送信装置から送信される偏波別の送信アンテナの交差偏波特性情報を、AC信号から偏波別に抽出する手段を有することを特徴とする、請求項5に記載の受信装置。   6. The receiving apparatus according to claim 5, further comprising means for extracting cross-polarization characteristic information of a transmitting antenna for each polarization transmitted from the transmitting apparatus for each polarization from an AC signal.
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