JP6364360B2 - 無線通信システム、無線通信方法および送信装置 - Google Patents
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本発明は、シングルキャリア周波数領域等化（ＳＣ−ＦＤＥ: single carrier frequency domain equalization）に用いるリファレンス信号埋め込みを行う無線通信システム、無線通信方法および送信装置に関する。
ＬＴＥ（long term evolution ）などで採用される伝送システムでは、受信側で受信信号の等化を行うために通信路推定が行われる。ＬＴＥでの通信路推定は既知であるリファレンス信号を利用して行われ、リファレンス信号は周波数領域でサブキャリア方向に配置される（非特許文献１）。
図２は、従来の無線通信システムの送信装置の構成例を示す。
図２において、送信装置は、送信する情報ビットを例えばＱＡＭ（quadrature amplitude modulation ）でデータ信号に変調するデータ信号変調部２１、データ信号の所定のシンボル（０，４，…）についてＭ点離散フーリエ変換を行うＭ点ＤＦＴ部２２、Ｍ個のサブキャリアにＮ−Ｍ個（Ｎ＞Ｍ）のリファレンス信号を配置するためのスペースを空けるデータ信号配置部２３、そのスペースにＮ−Ｍ個のリファレンス信号を配置するリファレス信号配置部２４、Ｎ点逆離散フーリエ変換を行ってリファレンス信号を埋め込むＮ点ＩＤＦＴ部２５、データ信号に対して遅延波影響を除去するためのサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を挿入するＣＰ挿入部２６、以上の信号処理により生成された信号をアンテナから送出するための変換を行う送信信号変換部２７により構成される。なお、データ信号変調部２１の前段には、送信したい情報ビットを生成する機能部があり、当該機能部には誤り訂正符号化機能、インターリーブ機能を備えてもよい。
図２において、送信装置は、送信する情報ビットを例えばＱＡＭ（quadrature amplitude modulation ）でデータ信号に変調するデータ信号変調部２１、データ信号の所定のシンボル（０，４，…）についてＭ点離散フーリエ変換を行うＭ点ＤＦＴ部２２、Ｍ個のサブキャリアにＮ−Ｍ個（Ｎ＞Ｍ）のリファレンス信号を配置するためのスペースを空けるデータ信号配置部２３、そのスペースにＮ−Ｍ個のリファレンス信号を配置するリファレス信号配置部２４、Ｎ点逆離散フーリエ変換を行ってリファレンス信号を埋め込むＮ点ＩＤＦＴ部２５、データ信号に対して遅延波影響を除去するためのサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を挿入するＣＰ挿入部２６、以上の信号処理により生成された信号をアンテナから送出するための変換を行う送信信号変換部２７により構成される。なお、データ信号変調部２１の前段には、送信したい情報ビットを生成する機能部があり、当該機能部には誤り訂正符号化機能、インターリーブ機能を備えてもよい。
図２には、Ｍ点ＤＦＴ部２２、データ信号配置部２３、リファレス信号配置部２４の動作イメージを示す。Ｍ点ＤＦＴによりシンボル（０，４，…）におけるＭ個のサブキャリアのデータ信号配置に対して、Ｎ−Ｍ個のリファレンス信号を配置するためのスペースを空けて当該スペースにリファレンス信号を配置し、Ｎ点ＩＤＦＴによりリファレンス信号の埋め込みを行う。なお、図２に示すシンボルとサブキャリアは、受信装置におけるＤＦＴ／ＩＤＦＴの各点を示し、送信装置ではシンボル（０，４，…）に対してＤＦＴ／ＩＤＦＴ処理が行われる。
図３は、従来の無線通信システムの受信装置の構成例を示す。
図３において、受信装置は、アンテナで受信した信号を信号処理するための変換を行う受信信号変換部３１、遅延波影響を除去するためのサイクリックプレフィックスを除去するＣＰ除去部３２、Ｎ点離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ部３３、リファレンス信号から通信路応答を推定する通信路推定部３４、推定された通信路応答からデータ信号の周波数領域等化を行う周波数領域等化部３５、Ｍ点逆離散フーリエ変換を行うＭ点ＩＤＦＴ部３６、データ信号を復調するデータ信号復調部３７により構成される。データ信号復調部３７の後段には、復調信号から情報ビットを検出する機能部があり、当該機能部には送信装置に合わせて誤り訂正復号機能、デインターリーブ機能を備えてもよい。
図３において、受信装置は、アンテナで受信した信号を信号処理するための変換を行う受信信号変換部３１、遅延波影響を除去するためのサイクリックプレフィックスを除去するＣＰ除去部３２、Ｎ点離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ部３３、リファレンス信号から通信路応答を推定する通信路推定部３４、推定された通信路応答からデータ信号の周波数領域等化を行う周波数領域等化部３５、Ｍ点逆離散フーリエ変換を行うＭ点ＩＤＦＴ部３６、データ信号を復調するデータ信号復調部３７により構成される。データ信号復調部３７の後段には、復調信号から情報ビットを検出する機能部があり、当該機能部には送信装置に合わせて誤り訂正復号機能、デインターリーブ機能を備えてもよい。
3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; E-UTRA and E-UTRAN; Overall description; Stage 2 (Release 12), 3GPP TS 36.300 V12.2.0 (2014-06), pp. 48-50, Section 5.2.
従来の送信装置で生成される送信信号は、ＯＦＤＭ（orthogonal frequency division multiplexing）と比較してＰＡＰＲ（peak-to-average power ratio ）が小さいが、Ｍ点ＤＦＴ、Ｍ個のサブキャリアに対してＮ−Ｍ個のリファレンス信号追加、Ｎ点ＩＤＦＴの処理により、所定のシンボルの周波数方向にリファレンス信号を埋め込む際に、スペクトルがＯＦＤＭのスペクトルに近づき、帯域外へのスペクトル漏洩がＯＦＤＭ同様に大きい問題がある。帯域外へのスペクトル漏洩基準が厳しいシステムでは、割当帯域の中央側に配置する必要が生じ、スペクトル効率を下げてしまう。
本発明は、リファレンス信号埋め込みによるスペクトル漏洩を抑制し、スペクトル効率を改善することができる無線通信システム、無線通信方法および送信装置を提供することを目的とする。
第１の発明は、送信装置で所定のシンボルのサブキャリアにリファレンス信号を埋め込み、受信装置で該リファレンス信号から通信路応答を推定してシングルキャリア周波数領域等化を行う無線通信システムにおいて、送信装置は、データ変調後の所定のシンボルに対して、Ｍ点の離散フーリエ変換に替えてＮ点（Ｎ＞Ｍ）の離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ手段と、所定のシンボルのＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、リファレンス信号を分散配置するＮ−Ｍ点のサブキャリア上のデータ信号を削除し、Ｎ−Ｍ点のリファレンス信号に置換するリファレンス信号配置手段と、リファレンス信号を配置した信号に対してＮ点の逆離散フーリエ変換を行い、リファレンス信号の埋め込みを行うＮ点ＩＤＦＴ手段とを備え、リファレンス信号の埋め込みによる帯域外へのスペクトル漏洩を抑制する。
第１の発明の無線通信システムにおいて、送信装置および受信装置は、リファレンス信号配置手段で削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償する手段を含む。
第２の発明は、送信装置で所定のシンボルのサブキャリアにリファレンス信号を埋め込み、受信装置で該リファレンス信号から通信路応答を推定してシングルキャリア周波数領域等化を行う無線通信方法において、送信装置は、データ変調後の所定のシンボルに対して、Ｍ点の離散フーリエ変換に替えてＮ点（Ｎ＞Ｍ）の離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ処理ステップと、所定のシンボルのＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、リファレンス信号を分散配置するＮ−Ｍ点のサブキャリア上のデータ信号を削除し、Ｎ−Ｍ点のリファレンス信号に置換するリファレンス信号配置処理ステップと、リファレンス信号を配置した信号に対してＮ点の逆離散フーリエ変換を行い、リファレンス信号の埋め込みを行うＮ点ＩＤＦＴ処理ステップとを有し、リファレンス信号の埋め込みによる帯域外へのスペクトル漏洩を抑制する。
第２の発明の無線通信方法において、送信装置および受信装置は、リファレンス信号配置処理ステップで削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償する処理ステップを含む。
第３の発明は、送信装置で所定のシンボルのサブキャリアにリファレンス信号を埋め込み、受信装置で該リファレンス信号から通信路応答を推定してシングルキャリア周波数領域等化を行う無線通信システムの送信装置において、データ変調後の所定のシンボルに対して、Ｍ点の離散フーリエ変換に替えてＮ点（Ｎ＞Ｍ）の離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ手段と、所定のシンボルのＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、リファレンス信号を分散配置するＮ−Ｍ点のサブキャリア上のデータ信号を削除し、Ｎ−Ｍ点のリファレンス信号に置換するリファレンス信号配置手段と、リファレンス信号を配置した信号に対してＮ点の逆離散フーリエ変換を行い、リファレンス信号の埋め込みを行うＮ点ＩＤＦＴ手段とを備え、リファレンス信号の埋め込みによる帯域外へのスペクトル漏洩を抑制する。
第３の発明の送信装置において、リファレンス信号配置手段で削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償するための誤り訂正符号化手段を含む。
本発明は、送信装置においてリファレンス信号埋め込み処理に用いるＤＦＴとＩＤＦＴの点数を等しくすることにより、帯域外へのスペクトル漏洩を抑制してスペクトル効率を改善することができる。
また、リファレンス信号を埋め込むために削除されたデータ信号成分については、誤り訂正符号を用いて補償することができる。
また、リファレンス信号を埋め込むために削除されたデータ信号成分については、誤り訂正符号を用いて補償することができる。
図１は、本発明の無線通信システムの送信装置の実施例構成を示す。
図１において、本実施例の送信装置のデータ信号変調部１１、Ｎ点ＩＤＦＴ部１５、ＣＰ挿入部１６、送信信号変換部１７については、図２に示す従来の送信装置のデータ信号変調部２１、Ｎ点ＩＤＦＴ部２５、ＣＰ挿入部２６、送信信号変換部２７と同様の構成である。
図１において、本実施例の送信装置のデータ信号変調部１１、Ｎ点ＩＤＦＴ部１５、ＣＰ挿入部１６、送信信号変換部１７については、図２に示す従来の送信装置のデータ信号変調部２１、Ｎ点ＩＤＦＴ部２５、ＣＰ挿入部２６、送信信号変換部２７と同様の構成である。
本発明の特徴とするところは、データ信号の所定のシンボル（０，４，…）についてＮ点離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ部１２、データ信号削除部１３、リファレンス信号配置部１４の構成にある。データ信号削除部１３は、所定のシンボル（０，４，…）のＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、リファレンス信号を配置するＮ−Ｍ点（Ｎ＞Ｍ）のサブキャリア上のデータ信号を削除する。リファレンス信号配置部１４は、そのデータ信号を削除したサブキャリアにＮ−Ｍ点のリファレンス信号に配置し、Ｎ点ＩＤＦＴ部２５でＮ点逆離散フーリエ変換を行ってリファレンス信号を埋め込む。
このように、リファレンス信号を埋め込む所定のシンボル（０，４，…）において、データサブキャリアをリファレンス信号で置き換え、ＤＦＴとＩＤＦＴを同じＤＦＴポイント数で処理する構成とすることにより、シングルキャリア伝送と等価となり、帯域外へのスペクトル漏洩を抑制してスペクトル効率を改善することができる。
なお、本発明の送信装置では、リファレンス信号を埋め込むために一部をサブキャリア上のデータ信号を削除しており、当該削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償するため、受信装置側も含めて誤り訂正符号化機能を備えることは有効である。また、本発明の送信装置に対応する受信装置は、図３に示す従来の受信装置におけるＭ点ＩＤＦＴ部３６をＮ点ＩＤＦＴ部に代えることにより対応することができる。
以上説明した送信装置の各機能部のうち、少なくともＮ点ＤＦＴ部１２、データ信号削除部１３、リファレンス信号配置部１４、Ｎ点ＩＤＦＴ部２５については、コンピュータによる処理で実現するようにしてもよい。その場合、各機能部の要素それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
１１ データ信号変調部
１２ Ｎ点ＤＦＴ部
１３ データ信号削除部
１４ リファレンス信号配置部
１５ Ｎ点ＩＤＦＴ部
１６ ＣＰ挿入部
１７ 送信信号変換部
２１ データ信号変調部
２２ Ｍ点ＤＦＴ部
２３ データ信号配置部
２４ リファレンス信号配置部
２５ Ｎ点ＩＤＦＴ部
２６ ＣＰ挿入部
２７ 送信信号変換部
３１ 受信信号変換部
３２ ＣＰ除去部
３３ Ｎ点ＤＦＴ部
３４ 通信路推定部
３５ 周波数領域等化部
３６ Ｍ点ＩＤＦＴ部
３７ データ信号復調部
１２ Ｎ点ＤＦＴ部
１３ データ信号削除部
１４ リファレンス信号配置部
１５ Ｎ点ＩＤＦＴ部
１６ ＣＰ挿入部
１７ 送信信号変換部
２１ データ信号変調部
２２ Ｍ点ＤＦＴ部
２３ データ信号配置部
２４ リファレンス信号配置部
２５ Ｎ点ＩＤＦＴ部
２６ ＣＰ挿入部
２７ 送信信号変換部
３１ 受信信号変換部
３２ ＣＰ除去部
３３ Ｎ点ＤＦＴ部
３４ 通信路推定部
３５ 周波数領域等化部
３６ Ｍ点ＩＤＦＴ部
３７ データ信号復調部
Claims (6)
- 送信装置で所定のシンボルのサブキャリアにリファレンス信号を埋め込み、受信装置で該リファレンス信号から通信路応答を推定してシングルキャリア周波数領域等化を行う無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
データ変調後の前記所定のシンボルに対して、Ｍ点の離散フーリエ変換に替えてＮ点（Ｎ＞Ｍ）の離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ手段と、
前記所定のシンボルのＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、前記リファレンス信号を分散配置するＮ−Ｍ点のサブキャリア上のデータ信号を削除し、Ｎ−Ｍ点のリファレンス信号に置換するリファレンス信号配置手段と、
前記リファレンス信号を配置した信号に対してＮ点の逆離散フーリエ変換を行い、前記リファレンス信号の埋め込みを行うＮ点ＩＤＦＴ手段と
を備え、
前記リファレンス信号の埋め込みによる帯域外へのスペクトル漏洩を抑制する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信装置および前記受信装置は、前記リファレンス信号配置手段で削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償する手段を含む
ことを特徴とする無線通信システム。 - 送信装置で所定のシンボルのサブキャリアにリファレンス信号を埋め込み、受信装置で該リファレンス信号から通信路応答を推定してシングルキャリア周波数領域等化を行う無線通信方法において、
前記送信装置は、
データ変調後の前記所定のシンボルに対して、Ｍ点の離散フーリエ変換に替えてＮ点（Ｎ＞Ｍ）の離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ処理ステップと、
前記所定のシンボルのＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、前記リファレンス信号を分散配置するＮ−Ｍ点のサブキャリア上のデータ信号を削除し、Ｎ−Ｍ点のリファレンス信号に置換するリファレンス信号配置処理ステップと、
前記リファレンス信号を配置した信号に対してＮ点の逆離散フーリエ変換を行い、前記リファレンス信号の埋め込みを行うＮ点ＩＤＦＴ処理ステップと
を有し、
前記リファレンス信号の埋め込みによる帯域外へのスペクトル漏洩を抑制する
ことを特徴とする無線通信方法。 - 請求項３に記載の無線通信方法において、
前記送信装置および前記受信装置は、前記リファレンス信号配置処理ステップで削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償する処理ステップを含む
ことを特徴とする無線通信方法。 - 送信装置で所定のシンボルのサブキャリアにリファレンス信号を埋め込み、受信装置で該リファレンス信号から通信路応答を推定してシングルキャリア周波数領域等化を行う無線通信システムの送信装置において、
データ変調後の前記所定のシンボルに対して、Ｍ点の離散フーリエ変換に替えてＮ点（Ｎ＞Ｍ）の離散フーリエ変換を行うＮ点ＤＦＴ手段と、
前記所定のシンボルのＮ点のサブキャリア上のデータ信号のうち、前記リファレンス信号を分散配置するＮ−Ｍ点のサブキャリア上のデータ信号を削除し、Ｎ−Ｍ点のリファレンス信号に置換するリファレンス信号配置手段と、
前記リファレンス信号を配置した信号に対してＮ点の逆離散フーリエ変換を行い、前記リファレンス信号の埋め込みを行うＮ点ＩＤＦＴ手段と
を備え、
前記リファレンス信号の埋め込みによる帯域外へのスペクトル漏洩を抑制する
ことを特徴とする送信装置。 - 請求項５に記載の送信装置において、
前記リファレンス信号配置手段で削除されたデータ信号成分を誤り訂正符号を用いて補償するための誤り訂正符号化手段を含む
ことを特徴とする送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015025515A JP6364360B2 (ja) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | 無線通信システム、無線通信方法および送信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015025515A JP6364360B2 (ja) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | 無線通信システム、無線通信方法および送信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016149642A JP2016149642A (ja) | 2016-08-18 |
| JP6364360B2 true JP6364360B2 (ja) | 2018-07-25 |
Family
ID=56688479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015025515A Active JP6364360B2 (ja) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | 無線通信システム、無線通信方法および送信装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP6364360B2 (ja) |
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-
2015
- 2015-02-12 JP JP2015025515A patent/JP6364360B2/ja active Active
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