JP6585414B2 - Terminal, communication system and communication method therefor - Google Patents
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Description
本発明は、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて、時分割複信方式の無線通信を行う端末、通信システム及びその通信方法に関する。 The present invention relates to a terminal, a communication system, and a communication method thereof that perform time-division duplex wireless communication using a part of a frequency band shared with other systems.
従来、テレビの生中継、緊急報道等の映像伝送を行う無線通信システムに用いる装置として、FPU(Field Pick-up Unit)が知られている。このFPUは、放送分野の素材伝送のために用いられ、中継現場側の移動局(端末)から放送局側の基地局へ本線情報のUL(Up Link)信号を伝送し、放送局側の基地局から中継現場側の移動局へ送り返し情報のDL(Down Link)信号を伝送する。カメラにより撮像された映像は、リアルタイムでファイル伝送され、移動局から基地局へUL信号として送信され、記憶メディアに格納され再生される。 2. Description of the Related Art Conventionally, an FPU (Field Pick-up Unit) is known as a device used in a wireless communication system that performs video transmission such as live television broadcasts and emergency reports. This FPU is used for transmission of materials in the broadcasting field, transmits a UL (Up Link) signal of main line information from a mobile station (terminal) on the relay site side to a base station on the broadcasting station side, and transmits a base on the broadcasting station side. The DL (Down Link) signal of the return information is transmitted from the station to the mobile station on the relay site side. Video captured by the camera is file-transmitted in real time, transmitted as a UL signal from the mobile station to the base station, stored in a storage medium, and played back.
FPUで最も高速化が望まれるのは、放送で使用されている映像情報等である本線情報のUL信号である。FPUでは、UL信号の伝送レートを高くするため、UL信号の送信区間をDL信号の送信区間よりも長くする時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式が採用されている。なお、時分割複信では、電波の伝搬による遅延を吸収するため、UL送信期間とDL送信期間との間にガードタイムが設けられる(特許文献1参照)。 The highest speed desired in the FPU is the UL signal of the main line information, which is video information used in broadcasting. The FPU employs a time division duplex (TDD) system in which the UL signal transmission period is longer than the DL signal transmission period in order to increase the UL signal transmission rate. In time division duplexing, a guard time is provided between the UL transmission period and the DL transmission period in order to absorb delay due to radio wave propagation (see Patent Document 1).
FPUでは、トランシーバ等の他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて無線通信を行うため、使用中の周波数帯域における干渉の有無を常時監視し、他のシステムとの干渉を防ぐ必要がある。FPUの基地局は、各サブキャリアの受信レベル(干渉量)を測定し、受信レベルが所定の閾値を越えた場合に、他のシステムが当該周波数帯域の使用を開始した(干渉が発生した)と判断し、当該サブキャリアの使用を中止して他のサブキャリアを使用するようにシンセサイザのローカル信号の周波数を変更する(特許文献2参照)。 In FPU, since wireless communication is performed using a part of the frequency band shared with other systems such as transceivers, it is necessary to constantly monitor the presence or absence of interference in the frequency band in use and prevent interference with other systems. . The FPU base station measures the reception level (interference amount) of each subcarrier, and when the reception level exceeds a predetermined threshold, another system starts using the frequency band (interference has occurred). The frequency of the local signal of the synthesizer is changed so that the use of the subcarrier is stopped and another subcarrier is used (see Patent Document 2).
シンセサイザは、ローカル信号の周波数を変更すると、変更後の周波数が安定するまで時間がかかる。従来では、周波数変更後、周波数が安定するまで、全てのサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号、データのいずれも送信しないので、無送信区間が長くなり、伝送効率が低下してしまう。 When the frequency of the local signal is changed, the synthesizer takes time until the changed frequency is stabilized. Conventionally, since no preamble, control signal, or data is transmitted on all subcarriers until the frequency becomes stable after the frequency change, the non-transmission period becomes longer, and the transmission efficiency decreases.
本発明の目的は、シンセサイザがローカル信号の周波数を変更する際の伝送効率の低下を抑えることができる端末、通信システム及びその通信方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a terminal, a communication system, and a communication method thereof that can suppress a decrease in transmission efficiency when a synthesizer changes the frequency of a local signal.
本発明に係る端末は、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いて基地局との間でOFDM信号を送受信する端末であって、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記OFDM信号を受信する受信部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってOFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記OFDM信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、を具備し、前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記OFDM信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記OFDM信号を生成する。 A terminal according to the present invention is a terminal that transmits and receives an OFDM signal to and from a base station using a part of a carrier frequency in a frequency band shared with other systems, and indicates a subcarrier selected by the base station An OFDM signal obtained by performing orthogonal frequency division multiplexing on a signal including a receiving unit that receives the OFDM signal including information, a synthesizer that generates a local signal having a frequency of the selected subcarrier, and a preamble and a control signal An OFDM signal generation unit that generates a signal, and a transmission unit that wirelessly transmits the OFDM signal using a local signal having a frequency of the selected subcarrier, and the base station is in communication When a change of some subcarriers is selected, the synthesizer transmits the subkey at the preamble transmission start timing. The frequency of the local signal is changed in accordance with the change of the rear, and the OFDM signal generation unit changes the frequency after the change in the switching period including at least the time until the synthesizer is stabilized after the frequency of the local signal is changed. The OFDM signal is generated so that the preamble is transmitted from an unmodified subcarrier without transmitting the preamble from a subcarrier.
本発明に係る通信システムは、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてOFDM信号を送受信する基地局と端末からなる通信システムであって、前記基地局が、データの送受信に使用するサブキャリアを選択するサブキャリア選択部と、前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成する制御信号生成部と、下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用OFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、前記下り用OFDM信号を前記端末に送信する送信部と、を具備し、前記端末が、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記OFDM信号を受信する受信部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってOFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記OFDM信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、を具備し、前記基地局が、前記サブキャリア選択部により通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、前記端末の前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記端末の前記OFDM信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記OFDM信号を生成する。 A communication system according to the present invention is a communication system including a base station and a terminal that transmit and receive an OFDM signal using a part of a carrier frequency in a frequency band shared with other systems, and the base station transmits and receives data. A subcarrier selection unit that selects a subcarrier to be used, a control signal generation unit that generates a downlink control signal including information indicating the selected subcarrier, a downlink preamble, and a downlink signal that includes the downlink control signal An OFDM signal generation unit that performs orthogonal frequency division multiplexing processing to generate a downlink OFDM signal, and a transmission unit that transmits the downlink OFDM signal to the terminal. A receiving unit for receiving the OFDM signal including information indicating the selected subcarrier; and a local signal having a frequency of the selected subcarrier. An OFDM signal generator for generating an OFDM signal by performing orthogonal frequency division multiplexing on a signal including a synthesizer, a preamble, and a control signal; and the OFDM using a local signal of the frequency of the selected subcarrier A transmission unit that up-converts a signal and wirelessly transmits the signal, and when the base station selects a change of some of the subcarriers in communication by the subcarrier selection unit, the synthesizer of the terminal At the preamble transmission start timing, the frequency of the local signal is changed in accordance with the change of the subcarrier, and the OFDM signal generation unit of the terminal stabilizes at least the synthesizer after the frequency of the local signal is changed. In the switching period including the time until Without transmitting amble to generate the OFDM signal to transmit the preamble from the unmodified subcarrier.
本発明に係る通信方法は、他システムと共用する周波数帯域の一部のキャリア周波数を用いてOFDM信号を送受信する基地局と端末との通信方法であって、前記基地局が、データの送受信に使用するサブキャリアを選択し、前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成し、下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用OFDM信号を生成し、前記下り用OFDM信号を前記端末に送信し、前記端末が、前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記下り用OFDM信号を受信し、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、上り用プリアンブル、上り用制御信号を含む上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って上り用OFDM信号を生成し、前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記上り用OFDM信号をアップコンバートして無線送信し、前記基地局が通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、前記端末が、前記上り用プリアンブルの送信開始タイミングで前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記ローカル信号の周波数を変更してから少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信するように前記上り用OFDM信号を生成する。 A communication method according to the present invention is a communication method between a base station and a terminal that transmits and receives an OFDM signal using a part of carrier frequencies in a frequency band shared with other systems, and the base station transmits and receives data. Select a subcarrier to be used, generate a downlink control signal including information indicating the selected subcarrier, and perform orthogonal frequency division multiplexing on the downlink preamble and the downlink signal including the downlink control signal. Generating a downlink OFDM signal, transmitting the downlink OFDM signal to the terminal, the terminal receiving the downlink OFDM signal including information indicating a subcarrier selected by the base station, and selecting the selected Local signal of the subcarrier frequency is generated, and orthogonal frequency division multiplexing processing is performed on the upstream signal including the upstream preamble and the upstream control signal. An OFDM signal for transmission, up-converting the uplink OFDM signal using a local signal of the frequency of the selected subcarrier and wirelessly transmitting, and changing some of the subcarriers that the base station is communicating with When the terminal changes the frequency of the local signal in accordance with the change of the subcarrier at the transmission start timing of the uplink preamble, and at least until the synthesizer is stabilized after changing the frequency of the local signal The uplink OFDM signal is generated such that the uplink preamble is not transmitted from the subcarrier after the change, and the uplink preamble is transmitted from the unmodified subcarrier in the switching period including the above time.
本発明によれば、通信中の一部のサブキャリアを変更する際に、未変更のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。 According to the present invention, when a part of subcarriers in communication is changed, a preamble and a control signal can be transmitted on unchanged subcarriers, so that a reduction in transmission efficiency can be suppressed.
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(実施の形態1)
<基地局の構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る基地局100の構成を示すブロック図である。図1に示すように、基地局100は、制御信号生成部101と、パイロットシンボル生成部102と、プリアンブル生成部103と、変調部105と、タイミング制御部106と、切替部107と、S/P部108と、IFFT部109と、GI付加部110と、無線送信部111と、無線受信部112と、レベル測定部113と、サブキャリア選択部114と、シンセサイザ部115と、同期検波部116と、GI除去部117と、FFT部118と、チャネル推定部119と、チャネル補償部120と、P/S部121と、復調部122と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部106、切替部107、S/P部108、IFFT部109およびGI付加部110により、OFDM(直交周波数分割多重)信号生成部151が構成される。
(Embodiment 1)
<Base station configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of
制御信号生成部101は、サブキャリア選択部114から出力された選択サブキャリア情報を含む制御信号を生成して切替部107に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ack/Nack、リンクアダプテーション情報等が含まれる。
Control
パイロットシンボル生成部102は、端末200(図2参照)が既知であるパイロットシンボルを生成して切替部107に出力する。
Pilot
プリアンブル生成部103は、端末200(図2参照)が既知であるプリアンブルを生成して切替部107に出力する。なお、プリアンブルは、端末200において、AGC(Automatic Gain Control)、タイミング検出、AFC(Automatic Frequency Control)等に用いられる。
The
変調部105は、送信データ(DLデータ)を変調し、送信信号を切替部107に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。
タイミング制御部106は、OFDM信号が所定のフレーム構成(図3参照)になるように、切替部107に対して、プリアンブル生成部103から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部102から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部101から出力された制御信号、変調部105から出力された送信信号の、S/P部108に出力するタイミングを制御する。特に、タイミング制御部106は、サブキャリア選択部114からサブキャリアの変更を行うことを示すフラグ情報を入力すると、端末200のプリアンブルの送信開始タイミングで周波数の変更を行うように周波数の変更タイミングを指示する指示信号を、シンセサイザ部115に出力する。
The
切替部107は、タイミング制御部106の制御に基づき、プリアンブル生成部103から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部102から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部101から出力された制御信号、変調部105から出力された送信信号の内一つをS/P部108に出力する。なお、切替部107は、ガードタイムおよびUL信号区間には、S/P部108に何も出力しない。
Based on the control of the
S/P部108は、切替部107から直列に出力された信号列をn個(nは2以上の整数)の並列な信号列に変換し(直列/並列)、IFFT部109に出力する。
The S /
IFFT部109は、S/P部108から出力された並列信号(周波数軸上の信号)に対してIFFT(逆フーリエ変換処理)を行うことにより、n個のサブキャリアに重畳されるOFDM信号(DL信号)を生成し、GI付加部110に出力する。
The
GI付加部110は、IFFT部109から出力されたOFDM信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたGI(ガードインターバル)を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部111に出力する。
The
無線送信部111は、GI付加部110から出力されたOFDM信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部111は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部115から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部111は、アンテナから無線信号(DL信号)を送信する。
The
無線受信部112は、アンテナに受信された無線信号(UL信号)に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部112は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部115から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのOFDM信号を得る。そして、無線受信部112は、OFDM信号をレベル測定部113および同期検波部116に出力する。
The
レベル測定部113は、ガードタイムの受信レベル(干渉量)を測定し、測定値をサブキャリア選択部114に出力する。
サブキャリア選択部114は、使用中のサブキャリアにおいて、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値以下の周波数を継続してサブキャリアとして選択する。また、サブキャリア選択部114は、ガードタイムの受信レベルの測定値が閾値を越えた周波数があった場合、他のシステムが当該周波数の使用を開始した(干渉が発生した)と判断し、当該周波数の使用を中止し、他のサブキャリアを使用するようにサブキャリアの変更を行う。そして、サブキャリア選択部114は、選択したサブキャリアを示す選択サブキャリア情報を制御信号生成部101及びシンセサイザ部115に出力する。また、サブキャリア選択部114は、サブキャリアの変更を行うことを示すフラグ情報をタイミング制御部106に出力する。
The
シンセサイザ部115は、サブキャリア選択部114が選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線送信部111および無線受信部112に出力する。サブキャリアの変更を行う場合、シンセサイザ部115は、タイミング制御部106に指示されたタイミングで、サブキャリア選択部114が新たに選択したサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させる。
The
同期検波部116は、無線受信部112から出力されたOFDM信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでOFDM信号をGI除去部117に出力する。
The
GI除去部117は、同期検波部116から出力されたOFDM信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、FFT部118に出力する。
FFT部118は、GI除去部117から出力されたOFDM信号に対してFFT(フーリエ変換処理)を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部119に出力し、制御信号および受信信号(データシンボル)をチャネル補償部120に出力する。
チャネル推定部119は、FFT部118から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部120に出力する。
The
チャネル補償部120は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号(データシンボル)のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をP/S部121に出力する。
P/S部121は、チャネル補償部120から並列に出力されたn個の信号列を直列な信号列に変換し(並列/直列)、制御信号および受信信号を復調部122に出力する。
The P /
復調部122は、制御信号を復調して制御情報を得る。復調部122は、受信信号を復調して受信データ(ULデータ)を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。
The
<端末の構成>
図2は、本実施の形態に係る端末200の構成を示すブロック図である。図2に示すように、端末200は、無線受信部201と、同期検波部202と、GI除去部203と、FFT部204と、チャネル推定部205と、チャネル補償部206と、P/S部207と、復調部208と、シンセサイザ部210と、制御信号生成部211と、パイロットシンボル生成部212と、プリアンブル生成部213と、変調部215と、タイミング制御部216と、切替部217と、S/P部218と、IFFT部219と、GI付加部220と、無線送信部221と、から主に構成されている。なお、タイミング制御部216、切替部217、S/P部218、IFFT部219およびGI付加部220により、OFDM信号生成部251が構成される。
<Terminal configuration>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of
無線受信部201は、アンテナに受信された無線信号(DL信号)に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部201は、無線受信処理後の信号に対して、シンセサイザ部210から出力されたローカル信号を用いてダウンコンバートし、ベースバンドのOFDM信号を得る。そして、無線受信部201は、OFDM信号を同期検波部202に出力する。ここで、無線受信部201は、AGC、タイミング検出、AFC等を、プリアンブルが送信された周波数において行い、これらの測定結果を、他の周波数における受信信号に反映させる。また、無線受信部201は、AGC、タイミング検出、AFC等を、前回の測定結果を用いて行うこともできる。
The
同期検波部202は、無線受信部201から出力されたOFDM信号のプリアンブルを用いて同期検波処理を行い、所定のタイミングでOFDM信号をGI除去部203に出力する。
The
GI除去部203は、同期検波部202から出力されたOFDM信号の各シンボルからガードインターバルを除去し、FFT部204に出力する。
FFT部204は、GI除去部203から出力されたOFDM信号に対してFFT(フーリエ変換処理)を行うことにより、各サブキャリアに重畳されている信号列を取り出し、パイロットシンボルをチャネル推定部205に出力し、制御信号および受信信号(データシンボル)をチャネル補償部206に出力する。
チャネル推定部205は、FFT部204から出力されたパイロットシンボルと既知のパイロットパターンとの相関を計算することにより、サブキャリア毎のチャネル推定を行い、推定結果であるチャネル推定値をチャネル補償部206に出力する。
The
チャネル補償部206は、チャネル推定値を用いて制御信号および受信信号(データシンボル)のチャネル変動を補償し、制御信号および受信信号をP/S部207に出力する。
P/S部207は、チャネル補償部206から並列に出力されたn個の信号列を直列な信号列に変換し(並列/直列)、制御信号および受信信号を復調部208に出力する。
P /
復調部208は、制御信号を復調して制御情報を得る。そして、復調部208は、制御情報の内、選択サブキャリア情報をシンセサイザ部210およびタイミング制御部216に出力する。また、復調部208は、受信信号を復調して受信データ(DLデータ)を得る。なお、復調された受信データに対しては、デインターリーブ、誤り訂正復号および誤り検出等の復号処理が行われる。
The
シンセサイザ部210は、復調部208から出力された選択サブキャリア情報が示すサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させて無線受信部201および無線送信部221に出力する。サブキャリアの変更を行う場合、シンセサイザ部210は、タイミング制御部216に指示されたタイミングで、選択サブキャリア情報によって新たに示されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させる。
制御信号生成部211は、制御信号を生成して切替部217に出力する。なお、制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報、Ack/Nack等が含まれる。
The control
パイロットシンボル生成部212は、基地局100が既知であるパイロットシンボルを生成して切替部217に出力する。
Pilot
プリアンブル生成部213は、基地局100が既知であるプリアンブルを生成して切替部217に出力する。
The
変調部215は、送信データ(ULデータ)を変調し、送信信号を切替部217に出力する。なお、変調前の送信データには、誤り訂正符号化やインターリーブ等の符号化処理が行われる。
タイミング制御部216は、OFDM信号が所定のフレーム構成(図3参照)になるように、切替部217に対して、プリアンブル生成部213から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部212から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部211から出力された制御信号、変調部215から出力された送信信号の、S/P部218に出力するタイミングを制御する。特に、タイミング制御部216は、選択サブキャリア情報を入力すると、プリアンブルの送信開始タイミングで周波数の変更を行うように周波数の変更タイミングを指示する指示信号を、シンセサイザ部210に出力する。また、タイミング制御部216は、周波数を変更した後、少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を含む所定期間(以下、「切替期間」という)において、変更後のサブキャリアではプリアンブル、制御信号を出力せず、ガードタイムとするように切替部217を制御する。
The
切替部217は、タイミング制御部216の制御に基づき、プリアンブル生成部213から出力されたプリアンブル、パイロットシンボル生成部212から出力されたパイロットシンボル、制御信号生成部211から出力された制御信号、変調部215から出力された送信信号の内一つをS/P部218に出力する。なお、切替部217は、ガードタイムおよびDL信号区間には、S/P部218に何も出力しない。
Based on the control of the
S/P部218は、切替部217から直列に出力された信号列をn個の並列な信号列に変換し(直列/並列)、IFFT部219に出力する。
The S /
IFFT部219は、S/P部218から出力された並列信号(周波数軸上の信号)に対してIFFT(逆フーリエ変換処理)を行うことにより、n個のサブキャリアに重畳されるOFDM信号(DL信号)を生成し、GI付加部220に出力する。
The
GI付加部220は、IFFT部219から出力されたOFDM信号に対して、有効シンボル波形の一部をコピーしたGI(ガードインターバル)を当該有効シンボルの先頭に付加し、無線送信部221に出力する。
無線送信部221は、GI付加部220から出力されたOFDM信号に対して増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部221は、無線送信処理後の信号に対して、シンセサイザ部210から出力されたローカル信号を用いてアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部221は、アンテナから無線信号(DL信号)を送信する。
The
<フレーム構成とサブキャリア選択>
次に、本実施の形態の無線通信システムのフレームの構成とサブキャリア選択について、図3を用いて詳細に説明する(図3の横軸は時刻)。図3では、基地局100と端末200が2つのサブキャリアを使用して通信を行っている場合を示している。また、図3では、端末200の第1シンセサイザS1および第2シンセサイザS2が、各サブキャリアに対応する周波数のローカル信号を発生させている場合を示している。
<Frame configuration and subcarrier selection>
Next, frame configuration and subcarrier selection in the wireless communication system of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 3 (the horizontal axis in FIG. 3 is time). FIG. 3 shows a case where
図3に示すように、本実施の形態の無線通信システム(FPU)では、UL区間(UL信号の送信区間)をDL区間(DL信号の送信区間)よりも長くする時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式が採用されている。なお、FPUでは、DL区間において、データシンボルを送信しない(データ区間を設けない)場合もある。また、FPUでは、所定のフレームにおいて、DL信号を送信せず(DL区間を設けず)、UL信号のみを送信しても良い。 As shown in FIG. 3, in the radio communication system (FPU) of the present embodiment, a time division duplex (TDD) in which a UL section (UL signal transmission section) is longer than a DL section (DL signal transmission section). Time Division Duplex) method is adopted. Note that the FPU may not transmit data symbols (no data section is provided) in the DL section. Further, the FPU may transmit only the UL signal without transmitting the DL signal (without providing a DL section) in a predetermined frame.
UL区間とDL区間との間には、何も信号が送信されないガードタイム(GT)が設けられる。UL区間の最初にはプリアンブルが送信され、次に制御信号が送信され、その次にデータが送信される。なお、データにはパイロットシンボルが所定の間隔で挿入される。 A guard time (GT) in which no signal is transmitted is provided between the UL section and the DL section. A preamble is transmitted at the beginning of the UL section, a control signal is transmitted next, and then data is transmitted. Note that pilot symbols are inserted into the data at predetermined intervals.
図3において、第1シンセサイザS1が周波数f1に設定され、第2シンセサイザS2が周波数f2に設定されている状態において、基地局100が、周波数f2のサブキャリアから周波数f4のサブキャリアに変更することを選択したとする。この場合、端末200は、タイミングt0において、第2シンセサイザS2の設定周波数をf2からf4に変更する。また、端末200は、変更を行うサブキャリア(f2→f4)では、切替期間Txにおいて、プリアンブル、制御信号を送信せず、ガードタイムとする。なお、端末200は、変更を行わないサブキャリア(f1)では、切替期間Txにおいても、プリアンブル、制御信号を送信する。
In FIG. 3, in a state where the first synthesizer S1 is set to the frequency f1 and the second synthesizer S2 is set to the frequency f2, the
<端末の周波数変更動作>
次に、本実施の形態に係る端末200の周波数変更動作について、図4を用いて詳細に説明する。
<Terminal frequency change operation>
Next, frequency changing operation of
端末200は、基地局100が通信に使用中の周波数を変更し、その旨を示す選択サブキャリア情報を入力した場合には(ST301:YES)、当該選択サブキャリア情報に対応するシンセサイザにおいて当該変更後の周波数を設定する(ST302)。そして、端末200は、未変更の周波数のみからプリアンブルと制御信号を送信する(ST303)。そして、端末200は、変更後の周波数のシンセサイザが安定した後(ST304)、通信に使用中の全周波数からULデータを送信する(ST307)。
When terminal 200 changes the frequency used by
なお、端末200は、選択サブキャリア情報を入力しなければ(ST301:NO)、周波数を変更しない(ST305)。この場合、端末200は、通信に使用中の全周波数から、プリアンブルと制御信号を送信し(ST306)、ULデータを送信する(ST307)。
<効果>
このように、本実施の形態によれば、通信に使用している一部のサブキャリアを変更する際に、未変更のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。
<Effect>
Thus, according to the present embodiment, when changing some of the subcarriers used for communication, the preamble and the control signal can be transmitted on the unmodified subcarriers. The decrease can be suppressed.
なお、一般に、制御情報は、情報量が少ないため、一部のサブキャリアのみにて制御信号を送信しても、全てのサブキャリアにおいて通信に必要な量の制御情報を送信することができる。 In general, since the control information has a small amount of information, even if the control signal is transmitted using only some of the subcarriers, it is possible to transmit the amount of control information necessary for communication on all the subcarriers.
また、基地局100は、AGC、タイミング検出、AFC等を、前回の測定結果を用いて行うこともできる。このため、基地局100は、一部のサブキャリアから送信されたプリアンブルを使用して、全てのサブキャリアについてAGC、タイミング検出、AFC等を行っても、所望の品質を維持することができる。
Further, the
なお、本実施の形態において、切替期間Txがプリアンブルの送信期間よりも短い場合(プリアンブルの送信期間内でシンセサイザが安定する場合)には、端末200が、タイミングt0の後、プリアンブルのみを送信せず、制御信号を送信するようにしてもよい。 In the present embodiment, when switching period Tx is shorter than the preamble transmission period (when the synthesizer stabilizes within the preamble transmission period), terminal 200 transmits only the preamble after timing t0. Instead, a control signal may be transmitted.
また、IEEE802.11規格のように、同一のプリアンブルを複数個連続して送信する場合には(図5参照)、図6に示すように、端末200が、切替期間Txの経過後、プリアンブルの個数を減らして送信してもよい。例えば、同一のプリアンブルを8個連続して送信する場合、周波数f4においてはプリアンブルを4個送信することもできる。 Further, when a plurality of identical preambles are continuously transmitted as in the IEEE802.11 standard (see FIG. 5), as shown in FIG. 6, the terminal 200 transmits the preamble after the switching period Tx has elapsed. The number may be reduced and transmitted. For example, when eight identical preambles are transmitted continuously, four preambles can be transmitted at the frequency f4.
(実施の形態2)
実施の形態2では、端末200が、n個(nは自然数)のサブキャリアを使用して基地局100と通信を行う際に、(n+1)個のシンセサイザを使用してサブキャリアの変更を行う場合について説明する。なお、実施の形態2において、基地局100および端末200の構成は、実施の形態1の説明で用いた図1、図2に示したものと同一であるので、説明を省略する。
(Embodiment 2)
In
<シンセサイザ部の内部構成>
図7は、本実施の形態の端末200のシンセサイザ部210の内部構成を示すブロック図である。図7に示すように、シンセサイザ部210は、(n+1)個のシンセサイザ210a−1〜210a−n+1と、ローカル切替部210bと、を備えている。
<Internal configuration of synthesizer>
FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of
シンセサイザ210a−1〜210a−nは、それぞれ、選択サブキャリア情報に示された周波数のローカル信号を発生させる。また、シンセサイザ210a−1〜210a−nは、タイミング制御部216から指示信号を入力すると、指示されたタイミングで、選択サブキャリア情報によって新たに示されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるように、ローカル信号の周波数を切り替える。
Each of
シンセサイザ210a−n+1は、データ通信に使用しない予備周波数のローカル信号を発生させる。なお、予備周波数は、基地局100と端末200との間で既知であり、通信開始時に、基地局100から端末200に、選択サブキャリア情報によって知らされる。
The
ローカル切替部210bは、通常時(シンセサイザ210a−1〜210a−nが安定しているとき)には、シンセサイザ210a−1〜210a−nが発生させたローカル信号を無線送信部111および無線受信部112に出力する。また、ローカル切替部210bは、タイミング制御部216から指示信号を入力すると、切替期間において、周波数切替対象のシンセサイザ210a−i(iは、1からnまでの何れかの整数)のローカル信号の代わりに、シンセサイザ210a−n+1のローカル信号を出力する。また、ローカル切替部210bは、切替期間が経過したタイミングで、シンセサイザ210a−n+1のローカル信号の代わりに、周波数の切替が完了して安定した状態となったシンセサイザ210a−iのローカル信号を出力する。
The
<フレーム構成とサブキャリア選択>
次に、本実施の形態の無線通信システムのフレームの構成とサブキャリア選択について、図8を用いて詳細に説明する(図8の横軸は時刻)。図8では、基地局100と端末200が2つのサブキャリアを使用して通信を行っている場合(n=2の場合)を示している。また、図8では、端末200の第1シンセサイザS1および第2シンセサイザS2が、各サブキャリアに対応する周波数のローカル信号を発生させ、第3シンセサイザS3が、予備周波数のローカル信号を発生させている場合を示している。
<Frame configuration and subcarrier selection>
Next, frame configuration and subcarrier selection in the wireless communication system of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. 8 (the horizontal axis in FIG. 8 is time). FIG. 8 shows a case where
図8において、第1シンセサイザS1が周波数f1に設定され、第2シンセサイザS2が周波数f2に設定され、第3シンセサイザS3が予備周波数f3に設定されている状態において、基地局100が、周波数f2のサブキャリアから周波数f4のサブキャリアに変更することを選択したとする。この場合、端末200は、タイミングt0において、第2シンセサイザS2の設定周波数をf2からf4に変更する。また、端末200(ローカル切替部210b)は、変更を行うサブキャリア(f2→f4)では、切替期間Txにおいて、プリアンブル、制御信号を送信せず、ガードタイムとする。その代わりに、端末200は、切替期間Tにおいて、第3シンセサイザS3のローカル信号により、予備周波数のサブキャリア(f3)で、プリアンブル、制御信号を送信する。なお、端末200は、変更を行わないサブキャリア(f1)では、切替期間Tにおいても、プリアンブル、制御信号を送信する。
In FIG. 8, in a state where the first synthesizer S1 is set to the frequency f1, the second synthesizer S2 is set to the frequency f2, and the third synthesizer S3 is set to the standby frequency f3, the
<効果>
このように、本実施の形態によれば、サブキャリアを変更する際に、予備周波数のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。
<Effect>
As described above, according to the present embodiment, when the subcarrier is changed, the preamble and the control signal can be transmitted on the subcarrier of the backup frequency, so that a decrease in transmission efficiency can be suppressed.
なお、本実施の形態は、図9に示すように、通信中の全てのサブキャリアを同時に変更する場合にも適用することができる。図9では、端末200が、タイミングt0において、第1シンセサイザS1の設定周波数をf1からf4に変更し、第2シンセサイザS2の設定周波数をf2からf5に変更するものとする。この場合、端末200(ローカル切替部210b)は、変更を行うサブキャリア(f1→f4、f2→f5)では、切替期間Txにおいて、プリアンブル、制御信号を送信せず、ガードタイムとする。その代わりに、端末200は、切替期間Tにおいて、第3シンセサイザS3のローカル信号により、予備周波数のサブキャリア(f3)で、プリアンブル、制御信号を送信する。
In addition, this Embodiment is applicable also when changing all the subcarriers during communication simultaneously, as shown in FIG. In FIG. 9, it is assumed that the terminal 200 changes the setting frequency of the first synthesizer S1 from f1 to f4 and changes the setting frequency of the second synthesizer S2 from f2 to f5 at the timing t0. In this case, terminal 200 (
また、本実施の形態では、通信条件によっては1つの周波数しか通信に使用することができない場合も考えられる。このような場合も、同様に、端末200は、切替期間Tにおいて、第3シンセサイザS3のローカル信号により、予備周波数のサブキャリア(f3)で、プリアンブル、制御信号を送信する。 In the present embodiment, depending on communication conditions, only one frequency may be used for communication. Also in such a case, similarly, in the switching period T, the terminal 200 transmits a preamble and a control signal on the subcarrier (f3) of the backup frequency using the local signal of the third synthesizer S3.
このように、本実施の形態では、通信中の全てのサブキャリアを同時に変更する場合にも(1つの周波数しか通信に使用することができない場合も含む)、予備周波数のサブキャリアにおいてプリアンブル、制御信号を送信することができるので、伝送効率の低下を抑えることができる。 As described above, in this embodiment, even when all subcarriers in communication are changed simultaneously (including the case where only one frequency can be used for communication), the preamble and control are performed on the subcarriers of the backup frequency. Since a signal can be transmitted, a decrease in transmission efficiency can be suppressed.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change suitably in the range which does not deviate from the summary of invention, such as replacing suitably the component to what has an equivalent effect.
本発明は、FPU等、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いてOFDM信号を送受信する無線通信システムに用いるに好適である。なお、FPU以外においても、災害時、大規模イベント時、高速道路並びに一般道路において渋滞等が発生している場合、電車やバス等の公共の乗り物が混雑している場合、ロボット等の機械が通信を行う場合(一般にMtoM通信やDtoD通信と呼ばれる通信方法)等においては、通信トラフィックが複数することが予想される。したがって、このような場合においても、本発明は好適である。 The present invention is suitable for use in a wireless communication system that transmits and receives an OFDM signal using a part of a frequency band shared with other systems, such as an FPU. In addition to the FPU, in the event of a disaster, a large-scale event, traffic jams on expressways and general roads, public vehicles such as trains and buses are congested, robots, etc. In the case of performing communication (communication method generally called MtoM communication or DtoD communication) or the like, a plurality of communication traffic is expected. Therefore, even in such a case, the present invention is suitable.
100 基地局
101、211 制御信号生成部
102、212 パイロットシンボル生成部
103、213 プリアンブル生成部
105、215 変調部
106、216 タイミング制御部
107、217 切替部
108、218 S/P部
109、219 IFFT部
110、220 GI付加部
111、221 無線送信部
112、201 無線受信部
113 レベル測定部
114 サブキャリア選択部
115、210 シンセサイザ部
116、202 同期検波部
117、203 GI除去部
118、204 FFT部
119、205 チャネル推定部
120、206 チャネル補償部
121、207 P/S部
122、208 復調部
151、251 OFDM信号生成部
200 端末
210a シンセサイザ
210b ローカル切替部
100
Claims (6)
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記OFDM信号を受信する受信部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、
プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってOFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記OFDM信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、
を具備し、
前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、
前記OFDM信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記OFDM信号を生成する、
端末。 A terminal that transmits and receives an OFDM signal to and from a base station using a part of a carrier frequency in a frequency band shared with another system,
A receiver that receives the OFDM signal including information indicating a subcarrier selected by the base station;
A synthesizer for generating a local signal having a frequency of the selected subcarrier;
An OFDM signal generator for generating an OFDM signal by performing orthogonal frequency division multiplexing on a signal including a preamble and a control signal;
A transmitter that up-converts and wirelessly transmits the OFDM signal using a local signal of the frequency of the selected subcarrier;
Comprising
When the base station has selected to change some of the subcarriers in communication,
The synthesizer changes the frequency of the local signal in accordance with the change of the subcarrier at the transmission start timing of the preamble,
The OFDM signal generation unit does not transmit the preamble from the subcarrier after the change in the switching period including at least a time until the synthesizer is stabilized after the frequency of the local signal is changed, Generating the OFDM signal to transmit the preamble from a carrier;
Terminal.
請求項1に記載の端末。 When the switching period is longer than the preamble transmission period, the OFDM signal generation unit does not transmit the preamble and the control signal from the changed subcarrier in the switching period, and the unchanged subcarrier. Generating the OFDM signal to transmit the preamble and the control signal from:
The terminal according to claim 1.
請求項1に記載の端末。 When a plurality of the same preambles are continuously transmitted and the switching period is shorter than the transmission period of the preamble, the OFDM signal generation unit, after the switching period has elapsed, To reduce the number of preambles and transmit
The terminal according to claim 1.
前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、前記切替期間において、前記変更後のサブキャリアの周波数のローカル信号の代わりに前記予備周波数のローカル信号を前記送信部に出力し、
前記OFDM信号生成部は、前記切替期間において、前記変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、前記未変更のサブキャリアおよび前記予備周波数のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記OFDM信号を生成する、
請求項1に記載の端末。 The synthesizer generates a local signal having a frequency of the selected subcarrier and a local signal having a spare frequency that is not used for data communication.
When the base station has selected to change some of the subcarriers in communication,
The synthesizer changes the frequency of the local signal in accordance with the change of the subcarrier at the transmission start timing of the preamble, and the spare frequency instead of the local signal of the frequency of the changed subcarrier in the switching period. Output the local signal to the transmitter,
In the switching period, the OFDM signal generation unit does not transmit the preamble from the changed subcarrier, and transmits the preamble from the unmodified subcarrier and the spare frequency subcarrier. Generate
The terminal according to claim 1.
前記基地局が、
データの送受信に使用するサブキャリアを選択するサブキャリア選択部と、
前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成する制御信号生成部と、
下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用OFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、
前記下り用OFDM信号を前記端末に送信する送信部と、
を具備し、
前記端末が、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記OFDM信号を受信する受信部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させるシンセサイザと、
プリアンブル、制御信号を含む信号に対して直交周波数分割多重処理を行ってOFDM信号を生成するOFDM信号生成部と、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記OFDM信号をアップコンバートして無線送信する送信部と、
を具備し、
前記基地局が、前記サブキャリア選択部により通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記端末の前記シンセサイザは、前記プリアンブルの送信開始タイミングで、前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、
前記端末の前記OFDM信号生成部は、前記ローカル信号の周波数が変更された後、少なくとも前記シンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記プリアンブルを送信するように前記OFDM信号を生成する、
通信システム。 A communication system comprising a base station and a terminal that transmit and receive an OFDM signal using a part of a carrier frequency in a frequency band shared with another system,
The base station is
A subcarrier selector for selecting a subcarrier used for data transmission and reception;
A control signal generator for generating a downlink control signal including information indicating the selected subcarrier;
An OFDM signal generation unit that generates an OFDM signal for downlink by performing orthogonal frequency division multiplexing on the downlink signal including the downlink preamble and the downlink control signal;
A transmitter for transmitting the downlink OFDM signal to the terminal;
Comprising
The terminal is
A receiver that receives the OFDM signal including information indicating a subcarrier selected by the base station;
A synthesizer for generating a local signal having a frequency of the selected subcarrier;
An OFDM signal generator for generating an OFDM signal by performing orthogonal frequency division multiplexing on a signal including a preamble and a control signal;
A transmitter that up-converts and wirelessly transmits the OFDM signal using a local signal of the frequency of the selected subcarrier;
Comprising
When the base station selects a change of some subcarriers in communication by the subcarrier selection unit,
The synthesizer of the terminal changes the frequency of the local signal in accordance with the change of the subcarrier at the transmission start timing of the preamble,
The OFDM signal generation unit of the terminal does not transmit the preamble from the subcarrier after the change in the switching period including at least the time until the synthesizer is stabilized after the frequency of the local signal is changed, Generating the OFDM signal to transmit the preamble from a modified subcarrier;
Communications system.
前記基地局が、
データの送受信に使用するサブキャリアを選択し、
前記選択したサブキャリアを示す情報を含む下り用制御信号を生成し、
下り用プリアンブル、前記下り用制御信号を含む下り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って下り用OFDM信号を生成し、
前記下り用OFDM信号を前記端末に送信し、
前記端末が、
前記基地局で選択されたサブキャリアを示す情報を含む前記下り用OFDM信号を受信し、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を発生させ、
上り用プリアンブル、上り用制御信号を含む上り信号に対して直交周波数分割多重処理を行って上り用OFDM信号を生成し、
前記選択されたサブキャリアの周波数のローカル信号を用いて前記上り用OFDM信号をアップコンバートして無線送信し、
前記基地局が、通信中の一部のサブキャリアの変更を選択した場合、
前記端末が、
前記上り用プリアンブルの送信開始タイミングで前記サブキャリアの変更に合わせてローカル信号の周波数を変更し、
前記ローカル信号の周波数を変更してから少なくともシンセサイザが安定するまでの時間を含む切替期間において、変更後のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信せず、未変更のサブキャリアから前記上り用プリアンブルを送信するように前記上り用OFDM信号を生成する、
通信方法。 A communication method between a base station and a terminal that transmits and receives an OFDM signal using a part of carrier frequencies in a frequency band shared with other systems,
The base station is
Select the subcarrier used for data transmission and reception,
A downlink control signal including information indicating the selected subcarrier is generated;
Downlink preamble, and downlink signal including the downlink control signal are subjected to orthogonal frequency division multiplexing processing to generate a downlink OFDM signal,
Transmitting the downlink OFDM signal to the terminal;
The terminal is
Receiving the downlink OFDM signal including information indicating the subcarrier selected by the base station;
Generating a local signal of the frequency of the selected subcarrier;
An uplink OFDM signal is generated by performing orthogonal frequency division multiplexing on an uplink signal including an uplink preamble and an uplink control signal,
Up-converting the uplink OFDM signal using a local signal having a frequency of the selected subcarrier, and wirelessly transmitting,
When the base station has selected to change some of the subcarriers in communication,
The terminal is
Change the frequency of the local signal according to the change of the subcarrier at the transmission start timing of the uplink preamble,
In the switching period including at least the time until the synthesizer is stabilized after changing the frequency of the local signal, the uplink preamble is not transmitted from the changed subcarrier, and the uplink preamble is not transmitted from the unmodified subcarrier. Generating the uplink OFDM signal to transmit,
Communication method.
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