JP7289737B2 - Data transmission system and data transmission method - Google Patents
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Description
本発明は、データシンボル及びパイロットシンボルを含むフレームを用いてデータを伝送するデータ伝送システムに関する。 The present invention relates to a data transmission system that transmits data using frames containing data symbols and pilot symbols.
地上デジタル放送や放送番組素材の無線伝送装置(FPU:Field Pick-up Unit)では、無線伝送方式として直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)が採用されている。OFDM方式で送信された信号を受信機で復調するためには、伝送路の振幅や位相の特性を推定する必要があり、その推定結果に基づいて復調(等化)処理が行われる。 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is adopted as a radio transmission method in a radio transmission device (FPU: Field Pick-up Unit) for digital terrestrial broadcasting and broadcast program materials. In order for a receiver to demodulate a signal transmitted by the OFDM system, it is necessary to estimate the amplitude and phase characteristics of the transmission path, and demodulation (equalization) processing is performed based on the estimation results.
この伝送路特性の推定のために、送信側で、振幅及び位相が既知のパイロット信号を周波数(キャリア)及び時間(シンボル)の各方向に所定の間隔で挿入し、受信側で、受信したパイロット信号を周波数及び時間の各方向で内挿補間する。これにより、受信側では、パイロットキャリアが配置されていないデータキャリア部分の伝送路特性を推定することが可能となる。 In order to estimate the channel characteristics, the transmitting side inserts a pilot signal with known amplitude and phase at predetermined intervals in each direction of frequency (carrier) and time (symbol), and the receiving side inserts the received pilot signal The signal is interpolated in each direction of frequency and time. This enables the receiving side to estimate the transmission path characteristics of the data carrier portion where no pilot carrier is arranged.
パイロット信号は、伝送路特性に応じて配置させることが望ましい。すなわち、長遅延のマルチパスが存在するような伝送路では周波数方向のパイロット間隔を密に配置し、時間的な変動が激しい伝送路では時間方向のパイロット間隔を密に配置することで、高精度な伝送路推定が可能となる。 It is desirable to arrange the pilot signals according to the transmission path characteristics. In other words, in transmission paths with long-delay multipaths, the pilot spacing in the frequency direction is densely arranged, and in transmission paths with large temporal fluctuations, the pilot spacing in the time direction is densely arranged, resulting in high accuracy. transmission channel estimation becomes possible.
近年、4×4MIMO(Multiple Input Multiple Output)を用いた固有モード伝送について検討されている(非特許文献1)。非特許文献1では、1シンボル全てがパイロットキャリアであるパイロットシンボルと、1シンボル全てがデータキャリアであるデータシンボルとでフレームを構成することが提案されている。非特許文献1の4×4MIMOシステムでは、受信側にて各送信アンテナからの伝送路を全て正しく推定するために、4つの送信アンテナそれぞれに直交したパイロットを設ける必要がある。 In recent years, eigenmode transmission using 4×4 MIMO (Multiple Input Multiple Output) has been studied (Non-Patent Document 1). Non-Patent Document 1 proposes configuring a frame with a pilot symbol, all of which are pilot carriers, and a data symbol, all of which are data carriers. In the 4×4 MIMO system of Non-Patent Document 1, it is necessary to provide orthogonal pilots for each of the four transmitting antennas in order to correctly estimate all transmission paths from each transmitting antenna on the receiving side.
非特許文献1のパイロットシンボルでは、各送信アンテナに対して、サブキャリア4本に1本の間隔でパイロットキャリアを割り当てることで、送信アンテナ毎にパイロット信号を直交させている。この場合、サンプリング定理により、1シンボルの1/4の時間に相当する遅延時間までの遅延波が混入した伝送路特性を正確に推定することができる。したがって、シンボル長の1/4時間をガードインターバルとして設ければ、1シンボルの1/4までのマルチパスであれば、大きな劣化なく正確に等化(復調)することが可能である。 In the pilot symbol of Non-Patent Document 1, a pilot signal is orthogonalized for each transmission antenna by assigning a pilot carrier to each transmission antenna at an interval of 1 out of 4 subcarriers. In this case, according to the sampling theorem, it is possible to accurately estimate the characteristics of the transmission path in which the delay wave up to the delay time corresponding to 1/4 of one symbol is mixed. Therefore, if 1/4 of the symbol length is provided as a guard interval, multipaths up to 1/4 of 1 symbol can be equalized (demodulated) accurately without significant deterioration.
従来の技術では、図5Aに示すように、1シンボル時間の1/4に相当するガードインターバルをシンボル毎に付加するので、伝送効率が低下してしまうという問題がある。この問題に対し、非特許文献2には、シンボル長を長くし、同じガードインターバル時間でガードインターバル比率を低減させることで、伝送効率を高めることが開示されている。例えば、図5Bに示すように、シンボル長を2倍にすることで、同等のガードインターバル時間を有するためのガードインターバル比率は1/8となり、伝送効率を向上させることができる。しかしながら、非特許文献1のフォーマットでは、伝送路の時変動に対しての耐性を同等にするためにパイロットシンボルの間隔を一定にすると、図5Bに示すように、伝送効率が向上しない。 In the conventional technique, as shown in FIG. 5A, since a guard interval corresponding to 1/4 of one symbol time is added to each symbol, there is a problem that transmission efficiency is lowered. To address this problem, Non-Patent Document 2 discloses increasing the transmission efficiency by lengthening the symbol length and reducing the guard interval ratio with the same guard interval time. For example, as shown in FIG. 5B, by doubling the symbol length, the guard interval ratio for having the same guard interval time becomes 1/8, and transmission efficiency can be improved. However, in the format of Non-Patent Document 1, if the intervals between pilot symbols are made constant in order to equalize the resistance to time fluctuations of the transmission path, the transmission efficiency is not improved as shown in FIG. 5B.
本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、マルチパス耐性の向上と伝送効率の向上を共に実現することが可能な技術を提案することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the conventional circumstances as described above, and an object of the present invention is to propose a technique capable of realizing both improvement in multipath resistance and improvement in transmission efficiency.
上記の目的を達成するために、本発明では、データ伝送システムを以下のように構成した。
すなわち、データシンボル及びパイロットシンボルを含むフレームを用いてデータを伝送するデータ伝送システムにおいて、前記フレームは、パイロットシンボルのシンボル長よりデータシンボルのシンボル長の方が大きく、かつ、パイロットシンボルのガードインターバル比率よりデータシンボルのガードインターバル比率が小さいフォーマットであることを特徴とする。
In order to achieve the above objects, the present invention has a data transmission system configured as follows.
That is, in a data transmission system that transmits data using a frame containing data symbols and pilot symbols, the frame has a data symbol length greater than the pilot symbol length, and a pilot symbol guard interval ratio It is characterized by a format with a smaller guard interval ratio of data symbols.
ここで、一構成例として、データシンボルのガードインターバル長及びパイロットシンボルのガードインターバル長を、いずれも、予め想定されたマルチパスの最大遅延時間以上とし、データシンボルのシンボル長を、1シンボル時間の伝送路特性の時変動が略一定とみなせる長さとし、パイロットシンボルのシンボル長を、前記最大遅延時間に送信アンテナの数を乗じた値以上としてもよい。 Here, as one configuration example, both the guard interval length of the data symbol and the guard interval length of the pilot symbol are set to be equal to or greater than the presumed maximum multipath delay time, and the symbol length of the data symbol is set to one symbol time. The length may be set such that the time variation of the transmission path characteristics is substantially constant, and the symbol length of the pilot symbol may be set to a value equal to or greater than the maximum delay time multiplied by the number of transmission antennas.
なお、上記のシステムにおける送信側の装置は、種々の構成により実現することが可能である。
例えば、送信側の装置が、データシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数でIFFT処理を行う第1のIFFT部と、データシンボルのガードインターバル比率でガードインターバルの付加処理を行う第1のガードインターバル付加部と、パイロットシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数でIFFT処理を行う第2のIFFT部と、パイロットシンボルのガードインターバル比率でガードインターバルの付加処理を行う第2のガードインターバル付加部とを備え、前記第1のIFFT部及び前記第1のガードインターバル付加部を用いてデータシンボルを生成し、前記第2のIFFT部及び前記第2のガードインターバル付加部を用いてパイロットシンボルを生成する構成にしてもよい。
It should be noted that the device on the transmission side in the above system can be realized by various configurations.
For example, the device on the transmitting side includes a first IFFT unit that performs IFFT processing with the number of points corresponding to the guard interval length of the data symbol, and a first guard interval that performs guard interval addition processing with the guard interval ratio of the data symbol. an addition unit, a second IFFT unit that performs IFFT processing with the number of points corresponding to the guard interval length of the pilot symbol, and a second guard interval addition unit that performs guard interval addition processing with the guard interval ratio of the pilot symbol. and generating data symbols using the first IFFT section and the first guard interval adding section, and generating pilot symbols using the second IFFT section and the second guard interval adding section. can be
または、送信側の装置が、データシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数とパイロットシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数とを切り替えてIFFT処理を行うことが可能なIFFT部と、データシンボルのガードインターバル比率とパイロットシンボルのガードインターバル比率とを切り替えてガードインターバルの付加処理を行うことが可能なガードインターバル付加部とを備え、前記IFFT部及び前記ガードインターバル付加部を共用してデータシンボル及びパイロットシンボルを生成する構成にしてもよい。 Alternatively, a device on the transmitting side can perform IFFT processing by switching between the number of points corresponding to the guard interval length of the data symbol and the number of points corresponding to the guard interval length of the pilot symbol; a guard interval addition unit capable of performing guard interval addition processing by switching between the guard interval ratio and the guard interval ratio of the pilot symbol, and sharing the IFFT unit and the guard interval addition unit for data symbols and pilot symbols It may be configured to generate a symbol.
また、上記のシステムにおける受信側の装置は、種々の構成により実現することが可能である。
例えば、受信側の装置が、受信信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、データシンボルと同じサブキャリア数分の伝送路特性を推定する伝送路推定部を備え、前記伝送路推定部は、入力されたパイロットシンボルに対してシンボル方向の内挿を施す第1の内挿部と、前記第1の内挿部の結果に対してデータシンボルと同じサブキャリア数になるようにアップサンプルを施すアップサンプル部と、前記アップサンプル部の結果に対して周波数方向の内挿を施す第2の内挿部とを有し、前記第2の内挿部の結果を伝送路特性の推定値として出力する構成にしてもよい。
Also, the device on the receiving side in the above system can be realized by various configurations.
For example, a device on the receiving side includes a transmission channel estimator for estimating transmission channel characteristics for the same number of subcarriers as data symbols, based on pilot symbols included in a received signal, and the transmission channel estimator receives input a first interpolation unit that performs symbol-direction interpolation on the pilot symbols obtained from the input signal; and a second interpolation unit that performs interpolation in the frequency direction on the result of the upsampling unit, and outputs the result of the second interpolation unit as an estimated value of transmission path characteristics. can be
本発明によれば、マルチパス耐性の向上と伝送効率の向上を共に実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to achieve both improvement in multipath resistance and improvement in transmission efficiency.
本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムについて、図面を参照して説明する。
ここで、本例のデータ伝送システムの具体的な構成の説明に先立ち、本発明方式のフレームフォーマットについて説明しておく。
A data transmission system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, before describing the specific configuration of the data transmission system of this example, the frame format of the system of the present invention will be described.
先に説明した通り、サブキャリア4本に1本の間隔でパイロットキャリアが配置されている場合、パイロットシンボルのシンボル長が1倍のままであっても、シンボル長の1/4の遅延時間までは伝送路特性を正しく推定することができる。そこで、例えば、図5Cに示すように、パイロットシンボルについては、シンボル長を1倍、ガードインターバル比率を1/4とし、データシンボルについては、シンボル長を2倍、ガードインターバル比率を1/8とすることで、マルチパス耐性の向上と伝送効率の向上を共に実現することが可能となる。 As described above, when pilot carriers are arranged at an interval of one for every four subcarriers, even if the symbol length of the pilot symbols remains 1, the delay time is up to 1/4 of the symbol length. can estimate the channel characteristics correctly. Therefore, for example, as shown in FIG. 5C, pilot symbols have a symbol length of 1 and a guard interval ratio of 1/4, and data symbols have a symbol length of 2 and a guard interval ratio of 1/8. By doing so, it is possible to achieve both an improvement in multipath resistance and an improvement in transmission efficiency.
以下、フレームフォーマットの最適化について、数式を用いて一般的に表現する。
まず、システムが対応可能なマルチパスの最大遅延時間Tdelay と、1シンボル時間の伝送路特性の時変動が一定とみなせる長さとなるようなデータシンボル長TDSを決定する。
In the following, frame format optimization is generally expressed using mathematical formulas.
First, determine the maximum multipath delay time Tdelay that the system can handle, and the data symbol length TDS that allows the time variation of the transmission path characteristics for one symbol time to be considered constant.
この場合、データシンボル、パイロットシンボルそれぞれのシンボル間干渉を避けるため、データシンボルのガードインターバル長TDS_GI と、パイロットシンボルのガードインターバル長TPS_GI は、下記(式1)、(式2)に示すように、Tdelay 以上とする。
TDS_GI ≧Tdelay ・・・(式1)
TPS_GI ≧Tdelay ・・・(式2)
In this case, in order to avoid inter-symbol interference between data symbols and pilot symbols, the data symbol guard interval length T DS_GI and the pilot symbol guard interval length T PS_GI are set as shown in the following (Equation 1) and (Equation 2). and T delay or longer.
T DS_GI ≧T delay (Formula 1)
T PS_GI ≧T delay (Formula 2)
従って、データシンボルのガードインターバル比率RDS_GI は、下記(式3)に示す通りとなる。
RDS_GI =TDS_GI /TDS ・・・(式3)
Therefore, the guard interval ratio RDS_GI of data symbols is as shown in (Equation 3) below.
R DS_GI =T DS_GI /T DS (Formula 3)
次に、下記(式4)に示すように、パイロットシンボル長TPSをTdelay 以上にすることで、Tdelay 以下の遅延時間のマルチパスによるチャネル変動であれば正確に推定することが可能となる。
なお、複数の送信アンテナを用いるシステムでは、送信アンテナそれぞれに直交したパイロット信号を設ける必要がある。このため、パイロット信号の分離にサブキャリアを用いる場合は、アンテナ数をNとすると、下記(式5)に示すように、パイロットシンボル長TPSをTdelay のN倍以上にすることで、同様に推定することが可能となる。
Next, as shown in (Equation 4) below, by setting the pilot symbol length T PS to T delay or more, it is possible to accurately estimate channel fluctuations due to multipath delay times of T delay or less. Become.
In addition, in a system using a plurality of transmission antennas, it is necessary to provide orthogonal pilot signals for each of the transmission antennas. Therefore, when subcarriers are used to separate pilot signals, if the number of antennas is N, as shown in the following (Equation 5), by setting the pilot symbol length T PS to N times or more of T delay , the same can be estimated to
[単一アンテナ時]
TPS≧Tdelay ・・・(式4)
[複数アンテナ時]
TPS≧N×Tdelay ・・・(式5)
[Single antenna]
T PS ≧T delay (Formula 4)
[Multiple antennas]
T PS ≧N×T delay (Formula 5)
従って、パイロットシンボルのガードインターバル比率RPS_GI は、下記(式6)に示す通りとなる。
RPS_GI =TPS_GI /TPS ・・・(式6)
Therefore, the pilot symbol guard interval ratio R PS_GI is as shown in (Equation 6) below.
R PS_GI =T PS_GI /T PS (Formula 6)
以上の数式に従って、パイロットシンボル、データシンボルそれぞれのシンボル長及びガードインターバル長を決定することで、伝送効率の高いフレームフォーマットを求めることができる。 A frame format with high transmission efficiency can be obtained by determining the symbol length and guard interval length of each of the pilot symbols and data symbols according to the above equations.
例えば、パイロットシンボル長を1024サンプル、データシンボル長を2048サンプル、パイロットシンボルのガードインターバル比率を1/4、データシンボルのガードインターバル比率を1/8とすることで、256サンプルに相当する遅延波まで正しく復調することが可能となる。その結果、図5Cのフレームフォーマット(本発明方式)は、図5Bのフレームフォーマット(従来方式)と同等の長遅延マルチパス耐性を有する一方で、伝送効率を約12%向上させることができる。 For example, by setting the pilot symbol length to 1024 samples, the data symbol length to 2048 samples, the pilot symbol guard interval ratio to 1/4, and the data symbol guard interval ratio to 1/8, the delay wave corresponding to 256 samples can be obtained. Correct demodulation becomes possible. As a result, the frame format of FIG. 5C (the method of the present invention) has the same long-delay multipath resistance as the frame format of FIG. 5B (the conventional method), while improving the transmission efficiency by about 12%.
次に、本例のデータ伝送システムの具体的な構成について説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムにおける送信側装置(送信側の無線伝送装置)の構成例を示してあり、図2には、同システムにおける受信側装置(受信側の無線伝送装置)の構成例を示してある。
Next, a specific configuration of the data transmission system of this example will be described.
FIG. 1 shows a configuration example of a transmitting device (transmitting wireless transmission device) in a data transmission system according to an embodiment of the present invention, and FIG. (wireless transmission device) is shown.
図1に示す送信側装置は、伝送符号生成部101と、マッピング部102と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform;逆高速フーリエ変換)部103と、ガードインターバル付加部104と、パイロットシンボル生成部105と、IFFT部106と、ガードインターバル付加部107と、信号選択部108と、フレームタイミング生成部109と、周波数変換部110と、送信アンテナ111とを備える。
The transmitting side device shown in FIG. ,
まず、データシンボルの生成について説明する。
送信側装置では、外部から入力された情報ビットに対し、伝送符号生成部101にて誤り訂正符号化等の処理を行い、伝送符号系列を生成する。生成された伝送符号系列はマッピング部102に入力され、マッピング部102にて64QAM(Quadrature Amplitude Modulation;直角位相振幅変調)や1024QAM等の変調方式で複素平面にマッピングし、IFFT部103に入力する。
First, generation of data symbols will be described.
In the transmission side apparatus, the
IFFT部103では、入力された周波数領域の信号にIFFT処理を施して時間領域の信号に変換し、ガードインターバル付加部104に入力する。IFFTに用いるポイント数は、先に説明したデータシンボル長TDSが得られるポイント数とする。ガードインターバル付加部104では、入力された時間領域の信号の後半部分を前側に巡回付加し、信号選択部108に入力する。巡回付加する信号比率は、先に説明したガードインターバル比率RDS_GI とする。以上の処理が、データシンボルの生成に関わる処理である。
The
次に、パイロットシンボルの生成について説明する。
パイロットシンボルは、振幅及び位相を既知とした複素信号をキャリアとしてパイロットシンボル生成部105により生成される。生成されたパイロット信号はIFFT部106に入力され、IFFT部106にて周波数領域の信号から時間領域の信号に変換するIFFT処理が施される。IFFTに用いるポイント数は、先に説明したパイロットシンボル長TPSが得られるポイント数とする。ガードインターバル付加部107では、入力された時間領域の信号の後半部分を前側に巡回付加し、信号選択部108に入力する。巡回付加する信号比率は、先に説明したガードインターバル比率RPS_GI とする。以上の処理が、パイロットシンボルの生成に関わる処理である。
Next, generation of pilot symbols will be described.
Pilot symbols are generated by pilot
信号選択部108には、データシンボルとパイロットシンボルの入力に加え、データシンボルかパイロットシンボルかを選択するタイミング信号がフレームタイミング生成部109から入力される。信号選択部108は、タイミング信号に従ってデータシンボル又はパイロットシンボルの信号を選択し、周波数変換部110へ出力する。
In addition to data symbols and pilot symbols,
ここで、上記の説明では、それぞれ異なるポイント数を使用する2種類のIFFT部103,106と、それぞれ異なるガードインターバル比率を使用する2種類のガードインターバル付加部104,107とを設け、それぞれの系統の出力を信号選択部108で切り替える構成としたが、これに限定されない。すなわち、例えば、ポイント数を切り替える機能を持つIFFT部と、ガードインターバル比率を切り替える機能を持つガードインターバル付加部とを備え、データシンボルの生成かパイロットシンボルの生成かに応じてポイント数及びガードインターバル比率を切り替えるように構成してもよい。
Here, in the above description, two types of
以上の処理によって生成されたOFDM信号は、周波数変換部110にてRF(Radio Frequency)帯の周波数に変換され、送信アンテナ111から電波として空間に送出される。
The OFDM signal generated by the above processing is converted to an RF (Radio Frequency) band frequency by the
図2に示す受信側装置は、受信アンテナ201と、周波数逆変換部202と、フレームタイミング検出部203と、信号選択部204と、FFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)部205と、遅延部206と、FFT部207と、伝送路推定部208と、等化部209と、復号部210とを備える。
The receiving device shown in FIG. 2 includes a receiving
受信側装置では、受信アンテナ201にて受信した信号を、周波数逆変換部202によるRF周波数から低周波数への変換を経由して、アナログ信号からデジタル信号に変換する。得られた受信デジタル信号は、フレームタイミング検出部203と信号選択部204とに入力される。
In the receiving device, the signal received by the receiving
フレームタイミング検出部203では、相互相関や自己相関等を用いてフレームタイミングを検出し、現在の受信信号のシンボル種別(データシンボルであるのかパイロットシンボルであるのか)を示すタイミング信号を信号選択部204へ出力する。信号選択部204は、周波数変換部202から入力された受信信号を、フレームタイミング検出部203から入力されたシンボル種別を示すタイミング信号に従って、シンボル種別に応じた出力先に出力する。また、シンボル間干渉が生じないように、適切な時間位置にFFT時間窓を設けて出力する。
Frame
データシンボルは、信号選択部204からFFT部205へ出力され、FFT部205にてIFFT部103のIFFT処理のポイント数と同じポイント数でFFT処理が施され、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。変換された信号は、後述するFFT部207及び伝送路推定部208によるパイロットシンボルの遅延時間と同じタイミングになるように遅延部206で遅延され、等化部209へ出力される。
The data symbols are output from
一方、パイロットシンボルは、信号選択部204からFFT部207へ出力され、FFT部207にてIFFT部106のIFFT処理のポイント数と同じポイント数でFFT処理が施され、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換された後に、伝送路推定部208へ出力される。伝送路推定部208の詳細は後述するが、FFT部207から入力された信号に対して周波数方向及び時間方向の内挿を行って伝送路を推定し、等化部209へ伝送路推定の結果を出力する。
On the other hand, the pilot symbols are output from
等化部209では、伝送路推定の結果に基づいて受信信号の復調(等化)処理を行い、その結果の信号を復号部210へ出力する。復号部210は、入力された信号に対して復号処理を行い、復号結果を出力する。
次に、伝送路推定部208の内部構成について、図3を参照して説明する。図3に示すように、伝送路推定部208は、シンボル方向1次内挿部301と、0挿入アップサンプル部302と、周波数内挿フィルタ部303とを有する。
Next, the internal configuration of transmission
シンボル方向1次内挿部301には、FFT部207からパイロットシンボルが入力される。シンボル方向1次内挿部301は、入力されたパイロットシンボルに対してシンボル間の1次内挿を行う。図4Aには、シンボル方向1次内挿部301の出力例(シンボル方向の内挿の結果)を示してある。ここでは1次内挿としたが、これに限定されず、他の手法によりシンボル方向の内挿を行ってもよい。
A pilot symbol is input from
1次内挿された信号はデータシンボルに対してサブキャリア数が少ないので、パイロットシンボルのサブキャリア数をデータシンボルのサブキャリア数と同一にするために、0挿入アップサンプル部302にて0挿入によるアップサンプルを行う。図4Bには、0挿入アップサンプル部302の出力例(0挿入アップサンプルの結果)を示してある。
Since the first-order interpolated signal has a smaller number of subcarriers than data symbols, 0 insertion is performed by 0 insertion up-
その後、アップサンプルされた信号に対し、周波数内挿フィルタ部303にて周波数方向の内挿を行うことで、データシンボルと同じサブキャリア数分の伝送路推定結果が得られる。図4Cには、周波数内挿フィルタ部303の出力例(周波数方向の内挿の結果)を示してある。このようにして得られた伝送路推定結果は、等化部209へ出力される。
After that, the up-sampled signal is interpolated in the frequency direction by the frequency
以上の処理により、データシンボルと同じサブキャリア数分の伝送路特性を推定することができる。したがって、この伝送路特性に基づいて受信信号の復調(等化)処理を行うことで、送信側装置からの伝送データを適切に復元することが可能となる。 Through the above processing, transmission path characteristics for the same number of subcarriers as data symbols can be estimated. Therefore, by demodulating (equalizing) the received signal based on this transmission path characteristic, it is possible to appropriately restore the transmission data from the transmission side apparatus.
以上のように、本例では、データの伝送に使用するフレームのフォーマットとして、パイロットシンボルのシンボル長(TPS)よりデータシンボルのシンボル長(TDS)の方が大きく、かつ、パイロットシンボルのガードインターバル比率(RPS_GI )よりデータシンボルのガードインターバル比率(RDS_GI )が小さいフォーマットを用いることを特徴としている。 As described above, in this example, as a frame format used for data transmission, the symbol length (T DS ) of the data symbol is longer than the symbol length (T PS ) of the pilot symbol, and the guard of the pilot symbol It is characterized by using a format in which the data symbol guard interval ratio (R DS_GI ) is smaller than the interval ratio (R PS_GI ).
より具体的には、データシンボルのガードインターバル長(TDS_GI )及びパイロットシンボルのガードインターバル長(TPS_GI)を、いずれも、予め想定されたマルチパスの最大遅延時間(Tdelay )以上とし、データシンボルのシンボル長(TDS)を、1シンボル時間の伝送路特性の時変動が略一定とみなせる長さとし、パイロットシンボルのシンボル長(TPS)を、最大遅延時間(Tdelay )に送信アンテナの数(N)を乗じた値以上としてある。 More specifically, the data symbol guard interval length (T DS_GI ) and the pilot symbol guard interval length (T PS_GI ) are both equal to or greater than the presumed multipath maximum delay time (T delay ), and the data The symbol length (T DS ) of the symbol is set to a length at which the time variation of the transmission path characteristics for one symbol time can be regarded as substantially constant, and the symbol length (T PS ) of the pilot symbol is set to the maximum delay time (T delay ) of the transmission antenna. It is equal to or greater than the value multiplied by the number (N).
このように、パイロットシンボルとデータシンボルでシンボル長の異なるフォーマットのフレームを用いて伝送を行うことで、マルチパス耐性の向上と伝送効率の向上を両立することが可能となる。 In this way, by performing transmission using a frame having a format in which pilot symbols and data symbols have different symbol lengths, it is possible to improve both multipath resistance and transmission efficiency.
なお、上記の実施例(図1)では、送信側装置が、データシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数(例えば、2048サンプル)でIFFT処理を行うIFFT部103と、データシンボルのガードインターバル比率(例えば、1/8)でガードインターバルの付加処理を行うガードインターバル付加部104と、パイロットシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数(例えば、1024サンプル)でIFFT処理を行うIFFT部106と、パイロットシンボルのガードインターバル比率(例えば、1/4)でガードインターバルの付加処理を行うガードインターバル付加部107とを備えている。そして、IFFT部103及びガードインターバル付加部104を用いてデータシンボルを生成し、IFFT部106及びガードインターバル付加部107を用いてパイロットシンボルを生成する構成となっている。なお、この構成は一例に過ぎず、他の構成により送信側装置を実現してもよい。
In the above embodiment (FIG. 1), the transmitting device includes
例えば、送信側装置が、データシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数とパイロットシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数とを切り替えてIFFT処理を行うことが可能なIFFT部と、データシンボルのガードインターバル比率とパイロットシンボルのガードインターバル比率とを切り替えてガードインターバルの付加処理を行うことが可能なガードインターバル付加部とを備える。そして、これらIFFT部とガードインターバル付加部を、データシンボルの生成及びパイロットシンボルの生成で共用する構成であってもよい。 For example, an IFFT unit capable of performing IFFT processing by switching the number of points corresponding to the guard interval length of the data symbol and the number of points corresponding to the guard interval length of the pilot symbol, and the guard of the data symbol. and a guard interval addition unit capable of performing guard interval addition processing by switching between the interval ratio and the guard interval ratio of the pilot symbol. Then, the IFFT section and the guard interval adding section may be configured to be shared for data symbol generation and pilot symbol generation.
また、上記の実施例(図2、図3)では、受信側装置が、受信信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、データシンボルと同じサブキャリア数分の伝送路特性を推定する伝送路推定部208を備える。そして、伝送路推定部208は、入力されたパイロットシンボルに対してシンボル方向の内挿を施すシンボル方向1次内挿部301と、その結果に対してデータシンボルと同じサブキャリア数になるようにアップサンプルを施す0挿入アップサンプル部302と、その結果に対して周波数方向の内挿を施す周波数内挿フィルタ部303とを有し、周波数内挿フィルタ部303の結果を伝送路特性の推定値として出力する構成となっている。なお、この構成は一例に過ぎず、他の構成により受信側装置を実現してもよい。
Further, in the above-described embodiments (FIGS. 2 and 3), the receiving apparatus has a transmission path estimation unit that estimates the transmission path characteristics for the same number of subcarriers as the data symbols, based on the pilot symbols included in the received signal. 208. Then, transmission
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、上記以外にも広く適用することができることは言うまでもない。
また、本発明は、例えば、上記のような処理を実行する方法や方式、そのような方法や方式を実現するためのプログラム、そのプログラムを記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。
Although the present invention has been described in detail above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be widely applied to applications other than those described above.
Further, the present invention can also be provided as, for example, a method or system for executing the above processes, a program for realizing such a method or system, a storage medium for storing the program, or the like.
本発明は、データシンボル及びパイロットシンボルを含むフレームを用いてデータを伝送するデータ伝送システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in data transmission systems that transmit data using frames containing data symbols and pilot symbols.
101:伝送符号生成部、 102:マッピング部、 103:IFFT部、 104:ガードインターバル付加部、 105:パイロットシンボル生成部、 106:IFFT部106、 107:ガードインターバル付加部、 108:信号選択部、 109:フレームタイミング生成部、 110:周波数変換部、 111:送信アンテナ、
201:受信アンテナ、 202:周波数逆変換部、 203:フレームタイミング検出部、 204:信号選択部、 205:FFT部、 206:遅延部、 207:FFT部、 208:伝送路推定部、 209:等化部、 210:復号部、
301:シンボル方向1次内挿部、 302:0挿入アップサンプル部、 303:周波数内挿フィルタ部
101: Transmission code generation unit 102: Mapping unit 103: IFFT unit 104: Guard interval addition unit 105: Pilot symbol generation unit 106:
201: Receiving antenna 202: Inverse frequency converter 203: Frame timing detector 204: Signal selector 205: FFT unit 206: Delay unit 207: FFT unit 208: Transmission channel estimator 209: etc. decryption unit, 210: decryption unit,
301: symbol-direction first-order interpolation unit, 302: 0-insertion up-sampling unit, 303: frequency interpolation filter unit
Claims (5)
前記フレームは、パイロットシンボルのシンボル長よりデータシンボルのシンボル長の方が大きく、かつ、パイロットシンボルのガードインターバル比率よりデータシンボルのガードインターバル比率が小さいフォーマットであり、
データシンボルのガードインターバル長及びパイロットシンボルのガードインターバル長は、いずれも、予め想定されたマルチパスの最大遅延時間以上であり、
データシンボルのシンボル長は、1シンボル時間の伝送路特性の時変動が略一定とみなせる長さであり、
パイロットシンボルのシンボル長は、前記最大遅延時間に送信アンテナの数を乗じた値以上であることを特徴とするデータ伝送システム。 In a data transmission system that transmits data using frames containing data symbols and pilot symbols,
The frame has a format in which the symbol length of the data symbol is longer than the symbol length of the pilot symbol and the guard interval ratio of the data symbol is smaller than the guard interval ratio of the pilot symbol ,
Both the guard interval length of the data symbol and the guard interval length of the pilot symbol are equal to or greater than the presumed maximum multipath delay time,
The symbol length of the data symbol is a length that can be regarded as a substantially constant time variation of the transmission path characteristics for one symbol time,
A data transmission system , wherein a symbol length of a pilot symbol is equal to or greater than a value obtained by multiplying the maximum delay time by the number of transmission antennas .
送信側の装置が、データシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数でIFFT処理を行う第1のIFFT部と、データシンボルのガードインターバル比率でガードインターバルの付加処理を行う第1のガードインターバル付加部と、パイロットシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数でIFFT処理を行う第2のIFFT部と、パイロットシンボルのガードインターバル比率でガードインターバルの付加処理を行う第2のガードインターバル付加部とを備え、前記第1のIFFT部及び前記第1のガードインターバル付加部を用いてデータシンボルを生成し、前記第2のIFFT部及び前記第2のガードインターバル付加部を用いてパイロットシンボルを生成することを特徴とするデータ伝送システム。 The data transmission system according to claim 1 ,
A device on the transmitting side includes a first IFFT section that performs IFFT processing with the number of points corresponding to the guard interval length of the data symbol, and a first guard interval addition section that performs guard interval addition processing with the guard interval ratio of the data symbol. and a second IFFT unit that performs IFFT processing with the number of points corresponding to the guard interval length of the pilot symbol, and a second guard interval addition unit that performs guard interval addition processing with the guard interval ratio of the pilot symbol, Data symbols are generated using the first IFFT section and the first guard interval adding section, and pilot symbols are generated using the second IFFT section and the second guard interval adding section. data transmission system.
送信側の装置が、データシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数とパイロットシンボルのガードインターバル長に対応するポイント数とを切り替えてIFFT処理を行うことが可能なIFFT部と、データシンボルのガードインターバル比率とパイロットシンボルのガードインターバル比率とを切り替えてガードインターバルの付加処理を行うことが可能なガードインターバル付加部とを備え、前記IFFT部及び前記ガードインターバル付加部を共用してデータシンボル及びパイロットシンボルを生成することを特徴とするデータ伝送システム。 The data transmission system according to claim 1 ,
An IFFT unit that enables a transmitting device to perform IFFT processing by switching between the number of points corresponding to the guard interval length of data symbols and the number of points corresponding to the guard interval length of pilot symbols, and the guard interval of data symbols. and a guard interval addition unit capable of performing guard interval addition processing by switching between the ratio and the guard interval ratio of the pilot symbol, and sharing the IFFT unit and the guard interval addition unit to add data symbols and pilot symbols. A data transmission system characterized by generating
受信側の装置が、受信信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて、データシンボルと同じサブキャリア数分の伝送路特性を推定する伝送路推定部を備え、
前記伝送路推定部は、入力されたパイロットシンボルに対してシンボル方向の内挿を施す第1の内挿部と、前記第1の内挿部の結果に対してデータシンボルと同じサブキャリア数になるようにアップサンプルを施すアップサンプル部と、前記アップサンプル部の結果に対して周波数方向の内挿を施す第2の内挿部とを有し、前記第2の内挿部の結果を伝送路特性の推定値として出力することを特徴とするデータ伝送システム。 In the data transmission system according to any one of claims 1 to 3 ,
A device on the receiving side comprises a transmission channel estimator for estimating transmission channel characteristics for the same number of subcarriers as data symbols, based on pilot symbols contained in the received signal,
The transmission path estimation unit includes: a first interpolation unit that performs symbol-direction interpolation on the input pilot symbols; and a second interpolation unit for performing interpolation in the frequency direction on the result of the upsampling unit, and transmitting the result of the second interpolation unit. A data transmission system characterized by outputting estimated values of path characteristics.
前記フレームは、パイロットシンボルのシンボル長よりデータシンボルのシンボル長の方が大きく、かつ、パイロットシンボルのガードインターバル比率よりデータシンボルのガードインターバル比率が小さいフォーマットであり、
データシンボルのガードインターバル長及びパイロットシンボルのガードインターバル長は、いずれも、予め想定されたマルチパスの最大遅延時間以上であり、
データシンボルのシンボル長は、1シンボル時間の伝送路特性の時変動が略一定とみなせる長さであり、
パイロットシンボルのシンボル長は、前記最大遅延時間に送信アンテナの数を乗じた値以上であることを特徴とするデータ伝送方法。 In a data transmission method for transmitting data using frames containing data symbols and pilot symbols,
The frame has a format in which the symbol length of the data symbol is longer than the symbol length of the pilot symbol and the guard interval ratio of the data symbol is smaller than the guard interval ratio of the pilot symbol ,
Both the guard interval length of the data symbol and the guard interval length of the pilot symbol are equal to or greater than the presumed maximum multipath delay time,
The symbol length of the data symbol is a length that can be regarded as a substantially constant time variation of the transmission path characteristics for one symbol time,
A data transmission method , wherein a symbol length of a pilot symbol is equal to or greater than a value obtained by multiplying the maximum delay time by the number of transmission antennas .
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