JPWO2017094153A1 - Wireless communication apparatus and wireless signal processing method - Google Patents
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Abstract
無線通信装置(100)は、多重部(131)と、アナログ変換部(132)と、HPA(133)と、送信アンテナ(134)と、を備える。多重部(131)は、OFDM方式の第1信号を割当可能な所定のサブキャリアに含まれる第1サブキャリアに割り当てた第1信号と、OFDM方式の第1信号を割当可能な所定のサブキャリアにおける第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、OFDM方式より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重方式の第2信号と、を多重する。アナログ変換部(132)、HPA(133)および送信アンテナ(134)は、多重部(131)による多重によって得られた信号を無線送信する。The wireless communication device (100) includes a multiplexing unit (131), an analog conversion unit (132), an HPA (133), and a transmission antenna (134). The multiplexing unit (131) includes a first signal allocated to a first subcarrier included in a predetermined subcarrier to which an OFDM first signal can be allocated, and a predetermined subcarrier to which an OFDM first signal can be allocated. And a second signal of a multiplexing method that is assigned to a second frequency band different from the first frequency band in FIG. 1 and that has less leakage power to an adjacent channel than the OFDM method. The analog conversion unit (132), the HPA (133), and the transmission antenna (134) wirelessly transmit a signal obtained by multiplexing by the multiplexing unit (131).
Description
本発明は、無線通信装置および無線信号処理方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless signal processing method.
従来、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多重アクセス)を用いた広帯域の無線接続が知られている(たとえば、下記非特許文献1参照。)。OFDMAは、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)の特性を用いて多元接続を行うアクセス方式である。
Conventionally, broadband wireless connection using OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is known (for example, see Non-Patent
また、従来、機器間で無線通信を行うM2M(Machine to Machine)などの技術が知られている。M2Mなどの端末局においては、比較的小容量の通信が行われ、また低消費電力化が求められるため、狭帯域における通信を行うことが適切な場合がある。 Conventionally, techniques such as M2M (Machine to Machine) for performing wireless communication between devices are known. In terminal stations such as M2M, communication with a relatively small capacity is performed, and low power consumption is required. Therefore, it may be appropriate to perform communication in a narrow band.
しかしながら、上述したOFDMの信号は、周波数領域における波形が大きく広がるため、狭帯域で使用すると受信特性が劣化する。また、OFDMの信号よりも狭帯域における劣化が少ない信号を用いることも考えられるが、このような信号のために専用帯域を設けることは困難な場合がある。 However, the above-described OFDM signal has a wide waveform in the frequency domain, so that reception characteristics deteriorate when used in a narrow band. Although it is conceivable to use a signal that is less deteriorated in a narrow band than an OFDM signal, it may be difficult to provide a dedicated band for such a signal.
1つの側面では、本発明は、狭帯域通信のための専用帯域を設けなくても狭帯域通信を可能にすることができる無線通信装置および無線信号処理方法を提供することを目的とする。 In one aspect, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a wireless signal processing method capable of performing narrowband communication without providing a dedicated band for narrowband communication.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、直交周波数分割多重方式の第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第1周波数帯域に割り当てた前記第1信号と、前記第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第2周波数帯域であって前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、直交周波数分割多重方式より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重方式の第2信号と、の多重を行い、前記多重によって得られた信号を無線送信する無線通信装置および無線信号処理方法が提案される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to one aspect of the present invention, the first signal assigned to the first frequency band included in the assignable frequency band according to the first signal of the orthogonal frequency division multiplexing scheme. Leakage power to an adjacent channel by an orthogonal frequency division multiplexing method assigned to a second frequency band that is included in a frequency band to which the signal and the first signal can be assigned and is different from the first frequency band A wireless communication apparatus and a wireless signal processing method are proposed in which multiplexing is performed with a second signal of a multiplexing method with few signals, and a signal obtained by the multiplexing is wirelessly transmitted.
本発明の一側面によれば、狭帯域通信のための専用帯域を設けなくても狭帯域通信を可能にすることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to enable narrowband communication without providing a dedicated band for narrowband communication.
以下に図面を参照して、本発明にかかる無線通信装置および無線信号処理方法の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of a wireless communication apparatus and a wireless signal processing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態)
(実施の形態にかかる無線通信装置)
図1は、実施の形態にかかる無線通信装置の一例を示す図である。図1に示す無線通信装置100は、実施の形態にかかる無線通信装置である。無線通信装置100はOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)による通信を行う。(Embodiment)
(Radio communication apparatus according to embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication device according to an embodiment. A
一例としては、無線通信装置100は、端末局との間で無線通信を行う基地局に適用することができる。また、無線通信装置100は、基地局との間で無線通信を行う端末局に適用することもできる。
As an example, the
無線通信装置100は、たとえば、OFDM信号と、ニューウェーブフォーム信号と、を共存させた共存信号を生成して無線送信する。ニューウェーブフォーム信号は、OFDM信号とは異なる多重化方式の信号である。また、たとえば、ニューウェーブフォーム信号は、OFDM信号より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重化方式の信号である。ニューウェーブフォーム信号には、たとえば、FBMC、GFDM、UFMCなど各種のニューウェーブフォームの信号を用いることができる。なお、FBMCはFilter Bank Multi Carrierの略である。また、GFDMはGeneralized Frequency Division Multiplexingの略である。また、UFMCはUniversal Filtered Multi Carrierの略である。
For example, the
これらのニューウェーブフォーム信号は、OFDM信号に比べてACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio:隣接チャネル漏洩電力比)が低い。すなわち、これらのニューウェーブフォーム信号は、周波数の局在性が高く、OFDMのように波形が広がらず、狭帯域伝送における受信特性(受信性能)が高いという特性を有する。また、これらのニューウェーブフォーム信号は、周波数の利用効率が高いという特性も有する(特にFBMC)。 These new waveform signals have a lower ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) than the OFDM signal. That is, these new waveform signals have high frequency localization, have a waveform that does not spread like OFDM, and have high reception characteristics (reception performance) in narrowband transmission. In addition, these new waveform signals also have a characteristic that frequency utilization efficiency is high (particularly FBMC).
図1に示すように、無線通信装置100は、誤り訂正符号化部111と、変調部112と、IFFT部113と、CP付加部114と、を備える。また、無線通信装置100は、誤り訂正符号化部121と、NW変調部122と、多重部131と、アナログ変換部132(D/A)と、HPA133と、送信アンテナ134と、を備える。
As illustrated in FIG. 1, the
また、無線通信装置100は、受信アンテナ141と、SIC142と、分離部143と、LNA151と、デジタル変換部152(A/D)と、希望信号受信タイミング検出部153と、CP削除部154と、を備える。また、無線通信装置100は、FFT部155と、チャネル推定部156と、復調部157と、誤り訂正復号部158と、を備える。また、無線通信装置100は、LNA161と、デジタル変換部162(A/D)と、NW復調部163と、誤り訂正復号部164と、を備える。
In addition, the
誤り訂正符号化部111には、無線通信装置100がOFDMにより無線送信するための送信データが入力される。誤り訂正符号化部111へ入力される送信データは、周波数領域のデジタル信号である。誤り訂正符号化部111は、入力された送信データに対する誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化部111は、誤り訂正符号化を行った送信データを変調部112へ出力する。
Transmission data for wireless transmission by
変調部112は、誤り訂正符号化部111から出力された送信データに基づく変調を行う。変調部112による変調には、たとえばQPSK(4位相偏移変調)や16QAM(直角位相振幅変調)など各種の変調方式を用いることができる。なお、QPSKはQuadrature Phase Shift Keyingの略である。またQAMはQuadrature Amplitude Modulationの略である。変調部112は、変調により得られた信号をIFFT部113へ出力する。
The
IFFT部113は、変調部112から出力された信号を、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)によって周波数領域から時間領域に変換する。そして、IFFT部113は、時間領域に変換した信号(OFDMシンボル)をOFDMシンボルとしてCP付加部114へ出力する。
The
CP付加部114は、IFFT部113から出力されたOFDMシンボルに対してCP(Cyclic Prefix:巡回プレフィクス)を付加する。たとえば、CP付加部114は、IFFT部113から出力されたOFDMシンボルのそれぞれを対象として、対象のOFDMシンボルの先頭に、対象のOFDMシンボルの末尾部分のコピーをCPとして付加する。CP付加部114は、CPを付加した信号をOFDM信号として多重部131へ出力する。
誤り訂正符号化部121には、無線通信装置100がニューウェーブフォーム信号により無線送信するための送信データが入力される。誤り訂正符号化部121へ入力される送信データは、図1に示す例では時間領域のデジタル信号である。誤り訂正符号化部121は、入力された送信データに対する誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化部121は、誤り訂正符号化を行った送信データをNW変調部122へ出力する。
Transmission data for wireless transmission by the
NW変調部122は、誤り訂正符号化部121から出力された送信データに基づいてニューウェーブフォーム信号を生成する変調を行う。NW変調部122による変調には、QPSK(4位相偏移変調)や16QAM(直角位相振幅変調)など各種の変調方式を用いることができる。また、NW変調部122は、CP付加部114から多重部131へ出力されるOFDM信号と異なる周波数帯域かつ狭帯域のニューウェーブフォーム信号を生成するように変調を行う。そして、NW変調部122は、変調により得られたニューウェーブフォーム信号を多重部131へ出力する。
The
多重部131は、CP付加部114から出力されたOFDM信号と、NW変調部122から出力されたニューウェーブフォーム信号と、を加算することにより多重化する。これにより、OFDM信号とニューウェーブフォーム信号とを共存させた共存信号を得ることができる。そして、多重部131は、多重化により得られた信号(共存信号)をアナログ変換部132へ出力する。
The
アナログ変換部132、HPA133および送信アンテナ134は、多重部131による多重によって得られた信号を無線送信する送信部である。アナログ変換部132は、多重部131から出力された信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するDAC(Digital/Analog Converter:デジタル/アナログ変換器)である。たとえば、アナログ変換部132は、無線通信装置100が属する無線通信システムにおいて規定された基準タイミングに合わせて信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。アナログ変換部132は、アナログ信号に変換した信号をHPA133へ出力する。
The
HPA133は、アナログ変換部132から出力された信号を増幅するHPA(High Power Amplifier:大電力増幅器)である。HPA133は、増幅した信号を送信アンテナ134およびSIC142へ出力する。送信アンテナ134は、HPA133から出力された信号を無線送信する。
The
受信アンテナ141は、他の無線通信装置によって無線送信された信号を受信する。そして、受信アンテナ141は、受信した信号をSIC142へ出力する。SIC142は、受信アンテナ141から出力された信号に対して、HPA133から出力された信号に基づく自己干渉キャンセル処理を行うSIC(Self−Interference Canceller:自己干渉キャンセラ)である。SIC142は、自己干渉キャンセル処理を行った信号を分離部143へ出力する。なお、たとえば無線通信装置100をフルデュプレックス装置としない場合等はSIC142を省いた構成としてもよい。
The receiving
分離部143は、SIC142から出力された信号のうちOFDM信号の周波数帯域の信号をLNA151へ出力する。また、分離部143は、SIC142から出力された信号のうちニューウェーブフォーム信号の周波数帯域の信号をLNA161へ出力する。分離部143は、たとえばバンドパスフィルタのアナログフィルタによって実現することができる。
Separating
LNA151は、分離部143から出力されたOFDM信号を増幅するLNA(Low Noise Amplifier:低雑音増幅器)である。LNA151は、増幅したOFDM信号をデジタル変換部152へ出力する。
The
デジタル変換部152は、LNA151から出力されたOFDM信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するADC(Analog/Digital Converter:アナログ/デジタル変換器)である。デジタル変換部152は、デジタル信号に変換したOFDM信号を希望信号受信タイミング検出部153およびCP削除部154へ出力する。
The digital conversion unit 152 is an ADC (Analog / Digital Converter) that converts the OFDM signal output from the
希望信号受信タイミング検出部153は、デジタル変換部152から出力されたOFDM信号に基づいて、無線通信装置100が受信すべき希望信号の受信タイミングを検出する。そして、希望信号受信タイミング検出部153は、検出した希望信号の受信タイミングをCP削除部154へ通知する。
Desired signal reception
CP削除部154は、デジタル変換部152から出力されたOFDM信号の各OFDMシンボルの先頭に付加されたCPを削除する。すなわち、デジタル変換部152から出力されたOFDM信号からOFDMシンボルの切り出しを行う。CP削除部154によるCPの削除は、たとえば、希望信号受信タイミング検出部153から通知された希望信号の受信タイミングに基づいて行うことができる。CP削除部154は、CPを削除したOFDM信号をFFT部155へ出力する。
FFT部155は、CP削除部154から出力されたOFDM信号を、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)によって時間領域から周波数領域に変換する。そして、FFT部155は、周波数領域に変換したOFDM信号をチャネル推定部156および復調部157へ出力する。
The
チャネル推定部156は、FFT部155から出力されたOFDM信号に基づくチャネル推定を行う。チャネル推定は、たとえば伝搬路のインパルス応答の推定である。チャネル推定部156は、チャネル推定の結果を復調部157へ通知する。
The
復調部157は、FFT部155から出力されたOFDM信号を、チャネル推定部156から通知されたチャネル推定の結果に基づいて復調する。そして、復調部157は、復調により得られた受信データを誤り訂正復号部158へ出力する。誤り訂正復号部158は、復調部157から出力された受信データに対する誤り訂正復号を行う。そして、誤り訂正復号部158は、誤り訂正復号により得られた受信データを出力する。
LNA161は、分離部143から出力されたニューウェーブフォーム信号を増幅し、増幅したニューウェーブフォーム信号をデジタル変換部162へ出力する。デジタル変換部162は、LNA161から出力されたニューウェーブフォーム信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するADCである。デジタル変換部162は、デジタル信号に変換したニューウェーブフォーム信号をNW復調部163へ出力する。
The
NW復調部163は、デジタル変換部162から出力されたニューウェーブフォーム信号を復調する。そして、NW復調部163は、復調により得られた受信データを誤り訂正復号部164へ出力する。誤り訂正復号部164は、NW復調部163から出力された受信データに対する誤り訂正復号を行う。そして、誤り訂正復号部164は、誤り訂正復号により得られた受信データを出力する。
The
ニューウェーブフォーム信号がFBMCやUFMCなどである場合は、たとえばNW変調部122は周波数帯域での処理とすることができる。このため、NW変調部122と多重部131との間に、ニューウェーブフォーム信号を周波数領域から時間領域に変換するIFFTを行う処理部を設けてもよい。
When the new waveform signal is FBMC, UFMC, or the like, for example, the
また、ニューウェーブフォーム信号がGFDMなどである場合は、たとえばNW変調部122と多重部131との間に、ニューウェーブフォーム信号にCPを付加する処理部を設けてもよい。また、ニューウェーブフォーム信号がUFMCなどである場合は、NW変調部122と多重部131との間に、ニューウェーブフォーム信号にCPを付加する処理部を設けても設けなくてもよい。
When the new waveform signal is GFDM or the like, a processing unit for adding CP to the new waveform signal may be provided between the
また、端末局(たとえば図2に示すOFDM端末局221)に適用する無線通信装置100は、OFDM信号を送受信し、ニューウェーブフォーム信号を送受信しない構成としてもよい。この場合の端末局に適用する無線通信装置100では、誤り訂正符号化部121、NW変調部122、多重部131、LNA161、デジタル変換部162、NW復調部163および誤り訂正復号部164を省いてもよい。
Further, the
また、端末局に適用する無線通信装置100は、ニューウェーブフォーム信号を送受信し、OFDM信号を送受信しない構成としてもよい。この場合の端末局に適用する無線通信装置100では、誤り訂正符号化部111、変調部112、IFFT部113、CP付加部114および多重部131を省いてもよい。また、この場合の端末局に適用する無線通信装置100では、LNA151、デジタル変換部152、希望信号受信タイミング検出部153、CP削除部154、FFT部155、チャネル推定部156、復調部157および誤り訂正復号部158を省いてもよい。
The
(実施の形態にかかる無線通信システム)
図2は、実施の形態にかかる無線通信システムの一例を示す図である。図2に示すように、実施の形態にかかる無線通信システム200は、たとえば、基地局210と、OFDM端末局221と、ニューウェーブフォーム端末局222と、を含む。(Radio communication system according to embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to the embodiment. As illustrated in FIG. 2, the
基地局210は、OFDM端末局221を送信先とするOFDM信号と、ニューウェーブフォーム端末局222を送信先とするニューウェーブフォーム信号と、を共存させた共存信号を無線送信する。基地局210は、たとえば図1に示した無線通信装置100によって実現することができる。
The
OFDM端末局221は、少なくとも、基地局210からのOFDM信号を無線受信する。ただし、OFDM端末局221は、基地局210や他の無線通信装置からのニューウェーブフォーム信号を無線受信する構成をさらに有していてもよい。OFDM端末局221は、たとえば図1に示した無線通信装置100によって実現することができる。
The
ニューウェーブフォーム端末局222は、少なくとも、基地局210からのニューウェーブフォーム信号を無線受信する。ただし、ニューウェーブフォーム端末局222は、基地局210や他の無線通信装置からのOFDM信号を無線受信する構成をさらに有していてもよい。ニューウェーブフォーム端末局222は、たとえば図1に示した無線通信装置100によって実現することができる。
The new
このように、無線通信システム200が多重するOFDM信号とニューウェーブフォーム信号とは、それぞれ異なる無線通信装置(OFDM端末局221およびニューウェーブフォーム端末局222)への信号とすることができる。これにより、たとえば、OFDM信号を用いるスマートフォンなどの大容量通信と、ニューウェーブフォーム信号を用いるM2M端末などの小容量通信と、を共存させることができる。ただし、無線通信システム200が多重するOFDM信号とニューウェーブフォーム信号とは、それぞれ異なる無線通信装置への信号であってもよい。
As described above, the OFDM signal and the new waveform signal multiplexed by the
(実施の形態におけるOFDM信号へのニューウェーブフォーム信号の挿入)
図3は、実施の形態にかかる無線通信装置によるOFDM信号へのニューウェーブフォーム信号の挿入の一例を示す図である。図3においては、送信側の無線通信装置100(たとえば基地局210)によるOFDM信号へのニューウェーブフォーム信号の挿入について説明する。また、図3において、図1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。(Insertion of New Waveform Signal to OFDM Signal in Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of insertion of a new waveform signal into an OFDM signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 3, the insertion of a new waveform signal into an OFDM signal by radio communication apparatus 100 (for example, base station 210) on the transmission side will be described. Also, in FIG. 3, the same parts as those shown in FIG.
図3に示すOFDM信号310は、CP付加部114から多重部131へ出力されるOFDM信号である。OFDM信号310の横軸は周波数(f)を示す。たとえばLTE(Long Term Evolution)においては、OFDM信号の周波数リソースをRB(Resource Block:リソースブロック)という単位で割り当てる。1RBはたとえば12サブキャリアである。OFDM信号310は、全RBのうち一部のRB301に何も割り当てない、すなわちRB301をヌルにしたOFDM信号である。
An OFDM signal 310 illustrated in FIG. 3 is an OFDM signal output from the
図3に示すニューウェーブフォーム信号320は、NW変調部122から多重部131へ出力されるニューウェーブフォーム信号である。ニューウェーブフォーム信号320の横軸は、OFDM信号310と共通の周波数(f)を示す。ニューウェーブフォーム信号320は、RB301に割り当てられている。RB301は、OFDM信号310が割り当てられた周波数帯域より狭い帯域である。ニューウェーブフォーム信号320はOFDM信号310よりも狭帯域における信号劣化が少ないため、RB301を挟帯域にしても効率よく通信を行うことができる。
A
多重部131は、OFDM信号310とニューウェーブフォーム信号320とを加算して出力する。これにより、OFDM信号310とニューウェーブフォーム信号320とは互いに異なる周波数帯域に割り当てられているため、OFDM信号310にニューウェーブフォーム信号320を挿入した共存信号330を得ることができる。また、OFDM信号310の周波数帯域に対してニューウェーブフォーム信号320の周波数帯域を隣接させることで、伝送効率を高くすることができる。
The
ニューウェーブフォーム信号320を受信する無線通信装置100(たとえばニューウェーブフォーム端末局222)は、受信した共存信号330のうちRB301の周波数帯域のみを抽出する。これにより、ニューウェーブフォーム信号320を受信することができる。このとき、無線通信装置100は、アナログフィルタ(たとえば図1に示した分離部143)でRB301の周波数帯域のみを抽出することにより、受信特性を劣化させることなく、ニューウェーブフォーム信号320を受信することができる。
The wireless communication apparatus 100 (for example, the new waveform terminal station 222) that receives the
また、FBMC、GFDM、UFMCなどのニューウェーブフォーム信号320は、OFDM信号等に比べて狭帯域における受信特性が高いため、A/Dコンバータ(たとえばデジタル変換部162)の動作クロックを遅くすることが可能になる。これにより、ニューウェーブフォーム信号320を受信する無線通信装置100(たとえばニューウェーブフォーム端末局222)の低消費電力化を図ることができる。
In addition, since the
このように、実施の形態による無線通信装置100は、OFDMの第1信号を割当可能な周波数帯域(たとえばサブキャリア)に含まれる第1周波数帯域に割り当てた第1信号を生成する。また、無線通信装置100は、第1信号を割当可能な周波数帯域における第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、OFDMと異なる多重方式(たとえばニューウェーブフォーム)の第2信号を生成する。ここで、第2信号は、OFDMより隣接チャネルへの漏洩電力(たとえばACLR)が少ないニューウェーブフォームの信号とすることができる。そして、無線通信装置100は、生成した第1信号と第2信号とを多重し、多重した信号を無線送信する。
Thus,
これにより、OFDMの第1信号を割当可能な周波数帯域の一部にOFDMの第1信号を割り当てず、その一部の帯域に第2信号を多重することで、第2信号のために専用帯域を設けなくても、狭帯域における通信を行うことが可能になる。 As a result, the first signal of OFDM is not allocated to a part of the frequency band to which the first signal of OFDM can be allocated, and the second signal is multiplexed in the part of the band, so that the dedicated band is used for the second signal. Even without providing, it becomes possible to perform communication in a narrow band.
(実施の形態においてニューウェーブフォーム信号がOFDM信号へ与える干渉)
図4は、実施の形態においてニューウェーブフォーム信号がOFDM信号へ与える干渉の一例を示す図である。図4において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、基地局210がニューウェーブフォーム端末局222へ送信するニューウェーブフォーム信号が、基地局210がOFDM端末局221へ送信するOFDM信号に与える干渉について説明する。(Interference that New Waveform Signal Gives to OFDM Signal in Embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of interference that a new waveform signal causes to an OFDM signal in the embodiment. In FIG. 4, the same parts as those shown in FIG. Here, interference that a new waveform signal transmitted from the
図4に示すニューウェーブフォーム信号411は、OFDM信号を受信するOFDM端末局221が基地局210から受信した共存信号330に含まれるニューウェーブフォーム信号である。ニューウェーブフォーム信号411の横軸は時間(t)を示す。OFDMシンボル幅412は、OFDM端末局221が基地局210から受信すべきOFDM信号310のシンボル幅(時間幅)を示す。
4 is a new waveform signal included in the
OFDM端末局221は、自局向けのOFDM信号310を復調するために、基地局210から受信した共存信号330からOFDMシンボル幅412の矩形波でOFDMシンボルの切り出しを行う。OFDMシンボルの切り出しは、たとえば図1に示したCP削除部154によるCP削除である。OFDMシンボルの切り出しの際に、共存信号330に含まれるニューウェーブフォーム信号320が、切り出し後のOFDM信号310の周波数領域に干渉として漏れ込み、OFDM信号310の受信特性を劣化させる場合がある。
The
このように、OFDM信号310とニューウェーブフォーム信号320は帯域的には分離されているが、受信側においてOFDMシンボルを切り出す際に、SINC波形との畳み込みによる干渉が発生(SINC畳み込みの干渉発生)する。このような干渉は、OFDMシンボルの切り出しによりニューウェーブフォーム信号の波形が中途半端なところで切られ、ニューウェーブフォームの直交性が損なわれるために発生する。
As described above, although the
たとえば、OFDM信号とニューウェーブフォーム信号は周波数的にほぼ分離されているため、OFDM端末局221は適切なフィルタを用いれば、ニューウェーブフォーム信号による干渉を受けずに自分向けのOFDM信号を受信することができる。しかし、このOFDM信号とニューウェーブフォーム信号との共存方式をLTEなどに適用する場合は、既存のLTEの端末にフィルタリングの機構を組み込むことになるが、既に市場に出回っている端末にそのような機構を組み込むことは困難である。そこで、実施の形態にかかる無線通信装置100は、たとえばニューウェーブフォーム信号に対する処理を工夫することにより、OFDM信号への干渉を低減してもよい(たとえば図5,図6参照)。
For example, since the OFDM signal and the new waveform signal are substantially separated in terms of frequency, the
たとえば、OFDM信号に対してニューウェーブフォーム信号からの干渉が発生する理由は、OFDM信号の受信側がOFDM信号を復調するときに所定の受信窓でOFDMシンボルを切り出すためである。すなわち、OFDM信号の切り出しによりOFDMシンボルの端に位置するニューウェーブフォームシンボルが中途半端なところで途切れてしまうため、そのシンボルがニューウェーブフォーム信号の帯域外(すなわちOFDM信号の帯域)に干渉を生じさせる。 For example, the reason why interference from a new waveform signal occurs with respect to an OFDM signal is that an OFDM symbol is cut out in a predetermined reception window when the OFDM signal receiving side demodulates the OFDM signal. That is, since the new waveform symbol located at the end of the OFDM symbol is cut off at a halfway by cutting out the OFDM signal, the symbol causes interference outside the band of the new waveform signal (that is, the band of the OFDM signal). .
(実施の形態にかかる無線通信装置によるニューウェーブフォーム信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減)
図5は、実施の形態にかかる無線通信装置によるニューウェーブフォーム信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減の一例を示す図である。図5に示すOFDM信号510は、無線通信装置100を適用した基地局210が送信する共存信号330に含まれるOFDM信号である。OFDM信号510は、CP511と、OFDMシンボル512と、を含む。CP511は、OFDMシンボル512の末尾部分のコピーであって、OFDMシンボル512の先頭(直前)に付加されている。(Reduction in interference with OFDM signal by processing for new waveform signal by radio communication apparatus according to embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of reducing interference with an OFDM signal by processing a new waveform signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. An OFDM signal 510 illustrated in FIG. 5 is an OFDM signal included in the
ニューウェーブフォームシンボル521〜530は、基地局210がOFDM信号510と多重化して送信するニューウェーブフォーム信号の各シンボルである。ニューウェーブフォームシンボル522は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530のうちのOFDMシンボル512の先頭部分と時間的に重複するニューウェーブフォーム信号のシンボルである。ニューウェーブフォームシンボル530は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530のうちのOFDMシンボル512の末尾部分と時間的に重複するニューウェーブフォーム信号のシンボルである。
基地局210は、図5に示すように、OFDMシンボル512の境界(先頭と末尾)付近のニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を、それ以外のニューウェーブフォームシンボル521,523〜529の振幅より小さくする。ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることには、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を0にすることも含まれる。
As shown in FIG. 5, the
上述したように、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉の原因はOFDMシンボルの切り出し時に途中で切れてしまうニューウェーブフォームシンボル、すなわちニューウェーブフォームシンボル522,530である。したがって、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることで、ニューウェーブフォームシンボル522,530からOFDM信号310への影響を小さくすることができる。これにより、OFDMシンボル512の境界での巡回的な連続性を確保して直交性を維持し、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を低減することができる。
As described above, the cause of interference from the
また、ニューウェーブフォームシンボル522,530における変調多値数を、それ以外のニューウェーブフォームシンボル521,523〜529の変調多値数より小さくしてもよい。これにより、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることによる受信特性の劣化を抑制することができる。
Further, the modulation multi-level number in the
変調多値数は、1シンボル(一回の変調)でいくつの値を表すかを示す値(デジタル変調の多値数)である。たとえば、16QAMであれば変調多値数は16であり、8QAMであれば変調多値数は8であり、QPSKであれば変調多値数は4である。一例としては、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル521,523〜529については16QAMによる変調を行い、ニューウェーブフォームシンボル522,530についてはQPSKによる変調を行う。
The modulation multi-value number is a value (multi-value number of digital modulation) indicating how many values are represented by one symbol (one modulation). For example, the modulation multilevel number is 16 for 16QAM, the modulation multilevel number is 8 for 8QAM, and the modulation multilevel number is 4 for QPSK. As an example, the
また、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530に対して送信データを割り当てないようにしてもよい。これにより、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることによる通信エラーを回避することができる。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の境界付近のニューウェーブフォームシンボル522,530を特定する。そして、OFDM端末局221は、特定したニューウェーブフォームシンボル522,530を復調しないか、またはニューウェーブフォームシンボル522,530の復調結果を破棄する。
In addition, the
また、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530の各振幅を、OFDMシンボル512の境界(すなわちCP511)との時間的な近さに基づいて調整してもよい。たとえば、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530の各振幅を、OFDMシンボル512の境界に近いほど小さくする。これにより、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を効率よく低減することができる。
In addition, the
図6は、実施の形態にかかる無線通信装置によるニューウェーブフォーム信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減の他の例を示す図である。図6において、図5に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。基地局210は、図6に示すように、OFDMシンボルの境界付近でのニューウェーブフォームシンボル522,530を同じ値で変調してもよい。この場合は、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくしなくてもよい。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of reducing interference with an OFDM signal by processing a new waveform signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 6, the same parts as those shown in FIG. As shown in FIG. 6, the
上述したように、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉の原因はOFDMシンボルの切り出し後の両端の不連続性である。このため、OFDMシンボル512の境界付近のニューウェーブフォームシンボル522,530を同じ値で変調することで、OFDMシンボル512の境界付近で連続になるようにニューウェーブフォーム信号を調整することができる。
As described above, the cause of the interference from the
すなわち、FFT(たとえば図1に示したFFT部155)はOFDMシンボルの両端をつながったものとして扱うため、OFDMシンボルの両端での連続性が確保されていればニューウェーブフォーム信号の帯域外に干渉を生じさせない。これにより、OFDMシンボル512の境界での巡回的な連続性を確保して直交性を維持し、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を低減することができる。
That is, the FFT (for example, the
このように、実施の形態にかかる無線通信装置100(基地局210)は、ニューウェーブフォーム信号320に含まれるシンボルのうち、OFDM信号310のシンボルの先頭および末尾と時間的に重複する各シンボル(522,530)を同じ値で変調する。これにより、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を低減することができる。
As described above, the radio communication apparatus 100 (base station 210) according to the embodiment, among symbols included in the
たとえば、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530に対して送信データを割り当てず、ニューウェーブフォームシンボル522,530を“0000”、“1111”、“0101”等(変調多値数=4の場合)の同一の値で変調する。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の境界付近のニューウェーブフォームシンボル522,530を特定する。そして、OFDM端末局221は、特定したニューウェーブフォームシンボル522,530を復調しないか、またはニューウェーブフォームシンボル522,530の復調結果を破棄する。
For example, the
または、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522を送信データによって変調するとともに、ニューウェーブフォームシンボル530の値をニューウェーブフォームシンボル522と同一にする。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の末尾付近のニューウェーブフォームシンボル530を特定し、特定したニューウェーブフォームシンボル530を復調しないか、ニューウェーブフォームシンボル530の復調結果を破棄する。
Alternatively, the
または、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル530を送信データによって変調するとともに、ニューウェーブフォームシンボル522の値をニューウェーブフォームシンボル530と同一にする。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の先頭付近のニューウェーブフォームシンボル522を特定し、特定したニューウェーブフォームシンボル522を復調しないか、ニューウェーブフォームシンボル522の復調結果を破棄する。
Alternatively, the
図5,図6に示したように、基地局210は、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの振幅を小さくする、あるいは、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルを同じ値で変調する。これにより、OFDMシンボルの境界での巡回的な連続性を確保して直交性を維持し、干渉の発生を抑えることができる。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
また、基地局210は、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの振幅を小さくし、かつ、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルを同じ値で変調してもよい。この場合に、OFDM端末局221は、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの受信結果の両方を用いて復調や復号を行ってもよい。これにより、干渉の発生を抑えつつ、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの振幅を小さくすることによる受信特性の劣化を抑制することができる。
Further, the
(実施の形態にかかる無線通信装置によるOFDM信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減)
図7は、実施の形態にかかる無線通信装置によるOFDM信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減の一例を示す図である。図7において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。(Reduction in interference with OFDM signal by processing for OFDM signal by wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of interference reduction on an OFDM signal by processing on the OFDM signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 7, the same parts as those shown in FIG.
OFDM信号310への干渉はニューウェーブフォーム信号320を挿入した帯域の近くでは大きく、遠くでは小さくなる傾向がある。そこで、基地局210は、OFDM信号への干渉が大きくなる可能性があるニューウェーブフォーム信号320を埋め込んだ帯域の近くには、変調多値数の低い信号を優先的に割り当てるようにしてもよい。
The interference with the
図7に示すOFDM信号711,712は、OFDM信号310に含まれる一部の帯域のOFDM信号である。また、OFDM信号712は、OFDM信号711よりも、ニューウェーブフォーム信号320の周波数帯域に近い周波数帯域に割り当てられたOFDM信号である。この場合に、基地局210は、一例としては、OFDM信号711は64QAM(変調多値数=64)のOFDM信号とし、OFDM信号712はQPSK(変調多値数=4)のOFDM信号とする。
The OFDM signals 711 and 712 illustrated in FIG. 7 are OFDM signals in a part of the band included in the
これにより、ニューウェーブフォーム信号320の周波数帯域に近いことによりニューウェーブフォーム信号320からの干渉を受けやすいOFDM信号712の変調多値数を少なくすることができる。これにより、ニューウェーブフォーム信号320からの干渉によるOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。このため、たとえば図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わなくても、ニューウェーブフォーム信号320からの干渉によるOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。または、図7に示すOFDM信号に対する処理に加えて、たとえば図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号に対する処理による干渉低減を行ってもよい。
As a result, the modulation multi-level number of the OFDM signal 712 that is susceptible to interference from the
図7に示す例では、ニューウェーブフォーム信号320より低周波側のOFDM信号711,712について説明したが、ニューウェーブフォーム信号320より高周波側のOFDM信号についても同様である。
In the example illustrated in FIG. 7, the OFDM signals 711 and 712 on the lower frequency side than the
図7に示したように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、OFDM信号310に含まれる複数のデータ信号の変調方式を、それらのデータ信号が割り当てられた周波数帯域のRB301との周波数的な近さに基づいて設定してもよい。これにより、OFDM信号310のうちニューウェーブフォーム信号320が割り当てられるRB301と周波数的に近いOFDM信号712には変調多値数が少ない変調方式を用いてOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。また、OFDM信号310のうちニューウェーブフォーム信号320が割り当てられるRB301と周波数的に遠いOFDM信号712には変調多値数が多い変調方式を用いてOFDM信号712における伝送効率の向上を図ることができる。
As illustrated in FIG. 7, the
(実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減処理の切り替え)
図8および図9は、実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減処理の切り替えの一例を示す図である。図8,図9において、図7に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。(Switching of interference reduction processing by the wireless communication apparatus according to the embodiment)
8 and 9 are diagrams illustrating an example of switching of interference reduction processing by the wireless communication device according to the embodiment. 8 and FIG. 9, the same parts as those shown in FIG.
基地局210は、ニューウェーブフォーム信号320の近くの周波数帯域に割り当てたOFDM信号の変調方式の干渉に対する耐性に応じて、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うか否かを切り替えてもよい。
The
たとえば、基地局210におけるスケジューリングの結果、図8に示すように、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調方式がQPSKであったとする。この場合は、基地局210は、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わない(干渉低減処理:OFF)。ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わなくても、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調多値数が少ないため、OFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。
For example, as a result of scheduling in the
また、たとえば、基地局210におけるスケジューリングの結果、図9に示すように、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調方式が64QAMであったとする。この場合は、基地局210は、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行う(干渉低減処理:ON)。ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うことにより、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調多値数が多くても、OFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。
Further, for example, as a result of scheduling in the
図8,図9に示したように、基地局210は、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式の変調多値数が少ない場合は、ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わない。これにより、ニューウェーブフォーム信号320における伝送効率の向上を図ることができる。たとえば、基地局210は、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と、ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うか否かと、を対応付ける対応情報を基地局210のメモリに記憶しておく。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
(実施の形態にかかる無線通信装置が記憶する対応情報)
図10および図11は、実施の形態にかかる無線通信装置が記憶する対応情報の一例を示す図である。実施の形態にかかる無線通信装置100を適用した基地局210は、たとえば図10,図11に示す対応情報1000,1100を基地局210のメモリに記憶する。対応情報1000,1100は、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うか否かと、を対応付ける対応情報である。(Corresponding information stored in the wireless communication apparatus according to the embodiment)
10 and 11 are diagrams illustrating an example of correspondence information stored in the wireless communication apparatus according to the embodiment. The
また、対応情報1000は、基地局210がSISO通信時に用いる対応情報である。また、対応情報1100は、基地局210がMIMO通信時に用いる対応情報である。なお、SISOはSingle Input Single Outputの略である。また、MIMOはMultiple Input Multiple Outputの略である。
The
たとえば、基地局210は、SISO通信を行う場合には、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と対応情報1000とに基づいて、図5,図6に示した干渉低減を行うか否かを決定する。たとえば、基地局210は、OFDM信号711の変調方式がQPSKまたは16QAMである場合は図5,図6に示した干渉低減を行わず(OFF)、OFDM信号711の変調方式が64QAMである場合は図5,図6に示した干渉低減を行う(ON)。
For example, when performing the SISO communication, the
また、基地局210は、MIMO通信を行う場合には、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と、対応情報1100と、に基づいて、図5,図6に示した低減処理を行うか否かを決定する。たとえば、基地局210は、OFDM信号711の変調方式がQPSKである場合は図5,図6に示した干渉低減を行わず(OFF)、OFDM信号711の変調方式が16QAMまたは64QAMである場合は図5,図6に示した干渉低減を行う(ON)。
Further, in the case of performing MIMO communication, the
たとえば図5に示した干渉低減を行わない場合は、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を、ニューウェーブフォームシンボル521,523〜529と同程度の振幅とする。また、たとえば図6に示した干渉低減を行わない場合は、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530をそれぞれ独立した各値で変調する。
For example, when the interference reduction shown in FIG. 5 is not performed, the
図8〜図11に示したように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、OFDM信号310の周波数帯域のうちニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数領域に割り当てられたOFDM信号712の変調多値数を特定してもよい。そして、無線通信装置100は、特定したOFDM信号712の変調多値数に応じて、図5,図6に示した干渉低減を行う状態と、図5,図6に示した干渉低減を行わない状態と、を切り替える。これにより、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数領域に割り当てられたOFDM信号712の変調多値数が多い場合は図5,図6に示した干渉低減を行ってOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。また、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数領域に割り当てられたOFDM信号712の変調多値数が少ない場合は図5,図6に示した干渉低減を行わず、ニューウェーブフォーム信号320の伝送効率の低下を抑制することができる。
As shown in FIGS. 8 to 11, the
(実施の形態においてOFDM信号がニューウェーブフォーム信号へ与える干渉)
図12は、実施の形態においてOFDM信号がニューウェーブフォーム信号へ与える干渉の一例を示す図である。図12において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図12に示すように、OFDM信号310における周波数領域のSINC波形1201が干渉源となって、OFDM信号310によるニューウェーブフォーム信号320への干渉が発生する。(Interference that an OFDM signal gives to a new waveform signal in the embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of interference that an OFDM signal gives to a new waveform signal in the embodiment. 12, parts similar to those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals and explanation thereof is omitted. As shown in FIG. 12, the frequency
(実施の形態にかかる無線通信装置によるノッチフィルタを用いた干渉低減)
図13は、実施の形態にかかる無線通信装置によるノッチフィルタを用いた干渉低減の一例を示す図である。図13において、図1,図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図13に示すように、実施の形態にかかる無線通信装置100(たとえば基地局210)は、多重部131の前段に、OFDM信号310を処理するノッチフィルタ1301を備えていてもよい。たとえば、ノッチフィルタ1301は、図1に示した無線通信装置100の構成において、CP付加部114と多重部131との間に設けることができる。(Interference reduction using notch filter by wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of interference reduction using a notch filter by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 13, the same parts as those shown in FIG. 1 and FIG. As illustrated in FIG. 13, the radio communication apparatus 100 (for example, the base station 210) according to the embodiment may include a
ノッチフィルタ1301は、CP付加部114から出力されたOFDM信号310のうちの、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられている周波数帯域の信号成分を除去するバンドストップフィルタ(帯域除去フィルタ)である。ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられている周波数帯域の成分は、たとえば図12に示したSINC波形1201の成分である。周波数帯域の成分の除去は、その周波数帯域の成分を完全に0にすることだけでなく、その周波数帯域の成分を減衰させることも含む。ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられている周波数帯域は、たとえば図3に示したRB301である。
The
ノッチフィルタ1301は、たとえばFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタにより実現することができる。ノッチフィルタ1301は、ニューウェーブフォーム信号が割り当てられている周波数帯域の信号成分を除去して得られたOFDM信号310を多重部131へ出力する。
The
多重部131は、ノッチフィルタ1301から出力されたOFDM信号310と、NW変調部122から出力されたニューウェーブフォーム信号320と、を加算する。これにより、図12に示したOFDM信号310からニューウェーブフォーム信号320への干渉を低減し、ニューウェーブフォーム信号320の受信特性の向上を図ることができる。
The
このように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、帯域除去フィルタ(たとえばノッチフィルタ1301)によって第2周波数帯域(RB301)の信号成分を除去したOFDM信号310をニューウェーブフォーム信号320と多重してもよい。これにより、OFDM信号310からニューウェーブフォーム信号320への干渉を低減し、ニューウェーブフォーム信号320の受信特性の向上を図ることができる。
As described above, the
(ノッチフィルタ波形の生成方法)
図14〜図16は、ノッチフィルタ波形の生成方法の一例を示す図である。図14〜図16において、ノッチフィルタ1301におけるフィルタ波形(ノッチフィルタ波形)の生成方法について説明する。図14〜図16におけるDFTは、離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform)の関係を示す。(Notch filter waveform generation method)
14-16 is a figure which shows an example of the production | generation method of a notch filter waveform. A method for generating a filter waveform (notch filter waveform) in the
図14に示すインパルス1401,1402は、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)でみたインパルス(δn)である。n,kは、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)における、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ番号である。
図15に示すBPF波形1501,1502は、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)でみたバンドパスフィルタ(Band Pass Filter)波形(xn)である。X0は、BPF波形1502における中心(k=0)での振幅である。
図16に示すノッチフィルタ波形1601,1602は、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)でみたノッチフィルタ波形である。周波数領域(f)でみると、インパルス1401(δn)からBPF波形1501(xn)を減算することによりノッチフィルタ波形を得ることができる。ただし、BPF波形1501については振幅調整のためにX0(=Σxn)で除算する。すなわち、(δn−xn/X0)によってノッチフィルタ波形1601,1602を得ることができる。
そして、ニューウェーブフォーム信号320を割り当てた特定のRB(たとえばRB301)を処理するために、ノッチフィルタ波形1601,1602にexp(2*π*j(12*NRB+5.5)(n−n0)/NFFT)をかけて周波数シフトさせる。そして、周波数シフトさせたノッチフィルタをノッチフィルタ1301に用いる。
Then, in order to process a specific RB (for example, RB301) to which the
なお、NRBは、ニューウェーブフォーム信号320に割り当てられたRB(たとえば図3のRB301)の数である。nは、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ番号である。n0は、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ番号のうち、ノッチフィルタ波形1601の中心に対応するタップ番号(遅延量0のタップに対応)である。NFFTは、FFTのサイズであって、たとえば図3に示したOFDM信号310およびニューウェーブフォーム信号320の全周波数帯域に含まれるRBの最大数である。
NRB is the number of RBs assigned to the new waveform signal 320 (for example,
(実施の形態にかかる無線通信装置におけるノッチフィルタのタップ数削減)
図17は、実施の形態にかかる無線通信装置におけるノッチフィルタのタップ数削減の一例を示す図である。図17に示すノッチフィルタ波形1701は、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられた周波数帯域の信号成分を除去するノッチフィルタの時間軸方向の特性を示す。ノッチフィルタ波形1701は、たとえば図16に示したノッチフィルタ波形1601である。(Reduction of the number of taps of the notch filter in the wireless communication apparatus according to the embodiment)
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of reducing the number of taps of the notch filter in the wireless communication apparatus according to the embodiment. A
ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ数が多いと、受信側(たとえばOFDM端末局221)においては実効的な遅延分散が増加することになる。そして、遅延分散がCP長を超えるとOFDM信号の受信特性の劣化につながる。したがって、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ数は少ないほうがよい。
When the number of taps of the FIR filter that realizes the
そこで、ノッチフィルタ1301には、ノッチフィルタ波形1701の両外側のフィルタ振幅を0としたフィルタ特性を用いる。このとき、仮にノッチフィルタ波形1701の両外側のフィルタ振幅を急激に0とすると、周波数領域でみたノッチフィルタ波形(たとえば図16のノッチフィルタ波形1602)が歪む。このため、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられた周波数帯域の成分を精度よく除去することができなくなる。
Therefore, a filter characteristic in which the filter amplitudes on both outer sides of the
これに対して、ノッチフィルタ波形1701をコサイン関数1702(COS関数)によって重み付けしたフィルタ波形1703をノッチフィルタ1301に用いてもよい。これにより、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられた周波数帯域の成分を精度よく除去しつつ、OFDM信号310の実効的な遅延分散の増加を抑えてOFDM信号の受信特性の劣化を抑制することができる。
On the other hand, a filter waveform 1703 obtained by weighting the
コサイン関数1702は、|n−n0|<N+1の領域においてはcos(0.5*π*(n−n0)/(N+1))であり、それ以外の領域、すなわち|n−n0|≧N+1においては0となる関数である。nは、タップの番号を示す。n0は、ノッチフィルタ波形1701の中心(遅延量0のタップに対応)を示す。Nはタップ数に応じた値であり、2*N+1=タップ数となる。たとえばN=3の場合は、タップ数は実効的に2*3+1=7となる。
The
これにより、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ数を削減できるため、遅延分散がCP長を超える可能性が減り、OFDM信号310の受信特性の向上を図ることができる。
Thereby, since the number of taps of the FIR filter that realizes the
このように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、ノッチフィルタ(ノッチフィルタ波形1701)をコサイン関数(コサイン関数1702)で重み付けしたフィルタ波形(フィルタ波形1703)をノッチフィルタ1301に用いてもよい。たとえば、ノッチフィルタはFIRフィルタであり、OFDM信号310の遅延分散がOFDM信号310のCPの時間長より短くなるようにノッチフィルタをコサイン関数で重み付けしたフィルタ波形をノッチフィルタ1301に用いることができる。これにより、ノッチフィルタによってOFDM信号310の遅延分散がOFDM信号310のCP長を超える可能性を減らし、OFDM信号310の受信特性の向上を図ることができる。
As described above, the
(実施の形態にかかるノッチフィルタ波形を生成するためのBPF波形)
図18は、実施の形態にかかるノッチフィルタ波形を生成するためのBPF波形の一例を示す図である。図18において、横軸はFIRフィルタのタップ番号を示し、縦軸はFIRフィルタのタップ重み(タップ係数)を示す。図18に示すBPF波形1801(BPF)は、バンドパスフィルタを実現するFIRフィルタにおけるタップ番号とタップ重みの関係、すなわちBPF波形(xn)を示す。図18に示す例では、xn=sin(π*n/4)/πn(n=−32〜32)としている。(BPF waveform for generating notch filter waveform according to the embodiment)
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a BPF waveform for generating a notch filter waveform according to the embodiment. In FIG. 18, the horizontal axis indicates the tap number of the FIR filter, and the vertical axis indicates the tap weight (tap coefficient) of the FIR filter. A BPF waveform 1801 (BPF) shown in FIG. 18 shows the relationship between the tap number and the tap weight in the FIR filter that realizes the bandpass filter, that is, the BPF waveform (xn). In the example illustrated in FIG. 18, xn = sin (π * n / 4) / πn (n = −32 to 32).
(実施の形態にかかるノッチフィルタ波形)
図19は、実施の形態にかかるノッチフィルタ波形の一例を示す図である。図19において、横軸はFIRフィルタのタップ番号を示し、縦軸はFIRフィルタのタップ重み(タップ係数)を示す。図19に示すノッチフィルタ波形1901は、ノッチフィルタを実現するFIRフィルタにおけるタップ番号とタップ重みの関係、すなわちノッチフィルタ波形(δn−xn/X0)を示す。図19に示す例では、ノッチフィルタ波形1901は、yn=δn−xnとしている。(Notch filter waveform according to the embodiment)
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a notch filter waveform according to the embodiment. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the tap number of the FIR filter, and the vertical axis indicates the tap weight (tap coefficient) of the FIR filter. A
(実施の形態にかかるコサイン関数で重み付けしたノッチフィルタ波形)
図20は、実施の形態にかかるコサイン関数で重み付けしたノッチフィルタ波形の一例を示す図である。図20において、横軸はFIRフィルタのタップ番号を示し、縦軸はFIRフィルタのタップ重み(タップ係数)を示す。図20に示すノッチフィルタ波形2001は、コサイン関数で重み付けしたノッチフィルタを実現するFIRフィルタにおけるタップ番号とタップ重みの関係、すなわちコサイン関数で重み付けしたノッチフィルタ波形を示す。図20に示す例では、ノッチフィルタ波形2001は、n=−16〜16においてはzn=yn*cos(0.5*π*n/(16+1))、n<−16またはn>16においてはzn=0としている。(Notch filter waveform weighted by cosine function according to embodiment)
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a notch filter waveform weighted by the cosine function according to the embodiment. In FIG. 20, the horizontal axis indicates the tap number of the FIR filter, and the vertical axis indicates the tap weight (tap coefficient) of the FIR filter. A
(実施の形態にかかる無線通信装置のハードウェア構成)
図21は、実施の形態にかかる無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。実施の形態にかかる無線通信装置100のハードウェア構成について説明する。図21に示すように、無線通信装置100は、たとえば、デジタル回路2101と、アナログ変換部132と、HPA133と、送信アンテナ134と、を備える。また、無線通信装置100は、たとえば、受信アンテナ141と、SIC142と、分離部143と、LNA151,161と、デジタル変換部152,162と、を備える。(Hardware configuration of wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the wireless communication device according to the embodiment. A hardware configuration of the
デジタル回路2101は、たとえばFPGA(Field Programmable Gate Array)やDSP(Digital Signal Processor)等のデジタル回路である。図1に示した誤り訂正符号化部111,121、変調部112、IFFT部113、CP付加部114およびNW変調部122は、たとえばデジタル回路2101により実現することができる。また、図1に示したCP削除部154、FFT部155、チャネル推定部156、復調部157、誤り訂正復号部158,164およびNW復調部163は、たとえばデジタル回路2101により実現することができる。
The
(実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減の効果)
図22は、実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減の効果の一例を示すグラフである。図22においては、図5,図6に示した干渉低減の効果について説明する。図22において、横軸は、OFDM信号のSNR(Signal Noise Ratio:信号雑音比)[dB]を示し、縦軸はOFDM信号のBLER(BLock Error Ratio:ブロック誤り率)を示している。(Effect of reducing interference by wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 22 is a graph illustrating an example of the effect of reducing interference by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 22, the effect of the interference reduction shown in FIGS. 5 and 6 will be described. In FIG. 22, the horizontal axis indicates the SNR (Signal Noise Ratio) [dB] of the OFDM signal, and the vertical axis indicates the BLER (BLOCK Error Ratio) of the OFDM signal.
SNR_BLER特性2201は、OFDM信号に対してニューウェーブフォーム信号を挿入しない(OFDM信号のみ)と仮定した場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。SNR_BLER特性2201に示すように、OFDM信号のSNRが高くなるほどBLERが低くなる。 The SNR_BLER characteristic 2201 represents the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when it is assumed that no new waveform signal is inserted into the OFDM signal (only for the OFDM signal). As indicated by the SNR_BLER characteristic 2201, the BLER decreases as the SNR of the OFDM signal increases.
SNR_BLER特性2202は、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入し、図5,図6に示した干渉低減を行わないと仮定した場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。SNR_BLER特性2201,2202に示すように、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入すると、特にSNRが高い場合におけるOFDM信号のBLERが劣化する。
The SNR_BLER characteristic 2202 indicates the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when a new waveform signal is inserted into the OFDM signal and the interference reduction shown in FIGS. 5 and 6 is not performed. As shown in the
SNR_BLER特性2203は、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入し、図5に示した干渉低減を行った場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。SNR_BLER特性2204は、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入し、図6に示した干渉低減を行った場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。 The SNR_BLER characteristic 2203 indicates the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when a new waveform signal is inserted into the OFDM signal and the interference reduction shown in FIG. 5 is performed. The SNR_BLER characteristic 2204 indicates the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when a new waveform signal is inserted into the OFDM signal and the interference reduction shown in FIG. 6 is performed.
SNR_BLER特性2201〜2204に示すように、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入しても、図5,図6に示した干渉低減を行うことにより、OFDM信号のSNRに対するBLERの低下を抑制することができる。たとえば、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入しても、図5,図6に示した低減処理を行うことにより、OFDM信号のSNRに対するBLERを、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入しない場合に近い特性まで改善することができる。
As shown in the
以上説明したように、無線通信装置および無線信号処理方法によれば、狭帯域通信のための専用帯域を設けなくても狭帯域通信を可能にすることができる。 As described above, according to the wireless communication device and the wireless signal processing method, it is possible to perform narrowband communication without providing a dedicated band for narrowband communication.
たとえば、近年、5G(第5世代移動通信)向けに、ニューウェーブフォーム(New Waveform)の検討が進められている。ニューウェーブフォームは、狭帯域における受信特性が低いなどのOFDMの欠点を改善する特徴を有する。ニューウェーブフォームの利用シナリオの一つとして、M2M(Machine to Machine)端末などの低消費電力端末向けの応用が考えられる。たとえば、OFDMでも狭帯域受信をすることは可能であるが、その場合は特性が劣化してしまう(たとえば図23参照)。 For example, in recent years, new wave forms have been studied for 5G (5th generation mobile communication). The new waveform has characteristics that improve the drawbacks of OFDM such as low reception characteristics in a narrow band. As one of the usage scenarios of New Waveform, application for low power consumption terminals such as M2M (Machine to Machine) terminals can be considered. For example, narrow band reception is possible even with OFDM, but in that case, the characteristics deteriorate (for example, see FIG. 23).
図23は、OFDM信号を狭帯域受信する場合における特性の劣化の一例を示す図である。図23において、横軸はOFDM信号のSNR[dB]を示し、縦軸は16QAMのOFDM信号の誤り訂正前のBER(Pre BER)を示す。SNR_BER特性2301は、OFDM信号に割り当てられた所定の周波数帯域の全てを受信して復調した場合におけるSNRに対するBERを示す。 FIG. 23 is a diagram illustrating an example of characteristic degradation when an OFDM signal is received in a narrow band. In FIG. 23, the horizontal axis represents SNR [dB] of the OFDM signal, and the vertical axis represents BER (Pre BER) before error correction of the 16QAM OFDM signal. The SNR_BER characteristic 2301 indicates the BER with respect to the SNR when all of the predetermined frequency band assigned to the OFDM signal is received and demodulated.
SNR_BER特性2302〜2304は、OFDM信号に割り当てられた所定の周波数帯域のうちの、それぞれ4RB、2RB、1RBのみをバンドパスフィルタで抜き出して受信して復調した場合におけるSNRに対するBERを示す。SNR_BER特性2301〜2304に示すように、OFDM信号は、バンドパスフィルタで抜き出す帯域が狭くなるほど受信特性が劣化する。このため、OFDM信号に比べて狭帯域における受信特性に優れるニューウェーブフォームが求められる。
これに対して、ニューウェーブフォームは、独立した狭帯域信号として利用できるため、アナログフィルタなどにより狭い帯域のみを切り出して受信可能である。これにより、A/Dコンバータの動作クロックを遅くすることができ、低電力動作に有利になる。 On the other hand, since the new waveform can be used as an independent narrow band signal, only a narrow band can be cut out and received by an analog filter or the like. Thereby, the operation clock of the A / D converter can be delayed, which is advantageous for low power operation.
ニューウェーブフォームはこのように有利な一面を持つが、ニューウェーブフォームの導入初期には、多くのニューウェーブフォームに対応した端末が使われるとは考えにくい。そのため、ニューウェーブフォームの導入初期においては、OFDM向けの帯域と共存してニューウェーブフォームを使用することが考えられる。このとき、ニューウェーブフォームは使用帯域としては周波数的に分離されているものの、OFDM端末局が自局向けの信号を復調するために矩形波でOFDMシンボルを切り出すときに、ニューウェーブフォームが干渉として漏れ込み、特性を劣化させてしまう。 Although the new wave form has such an advantageous aspect, it is unlikely that terminals corresponding to many new wave forms will be used at the beginning of the introduction of the new wave form. Therefore, at the initial stage of introduction of the new waveform, it is conceivable to use the new waveform in coexistence with the band for OFDM. At this time, although the new waveform is separated in terms of frequency as a use band, when the OFDM terminal station cuts out an OFDM symbol with a rectangular wave in order to demodulate the signal for the own station, the new waveform is caused as interference. Leakage will deteriorate the characteristics.
また、このようなニューウェーブフォームからOFDM信号への干渉だけでなく、OFDM信号からニューウェーブフォームへの干渉も発生する。これに対して、実施の形態にかかる無線通信装置100による上述した各干渉低減によれば、OFDM端末局やニューウェーブフォーム端末局の構成を変更しなくても、これらのOFDMとニューウェーブフォームとの間の干渉を抑制することができる。
In addition to such interference from the new waveform to the OFDM signal, interference from the OFDM signal to the new waveform also occurs. On the other hand, according to each interference reduction described above by the
100 無線通信装置
111,121 誤り訂正符号化部
112 変調部
113 IFFT部
114 CP付加部
122 NW変調部
131 多重部
132 アナログ変換部
133 HPA
134 送信アンテナ
141 受信アンテナ
142 SIC
143 分離部
151,161 LNA
152,162 デジタル変換部
153 希望信号受信タイミング検出部
154 CP削除部
155 FFT部
156 チャネル推定部
157 復調部
158,164 誤り訂正復号部
163 NW復調部
200 無線通信システム
210 基地局
221 OFDM端末局
222 ニューウェーブフォーム端末局
301 RB
310,510,711,712 OFDM信号
320,411 ニューウェーブフォーム信号
330 共存信号
412 OFDMシンボル幅
511 CP
512 OFDMシンボル
521〜530 ニューウェーブフォームシンボル
1000,1100 対応情報
1201 SINC波形
1301 ノッチフィルタ
1401,1402 インパルス
1501,1502,1801 BPF波形
1601,1602,1701,1901,2001 ノッチフィルタ波形
1702 コサイン関数
1703 フィルタ波形
2101 デジタル回路
2201〜2204 SNR_BLER特性
2301〜2304 SNR_BER特性DESCRIPTION OF
134
143 Separation part 151,161 LNA
152, 162
310, 510, 711, 712
512
本発明は、無線通信装置および無線信号処理方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless signal processing method.
従来、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多重アクセス)を用いた広帯域の無線接続が知られている(たとえば、下記非特許文献1参照。)。OFDMAは、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)の特性を用いて多元接続を行うアクセス方式である。
Conventionally, broadband wireless connection using OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is known (for example, see
また、従来、機器間で無線通信を行うM2M(Machine to Machine)などの技術が知られている。M2Mなどの端末局においては、比較的小容量の通信が行われ、また低消費電力化が求められるため、狭帯域における通信を行うことが適切な場合がある。 Conventionally, techniques such as M2M (Machine to Machine) for performing wireless communication between devices are known. In terminal stations such as M2M, communication with a relatively small capacity is performed, and low power consumption is required. Therefore, it may be appropriate to perform communication in a narrow band.
しかしながら、上述したOFDMの信号は、周波数領域における波形が大きく広がるため、狭帯域で使用すると受信特性が劣化する。また、OFDMの信号よりも狭帯域における劣化が少ない信号を用いることも考えられるが、このような信号のために専用帯域を設けることは困難な場合がある。 However, the above-described OFDM signal has a wide waveform in the frequency domain, so that reception characteristics deteriorate when used in a narrow band. Although it is conceivable to use a signal that is less deteriorated in a narrow band than an OFDM signal, it may be difficult to provide a dedicated band for such a signal.
1つの側面では、本発明は、狭帯域通信のための専用帯域を設けなくても狭帯域通信を可能にすることができる無線通信装置および無線信号処理方法を提供することを目的とする。 In one aspect, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a wireless signal processing method capable of performing narrowband communication without providing a dedicated band for narrowband communication.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、直交周波数分割多重方式の第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第1周波数帯域に割り当てた前記第1信号と、前記第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第2周波数帯域であって前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、直交周波数分割多重方式より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重方式の第2信号と、の多重を行い、前記多重によって得られた信号を無線送信する無線通信装置および無線信号処理方法が提案される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to one aspect of the present invention, the first signal assigned to the first frequency band included in the assignable frequency band according to the first signal of the orthogonal frequency division multiplexing scheme. Leakage power to an adjacent channel by an orthogonal frequency division multiplexing method assigned to a second frequency band that is included in a frequency band to which the signal and the first signal can be assigned and is different from the first frequency band A wireless communication apparatus and a wireless signal processing method are proposed in which multiplexing is performed with a second signal of a multiplexing method with few signals, and a signal obtained by the multiplexing is wirelessly transmitted.
本発明の一側面によれば、狭帯域通信のための専用帯域を設けなくても狭帯域通信を可能にすることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to enable narrowband communication without providing a dedicated band for narrowband communication.
以下に図面を参照して、本発明にかかる無線通信装置および無線信号処理方法の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of a wireless communication apparatus and a wireless signal processing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態)
(実施の形態にかかる無線通信装置)
図1は、実施の形態にかかる無線通信装置の一例を示す図である。図1に示す無線通信装置100は、実施の形態にかかる無線通信装置である。無線通信装置100はOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)による通信を行う。
(Embodiment)
(Radio communication apparatus according to embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication device according to an embodiment. A
一例としては、無線通信装置100は、端末局との間で無線通信を行う基地局に適用することができる。また、無線通信装置100は、基地局との間で無線通信を行う端末局に適用することもできる。
As an example, the
無線通信装置100は、たとえば、OFDM信号と、ニューウェーブフォーム信号と、を共存させた共存信号を生成して無線送信する。ニューウェーブフォーム信号は、OFDM信号とは異なる多重化方式の信号である。また、たとえば、ニューウェーブフォーム信号は、OFDM信号より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重化方式の信号である。ニューウェーブフォーム信号には、たとえば、FBMC、GFDM、UFMCなど各種のニューウェーブフォームの信号を用いることができる。なお、FBMCはFilter Bank Multi Carrierの略である。また、GFDMはGeneralized Frequency Division Multiplexingの略である。また、UFMCはUniversal Filtered Multi Carrierの略である。
For example, the
これらのニューウェーブフォーム信号は、OFDM信号に比べてACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio:隣接チャネル漏洩電力比)が低い。すなわち、これらのニューウェーブフォーム信号は、周波数の局在性が高く、OFDMのように波形が広がらず、狭帯域伝送における受信特性(受信性能)が高いという特性を有する。また、これらのニューウェーブフォーム信号は、周波数の利用効率が高いという特性も有する(特にFBMC)。 These new waveform signals have a lower ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) than the OFDM signal. That is, these new waveform signals have high frequency localization, have a waveform that does not spread like OFDM, and have high reception characteristics (reception performance) in narrowband transmission. In addition, these new waveform signals also have a characteristic that frequency utilization efficiency is high (particularly FBMC).
図1に示すように、無線通信装置100は、誤り訂正符号化部111と、変調部112と、IFFT部113と、CP付加部114と、を備える。また、無線通信装置100は、誤り訂正符号化部121と、NW変調部122と、多重部131と、アナログ変換部132(D/A)と、HPA133と、送信アンテナ134と、を備える。
As illustrated in FIG. 1, the
また、無線通信装置100は、受信アンテナ141と、SIC142と、分離部143と、LNA151と、デジタル変換部152(A/D)と、希望信号受信タイミング検出部153と、CP削除部154と、を備える。また、無線通信装置100は、FFT部155と、チャネル推定部156と、復調部157と、誤り訂正復号部158と、を備える。また、無線通信装置100は、LNA161と、デジタル変換部162(A/D)と、NW復調部163と、誤り訂正復号部164と、を備える。
In addition, the
誤り訂正符号化部111には、無線通信装置100がOFDMにより無線送信するための送信データが入力される。誤り訂正符号化部111へ入力される送信データは、周波数領域のデジタル信号である。誤り訂正符号化部111は、入力された送信データに対する誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化部111は、誤り訂正符号化を行った送信データを変調部112へ出力する。
Transmission data for wireless transmission by
変調部112は、誤り訂正符号化部111から出力された送信データに基づく変調を行う。変調部112による変調には、たとえばQPSK(4位相偏移変調)や16QAM(直角位相振幅変調)など各種の変調方式を用いることができる。なお、QPSKはQuadrature Phase Shift Keyingの略である。またQAMはQuadrature Amplitude Modulationの略である。変調部112は、変調により得られた信号をIFFT部113へ出力する。
The
IFFT部113は、変調部112から出力された信号を、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)によって周波数領域から時間領域に変換する。そして、IFFT部113は、時間領域に変換した信号(OFDMシンボル)をOFDMシンボルとしてCP付加部114へ出力する。
The
CP付加部114は、IFFT部113から出力されたOFDMシンボルに対してCP(Cyclic Prefix:巡回プレフィクス)を付加する。たとえば、CP付加部114は、IFFT部113から出力されたOFDMシンボルのそれぞれを対象として、対象のOFDMシンボルの先頭に、対象のOFDMシンボルの末尾部分のコピーをCPとして付加する。CP付加部114は、CPを付加した信号をOFDM信号として多重部131へ出力する。
誤り訂正符号化部121には、無線通信装置100がニューウェーブフォーム信号により無線送信するための送信データが入力される。誤り訂正符号化部121へ入力される送信データは、図1に示す例では時間領域のデジタル信号である。誤り訂正符号化部121は、入力された送信データに対する誤り訂正符号化を行う。そして、誤り訂正符号化部121は、誤り訂正符号化を行った送信データをNW変調部122へ出力する。
Transmission data for wireless transmission by the
NW変調部122は、誤り訂正符号化部121から出力された送信データに基づいてニューウェーブフォーム信号を生成する変調を行う。NW変調部122による変調には、QPSK(4位相偏移変調)や16QAM(直角位相振幅変調)など各種の変調方式を用いることができる。また、NW変調部122は、CP付加部114から多重部131へ出力されるOFDM信号と異なる周波数帯域かつ狭帯域のニューウェーブフォーム信号を生成するように変調を行う。そして、NW変調部122は、変調により得られたニューウェーブフォーム信号を多重部131へ出力する。
The
多重部131は、CP付加部114から出力されたOFDM信号と、NW変調部122から出力されたニューウェーブフォーム信号と、を加算することにより多重化する。これにより、OFDM信号とニューウェーブフォーム信号とを共存させた共存信号を得ることができる。そして、多重部131は、多重化により得られた信号(共存信号)をアナログ変換部132へ出力する。
The
アナログ変換部132、HPA133および送信アンテナ134は、多重部131による多重によって得られた信号を無線送信する送信部である。アナログ変換部132は、多重部131から出力された信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するDAC(Digital/Analog Converter:デジタル/アナログ変換器)である。たとえば、アナログ変換部132は、無線通信装置100が属する無線通信システムにおいて規定された基準タイミングに合わせて信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。アナログ変換部132は、アナログ信号に変換した信号をHPA133へ出力する。
The
HPA133は、アナログ変換部132から出力された信号を増幅するHPA(High Power Amplifier:大電力増幅器)である。HPA133は、増幅した信号を送信アンテナ134およびSIC142へ出力する。送信アンテナ134は、HPA133から出力された信号を無線送信する。
The
受信アンテナ141は、他の無線通信装置によって無線送信された信号を受信する。そして、受信アンテナ141は、受信した信号をSIC142へ出力する。SIC142は、受信アンテナ141から出力された信号に対して、HPA133から出力された信号に基づく自己干渉キャンセル処理を行うSIC(Self−Interference Canceller:自己干渉キャンセラ)である。SIC142は、自己干渉キャンセル処理を行った信号を分離部143へ出力する。なお、たとえば無線通信装置100をフルデュプレックス装置としない場合等はSIC142を省いた構成としてもよい。
The receiving
分離部143は、SIC142から出力された信号のうちOFDM信号の周波数帯域の信号をLNA151へ出力する。また、分離部143は、SIC142から出力された信号のうちニューウェーブフォーム信号の周波数帯域の信号をLNA161へ出力する。分離部143は、たとえばバンドパスフィルタのアナログフィルタによって実現することができる。
Separating
LNA151は、分離部143から出力されたOFDM信号を増幅するLNA(Low Noise Amplifier:低雑音増幅器)である。LNA151は、増幅したOFDM信号をデジタル変換部152へ出力する。
The
デジタル変換部152は、LNA151から出力されたOFDM信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するADC(Analog/Digital Converter:アナログ/デジタル変換器)である。デジタル変換部152は、デジタル信号に変換したOFDM信号を希望信号受信タイミング検出部153およびCP削除部154へ出力する。
The digital conversion unit 152 is an ADC (Analog / Digital Converter) that converts the OFDM signal output from the
希望信号受信タイミング検出部153は、デジタル変換部152から出力されたOFDM信号に基づいて、無線通信装置100が受信すべき希望信号の受信タイミングを検出する。そして、希望信号受信タイミング検出部153は、検出した希望信号の受信タイミングをCP削除部154へ通知する。
Desired signal reception
CP削除部154は、デジタル変換部152から出力されたOFDM信号の各OFDMシンボルの先頭に付加されたCPを削除する。すなわち、デジタル変換部152から出力されたOFDM信号からOFDMシンボルの切り出しを行う。CP削除部154によるCPの削除は、たとえば、希望信号受信タイミング検出部153から通知された希望信号の受信タイミングに基づいて行うことができる。CP削除部154は、CPを削除したOFDM信号をFFT部155へ出力する。
FFT部155は、CP削除部154から出力されたOFDM信号を、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)によって時間領域から周波数領域に変換する。そして、FFT部155は、周波数領域に変換したOFDM信号をチャネル推定部156および復調部157へ出力する。
The
チャネル推定部156は、FFT部155から出力されたOFDM信号に基づくチャネル推定を行う。チャネル推定は、たとえば伝搬路のインパルス応答の推定である。チャネル推定部156は、チャネル推定の結果を復調部157へ通知する。
The
復調部157は、FFT部155から出力されたOFDM信号を、チャネル推定部156から通知されたチャネル推定の結果に基づいて復調する。そして、復調部157は、復調により得られた受信データを誤り訂正復号部158へ出力する。誤り訂正復号部158は、復調部157から出力された受信データに対する誤り訂正復号を行う。そして、誤り訂正復号部158は、誤り訂正復号により得られた受信データを出力する。
LNA161は、分離部143から出力されたニューウェーブフォーム信号を増幅し、増幅したニューウェーブフォーム信号をデジタル変換部162へ出力する。デジタル変換部162は、LNA161から出力されたニューウェーブフォーム信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するADCである。デジタル変換部162は、デジタル信号に変換したニューウェーブフォーム信号をNW復調部163へ出力する。
The
NW復調部163は、デジタル変換部162から出力されたニューウェーブフォーム信号を復調する。そして、NW復調部163は、復調により得られた受信データを誤り訂正復号部164へ出力する。誤り訂正復号部164は、NW復調部163から出力された受信データに対する誤り訂正復号を行う。そして、誤り訂正復号部164は、誤り訂正復号により得られた受信データを出力する。
The
ニューウェーブフォーム信号がFBMCやUFMCなどである場合は、たとえばNW変調部122は周波数帯域での処理とすることができる。このため、NW変調部122と多重部131との間に、ニューウェーブフォーム信号を周波数領域から時間領域に変換するIFFTを行う処理部を設けてもよい。
When the new waveform signal is FBMC, UFMC, or the like, for example, the
また、ニューウェーブフォーム信号がGFDMなどである場合は、たとえばNW変調部122と多重部131との間に、ニューウェーブフォーム信号にCPを付加する処理部を設けてもよい。また、ニューウェーブフォーム信号がUFMCなどである場合は、NW変調部122と多重部131との間に、ニューウェーブフォーム信号にCPを付加する処理部を設けても設けなくてもよい。
When the new waveform signal is GFDM or the like, a processing unit for adding CP to the new waveform signal may be provided between the
また、端末局(たとえば図2に示すOFDM端末局221)に適用する無線通信装置100は、OFDM信号を送受信し、ニューウェーブフォーム信号を送受信しない構成としてもよい。この場合の端末局に適用する無線通信装置100では、誤り訂正符号化部121、NW変調部122、多重部131、LNA161、デジタル変換部162、NW復調部163および誤り訂正復号部164を省いてもよい。
Further, the
また、端末局に適用する無線通信装置100は、ニューウェーブフォーム信号を送受信し、OFDM信号を送受信しない構成としてもよい。この場合の端末局に適用する無線通信装置100では、誤り訂正符号化部111、変調部112、IFFT部113、CP付加部114および多重部131を省いてもよい。また、この場合の端末局に適用する無線通信装置100では、LNA151、デジタル変換部152、希望信号受信タイミング検出部153、CP削除部154、FFT部155、チャネル推定部156、復調部157および誤り訂正復号部158を省いてもよい。
The
(実施の形態にかかる無線通信システム)
図2は、実施の形態にかかる無線通信システムの一例を示す図である。図2に示すように、実施の形態にかかる無線通信システム200は、たとえば、基地局210と、OFDM端末局221と、ニューウェーブフォーム端末局222と、を含む。
(Radio communication system according to embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to the embodiment. As illustrated in FIG. 2, the
基地局210は、OFDM端末局221を送信先とするOFDM信号と、ニューウェーブフォーム端末局222を送信先とするニューウェーブフォーム信号と、を共存させた共存信号を無線送信する。基地局210は、たとえば図1に示した無線通信装置100によって実現することができる。
The
OFDM端末局221は、少なくとも、基地局210からのOFDM信号を無線受信する。ただし、OFDM端末局221は、基地局210や他の無線通信装置からのニューウェーブフォーム信号を無線受信する構成をさらに有していてもよい。OFDM端末局221は、たとえば図1に示した無線通信装置100によって実現することができる。
The
ニューウェーブフォーム端末局222は、少なくとも、基地局210からのニューウェーブフォーム信号を無線受信する。ただし、ニューウェーブフォーム端末局222は、基地局210や他の無線通信装置からのOFDM信号を無線受信する構成をさらに有していてもよい。ニューウェーブフォーム端末局222は、たとえば図1に示した無線通信装置100によって実現することができる。
The new
このように、無線通信システム200が多重するOFDM信号とニューウェーブフォーム信号とは、それぞれ異なる無線通信装置(OFDM端末局221およびニューウェーブフォーム端末局222)への信号とすることができる。これにより、たとえば、OFDM信号を用いるスマートフォンなどの大容量通信と、ニューウェーブフォーム信号を用いるM2M端末などの小容量通信と、を共存させることができる。ただし、無線通信システム200が多重するOFDM信号とニューウェーブフォーム信号とは、それぞれ異なる無線通信装置への信号であってもよい。
As described above, the OFDM signal and the new waveform signal multiplexed by the
(実施の形態におけるOFDM信号へのニューウェーブフォーム信号の挿入)
図3は、実施の形態にかかる無線通信装置によるOFDM信号へのニューウェーブフォーム信号の挿入の一例を示す図である。図3においては、送信側の無線通信装置100(たとえば基地局210)によるOFDM信号へのニューウェーブフォーム信号の挿入について説明する。また、図3において、図1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Insertion of New Waveform Signal to OFDM Signal in Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of insertion of a new waveform signal into an OFDM signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 3, the insertion of a new waveform signal into an OFDM signal by radio communication apparatus 100 (for example, base station 210) on the transmission side will be described. Also, in FIG. 3, the same parts as those shown in FIG.
図3に示すOFDM信号310は、CP付加部114から多重部131へ出力されるOFDM信号である。OFDM信号310の横軸は周波数(f)を示す。たとえばLTE(Long Term Evolution)においては、OFDM信号の周波数リソースをRB(Resource Block:リソースブロック)という単位で割り当てる。1RBはたとえば12サブキャリアである。OFDM信号310は、全RBのうち一部のRB301に何も割り当てない、すなわちRB301をヌルにしたOFDM信号である。
An OFDM signal 310 illustrated in FIG. 3 is an OFDM signal output from the
図3に示すニューウェーブフォーム信号320は、NW変調部122から多重部131へ出力されるニューウェーブフォーム信号である。ニューウェーブフォーム信号320の横軸は、OFDM信号310と共通の周波数(f)を示す。ニューウェーブフォーム信号320は、RB301に割り当てられている。RB301は、OFDM信号310が割り当てられた周波数帯域より狭い帯域である。ニューウェーブフォーム信号320はOFDM信号310よりも狭帯域における信号劣化が少ないため、RB301を挟帯域にしても効率よく通信を行うことができる。
A
多重部131は、OFDM信号310とニューウェーブフォーム信号320とを加算して出力する。これにより、OFDM信号310とニューウェーブフォーム信号320とは互いに異なる周波数帯域に割り当てられているため、OFDM信号310にニューウェーブフォーム信号320を挿入した共存信号330を得ることができる。また、OFDM信号310の周波数帯域に対してニューウェーブフォーム信号320の周波数帯域を隣接させることで、伝送効率を高くすることができる。
The
ニューウェーブフォーム信号320を受信する無線通信装置100(たとえばニューウェーブフォーム端末局222)は、受信した共存信号330のうちRB301の周波数帯域のみを抽出する。これにより、ニューウェーブフォーム信号320を受信することができる。このとき、無線通信装置100は、アナログフィルタ(たとえば図1に示した分離部143)でRB301の周波数帯域のみを抽出することにより、受信特性を劣化させることなく、ニューウェーブフォーム信号320を受信することができる。
The wireless communication apparatus 100 (for example, the new waveform terminal station 222) that receives the
また、FBMC、GFDM、UFMCなどのニューウェーブフォーム信号320は、OFDM信号等に比べて狭帯域における受信特性が高いため、A/Dコンバータ(たとえばデジタル変換部162)の動作クロックを遅くすることが可能になる。これにより、ニューウェーブフォーム信号320を受信する無線通信装置100(たとえばニューウェーブフォーム端末局222)の低消費電力化を図ることができる。
In addition, since the
このように、実施の形態による無線通信装置100は、OFDMの第1信号を割当可能な周波数帯域(たとえばサブキャリア)に含まれる第1周波数帯域に割り当てた第1信号を生成する。また、無線通信装置100は、第1信号を割当可能な周波数帯域における第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、OFDMと異なる多重方式(たとえばニューウェーブフォーム)の第2信号を生成する。ここで、第2信号は、OFDMより隣接チャネルへの漏洩電力(たとえばACLR)が少ないニューウェーブフォームの信号とすることができる。そして、無線通信装置100は、生成した第1信号と第2信号とを多重し、多重した信号を無線送信する。
Thus,
これにより、OFDMの第1信号を割当可能な周波数帯域の一部にOFDMの第1信号を割り当てず、その一部の帯域に第2信号を多重することで、第2信号のために専用帯域を設けなくても、狭帯域における通信を行うことが可能になる。 As a result, the first signal of OFDM is not allocated to a part of the frequency band to which the first signal of OFDM can be allocated, and the second signal is multiplexed in the part of the band, so that the dedicated band is used for the second signal. Even without providing, it becomes possible to perform communication in a narrow band.
(実施の形態においてニューウェーブフォーム信号がOFDM信号へ与える干渉)
図4は、実施の形態においてニューウェーブフォーム信号がOFDM信号へ与える干渉の一例を示す図である。図4において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、基地局210がニューウェーブフォーム端末局222へ送信するニューウェーブフォーム信号が、基地局210がOFDM端末局221へ送信するOFDM信号に与える干渉について説明する。
(Interference that New Waveform Signal Gives to OFDM Signal in Embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of interference that a new waveform signal causes to an OFDM signal in the embodiment. In FIG. 4, the same parts as those shown in FIG. Here, interference that a new waveform signal transmitted from the
図4に示すニューウェーブフォーム信号411は、OFDM信号を受信するOFDM端末局221が基地局210から受信した共存信号330に含まれるニューウェーブフォーム信号である。ニューウェーブフォーム信号411の横軸は時間(t)を示す。OFDMシンボル幅412は、OFDM端末局221が基地局210から受信すべきOFDM信号310のシンボル幅(時間幅)を示す。
4 is a new waveform signal included in the
OFDM端末局221は、自局向けのOFDM信号310を復調するために、基地局210から受信した共存信号330からOFDMシンボル幅412の矩形波でOFDMシンボルの切り出しを行う。OFDMシンボルの切り出しは、たとえば図1に示したCP削除部154によるCP削除である。OFDMシンボルの切り出しの際に、共存信号330に含まれるニューウェーブフォーム信号320が、切り出し後のOFDM信号310の周波数領域に干渉として漏れ込み、OFDM信号310の受信特性を劣化させる場合がある。
The
このように、OFDM信号310とニューウェーブフォーム信号320は帯域的には分離されているが、受信側においてOFDMシンボルを切り出す際に、SINC波形との畳み込みによる干渉が発生(SINC畳み込みの干渉発生)する。このような干渉は、OFDMシンボルの切り出しによりニューウェーブフォーム信号の波形が中途半端なところで切られ、ニューウェーブフォームの直交性が損なわれるために発生する。
As described above, although the
たとえば、OFDM信号とニューウェーブフォーム信号は周波数的にほぼ分離されているため、OFDM端末局221は適切なフィルタを用いれば、ニューウェーブフォーム信号による干渉を受けずに自分向けのOFDM信号を受信することができる。しかし、このOFDM信号とニューウェーブフォーム信号との共存方式をLTEなどに適用する場合は、既存のLTEの端末にフィルタリングの機構を組み込むことになるが、既に市場に出回っている端末にそのような機構を組み込むことは困難である。そこで、実施の形態にかかる無線通信装置100は、たとえばニューウェーブフォーム信号に対する処理を工夫することにより、OFDM信号への干渉を低減してもよい(たとえば図5,図6参照)。
For example, since the OFDM signal and the new waveform signal are substantially separated in terms of frequency, the
たとえば、OFDM信号に対してニューウェーブフォーム信号からの干渉が発生する理由は、OFDM信号の受信側がOFDM信号を復調するときに所定の受信窓でOFDMシンボルを切り出すためである。すなわち、OFDM信号の切り出しによりOFDMシンボルの端に位置するニューウェーブフォームシンボルが中途半端なところで途切れてしまうため、そのシンボルがニューウェーブフォーム信号の帯域外(すなわちOFDM信号の帯域)に干渉を生じさせる。 For example, the reason why interference from a new waveform signal occurs with respect to an OFDM signal is that an OFDM symbol is cut out in a predetermined reception window when the OFDM signal receiving side demodulates the OFDM signal. That is, since the new waveform symbol located at the end of the OFDM symbol is cut off at a halfway by cutting out the OFDM signal, the symbol causes interference outside the band of the new waveform signal (that is, the band of the OFDM signal). .
(実施の形態にかかる無線通信装置によるニューウェーブフォーム信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減)
図5は、実施の形態にかかる無線通信装置によるニューウェーブフォーム信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減の一例を示す図である。図5に示すOFDM信号510は、無線通信装置100を適用した基地局210が送信する共存信号330に含まれるOFDM信号である。OFDM信号510は、CP511と、OFDMシンボル512と、を含む。CP511は、OFDMシンボル512の末尾部分のコピーであって、OFDMシンボル512の先頭(直前)に付加されている。
(Reduction in interference with OFDM signal by processing for new waveform signal by radio communication apparatus according to embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of reducing interference with an OFDM signal by processing a new waveform signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. An OFDM signal 510 illustrated in FIG. 5 is an OFDM signal included in the
ニューウェーブフォームシンボル521〜530は、基地局210がOFDM信号510と多重化して送信するニューウェーブフォーム信号の各シンボルである。ニューウェーブフォームシンボル522は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530のうちのOFDMシンボル512の先頭部分と時間的に重複するニューウェーブフォーム信号のシンボルである。ニューウェーブフォームシンボル530は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530のうちのOFDMシンボル512の末尾部分と時間的に重複するニューウェーブフォーム信号のシンボルである。
基地局210は、図5に示すように、OFDMシンボル512の境界(先頭と末尾)付近のニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を、それ以外のニューウェーブフォームシンボル521,523〜529の振幅より小さくする。ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることには、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を0にすることも含まれる。
As shown in FIG. 5, the
上述したように、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉の原因はOFDMシンボルの切り出し時に途中で切れてしまうニューウェーブフォームシンボル、すなわちニューウェーブフォームシンボル522,530である。したがって、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることで、ニューウェーブフォームシンボル522,530からOFDM信号310への影響を小さくすることができる。これにより、OFDMシンボル512の境界での巡回的な連続性を確保して直交性を維持し、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を低減することができる。
As described above, the cause of interference from the
また、ニューウェーブフォームシンボル522,530における変調多値数を、それ以外のニューウェーブフォームシンボル521,523〜529の変調多値数より小さくしてもよい。これにより、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることによる受信特性の劣化を抑制することができる。
Further, the modulation multi-level number in the
変調多値数は、1シンボル(一回の変調)でいくつの値を表すかを示す値(デジタル変調の多値数)である。たとえば、16QAMであれば変調多値数は16であり、8QAMであれば変調多値数は8であり、QPSKであれば変調多値数は4である。一例としては、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル521,523〜529については16QAMによる変調を行い、ニューウェーブフォームシンボル522,530についてはQPSKによる変調を行う。
The modulation multi-value number is a value (multi-value number of digital modulation) indicating how many values are represented by one symbol (one modulation). For example, the modulation multilevel number is 16 for 16QAM, the modulation multilevel number is 8 for 8QAM, and the modulation multilevel number is 4 for QPSK. As an example, the
また、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530に対して送信データを割り当てないようにしてもよい。これにより、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくすることによる通信エラーを回避することができる。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の境界付近のニューウェーブフォームシンボル522,530を特定する。そして、OFDM端末局221は、特定したニューウェーブフォームシンボル522,530を復調しないか、またはニューウェーブフォームシンボル522,530の復調結果を破棄する。
In addition, the
また、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530の各振幅を、OFDMシンボル512の境界(すなわちCP511)との時間的な近さに基づいて調整してもよい。たとえば、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル521〜530の各振幅を、OFDMシンボル512の境界に近いほど小さくする。これにより、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を効率よく低減することができる。
In addition, the
図6は、実施の形態にかかる無線通信装置によるニューウェーブフォーム信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減の他の例を示す図である。図6において、図5に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。基地局210は、図6に示すように、OFDMシンボルの境界付近でのニューウェーブフォームシンボル522,530を同じ値で変調してもよい。この場合は、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を小さくしなくてもよい。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of reducing interference with an OFDM signal by processing a new waveform signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 6, the same parts as those shown in FIG. As shown in FIG. 6, the
上述したように、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉の原因はOFDMシンボルの切り出し後の両端の不連続性である。このため、OFDMシンボル512の境界付近のニューウェーブフォームシンボル522,530を同じ値で変調することで、OFDMシンボル512の境界付近で連続になるようにニューウェーブフォーム信号を調整することができる。
As described above, the cause of the interference from the
すなわち、FFT(たとえば図1に示したFFT部155)はOFDMシンボルの両端をつながったものとして扱うため、OFDMシンボルの両端での連続性が確保されていればニューウェーブフォーム信号の帯域外に干渉を生じさせない。これにより、OFDMシンボル512の境界での巡回的な連続性を確保して直交性を維持し、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を低減することができる。
That is, the FFT (for example, the
このように、実施の形態にかかる無線通信装置100(基地局210)は、ニューウェーブフォーム信号320に含まれるシンボルのうち、OFDM信号310のシンボルの先頭および末尾と時間的に重複する各シンボル(522,530)を同じ値で変調する。これにより、ニューウェーブフォーム信号320からOFDM信号310への干渉を低減することができる。
As described above, the radio communication apparatus 100 (base station 210) according to the embodiment, among symbols included in the
たとえば、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530に対して送信データを割り当てず、ニューウェーブフォームシンボル522,530を“0000”、“1111”、“0101”等(変調多値数=4の場合)の同一の値で変調する。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の境界付近のニューウェーブフォームシンボル522,530を特定する。そして、OFDM端末局221は、特定したニューウェーブフォームシンボル522,530を復調しないか、またはニューウェーブフォームシンボル522,530の復調結果を破棄する。
For example, the
または、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522を送信データによって変調するとともに、ニューウェーブフォームシンボル530の値をニューウェーブフォームシンボル522と同一にする。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の末尾付近のニューウェーブフォームシンボル530を特定し、特定したニューウェーブフォームシンボル530を復調しないか、ニューウェーブフォームシンボル530の復調結果を破棄する。
Alternatively, the
または、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル530を送信データによって変調するとともに、ニューウェーブフォームシンボル522の値をニューウェーブフォームシンボル530と同一にする。この場合は、OFDM端末局221は、OFDMシンボル512の先頭付近のニューウェーブフォームシンボル522を特定し、特定したニューウェーブフォームシンボル522を復調しないか、ニューウェーブフォームシンボル522の復調結果を破棄する。
Alternatively, the
図5,図6に示したように、基地局210は、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの振幅を小さくする、あるいは、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルを同じ値で変調する。これにより、OFDMシンボルの境界での巡回的な連続性を確保して直交性を維持し、干渉の発生を抑えることができる。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
また、基地局210は、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの振幅を小さくし、かつ、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルを同じ値で変調してもよい。この場合に、OFDM端末局221は、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの受信結果の両方を用いて復調や復号を行ってもよい。これにより、干渉の発生を抑えつつ、OFDMシンボルの境界付近での各ニューウェーブフォームシンボルの振幅を小さくすることによる受信特性の劣化を抑制することができる。
Further, the
(実施の形態にかかる無線通信装置によるOFDM信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減)
図7は、実施の形態にかかる無線通信装置によるOFDM信号に対する処理によるOFDM信号への干渉低減の一例を示す図である。図7において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Reduction in interference with OFDM signal by processing for OFDM signal by wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of interference reduction on an OFDM signal by processing on the OFDM signal by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 7, the same parts as those shown in FIG.
OFDM信号310への干渉はニューウェーブフォーム信号320を挿入した帯域の近くでは大きく、遠くでは小さくなる傾向がある。そこで、基地局210は、OFDM信号への干渉が大きくなる可能性があるニューウェーブフォーム信号320を埋め込んだ帯域の近くには、変調多値数の低い信号を優先的に割り当てるようにしてもよい。
The interference with the
図7に示すOFDM信号711,712は、OFDM信号310に含まれる一部の帯域のOFDM信号である。また、OFDM信号712は、OFDM信号711よりも、ニューウェーブフォーム信号320の周波数帯域に近い周波数帯域に割り当てられたOFDM信号である。この場合に、基地局210は、一例としては、OFDM信号711は64QAM(変調多値数=64)のOFDM信号とし、OFDM信号712はQPSK(変調多値数=4)のOFDM信号とする。
The OFDM signals 711 and 712 illustrated in FIG. 7 are OFDM signals in a part of the band included in the
これにより、ニューウェーブフォーム信号320の周波数帯域に近いことによりニューウェーブフォーム信号320からの干渉を受けやすいOFDM信号712の変調多値数を少なくすることができる。これにより、ニューウェーブフォーム信号320からの干渉によるOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。このため、たとえば図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わなくても、ニューウェーブフォーム信号320からの干渉によるOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。または、図7に示すOFDM信号に対する処理に加えて、たとえば図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号に対する処理による干渉低減を行ってもよい。
As a result, the modulation multi-level number of the OFDM signal 712 that is susceptible to interference from the
図7に示す例では、ニューウェーブフォーム信号320より低周波側のOFDM信号711,712について説明したが、ニューウェーブフォーム信号320より高周波側のOFDM信号についても同様である。
In the example illustrated in FIG. 7, the OFDM signals 711 and 712 on the lower frequency side than the
図7に示したように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、OFDM信号310に含まれる複数のデータ信号の変調方式を、それらのデータ信号が割り当てられた周波数帯域のRB301との周波数的な近さに基づいて設定してもよい。これにより、OFDM信号310のうちニューウェーブフォーム信号320が割り当てられるRB301と周波数的に近いOFDM信号712には変調多値数が少ない変調方式を用いてOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。また、OFDM信号310のうちニューウェーブフォーム信号320が割り当てられるRB301と周波数的に遠いOFDM信号712には変調多値数が多い変調方式を用いてOFDM信号712における伝送効率の向上を図ることができる。
As illustrated in FIG. 7, the
(実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減処理の切り替え)
図8および図9は、実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減処理の切り替えの一例を示す図である。図8,図9において、図7に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Switching of interference reduction processing by the wireless communication apparatus according to the embodiment)
8 and 9 are diagrams illustrating an example of switching of interference reduction processing by the wireless communication device according to the embodiment. 8 and FIG. 9, the same parts as those shown in FIG.
基地局210は、ニューウェーブフォーム信号320の近くの周波数帯域に割り当てたOFDM信号の変調方式の干渉に対する耐性に応じて、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うか否かを切り替えてもよい。
The
たとえば、基地局210におけるスケジューリングの結果、図8に示すように、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調方式がQPSKであったとする。この場合は、基地局210は、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わない(干渉低減処理:OFF)。ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わなくても、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調多値数が少ないため、OFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。
For example, as a result of scheduling in the
また、たとえば、基地局210におけるスケジューリングの結果、図9に示すように、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調方式が64QAMであったとする。この場合は、基地局210は、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行う(干渉低減処理:ON)。ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うことにより、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数帯域のOFDM信号712の変調多値数が多くても、OFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。
Further, for example, as a result of scheduling in the
図8,図9に示したように、基地局210は、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式の変調多値数が少ない場合は、ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行わない。これにより、ニューウェーブフォーム信号320における伝送効率の向上を図ることができる。たとえば、基地局210は、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と、ニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うか否かと、を対応付ける対応情報を基地局210のメモリに記憶しておく。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
(実施の形態にかかる無線通信装置が記憶する対応情報)
図10および図11は、実施の形態にかかる無線通信装置が記憶する対応情報の一例を示す図である。実施の形態にかかる無線通信装置100を適用した基地局210は、たとえば図10,図11に示す対応情報1000,1100を基地局210のメモリに記憶する。対応情報1000,1100は、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と、図5,図6に示したニューウェーブフォーム信号320に対する処理による干渉低減を行うか否かと、を対応付ける対応情報である。
(Corresponding information stored in the wireless communication apparatus according to the embodiment)
10 and 11 are diagrams illustrating an example of correspondence information stored in the wireless communication apparatus according to the embodiment. The
また、対応情報1000は、基地局210がSISO通信時に用いる対応情報である。また、対応情報1100は、基地局210がMIMO通信時に用いる対応情報である。なお、SISOはSingle Input Single Outputの略である。また、MIMOはMultiple Input Multiple Outputの略である。
The
たとえば、基地局210は、SISO通信を行う場合には、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と対応情報1000とに基づいて、図5,図6に示した干渉低減を行うか否かを決定する。たとえば、基地局210は、OFDM信号711の変調方式がQPSKまたは16QAMである場合は図5,図6に示した干渉低減を行わず(OFF)、OFDM信号711の変調方式が64QAMである場合は図5,図6に示した干渉低減を行う(ON)。
For example, when performing the SISO communication, the
また、基地局210は、MIMO通信を行う場合には、ニューウェーブフォーム信号320に近い周波数帯域のOFDM信号711の変調方式と、対応情報1100と、に基づいて、図5,図6に示した低減処理を行うか否かを決定する。たとえば、基地局210は、OFDM信号711の変調方式がQPSKである場合は図5,図6に示した干渉低減を行わず(OFF)、OFDM信号711の変調方式が16QAMまたは64QAMである場合は図5,図6に示した干渉低減を行う(ON)。
Further, in the case of performing MIMO communication, the
たとえば図5に示した干渉低減を行わない場合は、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530の振幅を、ニューウェーブフォームシンボル521,523〜529と同程度の振幅とする。また、たとえば図6に示した干渉低減を行わない場合は、基地局210は、ニューウェーブフォームシンボル522,530をそれぞれ独立した各値で変調する。
For example, when the interference reduction shown in FIG. 5 is not performed, the
図8〜図11に示したように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、OFDM信号310の周波数帯域のうちニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数領域に割り当てられたOFDM信号712の変調多値数を特定してもよい。そして、無線通信装置100は、特定したOFDM信号712の変調多値数に応じて、図5,図6に示した干渉低減を行う状態と、図5,図6に示した干渉低減を行わない状態と、を切り替える。これにより、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数領域に割り当てられたOFDM信号712の変調多値数が多い場合は図5,図6に示した干渉低減を行ってOFDM信号712の受信特性の劣化を抑制することができる。また、ニューウェーブフォーム信号320に隣接する周波数領域に割り当てられたOFDM信号712の変調多値数が少ない場合は図5,図6に示した干渉低減を行わず、ニューウェーブフォーム信号320の伝送効率の低下を抑制することができる。
As shown in FIGS. 8 to 11, the
(実施の形態においてOFDM信号がニューウェーブフォーム信号へ与える干渉)
図12は、実施の形態においてOFDM信号がニューウェーブフォーム信号へ与える干渉の一例を示す図である。図12において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図12に示すように、OFDM信号310における周波数領域のSINC波形1201が干渉源となって、OFDM信号310によるニューウェーブフォーム信号320への干渉が発生する。
(Interference that an OFDM signal gives to a new waveform signal in the embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of interference that an OFDM signal gives to a new waveform signal in the embodiment. 12, parts similar to those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals and explanation thereof is omitted. As shown in FIG. 12, the frequency
(実施の形態にかかる無線通信装置によるノッチフィルタを用いた干渉低減)
図13は、実施の形態にかかる無線通信装置によるノッチフィルタを用いた干渉低減の一例を示す図である。図13において、図1,図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図13に示すように、実施の形態にかかる無線通信装置100(たとえば基地局210)は、多重部131の前段に、OFDM信号310を処理するノッチフィルタ1301を備えていてもよい。たとえば、ノッチフィルタ1301は、図1に示した無線通信装置100の構成において、CP付加部114と多重部131との間に設けることができる。
(Interference reduction using notch filter by wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of interference reduction using a notch filter by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 13, the same parts as those shown in FIG. 1 and FIG. As illustrated in FIG. 13, the radio communication apparatus 100 (for example, the base station 210) according to the embodiment may include a
ノッチフィルタ1301は、CP付加部114から出力されたOFDM信号310のうちの、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられている周波数帯域の信号成分を除去するバンドストップフィルタ(帯域除去フィルタ)である。ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられている周波数帯域の成分は、たとえば図12に示したSINC波形1201の成分である。周波数帯域の成分の除去は、その周波数帯域の成分を完全に0にすることだけでなく、その周波数帯域の成分を減衰させることも含む。ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられている周波数帯域は、たとえば図3に示したRB301である。
The
ノッチフィルタ1301は、たとえばFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタにより実現することができる。ノッチフィルタ1301は、ニューウェーブフォーム信号が割り当てられている周波数帯域の信号成分を除去して得られたOFDM信号310を多重部131へ出力する。
The
多重部131は、ノッチフィルタ1301から出力されたOFDM信号310と、NW変調部122から出力されたニューウェーブフォーム信号320と、を加算する。これにより、図12に示したOFDM信号310からニューウェーブフォーム信号320への干渉を低減し、ニューウェーブフォーム信号320の受信特性の向上を図ることができる。
The
このように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、帯域除去フィルタ(たとえばノッチフィルタ1301)によって第2周波数帯域(RB301)の信号成分を除去したOFDM信号310をニューウェーブフォーム信号320と多重してもよい。これにより、OFDM信号310からニューウェーブフォーム信号320への干渉を低減し、ニューウェーブフォーム信号320の受信特性の向上を図ることができる。
As described above, the
(ノッチフィルタ波形の生成方法)
図14〜図16は、ノッチフィルタ波形の生成方法の一例を示す図である。図14〜図16において、ノッチフィルタ1301におけるフィルタ波形(ノッチフィルタ波形)の生成方法について説明する。図14〜図16におけるDFTは、離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform)の関係を示す。
(Notch filter waveform generation method)
14-16 is a figure which shows an example of the production | generation method of a notch filter waveform. A method for generating a filter waveform (notch filter waveform) in the
図14に示すインパルス1401,1402は、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)でみたインパルス(δn)である。n,kは、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)における、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ番号である。
図15に示すBPF波形1501,1502は、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)でみたバンドパスフィルタ(Band Pass Filter)波形(xn)である。X0は、BPF波形1502における中心(k=0)での振幅である。
図16に示すノッチフィルタ波形1601,1602は、それぞれ時間領域(t)および周波数領域(f)でみたノッチフィルタ波形である。周波数領域(f)でみると、インパルス1401(δn)からBPF波形1501(xn)を減算することによりノッチフィルタ波形を得ることができる。ただし、BPF波形1501については振幅調整のためにX0(=Σxn)で除算する。すなわち、(δn−xn/X0)によってノッチフィルタ波形1601,1602を得ることができる。
そして、ニューウェーブフォーム信号320を割り当てた特定のRB(たとえばRB301)を処理するために、ノッチフィルタ波形1601,1602にexp(2*π*j(12*NRB+5.5)(n−n0)/NFFT)をかけて周波数シフトさせる。そして、周波数シフトさせたノッチフィルタをノッチフィルタ1301に用いる。
Then, in order to process a specific RB (for example, RB301) to which the
なお、NRBは、ニューウェーブフォーム信号320に割り当てられたRB(たとえば図3のRB301)の数である。nは、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ番号である。n0は、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ番号のうち、ノッチフィルタ波形1601の中心に対応するタップ番号(遅延量0のタップに対応)である。NFFTは、FFTのサイズであって、たとえば図3に示したOFDM信号310およびニューウェーブフォーム信号320の全周波数帯域に含まれるRBの最大数である。
NRB is the number of RBs assigned to the new waveform signal 320 (for example,
(実施の形態にかかる無線通信装置におけるノッチフィルタのタップ数削減)
図17は、実施の形態にかかる無線通信装置におけるノッチフィルタのタップ数削減の一例を示す図である。図17に示すノッチフィルタ波形1701は、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられた周波数帯域の信号成分を除去するノッチフィルタの時間軸方向の特性を示す。ノッチフィルタ波形1701は、たとえば図16に示したノッチフィルタ波形1601である。
(Reduction of the number of taps of the notch filter in the wireless communication apparatus according to the embodiment)
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of reducing the number of taps of the notch filter in the wireless communication apparatus according to the embodiment. A
ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ数が多いと、受信側(たとえばOFDM端末局221)においては実効的な遅延分散が増加することになる。そして、遅延分散がCP長を超えるとOFDM信号の受信特性の劣化につながる。したがって、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ数は少ないほうがよい。
When the number of taps of the FIR filter that realizes the
そこで、ノッチフィルタ1301には、ノッチフィルタ波形1701の両外側のフィルタ振幅を0としたフィルタ特性を用いる。このとき、仮にノッチフィルタ波形1701の両外側のフィルタ振幅を急激に0とすると、周波数領域でみたノッチフィルタ波形(たとえば図16のノッチフィルタ波形1602)が歪む。このため、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられた周波数帯域の成分を精度よく除去することができなくなる。
Therefore, a filter characteristic in which the filter amplitudes on both outer sides of the
これに対して、ノッチフィルタ波形1701をコサイン関数1702(COS関数)によって重み付けしたフィルタ波形1703をノッチフィルタ1301に用いてもよい。これにより、ニューウェーブフォーム信号320が割り当てられた周波数帯域の成分を精度よく除去しつつ、OFDM信号310の実効的な遅延分散の増加を抑えてOFDM信号の受信特性の劣化を抑制することができる。
On the other hand, a filter waveform 1703 obtained by weighting the
コサイン関数1702は、|n−n0|<N+1の領域においてはcos(0.5*π*(n−n0)/(N+1))であり、それ以外の領域、すなわち|n−n0|≧N+1においては0となる関数である。nは、タップの番号を示す。n0は、ノッチフィルタ波形1701の中心(遅延量0のタップに対応)を示す。Nはタップ数に応じた値であり、2*N+1=タップ数となる。たとえばN=3の場合は、タップ数は実効的に2*3+1=7となる。
The
これにより、ノッチフィルタ1301を実現するFIRフィルタのタップ数を削減できるため、遅延分散がCP長を超える可能性が減り、OFDM信号310の受信特性の向上を図ることができる。
Thereby, since the number of taps of the FIR filter that realizes the
このように、実施の形態にかかる無線通信装置100は、ノッチフィルタ(ノッチフィルタ波形1701)をコサイン関数(コサイン関数1702)で重み付けしたフィルタ波形(フィルタ波形1703)をノッチフィルタ1301に用いてもよい。たとえば、ノッチフィルタはFIRフィルタであり、OFDM信号310の遅延分散がOFDM信号310のCPの時間長より短くなるようにノッチフィルタをコサイン関数で重み付けしたフィルタ波形をノッチフィルタ1301に用いることができる。これにより、ノッチフィルタによってOFDM信号310の遅延分散がOFDM信号310のCP長を超える可能性を減らし、OFDM信号310の受信特性の向上を図ることができる。
As described above, the
(実施の形態にかかるノッチフィルタ波形を生成するためのBPF波形)
図18は、実施の形態にかかるノッチフィルタ波形を生成するためのBPF波形の一例を示す図である。図18において、横軸はFIRフィルタのタップ番号を示し、縦軸はFIRフィルタのタップ重み(タップ係数)を示す。図18に示すBPF波形1801(BPF)は、バンドパスフィルタを実現するFIRフィルタにおけるタップ番号とタップ重みの関係、すなわちBPF波形(xn)を示す。図18に示す例では、xn=sin(π*n/4)/πn(n=−32〜32)としている。
(BPF waveform for generating notch filter waveform according to the embodiment)
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a BPF waveform for generating a notch filter waveform according to the embodiment. In FIG. 18, the horizontal axis indicates the tap number of the FIR filter, and the vertical axis indicates the tap weight (tap coefficient) of the FIR filter. A BPF waveform 1801 (BPF) shown in FIG. 18 shows the relationship between the tap number and the tap weight in the FIR filter that realizes the bandpass filter, that is, the BPF waveform (xn). In the example illustrated in FIG. 18, xn = sin (π * n / 4) / πn (n = −32 to 32).
(実施の形態にかかるノッチフィルタ波形)
図19は、実施の形態にかかるノッチフィルタ波形の一例を示す図である。図19において、横軸はFIRフィルタのタップ番号を示し、縦軸はFIRフィルタのタップ重み(タップ係数)を示す。図19に示すノッチフィルタ波形1901は、ノッチフィルタを実現するFIRフィルタにおけるタップ番号とタップ重みの関係、すなわちノッチフィルタ波形(δn−xn/X0)を示す。図19に示す例では、ノッチフィルタ波形1901は、yn=δn−xnとしている。
(Notch filter waveform according to the embodiment)
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a notch filter waveform according to the embodiment. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the tap number of the FIR filter, and the vertical axis indicates the tap weight (tap coefficient) of the FIR filter. A
(実施の形態にかかるコサイン関数で重み付けしたノッチフィルタ波形)
図20は、実施の形態にかかるコサイン関数で重み付けしたノッチフィルタ波形の一例を示す図である。図20において、横軸はFIRフィルタのタップ番号を示し、縦軸はFIRフィルタのタップ重み(タップ係数)を示す。図20に示すノッチフィルタ波形2001は、コサイン関数で重み付けしたノッチフィルタを実現するFIRフィルタにおけるタップ番号とタップ重みの関係、すなわちコサイン関数で重み付けしたノッチフィルタ波形を示す。図20に示す例では、ノッチフィルタ波形2001は、n=−16〜16においてはzn=yn*cos(0.5*π*n/(16+1))、n<−16またはn>16においてはzn=0としている。
(Notch filter waveform weighted by cosine function according to embodiment)
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a notch filter waveform weighted by the cosine function according to the embodiment. In FIG. 20, the horizontal axis indicates the tap number of the FIR filter, and the vertical axis indicates the tap weight (tap coefficient) of the FIR filter. A
(実施の形態にかかる無線通信装置のハードウェア構成)
図21は、実施の形態にかかる無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。実施の形態にかかる無線通信装置100のハードウェア構成について説明する。図21に示すように、無線通信装置100は、たとえば、デジタル回路2101と、アナログ変換部132と、HPA133と、送信アンテナ134と、を備える。また、無線通信装置100は、たとえば、受信アンテナ141と、SIC142と、分離部143と、LNA151,161と、デジタル変換部152,162と、を備える。
(Hardware configuration of wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the wireless communication device according to the embodiment. A hardware configuration of the
デジタル回路2101は、たとえばFPGA(Field Programmable Gate Array)やDSP(Digital Signal Processor)等のデジタル回路である。図1に示した誤り訂正符号化部111,121、変調部112、IFFT部113、CP付加部114およびNW変調部122は、たとえばデジタル回路2101により実現することができる。また、図1に示したCP削除部154、FFT部155、チャネル推定部156、復調部157、誤り訂正復号部158,164およびNW復調部163は、たとえばデジタル回路2101により実現することができる。
The
(実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減の効果)
図22は、実施の形態にかかる無線通信装置による干渉低減の効果の一例を示すグラフである。図22においては、図5,図6に示した干渉低減の効果について説明する。図22において、横軸は、OFDM信号のSNR(Signal Noise Ratio:信号雑音比)[dB]を示し、縦軸はOFDM信号のBLER(BLock Error Ratio:ブロック誤り率)を示している。
(Effect of reducing interference by wireless communication apparatus according to embodiment)
FIG. 22 is a graph illustrating an example of the effect of reducing interference by the wireless communication apparatus according to the embodiment. In FIG. 22, the effect of the interference reduction shown in FIGS. 5 and 6 will be described. In FIG. 22, the horizontal axis indicates the SNR (Signal Noise Ratio) [dB] of the OFDM signal, and the vertical axis indicates the BLER (BLOCK Error Ratio) of the OFDM signal.
SNR_BLER特性2201は、OFDM信号に対してニューウェーブフォーム信号を挿入しない(OFDM信号のみ)と仮定した場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。SNR_BLER特性2201に示すように、OFDM信号のSNRが高くなるほどBLERが低くなる。 The SNR_BLER characteristic 2201 represents the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when it is assumed that no new waveform signal is inserted into the OFDM signal (only for the OFDM signal). As indicated by the SNR_BLER characteristic 2201, the BLER decreases as the SNR of the OFDM signal increases.
SNR_BLER特性2202は、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入し、図5,図6に示した干渉低減を行わないと仮定した場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。SNR_BLER特性2201,2202に示すように、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入すると、特にSNRが高い場合におけるOFDM信号のBLERが劣化する。
The SNR_BLER characteristic 2202 indicates the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when a new waveform signal is inserted into the OFDM signal and the interference reduction shown in FIGS. 5 and 6 is not performed. As shown in the
SNR_BLER特性2203は、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入し、図5に示した干渉低減を行った場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。SNR_BLER特性2204は、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入し、図6に示した干渉低減を行った場合における、OFDM信号のSNRに対するBLERの特性を示している。 The SNR_BLER characteristic 2203 indicates the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when a new waveform signal is inserted into the OFDM signal and the interference reduction shown in FIG. 5 is performed. The SNR_BLER characteristic 2204 indicates the BLER characteristic with respect to the SNR of the OFDM signal when a new waveform signal is inserted into the OFDM signal and the interference reduction shown in FIG. 6 is performed.
SNR_BLER特性2201〜2204に示すように、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入しても、図5,図6に示した干渉低減を行うことにより、OFDM信号のSNRに対するBLERの低下を抑制することができる。たとえば、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入しても、図5,図6に示した低減処理を行うことにより、OFDM信号のSNRに対するBLERを、OFDM信号にニューウェーブフォーム信号を挿入しない場合に近い特性まで改善することができる。
As shown in the
以上説明したように、無線通信装置および無線信号処理方法によれば、狭帯域通信のための専用帯域を設けなくても狭帯域通信を可能にすることができる。 As described above, according to the wireless communication device and the wireless signal processing method, it is possible to perform narrowband communication without providing a dedicated band for narrowband communication.
たとえば、近年、5G(第5世代移動通信)向けに、ニューウェーブフォーム(New Waveform)の検討が進められている。ニューウェーブフォームは、狭帯域における受信特性が低いなどのOFDMの欠点を改善する特徴を有する。ニューウェーブフォームの利用シナリオの一つとして、M2M(Machine to Machine)端末などの低消費電力端末向けの応用が考えられる。たとえば、OFDMでも狭帯域受信をすることは可能であるが、その場合は特性が劣化してしまう(たとえば図23参照)。 For example, in recent years, new wave forms have been studied for 5G (5th generation mobile communication). The new waveform has characteristics that improve the drawbacks of OFDM such as low reception characteristics in a narrow band. As one of the usage scenarios of New Waveform, application for low power consumption terminals such as M2M (Machine to Machine) terminals can be considered. For example, narrow band reception is possible even with OFDM, but in that case, the characteristics deteriorate (for example, see FIG. 23).
図23は、OFDM信号を狭帯域受信する場合における特性の劣化の一例を示す図である。図23において、横軸はOFDM信号のSNR[dB]を示し、縦軸は16QAMのOFDM信号の誤り訂正前のBER(Pre BER)を示す。SNR_BER特性2301は、OFDM信号に割り当てられた所定の周波数帯域の全てを受信して復調した場合におけるSNRに対するBERを示す。 FIG. 23 is a diagram illustrating an example of characteristic degradation when an OFDM signal is received in a narrow band. In FIG. 23, the horizontal axis represents SNR [dB] of the OFDM signal, and the vertical axis represents BER (Pre BER) before error correction of the 16QAM OFDM signal. The SNR_BER characteristic 2301 indicates the BER with respect to the SNR when all of the predetermined frequency band assigned to the OFDM signal is received and demodulated.
SNR_BER特性2302〜2304は、OFDM信号に割り当てられた所定の周波数帯域のうちの、それぞれ4RB、2RB、1RBのみをバンドパスフィルタで抜き出して受信して復調した場合におけるSNRに対するBERを示す。SNR_BER特性2301〜2304に示すように、OFDM信号は、バンドパスフィルタで抜き出す帯域が狭くなるほど受信特性が劣化する。このため、OFDM信号に比べて狭帯域における受信特性に優れるニューウェーブフォームが求められる。
これに対して、ニューウェーブフォームは、独立した狭帯域信号として利用できるため、アナログフィルタなどにより狭い帯域のみを切り出して受信可能である。これにより、A/Dコンバータの動作クロックを遅くすることができ、低電力動作に有利になる。 On the other hand, since the new waveform can be used as an independent narrow band signal, only a narrow band can be cut out and received by an analog filter or the like. Thereby, the operation clock of the A / D converter can be delayed, which is advantageous for low power operation.
ニューウェーブフォームはこのように有利な一面を持つが、ニューウェーブフォームの導入初期には、多くのニューウェーブフォームに対応した端末が使われるとは考えにくい。そのため、ニューウェーブフォームの導入初期においては、OFDM向けの帯域と共存してニューウェーブフォームを使用することが考えられる。このとき、ニューウェーブフォームは使用帯域としては周波数的に分離されているものの、OFDM端末局が自局向けの信号を復調するために矩形波でOFDMシンボルを切り出すときに、ニューウェーブフォームが干渉として漏れ込み、特性を劣化させてしまう。 Although the new wave form has such an advantageous aspect, it is unlikely that terminals corresponding to many new wave forms will be used at the beginning of the introduction of the new wave form. Therefore, at the initial stage of introduction of the new waveform, it is conceivable to use the new waveform in coexistence with the band for OFDM. At this time, although the new waveform is separated in terms of frequency as a use band, when the OFDM terminal station cuts out an OFDM symbol with a rectangular wave in order to demodulate the signal for the own station, the new waveform is caused as interference. Leakage will deteriorate the characteristics.
また、このようなニューウェーブフォームからOFDM信号への干渉だけでなく、OFDM信号からニューウェーブフォームへの干渉も発生する。これに対して、実施の形態にかかる無線通信装置100による上述した各干渉低減によれば、OFDM端末局やニューウェーブフォーム端末局の構成を変更しなくても、これらのOFDMとニューウェーブフォームとの間の干渉を抑制することができる。
In addition to such interference from the new waveform to the OFDM signal, interference from the OFDM signal to the new waveform also occurs. On the other hand, according to each interference reduction described above by the
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the embodiment described above.
(付記1)直交周波数分割多重方式の第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第1周波数帯域に割り当てた前記第1信号と、前記第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第2周波数帯域であって前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、直交周波数分割多重方式より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重方式の第2信号と、を多重する多重部と、
前記多重部による多重によって得られた信号を無線送信する送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
(Supplementary note 1) The first signal allocated to the first frequency band included in the frequency band to which the first signal of the orthogonal frequency division multiplexing system can be allocated, and the second signal included in the frequency band to which the first signal can be allocated A multiplexing unit that multiplexes a second signal of a multiplexing method that is a frequency band and is assigned to a second frequency band that is different from the first frequency band, with less leakage power to an adjacent channel than an orthogonal frequency division multiplexing method;
A transmitter that wirelessly transmits a signal obtained by multiplexing by the multiplexer;
A wireless communication apparatus comprising:
(付記2)前記第2信号のシンボルの振幅は、前記第2信号のシンボルと前記第1信号の巡回プレフィクスとの時間的な近さに基づいて調整されることを特徴とする付記1に記載の無線通信装置。
(Supplementary note 2) The
(付記3)前記第2信号に含まれる第1シンボルの振幅は、前記第2信号に含まれ前記第1シンボルより前記第1信号の巡回プレフィクスから時間的に離れている第2シンボルの振幅より小さく調整されることを特徴とする付記2に記載の無線通信装置。 (Supplementary Note 3) The amplitude of the first symbol included in the second signal is the amplitude of the second symbol that is included in the second signal and is temporally separated from the cyclic prefix of the first signal from the first symbol. The wireless communication apparatus according to appendix 2, wherein the wireless communication apparatus is adjusted to be smaller.
(付記4)前記第1周波数帯域のうち前記第2周波数帯域に隣接する周波数領域に割り当てられた前記第1信号の変調多値数に応じて、前記第1シンボルの振幅を前記第2シンボルの振幅より小さく調整する状態と、前記第1シンボルの振幅を前記第2シンボルの振幅より小さく調整しない状態と、を切り替えることを特徴とする付記3に記載の無線通信装置。 (Supplementary Note 4) The amplitude of the first symbol is set to the second symbol according to the modulation multi-level number of the first signal allocated to the frequency region adjacent to the second frequency band in the first frequency band. The wireless communication apparatus according to appendix 3, wherein a state in which the amplitude is adjusted to be smaller than an amplitude and a state in which the amplitude of the first symbol is not adjusted to be smaller than the amplitude of the second symbol are switched.
(付記5)前記第2信号に含まれるシンボルのうち、前記第1信号のシンボルの先頭および末尾と時間的に重複する各シンボルは同じ値で変調されることを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の無線通信装置。 (Supplementary Note 5) Of the symbols included in the second signal, symbols that temporally overlap the beginning and end of the symbol of the first signal are modulated with the same value. The wireless communication device according to any one of the above.
(付記6)前記第1周波数帯域のうち前記第2周波数帯域に隣接する周波数領域に割り当てられた前記第1信号の変調多値数に応じて、前記第1信号のシンボルの先頭および末尾と時間的に重複する各シンボルを同じ値で変調する状態と、前記第1信号のシンボルの先頭および末尾と時間的に重複する各シンボルを独立した各値で変調する状態と、を切り替えることを特徴とする付記5に記載の無線通信装置。
(Supplementary note 6) The leading and trailing ends of the symbols of the first signal and the time according to the modulation level of the first signal allocated to the frequency region adjacent to the second frequency band of the first frequency band Switching between a state where each overlapping symbol is modulated with the same value and a state where each symbol overlapping with the beginning and end of the symbol of the first signal is modulated with each independent value. The wireless communication apparatus according to
(付記7)前記第1信号は、直交周波数分割多重方式によって多重された複数のデータ信号を含み、前記複数のデータ信号の変調方式は、前記第2周波数帯域との周波数的な近さに基づいて設定されることを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の無線通信装置。
(Supplementary note 7) The first signal includes a plurality of data signals multiplexed by an orthogonal frequency division multiplexing method, and the modulation method of the plurality of data signals is based on frequency proximity to the second frequency band. The wireless communication device according to any one of
(付記8)前記複数のデータ信号のうち前記第2周波数帯域と隣接する周波数領域に割り当てられたデータ信号の変調多値数は、前記複数のデータ信号のうち前記第2周波数帯域と隣接しない周波数領域に割り当てられたデータ信号の変調多値数より少ないことを特徴とする付記7に記載の無線通信装置。 (Supplementary Note 8) The modulation multi-value number of the data signal assigned to the frequency region adjacent to the second frequency band among the plurality of data signals is a frequency not adjacent to the second frequency band among the plurality of data signals. The wireless communication apparatus according to appendix 7, wherein the number is less than the modulation multi-level number of the data signal assigned to the area.
(付記9)前記第1信号は、帯域除去フィルタによって前記第2周波数帯域の信号成分が除去された信号であることを特徴とする付記1〜8のいずれか一つに記載の無線通信装置。
(Supplementary note 9) The wireless communication device according to any one of
(付記10)前記帯域除去フィルタは、ノッチフィルタ波形をコサイン関数で重み付けしたフィルタ波形を有することを特徴とする付記9に記載の無線通信装置。 (Supplementary note 10) The radio communication apparatus according to supplementary note 9, wherein the band elimination filter has a filter waveform obtained by weighting a notch filter waveform with a cosine function.
(付記11)前記ノッチフィルタは有限インパルス応答フィルタであり、
前記帯域除去フィルタは、前記第1信号の遅延分散が前記第1信号の巡回プレフィクスの時間長より短くなるように前記ノッチフィルタを前記コサイン関数で重み付けしたフィルタ波形を有する、
ことを特徴とする付記10に記載の無線通信装置。
(Appendix 11) The notch filter is a finite impulse response filter,
The band elimination filter has a filter waveform obtained by weighting the notch filter with the cosine function so that the delay dispersion of the first signal is shorter than the time length of the cyclic prefix of the first signal.
The wireless communication device according to
(付記12)前記第2周波数帯域は、前記第1周波数帯域と隣接し、前記第1周波数帯域より狭い帯域であることを特徴とする付記1〜11のいずれか一つに記載の無線通信装置。
(Supplementary note 12) The wireless communication device according to any one of
(付記13)前記第1信号および前記第2信号は、それぞれ異なる無線通信装置への信号であることを特徴とする付記1〜12のいずれか一つに記載の無線通信装置。
(Supplementary note 13) The wireless communication device according to any one of
(付記14)直交周波数分割多重方式の第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第1周波数帯域に割り当てた前記第1信号と、前記第1信号を割当可能な周波数帯域に含まれる第2周波数帯域であって前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域に割り当てた、直交周波数分割多重方式より隣接チャネルへの漏洩電力が少ない多重方式の第2信号と、の多重を行い、
前記多重によって得られた信号を無線送信する、
ことを特徴とする無線信号処理方法。
(Supplementary Note 14) The first signal allocated to the first frequency band included in the frequency band to which the first signal of the orthogonal frequency division multiplexing system can be allocated, and the second signal included in the frequency band to which the first signal can be allocated. Multiplexing with the second signal of the multiplexing method, which is a frequency band and assigned to a second frequency band different from the first frequency band, with less leakage power to the adjacent channel than the orthogonal frequency division multiplexing method,
Wirelessly transmitting the signal obtained by the multiplexing,
A wireless signal processing method.
100 無線通信装置
111,121 誤り訂正符号化部
112 変調部
113 IFFT部
114 CP付加部
122 NW変調部
131 多重部
132 アナログ変換部
133 HPA
134 送信アンテナ
141 受信アンテナ
142 SIC
143 分離部
151,161 LNA
152,162 デジタル変換部
153 希望信号受信タイミング検出部
154 CP削除部
155 FFT部
156 チャネル推定部
157 復調部
158,164 誤り訂正復号部
163 NW復調部
200 無線通信システム
210 基地局
221 OFDM端末局
222 ニューウェーブフォーム端末局
301 RB
310,510,711,712 OFDM信号
320,411 ニューウェーブフォーム信号
330 共存信号
412 OFDMシンボル幅
511 CP
512 OFDMシンボル
521〜530 ニューウェーブフォームシンボル
1000,1100 対応情報
1201 SINC波形
1301 ノッチフィルタ
1401,1402 インパルス
1501,1502,1801 BPF波形
1601,1602,1701,1901,2001 ノッチフィルタ波形
1702 コサイン関数
1703 フィルタ波形
2101 デジタル回路
2201〜2204 SNR_BLER特性
2301〜2304 SNR_BER特性
DESCRIPTION OF
134
143 Separation part 151,161 LNA
152, 162
310, 510, 711, 712
512
Claims (14)
前記多重部による多重によって得られた信号を無線送信する送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。The first signal allocated to the first frequency band included in the frequency band to which the first signal of the orthogonal frequency division multiplexing system can be allocated, and the second frequency band included in the frequency band to which the first signal can be allocated. A multiplexing unit that multiplexes a second signal of a multiplexing method that is assigned to a second frequency band different from the first frequency band and has less leakage power to an adjacent channel than an orthogonal frequency division multiplexing method;
A transmitter that wirelessly transmits a signal obtained by multiplexing by the multiplexer;
A wireless communication apparatus comprising:
前記帯域除去フィルタは、前記第1信号の遅延分散が前記第1信号の巡回プレフィクスの時間長より短くなるように前記ノッチフィルタを前記コサイン関数で重み付けしたフィルタ波形を有する、
ことを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。The notch filter is a finite impulse response filter;
The band elimination filter has a filter waveform obtained by weighting the notch filter with the cosine function so that the delay dispersion of the first signal is shorter than the time length of the cyclic prefix of the first signal.
The wireless communication apparatus according to claim 10.
前記多重によって得られた信号を無線送信する、
ことを特徴とする無線信号処理方法。The first signal allocated to the first frequency band included in the frequency band to which the first signal of the orthogonal frequency division multiplexing system can be allocated, and the second frequency band included in the frequency band to which the first signal can be allocated. And multiplexing with a second signal of a multiplexing method that is assigned to a second frequency band different from the first frequency band and has less leakage power to an adjacent channel than an orthogonal frequency division multiplexing method,
Wirelessly transmitting the signal obtained by the multiplexing,
A wireless signal processing method.
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菅野 一生 他: "OFDMと高度化マルチキャリアの同時伝送における相互干渉の影響", 電子情報通信学会2015年総合大会講演論文集 通信1, JPN6018037269, 24 February 2015 (2015-02-24), pages 566, ISSN: 0004011674 * |
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