KR20080089492A - 대역 제한 방법 및 무선 통신 시스템 - Google Patents

대역 제한 방법 및 무선 통신 시스템 Download PDF

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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

수신부에 의해 전반로 품질을 추정하고, 수신부에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 송신부로부터 신호대잡음 전력비와 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 신호를 증폭하여 송신한다. 이 때, 수신부 또는 송신부에서 전반로 품질 정보를 기초로 적응 필터의 롤오프율을 결정하고, 송신부는 해당 결정한 롤오프율의 적응 필터를 이용하여 신호를 필터링하여 송신한다.

Description

대역 제한 방법 및 무선 통신 시스템{BAND LIMIT METHOD AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM}
[0001]
본 발명은 송수신 신호의 대역폭을 제한하기 위한 대역 제한 방법 및 해당 방법을 이용하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
[0002]
무선 통신 시스템에서, 신호 왜곡이 생기는 일 없이 송수신 신호의 대역폭을 제한하는 기술로서 루트 나이키스트 필터를 이용하는 방법이 있다. 이하, 비특허 문헌 1(사이토히로시저, 「디지탈 무선 통신의 변복조」, 전자정보통신학회, p.47 내지 57)에 기재된 루트 나이키스트 필터를 구비한 무선 통신 시스템에 관해 도 1을 이용하여 설명한다.
[0003]
도 1은 종래의 무선 통신 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
[0004]
도 1에 도시하는 바와 같이, 무선 통신 시스템은, 송신부(801) 및 수신부(802)를 갖는 구성이다.
[0005]
송신부(801)는, 송신 심볼 생성부(103), 파일럿 생성부(104), 신호 다중부(105), 루트 나이키스트 필터(803) 및 이득 가변 증폭기(107)를 구비하고 있다.
[0006]
송신 심볼 생성부(103)는, 송신 정보를 생성하여 심볼 매핑을 행하고, 송신 심볼 계열(STXS)을 출력한다. 파일럿 생성부(104)는 파일럿 심볼(SPI)을 생성한다. 신호 다중부(105)는, 송신 심볼 계열(STXS)과 파일럿 심볼(SPI)을 다중하고, 다중화 신호(SMUX)를 출력한다. 루트 나이키스트 필터(803)는, 다중화 신호(SMUX)에 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 송신 신호(SFTX)를 출력한다. 이득 가변 증폭기(107)는, 필터링 송신 신호(SFTX)를 전반로 품질 정보(SCQI)에 따라 증폭하고, 송신 신호(STX)로서 출력한다.
[0007]
수신부(802)는, 루트 나이키스트 필터(804), 신호 분리부(109), 데이터 재생부(110) 및 채널 품질 추정부(111)를 구비하고 있다.
[0008]
루트 나이키스트 필터(804)는, 송신 신호(STX)에 대응하는 수신 신호(SRX)에 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 신호(SFRX)를 출력한다. 신호 분리부(109)는, 필터링 신호(SFRX)를 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)로 분리한다. 데이터 재생부(110)는, 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)를 이용하여 송신 데이터를 재생하고, 재생 데이터(SRED)로서 출력한다. 채널 품질 추정부(111)는, 수신 파일럿 신호(SRXPI)로부터 전반로 품질을 추정하고, 그 추정 결과를 전반로 품질 정보(SCQI)로서 출력한다.
[0009]
도 1에 도시한 무선 통신 시스템에서는, 송신부(801) 및 수신부(802)에서 루트 나이키스트 필터(803, 804)를 이용하여 송수신 신호에 필터링을 시행함에 의해, 신호 왜곡이 생기는 일 없이, 도 2에 도시하는 바와 같은 롤오프 특성에 의해 신호 대역을 제한할 수 있다.
[0010]
상술한 종래의 무선 통신 시스템에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 롤오프율(α)(0<α<1)을 작게 할수록 신호 대역을 가파르게 제한할 수 있기 때문에, 무선 주파수의 이용 효율이 향상한다. 그러나, 롤오프율을 작게 하면, 평균 송신 전력에 대한 피크 전력의 비(比)인 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 커지고, 송신 앰프(도 1에 도시한 이득 가변 증폭기)가 포화함에 의한 신호 왜곡을 회피하기 위해 송신 전력을 제한할 필요가 생긴다. 그 때문에, 송신 신호의 도달 거리가 짧아지고, 통신 범위가 좁게 되어 버리는 문제가 있다.
발명의 개시
[0011]
그래서, 본 발명은, 무선 주파수의 높은 이용 효율과 넓은 통신 범위를 실현할 수 있는 대역 제한 방법 및 무선 통신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[0012]
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 수신부에 의해 전반로 품질을 추정하고, 수신부에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 송신부로부터 신호대잡음 전력비와 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 신호를 증폭하여 송신한다. 이 때, 수신부 또는 송신부에서 전반로 품질 정보를 기초로 적응(適應) 필터의 롤오프율을 결정하고, 송신부는 해당 결정한 롤오프율의 적응 필터를 이용하여 신호를 필터링하여 송신한다.
[0013]
이와 같이 적응 필터의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택함으로써, 예를 들면, 전반로 품질이 양호한 경우, 즉 송신 전력의 소요치가 작은 경우는 작은 롤오프율을 선택함으로써 주파수 이용 효율의 높은 송신을 행하는 것이 가능하다. 또한, 전반로 품질이 나쁜 경우, 즉 송신 전력의 소요치가 큰 경우는 큰 롤오프율을 선택함으로써 PAPR를 저감하여 통신 범위를 향상시킬 수 있다.
[0014]
따라서 적응 필터의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택함으로써, 높은 주파수 이용 효율과 넓은 통신 범위를 실현할 수 있다.
[0015]
도 1은 종래의 무선 통신 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 도 1에 도시한 루트 나이키스트 필터의 특성을 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 1의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 롤오프율과 PAPR의 관계의 한 예를 도시하는 그래프.
도 5는 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 2의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 3의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도.
도 7은 제 3의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서 사용하는 주파수대역을 분할하는 양상을 도시하는 그래프.
도 8은 루트 나이키스트 필터의 롤오프율에 따라 사용하는 주파수 블록을 선택한 때의 스펙트럼 예를 도시하는 그래프.
도 9는 루트 나이키스트 필터의 롤오프율에 따라 사용하는 주파수 블록을 선택한 때의 스펙트럼의 다른 예를 도시하는 그래프.
도 10은 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 4의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[0016]
다음에 본 발명에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1의 실시의 형태)
도 3은 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 1의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도이다.
[0017]
도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은 송신부(101) 및 수신부(102)를 갖는 구성이다.
[0018]
송신부(101)는, 송신 심볼 생성부(103), 파일럿 생성부(104), 신호 다중부(105), 루트 나이키스트 필터(106) 및 이득 가변 증폭기(107)를 구비하고 있다.
[0019]
송신 심볼 생성부(103)는, 송신 정보를 생성하여 심볼 매핑을 행하고, 송신 심볼 계열(STXS)을 출력한다. 파일럿 생성부(104)는 파일럿 심볼(SPI)을 생성한다. 신호 다중부(105)는, 송신 심볼 계열(STXS)과 파일럿 심볼(SPI)을 다중하고, 다중화 신호(SMUX)를 출력한다. 루트 나이키스트 필터(106)는, 다중화 신호(SMUX)에 롤오프율 정보(Salp)에 대응한 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 송신 신 호(SFTX)를 출력한다. 이득 가변 증폭기(107)는, 필터링 송신 신호(SFTX)를 전반로 품질 정보(SCQI)에 따라 증폭하고, 송신 신호(STX)로서 출력한다.
[0020]
수신부(102)는, 루트 나이키스트 필터(108), 신호 분리부(109), 데이터 재생부(110), 채널 품질 추정부(111) 및 롤오프율 결정부(112)를 구비하고 있다.
[0021]
루트 나이키스트 필터(108)는, 송신 신호(STX)에 대응한 수신 신호(SRX)에, 롤오프율 정보(Salp)에 대응한 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 신호(SFRX)를 출력한다. 신호 분리부(109)는, 필터링 신호(SFRX)를 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)로 분리한다. 데이터 재생부(110)는, 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)를 이용하여 송신 데이터를 재생하고, 재생 데이터(SRED)로서 출력한다. 채널 품질 추정부(111)는, 수신 파일럿 신호(SRXPI)로부터 전반로 품질을 추정하고, 그 추정 결과를 전반로 품질 정보(SCQI)로서 출력한다. 롤오프율 결정부(112)는, 전반로 품질 정보(SCQI)로부터 최적의 롤오프율을 결정하고, 롤오프율 정보(Salp)로서 출력한다.
[0022]
송신부(101) 및 수신부(102)는, 가변 이득 증폭기(107)를 제외하고, 예를 들면 논리 회로나 메모리 등을 이용하여 구성하면 좋고, 가변 이득 증폭기(107)는, 예를 들면 FET를 이용한 주지의 고주파 증폭 회로 등에 의해 실현할 수 있다.
[0023]
제 1의 실시 형태의 무선 통신 시스템은, 수신부(102)가 구비하는 롤오프율 결정부(111)에서, 송신부(101) 및 수신부(102)가 구비하는 루트 나이키스트 필터의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택하는 예이다. 구체적으로는, 전반로 품질이 좋은 경우, 즉 송신 전력의 소요치가 작은 경우는 작은 롤오프율을 선택함으로써 주파수 이용 효율이 높은 송신을 행하는 것이 가능하다. 한편, 전반로 품질이 나쁜 경우, 즉 송신 전력의 소요치가 큰 경우는 큰 롤오프율을 선택함으로써 PAPR을 저감하여 통신 범위를 향상시킬 수 있다.
[0024]
예를 들면, 롤오프율과 PAPR의 관계가 도 4에 도시하는 바와 같은 특성을 가지며, 전반로 품질 정보(SCQI)로서 신호대잡음 전력비를 이용하여, 이하에 기재한 조건에 의해 롤오프율(α)을 선택하는 경우를 생각한다. 또한, 도 4는, 롤오프율(도 4에서는 RO로 표기)을 0.10 내지 0.50까지 바꾼 때의, PAPR(dB)과 롤오프율마다의 누적 분포의 관계를 도시하고 있다.
[0025]
SCQI<4dB … α=0.5
4dB≤SCQI<5dB … α=0.25
SCQI≥5dB … α=0.1
여기서, 가변 이득 증폭기(107)는, 수신부(102)에서 소요되는 신호대잡음 전력비(예를 들면, 15dB)가 얻어지도록, 신호대잡음 전력비와 전반로 품질 정보(SCQI)와의 차에 비례한 최적의 이득을 선택하고 있는 것이라고 가정한다. 또한, α=0.1인 때, 송신 신호에는 가변 이득 증폭기(107)의 이득이 10dB까지 왜곡이 생기지 않는, 즉 전반로 품질 정보(신호대잡음 전력비)(SCQI)가 5dB 이상이라면, 송신 신호에 왜곡이 생기는 일 없이 수신부(102)에서 소요되는 신호대잡음 전력비 15dB이 실현할 수 있는 것으로 한다.
[0026]
지금, 전반로 품질 정보(여기서는, 신호대잡음 전력비)(SCQI)=7dB로 하고, 가변 이득 증폭기(107)에서 이득=8dB이 선택되었다고 하면, 롤오프율 결정부(112)는 α=0.1을 선택한다.
[0027]
이 때, 수신부(102)의 루트 나이키스트 필터(108)는, 다음회의 신호 수신시에 대비하여, 롤오프율 정보(Salp)에 따라 α=0.1을 선택한다.
[0028]
또한, 송신부(101)의 루트 나이키스트 필터(106)는, 롤오프율 정보(Salp)에 따라 α=0.1을 선택하고, 이것을 이용하여 다음회의 송신을 행한다.
[0029]
다음 송수신 시각에서, 전반로 품질 정보(SCQI)=4.5dB이 되고, 가변 이득 증 폭기(107)가 이득=10.5dB을 선택하면, 롤오프율 결정부(112)는 α=0.25를 선택한다.
[0030]
이 때, 도 4에 도시하는 그래프의 누적 분포(CDF : Cumulative Distribution Function)가 10-3이 되는 라인을 보면, α=0.25를 선택한 경우, α=0.1을 선택한 때에 비하여 PAPR이 약 1dB 저하되어 있다. 따라서 α=0.25를 선택하면, α=0.1을 선택한 때에 왜곡이 생기지 않는 상한의 이득 10dB보다도 큰 10.5dB까지 왜곡이 생기는 일 없이 신호를 증폭하는 것이 가능해진다.
[0031]
또한, α=0.5를 선택하면, α=0.1을 선택한 경우에 비하여 PAPR이 약 3.5dB 저하되어 있다. 그 때문에, 보다 높은 이득으로의 증폭이 가능해진다.
[0032]
그런데, 제 1의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서는, 송신부(101)의 루트 나이키스트 필터(106)에서 롤오프율 정보(Salp)를 이용하여 롤오프율(α)을 선택하고, 가변 이득 증폭기(107)에서 전반로 품질 정보(SCQI)를 이용하여 이득을 선택하기 때문에, 수신부(102)로부터 송신부(101)에 롤오프율 정보(Salp) 및 전반로 품질 정보(SCQI)를 공급할 필요가 있다.
[0033]
그 때문에, 도 3에 도시한 송신부(101) 및 수신부(102)를 구비한 제 1의 무 선 통신 장치(1)와 제 2의 무선 통신 장치(2) 사이에서 통신을 행하는 무선 통신 시스템인 경우, 예를 들면 제 2의 무선 통신 장치(2)의 채널 품질 추정부(111)에서 구한 전반로 품질 정보(SCQI) 및 롤오프율 결정부(112)에서 생성한 롤오프율 정보(Salp)를, 제 2의 무선 통신 장치(2)로부터 제 1의 무선 통신 장치(1)에 제어 신호로서 송신하면 좋다. 이와 같이 하면, 송신부(101)의 루트 나이키스트 필터(106)는 롤오프율 정보(Salp)를 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 가변 이득 증폭기(107)는 전반로 품질 정보(SCQI)를 용이하게 입수할 수 있다.
[0034]
또한, 첫회의 송수신시, 송신부(101)의 루트 나이키스트 필터(106) 및 수신부(102)의 루트 나이키스트 필터(108)는, 미리 결정된 초기치를 롤오프율(α)로서 이용하면 좋다.
[0035]
또한, 본 실시 형태에서는, 송신부(101)와 수신부(102)에 각각 루트 나이키스트 필터를 구비하는 구성을 나타냈지만, 본 실시 형태에서는 송신부(101)와 수신부(102)에 의한 신호의 필터링에 롤오프 특성을 실현할 수 있으면 좋기 때문에, 루트 나이키스트 필터를 송신부(101)에만 구비하는 구성이라도 좋다. 그 경우, 수신부(102)에는 해당 롤오프 특성을 갖는 필터보다도 넓은 대역을 통과시키는 대역 통과형 필터를 구비하고 있으면 좋다, 이 대역 통과형 필터의 구성은 어떤 것이라도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 루트 나이키스트 필터를 이용하여 송수신 신호의 대역을 제한하는 예를 나타냈지만, 롤오프율(α)이 변경 가능하면, 루트 나이키스트 필터 이외의 적응 필터를 이용하여도 좋다.
[0036]
본 실시 형태의 무선 통신 시스템에 의하면, 수신부(102)가 구비하는 롤오프율 결정부(111)에서, 송신부(101) 및 수신부(102)가 구비하는 루트 나이키스트 필터의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택함으로써, 높은 주파수 이용 효율과 넓은 통신 범위를 실현할 수 있다.
(제 2의 실시의 형태)
도 5는 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 2의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도이다.
[0037]
도 5에 도시하는 바와 같이, 제 2의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은 송신부(201) 및 수신부(202)를 갖는 구성이다.
[0038]
송신부(201)는, 송신 심볼 생성부(103), 파일럿 생성부(104), 신호 다중부(105), 루트 나이키스트 필터(106), 이득 가변 증폭기(107) 및 롤오프율 결정부(203)를 구비하고 있다.
[0039]
송신 심볼 생성부(103)는, 송신 정보를 생성하여 심볼 매핑을 행하고, 송신 심볼 계열(STXS)을 출력한다. 파일럿 생성부(104)는, 파일럿 심볼(SPI)을 생성한다. 신호 다중부(105)는, 송신 심볼 계열(STXS)과 파일럿 심볼(SPI)을 다중하고, 다중화 신호(SMUX)를 출력한다. 롤오프율 결정부(111)는, 전반로 품질 정보(SCQI)로부터 롤오프율을 결정하고, 롤오프율 정보(Salp)로서 출력한다. 루트 나이키스트 필터(106)는, 다중화 신호(SMUX)에 롤오프율 정보(Salp)에 대응한 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 송신 신호(SFTX)로서 출력한다. 이득 가변 증폭기(107)는, 필터링 송신 신호(SFTX)를 전반로 품질 정보(SCQI)에 따라 증폭하고, 송신 신호(STX)로서 출력한다.
[0040]
수신부(202)는, 루트 나이키스트 필터(108), 신호 분리부(109), 데이터 재생부(110) 및 채널 품질 추정부(111)를 구비하고 있다.
[0041]
루트 나이키스트 필터(108)는, 송신 신호(STX)에 대응하는 수신 신호(SRX)에, 롤오프율 정보(Salp)에 대응한 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 수신 신호(SRX)를 출력한다. 신호 분리부(109)는, 필터링 신호(SFRX)를 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)로 분리한다. 데이터 재생부(110)는, 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)를 이용하여 송신 데이터를 재생하고, 재생 데 이터(SRED)로서 출력한다. 채널 품질 추정부(111)는, 수신 파일럿 신호(SRXPI)에 의거하여 전반로 품질을 추정하고, 그 추정 결과를 전반로 품질 정보(SCQI)로서 출력한다.
[0042]
송신부(201) 및 수신부(202)는, 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로, 가변 이득 증폭기(107)를 제외하고, 예를 들면 논리 회로나 메모리 등을 이용하여 구성하면 좋고, 가변 이득 증폭기(107)는, 예를 들면 FET를 이용한 주지의 고주파 증폭 회로 등에 의해 실현할 수 있다.
[0043]
제 2의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은, 송신부(201)가 구비하는 롤오프율 결정부(203)에서, 송신부(201) 및 수신부(202)가 구비하는 루트 나이키스트 필터(106, 108)의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택하는 예이다.
[0044]
루트 나이키스트 필터(106, 108)에서 이용하는 롤오프율의 선택 방법에 관해서는 제 1의 실시의 형태와 같기 때문에, 그 설명은 생략한다.
[0045]
제 2의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서는, 송신부(201)의 롤오프율 결정부(203)에서 롤오프율 정보(Salp)를 생성하기 위해, 해당 롤오프율 정보(Salp)를 수신부(201)의 루트 나이키스트 필터(108)에 공급할 필요가 있다. 또한, 수신 부(202)의 채널 품질 추정부(111)에서 생성한 전반로 품질 정보를 송신부(201)의 롤오프율 결정부(203) 및 가변 이득 증폭기(107)에 각각 공급할 필요가 있다.
[0046]
그 때문에, 도 5에 도시한 송신부(201) 및 수신부(202)를 구비한 제 1의 무선 통신 장치(1)와 제 2의 무선 통신 장치(2) 사이에서 통신을 행하는 무선 통신 시스템인 경우, 예를 들면 제 2의 무선 통신 장치(2)의 채널 품질 추정부(111)에서 구한 전반로 품질 정보(SCQI)를, 제 2의 무선 CQI 통신 장치(2)로부터 제 1의 무선 통신 장치(1)에 제어 신호로서 송신하면 좋다. 이와 같이 하면, 송신부(201)의 롤오프율 결정부(203) 및 가변 이득 증폭기(107)는 전반로 품질 정보(SCQI)를 용이하게 입수할 수 있다. 또한, 제 1의 무선 통신 장치(1)의 롤오프율 결정부(203)에서 생성한 롤오프율 정보(Salp)를, 제 1의 무선 통신 장치(1)로부터 제 2의 무선 통신 장치(2)에 제어 신호로서 송신하면 좋다. 이와 같이 하면, 수신부(202)의 루트 나이키스트 필터(108)는 롤오프율 정보(Salp)를 용이하게 입수할 수 있다.
[0047]
또한, 첫회의 송수신시, 송신부(201)의 루트 나이키스트 필터(106) 및 수신부(202)의 루트 나이키스트 필터(108)는, 미리 결정된 초기치를 롤오프율(α)로서 이용하면 좋다.
[0048]
또한, 본 실시 형태에서는, 송신부(201) 및 수신부(202)에 각각 루트 나이키 스트 필터를 구비한 구성을 나타냈지만, 본 실시 형태에서는 송신부(201)와 수신부(202)에 의한 신호의 필터링에 롤오프 특성을 실현할 수 있으면 좋기 때문에, 루트 나이키스트 필터를 송신부(201)에만 구비하는 구성이라도 좋다. 그 경우, 수신부(202)에는 해당 롤오프 특성을 갖는 필터보다도 넓은 대역을 통과시키는 대역 통과형 필터를 구비하고 있으면 좋다. 이 대역 통과형 필터의 구성은 어떤 것이라도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 루트 나이키스트 필터를 이용하여 송수신 신호의 대역을 제한하는 예를 나타냈지만, 롤오프율(α)이 변경 가능하면, 루트 나이키스트 필터 이외의 적응 필터를 이용하여도 좋다.
[0049]
본 실시 형태의 무선 통신 시스템에 의하면, 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로, 송신부(201)가 구비하는 롤오프율 결정부(203)에서, 송신부(201) 및 수신부(202)가 구비하는 루트 나이키스트 필터의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택함으로써, 높은 주파수 이용 효율과 넓은 통신 범위를 실현할 수 있다.
(제 3의 실시의 형태)
도 6은 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 3의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도이다.
[0050]
도 6에 도시하는 바와 같이, 제 3의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은 송신부(301) 및 수신부(302)를 갖는 구성이다.
[0051]
송신부(301)는, 송신 심볼 생성부(103), 파일럿 생성부(104), 신호 다중부(105), 루트 나이키스트 필터(106), 이득 가변 증폭기(107), 주파수 리소스 선택부(303) 및 주파수 시프트부(304)를 구비하고 있다.
[0052]
송신 심볼 생성부(103)는, 송신 정보를 생성하여 심볼 매핑을 행하고, 송신 심볼 계열(STXS)을 출력한다. 파일럿 생성부(104)는 파일럿 심볼(SPI)을 생성한다. 신호 다중부(105)는, 송신 심볼 계열(STXS)과 파일럿 심볼(SPI)을 다중하고, 다중화 신호(SMUX)를 출력한다. 루트 나이키스트 필터(106)는, 다중화 신호(SMUX)에 롤오프율 정보(Salp)에 대응한 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 기준 송신 신호(SBTX)를 출력한다. 주파수 리소스 선택부(303)는, 롤오프율 정보(Salp)에 대응하는 주파수 리소스를 선택하고, 선택한 주파수 리소스를 나타내는 주파수 리소스 정보(SFR)를 출력한다. 주파수 시프트부(304)는, 기준 송신 신호(SBTX)를 주파수 리소스 정보(SFR)에 의거하여, 주파수 시프트하고, 필터링 송신 신호(SFTX)로서 출력한다. 이득 가변 증폭기(107)는, 필터링 송신 신호(SFTX)를 전반로 품질 정보(SCQI)에 따라 증폭하고, 송신 신호(STX)로서 출력한다.
[0053]
수신부(302)는, 주파수 시프트부(305), 주파수 리소스 선택부(306), 루트 나이키스트 필터(108), 신호 분리부(109), 데이터 재생부(110), 채널 품질 추정 부(111) 및 롤오프율 결정부(112)를 구비하고 있다.
[0054]
주파수 시프트부(305)는, 송신 신호(STX)에 대응하는 수신 신호(SRX)를 주파수 리소스 정보(SFR)에 의거하여 주파수 시프트하고, 기준 수신 신호(SBRX)로서 출력한다. 루트 나이키스트 필터(108)는, 기준 수신 신호(SBRX)에 롤오프율 정보(Salp)에 대응한 루트 롤오프 특성을 갖는 필터링을 시행하고, 필터링 수신 신호(SFRX)를 출력한다. FRX 신호 분리부(109)는, 필터링 신호(SFRX)를 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿신호(SRXPI)로 분리한다. 데이터 재생부(110)는, 수신 심볼 계열(SRXS)과 수신 파일럿 신호(SRXPI)를 이용하여 송신 데이터를 재생하고, 재생 데이터(SRED)로서 출력한다. 채널 품질 추정부(111)는, 수신 파일럿 신호(SRXPI)로부터 전반로 품질을 추정하고, 그 추정 결과를 전반로 품질 정보(SCQI)로서 출력한다. 롤오프율 결정부(112)는, 전반로 품질 정보(SCQI)로부터 롤오프율을 결정하고, 롤오프율 정보(Salp)로서 출력한다. 주파수 리소스 선택부(306)는, 롤오프율 정보(Salp)에 대응하는 주파수 리소스를 선택하고, 주파수 리소스 정보(SFR)를 출력한다.
[0055]
송신부(301) 및 수신부(302)는, 제 1 및 제 2의 실시의 형태와 마찬가지로, 가변 이득 증폭기(107)를 제외하고, 예를 들면 논리 회로나 메모리 등을 이용하여 구성하면 좋고, 가변 이득 증폭기(107)는, 예를 들면 FET를 이용한 주지의 고주파 증폭 회로 등에 의해 실현할 수 있다.
[0056]
제 3의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은, 통신에 사용하는 전주파수 대역을 복수의 주파수 블록으로 분할하고, 롤오프율의 값에 대응하여, 신호의 송수신에 사용하는 주파수 블록을 각각 할당함으로써, 주파수 리소스를 효율적으로 이용하는 예이다. 루트 나이키스트 필터(106, 108)에서 이용하는 롤오프율의 선택 방법에 관해서는 제 1의 실시의 형태와 같기 때문에, 그 설명은 생략한다.
[0057]
이하, 도 7에 도시하는 바와 같이 도 6에 도시한 송신부(301)와 수신부(302)를 구비한 무선 통신 시스템에서 사용하는 전주파수 대역을, 대역폭이 동등한 3개의 주파수 블록으로 분할하는 경우를 생각한다.
[0058]
예를 들면 제 1의 주파수 블록을 α=0.1이 선택된 신호의 송신에 이용하고, 제 2의 주파수 블록을 α=0.25가 선택된 신호의 송신에 이용하고, 제 3의 주파수 블록을 α=0.5가 선택된 신호의 송신에 이용하는 경우를 생각한다. 이 경우, 각 주파수 블록의 스펙트럼 파형은, 도 8에 도시하는 바와 같이 된다. 이와 같이 롤오프율의 값에 대응하여, 신호의 송수신에 사용하는 주파수 블록을 각각 할당함으로써, 각 주파수 블록에서는 고정된 롤오프율로 필터링된 신호가 송수신된다. 또한, 도 8에서는 롤오프율(α)이 작을수록, 낮은 주파수의 주파수 블록을 할당하는 예를 나 타내고 있지만, 롤오프율(α)이 작을수록, 높은 주파수의 주파수 블록을 할당하여도 좋다.
[0059]
또한, 제 1의 주파수 블록을 α=0.1이 선택된 때에 이용하고, 제 2의 주파수 블록을 α=0.5가 선택된 때에 이용하고, 제 3의 주파수 블록을 α=0.1이 선택된 때에 이용하는 경우를 생각한다. 이 경우, 각 주파수 블록의 스펙트럼 파형은 도 9에 도시하는 바와 같이 된다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 전주파수 대역의 대역단(帶域端)에 위치하는 주파수 블록을 롤오프율(α)이 가장 작은 값에 대응하는 신호에 할당하면, 대역단에서 신호 강도가 가파르게 감쇠하기 때문에, 주파수의 이용 효율을 손상시키는 일 없이, 다른 무선 통신 시스템이 이용하고 있는 무선 주파수와의 간섭을 억제할 수 있다.
[0060]
또한, 도 7 내지 도 9에서는 무선 통신 시스템에서 사용하는 전주파수 대역을 대역폭이 동등한 3개의 주파수 블록으로 분할하는 예를 나타냈지만, 분할수는 3개일 필요는 없고, 몇 개라도 좋다. 또한, 각 주파수 블록의 대역폭을 동등하게 할 필요는 없고, 주파수 블록마다 다른 대역폭이라도 좋다. 예를 들면, 롤오프율이 가장 큰 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 주파수 블록에 가장 넓은 대역폭을 할당하면, 해당 주파수 블록에서 송수신하는 신호 대역을 넓힐 수 있다.
[0061]
또한, 본 실시 형태에서는, 송신부(301) 및 수신부(302)에 각각 루트 나이키 스트 필터를 구비한 구성을 나타냈지만, 본 실시 형태에서는 송신부(301)와 수신부(302)에 의한 신호의 필터링에 롤오프 특성을 실현하면 좋기 때문에, 루트 나이키스트 필터를 송신부(301)에만 구비하는 구성이라도 좋다. 그 경우, 수신부(302)에는 해당 롤오프 특성을 갖는 필터보다도 넓은 대역을 통과시키는 대역 통과형 필터를 구비하고 있으면 좋다. 이 대역 통과형 필터의 구성은 어떤 것이라도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 루트 나이키스트 필터를 이용하여 송수신 신호의 대역을 제한하는 예를 나타냈지만, 롤오프율(α)이 변경 가능하면, 루트 나이키스트 필터 이외의 적응 필터를 이용하여도 좋다.
[0062]
본 실시 형태의 무선 통신 시스템에 의하면, 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로, 수신부(302)가 구비하는 롤오프율 결정부(112)에서, 송신부(301) 및 수신부(302)가 구비하는 루트 나이키스트 필터의 롤오프율을 전반로 품질에 따라 최적으로 선택함으로써, 높은 주파수 이용 효율과 넓은 통신 범위를 실현할 수 있다.
[0063]
또한, 본 실시 형태의 무선 통신 시스템에서는, 사용하는 전주파수 대역을 복수의 주파수 블록으로 분할하고, 루트 나이키스트 필터의 롤오프율에 따라 주파수 블록을 최적으로 할당함으로써, 주파수 리소스를 보다 효율 좋게 이용할 수 있다.
(제 4의 실시의 형태)
도 10은 본 발명의 무선 통신 시스템의 제 4의 실시의 형태의 구성을 도시하 는 블록도이다.
[0064]
도 10에 도시하는 바와 같이, 제 4의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은 송신부(401) 및 수신부(402)를 갖는 구성이다.
[0065]
송신부(401)는, 신호 처리부(403) 및 이득 가변 증폭기(107)를 구비하고, 신호 처리부(403)는, 프로그램에 따라 처리를 실행하는 CPU(또는 DSP)와, CPU의 처리에서 이용하는 기억 장치와, 프로그램이 격납된 기록 매체를 구비한, 예를 들면 컴퓨터에 의해 구성된다.
[0066]
신호 처리부(403)는, 상기 제 1의 실시의 형태 내지 제 3의 실시의 형태에서 나타낸, 이득 가변 증폭기(107)를 제외한 송신부의 각종 처리를 기록 매체에 격납된 프로그램에 따라 CPU(또는 DSP)에 의해 실행한다.
[0067]
수신부(402)는, 신호 처리부(404)를 구비하고, 신호 처리부(404)는, 프로그램에 따라 처리를 실행하는 CPU(또는 DSP)와, CPU의 처리에서 이용하는 기억 장치와, 프로그램이 격납된 기록 매체를 구비한, 예를 들면 컴퓨터에 의해 구성된다.
[0068]
신호 처리부(404)는, 상기 제 1의 실시의 형태 내지 제 3의 실시의 형태에서 나타낸 수신부의 각종 처리를 기록 매체에 격납된 프로그램에 따라 CPU(또는 DSP) 에 의해 실행한다.
[0069]
또한, 송신부(401)의 신호 처리부(403)와 수신부(402)의 신호 처리부(404)는, 개별적으로 구비하고 있어도 좋고, 공통의 구성이라도 좋다.
[0070]
본 실시 형태의 구성에서도, 제 1의 실시의 형태 내지 제 3의 실시의 형태의 무선 통신 시스템과 같은 효과를 얻을 수 있다.

Claims (17)

  1. 송신부 및 수신부 사이에서 송수신하는 신호의 대역폭을 제한하기 위한 대역 제한 방법으로서,
    상기 수신부에 의해 전반로 품질을 추정하고,
    상기 수신부에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 상기 송신부가 상기 신호대잡음 전력비와 상기 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 신호를 증폭하여 송신하고,
    상기 송신부와 상기 수신부에 의한 신호의 필터링을 롤오프 특성으로 하기 위한 적응 필터의 롤오프율을, 상기 수신부가 상기 전반로 품질 정보를 기초로 결정하고,
    상기 송신부가, 해당 결정한 롤오프율을 갖는 상기 적응 필터를 이용하여 신호를 필터 하여 송신하는 것을 특징으로 하는 대역 제한 방법.
  2. 송신부 및 수신부 사이에서 송수신하는 신호의 대역폭을 제한하기 위한 대역 제한 방법으로서,
    상기 수신부에 의해 전반로 품질을 추정하고,
    상기 수신부에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 상기 송신부가 상기 신호대잡음 전력비와 상기 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 신호를 증폭하여 송신하고,
    상기 송신부와 상기 수신부에 의한 신호의 필터링을 롤오프 특성으로 하기 위한 적응 필터의 롤오프율을, 상기 송신부가 상기 전반로 품질 정보를 기초로 결정하고,
    상기 송신부가, 해당 결정한 롤오프율을 갖는 상기 적응 필터를 이용하여 신호를 필터링하여 송신하는 것을 특징으로 하는 대역 제한 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 롤오프율을,
    상기 신호의 송신 전력이 클수록, 큰 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 대역 제한 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신부 및 상기 수신부 사이에서 신호의 송수신에 사용하는 전주파수 대역을 복수의 주파수 블록으로 분할하고,
    상기 결정한 롤오프율의 값에 대응하여, 신호의 송수신에 사용하는 주파수 블록을 각각 할당하는 것을 특징으로 하는 대역 제한 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 블록중, 상기 송신부 및 상기 수신부 사이의 신호의 송수신에 사용하는 전주파수 대역의 대역단에 위치하는 주파수 블록을, 상기 롤오프 율이 가장 작은 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 것을 특징으로 하는 대역 제한 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 블록중, 상기 롤오프율이 가장 큰 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 주파수 블록의 대역폭을 가장 넓게 하는 것을 특징으로 하는 대역 제한 방법.
  7. 송신부 및 수신부 사이에서 송수신하는 신호의 대역폭을 제한하는 무선 통신 시스템으로서,
    상기 수신부는,
    전반로 품질을 추정하는 채널 품질 추정부와,
    상기 송신부와 상기 수신부에 의한 신호의 필터링을 롤오프 특성으로 하기 위한 적응 필터의 롤오프율을, 상기 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보를 기초로 결정하는 롤오프율 결정부를 가지며,
    상기 송신부는,
    상기 수신부에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 상기 신호대잡음 전력비와 상기 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 신호를 증폭하여 송신한 가변 이득 증폭부와,
    상기 롤오프율 결정부에서 결정한 롤오프율로 송신하는 신호를 필터링하는 적응 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  8. 송신부 및 수신부 사이에서 송수신하는 신호의 대역폭을 제한하는 무선 통신 시스템으로서,
    상기 수신부는,
    전반로 품질을 추정하는 채널 품질 추정부를 가지며,
    상기 송신부는,
    상기 송신부와 상기 수신부에 의한 신호의 필터링을 롤오프 특성으로 하기 위한 적응 필터의 롤오프율을, 상기 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보를 기초로 결정하는 롤오프율 결정부와,
    상기 수신부에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 상기 신호대잡음 전력비와 상기 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 신호를 증폭하여 송신하는 가변 이득 증폭부와,
    상기 롤오프율 결정부에서 결정한 롤오프율로 송신한 신호를 필터링하는 적응 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    롤오프율 결정부는,
    상기 신호의 송신 전력이 클수록, 상기 롤오프율을 큰 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  10. 제 7항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신부 및 상기 수신부는,
    신호의 송수신에 사용하는 전주파수 대역을 복수의 주파수 블록으로 분할하고,
    상기 결정한 롤오프율의 값에 대응하여, 신호의 송수신에 사용하는 주파수 블록을 각각 할당한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 송신부 및 상기 수신부는,
    상기 복수의 주파수 블록중, 신호의 송수신에 사용하는 전주파수 대역의 대역단에 위치하는 주파수 블록을, 상기 롤오프율이 가장 작은 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 송신부 및 상기 수신부는,
    상기 복수의 주파수 블록중, 상기 롤오프율이 가장 큰 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 주파수 블록의 대역폭을 가장 넓게 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  13. 송수신한 신호의 대역폭을 제한하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램으로서,
    수신한 신호의 전반로 품질을 추정하고,
    상기 수신한 신호에서 소요되는 신호대잡음 전력비가 얻어지도록, 상기 신호대잡음 전력비와 상기 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보와의 차에 비례한 이득에 의해 가변 이득 증폭기에 신호를 증폭하여 송신시키고,
    상기 전반로 품질의 추정 결과인 전반로 품질 정보를 기초로 결정한 롤오프율을 갖는 롤오프 특성으로 상기 송수신하는 신호를 필터링하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 프로그램.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 롤오프율을,
    상기 신호의 송신 전력이 클수록, 큰 값으로 설정하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 프로그램.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    신호의 송수신에 사용하는 전주파수 대역을 복수의 주파수 블록으로 분할하고,
    상기 결정한 롤오프율의 값에 대응하여, 신호의 송수신에 사용하는 주파수 블록을 각각 할당하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 프로 그램.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 블록중, 신호의 송수신에 사용하는 전주파수 대역의 대역단에 위치하는 주파수 블록을, 상기 롤오프율이 가장 작은 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 프로그햄.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 블록중, 상기 롤오프율이 가장 큰 값에 대응하는 신호의 송수신에 이용하는 주파수 블록의 대역폭을 가장 넓게 하는 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 것을 특징으로 하는 프로그램.
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