WO2003045025A1 - Appareil de transmission, appareil de reception, procede de transmission et procede de reception - Google Patents

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Yutaka Murakami
Katsuaki Abe
Masayuki Orihashi
Akihiko Matsuoka
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a transmission device, a reception device, a transmission method, and a reception method, and is preferably applied to, for example, a digital radio communication system that adaptively changes a modulation method and an error correction method according to a propagation path environment and the like. is there.
  • Background art
  • a transmission / reception device determines the current propagation path state based on the SIR (Signal to Interference Ratio) of a signal received from the other party, and switches the modulation scheme according to the state.
  • SIR Signal to Interference Ratio
  • the information modulation is performed by digital modulation using a multi-level modulation method with a large amount of information transmission per symbol such as 64 QAM, and error correction is performed.
  • a high redundancy error correction code is added and transmitted.
  • the information data is digitized using a modulation method with a small amount of information transmission per symbol, such as 16 QAM or QPSK modulation method.
  • An error correction code with low redundancy is added as an error correction method and transmitted.
  • the receiving apparatus has a plurality of demodulation sections corresponding to a plurality of modulation schemes and a plurality of error correction decoding sections corresponding to a plurality of error correction schemes.
  • the original data is restored by performing a demodulation process and an error correction process according to the modulated modulation format information signal and the error correction information signal.
  • Figure 1 shows the frame configuration. From the beginning of the frame, a ramp symbol R consisting of one symbol, a synchronization symbol SW consisting of six symbols, a pilot symbol P consisting of one symbol, a modulation scheme information symbol I consisting of one symbol, and a data symbol DATA consisting of 18 symbols are sequentially displayed. Are located.
  • the receiving apparatus that has received the signal having such a frame configuration determines the modulation scheme of the data symbol DATA from the modulation scheme information symbol I, and demodulates the data symbol DATA using the demodulation scheme corresponding to the determined modulation scheme. .
  • modulation scheme information symbol I or the error correction scheme information symbol (not shown)
  • the data obtained by demodulating and decoding the data symbol DATA will be erroneous.
  • modulation scheme information and error correction scheme information may be erroneously determined on the receiving side due to fuzzing due to noise or fluctuations in the propagation path, which causes a reduction in communication quality. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a transmission device, a reception device, a transmission method, and a reception method that can improve the communication quality by enabling the reception side to accurately determine the modulation method and error correction method of a digital modulation signal. That is.
  • the purpose of this is to provide a communication system in which a modulation scheme and an error correction scheme are adaptively switched according to the state of a propagation path to improve propagation path error resilience. This is achieved by arranging the signals of the modulation method and error correction method used on the transmitting side at discrete positions in the same frame and transmitting them.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conventional transmission frame configuration
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a transmission frame configuration according to Embodiment 1;
  • Fig. 4 is an I-Q plane diagram for explaining the case where the modulation method information is QPSK modulated
  • FIG. 5 is an IQ plan view for explaining the case where the error correction method information is subjected to BPSK modulation
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a modulation scheme / error correction scheme estimator
  • FIG. Diagram showing the received electric field strength of the received signal when receiving the fluctuation
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a transmission apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 (A) shows modulation scheme information symbols and error correction scheme information symbols discretely arranged in the frequency direction in an OFDM signal. Diagram showing the case;
  • FIG. 10 (B) is a diagram showing a case where modulation scheme information symbols and error correction scheme information symbols are discretely arranged in the time direction in an OFDM signal;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 2.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 2 shows the configuration of the transmitting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Transmitter 1 0 0 is such that an error correction method and a modulation method can be adaptively selected according to the state of the propagation path.
  • the transmitting apparatus 100 inputs the transmission digital signal D1 to the error correction A encoder 101 and the error correction B encoder 102.
  • the error correction A encoder 101 and the error correction B encoder 102 perform error correction processes with different degrees of redundancy. Specifically, the error correction B encoder 102 performs error correction processing with a higher degree of redundancy than the error correction A encoder 101, so that the error correction B encoder 102 It is designed to obtain an error-correction coded data with high error resilience. Each error correction coded data obtained by the error correction A encoder 101 and the error correction B encoder 102 is transmitted to the digital signal selector 103.
  • the transmitting apparatus 100 has a modulation scheme / error correction scheme determination unit 104, and the modulation scheme / error correction scheme determination unit 104 receives the propagation path estimation signal S1.
  • the propagation path estimation signal S1 is obtained by the receiving unit of the transmitting device 100 (not shown) based on a signal to interference ratio (SIR) of a signal received from a wireless station of a communication partner.
  • SIR signal to interference ratio
  • Modulation method / error correction method determination section 104 determines a modulation method and an error correction method according to propagation path estimation signal S1.
  • the modulation method is, for example, BPSK (Binariphase Phase Shift Keying) modulation or QPSK modulation.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • Modulation method The modulation method information S 2 and error correction method information S 3 determined by the error correction method determination unit 104 are used for the digital signal selection unit 103, transmission baseband signal selection unit 106 and control. The information is sent to the information modulator 105.
  • the digital signal selection unit 103 selects either the error correction A encoder 101 or the output of the error correction B encoder 102 based on the error correction method information S3, and outputs the BPSK modulation unit 107, QPSK modulator 1 08, 16 Q AM modulator 1 It is sent to 09 and 64 QAM modulator 110.
  • Each of the modulators 107 to 110 performs digital modulation processing on the digital signal input from the digital signal selector 103, and transmits the modulated signal to the spanned signal selector 106.
  • Transmission baseband signal selection section 106 selects and outputs a modulation signal according to modulation information S2 from among the plurality of input modulation signals. For example, when the state of the propagation path is poor, modulation scheme information S2 indicating BPSK modulation or QPSK modulation is input, and a corresponding BPSK modulation signal or QPSK modulation signal is selectively output.
  • the frame configuration section 111 receives as input a modulation signal selected by the transmission baseband signal selection section 106 and a signal indicating a modulation scheme and an error correction scheme modulated by the control information modulation section 105.
  • the control information modulation section 105 performs a modulation process with high error resilience such as BPSK modulation or QPSK modulation on the input signal. As a result, the error tolerance of signals related to modulation and error correction, which are very important information on the receiving side, is increased.
  • the frame configuration section 111 of this embodiment includes, in order from the beginning of the frame, a pilot symbol P consisting of one symbol, a modulation scheme information symbol MX consisting of three consecutive symbols, and an error correction scheme consisting of three consecutive symbols.
  • Information symbol CX s Data symbol DAT A consisting of 128 symbols, pilot symbol P, data symbol DATA, pilot symbol P, unique word UW consisting of 10 symbols, pilot symbol P, modulation scheme information symbol MY, error correction scheme information symbol CY,
  • One transmission frame is configured by arranging the data symbol DATA, pilot symbol P, data symbol DATA, and pilot symbol P in this order.
  • modulation scheme information symbol MX and modulation scheme information symbol MY are the same symbol
  • error correction information symbol CX and error correction information symbol CY are the same symbol.
  • frame configuration section 111 discretely modulates modulation scheme information symbols MX and MY and error correction information symbols CX and CY in the same frame. Deploy. In other words, the same modulation scheme information symbol MY as the modulation scheme information symbol MX is placed at a different position in the frame, and the same error correction scheme information symbol CY as the error correction scheme information symbol CX is placed at a different location in the frame. Distribute iris.
  • a method of modulating a plurality of continuous symbols (three symbols in this embodiment) representing modulation scheme information by control information modulation section 105 will be described.
  • the modulation symbol information symbols MX and MY of three consecutive symbols are created by the QPSK modulation shown in Fig. 4, for example, when the information symbol modulation method is BPSK modulation, the signal point 201 is There is a method in which the signal point 202 is mapped in the case of QPSK modulation, the signal point 203 is mapped in the case of 16 QAM, and the signal point 204 is mapped in the case of 64 QAM, using modulation scheme information symbols MX and MY.
  • the modulation scheme of the information symbol is BPSK modulation, it is mapped to 201, 202, and 203 in order of time, and when QPSK modulation, it is mapped to 202, 204, and 203 in order of time.
  • QAM there is a method of mapping to 204, 201, and 203 in order of time
  • 64 QAM there is a method of mapping to 202 and 204s201 in order of time.
  • the error correction method A when the error correction method A is used, matching is performed to 301, 302, and 302 in time order, and when the error correction method B is used, 302, 301 , 301 has a method of matting.
  • the former method when mapping is performed with fixed signal points), highly accurate estimation can be performed with a small number of symbols.
  • the modulation method and error correction method can be estimated by a simple method called SK modulation method detection.
  • the modulation scheme information symbol and the error correction scheme information symbol are used. Can be used as a symbol for time synchronization between the transmitting device and the receiving device.
  • a complicated operation called sequence correlation operation is required.
  • the signal output from the frame configuration unit 111 is subjected to digital-to-analog conversion and signal amplification processing by the radio unit 112, and then transmitted by the antenna 113.
  • FIG. 6 shows a configuration of a receiving device 500 that receives and demodulates a signal transmitted from the transmitting device 100.
  • the receiving apparatus 500 performs a predetermined radio reception process such as an amplification process and an analog digital conversion process on the reception signal received by the antenna 501 by the radio section 502, thereby obtaining the orthogonal paceband signal. This is sent to the detection sections 503 to 506 and the modulation scheme and error correction scheme estimation section 507.
  • the detectors 503 to 506 are composed of an 8.3 detector 503, a 0-3 detector 504, a 16 QAM detector 505, and a 64Q AM detector 506.
  • the received baseband signal detected by each of the detectors 503 to 506 is sent to the received digital signal selector 508.
  • the modulation scheme 'error correction scheme estimator 507 detects the modulation scheme information symbols MX and MY and the error correction scheme information symbols CX and CY in Fig. 3 from the received orthogonal baseband signal, and these information symbols MX and MY , CX, and CY, and estimates the modulation scheme and error correction scheme, and sends the estimation result S 10 to the received digital signal selector 508 and the signal selector 509.
  • Modulation scheme / error correction scheme estimation section 507 is configured as shown in FIG. That is, the modulation scheme / error correction scheme estimator 507 inputs the received orthogonal baseband signal output from the radio section 502 to the modulation scheme / error correction scheme signal detector 520. Modulation method Error correction signal detection section 520 Based on the unique word UW included in the signal, the modulation scheme information symbols MX and MY and the error correction scheme information symbols CX and CY are synchronously detected, and BPSK demodulation processing or QPSK demodulation processing is performed on these. Detects and demodulates information symbols MX and MY and error correction method information symbols CX and CY.
  • Modulation method / error correction method information X decision section 5 2 1, among detected modulation method information symbols MX and MY and error correction method information symbols CX and CY, modulation method information symbol MX and error shown in Figure 3 Correction information CX is determined and detected.
  • the modulation scheme / error correction scheme information Y determination section 522 includes the modulation scheme information symbols MY and MY shown in FIG. 3 among the detected modulation scheme information symbols MX and MY and the error correction scheme information symbols CX and CY. Judges and detects error correction information CY.
  • these modulation scheme information symbol MX and error correction scheme information symbol CX, and modulation scheme information symbol MY and error correction scheme information symbol CY are located at distant positions in the transmission frame. They are arranged discretely and regularly. Therefore, the modulation scheme / error correction scheme information X decision section 521 and the modulation scheme / error correction scheme information Y decision section 522 easily determine these information symbols based on, for example, the pilot symbol P. Detection failed.
  • the modulation scheme and error correction scheme information X reception power calculation section 523 calculates the reception power of the modulation scheme information symbol MX and the error correction scheme information symbol CX.
  • the modulation scheme / error correction scheme information Y reception power calculator 524 calculates the reception power of the modulation scheme information symbol MY and the error correction scheme information symbol CY.
  • the positions of the modulation scheme information symbol MX and the error correction scheme information symbol CX, which are discretely arranged in the frame, and the modulation scheme information symbol MY and the error correction scheme information symbol CY are indicated by pilot symbols. P and unique word UW, and detects the received power of modulation scheme information symbol MX and error correction scheme information symbol CX and modulation scheme information symbol MY and error correction scheme information symbol. Calculate the received power of the symbol CY.
  • the modulation method and error correction method decision section 5 25 are used to convert the modulation method information MX and error correction method information CX obtained by the modulation method and error correction method information X decision section 5 21 into the modulation method and error correction method.
  • the information X is weighted by the reception power obtained by the reception power calculation section 523.
  • the modulation scheme / error correction scheme determination section 5 25 converts the modulation scheme information symbol MY and the error correction scheme information symbol CY obtained by the modulation scheme / error correction scheme information Y determination section 5 22 into the modulation scheme Error correction method information Y Received power calculation unit Weights with the received power obtained by 524.
  • the modulation scheme / error correction scheme determination section 5 25 determines the modulation scheme and the error correction scheme by adding the modulation scheme information symbols MX and MY and the error correction scheme information symbols CX and CY weighted by the reception power. .
  • the modulation scheme / error correction scheme estimator 507 determines each of the modulation scheme information symbols MX and MY and the error correction scheme information symbols CX and CY that are discretely arranged in the transmission frame. By detecting the received power at the position and weighting and adding each modulation scheme information symbol MX, MY and error correction scheme information symbol CX, CY according to the received power, the final modulation scheme information and error correction scheme information can be obtained. Has been made.
  • the received digital signal selection section 508 outputs the modulation method from the output of the BPSK detection section 503,? 3 detection section 504, 16QAM detection section 505 and 64QAM detection section 506.
  • An output corresponding to the modulation scheme estimated by the error correction scheme estimator 507 is selected and transmitted to the subsequent error correction A decoder 510 and error correction B decoder 511.
  • Received decoded signals decoded by the error correction A decoder 510 and the error correction B decoder 511 using different error correction schemes are sent to a signal selection unit 509.
  • the signal selection section 509 outputs the output corresponding to the error correction scheme estimated by the modulation scheme / error correction scheme estimation section 507 from the error correction A decoder 510 and the error correction B decoder 511. And select this as the final received decoded signal. Output.
  • transmitting apparatus 100 adaptively modulates data symbol DATA using a modulation scheme having a different error resilience according to the state of the propagation path, and performs an error correction scheme having a different error resilience. Error correction processing.
  • transmitting apparatus 100 transmits modulation information MX, MY of the modulation scheme and information CX, CY of the error correction scheme, which are discretely arranged in a transmission frame.
  • the modulation method information MX and MY and the error correction method information CX and CY are modulated and transmitted using a modulation method with strong error resilience such as BPSK modulation or QPSK modulation.
  • the receiving apparatus 500 that receives this transmission signal first calculates the reception power for the modulation scheme information signals MX and MY and the error correction scheme information signals CX and CY that are discretely arranged.
  • the received power of the received signal varies with time due to the influence of faging and the like.
  • the modulation scheme information signals MX and MY and the error correction scheme information signals CX and CY that are discretely arranged for example, the modulation scheme information signal MX and the error correction scheme information signal CX have the reception power (reception field strength). Becomes smaller, and the reception powers of the modulation scheme information signal MY and the error correction scheme information signal CY increase.
  • the error rate at the time of demodulation is smaller for a signal with a higher received power, so that the receiving apparatus 500 assigns a smaller weighting factor to the modulation scheme information signal MX and the error correction scheme information signal CX with the smaller received power.
  • Receiving apparatus 500 selects the data demodulated by the demodulation method corresponding to the acquired modulation method information, and selects the reception decoding data subjected to the error correction decoding process corresponding to the acquired error correction method information. To get the final reception day. As a result, a signal demodulated and decoded by an appropriate modulation method and an appropriate error correction method can be obtained, so that reception quality can be improved.
  • the received electric field strength of each information symbol needs to be at least a certain level. Therefore, it suffices that the modulation scheme information and the error correction scheme information symbol that are discretely arranged include a symbol whose received electric field strength is a certain level or more.
  • temporal positions to be discretely arranged are selected in consideration of the time of the reciprocal of the Doppler frequency. Specifically, assuming that the maximum Doppler frequency specified in the wireless communication system to which the transmitting device 100 and the receiving device 500 belong is fd, the modulation is performed for each position separated by about 1 / fd time.
  • the system information signals MX and MY and the error correction system information signals CX and CY are arranged. This allows the reception electric field strength to drop at any one of the modulation scheme information signals MX and MY and the error correction scheme information signals CX and CY that are discretely arranged even when the reception electric field strength drops due to fading. Values can be suppressed within the range, so that the error rate of the modulation method information and error correction method information can be suppressed.
  • the discrete position is selected as an extremely close position, when the received electric field strength drops due to fading, the received electric field strength of all symbols of the discretely arranged symbols drops, and the modulation method and error correction method information All error rates are high.
  • the position where the modulation method and the error correction information are arranged may be simply determined near the beginning, near the middle, or near the tail in one frame.
  • the modulation scheme information symbols MX, MY, and error correction are discretely included in the transmission frame on the transmission side.
  • the system information symbols CX and CY are arranged and transmitted, and the modulation system information symbols MX, MY, and Detects the received power of the correction scheme information symbols CX and CY, and weights the modulation scheme information and error correction scheme information that are discretely arranged according to the magnitude of the received power to obtain the final modulation scheme and error.
  • the transmission device 100 and the reception device 500 By determining a correction method and obtaining a demodulated decoded signal based on the correction method, the transmission device 100 and the reception device 500, which can suppress the deterioration of communication quality even when noise or propagation path fluctuations occur, can be used. Can get o
  • modulation scheme information symbols MX and MY and the error correction scheme information symbols CX and CY are not one symbol, but multiple symbols (three symbols in the case of the embodiment). Method information can be transmitted more accurately.
  • modulation scheme information symbols MX and MY and error correction scheme information symbols CX and CY are transmitted using BPSK modulation or QPSK modulation, which is a modulation scheme that is resistant to fading and channel fluctuations.
  • Information and error correction method information can be transmitted more accurately.
  • modulation scheme information and error correction information that are discretely arranged are weighted according to reception power to obtain final modulation scheme information and error correction scheme information.
  • the present invention is not limited to this, and only the modulation scheme information and the error correction scheme information having the larger reception power may be used as the final modulation scheme information and error correction scheme information.
  • the modulation scheme information MY and the error correction scheme information CY when the reception power of the modulation scheme information MY and the error correction scheme information CY is larger than the reception power of the modulation scheme information MX and the error correction scheme information CX, the modulation scheme information MY and error correction method information CY may be selected.
  • the transmission power of the symbol indicating the modulation scheme and the error correction scheme is the same as the transmission power of the data symbol and the pilot symbol, but the modulation scheme and the error correction scheme will be described. If the transmission power of a symbol (that is, the maximum signal amplitude) is made larger than the transmission power of other symbols (the maximum signal amplitude), the modulation method information and error correction method information can be more accurately obtained on the receiving side. Will be able to gain.
  • the transmission apparatus 100 forms a transmission frame as shown in FIG. 3, but the frame configuration is not limited to FIG.
  • the modulation scheme information symbol and the error correction scheme information symbol are consecutively inserted in three places and are discretely inserted in two places, but this is not a limitation.
  • the configurations of the transmitting apparatus, the receiving apparatus, the modulation scheme and the error correction scheme estimating section of the present invention are not limited to those shown in FIGS.
  • the configuration of the modulation scheme and error correction scheme estimator 507 in FIG. Although two method information judgment units and modulation methods and two error correction method information reception power calculation units are provided, these numbers depend on the number of modulation method information symbols and error correction method information symbols that are discretely inserted. It is sufficient to provide a number corresponding to that.
  • the case where the modulation method information and the error correction method information are transmitted has been described.
  • the present invention is applied to a transmitting device and a receiving device that transmit only one of them, the present embodiment The same effect as described above can be obtained.
  • the modulation scheme information can be accurately transmitted to the receiving side.
  • the transmitting apparatus 800 arranges a transmission signal in a plurality of subcarriers orthogonal to each other by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system and transmits the transmission signal.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the output of the frame configuration unit 111 is subjected to serial / parallel conversion processing by a serial / parallel conversion unit (S / P conversion unit) 801, and an inverse Fourier transform unit (idft) is applied to the processed parallel signal.
  • S / P conversion unit serial / parallel conversion unit
  • idft inverse Fourier transform unit
  • the divisions in the frequency direction in FIGS. 10 (A) and 10 (B) indicate subcarrier divisions. That is, FIGS. 10 (A) and 10 (B) show an example in which a modulated signal is transmitted using 10 subcarriers which are orthogonal to each other.
  • error correction scheme information symbols are discretely allocated to different frequency subcarriers at the same time and modulation scheme information symbols are discretely allocated to different frequency subcarriers at the same time. It is.
  • the receiving side can obtain an error correction method information signal and a modulation method information signal having a signal level equal to or higher than a predetermined value.
  • error correction scheme information symbols are arranged at different times of the same frequency subcarrier, and modulation scheme information symbols are arranged at different times of the same frequency subcarrier.
  • FIG. 11 shows a configuration of a receiving apparatus that receives the OFDM signal transmitted by transmitting apparatus 800.
  • the receiving apparatus 1004 performs a Fourier transform process on the output of the radio section 502 with a Fourier transform section (dft) 1001.
  • the signal after the Fourier transform is parallel-serial converted by a parallel-serial converter (P / S converter) 1002.
  • P / S converter parallel-serial converter
  • transmission including the error correction scheme information signal and the modulation scheme information signal is performed.
  • the error correction method information signal and modulation method information signal are arranged at discretely different subcarriers or the same subcarrier at temporally separated positions.
  • the modulation method and error correction method of the digital modulation signal can be accurately determined on the receiving side.
  • a transmitting apparatus includes: a modulation scheme information signal generating unit that generates an information signal related to a modulation scheme of an information symbol; an error correction scheme information signal generating unit that generates an information signal related to an error correction scheme of an information symbol; A configuration including a frame forming means for forming a transmission frame by discretely arranging a signal and / or an error correction method information signal, and a transmitting means for transmitting a transmission frame is employed.
  • the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal are arranged discretely, both of the discretely arranged signals deteriorate even if the transmission signal is subject to fading / propagation path fluctuation. The possibility of deterioration is reduced. As a result, the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal can be accurately restored on the receiving side.
  • the modulation scheme information signal generation means and / or the error correction scheme information signal generation means may include a modulation scheme information signal including a plurality of symbols and an error correction scheme. A configuration for generating an information signal is employed.
  • the propagation path error resistance is improved as compared with the case where the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal is formed by a single symbol. Information signals can be restored more accurately.
  • the transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the frame forming means discretely arranges the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal at positions separated by a predetermined time or more according to the Doppler frequency.
  • the drop of the received electric field strength at any position of the modulation scheme information signal and the error correction scheme information signal that are discretely arranged is within an allowable value. Since the suppression can be suppressed, the error rates of the modulation scheme information signal and the error correction scheme information signal can be suppressed even when faging occurs.
  • the discrete position is selected as an extremely close position, when the received electric field strength drops due to fading, the received electric field strength of all symbols of the discretely arranged symbols drops, and the modulation method and error correction method Since the error rate of all information signals increases, this configuration takes this into account, and optimally selects discrete locations in consideration of the Doppler frequency that has a deep connection with fading.
  • the transmitting apparatus of the present invention employs a configuration in which the transmitting means transmits the transmission frame by setting the maximum signal point amplitude of the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal to be larger than the maximum signal point amplitude of the information symbol.
  • the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal can be more accurately restored on the receiving side.
  • the transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which a modulation scheme information signal and / or an error correction scheme information signal are transmitted by BPSK modulation or QPSK modulation.
  • modulation of the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal Since BPSK modulation or QPSK modulation, which has high error resilience, is adopted as the method, the modulation method information signal and / or error correction method information signal can be more accurately restored on the receiving side.
  • the transmitting apparatus of the present invention discretely arranges the modulation scheme information signal and / or the error correction scheme information signal on a plurality of subcarriers orthogonal to each other and transmits them.
  • the modulation method information of at least one subcarrier of the modulation method information signal and / or the error correction method information signal discretely arranged in different subcarriers. Since the signal and / or error correction method information signal has a high possibility that the drop in signal level due to fading becomes small, the receiving side obtains a modulation method information signal and / or an error correction method information signal with an unnecessary signal level. Will be able to do it.
  • the receiving apparatus of the present invention includes an information signal, a modulation method information signal relating to a modulation method of the information signal, and an error correction method information signal relating to an error correction method of the information signal, wherein the modulation method information signal and the error correction information
  • a receiving apparatus for receiving and demodulating a received signal in which signals are arranged at discrete positions in the same frame, wherein the modulation method information signal and the error correction method information signal at each position discretely arranged are provided.
  • Reception power detection means for detecting the reception power; and weighting according to the reception power for the modulation scheme information signal and the error correction scheme information signal arranged at positions corresponding to the reception power detected by the reception power detection means.
  • Determining means for determining the modulation method and the error correction method by performing the modulation method and the error correction method corresponding to the modulation method and the error correction method determined by the determination means.
  • a signal selecting means for selecting a demodulated signal obtained by performing the tone processing and the error correction processing.
  • the modulation scheme information signal and the error correction scheme information signal that are discretely arranged are received.
  • the modulation scheme and error correction scheme were determined by weighting. As a result, it is possible to determine an accurate modulation method and an error correction method, and to perform a demodulation process and an error correction process accordingly, thereby obtaining a high-quality received signal. Cut.
  • the receiving apparatus of the present invention includes an information signal, a modulation method information signal related to a modulation method of a signal, and an error correction method information signal related to an error correction method of the information signal.
  • a configuration including signal selection means for selecting a signal is adopted.
  • the reception power of the modulation scheme information signal and the error correction scheme information signal that are discretely arranged is considered. Select the larger modulation scheme and error correction scheme. As a result, an accurate modulation scheme and error correction scheme information signal with few errors at the time of demodulation can be obtained, and by performing demodulation processing and error correction processing accordingly, a high-quality reception signal can be obtained.
  • the transmission method of the present invention generates a modulation scheme information signal related to an information symbol modulation scheme, generates an error correction scheme information signal related to an information symbol error correction scheme, and generates a modulation scheme information signal and / or an error correction scheme information signal.
  • a modulation scheme information signal related to an information symbol modulation scheme generates an error correction scheme information signal related to an information symbol error correction scheme
  • generates a modulation scheme information signal and / or an error correction scheme information signal are arranged discretely to form a transmission frame, and the transmission frame is transmitted.
  • the receiving method of the present invention includes an information signal, a modulation method information signal related to a modulation method of the information signal, and an error correction method information signal related to an error correction method of the information signal.
  • the receiving side can accurately determine the modulation method and error correction method performed on the transmission side. Communication quality can be improved.
  • the present invention can be applied to a digital radio communication system that adaptively changes a modulation method and an error correction method according to, for example, a propagation path environment.

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Description

明 細 書 送信装置、 受信装置、 送信方法及び受信方法 技術分野
本発明は送信装置、 受信装置、 送信方法及び受信方法に関し、 例えば伝搬路 環境等に応じて変調方式や誤り訂正方式を適応的に変えるディジ夕ル無線通 信システムに適用して好適なものである。 背景技術
従来、 無線通信システムでは、 高品質かつ高効率に通信を行うために様々な システム制御が行われる。 その一つとして、 伝搬路の状態に応じて変調方式や 誤り訂正方式を適応的に切り換えて送受信するようになされた無線通信シス テムがある。 この種の無線通信システムでは、 送受信装置が相手側から受信し た信号の S I R (Signal to Interference Ratio) 等に基づいて現在の伝搬路状 態を判断し、 その状態に応じて変調方式を切り換える。
実際上、 伝搬路状態が良い場合には、 情報デ一夕を例えば 6 4 Q A Mのよう に 1シンボル当たりの情報伝達量の多い多値変調方式を用いてディジ夕ル変 調すると共に、 誤り訂正方式として冗長度の高い誤り訂正符号を付加して送信 する。 これに対して伝搬路の状態が悪い場合には、 情報データを例えば 1 6 Q A Mや Q P S K変調方式のように 1シンボル当たりの情報伝達量の少ない変 調方式を用いてディジ夕ル変調すると共に、 誤り訂正方式として冗長度の低い 誤り訂正符号を付加して送信する。
このためこの種の無線通信システムでは、 受信側に送信信号がどの変調方式 を用いて変調したものか、 どの誤り訂正方式を用いて誤り訂正処理したものか を伝達する必要がある。 受信装置は、 複数の変調方式に対応した複数の復調部 及び複数の誤り訂正方式に対応した複数の誤り訂正復号部を有しており、 伝達 された変調方式情報信号及び誤り訂正情報信号に応じた復調処理及び誤り訂 正処理を施すことにより、 元のデータを復元するようになっている。
送信フレーム内に変調方式を示す信号を配置したフレーム構成として、 例え ば、 「陸上移動通信用適応変調実験システムの開発—動作モードの概要—」 、 浜口他、 電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 B— 5—1 3 5 p p . 3 8 8 1 9 9 7年 9月に記載されているものが知られている。
図 1に、 そのフレーム構成を示す。 フレームの先頭から順次、 1シンボルか らなるランプシンボル R、 6シンボルからなる同期シンボル S W、 1シンボル からなるパイロットシンボル P、 1シンボルからなる変調方式情報シンボル I、 1 8シンボルからなるデータシンボル D A T Aが配置されている。
このようなフレーム構成の信号を受信した受信装置は、 変調方式情報シンポ ル Iから、 データシンボル D A T Aの変調方式を判定し、 判定した変調方式に 対応した復調方式を用いてデータシンボル D A T Aを復調する。
ところで、 受信装置において、 変調方式情報シンボル Iや誤り訂正方式情報 シンボル （図示せず） の判定を誤ってしまうと、 データシンボル D A T Aを復 調復号して得られるデ一夕は誤ったものとなってしまう。 このことから、 変調 方式情報や誤り訂正方式情報を、 正確に受信装置に伝送することが重要となる。 しかしながら無線通信においては、 雑音や、 伝搬路変動によるフエ一ジング によって、 変調方式情報や誤り訂正方式情報が受信側で誤って判定されるおそ れがあり、 通信品質の低下の要因となる。 発明の開示
本発明の目的は、 受信側においてディジタル変調信号の変調方式や誤り訂正 方式を正確に判定できるようにして、 通信品質を向上させることができる送信 装置、 受信装置、 送信方法及び受信方法を提供することである。
この目的は、 伝搬路の状態に応じて変調方式や誤り訂正方式を適応的に切り 換えて伝搬路誤り耐性を向上させるようになされた通信システムにおいて、 送 信側で用いた変調方式及び誤り訂正方式の信号を同一フレーム内の離散的な 位置に配置して送信することにより達成される。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来の送信フレーム構成を示す図；
図 2は、 本発明の実施の形態 1に係る送信装置の構成を示すプロック図； 図 3は、 実施の形態 1による送信フレーム構成を示す図；
図 4は、 変調方式情報を Q P S K変調する場合の説明に供する I— Q平面 図；
図 5は、 誤り訂正方式情報を B P S K変調する場合の説明に供する I—Q平 面図；
図 6は、 本発明の実施の形態 1に係る受信装置の構成を示すプロック図； 図 7は、 変調方式 ·誤り訂正方式推定部の構成を示すブロック図； 図 8は、 フエージングや伝搬路変動を受けた場合の受信信号の受信電界強度 を示す図；
図 9は、 実施の形態 2に係る送信装置の構成を示すプロック図； 図 1 0 (A) は、 O F D M信号中に変調方式情報シンボル及び誤り訂正方式 情報シンボルを周波数方向に離散的に配置した場合を示す図；
図 1 0 ( B ) は、 O F D M信号中に変調方式情報シンボル及び誤り訂正方式 情報シンボルを時間方向に離散的に配置した場合を示す図；
および
図 1 1は、 実施の形態 2に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態について、 添付図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態 1 )
図 2に、 本発明の実施の形態 1に係る送信装置の構成を示す。送信装置 1 0 0は伝搬路の状態に応じて誤り訂正方式及び変調方式を適応的に選択し得る ようになされている。 送信装置 1 0 0は、 送信ディジ夕ル信号 D 1を誤り訂正 Aエンコーダ 1 0 1及び誤り訂正 Bエンコーダ 1 0 2に入力する。
誤り訂正 Aエンコーダ 1 0 1と誤り訂正 Bエンコーダ 1 0 2は、 それそれ冗 長度の異なる誤り訂正処理を行う。 具体的には、 誤り訂正 Bエンコーダ 1 0 2 の方が、 誤り訂正 Aエンコーダ 1 0 1よりも冗長度の高い誤り訂正処理を行う ようになされ、 これにより誤り訂正 Bエンコーダ 1 0 2の方が誤り耐性の高い 誤り訂正符号化デ一夕を得るようになつている。誤り訂正 Aエンコーダ 1 0 1 及び誤り訂正 Bエンコーダ 1 0 2により得られた各誤り訂正符号化デ一夕は ディジタル信号選択部 1 0 3に送出される。
送信装置 1 0 0は変調方式 ·誤り訂正方式決定部 1 0 4を有し、 当該変調方 式 -誤り訂正方式決定部 1 0 4には伝搬路推定信号 S 1が入力される。 この伝 搬路推定信号 S 1は、 図示しない送信装置 1 0 0の受信部が通信相手の無線局 から受信した信号の S I R ( Signal to Interference Ratio) 等に基づいて得た ものである。
変調方式 ·誤り訂正方式決定部 1 0 4は伝搬路推定信号 S 1に応じて変調方 式及び誤り訂正方式を決定する。 実際上、 フェージング変動やノイズの影響が 大きく、 伝搬路の状態が悪いことを示す伝搬路推定信号 S 1が入力された場合 には、 変調方式として例えば B P S K(Binariphase Phase Shift Keying)変調 や Q P S K変調のように誤り耐性の強い変調方式を選択すると共に、 誤り訂正 方式として冗長度の高い誤り訂正方式を決定する。
変調方式 ·誤り訂正方式決定部 1 0 4により決定した変調方式情報 S 2及び 誤り訂正方式情報 S 3は、 ディジ夕ル信号選択部 1 0 3、 送信ベースバンド信 号選択部 1 0 6及び制御情報変調部 1 0 5に送出される。
ディジタル信号選択部 1 0 3は誤り訂正方式情報 S 3に基づいて誤り訂正 Aエンコーダ 1 0 1又は誤り訂正 Bエンコーダ 1 0 2の出力のいずれかを選 択して、 B P S K変調部 1 0 7、 Q P S K変調部 1 0 8、 1 6 Q AM変調部 1 09及び 64 QAM変調部 110に送出する。
各変調部 107〜110はディジタル信号選択部 103から入力されたデ ィジ夕ル信号に対してディジ夕ル変調処理を施し、 変調処理後の信号を送信べ 一スパンド信号選択部 106に送出する。送信ベースバンド信号選択部 106 は、 入力された複数の変調信号の中から変調情報 S 2に応じた変調信号を選択 して出力する。例えば伝搬路の状態が悪い場合には B P S K変調や Q P S K変 調を示す変調方式情報 S 2が入力され、 これに対応した BPS K変調信号や Q PSK変調信号が選択的に出力される。
フレーム構成部 111には、 送信ベースバンド信号選択部 106により選択 された変調信号と、 制御情報変調部 105により変調された変調方式及び誤り 訂正方式を示す信号が入力される。 因みに制御情報変調部 105は入力信号に 対して B P SK変調や QP S K変調のように誤り耐性の高い変調処理を施す ようになつている。 これにより受信側で非常に重要な情報となる変調方式及び 誤り訂正方式に関する信号の誤り耐性を高くしている。
この実施の形態のフレーム構成部 111は、 図 3に示すように、 フレームの 先頭から順に、 1シンボルからなるパイロットシンボル P、 3シンボル連続し た変調方式情報シンボル MX、 3シンボル連続した誤り訂正方式情報シンボル CXs 128シンボルからなるデータシンボル DAT A、 パイロットシンボル P、 データシンボル DATA、 パイロットシンボル P、 10シンボルからなる ユニークワード UW、 パイロットシンボル P、 変調方式情報シンボル MY、 誤 り訂正方式情報シンボル CY、 デ一夕シンボル DATA、 パイロットシンボル P、 デ一夕シンボル DATA、 パイロットシンボル Pを、 この順序で配置して 1送信フレームを構成する。
ここで変調方式情報シンボル M Xと変調方式情報シンボル M Yは同一のシ ンボルであり、 誤り訂正情報シンボル CXと誤り訂正情報シンボル CYは同一 のシンボルである。 このようにフレーム構成部 111は、 変調方式情報シンポ ル MX、 MYと誤り訂正情報シンボル CX、 CYを同一フレーム中に離散的に 配置する。 換言すれば、 変調方式情報シンボル MXと同じ変調方式情報シンポ ル M Yがフレーム中の異なる位置に配置すると共に、 誤り訂正方式情報シンボ ル CXと同じ誤り訂正方式情報シンボル C Yをフレーム中の異なる位置に配 iriする。
制御情報変調部 105による、 変調方式情報を表す連続した複数シンボル (この実施の形態の場合、 3シンボル） の変調の仕方について説明する。 3シ ンボル連続した変調方式情報シンボル MX、 MYを、 図 4に示す Q PS K変調 により作成する場合を考えると、 例えば情報シンボルの変調方式が BPS K変 調の場合には信号点 201を、 QPSK変調の場合には信号点 202を、 16 Q AMの場合には信号点 203を、 64 QAMの場合には信号点 204を、 変 調方式情報シンボル MX、 MYにおいてマッピングする方法がある。
別の変調の仕方として、 例えば情報シンボルの変調方式が B P S K変調の場 合には時間順に 201、 202、 203にマッピングし、 QPSK変調の場合 には時間順に 202、 204、 203にマツビングし、 16 Q AMの場合には 時間順に 204、 201、 203にマッピングし、 64 Q AMの場合には時間 順に 202、 204s 201にマッピングする方法がある。
次に誤り訂正方式情報を表す連続した複数シンボル （実施の形態の場合、 3 シンボル） の変調の仕方について説明する。 3シンボル連続した誤り訂正方式 情報シンボル CX、 CYを、 図 5に示す BPS K変調により作成する場合を考 えると、 例えば誤り訂正方式 Aが用いられている場合には信号点 301を、 誤 り訂正方式 Bが用いられている場合には信号点 302を、 誤り訂正方式情報シ ンボル CX、 CYにおいてマッピングする方法がある。
別の変調の仕方として、 例えば誤り訂正方法 Aが用いられている場合には時 間順に 301、 302、 302にマツビングし、 誤り訂正方式 Bが用いられて いる場合には時間順に 302、 30 1、 301にマツビングする方法がある。 ここで前者の方法を用いた場合 （信号点を固定してマッピングする場合） 、 少ないシンボルで高精度な推定が可能となるので、 受信側で、 BPSK、 QP S K変調方式の検波という簡単な方法で、 変調方式及び誤り訂正方式を推定で きる。 これに対して、 後者の方法を用いた場合 （時間順に信号点をマッピング する場合） 、 送信装置と受信装置の時間同期用のシンボルが無くても、 変調方 式情報シンボル及び誤り訂正方式情報シンボルを送信装置と受信装置の時間 同期用のシンボルとして用いることができるようになる。 一方で、 受信装置に おいて、 系列の相関演算という複雑な演算が必要となる。
フレーム構成部 1 1 1から出力された信号は無線部 1 1 2によりディジ夕 ルアナログ変換や信号増幅処理が施された後、 アンテナ 1 1 3により送信され る。
図 6に、 送信装置 1 0 0から送信された信号を受信復調する受信装置 5 0 0 の構成を示す。 受信装置 5 0 0はアンテナ 5 0 1により受信した受信信号に対 して無線部 5 0 2により増幅処理やアナログディジ夕ル変換処理等の所定の 無線受信処理を施すことにより、 直交ペースバンド信号を得、 これを検波部 5 0 3〜5 0 6及び変調方式，誤り訂正方式推定部 5 0 7に送出する。
検波部 5 0 3〜5 0 6は、 8 ? 3 検波部5 0 3、 0 ? 3 検波部5 0 4、 1 6 Q A M検波部 5 0 5及び 6 4 Q AM検波部 5 0 6により構成されており、 各検波部 5 0 3〜5 0 6により検波された受信ベースバンド信号は受信ディ ジ夕ル信号選択部 5 0 8に送出される。
変調方式 '誤り訂正方式推定部 5 0 7は、 受信直交ベースバンド信号から、 図 3の変調方式情報シンボル MX、 M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを検出し、 これらの情報シンボル MX、 MY、 C X、 C Yに基づいて変調 方式及び誤り訂正方式を推定し、 推定結果 S 1 0を受信ディジタル信号選択部 5 0 8及び信号選択部 5 0 9に送出する。
変調方式 ·誤り訂正方式推定部 5 0 7は、図 7に示すように構成されている。 すなわち変調方式 ·誤り訂正方式推定部 5 0 7は、 無線部 5 0 2から出力され た受信直交ベースバンド信号を変調方式 ·誤り訂正方式信号検出部 5 2 0に入 力する。 変調方式 .誤り訂正方式信号検出部 5 2 0は、 受信直交ベースバンド 信号に含まれるユニークワード UWに基づいて変調方式情報シンボル MX、 M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを同期検波すると共に、 これらに 対して B P S K復調処理又は Q P S K復調処理を施すことにより、 変調方式情 報シンボル MX、 MY及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを検出し復調 する。
変調方式 ·誤り訂正方式情報 X判定部 5 2 1は、 検出された変調方式情報シ ンボル MX、 M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yのうち、 図 3に示 す変調方式情報シンボル MX及び誤り訂正情報 C Xを判定し検出する。 同様に、 変調方式 ·誤り訂正方式情報 Y判定部 5 2 2は、 検出された変調方式情報シン ボル M X、 MY及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yのうち、 図 3に示す 変調方式情報 M Y及び誤り訂正情報 C Yを判定し検出する。
ここで図 3からも明らかなように、 これらの変調方式情報シンボル MX及び 誤り訂正方式情報シンボル C Xと、 変調方式情報シンボル M Y及び誤り訂正方 式情報シンボル C Yは、 伝送フレーム中の離れた位置に離散的に配置されてい ると共に、 定期的に配置されている。 従って、 変調方式 ·誤り訂正方式情報 X 判定部 5 2 1及び変調方式 ·誤り訂正方式情報 Y判定部 5 2 2は例えばパイ口 ッ トシンボル Pを基準にして容易にこれらの情報シンボルを判定して検出で ぎる。
変調方式，誤り訂正方式情報 X受信パワー計算部 5 2 3は、 変調方式情報シ ンボル MX及び誤り訂正方式情報シンボル C Xの受信パワーを計算する。 同様 に、 変調方式 ·誤り訂正方式情報 Y受信パワー計算部 5 2 4は、 変調方式情報 シンボル M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C Yの受信パワーを計算する。 実 際には、 それそれフレーム中に離散的に配置された変調方式情報シンボル MX 及び誤り訂正方式情報シンボル C Xと、 変調方式情報シンボル M Y及び誤り訂 正方式情報シンボル C Yとの位置を、 パイロットシンボル Pやユニークワード UWに基づいて検出し、 変調方式情報シンボル MX及び誤り訂正方式情報シン ボル C Xの受信パワーと変調方式情報シンボル M Y及び誤り訂正方式情報シ ンボル C Yの受信パワーとを計算する。
変調方式 ·誤り訂正方式決定部 5 2 5は、 変調方式 ·誤り訂正方式情報 X判 定部 5 2 1により得られた変調方式情報 MX及び誤り訂正方式情報 C Xを、 変 調方式，誤り訂正方式情報 X受信パワー計算部 5 2 3により得られた受信パヮ 一で重み付ける。同様に、変調方式 ·誤り訂正方式決定部 5 2 5は、変調方式 · 誤り訂正方式情報 Y判定部 5 2 2により得られた変調方式情報シンボル M Y 及び誤り訂正方式情報シンボル C Yを、 変調方式 ·誤り訂正方式情報 Y受信パ ヮー計算部 5 2 4により得られた受信パワーで重み付ける。
そして変調方式 ·誤り訂正方式決定部 5 2 5は、 受信パワーで重み付けられ 変調方式情報シンボル MX、 M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを 加算することにより、 変調方式及び誤り訂正方式を決定する。 このように変調 方式 ·誤り訂正方式推定部 5 0 7は、 伝送フレーム中に離散的に配置された変 調方式情報シンボル MX、 MY及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yにつ いて、 各離散的位置の受信パワーを検出し、 その受信パワーにより各変調方式 情報シンボル MX、 MY及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを重み付け 加算することにより、 最終的な変調方式情報及び誤り訂正方式情報を得るよう になされている。
図 6に戻って受信装置 5 0 0について説明する。 受信ディジタル信号選択部 5 0 8は、 B P S K検波部 5 0 3、 ? 3 検波部5 0 4、 1 6 Q AM検波部 5 0 5及び 6 4 Q A M検波部 5 0 6の出力から、 変調方式 ·誤り訂正方式推定 部 5 0 7により推定された変調方式に対応する出力を選択し、 続く誤り訂正 A デコーダ 5 1 0及び誤り訂正 Bデコーダ 5 1 1に送出する。
誤り訂正 Aデコーダ 5 1 0及び誤り訂正 Bデコーダ 5 1 1によりそれそれ 異なる誤り訂正方式を用いてデコードされた受信復号信号は、 信号選択部 5 0 9に送出される。 信号選択部 5 0 9は、 誤り訂正 Aデコーダ 5 1 0及び誤り訂 正 Bデコーダ 5 1 1から、 変調方式 ·誤り訂正方式推定部 5 0 7により推定さ れた誤り訂正方式に対応する出力を選択し、 これを最終的な受信復号信号とし て出力する。
以上の構成において、 送信装置 100は、 データシンボル DAT Aを伝搬路 の状態に応じて適応的に、 誤り耐性の異なる変調方式を用いてディジ夕ル変調 すると共に、 誤り耐性の異なる誤り訂正方式を用いて誤り訂正処理する。 これに加えて、 送信装置 100は変調方式の情報 MX、 MYと誤り訂正方式 の情報 CX、 CYを送信フレーム中に離散的に配置して送信する。 また変調方 式の情報 MX、 MYと誤り訂正方式の情報 CX、 CYは、 BPSK変調や QP S K変調のように誤り耐性の強い変調方式を用いて変調して送信する。
この送信信号を受信する受信装置 500は、 先ず、 離散的に配置された変調 方式情報信号 MX、 MY及び誤り訂正方式情報信号 CX、 CYについての受信 パワーを計算する。 ここで図 8に示すように、 受信信号の受信パワーはフエ一 ジング等の影響により時間的に異なるものとなる。 この結果、 離散的に配置さ れた変調方式情報信号 MX、 MY及び誤り訂正方式情報信号 CX、 CYのうち、 例えば変調方式情報信号 MXと誤り訂正方式情報信号 CXは受信パワー （受信 電界強度） は小さくなり、 変調方式情報信号 MYと誤り訂正方式情報信号 CY の受信パワーは大きくなる。
一般に受信パワーの大きい信号の方が復調時の誤り率は小さくなるので、 受 信装置 500は、 受信パワーの小さい変調方式情報信号 MXと誤り訂正方式情 報信号 CXには小さい値の重み係数を乗じると共に受信パワーの大きい変調 方式情報信号 MYと誤り訂正方式情報信号 CYには大きい値の重み係数を乗 じる。 そしてそれらの加算値を最終的な変調方式情報及び誤り訂正方式情報と する。
この結果、 伝搬路の変動やフェージングが生じた場合でも、 正確な変調方式 情報及び誤り訂正方式情報を得ることができる。
受信装置 500は、 獲得した変調方式情報に対応した復調方式により復調し たデータを選択すると共に、 獲得した誤り訂正方式情報に対応した誤り訂正復 号処理を施した受信復号デ一夕を選択して最終的な受信デー夕を得る。 この結果、 適切な変調方式及び適切な誤り訂正方式により復調復号した信号 を得ることができるので、 受信品質を向上させることができる。
ここで変調方式と誤り訂正方式情報の推定精度をさらに向上させるための 離散的な配置方法について説明する。 変調方式及び誤り訂正方式情報を正しく 復元するためには、 各情報シンボルの受信電界強度がある程度のレベル以上で あればよい。 よって、 離散的に配置した変調方式情報と誤り訂正方式情報シン ボルの中に、 受信電界強度がある程度以上のレベルのシンボルが存在すればよ い。
そこでこの実施の形態では、 離散的に配置する時間的位置を、 ドップラー周 波数の逆数の時間を考慮して選定することを提案する。 具体的には、 送信装置 1 0 0及び受信装置 5 0 0が所属する無線通信システムで規定されている最 大ドップラー周波数を f dとしたとき、 約 1 /f d時間離れた位置ごとに、 変 調方式情報信号 MXと MY、 誤り訂正方式情報信号 C Xと C Yを配置する。 これにより、 フェージングにより受信電界強度が落ち込んだときにも、 離散 的に配置された変調方式情報信号 MX、 MYと誤り訂正方式情報信号 C X、 C Yのいずれかの位置の受信電界強度の落ち込みを許容値以内に抑えることが できるので、 変調方式情報と誤り訂正方式情報の誤り率を抑制することができ る o
例えば離散的位置を極端に近い位置に選定すると、 受信電界強度がフェージ ングにより落ち込んだ際、 離散的に配置したシンボルの全てのシンボルの受信 電界強度が落ち込んでしまい、 変調方式と誤り訂正方式情報全ての誤り率が高 くなる。これを考えると、変調方式と誤り訂正情報を配置する位置を、単純に、 1フレーム中の先頭付近、 中間付近、 後尾付近に決めてもよい。
以上の構成によれば、 伝搬路の状態に応じて適応的に変調方式や誤り訂正方 式を切り換える場合に、 送信側で送信フレーム中に離散的に変調方式情報シン ボル MX、 MY及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを配置して送信し、 受信側で離散的に配置された各位置の変調方式情報シンボル MX、 MY及び誤 り訂正方式情報シンボル C X、 C Yの受信パワーを検出し、 その受信パワーの 大きさに応じて離散的に配置された変調方式情報及び誤り訂正方式情報を重 み付けて最終的な変調方式及び誤り訂正方式を求め、 それに基づいて復調復号 信号を得るようにしたことにより、 雑音や伝搬路変動が生じた場合でも通信品 質の劣化を抑制し得る送信装置 1 0 0及び受信装置 5 0 0を得ることができ る o
また変調方式情報シンボル MX、 M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yを 1シンボルとするのではなく、 複数シンボル （実施の形態の場合、 3シ ンボル） としたことにより、 変調方式情報及び誤り訂正方式情報を一段と正確 に伝送することが可能となる。
さらに変調方式情報シンボル MX、 M Y及び誤り訂正方式情報シンボル C X、 C Yをフェージング及び伝搬路変動に対して耐性のある変調方式である B P S K変調又は Q P S K変調して送信するようにしたことにより、 変調方式情報 及び誤り訂正方式情報を一段と正確に伝送することが可能となる。
この実施の形態では、 受信パワーに応じて、 離散的に配置された変調方式情 報及び誤り訂正情報を重み付けて最終的な変調方式情報及び誤り訂正方式情 報を得るようにした場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 受信パヮ 一の大きい方の変調方式情報及び誤り訂正方式情報のみを最終的な変調方式 情報及び誤り訂正方式情報とするようにしてもよい。例えば図 8に示すように、 変調方式情報 MY及び誤り訂正方式情報 C Yの受信パワーの方が、 変調方式情 報 MX及び誤り訂正方式情報 C Xの受信パワーよりも大きい場合には、 変調方 式情報 M Y及び誤り訂正方式情報 C Yを選択すればよい。
またこの実施の形態では、 変調方式及び誤り訂正方式を示すシンボルの送信 パワーを、 データシンボルやパイロヅトシンボルの送信パワーと同一にした場 合について述べたが、 変調方式及び誤り訂正方式を示すシンボルの送信パワー (すなわち最大信号振幅） を他のシンボルの送信パワー （最大信号振幅） より も大きくすれば、 受信側で変調方式情報及び誤り訂正方式情報を一段と正確に 得ることができるようになる。
またこの形態では、 送信装置 1 0 0で図 3に示すような送信フレームを形成 する場合について述べたが、 フレーム構成は図 3に限ったものではない。 同様 に、 変調方式情報シンボル及び誤り訂正方式情報シンボルを 3シンボル連続し、 離散的に 2力所に挿入しているが、 これに限ったものではない。
また本発明の送信装置、 受信装置、 変調方式及び誤り訂正方式推定部の構成 は、 図 2、 図 6及び図 7に限ったものではない。 特に、 実施の形態では、 変調 方式情報及び誤り訂正方式情報を離散的に配置する位置が 2つなので、 図 7の 変調方式 ·誤り訂正方式推定部 5 0 7の構成において、 変調方式 ·誤り訂正方 式情報判定部及び変調方式 ·誤り訂正方式情報受信パワー計算部をそれそれ 2 つ設けたが、 これらの数は離散的に挿入されている変調方式情報シンボル及び 誤り訂正方式情報シンボルの数によるもので、 それに応じた数だけ設けるよう にすればよい。
さらにこの実施の形態では、 変調方式情報と誤り訂正方式情報を送信する場 合について述べたが、 このうち一つのみを伝送するようにした送信装置、 受信 装置に適用した場合でも、 実施の形態と同様の効果を得ることができる。 例え ば変調方式情報のみを送信するシステムに本発明を用いれば、 受信側に変調方 式情報を正確に伝送できるようになる。
(実施の形態 2 )
図 2との対応部分に同一符号を付して示す図 9に、 本発明の実施の形態 2に 係る送信装置の構成を示す。 送信装置 8 0 0は送信信号を 0 F D M (Orthogonal Frequency Division Multiplexingノ方式により互いに直交する複 数サブキヤリアに配置して送信するようになっている。
具体的には、 フレーム構成部 1 1 1の出力をシリアルパラレル変換部 （S / P変換部） 8 0 1によりシリアルパラレル変換処理し、 処理後のパラレル信号 に対して逆フーリエ変換部 （i d f t ) 8 0 2により逆フーリエ変換処理を施 すことにより、 図 1 0 ( A) 又は図 1 0 ( B ) に示すような信号配置の送信信 号を形成するようになっている。 因みに、 図 1 0 (A) 、 図 1 0 ( B ) の周波 数方向の区切りはサブキヤリアの区切りを示している。 つまり図 1 0 ( A) 、 図 1 0 ( B ) では、 互いに直交する 1 0個のサブキャリアを用いて変調信号を 送信する例が示されている。
図 1 0 (A) に示す例は、 誤り訂正方式情報シンボルを同一時間で異なる周 波数サブキヤリアに離散的に配置すると共に変調方式情報シンボルを同一時 間で異なる周波数サブキヤリアに離散的に配置するものである。 このような配 置とすることにより、 例えば伝搬路上である周波数の利得が落ち込むような周 波数選択性フエージングが生じた場合でも、 一方の誤り訂正方式情報シンボル 及び変調方式情報シンボルの信号レベルは維持されるので、 受信側で所定値以 上の信号レベルの誤り訂正方式情報信号及び変調方式情報信号を得ることが できる。
また図 1 0 ( B ) に示す例は、 誤り訂正方式情報シンボルを同一周波数サブ キヤリアの異なる時間に配置すると共に変調方式情報シンボルを同一周波数 サブキャリアの異なる時間に配置するものである。 このような配置とすること により、 例えば伝搬路変動が経時的に生じるような場合に、 ある時点の誤り訂 正方式情報シンボル及び変調方式情報シンボルの信号レベルは維持されるの で、 受信側で所定値以上の信号レベルの誤り訂正方式情報信号及び変調方式情 報信号を得ることができる。
送信装置 8 0 0により送信された O F D M信号を受信する受信装置の構成 を、図 1 1に示す。図 6との対応部分に同一符号を付して示す図 1 1において、 受信装置 1 0 0 0は、 無線部 5 0 2の出力をフーリエ変換部 （d f t ) 1 0 0 1によりフーリエ変換処理し、 フ一リエ変換後の信号をパラレルシリアル変換 部 （P/ S変換部） 1 0 0 2によりパラレルシリアル変換する。 この結果、 直 交周波数分割多重された受信信号から図 3に示すようなフレーム構成の信号 が得られる。 後の処理は実施の形態 1で説明したのと同様である。
以上の構成によれば、 誤り訂正方式情報信号及び変調方式情報信号を含む送 信信号から 0 F D M信号を形成して送信する場合に、 誤り訂正方式情報信号及 び変調方式情報信号を、 離散的に異なるサブキヤリア又は同一サブキヤリアの 時間的に離れた位置に配置するようにしたことにより、 受信側で必要となる信 号レベル以上の誤り訂正方式情報信号及び変調方式情報信号を得ることがで きるようになる。 この結果、 受信側においてディジタル変調信号の変調方式や 誤り訂正方式を正確に判定できる。
なおこの実施の形態では、 フレーム構成部 1 1 1の出力に対して O F D M変 調処理を施す場合、 つまり図 3に示すようなフレーム構成の信号に対して O F D M変調処理を施す場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 要は、 誤 り訂正方式情報信号及び変調方式情報信号を含む送信信号から 0 F D M信号 を形成して送信する場合に、 誤り訂正方式情報信号及び変調方式情報信号を、 離散的に異なるサブキヤリア又は同一サブキヤリアの時間的に離れた位置に 配置すれば、 上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
本発明は、 上述した実施の形態に限らず、 種々変更して実施することができ る。
本発明の送信装置は、 情報シンボルの変調方式に関する情報信号を生成する 変調方式情報信号生成手段と、 情報シンボルの誤り訂正方式に関する情報信号 を生成する誤り訂正方式情報信号生成手段と、 変調方式情報信号及び又は誤り 訂正方式情報信号を離散的に配置して送信フレームを形成するフレーム形成 手段と、 送信フレームを送信する送信手段とを具備する構成を採る。
この構成によれば、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を離散 的に配置したので、 送信信号がフェージングゃ伝搬路変動を受けたとしても、 離散的に配置した両信号が共に劣化する劣化する可能性は低くなる。 この結果、 受信側で変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を正確に復元する ことができるようになる。
また本発明の送信装置は、 変調方式情報信号生成手段及び又は誤り訂正方式 情報信号生成手段は、 複数シンボルでなる変調方式情報信号及び誤り訂正方式 情報信号を生成する構成を採る。
この構成によれば、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号が単数 シンボルで形成されている場合よりも、 伝搬路誤り耐性が向上するので、 受信 側で変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を一段と正確に復元で きるようになる。
また本発明の送信装置は、 フレーム形成手段は、 変調方式情報信号及び又は 誤り訂正方式情報信号を、 ドップラー周波数に応じた所定時間以上離れた位置 に離散的に配置する構成を採る。
この構成によれば、 フェージングにより受信電界強度が落ち込んだときにも、 離散的に配置された変調方式情報信号と誤り訂正方式情報信号のいずれかの 位置の受信電界強度の落ち込みを許容値以内に抑えることができるので、 フエ 一ジングが生じた場合でも、 変調方式情報信号と誤り訂正方式情報信号の誤り 率を抑制することができる。例えば離散的位置を極端に近い位置に選定すると、 受信電界強度がフェージングにより落ち込んだ際、 離散的に配置したシンボル のすベてのシンボルの受信電界強度が落ち込んでしまい、 変調方式と誤り訂正 方式情報信号全ての誤り率が高くなるので、 この構成ではこれを考慮して、 フ エージングと深い結びつきのあるドップラー周波数を考慮して離散的に配置 する位置を最適に選定した。
また本発明の送信装置は、 送信手段は、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正 方式情報信号の最大信号点振幅を情報シンボルの最大信号点振幅よりも大き くして送信フレームを送信する構成を採る。
この構成によれば、 変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号の信号点間 隔が大きくなるので、 受信側で変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信 号を一段と正確に復元できるようになる。
また本発明の送信装置は、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号 を B P S K変調又は Q P S K変調して送信する構成を採る。
この構成によれば、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号の変調 方式として誤り耐性の高い B P S K変調又は Q P S K変調を採用したので、 受 信側で変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を一段と正確に復元 できるようになる。
また本発明の送信装置は、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号 を、 互いに直交する複数サブキャリアに離散的に配置して送信する。
この構成によれば、 周波数選択性フヱ一ジングが生じた場合でも、 異なるサ ブキヤリアに離散的に配置された変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情 報信号の少なくとも一つのサブキヤリァの変調方式情報信号及び又は誤り訂 正方式情報信号はフェージングによる信号レベルの落ち込みが小さくなる可 能性が高くなるので、 受信側では必要以上の信号レベルの変調方式情報信号及 び又は誤り訂正方式情報信号を得ることができるようになる。
また本発明の受信装置は、 情報信号と、 情報信号の変調方式に関する変調方 式情報信号と、 情報信号の誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号とを含 み、 変調方式情報信号と誤り訂正情報信号が同一フレーム内の離散的な位置に 配置されてなる受信信号を受信復調する受信装置であって、 離散的に配置され たそれそれの位置の変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号についての 受信パワーを検出する受信パワー検出手段と、 受信パワー検出手段により検出 された受信パワーに対応する位置に配置された変調方式情報信号及び誤り訂 正方式情報信号にそれそれ受信パワーに応じた重み付けを行うことにより変 調方式及び誤り訂正方式を決定する決定手段と、 決定手段により決定された変 調方式及び誤り訂正方式に対応する復調処理及び誤り訂正処理を施して得た 復調信号を選択する信号選択手段とを具備する構成を採る。
この構成によれば、 受信パヮ一が大きレ、位置の信号ほど復調時の誤りが低く なることに着目して、 離散的に配置された変調方式情報信号と誤り訂正方式情 報信号を受信パワーで重み付けして変調方式及び誤り訂正方式を決定した。 こ の結果正確な変調方式及び誤り訂正方式を決定することができ、 それに応じて 復調処理や誤り訂正処理を行うことにより、 高品質の受信信号を得ることがで ぎる。
また本発明の受信装置は、 情報信号と、 倩報信号の変調方式に関する変調方 式情報信号と、 情報信号の誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号とを含 み、 変調方式情報信号と誤り訂正方式情報信号が同一フレーム内の離散的な位 置に配置されてなる受信信号を受信復調する受信装置であって、 離散的に配置 されたそれそれの位置の変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号につい ての受信パワーを検出する受信パワー検出手段と、 受信パワー検出手段により 検出された受信パワーに対応する位置に配置された変調方式情報信号及び誤 り訂正方式情報信号を選択して変調方式及び誤り訂正方式を決定する決定手 段と、 決定手段により決定された変調方式及び誤り訂正方式に対応する復調処 理及び誤り訂正処理を施して得た復調信号を選択する信号選択手段とを具備 する構成を採る。
この構成によれば、 受信パワーが大きい位置の信号ほど復調時の誤りが低く なることに着目して、 離散的に配置された変調方式情報信号と誤り訂正方式情 報信号のうち、 受信パワーの大きい方の変調方式及び誤り訂正方式を選定する。 この結果、 復調時の誤りの少ない正確な変調方式及び誤り訂正方式情報信号を 得ることができ、 それに応じて復調処理や誤り訂正処理を行うことにより、 高 品質の受信信号を得ることができる。
また本発明の送信方法は、 情報シンボルの変調方式に関する変調方式情報信 号を生成すると共に情報シンボルの誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報 信号を生成し、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を離散的に配 置して送信フレームを形成し、 送信フレームを送信するようにする。
この方法によれば、 変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を離散 的に配置したので、 送信信号がフェージングゃ伝搬路変動を受けたとしても、 離散的に配置した両信号が共に劣化する劣化する可能性は低くなる。 この結果、 受信側で変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を正確に復元でき るようになる。 また本発明の受信方法は、 情報信号と、 情報信号の変調方式に関する変調方 式情報信号と、 情報信号の誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号とを含 み、 変調方式情報信号と誤り訂正方式情報信号が同一フレーム内の離散的な位 置に配置された受信信号を受信復調する受信方法であって、 離散的に配置され たそれそれの位置の変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号についての 受信パワーを検出し、 検出した受信パワーに対応する位置に配置された変調方 式情報信号及び誤り訂正方式情報信号を選択して変調方式及び誤り訂正方式 を決定し、 決定した変調方式及び誤り訂正方式に対応する復調処理及び誤り訂 正処理を施して得た復調信号を選択するようにする。
この方法によれば、 受信パワーが大きい位置の信号ほど復調時の誤りが低く なることに着目して、 離散的に配置された変調方式情報信号と誤り訂正方式情 報信号のうち、 受信パワーの大きい方の変調方式情報信号及び誤り訂正方式情 報信号を選定する。 この結果、 復調時の誤りの少ない正確な変調方式及び誤り 訂正方式情報信号を得ることができ、 それに応じて復調処理や誤り訂正処理を 行うことにより、 高品質の受信信号を得ることができる。
以上説明したように、 本発明によれば、 伝搬路の状態に応じて変調方式や誤 り訂正方式を適応的に切り換えて伝搬路誤り耐性を向上させるようになされ た通信システムにおいて、 送信側で用いた変調方式及び誤り訂正方式の情報を 同一フレーム内の離散的な位置に配置したことにより、 受信側において送信側 で行った変変調方式や誤り訂正方式を正確に判定することができるので、 通信 品質を向上させることができる。
本明細書は、 2 0 0 1年 1 1月 2 1日出願の特願 2 0 0 1— 3 5 6 4 0 0に 基づく。 その内容はすべてここに含めておく。 産業上の利用可能性
本発明は、 例えば伝搬路環境等に応じて変調方式や誤り訂正方式を適応的に 変えるディジ夕ル無線通信システムに適用し得る。

Claims

請求の範囲
1 . 情報シンボルの変調方式に関する情報信号を生成する変調方式情報信号 生成手段と、 情報シンボルの誤り訂正方式に関する情報信号を生成する誤り訂 正方式情報信号生成手段と、 前記変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報 信号を離散的に配置して送信フレームを形成するフレーム形成手段と、 前記送 信フレームを送信する送信手段と、 を具備する送信装置。
2 . 前記変調方式情報信号生成手段及び又は誤り訂正方式情報信号生成手段 は、 複数シンボルでなる前記変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号を生 成する請求項 1に記載の送信装置。
3 . 前記フレーム形成手段は、 前記変調方式情報信号及び又は誤り訂正方式 情報信号を、 ドップラー周波数に応じた所定時間以上離れた位置に離散的に配 置する請求項 1に記載の送信装置。
4 . 前記送信手段は、 前記変調方式情報信号及び又は前記誤り訂正方式情報 信号の最大信号点振幅を前記情報シンボルの最大信号点振幅よりも大きくし て前記送信フレームを送信する請求項 1に記載の送信装置。
5 . 前記変調方式情報信号及び又は前記誤り訂正方式情報信号を B P S K変 調又は Q P S K変調して送信する請求項 1に記載の送信装置。
6 . 前記送信フレーム形成手段は、 前記変調方式情報信号及び又は誤り訂正 方式情報信号が互いに直交する複数サブキヤリアに離散的に配置されるよう な送信フレームを形成する請求項 1に記載の送信装置。
7 . 情報信号と、 情報信号の変調方式に関する変調方式情報信号と、 情報信 号の誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号とを含み、 前記変調方式情報 信号'と前記誤り訂正方式情報信号が同一フレーム内の離散的な位置に配置さ れてなる受信信号を受信復調する受信装置であって、 離散的に配置されたそれ それの位置の前記変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号についての受 信パワーを検出する受信パワー検出手段と、 前記受信パワー検出手段により検 出された受信パワーに対応する位置に配置された前記変調方式情報信号及び 誤り訂正方式情報信号にそれそれ受信パワーに応じた重み付けを行うことに より、 変調方式及び誤り訂正方式を決定する決定手段と、 前記決定手段により 決定された変調方式及び誤り訂正方式に対応する復調処理及び誤り訂正処理 を施して得た復調信号を選択する信号選択手段と、 を具備する受信装置。
8 . 情報信号と、 情報信号の変調方式に関する変調方式情報信号と、 情報信 号の誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号とを含み、 前記変調方式情報 信号と前記誤り訂正方式情報信号が同一フレーム内の離散的な位置に配置さ れてなる受信信号を受信復調する受信装置であって、 離散的に配置されたそれ それの位置の前記変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号についての受 信パワーを検出する受信パワー検出手段と、 前記受信パワー検出手段により検 出された受信パワーに対応する位置に配置された前記変調方式情報信号及び 誤り訂正方式情報信号を選択して変調方式及び誤り訂正方式を決定する決定 手段と、 前記決定手段により決定された変調方式及び誤り訂正方式に対応する 復調処理及び誤り訂正処理を施して得た復調信号を選択する信号選択手段と、 を具備する受信装置。
9 . 情報シンボルの変調方式に関する変調方式情報信号を生成すると共に情 報シンボルの誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号を生成し、 前記変調 方式情報信号及び又は誤り訂正方式情報信号を離散的に配置して送信フレー ムを形成し、 前記送信フレームを送信する、 送信方法。
1 0 . 情報信号と、 情報信号の変調方式に関する変調方式情報信号と、 情報 信号の誤り訂正方式に関する誤り訂正方式情報信号とを含み、 前記変調方式情 報信号と前記誤り訂正方式情報信号が同一フレーム内の離散的な位置に配置 されてなる受信信号を受信復調する受信方法であって、 離散的に配置されたそ れそれの位置の前記変調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号についての 受信パワーを検出し、 検出した受信パワーに対応する位置に配置された前記変 調方式情報信号及び誤り訂正方式情報信号を選択して変調方式及び誤り訂正 方式を決定し、 決定した変調方式及び誤り訂正方式に対応する復調処理及び誤 り訂正処理を施して得た復調信号を選択する、 受信方法。
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