WO2007023530A1 - 無線通信システムおよび通信装置 - Google Patents

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Akihiro Okazaki
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • H04L5/0039—Frequency-contiguous, i.e. with no allocation of frequencies for one user or terminal between the frequencies allocated to another

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system that employs a multicarrier modulation / demodulation method, and more particularly to a communication apparatus that operates in a communication environment in which a multipath delay time changes.
  • a multicarrier modulation / demodulation method represented by an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method and a DMT (Discrete Multi-tone) method.
  • This multi-carrier modulation / demodulation method is used, for example, in wireless LAN, ADSL, etc., and is a method of arranging and transmitting carriers orthogonal to a plurality of frequencies.
  • Guard Interval or Cyclic Prefix is used to remove the influence of delayed wave (GB) caused by propagation path between transmitter and receiver.
  • the receiver demodulates data by removing the effects of delayed waves within the guard interval by performing FFT on OFDM symbols excluding the guard interval.
  • the optimal guard interval length varies depending on the location and environment of the terminal.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-374223
  • Fig. 9 is a diagram showing an example of a signal when a variable guard interval is used.
  • the horizontal axis represents time: t, and the vertical axis
  • the upper diagram represents multipath delay time (normalized max delay time): L, and the lower diagram represents sub-carriers in the frequency direction. From Fig. 9, it can be seen that the multipath delay time power changes with time, from medium to small to large.
  • the signal consists of a sym that contains data information and a guard interval GI (guard interval length L), and “L ⁇ L”.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a communication apparatus that can cope with a change in multipath delay time with a simple hardware configuration.
  • a wireless communication system is a wireless communication system that employs a multi-carrier modulation / demodulation method, and has a communication device power on the transmission side.
  • Mapping means for executing mapping processing on data subcarriers based on the multipath delay time of the propagation path obtained by the estimation processing (corresponding to Data-Control module 1 and Data module 2 in the embodiment described later)
  • guard band addition means GB-Control module 3 and GB-Add module for changing the amount of guard band added to the signal on the data subcarrier according to the information about the guard band obtained from the multipath delay time.
  • the guard band amount is changed according to the multipath delay time in the propagation path, the symbol length is not changed! / It has the effect of being able to follow changes in the delay time of incoming multipaths with a simple hardware configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wireless communication system that works on the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a signal with a guard band added.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a signal to which a guard band is added.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a signal with a guard band added.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a modulation coding rule used in the MCS-Control module.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a modulation coding rule used in the MCS-Control module.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a signal when a variable guard interval is used.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the present invention, that is, a configuration example of a communication device on a data transmission side and a communication device on a data reception side. Equivalent) is equipped with Data-Control module 1, Data module 2, GB-Control module 3, GB-Add module 4, IFFT module 5, and GB-Add module 6.
  • the device (corresponding to the demodulator) consists of a G removal module 11, an FFT module 12, a GB-Control module 13, a GB-FEQ module 14, a Data-Control module 15, and a Dec module 16. I have.
  • the Data-Control modules 1 and 15 indicate the position and amount of the data subcarrier.
  • the Data module 2 encodes the transmission data and maps it to the data subcarrier on the frequency axis according to the instruction of the Data-Control module 1.
  • GB-Control modules 3 and 13 indicate the type, position, and amount of guard band (GB).
  • the GB-Add module 4 adds a guard band to the data subcarrier output from the Data module 1 according to the instructions of the GB-Control module 3.
  • the IFFT module 5 converts the frequency axis signal into a time axis signal.
  • GI-Add module 6 has a guard interval Add the name.
  • the G removal module 11 removes the guard interval from the received signal.
  • the FFT module 12 converts the time axis signal into a frequency axis signal.
  • the GB-FEQ module 14 performs frequency equalization using a guard band according to instructions from the GB-Control module 13, and suppresses delay waves exceeding the guard interval.
  • the Dec module 16 demodulates (demaps) the data subcarrier according to the instruction from the Data-Control module 15, and performs decoding processing such as error correction.
  • Data-Control module 1 and GB-Control module 3 control data subcarriers and guard bands according to the multipath delay time of the propagation path.
  • the multipath delay time of the propagation path is estimated from the received signal of the local station, and in the case of FDD (Frequency Division Duplex) system, the partner station The multipath delay time is estimated at, and the fed back multipath delay time is obtained.
  • the data subcarrier, guard band To control.
  • the guard band is a general term for subcarriers whose transmission contents are known on the receiving side, and corresponds to a null carrier that does not transmit data, a pilot carrier that transmits fixed data, and the like.
  • GB-FEQ is a frequency equalizer that suppresses multipath exceeding the guard interval using a guard band.
  • GB-FEQ is a frequency equalizer that suppresses multipath exceeding the guard interval using a guard band.
  • “Okazaki et al.” Is one example of frequency equalization for multipath exceeding the guard interval. Study ", 2005 IEICE General Conference B-5-21" is available.
  • the GB-FEQ module 14 can expand the multipath delay time that can be suppressed by increasing the amount of guard bands.
  • the radio communication system is composed of a modulator and a demodulator as shown in FIG. 1, and the modulator uses the GB-Control module 3 force guard band type, position, and propagation path multipath delay time. Instruct the appropriate amount of guard band between them, and add the guard band according to the instructions from GB-Control module 3 GB-Add module power.
  • GB-Control Module 13 indicates the type, position, and amount of the guard band, and frequency equalization using the guard band is realized according to the instructions from GB-FEQ module 14 force S and GB-Control module 13.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a signal with a guard band added, and shows a signal when, for example, the multipath delay time changes.
  • the horizontal axis represents time: t
  • the vertical axis represents multipath delay time: L
  • the lower figure represents subcarriers in the frequency direction.
  • the multipath delay time changes from “medium ⁇ small ⁇ large” as time progresses.
  • the signal includes a Sym including data information, a guard interval GI (guard interval length L), and a guard band GB (gamut).
  • the multipath delay time L is inserted according to the multipath delay time L.
  • the multipath delay time is “small”, no guard band is inserted, when “medium”, a guard band is inserted at one location, and when “large”, Guard bands are inserted in two places.
  • the guard band amount is changed according to the multipath delay time in the propagation path. This makes it possible to follow changes in the delay time of incoming multipaths with a simple hardware configuration that does not change the symbol length.
  • the GI-Add module 6 should not be added with a mode interval! Multipath can be suppressed by the guard band.
  • the process of changing the guard band amount in accordance with the multipath delay time which is the characteristic process of the first embodiment, is referred to as OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplex Access). Applies to method.
  • the system configuration of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment described above. Here, processing different from that of the first embodiment will be described.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a signal with a guard band added.
  • FIG. 3 illustrates a signal when the multipath delay time changes.
  • 8 Assume that two users are frequency-division multiplexed on one subcarrier, and User 1 and User 2 have different multipath delay times.
  • guard bands are inserted to equalize the maximum value of the multipath delay time of two users that changes with time.
  • the maximum value of the multipath delay time L has changed from “Large ⁇ Medium ⁇ Large”
  • the number of guard bands L to be added is “Guard Band: 2 locations ⁇ Guard Band: 1 location ⁇ Guard”. Band: 2 places "
  • the guard band amount is changed in accordance with the maximum value of the multi-nos delay time for a plurality of users in accordance with the OFDMA scheme. As a result, it is possible to follow changes in the incoming multipath delay time with a simple hardware configuration that does not change the symbol length.
  • Embodiment 3 the processing that changes the guard band amount according to the multipath delay time, which is the characteristic processing of Embodiment 1 described above, is applied to OFCDM (Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing). ) Method or MC—CDMA (Multi-Carrier-Code Division Multiple Access) method.
  • OFCDM Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing
  • MC—CDMA Multi-Carrier-Code Division Multiple Access
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a signal with a guard band attached, and shows a signal when, for example, the multipath delay time changes.
  • a case is assumed in which two users are code division multiplexed on eight subcarriers, and Userl and User2 have different multinos delay times.
  • the vertical axis in the lower diagram represents the multiplexing number, and the depth represents the sub-carrier in the frequency direction.
  • a sufficient guard band is inserted to equalize the maximum value of the multipath delay time of two users that changes with time.
  • the maximum value of the multipath delay time L changes from “Large ⁇ Medium ⁇ Large”, so the number of guard bands L to be added is “Guard Band: 2 locations ⁇ Guard Band: 1 location ⁇ Guard”. Band: 2 places " Following.
  • the guard band amount is changed in accordance with the maximum value of the multipath delay time for a plurality of users, corresponding to the OFCDM method or the MC-CDMA method.
  • the guard band amount is changed in accordance with the maximum value of the multipath delay time for a plurality of users, corresponding to the OFCDM method or the MC-CDMA method.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a radio communication system according to the present invention, that is, a configuration example of a communication device on the data transmission side and a communication device on the data reception side.
  • Equivalent is equipped with Data-Control module la, GB-Control module 3a, and MCS-Control module 7a, and the communication device on the receiving side (equivalent to demodulator) is GB-Control module 13a and Data-Control module.
  • Module 15a and MCS-Control module 17a are provided. Note that the same components as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, processing different from that of the first embodiment will be described.
  • the MCS-Control modules 7a and 17a are modules for instructing a modulation and coding shell lj (MCS: Modulation and Coding Scheme), and follow a preset modulation and coding rule. Based on this, parameter instructions are given to the Data-Control modules la and 15a and the GB-Control modules 3a and 13a. At this time, each MCS-Control module controls each Data-Control module and GB-Control module according to the multipath delay time of the propagation path.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the multipath delay time of the local station received signal power propagation path is estimated, and in the case of an F DD (Frequency Division Duplex) system, the partner station The multipath delay time is estimated at, and the fed back multipath delay time is obtained. Based on the parameters that estimate the communication quality such as the frame error rate and least square distance, the data subcarrier, Control the guard band.
  • TDD Time Division Duplex
  • F DD Frequency Division Duplex
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a modulation and coding rule used in the MCS-Control module.
  • the number of subcarriers is reduced to improve the delay tolerance. Control to increase the number of guard bands.
  • the modulation code rule is created based on only the number of guard bands. However, it is also possible to combine the modulation code rule according to the modulation scheme and code rate. Is possible.
  • the radio communication system includes a modulator and a demodulator, and the MCS-Control modules 7a and 17a in the modulator / demodulator each correspond to the multipath delay time of the propagation path.
  • a modulation coding rule is adaptively selected. Based on this coding rule, the number of subcarriers used for each MCS-Control module is instructed to the Data-Control module, and the number of guard bands used is instructed to the GB-Control module.
  • control is performed to reduce the number of subcarriers and increase the number of guard bands.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the present invention, that is, a configuration example of a communication device on the data transmission side and a communication device on the data reception side. Equivalent) is equipped with a Rate-Control module 8b, and the receiving side communication device (equivalent to a demodulator) is equipped with a Rate-Control module 18b. Note that the same components as those in FIG. 5 of Embodiment 4 described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Here, processing different from that of the above-described fifth embodiment will be described.
  • the MCS-Control modules 7a and 17a give parameter instructions to the Rate-Control modules 8b and 18b and the GB-Control modules 3a and 13a based on a preset modulation coding rule.
  • the Rate-Control modules 8b and 18b then instruct the coding rate used in the Data module 2 and Dec module 16 based on the above instructions.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a modulation and coding rule used in the MCS-Control module.
  • control is performed to increase the coding rate and the number of guard bands.
  • Fig. 7 it consists of a modulator and demodulator, and the MCS-Control modules 7a and 17a in the modulator / demodulator adaptively select a modulation and coding rule according to the propagation path. Based on this code rule, the MCS-Control module power use coding rate is instructed to the Rate-Control module, and the number of guard bands used is instructed to the GB-Control module.
  • the wireless communication system and the communication apparatus according to the present invention are useful for a communication system and a communication apparatus that employ a multicarrier modulation / demodulation method, and in particular, a multipath delay time of a propagation path changes. Suitable for data transmission side communication devices and data reception side communication devices operating in a communication environment.

Abstract

　本発明にかかる無線通信システムは、送信側の通信装置が、所定の推定処理により得られる伝搬路のマルチパス遅延時間に基づいてデータサブキャリアに対してマッピング処理を実行するData-Controlモジュール（１）およびDataモジュール（２）と、前記マルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に応じてデータサブキャリア上の信号に付加するガードバンド量を変化させるGB-Controlモジュール（３）およびGB-Addモジュール（４）と、を備え、受信側の通信装置が、前記マルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に基づいてガードインターバルを超えるマルチパスを抑圧するGB-Controlモジュール（１３）およびGB-FEQモジュール（１４）と、前記マルチパス遅延時間に基づいて等化後の信号に対してデマッピング処理を実行するData-Controlモジュール（１５）およびDecモジュール（１６）と、を備える。

Description

明 細 書
無線通信システムおよび通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、マルチキャリア変復調方式を採用する無線通信システムに関するもので あり、特に、マルチパス遅延時間が変化する通信環境で動作する通信装置に関する ものである。
背景技術
[0002] 従来から使用されている無線通信方式の一例として、 OFDM (Orthogonal Freque ncy Division Multiplexing)方式および DMT (Discrete Multi— tone)方式に代表さ れるマルチキャリア変復調方式がある。このマルチキャリア変復調方式は、たとえば、 無線 LAN, ADSL等に利用され、複数の周波数に直交したキャリアを配置し伝送す る方式である。本方式では、送受信機間の伝搬路等により生じる遅延波 (GB)の影響 を除去するため、ガードインターバル（Guard Interval)もしくはサイクリックプレフイツ タス（Cyclic Prefix)を用いている。受信機では、たとえば、ガードインターバルを除い た OFDMシンボルに対して FFTを行うことによりガードインターバル内の遅延波の影 響を除去し、データを復調している。
[0003] 一方で、上記 OFDM方式は、ガードインターバルを超える遅延波が到来する状態 においては符号間干渉が発生し、それに伴って、特性が大幅に劣化する。この問題 は、送信機側で想定される遅延時間より長 、ガードインターノ レを付加することによ り解決できる力 この処理により、ガードインターバルのオーバヘッドが増加し、伝送 効率が低下する。
[0004] また、セルラーシステムにおいては、たとえば、基地局と端末との距離が遠い場合、 遅延時間が長くなり、基地局と端末との距離が近い場合は、遅延時間が短くなる。す なわち、セルラーシステムにおいては、端末の位置や環境により最適なガードインタ 一バルの長さは異なる。
[0005] 上記のような、ガードインターバルを超える遅延波が到来する場合、および端末の 位置や環境により最適なガードインターバルの長さが異なる場合、に対応した従来技 術としては、たとえば、下記特許文献 1に記載の「OFDM通信システムおよび OFD M通信方法」がある。下記特許文献 1では、従来固定長としていたガードインターバ ル長を、マルチパス遅延時間に応じて適応的に制御することにより、最大伝送効率を 実現している。
[0006] 特許文献 1：特開 2002— 374223号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] ここで、上記特許文献 1の問題点について説明する。図 9は、可変ガードインターバ ルを用いた場合の信号例を示す図であり、詳細には、マルチパス遅延時間が変化し た場合の信号を示し、横軸は時間： tを表し、縦軸は、上図がマルチパス遅延時間（N ormalized max delay time) : Lを表し、下図が周波数方向のサブキャリア（sub-carr ier)を表している。図 9により、マルチパス遅延時間力 時間変化とともに「中→小→ 大」と変化していることがわかる。また、信号は、データ情報を含む Symとガードインタ 一バル GI (ガードインターバル長 L )で構成され、「L≤L 」であり、 Lにあわせて L
GI c GI c GI が変化していることがわかる。し力しながら、上記特許文献 1に記載の従来技術では 、適応制御により OFDMシンボル長が変化するため、ハードウェア構成が複雑となる 、という問題があった。
[0008] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易なハードウェア構成でマルチ パス遅延時間の変化に対応可能な通信装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にカゝかる無線通信システム は、マルチキャリア変復調方式を採用する無線通信システムであって、送信側の通 信装置力 所定の推定処理により得られる伝搬路のマルチパス遅延時間に基づいて 、データサブキャリアに対してマッピング処理を実行するマッピング手段 (後述する実 施の形態の Data-Controlモジュール 1および Dataモジュール 2に相当）と、前記マル チパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に応じて、データサブキヤリ ァ上の信号に付加するガードバンド量を変化させるガードバンド付加手段 (GB-Cont rolモジュール 3および GB-Addモジュール 4に相当）と、を備え、受信側の通信装置 力 前記マルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に基づいて、 ガードインターバル (ガードインターバルを付加しな 、場合を含む）を超えるマルチパ スを抑圧する等化手段（GB- Controlモジュール 13および GB-FEQモジュール 14に 相当）と、前記マルチパス遅延時間に基づいて、等化後の信号に対してデマッピング 処理を実行するデマッピング手段（Data-Controlモジュール 15および Decモジュール 16)と、を備えることを特徴とする。
発明の効果
[0010] 本発明に力かる無線通信システムにおいては、伝搬路におけるマルチパス遅延時 間に応じてガードバンド量を変化させることとしたので、シンボル長を変化させな！/ヽ簡 易なハードウェア構成で、到来するマルチパスの遅延時間の変化に追従することが できる、という効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]図 1は、本発明に力かる無線通信システムの構成例を示す図である。
[図 2]図 2は、ガードバンドを付加した信号例を示す図である。
[図 3]図 3は、ガードバンドを付加した信号例を示す図である。
[図 4]図 4は、ガードバンドを付加した信号例を示す図である。
[図 5]図 5は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。
[図 6]図 6は、 MCS-Controlモジュールで用いる変調符号化則の一例を示す図である
[図 7]図 7は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。
[図 8]図 8は、 MCS-Controlモジュールで用いる変調符号化則の一例を示す図である
[図 9]図 9は、可変ガードインターバルを用いた場合の信号例を示す図である。
符号の説明
[0012] 1, la, 15, 15a Data- Controlモジュール
2 Dataモジュール
3, 3a, 13, 13a GB - Controlモジュール
4 GB- Addモジュール 5 IFFTモジュール
6 GB- Addモジュール
7a, 17a MCS- Controlモジュール
8b, 18b Rate- Controlモジュール
11 GI- Removalモジュール
12 FFTモジユーノレ
14 GB-FEQモジュール
16 Decモジユーノレ
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下に、本発明に力かる無線通信システムおよび通信装置の実施の形態を図面に 基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるもので はない。
[0014] 実施の形態 1.
図 1は，本発明にかかる無線通信システムの構成例、すなわち、データ送信側の通 信装置およびデータ受信側の通信装置の構成例を示す図であり、送信側の通信装 置（変調器に相当）は、 Data- Controlモジュール 1と、 Dataモジュール 2と、 GB- Contr olモジュール 3と、 GB- Addモジュール 4と、 IFFTモジュール 5と、 GB- Addモジュール 6 と、を備え、受信側の通信装置 (復調器に相当）は、 Gト Removalモジュール 11と、 FF Tモジュール 12と、 GB- Controlモジュール 13と、 GB- FEQモジュール 14と、 Data-Co ntrolモジュール 15と、 Decモジュール 16と、を備えている。
[0015] ここで、上記無線通信システムを構成する各モジュールの基本動作を簡単に説明 する。 Data- Controlモジュール 1, 15は、データサブキャリアの位置，量を指示する。 Dataモジュール 2は、送信データを符号化し、 Data- Controlモジュール 1の指示によ り周波数軸上のデータサブキャリアにマッピングする。 GB- Controlモジュール 3, 13 は、ガードバンド（GB： Guard Band)の種別，位置，量を指示する。 GB- Addモジュ ール 4は、 GB- Controlモジュール 3の指示により Dataモジュール 1から出力されたデ ータサブキャリアにガードバンドを付加する。 IFFTモジュール 5は、周波数軸信号を 時間軸信号へ変換する。 GI-Addモジュール 6は、時間軸信号にガードインターバル を付カ卩する。 Gト Removalモジュール 11は、受信信号からガードインターバルを除去 する。 FFTモジュール 12は、時間軸信号を周波数軸信号に変換する。 GB-FEQモジ ユール 14は、 GB- Controlモジュール 13の指示によりガードバンドを用いた周波数等 化を行い、ガードインターバルを超える遅延波を抑圧する。 Decモジュール 16は、 Dat a-Controlモジュール 15の指示によりデータサブキャリアを復調（デマッピング処理） し、誤り訂正等の復号処理を行う。
[0016] つづ 、て、本実施の形態の特徴的な動作にっ 、て説明する。本実施の形態にお いては、 Data- Controlモジュール 1および GB- Controlモジュール 3が、伝搬路のマル チパス遅延時間に応じてデータサブキャリア，ガードバンドを制御する。具体的には 、たとえば、 TDD (Time Division Duplex)システムの場合には、自局受信信号から 伝搬路のマルチパス遅延時間を推定し、 FDD (Frequency Division Duplex)システ ムの場合には、相手局においてマルチパス遅延時間を推定し、フィードバックされた マルチパス遅延時間を得る。そして、伝搬路のマルチパス遅延の増加に応じて通信 品質が劣化することを利用して、フレーム誤り率，最小 2乗距離等の通信品質を推定 するパラメータに基づいて、データサブキャリア，ガードバンドを制御する。
[0017] なお、上記ガードバンドとは、受信側で伝送内容が既知であるサブキャリアの総称 であり、データを送信しないヌルキャリア、固定データを送信するパイロットキャリア、 等が該当する。
[0018] また、 GB- FEQとは、ガードバンドを用いてガードインターバルを超えるマルチパス を抑圧する周波数等化装置であり、たとえば、「岡崎他"ガードインターバルを超える マルチパスに対する周波数等化の一検討"、 2005年電子情報通信学会総合大会 B- 5-21」が利用できる。 GB-FEQモジュール 14では、ガードバンドの量を増加させること により、抑圧可能なマルチパス遅延時間を拡大することが可能である。
[0019] つづいて、上記ガードバンドの制御処理を具体的に説明する。本実施の形態の無 線通信システムは、図 1に示すとおり変調器と復調器により構成され、変調器では、 G B-Controlモジュール 3力 ガードバンドの種別，位置，伝搬路のマルチパス遅延時 間に適したガードバンド量を指示し、 GB- Addモジュール力 GB- Controlモジュール 3からの指示にしたがってガードバンドを付加する。一方、復調器では、 GB-Control モジュール 13が、ガードバンドの種別，位置，量を指示し、 GB- FEQモジュール 14力 S 、 GB-Controlモジュール 13からの指示にしたがってガードバンドを用いた周波数等 化を実現する。
[0020] 図 2は、ガードバンドを付加した信号例を示す図であり、たとえば、マルチパス遅延 時間が変化した場合の信号を示している。なお、図 2において、横軸は時間： tを表し 、縦軸は、上図がマルチパス遅延時間： Lを表し、下図が周波数方向のサブキャリア を表している。また、図 9上図に示すように、時間が進むにつれて、マルチパス遅延 時間が「中→小→大」と変化している。
[0021] このとき、本実施の形態においては、図 9下図に示すように、信号が、データ情報を 含む Symとガードインターバル GI (ガードインターバル長 L )とガードバンド GB (ガ
GI
ードバンド数 L )から構成される。そして、ガードバンドは、「L≤L +L 」を満たすよ
GB c GI GB
うにマルチパス遅延時間 Lに応じて挿入される。図 9においては、一例として、マル チパス遅延時間が「小」の場合にはガードバンドを挿入せず、「中」の場合には 1箇所 にガードバンドが挿入され、「大」の場合には 2箇所にガードバンドが挿入される。
[0022] このように、本実施の形態においては、伝搬路におけるマルチパス遅延時間に応じ てガードバンド量を変化させることとした。これにより、シンボル長を変化させない簡易 なハードウ ア構成で、到来するマルチパスの遅延時間の変化に追従できる。
[0023] また、本実施の形態にお!、ては、たとえば、 GI-Addモジュール 6にてードインター バルを付カ卩しな!/、場合であっても、 GB-Addモジュール 4にて付加するガードバンドに よりマルチパスを抑圧することができる。
[0024] 実施の形態 2.
実施の形態 2にお 、ては、前述した実施の形態 1の特徴的な処理である「マルチパ ス遅延時間に応じてガードバンド量を変化させる」処理を、 OFDMA (Orthogonal Fr equency Division Multiplex Access)方式に適用する。なお、本実施の形態のシス テム構成については、前述した実施の形態 1の図 1と同様である。ここでは、前述した 実施の形態 1と異なる処理について説明する。
[0025] 図 3は、ガードバンドを付加した信号例を示す図であり、たとえば、マルチパス遅延 時間が変化した場合の信号を示している。本実施の形態においては、一例として、 8 本のサブキャリアに 2ユーザが周波数分割多重され、 User 1と User 2でそれぞれ異 なったマルチパス遅延時間を有している場合を想定する。
[0026] たとえば、本実施の形態では、時間とともに変化する 2ユーザのマルチパス遅延時 間の最大値を等化するために十分なガードバンドを挿入する。図 3においては、マル チパス遅延時間 Lの最大値が「大→中→大」と変化しているため、付加するガードバ ンド数 L は、「ガードバンド： 2箇所→ガードバンド： 1箇所→ガードバンド： 2箇所」と
GB
追従している。
[0027] このように、本実施の形態においては、 OFDMA方式に対応して、複数ユーザに おけるマルチノ ス遅延時間の最大値に応じてガードバンド量を変化させることとした 。これにより、シンボル長を変化させない簡易なハードウェア構成で、到来するマルチ パス遅延時間の変化に追従できる。
[0028] 実施の形態 3.
実施の形態 3にお 、ては、前述した実施の形態 1の特徴的な処理である「マルチパ ス遅延時間に応じてガードバンド量を変化させる」処理を、 OFCDM (Orthogonal Fr equency and Code Division Multiplexing)方式または MC— CDMA (Multi—Carri er - Code Division Multiple Access)方式に適用する。なお、本実施の形態のシ ステム構成については、前述した実施の形態 1の図 1と同様である。ここでは、前述し た実施の形態 1と異なる処理について説明する。
[0029] 図 4は、ガードバンドを付カ卩した信号例を示す図であり、たとえば、マルチパス遅延 時間が変化した場合の信号を示している。本実施の形態においては、一例として、 8 本のサブキャリアに 2ユーザが符号分割多重され、 Userlと User2でそれぞれ異なつ たマルチノ ス遅延時間を有している場合を想定する。なお、図 4において、下図の縦 軸は、多重数（Multiplexing)を表し、奥行きは、周波数方向のサブキャリア（sub-carri er)を表している。
[0030] たとえば、本実施の形態では、時間とともに変化する 2ユーザのマルチパス遅延時 間の最大値を等化するために十分なガードバンドを挿入する。図 4においては、マル チパス遅延時間 Lの最大値が「大→中→大」と変化しているため、付加するガードバ ンド数 L は、「ガードバンド： 2箇所→ガードバンド： 1箇所→ガードバンド： 2箇所」と 追従している。
[0031] このように、本実施の形態においては、 OFCDM方式または MC— CDMA方式に 対応して、複数ユーザにおけるマルチパス遅延時間の最大値に応じてガードバンド 量を変化させることとした。これにより、シンボル長を変化させない簡易なハードウェア 構成で、到来するマルチパス遅延時間の変化に追従できる。
[0032] 実施の形態 4.
図 5は、本発明にかかる無線通信システムの構成例、すなわち、データ送信側の通 信装置およびデータ受信側の通信装置の構成例を示す図であり、送信側の通信装 置（変調器に相当）が、 Data- Controlモジュール laと、 GB- Controlモジュール 3aと、 MCS- Controlモジュール 7aを備え、受信側の通信装置 (復調器に相当）が、 GB- Con trolモジュール 13aと、 Data- Controlモジュール 15aと、 MCS- Controlモジュール 17a を備えている。なお、前述した実施の形態 1の図 1と同一の構成については、同一の 符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1と異なる処理に ついて説明する。
[0033] 本実施の形態において、 MCS- Controlモジュール 7a, 17aは、変調符号化貝 lj (MC S : Modulation and Coding Scheme)の指示を行うモジュールであり、予め設定さ れた変調符号化則に基づいて、 Data- Controlモジュール la, 15aおよび GB- Control モジュール 3a, 13aにパラメータ指示を与える。このとき、各 MCS- Controlモジュール は、伝搬路のマルチパス遅延時間に応じて、各 Data-Controlモジュールおよび GB- Controlモジュールを制御する。具体的には、たとえば、 TDD (Time Division Duplex )システムの場合には、自局受信信号力 伝搬路のマルチパス遅延時間を推定し、 F DD (Frequency Division Duplex)システムの場合には、相手局においてマルチパス 遅延時間を推定し、フィードバックされたマルチパス遅延時間を得る。そして、伝搬路 のマルチノス遅延の増加に応じて通信品質が劣化することを利用して、フレーム誤り 率，最小 2乗距離等の通信品質を推定するパラメータに基づいて、間接的にデータ サブキャリア，ガードバンドを制御する。
[0034] 図 6は、上記 MCS-Controlモジュールで用いる変調符号化則の一例を示す図であ る。本実施の形態では、耐遅延能力を向上させるために、サブキャリア数を減少させ 、ガードバンド数を増加させる制御を行う。なお、本実施の形態では、簡単化のため に、ガードバンド数のみを軸に変調符号ィ匕則を作成しているが、変調方式，符号ィ匕 率による変調符号ィ匕則を組み合わせることも可能である。
[0035] つづいて、上記ガードバンドの制御処理を行う場合の通信装置の動作を図面にし たがって説明する。本実施の形態の無線通信システムは、図 5に示すとおり変調器と 復調器により構成され、変復調器内の MCS- Controlモジュール 7a, 17aが、それぞ れ伝搬路のマルチパス遅延時間に応じて適応的に変調符号化則を選択する。そし て、この符号化則に基づいて、各 MCS-Controlモジュール力 使用サブキャリア数を Data- Controlモジュールへ、使用ガードバンド数を GB- Controlモジュールへ、それ ぞれ指示する。
[0036] このように、本実施の形態においては、耐遅延能力を向上させるために、サブキヤリ ァ数を減少させ、ガードバンド数を増加させる制御を行うこととした。これにより、前述 した実施の形態 1と同様の効果にカ卩えて、さらに、伝搬路のマルチパス遅延時間が 増大する場合に、サブキャリア数減少に伴う情報伝送速度の低下のトレードオフとし て、耐マルチノ ス遅延時間を向上させることができる。
[0037] 実施の形態 5.
図 7は、本発明にかかる無線通信システムの構成例、すなわち、データ送信側の通 信装置およびデータ受信側の通信装置の構成例を示す図であり、送信側の通信装 置 (変調器に相当）が、 Rate-Controlモジュール 8bを備え、受信側の通信装置 (復調 器に相当）が、 Rate-Controlモジュール 18bを備えている。なお、前述した実施の形 態 4の図 5と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここ では、前述した実施の形態 5と異なる処理にっ 、て説明する。
[0038] たとえば、 MCS-Controlモジュール 7a, 17aは、予め設定された変調符号化則に基 づいて、 Rate- Controlモジュール 8b, 18bおよび GB- Controlモジュール 3a, 13aに 対してパラメータ指示を与える。そして、 Rate-Controlモジュール 8b, 18bは、上記指 示に基づいて、 Dataモジュール 2および Decモジュール 16で用いる符号化率を指示 する。
[0039] 図 8は、上記 MCS-Controlモジュールで用いる変調符号化則の一例を示す図であ る。本実施の形態では、耐遅延能力を向上させるために、符号化率を増加させ、ガ ードバンド数を増加させる制御を行う。
[0040] つづいて、上記ガードバンドの制御処理を行う場合の通信装置の動作を図面にし たがって説明する。図 7に示すとおり変調器と復調器により構成され、変復調器内の MCS-Controlモジュール 7a, 17aが、それぞれ伝搬路に応じて適応的に変調符号化 則を選択する。そして、この符号ィ匕則に基づいて、各 MCS-Controlモジュール力 使 用符号化率を Rate- Controlモジュールへ、使用ガードバンド数を GB- Controlモジュ ールへ、それぞれ指示する。
[0041] このように、本実施の形態においては、耐遅延能力を向上させるために、符号化率 を増加させ、ガードバンド数を増加させる制御を行うこととした。これにより、前述した 実施の形態 1と同様の効果に加えて、さらに、伝搬路のマルチパス遅延時間が増大 する場合に、符号ィ匕率増加に伴う誤り訂正能力の低下のトレードオフとして、耐マル チパス遅延時間を向上させることができる。
産業上の利用可能性
[0042] 以上のように、本発明に力かる無線通信システムおよび通信装置は、マルチキヤリ ァ変復調方式を採用する通信システムおよび通信装置に有用であり、特に、伝搬路 のマルチパス遅延時間が変化する通信環境で動作するデータ送信側の通信装置お よびデータ受信側の通信装置に適して 、る。

Claims

請求の範囲
[1] マルチキャリア変復調方式を採用する無線通信システムであって、
送信側の通信装置が、
所定の推定処理により得られる伝搬路のマルチパス遅延時間に基づ!/、て、データ サブキャリアに対してマッピング処理を実行するマッピング手段と、
前記マルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に応じて、デー タサブキャリア上の信号に付加するガードバンド量を変化させるガードバンド付加手 段と、
を備え、
受信側の通信装置が、
前記マルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に基づいて、ガ ードインターバル (ガードインターバルを付カ卩しな 、場合を含む）を超えるマルチパス を抑圧する等化手段と、
前記マルチパス遅延時間に基づ!/、て、等化後の信号に対してデマッピング処理を 実行するデマッピング手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
[2] 前記送信側の通信装置におけるガードバンド付加手段は、
マルチパス遅延時間の増加に伴ってガードバンド量を増大させることを特徴とする 請求項 1に記載の無線通信システム。
[3] 前記送信側の通信装置におけるガードバンド付加手段は、
さらに、複数ユーザにおけるマルチパス遅延時間の最大値の増加に伴ってガード バンド量を増大させることを特徴とする請求項 2に記載の無線通信システム。
[4] マルチキャリア変復調方式として、 OFDM A (Orthogonal Frequency Division Mu ltiplex Access)方式を採用することを特徴とする請求項 3に記載の無線通信システ ム。
[5] マルチキャリア変復調方式として、 OFCDM (Orthogonal Frequency and Code
Division Multiplexing)方式または MC— CDMA (Multi— Carrier - Code Division Multiple Access)方式を採用することを特徴とする請求項 3に記載の無線通信シス テム。
[6] 前記送信側および前記受信側の通信装置が、
さらに、前記マルチパス遅延時間に応じて適応的に変調符号化則を選択する変調 符号化則選択手段、
をそれぞれ備え、
前記送信側および受信側の通信装置における各手段は、前記マルチパス遅延時 間に応じて選択された変調符号化則に基づいた処理を実行することを特徴とする請 求項 1に記載の無線通信システム。
[7] マルチキャリア変復調方式を採用するデータ送信側の通信装置であって、
伝搬路のマルチパス遅延時間に基づいて、データサブキャリアに対してマッピング 処理を実行するマッピング手段と、
前記マルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に応じて、デー タサブキャリア上の信号に付加するガードバンド量を変化させるガードバンド付加手 段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
[8] 前記ガードバンド付加手段は、
マルチパス遅延時間の増加に伴ってガードバンド量を増大させることを特徴とする 請求項 7に記載の通信装置。
[9] 前記ガードバンド付加手段は、
さらに、複数ユーザにおけるマルチパス遅延時間の最大値の増加に伴ってガード バンド量を増大させることを特徴とする請求項 8に記載の通信装置。
[10] さらに、前記マルチパス遅延時間に応じて適応的に変調符号化則を選択する変調 符号化則選択手段、
を備え、
前記各手段は、前記マルチパス遅延時間に応じて選択された変調符号化則に基 づいた処理を実行することを特徴とする請求項 7に記載の通信装置。
[11] マルチキャリア変復調方式を採用するデータ受信側の通信装置であって、
伝搬路のマルチパス遅延時間により得られるガードバンドに関する情報に基づいて 、ガードインターノ レ (ガードインターバルを付カ卩しな ヽ場合を含む）を超えるマルチ パスを抑圧する等化手段と、
前記マルチパス遅延時間に基づ!/、て、等化後の周波数信号に対してデマッピング 処理を実行するデマッピング手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
さらに、前記マルチパス遅延時間に応じて適応的に変調符号化則を選択する変調 符号化則選択手段、
を備え、
前記各手段は、前記マルチパス遅延時間に応じて選択された変調符号化則に基 づ ヽた処理を実行することを特徴とする請求項 11に記載の通信装置。
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