CN1341304A - 发送装置和方法、以及提供媒体 - Google Patents

Abstract

一种不设置保护带也可以防止来自相邻信道的影响的发送装置。输入到发送装置内的映射器21－1的信息串1通过QAM调制等映射到规定的信号点,输出到变频器22－1。变频器22－1实施与输入的信号中心频率对应的变频,输出到复用器23。对其他信息串实施与上述信息串1相同的处理,输出到复用器23。复用器23对输入的多个信号进行复用,IFFT运算器24集中该复用的信号来进行反傅立叶变换。反傅立叶变换后的信号由正交调制器26进行正交调制,再通过变频器28变换为RF频带的信号,从天线30发送。

Description

发送装置和方法、以及提供媒体

                   技术领域

本发明涉及发送装置和发送方法、以及提供该方法的提供媒体，特别涉及不设置保护带在接收端也不受到相邻信道的影响，可以解调希望信道的信号的发送装置和方法、以及提供媒体。

                   背景技术

由于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：正交频分复用)传输方式相对于多路径具有抗故障性，所以作为使用地波的适合数字传输的传输方式而众所周知。

在使用OFDM传输方式进行传输的情况下，为了防止相邻信道的干扰，例如，如图1所示，各信道都配置规定量的频率间隔(保护带)。在图1中，假设信道1(ch1)的中心频率为f₁，信道2(ch2)的中心频率为f₂，信道3(ch3)的中心频率为f₃，示出在各信道间设置保护带的例子。

图2表示发送设置图1所示的保护带的信号的发送机1的结构方框图。图2所示的发送机1表示发送ch1～ch3的三个信道的信号情况下的结构。

映射器2-1输入的ch1的信息串1分配到规定编码方式、例如QPSK(Quadrature Phase Shift Keying：四相移相键控)或16QAM(QuadratureAmplitude Modulation：正交调幅)等的调制信号点上，输出到IFFT(InversedFast Fourier Transform：反快速傅立叶变换)运算器3-1。IFFT运算器3-1对输入的调制信号点进行反傅立叶变换并输出到保护间隔附加器4-1。保护间隔附加器4-1将保护间隔附加在输入的信号中，输出到正交调制器5-1。正交调制器5-1用振荡器6-1产生的振荡频率f_1F的载波对输入的信号进行正交调制，输出到变频器7-1。变频器7-1将通过振荡器8-1产生振荡的、信道1的中心频率f₁和中频f_1F之和的频率f₁+f_1F的载波与输入的信号相乘，变换为信道1的中心频率f₁的RF频带的信号，由天线9-1发送。

ch2的信息串2输入到映射器2-2，ch3的信息串3输入到映射器2-3，各自的输入通过由各自对应的装置实施与上述信息串1同样的处理，分别形成中心频率f₂的RF频带的信号和中心频率f₃的RF频带的信号。

如图1所示，这样生成的三个信道的信号通过在各信道间设置保护带，在接收端检测希望的信道时不受到与该希望的信道相邻的信道的影响。

如上所述，设置保护带，以便不受到与希望的信道相邻的信道的影响，但设置保护带后频率利用效率下降，从有效利用频率的方面来看是不利的。但是，如果不设置保护带，使该间隔变窄，则存在产生来自相邻信道的影响，并伴随有接收时的S/N恶化的课题。

                      发明内容

本发明是鉴于这种状况的发明，目的在于不设置保护带也可以发送使用接收端不受到来自相邻信道影响地解调希望信道的信号，从而提高频率利用效率。

本发明的发送装置的特征在于包括：将N个信道的信息分别分配给复数平面上的信号点的N个分配部件；将从N个分配部件输出的多个信号点根据各自信道的中心频率来变频的N个变频部件；对从N个变频部件输出的信号进行复用的复用部件；将通过复用部件复用的信号调制为OFDM信号的调制部件；以及将OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送部件。

本发明的发送方法的特征在于包括以下步骤：将N个信道的信息分别分配到复数平面上的信号点上的N个分配步骤；对从N个分配步骤输出的N个信号点基于各自信道的中心频率来变频的N个变频步骤；对从N个变频步骤输出的信号进行复用的复用步骤；将复用步骤中复用的信号调制为OFDM信号的调制步骤；以及将OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送步骤。

提供本发明的发送方法的提供媒体的特征在于，提供计算机可读取的程序，该程序使发送装置执行包括以下步骤的处理：将N个信道的信息分别分配到复数平面上的信号点上的N个分配步骤；对从N个分配步骤输出的N个信号点基于各自信道的中心频率来变频的N个变频步骤；对从N个变频步骤输出的信号进行复用的复用步骤；将复用步骤中复用的信号调制为OFDM信号的调制步骤；以及将OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送步骤。

在本发明的发送装置、发送方法、以及提供媒体中，N个信道的信息分别分配到复数平面上的信号点，这些信号点基于各自信道的中心频率来变频，这些N个信号被复用，并调制为OFDM信号。

此外，根据本发明，提供一种通信系统，该系统将发送装置和接收装置通过无线线路进行无线连接，(a)所述发送装置包括：将多个信道的信息分别独立分配给复数平面上的信号点的多个分配部件；将从所述多个分配部件输出的多个信号点根据各自信道的中心频率来变频的多个变频部件；对从所述多个变频部件输出的多个信号进行复用的复用部件；将通过所述复用部件复用的信号调制为OFDM信号的调制部件；以及将所述OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送部件；(b)所述接收装置包括：接收从所述发送装置的发送部件发送的信号的接收部件；将接收部件接收到的信号变换为中频信号的变频部件；从变频的信号中仅提取与选择出的信道对应的频率的频率信号选择部件；用中频信号对选择出的频率信号进行正交解调并提取以复数坐标系规定的正交的I信号和Q信号的正交解调部件；以及将该正交解调的信号解调为时间串信号的解调部件。

                      附图说明

图1是说明保护带的图。

图2是表示现有的发送机示例的结构方框图。

图3是表示本发明实施例的发送机示例的结构方框图。

图4是说明从图3的发送机发送的信号的图。

图5是说明保护间隔的图。

图6是表示图3的变频器的结构方框图。

图7是说明OFDM的子载频的图。

图8是表示本发明实施例的接收机的结构方框图。

                    具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例。

图3是表示本发明实施例的发送机的一实施例的结构方框图。图3所示的发送机20表示复用信道数为3个信道的情况。

在发送机20中，将映射器21-1和变频器22-1的第1串联电路、映射器21-2和变频器22-2的第2串联电路、映射器21-3和变频器22-3的第3串联电路并排设置。在发送机20中，包括复用器23、IFFT运算器24、保护间隔附加器25、正交调制器26、第1本机振荡器27、变频器28、以及第2本机振荡器29。

从发送机20发送的信号如图4所示，信道1(ch1)～ch3的信号不设置保护带地来配置。假设ch1～ch3的中心频率分别为f₁、f₂、f₃。

ch1的信息串1输入到映射器21-1，ch2的信息串2输入到映射器21-2，ch3的信息串3输入到映射器21-3。映射器21-1～21-3根据规定的编码方式分别对输入的信息串1～3进行编码，并分别输出到对应的变频器22-1～22-3。映射器21-1～21-3的映射处理的细节后述。变频器22-1～22-3对输入的信号进行如下所示的变频，并分别输出到复用器23。

复用器23对从变频器22-1～22-3输入的信号进行复用，并输出到IFFT运算器24。

IFFT运算器24将输入的复用的3个信道的信号集中进行反傅立叶变换(OFDM调制)，并输出到保护间隔附加器25。

保护间隔附加器25将保护间隔附加在输入的信号中。

在OFDM调制方式中，如图5所示，例如，通过用16QAM等将作为调制的调制波的多个载波1～k合并来生成发送信号。

发送符号期间由保护间隔和有效符号期间构成。该保护间隔是为了减轻多路径(反常回波或衰落)造成的影响而设置的信号期间，是使有效符号期间的信号波形的一部分循环重复的期间。

从保护间隔附加器25输出的信号被输入到正交调制器26。正交调制器26用由振荡器27产生的中频f_1F的载波对输入的信号进行正交调制，输出到变频器28。

变频器28将通过振荡器29产生振荡的、信道2的中心频率f₂和中频f_1F之和的频率f₂+f_1F的载波与输入的信号相乘，变换为信道2的中心频率f₂的RF频带的信号。

将这样生成的复用了3个信道的信号的中心频率f₂的信号通过天线30发送。

ch1的信息串1由映射器21-1例如根据所谓的QPSK或16QAM编码方式映射到正交的I轴和Q轴规定的正交坐标空间的信号点上。映射的信息串1的信号被输出到变频器22-1。

变频器22-1将输入的信号变频为对应于信道的中心频率，这种情况下，在ch1中，对应中心频率f₁进行变频。

图6表示变频器22-1的结构方框图。变频器22-2、22-3也具有相同的结构，由于其工作也相同，所以这里以变频器22-1为例来说明。将从映射器21-1输出的信号点的坐标值表示为(I，Q)，频率偏差量表示为Δf，保护间隔长度为ΔT。频率偏差量Δf为各信道的中心频率和复用的3个信道的中心频率之间的差分。例如，信道1所用的变频器22-1的频率偏差量Δf是f₂-f₁，信道2所用的变频器22-2的频率偏差量Δf＝f₂-f₁(＝0)，信道3所用的变频器22-3的频率偏差量Δf是f₃-f₂。

从映射器21-1输出的信号点(I，Q)输入到移相器41，频率偏差量Δf和保护间隔长度ΔT输入到移相角发生器42。移相角发生器42根据下式(1)来产生移相角θ。

移相角θ＝f(Δf，ΔT)＝2πΔf(T+ΔT)       (1)

在式(1)中，记号T是OFDM信号的有效符号期间。因此，(T+ΔT)是发送符号期间。

由移相角发生器42产生的移相角θ输出到加法器43，进行累加。加法器43通过将输入的移相角θ和一个OFDM信号(一个OFDM符号)前的移相角θ相加，将累加的移相量θ’输出到移相器41。移相器41通过将从加法器43输入的移相量θ’代入下式(2)，来使信号点(I，Q)移相(相移)，计算变频过的信号点(I’，Q’)。 $\left[\begin{array}{c}I\text{'}\\ Q\text{'}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}\text{'}& -\sin \mathrm{\θ}\text{'}\\ \sin \mathrm{\θ}\text{'}& \cos \mathrm{\θ}\text{'}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}I\\ Q\end{array}\right]----\left(2\right)$

由变频器22-1变频过的信号被输出到复用器23。

信息串2由映射器21-2和变频器22-2、信息串3由映射器21-3和变频器22-3来分别进行与上述信息串1相同的处理，输入到复用器23。

复用器23对从变频器22-1～22-3输入的信号根据各自的信道配置来复用。复用器23进行频率复用的3个信道的信号由IFFT运算器24集中进行反傅立叶变换(OFDM调制)。图7表示复用的OFDM基带信号。ch1的OFDM基带信号变频为中心频率f₁-f₂，ch2的OFDM基带信号变频为中心频率0，ch3的OFDM基带信号变频为中心频率(f₃-f₂)，并进行频率复用。

IFFT运算器24产生的反傅立叶变换的信号由保护间隔附加器25来附加保护间隔，输出到正交调制器26。

正交调制器26通过将输入的信号与振荡器27产生的频率f_1F的载波相乘来进行正交调制，输出到变频器28。

变频器28通过将已正交调制的信号和振荡器29产生的频率(f₂+f_1F)的信号相乘，变换为中心频率为f₂的发送频率，将RF频带的信号通过天线30来发送。

这样，由于将多个信息串的信号点以频率区域进行变频来进行频率复用，通过集中进行OFDM调制，调制的所有信息串都满足OFDM的正交条件，所以不需要设置用于防止相邻信道产生的干扰的保护间隔，由此能够提高频率利用的效率。

发送机20发送的RF频带的信号由图8所示的接收装置50接收、解调。发送机20发送的中心频率为f₂，复用ch1～ch3三个信道的信号由接收机50的天线51接收。天线51接收到的信号输入到变频器52。

变频器52用振荡器53产生的信号从输入的信号中提取期望的信号。振荡器53将与用户选择的信道对应的频率信号供给变频器52。即，在用户选择信道1的情况下，将频率(f₁+f_1F)的信号供给变频器52，在选择信道2的情况下，将频率(f₂+f_1F)的信号供给变频器52，而在选择信道3的情况下，将频率(f₃+f_1F)的信号供给变频器52。变频器52用从振荡器53供给的信号将RF频带的信号变换为中频信号，输出到滤波器54。

滤波器54从输入的变换为中频的信号中除去与用户选择的信道对应的信号以外的信号，输出到正交解调器55。正交解调器55用振荡器56产生的中频f_1F的信号对输入的信号进行正交解调，提取I信号和Q信号，输出到FFT运算器57。FFT运算器57对输入的I信号和Q信号执行傅立叶变换(OFDM解调)，将与用户选择的信道对应的信息串输出到图中未示出的显示设备等。

在上述实施例中，复用的信道数为三个信道，但并不限于三个信道，也可以复用更多的信道。

例如通过用计算机来实现发送机20和/或接收机50，用计算机来执行信号处理的程序，可以完成上述的发送机20和/或接收机50中的全部或一部分信号处理。作为计算机，也包括微计算机、高速运算处理器，例如数字信号处理器(DSP)等装置，用这样的计算机例如执行在ROM等记录媒体上记录的信号处理程序。这种情况下，ROM是提供发送处理程序的提供媒体。

当然，上述发送机20和/或接收机50中的信号处理也可以仅用电子线路或电子线路和计算机的组合而成的线路来实现。

在本说明书中，在将执行上述处理的计算机程序提供给用户的提供媒体中，除了磁盘、CD-ROM等信息记录媒体以外，还包括依赖因特网、数字卫星等网络的传输媒体。

产业上的可利用性

如上所述，根据本发明所述的发送装置、发送方法、以及提供媒体，由于将N个信道的信息分别分配在复数平面上的信号点上，对该信号点根据各自信道的中心频率来变频，对这些N个信号进行复用，调制为OFDM信号，所以不设置保护带也可以获得希望的信道的信号而不受来自相邻信道的影响。

Claims (10)

1、一种发送装置，包括：

将多个信道的信息分别独立分配给复数平面上的信号点的多个分配部件；

将从所述多个分配部件输出的多个信号点根据各自信道的中心频率来变频的多个变频部件；

对从所述多个变频部件输出的多个信号进行复用的复用部件；

将通过所述复用部件复用的信号调制为OFDM信号的调制部件；以及

将所述OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送部件。

2、如权利要求1或2所述的发送装置，其特征在于，所述分配部件分别包括对输入的信息串根据规定的编码方式来编码，并映射到由正交的I轴和Q轴规定的复数平面的正交坐标空间的信号点上的映射部件。

3、如权利要求2所述的发送装置，其特征在于，各个所述映射部件根据QPSK或各种QAM的编码方式来对所述输入的信息进行映射。

4、如权利要求1～3的任何一项所述的发送装置，其特征在于，所述变频部件分别根据所述发送部件发送的RF频带的信号的中心频率和所述信道的中心频率之间的偏差量、以及基于保护间隔长度的移相角累加求出的移相量来进行变频。

5、如权利要求4所述的发送装置，其特征在于，所述多个变频部件分别包括：

输入频率偏差量和保护间隔长度，产生以这些输入的频率偏差量和保护间隔长度、以及OFDM信号的有效符号期间规定的移相角的移相角发生器；

将该移相角发生器产生的移相角和一个OFDM信号前的移相角θ相加的加法器；以及

根据来自所述加法器的相加结果，将来自对应的所述分配部件的分配信号的相位进行偏移的移相器。

6、如权利要求5所述的发送装置，其特征在于，所述移相角发生器根据下式来产生所述移相角

移相角θ＝2πΔf(T+ΔT)

其中，Δf是频率偏差量，

ΔT是保护间隔长度，

T是OFDM信号的有效符号期间。

7、如权利要求6所述的发送装置，其特征在于，所述移相器通过将从所述加法器输入的移相量θ’代入下式，使从分配部件输入的所述复数平面的正交坐标中的信号点进行移相来生成变频过的信号点， $\left[\begin{array}{c}I\text{'}\\ Q\text{'}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}\text{'}& -\sin \mathrm{\θ}\text{'}\\ \sin \mathrm{\θ}\text{'}& \cos \mathrm{\θ}\text{'}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}I\\ Q\end{array}\right]$ 。

8、一种发送方法，包括：

将多个信道的信息分别分配到复数平面上的信号点上的多个分配步骤；

对从所述多个分配步骤输出的多个信号点基于各自信道的中心频率来变频的变频步骤；

对从所述变频步骤输出的多个变频信号进行复用的复用步骤；

将所述复用步骤中复用的信号调制为OFDM信号的调制步骤；以及

将所述OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送步骤。

9、一种通信系统，该系统将发送装置和接收装置通过无线线路进行无线连接，其特征在于，

所述发送装置包括：

将多个信道的信息分别独立分配给复数平面上的信号点的多个分配部件；

将从所述多个分配部件输出的多个信号点根据各自信道的中心频率来变频的多个变频部件；

对从所述多个变频部件输出的多个信号进行复用的复用部件；

将通过所述复用部件复用的信号调制为OFDM信号的调制部件；以及

将所述OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送部件；

所述接收装置包括：

接收从所述发送装置的发送部件发送的信号的接收部件；

将接收部件接收到的信号变换为中频信号的变频部件；

从变频的信号中仅提取与选择出的信道对应的频率的频率信号选择部件；

用中频信号对选择出的频率信号进行正交解调并提取以复数坐标系规定的正交的I信号和Q信号的正交解调部件；以及

将该正交解调的信号解调为时间串信号的解调部件。

10、一种提供媒体，提供计算机可读取的程序，该程序使发送装置执行包括以下步骤的处理：

将多个信道的信息分别分配到复数平面上的信号点上的多个分配步骤；

对从所述多个分配步骤输出的多个信号点基于各自信道的中心频率来变频的变频步骤；

对从所述变频步骤输出的多个变频信号进行复用的复用步骤；

将所述复用步骤中复用的信号调制为OFDM信号的调制步骤；以及

将所述OFDM信号变换为RF频带的信号并进行发送的发送步骤。

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