JP2003110529A - 送信装置、通信システム及びその通信方法 - Google Patents
送信装置、通信システム及びその通信方法Info
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- JP2003110529A JP2003110529A JP2001306299A JP2001306299A JP2003110529A JP 2003110529 A JP2003110529 A JP 2003110529A JP 2001306299 A JP2001306299 A JP 2001306299A JP 2001306299 A JP2001306299 A JP 2001306299A JP 2003110529 A JP2003110529 A JP 2003110529A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 搬送波毎に異なるホッピング系列を用いて周
波数ホッピングを行う送信処理を行い、衝突が搬送波単
位で発生させることによって、受信側における誤り訂正
を容易にできる送信装置、通信システム及びその通信方
法を提供する。 【解決手段】 割り当てられている周波数帯域を複数の
サブバンドに等分割し、さらに各サブバンドを複数の搬
送波を用いて送信するために等分割し、上記各サブバン
ド内においてそれぞれ一つの搬送波を割り当てることで
一つの通信チャネルを形成し、当該通信チャネルを用い
て上記情報源信号を送信する送信装置と、上記通信チャ
ネルによって送信された信号を受信し、上記情報源信号
を再生する受信装置を設ける。
波数ホッピングを行う送信処理を行い、衝突が搬送波単
位で発生させることによって、受信側における誤り訂正
を容易にできる送信装置、通信システム及びその通信方
法を提供する。 【解決手段】 割り当てられている周波数帯域を複数の
サブバンドに等分割し、さらに各サブバンドを複数の搬
送波を用いて送信するために等分割し、上記各サブバン
ド内においてそれぞれ一つの搬送波を割り当てることで
一つの通信チャネルを形成し、当該通信チャネルを用い
て上記情報源信号を送信する送信装置と、上記通信チャ
ネルによって送信された信号を受信し、上記情報源信号
を再生する受信装置を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サブキャリアを用
いる無線通信方式の送信装置、通信システム及びその通
信方法に関するものである。
いる無線通信方式の送信装置、通信システム及びその通
信方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数のサブキャリアを用いる通信方式と
してOFDM変復調方式が挙げられる。次に、OFDM
方式における信号の変復調について述べる。時間tにお
いてn番目の搬送波を用いて送信される信号をdn
(t)とすれば、搬送波fn の信号はdn (t)ej2π
fnt となる。従って、これらの信号の合成波となるOF
DM変調信号は、次式によって表すことができる。
してOFDM変復調方式が挙げられる。次に、OFDM
方式における信号の変復調について述べる。時間tにお
いてn番目の搬送波を用いて送信される信号をdn
(t)とすれば、搬送波fn の信号はdn (t)ej2π
fnt となる。従って、これらの信号の合成波となるOF
DM変調信号は、次式によって表すことができる。
【0003】〔数1a〕
【0004】式(1a)において、Nは搬送波総数であ
る。また、式(1a)に示されているOFDM変復調信
号S(t)は離散フーリエ変換、逆離散フーリエ変換を
用いて計算できるため、通常OFDM変復調にはFFT
(高速フーリエ変換)処理とIFFT(逆高速フーリエ
変換)処理が用いられる。
る。また、式(1a)に示されているOFDM変復調信
号S(t)は離散フーリエ変換、逆離散フーリエ変換を
用いて計算できるため、通常OFDM変復調にはFFT
(高速フーリエ変換)処理とIFFT(逆高速フーリエ
変換)処理が用いられる。
【0005】このようなOFDM変調を行うと、搬送波
あたりの信号の伝送速度が小さくなるため、無線区間の
反射や伝播路遅延によって生じる遅延波を信号1シンボ
ル分以内に収めることが容易になる。これによって符号
間干渉が生じにくい状態をつくることができ、受信機側
において等価器が容易に実現でき、もしくは不要とな
る。即ち、遅延波に対しての耐性が強くなる。
あたりの信号の伝送速度が小さくなるため、無線区間の
反射や伝播路遅延によって生じる遅延波を信号1シンボ
ル分以内に収めることが容易になる。これによって符号
間干渉が生じにくい状態をつくることができ、受信機側
において等価器が容易に実現でき、もしくは不要とな
る。即ち、遅延波に対しての耐性が強くなる。
【0006】また、OFDM信号を伝送する際には、通
常、ガードインターバルと呼ばれる、通信チャネルのマ
ルチパスによる遅延を吸収するための時間が設けられ、
送信信号間に挿入される。これによって、さらに送信信
号のシンボル間の干渉は低減される。
常、ガードインターバルと呼ばれる、通信チャネルのマ
ルチパスによる遅延を吸収するための時間が設けられ、
送信信号間に挿入される。これによって、さらに送信信
号のシンボル間の干渉は低減される。
【0007】従来のOFDMを用いた通信のブロック横
成について、送信側のブロック横成を図9、受信側のブ
ロック構成を図10にそれぞれ示す。送信側110にお
いて、送信すべき情報はまずその情報に応じて情報源符
号化回路101によって情報源符号化され、その後に、
無線リンクに合わせて通信路符号化回路102によって
通信路符号化される。また、誤り訂正符号化もこの通信
路符号化回路102によって行われる。さらに、パケッ
ト型の通信方式等では符号化されたデータの入れ替え、
即ち、インタリーブがインターリーバ103によって行
われる。次に、変調回路104によって、QPSK等の
変調が行われてから、シリアル/パラレル変換(S/P
変換)回路105によって、シリアル−パラレル変換が
行われる。
成について、送信側のブロック横成を図9、受信側のブ
ロック構成を図10にそれぞれ示す。送信側110にお
いて、送信すべき情報はまずその情報に応じて情報源符
号化回路101によって情報源符号化され、その後に、
無線リンクに合わせて通信路符号化回路102によって
通信路符号化される。また、誤り訂正符号化もこの通信
路符号化回路102によって行われる。さらに、パケッ
ト型の通信方式等では符号化されたデータの入れ替え、
即ち、インタリーブがインターリーバ103によって行
われる。次に、変調回路104によって、QPSK等の
変調が行われてから、シリアル/パラレル変換(S/P
変換)回路105によって、シリアル−パラレル変換が
行われる。
【0008】こうした得られた信号が高速逆フーリエ変
換回路(IFFT)106によって、逆フーリエ変換、
即ちち、OFDM変調が行われる。OFDM変調信号は
パラレル/シリアル変換(P/S変換)回路107によ
ってパラレル−シリアル変換され、さらに、RF部10
8によって無線区間の周波数に変換された後、アンテナ
によって空間に送出される。また、送信周波数は周波数
変換器109によって変更される。周波数ホッピングを
行なう場合にはこの周波数変換器を用いて、送信毎に送
信周波数の変更が行われる。
換回路(IFFT)106によって、逆フーリエ変換、
即ちち、OFDM変調が行われる。OFDM変調信号は
パラレル/シリアル変換(P/S変換)回路107によ
ってパラレル−シリアル変換され、さらに、RF部10
8によって無線区間の周波数に変換された後、アンテナ
によって空間に送出される。また、送信周波数は周波数
変換器109によって変更される。周波数ホッピングを
行なう場合にはこの周波数変換器を用いて、送信毎に送
信周波数の変更が行われる。
【0009】次に、受信側における受信処理について述
べる。受信側210においては、まず、周波数変換器2
09によって送信周波数と同じ周波数に制御されたRF
部201において、信号がベースバンド区間の信号に変
換される。シリアル/パラレル変換(S/P変換)回路
202によって、シリアル−パラレル変換された後、高
速フーリエ変換回路(FFT)203によってフーリエ
変換され、OFDMの復調が行われる。フーリエ変換さ
れた信号はパラレル/シリアル変換(P/S変換)回路
204によって、パラレル−シリアル変換され、その後
復調回路205によって、QPSK等の復調が行われ
る。送信側においてデータの入れ替え(インターリー
ブ)が行われている場合にはその逆入れ替え(デインタ
ーリーブ)がデインターリーバ206によって行われ
る。そして、誤り訂正/検出(通信路復号)回路207
によって、誤り訂正/検出等の通信路復号処理が行われ
たあと、情報源復号回路208によって情報源復号が行
われて元の信号が復元される。
べる。受信側210においては、まず、周波数変換器2
09によって送信周波数と同じ周波数に制御されたRF
部201において、信号がベースバンド区間の信号に変
換される。シリアル/パラレル変換(S/P変換)回路
202によって、シリアル−パラレル変換された後、高
速フーリエ変換回路(FFT)203によってフーリエ
変換され、OFDMの復調が行われる。フーリエ変換さ
れた信号はパラレル/シリアル変換(P/S変換)回路
204によって、パラレル−シリアル変換され、その後
復調回路205によって、QPSK等の復調が行われ
る。送信側においてデータの入れ替え(インターリー
ブ)が行われている場合にはその逆入れ替え(デインタ
ーリーブ)がデインターリーバ206によって行われ
る。そして、誤り訂正/検出(通信路復号)回路207
によって、誤り訂正/検出等の通信路復号処理が行われ
たあと、情報源復号回路208によって情報源復号が行
われて元の信号が復元される。
【0010】このような処理を行なう通信端末の一般的
な機器の構成を図11に示す。通信端末301は図9、
図10に示したブロック構成の送信機と受信機をそれぞ
れ内部に持つ。また、図11に示すように、この通信端
末では、各部分の処理機能によって、無線部301と制
御部302に分けられる。次に、図11に示す通信端末
の送信時及び受信時の信号処理についてそれぞれ説明す
る。
な機器の構成を図11に示す。通信端末301は図9、
図10に示したブロック構成の送信機と受信機をそれぞ
れ内部に持つ。また、図11に示すように、この通信端
末では、各部分の処理機能によって、無線部301と制
御部302に分けられる。次に、図11に示す通信端末
の送信時及び受信時の信号処理についてそれぞれ説明す
る。
【0011】まず、送信のときについて説明する。送信
時に送信信号は送信信号処理回路314によって通信路
符号化される。即ち、送信信号処理回路314は図9に
おける情報源符号化回路101、通信路符号化回路10
2及びインターリーバ103の各部分に相当する。次
に、多元接続としてTDMAを用いる場合等には送受信
はバースト(パケット)の形で行われるため、TDMA
(Time Disivision Multiple Access : 時分割多元接
続)多重回路307によって、時分割の信号処理が行わ
れる。そして、多重化された信号はOFDM変調回路3
13に入力される。OFDM変調回路313の内部は図
9における変調回路104、S/P変換回路105、I
FFT回路106及びP/S回路107に相当する。送
信ミキサ312、送信電力増幅回路311及びアンテナ
共用器309は図9におけるRF部108に含まれてい
る。また、周波数シンセサイザ310は図9における周
波数変換器109に相当する。
時に送信信号は送信信号処理回路314によって通信路
符号化される。即ち、送信信号処理回路314は図9に
おける情報源符号化回路101、通信路符号化回路10
2及びインターリーバ103の各部分に相当する。次
に、多元接続としてTDMAを用いる場合等には送受信
はバースト(パケット)の形で行われるため、TDMA
(Time Disivision Multiple Access : 時分割多元接
続)多重回路307によって、時分割の信号処理が行わ
れる。そして、多重化された信号はOFDM変調回路3
13に入力される。OFDM変調回路313の内部は図
9における変調回路104、S/P変換回路105、I
FFT回路106及びP/S回路107に相当する。送
信ミキサ312、送信電力増幅回路311及びアンテナ
共用器309は図9におけるRF部108に含まれてい
る。また、周波数シンセサイザ310は図9における周
波数変換器109に相当する。
【0012】受信の際には受信信号が高周波数増幅器3
03、受信ミキサ304及びIF増幅器305を経て、
OFDM復調回路306に入力される。OFDM復調回
路において復調処理が行われる。ここで、高周波数増幅
器303、受信ミキサ304、及びIF増幅器305が
図10におけるRF部201に相当し、また、OFDM
復調回路306が図10におけるS/P変換回路20
2、FFT回路203、P/S変換回路204及び復調
回路205に相当する。
03、受信ミキサ304及びIF増幅器305を経て、
OFDM復調回路306に入力される。OFDM復調回
路において復調処理が行われる。ここで、高周波数増幅
器303、受信ミキサ304、及びIF増幅器305が
図10におけるRF部201に相当し、また、OFDM
復調回路306が図10におけるS/P変換回路20
2、FFT回路203、P/S変換回路204及び復調
回路205に相当する。
【0013】OFDM復調後の信号はTDMA多重化回
路307を経て、受信信号処理回路308に入力され
る。受信信号処理回路308は、図10におけるデイン
ターリーバ206、誤り訂正/検出回路(通信路復号回
路)207及び情報源復号回路208に相当する。受信
信号処理回路308によって、誤り訂正/検出などが行
われ、元の送信信号と同じ信号が再生される。
路307を経て、受信信号処理回路308に入力され
る。受信信号処理回路308は、図10におけるデイン
ターリーバ206、誤り訂正/検出回路(通信路復号回
路)207及び情報源復号回路208に相当する。受信
信号処理回路308によって、誤り訂正/検出などが行
われ、元の送信信号と同じ信号が再生される。
【0014】また、上述した通信方式がセルラー移動体
通信に用いられた場合には、移動通信端末と基地局の両
方において上述した送受信処理が行なわれることにな
る。さらに、中央制御局(基地局)が存在する無線LA
N等の場合においても同様である。
通信に用いられた場合には、移動通信端末と基地局の両
方において上述した送受信処理が行なわれることにな
る。さらに、中央制御局(基地局)が存在する無線LA
N等の場合においても同様である。
【0015】図12に基地局の一構成例を示している。
基地局401はその基地局に制御されるアンテナ群と接
続されている。なお、図12では、三つのアンテナ群4
06、407及び408が例示されている。基地局はこ
れらのアンテナ群を用いて無線通信端末と通信を行う。
また、有線網とは交換機404を用いて通信する。ここ
で、有線網は、例えば、一般的な電話網における構成で
あり、基地局がインターネットに接続する場合には交換
機404はルータやスイッチということになる。本発明
の対象となるOFDM変復調装置402は性能は異なる
が基本的な動作は端末と変わらない。有線網が電話網で
あれば、OFDM変復調装置402の後段には音声処理
装置403が挿入される。また、制御装置405によっ
て基地局の各構成部分が制御される。
基地局401はその基地局に制御されるアンテナ群と接
続されている。なお、図12では、三つのアンテナ群4
06、407及び408が例示されている。基地局はこ
れらのアンテナ群を用いて無線通信端末と通信を行う。
また、有線網とは交換機404を用いて通信する。ここ
で、有線網は、例えば、一般的な電話網における構成で
あり、基地局がインターネットに接続する場合には交換
機404はルータやスイッチということになる。本発明
の対象となるOFDM変復調装置402は性能は異なる
が基本的な動作は端末と変わらない。有線網が電話網で
あれば、OFDM変復調装置402の後段には音声処理
装置403が挿入される。また、制御装置405によっ
て基地局の各構成部分が制御される。
【0016】次に、周波数ホッピングを用いたメディア
アクセス制御方式について述べる。周波数ホッピングは
一定の周期で送受信周波数を切り替える方法である。こ
の通信方式を用いると、フェージングによって通信品質
が連続的に劣化することを防ぐとともに、インターリー
ブ、誤り訂正と組み合わせてマルチプルアクセス(多元
接続)を行うことができるなどの利点が得られる。
アクセス制御方式について述べる。周波数ホッピングは
一定の周期で送受信周波数を切り替える方法である。こ
の通信方式を用いると、フェージングによって通信品質
が連続的に劣化することを防ぐとともに、インターリー
ブ、誤り訂正と組み合わせてマルチプルアクセス(多元
接続)を行うことができるなどの利点が得られる。
【0017】無線通信におけるフェージングは周波数選
択性であり、各周波数において異なる場所と時間で生じ
るため、周期的に送受信周波数を変更することによって
フェージングが生じている周波数において連続的に送受
信を行ってしまうことがなくなり、よって通信品質が向
上する。
択性であり、各周波数において異なる場所と時間で生じ
るため、周期的に送受信周波数を変更することによって
フェージングが生じている周波数において連続的に送受
信を行ってしまうことがなくなり、よって通信品質が向
上する。
【0018】また、周波数ホッピングの系列をユーザに
よって異なるものにすると、ホッピング系列間において
生じる衝突(同じ周波数を用いる状態)の回数を一定に
することができ、衝突によって失われるバースト的な誤
りをインターリーブによってランダムな誤りにした後、
誤り訂正することによって、複数のユーザが同時に無線
区間を用いることが出来るため、マルチプルアクセス方
式として用いることができる。
よって異なるものにすると、ホッピング系列間において
生じる衝突(同じ周波数を用いる状態)の回数を一定に
することができ、衝突によって失われるバースト的な誤
りをインターリーブによってランダムな誤りにした後、
誤り訂正することによって、複数のユーザが同時に無線
区間を用いることが出来るため、マルチプルアクセス方
式として用いることができる。
【0019】これまでに、上記のOFDM変復調と周波
数ホッピングを組み合わせた無線通信方式が次に示す文
献によって提案されている。 1)M.Suzuki, R.Bohnke, K.Sakoda, “Band Division
Multiple (BDMA) System-A novel Approach For Next G
eneration Mobile Telecommunication System,based on
OFDM and SFH-TDMA ",IEEE VTC 1998, 2)Nasund,J., Skold,J.;“Interference Diversity G
ain in Frequency hopping GSM";IEEE VTC 1995.
数ホッピングを組み合わせた無線通信方式が次に示す文
献によって提案されている。 1)M.Suzuki, R.Bohnke, K.Sakoda, “Band Division
Multiple (BDMA) System-A novel Approach For Next G
eneration Mobile Telecommunication System,based on
OFDM and SFH-TDMA ",IEEE VTC 1998, 2)Nasund,J., Skold,J.;“Interference Diversity G
ain in Frequency hopping GSM";IEEE VTC 1995.
【0020】これらの文献で提案した通信方式は、OF
DM変調されたデータの送信を、周波数を変更しながら
行う。図13にOFDM変復調と周波数ホッピングを組
み合わせた無線通信方式における周波数の利用方法を示
す。ここで、1つのOFDM変調されたチャネルによっ
て使用される周波数帯域を、(副)搬送波N1 本分とす
る。これらN1 本の副搬送波が図13に示す周波数帯域
502を占有する。また、周波数ホッピングした結果を
用いる周波数帯域全体を、(副)搬送波N1 ×N2 本分
501とする。1つのチャネルは時刻によって使用する
周波数帯域が切り替えられる。図14に伝送される一つ
のチャネルの送信信号の周波数帯域の切り替えを示して
いる。
DM変調されたデータの送信を、周波数を変更しながら
行う。図13にOFDM変復調と周波数ホッピングを組
み合わせた無線通信方式における周波数の利用方法を示
す。ここで、1つのOFDM変調されたチャネルによっ
て使用される周波数帯域を、(副)搬送波N1 本分とす
る。これらN1 本の副搬送波が図13に示す周波数帯域
502を占有する。また、周波数ホッピングした結果を
用いる周波数帯域全体を、(副)搬送波N1 ×N2 本分
501とする。1つのチャネルは時刻によって使用する
周波数帯域が切り替えられる。図14に伝送される一つ
のチャネルの送信信号の周波数帯域の切り替えを示して
いる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の通信方式では、全てのサブキャリアが同様な周
波数ホッピングを行う。即ち、1つのサブキャリアにお
いて衝突が生じた場合、その他の全てのサブキャリアも
衝突が生じる。このため、全てのサブキャリアにおける
送信が失敗し、バースト的なエラーが生じる。これを誤
り訂正によって補償するため、複数の送信データに跨っ
たインターリーブの必要性が生じる。
た従来の通信方式では、全てのサブキャリアが同様な周
波数ホッピングを行う。即ち、1つのサブキャリアにお
いて衝突が生じた場合、その他の全てのサブキャリアも
衝突が生じる。このため、全てのサブキャリアにおける
送信が失敗し、バースト的なエラーが生じる。これを誤
り訂正によって補償するため、複数の送信データに跨っ
たインターリーブの必要性が生じる。
【0022】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、サブキャリア毎に異なるホッピ
ング系列を用いて周波数ホッピングを行うように送信処
理を行い、衝突がサブキャリア単位で発生させることに
よって、受信側における誤り訂正を容易にできる送信装
置、通信システム及びその通信方法を提供することにあ
る。
のであり、その目的は、サブキャリア毎に異なるホッピ
ング系列を用いて周波数ホッピングを行うように送信処
理を行い、衝突がサブキャリア単位で発生させることに
よって、受信側における誤り訂正を容易にできる送信装
置、通信システム及びその通信方法を提供することにあ
る。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の送信装置は、情報源信号を複数の搬送波に
変調して送信する送信装置であって、割り当てられてい
る周波数帯域を複数のサブバンドに分割され、さらに各
サブバンドが複数の搬送波を用いて送信するために分割
され、上記各サブバンド内においてそれぞれ一つの搬送
波を割り当てることで一つの通信チャネルを形成し、当
該通信チャネルを用いて上記情報源信号を送信する。
め、本発明の送信装置は、情報源信号を複数の搬送波に
変調して送信する送信装置であって、割り当てられてい
る周波数帯域を複数のサブバンドに分割され、さらに各
サブバンドが複数の搬送波を用いて送信するために分割
され、上記各サブバンド内においてそれぞれ一つの搬送
波を割り当てることで一つの通信チャネルを形成し、当
該通信チャネルを用いて上記情報源信号を送信する。
【0024】また、本発明の通信システムは、情報源信
号を複数の搬送波に変調して伝送する通信システムであ
って、割り当てられている周波数帯域を複数のサブバン
ドに分割され、さらに各サブバンドが複数の搬送波を用
いて送信するために分割され、上記各サブバンド内にお
いてそれぞれ一つの搬送波を割り当てることで一つの通
信チャネルを形成し、当該通信チャネルを用いて上記情
報源信号を送信する送信装置と、上記通信チャネルによ
って送信された信号を受信し、上記情報源信号を再生す
る受信装置を有する。
号を複数の搬送波に変調して伝送する通信システムであ
って、割り当てられている周波数帯域を複数のサブバン
ドに分割され、さらに各サブバンドが複数の搬送波を用
いて送信するために分割され、上記各サブバンド内にお
いてそれぞれ一つの搬送波を割り当てることで一つの通
信チャネルを形成し、当該通信チャネルを用いて上記情
報源信号を送信する送信装置と、上記通信チャネルによ
って送信された信号を受信し、上記情報源信号を再生す
る受信装置を有する。
【0025】また、本発明では、好適には、上記各サブ
バンド内で割り当てられた搬送波は、当該サブバンド内
で周波数ホッピングを行う。
バンド内で割り当てられた搬送波は、当該サブバンド内
で周波数ホッピングを行う。
【0026】また、本発明では、好適には、上記周波数
ホッピングを行うホッピング系列の長さは、上記サブバ
ンド内の搬送波の数に等しい。
ホッピングを行うホッピング系列の長さは、上記サブバ
ンド内の搬送波の数に等しい。
【0027】また、本発明では、好適には、上記周波数
帯域が複数のサブバンドに等分割され、上記各サブバン
ドが複数の搬送波を用いて通信するために等分割され、
上記分割されたサブバンドの数と上記各サブバンド内の
搬送波の数は、互いに素な関係にある。
帯域が複数のサブバンドに等分割され、上記各サブバン
ドが複数の搬送波を用いて通信するために等分割され、
上記分割されたサブバンドの数と上記各サブバンド内の
搬送波の数は、互いに素な関係にある。
【0028】また、本発明では、好適には、上記送信装
置において変調信号を生成するための逆フーリエ変換処
理は、PFA(Prime Factor Algorithm)を用いて行わ
れ、さらに、上記受信装置において上記受信信号を復調
するためのフーリエ変換処理は、PFA(Prime Factor
Algorithm)を用いて行われる。
置において変調信号を生成するための逆フーリエ変換処
理は、PFA(Prime Factor Algorithm)を用いて行わ
れ、さらに、上記受信装置において上記受信信号を復調
するためのフーリエ変換処理は、PFA(Prime Factor
Algorithm)を用いて行われる。
【0029】また、本発明の通信方法は、情報源信号を
複数の搬送波に変調して伝送する通信方法であって、割
り当てられている周波数帯域を複数のサブバンドに分割
するステップと、上記各サブバンドを複数の搬送波を用
いて送信するために分割するステップと、上記各サブバ
ンド内においてそれぞれ一つの搬送波を割り当てること
で一つの通信チャネルを形成し、当該通信チャネルを用
いて上記情報源信号を送信するステップと、上記通信チ
ャネルによって送信された信号を受信し、上記情報源信
号を再生するステップとを有する。
複数の搬送波に変調して伝送する通信方法であって、割
り当てられている周波数帯域を複数のサブバンドに分割
するステップと、上記各サブバンドを複数の搬送波を用
いて送信するために分割するステップと、上記各サブバ
ンド内においてそれぞれ一つの搬送波を割り当てること
で一つの通信チャネルを形成し、当該通信チャネルを用
いて上記情報源信号を送信するステップと、上記通信チ
ャネルによって送信された信号を受信し、上記情報源信
号を再生するステップとを有する。
【0030】また、本発明では、好適には、上記各サブ
バンド内で割り当てられた搬送波を、それぞれのサブバ
ンド内で周波数ホッピングを行う。
バンド内で割り当てられた搬送波を、それぞれのサブバ
ンド内で周波数ホッピングを行う。
【0031】さらに、本発明では、好適には、上記周波
数帯域を複数のサブバンドに等分割し、さらに上記各サ
ブバンドを複数の搬送波を用いて通信するために等分割
し、上記分割されたサブバンドの数と上記各サブバンド
内の搬送波の数は、互いに素な関係となるように上記周
波数帯域の分割及び上記サブバンドの分割を行う。
数帯域を複数のサブバンドに等分割し、さらに上記各サ
ブバンドを複数の搬送波を用いて通信するために等分割
し、上記分割されたサブバンドの数と上記各サブバンド
内の搬送波の数は、互いに素な関係となるように上記周
波数帯域の分割及び上記サブバンドの分割を行う。
【0032】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る送信装置の一
実施形態を示す構成図である。図示のように、本実施形
態の送信装置710は、情報源符号化回路701、通信
路符号化回路702、インターリーバ703、変調回路
704、S/P変換回路705、逆フーリエ変換処理回
路706、RF部707、及び周波数変換回路708に
よって構成されている。
実施形態を示す構成図である。図示のように、本実施形
態の送信装置710は、情報源符号化回路701、通信
路符号化回路702、インターリーバ703、変調回路
704、S/P変換回路705、逆フーリエ変換処理回
路706、RF部707、及び周波数変換回路708に
よって構成されている。
【0033】情報源符号化回路701は、送信すべき情
報源信号を符号化し、符号化されたデータを通信路符号
化回路702に出力する。通信路符号化回路702は、
符号化された情報源データをさらに通信路の無線リンク
に合わせて通信路符号化を行う。この通信路符号化処理
において、情報源データに対して、誤り訂正符号化処理
が行われる。
報源信号を符号化し、符号化されたデータを通信路符号
化回路702に出力する。通信路符号化回路702は、
符号化された情報源データをさらに通信路の無線リンク
に合わせて通信路符号化を行う。この通信路符号化処理
において、情報源データに対して、誤り訂正符号化処理
が行われる。
【0034】インターリーバ703は、通信路符号化さ
れた符号化データに対して、順序の入れ替え、即ち、イ
ンターリーブを行い、その結果を変調回路704に出力
する。変調回路704は、入力データに対して、ディジ
タル変調、例えば、QPSKなどの変調を行い、その結
果をS/P変換回路705に出力する。S/P変換回路
705は、入力されるシリアルのデータをパラレルのデ
ータに変換し、変換結果を逆フーリエ変換処理回路70
6に出力する。
れた符号化データに対して、順序の入れ替え、即ち、イ
ンターリーブを行い、その結果を変調回路704に出力
する。変調回路704は、入力データに対して、ディジ
タル変調、例えば、QPSKなどの変調を行い、その結
果をS/P変換回路705に出力する。S/P変換回路
705は、入力されるシリアルのデータをパラレルのデ
ータに変換し、変換結果を逆フーリエ変換処理回路70
6に出力する。
【0035】逆フーリエ変換処理回路706は、入力デ
ータに対して、逆フーリエ変換を行い、それぞれ異なる
副搬送波(サブキャリア)によって送信すべき信号を求
めて、RF部707に出力する。RF部707は、逆フ
ーリエ変換処理回路706からの出力信号を無線周波数
に変換する。RF部707において、周波数変換器70
8によって生成された高周波信号に従って、サブキャリ
ア毎の送信信号をそれぞれ異なる無線周波数に変換され
る。こうして得られた高周波の送信信号がアンテナに送
られ、アンテナによって空間に放射される。
ータに対して、逆フーリエ変換を行い、それぞれ異なる
副搬送波(サブキャリア)によって送信すべき信号を求
めて、RF部707に出力する。RF部707は、逆フ
ーリエ変換処理回路706からの出力信号を無線周波数
に変換する。RF部707において、周波数変換器70
8によって生成された高周波信号に従って、サブキャリ
ア毎の送信信号をそれぞれ異なる無線周波数に変換され
る。こうして得られた高周波の送信信号がアンテナに送
られ、アンテナによって空間に放射される。
【0036】本実施形態において、従来一つのチャネル
によって所定の周波数帯域を連続的に占有する方式を取
らず、サブキャリア毎の送信信号に対してそれぞれ独立
に周波数ホッピングを行って送信信号を生成する方式を
採用することによって、一つの送信チャネルに配置され
た送信信号がそれぞれ異なる周波数帯域に非連続的に配
置することができる。
によって所定の周波数帯域を連続的に占有する方式を取
らず、サブキャリア毎の送信信号に対してそれぞれ独立
に周波数ホッピングを行って送信信号を生成する方式を
採用することによって、一つの送信チャネルに配置され
た送信信号がそれぞれ異なる周波数帯域に非連続的に配
置することができる。
【0037】上述した方式を実現するため、本実施形態
では、逆フーリエ変換処理回路によって従来のOFDM
変調と異なる処理を実施する。このため、本実施形態の
送信装置710において、逆フーリエ変換処理回路70
6を除けば、他の各構成部分は図9に示す従来の送信装
置110の対応する構成部分とほぼ同じである。本実施
形態の逆フーリエ変換処理回路706において、送信信
号をサブキャリア毎に異なる周波数にホッピングするた
めの処理が行われる。以下、本実施形態の逆フーリエ変
換処理回路706の構成及び動作についてさらに詳しく
説明する。
では、逆フーリエ変換処理回路によって従来のOFDM
変調と異なる処理を実施する。このため、本実施形態の
送信装置710において、逆フーリエ変換処理回路70
6を除けば、他の各構成部分は図9に示す従来の送信装
置110の対応する構成部分とほぼ同じである。本実施
形態の逆フーリエ変換処理回路706において、送信信
号をサブキャリア毎に異なる周波数にホッピングするた
めの処理が行われる。以下、本実施形態の逆フーリエ変
換処理回路706の構成及び動作についてさらに詳しく
説明する。
【0038】図2は、逆フーリエ変換処理回路706の
内部構成を示すブロック図である。図示のように、逆フ
ーリエ変換処理回路706は、逆フーリエ変換部(IF
FT部)801、パラレル/シリアル(P/S)変換部
802、バッファ803、巡回部804、演算部80
5、乗算部806、及び並べ替え回路807によって構
成されている。
内部構成を示すブロック図である。図示のように、逆フ
ーリエ変換処理回路706は、逆フーリエ変換部(IF
FT部)801、パラレル/シリアル(P/S)変換部
802、バッファ803、巡回部804、演算部80
5、乗算部806、及び並べ替え回路807によって構
成されている。
【0039】次に、本実施形態の送信装置におけるサブ
キャリア毎の周波数ホッピングについて説明する。ここ
で、まず、PFA(Prime Factor Algorithm)を用いた
フーリエ変換について説明する。
キャリア毎の周波数ホッピングについて説明する。ここ
で、まず、PFA(Prime Factor Algorithm)を用いた
フーリエ変換について説明する。
【0040】フーリエ変換と逆フーリエ変換の演算は、
それぞれ次の式によって表すことができる。
それぞれ次の式によって表すことができる。
【0041】
【数1】
【0042】
【数2】
【0043】式(2)と(3)において、F(j)は周
波数領域の信号(フーリエ変換の結果)、A(j)は時
間領域の信号(逆フーリエ変換の結果)、WN =exp
(2πi/N)である。また、Nは正整数で、かつiは
複素数である。
波数領域の信号(フーリエ変換の結果)、A(j)は時
間領域の信号(逆フーリエ変換の結果)、WN =exp
(2πi/N)である。また、Nは正整数で、かつiは
複素数である。
【0044】これより、フーリエ変換と逆フーリエ変換
は本質的に同じで、対称な処理であることがわかる。即
ち、WN jk=WN -jk とし、全体に1/Nを乗算するこ
とによってフーリエ変換の説明を逆フーリエ変換にもに
当てはまる。
は本質的に同じで、対称な処理であることがわかる。即
ち、WN jk=WN -jk とし、全体に1/Nを乗算するこ
とによってフーリエ変換の説明を逆フーリエ変換にもに
当てはまる。
【0045】式(1)において、変換の長さNがN=N
1 N2 によって表されるとする。また、N1 ,N2 はと
もに正整数であり、かつN1 とN2 は互いに素であると
する。この時、ユークリッドの互除法などを用いると、
次の式を満たすp1 ,p2 ,q1 ,q2 を得ることがで
きる。
1 N2 によって表されるとする。また、N1 ,N2 はと
もに正整数であり、かつN1 とN2 は互いに素であると
する。この時、ユークリッドの互除法などを用いると、
次の式を満たすp1 ,p2 ,q1 ,q2 を得ることがで
きる。
【0046】
【数3】
p1 N2 =p2 N1 +1,
q2 N1 =q1 N2 +1 …(3)
【0047】このp1 ,p2 ,q1 ,q2 を用いて、式
(1)のj,kを次のように置き換えることができる。
(1)のj,kを次のように置き換えることができる。
【0048】
【数4】
j=(p1 N2 j1 +q2 N1 j2 )modN
k=(N2 k1 +N1 k2 )modN
(0<j1,k1 ≦N1, 0<j2,k2 ≦N2 )…(4)
【0049】すると、次式が得られる。
【0050】
【数5】
WN jk=WN1 j1k1 WN2 j2k2 …(5)
【0051】このため、式(1)のフーリエ変換は次式
によって表すことができる。
によって表すことができる。
【0052】
【数6】
【0053】また、このとき、次式が成立する。
【0054】
【数7】
j1 =jmodN1 ,
j2 =jmodN2 …(7)
【0055】
【数8】
k1 =(p1 k)modN1 ,
k2 =(q2 k)modN2 …(8)
【0056】次に、搬送波毎に周波数ホッピングを行う
ための処理を説明する。ここで、ホッピング系列長をN
1 としたとき、使用する周波数帯域全体をN1のグルー
プ(サブバンド)に分割し、それぞれのグループをさら
にN2 の搬送波(サブキャリア)に分割する。このた
め、使用する周波数帯域全体は、N本の搬送波に相当す
る。なお、N=N1 N2 である。
ための処理を説明する。ここで、ホッピング系列長をN
1 としたとき、使用する周波数帯域全体をN1のグルー
プ(サブバンド)に分割し、それぞれのグループをさら
にN2 の搬送波(サブキャリア)に分割する。このた
め、使用する周波数帯域全体は、N本の搬送波に相当す
る。なお、N=N1 N2 である。
【0057】図3は、上述した周波数帯域の分割及び送
信信号の搬送波毎のホッピングを示す概念図である。図
示のように、通信に割り当てられた周波数帯域BND
は、それぞれN1 本の搬送波を含むN2 のサブバンドS
B1,…,SBN2 に分割される。
信信号の搬送波毎のホッピングを示す概念図である。図
示のように、通信に割り当てられた周波数帯域BND
は、それぞれN1 本の搬送波を含むN2 のサブバンドS
B1,…,SBN2 に分割される。
【0058】ここで、一つの通信チャネルは、N2 本の
搬送波によって形成されているとする。一通信チャネル
の各搬送波は、一つのサブバンドから連続的に取り出す
のではなく、N2 のサブバンドSB1,…,SBN2 か
らそれぞれ1本づつ取り出して形成されている。即ち、
周波数が不連続的に取り出されたN2 本の搬送波によっ
て、一つの通信チャネルが形成される。
搬送波によって形成されているとする。一通信チャネル
の各搬送波は、一つのサブバンドから連続的に取り出す
のではなく、N2 のサブバンドSB1,…,SBN2 か
らそれぞれ1本づつ取り出して形成されている。即ち、
周波数が不連続的に取り出されたN2 本の搬送波によっ
て、一つの通信チャネルが形成される。
【0059】このような搬送波毎の周波数ホッピング
は、上述したPFAを用いて行われる。上述した周波数
帯域の分割において、一サブバンドの搬送波の数N1 と
サブバンドの数N2 は互いに素となる。搬送波毎の周波
数ホッピングを行うために、送信側において以下に説明
する処理が行われる。
は、上述したPFAを用いて行われる。上述した周波数
帯域の分割において、一サブバンドの搬送波の数N1 と
サブバンドの数N2 は互いに素となる。搬送波毎の周波
数ホッピングを行うために、送信側において以下に説明
する処理が行われる。
【0060】まず。ホッピング系列H(n)は、次式に
よって与えられたものとする。
よって与えられたものとする。
【0061】
【数9】
H(n)=aH(n−1)+b modN2
(a,bは整数) …(9)
【0062】また、各搬送波が用いる位相比較器(即
ち、nの値)は、式(6)におけるk 1 に依存するもの
とすれば、k2 =ak1 +b modN2 として表すこ
とができるものとする。即ち、各搬送波のホッピング系
列は1つづつずれている。
ち、nの値)は、式(6)におけるk 1 に依存するもの
とすれば、k2 =ak1 +b modN2 として表すこ
とができるものとする。即ち、各搬送波のホッピング系
列は1つづつずれている。
【0063】最終的に使用される周波数を計算するた
め、式(4)より次式が得られる。
め、式(4)より次式が得られる。
【0064】
【数10】
k=[N2k1+N1{(ak1+b) mod N2}]mod N
(0<j1,k1 ≦N1, 0<j2, k2≦N2)…(10)
【0065】式(10)を満たす周波数は、最終的に使
用される周波数となる。
用される周波数となる。
【0066】上述した式(9)で示されるホッピング系
列は、Latin Squareと呼ばれ、周波数ホッ
ピングを行うTDMA無線通信システムにおいて使用可
能であり、有効であることが次の文献によって示されて
いる(文献名:Wang,C.C.,Pottie G.J.,“Interfarence
avoidance and power control strategies for coded
frequency hopped cellular systems" IEEE ICC'95,Vo
l.3,1995 )。
列は、Latin Squareと呼ばれ、周波数ホッ
ピングを行うTDMA無線通信システムにおいて使用可
能であり、有効であることが次の文献によって示されて
いる(文献名:Wang,C.C.,Pottie G.J.,“Interfarence
avoidance and power control strategies for coded
frequency hopped cellular systems" IEEE ICC'95,Vo
l.3,1995 )。
【0067】式(6)の各k1 について1つのk2 が決
定され、1チャネルにおいてはその値に対応する搬送波
が用いられるとする。この時、式(6)に基づき、逆フ
ーリエ変換は次のように変形できる。
定され、1チャネルにおいてはその値に対応する搬送波
が用いられるとする。この時、式(6)に基づき、逆フ
ーリエ変換は次のように変形できる。
【0068】
【数11】
【0069】これを計算する為には、WN2 j2k2 F(k
1 ,k2 )の計算値を各々何度も式(10)においてk
2 回の逆フーリエ変換を行う必要があり、演算量が大き
くなってしまう。これは逆フーリエ変換にPFAを用い
た場合だけではなく、例えばIFFTなどのアルゴリズ
ムを用いる場合にも同様の議論が当てはまる。このた
め、演算量を減少させることを考える必要がある。
1 ,k2 )の計算値を各々何度も式(10)においてk
2 回の逆フーリエ変換を行う必要があり、演算量が大き
くなってしまう。これは逆フーリエ変換にPFAを用い
た場合だけではなく、例えばIFFTなどのアルゴリズ
ムを用いる場合にも同様の議論が当てはまる。このた
め、演算量を減少させることを考える必要がある。
【0070】k2 =ak1 +b modN2 を式(1
1)に代入すれば、式(11)は、次のように変形でき
る。
1)に代入すれば、式(11)は、次のように変形でき
る。
【0071】
【数12】
【0072】フーリエ変換の推移則を用いれば、F(k
1 )の(高速)逆フーリエ変換をA 1 (j1 )とすれ
ば、式(12)は次のように書き換えられる。
1 )の(高速)逆フーリエ変換をA 1 (j1 )とすれ
ば、式(12)は次のように書き換えられる。
【0073】
【数13】
【0074】式(13)のF(j1 ,j2 )の値を得る
ため、以下説明するようにステップS1〜S5に示すよ
うな処理を行えばよい。
ため、以下説明するようにステップS1〜S5に示すよ
うな処理を行えばよい。
【0075】ステップS1:まず、関数f(x)をsi
nc関数として次式のように与えられる。
nc関数として次式のように与えられる。
【0076】
【数14】
f(x)=sin(x)/x …(14)
【0077】また、g(j2 )を(N2 /N1 )aj2
modN1 における小数点以下の成分を次式のように求
める。
modN1 における小数点以下の成分を次式のように求
める。
【0078】
【数15】
g(j2 )=(N2 /N1 aj2 − [N2 /N1 aj2 ] )
(0<j2 ≦N2 ,
[x] はxを超えない最大の整数)…(15)
【0079】式(15)に従って、各j2 の値における
f(nπ+gN(j2 ))(0<n<N2 ,πは円周
率)の値を計算し、テーブルに保持する。
f(nπ+gN(j2 ))(0<n<N2 ,πは円周
率)の値を計算し、テーブルに保持する。
【0080】ステップS2:次に、フーリエ変換される
入力値F(k1 )(要素数N1 )を逆フーリエ変換す
る。その出力をA1 (j1 )とする。
入力値F(k1 )(要素数N1 )を逆フーリエ変換す
る。その出力をA1 (j1 )とする。
【0081】ステップS3:そして、A1 (j1 )を
[N2 /N1 aj2 ] だけ巡回する。式(13)より、
巡回の方向は添字が大きいものを添字が小さいものにす
る方向である。巡回した結果をA’1 (j1 )とする。
[N2 /N1 aj2 ] だけ巡回する。式(13)より、
巡回の方向は添字が大きいものを添字が小さいものにす
る方向である。巡回した結果をA’1 (j1 )とする。
【0082】ステップS4:ステップS3で得られた出
力値をステップS1で計算した値を用いたフィルタに入
力する。フィルタの出力をh(j1,j2 )とすると、次
に示す式が得られる。
力値をステップS1で計算した値を用いたフィルタに入
力する。フィルタの出力をh(j1,j2 )とすると、次
に示す式が得られる。
【0083】
【数16】
【0084】ステップS5:ステップS4で得られたh
(j1 )に複素数値WN2 -j2b/N2 を乗算すれば求める
結果A(j1,j2 )が次式によって求められる。
(j1 )に複素数値WN2 -j2b/N2 を乗算すれば求める
結果A(j1,j2 )が次式によって求められる。
【0085】
【数17】
【0086】図2は、上述した処理を行うための逆フー
リエ変換処理回路706の一構成例を示すブロック図で
ある。以下、逆フーリエ変換処理回路706の各構成部
分の処理について説明する。入力信号はIFFT部80
1において逆フーリエ変換される。この処理によって、
A1 (j1 )が得られる。これをシリアル/パラレル変
換部802によってパラレルデータに変換され、変換結
果がバッファ803に保存される。
リエ変換処理回路706の一構成例を示すブロック図で
ある。以下、逆フーリエ変換処理回路706の各構成部
分の処理について説明する。入力信号はIFFT部80
1において逆フーリエ変換される。この処理によって、
A1 (j1 )が得られる。これをシリアル/パラレル変
換部802によってパラレルデータに変換され、変換結
果がバッファ803に保存される。
【0087】バッファ803に格納されているN1 個の
データを取り出して、巡回部804に送られる。巡回部
804において、入力されるデータが巡回され、その結
果、A’1 (j1 )が得られる。
データを取り出して、巡回部804に送られる。巡回部
804において、入力されるデータが巡回され、その結
果、A’1 (j1 )が得られる。
【0088】巡回結果A’1 (j1 )が演算部805に
入力される。演算部805において、式(16)に示す
処理が行われ、演算結果h(j1 ,j2 )が出力され
る。
入力される。演算部805において、式(16)に示す
処理が行われ、演算結果h(j1 ,j2 )が出力され
る。
【0089】演算部805の演算結果が乗算部806に
おいて、複素数の値WN2 -j2b/N2との乗算演算が行わ
れる。乗算の結果が並べ替え回路807によって並べ替
えが行われ、その結果が図1に示すRF部707に出力
される。
おいて、複素数の値WN2 -j2b/N2との乗算演算が行わ
れる。乗算の結果が並べ替え回路807によって並べ替
えが行われ、その結果が図1に示すRF部707に出力
される。
【0090】上述した演算がj1 ,j2 の各値に対して
それぞれ行われる。即ち、図2において、一つの送信チ
ャネルの送信信号に対して、バッファ803からデータ
を取り出して、巡回部804による巡回処理、演算部8
05の演算及び乗算部806における乗算処理が搬送波
の数N2 回繰り返して実行される。このような処理によ
って、送信チャネルの搬送波毎の周波数ホッピング処理
が行われる。
それぞれ行われる。即ち、図2において、一つの送信チ
ャネルの送信信号に対して、バッファ803からデータ
を取り出して、巡回部804による巡回処理、演算部8
05の演算及び乗算部806における乗算処理が搬送波
の数N2 回繰り返して実行される。このような処理によ
って、送信チャネルの搬送波毎の周波数ホッピング処理
が行われる。
【0091】図4は、本実施形態の送信装置によって送
信される信号の周波数帯域の使用例を示す概念図であ
る。図示のように、例えば、一つの送信チャネルにおい
てそれぞれ周波数が不連続の搬送波に変調されたN2 本
の送信信号s1,s2,…,sN2 がある。送信時間毎
に当該チャネルの各搬送波が異なる周波数にホッピング
される。これによって、無線空間に複数の送信チャネル
が存在して複数の通信が同時に行われている場合、信号
間の衝突がチャネル毎ではなく、搬送波毎に発生するた
め、誤りがランダムに発生し、受信側における誤り訂正
を容易に実現可能である。
信される信号の周波数帯域の使用例を示す概念図であ
る。図示のように、例えば、一つの送信チャネルにおい
てそれぞれ周波数が不連続の搬送波に変調されたN2 本
の送信信号s1,s2,…,sN2 がある。送信時間毎
に当該チャネルの各搬送波が異なる周波数にホッピング
される。これによって、無線空間に複数の送信チャネル
が存在して複数の通信が同時に行われている場合、信号
間の衝突がチャネル毎ではなく、搬送波毎に発生するた
め、誤りがランダムに発生し、受信側における誤り訂正
を容易に実現可能である。
【0092】なお、上述した処理のうち、バッファ80
3から読み出したデータに対する巡回処理、及び巡回結
果に対する演算処理は、並列化によって高速化すること
ができる。図5は、図2に示す巡回部803、演算部8
04及び乗算部805をそれぞれ並列に設けることによ
って処理の高速化をはかる処理ブロックの一構成例を示
す図である。図示のように、この例では、バッファ80
3が省略され、パラレル/シリアル変換部902の変換
結果が並列に設けられている複数の巡回部にそれぞれ入
力される。各巡回部において、入力されたデータに対し
て巡回処理を行い、その結果、並列に設けられている演
算部に送られる。並列演算部において、各巡回部の巡回
結果に対して、式(16)に示す演算処理及び式(1
7)に示す乗算処理が行われる。複数の乗算部の乗算結
果が、パラレル/シリアル変換部904に出力され、そ
の変換結果が並べ替え回路905によって並べ替えら
れ、図1に示すRF部707に送られる。
3から読み出したデータに対する巡回処理、及び巡回結
果に対する演算処理は、並列化によって高速化すること
ができる。図5は、図2に示す巡回部803、演算部8
04及び乗算部805をそれぞれ並列に設けることによ
って処理の高速化をはかる処理ブロックの一構成例を示
す図である。図示のように、この例では、バッファ80
3が省略され、パラレル/シリアル変換部902の変換
結果が並列に設けられている複数の巡回部にそれぞれ入
力される。各巡回部において、入力されたデータに対し
て巡回処理を行い、その結果、並列に設けられている演
算部に送られる。並列演算部において、各巡回部の巡回
結果に対して、式(16)に示す演算処理及び式(1
7)に示す乗算処理が行われる。複数の乗算部の乗算結
果が、パラレル/シリアル変換部904に出力され、そ
の変換結果が並べ替え回路905によって並べ替えら
れ、図1に示すRF部707に送られる。
【0093】次に、受信側における受信信号の復調処理
について説明する。図6は、本実施形態の通信システム
における受信装置の一構成例を示すブロック図である。
図示のように、この受信装置1010は、RF部100
1、シリアル/パラレル(S/P)変換部1002、フ
ーリエ変換処理回路1003、復調回路1004、デイ
ンターリーバ1005、誤り訂正/検出(通信路復号)
回路1006、情報源復号回路1007及び周波数変換
器1008によって構成されている。
について説明する。図6は、本実施形態の通信システム
における受信装置の一構成例を示すブロック図である。
図示のように、この受信装置1010は、RF部100
1、シリアル/パラレル(S/P)変換部1002、フ
ーリエ変換処理回路1003、復調回路1004、デイ
ンターリーバ1005、誤り訂正/検出(通信路復号)
回路1006、情報源復号回路1007及び周波数変換
器1008によって構成されている。
【0094】図6に示す受信装置において、RF部10
01は、受信信号を周波数変換器1008から供給され
る発振信号によってベースバンド信号に変換する。な
お、RF部1001によって出力されるベースバンドの
信号は、図示しないアナログ/ディジタル変換器によっ
てディジタル信号に変換する。シリアル/パラレル変換
回路1002は、ディジタル化した受信データをパラレ
ルデータに変換し、フーリエ変換処理回路1003に出
力する。
01は、受信信号を周波数変換器1008から供給され
る発振信号によってベースバンド信号に変換する。な
お、RF部1001によって出力されるベースバンドの
信号は、図示しないアナログ/ディジタル変換器によっ
てディジタル信号に変換する。シリアル/パラレル変換
回路1002は、ディジタル化した受信データをパラレ
ルデータに変換し、フーリエ変換処理回路1003に出
力する。
【0095】フーリエ変換処理回路1003は、入力さ
れるデータに対してフーリエ変換を行い、また、搬送波
毎にホッピング処理が行われた受信信号に基づき、所定
の演算によってもとの送信信号を求める。
れるデータに対してフーリエ変換を行い、また、搬送波
毎にホッピング処理が行われた受信信号に基づき、所定
の演算によってもとの送信信号を求める。
【0096】復調回路1004は、フーリエ変換処理の
結果を復調し、復調信号をデインターリーバ1005に
出力する。デインターリーバ1005は、復調回路10
04の出力データに対して、送信側で行われたインター
リーバとは逆の入れ替えを行い、入れ換えられたデータ
をもとの順序に戻す。誤り訂正/検出回路1006は、
デインターリーバ1005の出力結果に対して誤り訂正
処理を行う。情報源復号回路1007は、誤り訂正処理
の結果に対してさらに情報源復号処理を行い、もとの送
信情報を再生する。
結果を復調し、復調信号をデインターリーバ1005に
出力する。デインターリーバ1005は、復調回路10
04の出力データに対して、送信側で行われたインター
リーバとは逆の入れ替えを行い、入れ換えられたデータ
をもとの順序に戻す。誤り訂正/検出回路1006は、
デインターリーバ1005の出力結果に対して誤り訂正
処理を行う。情報源復号回路1007は、誤り訂正処理
の結果に対してさらに情報源復号処理を行い、もとの送
信情報を再生する。
【0097】上述した構成を有する受信装置1010に
おいて、フーリエ変換処理回路1007以外の他の構成
部分は、前述した従来の受信装置の各構成部分とほぼ同
じ構成を持つ。以下、受信装置1009のフーリエ変換
処理回路1007に構成及びその処理についてさらに詳
しく説明する。
おいて、フーリエ変換処理回路1007以外の他の構成
部分は、前述した従来の受信装置の各構成部分とほぼ同
じ構成を持つ。以下、受信装置1009のフーリエ変換
処理回路1007に構成及びその処理についてさらに詳
しく説明する。
【0098】まず、受信側において行われる復調処理に
ついて説明する。送信側においてk2 =ak1 +b m
odN2 として処理したのであるから、式(6)におい
て受信したいj1,j2 はj2 =aj1 +b modN2
を満たす。また、逆に、これを満たすj1,j2 のみを受
信すればよい。この時、式(6)は次式のように書き換
えられる。
ついて説明する。送信側においてk2 =ak1 +b m
odN2 として処理したのであるから、式(6)におい
て受信したいj1,j2 はj2 =aj1 +b modN2
を満たす。また、逆に、これを満たすj1,j2 のみを受
信すればよい。この時、式(6)は次式のように書き換
えられる。
【0099】
【数18】
【0100】式(18)において、右辺後半の計算はフ
ーリエ変換であり、その結果をF1(k2,j1 )とすれ
ば、式(18)はさらに次のように変形できる。
ーリエ変換であり、その結果をF1(k2,j1 )とすれ
ば、式(18)はさらに次のように変形できる。
【0101】
【数19】
【0102】上述した受信側の処理は、図6及び図7に
示す受信装置によって実現できる。図7は、図6に示す
受信装置のフーリエ変換処理回路の一構成例を示すブロ
ック図である。図示のように、フーリエ変換処理回路1
003は、並べ替え回路1101、FFT部1102、
パラレル/シリアル(P/S)変換部1103、及び演
算部1104によって構成されている。以下、図6及び
図7を参照しつつ、受信装置における信号処理について
説明する。
示す受信装置によって実現できる。図7は、図6に示す
受信装置のフーリエ変換処理回路の一構成例を示すブロ
ック図である。図示のように、フーリエ変換処理回路1
003は、並べ替え回路1101、FFT部1102、
パラレル/シリアル(P/S)変換部1103、及び演
算部1104によって構成されている。以下、図6及び
図7を参照しつつ、受信装置における信号処理について
説明する。
【0103】まず、式(18)におけるA(k1,k2 )
を得るため、並べ替え回路1101によって入力値の並
べ替えが行われる。並べ替えの結果がFFT部1102
に出力される。次に、上記のF1 (k2,j1 )を得るた
め、FFT部1102によってフーリエ変換が行われ
る。フーリエ変換の結果がパラレル/シリアル変換部1
103によってシリアルのデータに変換され、演算部1
104に送られる。演算部1104によって、式(1
9)に相当する演算処理が行われ、求める結果が得られ
る。
を得るため、並べ替え回路1101によって入力値の並
べ替えが行われる。並べ替えの結果がFFT部1102
に出力される。次に、上記のF1 (k2,j1 )を得るた
め、FFT部1102によってフーリエ変換が行われ
る。フーリエ変換の結果がパラレル/シリアル変換部1
103によってシリアルのデータに変換され、演算部1
104に送られる。演算部1104によって、式(1
9)に相当する演算処理が行われ、求める結果が得られ
る。
【0104】演算の結果が図6に示す復調回路1004
に送られ、復調処理が行われ、さらにデインターリー
バ、誤り訂正処理が行われ、情報源復号処理によっても
との情報源信号が再生される。
に送られ、復調処理が行われ、さらにデインターリー
バ、誤り訂正処理が行われ、情報源復号処理によっても
との情報源信号が再生される。
【0105】次に、本実施形態における通信システムの
構成例を示す。図3に示すように、本実施形態の通信シ
ステムが使用できる周波数帯域は、周波数ホッピングを
用いて多元接続を行うための帯域単位に分割される。そ
して、複数のサブバンドにそれぞれ分割された帯域を上
記の方法を用いて使用する。複数得られた分割後のサブ
バンドは、周波数繰り返しをして用いる。
構成例を示す。図3に示すように、本実施形態の通信シ
ステムが使用できる周波数帯域は、周波数ホッピングを
用いて多元接続を行うための帯域単位に分割される。そ
して、複数のサブバンドにそれぞれ分割された帯域を上
記の方法を用いて使用する。複数得られた分割後のサブ
バンドは、周波数繰り返しをして用いる。
【0106】図8に上記の方法を用いる無線通信システ
ム構成におけるセルの構成例を示す。各セルにおいては
式(9)におけるaの値がそれぞれ独立に割り当てられ
ている。各チャネルは各セルにおいて、式(9)におけ
るbの値が割り当てられる。これによって、まず、同一
セル内のチャネル間のホッピング系列において信号間の
衝突が回避される。また、異なるセルのチャネル間のホ
ッピング系列においては系列内での衝突は1回のみに限
られる。さらに、チャネルが異なれば、上記の衝突が生
じる位置は異なるという通信状態が保たれる。
ム構成におけるセルの構成例を示す。各セルにおいては
式(9)におけるaの値がそれぞれ独立に割り当てられ
ている。各チャネルは各セルにおいて、式(9)におけ
るbの値が割り当てられる。これによって、まず、同一
セル内のチャネル間のホッピング系列において信号間の
衝突が回避される。また、異なるセルのチャネル間のホ
ッピング系列においては系列内での衝突は1回のみに限
られる。さらに、チャネルが異なれば、上記の衝突が生
じる位置は異なるという通信状態が保たれる。
【0107】また、無線LAN等の基地局が存在しない
システムの場合には、任意のaの値を用いて上記の1セ
ル分のオペレーションを行なえば良い。
システムの場合には、任意のaの値を用いて上記の1セ
ル分のオペレーションを行なえば良い。
【0108】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の送信装
置、通信システム及びその通信方法によれば、複数の搬
送波を用いた無線通信方式において、搬送波毎の周波数
ホッピングを行うことができる。これによって無線区間
における衝突が搬送波毎に生じるようになるため、誤り
がランダムに生じるようになり、誤り訂正を行うことが
容易となる利点がある。
置、通信システム及びその通信方法によれば、複数の搬
送波を用いた無線通信方式において、搬送波毎の周波数
ホッピングを行うことができる。これによって無線区間
における衝突が搬送波毎に生じるようになるため、誤り
がランダムに生じるようになり、誤り訂正を行うことが
容易となる利点がある。
【図1】本発明に係る送信装置の一実施形態を示す構成
図である。
図である。
【図2】本実施形態における送信装置の逆フーリエ変換
処理回路の一構成例を示すブロック図である。
処理回路の一構成例を示すブロック図である。
【図3】本実施形態の通信方式における通信帯域の分割
及び送信信号の搬送波毎の周波数ホッピングを示す概念
図である。
及び送信信号の搬送波毎の周波数ホッピングを示す概念
図である。
【図4】本実施形態の通信方式における周波数帯域の使
用例を示す概念図である。
用例を示す概念図である。
【図5】本実施形態における送信装置の逆フーリエ変換
処理回路の他の構成例を示すブロック図である。
処理回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図6】本発明に係る受信装置の一実施形態を示す構成
図である。
図である。
【図7】本実施形態の受信装置におけるフーリエ変換処
理回路の構成を示すブロック図である。
理回路の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明に係る通信システムのチャネル割り当て
を示す図である。
を示す図である。
【図9】従来のOFDM変調方式の送信装置の一構成例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図10】従来のOFDM変調方式の受信装置の一構成
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図11】従来のOFDM変調方式を用いた通信端末の
一般的な構成例を示すブロック図である。
一般的な構成例を示すブロック図である。
【図12】従来のOFDM変調方式を用いた基地局の一
般的な構成例を示すブロック図である。
般的な構成例を示すブロック図である。
【図13】従来の周波数ホッピングとOFDM変調の双
方を用いる通信方式における周波数帯域の分割を示す図
である。
方を用いる通信方式における周波数帯域の分割を示す図
である。
【図14】従来の周波数ホッピングとOFDM変調の双
方を用いる通信方式における周波数帯域の使用例を示す
図である。
方を用いる通信方式における周波数帯域の使用例を示す
図である。
710…送信装置、701…情報源符号化回路、702
…通信路符号化回路、703…インターリーバ、704
…変調回路、705…シリアル/パラレル(S/P)変
換回路、706…逆フーリエ変換処理回路、707…R
F部、708…周波数変換器、801…IFFT部、8
02…パラレル/シリアル(P/S)変換部、803…
バッファ、804…巡回部、805…演算部、806…
乗算部、807…並べ替え回路、901…IFFT部、
902…パラレル/シリアル(P/S)変換部、903
…並列処理部、904…パラレル/シリアル(P/S)
変換部、904…並べ替え回路、1010…受信装置、
1001…RF部、1002…シリアル/パラレル(S
/P)変換回路、1003…フーリエ変換処理回路、1
004…復調回路、1005…デインターリーバ、10
06…誤り訂正/検出(通信路復号回路)、1007…
情報源復号回路、1008…周波数変換器。
…通信路符号化回路、703…インターリーバ、704
…変調回路、705…シリアル/パラレル(S/P)変
換回路、706…逆フーリエ変換処理回路、707…R
F部、708…周波数変換器、801…IFFT部、8
02…パラレル/シリアル(P/S)変換部、803…
バッファ、804…巡回部、805…演算部、806…
乗算部、807…並べ替え回路、901…IFFT部、
902…パラレル/シリアル(P/S)変換部、903
…並列処理部、904…パラレル/シリアル(P/S)
変換部、904…並べ替え回路、1010…受信装置、
1001…RF部、1002…シリアル/パラレル(S
/P)変換回路、1003…フーリエ変換処理回路、1
004…復調回路、1005…デインターリーバ、10
06…誤り訂正/検出(通信路復号回路)、1007…
情報源復号回路、1008…周波数変換器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5K022 DD01 DD23 DD33 EE04 EE21
EE31
5K067 AA02 AA03 BB04 CC02 CC04
DD11 EE02 EE10 EE61 EE71
GG03 HH11 HH22 HH24 HH26
JJ12
Claims (15)
- 【請求項1】情報源信号を複数の搬送波に変調して送信
する送信装置であって、 割り当てられている周波数帯域を複数のサブバンドに分
割され、さらに各サブバンドが複数の搬送波を用いて送
信するために分割され、 上記各サブバンド内においてそれぞれ一つの搬送波を割
り当てることで一つの通信チャネルを形成し、当該通信
チャネルを用いて上記情報源信号を送信する送信装置。 - 【請求項2】上記各サブバンド内で割り当てられた搬送
波は、当該サブバンド内で周波数ホッピングを行う請求
項1記載の送信装置。 - 【請求項3】上記周波数ホッピングを行うホッピング系
列の長さは、上記サブバンド内の搬送波の数に等しい請
求項2記載の送信装置。 - 【請求項4】上記周波数帯域が複数のサブバンドに等分
割され、上記各サブバンドが複数の搬送波を用いて通信
するために等分割され、上記分割されたサブバンドの数
と上記各サブバンド内の搬送波の数は、互いに素な関係
にある請求項1記載の送信装置。 - 【請求項5】変調信号を生成するための逆フーリエ変換
処理は、PFA(Prime Factor Algorithm)を用いて行
われる請求項1記載の送信装置。 - 【請求項6】情報源信号を複数の搬送波に変調して伝送
する通信システムであって、割り当てられている周波数
帯域を複数のサブバンドに分割され、さらに各サブバン
ドが複数の搬送波を用いて送信するために分割され、 上記各サブバンド内においてそれぞれ一つの搬送波を割
り当てることで一つの通信チャネルを形成し、当該通信
チャネルを用いて上記情報源信号を送信する送信装置
と、 上記通信チャネルによって送信された信号を受信し、上
記情報源信号を再生する受信装置を有する通信システ
ム。 - 【請求項7】上記各サブバンド内で割り当てられた搬送
波は、当該サブバンド内で周波数ホッピングを行う請求
項6記載の通信システム。 - 【請求項8】上記周波数ホッピングを行うホッピング系
列の長さは、上記サブバンド内の搬送波の数に等しい請
求項7記載の通信システム。 - 【請求項9】上記周波数帯域が複数のサブバンドに等分
割され、上記各サブバンドが複数の搬送波を用いて通信
するために等分割され、上記分割されたサブバンドの数
と上記各サブバンド内の搬送波の数は、互いに素な関係
にある請求項6記載の通信システム。 - 【請求項10】上記送信装置において変調信号を生成す
るための逆フーリエ変換処理は、PFA(Prime Factor
Algorithm)を用いて行われる請求項6記載の通信シス
テム。 - 【請求項11】上記受信装置において上記受信信号を復
調するためのフーリエ変換処理は、PFA(Prime Fact
or Algorithm)を用いて行われる請求項6記載の通信シ
ステム。 - 【請求項12】情報源信号を複数の搬送波に変調して伝
送する通信方法であって、 割り当てられている周波数帯域を複数のサブバンドに分
割するステップと、 上記各サブバンドを複数の搬送波を用いて送信するため
に分割するステップと、 上記各サブバンド内においてそれぞれ一つの搬送波を割
り当てることで一つの通信チャネルを形成し、当該通信
チャネルを用いて上記情報源信号を送信するステップ
と、 上記通信チャネルによって送信された信号を受信し、上
記情報源信号を再生するステップとを有する通信方法。 - 【請求項13】上記各サブバンド内で割り当てられた搬
送波を、それぞれのサブバンド内で周波数ホッピングを
行う請求項12記載の通信方法。 - 【請求項14】上記周波数帯域を複数のサブバンドに等
分割し、さらに上記各サブバンドを複数の搬送波を用い
て通信するために等分割し、 上記分割されたサブバンドの数と上記各サブバンド内の
搬送波の数は、互いに素な関係となるように上記周波数
帯域の分割及び上記サブバンドの分割を行う請求項12
記載の通信方法。 - 【請求項15】送信側において変調信号を生成するため
にPFA(Prime Factor Algorithm)を用いて逆フーリ
エ変換を行い、 受信側において受信信号を復調するためにPFA(Prim
e Factor Algorithm)を用いてフーリエ変換を行う請求
項12記載の通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306299A JP2003110529A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 送信装置、通信システム及びその通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306299A JP2003110529A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 送信装置、通信システム及びその通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003110529A true JP2003110529A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19125958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001306299A Pending JP2003110529A (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 送信装置、通信システム及びその通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003110529A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005354697A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Samsung Electronics Co Ltd | マルチバンド直交周波数分割多重システムにおける無線資源割当てシステム |
| JP2008505587A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | モトローラ・インコーポレイテッド | 周波数ホッピングされるifdma通信システム |
| JP2011010334A (ja) * | 2004-12-22 | 2011-01-13 | Qualcomm Inc | 無線通信システムにおける制約されたホッピング |
| JP2017046135A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本無線株式会社 | 送信波生成装置および統合受信装置 |
-
2001
- 2001-10-02 JP JP2001306299A patent/JP2003110529A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005354697A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Samsung Electronics Co Ltd | マルチバンド直交周波数分割多重システムにおける無線資源割当てシステム |
| JP2008505587A (ja) * | 2004-06-30 | 2008-02-21 | モトローラ・インコーポレイテッド | 周波数ホッピングされるifdma通信システム |
| US8000268B2 (en) | 2004-06-30 | 2011-08-16 | Motorola Mobility, Inc. | Frequency-hopped IFDMA communication system |
| JP2011010334A (ja) * | 2004-12-22 | 2011-01-13 | Qualcomm Inc | 無線通信システムにおける制約されたホッピング |
| US8571132B2 (en) | 2004-12-22 | 2013-10-29 | Qualcomm Incorporated | Constrained hopping in wireless communication systems |
| JP2017046135A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本無線株式会社 | 送信波生成装置および統合受信装置 |
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