JP4644978B2

JP4644978B2 - OFDM communication system, OFDM communication method, and OFDM communication apparatus

Info

Publication number: JP4644978B2
Application number: JP2001181327A
Authority: JP
Inventors: 宣貴児玉; 泰輔小西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP2002374223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重デジタル変復調処理、Ｏｒｔｈｏ−ｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ−ｉｎｇ）によりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信システム、ＯＦＤＭ通信方法およびＯＦＤＭ通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来からのＯＦＤＭによる伝送通信（ＯＦＤＭ通信）について、図４を用いて説明する。図４はＯＦＤＭ通信における送信信号波形を示すタイミング図である。ＯＦＤＭ通信では、マルチキャリア変調方式の中の一種が用いられ、送信信号は多数（数十〜数千）のデジタル変調波（搬送波１〜ｋ）を加え合わせたものである。各キャリアの変調方式としては、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等が用いられる。
【０００３】
図５はＯＦＤＭ通信における伝送シンボルを示すタイミング図であり、ＯＦＤＭ通信におけるデータ伝送は、図５に示す伝送シンボルを単位として行われる。各伝送シンボルは、有効シンボル期間とガードインターバルと呼ばれる期間とから構成される。有効シンボル期間は、データ伝送のために実質的に必要とされる信号期間であり、図４に示すような複数の搬送波の合成波である。またガードインターバルは、マルチパスの影響を軽減するための冗長な信号期間であり、有効シンボル期間のある信号波形を巡回的に繰り返したものである。すなわち、ガードインターバルは情報伝達の観点からは無意味な区間であり、短いほど伝送効率が向上する。図５に示すように、有効シンボル期間の或る期間の波形をコピーしたものをガードインターバルの波形とする。
【０００４】
図６（ａ）、（ｂ）はＯＦＤＭ通信における周波数スペクトラムを示すスペクトラム図である。各搬送波間の周波数間隔を有効シンボル期間の長さの逆数と等しくすると、図６（ａ）に示すように、各ディジタル変調波の周波数スペクトルの零点は、隣接する変調波の搬送波周波数と一致し、搬送波間で相互干渉は生じない。このとき各搬送波同士は直交しているという。ＯＦＤＭ信号のスペクトルは、図６（ｂ）に示すように、全体として矩形に近い形となる。有効シンボル期間の長さをＴ、搬送波数をＫとすると、各搬送波間の周波数間隔は１／Ｔ、伝送帯域幅はＫ／Ｔとなる。
【０００５】
ＯＦＤＭ通信では、図５の伝送シンボルを数十個〜数百個程度集めて１つの伝送フレームを構成する。図７はＯＦＤＭ伝送フレームの構成例を示すフレーム図である。図７に示すＯＦＤＭ伝送フレームには、データ伝送用シンボルの他にフレーム同期用シンボルが含まれる。
【０００６】
図８は、上記ＯＦＤＭ通信方法が適応される通信装置を示すブロック図である。
【０００７】
図８において、Ａは送信部、Ａ１は直並列変換器、Ａ２は逆離散フーリエ変換部、Ａ３はガードインターバル付加部、Ａ４は周波数変換器、Ｂは受信部、Ｂ１は周波数変換器、Ｂ２は離散フーリエ変換部、Ｂ３は並直列変換器である。
【０００８】
このように構成された通信装置について、その機能、動作等を説明する。
【０００９】
まず、送信部Ａにおいては、２値の送信データをある一定のビット数ごとのデータブロックに区切り、各データブロックをそれぞれ１個の複素数値に変換した状態で入力する。そして、直列並列変換器Ａ１で各搬送波周波数ごとに１個ずつの複素数値ｄｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を与え、逆離散フーリエ変換部Ａ２で時間軸上へ逆離散フーリエ変換する。これにより、時間軸波形のサンプル値を発生させ、さらにガードインターバル付加器Ａ３で波形の一部をコピーし、伝送シンボルを表すサンプル値系列を生成する。このサンプル値系列から、時間的に連続するベースバンド・アナログ信号を求める。ベースバンド・アナログ信号は周波数変換器Ａ４で送信周波数の信号に変換されて送信される。
【００１０】
ここで、逆離散フーリエ変換により発生される時間軸上のサンプル値の個数は通常、有効シンボル期間当たり２ｎ（ｎは正整数）個である。したがって、サンプリング周期をＴｓ、ガードインターバル期間をＴｇで表すと、伝送シンボル１個当たり２ｎ＋Ｔｇ／Ｔｓ個のサンプル値が発生する。なお、各伝送シンボルにおけるガードインターバルの時間は一定の値が設定されており、さらにその値はサンプリング周期の整数倍である。
【００１１】
受信部Ｂにおいては、受信信号を周波数変換器Ｂ１で周波数変換してベースバンド信号を得た後、送信部Ａと同じサンプルレートでサンプルする。そして、このサンプル値系列を離散フーリエ変換部Ｂ２により周波数軸上へ離散フーリエ変換し、各搬送波周波数成分の位相と振幅を計算することにより受信データの値を求め、並列直列変換器Ｂ３により直列に変換して出力する。
【００１２】
ところで、ＯＦＤＭ通信においては、各シンボルにおいてガードインターバルを設けることによってマルチパスの影響を無くし、各搬送波間の直交性を保つことが重要である。これに対して、従来のＯＦＤＭ通信方法では、予想される伝送路の最大遅延時間（最悪値）をもってデータ伝送用シンボルのガードインターバル長が固定されており、伝送路の状態が良好な場合にもその最悪値によって伝送効率が抑制されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＯＦＤＭ通信方法では、データ伝送用シンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に適するように設定することができず、予め想定される最悪の伝送路におけるマルチパスの最大遅延時間にガードインターバル長を固定せざるを得なかった。
【００１４】
これらＯＦＤＭ通信システム、ＯＦＤＭ通信方法およびＯＦＤＭ通信装置では、伝送路の状態に応じて最適なガードインターバル長を設定し最大伝送効率を実現することが要求されている。
【００１５】
本発明は、この要求を満たすため、伝送路の状態に応じて最適なガードインターバル長を設定し最大伝送効率を実現することができるＯＦＤＭ通信システム、伝送路の状態に応じて最適なガードインターバル長を設定し最大伝送効率を実現するためのＯＦＤＭ通信方法、および伝送路の状態に応じて最適なガードインターバル長を設定し最大伝送効率を実現することができるＯＦＤＭ通信装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信部と受信部とを有する第１の通信装置と、第２の送信部と受信部とを有する第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信システムであって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定された最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成する最大遅延時間推定器と、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックするフィードバック部とを有し、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行い、最大遅延時間推定器は、相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定し、最大遅延時間推定器は、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外する構成を備えている。
【００１７】
これにより、伝送路の状態に応じて最適なガードインターバル長を設定し最大伝送効率を実現することができるＯＦＤＭ通信システムが得られる。また、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能になるという作用を有する。
【００１８】
上記課題を解決するために本発明のＯＦＤＭ通信方法は、第１の送信部と受信部とを有する第１の通信装置と、第２の送信部と受信部とを有する第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信方法であって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定された最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成し、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックし、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行い、相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定し、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外する構成を備えている。
【００１９】
これにより、伝送路の状態に応じて最適なガードインターバル長を設定し最大伝送効率を実現するためのＯＦＤＭ通信方法が得られる。また、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能になるという作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１の発明に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信部と受信部とを有する第１の通信装置と、第２の送信部と受信部とを有する第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信システムであって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定された最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成する最大遅延時間推定器と、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックするフィードバック部とを有し、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行い、最大遅延時間推定器は、相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定し、最大遅延時間推定器は、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外するものである。
【００２１】
この構成により、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに変更できるので、いかなる伝送路においても、その伝送路状態における最大の伝送効率を得ることができ、特に複数ポイント対複数ポイントの通信における各通信装置間の伝送路状態の変化に対しても、各々が形成する伝送路に適合した最大伝送効率を得ることができるという作用を有する。また、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能になるという作用を有する。
【００２２】
第２の発明に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、最大遅延時間推定器は、同期用シンボル波形を離散フーリエ変換したデータの複素共役と受信信号を離散フーリエ変換したデータとを乗算した乗算データに対して逆離散フーリエ変換を行うことにより相関関数値を求めるものである。
【００２３】
この構成により、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに確実に変更できるという作用を有する。
【００２６】
第３の発明に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、最大遅延時間推定器は、受信信号のうち数本の搬送波のみの相関を利用して遅延時間を推定することとしたものである。
【００２７】
この構成により、ＦＦＴによる相互相関値計算に比べハードウェア規模を大幅に削減することができるという作用を有する。
【００２８】
第４の発明に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１乃至３の発明のいずれかの発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、フィードバック部は、最大遅延時間を所定範囲毎に区分し、所定範囲に対応した情報系列を第１の通信装置と第２の通信装置とで予め設定することとしたものである。
【００２９】
この構成により、最大遅延時間に関する情報を少ないビット数で伝達することができ、ガードインターバル長の記憶に必要な記憶容量を削減することができるという作用を有する。
【００３０】
第５の発明に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１乃至４の発明のいずれかの発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、フィードバック部は、第１の受信部における受信性能が劣化した場合のみに第１の送信部に更新ガードインターバル長を伝達することとしたものである。
【００３１】
この構成により、ＯＦＤＭ伝送フレームで伝達する情報量を増やすことができるという作用を有し、また、受信側で伝送路が変化したことを検知できるので、次回その相手先と通信する際に、自分が受けたマルチパスの影響を考慮したガードインターバルを付加することができ、相手側での受信に際してのマルチパスの影響がガードインターバル長を超えることを未然に防ぐこともできるという作用を有する。
【００３２】
第６の発明に係るＯＦＤＭ通信方法は、第１の送信部と受信部とを有する第１の通信装置と、第２の送信部と受信部とを有する第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信方法であって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定された最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成し、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックし、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行い、相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定し、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外するものである。
【００３３】
この構成により、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに変更できるので、いかなる伝送路においても、その伝送路状態における最大の伝送効率を得ることができ、特に複数ポイント対複数ポイントの通信における各通信装置間の伝送路状態の変化に対しても、各々が形成する伝送路に適合した最大伝送効率を得ることができるという作用を有する。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１によるＯＦＤＭ通信システムの着想点について説明する。通常、ＯＦＤＭ伝送フレームには、フレームの開始部分にデータ伝送用シンボルの他にフレーム同期用シンボルが含まれている。このフレーム同期用シンボルの区間は、受信側において既知のデータで構成されており、同一のシンボルが数シンボル連続して送られる。すなわち、この区間においては伝送路において発生するマルチパスによって直交性が崩れることはなく、比較的安定した信号を受信できる。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、このフレーム同期用シンボルの区間を利用して、マルチパスの最大遅延時間を推定できるようにする。
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態１によるＯＦＤＭ通信システムを構成するＯＦＤＭ通信装置を示すブロック図である。
【００３８】
図１において、１００は送信部、２００は受信部である。送信部１００は、変調・直並列変換器１０１と、逆離散フーリエ変換器１０２と、並直列変換器１０３と、同期用／データ伝送用シンボル切替器１０４と、同期用シンボル波形記憶装置１０５と、ガードインターバル付加器１０６と、ガードインターバル長記憶装置１０７と、Ｄ／Ａ変換器１０８と、帯域通過フィルタ１０９と、周波数変換器１１０とを備える。また、受信部２００は、帯域通過フィルタ２０１と、周波数変換器２０２と、Ａ／Ｄ変換器２０３と、同期用シンボル波形記憶装置２０４と、同期用シンボル位置検出器２０５と、最大遅延時間推定器としてのマルチパス遅延時間推定器２０６と、ガードインターバル長記憶装置２０７と、ガードインターバル削除器２０８と、直並列変換器２０９と、離散フーリエ変換器２１０と、復調・並直列変換器２１１と、フィードバック部２１２とを備える。
【００３９】
このように構成されたＯＦＤＭ通信装置について、その動作を説明する。
【００４０】
変調・直並列変換器１０１は、直列の送信データを並列の送信データに変換し、ＯＦＤＭの各搬送波に割り当てる。逆離散フーリエ変換器１０２は、各搬送波に割り当てられた送信データから、その送信データのシンボル期間における各搬送波の位相と振幅を決定し、その位相と振幅を周波数軸上の複素数データと見なして逆離散フーリエ変換を行い、時間軸上の送信波形のサンプル値を出力する。並直列変換器１０３は、各シンボルごとに並列に出力される時間サンプル値系列を直列のサンプル値系列に変換する。
【００４１】
一方、同期用シンボル波形記憶装置１０５は、フレーム同期用シンボル波形のサンプル値を出力する。同期用／データ伝送用シンボル切替器１０４は、並直列変換器１０３から出力されるデータ伝送用シンボルの時間サンプル値系列と同期用シンボル波形記憶装置１０５から出力されるフレーム同期用シンボルの波形サンプル値系列を切り替えることで、ベースバンドＯＦＤＭ信号の時間サンプル値系列に変換して出力する。
【００４２】
ガードインターバル長記憶装置１０７は、送信先のアドレスと共にガードインターバル長を記憶しており、送信先のアドレスに従って、対応するガードインターバル長を出力する。この際、記憶されているガードインターバル長は、前回通信を行った際に通信相手先からフィードバックされた値である。なお、ガードインターバル長の初期値（以前に通信を行った経歴のない通信相手先アドレスに対応するガードインターバル長）としては、想定される最悪の値が与えられる。ガードインターバル付加器１０６は、ガードインターバル長記憶装置１０７から出力されるガードインターバル長に従って、同期用／データ伝送用シンボル切替器１０４から出力される時間サンプル値系列にガードインターバルを付加する。
【００４３】
Ｄ／Ａ変換器１０８は、ガードインターバル付加器１０６から出力された時間サンプル値系列をアナログ信号に変換し、帯域通過フィルタ１０９は、アナログ信号の不要周波数成分を取り除いてアナログ・ベースバンドＯＦＤＭ信号を出力する。周波数変換器１１０は、アナログ・ベースバンドＯＦＤＭ信号を中間周波数または無線周波数へアップコンバートし、送信信号として出力する。
【００４４】
受信部２００においては、帯域通過フィルタ２０１は、受信信号の帯域外成分を除去し、周波数変換器２０２は、中間周波数または無線周波数のＯＦＤＭ信号をベースバンドへダウンコンバートする。Ａ／Ｄ変換器２０３は、ベースバンドＯＦＤＭ信号をサンプリングしてデジタルのサンプル値系列に変換する。その出力はガードインターバル削除器２０８に供給されると共に同期用シンボル位置検出器２０５およびマルチパス遅延時間推定器２０６に供給される。
【００４５】
同期用シンボル位置検出器２０５は、ベースバンドＯＦＤＭ信号のサンプル値系列と同期用シンボル波形記憶装置２０４に記憶されている同期用シンボル波形のサンプル値系列との相互相関値を計算してフレーム先頭位置を検出すると共に、伝送シンボルの切替位置、ＦＦＴウィンドウ位置を決定する。
【００４６】
同様に、最大遅延時間推定器としてのマルチパス遅延時間推定器２０６は、ベースバンドＯＦＤＭ信号のサンプル値系列と同期用シンボル波形記憶装置２０４に記憶されている同期用シンボル波形のサンプル値系列との相互相関値を計算してピーク値を検出することにより、受信信号に含まれるマルチパスの遅延時間の推定を行う。この際、最も大きいピークの間隔がマルチパスの最大遅延時間となる。この最大遅延時間をサンプリング周期の整数倍の値にまるめ、ガードインターバル長記憶装置２０７に送信元アドレスと共に記憶する。
【００４７】
ガードインターバル削除器２０８は、ガードインターバル長記憶装置２０７から送信元アドレスを元にガードインターバル長を検索して、その値をもってサンプル値系列からガードインターバル部分のデータを除去する。この際、ガードインターバル長記憶装置２０７に記憶されているガードインターバル長は、前回通信を行った際に、送信元に対して伝達したガードインターバル情報が格納されている。直並列変換器２０９は、ベースバンド・サンプル値系列を並列データに変換して離散フーリエ変換器２１０へ供給する。離散フーリエ変換器２１０は、時間軸上のベースバンド・サンプル値を各搬送波周波数ごとのスペクトルに変換する。復調・並直列変換器２１１は、周波数スペクトルの値から各搬送波の位相と振幅を推定し、その位相と振幅の値から受信データの値を求め、さらに直列の受信データ系列に変換して出力する。
【００４８】
上記のＯＦＤＭ通信装置において、受信部２００によって決定され、ガードインターバル長記憶装置２０７に記憶されたガードインターバル長は、その後の通信において、フィードバック部２１２により適切な送信データ系列に変換された後、送信データ系列の一部として同様にＯＦＤＭ処理され、ＯＦＤＭ伝送フレーム中の１情報として対応する送信元（相手側ＯＦＤＭ通信装置）に対してフィードバックされる。
【００４９】
すなわち、初回の通信においては、伝送路の状態に関わらず予め設定されたガードインターバルが付加されて通信が行われるが、２回目以降の通信においては、その伝送路状態に応じた最大の伝送速度を得ることができる。
【００５０】
したがって、本実施の形態によるＯＦＤＭ通信装置を用いたＯＦＤＭ通信システムを構築すれば、伝送路状態に応じた最適な伝送速度で通信できる。さらに、本実施の形態によるＯＦＤＭ通信装置を用いて、１チャンネルのパケット通信を行った場合、お互いが通信しあっている状態でなくとも、送信元のアドレスが分かる手段を設けていれば、その送信元からのマルチパスの状態を推定できるため、次回その相手にデータ転送する際に、初回の通信であったとしても相手側にガードインターバル長を伝達することができる。
【００５１】
ところで、図１のマルチパス遅延時間推定器２０６では、ベースバンドＯＦＤＭ信号のサンプル値系列と同期用シンボル波形記憶装置２０４に記憶されている同期用シンボル波形のサンプル値系列との相互相関値を用いているが、離散フーリエ変換後の各搬送波周波数ごとの復調複素シンボルと同期用シンボル波形を離散フーリエ変換した複素シンボルとを用いてＦＦＴによる相互相関計算を行うことも可能である。
【００５２】
図２は、上記相互相関計算が適用されるマルチパス遅延時間推定器２０６を示すブロック図である。このマルチパス遅延時間推定器２０６は、離散フーリエ変換器３０１と、復調・並直列変換器３０２と、既知シンボル記憶装置３０３と、乗算器３０４と、逆離散フーリエ変換器３０５と、最大遅延時間検出器３０６とを備える。図２の離散フーリエ変換器３０１、復調・並直列変換器３０２は、図１の離散フーリエ変換器２１０、復調・並直列変換器２１１と同一のものである。離散フーリエ変換器３０１は、受信信号のサンプル値に対してフーリエ変換を行い複素データを得る。その出力は復調・並直列変換器３０２に供給されると共に乗算器３０４にも供給される。
【００５３】
一方、既知シンボル記憶装置３０３には、同期用シンボル波形を離散フーリエ変換したデータの複素共役が記憶されている。乗算器３０４は、離散フーリエ変換器３０１からの出力と既知シンボル記憶装置３０３の出力とを乗算し、逆離散フーリエ変換器３０５は、乗算器３０４の出力に対して逆離散フーリエ変換を行う。その結果、サンプリング周期間隔の各時刻における相関値を得ることができる。最大遅延時間検出器３０６は、この相関値のうちピークが現れるポイントの最大間隔を計算することにより、最大遅延時間を推定し、ガードインターバル長を決定する。
【００５４】
なお、図２の構成では、離散フーリエ変換器３０１と逆離散フーリエ変換器３０５を別個に用いているが、順逆両方向に対してフーリエ変換が行えるフーリエ変換器を用いることにより、１個でも実現可能である。
【００５５】
通常ＯＦＤＭ処理にはフーリエ変換器は必要不可欠であるため、ＯＦＤＭ伝送を用いる通信装置にはフーリエ変換器が搭載されている。したがって、この手法を用いれば、従来のＯＦＤＭ通信器に搭載されているハードウェアを有効利用することができ、コスト削減が図れる。
【００５６】
さらに、ＦＦＴによる相互相関計算を用いれば、高レベルの狭帯域雑音に対する耐性を向上させることができる。このことについて説明すると、図２において、離散フーリエ変換後の各搬送波周波数ごとの復調複素シンボルと同期用シンボル波形を離散フーリエ変換した複素シンボルの共役複素とを乗算する前に、受信されると予想される希望信号のレベルと実際に受信した信号のレベルとを各搬送波毎に比較するレベル比較器を用意する。このレベル比較器において希望の信号レベルと受信した信号のレベルとの差がある閾値よりも大きい場合に、その搬送波におけるシンボル間での乗算は行わず零とおく。その後は、上記と同様に乗算後の複素値に対して逆離散フーリエ変換を行えばよい。この手法によれば、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能となる。
【００５７】
また、図２においては、相互相関計算の際に全搬送波を利用したが、ある程度遅延波が少ないことが分かっている伝送路においては、高々数本の搬送波の複素シンボルを用いて相関値を求めてもよい。マルチパスの影響は隣接した搬送波間において、減衰率および遅延時間は同一と考えられるため、復調データはこれらのパラメータと各搬送波の周波数とに比例した振幅・位相歪を受ける。このことより、例えば、影響を与える遅延波がｎ波と想定すると、ｎ波の遅延波それぞれに係る減衰率と遅延時間を変数とし、ｎ波の各搬送波の復調複素シンボルを定数部分とした２ｎ元連立２次方程式が成立する。ｎの値が小さい時、すなわち到来する遅延波の数が少ない場合は、この連立方程式を解くことは比較的簡単であり、ＦＦＴによる相互相関値計算に比べハードウェア規模を大きく削減できる。
【００５８】
図３は、上記相互相関計算が適用されるマルチパス遅延時間推定器２０６を示すブロック図である。このマルチパス遅延時間推定器２０６は、離散フーリエ変換器４０１と、復調・並直列変換器４０２と、既知シンボル記憶装置４０３と、搬送波選択器４０４と、連立方程式演算器４０５と、最大遅延時間検出器４０６とを備える。図３の離散フーリエ変換器４０１、復調・並直列変換器４０２は、図２の離散フーリエ変換器３０１、復調・並直列変換器３０２と同一のものである。離散フーリエ変換器４０１は、受信信号のサンプル値に対してフーリエ変換を行い複素データを得る。その出力は復調・並直列変換器４０２に供給されると共に搬送波選択器４０４にも供給される。
【００５９】
一方、既知シンボル記憶装置４０３には、同期用シンボル波形を離散フーリエ変換したデータの複素共役が記憶されている。搬送波選択器４０４は、離散フーリエ変換器４０１の出力の中から、相互相関計算の対象とする搬送波を数本選択し、既知シンボル記憶装置４０３の出力と合わせて連立方程式を立てる。連立方程式演算器４０５は、搬送波選択器４０４から供給される連立方程式を解く。その結果、各遅延波毎の遅延時間を算出することができる。最大遅延時間検出器４０６は、得られた遅延時間の中から最も大きい値を抽出することにより、最大遅延時間が推定され、ガードインターバル長を決定することが可能となる。
【００６０】
また、図３において、最大遅延時間をある範囲毎に区分し、当該範囲に対応した情報系列を送信側と受信側で予め設定する。この場合、最大遅延時間に関する情報を少ないビット数で伝達することができ、しかもガードインターバル長の記憶に必要な記憶容量を削減することができる。
【００６１】
また、図３においては、受信部２００における受信性能が劣化した場合、例えば誤り率が以前よりも大きくなった場合のみに、通信先に対して最大遅延時間を更新するようにガードインターバルに関する情報を伝達するという方法もある。この手法によれば、ＯＦＤＭ伝送フレームで伝達する情報量を増やすことができ、また、受信側で伝送路が変化したことを検知できるため、次回その相手先と通信する際に、自分が受けたマルチパスの影響を考慮したガードインターバルを付加でき、相手側での受信に際してのマルチパスの影響がガードインターバル長を超えることを未然に防ぐことも可能となる。
【００６２】
以上のように本実施の形態によれば、第１の送信部と受信部と同一構成の第２の送信部と受信部とから成る第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信システムであって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成する最大遅延時間推定器２０６と、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックするフィードバック部２１２とを有し、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行うようにしたことにより、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに変更できるので、いかなる伝送路においても、その伝送路状態における最大の伝送効率を得ることができ、特に複数ポイント対複数ポイントの通信における各通信装置間の伝送路状態の変化に対しても、各々が形成する伝送路に適合した最大伝送効率を得ることができる。
【００６３】
また、最大遅延時間推定器２０６は、同期用シンボル波形を離散フーリエ変換したデータの複素共役と受信信号を離散フーリエ変換したデータとを乗算した乗算データに対して逆離散フーリエ変換を行うことにより相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定するようにしたことにより、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに確実に変更できる。
【００６４】
さらに、最大遅延時間推定器２０６は、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外するようにしたことにより、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能になる。
【００６５】
さらに、最大遅延時間推定器２０６は、受信信号のうち数本の搬送波のみの相関を利用して遅延時間を推定するようにしたことにより、ＦＦＴによる相互相関値計算に比べハードウェア規模を大幅に削減することができる。
【００６６】
さらに、フィードバック部２１２は、最大遅延時間を所定範囲毎に区分し、所定範囲に対応した情報系列を第１の通信装置と第２の通信装置とで予め設定するようにしたことにより、最大遅延時間に関する情報を少ないビット数で伝達することができ、ガードインターバル長の記憶に必要な記憶容量を削減することができる。
【００６７】
さらに、フィードバック部２１２は、第１の受信部における受信性能が劣化した場合のみに第１の送信部に更新ガードインターバル長を伝達するようにしたことにより、ＯＦＤＭ伝送フレームで伝達する情報量を増やすことができるという作用を有し、また、受信側で伝送路が変化したことを検知できるので、次回その相手先と通信する際に、自分が受けたマルチパスの影響を考慮したガードインターバルを付加することができ、相手側での受信に際してのマルチパスの影響がガードインターバル長を超えることを未然に防ぐこともできる。
【００６８】
以上説明したように第１の発明に係るＯＦＤＭ通信システムによれば、第１の送信部と受信部とを有する第１の通信装置と、第２の送信部と受信部とを有する第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信システムであって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定された最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成する最大遅延時間推定器と、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックするフィードバック部とを有し、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行い、最大遅延時間推定器は、相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定し、最大遅延時間推定器は、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外することにより、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに変更できるので、いかなる伝送路においても、その伝送路状態における最大の伝送効率を得ることができ、特に複数ポイント対複数ポイントの通信における各通信装置間の伝送路状態の変化に対しても、各々が形成する伝送路に適合した最大伝送効率を得ることができるという有利な効果が得られる。また、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能になるという有利な効果が得られる。
【００６９】
第２の発明に係るＯＦＤＭ通信システムによれば、第１の発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、最大遅延時間推定器は、同期用シンボル波形を離散フーリエ変換したデータの複素共役と受信信号を離散フーリエ変換したデータとを乗算した乗算データに対して逆離散フーリエ変換を行うことにより相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定することにより、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに確実に変更できるという有利な効果が得られる。
【００７１】
第３の発明に係るＯＦＤＭ通信システムによれば、第１の発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、最大遅延時間推定器は、受信信号のうち数本の搬送波のみの相関を利用して遅延時間を推定することにより、ＦＦＴによる相互相関値計算に比べハードウェア規模を大幅に削減することができるという有利な効果が得られる。
【００７２】
第４の発明に係るＯＦＤＭ通信システムによれば、第１乃至３いずれかの発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、フィードバック部は、最大遅延時間を所定範囲毎に区分し、所定範囲に対応した情報系列を第１の通信装置と第２の通信装置とで予め設定することにより、最大遅延時間に関する情報を少ないビット数で伝達することができ、ガードインターバル長の記憶に必要な記憶容量を削減することができるという有利な効果が得られる。
【００７３】
第５の発明に係るＯＦＤＭ通信システムによれば、第１乃至４のいずれかの発明に係るＯＦＤＭ通信システムにおいて、フィードバック部は、第１の受信部における受信性能が劣化した場合のみに第１の送信部に更新ガードインターバル長を伝達することにより、ＯＦＤＭ伝送フレームで伝達する情報量を増やすことができるという作用を有し、また、受信側で伝送路が変化したことを検知できるので、次回その相手先と通信する際に、自分が受けたマルチパスの影響を考慮したガードインターバルを付加することができ、相手側での受信に際してのマルチパスの影響がガードインターバル長を超えることを未然に防ぐこともできるという有利な効果が得られる。
【００７４】
第６の発明に係るＯＦＤＭ通信方法によれば、第１の送信部と受信部とを有する第１の通信装置と、第２の送信部と受信部とを有する第２の通信装置との間でＯＦＤＭによりデータ伝送を行うＯＦＤＭ通信方法であって、第１の受信部は、第２の送信部からの送信信号を受信して得られた受信信号からマルチパスの最大遅延時間を推定し、推定された最大遅延時間に基づくガードインターバル長を生成し、生成したガードインターバル長を第１の送信部にフィードバックし、第１の送信部は、フィードバックされたガードインターバル長を第２の通信装置へ送信し、第２の受信部は、第１の送信部から送信されたフィードバックされたガードインターバル長を検出し、第２の送信部は、検出したガードインターバル長を用いて第１の通信装置への送信を行い、相関関数値を求め、相関関数値が所定の相関関数閾値よりも大きいポイントを遅延時間と推定し、受信信号の各搬送波における信号対雑音電力比を推定し、信号対雑音電力比が所定の比よりも小さい搬送波を相関関数計算の対象から除外することにより、通信における各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバル長を伝送路の状態に応じた最も伝送効率の良い長さに変更できるので、いかなる伝送路においても、その伝送路状態における最大の伝送効率を得ることができ、特に複数ポイント対複数ポイントの通信における各通信装置間の伝送路状態の変化に対しても、各々が形成する伝送路に適合した最大伝送効率を得ることができるという有利な効果が得られる。また、電力線通信のような高レベルの狭帯域雑音が頻繁に発生するような伝送路下においても、その影響を低減することが可能になるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるＯＦＤＭ通信システムを構成するＯＦＤＭ通信装置を示すブロック図
【図２】相互相関計算が適用されるマルチパス遅延時間推定器を示すブロック図
【図３】相互相関計算が適用されるマルチパス遅延時間推定器を示すブロック図
【図４】ＯＦＤＭ通信における送信信号波形を示すタイミング図
【図５】ＯＦＤＭ通信における伝送シンボルを示すタイミング図
【図６】（ａ）ＯＦＤＭ通信における周波数スペクトラムを示すスペクトラム図（ｂ）ＯＦＤＭ通信における周波数スペクトラムを示すスペクトラム図
【図７】ＯＦＤＭ伝送フレームの構成例を示すフレーム図
【図８】ＯＦＤＭ通信方法が適用される通信装置を示すブロック図
【符号の説明】
１００送信部
１０１変調・直並列変換器
１０２、３０５逆離散フーリエ変換器
１０３並直列変換器
１０４同期用／データ伝送用シンボル切換器
１０５、２０４同期用シンボル波形記憶装置
１０６ガードインターバル付加器
１０７、２０７ガードインターバル長記憶装置
１０８Ｄ／Ａ変換器
１０９、２０１帯域通過フィルタ
１１０、２０２周波数変換器
２００受信部
２０３Ａ／Ｄ変換器
２０５同期用シンボル位置検出器
２０６マルチパス遅延時間推定器（最大遅延時間推定器）
２０８ガードインターバル削除器
２０９直並列変換器
２１０、３０１、４０１離散フーリエ変換器
２１１、３０２、４０２復調・並直列変換器
３０３、４０３既知シンボル記憶装置
３０４乗算器
３０６、４０６最大遅延時間検出器
４０４搬送波選択器
４０５連立方程式演算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an OFDM communication system that performs data transmission by OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Digital Modulation / Demodulation Processing, Ortho-gon Frequency Division Multiplexing).,OFDM communication methodAnd OFDM communication apparatusIt is about.
[0002]
[Prior art]
First, conventional transmission communication by OFDM (OFDM communication) will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing a transmission signal waveform in OFDM communication. In OFDM communication, one of multicarrier modulation schemes is used, and a transmission signal is a combination of a large number (tens to thousands) of digital modulation waves (carrier waves 1 to k). As a modulation method for each carrier, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, or the like is used.
[0003]
FIG. 5 is a timing diagram showing transmission symbols in OFDM communication. Data transmission in OFDM communication is performed in units of transmission symbols shown in FIG. Each transmission symbol is composed of an effective symbol period and a period called a guard interval. The effective symbol period is a signal period substantially required for data transmission, and is a combined wave of a plurality of carriers as shown in FIG. The guard interval is a redundant signal period for reducing the influence of multipath, and is a cyclic repetition of a signal waveform having an effective symbol period. That is, the guard interval is a meaningless section from the viewpoint of information transmission, and the transmission efficiency improves as the guard interval is shorter. As shown in FIG. 5, a waveform obtained by copying a waveform of a certain period of the effective symbol period is used as a guard interval waveform.
[0004]
FIGS. 6A and 6B are spectrum diagrams showing the frequency spectrum in OFDM communication. When the frequency interval between each carrier is made equal to the reciprocal of the length of the effective symbol period, as shown in FIG. 6A, the zero point of the frequency spectrum of each digital modulation wave matches the carrier frequency of the adjacent modulation wave. There is no mutual interference between the carrier waves. At this time, each carrier wave is said to be orthogonal. As shown in FIG. 6B, the spectrum of the OFDM signal has a shape close to a rectangle as a whole. When the length of the effective symbol period is T and the number of carriers is K, the frequency interval between the carriers is 1 / T and the transmission bandwidth is K / T.
[0005]
In OFDM communication, about several tens to several hundreds of transmission symbols in FIG. 5 are collected to form one transmission frame. FIG. 7 is a frame diagram illustrating a configuration example of an OFDM transmission frame. The OFDM transmission frame shown in FIG. 7 includes a frame synchronization symbol in addition to a data transmission symbol.
[0006]
FIG. 8 is a block diagram showing a communication apparatus to which the OFDM communication method is applied.
[0007]
In FIG. 8, A is a transmission unit, A1 is a series-parallel converter, A2 is an inverse discrete Fourier transform unit, A3 is a guard interval addition unit, A4 is a frequency converter, B is a reception unit, B1 is a frequency converter, and B2 is The discrete Fourier transform unit B3 is a parallel-serial converter.
[0008]
Functions and operations of the communication apparatus configured as described above will be described.
[0009]
First, in the transmission unit A, binary transmission data is divided into data blocks each having a certain number of bits, and each data block is input in a state of being converted into one complex value. Then, one complex value di (i = 1 to N) is given for each carrier frequency by the serial / parallel converter A1, and inverse discrete Fourier transform is performed on the time axis by the inverse discrete Fourier transform unit A2. As a result, sample values of the time axis waveform are generated, and a part of the waveform is copied by the guard interval adder A3 to generate a sample value series representing a transmission symbol. From this sample value series, a temporally continuous baseband analog signal is obtained. The baseband analog signal is converted to a transmission frequency signal by the frequency converter A4 and transmitted.
[0010]
Here, the number of sample values on the time axis generated by the inverse discrete Fourier transform is usually 2n (n is a positive integer) per effective symbol period. Therefore, if the sampling period is represented by Ts and the guard interval period is represented by Tg, 2n + Tg / Ts sample values are generated per transmission symbol. Note that a fixed value is set for the guard interval time in each transmission symbol, and the value is an integral multiple of the sampling period.
[0011]
In the receiver B, the received signal is frequency-converted by the frequency converter B1 to obtain a baseband signal, and then sampled at the same sample rate as that of the transmitter A. The sample value series is subjected to discrete Fourier transform on the frequency axis by the discrete Fourier transform unit B2, and the received data value is obtained by calculating the phase and amplitude of each carrier frequency component, and serially converted by the parallel-serial converter B3. Convert and output.
[0012]
By the way, in OFDM communication, it is important to eliminate the influence of multipath by providing a guard interval in each symbol and to maintain orthogonality between each carrier. On the other hand, in the conventional OFDM communication method, the guard interval length of the data transmission symbol is fixed with the maximum delay time (worst value) of the expected transmission path, and even when the transmission path condition is good The transmission efficiency is suppressed by the worst value.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional OFDM communication method, the guard interval length of the data transmission symbol cannot be set so as to be suitable for the state of the transmission path, and the maximum delay time of the multipath in the worst transmission path assumed in advance is assumed. I had to fix the guard interval length.
[0014]
  theseOFDM communication system,OFDM communication methodAnd OFDM communication apparatusTherefore, it is required to set the optimum guard interval length according to the state of the transmission path and realize the maximum transmission efficiency.
[0015]
  In order to satisfy this requirement, the present invention sets an optimum guard interval length according to the state of the transmission path and can realize the maximum transmission efficiency.,OFDM communication method for realizing maximum transmission efficiency by setting an optimum guard interval length according to the state of the transmission pathOFDM communication apparatus capable of realizing optimum transmission efficiency by setting an optimum guard interval length according to the state of the transmission pathThe purpose is to provide.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, an OFDM communication system according to the present invention includes a first transmitter, a receiver,HaveA first communication device;SecondTransmitter and receiverHaveAn OFDM communication system for performing data transmission by OFDM with a second communication device, wherein the first receiver receives a transmission signal from the second transmitter and multipaths the received signal. Estimate the maximum delay time ofWasA maximum delay time estimator that generates a guard interval length based on the maximum delay time; and a feedback unit that feeds back the generated guard interval length to the first transmission unit. The interval length is transmitted to the second communication device, the second reception unit detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmission unit, and the second transmission unit detects the detected guard interval length. Send to the first communication device usingThe maximum delay time estimator obtains a correlation function value, estimates a point where the correlation function value is larger than a predetermined correlation function threshold value as a delay time, and the maximum delay time estimator determines the signal pair in each carrier of the received signal. Estimate the noise power ratio, and exclude carriers whose signal-to-noise power ratio is lower than the predetermined ratio from the correlation function calculationIt has a configuration.
[0017]
  As a result, an OFDM communication system capable of setting the optimum guard interval length according to the state of the transmission path and realizing the maximum transmission efficiency can be obtained.In addition, there is an effect that the influence can be reduced even under a transmission path in which high-level narrow-band noise such as power line communication is frequently generated.
[0018]
  In order to solve the above problems, an OFDM communication method of the present invention includes a first transmitter, a receiver,HaveA first communication device, a second transmitter and a receiver;HaveAn OFDM communication method for performing data transmission by OFDM with a second communication apparatus, wherein the first receiver receives a multipath from a received signal obtained by receiving a transmission signal from the second transmitter Estimate the maximum delay time ofWasA guard interval length based on the maximum delay time is generated, the generated guard interval length is fed back to the first transmitter, and the first transmitter transmits the fed back guard interval length to the second communication device, The second receiver detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmitter, and the second transmitter uses the detected guard interval length to transmit to the first communication device. lineThe correlation function value is obtained, the point where the correlation function value is larger than the predetermined correlation function threshold is estimated as the delay time, the signal-to-noise power ratio in each carrier of the received signal is estimated, and the signal-to-noise power ratio is predetermined. Exclude carrier smaller than the ratio ofIt has a configuration.
[0019]
  As a result, an OFDM communication method for setting the optimum guard interval length according to the state of the transmission path and realizing the maximum transmission efficiency can be obtained.In addition, there is an effect that the influence can be reduced even under a transmission path in which high-level narrow-band noise such as power line communication is frequently generated.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  According to the first inventionAn OFDM communication system includes a first transmitter, a receiver,HaveA first communication device;SecondTransmitter and receiverHaveAn OFDM communication system for performing data transmission by OFDM with a second communication device, wherein the first receiver receives a transmission signal from the second transmitter and multipaths the received signal. Estimate the maximum delay time ofWasA maximum delay time estimator that generates a guard interval length based on the maximum delay time; and a feedback unit that feeds back the generated guard interval length to the first transmission unit. The interval length is transmitted to the second communication device, the second reception unit detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmission unit, and the second transmission unit detects the detected guard interval length. Send to the first communication device usingThe maximum delay time estimator obtains a correlation function value, estimates a point where the correlation function value is larger than a predetermined correlation function threshold value as a delay time, and the maximum delay time estimator determines the signal pair in each carrier of the received signal. Estimate the noise power ratio, and exclude carriers whose signal-to-noise power ratio is lower than the predetermined ratio from the correlation function calculationIs.
[0021]
  With this configuration, the guard interval length of each OFDM symbol in communication can be changed to the length with the best transmission efficiency according to the state of the transmission line, so that the maximum transmission efficiency in the transmission line state can be obtained in any transmission line In particular, the maximum transmission efficiency suitable for the transmission path formed by each communication apparatus can be obtained even with respect to a change in the transmission path state between the communication apparatuses in the multipoint-to-multipoint communication.In addition, there is an effect that the influence can be reduced even under a transmission path in which high-level narrow-band noise such as power line communication is frequently generated.
[0022]
  According to the second inventionThe OFDM communication systemAccording to the first inventionIn an OFDM communication system, the maximum delay time estimator performs inverse discrete Fourier transform on multiplication data obtained by multiplying a complex conjugate of data obtained by performing discrete Fourier transform on a synchronization symbol waveform and data obtained by performing discrete Fourier transform on a received signal. To obtain the correlation function valueTurnIs.
[0023]
With this configuration, there is an effect that the guard interval length of each OFDM symbol in communication can be reliably changed to the length with the best transmission efficiency according to the state of the transmission path.
[0026]
  According to the third inventionThe OFDM communication systemAccording to the first inventionIn the OFDM communication system, the maximum delay time estimator estimates the delay time using the correlation of only a few carrier waves in the received signal.
[0027]
With this configuration, the hardware scale can be greatly reduced as compared with the cross-correlation value calculation by FFT.
[0028]
  According to the fourth inventionThe OFDM communication systemFirst1 toInvention of 3EitherRelated to the inventionIn the OFDM communication system, the feedback unit classifies the maximum delay time for each predetermined range, and sets an information sequence corresponding to the predetermined range in advance between the first communication device and the second communication device. .
[0029]
With this configuration, information regarding the maximum delay time can be transmitted with a small number of bits, and the storage capacity necessary for storing the guard interval length can be reduced.
[0030]
  According to the fifth inventionThe OFDM communication systemFirst1 to4 inventionsEitherRelated to the inventionIn the OFDM communication system, the feedback unit transmits the update guard interval length to the first transmission unit only when the reception performance of the first reception unit deteriorates.
[0031]
This configuration has the effect of increasing the amount of information transmitted in the OFDM transmission frame, and can detect that the transmission path has changed on the receiving side. Therefore, it is possible to add a guard interval in consideration of the influence of the multipath received by the receiver, and to prevent the influence of the multipath upon reception at the partner side from exceeding the guard interval length.
[0032]
  According to the sixth inventionAn OFDM communication method includes a first transmitter, a receiver,HaveA first communication device, a second transmitter and a receiver;HaveAn OFDM communication method for performing data transmission by OFDM with a second communication apparatus, wherein the first receiver receives a multipath from a received signal obtained by receiving a transmission signal from the second transmitter Estimate the maximum delay time ofWasA guard interval length based on the maximum delay time is generated, the generated guard interval length is fed back to the first transmitter, and the first transmitter transmits the fed back guard interval length to the second communication device, The second receiver detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmitter, and the second transmitter uses the detected guard interval length to transmit to the first communication device. lineThe correlation function value is obtained, the point where the correlation function value is larger than the predetermined correlation function threshold is estimated as the delay time, the signal-to-noise power ratio in each carrier of the received signal is estimated, and the signal-to-noise power ratio is predetermined. Exclude carrier smaller than the ratio ofIs.
[0033]
With this configuration, the guard interval length of each OFDM symbol in communication can be changed to the length with the best transmission efficiency according to the state of the transmission line, so that the maximum transmission efficiency in the transmission line state can be obtained in any transmission line In particular, the maximum transmission efficiency suitable for the transmission path formed by each communication apparatus can be obtained even with respect to a change in the transmission path state between the communication apparatuses in the multipoint-to-multipoint communication.
[0034]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0035]
(Embodiment 1)
First, an idea point of the OFDM communication system according to the first embodiment of the present invention will be described. Normally, an OFDM transmission frame includes a frame synchronization symbol in addition to a data transmission symbol at the start of the frame. This frame synchronization symbol section is composed of known data on the receiving side, and the same symbol is transmitted continuously several symbols. That is, in this section, orthogonality is not lost due to multipath generated in the transmission path, and a relatively stable signal can be received.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, the maximum delay time of the multipath can be estimated using this frame synchronization symbol section.
[0037]
FIG. 1 is a block diagram showing an OFDM communication apparatus constituting an OFDM communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
[0038]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a transmission unit, and reference numeral 200 denotes a reception unit. The transmitting unit 100 includes a modulation / serial / parallel converter 101, an inverse discrete Fourier transformer 102, a parallel / serial converter 103, a synchronization / data transmission symbol switch 104, a synchronization symbol waveform storage device 105, A guard interval adder 106, a guard interval length storage device 107, a D / A converter 108, a band pass filter 109, and a frequency converter 110 are provided. The receiving unit 200 includes a band pass filter 201, a frequency converter 202, an A / D converter 203, a synchronization symbol waveform storage device 204, a synchronization symbol position detector 205, and a maximum delay time estimator. A multipath delay time estimator 206, a guard interval length storage device 207, a guard interval deleter 208, a serial-parallel converter 209, a discrete Fourier transformer 210, a demodulation / parallel-serial converter 211, and a feedback Unit 212.
[0039]
The operation of the OFDM communication apparatus configured as described above will be described.
[0040]
Modulation / serial / parallel converter 101 converts serial transmission data into parallel transmission data, and assigns it to each OFDM carrier. The inverse discrete Fourier transformer 102 determines the phase and amplitude of each carrier in the symbol period of the transmission data from the transmission data assigned to each carrier, considers the phase and amplitude as complex data on the frequency axis, and performs inverse processing. A discrete Fourier transform is performed, and a sample value of the transmission waveform on the time axis is output. The parallel-serial converter 103 converts the time sample value series output in parallel for each symbol into a serial sample value series.
[0041]
On the other hand, the synchronization symbol waveform storage device 105 outputs a sample value of the frame synchronization symbol waveform. The synchronization / data transmission symbol switcher 104 includes a time sample value sequence of data transmission symbols output from the parallel-serial converter 103 and a waveform sample value of frame synchronization symbols output from the synchronization symbol waveform storage device 105. By switching the sequence, it is converted into a time sample value sequence of the baseband OFDM signal and output.
[0042]
The guard interval length storage device 107 stores the guard interval length together with the transmission destination address, and outputs the corresponding guard interval length according to the transmission destination address. At this time, the stored guard interval length is a value fed back from the communication partner at the previous communication. Note that an assumed worst value is given as an initial value of the guard interval length (a guard interval length corresponding to a communication partner address having no previous communication history). The guard interval adder 106 adds a guard interval to the time sample value series output from the synchronization / data transmission symbol switch 104 according to the guard interval length output from the guard interval length storage device 107.
[0043]
The D / A converter 108 converts the time sample value series output from the guard interval adder 106 into an analog signal, and the band pass filter 109 removes an unnecessary frequency component of the analog signal and converts the analog baseband OFDM signal into an analog signal. Output. The frequency converter 110 up-converts the analog baseband OFDM signal to an intermediate frequency or a radio frequency and outputs it as a transmission signal.
[0044]
In receiving section 200, bandpass filter 201 removes out-of-band components of the received signal, and frequency converter 202 downconverts the intermediate frequency or radio frequency OFDM signal to baseband. The A / D converter 203 samples the baseband OFDM signal and converts it into a digital sample value series. The output is supplied to the guard interval deleter 208 and also to the synchronization symbol position detector 205 and the multipath delay time estimator 206.
[0045]
The synchronization symbol position detector 205 calculates the cross-correlation value between the sample value sequence of the baseband OFDM signal and the sample value sequence of the synchronization symbol waveform stored in the synchronization symbol waveform storage device 204 to calculate the frame head position. , And the transmission symbol switching position and FFT window position are determined.
[0046]
Similarly, the multipath delay time estimator 206 serving as the maximum delay time estimator is configured to calculate the sample value sequence of the baseband OFDM signal and the sample value sequence of the synchronization symbol waveform stored in the synchronization symbol waveform storage device 204. By calculating the cross-correlation value and detecting the peak value, the multipath delay time included in the received signal is estimated. At this time, the largest peak interval is the multipath maximum delay time. This maximum delay time is rounded to a value that is an integral multiple of the sampling period, and stored in the guard interval length storage device 207 together with the source address.
[0047]
The guard interval deleting unit 208 searches the guard interval length storage device 207 for the guard interval length based on the transmission source address, and removes the guard interval portion data from the sample value series with the value. At this time, the guard interval length stored in the guard interval length storage device 207 stores the guard interval information transmitted to the transmission source when the previous communication was performed. The serial / parallel converter 209 converts the baseband sample value series into parallel data and supplies the parallel data to the discrete Fourier transformer 210. The discrete Fourier transformer 210 converts a baseband sample value on the time axis into a spectrum for each carrier frequency. The demodulator / parallel converter 211 estimates the phase and amplitude of each carrier wave from the value of the frequency spectrum, obtains the value of received data from the value of the phase and amplitude, further converts it to a serial received data sequence and outputs it. .
[0048]
In the above OFDM communication apparatus, the guard interval length determined by the receiving unit 200 and stored in the guard interval length storage device 207 is converted into an appropriate transmission data sequence by the feedback unit 212 in the subsequent communication, and then transmitted. OFDM processing is similarly performed as part of the data series, and is fed back to the corresponding transmission source (the counterpart OFDM communication apparatus) as one piece of information in the OFDM transmission frame.
[0049]
That is, in the first communication, communication is performed with a preset guard interval added regardless of the state of the transmission line, but in the second and subsequent communication, the maximum transmission rate according to the transmission line state Can be obtained.
[0050]
Therefore, if an OFDM communication system using the OFDM communication apparatus according to the present embodiment is constructed, communication can be performed at an optimum transmission rate according to the transmission path state. Furthermore, when one-channel packet communication is performed using the OFDM communication apparatus according to the present embodiment, if there is a means for knowing the source address even if they are not in communication with each other, Since the multipath state from the transmission source can be estimated, the guard interval length can be transmitted to the other party even if it is the first communication at the next data transfer to the other party.
[0051]
By the way, the multipath delay time estimator 206 in FIG. 1 uses a cross-correlation value between the sample value sequence of the baseband OFDM signal and the sample value sequence of the synchronization symbol waveform stored in the synchronization symbol waveform storage device 204. However, it is also possible to perform cross-correlation calculation by FFT using a demodulated complex symbol for each carrier frequency after discrete Fourier transform and a complex symbol obtained by performing discrete Fourier transform on the synchronization symbol waveform.
[0052]
FIG. 2 is a block diagram showing a multipath delay time estimator 206 to which the above cross correlation calculation is applied. The multipath delay time estimator 206 includes a discrete Fourier transformer 301, a demodulation / parallel serial converter 302, a known symbol storage device 303, a multiplier 304, an inverse discrete Fourier transformer 305, and a maximum delay time detection. Device 306. The discrete Fourier transformer 301 and the demodulation / parallel / serial converter 302 in FIG. 2 are the same as the discrete Fourier transformer 210 and the demodulation / parallel / serial converter 211 in FIG. The discrete Fourier transformer 301 performs a Fourier transform on the sample value of the received signal to obtain complex data. The output is supplied to the demodulator / parallel converter 302 and also to the multiplier 304.
[0053]
On the other hand, the known symbol storage device 303 stores a complex conjugate of data obtained by discrete Fourier transform of the synchronization symbol waveform. The multiplier 304 multiplies the output from the discrete Fourier transformer 301 and the output from the known symbol storage device 303, and the inverse discrete Fourier transformer 305 performs an inverse discrete Fourier transform on the output from the multiplier 304. As a result, a correlation value at each time in the sampling cycle interval can be obtained. The maximum delay time detector 306 estimates the maximum delay time by calculating the maximum interval between points at which peaks appear in the correlation value, and determines the guard interval length.
[0054]
In the configuration of FIG. 2, the discrete Fourier transformer 301 and the inverse discrete Fourier transformer 305 are used separately, but even one can be realized by using a Fourier transformer that can perform Fourier transformation in both forward and reverse directions. It is.
[0055]
Usually, a Fourier transformer is indispensable for OFDM processing, so a communication device using OFDM transmission is equipped with a Fourier transformer. Therefore, by using this method, the hardware installed in the conventional OFDM communication device can be used effectively, and the cost can be reduced.
[0056]
Furthermore, if cross-correlation calculation by FFT is used, tolerance against high level narrowband noise can be improved. To explain this, in FIG. 2, it is expected to be received before multiplying the demodulated complex symbol for each carrier frequency after discrete Fourier transform by the conjugate complex of the complex symbol obtained by discrete Fourier transform of the synchronization symbol waveform. A level comparator is provided for comparing the level of the desired signal and the level of the actually received signal for each carrier wave. In this level comparator, when the difference between the desired signal level and the received signal level is larger than a certain threshold value, no multiplication is performed between symbols in the carrier wave, and the value is set to zero. Thereafter, an inverse discrete Fourier transform may be performed on the complex value after multiplication as described above. According to this method, it is possible to reduce the influence even under a transmission line in which high-level narrow-band noise such as power line communication frequently occurs.
[0057]
In FIG. 2, all the carriers are used in the cross-correlation calculation. However, in a transmission line that has been known to have few delay waves to some extent, the correlation value is obtained using complex symbols of several carriers at most. May be. Because the influence of multipath is considered to be the same in attenuation rate and delay time between adjacent carriers, the demodulated data is subjected to amplitude / phase distortion proportional to these parameters and the frequency of each carrier. From this, for example, assuming that the influential delayed wave is n waves, 2n with the attenuation rate and delay time associated with each of the n delayed waves as variables and the demodulated complex symbol of each carrier wave of n waves as a constant part. The original simultaneous quadratic equation holds. When the value of n is small, that is, when the number of arriving delayed waves is small, it is relatively easy to solve the simultaneous equations, and the hardware scale can be greatly reduced as compared with the cross-correlation value calculation by FFT.
[0058]
FIG. 3 is a block diagram showing a multipath delay time estimator 206 to which the cross correlation calculation is applied. The multipath delay time estimator 206 includes a discrete Fourier transformer 401, a demodulation / parallel serial converter 402, a known symbol storage device 403, a carrier wave selector 404, a simultaneous equation calculator 405, and a maximum delay time detection. Instrument 406. The discrete Fourier transformer 401 and the demodulator / parallel converter 402 in FIG. 3 are the same as the discrete Fourier transformer 301 and the demodulator / parallel converter 302 in FIG. The discrete Fourier transformer 401 performs a Fourier transform on the sample value of the received signal to obtain complex data. The output is supplied to the demodulator / parallel converter 402 and also to the carrier selector 404.
[0059]
On the other hand, the known symbol storage device 403 stores a complex conjugate of data obtained by performing discrete Fourier transform on the synchronization symbol waveform. The carrier wave selector 404 selects several carrier waves to be subjected to cross-correlation calculation from the outputs of the discrete Fourier transformer 401 and sets up simultaneous equations together with the output of the known symbol storage device 403. The simultaneous equation calculator 405 solves the simultaneous equations supplied from the carrier wave selector 404. As a result, the delay time for each delay wave can be calculated. The maximum delay time detector 406 extracts the largest value from the obtained delay times, so that the maximum delay time is estimated and the guard interval length can be determined.
[0060]
Further, in FIG. 3, the maximum delay time is divided for each range, and an information sequence corresponding to the range is set in advance on the transmission side and the reception side. In this case, information regarding the maximum delay time can be transmitted with a small number of bits, and the storage capacity required for storing the guard interval length can be reduced.
[0061]
Also, in FIG. 3, when the reception performance in the receiving unit 200 is deteriorated, for example, only when the error rate is larger than before, information on the guard interval is updated so that the maximum delay time is updated for the communication destination. There is also a way to communicate. According to this method, the amount of information transmitted in the OFDM transmission frame can be increased, and since it is possible to detect that the transmission path has changed on the receiving side, A guard interval considering the influence of multipath can be added, and it is possible to prevent the influence of multipath upon reception at the other side from exceeding the guard interval length.
[0062]
As described above, according to the present embodiment, data transmission is performed by OFDM between the second transmission device including the second transmission unit and the reception unit having the same configuration as the first transmission unit and the reception unit. In the OFDM communication system, the first receiving unit estimates the multipath maximum delay time from the received signal obtained by receiving the transmission signal from the second transmitting unit, and guards based on the estimated maximum delay time A maximum delay time estimator 206 that generates an interval length, and a feedback unit 212 that feeds back the generated guard interval length to the first transmission unit. The first transmission unit sets the fed back guard interval length to the first The second receiver detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmitter, and the second transmitter detects the detected guard event. By performing transmission to the first communication device using the Tarval length, the guard interval length of each OFDM symbol in communication can be changed to the length with the highest transmission efficiency according to the state of the transmission path, In any transmission line, the maximum transmission efficiency in the transmission line state can be obtained, and in particular, the transmission formed by each change even with respect to a change in the transmission line state between communication devices in multipoint-to-multipoint communication Maximum transmission efficiency suitable for the road can be obtained.
[0063]
Further, the maximum delay time estimator 206 performs correlation by performing inverse discrete Fourier transform on the multiplication data obtained by multiplying the complex conjugate of the data obtained by discrete Fourier transform of the synchronization symbol waveform and the data obtained by performing discrete Fourier transform on the received signal. By calculating the function value and estimating the point where the correlation function value is larger than the predetermined correlation function threshold as the delay time, the guard interval length of each OFDM symbol in communication is set to the highest transmission efficiency according to the state of the transmission path. Can be changed to a good length.
[0064]
Further, the maximum delay time estimator 206 estimates the signal-to-noise power ratio in each carrier of the received signal, and excludes the carrier whose signal-to-noise power ratio is smaller than a predetermined ratio from the target of the correlation function calculation. As a result, it is possible to reduce the influence even under a transmission line in which high-level narrow-band noise such as power line communication frequently occurs.
[0065]
Furthermore, the maximum delay time estimator 206 estimates the delay time by using the correlation of only a few carrier waves in the received signal, thereby greatly increasing the hardware scale compared to the cross-correlation value calculation by FFT. Can be reduced.
[0066]
Furthermore, the feedback unit 212 divides the maximum delay time into predetermined ranges, and the information sequence corresponding to the predetermined range is set in advance between the first communication device and the second communication device, whereby the maximum delay time is set. Information about time can be transmitted with a small number of bits, and the storage capacity necessary for storing the guard interval length can be reduced.
[0067]
Furthermore, the feedback unit 212 increases the amount of information transmitted in the OFDM transmission frame by transmitting the update guard interval length to the first transmission unit only when the reception performance in the first reception unit deteriorates. Since it is possible to detect that the transmission path has changed on the receiving side, a guard interval that takes into account the effects of the multipath received by you is added the next time you communicate with that party. It is also possible to prevent the influence of multipath upon reception at the other party from exceeding the guard interval length.
[0068]
  As explained aboveAccording to the first inventionAccording to the OFDM communication system, the first transmitter and the receiverHaveA first communication device;SecondTransmitter and receiverHaveAn OFDM communication system for performing data transmission by OFDM with a second communication device, wherein the first receiver receives a transmission signal from the second transmitter and multipaths the received signal. Estimate the maximum delay time ofWasA maximum delay time estimator that generates a guard interval length based on the maximum delay time; and a feedback unit that feeds back the generated guard interval length to the first transmission unit. The interval length is transmitted to the second communication device, the second reception unit detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmission unit, and the second transmission unit detects the detected guard interval length. Send to the first communication device usingThe maximum delay time estimator obtains a correlation function value, estimates a point where the correlation function value is larger than a predetermined correlation function threshold value as a delay time, and the maximum delay time estimator determines the signal pair in each carrier of the received signal. Estimate the noise power ratio, and exclude carriers whose signal-to-noise power ratio is lower than the predetermined ratio from the correlation function calculationAs a result, the guard interval length of each OFDM symbol in communication can be changed to the length with the best transmission efficiency according to the state of the transmission line, so that the maximum transmission efficiency in the transmission line state can be obtained in any transmission line. In particular, even in the case of a change in the transmission path state between communication devices in a multipoint-to-multipoint communication, there is an advantageous effect that the maximum transmission efficiency suitable for the transmission path formed by each can be obtained. It is done.In addition, there is an advantageous effect that it is possible to reduce the influence even under a transmission path in which high-level narrow-band noise such as power line communication is frequently generated.
[0069]
  According to the second inventionAccording to the OFDM communication system,According to the first inventionIn an OFDM communication system, the maximum delay time estimator performs inverse discrete Fourier transform on the multiplied data obtained by multiplying the complex conjugate of the data obtained by performing discrete Fourier transform on the synchronization symbol waveform and the data obtained by performing discrete Fourier transform on the received signal. The correlation function value is obtained by the above, and the point at which the correlation function value is larger than the predetermined correlation function threshold is estimated as the delay time, so that the guard interval length of each OFDM symbol in communication is set to the highest transmission efficiency according to the state of the transmission path. An advantageous effect is obtained that the length can be reliably changed to a good length.
[0071]
  According to the third inventionAccording to the OFDM communication system,According to the first inventionIn an OFDM communication system, the maximum delay time estimator significantly reduces the hardware scale compared to the cross-correlation value calculation by FFT by estimating the delay time using the correlation of only a few carriers of the received signal. The advantageous effect of being able to do this is obtained.
[0072]
  According to the fourth inventionAccording to the OFDM communication system,First1 to3eitherRelated to the inventionIn the OFDM communication system, the feedback unit divides the maximum delay time into predetermined ranges, and sets the information sequence corresponding to the predetermined range in advance between the first communication device and the second communication device, so that the maximum delay time is obtained. As a result, it is possible to transmit the information on a small number of bits, and it is possible to obtain an advantageous effect that the storage capacity necessary for storing the guard interval length can be reduced.
[0073]
  According to the fifth inventionAccording to the OFDM communication system,First1 to4EitherRelated to the inventionIn the OFDM communication system, the feedback unit increases the amount of information transmitted in the OFDM transmission frame by transmitting the update guard interval length to the first transmission unit only when the reception performance in the first reception unit deteriorates. Since it is possible to detect that the transmission path has changed on the receiving side, a guard interval that takes into account the effects of the multipath received by you is added the next time you communicate with that party. Therefore, an advantageous effect is obtained that it is possible to prevent the influence of the multipath upon reception on the other side from exceeding the guard interval length.
[0074]
  According to the sixth inventionAccording to the OFDM communication method, the first transmitter and the receiverHaveA first communication device, a second transmitter and a receiver;HaveAn OFDM communication method for performing data transmission by OFDM with a second communication apparatus, wherein the first receiver receives a multipath from a received signal obtained by receiving a transmission signal from the second transmitter Estimate the maximum delay time ofWasA guard interval length based on the maximum delay time is generated, the generated guard interval length is fed back to the first transmitter, and the first transmitter transmits the fed back guard interval length to the second communication device, The second receiver detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmitter, and the second transmitter uses the detected guard interval length to transmit to the first communication device. lineThe correlation function value is obtained, the point where the correlation function value is larger than the predetermined correlation function threshold is estimated as the delay time, the signal-to-noise power ratio in each carrier of the received signal is estimated, and the signal-to-noise power ratio is predetermined. Exclude carrier smaller than the ratio ofAs a result, the guard interval length of each OFDM symbol in communication can be changed to the length with the best transmission efficiency according to the state of the transmission line, so that the maximum transmission efficiency in the transmission line state can be obtained in any transmission line. In particular, even in the case of a change in the transmission path state between communication devices in a multipoint-to-multipoint communication, there is an advantageous effect that the maximum transmission efficiency suitable for the transmission path formed by each can be obtained. It is done.In addition, there is an advantageous effect that it is possible to reduce the influence even under a transmission path in which high-level narrow-band noise such as power line communication is frequently generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an OFDM communication apparatus constituting an OFDM communication system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a multipath delay time estimator to which cross-correlation calculation is applied.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a multipath delay time estimator to which cross-correlation calculation is applied.
FIG. 4 is a timing chart showing transmission signal waveforms in OFDM communication.
FIG. 5 is a timing diagram showing transmission symbols in OFDM communication.
6A is a spectrum diagram showing a frequency spectrum in OFDM communication. FIG. 6B is a spectrum diagram showing a frequency spectrum in OFDM communication.
FIG. 7 is a frame diagram illustrating a configuration example of an OFDM transmission frame.
FIG. 8 is a block diagram showing a communication apparatus to which the OFDM communication method is applied.
[Explanation of symbols]
100 Transmitter
101 Modulation / serial / parallel converter
102,305 Inverse discrete Fourier transform
103 Parallel to serial converter
104 Symbol switch for synchronization / data transmission
105, 204 Symbol waveform storage device for synchronization
106 Guard interval adder
107, 207 Guard interval length storage device
108 D / A converter
109, 201 Band pass filter
110, 202 Frequency converter
200 Receiver
203 A / D converter
205 Symbol position detector for synchronization
206 Multipath delay time estimator (maximum delay time estimator)
208 Guard interval remover
209 Series-parallel converter
210, 301, 401 Discrete Fourier Transform
211, 302, 402 Demodulator / parallel converter
303, 403 Known symbol storage device
304 multiplier
306, 406 Maximum delay time detector
404 Carrier selector
405 simultaneous equation calculator

Claims

The first communication device having a receiving portion and the first transmission unit, the OFDM with the second communication device having a receiving portion and a second transmission section a OFDM communication system for performing data transmission ,
The first receiving unit estimates a multipath maximum delay time from a reception signal obtained by receiving a transmission signal from the second transmission unit, and sets a guard interval length based on the estimated maximum delay time. A maximum delay time estimator to be generated; and a feedback unit that feeds back the generated guard interval length to the first transmitter. The first transmitter has the guard interval length fed back as the first 2 to the communication device
The second receiver detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmitter, and the second transmitter uses the detected guard interval length to detect the first There line to send to the communication device,
The maximum delay time estimator obtains a correlation function value, estimates a point where the correlation function value is larger than a predetermined correlation function threshold as a delay time,
The maximum delay time estimator estimates a signal-to-noise power ratio in each carrier of a received signal, and excludes a carrier whose signal-to-noise power ratio is smaller than a predetermined ratio from the target of the correlation function calculation An OFDM communication system.

The maximum delay time estimator, the correlation function by performing an inverse discrete Fourier transform on the multiplied data obtained by multiplying the data discrete Fourier transform by the complex conjugate and the received signal of the data discrete Fourier transform synchronizing symbol waveform OFDM communication system according to claim 1, characterized in that the value Mel determined.

The OFDM communication system according to claim 1, wherein the maximum delay time estimator estimates a delay time by using a correlation of only several carriers among received signals.

The feedback unit divides a maximum delay time for each predetermined range, and presets an information sequence corresponding to the predetermined range between the first communication device and the second communication device. The OFDM communication system according to any one of 1 to 3 .

The feedback unit, wherein communicating the updated guard interval length in the first transmission section only when the reception performance is degraded to any one of claims 1 to 4, characterized in the said first receiver OFDM communication system.

An OFDM communication method for performing data transmission by OFDM between a first communication device having a first transmitter and a receiver and a second communication device having a second transmitter and a receiver. ,
The first receiving unit estimates a multipath maximum delay time from a reception signal obtained by receiving a transmission signal from the second transmission unit, and sets a guard interval length based on the estimated maximum delay time. Generating and feeding back the generated guard interval length to the first transmission unit, the first transmission unit transmitting the fed back guard interval length to the second communication device,
The second receiver detects the fed back guard interval length transmitted from the first transmitter, and the second transmitter uses the detected guard interval length to detect the first There line to send to the communication device,
Obtaining a correlation function value, estimating a point where the correlation function value is greater than a predetermined correlation function threshold as a delay time;
An OFDM communication method , wherein a signal-to-noise power ratio in each carrier wave of a received signal is estimated, and a carrier wave having a signal-to-noise power ratio smaller than a predetermined ratio is excluded from the correlation function calculation target .

The correlation function value is obtained by performing inverse discrete Fourier transform on the multiplication data obtained by multiplying the complex conjugate of the data obtained by performing discrete Fourier transform on the synchronization symbol waveform and the data obtained by performing discrete Fourier transform on the received signal. The OFDM communication method according to claim 6.

An OFDM communication device that performs data transmission with another OFDM communication device by OFDM,
A first transmitter;
A first receiving unit;
The first receiving unit includes:
A maximum delay time estimator that estimates a multipath maximum delay time from a received signal obtained by receiving a transmission signal from the other OFDM communication apparatus and generates a guard interval length based on the estimated maximum delay time; ,
A feedback unit that feeds back the generated guard interval length to the first transmission unit;
The first transmission unit transmits the fed back guard interval length to the other OFDM communication device,
The maximum delay time estimator obtains a correlation function value, estimates a point where the correlation function value is larger than a predetermined correlation function threshold as a delay time,
The maximum delay time estimator estimates a signal-to-noise power ratio in each carrier of a received signal, and excludes a carrier whose signal-to-noise power ratio is smaller than a predetermined ratio from the target of the correlation function calculation. An OFDM communication apparatus.

The maximum delay time estimator performs the inverse discrete Fourier transform on the multiplication data obtained by multiplying the complex conjugate of the data obtained by performing discrete Fourier transform on the synchronization symbol waveform and the data obtained by performing discrete Fourier transform on the received signal, thereby performing the correlation function. 9. The OFDM communication apparatus according to claim 8, wherein a value is obtained .