(57)【要約】【課題】  伝送性能を向上させるためのシステム、モデム、受信器、送信器及びその方法を提供する。【解決手段】  ＴＥＱを適用できるデータパケット通信方式の無線ＯＦＤＭモデム及びデータ伝送方法が開示される。本発明は、受信器で受信されたデータを利用して送信器ＴＥＱの係数を算出し、その算出された係数を送信器内のＴＥＱ適応フィルタに使用して、伝送されるデータにタイムドメインイコライジングを適用し、有線チャンネル上で使われていたＴＥＱを無線ＯＦＤＭ基盤モデムの送信データに適用して、変化の多い無線通信のチャンネル応答の長さを短縮させて、送信性能を向上させうる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信プロトコルを利用する通信方法において、 伝送が予定された一つ以上のデータパケット上に、係数を利用してタイムドメインプロセスを行うステップを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記タイムドメインプロセスは、伝送タイムドメインイコライジングプロセスであり、前記係数は、ＴＸ＿ＴＥＱ係数であることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記方法は、
受信された信号に基づいて、受信チャンネル及び送信チャンネルを推定するステップと、
前記推定された受信チャンネル及び前記推定された送信チャンネルに基づいて、前記ＴＸ＿ＴＥＱ係数を算出するステップと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記推定ステップ及び算出ステップは、受信器で行われることを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
【請求項５】
前記ＴＸ＿ＴＥＱプロセスを行うステップは、送信器で行われることを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項６】
前記受信チャンネルの推定ステップは、決定フィードバックを前記受信された信号に適用して行われることを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
【請求項７】
前記送信チャンネルの推定ステップは、前記推定された受信チャンネルに基づくことを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
【請求項８】
前記方法は、
前記一つ以上のデータパケットを所定変調スキームでマッピングするステップと、
前記マッピングされた一つ以上のデータパケットをデジタル信号に変調するステップと、
前記デジタル化され、かつマッピングされた一つ以上のデータパケットの間にガード区間を挿入するステップと、
前記デジタル化され、かつマッピングされた一つ以上のデータパケットをアナログ信号に切り替えるステップと、
前記アナログ信号を送信帯域の搬送波に変調するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項９】
前記ＴＸ＿ＴＥＱプロセスは、前記ガード区間が挿入された後、前記デジタル化された一つ以上のデータパケット上に行われることを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記所定変調スキームは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭのうち、何れか一つであることを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記受信チャンネル及び前記送信チャンネルの推定及び前記ＴＸ＿ＴＥＱ係数の算出ステップは、前記受信された信号の受信中に行われることを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記一つ以上のデータパケットは、前記受信された信号上にＩ／Ｑ復調を行い、前記受信された信号をアナログ信号からデジタル信号に切り替え、前記デジタル信号から前記ガード区間を除去し、前記デジタル信号を周波数領域に切り替え、前記デジタル信号をデマッピングすることで前記受信された信号から抽出されることを特徴とする請求項１１に記載の通信方法。
【請求項１３】
前記無線通信プロトコルは、８０２.１１ａ、８０２.１１ｂ、８０２.１１ｇ及び８０２.１６ｅのうち、何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項１４】
前記方法は、前記一つ以上のデータを送信する方法を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項１５】
無線通信プロトコルを利用するモデムにおいて、前記モデムは、
受信された信号に基づいて、受信チャンネルを推定する受信チャンネル推定部と、
前記推定された受信チャンネルに基づいて、送信チャンネルを推定する送信チャンネル推定部と、
前記推定された送信チャンネルに基づいて、係数を算出する係数算出部と、
前記算出された係数を受信し、送信が予定された一つ以上のデータパケット上にプロセスを行う適応フィルタと、を備えることを特徴とするモデム。
【請求項１６】
前記係数算出部は、ＴＸ＿ＴＥＱ係数算出部であり、前記係数は、ＴＸ＿ＴＥＱ係数であり、前記適応フィルタは、ＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタであり、前記プロセスは、ＴＸ＿ＴＥＱプロセスであることを特徴とする請求項１５に記載のモデム。
【請求項１７】
前記モデムは、
前記一つ以上のデータパケットを送信するための送信部と、
前記送信部から前記一つ以上のデータパケットを受信するための受信部と、を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載のモデム。
【請求項１８】
前記受信部は、前記受信チャンネル推定部、前記送信チャンネル推定部及び前記ＴＸ＿ＴＥＱ係数算出部を備えることを特徴とする請求項１７に記載のモデム。
【請求項１９】
前記送信部は、前記ＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタを備えることを特徴とする請求項１７に記載のモデム。
【請求項２０】
前記受信された信号は、前記送信器でアクセス可能であることを特徴とする請求項１５に記載のモデム。
【請求項２１】
前記受信チャンネル推定部は、決定フィードバックを前記受信された信号に適用することで前記受信チャンネルを推定することを特徴とする請求項１５に記載のモデム。
【請求項２２】
前記無線通信プロトコルは、８０２.１１ａ、８０２.１１ｂ、８０２.１１ｇ及び８０２.１６ｅのうち、何れか一つであることを特徴とする請求項１５に記載のモデム。
【請求項２３】
前記送信部は、
送信が予定された前記一つ以上のデータパケットを所定変調スキームでマッピングするマッピング部と、
前記一つ以上のデータパケットをデジタル信号に変換するＩＦＦＴ部と、
前記一つ以上のデータパケットの２以上の間にガード区間を挿入するためのガード区間挿入部と、
ＴＸ＿ＴＥＱ係数を受信し、前記一つ以上のデータパケット上にＴＸ＿ＴＥＱプロセスを行うためのＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタ部と、
前記ＴＸ＿ＴＥＱプロセシングされたデータパケットをアナログ信号に切り替えるためのＤＡＣ部と、
前記アナログ信号を送信帯域の搬送波に変調するためのＩ／Ｑ変調部と、を備えることを特徴とする請求項１７に記載のモデム。
【請求項２４】
前記送信部は、前記一つ以上のデータパケットの受信中に、前記ＴＸ＿ＴＥＱ係数を算出することを特徴とする請求項１７に記載のモデム。
【請求項２５】
前記受信器は、
前記受信された信号にＩ／Ｑ復調を行って、前記受信された信号から搬送波を除去するＩ／Ｑ復調部と、
前記受信された信号を、アナログ信号からデジタル信号に切り替えるＡＤＣ部と、
前記デジタル信号から前記ガード区間を除去するガード区間除去部と、
前記デジタル信号を周波数ドメインに切り替えるためのＦＦＴ部と、
前記切り替えられたデジタル信号をデマッピングするデマッピング部と、を備えることを特徴とする請求項１７に記載のモデム。
【請求項２６】
前記モデムは、通信システム内に備えられることを特徴とする請求項１５に記載のモデム。
【請求項２７】
向上した伝送性能のための送信器において、前記送信器は、
送信が予定された一つ以上のデータパケットを所定変調スキームでマッピングするマッピング部と、
前記一つ以上のデータパケットをデジタル信号に変換するためのＩＦＦＴ部と、
前記一つ以上のデータパケットの２以上の間にガード区間を挿入するためのガード区間挿入部と、
係数を受信し、前記一つ以上のデータパケット上にプロセスを行うための適応フィルタ部と、
前記プロセシングされたデータパケットをアナログ信号に切り替えるためのＤＡＣ部と、
前記アナログ信号を送信帯域の搬送波に変調するためのＩ／Ｑ変調部と、を備えることを特徴とする送信器。
【請求項２８】
前記適応フィルタは、ＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタであり、前記係数は、ＴＸ＿ＴＥＱ係数であり、前記プロセスは、ＴＸ＿ＴＥＱプロセスであることを特徴とする請求項２７に記載の送信器。
【請求項２９】
前記所定変調スキームは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭのうち、何れか一つであることを特徴とする請求項２７に記載の送信器。
【請求項３０】
前記デジタル信号は、ＯＦＤＭ信号であることを特徴とする請求項２７に記載の送信器。
【請求項３１】
前記Ｉ／Ｑ変調部は、前記アナログ信号上にＱＰＳＫスプレッド変調を行うことを特徴とする請求項２７に記載の送信器。
【請求項３２】
前記送信器は、無線通信プロトコルによることを特徴とする請求項２７に記載の送信器。
【請求項３３】
前記無線通信プロトコルは、８０２.１１ａ、８０２.１１ｂ、８０２.１１ｇ及び８０２.１６ｅのうち、何れか一つであることを特徴とする請求項３２に記載の送信器。
【請求項３４】
前記送信器は、モデムを備えることを特徴とする請求項２７に記載の送信器。
【請求項３５】
前記モデムは、通信システム内に備えられることを特徴とする請求項３４に記載の送信器。
【請求項３６】
受信器において、前記受信器は、
受信された信号に基づいて、受信チャンネルを推定する受信チャンネル推定部を備え、
前記受信された信号は、タイムドメインプロセスでプロセシングされた一つ以上のデータパケットを備えることを特徴とする受信器。
【請求項３７】
前記タイムドメインプロセスは、ＴＸ＿ＴＥＱであることを特徴とする請求項３６に記載の受信器。
【請求項３８】
前記受信器は、
前記推定された受信チャンネルに基づいて、送信チャンネルを推定する送信チャンネル推定部と、
前記推定された送信チャンネルに基づいて、ＴＸ＿ＴＥＱ係数を算出するＴＸ＿ＴＥＱ係数算出部と、を更に備えることを特徴とする請求項３７に記載の受信器。
【請求項３９】
無線通信プロトコルを利用した通信方法において、前記通信方法は、
一つ以上のデータパケットを受信し、
前記一つ以上のデータパケットは、タイムドメインプロセスでプロセシングされ、
前記タイムドメインプロセシングは、受信された前記一つ以上のデータパケットの通信品質及び伝送範囲のうち、何れか一つを向上させることを特徴とする通信方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の方法を行う送信器。
【請求項４１】
請求項３９に記載の方法を行うモデム。
【請求項４２】
請求項３９に記載の方法を行う受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に伝送性能を向上させるシステム、モデム、受信器、送信器及びその方法に係り、具体的には、タイムドメインイコライジング（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚｉｎｇ：ＴＥＱ）プロセスを適用して、伝送性能を向上させるためのシステム、モデム、受信器、送信器及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直交符号化周波数分割多重方式（ｃｏｄｅｄ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＣＯＦＤＭ）は、複数（数百個）の搬送波を使用して周波数分割多重方式（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＦＤＭ）で変復調する方式で符号化されたデータを、各搬送波に並列に割り当ててデータを伝送する。従来の方式では、一つの搬送波を利用してデータを順次に伝送するのに対し、ＣＯＦＤＭでは、並列に同時に伝送するため、シンボル間の間隔が長くなって、インパルスノイズの影響が減少し、シンボル間の干渉も少なくなるという長所がある。一般的に伝播は、建物の多い地域では反射により多重経路を通じて受信されるため、映像信号には、ゴースト現象が表われ、音声には、ひどいノイズが表われる。しかし、ＣＯＦＤＭでは、データの復元及び妨害伝播の除去が容易であり、可聴地域が非常に広く、且つ難視聴地域を容易に解消できるため、単一周波数網を構築できる。また、搬送波別に伝送率を極大化して、単一伝送波の変調方式より伝送率を向上させ得る。最近では、デジタル信号処理装置（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＤＳＰ）と超大規模の集積回路（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：ＶＬＳＩ）との技術が発展して、実用化における問題点であった多くの計算量の処理及びメモリ問題を解決することにより、広範囲に応用されている。それにより、例えば、ヨーロッパでは、デジタルオーディオ放送（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｂｒｏａｄｃａｔ：ＤＡＢ）に適用しており、地上波デジタル放送や高鮮明テレビ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ：ＨＤＴＶ）放送への適用も考慮している。
【０００３】
そのような直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、ＯＦＤＭ）の伝送方式は、シンボルというブロック単位でデータを伝送する。しかし、一般的にエアー、ケーブルなどのチャンネルを介したデータの伝送には、インパルス応答が発生する。したがって、離散多重トーン（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｎｅ：以下、ＤＭＴ）基盤のシンボルの形態でデータを伝送するモデムでは、各シンボルに隣接して伝送すれば、シンボル単位で伝送されたデータも、そのようなインパルス応答の影響により遅延されて伝えられるため、シンボル間の干渉（ＩＳＩ）が発生する。それを防止するために、隣接する二つのシンボルの間にガード区間をおいて、そのシンボル間の所定の間隔を維持する。
【０００４】
図１は、シンボル間の干渉を防止するために、ガード区間をおく例を示す図である。図１Ａは、ＯＦＤＭシンボルの間にガード区間がなく、シンボル間の干渉が発生する場合１００を示し、図１Ｂは、ＯＦＤＭシンボルの間にガード区間１６０をおいて、シンボル間の干渉を防止する場合１５０を示す。
【０００５】
このようなガード区間１６０としては、データのないゼロ値ガード区間、またはシンボルデータのうち、一部のデータを複写した環状プレフィックスを使用する。
一方、環状プレフィックスの間隔を非常に狭く維持すれば、環状プレフィックスより長いチャンネルインパルス応答でシンボル間の干渉が発生し、このようなシンボル間の干渉を十分に防止するために、環状プレフィックスの間隔を広くすれば、データ伝送率の低下は避けられない。
【０００６】
したがって、環状プレフィックスの間隔をあまり広くせずに、シンボル間の干渉を防止するために、タイムドメインイコライザ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ：ＴＥＱ）を使用する。
一方、受信器タイムドメインイコライザ（ＲＸ＿ＴＥＱ）は、受信チャンネルインパルス応答を減らすために、ＤＭＴ基盤のＡＤＳＬモデムで使われる。元来、ＡＤＳＬ標準案には、環状プレフィックスを通じてＯＦＤＭシンボルが互いに干渉しないように構成されている。したがって、環状プレフィックスより短いチャンネルインパルス応答を表わすチャンネルで、ＡＤＳＬモデムでデータを通信する場合、ＯＦＤＭシンボル間の干渉がないため、安定したデータ受信が可能である。
【０００７】
しかし、送信側のＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）出力端と受信側のＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）入力端との間のＯＦＤＭシンボル観点でのシンボルは、実際のチャンネルはチャンネルインパルス応答だけでなく、送受信器に具現されたデジタルフィルタ及びアナログフィルタ等によるインパルス応答が加えられて、ＯＦＤＭシンボル観点でのチャンネルインパルス応答は非常に長くなる。したがって、環状プレフィックスより長いチャンネルインパルス応答が表われてＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生して、受信の性能が低下する。この時、ＴＥＱは、ＯＦＤＭシンボル観点でのチャンネルインパルス応答を相当減らしうるため、結果的にＯＦＤＭシンボル間の干渉を最小化して受信の性能を極大化させうる。
【０００８】
しかし、これまでこのようなＴＥＱは、連続的にデータを伝送するＡＳＤＬモデムのような有線基盤のストリーミング通信用のモデムでは使用できたが、８０２.１１ａモデム、８０２.１１ｂモデム、８０２.１１ｇモデム及び８０２.１６ｅモデムのような無線基盤のパケット通信モデムでは使用できなかった。
【０００９】
以下、ＡＤＳＬ標準モデムでＴＥＱを適用するステップを説明する。
まず、受信信号を使用して、受信チャンネルのインパルス応答を推定する。この受信信号は、送信器と受信器とが互いに周知の信号を使用する。ＡＤＳＬ標準では、リバーブという疑似ランダムシーケンスを使用する。すなわち、この疑似ランダムシーケンスを利用して、周知の信号Ｘ１を送信する。
【００１０】
その後、受信チャンネルインパルス応答を入力としてＴＥＱアルゴリズムを使用して、受信チャンネルインパルス応答を短く短縮させるＦＩＲフィルタの係数を計算する。すなわち、この周知の信号に対して、受信器が受信した信号がＹ１であれば、Ｙ１＝Ｈ＊Ｘ１であるため、チャンネル応答に該当する定数Ｈ＝Ｙ１／Ｘ１になる。そして、ＴＥＱの係数はその逆数である１／Ｈ＝Ｘ１／Ｙ１になる。
【００１１】
その後、受信されるデータにＴＥＱ係数が入力されたＦＩＲフィルタを通過させる。その結果、ＡＤＳＬ受信器では、受信データのチャンネルインパルス応答を、ＴＥＱを利用して減らすことが可能であり、そのために、ＯＦＤＭシンボル間の干渉を最小化させ、受信性能を向上させ得る。
【００１２】
図２には、ＡＤＳＬモデムの受信器にＴＥＱが存在しない場合、ＤＭＴシンボル間に干渉を起こす例を示す。図２を参照すれば、送信器で送信されるＤＭＴフレームは、ｎ番目のＤＭＴシンボルとｎ＋１番目のＤＭＴシンボルとが、ｎ＋１番目の環状プレフィックスを介して伝えられる。実際の受信チャンネルインパルス応答２０２は、図２に示されたように、ｎ＋１番目の環状プレフィックスより更に長い。したがって、受信器にＴＥＱがなければ、受信器で受信されるＤＭＴフレーム２０４は、ｎ番目のＤＭＴシンボルがｎ＋１番目のＤＭＴシンボルに干渉を起こす。
【００１３】
図３は、ＡＤＳＬモデムの受信器がＴＥＱを使用した場合、ＤＭＴシンボル間の干渉がない例を示す。送信器で送信されるＤＭＴフレーム３００は、チャンネルを通過しつつチャンネル応答３０２が長くなる。しかし、前述したように、受信器内の受信ＴＥＱ（ＲＸ＿ＴＥＱ）を使用すれば、チャンネル応答が効果的に減少した応答信号３０４になる。したがって、受信器でのＤＭＴフレーム３０６は、ｎ番目のＤＭＴシンボルのチャンネル応答の長さが、ｎ＋１番目の環状プレフィックスの長さより長くない。その結果、ＤＭＴシンボル間の干渉は消える。
【００１４】
このように、ＡＤＳＬモデムのような有線基盤のストリーミング通信用のモデムでは、１回のトレーニングでＴＥＱ係数を算出して、通信が完了するまで使用し続け得る。しかし、８０２.１１ａのような無線基盤のパケット通信方式のモデムでは、データがパケット方式で伝送されるため、毎回データパケットを伝送する度にＴＥＱ係数を算出しなければならない。しかし、無線受信器の標準規格としては、ＴＥＱを支援できる余地を確保できないため、無線基盤のパケット通信モデムではＴＥＱを使用できないという問題点があった。
【００１５】
すなわち、ＡＤＳＬ標準では、ＴＥＱ適用のための時間として約４００ｍｓを割り当てている。それに対し、無線モデム標準では、ＯＦＤＭシンボル間にガード区間を設けることだけでもＯＦＤＭシンボル間の干渉をある程度防止できるため、ＴＥＱの使用を考慮していなかった。８０２.１１ａ規格では、室内環境での遅延スプレッドがガード区間より小さいと仮定し、８０２.１６規格では、室外環境での長い遅延スプレッドに対処するために、ガード区間を可変的に調整できるようにＯＦＤＭシンボルフォーマットを構成した。しかし、室内環境でも長い遅延スプレッドは存在し、これは、受信性能を低下させる。また、それを利用した５４Ｍｂｐｓのような高データ率の通信は、近距離のみで可能である。また、ＯＦＤＭシンボル間の干渉を防止するために、ガード区間を大きく調整すれば、ガード区間が拡大しただけ伝送率の低下は避けられない。
【００１６】
ＴＥＱは、モデムの受信データ経路に適用する技術であるため、規格と関係なく適用できる。８０２.１１ａにＴＥＱを適用するには、受信チャンネルの推定及びＴＥＱ係数の計算、そして、ＴＥＱフィルタに適用した以後、フィルタレイテンシを考慮した時間がロングプリアンブル区間である８μｓ内に完了せねばならない。ＴＥＱアルゴリズム自体が非常に多い計算量を必要とするため、それを８μｓに完了するには、ハードウェアが非常に大きくなるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、無線基盤のパケット通信モデムでＴＥＱを支援できる通信システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、ＴＥＱを利用して受信チャンネル応答を減らすように、信号を伝送できる無線基盤のパケット通信モデムの送信器を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＴＥＱを利用して受信チャンネル応答を減らしうる無線基盤のパケット通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の実施形態は、係数を利用した伝送が予定された一つ以上のデータパケット上にタイムドメインプロセスを行うことを含む、無線通信プロトコルを利用した通信方法に関する。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、受信された信号に基づいて受信チャンネルを推定する受信チャンネル推定部、前記推定された受信チャンネルに基づいて送信チャンネルを推定する送信チャンネル推定部、前記推定された送信チャンネルに基づいて係数を算出する係数算出部、及び前記算出された係数を受信し、かつ送信が予定された一つ以上のデータパケット上にプロセスを行う適応フィルタを備える無線通信プロトコルを利用するモデムに関する。
【００２０】
本発明の他の実施形態は、送信が予定された一つ以上のデータパケットを、所定変調スキームでマッピングするマッピング部、前記一つ以上のデータパケットを、デジタル信号に変換させるためのＩＦＦＴ部、前記一つ以上のデータパケットの２以上の間にガード区間を挿入するためのガード区間挿入部、係数を受信して、前記一つ以上のデータパケット上にプロセスを行うための適応フィルタ部、前記プロセシングされたデータパケットをアナログ信号に切り替えるためのＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）部、及び前記アナログ信号を、送信帯域の搬送波に変調するためのＩ／Ｑ変調部を備える向上した伝送性能のための送信器に関する。
【００２１】
本発明の更に他の実施形態は、受信された信号に基づいて受信チャンネルを推定する受信チャンネル推定部を備え、前記受信された信号は、タイムドメインプロセスでプロセシングされた一つ以上のデータパケットを備える受信器に関する。
【００２２】
本発明の更に他の実施形態は、一つ以上のデータパケットを受信し、前記一つ以上のデータパケットは、タイムドメインプロセスでプロセシングされ、前記タイムドメインプロセシングは、受信された前記一つ以上のデータパケットの通信品質及び伝送範囲のうち、何れか一つを向上させる無線通信プロトコルを利用した通信方法に関する。
【００２３】
本発明と、本発明の動作性の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するには、本発明の好ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載された内容を参照しなければならない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、有線チャンネル上で使われていたＴＥＱを、無線ＯＦＤＭ基盤モデムの送信データに適用して、変化の多い無線通信のチャンネル応答の長さを短縮させて、送信性能を向上させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明することで本発明を詳細に説明する。各図面に付された同一参照符号は同一部材を示す。
図面中、同一図面符号は、あらゆる図面で同一構成要素として指摘される。
【００２６】
下記の例示的な実施形態で、無線ＯＦＤＭ基盤のモデムは、相関の受信及び送信チャンネルを含みうる。また、相関の受信及び送信チャンネルは、２個のパケットの送受信時間内ではほとんど変化がないと見られる。
このような仮定下で、本発明は、受信データを利用して送信チャンネルを推定し、ＴＥＱ係数を計算して、それを送信データに適用する。
【００２７】
図４は、本発明に係る無線ＯＦＤＭ基盤のモデムの動作を示す構造図である。
図４を参照すれば、本発明に係る無線ＯＦＤＭ基盤の通信システムは、データパケットを送信する送信部４１０と、データパケットを受信する受信部４２０とを備える。また、送信部４１０及び受信部４２０内に、データパケットにタイムドメインイコライジングを行う送信部＿タイムドメインイコライザ（以下、ＴＸ＿ＴＥＱという）４３０を備える。
【００２８】
送信部４１０は、マッピング部４１１、ＩＦＦＴ ４１２、ガード区間挿入部４１３、インタポレーション及びフィルタリング部４１４、ＤＡＣ及びフィルタリング部４１５、ＩＱ変調部４１６、及びＴＸ＿ＴＥＱのための適応フィルタ部４３４を備える。
受信部４２０は、デマッピング部４２１、ＦＦＴ ４２２、ガード区間除去部４２３、フィルタリング及びデシメ―ション部４２４、フィルタリング及びＡＤＣ部４２５、ＩＱ復調部４２６、受信チャンネル推定部４３１、送信チャンネル推定部４３２、及びＴＸ＿ＴＥＱ係数算出部４３３を備える。
【００２９】
送信部４１０では、送信されるデータパケットが、マッピング部４１１でＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ方式等でマッピングされ、ＩＦＦＴ ４１２で周波数領域のデータがＱＦＤＭ信号に変調される。そして、ガード区間挿入部を経てマルチパス環境でのシンボル間の干渉を防止するために、保護区間が挿入される。また、インタポレーション及びフィルタリング部を経て、時間領域に同期信号を挿入し、同期情報のパルス成形のためにフィルタリングされる。
【００３０】
その後、送信部４１０のＴＸ＿ＴＥＱのための適応フィルタ部４３４は、受信部４２０で求めたＴＸ＿ＴＥＱ係数を利用して、送信されるデータパケットにタイムドメインイコライジングを行う。そして、前記ＴＸ＿ＴＥＱを経たデータパケットは、ＤＡＣ及びフィルタリング部４１５でアナログ信号に変換され、ＩＱ変調部４１６でＯＦＤＭ信号を送ろうとする周波数帯域の直交変調信号であるＩＱ信号に変調される。
【００３１】
受信器４２０は、受信されたデータパケットを送信部４１０で逆に進行してデータを復調する。すなわち、受信されたデータをＩＱ復調部４２６で復調し、フィルタリング及びＡＤＣ部４２５でデジタル信号に変換される。そして、フィルタリング及びデシメ―ション部４２４で同期信号を除去し、ガード区間除去部４２３を介して保護区間を除去する。そして、ＦＦＴ ４２２でＯＦＤＭ信号を周波数領域に変換させ、デマッピング部４２１を経て最終的に受信されたデータパケットが復元される。
【００３２】
一方、受信部４２０は、データパケットを復元すると共に、ＴＥＱ係数を算出する。すなわち、デジタルに変換されたデータパケットは、フィルタリング及びデシメ―ション部４２４と受信チャンネル推定部４３１とに同時に入力される。
【００３３】
受信チャンネル推定部４３１は、データパケットの受信時、ロングプリアンブル及びＯＦＤＭシンボルなどを利用して、受信チャンネルのインパルス応答を計算する。送信チャンネル推定部４３２は、受信チャンネル推定部４３１で計算された受信チャンネルを利用して送信チャンネルを推定する。ＴＸ＿ＴＥＱ係数算出部４３３は、計算された受信チャンネルインパルス応答と推定された送信チャンネルとによりＴＸ＿ＴＥＱの係数を計算する。そして、データパケットの受信が終わってから次のデータパケットを送信する前に、送信するデータパケットをタイムドメインイコライジングするために、前記計算されたＴＸ＿ＴＥＱを送信器４１０に伝送する。そして、前記ＴＸ＿ＴＥＱ係数としてＴＸ＿ＴＥＱのための適応フィルタの係数を設定し、送信するデータパケットをＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタ４３４に通過させる。
【００３４】
一方、送信チャンネルの推定及び受信チャンネルのインパルス応答を推定するステップは、受信器に知られた信号を利用して受信チャンネルを推定し、それを使用して送信チャンネルを推定する方法を使用できる。また、更に正確な受信チャンネルを推定するために、受信器に知られた信号ではない、受信データに決定フィードバック構造を利用して受信チャンネルを推定する方法を使用することも可能である。
【００３５】
図４に示された通信システムを利用すれば、データに対するタイムドメインイコライジングを受信部４２０ではない送信部４１０で行うため、受信部４２０は、別途のタイムドメインイコライジングを行う必要がない。したがって、各データパケットの受信ごとにタイムドメインイコライジングに必要な時間が不要であるため、データパケット方式の通信モデムでもＴＥＱを使用できる。また、そのように、ＴＥＱを使用できることにより、受信チャンネルインパルス応答が著しく減り、いかなる環境でもチャンネル応答をガード区間より小さく実現できる。
【００３６】
図５は、図４に示された通信システムを利用した送信ＴＥＱの算出時の動作タイミング図についての一例を示す。具体的に、図５は、８０２.１１ａ規格のパケット構造に対して、ＴＸ＿ＴＥＱを使用する無線ＯＦＥＭ基盤モデムの動作タイミング図である。
図５を参照すれば、データパケットを受信してＴＥＱ係数を算出し、それを利用して送信するステップは、受信ステップ５０１、ＳＩＦＳ（ｓｈｏｒｔ ｉｎｔｅｒ ｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ）タイム５０２、及び送信ステップ５０３から構成される。
【００３７】
データパケットの受信ステップ５０１は、データパケットのプリアンブル、信号、ＯＦＤＭシンボルデータの順に受信する。それと共に、受信されたデータを利用してＴＸ＿ＴＥＱ係数を算出して、送信器のＴＸ＿ＴＥＱにダウンロードする。
この時、ｔ１は、受信チャンネルの推定にかかる時間間隔を示す。ｔ２は、受信チャンネルの正確な推定のための追加時間間隔を示す。ｔ２は、ｔ３及びｔ４の時間間隔により、時間が不十分な場合に使用しないこともある。
【００３８】
ｔ３は、推定された受信チャンネルを使用して送信チャンネルを推定するのにかかる時間間隔を示す。ｔ４は、推定された送信チャンネルを利用してＴＸ＿ＴＥＱ係数を計算するのにかかる時間間隔を示す。そして、ｔ５は、ＴＸ＿ＴＥＱ係数をＴＸ＿ＴＥＱのための適応フィルタにダウンロードし、ＴＸステップまでの余裕時間間隔を示す。
【００３９】
すなわち、データ受信ステップでは、ＴＥＱを直接適用せずに、データ受信と同時にＴＸ＿ＴＥＱ係数のみを算出し、次のデータパケットを送信するまで送信器のＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタにダウンロードして、適応フィルタの係数を設定する。それにより、送信器は、送信するデータパケットにタイムドメインイコライジングを適用できる。
図５に示されたタイミング図は、８０２.１１ａモデムでの適用例を示すが、パケット通信を行う無線ＯＦＤＭ基盤のモデムであれば、標準案と関係なく何れも適用できる。
【００４０】
図６は、本発明に係る無線ＯＦＤＭ基盤のデータパケット通信方法を示すフローチャートである。
図６を参照すれば、ＴＸ＿ＴＥＱが適用される無線ＯＦＤＭ基盤のデータパケット通信方法は、まず、受信器でデータパケットを受信する（ステップ６０１）。そのようなパケットの受信時、データパケットのロングプリアンブル及びＯＦＤＭシンボルなどを利用して受信チャンネルのインパルス応答を推定する（ステップ６０２）。そして、前記推定された受信チャンネルを利用して送信チャンネルを推定し（ステップ６０３）、推定された送信チャンネルを利用してＴＸ＿ＴＥＱ係数を算出する（ステップ６０４）。
【００４１】
そして、この算出されたＴＸ＿ＴＥＱ係数を送信器のＴＸ＿ＴＥＱ適応フィルタにダウンロードして、適応フィルタの係数を設定する（ステップ６０５）。その後、送信器は、送信するデータを生成し（ステップ６０６）、生成されたデータにＴＸ＿ＴＥＱを適用する（ステップ６０７）。その後、ＴＥＱが適用されたデータを受信器に送信する（ステップ６０８）。
無線ＯＦＤＭ基盤のデータパケット通信方式では、そのようなデータパケットを所定間隔離れて伝送するため、図６に示されたフローチャートを、データパケットを伝送する度に繰り返す。
【００４２】
本発明に係る通信方法及び通信システムを使用すれば、無線ＯＦＤＭ基盤のデータパケット通信方式でもタイムドメインイコライジングを適用できる。送信信号を送信チャンネルに適してＴＸ＿ＴＥＱフィルタリングを行えば、送信チャンネルのショーティング効果が表われる。それにより、送信ＯＦＤＭシンボル間の干渉が減って、送信信号の信号対ノイズ比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）が更に上昇する。
【００４３】
また、無線ＯＦＤＭ基盤モデムでは、ＴＸ＿ＴＥＱを使用しないモデムと比較して、同じ距離では伝送率を更に上昇させることが可能であり、同じ伝送率では、送信距離が更に長くなるという長所がある。
【００４４】
本発明は、図示された一実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、一般的に伝送性能を向上させるシステム、モデム、送信器及びその方法に関連した技術分野に好適に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】従来の伝送スキームを示す図である。
【図１Ｂ】シンボル間の干渉を防止するためにガード区間を設ける従来の伝送スキームを示す図面である。
【図２】ＡＤＳＬモデムの受信器にＴＥＱが存在しない場合、ＤＭＴシンボル間に干渉を起こす例を示す図である。
【図３】ＡＤＳＬモデムの受信器がＴＥＱを使用した場合、ＤＭＴシンボル間に干渉のない例を示す図である。
【図４】本発明に係る無線ＯＦＤＭ基盤のモデムの動作を示す構造図である。
【図５】図４に示された通信システムを利用した送信ＴＥＱの算出時の動作タイミング図についての一例を示す図である。
【図６】本発明に係る無線ＯＦＤＭ基盤のデータパケットの通信方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
４１０    送信部
４１１    マッピング部
４１２    ＩＦＦＴ
４１３    ガード区間挿入部
４１４    インタポレーション及びフィルタリング部
４１５    ＤＡＣ及びフィルタリング部
４１６    ＩＱ変調部
４２０    受信部
４２１    デマッピング部
４２２    ＦＦＴ
４２３    ガード区間除去部
４２４    フィルタリング及びデシメ―ション部
４２５    フィルタリング及びＡＤＣ部
４２６    ＩＱ復調部
４３０    ＴＸ＿ＴＥＱ
４３１    受信チャンネル推定部
４３２    送信チャンネル推定部
４３３    ＴＸ＿ＴＥＱ係数算出部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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