CN1138256A - 正交频率分隔多路传输方法及其发送和接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明发送装置中，生成OFDM传送帖进行发送时，在帧的开关部分仅配置以空符号和基准符号，在信息符号数据区在时间方向和频率方向分别以一定的间隔配置QPSK符号进行发送。另一方面在接收装置中，按上述传送帧的开关部分所配置的基准符号检测各载波的振幅误差和相位误差，并由各QPSK符号检测接收波的振幅变动和相位变动，根据此检测结果对上述按基准符号检测得的各载波的振幅误差和相位误差进行校正，并作均衡处理。

Description

正交频率分隔多路传输方法 及其发送和接收装置
本发明是关于采用正交频率分隔多路(后面称为OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplex)传输方法的无线传输系统，特别是关于适于移动通信系统中使用的正交频率分隔多路传输方法及其发送和接收装置。
近年来，在声音信号和图象信号的传输中，数字调制方法的开发很盛行。其中在数字地面播送中，多通路干扰强而频率利用率高的正交波率分隔多路(OFDM)调制方法引起人们的关注。OFDM调制方法是一种以多个(数百至数千)相互正交的载波分别调制数字传输数据的方法。有关细节在文献“采用OFDM的移动体数字声音播送”(NHK，VIEW 1993，5)等中有介绍。
在采用OFDM调制方法的数字声音播放中，各个载波分别以差动QPSK方式调制。差动QPSK方式就是使数据与符号间的相位差相对应地传输的方式，在接收方能依靠延迟检波方法来对数据进行解调。因而具有使解调器较之采用同步检波方式结构简单的优点。
而差动QPSK方式是一种也适合于移动通信系统的调制方式。在移动通信系统的接收装置中，由于通道上发生的衰减等的影响接收信号的包络线和相位会发生变化。然而，差动QPSK方式由于是利用符号间的相位差来对数据进行解调的，因衰减而使接收信号波形变化的影响减小，所以能稳定地接收数据。
另一方面，在数字电视播放中利用OFDM调制方式时，为提高传输率必须使各个载波的调制方式多值化。在采用OFDM调制方式的数字电视播放的情况中，一般均采用多值QAM方式作各载波的调制方式。但在多值QAM方式下，由于不能进行先前所述的差动调制，为对多值QAM调制波进行解调在接收方就需要求出各个载波的振幅和相位。为此而提出了，周期地发送振幅和相位已知的基准符号，利用它们来对多值QAM符号解调的方法。
图15为表示历来的OFDM传输方式的举例的图形，是文献“采用多值OFDM的地面系统数字播放用调制方式的探讨”(1992NHK技研公开资料P28-36)中记载的内容该示例中，OFDM的载波数为448，每一OFDM符号中448个数据的1/8作为振幅和相位已知的基准数据。基准数据以外的有效数据波作为16QAM符号加以传送。而由于每一OFDM符号传送基准数据的载波的位置是改变的，对一个载波来说每8个符号传输一次基准数据。这样，就由多个OFDM符号构成一传送帧，而在予先确定的位置上发送基准数据。在接收方，由再生帧同步来接收基准数据，将之作为基准来时16将其QAM符号进行解调。
发送基准数据的间隔由考虑因衰减等原因引起的接收信号波的变动来决定。在城市等地区中的流动接收装置的情况中，由于来自各个方面的多种电波的相互干扰，接收信号波的包络线和相位作随机变化。这种包络线和相位变化各自按照与瑞利(Rayleigh)分布作相同的分布。在这样的瑞利通道中，接收信号波在时间上和频率上发生变化，但将其时间幅度和频率幅度认为是大致上是恒定的。它的分别被称之为相干时间和相干带宽。在图15中，基准数据的发送间隔必须要比通道的相干时间要小得多。
然而，在上述这样的历来的OFDM传输方式中，因要传送基准数据而存在有降低数据传输效率的问题。例如在图15的例子中，因为对各个载波8个符号要传送一次基准数据，传输效率降代到7/8。
本发明出于对上述情况的考虑，目的就在于提供，在即使受到衰减等的影响也能在接收方可靠地对多值调制符号进行解调，而且能以降低基准数据的传送量来提高数据传输率的，适用于移动通信系统的正交频率分隔多路传输方法及其发送装置和接收装置。
为达到上述目的，本发明的正交频率分隔多路传输方法就在于：在发送方，在时间方向和频率方向二维地配置多个槽隙构成传送帧、在限定此传送帧的规定槽隙中插入基准符号进行发送、与此同时在其它槽隙中将经由至少包含PSK调制方式的多种数字调制方式调制的多个信息符号以与前述各数据解调方式相对应的预定的位置关系插入并加以发送；另一方面在接收方，根据接收到的传送帧中的前述PSK符号检测接收信号的振幅和相位变化、根据此检测结果对前述传送帧中的基准符号进行校正、根据此校正后的基准符号来解调信息符号。
本发明的正交频率分隔多路传输方法的特征分别在于以采用下列各种方式作为发送由PSK调制方式调制的PSK信息符号的方式。
亦即，其第一方式为，在时间方向和频率方向上位置以一定的间隔予先固定地确定的槽隙中插入PSK信息符号进行发送的方法。
第二方式为，针对时间方向其位置以一定的间隔被予先固定地确定、而针对频率方向其位置则随时间变化地被确定的槽隙中插入PSK信息符号进行发送的方法。
第三方式为，在相对频率方向位置以一定的间隔被予先固定地确定、而相对时间方向位置则按照频率变化地被确定的槽隙中插入PSK信息符号进行发送的方法。
第四方式为，将PSK信息符号在规定的频率位置中时间方向上连续地发送。
第五方式为，将基准符号作差动编码成基准来发送PSK信息符号。
另一方面，为达到上述目的本发明的发送装置在多路化装置中在时间方向和频率方向二维地配置多个槽隙来构成传送帧，在限定此传送帧的规定槽隙中插入基准符号，同时在其他槽隙中将经由至少含有PSK调制方式的多种数字调制方式所调制的多个信息符号按前述各数字调制方式以预定的位置关系插入，并将前述基准符号和前述经调制多个信息符号加以多路化，在将由此多路化构成的传送帧进行正交频率分隔多路调制之后，作正交调制发送。
而本发明的发送装置的特征则在于，在前述多路化装置与正交频率分隔多路调制装置之间设置差动编码装置，由此差动编码装置对经前述多路化装置所构成的传送帧中的PSK符号进行差动编码。
而为达到上述目的的本发明的接收装置，设置有为根据经过正交频率分隔多路解调的解调信号中的基准符号分别检测出前述多个载波的振幅误差和相位误差的误差检测装置，根据上述解调信号中的PSK符号检测接收信号的振幅变动和相位变动的变动检测装置，和根据这些检测装置所检测得的结果生成校正信息的校正信息生成手段，根据该校正信息生成装置所生成的校正信息对上述解调信号的信息符号的振幅和相位作均衡处理，由此来加以校正。
而且本发明接收装置，在前述变动检测装置中设置有，根据由前述正交频率分隔多路解调装置输出的解调信号中的前述PSK符号检测接收信号的振幅变动和相位变动的检测装置，和根据此装置检测得的结果对插入有前述解调信号中前述PSK符号以外的信息符号的区域的振幅变动和相位变动加以插补和插补装置。
再有，本发明的接收装置另外还设置有为控制正交解调用的再生载波频率的频率控制装置，在此频率控制装置中，将由变动检测装置检测得的相位变动量加以平均以生成频率控制信号，将此频率控制信号加到前述接收装置的正交解调装置来控制再生载波频率。
本发明的将在信息符号插入区间隔地插入有多个PSK符号并将这些PSK符号加以差动编码的传送帧作正交频率分隔多路调制后由发送装置向接收装置作无线传输的传输系统中所使用的前述接收装置中设置中：
接收正交频率分隔多路调制信号加以正交解调的接收装置，对由此接收装置输出的正交解调信号作正交频率分隔多路解调的正交频率分隔多路解调装置，和延迟检波装置，由此延迟检波装置对上述正交频率分隔多路解调装置所输出的解调信号中的PSK符号作延迟检波，以此来进行解调。
而且本发明的接收装置，除上述接收装置、正交频率分隔多路解调装置和延迟检波装置外，还设置有，根据由前述延迟检波装置解调的PSK符号检测接收信号的频率变动的频率变动检测装置和频率控制装置，由于此频率控制装置对上述频率变动检测手中检测得的频率变动量进行平均来生成频率控制信号，将此频率控制信号加到前述接收装置的正交解调装置进行对再生载波频率的控制。
结果是如采用本发明的正交频率分隔多路传输方法，在接收方根据PSK符号检测接收信号波的振幅变动和相位变动，根据此检测结果按基准符号对检测得到的各载波的振幅误差和相位误差进行校正，根据此校正后的振幅误差信号和相位误差信号进行解调符号数据的均衡处理。因而，即使在传送帧的信息符号区中不插入任何基准符号，由将因衰减引起的解调符号的振幅变动和相位变动可靠地加以均衡化，也能正确地再生信息符号。据此，就可能将传送帧的整个信息符号区用于信息传输，从而能提高信息传输效率。
亦即，即使在像移动通信系统那样的使用产生衰减的通道的情况下，亦能实现高质量和高效率的信息传输。
而在发送上述PSK符号时，如进行在时间方向和频率方向上以一定的间隔予先固定地确定的位置的槽隙中插入PSK信息符号那样地发送，也能简单地进行PSK符号的多路化控制。
在发送上述PSK符号时，如进行在对于时间方向上位置以一定的间隔被固定地予先确定而在对于频率方向上位置则随时间变化地被确定的槽隙中插入PSK信息符号那样的发送，虽然对于一个载波来看PSK符号数量减少，但是以全部载波传输PSK符号。因此，在通道特性的变动在时间方向小而在频率方向大时，可满意地检测出通道特性的变动。
与此相反，在相对频率方向上以一定间隔位置被予先固定地确定而相对时间方向则按照频率位置被变化地确定的槽隙中插入PSK信息符号这样来发送时，每一时间槽隙的PSK符号数虽然减少，但以全部时间槽隙传输PSK符号。因此，在通道特性的变动在频率方向小而时间方向大时，能满意地检测到通道特性的变动。
而在规定的频率位置中时间上连续地发送，PSK信息符号时，在接收方能在规定的载波上连续地检测PSK符号的时间变化，因而比较在全部载波中间断地发送PSK符号的情况，有可能正确地检测出通道特性的变动。而在接收方出现再生载波的频率误差时，一定的载波上从时间方向上看会产生解调输出的相位旋转。因此，由于以规定的载波连续地传输PSK符号，就可能更正确地检测再生载波的频率误差。
而且，依靠将基准符号作基准的差动编码来发送PSK信息符号，以在接收方就有可能利用延迟检波器来解调PSK符号，从而简化接收装置的结构。而采用差动PSK方式难以受到衰减的影响，由此在接收装置中就能更进一步稳定地进行数据解调。
另一方面，如采用本发明的发送装置，利用多路化装置即可能以在传送帧的槽隙中分别适当地配置基准符号和至少具有PSK符号的信息符号作成OFDM帧进行发送。
而借助将PSK符号作差动编码的信号发送能以延迟检波来进行PSK符号的解调，从而能简化接收装置的结构。
而且利用本发明的接收装置，由被插入在接收的传送帧的信息符号区中的多个PSK符号检测出接收信号波的振幅变动和相位变动，根据这一检测结果对由基准符号检测得的各载波的振幅误差和相位误差进行校正，使解调符号均衡化。由此，即使在传送帧中未插入有多个基准符号，亦能正确地校正因衰减而引起的振幅变动和相位变动。
在本发明的接收装置中，在由被间隔地插入在解调信号中的PSK符号检测出接收波的振幅变动和相位变动时，根据这些检测结果对被插入有解调信号中PSK符号以外的信息符号的区域的振幅变动和相位变动加以插补。再根据这种经插补的振幅变动和相位变动的信息，将信息符号作均衡化处理。因此，可能对全部信息符号进行最合适的均衡化。
而且借助本发明的接收装置，由解调PSK符号检测相位变动或频率误差，将这些检测值加以平均化，按其输出对正交解调装置中所使用的再生载波频率作可变控制。由此即能达到再生载波的更正确的频率同步。
对本说明书所列附图的简单说明：
图1为说明本发明第一实施例有关的OFDM传送方式的传送帧格式图；
图2为表示适用于本发明第一实施例有关的OFDM传输方式的发送装置的主要部件结构的电路方框图；
图3为表示适用于本发明第一实施例有关的OFDM传输方式的接收装置的主要部件结构的电路方框图；
图4为说明本发明第二实施例有关的OFDM传输方式的传送帧的格式图；
图5为说明本发明第二实施例有关的OFDM传输方式的传送帧的格式图；
图6为表示适用于本发明第三实施例有关的OFDM传输方式的发送装置的主要部件结构的电路方框图；
图7为表示适用于本发明的第三实施例有关的OFDM传输方式的接收装置主要部件结构的电路方框图；
图8为表示适用于本发明第四实施例有关的OFDM传输方式的接收装置主要部件结构的电路方框图；
图9为表示适用于本发明第五实施例有关的OFDM传输方式的接收装置主要部件结构的电路方框图；
图10为说明本发明其他实施例有关的OFDM传输方式的传送帧格式图；
图11为说明本发明其他实施例有关的OFDM传输方式的传送帧格式图；
图12为说明本发明其他实施例有关的OFDM传输方式的传送帧格式图；
图13为说明本发明其他实施例有关的OFDM传输方式的传送帧格式图；
图14为说明本发明其他实施例有关的OFDM传输方式的传送帧格式图；和
图15为说明历来的OFDM传送方式的图形。附图中：11-多路转换器(MUX)；12-空符号发生器；13-基准符号发生器；14-逆快速离散傅里叶变换(IFFT)电路；15-保护期附加电路；16-正交调制器；17-数字/模拟(D/A)变换器；18. 21-频率变换器；19-定时发生电路；22-模拟/数字(A/D)变换器；23-正交检波器；24-快速离散傅里叶变换(FFT)电路；25-自动频率控制电路(AFC)；26-定时再生电路；27-均衡处理用存贮器；28-基准符号误差检测器；29-基准符号发生器；30-校正电路；31-均衡电路；32. 61-QPSK符号误差检测器；33-插补电路；34-符号分离处理用存贮器；35-信号分离器；41-差动编码用存贮器；
42-差动编码器；
51-延迟检波用存贮器；
52-延迟检波器；
62. 72-平均化电路；
63. 73-加法器；
71-频率误差检测电路。
第一实施例
图1表示为说明涉及本发明第一实施的OFDM传输方式用的、OFDM符号的载波数为N、一帧的OFDM符号数为M时的传送帧格式。亦即，在此实施例中，一帧由频率方向和时间方面上N×M个符号数据构成。
图1中，在帧的第一时隙传送全部载波上振幅为零(0)的OFDM符号。将其称之为空符号，被用作为接收装置中的同步用基准符号。第二时隙中传送各载波的相位和振幅已知的基准OFDM符号。在接收装置中它们被用作为同步用的基准符号的同时，还被利用作为对各载波的相位和振幅进行解调用的基准信号。第三号以下的时隙中传送多个QAM符号作为主要的信息符号。
而在上述第三号以下的信息符号区域中，与如图1中所示的多值QAM符号相混掺地在频率方向和时间方向上以规定的间隔配置有QPSK符号。QPSK符号的时间间隔和频率间隔是考虑通道的相干时间和相干频宽来设定的。
另一方面，在接收上述那样的传输格式的OFDM调制波信号的一方，由于接收基准符号时刻各个载波的振幅和相位是已知的，在此以后即以这些振幅和相位作为基准来进行信符号的解调。但在产生衰减的通道中，接收信号波的振幅和相位在时间上和频率上会发生变化。因此，由上述信息符号中周期地包含着的QPSK符号检测这种振幅和相位的变动量。QPSK符号为振幅一定的并呈现为相隔90°的四个相位。因此，如果在传送QPSK符号的间隔上接收信号波的相位变化在±45°以内的话，就可能检测出振幅和相位的变动量。而对不传送QPSK符号的时隙和频率槽隙，则对QPSK符号的检测结果在时间方向和频率方向上加以插补。
在接收方，利用上述这样求得的振幅和相位变动量对基准符号的检测结果进行校正。然后根据此经校正的基准符号的检测结果来对各时隙和频率槽隙的信息符号进行解调。
下面对运用上述OFDM传输方式的OFDM发送装置和OFDM接收装置加以说明。
图2为表示OFDM发送装置的主要部件结构的电路方框图。
图中，11为多路转换器(MUX)，在此多路转换器11中输入多值QAM符号和QPSK符号作为信息符号数据。这里，QAM符号和QPSK符号分别传送例如分层结构信息数据中的高层次数据和代层次数据。空符号发生器12产生各载波振幅为零(0)的空符号数据，输入给多路转换器11。基准符号发生器13产生成为各载波的振幅和相位的基准的基准符号数据，输入到多路转换器11。多路转换器11对作为上述所输入的信息符号数据的QAM符号和QPSK符号、空符号数据、及基准符号数据进行多路化处理，由此来构成前面图1中所示的传送帧。
由多路转换器11输出的多路化符号数据，被输入给逆快速离散傅里叶变换(IFFT)电路14。IFFT电路14借助对N个符号数据进行IFFT运算来生成基带OFDM调制波信号。而后，此IFFT电路14中所生成的OFDM调制波信号被输入给保护期附加电路15。在此保持期附加电路15中，为降低多通道干扰的影响，OFDM符号的后半部被复制到作为保护期间的符号的前部。由此保持期附加电路15输出的OFDM调制波信号，在由正交调制器16以规定频率的载波进行正交调制后，由数字/模拟(D/A)变换器17作模拟信号变换，然后由频率变换器18作频率变换成为规定的载波频率加以发送。
19为定时电路，在此定时电路19中与由图中未作出的时钟产生电路所供给的时钟信号同步地生成上述各由路的动作中所必要的时钟和定时信号。
由于作成这样的结构，在多路转换器11中每一帧在信息符号区域中与QAM混杂地构成周期地插入QAM符号的传送帧，此传送帧经过OFDM调制后被上升变换到载波频率进行发送。
另一方面，图3为表示OFDM接收装置的主要部件结构的电路方框图。
该图中，由发送装置通过无线通道到达的无线调制波信号，经频率变换器21作频率变换成规定的中间频率后，由模拟/数字(A/D)变换器22变换成数字信号，被输入到正交检波器23。此正交检波器23以再生载波时所输入的中间频率的OFDM调制波信号作正交检波，输出基带OFDM调制波信号。
自动频率控制(AFC)电路25，根据上述正交检测波器23输出的OFDM调制波信号的频率检测再生载波的频率误差，生成用于控制再生载波频率的信号。而后，将此频率控制信号反馈到正交检波器23，由此对正交检波器23内所产生的再生载波频率作可变控制来实现载波同步。而由上述正交检波器23输出的OFDM调制信号还被输入到定时再生电路26。此定时再生电路26根据上述OFDM调制波信号中所包含的基准符号，再生符号同步信号和帧同步信号等的定时信号的同时还再生时钟，并将这些定时信号和时钟供给接收装置内的各个电路。并在此同时生成表示OFDM符号的有效符号部分的FFT窗，将其提供给快速离散傅里叶变换(FFT)电路24。
FFT电路24按照由上述定时电路26所提供的FFT窗，对由前述正交检波器22输出的OFDM解调波信号中的OFDM符号的有效符号部分进行FFT运算。由此FFT运算得到展现各载波的振幅和相位的复数数据。此复数数据被输入到存贮器27。在此存贮器27中保护有包含传送帧的信息符号区域中的PQSK符号的规定区域。这是为根据后述的QPSK符号检测通道的振幅和相位的变动量，依靠将该检测结果作时间方向和频率方向的插补来求得不传送QPSK符号的部分的变动量。由上述存贮器读出的信息符号被送往均衡电路31，在此均衡电路31中作均衡处理。
由上述FFT电路24输出的复数数据也被输入给基准符号误差检测器28。在此基准符号误差检测器28中将接收的基准符号与由基准符号发生器29所产生的基准符号加以比较，由此来检测各个载波的振幅误差和相位误差。此基准符号误差检测器28检测得的各载波的振幅误差和相位误差被送往校正电路30加以保存。而在上述基准符号发生器29中在传送帧的第二时隙产生被传输的N个基准符号数据。
而在本实施例的接收装置中则设置有，QPSK符号误差检测器32，插补电路33，和校正电路30。QPSK符号误差检测器32检测由均衡电路31所输出的符号数据中所包含的QPSK符号由原来的振幅值和相位值偏离的量。这些检测值表明因衰减而带来的接收信号波的振幅和相位的变动量。
插补电路33对存贮器27中所保持的信息符号区中不传送QPSK符号的槽隙和QPSK符号误差检测器32的输出的插补。由此对存贮器27中所保持的全部时隙和频率槽隙，检测由基准符号接收时开始的振幅和相位的变动量。
校正电路30对按基准符号检测得的振幅误差信号和相位误差信号，按照由上述插补电路33得的插补数据进行校正。而后将此经过校正的振幅误差信号和相位误差信号送给上述均衡电路31，根据这些误差信号对上述存贮器27中所保存的信息符号作均衡处理。
由均衡电路31输出的符号数据在暂时被保存在存贮器34中后提供给多路转换器35。多路转换器35除去空符号和基准符号，分离并输出QAM符号和QPSK符号。
由于作成这样的结构，经正交检波器23和FFT电路24解调的第一帧的符号数据被输出后。此一帧的符号数据中首先是最开始的数据区被保存到存贮器27中。而这时在基准符号误差检测器28中，对上述被解调的符号数据中的基准符号与本来的基准符号进行比较，由此检测出各载波的振幅误差和相位误差，并将其振幅误差信号和相位误差信号通过校正电路30送给无衡电路31。由此在均衡电路31中，根据此被提供的振幅误差信号和相位误差信号，对上述保存在存贮器27中的最开始数据区的符号数据作均衡处理。
由此均衡电路31作均衡处理的符号数据一经输出，即在QPSK符号误差检测器32中检测上述符号数据中的QPSK符号由本来的振幅值和相位值的偏差。亦即，检测因衰减引起的接收信号波的振幅和相位的变动量。然后根据此变动量的检测值，在插补电路33中对上述存贮器27中保存的数据区中的QAM符号进行振幅和相位变动量的插补。由此来对存贮器27中保存的数据区的全部时隙和频率槽隙，检测出自基准符号接收时刻起的振幅和相位的变动量。
而后在检测出各槽隙的振幅和相位的变动量时，即在校正电路30中，对先前以基准误差检测器28检测得的各载波的振幅误差和相位误差，根据上述振幅和相位的变动量的检测值进行校正，并将此经过校正的振幅误差信号和相位误差信号送至均衡电路31。因此在均衡电路31中，根据上述振幅误差信号和相位误差信号，对存贮器27中所保存的最开始的数据区的全部槽隙作均衡处理。
然后此经过均衡处理的上述最开始的数据区的符号数据，经过存贮器34被输入到信号分离器35，在此空符号和基信符号被去除之后，QAM符号和QPSK符号被分离出送至后面的信号处理电路。
此后存贮器27中所保存的解调符号数据的下一数据区的每一个，重复进行以上所述的均衡控制处理。而在这些均衡控制中，将对各个先前进行的数据区的均衡处理中其最后的时隙所得到的校正电路30的输出作为初始值来进行均稀控制。
因此，如采用这样的接收装置，按在传送帧的信息符号区中周期地插入的多个QPSK符号检测出接收信号波的振幅变动和相位变动，根据此检测结果对由基准符号检测得的各载波的振幅误差和相位误差进行校正，并对解调符号数据的波形作均衡处理。由此，即使传送帧中未插入多个基准符号，也能对因衰减引起的振幅变动和相位变动进行正确的校正。
亦就是说，在本实施例中，发送装置中在生成OFDM传送帧并进行发送时，在帧的起始部分反只配置空符号和基准符号，而在信息符号数据区中分别在时间方向和频率方向上以一定的间隔配置QPSK符号加以发送。另一方面在接收装置中，按在上述传送帧的起始部分配置的基准符号检测出各载波的振幅误差和相位误差，并按各QPSK符号检则出接收信号波的振幅变动和相位变动而根据其检测结果对上述按基准符号检测得的各载波的振幅误差和相位误差进行校正，根据此经过校正的振幅误差信号和相位误差信号进行解调符号数据的均衡处理。
因此如采用本实施例，即使在传送帧的信息符号数据区中未插入任何基准符号，也能对因衰减引起的解调符号数据的振幅变动和相位变动进行可靠的均衡处理，从而能准确地再生信息符号数据。这样就使得有可能将整个信息符号数据区均用于传送信息，从而能提高信息传输效率。亦即，在像移动通信系统那样使用产生衰减的通道的情况下，也能够实现高质量且传送效率高的信息传输。
而在发送装置中以一定的间隔插入QPSK符号进行发送，在接收装置中根据按照这些QPSK符号检测得的振幅变动和相位变动，来进行对QAM符号的振幅变动和相位变动的插补处理。由此即可能对全部的信息符号进行最适宜的均衡处理。并能保持多值QAM高传输率。
第二实施例
本实施例为对前述第一实施例中说明的OFDM传输方式作进一步改进，对信息符号数据区中以一定的时间间隔和频率间隔配置的QPSK符号作差动编码来进行传输。
图4和图5表明适用于本实施例有关的OFDM传输方式的传送帧格式。
首先，图4的OFDM传输方式为以帧的第二时隙的基准符号作为差动编码的基准，对信息符号数据区的各QPSK符号按图中箭头所示时间方向顺次进行差动编码再进行传输。这一传输方式对通道特性在时间上变动小的情况很有利。
另一方面，图5的OFDM传输方式为以由频率最低的载波传送的基准符号作为差动编码的基准，对信息符号数据区的各QPSK符号按图中箭头所示频率方向作差动编码再进行传输。这一传输方式对通道特性在频率上变动小的情况很有利。
在这些方式以外，还按照QPSK符号的配置和通道特性考虑有各种不同的差动编码。
图9为表明适用于上述对QPSK符号作差动编码加以传输的方式的OFDM发送装置的结构的电路方框图。在此图中与前述图2相同的部分标以同一符号而省却对之作详细说明。
在多路转换器11与IFFT电路14之间插入配置在存贮器41前的差动编码器42。存贮器41中一次顾贮为进行差动编码的由多路转换器11所输出的多路化符号数据。差动编码器42对由上述存贮器41读出的多路化符号数据中的QPSK符号以基准符号作为基准在时间方向或频率方向作差动编码。
依靠使用这样的发送装置，各帧的信息符号数据区中配置的各QPSK符号被加以差动编码再进行发送。因而，在接收这样的传送帧的接收装置中，就有可能采用延迟检波器来对上述QPSK符号进行解调，由此而能实现仅接收QPSK符号的简易型接收装置。
第三实施例
本实施例为在传送由QAM符号和QPSK符号构成的层次结构数据或独立的数据的情况中，对QPSK符号作差动编码再进行发送，以此来作成仅接收QPSK符号的简易型的接收装置。
图7为表示适用于本实施例有关的OFDM传输方式的接收装置的结构的电路方框图。该图中与前述图3相同的部分均标以同一符号并省略它的详细说明。
亦就是说，由FFT电路24输出的复数数据组成的符号数据在一旦存贮到存贮器51中后被输入给延迟检波器52。在此延迟检波器52中，对上述存贮51中所存贮的符号数据中的QPSK符号，按作差动编码的顺序在当前符号的前一个符号上进行延迟检波。然后将由此延迟检波器52输出的符号数据输入给信号分离器35。
在此选择输出QPSK符号的解调结果部分。
依靠这样的载运QAM符号与QPSK符号相互独立的数据并将QPSK符号差动编码来进行发送的方式，在接收方就可能作成仅对上述差动编码的QPSK符号依靠进行延迟检波来加以解调的简易型接收装置。作为这种接收的例如就可考虑采用分页。
(第四实施例)
本实施例为在OFDM接收装置中，根据QPSK符号的相位变动的检测结果生成再生载波的频率控制信号。依靠将这一频率控制信号反馈到正交检波器来进行对再生载波频率的可变控制。
图8为表示本实施有关的OFDM接收装置的结构的电路方框图。此图中与前述图3中相同的部分标以同一符号并省略对其的详细说明。
在图8中，由QPSK符号误差检测器61检测得的相位误差信号被输入到平均化电路62，在此平均化电路62中作平均化处理。然后，由此平均化电路62输出的信号在加法器63中被加到由AFC电路25输出的信号上成为频率控制信号，被输入给正交检波器23的本地振荡器。由此，再生载波频率不仅按AFC电路25所生成的频率检测信息、而且还根据QPSK符号的相位变动被加以控制。
这里，QPSK符号的相位变动不仅是因通道变化所产生的，而且也是由于再生载波的频率误差引起的。尽管因衰减所引起的相位变化是随机的，而因载波频率误差所带来的相位变化则在全部载波都是一定的。因此，在如图8中所示那样将由QPSK符号误差检测器61得到的相位误差信号在平均化电路62中作平均处理，就可以检测出再生载波的频率误差。而后，将表征此频率误差的信号加到AFC电路25的输出信号上，并提供给正交检波器23，从而就能实现再生载波更准确的频率同步。
第五实施例
本实施例为在先前作为第三实施例所述的仅接收QPSK符号的简易型接收装置中，根据解调后的QPSK符号的相位变动来生成再生载波的频率控制信号，依靠将此频率控制信号反馈到正交检波器，由此来对再生载波频率进行可变的控制。
图9为表示本实施例有关的OFDM接收装置的结构的电路方框图。此图中与前述图7的相同部分被标以同一符号并省略对其的详细说明。
在图9中，延迟检波器的输出分枝输入到频率误差检测电路71。频率误差检测电路71利用经时间方向上作延迟检波的QPSK符号检测出相位的时间变化。频率误差检测电路71的输出，在平均化电路72中作平均化处理之后，在加法器73中被加到AFC电路25的输出再提供给正交检波器23。
采用这样的结构，由延迟检波后的QPSK符号的相位变动检测出再生载波的频率变动，根据此检测结果来校正再生载波的频率。因此能够达到再生载波的准确的频率同步。
其他实施例
本发明的OFDM传输方式另外也考虑到下面所示的各种实施例。图10～图14分别表示各自的传送帧的格式。
首先，图10中所示的方式为传送QPSK符号的载波的位置虽然与前述第一实施例(图1)的相同，但将QPSK符号的位置在时间上错开来进行传输。采用这种方式，虽然一个时隙的QPSK符号数要减少，但QPSK符号在全部时隙中传输。因此，在通道特性的变动在频率方向小而在时间方向大的情况下，能满意地检测通道特性的变动。
下面图11中所示的方式，传送QPSK符号的时隙的位置虽然与第一实施例(图1)相同，但将QPSK符号的位置在频率方向错开为进行传送。如采用这一方式，另然对一个频率槽隙来看QPSK符号数会减少，但在全部频率槽隙中传输QPSK符号。因此在通道特性的变动在时间方向小而在频率方向大的情况下，能满意地检测通道特性的变动。
而且，虽然在图10的方式中对在会部时隙中传输QPSK符号的情况进行说明，在图11的方式中对全部频率槽隙传输QPSK符号的情况进行了说明，但按照通道特性采用此二者的中间方式也可。
另一方面，图12中所示的方式，另然在将各QPSK符号在时间方向和频率方向分别作等间隔的配置这一点上与前述第一实施例(图1)是相同的，但仅在规定的载波中在时间方向上连续地传输QPSK符号。
利用这种方式作帧传送，在接收装置中能检测出规定的载波中的QPSK符号在时间上的连续变化。因而就有可能较之第一实施例(图1)更准确地检测出通道特性的变化。而在接收装置中存在再生载波的频率误差的情况下，一定的载波中从时间方向上看产生解调输出的相位旋转。因此，如图12中所示那样在规定的频率槽隙中连续地传输QPSK符号，就可能比前述第一实施例更准确地检测出再生载波的频率误差。
而图13中所示的方式为在先前所述的图10的方式中，在规定的载皮上时间方向连续地传输QPSK符号，在这一方式中也能与前述图12中所述方式同样地更正确地检测再生载波的频率误差。
另外图14中所示的方式，在先前所述的图11的方式中，在规定的载波上使QPSK符号在时间方向连续地传送。在这一方式中也能与前述图12中所述方式同样地更正确地检测出再生载波的频率误差。
当然，本发明并不限定于上述各实施例，例如，在上述各实施例中，虽然是关于采用QPSK符号和多值QAM符号作为信息符号的情况的说明，但按照通道的条件代替QPSK符号向采用8PSK、16PSK等的其他PSK符号也可以。而且，也可能采用多值QAM符号以外的其他调制方式和多调制方式。
另外，对于构成一传送帧的时隙数和频率槽隙数、以及发送装置和接收装置的结构等，在不超出本发明的精神的范围内可以作种种实际变形。
在以上详细说明那样的OFDM传输方式中，发送方以在时间方向和频率方向上二维地配置多数的槽隙来构成传送帧，在限定此传送帧的规定的槽隙中插入基准符号，进行发送，同时在其他的槽隙中以按照各相应数字调制方式予先决定的位置关系插入由至少包含PSK调制方式的多个数字调制方式调制的多个信息符号进行发送；另一方面，在接收方，根据接收到的传送帧中的前述PSK符号检测接收信号的振幅和相位的变动，根据此检测结果对前述传送帧中的基准符号进行校正，根据此校正后的基准符号对信息符号进行解调。
因此按照本发明，就能够提供即使受到衰减等的影响在接收方也能可靠地解调多值调制符号，而且能实现以降低基准数据的传送量来提高数据传输效率，和适用于移动通信系统的正交频率分隔多路传输方法及其发送装置和接收装置。

Claims (13)

1.一种正交频率分隔多路传输方法，采用正交频率分隔多路调制方式由发送方向接收方无线传送信息，其特征是：
所述发送方，在时间方向和频率方向上二维地配置多个槽隙构成传送帧，在限定该传送帧的规定的槽隙中插入基准符号进行发送，同时在其他槽隙中按照各相应数字调制方式予定的位置关系插入由至少包含PSK调制方式的多种调制方式调制的多个信息符号进行发送；
而在接收方，根据接收到的传送帧中的所述PSK符号检测接收信号的振幅和相位的变动，根据此检测结果校正所述传送帧中的基准符号，根据该校正后的基准符号对信息符号进行解调。
2.权利要求1所述正交频率分隔多路传输方法，其特征是：
发送方将经PSK调解方式调制的PSK信息符号间断地插入在时间方向和频率方向上以一定的间隔预先固定地确定位置的槽隙中进行发送。
3.权利要求1所述正交频率分隔多路传输方法，其特征是：
发送方将经PSK调制方式调制的PSK信息符号间断地插入对于时间方向其位置是以一定的间隔预先固定地确定的而对于频率方向其位置是随时间变化地确定的槽隙中进行发送。
4.权利要求1所述正交频率分隔多路传输方法，其特征是：
发送方将经PSK调制方式调制的PSK信息符号间断地插入对于频率方向其位置是以一定的间隔预先固定地确定的而对于时间方向其位置是随频率变化地确定的槽隙中进行发送。
5.权利要求1至4中任一个所述正交频率分隔多路传输方法，其特征是：
发送方在规定的频率位置中时间方向连续地发送经PSK调制方式调制的PSK信息符号。
6.权利要求1至5中任一个所述正交频率分隔多路传输方法，其特征是：
发送方将基准符号作差动编码成基准来发送经PSK调制方式调制的PSK信息符号。
7.一种发送装置，用于采用正交频率分隔多路调制方式由此发送装置向接收装置无线传输信息的传输系统中，其特征是设置有：
在时间方向和频率方向上二维地配置多个槽隙构成传送帧、在限定此传送帧的规定的槽隙中插入基准符号、同时在其他槽隙中以按照各相应的数字调制方式预先确定的位置关系插入由至少包含PSK调制方式的多路数字调制方式调制的多个信息符号、将所述基准符号和所述经调制的多个信息符号加以多路化的多路化装置，
为对由该多路化装置构成的传送帧进行正交频率分隔多路调制的正交频率分隔多路调制装置，和
为对该正交频率分隔多路调制装置的输出信号作正交调制并发送的发送装置。
8.权利要求7所述发送装置，其特征是：
在所述多路化装置与正交频率分隔多路调制装置之间设置有差动编码装置，由此差动编码装置对由所述多路化装置构成的传送帧中的PSK符号进行差动编码。
9.一种接收装置，用于将在规定的槽隙中插入基准符号而在信息符号插入区间断地插入多个PSK符号的传送帧，采用多个载波作正交频率分隔多路调制后由发送装置向此接收装置作无线传输的传输系统中，其特征是设置有：
为接收正交频率分隔多路调制信号进行正交解调的接收装置，
为对该接收装置输出的正交解调信号作正交频率分隔多路解调的正交频率分隔多路解调装置，
为根据该正交频率分隔多路解调装置所输出的解调信号中的所述基准符号分别检测所述多个载波的振幅误差的相位误差的误差检测手段，
为根据所述正交频率分隔多路解调装置所输出的解调信号中的所述PSK符号检测接收信号的振幅变动和相位变动的变动检测装置，
根据由所述误差检测装置检测得的各载波的振幅误差和相位误差，以及由所述变动检测装置检测得的接收信号的振幅变动和相位变动，生成校正信息的校正信息生成装置，和
根据由该；校正信息生成装置生成的校正信息，对所述正交频率分隔多路的解调装置所输出的解调信号的信息符号的振幅和相位进行校正的均衡装置。
10.权利要求9所述接收装置，其特征是：
所述变动检测装置具有，
根据所述正交频率分隔多路的解调装置所输出的解调信号中的所述PSK符号检测接收信号的振幅变动和相位变动的检测装置，和
根据由此装置得到的检测结果对插入有所述解调信号中的所述PSK符号以外的信息符号的区间的振幅变动和相位变动进行插补的插补装置。
11.权利要求9或10所述接收装置，其特征是设置有频率控制装置，将由所述变动检测装置检测得的相位变动量加以平均生成频率控制信号，将此频率控制信号送到所述接收装置的正交解调装置来控制再生成波频率。
12.一接收装置，用于将在信息符号插入区中间断地插入多个PSK符号并将这些PSK符号作差动编码的传送帧作正交频率分隔多路调制后由发送装置向此接收装置作无线传输的系统中，其特征是设置有：
接收正交频率分隔多路调制波信号进行正交解调的接收装置，
对由此接收装置输出的正交解调信号进行正交频率分隔多路解调的正交频率分隔多路解调装置，和
借助对该正交频率分隔多路解调装置所输出的解调信号中的PSK符号作延迟检波来进行解调的延迟检波装置。
13.权利要求12所述接收装置，其特征是设置有：
根据由所述延迟检波装置解调的PSK符号检测接收信号的频率变动的频率变动检测装置，和
将由该频率变动检测装置检测得的频率变动量加以平均以生成频率控制信号、将此频率控制信号送至所述接收装置的正交解调装置来控制再生载波频率的频率控制装置。
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