JP5413962B2

JP5413962B2 - Wireless communication system

Info

Publication number: JP5413962B2
Application number: JP2009203996A
Authority: JP
Inventors: モハメッドアジイズルラハマン; 博司原田
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011055360A

Description

本発明は、端末装置間で無線信号を送受信する無線通信システムに関し、特に低デューティ比の無線信号を送受信する際の符号間干渉を低減する上で好適な無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio communication system that transmits and receives radio signals between terminal devices, and more particularly to a radio communication system that is suitable for reducing intersymbol interference when transmitting and receiving radio signals with a low duty ratio.

近年、広帯域な信号を高品質に伝送するための一手法として、ミリ波帯を利用した広帯域伝送が注目されている。特にミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ）の電波は、波長が短いことから機器の小型化が可能であるのに加え、吸収減衰が大きいため、遠くまで到達せず干渉が起こりにくいという物理的性質を有している。このため、大容量伝送かつ低コストを実現する無線システムとして多様な利用形態が期待されている。 In recent years, wideband transmission using a millimeter wave band has attracted attention as a technique for transmitting wideband signals with high quality. In particular, radio waves in the millimeter wave band (for example, 60 GHz) have a physical property that they can be downsized because they have a short wavelength, and because they have large absorption attenuation, they do not reach far and are unlikely to cause interference. doing. For this reason, various utilization forms are expected as a wireless system realizing high-capacity transmission and low cost.

このような無線通信システムでは、一の端末装置から送信された無線信号が壁や天井等を反射して他の端末装置により受信される場合もある。特に無線信号が壁や天井を複数回に亘って反射した上で他の端末装置により受信される場合もある。即ち、一の端末装置から他の端末装置への伝搬路は、いわゆるマルチパス（多重伝搬路）等に基づく符号間干渉が生じ、伝送品質が劣化し、ひいてはデータ誤り発生の原因ともなり得る。従って、これら無線通信システムを設計する際には、この符号間干渉を極力抑制できるようなモデル化が必要となる。 In such a wireless communication system, a wireless signal transmitted from one terminal device may be reflected by a wall or ceiling and received by another terminal device. In particular, a radio signal may be received by another terminal device after being reflected on a wall or ceiling a plurality of times. In other words, the propagation path from one terminal apparatus to another terminal apparatus causes intersymbol interference based on so-called multipath (multipath propagation path) and the like, which may deteriorate transmission quality and eventually cause a data error. Therefore, when designing these wireless communication systems, it is necessary to model such that this intersymbol interference can be suppressed as much as possible.

また、このミリ波広帯域伝送に加え、特に近年ではＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）や、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）システムにおいても、この符号間干渉に基づく伝送品質の劣化防止の要請が高まっていた。このため従来においては、この無線通信時において生じるマルチパスに基づく符号間干渉を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。） In addition to this millimeter-wave broadband transmission, particularly in recent years, there has been an increasing demand for prevention of transmission quality deterioration based on intersymbol interference in CDMA (Code Division Multiple Access) and UWB (Ultra Wide Band) systems. For this reason, conventionally, there has been proposed a technique for preventing intersymbol interference based on multipath occurring during wireless communication (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２００９−１７１５６４号公報JP 2009-171564 A 特開２００５−１２８２２号公報JP 2005-12822 A

しかしながら、上述した特許文献１、２の開示技術は、何れもデューティ比が０．５未満のいわゆる低デューティサイクルの無線信号を送受信する場合における符号間干渉を防止する技術ではない。また従来において、かかる低デューティサイクルの無線信号の符号間干渉を防止する技術は特段提案されていないのが現状であった。 However, none of the disclosed technologies of Patent Documents 1 and 2 described above are techniques for preventing intersymbol interference when transmitting and receiving a so-called low duty cycle radio signal having a duty ratio of less than 0.5. In the past, no technology has been proposed to prevent intersymbol interference of such a low duty cycle radio signal.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、特に低デューティ比の無線信号を送受信する際の符号間干渉を効果的に低減することが可能な無線通信システムを提案することにある。 Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to effectively reduce intersymbol interference particularly when transmitting and receiving a radio signal with a low duty ratio. It is to propose a possible wireless communication system.

本発明に係る無線通信システムは、上述した課題を解決するために、デューティ比が０．５未満の無線信号を端末装置間で送受信する無線通信システムにおいて、他の端末から受信した信号を検出してこれを解析する信号検出部を備え、上記信号検出部は、各分割スロットにおけるコードｊ_iは、０、１、・・・、Ｎ_c−１と増加していくと仮定し、マルチパスが同一フレームi内においてのみ存在する場合（ｊ_i＋ｌ≦Ｎ_cの場合）、
そのフレームiにおける任意のパスについて最初に符合間干渉（ＩＳＩ）の計算を行い、
当該フレームiにおける直前のフレームであるフレームi−１については当該フレームi
−１における（Ｎ_c−ｊ_i-1＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出し、（ここでＮ_cは、分割スロット数、ｊ_iは各分割スロットにおけるコードを示す）、フレームi−２からのＩＳＩは、当該フレームi−１における（Ｎ_c−ｊ_i-2＋Ｎ_c＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出し、フレームi以前における何番目のフレームまで符号間干渉を行うかを、マルチ
パスの最大スプレッドＴ_d、１フレームの幅Ｔｆ（＝Ｎｃ×Ｔｃ）に基づいて決定した上で上述の処理を同様に行い、マルチパスが上記同一フレームに加えてこれに後続するフレームにも含まれる場合（ｊ_i＋ｌ＞Ｎ_cの場合）、そのフレームiにおける任意のパスに
ついて最初にＩＳＩの計算を行い、当該フレームiにおける直前のフレームであるフレー
ムi−１については当該フレームi−１における（Ｎ_c−ｊ_i-1＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基
づいて検出し、フレームi−２からのＩＳＩは、当該フレームi−１における（Ｎ_c−ｊ_i-2＋Ｎ_c＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出し、フレームi以前における何番目のフレ
ームまで符号間干渉を行うかを、マルチパスの最大スプレッドＴ_d、１フレームの幅Ｔｆ（＝Ｎｃ×Ｔｃ）に基づいて決定した上で上述の処理を同様に行い、また、そのフレームiの直後のフレームであるフレームi＋１からのＩＳＩの計算を行い、ｌ−（Ｎ_c−ｊ_l
）＜ｊ_l+1＋ｌであれば、フレームi+１におけるＩＳＩは、当該フレームi+１におけるｌ−（Ｎ_c−ｊ_l）−ｊ_l+1番目のパスに基づいて検出し、ｌ−（Ｎ_c−ｊ_l）＜ｊ_l+2＋ｌ＋Ｎ_cであれば、フレームi+２におけるＩＳＩは、フレームi+１におけるｌ−（Ｎ_c−ｊ_l）−Ｎ_c−ｊ_l+1番目のパスに基づいて検出し、フレームi以後における何番目のフ
レームまで符号間干渉を行うかを、マルチパスの最大スプレッドＴ_d、１フレームの幅Ｔｆ（＝Ｎｃ×Ｔｃ）に基づいて決定した上で上述の処理を同様に行い、上述のプロセスを通じて、フレームのコードｊ_i、スロット分割数Ｎ_c、マルチパスの最大スブレッド信号Ｔ_d、（信号のパス数）に基づいて符号間干渉を検出し、その検出結果に基づいて符号間干渉を抑制するように制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a wireless communication system according to the present invention detects a signal received from another terminal in a wireless communication system that transmits and receives a wireless signal having a duty ratio of less than 0.5 between terminal devices. and a signal detection unit that analyzes the Te, the signal detection unit, the code j _i of each divided slot, 0, 1, assuming increases with N _c -1, multipath When it exists only in the same frame i (when j _i + l ≦ N _c ),
First calculate inter-code interference (ISI) for any path in that frame i,
For the frame i−1, which is the immediately preceding frame in the frame i, the frame i
-1 based on the path of (N _c -j _i-1 + j _i + l) (where N _c is the number of divided slots and j _i is the code in each divided slot), frame i-2 Is detected based on the path of (N _c −j _i−2 + N _c + j _i + l) in the frame i−1, and how many frames before the frame i perform intersymbol interference. The above processing is performed in the same manner after determining based on the maximum spread _{Td of the} multipath and the width Tf (= Nc × Tc) of one frame, and the multipath is applied to the subsequent frames in addition to the same frame. If it is included (in the case of j _i + l> N _c ), the ISI calculation is first performed for an arbitrary path in the frame i, and the frame i−1 that is the immediately preceding frame in the frame i is the frame i−1. In Kicking detected based on the path of the _{_{(N c -j i-1 +}} j i + l), the ISI from the frame i-2, in the frame _{_{i-1 (N c -j i}} -2 + N c + j i + l) And the number of frames before the frame i is determined based on the multipath maximum spread T _d and the width Tf of one frame (= Nc × Tc). The above processing is performed in the same manner, and the ISI is calculated from the frame i + 1 which is the frame immediately after the frame i, and l− (N _c −j _l
) <J _{l + 1} + l, the ISI in frame i + 1 is detected based on the l− (N _c −j _l ) −j _{l + 1} th path in frame i + 1, and l− If (N _c −j _l ) <j _{l + 2} + l + N _c , the ISI in frame i + 2 is the l− (N _c −j _l ) −N _c −j _{l +} 1th in frame i + 1 Based on the maximum spread _{Td of the} multipath and the width Tf of one frame (= Nc × Tc), the number of frames after the frame i is detected based on the path and the interframe interference is performed. The above processing is performed in the same manner, and through the above-described process, intersymbol interference is detected based on the frame code j _i , the slot division number N _c , the multipath maximum sread signal T _d , and the (signal path number) Based on the detection result, control is performed to suppress intersymbol interference. It is a sign.

上述した構成からなる本発明によれば、互いに時間的に隣接する受信パルス間において大きな符号間干渉が生じるのを防止することが可能となる。 According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to prevent a large intersymbol interference from occurring between reception pulses that are temporally adjacent to each other.

本発明を適用した無線通信システムのシステム構成を示す図である。1 is a diagram showing a system configuration of a wireless communication system to which the present invention is applied. 端末装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of a terminal device. 低デューティ比のパルス信号を示す図である。It is a figure which shows the pulse signal of a low duty ratio. 実際に送信側の端末装置から受信側の端末装置に対してパルス信号を送信する従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example which actually transmits a pulse signal from the terminal device on the transmission side to the terminal device on the reception side. 本発明よるパルス送信を実現した例を示す図である。It is a figure which shows the example which implement | achieved the pulse transmission by this invention. 本発明の具体的な処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific process of this invention. 本発明の具体的な処理について説明するための他の図である。It is another figure for demonstrating the specific process of this invention.

以下、本発明の実施の形態として、低デューティ比の無線信号を送受信する無線通信システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a wireless communication system that transmits and receives a wireless signal with a low duty ratio will be described in detail with reference to the drawings as an embodiment of the present invention.

図１は、本発明を適用した無線通信システム１のシステム構成を示している。この無線通信システム１は、デューティ比が０．５未満の無線信号を端末装置間で送受信するシステムである。この無線通信システム１では、一の端末装置２ａと、他の端末装置２ｂとの間で互いに電波を送受信することにより双方向で無線通信するシステムである。この無線通信システム１は、ミリメートルオーダーの波長からなる無線信号を送受信する場合を想定しているが、本発明はこれに限定されることはないことは勿論である。 FIG. 1 shows a system configuration of a wireless communication system 1 to which the present invention is applied. The wireless communication system 1 is a system that transmits and receives wireless signals having a duty ratio of less than 0.5 between terminal devices. The wireless communication system 1 is a system that performs two-way wireless communication by transmitting and receiving radio waves between one terminal device 2a and another terminal device 2b. The wireless communication system 1 is assumed to transmit and receive a wireless signal having a wavelength on the order of millimeters, but the present invention is not limited to this.

図２は、このような無線通信に必要な信号を生成するとともに、相手側から送られてきた信号を検出する端末装置２のブロック構成を示している。 FIG. 2 shows a block configuration of the terminal device 2 that generates a signal necessary for such wireless communication and detects a signal transmitted from the other party.

端末装置２は、パルス信号を生成するパルス生成部２１と、このパルス生成部２１に接続されてなるとともに、パルス生成部２１により生成されたパルス信号が送られてくるパルスシェーピング部２２と、パルスシェーピング部２２から出力されるパルス信号につき後述する基準信号に基づいて周波数変換を施すためのミキサ回路２４と、基準信号を生成するための局部発信器２３と、ミキサ回路２４において周波数変換された信号につき通過帯域を制限するためのフィルタ２５と、このフィルタ２５に接続された第１のアンプ２６と、この第１のアンプ２６に接続された切替回路５１と、切替回路５１に接続されたアンテナ２７とを備えている。また、この端末装置２は、切替回路５１に接続されたフィルタ３２と、フィルタ３２から出力された信号につき、高周波信号処理を施す低雑音増幅器（ＬＮＡ）３３と、このＬＮＡ３３並びに局部発振器２３に接続されてなるミキサ回路５２と、このミキサ回路５２に対してそれぞれフィルタ４１、第２のアンプ４３、ＡＤＣ４５が順次接続されてなり、さらにこのＡＤＣ４５には信号検出部４７が接続されている。 The terminal device 2 includes a pulse generation unit 21 that generates a pulse signal, a pulse shaping unit 22 that is connected to the pulse generation unit 21 and that receives the pulse signal generated by the pulse generation unit 21, and a pulse A mixer circuit 24 for performing frequency conversion on the pulse signal output from the shaping unit 22 based on a reference signal described later, a local transmitter 23 for generating a reference signal, and a signal frequency-converted in the mixer circuit 24 A filter 25 for limiting the pass band, a first amplifier 26 connected to the filter 25, a switching circuit 51 connected to the first amplifier 26, and an antenna 27 connected to the switching circuit 51. And. The terminal device 2 is connected to the filter 32 connected to the switching circuit 51, a low noise amplifier (LNA) 33 that performs high-frequency signal processing on the signal output from the filter 32, and the LNA 33 and the local oscillator 23. The mixer circuit 52, the filter 41, the second amplifier 43, and the ADC 45 are sequentially connected to the mixer circuit 52, and a signal detector 47 is connected to the ADC 45.

切替回路５１は、他の端末装置２に対して信号を送信する際において、第１のアンプ２６とアンテナ２７とが接続されるように切替処理を実行する。またこの切替回路５１は、他の端末装置２からの信号を受信する際において、アンテナ２７とフィルタ３２とが接続されるように切替処理を実行する。 The switching circuit 51 executes a switching process so that the first amplifier 26 and the antenna 27 are connected when transmitting a signal to another terminal device 2. The switching circuit 51 executes switching processing so that the antenna 27 and the filter 32 are connected when receiving a signal from another terminal device 2.

パルス生成部２１は、ある時間幅をもったパルス信号を生成する。実際にこのパルス信号を生成する場合において、パルス生成部２１は、互いにほぼ等振幅で構成されるパルス信号を所定間隔で並べたパルス列を順次生成していくことになる。このパルス生成部２１により生成されたパルス信号は、そのままパルスシェーピング部２２へと送信されることになる。 The pulse generator 21 generates a pulse signal having a certain time width. When this pulse signal is actually generated, the pulse generator 21 sequentially generates a pulse train in which pulse signals having substantially equal amplitudes are arranged at a predetermined interval. The pulse signal generated by the pulse generator 21 is transmitted to the pulse shaping unit 22 as it is.

パルスシェーピング部２２は、パルス生成部２１から送信されてきた拡散系列のパルス列を構成する各パルス信号につき所定のシェーピング処理を施す。 The pulse shaping unit 22 performs a predetermined shaping process on each pulse signal constituting the pulse train of the spread sequence transmitted from the pulse generation unit 21.

局部発振器２３は、変調用の基準信号を生成する。この局部発振器２３によって生成される基準信号の局部発振周波数は、この局部発信器２３内において可変となるように構成されていてもよい。また、この局部発信器２３は、発生すべき局部発振周波数につき、図示しないＰＬＬ回路等に基づいて増強され、減衰されるように制御可能とされていてもよい。 The local oscillator 23 generates a reference signal for modulation. The local oscillation frequency of the reference signal generated by the local oscillator 23 may be configured to be variable in the local oscillator 23. Further, the local oscillator 23 may be controlled so that the local oscillation frequency to be generated is increased and attenuated based on a PLL circuit (not shown) or the like.

ミキサ回路２４は、パルスシェーピング部２２においてシェーピング処理が施された各パルス信号を、局部発信器２３により送出されてきた基準信号に基づいて周波数変換する。このミキサ回路２４は、この周波数変換された信号をフィルタ２５へ出力する。 The mixer circuit 24 converts the frequency of each pulse signal subjected to the shaping process in the pulse shaping unit 22 based on the reference signal transmitted from the local transmitter 23. The mixer circuit 24 outputs the frequency-converted signal to the filter 25.

フィルタ２５は、ミキサ回路２４から出力されてきた信号につき、所望の帯域のみ通過させるととともに、不要な帯域をカットする。このときフィルタ２５は、ミキサ回路２４における周波数変換時において発生した不要な周波数成分を除去することができるように通過帯域が設定されていてもよい。このフィルタ２５を通過した帯域成分からなる信号は、そのまま第１のアンプ２６へと出力されることになる。 The filter 25 passes only a desired band of the signal output from the mixer circuit 24 and cuts an unnecessary band. At this time, the pass band may be set so that the filter 25 can remove unnecessary frequency components generated during frequency conversion in the mixer circuit 24. The signal composed of the band component that has passed through the filter 25 is output to the first amplifier 26 as it is.

第１のアンプ２６は、このフィルタ２５から出力されてきた信号を増幅する。このとき第１のアンプ２６は、さらに帯域内で周波数特性がフラットになるように補正するようにしてもよい。 The first amplifier 26 amplifies the signal output from the filter 25. At this time, the first amplifier 26 may further correct the frequency characteristics so as to be flat within the band.

アンテナ２７は、第１のアンプ２６により増幅された信号につき、電磁的な電波に変換し、これを空中に放射する。アンテナ２７は、相手側から送信されてきた電波を受信する。 The antenna 27 converts the signal amplified by the first amplifier 26 into an electromagnetic wave and radiates it into the air. The antenna 27 receives radio waves transmitted from the other party.

フィルタ３２は、アンテナ２７により受信した電波につき所定の帯域外の信号を除去する。即ち、端末装置２間で電波が送られる過程において、所望の信号以外の信号が重畳される場合もあることから、かかる信号をこのフィルタ３２において精度よく除去する。 The filter 32 removes a signal outside a predetermined band from the radio wave received by the antenna 27. That is, in the process of transmitting radio waves between the terminal devices 2, a signal other than a desired signal may be superimposed, so that the signal is accurately removed by the filter 32.

ＬＮＡ３３は、アンテナ２７により受信され、フィルタ３２を介して送られてきた信号につき、低雑音増幅する。ＬＮＡ３３により低雑音増幅された信号は、接続されたミキサ回路５２にそれぞれ供給されることになる。 The LNA 33 amplifies the signal received by the antenna 27 and sent through the filter 32 with low noise. The signals amplified by the LNA 33 with low noise are supplied to the connected mixer circuits 52, respectively.

局部発振器２３は、ベースバンドの基準信号としての同相信号（Ｉ信号）及び直交信号（Ｑ信号）を生成する。この局部発振器２３は、生成したＩ信号、Ｑ信号をそれぞれミキサ回路５２へ出力する。 The local oscillator 23 generates an in-phase signal (I signal) and a quadrature signal (Q signal) as baseband reference signals. The local oscillator 23 outputs the generated I signal and Q signal to the mixer circuit 52, respectively.

ミキサ回路５２は、ＬＮＡ３３から送信されてきた信号につき、局部発振器２３より出力されてきたＩ信号、Ｑ信号に基づいて復調する。 The mixer circuit 52 demodulates the signal transmitted from the LNA 33 based on the I signal and Q signal output from the local oscillator 23.

フィルタ４１は、ミキサ回路５２によりそれぞれ復調が施された信号につき、所定の波形成分のみを通過させる。 The filter 41 allows only a predetermined waveform component to pass through each signal demodulated by the mixer circuit 52.

第２のアンプ４３は、フィルタ４１により帯域制限された信号を増幅し、これをＡＤＣ４５へ送出する。 The second amplifier 43 amplifies the signal band-limited by the filter 41 and sends it to the ADC 45.

ＡＤＣ４５は、第２のアンプ４３から送出されてきたアナログベースバンドの信号をサンプリングしてデジタル信号化し、このデジタル化された信号を信号検出部４７へ送信する。 The ADC 45 samples the analog baseband signal sent from the second amplifier 43 and converts it into a digital signal, and transmits the digitized signal to the signal detection unit 47.

信号検出部４７は、ＡＤＣ４５からそれぞれ送信されてきた信号を検出する。 The signal detection unit 47 detects signals transmitted from the ADC 45.

次に、本発明を適用した無線通信システム１において、実際に無線信号を送受信する方法につき、図面を参照しながら詳細に説明をする。 Next, a method for actually transmitting and receiving a radio signal in the radio communication system 1 to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、パルス生成部２１は、所定の通信方式の下でパルス信号からなるパルス列を生成する。このとき、生成するパルス信号は、デューティ比が０．５未満のものとする。この生成されたパルス信号は、パルスシェーピング部２２においてシェーピング処理が施される。また、このパルス列は、ミキサ回路２４において、局部発振周波数に基づく高周波成分により変調される。 First, the pulse generation unit 21 generates a pulse train composed of pulse signals under a predetermined communication method. At this time, the generated pulse signal has a duty ratio of less than 0.5. The generated pulse signal is subjected to a shaping process in the pulse shaping unit 22. Further, this pulse train is modulated by a high frequency component based on the local oscillation frequency in the mixer circuit 24.

このような構成からなる信号は、フィルタ２５において不要な周波数成分が除去され、第１のアンプ２６により増幅される。この第１のアンプ２６では、入力された信号を増幅する。この第１のアンプ２６から出力された信号は、アンテナ２７により電磁的な電波に変換されて空気中に放射される。この空気中に放射された電波は、送信先の端末装置２におけるアンテナ２７により受信され電気的な信号に再変換されることになる。そして、この受信した信号は、ＬＮＡ３３により低雑音増幅されてノイズと見分けがつくように調整された上でミキサ回路５２にそれぞれ供給される。 The signal having such a configuration is amplified by the first amplifier 26 after removing unnecessary frequency components in the filter 25. The first amplifier 26 amplifies the input signal. The signal output from the first amplifier 26 is converted into an electromagnetic wave by the antenna 27 and radiated into the air. The radio wave radiated into the air is received by the antenna 27 in the destination terminal device 2 and reconverted into an electrical signal. The received signal is amplified with low noise by the LNA 33 and adjusted so that it can be distinguished from noise, and then supplied to the mixer circuit 52.

ミキサ回路５２に送られてきた信号は、Ｉ信号、Ｑ信号に基づいて直交変調されてさらにフィルタ４１を通過することにより、これに重畳されていた不要な成分が除去されることになる。最後にこれら信号はＡＤＣ４５によりアナログ−デジタル変換された上で信号検出部４７へと送信されることになる。 The signal sent to the mixer circuit 52 is orthogonally modulated based on the I signal and the Q signal, and further passes through the filter 41, so that unnecessary components superimposed thereon are removed. Finally, these signals are analog-digital converted by the ADC 45 and then transmitted to the signal detection unit 47.

信号検出部４７は、このＡＤＣ４５より送信されてきた信号を検出し、これを解析する。この信号検出部４７における実際の検出処理は、送信されてきた信号を所定時間に亘って取り込み、この所定時間単位で取り込んだ信号に対して、より詳細なパルス信号の解析をかけていく。即ち、この信号検出部４７は、所定時間長で構成される検出窓を介して、パルス列を監視し、これを検出するのと同等の処理を行っている。検出窓には、他の端末装置２から送られてきた信号が時系列的に入力されてくることになる。信号検出部４７は、この入力されてきた信号を検出窓を介して順次検出し、これを解析していくことになる。 The signal detection unit 47 detects the signal transmitted from the ADC 45 and analyzes it. In the actual detection processing in the signal detection unit 47, the transmitted signal is captured over a predetermined time, and a more detailed pulse signal analysis is performed on the signal captured in units of the predetermined time. That is, the signal detection unit 47 monitors the pulse train through a detection window configured with a predetermined time length, and performs a process equivalent to detecting this. A signal sent from another terminal device 2 is input to the detection window in time series. The signal detection unit 47 sequentially detects the input signals through the detection window and analyzes them.

なお、本発明を適用した無線通信システム１では、受信側の端末装置２へ送信するフレームデータの符号間干渉を、当該フレームのコード、その前フレーム及び／又はその後フレームのコード、各フレームのスロット分割数、信号のパス数に基づいて検出し、その検出結果に基づいて符号間干渉を抑制するように制御する。具体的な符号間干渉の検出方法について説明をする。 In the wireless communication system 1 to which the present invention is applied, the intersymbol interference of the frame data transmitted to the terminal device 2 on the receiving side is detected by the code of the frame, the code of the previous frame and / or the frame of the subsequent frame, the slot of each frame. Detection is performed based on the number of divisions and the number of signal paths, and control is performed to suppress intersymbol interference based on the detection result. A specific method for detecting intersymbol interference will be described.

図３は、低デューティ比のパルス信号を示している。１シンボルの長さがＴ_ｂであり、この１シンボルを構成するフレームの数をＮ_ｆとし、１フレームの幅をＴ_ｆとする。また、１フレームを構成するスロット分割数をＮ_ｃとし、さらにＮ_ｃにスロット分割された一分割単位における幅をＴ_ｃとする。 FIG. 3 shows a low duty ratio pulse signal. The length of one symbol is _Tb , and the number of frames constituting this one symbol is _Nf, and the width of one frame is _Tf . Also, let N _c be the number of slot divisions that make up one frame, and let T _c be the width in one division unit that is slot-divided into N _c .

図３(a)は、低デューティ比の送信信号の単パルスの繰り返しであり、そのシンボルのＴＨ（Time Hopping）コードは、｛０、０、０、０、０、０、０｝である。これに対して、また図３(b)は、低デューティ比の送信信号の例であり、そのシンボルのＴＨコードは、｛０、１、１、２、１、０、２｝である。なおこの例の場合、Ｎ_ｃ＝３、Ｎ_ｆ＝７である。 FIG. 3A shows a single pulse repetition of a transmission signal having a low duty ratio, and a TH (Time Hopping) code of the symbol is {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}. On the other hand, FIG. 3B is an example of a transmission signal having a low duty ratio, and the TH code of the symbol is {0, 1, 1, 2, 1, 0, 2}. In this example, N _c = 3 and N _f = 7.

また図４は、実際に送信側の端末装置２から受信側の端末装置２に対してパルス信号を送信する従来例を示している。Ｔｘ信号は、送信側を、またＲｘ信号は受信側の信号を示している。Ｔｘ信号としては、１フレーム毎に生成されたＴ１〜Ｔ５のパルスにより構成されるものとする。このＴ１〜Ｔ５のパルスが受信側の端末装置２へと送信されると、マルチパス等により、受信側において遅れが生じる。即ち、送信側のパルスＴ１は、受信側においてマルチパスによりｔ１＿１〜ｔ１＿３に、また送信側のパルスＴ２は、受信側においてマルチパスによりｔ２＿１〜ｔ２＿３に、送信側のパルスＴ３は、受信側においてマルチパスによりｔ３＿１〜ｔ３＿３に、送信側のパルスＴ４は、受信側においてマルチパスによりｔ４＿１〜ｔ４＿３に、送信側のパルスＴ５は、受信側においてマルチパスによりｔ５＿１〜ｔ５＿３になる。 FIG. 4 shows a conventional example in which a pulse signal is actually transmitted from the terminal device 2 on the transmission side to the terminal device 2 on the reception side. The Tx signal indicates a transmission side signal, and the Rx signal indicates a reception side signal. The Tx signal is composed of pulses T1 to T5 generated every frame. When the pulses T1 to T5 are transmitted to the terminal device 2 on the reception side, a delay occurs on the reception side due to multipath or the like. That is, the transmitting side pulse T1 is multipathed at the receiving side from t1_1 to t1_3, the transmitting side pulse T2 is multipathed at the receiving side from t2_1 to t2_3, and the transmitting side pulse T3 is multipathed at the receiving side. The transmission side pulse T4 becomes t4_1 to t4_3 by multipath on the reception side, and the transmission side pulse T5 becomes t5_1 to t5_3 by multipath on the reception side.

この図４において、１のＮ_ｆに対するＮ_ｃは２であり、またマルチパスの最大スプレッドＴ_ｄ＝３Ｔ_ｃである。総マルチパスＬ＝（Ｔ_ｄ／Ｔ_ｃ）＝３である。 In FIG. 4, N _c for N _f of 1 is 2, and the multipath maximum spread T _d = 3T _c . Total multipath L = (T _d / T _c ) = 3.

パルスＴ１を例に挙げた場合、受信信号のｔ１＿１〜ｔ１＿３におけるパスｔ１＿１の符号間干渉は、その前のパルス信号との間で生じており、またパスｔ１＿２〜ｔ１＿３に関しては何ら符号間干渉は生じていない。またパルスＴ２を例に挙げた場合、受信信号のｔ２＿１〜ｔ２＿３におけるパスｔ２＿１については何ら符号間干渉は生じていないが、パスｔ２＿２〜ｔ２＿３に関しては、その後段のパルスＴ３に基づくパスｔ３＿１〜ｔ３＿２との間で符号間干渉が生じる。即ち、この図４の例では、パルスＴ２の受信信号と、パルスＴ３の受信信号との間で大きな符号間干渉が生じているのが分かる。 Taking the pulse T1 as an example, the intersymbol interference of the path t1_1 in the received signal t1_1 to t1_3 occurs with the previous pulse signal, and no intersymbol interference occurs with respect to the path t1_2 to t1_3. Not. Further, when the pulse T2 is taken as an example, there is no intersymbol interference for the path t2_1 in the received signal t2_1 to t2_3, but for the path t2_2 to t2_3, the paths t3_1 to t3_2 based on the subsequent pulse T3 and Intersymbol interference occurs between the two. That is, in the example of FIG. 4, it can be seen that large intersymbol interference occurs between the reception signal of the pulse T2 and the reception signal of the pulse T3.

これに対して、本発明によれば、後述するように、当該フレームのコード、その前フレーム及び／又はその後フレームのコード、各フレームのスロット分割数、信号のパス数に基づいて検出し、その検出結果に基づいて符号間干渉を抑制するように制御する。その結果、図５に示すようなパルス送信を実現することができる。 On the other hand, according to the present invention, as described later, the detection is performed based on the code of the frame, the code of the previous frame and / or the subsequent frame, the number of slot divisions of each frame, and the number of signal paths. Control is performed to suppress intersymbol interference based on the detection result. As a result, pulse transmission as shown in FIG. 5 can be realized.

Ｔｘ信号としては、１フレーム毎に生成されたＴ６〜Ｔ１０のパルスにより構成されるものとする。このＴ６〜Ｔ１０のパルスが受信側の端末装置２へと送信されると、マルチパス等により、受信側において遅れが生じる。即ち、送信側のパルスＴ６は、受信側においてマルチパスによりｔ６＿１〜ｔ６＿３に、また送信側のパルスＴ７は、受信側においてマルチパスによりｔ７＿１〜ｔ７＿３に、送信側のパルスＴ８は、受信側においてマルチパスによりｔ８＿１〜ｔ８＿３に、送信側のパルスＴ９は、受信側においてマルチパスによりｔ９＿１〜ｔ９＿３に、送信側のパルスＴ１０は、受信側においてマルチパスによりｔ１０＿１〜ｔ１０＿３になる。 The Tx signal is composed of pulses T6 to T10 generated every frame. When the pulses T6 to T10 are transmitted to the terminal device 2 on the receiving side, a delay occurs on the receiving side due to multipath or the like. That is, the transmitting side pulse T6 is multipathed at the receiving side from t6_1 to t6_3, the transmitting side pulse T7 is multipathed at the receiving side from t7_1 to t7_3, and the transmitting side pulse T8 is multipathed at the receiving side. The transmission side pulse T9 becomes t9_1 to t9_3 due to multipath on the reception side, and the transmission side pulse T10 becomes t10_1 to t10_3 due to multipath on the reception side.

この図５において、１のＮ_ｆに対するＮ_ｃは２であり、またマルチパスの最大スプレッドＴ_ｄ＝３Ｔ_ｃである。総マルチパスＬ＝（Ｔ_ｄ／Ｔ_ｃ）＝３である。 In FIG. 5, N _c for 1 N _f is 2, and the multipath maximum spread T _d = 3T _c . Total multipath L = (T _d / T _c ) = 3.

パルスＴ６を例に挙げた場合、受信信号のｔ６＿１〜ｔ６＿３におけるパスｔ６＿１の符号間干渉は、その前のパルス信号との間で生じており、またパスｔ６＿２については特に符号間干渉は生じていない。更にパスｔ６＿３については、その後段のパルスＴ７のパスｔ７＿１との間で符号間干渉が生じている。また、他のパルスも同様にｔｎ＿２（ｎ＝６、７、・・１０）については符号間干渉が特段生じていないのが分かる。このように本発明によれば、互いに時間的に隣接する受信パルス間において大きな符号間干渉が生じないことが分かる。 Taking pulse T6 as an example, the intersymbol interference of path t6_1 in t6_1 to t6_3 of the received signal occurs with the previous pulse signal, and there is no intersymbol interference particularly with respect to path t6_2. . Further, with respect to the path t6_3, intersymbol interference occurs with the path t7_1 of the subsequent pulse T7. Similarly, it can be seen that intersymbol interference does not occur particularly in the other pulses for tn_2 (n = 6, 7,... 10). Thus, according to the present invention, it can be seen that no large intersymbol interference occurs between reception pulses that are temporally adjacent to each other.

本発明における符号間干渉の検出方法は、例えば以下のように規格化することが可能となる。 The detection method of intersymbol interference in the present invention can be standardized as follows, for example.

先ず、各Ｔ_ｆからなるＮ_ｆ個のフレームで構成される信号を考える。各フレームは、Ｔ_ｃからなるＮ_ｃ個の分割スロットで構成される。Ｔ_ｄは、マルチパスの最大遅れ時間である。また、１チャネルレスポンス毎のマルチパス総数はＴ_ｄ／Ｔ_ｃで表される。Ｔ_ｄは、Ｔ_ｆ＝（Ｎ_ｃＴ_ｃ）以下で構成される。 First, consider a signal composed of N _f frames, each consisting of T _f . Each frame is composed of N _c divided slots composed of T _c . T _d is the maximum delay time of multipath. The total number of multipaths for each channel response is represented by T _d / T _c . T _d is composed of T _f = (N _c T _c ) or less.

以下、２つのケースについて考えてみる。第１のケースとしては、パスが同一フレーム内においてのみ存在する場合、第２のケースとしては、パスが後続するフレームにも含まれる場合である。 Consider the following two cases. The first case is a case where the path exists only in the same frame, and the second case is a case where the path is also included in the subsequent frame.

また、各ケースにおいてカウンターｉは、−∞＜ｉ＜∞である。また各分割スロットにおけるコードｊ_ｉは、０、１、・・・、Ｎ_ｃ−１と増加していく。 In each case, the counter i is −∞ <i <∞. Further, the code j _i in each divided slot increases as 0, 1,..., N _c −1.

以下において説明するケース１は、パスが同一フレーム内においてのみ存在する場合であって、ｊ_i＋ｌ≦Ｎ_ｃの場合である。 Case 1 described below is a case where a path exists only in the same frame, and j _i + l ≦ N _c .

先ず、符号間干渉（ＩＳＩ）は、前方に位置するフレームに基づくものとする。 First, it is assumed that intersymbol interference (ISI) is based on a frame located in front.

ここでＩＳＩは、図６に示すように、そのフレームiにおける信号の任意のパスｌについて最初に計算するものとする。このとき、フレームiの直前のフレームであるフレームi−１からのＩＳＩは、当該フレームi−１における（Ｎ_ｃ−ｊ_i-１＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出される。フレームi−２からのＩＳＩは、当該フレームi−１における（Ｎ_ｃ−ｊ_i-２＋Ｎ_ｃ＋ｊ_ｉ＋ｌ）のパスに基づいて検出される。フレームi−３からのＩＳＩは、当該フレームi−３における（Ｎ_ｃ−ｊ_i-２＋２Ｎ_ｃ＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出される。 Here, as shown in FIG. 6, the ISI is calculated first for an arbitrary path l of the signal in the frame i. At this time, the ISI from the frame i−1 that is the frame immediately before the frame i is detected based on the path of (N _c −j _i−1 + j _i + l) in the frame i−1. The ISI from the frame i−2 is detected based on the path of (N _c −j _i−2 + N _c + j _i + l) in the frame i−1. The ISI from the frame i-3 is detected based on the path of (N _c −j _i−2 + 2N _c + j _i + l) in the frame i-3.

このようにして、フレームi以前におけるフレームからの符号間干渉（ＩＳＩ）を順次求めていく。上述した検出をどのフレームまで遡って行うかは、Ｔ_ｄ、Ｔ_ｆによるものとする。 In this way, intersymbol interference (ISI) from frames before frame i is sequentially obtained. It is assumed that to which frame the detection described above is performed retrospectively depends on T _d and T _f .

他の任意のパスｌについても上述した方法と同様にＩＳＩを求めることが可能となる。 It is possible to obtain the ISI for other arbitrary paths 1 in the same manner as described above.

なお、仮にＴＨコードが分からない場合には、上述した方法以外に、各値の平均値を併用させるようにしてもよい。 If the TH code is not known, an average value of each value may be used in addition to the method described above.

以下において説明するケース２は、パスが後続するフレームにも含まれる場合であって、ｊ_i＋ｌ＞Ｎ_ｃの場合である。 Case 2 described below is a case where a path is also included in a subsequent frame and j _i + l> N _c .

先ず、符号間干渉（ＩＳＩ）は、後続するフレーム、並びに前方に位置するフレームの双方に基づくものとする。 First, it is assumed that intersymbol interference (ISI) is based on both subsequent frames as well as forward frames.

ここでＩＳＩは、図７に示すように、そのフレームiにおける信号の任意のパスｌについて最初に計算するものとする。このとき、フレームiの直前のフレームであるフレームi−１からのＩＳＩは、当該フレームi−１における（Ｎ_ｃ−ｊ_i-１＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出される。フレームi−２からのＩＳＩは、当該フレームi−１における（Ｎ_ｃ−ｊ_i-２＋Ｎ_ｃ＋ｊ_ｉ＋ｌ）のパスに基づいて検出される。フレームi−３からのＩＳＩは、当該フレームi−３における（Ｎ_ｃ−ｊ_i-２＋２Ｎ_ｃ＋ｊ_i＋ｌ）のパスに基づいて検出される。 Here, as shown in FIG. 7, the ISI is calculated first for an arbitrary path l of a signal in the frame i. At this time, the ISI from the frame i−1 that is the frame immediately before the frame i is detected based on the path of (N _c −j _i−1 + j _i + l) in the frame i−1. The ISI from the frame i−2 is detected based on the path of (N _c −j _i−2 + N _c + j _i + l) in the frame i−1. The ISI from the frame i-3 is detected based on the path of (N _c −j _i−2 + 2N _c + j _i + l) in the frame i-3.

また、そのフレームiの直後のフレームであるフレームi＋１からのＩＳＩは、当該フレームi+１から、又はフレームiの信号のパスｌの前から生じる。仮にｌ−（Ｎ_ｃ−ｊ_ｌ）＜ｊ_ｌ＋1＋ｌであれば、フレームi+１におけるＩＳＩは、当該フレームi+１におけるｌ−（Ｎ_ｃ−ｊ_ｌ）−ｊ_ｌ＋1番目のパスに基づいて検出される。フレームi＋２からのＩＳＩは、当該フレームi+２から、又はフレームiの信号のパスｌの前から生じる。仮にｌ−（Ｎ_ｃ−ｊ_ｌ）＜ｊ_ｌ＋２＋ｌ＋Ｎ_ｃであれば、フレームi+２におけるＩＳＩは、フレームi+１におけるｌ−（Ｎ_ｃ−ｊ_ｌ）−Ｎ_ｃ−ｊ_ｌ＋1番目のパスに基づいて検出される。 Further, the ISI from the frame i + 1 which is the frame immediately after the frame i occurs from the frame i + 1 or before the path l of the signal of the frame i. If l− (N _c −j _l ) <j _{l + 1} + l, the ISI in frame i + 1 is based on the l− (N _c −j _l ) −j _{l + 1} th path in frame i + 1. Detected. The ISI from frame i + 2 originates from the frame i + 2 or before the signal path l of frame i. If l− (N _c −j _l ) <j _{l + 2} + l + N _c , then the ISI in frame i + 2 is l− (N _c −j _l ) −N _c −j _{l + 1} in the frame i + 1. Is detected based on

このようにして、本発明では、ＩＳＩを、少なくとも当該フレームのコードｊ_ｉ、その前フレームのコードｊ_ｉ-１、ｊ_i-２、・・・等、その後フレームのコードｊ_ｌ＋1、ｊ_ｌ＋２、・・・等、各フレームのスロット分割数Ｎ_ｃ、信号のパス数に基づいて検出する。その結果、例えば、図６、７に示すように、符号間干渉を抑制することが可能となる。 In this way, in the present invention, the ISI is at least the code j _i of the frame, the codes j _i-1 , j _i-2 ,... Of the previous frame, the codes j _{l + 1} , j _{l + 2 of} the subsequent frames, ..., Etc., based on the slot division number N _c of each frame and the number of signal paths. As a result, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, intersymbol interference can be suppressed.

１無線通信システム
２端末装置
２１パルス生成部
２２パルスシェーピング部
２３局部発信器
２４ミキサ回路
２５フィルタ
２６第１のアンプ
２７アンテナ
３２フィルタ
３３低雑音増幅器（ＬＮＡ）
４１フィルタ
４３第２のアンプ
４５ＡＤＣ
４７信号検出部
５１切替回路
５２ミキサ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio | wireless communications system 2 Terminal device 21 Pulse generation part 22 Pulse shaping part 23 Local transmitter 24 Mixer circuit 25 Filter 26 1st amplifier 27 Antenna 32 Filter 33 Low noise amplifier (LNA)
41 Filter 43 Second amplifier 45 ADC
47 Signal Detection Unit 51 Switching Circuit 52 Mixer Circuit

Claims

In a wireless communication system that transmits and receives wireless signals with a duty ratio of less than 0.5 between terminal devices,
A signal detection unit that detects and analyzes signals received from other terminals,
The signal detection section assumes that the code j _i in each divided slot increases to 0, 1,..., N _c −1, and the multipath exists only in the same frame i (j
_i + l ≦ N _c ), first the inter-code interference for any path in that frame i (
ISI) is calculated, and the frame i−1 which is the immediately preceding frame in the frame i is calculated.
Is detected based on the path of (N _c −j _i−1 + j _i + l) in the frame i−1 (where N _c is the number of divided slots and j _i is a code in each divided slot), The ISI from the frame i-2 is detected based on the path of (N _c −j _i−2 + N _c + j _i + l) in the frame i−1.
Whether to perform interference is determined based on the multipath maximum spread T _d and the width Tf of one frame (= Nc × Tc), and the above processing is performed in the same manner.
If multipath is included in the following frame in addition to the same frame (if j _i + l> N _c ),
First, ISI calculation is performed for an arbitrary path in the frame i, and the frame
For frame i−1, which is the immediately preceding frame in i, in frame i−1
Based on the path of (N _c −j _i−1 + j _i + l), the ISI from the frame i−2 is (N _c −j _i−2 + N _c + j _i + l) in the frame i−1. The number of frames before the frame i is detected based on the path and the intersymbol interference is performed until the frame i.
The above processing is performed in the same manner after determining based on the large spread T _d and the width Tf (= Nc × Tc) of one frame, and from the frame i + 1 that is the frame immediately after the frame i.
If I-I is calculated and if l− (N _c −j _l ) <j _{l + 1} + l, then the ISI in frame i + 1 is l− (N _c −j _l ) −j in frame i + 1 _If detected based on the _{l +} 1th path and l− (N _c −j _l ) <j _{l + 2} + l + N _c , the ISI in frame i + 2 is l− (N _c in frame i + 1 -J _l ) -N _c -j _{l + 1} based on the _first path,
The number of frames after frame i to which intersymbol interference is performed
The above processing is performed in the same manner after determining based on the large spread T _d and the width Tf (= Nc × Tc) of one frame.
Through the above-described process, the intersymbol interference is detected based on the frame code j _i , the slot division number N _c , the multipath maximum sread signal T _d , and the (number of signal paths), and the intersymbol is detected based on the detection result. A wireless communication system, characterized in that control is performed to suppress interference .

The wireless communication system according to claim 1, wherein the multipath interference is calculated in advance before transmitting frame data.