JP2011055359A - Wireless communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a system capable of highly accurately predicting channel interference even when there is the nonlinearity of a power amplifier. <P>SOLUTION: In the wireless communication system 1 for exchanging radio signals between terminal devices sharing the same physical layer, in one terminal device 2, real data obtained by adding a synchronization sequence (SYNC) to real data to be transmitted are made into a pulse signal, amplified by a power amplifier after applying modulation to the pulse signal, and then transmitted wirelessly. Another terminal 2 acquires an auto-correlation coefficient based on the SYNC after demodulation of the received signal and before passing through a filter and the SYNC of the signal after passing through the filter and further, based on the auto-correlation coefficient acquired, predicts interference inside the same channel or between neighboring channels. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、同一の物理層を共有する端末装置間で、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 having millimeter-order wavelengths between terminal apparatuses sharing the same physical layer.

無線通信は、有線通信と比較して、ケーブルのためのスペースが削減されることや、ノート型パーソナルコンピュータ(ノートPC)等を始めとした携帯端末が、その携帯性を損なうことなくネットワークに接続できる等の利点がある。特に、ミリメートルオーダーの波長を使用して無線通信を行うミリ波WPAN(Wireless Personal Area Network)は、互いに無線信号を送受信する端末装置間の距離が10m程度までの通信を実現する無線パーソナルエリアネットワークである(例えば、特許文献1参照。)。このミリ波WPANにおいて割り当てられている周波数帯としては、日本では59〜66GHzであり、帯域幅としては、7〜9GHzも割り当てられている。即ち、このミリ波WPANの帯域幅は、2.4GHz帯無線LANの約100倍にも亘ることから、これまでの無線通信では考えられなかった数Gbpsオーダーの超高速短距離通信が可能となる。   Compared to wired communication, wireless communication requires less space for cables, and portable terminals such as notebook personal computers (notebook PCs) connect to the network without compromising portability. There are advantages such as being able to. In particular, a millimeter-wave WPAN (Wireless Personal Area Network) that performs wireless communication using millimeter-order wavelengths is a wireless personal area network that realizes communication between terminal devices that transmit and receive wireless signals to each other up to about 10 m. (For example, refer to Patent Document 1). The frequency band allocated in this millimeter wave WPAN is 59 to 66 GHz in Japan, and 7 to 9 GHz is also allocated as the bandwidth. In other words, since the bandwidth of this millimeter wave WPAN is about 100 times that of the 2.4 GHz band wireless LAN, it is possible to perform ultra-high speed short-distance communication on the order of several Gbps, which could not be considered in the past wireless communication .

このようなミリ波無線通信では、ミリメートルオーダーの波長を用いることができることから、無線信号を送受信する端末装置を極めて小さく実現することができ、より可搬性に富んだ装置構成とすることか可能となる。   In such millimeter-wave wireless communication, since a millimeter-order wavelength can be used, a terminal device that transmits and receives wireless signals can be realized extremely small, and it is possible to have a more portable device configuration. Become.

特表2009−500958号公報Special table 2009-500958

ところで、ミリ波WPANを始めとした無線通信システムにおいて、このような同一チャネル内又は隣接チャネル間における信号の干渉性を予測し、予測した干渉性に基づいて受信した信号の性能改善を行うことが従来より行われている。特にこの干渉性の予測には、ある特定の周波数帯が無線通信システムにおいて占有されているかを判断する際に、信号エネルギーを検出することが行われている。実際の無線通信において、送信側の端末装置では、送信すべき信号をパワーアンプ(PA)により増幅する。しかしながら、このパワーアンプは、あくまで一般に入力に対する出力が非線形になる。このパワーアンプの入出力時における非線形性は、同一チャネル内又は隣接チャネル間における信号の干渉性を予測する上で予測精度や信頼性を低下させる要因になる。   By the way, in a radio communication system such as millimeter wave WPAN, it is possible to predict the coherence of a signal within the same channel or between adjacent channels, and to improve the performance of a received signal based on the predicted coherence. It has been done conventionally. In particular, in the prediction of coherence, signal energy is detected when determining whether a specific frequency band is occupied in a wireless communication system. In actual wireless communication, a terminal device on the transmission side amplifies a signal to be transmitted by a power amplifier (PA). However, this power amplifier generally has a nonlinear output with respect to the input. This nonlinearity at the time of input / output of the power amplifier becomes a factor of deteriorating prediction accuracy and reliability in predicting signal coherency within the same channel or between adjacent channels.

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、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無線通信システムにおいて、パワーアンプの非線形性が存在する場合においても、チャネルの干渉性を高精度に予測することが可能な無線通信システムを提供することにある。   Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and its object is to provide nonlinearity of a power amplifier in a wireless communication system that transmits and receives a wireless signal having a millimeter-order wavelength. Even in this case, it is an object to provide a wireless communication system capable of predicting the coherence of a channel with high accuracy.

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、同一の物理層を共有する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おいて、一の端末装置では、送信すべき実データに同期化シーケンス(SYNC)を付加した実データをパルス信号化し、このパルス信号について変調を施した後にパワーアンプで増幅して無線送信し、他の端末装置は、受信した上記信号が復調後フィルタ通過前の上記SYNCと、上記フィルタ通過後の上記信号のSYNCとに基づいて相互相関係数を取得し、更に取得した相互相関係数に基づいて、同一チャネル内又は隣接チャネル間の干渉性を予測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 is a wireless communication system that transmits and receives wireless signals between terminal devices that share the same physical layer. The real data to which the synchronization sequence (SYNC) is added is converted into a pulse signal, the pulse signal is modulated, then amplified by a power amplifier and wirelessly transmitted, and the other terminal device filters the received signal after demodulation. A cross-correlation coefficient is acquired based on the SYNC before passing and the SYNC of the signal after passing through the filter, and further, the coherence in the same channel or between adjacent channels is determined based on the acquired cross-correlation coefficient. It is characterized by prediction.

上述した構成からなる無線通信システムでは、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無線通信システムにおいて、パワーアンプの非線形性が存在する場合においても、チャネルの干渉性を高精度に予測することが可能となる。   In the wireless communication system having the above-described configuration, even in the case where the nonlinearity of the power amplifier exists in the wireless communication system that transmits and receives a wireless signal having a wavelength on the order of millimeters, the channel interference can be predicted with high accuracy. It becomes possible.

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。It is a figure which shows the system configuration | structure of the radio | wireless communications system to which this 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. 送信側の端末装置が60GHz前後のキャリア周波数を使用する場合の受信電力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of reception power in case the terminal device of a transmission side uses the carrier frequency around 60 GHz. 第1のアンプから出力された仮想的なパルス波形の規格化された相互相関係数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross-correlation coefficient normalized of the virtual pulse waveform output from the 1st amplifier.

以下、本発明の実施の形態として、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ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a radio communication system for transmitting and receiving radio signals between terminal devices will be described in detail with reference to the drawings.

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、各種通信方式に基づいて、一の端末装置2aと、他の端末装置2b、2c、・・・・2n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。この他の端末装置2b、2c、・・・・2nは、各ユーザに対して割り当てられる。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 performs bidirectional wireless communication by transmitting and receiving radio waves between one terminal device 2a and the other terminal devices 2b, 2c,. System. The other terminal devices 2b, 2c,... 2n are assigned to each user. 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.

特に、本発明を適用した無線通信システム1では、ミリメートルオーダーの波長を使用して無線通信を行うミリ波WPAN等に適用されるものであってもよい。ミリ波WPANは、互いに無線信号を送受信する端末装置2間の距離が10m程度までの通信を実現する無線パーソナルエリアネットワークであり、59〜66GHzにも亘る広帯域が割り当てられている。このため、ミリ波WPANでは、数Gbpsオーダーの超高速短距離通信が可能となる。   In particular, the wireless communication system 1 to which the present invention is applied may be applied to a millimeter wave WPAN that performs wireless communication using millimeter-order wavelengths. The millimeter wave WPAN is a wireless personal area network that realizes communication up to a distance of about 10 m between the terminal devices 2 that transmit and receive radio signals to each other, and is assigned a wide band extending from 59 to 66 GHz. For this reason, the millimeter wave WPAN enables ultra-high-speed short-range communication on the order of several Gbps.

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、送信すべき実データに同期化シーケンス(SYNC)を付加した実データをパルス信号化する。ちなみに、このSYNCは、ゴーレイコードであってもよいし、またm系列信号であってもよい。   First, the pulse generation unit 21 generates a pulse train composed of pulse signals under a predetermined communication method. At this time, the actual data obtained by adding the synchronization sequence (SYNC) to the actual data to be transmitted is converted into a pulse signal. Incidentally, this SYNC may be a Golay code or an m-sequence signal.

ちなみに、このSYNCは、実データ部の前段において設けられたプリアンブル部において挿入されるものであってもよい。このプリアンブルは、物理層において生成されるものであり、フレームデータの受け損ないを防止するためのダミー情報が書き込まれている。また、このプリアンブル61は、送られてきた信号を取得してこれを評価し、正しい信号が送られてきたことを判別した場合には、SYNCに基づいて同期をとって通信を開始するものである。   Incidentally, this SYNC may be inserted in the preamble part provided in the preceding stage of the actual data part. This preamble is generated in the physical layer, and dummy information for preventing loss of frame data is written. The preamble 61 acquires a transmitted signal, evaluates it, and when it determines that a correct signal has been transmitted, initiates communication in synchronization based on SYNC. is there.

このSYNCが重畳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。   The pulse signal on which the SYNC is superimposed 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、入力された信号を線形又は非線形に増幅する。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 linearly or nonlinearly. 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.

このとき信号検出部47は、ミキサ回路52において復調された後であってフィルタ41通過前の信号のSYNCを記録しておく。以下、このフィルタ41通過前のSYNCを通過前SYNCという。そして、当該信号がフィルタ41を通過後のSYNC(以下、通過後SYNCという。)を取得する。信号検出部47は、この通過前SYNCと、通過後SYNCとに基づいて相互相関係数を取得する。また、信号検出部47は、取得した相互相関係数に基づいて、同一チャネル内又は隣接チャネル間の干渉性を予測する。   At this time, the signal detection unit 47 records the SYNC of the signal after being demodulated by the mixer circuit 52 and before passing through the filter 41. Hereinafter, the SYNC before passing through the filter 41 is referred to as SYNC before passing. Then, the SYNC after the signal passes through the filter 41 (hereinafter referred to as SYNC after passing) is acquired. The signal detection unit 47 acquires a cross-correlation coefficient based on the pre-pass SYNC and the post-pass SYNC. Further, the signal detection unit 47 predicts the coherence within the same channel or between adjacent channels based on the acquired cross-correlation coefficient.

また、信号検出部47は、ADC45から送られてきた信号について受信電力μl,kの計算を行う。この受信電力μl,kの検出は、いわゆる信号のエネルギーの検出に相当する。 In addition, the signal detection unit 47 calculates received power μ l, k for the signal transmitted from the ADC 45. This detection of the received power μ l, k corresponds to detection of so-called signal energy.

ここでフィルタ41を通過する各端末装置2b、2c、・・・・2nからの信号の規格化された受信電力は、それぞれμl,0, μl,1, ..., μl,kとして表される。ここで、lは所望ユーザの特定ブランチ(branch)であり、kはその信号の送信ユーザである。 Here, the standardized received powers of the signals from the terminal devices 2b, 2c,..., 2n passing through the filter 41 are μ l, 0 , μ l, 1 ,. Represented as: Here, l is a specific branch of the desired user, and k is a transmission user of the signal.

またμl,k は、下記(1)式のように定義される。
Further, μ l, k is defined as the following equation (1).

ここで、PRRC(f)は、ルート・レイズド・コサイン(Root Raised Cosine;RRC)フィルタ41の周波数応答、即ち、時間領域RRCパルス波形ΨRRC(t)のフーリエ変換である。Rl,k(f-fk) は、受信信号の周波数コンテンツ(fk は、ユーザk信号の中心周波数)、即ち、所望ユーザのl番目のブランチで、ユーザkから受信した時間領域受信信号のフーリエ変換rl,k(t)である。また、「| |」は、大きさを表し、「’」は、複素共役を表している。なお、理想的なケースとして、第1のアンプ26について非線形性が存在しない場合、上述したμl,k は1である。それ以外、即ち、第1のアンプ26について非線形性が存在する場合、0≦μl,k<1となる。 Here, P RRC (f) is the frequency response of the Root Raised Cosine (RRC) filter 41, that is, the Fourier transform of the time domain RRC pulse waveform Ψ RRC (t). R l, k (ff k ) is the frequency content of the received signal (f k is the center frequency of the user k signal), that is, the Fourier of the time domain received signal received from the user k in the l th branch of the desired user. The transformation r l, k (t). In addition, “||” represents a size, and “′” represents a complex conjugate. As an ideal case, when there is no non-linearity with respect to the first amplifier 26, μl , k described above is 1. In other cases, that is, when nonlinearity exists for the first amplifier 26, 0 ≦ μl , k <1.

ここで、PRRC(f)とP RRC(f)は既知である。またRl,k(f-fk)を得るためには、周波数を多数のスロットに分割する。この分割された各周波数スロットでは、Rl,k(f-fk)が測定、充足され、全ての帯域に亘ってRl,k(f-fk)を得ることが可能となる。 Here, P RRC (f) and P RRC (f) are known. In order to obtain R l, k (ff k ), the frequency is divided into a number of slots. In each divided frequency slot, R l, k (ff k ) is measured and satisfied, and R l, k (ff k ) can be obtained over the entire band.

次に相互相関係数ρl,kの計算について説明をする。第1のアンプ26から出力されたパルス波形は、所望の信号並びに不要の信号の相互相関を分析する上で重要であるが、この波形は不明である。第1のアンプ26は、非線形であることが通常である。また、この第1のアンプ26への入力は1個のパルスではなく、ランダムな極性を有する無限級数のビットであるため、その出力からでは高精度なパルス波形を得ることは困難である。なお、第1のアンプ26に入力される前のパルス波形をΨT(t)とする。また、第1のアンプ26から出力されたパルス波形は、ΨR(t)≠PA[ΨT(t)]とする。以下の説明においては、本発明所期の効果が何れもは発生すると考えられる、仮想的なパルス波形ΨR(t)を先ず用いる。ΨR(t)が明確に分からない状況でΨR(t)とΨRRC(t)を含む畳み込み演算を行う方法は後に詳述する。 Next, calculation of the cross-correlation coefficient ρ l, k will be described. The pulse waveform output from the first amplifier 26 is important in analyzing the cross-correlation between a desired signal and an unnecessary signal, but this waveform is unknown. The first amplifier 26 is usually non-linear. In addition, since the input to the first amplifier 26 is not a single pulse but an infinite series of bits having a random polarity, it is difficult to obtain a highly accurate pulse waveform from the output. Note that the pulse waveform before being input to the first amplifier 26 is represented by Ψ T (t). In addition, the pulse waveform output from the first amplifier 26 is Ψ R (t) ≠ PA [Ψ T (t)]. In the following description, a hypothetical pulse waveform Ψ R (t), which is considered to produce all the effects of the present invention, is first used. How [psi R (t) performs convolution operation including R [psi in a situation where not known clearly (t) and [psi RRC (t) will be described in detail later.

ρl,kは、以下の(2)式に示すように定義することができる。 ρ l, k can be defined as shown in the following equation (2).

・・・・・・・・・・・(2) (2)

ここで、bk (i)は、ユーザkのi番目のデータシンボルである。また、Ψ(t)は、現実には周波数領域の挙動、即ちこのΨ(t)は、受信機側のフィルタ41の周波数応答とフィルタ41の前方で受信された信号の周波数コンテンツ間の相互相関を時間領域で表したものである。 Here, b k (i) is the i-th data symbol of user k. In addition, Ψ (t) is actually a frequency domain behavior, that is, Ψ (t) is a cross-correlation between the frequency response of the filter 41 on the receiver side and the frequency content of the signal received in front of the filter 41. In the time domain.

ちなみに、この時間領域については、受信機側のフィルタ41の時間領域インパルス応答ΨRRC(t)と、各ユーザから受信したフィルタ41からのパルス波形間の畳み込み演算ΨRER(t)cos(2πfDl,k t+φl,k)として表すことが可能となる。 Incidentally, for this time domain, the convolution operation between the time domain impulse response Ψ RRC (t) of the filter 41 on the receiver side and the pulse waveform from the filter 41 received from each user Ψ RE = Ψ R (t) cos It can be expressed as (2πf Dl, k t + φ l, k ).

ここで、fDl,k=f0-fkとφl,kl,0l,kについては、Ψ(t)=ΨRRC(t)*ΨRE(t)である。また、「*」は、畳み込み演算を表し、θl,kは、所望ユーザ0のl番目のブランチにおけるk番目のユーザの位相を表している。 Here, for f Dl, k = f 0 -f k and φ l, k = θ l, 0l, k , Ψ (t) = Ψ RRC (t) * Ψ RE (t). “*” Represents a convolution operation, and θ l, k represents the phase of the kth user in the lth branch of the desired user 0.

上述した方法に基づいてΨ(t)を得るのが困難な理由としては、ΨR(t)が基本的に未知の仮想パルス波形であるためである。ここで、数学的には正確に上述の方法は用いることができない。このため、本発明では、以下の別の方法に基づいて相互相関係数を得る。かかる方法では、SYNCコードを用いて相互相関を得る。すべてのユーザの端末装置2b、2c、・・・・2nは、特定のSYNCコードを送信するものとする。ここで、本発明は、同一の物理(PHY)層用において行われるCCI(Copy Control Information)の予測や、ACI(Access Control Information)の予測を応用する。以下において、SYNCコードとしては、ゴーレイ(Golay)コード又はm系列信号を用いる場合について説明をする。 The reason why it is difficult to obtain Ψ (t) based on the above-described method is that Ψ R (t) is basically an unknown virtual pulse waveform. Here, the above method cannot be used mathematically accurately. For this reason, in the present invention, the cross correlation coefficient is obtained based on another method described below. In such a method, a cross-correlation is obtained using a SYNC code. All the user terminal devices 2b, 2c,..., 2n transmit a specific SYNC code. Here, the present invention applies CCI (Copy Control Information) prediction and ACI (Access Control Information) prediction performed for the same physical (PHY) layer. In the following, the case where a Golay code or an m-sequence signal is used as the SYNC code will be described.

先ず、SYNCコードとしてゴーレイコードを用いる場合とは、それぞれ長さGの2個のバイナリー相補的ゴーレイコードが各ユーザにより送信された場合を考える。実際には以下に説明する処理を実行するものとする。   First, the case where a Golay code is used as the SYNC code is considered when two binary complementary Golay codes each having a length G are transmitted by each user. In practice, the processing described below is executed.

先ず、各ユーザから送信されてきた相補的ゴーレイコードの系列をパルス生成部21において、ΨT(t)でパルス波形化し、局部発振器23により発振された周波数fkで搬送波変調し、更に第1のアンプ26によりこれを増幅した上で、0位相にてして送信する。受信側は、かかる信号を受信し、フィルタ41前段の信号を記録する。 First, a complementary Golay code sequence transmitted from each user is converted into a pulse waveform by Ψ T (t) in a pulse generation unit 21, carrier-modulated at a frequency f k oscillated by a local oscillator 23, and This is amplified by the amplifier 26 of 1 and transmitted with 0 phase. The receiving side receives the signal and records the signal before the filter 41.

ちなみに受信信号は、局部発振器23から発振される周波数fに基づいてダウンコンバートされ、フィルタ41により相互相関係数が算出されることになる。実際には、フィルタ41通過後のゴーレイコードの系列と、フィルタ41通過前のゴーレイコードの系列とに基づいて相互相関係数を取得する。この2系列から求めた相互相関係数は、時系列的に整列されて、2Gで規格化されることになる。 Incidentally, the received signal is down-converted based on the frequency f 0 oscillated from the local oscillator 23, and the cross correlation coefficient is calculated by the filter 41. Actually, the cross-correlation coefficient is acquired based on the Golay code sequence after passing through the filter 41 and the Golay code sequence before passing through the filter 41. The cross-correlation coefficients obtained from the two series are aligned in time series and normalized by 2G.

次にSYNCコードとしてm系列信号を用いる場合について説明をする。長さMのm系列信号が各ユーザにより送信された場合、先ずパルス生成部21によりm系列信号をΨT(t)でパルス波形化し、局部発振器23により発振された周波数fkで搬送波変調し、次に第1のアンプ26によりこれを増幅した上で、で、0位相にてして送信する。受信側は、かかる信号を受信し、フィルタ41前段の信号を記録する。 Next, a case where an m-sequence signal is used as the SYNC code will be described. When an m-sequence signal having a length M is transmitted by each user, the m-sequence signal is first converted into a pulse waveform by Ψ T (t) by the pulse generator 21, and the carrier wave is modulated at the frequency f k oscillated by the local oscillator 23. Then, after this is amplified by the first amplifier 26, it is transmitted with 0 phase. The receiving side receives the signal and records the signal before the filter 41.

これらの受信したm系列信号は、局部発振器23から発振される周波数fに基づいてダウンコンバートされ、フィルタ41により相互相関係数が算出されることになる。実際には、フィルタ41通過後のm系列信号と、フィルタ41通過前のm系列信号とに基づいて相互相関係数を取得する。この相互相関出力はΨ(t)である。 These received m-sequence signals are down-converted based on the frequency f 0 oscillated from the local oscillator 23, and the cross-correlation coefficient is calculated by the filter 41. Actually, the cross-correlation coefficient is acquired based on the m-sequence signal after passing through the filter 41 and the m-sequence signal before passing through the filter 41. This cross-correlation output is Ψ (t).

本発明は、個人向け近距離無線通信に応用可能である。図3は、送信側の端末装置2が60GHz前後のキャリア周波数を使用する場合の受信電力の一例を示している。フィルタ41としては、各種出力バックオフ及びロールオフ率が0.25のRRCフィルタを用いた場合における、60GHzの第1のアンプ26について考察する。図3は、OBOが3、10、20dBの任意のユーザkに対するμl,kとTbfDl,kの関係を示している。ここでいうOBOとは、10log10(Pset/Pin)である。ここで、Psetは、第1のアンプ26における飽和電圧であり、Pinは、第1のアンプ26における入力電圧である。ここでOBOの値が小さいほど第1のアンプ26は、非線形に近づき、OBOの値が大きいほど第1のアンプ26は、線形に近づく。 The present invention is applicable to personal short-range wireless communication. FIG. 3 shows an example of received power when the terminal device 2 on the transmission side uses a carrier frequency around 60 GHz. As the filter 41, the first amplifier 26 of 60 GHz when an RRC filter having various output back-off and roll-off rates of 0.25 is used will be considered. FIG. 3 shows the relationship between μ l, k and T b f Dl, k for an arbitrary user k whose OBO is 3, 10, and 20 dB. The OBO here is 10 log 10 (P set / P in ). Here, P The set is the saturation voltage of the first amplifier 26, P in is the input voltage at the first amplifier 26. Here, the smaller the OBO value, the closer the first amplifier 26 becomes non-linear, and the larger the OBO value, the closer the first amplifier 26 becomes linear.

図4は、上述した方法に基づいて得られた第1のアンプ26から出力された仮想的なパルス波形の規格化された相互相関係数の一例を示している。第1のアンプ26におけるOBOは、3dBと20dBである。受信電力に加えて、相互相関係数を用いて同一チャネル内又は隣接チャネル間の干渉性を予測する。そして、この干渉性に基づいて、所望のユーザの信号の性能劣化を正確に計算することができる。本発明によれば、このようなシステムもハードウェアを通じて実現可能となる。   FIG. 4 shows an example of a normalized cross-correlation coefficient of a virtual pulse waveform output from the first amplifier 26 obtained based on the above-described method. The OBO in the first amplifier 26 is 3 dB and 20 dB. In addition to the received power, the cross-correlation coefficient is used to predict the coherency within the same channel or between adjacent channels. And based on this coherence, the performance degradation of a desired user's signal can be calculated accurately. According to the present invention, such a system can also be realized through hardware.

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
45 ADC
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 (4)

同一の物理層を共有する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おいて、
一の端末装置では、送信すべき実データに同期化シーケンス(SYNC)を付加した実データをパルス信号化し、このパルス信号について変調を施した後にパワーアンプで増幅して無線送信し、
他の端末装置は、受信した上記信号が復調後フィルタ通過前の上記SYNCと、上記フィルタ通過後の上記信号のSYNCとに基づいて相互相関係数を取得し、更に取得した相互相関係数に基づいて、同一チャネル内又は隣接チャネル間の干渉性を予測すること
を特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system for transmitting and receiving wireless signals between terminal devices sharing the same physical layer,
In one terminal device, real data obtained by adding a synchronization sequence (SYNC) to real data to be transmitted is converted into a pulse signal, the pulse signal is modulated, amplified by a power amplifier, and wirelessly transmitted.
The other terminal apparatus acquires a cross-correlation coefficient based on the SYNC before the received signal passes through the post-demodulation filter and the SYNC of the signal after the filter passes, and further acquires the cross-correlation coefficient. A radio communication system characterized by predicting coherency within the same channel or between adjacent channels.
上記他の端末装置は、更に上記予測した干渉性に基づいて、上記信号の性能改善を行うこと
を特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein the other terminal device further improves the performance of the signal based on the predicted coherence.
上記SYNCは、ゴーレイコードであること
を特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein the SYNC is a Golay code.
上記SYNCは、m系列信号であること
を特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein the SYNC is an m-sequence signal.
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