JP2013153271A - Radio communication system and radio communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、協調中継伝送で周波数同期を行う無線通信システム及び無線通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method for performing frequency synchronization by cooperative relay transmission.
近年、発信局と宛先局以外の無線局に協調中継伝送を行わせる事で通信特性を向上させる協調通信方式が注目を集めており、協調中継伝送の技術については、多くの研究がなされている。協調中継伝送における通信方式のシステムモデルは、主に中継局フォワード方式、協調システム構成(トポロジー)、協調プロトコルの三要素により決定づけられる。 In recent years, cooperative communication schemes that improve communication characteristics by making cooperative relay transmissions to radio stations other than the source station and the destination station have attracted attention, and much research has been done on cooperative relay transmission techniques. . The system model of the communication method in cooperative relay transmission is mainly determined by the three elements of the relay station forward method, the cooperative system configuration (topology), and the cooperative protocol.
中継局フォワード方式とは、中継局が発信局から受信した信号に対してどのような信号処理を行い、宛先局へ伝送するかを示すものである。中継局フォワード方式の最も代表的なものはDF(Decode-and-Forward)法と、AF(Amplify-and-Forward)法との二つである。DF法は、中継局が受信した信号を再生してから、再生した信号を宛先局に伝送する手法である。AF法は、中継局が受信した信号を増幅し、増幅した信号を宛先局に伝送する手法である。 The relay station forward method indicates what kind of signal processing is performed on a signal received by the relay station from the source station and transmitted to the destination station. The most representative relay station forward methods are the DF (Decode-and-Forward) method and the AF (Amplify-and-Forward) method. The DF method is a method of reproducing a signal received by a relay station and transmitting the reproduced signal to a destination station. The AF method is a method of amplifying a signal received by a relay station and transmitting the amplified signal to a destination station.
また、協調システム構成(トポロジー)は、協調通信方式を用いた無線通信システムを構成する発信局、中継局、及び宛先局としての通信装置の個数と、当該無線通信システム内において行われる協調中継ホップ数を示すものである。例えば、協調通信方式を用いた無線通信システムの最も単純な構成は、発信局(Source;S)と、発信局が送信した信号を中継する中継局(Relay;R)と、宛先局(Destination;D)とを具備する1−Relay2−HOP(1R2H)構成である。1R2H構成では、一般に、発信局から中継局への送受信と、中継局から宛先局への送受信とに対して、無線資源(時間及び周波数)の1スロットを割り当てるため、無線通信システム全体における、送受信における1周期を2スロットとすることが多い。 Further, the cooperative system configuration (topology) includes the number of communication devices as a source station, a relay station, and a destination station that configure a wireless communication system using the cooperative communication method, and cooperative relay hops performed in the wireless communication system. Indicates a number. For example, the simplest configuration of a wireless communication system using a cooperative communication scheme includes a source station (Source; S), a relay station (Relay; R) that relays a signal transmitted by the source station, and a destination station (Destination; D) and a 1-Relay2-HOP (1R2H) configuration. In the 1R2H configuration, generally, one slot of radio resources (time and frequency) is allocated to transmission / reception from the transmission station to the relay station and transmission / reception from the relay station to the destination station. In many cases, one period is set to two slots.
また、協調プロトコルとは、無線通信システムの1周期における各通信装置(発信局、中継局、及び宛先局)間における送受信関係の組合せを示すものである。 The cooperative protocol indicates a combination of transmission / reception relationships between communication devices (source station, relay station, and destination station) in one cycle of the wireless communication system.
図3、図4を参照して、1R2H構成を有する無線通信システムにおける協調プロトコルII(例えば、非特許文献1参照)を説明する。図3、図4は、1R2H(1−Relay2−HOP)構成を有する無線通信システムにおける協調プロトコルIIを示す説明図である。無線通信システムは、発信局(S)と、中継局(R)と、宛先局(D)とを具備する。無線通信システムの1周期は、スロット1とスロット2との2つのスロットに分けられている。スロット1において、発信局(S)が中継局(R)及び宛先局(D)へのブロードキャスト送信を行い、スロット2において、中継局(R)が宛先局(D)へ送信をする。宛先局(D)は、スロット1において、発信局(S)が送信する信号(サブパケットP1)を受信し、スロット2において、中継局(R)が送信する信号(サブパケットP1)を受信する。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the cooperation protocol II (for example, refer nonpatent literature 1) in the radio | wireless communications system which has 1R2H structure is demonstrated. 3 and 4 are explanatory diagrams showing the coordination protocol II in the wireless communication system having the 1R2H (1-Relay2-HOP) configuration. The wireless communication system includes a source station (S), a relay station (R), and a destination station (D). One period of the wireless communication system is divided into two slots, slot 1 and
この協調プロトコルIIは、SIMO(Single-Input Multiple-Output)型とも呼ばれる(例えば、非特許文献1参照)。以下、無線通信システムにおいて、協調プロトコルとしてプロトコルIIを適用した場合の発信局、中継局、及び宛先局の送受信関係を説明する。協調プロトコルとしてプロトコルIIを適用した場合、スロット1において、発信局が中継局及び宛先局に対してサブパケットP1をブロードキャスト送信する。このとき、宛先局が受信する受信ベースバンド信号Yd1(n)は、(1)式として表される(例えば非特許文献2参照)。 This cooperative protocol II is also called SIMO (Single-Input Multiple-Output) type (see, for example, Non-Patent Document 1). Hereinafter, the transmission / reception relationship of the source station, the relay station, and the destination station when the protocol II is applied as the cooperation protocol in the wireless communication system will be described. When protocol II is applied as the cooperative protocol, in slot 1, the transmission station broadcasts the subpacket P1 to the relay station and the destination station. At this time, the reception baseband signal Y d1 (n) received by the destination station is expressed as equation (1) (see, for example, Non-Patent Document 2).
また、スロット1における中継局が受信する受信信号Yr1(n)は、(2)式として表される。 Further, the received signal Y r1 (n) received by the relay station in slot 1 is expressed as equation (2).
中継局は、スロット1において受信した受信信号Yr1をスロット2で送出するために記憶する。記憶された信号は増幅係数αrで増幅され、増幅した信号はスロット2において宛先局へ送信される。ここで中継局は送受信に共通の局部発振器を使用する。増幅係数αrは、中継局が受信信号Yr1を増幅する特性に応じて定められる。このとき、受信時の付加雑音の存在を考慮すると、スロット2における宛先局が受信する受信信号Yd2(n)は、(3)式で表される。
The relay station stores the received signal Y r1 received in slot 1 for transmission in
(1)−(3)式でそれぞれ見られる(fD−fS)、(fR−fS)、(fD−fR+fR−fS)は発信局−宛先局間、発信局−中継局間、発信局−中継局−宛先局間の搬送周波数オフセット(carrier frequency offset:CFO)である。これに対し、宛先局では自動周波数制御(Automatic Frequency Control:AFC)によるCFOの推定と補正が行われる。 (F D -f S ), (f R -f S ), and (f D -f R + f R -f S ) seen in the expressions (1)-(3), respectively, are between the source station and the destination station, It is a carrier frequency offset (CFO) between relay stations and between a transmission station, a relay station, and a destination station. In contrast, the destination station performs CFO estimation and correction by automatic frequency control (AFC).
ここで、CFOの推定値と真のCFO値の差分が存在する場合、その差分は残留CFOと呼ばれる。残留CFOは特にOFDM伝送を行う場合、サブキャリア間の直交性を崩し相互キャリア間干渉(Inter-Carrier Interference:ICI)を生じさせる事で、伝送特性を大きく劣化させる(例えば、非特許文献2)。残留CFOが0に近ければ近いほどICIの影響を小さくでき、伝送特性の劣化を緩和できる。 Here, if there is a difference between the estimated CFO value and the true CFO value, the difference is called residual CFO. Residual CFO particularly degrades transmission characteristics by breaking orthogonality between subcarriers and causing inter-carrier interference (ICI) when performing OFDM transmission (for example, Non-Patent Document 2). . The closer the residual CFO is to 0, the smaller the influence of ICI can be, and the deterioration of transmission characteristics can be mitigated.
ところで、協調中継伝送によって周波数同期を行う無線通信システムにおいては、残留搬送周波数オフセット(CFO)を小さくして伝送特性の劣化を緩和させる必要がある。そのため自動周波数制御(AFC)による搬送周波数オフセットの推定はより精度の高いものにしなければならないという問題がある。 By the way, in a wireless communication system that performs frequency synchronization by cooperative relay transmission, it is necessary to reduce the residual carrier frequency offset (CFO) to alleviate the deterioration of transmission characteristics. Therefore, there is a problem that the estimation of the carrier frequency offset by automatic frequency control (AFC) has to be made more accurate.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、自動周波数制御(AFC)での搬送周波数オフセット(CFO)の推定の精度を向上させることができる無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wireless communication system and a wireless communication method capable of improving the accuracy of estimation of a carrier frequency offset (CFO) in automatic frequency control (AFC). For the purpose.
本発明は、無線チャネルを時分割して得られる第1スロットにおいてパケットを送信する発信局装置と、前記パケットの宛先である宛先局装置と、前記発信局装置が第1スロットにおいて送信したパケットを受信し、第2スロットにおいて前記宛先局装置へ送信する中継局装置により構成される無線通信システムであって、前記中継局装置は、局部発振手段を用いて、前記第1スロットにおいて受信したパケットを周波数変換し、かつ、前記第2スロットにおいて送信するパケットを周波数変換する手段を備え、前記宛先局装置は、前記第1スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量と、前記第2スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量とを平均化し、平均化したオフセット量を用いて受信したパケットの周波数オフセットを補正する手段を備えることを特徴とする。 The present invention provides a source station apparatus that transmits a packet in a first slot obtained by time-sharing a radio channel, a destination station apparatus that is a destination of the packet, and a packet that the source station apparatus transmits in a first slot. A radio communication system configured by a relay station apparatus that receives and transmits to the destination station apparatus in a second slot, wherein the relay station apparatus uses a local oscillation means to receive a packet received in the first slot Means for frequency-converting and frequency-converting a packet to be transmitted in the second slot, wherein the destination station apparatus calculates a frequency offset amount calculated using the packet received in the first slot, and the second slot Averaging the frequency offset amount calculated using the packets received in step 1, and averaging the offset amount Characterized in that it comprises a means for correcting the frequency offset of the received packet with.
本発明は、無線チャネルを時分割して得られる第1スロットにおいてパケットを送信する発信局装置と、前記パケットの宛先である宛先局装置と、前記発信局装置が第1スロットにおいて送信したパケットを受信し、第2スロットにおいて前記宛先局装置へ送信する中継局装置により構成される無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記中継局装置が、局部発振手段を用いて、前記第1スロットにおいて受信したパケットを周波数変換し、かつ、前記第2スロットにおいて送信するパケットを周波数変換するステップと、前記宛先局装置が、前記第1スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量と、前記第2スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量とを平均化し、平均化したオフセット量を用いて受信したパケットの周波数オフセットを補正するステップとを有することを特徴とする。
The present invention provides a source station apparatus that transmits a packet in a first slot obtained by time-sharing a radio channel, a destination station apparatus that is a destination of the packet, and a packet that the source station apparatus transmits in a first slot. A wireless communication method performed by a wireless communication system configured by a relay station apparatus that receives and transmits to a destination station apparatus in a second slot, wherein the relay station apparatus uses a local oscillation unit to Converting the frequency of the packet received in
本発明によれば、自動周波数制御(AFC)での搬送周波数オフセット(CFO)の推定の精度を向上させることができるため、無線通信特性の劣化を緩和させることができるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of estimation of the carrier frequency offset (CFO) in automatic frequency control (AFC), so that it is possible to alleviate deterioration of radio communication characteristics.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図4に示すように、本実施形態では中継局の送受信に共通の局部発振器を使用し中継局を通過する信号と通過しない信号のCFO値を同じにする。(3)式において中継局を通過する信号のCFO値がfD−fS+fR−fS=fD−fSとなり、通過しない信号のCFO値fD−fSと同じである事が確認できる。本実施形態では宛先局の各スロットでの受信信号により得る推定CFO値に対し重み付け処理と平均化を行い推定精度を向上させる。 Hereinafter, a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, in this embodiment, a common local oscillator is used for transmission / reception of the relay station, and the CFO values of the signal passing through the relay station and the signal not passing through are made the same. (3) It CFO value of the signal passing through the relay station is the same as f D -f S + f R -f S = f D -f S , and the signal does not pass CFO value f D -f S is the formula I can confirm. In the present embodiment, weighting processing and averaging are performed on the estimated CFO value obtained from the received signal in each slot of the destination station to improve the estimation accuracy.
すなわち、中継局の送受信のそれぞれに用いる周波数コンバートのための局部発振器を共通化することによって、中継局において生じるCFOを相殺する。このようにすると、第1スロットと第2スロットで生じるCFOがいずれも発信局と宛先局のそれぞれが備える局部発振器のCFOになる。この性質を利用して、第1スロットと第2スロットのそれぞれで検出した周波数オフセットを平均化することによって、雑音成分等を抑圧し、精度の高いCFO推定が可能となる。 That is, by sharing a local oscillator for frequency conversion used for each transmission / reception of the relay station, CFO generated in the relay station is canceled. In this way, the CFO generated in the first slot and the second slot are both local oscillator CFOs of the source station and the destination station. By using this property and averaging the frequency offset detected in each of the first slot and the second slot, it is possible to suppress noise components and to perform highly accurate CFO estimation.
図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。同図に示すように、無線通信システムは、通信装置としての発信局Sと中継局Rと宛先局Dとを備え、協調通信方式を用いた1R2H(1−Relay2−Hop)の構成を有する。無線通信システムは、発信局Sから中継局Rへの送受信と、発信局S及び中継局Rから宛先局Dへの送受信とそれぞれに対して、無線資源(時間及び周波数)の1スロットが割り当てられ、2スロット(スロット1及びスロット2)を1周期として無線通信を行う。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. As shown in the figure, the wireless communication system includes a transmission station S, a relay station R, and a destination station D as communication devices, and has a 1R2H (1-Relay2-Hop) configuration using a cooperative communication scheme. In the radio communication system, one slot of radio resources (time and frequency) is allocated to transmission / reception from the transmission station S to the relay station R and transmission / reception from the transmission station S and the relay station R to the destination station D. Wireless communication is performed with two slots (slot 1 and slot 2) as one cycle.
発信局Sの送信信号生成部1は宛先局Dに伝送する情報ビット列を送信信号への変調処理を行う。パスバンド変換部2は、変調処理がなされた信号に対してパスバンド処理を行う。送信部3は、パスバンド変換部2から出力された信号を局部発振器4によってアップコンバートして送信する。
The transmission signal generation unit 1 of the transmission station S performs a modulation process on the information bit string transmitted to the destination station D into a transmission signal. The
中継局Rは発信局Sから受信した情報ビット列を宛先局Dに送信する中継を行う。スロット1内で中継局Rは受信モードに入る。スイッチ部11は受信した信号を受信部12へ出力する。受信部12は、入力した信号をダウンコンバートして出力する。受信信号記憶部13は、受信信号の情報をスロット2において信号送出するまで記憶する。受信信号増幅部14は、スロット2において中継局Rが受信した信号を送出する際に信号を増幅する。送信部15は、受信時と共通の局部発振器16により信号はアップコンバートして送信する。
The relay station R relays the information bit string received from the transmission station S to the destination station D. Within slot 1, relay station R enters the reception mode. The
宛先局Dは発信局S及び中継局Rから情報ビット列を受信する。受信部21は、受信した信号は局部発振器22によってダウンコンバートする。ベースバンド変換部23は、ベースバンド変換を行う。自動周波数制御部24は、ベースバンド変換がなされた信号のCFOを補正する。受信信号復号部25は、CFOが補正された信号を復号して情報ビット列を出力する。
The destination station D receives the information bit string from the source station S and the relay station R. The receiving
次に、図2を参照して、図1に示す自動周波数制御部24の詳細な構成と搬送周波数の推定動作を説明する。搬送波周波数の推定は、自己相関計算部31、34によって繰り返し送信されるパイロット信号の自己相関値を求める。一例として、サンプリング周期をTとし、スロット1または2で受信されるパイロット信号をrp(k)(1≦k≦2K)とする。ただし、Kは繰り返し送信されるパイロット信号の周期に相当するサンプル数である。周期Kサンプルの信号は連続して送信される。搬送波周波数誤差をΔfとし、繰り返し送信されるパイロット信号のサンプル点において1周期分、すなわちKサンプル離れた2つのサンプル点rp(k),rp(k+K)に関して考える。雑音およびフェージングの影響がなければ、rp(k+K)は繰り返し送信されるパイロット信号の周期がKサンプルであることよりrp(k)を用いて、
受信装置がk=K+1,K+2,…,2Kの時刻にパイロット信号を受信しているときに、現在受信している信号とKサンプル遅延させた信号の複素共役との乗算結果は(5)式のようになる。 When the receiving apparatus receives the pilot signal at the time of k = K + 1, K + 2,..., 2K, the multiplication result of the currently received signal and the complex conjugate of the signal delayed by K samples is expressed by equation (5). become that way.
自己相関計算部31、34において得られる自己相関値について、スロット1とスロット2のものを合わせて平均処理部37による平均化を行ことにより、推定精度を向上させる。これは、前述の通りスロット1、2での受信信号の周波数オフセットはどちらもfD−fSであるために本操作が可能である。
The autocorrelation values obtained in the
平均化処理部37による平均化おいては、重み付け係数算出部32、35が、自己相関計算部31、34のそれぞれから出力する自己相関値から重み付け係数を算出するとともに、重み付け処理部33、36が、自己相関計算部31、34のそれぞれから出力する自己相関値に対して、重み付け係数算出部32から出力する重み付け係数に基づき重み付け処理を行うことによりスロット1とスロット2の最大比合成を行う。位相計算部38は、得られた自己相関値の合成値のもつ位相を計算することにより、時刻がKT経過する間の搬送波周波数誤差に起因する位相変動量ΔθK=2πΔf・KTを推定する。
In the averaging by the averaging
求められた位相変動量から、1サンプル点あたりの位相変動量Δθ=ΔθK/Kが得られる。搬送波周波数補正部39は、得られた値を搬送波周波数推定値として、基準となるサンプル点からkサンプル離れたサンプル点の位相を−kΔθ回転させることにより、搬送波周波数誤差に起因する位相変動を補正する。
From the obtained phase fluctuation amount, the phase fluctuation amount Δθ = Δθ K / K per sample point is obtained. The carrier
ここでの協調プロトコルはプロトコルIIと呼ばれるものを用いている(例えば、非特許文献1参照)。これは、図3、4に示すように発信局Sがスロット2で信号送出を行わないプロトコルである。図4に示すように、スロット1とスロット2の宛先局DでのCFOは同じfD−fSである。
The cooperation protocol here uses what is called protocol II (for example, refer nonpatent literature 1). This is a protocol in which the transmitting station S does not transmit a signal in
前述の説明において、協調プロトコルのプロトコルIIを用いた場合を例に説明したが、プロトコルI(例えば、非特許文献1参照)を用いるようにしてもよい。図5、図6はプロトコルIを用いる場合の説明図である。スロット1とスロット2の宛先局DでのCFOは同じfD−fSである事が図6で示されている。なお、CFO推定に用いるのは、各パケットにおける共通部分であり、したがって、その後の信号が互いに異なる場合であっても、CFOを精度よく推定できる。
In the above description, the case where the protocol II of the cooperative protocol is used has been described as an example, but the protocol I (for example, refer to Non-Patent Document 1) may be used. 5 and 6 are explanatory diagrams when the protocol I is used. It is shown in FIG. 6 that the CFO at the destination station D in slot 1 and
また、前述の説明において、チャネル符号化部は、宛先局Dに伝送する情報ビット列が漏洩することを防ぐために、入力される情報ビット列に対して、所定のスクランブルコードを用いてスクランブルを行うようにしてもよい。また、チャネル符号化部は、マルチパス波による影響を軽減するために、巡回シフトディレイ(Cyclic Shift Delay;CSD)を追加するようにしてもよい。 In the above description, the channel coding unit scrambles the input information bit string using a predetermined scramble code in order to prevent the information bit string transmitted to the destination station D from leaking. May be. Further, the channel coding unit may add a cyclic shift delay (CSD) in order to reduce the influence of the multipath wave.
また、前述の説明において、マルチキャリアシステムとしてOFDM変調を用いた場合について説明したが、これに限ることなく、シングルキャリアシステムを用いるようにしてもよい。 In the above description, the case where OFDM modulation is used as a multicarrier system has been described. However, the present invention is not limited to this, and a single carrier system may be used.
また、前述の説明において、マルチキャリアシステムとしてOFDM変調を用いた場合について説明したが、これに限ることなく、直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access;OFDMA)システムや、マルチキャリア符号分割多元接続(Multi Carrier-Code Division Multiple Access;MC−CDMA)を用いるようにしてもよい。 In the above description, the case where OFDM modulation is used as a multicarrier system has been described. However, the present invention is not limited to this, and an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, a multicarrier code division multiple, or the like. Connection (Multi Carrier-Code Division Multiple Access; MC-CDMA) may be used.
また、2ホップシステムだけでなくマルチホップシステムを用いるようにしてもよい。これはマルチホップで複数の中継局Rを介して宛先局Dで受信される信号もCFO値は、fD−(fR,1+・・・+fR,m)+(fR,1+・・・+fR,m)−fs=fD−fSであるためである。ここで、fR,mは第m番目の中継局Rの搬送周波数を表す。 Further, not only a 2-hop system but also a multi-hop system may be used. This is because the CFO value of a signal received at the destination station D via a plurality of relay stations R in multi-hop is f D − (f R, 1 +... + F R, m ) + (f R, 1 + ... + f R, m ) -f s = f D -f S. Here, f R, m represents the carrier frequency of the mth relay station R.
また、中継局Rが1つだけ存在する1リレーシステムだけでなく複数の中継局Rが存在し同時送信を行うマルチリレーシステムを用いるようにしてもよい。これは任意の中継局Rを介して宛先局Dで受信される信号もCFO値はfD−fR,m+fR,m−fs=fD−fSであるためである。 Further, not only one relay system in which only one relay station R exists, but also a multi-relay system in which a plurality of relay stations R exist and performs simultaneous transmission may be used. This signal is also CFO value received at the destination station D through any of the relay station R is because it is f D -f R, m + f R, m -f s = f D -f S.
また、各無線局が1本のアンテナのみを持つシングルアンテナシステムだけでなく、複数のアンテナを持つマルチアンテナシステムを用いるようにしてもよい。これは複数のアンテナを持つ場合も各無線局は同一の局部発振器を用いているため、一無線局におけるアンテナ毎の搬送周波数は同一の値となるからである。 Further, not only a single antenna system in which each radio station has only one antenna but also a multi-antenna system having a plurality of antennas may be used. This is because each radio station uses the same local oscillator even when it has a plurality of antennas, so that the carrier frequency for each antenna in one radio station has the same value.
以上説明したように、無線中継システムにおいて、協調伝送を行う際に、各装置が備える局部発振器間の周波数オフセット(CFO)の補償をすることができる。無線中継における協調伝送の一形態として、無線チャネルを2つのタイムスロットに区切って、第1のタイムスロットにおいて、発信局が第1のデータを送信し、第2のタイムスロットにおいて、中継局が第1のデータを転送する形態がある。この形態では、各装置が備える局部発振器が異なることにより生じるCFOが受信、送信動作の度に信号に含まれることになり、例えば、第1のスロットにおいて発信局が送信して宛先局により受信された信号と、第2のスロットにおいて中継局が送信して宛先局により受信された信号とをダイバーシチ受信しようとした場合に、各信号間の周波数オフセットの相違によって信号品質が劣化するという問題がある。 As described above, in the wireless relay system, when coordinated transmission is performed, it is possible to compensate for a frequency offset (CFO) between local oscillators included in each device. As one form of cooperative transmission in wireless relay, the wireless channel is divided into two time slots, the first station transmits the first data in the first time slot, and the relay station transmits the first data in the second time slot. There is a form of transferring one data. In this mode, the CFO generated by different local oscillators provided in each device is included in the signal for every reception and transmission operation. For example, the source station transmits in the first slot and is received by the destination station. Signal diversity and a signal received by the destination station and received by the destination station in the second slot, there is a problem that the signal quality deteriorates due to the difference in frequency offset between the signals. .
本実施形態では、中継局が送受信のそれぞれに用いる局部発振器として同一のものを使用し、宛先局が第1のタイムスロットで受信したトレーニング信号と第2のタイムスロットで受信したトレーニング信号とを平均化して周波数オフセットを推定し、データ部分の周波数オフセットを補償する。かかる構成により、各装置間の局部発振器が相違した場合であっても、精度よく周波数オフセットを推定して補償することができる。具体的には、中継局が送受信のそれぞれに用いる局部発振器を同一のものとすることで、中継局において生じるCFOについて、送信時のCFOと受信時のCFOとを相殺することができる。この性質を利用すると、第2のタイムスロットに残ったCFOは、発信局と宛先局の間のCFOのみとなり、第1のタイムスロットのCFOも同様に発信局と宛先局の間のCFOのみであることから、これらを平均化すれば信号は強め合い、雑音は弱めあうため、CFO推定の精度を高めることが可能となる。 In the present embodiment, the same local oscillator is used as the local oscillator used by the relay station for transmission and reception, and the training signal received by the destination station in the first time slot and the training signal received in the second time slot are averaged. To estimate the frequency offset and compensate for the frequency offset in the data portion. With this configuration, even when the local oscillators between the devices are different, the frequency offset can be accurately estimated and compensated. Specifically, by using the same local oscillator for each transmission / reception by the relay station, the CFO generated at the relay station can be offset from the CFO at the time of transmission and the CFO at the time of reception. If this property is used, the CFO remaining in the second time slot is only the CFO between the source station and the destination station, and the CFO in the first time slot is similarly only the CFO between the source station and the destination station. Therefore, if these are averaged, the signals are strengthened and the noise is weakened, so that the accuracy of CFO estimation can be improved.
なお、図1における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線通信処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 Note that a program for realizing the function of the processing unit in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to execute wireless communication processing. You may go. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Accordingly, additions, omissions, substitutions, and other changes of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.
協調中継伝送で周波数同期を行う無線通信システムにおいて、自動周波数制御(AFC)での搬送周波数オフセット(CFO)の推定の精度を向上させることが不可欠な用途に適用できる。 In a wireless communication system that performs frequency synchronization by cooperative relay transmission, it can be applied to an application in which it is essential to improve the accuracy of carrier frequency offset (CFO) estimation in automatic frequency control (AFC).
S・・・発信局、1・・・送信信号生成部、2・・・パスバンド変換部、3・・・送信部、4・・・局部発振器、R・・・中継局、11・・・スイッチ部、12・・・受信部、13・・・受信信号記憶部、14・・・信号増幅部、15・・・送信部、16・・・局部発振器、D・・・・宛先局、21・・・受信部、22・・・局部発振器、23・・・ベースバンド変換部、24・・・自動周波数制御部、25・・・受信信号復号部、31、34・・・自己相関計算部、32、35・・・重み付け係数算出部、33、36・・・重み付け処理部、37・・・平均化処理部、38・・・位相計算部、39・・・搬送波周波数補正部
S ... transmitting station, 1 ... transmission signal generator, 2 ... passband converter, 3 ... transmitter, 4 ... local oscillator, R ... relay station, 11 ... Switch unit, 12... Reception unit, 13... Reception signal storage unit, 14... Signal amplification unit, 15... Transmission unit, 16. ... Receiver, 22 ... Local oscillator, 23 ... Baseband converter, 24 ... Automatic frequency controller, 25 ... Received signal decoder, 31, 34 ...
Claims (2)
前記中継局装置は、局部発振手段を用いて、前記第1スロットにおいて受信したパケットを周波数変換し、かつ、前記第2スロットにおいて送信するパケットを周波数変換する手段を備え、
前記宛先局装置は、前記第1スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量と、前記第2スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量とを平均化し、平均化したオフセット量を用いて受信したパケットの周波数オフセットを補正する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。 A source station device that transmits a packet in a first slot obtained by time-division of a radio channel; a destination station device that is a destination of the packet; a packet that the source station device transmits in the first slot; A wireless communication system configured by a relay station device that transmits to the destination station device in two slots,
The relay station apparatus includes means for frequency-converting a packet received in the first slot and frequency-converting a packet to be transmitted in the second slot using a local oscillating means,
The destination station device averages the frequency offset amount calculated using the packet received in the first slot and the frequency offset amount calculated using the packet received in the second slot, and averages the offset amount A wireless communication system, comprising: means for correcting a frequency offset of a packet received using the wireless communication system.
前記中継局装置が、局部発振手段を用いて、前記第1スロットにおいて受信したパケットを周波数変換し、かつ、前記第2スロットにおいて送信するパケットを周波数変換するステップと、
前記宛先局装置が、前記第1スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量と、前記第2スロットにおいて受信したパケットを用いて算出した周波数オフセット量とを平均化し、平均化したオフセット量を用いて受信したパケットの周波数オフセットを補正するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。 A source station device that transmits a packet in a first slot obtained by time-division of a radio channel; a destination station device that is a destination of the packet; a packet that the source station device transmits in the first slot; A wireless communication method performed by a wireless communication system configured by a relay station device that transmits to the destination station device in two slots,
The relay station apparatus frequency-converts a packet received in the first slot using a local oscillating means, and frequency-converts a packet to be transmitted in the second slot;
The destination station apparatus averages the frequency offset amount calculated using the packet received in the first slot and the frequency offset amount calculated using the packet received in the second slot, and averaged offset amount And a step of correcting a frequency offset of a packet received using the wireless communication method.
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