JP2013172331A

JP2013172331A - 無線信号検出装置および無線信号検出方法

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Publication number: JP2013172331A
Application number: JP2012035443A
Authority: JP
Inventors: Kanshiro Kashiki; 勘四郎樫木; Akira Yamaguchi; 明山口; Kosuke Yamazaki; 浩輔山崎
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】複数の無線信号が重畳された状態で特定の無線信号を検出することを図る。
【解決手段】同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号Ａから第１の無線信号を復調する復調器２と、復調された信号に対して第１の無線信号の変調を行う変調器５と、受信信号Ａから、変調された信号を除去する信号除去部（振幅・位相制御器６、相関器７、加算器９）と、除去後の信号から第２の無線信号を検出する検出器１０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線信号検出装置および無線信号検出方法に関する。

近年、移動通信の分野においては、周波数の逼迫に対処するために、周波数の２次割当が多方面で検討されている。例えば、周波数の１次割当による移動通信システム（以下、第１無線システムと称する）が当該周波数を利用していない地域（一般にはホワイトスペースと呼ばれている）で、当該周波数の２次割当により別の移動通信システム（以下、第２無線システムと称する）を運用することが検討されている。この検討において、第２無線システムの無線信号（以下、第２無線システム信号と称する）が第１無線システムに対して電波干渉を与えていないことを確認する技術が一課題である。

従来、第２無線システム側で第１無線システムの無線信号（以下、第１無線システム信号と称する）を検出する技術として、例えば非特許文献１，２が知られている。非特許文献１の従来技術では、第１無線システム信号に識別信号を含めることによって、第２無線システム側で第１無線システム信号を精度よく検出できるようにしている。非特許文献２には、ホワイトスペースの利用に関しての技術課題として、ある一定の法則に従って第２無線システムの送信条件を予め決定する手法などが開示されている。

「コグニティブ無線における既知信号を利用した通信中に到来するプライマリ信号検出方法」、信学技報、SR2008-18、2008年7月「ホワイトスペースにおける新たなブロードバンドアクセスに向けた研究開発」、信学技報、SR2011-76、2011年10月

第１無線システムが、自己のサービスエリア内で、第２無線システムから電波干渉を受けているか否かを監視することを想定する。この場合、一般には、比較的受信強度の大きな第１無線システム信号と比較的受信強度の小さな第２無線システム信号とが重畳された状態で、微弱な第２無線システム信号を検出する必要があると考えられる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、複数の無線信号が重畳された状態で特定の無線信号を検出することができる無線信号検出装置および無線信号検出方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線信号検出装置は、同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号から、第１の無線信号を復調する復調部と、前記復調された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行う変調部と、前記受信信号から、前記変調された信号を除去する信号除去部と、前記除去後の信号から、第２の無線信号を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線信号検出装置においては、前記復調された信号に対して誤り訂正復号化を行う復号化部と、前記誤り訂正復号化された信号に対して誤り訂正符号化を行う符号化部と、を備え、前記変調部は前記誤り訂正符号化された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行うことを特徴とする。

本発明に係る無線信号検出装置においては、前記受信信号に基づいて伝送路状態を推定する伝送路状態推定部と、前記変調された信号に対して前記推定された伝送路状態を反映させる伝送路状態反映部と、を備え、前記信号除去部は、前記受信信号から、前記伝送路状態の反映後の信号を除去することを特徴とする。

本発明に係る無線信号検出装置は、第１の無線信号の変調を行う変調部と、同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号から、前記変調された信号を除去する信号除去部と、前記除去後の信号から、第２の無線信号を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線信号検出装置においては、前記第１の無線信号に対して誤り訂正符号化を行う符号化部を備え、前記変調部は前記誤り訂正符号化された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行うことを特徴とする。

本発明に係る無線信号検出装置において、前記信号除去部は、前記変調された信号と前記除去後の信号の相関を取る相関部と、前記相関を取った結果に基づいて、前記相関が最も小さくなるように、前記変調された信号の振幅および位相を制御する制御部と、前記制御された信号を前記受信信号から除去する除去部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る無線信号検出方法は、同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号から、第１の無線信号を復調するステップと、前記復調された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行うステップと、前記受信信号から、前記変調された信号を除去するステップと、前記除去後の信号から、第２の無線信号を検出するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、複数の無線信号が重畳された状態で特定の無線信号を検出することができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係る移動通信システムの概略構成図である。本発明の一実施形態に係る無線信号検出方法の原理を説明するための概念図である。本発明の一実施形態に係る無線信号検出装置１の実施例１である。実施形態に係る無線信号検出装置１の実施例２である。本発明の一実施形態に係る無線信号検出装置１の実施例３である。本発明の一実施形態に係る移動通信システムの概略構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの概略構成図である。図１において、第１無線システムの基地局１０１は、サービスエリア１００を提供している。第２無線システムの基地局２０１は、サービスエリア２００を提供している。第２無線システムのサービスエリア２００は、第１無線システムのサービスエリア１００内のホワイトスペースで提供される。移動局２０２は、第２無線システムのサービスエリア２００内で基地局２０１に接続している。なお、本実施形態では第２無線システムは基地局と移動局から構成されるが、第２無線システムは無線端末間で通信する端末間通信システムであってもよい。

第１無線システムでは、自己のサービスエリア１００内で第２無線システムから電波干渉を受けているか否かを監視する。このために、第１無線システムのサービスエリア１００内には、本実施形態に係る無線信号検出装置１が設けられる。第２無線システムが電波干渉を与えている場合には、無線信号検出装置１は、第１無線システムのサービスエリア１００内において、第１無線システム信号と第２無線システム信号とが重畳された状態で、第２無線システム信号を検出する。

図２は、本実施形態に係る無線信号検出方法の原理を説明するための概念図である。図２には、第１無線システムのサービスエリア１００内のある地点で受信した無線信号の状態が示されている。図２において、第１無線システム信号と第２無線システム信号と雑音とが重畳された状態となっている。

まず、受信信号から第１無線システム信号を復調する。次いで、復調した信号を変調して第１無線システム信号を復元する。一般に誤り訂正機能が具備されているので、高い精度で第１無線システム信号を復元することができる。次いで、復元した第１無線システム信号を受信信号から除去する。これにより、「雑音＋第２無線システム信号」を取得できる。次いで、「雑音＋第２無線システム信号」から、有意な第２無線システム信号があるかを検出する。なお、第２無線システム信号の検出方法には、例えば非特許文献１に記載される、識別信号を利用した方法（特徴検出と呼ばれる）を利用できる。

以下、本実施形態に係る無線信号検出装置１について実施例を説明する。

図３は本実施形態に係る無線信号検出装置１の実施例１である。図３において、無線信号検出装置１には、受信信号Ａが入力される。受信信号Ａは、図２に例示されるように、第１無線システム信号と第２無線システム信号と雑音とが重畳された信号となっている。復調器２は、受信信号Ａに対して、第１無線システム信号の復調を行い、復調した信号を出力する。次いで、復号化器３は、復調器２の出力信号に対して、第１無線システム信号の誤り訂正復号化を行い、復号化した信号を出力する。次いで、符号化器４は、復号化器３の出力信号に対して、第１無線システム信号の誤り訂正符号化を行い、符号化した信号を出力する。次いで、変調器５は、符号化器４の出力信号に対して、第１無線システム信号の変調を行い、変調した信号Ｂを出力する。

振幅・位相制御器６は、相関器７の出力信号Ｆに基づいて信号Ｂの振幅および位相を制御し、制御した信号Ｃを出力する。遅延器８は、受信信号Ａを遅延させ、遅延させた信号Ｄを出力する。加算器９は、信号Ｄに対して、負入力の信号Ｃを加算し（つまり、信号Ｄから信号Ｃが減算される）、その結果の信号Ｅを出力する。

相関器７は、信号Ｂと信号Ｅの相関を取り、その結果の信号Ｆを出力する。振幅・位相制御器６は、その信号Ｆに基づいて、相関が最も小さくなるように、信号Ｂの振幅および位相を制御する。

検出器１０は、信号Ｅから、有意な第２無線システム信号があるかを検出する。検出器１０は、その検出結果を示す信号Ｇを出力する。

実施例２は、実施例１の変形例である。図４は本実施形態に係る無線信号検出装置１の実施例２である。この図４において図３の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

実施例２では、実施例１に対して、伝送路状態推定器２０及び乗算器２１を追加している。伝送路状態推定器２０は、受信信号Ａに基づいて伝送路状態を推定し、推定した伝送路状態信号Ｈを出力する。乗算器２１は、信号Ｂに対して伝送路状態信号Ｈを乗算し、その結果の信号Ｉを出力する。振幅・位相制御器６及び相関器７は、その信号Ｉを使用する。

本実施例２によれば、伝送路状態信号Ｈによって伝送路状態が反映された信号Ｉを用いることができる。これにより、受信信号Ａから第１無線システム信号を除去する際に、精度のよく復元された第１無線システム信号（信号Ｃ）を用いることができるので、その除去する精度が向上する。これにより、検出器１０の検出精度の向上を図ることができる。

本実施例２は、第１無線システム信号が周波数選択性フェージングを受けている場合に、特に有効である。例えば、第１無線システムがＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式である場合に適用できる。

図５は本実施形態に係る無線信号検出装置１の実施例３である。この図５において図３の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

実施例３では、第１無線システム信号Ｊが無線信号検出装置１に入力される。第１無線システム信号Ｊは、基地局１０１が送信した信号を取得した信号である。例えば、図６に示されるように、第１無線システム信号Ｊを取得するための受信機３００を設ける。受信機３００は、第１無線システム信号Ｊを精度よく受信できる場所に設置される。

図５において、第１無線システム信号Ｊは符号化器４に入力される。以降の動作は図３と同じである。

上述した実施形態によれば、第１無線システム信号と第２無線システム信号とが重畳された状態で、第２無線システム信号を検出することができる。これにより、以下に示すような効果が得られる。

第１無線システムのサービスエリア１００内で、第２無線システムからの電波干渉が無いことを確認できれば、第１無線システム側が安心して自システムの運用を継続することができる。又、ホワイトスペースを確実に特定できれば、携帯電話の端末間通信や自営通信などを利用したデータオフロード等にホワイトスペースを用いることが可能となり、周波数の利用効率の向上に寄与することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第１無線システム信号と第２無線システム信号が複数ある場合には、本実施形態を直列的に繰り返して適用することにより、第２無線システム信号の検出が可能である。この場合には、受信強度の大きな第１無線システム信号から順番に除去していくことが好ましい。

また、無線信号検出装置１の動作は、受信信号が入力される実時間で行ってもよく、又は、受信信号を一旦蓄積した後に非実時間で行うようにしてもよい。

なお、第１無線システムとしては、移動通信システム（基地局と移動局から構成される）、無線局が固定された（移動しない）無線通信システム、又は、放送システム（放送局と受信局から構成される）などが挙げられる。第２無線システムとしては、移動通信システム（基地局と移動局から構成される）、又は、無線端末間で通信する端末間通信システムなどが挙げられる。

１…無線信号検出装置、２…復調器、３…復号化器、４…符号化器、５…変調器、６…振幅・位相制御器（信号除去部）、７…相関器（信号除去部）、８…遅延器、９…加算器（信号除去部）、１０…検出器、２０…伝送路状態推定器、２１…乗算器（伝送路状態反映部）、１０１，２０１…基地局

Claims

同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号から、第１の無線信号を復調する復調部と、
前記復調された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行う変調部と、
前記受信信号から、前記変調された信号を除去する信号除去部と、
前記除去後の信号から、第２の無線信号を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする無線信号検出装置。
前記復調された信号に対して誤り訂正復号化を行う復号化部と、
前記誤り訂正復号化された信号に対して誤り訂正符号化を行う符号化部と、を備え、
前記変調部は前記誤り訂正符号化された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線信号検出装置。
前記受信信号に基づいて伝送路状態を推定する伝送路状態推定部と、
前記変調された信号に対して前記推定された伝送路状態を反映させる伝送路状態反映部と、を備え、
前記信号除去部は、前記受信信号から、前記伝送路状態の反映後の信号を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線信号検出装置。
第１の無線信号の変調を行う変調部と、
同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号から、前記変調された信号を除去する信号除去部と、
前記除去後の信号から、第２の無線信号を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする無線信号検出装置。
前記第１の無線信号に対して誤り訂正符号化を行う符号化部を備え、
前記変調部は前記誤り訂正符号化された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行うことを特徴とする請求項４に記載の無線信号検出装置。
前記信号除去部は、
前記変調された信号と前記除去後の信号の相関を取る相関部と、
前記相関を取った結果に基づいて、前記相関が最も小さくなるように、前記変調された信号の振幅および位相を制御する制御部と、
前記制御された信号を前記受信信号から除去する除去部と、
を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線信号検出装置。
同じ周波数帯域に同時に複数の無線信号が重畳されている受信信号から、第１の無線信号を復調するステップと、
前記復調された信号に対して前記第１の無線信号の変調を行うステップと、
前記受信信号から、前記変調された信号を除去するステップと、
前記除去後の信号から、第２の無線信号を検出するステップと、
を含むことを特徴とする無線信号検出方法。