JP2022036483A - Phase calculation device, terminal, communication system, phase calculation method, and phase calculation program - Google Patents

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友聖 中野
Yusei Nakano
和紀 白鳥
Kazuki Shiratori
浩介 内藤
Kosuke Naito
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Abstract

To correctly calculate a phase difference corresponding to Doppler shift without increasing the ratio of a pilot signal in a transmission signal even when the Doppler shift is large in wireless communication.SOLUTION: A phase calculation device includes moving direction calculation means that calculates the moving direction on the basis of information that represents a first position where a terminal is located, information that represents a second position where the terminal is located after the terminal has been moved, and information that represents a third position where a base station that performs wireless communication with the terminal is located, and Doppler shift calculation means that calculates a phase difference in a received carrier corresponding to the Doppler shift caused by the movement when the carrier is received on the basis of the calculated direction, information that represents the speed of the terminal at the time of the movement, information that represents the frequency of the carrier used for wireless communication, and information that represents a repetition period of a pilot signal modulated on the carrier. The size of a range of possible values of the number of rotations representing the phase difference is larger than one rotation.SELECTED DRAWING: Figure 16

Description

本発明は、無線通信において、端末の高速移動に伴うドップラーシフトを補償する技術に関する。 The present invention relates to a technique for compensating for Doppler shift associated with high-speed movement of a terminal in wireless communication.

移動無線通信においてデータシンボルを高精度に復調するためには、高精度なチャネル推定を実現することが重要である。特に新幹線やリニアモーターカー等の高速移動環境下では、ドップラーシフトに起因してチャネル推定精度が大きく劣化することがある。 In order to demodulate data symbols with high accuracy in mobile wireless communication, it is important to realize highly accurate channel estimation. Especially in a high-speed moving environment such as a Shinkansen or a linear motor car, the channel estimation accuracy may be significantly deteriorated due to the Doppler shift.

そこで、チャネル補間において、パイロットシンボルを用いた自動周波数制御(Automatic Frequency Control:AFC)によって、ドップラーシフト量を推定することがある。 Therefore, in channel interpolation, the Doppler shift amount may be estimated by automatic frequency control (AFC) using a pilot symbol.

ドップラーシフトを補償する自動周波数制御技術の一例が、特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の移動無線通信システムは、基地局と移動局とを含む。基地局は、基地局の位置情報を記憶する自局位置情報記憶部を有する。基地局は、基地局の位置情報を含む送信データを移動局へ送信する。移動局は、ドップラー効果計算部と、内部発振器とを含む。ドップラー効果計算部は、自己が取得した移動局の位置情報、速度情報、移動方向情報と、送信データに含められた基地局の位置情報とを基に、送信データのドップラー効果による周波数誤差を計算する。内部発振器は、送信データの周波数のドップラー効果による周波数誤差を補正した周波数信号を発振する。上述した構成の結果、特許文献1に記載の移動無線通信システムでは、移動局がドップラー効果による、送信データの周波数の誤差を補正した周波数追従を行う。 An example of an automatic frequency control technique for compensating for Doppler shift is disclosed in Patent Document 1. The mobile wireless communication system described in Patent Document 1 includes a base station and a mobile station. The base station has its own station position information storage unit that stores the position information of the base station. The base station transmits transmission data including the position information of the base station to the mobile station. The mobile station includes a Doppler effect calculator and an internal oscillator. The Doppler effect calculation unit calculates the frequency error due to the Doppler effect of the transmission data based on the position information, velocity information, and movement direction information of the mobile station acquired by itself and the position information of the base station included in the transmission data. do. The internal oscillator oscillates a frequency signal corrected for frequency error due to the Doppler effect of the frequency of the transmitted data. As a result of the above-mentioned configuration, in the mobile wireless communication system described in Patent Document 1, the mobile station performs frequency tracking corrected for the frequency error of the transmission data due to the Doppler effect.

又、ドップラーシフトを補償する技術の一例が、特許文献2に開示されている。特許文献2に記載のマルチキャリア受信装置は、複数のサブキャリアについてパイロットシンボル受信信号により推定されるチャネル特性に基づいてデータシンボル位置のチャネル特性を第1次チャネル推定値として演算する。そして、マルチキャリア受信装置は、該第1次チャネル推定値に基づいて各データシンボル受信信号をチャネル補償して復号する。そして、マルチキャリア受信装置は、その復号信号により推定される各シンボル位置におけるチャネル再推定値に重みを付けて加算して所定シンボル位置におけるチャネル特性を第2次チャネル推定値として演算する。上述した構成の結果、特許文献2に記載のマルチキャリア受信装置は、周波数選択性フェージングが存在し、ドップラー周波数変動を受ける動的なフェージングが存在する環境下においても、チャネル推定値を得る。 Further, an example of a technique for compensating for Doppler shift is disclosed in Patent Document 2. The multi-carrier receiving device described in Patent Document 2 calculates the channel characteristics of the data symbol position as the primary channel estimation value based on the channel characteristics estimated by the pilot symbol reception signal for a plurality of subcarriers. Then, the multi-carrier receiving device channel-compensates and decodes each data symbol reception signal based on the primary channel estimated value. Then, the multi-carrier receiving device weights and adds the channel re-estimated value at each symbol position estimated by the decoded signal, and calculates the channel characteristic at the predetermined symbol position as the secondary channel estimated value. As a result of the above configuration, the multicarrier receiver described in Patent Document 2 obtains channel estimates even in an environment where frequency selective fading is present and dynamic fading subject to Doppler frequency fluctuations is present.

特開2014-160891号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-160891 特開2004-364094号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-36494

一般的に、端末の移動速度が速くなるほどドップラー効果による位相の回転量が大きくなる。そのため、高速移動環境下においてドップラー効果による位相の回転量が一定値(例えば、2π)を超えた場合、位相を正しく推定することが困難になる。例えば、特許文献1及び2に記載の技術では、ドップラー効果による位相の回転量が大きい場合に位相を正しく推定する方法が開示されていない。このような場合、自動周波数制御におけるチャネル推定精度が著しく劣化するという問題がある。 Generally, the faster the moving speed of the terminal, the larger the amount of phase rotation due to the Doppler effect. Therefore, when the amount of phase rotation due to the Doppler effect exceeds a certain value (for example, 2π) in a high-speed moving environment, it becomes difficult to correctly estimate the phase. For example, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 do not disclose a method for correctly estimating the phase when the amount of rotation of the phase due to the Doppler effect is large. In such a case, there is a problem that the channel estimation accuracy in automatic frequency control is significantly deteriorated.

チャネル推定精度が劣化するという問題を解決する方法として、一般的に、パイロットシンボルの挿入間隔を短くすることが考えられる(例えば、特許文献2の段落[0059]における記載を参照)。しかしながら、パイロットシンボルの挿入間隔を短くすると、伝送データの中でパイロットシンボルが占める比率が大きくなる結果、伝送効率が低下するという問題がある。 As a method for solving the problem that the channel estimation accuracy is deteriorated, it is generally considered to shorten the insertion interval of the pilot symbol (see, for example, the description in paragraph [0059] of Patent Document 2). However, if the insertion interval of the pilot symbol is shortened, the ratio of the pilot symbol in the transmission data becomes large, and as a result, there is a problem that the transmission efficiency is lowered.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、無線通信においてドップラーシフトが大きい場合にも、伝送信号の中にパイロット信号が占める比率を増加させることなく、ドップラーシフトに対応する位相差を正しく計算することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when the Doppler shift is large in wireless communication, the phase difference corresponding to the Doppler shift can be obtained without increasing the ratio of the pilot signal in the transmission signal. The main purpose is to calculate correctly.

本発明の一態様において、位相計算装置は、端末が存在した第1位置を表す情報、端末の移動の後に端末が存在した第2位置を表す情報、及び端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、移動の方向を計算する移動方向計算手段と、計算された方向、移動のときの端末の速さを表す情報、無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及びキャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、キャリアを受信した際の移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算するドップラーシフト計算手段とを含む。位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい。 In one aspect of the present invention, the phase calculation device includes information indicating the first position where the terminal was present, information indicating the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and a base station that wirelessly communicates with the terminal. The movement direction calculation means for calculating the movement direction based on the information indicating the third position, the calculated direction, the information indicating the speed of the terminal at the time of movement, and the frequency of the carrier used for wireless communication. Doppler shift to calculate the phase difference in the received carrier, corresponding to the Doppler shift due to movement when the carrier is received, based on the information represented and the information representing the repetition period of the pilot signal modulated over the carrier. Includes calculation means. The size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation.

本発明の一態様において、端末は、位相計算装置と、データ信号復調手段とを含む。位相計算装置は、端末が存在した第1位置を表す情報、端末の移動の後に端末が存在した第2位置を表す情報、及び端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、移動の方向を計算する移動方向計算手段と、計算された方向、移動のときの端末の速さを表す情報、無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及びキャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、キャリアを受信した際の移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算するドップラーシフト計算手段とを含む。位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい。端末は、チャネル推定手段と、チャネル補間手段と、データ信号復調手段とを含む。チャネル推定手段は、基地局から受信したパイロット信号のチャネルを推定する。チャネル補間手段は、位相計算装置によって計算された位相差の計算結果、及びチャネル推定手段によって推定されたパイロット信号のチャネルの推定結果に基づいて、基地局から受信されたデータ信号のチャネルを推定する。データ信号復調手段は、チャネル補間手段によって推定されたデータ信号のチャネルの推定結果に基づいて、データ信号を復調する。 In one aspect of the invention, the terminal includes a phase calculator and data signal demodulation means. The phase calculator has information representing the first position where the terminal was present, information representing the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and information representing the third position where the base station that performs wireless communication with the terminal is present. Based on the movement direction calculation means for calculating the movement direction, the calculated direction, the information indicating the speed of the terminal at the time of movement, the information indicating the frequency of the carrier used for wireless communication, and the carrier. It includes a Doppler shift calculation means for calculating the phase difference in the received carrier corresponding to the Doppler shift due to the movement when the carrier is received, based on the information representing the repetition period of the pilot signal modulated by. The size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation. The terminal includes a channel estimation means, a channel interpolation means, and a data signal demodulation means. The channel estimation means estimates the channel of the pilot signal received from the base station. The channel interpolation means estimates the channel of the data signal received from the base station based on the calculation result of the phase difference calculated by the phase calculator and the estimation result of the channel of the pilot signal estimated by the channel estimation means. .. The data signal demodulation means demodulates the data signal based on the estimation result of the channel of the data signal estimated by the channel interpolation means.

本発明の一態様において、通信システムは、端末と、基地局とを含む。端末は、位相計算装置と、データ信号復調手段とを含む。位相計算装置は、端末が存在した第1位置を表す情報、端末の移動の後に端末が存在した第2位置を表す情報、及び端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、移動の方向を計算する移動方向計算手段と、計算された方向、移動のときの端末の速さを表す情報、無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及びキャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、キャリアを受信した際の移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算するドップラーシフト計算手段とを含む。位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい。端末は、チャネル推定手段と、チャネル補間手段と、データ信号復調手段とを含む。チャネル推定手段は、基地局から受信したパイロット信号のチャネルを推定する。チャネル補間手段は、位相計算装置によって計算された位相差の計算結果、及びチャネル推定手段によって推定されたパイロット信号のチャネルの推定結果に基づいて、基地局から受信されたデータ信号のチャネルを推定する。データ信号復調手段は、チャネル補間手段によって推定されたデータ信号のチャネルの推定結果に基づいて、データ信号を復調する。基地局は、パイロット信号及びデータ信号を送信する。 In one aspect of the invention, the communication system includes a terminal and a base station. The terminal includes a phase calculator and data signal demodulation means. The phase calculator has information representing the first position where the terminal was present, information representing the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and information representing the third position where the base station that performs wireless communication with the terminal is present. Based on the movement direction calculation means for calculating the movement direction, the calculated direction, the information indicating the speed of the terminal at the time of movement, the information indicating the frequency of the carrier used for wireless communication, and the carrier. It includes a Doppler shift calculation means for calculating the phase difference in the received carrier corresponding to the Doppler shift due to the movement when the carrier is received, based on the information representing the repetition period of the pilot signal modulated by. The size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation. The terminal includes a channel estimation means, a channel interpolation means, and a data signal demodulation means. The channel estimation means estimates the channel of the pilot signal received from the base station. The channel interpolation means estimates the channel of the data signal received from the base station based on the calculation result of the phase difference calculated by the phase calculator and the estimation result of the channel of the pilot signal estimated by the channel estimation means. .. The data signal demodulation means demodulates the data signal based on the estimation result of the channel of the data signal estimated by the channel interpolation means. The base station transmits a pilot signal and a data signal.

本発明の一態様において、位相計算方法は、端末が存在した第1位置を表す情報、端末の移動の後に端末が存在した第2位置を表す情報、及び端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、移動の方向を計算し、計算された方向、移動のときの端末の速さを表す情報、無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及びキャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、キャリアを受信した際の移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算する。位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい。 In one aspect of the present invention, the phase calculation method includes information indicating the first position where the terminal was present, information indicating the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and a base station that wirelessly communicates with the terminal. Based on the information representing the third position to be moved, the direction of movement is calculated, the calculated direction, the information indicating the speed of the terminal at the time of movement, the information indicating the frequency of the carrier used for wireless communication, and the carrier. Based on the information representing the repetition period of the pilot signal modulated above, the phase difference in the received carrier corresponding to the Doppler shift due to the movement when the carrier is received is calculated. The size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation.

本発明の一態様において、位相計算プログラムは、位相計算装置が備えるコンピュータに、端末が存在した第1位置を表す情報、端末の移動の後に端末が存在した第2位置を表す情報、及び端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、移動の方向を計算する移動方向計算処理と、計算された方向、移動のときの端末の速さを表す情報、無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及びキャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、キャリアを受信した際の移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算するドップラーシフト計算処理とを実行させる。位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい。 In one aspect of the present invention, the phase calculation program includes information indicating the first position where the terminal was present, information indicating the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and the terminal in the computer provided in the phase calculation device. Movement direction calculation processing that calculates the direction of movement based on the information that indicates the third position where the base station that performs wireless communication exists, information that indicates the calculated direction, the speed of the terminal at the time of movement, wireless communication The received carrier corresponding to the Doppler shift due to the movement when the carrier is received, based on the information representing the carrier frequency used in the carrier and the information representing the repetition period of the pilot signal modulated on the carrier. The Doppler shift calculation process for calculating the phase difference in is executed. The size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation.

本発明によれば、無線通信において、ドップラーシフトが大きい場合にも、伝送信号の中にパイロット信号が占める比率を増加させることなく、ドップラーシフトに対応する位相差を正しく計算できるという効果がある。 According to the present invention, even when the Doppler shift is large in wireless communication, there is an effect that the phase difference corresponding to the Doppler shift can be correctly calculated without increasing the ratio of the pilot signal in the transmission signal.

本発明の第1実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロックである。It is a block which shows an example of the structure of the communication system in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における基地局の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the base station in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における送信側無線通信部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the transmission side wireless communication part in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における端末の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the terminal in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における受信側無線通信部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the receiving side wireless communication part in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における位相計算部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the phase calculation part in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における位相計算部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the phase calculation part in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における位相計算部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the phase calculation part in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における端末の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the terminal in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるリソースブロックの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the resource block in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the communication system in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における端末の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the terminal in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における基地局の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the base station in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における位相計算装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the phase calculation apparatus in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態における位相計算装置の動作環境である通信システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the communication system which is the operating environment of the phase calculation apparatus in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態における位相計算装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the phase calculation apparatus in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態における位相計算装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the phase calculation apparatus in 4th Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態における位相計算装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware composition which can realize the phase calculation apparatus in each embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
(First Embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described.

本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.

図1は、本発明の第1実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態の通信システム100は、基地局200と端末300とを含む。以下では、基地局200から端末300への下り信号(ダウンリンク)について説明し、端末300から基地局200への上り信号(アップリンク)については説明を省略する。基地局200と端末300は無線通信で接続されている。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a communication system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system 100 of the present embodiment includes a base station 200 and a terminal 300. Hereinafter, the downlink signal (downlink) from the base station 200 to the terminal 300 will be described, and the uplink signal (uplink) from the terminal 300 to the base station 200 will be omitted. The base station 200 and the terminal 300 are connected by wireless communication.

図2は、本発明の第1実施形態における基地局200の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、基地局200は、チャネル制御部210と送信側無線通信部220とを含む。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the base station 200 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the base station 200 includes a channel control unit 210 and a transmitting side wireless communication unit 220.

チャネル制御部210は、チャネルを推定するために、あらかじめ決められた設定に従って、既知のパターンであるパイロットシンボル(パイロット信号の一例)をリソースブロックに対して離散的に配置する。又、チャネル制御部210は、送信すべきデータを入力して、データシンボル(データ信号の一例)をリソースブロックに配置する。チャネル制御部210は、データシンボルやパイロットシンボル等を含むリソースブロック(送信データ)を送信側無線通信部220へ出力する。データシンボルは、送信すべきデータ(ビット列、音声データ、映像データ等)を変調したシンボルである。送信すべきデータは、例えば、サーバ又は他端末のデータを中継するプロセスによって供給される。 In order to estimate the channel, the channel control unit 210 discretely arranges a pilot symbol (an example of a pilot signal), which is a known pattern, with respect to the resource block according to a predetermined setting. Further, the channel control unit 210 inputs data to be transmitted and arranges a data symbol (an example of a data signal) in the resource block. The channel control unit 210 outputs a resource block (transmission data) including a data symbol, a pilot symbol, and the like to the transmission side wireless communication unit 220. The data symbol is a symbol obtained by modulating data to be transmitted (bit string, audio data, video data, etc.). The data to be transmitted is supplied, for example, by a process that relays data from a server or another terminal.

図3は、本発明の第1実施形態における送信側無線通信部220の構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、送信側無線通信部220は、D/A変換器510(Digital to Analog変換器)、搬送波発振器520、乗算器530、増幅器540、アンテナ550等を含む。送信側無線通信部220は、電波を介して、受信側無線通信部310(後述)へ、チャネル制御部210から入力したデータシンボル(データ信号の一例)やパイロットシンボル等を含む送信データを送信する。送信側無線通信部220は、データシンボルやパイロットシンボル等を無線送信する一般的な送信回路である。そこで、送信側無線通信部220の構成の更なる詳細の説明を省略する。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmitting side wireless communication unit 220 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the transmitting side wireless communication unit 220 includes a D / A converter 510 (Digital to Analog converter), a carrier wave oscillator 520, a multiplier 530, an amplifier 540, an antenna 550, and the like. The transmitting side wireless communication unit 220 transmits transmission data including a data symbol (an example of a data signal) and a pilot symbol input from the channel control unit 210 to the receiving side wireless communication unit 310 (described later) via radio waves. .. The transmission side wireless communication unit 220 is a general transmission circuit that wirelessly transmits data symbols, pilot symbols, and the like. Therefore, further detailed description of the configuration of the transmitting side wireless communication unit 220 will be omitted.

図4は、本発明の第1実施形態における端末300の構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、端末300は、受信側無線通信部310と、チャネル推定部320と、位相計算部400と、チャネル補間部330と、データシンボル復調部340とを含む。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the terminal 300 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the terminal 300 includes a receiving side wireless communication unit 310, a channel estimation unit 320, a phase calculation unit 400, a channel interpolation unit 330, and a data symbol demodulation unit 340.

図5は、本発明の第1実施形態における受信側無線通信部310の構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、受信側無線通信部310は、A/D変換器610(Analog to Digital変換器)、搬送波発振器620、乗算器630、増幅器640、アンテナ650等を含む。受信側無線通信部310は、電波を介して、送信側無線通信部220からデータシンボルやパイロットシンボル等の受信を行う。受信側無線通信部310は、自動周波数制御機能を有し、無線受信したデータシンボルやパイロットシンボル等を出力する一般的な受信回路である。そこで、受信側無線通信部310の構成の更なる詳細の説明を省略する。受信側無線通信部310は、データシンボルやパイロットシンボル等を含む受信データを、データシンボル復調部340及びチャネル推定部320へ出力する。 FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the receiving side wireless communication unit 310 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the receiving side wireless communication unit 310 includes an A / D converter 610 (Analog to Digital converter), a carrier wave oscillator 620, a multiplier 630, an amplifier 640, an antenna 650, and the like. The receiving-side wireless communication unit 310 receives data symbols, pilot symbols, and the like from the transmitting-side wireless communication unit 220 via radio waves. The receiving side wireless communication unit 310 has an automatic frequency control function, and is a general receiving circuit that outputs wirelessly received data symbols, pilot symbols, and the like. Therefore, further detailed description of the configuration of the receiving side wireless communication unit 310 will be omitted. The receiving side wireless communication unit 310 outputs received data including data symbols, pilot symbols, etc. to the data symbol demodulation unit 340 and the channel estimation unit 320.

チャネル推定部320は、受信側無線通信部310からパイロットシンボルを入力し、入力したパイロットシンボルのチャネル推定値をチャネル補間部330へ出力する。 The channel estimation unit 320 inputs a pilot symbol from the receiving side wireless communication unit 310, and outputs the channel estimation value of the input pilot symbol to the channel interpolation unit 330.

位相計算部400は、端末300及び基地局200の位置(例えば、緯度、経度、及び高度)に関する情報を保持する。そして、位相計算部400は、保持している端末300及び基地局200の位置に関する情報に基づいて、端末300の移動に伴いドップラーシフトに起因して変化する、受信されたパイロットシンボルの位相を計算する。そして、位相計算部400は、計算した位相をチャネル補間部330へ出力する。ここで、位相計算部400は、端末300及び基地局200の位置に関する情報を、必要に応じて、センサーから取得してもよいし、ネットワークを経由して取得してもよい。 The phase calculation unit 400 holds information regarding the positions (for example, latitude, longitude, and altitude) of the terminal 300 and the base station 200. Then, the phase calculation unit 400 calculates the phase of the received pilot symbol, which changes due to the Doppler shift as the terminal 300 moves, based on the information regarding the positions of the holding terminal 300 and the base station 200. do. Then, the phase calculation unit 400 outputs the calculated phase to the channel interpolation unit 330. Here, the phase calculation unit 400 may acquire information regarding the positions of the terminal 300 and the base station 200 from the sensor or may be acquired via the network, if necessary.

チャネル補間部330は、チャネル推定部320から入力したパイロットシンボルのチャネル推定値と、位相計算部400から入力したパイロットシンボルの位相とに基づいて、データシンボルのチャネル推定値を補間する。チャネル補間部330は、補間したチャネルをデータシンボル復調部340へ出力する。 The channel interpolation unit 330 interpolates the channel estimation value of the data symbol based on the channel estimation value of the pilot symbol input from the channel estimation unit 320 and the phase of the pilot symbol input from the phase calculation unit 400. The channel interpolation unit 330 outputs the interpolated channel to the data symbol demodulation unit 340.

データシンボル復調部340は、受信側無線通信部310から入力したデータシンボルと、チャネル補間部330から入力した、補間したチャネルとに基づいて、送信元のシンボルを復調する。具体的には、データシンボル復調部340は、受信したデータシンボルをチャネル推定値で除算することで、伝送路で受けた影響を取り除き、送信元のシンボルを復調する。そして、データシンボル復調部340は、送信元のデータを出力する。送信元のデータは、例えば、アプリケーションプログラムのプロセスによって処理される。 The data symbol demodulation unit 340 demodulates the source symbol based on the data symbol input from the receiving side wireless communication unit 310 and the interpolated channel input from the channel interpolation unit 330. Specifically, the data symbol demodulation unit 340 demodulates the source symbol by dividing the received data symbol by the channel estimation value to remove the influence of the transmission line. Then, the data symbol demodulation unit 340 outputs the data of the transmission source. The source data is processed, for example, by a process in the application program.

図6は、本発明の第1実施形態における位相計算部400の構成の一例を示すブロック図である。図6に示すように、位相計算部400は、パラメータ取得部410と、位置情報取得部420と、位置情報格納部430と、移動方向計算部440と、速度情報取得部450と、ドップラーシフト計算部460とを含む。 FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the phase calculation unit 400 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the phase calculation unit 400 includes a parameter acquisition unit 410, a position information acquisition unit 420, a position information storage unit 430, a movement direction calculation unit 440, a speed information acquisition unit 450, and a Doppler shift calculation. Includes part 460.

パラメータ取得部410は、キャリア周波数及び基地局200の位置情報を取得する。パラメータ取得部410は、取得したキャリア周波数をドップラーシフト計算部460へ出力し、取得した基地局200の位置情報を移動方向計算部440へ出力する。パラメータ取得部410は、例えば、キャリア周波数と基地局200の位置情報を、端末300が通信エリアで接続開始した際に得られる報知情報から取得する。基地局200の位置情報は、例えば、GPS(Global Positioning System)等の測位システムを用いて取得されてもよいし、基地局200が設置されている場所に関する情報(緯度及び経度、住所等)に基づいて取得されてもよい。 The parameter acquisition unit 410 acquires the carrier frequency and the position information of the base station 200. The parameter acquisition unit 410 outputs the acquired carrier frequency to the Doppler shift calculation unit 460, and outputs the acquired position information of the base station 200 to the movement direction calculation unit 440. The parameter acquisition unit 410 acquires, for example, the carrier frequency and the position information of the base station 200 from the broadcast information obtained when the terminal 300 starts the connection in the communication area. The position information of the base station 200 may be acquired by using a positioning system such as GPS (Global Positioning System), or may be used as information (latitude and longitude, address, etc.) regarding the place where the base station 200 is installed. It may be obtained based on.

位置情報取得部420は、端末300の位置情報を取得する。位置情報取得部420は、取得した位置情報を移動方向計算部440及び位置情報格納部430へ出力する。位置情報は、例えば、端末300の位置を管理するシステム(例えば、GPSや基地局測位等を用いた測位システム)から取得されてもよいし、端末300が属する通信エリアの識別番号等に基づいて取得されてもよい。又は、位置情報は、端末300が有する加速度センサー若しくは速度センサー等を用いて算出されてもよい。 The position information acquisition unit 420 acquires the position information of the terminal 300. The position information acquisition unit 420 outputs the acquired position information to the movement direction calculation unit 440 and the position information storage unit 430. The position information may be acquired from, for example, a system that manages the position of the terminal 300 (for example, a positioning system using GPS, base station positioning, or the like), or is based on the identification number of the communication area to which the terminal 300 belongs. May be obtained. Alternatively, the position information may be calculated using an acceleration sensor, a speed sensor, or the like included in the terminal 300.

位置情報格納部430は、端末300の過去の位置情報を格納する。位置情報格納部430は、格納している位置情報を移動方向計算部440へ出力する。 The position information storage unit 430 stores the past position information of the terminal 300. The position information storage unit 430 outputs the stored position information to the movement direction calculation unit 440.

移動方向計算部440は、端末300の移動方向を計算する。移動方向計算部440は、計算した移動方向をドップラーシフト計算部460へ出力する。 The movement direction calculation unit 440 calculates the movement direction of the terminal 300. The movement direction calculation unit 440 outputs the calculated movement direction to the Doppler shift calculation unit 460.

速度情報取得部450は、端末300の移動速度(移動の速さ)を取得する。速度情報取得部450は、取得した移動速度をドップラーシフト計算部460へ出力する。移動速度は、例えば、端末300が有する加速度センサー若しくは速度センサー等から取得されてもよい。又は、移動速度は、端末300の位置を管理するシステム(例えば、GPSや基地局測位等を用いた測位システム)から取得されてもよい。 The speed information acquisition unit 450 acquires the moving speed (moving speed) of the terminal 300. The speed information acquisition unit 450 outputs the acquired movement speed to the Doppler shift calculation unit 460. The moving speed may be acquired from, for example, an acceleration sensor or a speed sensor of the terminal 300. Alternatively, the moving speed may be acquired from a system that manages the position of the terminal 300 (for example, a positioning system using GPS, base station positioning, or the like).

ドップラーシフト計算部460は、ドップラーシフトを計算する。ドップラーシフト計算部460は、計算したドップラーシフトをチャネル補間部330へ出力する。 The Doppler shift calculation unit 460 calculates the Doppler shift. The Doppler shift calculation unit 460 outputs the calculated Doppler shift to the channel interpolation unit 330.

本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described.

図7及び図8は、本発明の第1実施形態における位相計算部400の動作を示すフローチャートである。 7 and 8 are flowcharts showing the operation of the phase calculation unit 400 according to the first embodiment of the present invention.

まず、パラメータ取得部410は、基地局200の位置情報(位置O)を取得し、取得した位置情報を移動方向計算部440へ出力する(ステップS110)。 First, the parameter acquisition unit 410 acquires the position information (position O) of the base station 200 and outputs the acquired position information to the movement direction calculation unit 440 (step S110).

次に、位置情報取得部420は、端末300の現在の位置情報(位置P)を取得し、取得した位置情報を移動方向計算部440へ出力する(ステップS120)。 Next, the position information acquisition unit 420 acquires the current position information (position P) of the terminal 300 and outputs the acquired position information to the movement direction calculation unit 440 (step S120).

次に、位置情報格納部430は、過去の端末300の位置情報(位置P’)を取得し、取得した位置情報を移動方向計算部440へ出力する(ステップS130)。ここで、上記ステップS110乃至S130の処理順は任意であってよい。 Next, the position information storage unit 430 acquires the position information (position P') of the past terminal 300, and outputs the acquired position information to the movement direction calculation unit 440 (step S130). Here, the processing order of steps S110 to S130 may be arbitrary.

次に、移動方向計算部440は、例えば、式(1)を用いて端末300の移動方向θを計算する(ステップS140)。ここで、移動方向θとは、角P’OPのことである。

Figure 2022036483000002
Next, the moving direction calculation unit 440 calculates the moving direction θ m of the terminal 300 using, for example, the equation (1) (step S140). Here, the moving direction θ m is an angle P'OP.
Figure 2022036483000002

ここで、OPは位置Oと位置Pの距離、OP’は位置Oと位置P’の距離、PP’は位置Pと位置P’の距離である。又、移動方向θは、例えば、弧度法(単位:ラジアン)で表現されてもよいし、度数法(単位:度)で表現されてもよいし、回転数(単位:回転)で表現されてもよい。以下では、移動方向θが、弧度法で表現され、0(ラジアン)以上且つπ(ラジアン)未満の値を取る場合を例に説明する。 Here, OP is the distance between the position O and the position P, OP'is the distance between the position O and the position P', and PP'is the distance between the position P and the position P'. Further, the moving direction θ m may be expressed by, for example, the arc degree method (unit: radian), the frequency method (unit: degree), or the rotation speed (unit: rotation). You may. In the following, a case where the moving direction θ m is expressed by the arc degree method and takes a value of 0 (radian) or more and less than π (radian) will be described as an example.

次に、移動方向計算部440は、算出した端末300の移動方向をドップラーシフト計算部460へ出力する(ステップS150)。 Next, the movement direction calculation unit 440 outputs the calculated movement direction of the terminal 300 to the Doppler shift calculation unit 460 (step S150).

次に、位置情報取得部420は、端末300の現在の位置情報を位置情報格納部430へ保存する(ステップS160)。位置情報格納部430に保存されている端末300の現在の位置情報の初期値は、端末300の通信開始時に得られた端末300の位置情報や人が手動で設定した端末300の座標等であってもよい。尚、上記ステップS150乃至S160の処理順は任意であってよい。 Next, the position information acquisition unit 420 saves the current position information of the terminal 300 in the position information storage unit 430 (step S160). The initial value of the current position information of the terminal 300 stored in the position information storage unit 430 is the position information of the terminal 300 obtained at the start of communication of the terminal 300, the coordinates of the terminal 300 manually set by a person, and the like. You may. The processing order of steps S150 to S160 may be arbitrary.

次に、パラメータ取得部410は、キャリア周波数情報(キャリア周波数f)を取得し、取得したキャリア周波数情報をドップラーシフト計算部460へ出力する(ステップS210)。 Next, the parameter acquisition unit 410 acquires carrier frequency information (carrier frequency fc ) and outputs the acquired carrier frequency information to the Doppler shift calculation unit 460 (step S210).

次に、速度情報取得部450は、端末300の現在の速度情報(速度v)を取得し、取得した速度情報をドップラーシフト計算部460へ出力する(ステップS220)。ここで、上記ステップS210乃至S220の処理順は任意であってよい。 Next, the speed information acquisition unit 450 acquires the current speed information (speed v) of the terminal 300, and outputs the acquired speed information to the Doppler shift calculation unit 460 (step S220). Here, the processing order of steps S210 to S220 may be arbitrary.

次に、ドップラーシフト計算部460は、例えば、式(2)を用いてドップラーシフトに対応する位相差θ(以下、単に「ドップラーシフト」とも称す)を計算する(ステップS230)。

Figure 2022036483000003
Next, the Doppler shift calculation unit 460 calculates the phase difference θ d (hereinafter, also simply referred to as “Doppler shift”) corresponding to the Doppler shift using the equation (2) (step S230).
Figure 2022036483000003

ここで、cは光速であり、vは端末の移動の速さであり、Tは移動方向又は端末の移動の速さの計算周期(以下では、予め決められた定数であることとする)である。又、ドップラーシフトθは、例えば、弧度法で表現されてもよいし、度数法で表現されてもよいし、回転数で表現されてもよい。以下では、ドップラーシフトθが、弧度法で表現される場合を例に説明する。又、ドップラーシフトθは、例えば、0(ラジアン)以上の値を取ることとし、例えば、2π(ラジアン)以上の値も取り得る。 Here, c is the speed of light, v is the speed of movement of the terminal, and Ts is the calculation cycle of the movement direction or the speed of movement of the terminal (hereinafter, it is assumed to be a predetermined constant). Is. Further, the Doppler shift θ d may be expressed by, for example, the radian method, the frequency method, or the rotation speed. In the following, a case where the Doppler shift θ d is expressed by the radian method will be described as an example. Further, the Doppler shift θ d is set to take a value of 0 (radian) or more, for example, and can take a value of 2π (radian) or more, for example.

次に、ドップラーシフト計算部460は、算出したドップラーシフトを表す情報をチャネル補間部330へ出力する(ステップS240)。 Next, the Doppler shift calculation unit 460 outputs the calculated information representing the Doppler shift to the channel interpolation unit 330 (step S240).

図9は、本発明の第1実施形態における端末300の動作を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the terminal 300 according to the first embodiment of the present invention.

まず、チャネル推定部320は、受信したパイロットシンボルに基づいて、パイロットシンボルのチャネル推定値θを算出して、チャネル補間部330へ出力する(ステップS310)。ここで、チャネル推定値θは、0(ラジアン)以上且つ2π(ラジアン)未満であることとする。尚、本実施形態では、チャネル推定値として位相にのみ着目する。 First, the channel estimation unit 320 calculates the channel estimation value θ p of the pilot symbol based on the received pilot symbol and outputs it to the channel interpolation unit 330 (step S310). Here, it is assumed that the channel estimated value θ p is 0 (radian) or more and less than 2π (radian). In this embodiment, only the phase is focused on as the channel estimation value.

次に、チャネル推定部320は、例えば、式(3)を用いてパイロットシンボルの真のチャネル推定値θ’を算出する(ステップS320)。

Figure 2022036483000004
Next, the channel estimation unit 320 calculates the true channel estimation value θ'p of the pilot symbol using the equation (3), for example (step S320).
Figure 2022036483000004

ここで、[]は小数点以下の切り捨てを表す。第1項のチャネル推定値に加え、第2項で位相の回転数の整数部分を加算することによって、真のチャネル推定値が得られる。ここで、真のチャネル推定値θ’は、0(ラジアン)以上の値を取り、例えば、2π(ラジアン)以上の値も取り得る。 Here, [] represents rounding down to the nearest whole number. A true channel estimate is obtained by adding the integer part of the phase rotation speed in the second term in addition to the channel estimate in the first term. Here, the true channel estimated value θ'p can take a value of 0 (radian) or more, for example, a value of 2π (radian) or more.

次に、チャネル補間部330は、データシンボルのチャネル推定値を補間する(ステップS330)。チャネル補間部330は、例えば、式(4)を用いて、パイロットシンボルの推定値θとθp+1の間にあるN個のデータシンボルのチャネル推定値θ’p,nを算出する。

Figure 2022036483000005
Next, the channel interpolation unit 330 interpolates the channel estimation value of the data symbol (step S330). The channel interpolation unit 330 calculates, for example, the channel estimation values θ'p , n of N data symbols between the estimated values θ p and θ p + 1 of the pilot symbols by using the equation (4).
Figure 2022036483000005

このとき、データシンボルのチャネル推定値の補間は、他の手法を用いて行われてもよい。 At this time, the interpolation of the channel estimation value of the data symbol may be performed by using another method.

データシンボル復調部340は、受信側無線通信部310を介して得られたデータシンボルと、チャネル補間部330によって補間されたチャネル推定値とに基づいて、送信元のシンボルを復調する(ステップS340)。 The data symbol demodulation unit 340 demodulates the source symbol based on the data symbol obtained via the receiving side wireless communication unit 310 and the channel estimation value interpolated by the channel interpolation unit 330 (step S340). ..

図10は、本発明の第1実施形態におけるリソースブロックの一例を示す模式図である。尚、図10では簡略化のためリソースブロックのうち時間方向にのみシンボルを配置している。図10に示すように、受信した各データシンボルに対応して、式(4)に示したチャネル推定値θ’p,nが補間される。 FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a resource block according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 10, for simplification, symbols are arranged only in the time direction of the resource blocks. As shown in FIG. 10, the channel estimated values θ'p and n shown in the equation (4) are interpolated corresponding to each received data symbol.

以上説明したように、本実施形態の通信システム100では、移動方向計算部440は、基地局200の位置情報と端末300の位置情報とを用いて、端末300の移動方向を算出する。そして、ドップラーシフト計算部460は、端末300の移動方向と移動速度とを用いて、ドップラーシフトθを算出する。ここで、一般的な手法で得られるチャネル推定におけるパイロットシンボルの推定値θのとりうる範囲は0≦θ<2πである。そのため、ドップラーシフトθが大きい場合に、算出したドップラーシフトをそのままチャネル推定の補間に使用すると補間精度が劣化する可能性がある。しかしながら、チャネル推定部320は、式(3)に示す様に、ドップラーシフトθが2π以上の場合であっても、真のチャネル推定値θ’を算出する。そして、チャネル補間部330は、真のチャネル推定値θ’を用いて、データシンボルのチャネル推定値θ’p,nを算出する。そして、データシンボル復調部340は、データシンボルのチャネル推定値θ’p,nを用いて、送信元のシンボルを復調する。 As described above, in the communication system 100 of the present embodiment, the movement direction calculation unit 440 calculates the movement direction of the terminal 300 by using the position information of the base station 200 and the position information of the terminal 300. Then, the Doppler shift calculation unit 460 calculates the Doppler shift θ d using the movement direction and the movement speed of the terminal 300. Here, the range of the estimated value θ p of the pilot symbol in the channel estimation obtained by a general method is 0 ≦ θ p <2π. Therefore, when the Doppler shift θ d is large, if the calculated Doppler shift is used as it is for interpolation of channel estimation, the interpolation accuracy may deteriorate. However, as shown in the equation (3), the channel estimation unit 320 calculates the true channel estimation value θ'p even when the Doppler shift θ d is 2π or more. Then, the channel interpolation unit 330 calculates the channel estimation value θ'p , n of the data symbol by using the true channel estimation value θ'p . Then, the data symbol demodulation unit 340 demodulates the source symbol using the channel estimated values θ'p , n of the data symbol.

又、本実施形態の通信システム100では、ドップラーシフトθが2π以上になり得る場合であっても、チャネル推定精度の劣化を抑制するために、パイロットシンボルの繰り返し周期を短くする必要がない。つまり、伝送データの中でパイロットシンボルが占める比率が大きくならないので、伝送効率が低下しない。 Further, in the communication system 100 of the present embodiment, even when the Doppler shift θ d can be 2π or more, it is not necessary to shorten the repetition period of the pilot symbol in order to suppress the deterioration of the channel estimation accuracy. That is, since the ratio of the pilot symbol in the transmission data does not increase, the transmission efficiency does not decrease.

従って、本実施形態の通信システム100には、無線通信においてドップラーシフトが大きい場合にも、伝送信号の中にパイロット信号が占める比率を増加させることなく、ドップラーシフトに対応する位相差を正しく計算できるという効果がある。 Therefore, in the communication system 100 of the present embodiment, even when the Doppler shift is large in wireless communication, the phase difference corresponding to the Doppler shift can be correctly calculated without increasing the ratio of the pilot signal in the transmission signal. There is an effect.

又、本実施形態の通信システム100では、式(3)に示す様に、ドップラーシフトθは、位相の回転数の整数部分の算出のみに利用される。従って、本実施形態の通信システム100には、端末300の、位置情報又は移動速度の、精度又は取得頻度が低い場合であっても、チャネル推定精度の劣化を抑制することができるという効果がある。 Further, in the communication system 100 of the present embodiment, as shown in the equation (3), the Doppler shift θ d is used only for calculating the integer portion of the rotation speed of the phase. Therefore, the communication system 100 of the present embodiment has an effect that deterioration of the channel estimation accuracy of the terminal 300 can be suppressed even when the accuracy or acquisition frequency of the position information or the moving speed is low. ..

一般的に、通信機は1つの搬送波発振器しか含まない。例えば、特許文献1に記載の技術では、ドップラーシフトが1つの内部発振器(搬送波発振器)に入力され、その内部発振機がドップラーシフトを補正した周波数信号を発振する。そのため、通信機が1対n(nは2以上の整数)通信をしている場合に、ある通信機に関するドップラーシフトの補正が別の通信機との通信に悪影響を与える恐れがある。一方、本実施形態の通信システム100では、位相計算部400によって計算されたドップラーシフトはチャネル補間部330に入力される。そのため、本実施形態の通信システム100では、ドップラーシフトを各通信機に合わせてフィードバックすることが可能である。
(第2実施形態)
本発明の第1実施形態を基本とする、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態は基地局から端末へのダウンリンクの通信に関するのに対して、本実施形態は端末から基地局へのアップリンクの通信に関する。尚、本実施形態は単独で用いられてもよいし、第1実施形態と組み合わせて用いられてもよい。
Generally, a communicator contains only one carrier oscillator. For example, in the technique described in Patent Document 1, a Doppler shift is input to one internal oscillator (carrier wave oscillator), and the internal oscillator oscillates a frequency signal corrected for the Doppler shift. Therefore, when the communication device is performing one-to-n (n is an integer of 2 or more) communication, the Doppler shift correction for one communication device may adversely affect the communication with another communication device. On the other hand, in the communication system 100 of the present embodiment, the Doppler shift calculated by the phase calculation unit 400 is input to the channel interpolation unit 330. Therefore, in the communication system 100 of the present embodiment, it is possible to feed back the Doppler shift according to each communication device.
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention based on the first embodiment of the present invention will be described. The first embodiment relates to downlink communication from the base station to the terminal, whereas the present embodiment relates to uplink communication from the terminal to the base station. The present embodiment may be used alone or in combination with the first embodiment.

本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.

図11は、本発明の第1実施形態における通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図11に示すように、本実施形態の通信システム101は、基地局201と端末301とを含む。基地局201と端末301は無線通信で接続されている。以下では、端末301から基地局201への上り信号(アップリンク)について説明し、基地局201から端末301への下り信号(ダウンリンク)については説明を省略する。 FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the communication system 101 of the present embodiment includes a base station 201 and a terminal 301. The base station 201 and the terminal 301 are connected by wireless communication. Hereinafter, the uplink signal (uplink) from the terminal 301 to the base station 201 will be described, and the downlink signal (downlink) from the base station 201 to the terminal 301 will be omitted.

図12は、本発明の第2実施形態における端末301の構成の一例を示すブロック図である。図12に示すように、端末301は、チャネル制御部210と、送信側無線通信部221と、位相計算部400とを含む。 FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the terminal 301 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the terminal 301 includes a channel control unit 210, a transmission side wireless communication unit 221 and a phase calculation unit 400.

送信側無線通信部221は、電波を介して、受信側無線通信部311(後述)へ、チャネル制御部210及び位相計算部400から入力したデータシンボルやパイロットシンボル等を含む送信データを送信する。ここで、データシンボルは、位相計算部400によって算出されたドップラーシフト(端末301の移動に伴いドップラーシフトに起因して変化する、受信されたパイロットシンボルの位相)の情報を含む。送信側無線通信部221のその他の構成は、第1実施形態における送信側無線通信部220の構成と同様である。 The transmitting side wireless communication unit 221 transmits transmission data including data symbols and pilot symbols input from the channel control unit 210 and the phase calculation unit 400 to the receiving side wireless communication unit 311 (described later) via radio waves. Here, the data symbol includes information on the Doppler shift (the phase of the received pilot symbol that changes due to the Doppler shift with the movement of the terminal 301) calculated by the phase calculation unit 400. Other configurations of the transmitting side wireless communication unit 221 are the same as the configuration of the transmitting side wireless communication unit 220 in the first embodiment.

端末301のその他の構成は、第1実施形態における基地局200の構成と同様である。 Other configurations of the terminal 301 are the same as the configuration of the base station 200 in the first embodiment.

図13は、本発明の第2実施形態における基地局201の構成の一例を示すブロック図である。図13に示すように、基地局201は、受信側無線通信部311と、チャネル推定部320と、チャネル補間部330と、データシンボル復調部340とを含む。 FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the base station 201 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the base station 201 includes a receiving side radio communication unit 311, a channel estimation unit 320, a channel interpolation unit 330, and a data symbol demodulation unit 340.

受信側無線通信部311は、電波を介して、送信側無線通信部221からデータシンボルやパイロットシンボル等の受信を行う。受信側無線通信部311は、送信側無線通信部221から受信したデータシンボルに含まれるドップラーシフトの情報をチャネル補間部330へ出力する。受信側無線通信部311は、データシンボルやパイロットシンボル等を含む受信データを、データシンボル復調部340、チャネル推定部320、及びチャネル補間部330へ出力する。 The receiving side wireless communication unit 311 receives data symbols, pilot symbols, and the like from the transmitting side wireless communication unit 221 via radio waves. The receiving side wireless communication unit 311 outputs the Doppler shift information included in the data symbol received from the transmitting side wireless communication unit 221 to the channel interpolation unit 330. The receiving side wireless communication unit 311 outputs received data including data symbols, pilot symbols, etc. to the data symbol demodulation unit 340, the channel estimation unit 320, and the channel interpolation unit 330.

チャネル補間部330は、チャネル推定部320から入力したパイロットシンボルのチャネル推定値と、受信側無線通信部311から入力した受信データに含まれるドップラーシフトの情報とに基づいて、データシンボルのチャネル推定値を補間する。チャネル補間部330は、補間したチャネルをデータシンボル復調部340へ出力する。
受信側無線通信部311のその他の構成は、第1実施形態における受信側無線通信部310の構成と同様である。
The channel interpolation unit 330 has a channel estimation value of the data symbol based on the channel estimation value of the pilot symbol input from the channel estimation unit 320 and the Doppler shift information included in the reception data input from the reception side wireless communication unit 311. To interpolate. The channel interpolation unit 330 outputs the interpolated channel to the data symbol demodulation unit 340.
Other configurations of the receiving-side wireless communication unit 311 are the same as the configuration of the receiving-side wireless communication unit 310 in the first embodiment.

基地局201のその他の構成は、第1実施形態における端末300の構成と同様である。 Other configurations of the base station 201 are the same as the configuration of the terminal 300 in the first embodiment.

本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described.

本実施形態の通信システム101は、ドップラーシフトが送信側(端末301)で計算されることを除いて、第1実施形態と同様に動作する。 The communication system 101 of the present embodiment operates in the same manner as the first embodiment except that the Doppler shift is calculated on the transmitting side (terminal 301).

以上説明したように、本実施形態の通信システム101では、ドップラーシフトが送信側(端末301)で計算されることを除いて、第1実施形態と同様に動作する。従って、本実施形態の通信システム101には、第1実施形態と同様な効果がある。
(第3実施形態)
本発明の第1実施形態又は第2実施形態を基本とする、本発明の第3実施形態について説明する。第1実施形態及び第2実施形態では計測された端末の位置及び速さに基づいてドップラーシフトが計算されるのに対して、本実施形態では端末が存在している航走体の位置及び速さに基づいてドップラーシフトが計算される。
As described above, the communication system 101 of the present embodiment operates in the same manner as the first embodiment except that the Doppler shift is calculated on the transmitting side (terminal 301). Therefore, the communication system 101 of the present embodiment has the same effect as that of the first embodiment.
(Third Embodiment)
A third embodiment of the present invention, which is based on the first embodiment or the second embodiment of the present invention, will be described. In the first embodiment and the second embodiment, the Doppler shift is calculated based on the measured position and speed of the terminal, whereas in the present embodiment, the position and speed of the navigating body in which the terminal is present are calculated. The Doppler shift is calculated based on this.

本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.

図14は、本発明の第3実施形態における位相計算装置402の構成の一例を示すブロック図である。図14に示すように、本実施形態における位相計算装置402は、パラメータ取得部410と、運行情報取得部472と、位置情報格納部430と、移動方向計算部440と、ドップラーシフト計算部460とを含む。位相計算装置402は、第1実施形態及び第2実施形態における位相計算部400を代替する装置である。即ち、第1実施形態及び第2実施形態における位相計算部400の位置情報取得部420及び速度情報取得部450の代わりに、本実施形態では運行情報取得部472が使用される。 FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of the phase calculation device 402 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the phase calculation device 402 in the present embodiment includes a parameter acquisition unit 410, an operation information acquisition unit 472, a position information storage unit 430, a movement direction calculation unit 440, and a Doppler shift calculation unit 460. including. The phase calculation device 402 is a device that replaces the phase calculation unit 400 in the first embodiment and the second embodiment. That is, instead of the position information acquisition unit 420 and the speed information acquisition unit 450 of the phase calculation unit 400 in the first embodiment and the second embodiment, the operation information acquisition unit 472 is used in this embodiment.

運行情報取得部472は、端末が存在している航走体(列車、航空機、衛星等)の運行情報を保持する。運行情報取得部472は、例えば、鉄道会社や宇宙航空会社等の運行管理システムと連携することによって、端末と共に移動している航走体のリアルタイムの位置情報及び速度情報を格納している。運行情報取得部472は、航走体の位置情報を端末の位置情報として位置情報格納部430へ出力する。又、運行情報取得部472は、航走体の速度情報を端末の速度情報としてドップラーシフト計算部460へ出力する。ここで、例えば、端末における電波の受信範囲(セル)を限定することによって、端末と航走体の移動(位置及び速さ)を一致させてもよい。 The operation information acquisition unit 472 holds the operation information of the navigating body (train, aircraft, satellite, etc.) in which the terminal is located. The operation information acquisition unit 472 stores real-time position information and speed information of the navigating body moving together with the terminal by cooperating with an operation management system of a railway company, an aerospace company, or the like, for example. The operation information acquisition unit 472 outputs the position information of the navigation body to the position information storage unit 430 as the position information of the terminal. Further, the operation information acquisition unit 472 outputs the speed information of the traveling body to the Doppler shift calculation unit 460 as the speed information of the terminal. Here, for example, the movement (position and speed) of the terminal and the traveling body may be matched by limiting the reception range (cell) of the radio wave in the terminal.

位相計算装置402のその他の構成及び動作は、第1実施形態及び第2実施形態における位相計算部400の構成及び動作と同じである。 Other configurations and operations of the phase calculation device 402 are the same as the configurations and operations of the phase calculation unit 400 in the first embodiment and the second embodiment.

以上説明したように、本実施形態における位相計算装置402は、第1実施形態及び第2実施形態における位相計算部400と同様に動作する。従って、本実施形態における位相計算装置402には、無線通信においてドップラーシフトが大きい場合にも、伝送信号の中にパイロット信号が占める比率を増加させることなく、ドップラーシフトに対応する位相差を正しく計算できるという効果がある。 As described above, the phase calculation device 402 in the present embodiment operates in the same manner as the phase calculation unit 400 in the first embodiment and the second embodiment. Therefore, the phase calculation device 402 in the present embodiment correctly calculates the phase difference corresponding to the Doppler shift without increasing the ratio of the pilot signal in the transmission signal even when the Doppler shift is large in wireless communication. It has the effect of being able to do it.

更に、本実施形態における位相計算装置402は、第1実施形態及び第2実施形態における、位置情報取得部420及び速度情報取得部450を含まない。従って、本実施形態における位相計算装置402には、端末のGPSや加速度センサー等を使用できない場合であっても、ドップラーシフトに対応する位相差を正しく計算できるという効果がある。
(第4実施形態)
本発明の各実施形態の基本である、本発明の第4実施形態について説明する。
Further, the phase calculation device 402 in the present embodiment does not include the position information acquisition unit 420 and the speed information acquisition unit 450 in the first embodiment and the second embodiment. Therefore, the phase calculation device 402 in the present embodiment has an effect that the phase difference corresponding to the Doppler shift can be correctly calculated even when the GPS of the terminal, the acceleration sensor, or the like cannot be used.
(Fourth Embodiment)
A fourth embodiment of the present invention, which is the basis of each embodiment of the present invention, will be described.

本実施形態における構成について説明する。 The configuration in this embodiment will be described.

図15は、本発明の第4実施形態における位相計算装置の動作環境である通信システム105の構成の一例を示すブロック図である。図15に示すように、本実施形態の通信システム105は、基地局205と端末305とを含む。基地局205と端末305は無線通信で接続されている。無線通信に使用されるキャリアは周波数f(予め決められた値)を有することとする。又、キャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期は周期T(予め決められた値)であることとする。又、基地局205が存在する位置を第1位置Oで表すこととする。又、端末305が存在した位置を第1位置P’で表し、端末305の移動の後に端末305が存在した位置を第2位置Pで表すこととする。又、移動のときの端末305の速さを速さvで表すこととする。端末305は、位相計算装置405を含む。 FIG. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication system 105, which is the operating environment of the phase computing device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 15, the communication system 105 of the present embodiment includes a base station 205 and a terminal 305. The base station 205 and the terminal 305 are connected by wireless communication. The carrier used for wireless communication shall have a frequency fc (predetermined value). Further, it is assumed that the repetition period of the pilot signal modulated on the carrier is the period T s (predetermined value). Further, the position where the base station 205 exists is represented by the first position O. Further, the position where the terminal 305 existed is represented by the first position P', and the position where the terminal 305 existed after the movement of the terminal 305 is represented by the second position P. Further, the speed of the terminal 305 at the time of movement is expressed by the speed v. The terminal 305 includes a phase calculator 405.

図16は、本発明の第4実施形態における位相計算装置405の構成の一例を示すブロック図である。図16に示すように、本実施形態の位相計算装置405は、移動方向計算部445と、ドップラーシフト計算部465とを含む。 FIG. 16 is a block diagram showing an example of the configuration of the phase calculation device 405 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, the phase calculation device 405 of the present embodiment includes a movement direction calculation unit 445 and a Doppler shift calculation unit 465.

本実施形態における動作について説明する。 The operation in this embodiment will be described.

図17は、本発明の第4実施形態における位相計算装置405の動作を示すフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the phase calculation device 405 according to the fourth embodiment of the present invention.

移動方向計算部445は、第1位置P’、第2位置P、及び第3位置Oを表す情報に基づいて、移動の方向を計算する(ステップS510)。 The movement direction calculation unit 445 calculates the direction of movement based on the information representing the first position P', the second position P, and the third position O (step S510).

ドップラーシフト計算部465は、移動方向計算部445によって計算された方向、速さv、周波数f、及び周期Tを表す情報に基づいて、キャリアを受信した際の移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算する(ステップS520)。ここで、位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい(位相差は1回転より大きい値も取り得る)。 The Doppler shift calculation unit 465 determines the Doppler shift due to the movement when the carrier is received, based on the information representing the direction, the speed v, the frequency f c , and the period T s calculated by the movement direction calculation unit 445. The corresponding phase difference in the received carrier is calculated (step S520). Here, the size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation (the phase difference can also take a value larger than one rotation).

以上説明したように、本実施形態の位相計算装置405では、移動方向計算部445が端末305の移動の方向を計算する。そして、ドップラーシフト計算部465は、計算された移動の方向及び速さvを表す情報等に基づいて、ドップラーシフトに対応する、受信したキャリアにおける位相差を計算する。ここで、ドップラーシフト計算部465は、ドップラーシフトに対応する位相差を表す回転数が1回転以上の場合であっても、位相差を計算できる。そのため、ドップラーシフト計算部465では、位相差を正しく計算するために、パイロット信号の繰り返し周期Tを短くする必要がない。従って、本実施形態の位相計算装置405には、無線通信においてドップラーシフトが大きい場合にも、伝送信号の中にパイロット信号が占める比率を増加させることなく、ドップラーシフトに対応する位相差を正しく計算できるという効果がある。 As described above, in the phase calculation device 405 of the present embodiment, the movement direction calculation unit 445 calculates the movement direction of the terminal 305. Then, the Doppler shift calculation unit 465 calculates the phase difference in the received carrier corresponding to the Doppler shift based on the calculated information indicating the direction and speed v of the movement. Here, the Doppler shift calculation unit 465 can calculate the phase difference even when the rotation speed representing the phase difference corresponding to the Doppler shift is one rotation or more. Therefore, in the Doppler shift calculation unit 465, it is not necessary to shorten the repetition period Ts of the pilot signal in order to correctly calculate the phase difference. Therefore, the phase calculation device 405 of the present embodiment correctly calculates the phase difference corresponding to the Doppler shift without increasing the ratio of the pilot signal in the transmission signal even when the Doppler shift is large in wireless communication. It has the effect of being able to do it.

尚、ドップラーシフト計算部465は、位相差を表す回転数の整数部分を計算して、位相差の計算結果としてもよい。この場合には、位相差を表す回転数の小数部分は、受信側無線通信手段(例えば、受信側無線通信部310、311)の自動周波数制御機能によって処理される。 The Doppler shift calculation unit 465 may calculate an integer portion of the rotation speed representing the phase difference and use it as a calculation result of the phase difference. In this case, the fractional part of the rotation speed representing the phase difference is processed by the automatic frequency control function of the receiving side wireless communication means (for example, the receiving side wireless communication unit 310, 311).

又、移動方向計算部445は、端末305の測位を行う測位システムから第1位置P’及び第2位置Pを表す情報を取得してもよい。又、移動方向計算部445は、端末305が有する加速度センサー若しくは速度センサー、又は測位システムから端末305の速さvを表す情報を取得してもよい。 Further, the moving direction calculation unit 445 may acquire information representing the first position P'and the second position P from the positioning system that performs the positioning of the terminal 305. Further, the moving direction calculation unit 445 may acquire information indicating the speed v of the terminal 305 from the acceleration sensor or speed sensor of the terminal 305 or the positioning system.

又、移動方向計算部445は、第1位置P’、第2位置P、及び端末305の速さvを表す情報として、端末305が存在する航走体の位置を管理する運行管理システムから航走体の位置及び速さに関する情報を取得してもよい。 Further, the movement direction calculation unit 445 navigates from the operation management system that manages the position of the vehicle in which the terminal 305 exists as information indicating the speed v of the first position P', the second position P, and the terminal 305. Information on the position and speed of the runner may be obtained.

図18は、本発明の各実施形態における位相計算部400並びに位相計算装置402及び405(以下、「位相計算装置等」と称す)を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 18 is a block diagram showing an example of a hardware configuration capable of realizing the phase calculation unit 400 and the phase calculation devices 402 and 405 (hereinafter, referred to as “phase calculation device and the like”) in each embodiment of the present invention.

位相計算装置等901は、記憶装置902と、CPU(Central Processing Unit)903と、キーボード904と、モニタ905と、I/O(Input/Output)装置908とを備え、これらが内部バス906によって接続されている。記憶装置902は、位相計算装置等901のCPU903の動作プログラムを格納する。CPU903は、位相計算装置等901の全体を制御し、記憶装置902に格納された動作プログラムを実行し、I/O装置908によって位相計算装置等901のプログラムの実行やデータの送受信を行なう。尚、上記の位相計算装置等901の内部構成は一例である。位相計算装置等901は、必要に応じて、キーボード904、モニタ905を接続する装置構成であってもよい。 The phase calculation device and the like 901 include a storage device 902, a CPU (Central Processing Unit) 903, a keyboard 904, a monitor 905, and an I / O (Input / Output) device 908, which are connected by an internal bus 906. Has been done. The storage device 902 stores the operation program of the CPU 903 of the phase calculation device or the like 901. The CPU 903 controls the entire phase calculation device 901, executes an operation program stored in the storage device 902, and executes the program of the phase calculation device 901 and transmits / receives data by the I / O device 908. The internal configuration of the phase calculation device and the like 901 is an example. The phase calculation device or the like 901 may have a device configuration in which a keyboard 904 and a monitor 905 are connected, if necessary.

上述した本発明の各実施形態における位相計算装置等901は、専用の装置によって実現してもよいが、I/O装置908が外部との通信を実行するハードウェアの動作以外は、コンピュータ(情報処理装置)によっても実現可能である。この場合、係るコンピュータは、記憶装置902に格納されたソフトウェア・プログラムをCPU903に読み出し、読み出したソフトウェア・プログラムをCPU903において実行する。上述した各実施形態の場合、係るソフトウェア・プログラムには、上述したところの、図6、14、16に示した、位相計算装置等の各部の機能を実現可能な記述がなされていればよい。但し、これらの各部には、適宜ハードウェアを含むことも想定される。そして、このような場合、係るソフトウェア・プログラム(コンピュータ・プログラム)は、本発明を構成すると捉えることができる。更に、係るソフトウェア・プログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明を構成すると捉えることができる。 The phase calculation device or the like 901 in each embodiment of the present invention described above may be realized by a dedicated device, but a computer (information) other than the operation of the hardware in which the I / O device 908 executes communication with the outside. It can also be realized by a processing device). In this case, the computer reads the software program stored in the storage device 902 into the CPU 903, and executes the read software program in the CPU 903. In the case of each of the above-described embodiments, the software program may be described so as to be able to realize the functions of the respective parts such as the phase calculation device shown in FIGS. 6, 14 and 16 described above. However, it is assumed that each of these parts includes hardware as appropriate. In such a case, the software program (computer program) can be regarded as constituting the present invention. Further, a computer-readable storage medium containing the software program can be regarded as constituting the present invention.

以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。 The present invention has been exemplified above by way of each of the above-described embodiments and modifications thereof. However, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in each of the above-described embodiments and modifications thereof. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to such embodiments. In such cases, new embodiments with such modifications or improvements may also be included in the technical scope of the invention. And this is clear from the matters described in the claims.

本発明は、無線通信において高速移動端末のドップラーシフトの影響を補正する用途において利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in applications for correcting the influence of Doppler shift of a high-speed mobile terminal in wireless communication.

100、101、105 通信システム
200、201、205 基地局
210 チャネル制御部
220、221 送信側無線通信部
300、301、305 端末
310、311 受信側無線通信部
320 チャネル推定部
330 チャネル補間部
340 データシンボル復調部
400 位相計算部
402、405 位相計算装置
410 パラメータ取得部
420 位置情報取得部
430 位置情報格納部
440、445 移動方向計算部
450 速度情報取得部
460、465 ドップラーシフト計算部
472 運行情報取得部
510 D/A変換器
520 搬送波発振器
530 乗算器
540 増幅器
550 アンテナ
610 A/D変換器
620 搬送波発振器
630 乗算器
640 増幅器
650 アンテナ
901 位相計算装置等
902 記憶装置
903 CPU
904 キーボード
905 モニタ
906 内部バス
908 I/O装置
100, 101, 105 Communication system 200, 201, 205 Base station 210 Channel control unit 220, 221 Transmitter wireless communication unit 300, 301, 305 Terminal 310, 311 Receiver wireless communication unit 320 Channel estimation unit 330 Channel interpolation unit 340 data Symbol demodulation unit 400 Phase calculation unit 402, 405 Phase calculation device 410 Parameter acquisition unit 420 Position information acquisition unit 430 Position information storage unit 440, 445 Movement direction calculation unit 450 Speed information acquisition unit 460, 465 Doppler shift calculation unit 472 Operation information acquisition Part 510 D / A converter 520 Carrier wave oscillator 530 Multiplier 540 Amplifier 550 Antenna 610 A / D converter 620 Carrier wave oscillator 630 Multiplier 640 Amplifier 650 Antenna 901 Phase calculator, etc. 902 Storage device 903 CPU
904 Keyboard 905 Monitor 906 Internal Bus 908 I / O Device

Claims (9)

端末が存在した第1位置を表す情報、前記端末の移動の後に前記端末が存在した第2位置を表す情報、及び前記端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、前記移動の方向を計算する移動方向計算手段と、
計算された前記方向、前記移動のときの前記端末の速さを表す情報、前記無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及び前記キャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、前記キャリアを受信した際の前記移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信した前記キャリアにおける位相差を計算するドップラーシフト計算手段と
を備え、
前記位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい
位相計算装置。
Based on information representing the first position where the terminal was present, information representing the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and information representing the third position where the base station that performs wireless communication with the terminal is present. Then, the movement direction calculation means for calculating the movement direction and
It represents the calculated directions, information representing the speed of the terminal during the movement, information representing the frequency of the carrier used for the radio communication, and the repetition period of the pilot signal modulated on the carrier. Based on the information, the Doppler shift calculation means for calculating the phase difference in the received carrier corresponding to the Doppler shift caused by the movement when the carrier is received is provided.
A phase calculator in which the size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation.
前記ドップラーシフト計算手段は、前記回転数の整数部分を計算して、前記位相差の計算結果とする
請求項1に記載の位相計算装置。
The phase calculation device according to claim 1, wherein the Doppler shift calculation means calculates an integer portion of the rotation speed and obtains the calculation result of the phase difference.
前記移動方向計算手段は、前記端末の測位を行う測位システムから前記第1位置及び前記第2位置を表す情報を取得し、前記端末が有する加速度センサー若しくは速度センサー、又は前記測位システムから前記端末の速さを表す情報を取得する
請求項1又は2に記載の位相計算装置。
The moving direction calculation means acquires information representing the first position and the second position from the positioning system that performs positioning of the terminal, and the acceleration sensor or speed sensor of the terminal, or the positioning system of the terminal. The phase calculation device according to claim 1 or 2, wherein the information indicating the speed is acquired.
前記移動方向計算手段は、前記第1位置、前記第2位置、及び前記端末305の速さを表す情報として、前記端末が存在する航走体の位置を管理する運行管理システムから前記航走体の位置及び速さに関する情報を取得する
請求項1乃至3の何れか1項に記載の位相計算装置。
The moving direction calculating means is used as information indicating the speeds of the first position, the second position, and the terminal 305 from the operation management system that manages the position of the traveling body in which the terminal is present. The phase calculation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the information regarding the position and speed of the above is acquired.
請求項1乃至4の何れか1項に記載の位相計算装置と、
前記基地局から受信した前記パイロット信号のチャネルを推定するチャネル推定手段と、
前記位相計算装置によって計算された前記位相差の計算結果、及び前記チャネル推定手段によって推定された前記パイロット信号のチャネルの推定結果に基づいて、前記基地局から受信されたデータ信号のチャネルを推定するチャネル補間手段と、
前記チャネル補間手段によって推定された前記データ信号のチャネルの推定結果に基づいて、前記データ信号を復調するデータ信号復調手段と
を備えた端末。
The phase calculation device according to any one of claims 1 to 4.
A channel estimation means for estimating the channel of the pilot signal received from the base station, and
The channel of the data signal received from the base station is estimated based on the calculation result of the phase difference calculated by the phase calculator and the estimation result of the channel of the pilot signal estimated by the channel estimation means. Channel interpolation means and
A terminal provided with a data signal demodulation means for demodulating the data signal based on the estimation result of the channel of the data signal estimated by the channel interpolation means.
請求項5に記載の端末と、
前記パイロット信号及び前記データ信号を送信する前記基地局と
を備えた通信システム。
The terminal according to claim 5 and
A communication system including the base station for transmitting the pilot signal and the data signal.
前記端末は、前記端末から前記基地局へのアップリンクにおいても別の前記パイロット信号及び別の前記データ信号を送信し、
前記アップリンクにおける前記別の前記データ信号は、前記位相計算装置によって計算された前記位相差の計算結果を含み、
前記基地局は、前記端末から受信した前記位相差の計算結果に基づいて、前記アップリンクについて、前記別の前記パイロット信号及び前記別の前記データ信号のチャネルを推定し、推定結果に基づいて前記別の前記データ信号を復調する
請求項6に記載の通信システム。
The terminal also transmits another pilot signal and another data signal on the uplink from the terminal to the base station.
The other data signal in the uplink includes the calculation result of the phase difference calculated by the phase calculator.
The base station estimates the channels of the other pilot signal and the other data signal for the uplink based on the calculation result of the phase difference received from the terminal, and the base station estimates the channel based on the estimation result. The communication system according to claim 6, which demodulates another data signal.
端末が存在した第1位置を表す情報、前記端末の移動の後に前記端末が存在した第2位置を表す情報、及び前記端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、前記移動の方向を計算し、
計算された前記方向、前記移動のときの前記端末の速さを表す情報、前記無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及び前記キャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、前記キャリアを受信した際の前記移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信した前記キャリアにおける位相差を計算する
位相計算方法であって、
前記位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい
位相計算方法。
Based on information representing the first position where the terminal was present, information representing the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and information representing the third position where the base station that performs wireless communication with the terminal is present. Then, calculate the direction of the movement,
It represents the calculated directions, information representing the speed of the terminal during the movement, information representing the frequency of the carrier used for the radio communication, and the repetition period of the pilot signal modulated on the carrier. A phase calculation method for calculating the phase difference in the received carrier, which corresponds to the Doppler shift caused by the movement when the carrier is received, based on the information.
A phase calculation method in which the size of the range of possible values of the rotation speed representing the phase difference is larger than one rotation.
位相計算装置が備えるコンピュータに、
端末が存在した第1位置を表す情報、前記端末の移動の後に前記端末が存在した第2位置を表す情報、及び前記端末と無線通信を行う基地局が存在する第3位置を表す情報に基づいて、前記移動の方向を計算する移動方向計算処理と、
計算された前記方向、前記移動のときの前記端末の速さを表す情報、前記無線通信に使用されるキャリアの周波数を表す情報、及び前記キャリアの上で変調されたパイロット信号の繰り返し周期を表す情報に基づいて、前記キャリアを受信した際の前記移動に起因するドップラーシフトに対応する、受信した前記キャリアにおける位相差を計算するドップラーシフト計算処理と
を実行させる位相計算プログラムであって、
前記位相差を表す回転数の取り得る値の範囲の大きさは1回転より大きい
位相計算プログラム。
For computers equipped with phase calculators
Based on information representing the first position where the terminal was present, information representing the second position where the terminal was present after the movement of the terminal, and information representing the third position where the base station that performs wireless communication with the terminal is present. Then, the movement direction calculation process for calculating the movement direction and
It represents the calculated directions, information representing the speed of the terminal during the movement, information representing the frequency of the carrier used for the radio communication, and the repetition period of the pilot signal modulated on the carrier. A phase calculation program for executing a Doppler shift calculation process for calculating a phase difference in the received carrier, which corresponds to the Doppler shift caused by the movement when the carrier is received, based on the information.
A phase calculation program in which the size of the range of possible values of the number of rotations representing the phase difference is larger than one rotation.
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