JP2022136716A - Wireless communication system, wireless communication method and transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、無線通信システム、無線通信方法および送信装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a wireless communication system, wireless communication method, and transmitting device.
非特許文献1には、FTN(faster than nyquist)伝送に関する技術が開示されている。FTN伝送は、クロック周波数を超えるシンボルレートで変調シンボルを送出する手法である。FTN伝送によれば、同伝送ビット数の高次QAM変調と比較して、PAPRの低減が期待できる。
Non-Patent
従来のFTNと低次変調方式との組み合わせによれば、PAPRを上げずに高伝送ビット数を表現できる。ただし、シンボル間干渉(ISI)が大きくなり、伝送品質が劣化する懸念がある。 A combination of a conventional FTN and a low-order modulation scheme can express a high number of transmission bits without raising the PAPR. However, there is concern that inter-symbol interference (ISI) will increase and transmission quality will deteriorate.
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本開示の目的は、伝送品質を向上させることができる無線通信システム、無線通信方法および送信装置を得ることである。 The present disclosure has been made to solve the above problems. An object of the present disclosure is to obtain a wireless communication system, a wireless communication method, and a transmitting device capable of improving transmission quality.
本開示に係る無線通信システムは、MIMO多重化機能と適応変調機能とを備えた送信装置および当該送信装置から信号を受信する受信装置から構成される無線通信システムである。無線通信システムは、送信装置から受信装置に伝送する情報ビットを生成する情報ビット生成部と、情報ビット生成部によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するデータ信号変調部と、データ信号変調部によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すFTN処理部と、FTN処理部によって処理されたデータ信号を受信装置に対して伝送するための変換を行う送信信号変換部と、MIMO多重化時に、データ信号変調部による変調方式とFTN処理部によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数に応じた許容値以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択し、当該選択結果に基づいてデータ信号変調部とFTN処理部とを制御する制御部と、を備える。
本開示に係る無線通信方法は、MIMO多重化機能と適応変調機能とを備えた送信装置および当該送信装置から信号を受信する受信装置が行う無線通信方法である。無線通信方法は、送信装置から受信装置に伝送する情報ビットを生成する情報ビット生成工程と、情報ビット生成工程によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するデータ信号変調工程と、データ信号変調工程によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すFTN処理工程と、FTN処理工程によって処理されたデータ信号を受信装置に対して伝送するための変換を行う送信信号変換工程と、MIMO多重化時に、データ信号変調工程による変調方式とFTN処理工程によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数に応じた許容値以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択し、当該選択結果に基づいてデータ信号変調工程とFTN処理工程とを制御する制御工程と、を備える。
本開示に係る送信装置は、MIMO多重化機能と適応変調機能とを備えた送信装置である。送信装置は、受信装置に伝送する情報ビットを生成する情報ビット生成部と、情報ビット生成部によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するデータ信号変調部と、データ信号変調部によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すFTN処理部と、FTN処理部によって処理されたデータ信号を受信装置に対して伝送するための変換を行う送信信号変換部と、MIMO多重化時に、データ信号変調部による変調方式とFTN処理部によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数に応じた許容値以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択し、当該選択結果に基づいてデータ信号変調部とFTN処理部とを制御する制御部と、を備える。
A radio communication system according to the present disclosure is a radio communication system including a transmitting device having a MIMO multiplexing function and an adaptive modulation function and a receiving device that receives signals from the transmitting device. A wireless communication system includes an information bit generator that generates information bits to be transmitted from a transmitter to a receiver, a data signal modulator that modulates the information bits generated by the information bit generator into a data signal, and a data signal modulator. an FTN processing unit that performs FTN processing on the data signal modulated by the FTN processing unit; a transmission signal conversion unit that performs conversion for transmitting the data signal processed by the FTN processing unit to the receiving device; Among the combinations of the modulation method by the signal modulation unit and the FTN efficiency by the FTN processing unit, select a combination that has the optimum communication quality from combinations in which the PAPR is equal to or less than the allowable value according to the number of MIMO multiplexes and the number of transmission bits is the same, a control unit that controls the data signal modulation unit and the FTN processing unit based on the selection result;
A wireless communication method according to the present disclosure is a wireless communication method performed by a transmitting device having a MIMO multiplexing function and an adaptive modulation function and a receiving device that receives signals from the transmitting device. A wireless communication method comprises an information bit generation step of generating information bits to be transmitted from a transmitter to a receiver, a data signal modulation step of modulating the information bits generated by the information bit generation step into a data signal, and a data signal modulation step. an FTN processing step of performing FTN processing on the data signal modulated by the FTN processing step; a transmission signal conversion step of performing conversion for transmitting the data signal processed by the FTN processing step to the receiving device; Among the combinations of the modulation method by the signal modulation process and the FTN efficiency by the FTN processing process, select a combination that has the optimum communication quality from combinations in which the PAPR is equal to or less than the allowable value according to the number of MIMO multiplexes and the number of transmission bits is the same, and a control step for controlling the data signal modulation step and the FTN processing step based on the selection result.
A transmitting device according to the present disclosure is a transmitting device having a MIMO multiplexing function and an adaptive modulation function. The transmitter includes an information bit generator that generates information bits to be transmitted to the receiver, a data signal modulator that modulates the information bits generated by the information bit generator into a data signal, and a data signal modulated by the data signal modulator. An FTN processing unit that performs FTN processing on the data signal, a transmission signal conversion unit that performs conversion for transmitting the data signal processed by the FTN processing unit to the receiving device, and a data signal modulation unit that performs MIMO multiplexing Of the combinations of the modulation scheme and the FTN efficiency by the FTN processing unit, select the combination that has the optimum communication quality from the combinations in which the PAPR is equal to or less than the allowable value according to the MIMO multiplexing number and the number of transmission bits is the same, and the selection result is and a control unit for controlling the data signal modulation unit and the FTN processing unit based on the data signal modulation unit.
本開示によれば、伝送品質を向上させることができる無線通信システム、無線通信方法および送信装置を得ることができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to obtain a wireless communication system, a wireless communication method, and a transmitting device capable of improving transmission quality.
添付の図面を参照して、実施の形態について説明する。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本開示は、以下の各実施の形態に限定されるものではない。本開示には、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の各実施の形態によって開示される構成の種々の変形および組み合わせが含まれ得る。 Embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In the present disclosure, overlapping descriptions are appropriately simplified or omitted. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments. The present disclosure may include various modifications and combinations of configurations disclosed by the following embodiments within the scope of the present disclosure.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る無線通信システムの構成を模式的に示すブロック図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、MIMO多重化機能と適応変調機能とを備えるシステムである。無線通信システムは、信号を送信する送信装置10と、当該送信装置10から信号を受信する受信装置20と、から構成される。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a radio communication system according to
MIMO多重化機能を備える送信装置10は、MIMO多重化時に、複数の送信アンテナ11から信号を送信する。受信装置20は、複数の受信アンテナ21から信号を受信可能に構成される。
A transmitting
図2は、無線通信システムにおけるPAPRの許容値を説明する図である。図2(a)は、MIMO多重数が1である場合、すなわち、1つの送信アンテナ11で信号の送信を行う場合のPAPRの許容値Aを説明するものである。PAPRの許容値Aは、送信アンテナ11からの送信出力Pと増幅器のバックオフとの関係から得られる。従来のFTN伝送においては、PAPRがこの許容値Aを超えることとなってしまう高次の変調方式を用いることができなかった。
FIG. 2 is a diagram for explaining allowable values of PAPR in a wireless communication system. FIG. 2(a) illustrates the allowable value A of PAPR when the MIMO multiplexing number is 1, that is, when signals are transmitted using one
図2(b)は、MIMO多重化時における、すなわち、複数の送信アンテナ11で信号の送信を行う場合のPAPRの許容値Atを説明するものである。MIMO多重化時には、各送信アンテナ11に送信出力が等分配される。MIMO多重化時における各送信アンテナ11からの平均送信出力Ptは、MIMO多重数をNtとして、次式(1)となる。
Pt=P/Nt (1)
FIG. 2(b) explains the allowable value At of PAPR at the time of MIMO multiplexing, that is, when signals are transmitted using a plurality of transmitting
P t =P/N t (1)
上述したように、MIMO多重化時は、各送信アンテナ11からの送信出力が小さくなるため、許容されるPAPRは大きくなる。MIMO多重化時におけるPAPRの許容値Atは、次式(2)となる。
At=A+10log10(Nt) (2)
As described above, during MIMO multiplexing, the transmission power from each
A t = A + 10log 10 (N t ) (2)
本開示に係る無線通信システムは、MIMO多重化時に許容されるPAPRが大きくなることに着目したものである。本開示に係る無線通信システムによれば、従来、MIMO多重化を行わない場合に使用することができなかった高次変調を使用可能とすることができる。 The wireless communication system according to the present disclosure focuses on increasing the PAPR allowed during MIMO multiplexing. According to the radio communication system according to the present disclosure, it is possible to use higher-order modulation, which could not be used conventionally when MIMO multiplexing is not performed.
図1に示すように、本実施の形態に係る送信装置10は、情報ビット生成部12と、データ信号変調部13と、FTN処理部14と、送信信号変換部15と、制御部16と、を備える。
As shown in FIG. 1, the transmitting
情報ビット生成部12は、送信装置10から受信装置20に伝送する情報ビットを生成するものである。情報ビット生成部12は、例えば、誤り訂正符号化機能およびインターリーブ機能等を有していてもよい。
The
データ信号変調部13は、情報ビット生成部12によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するものである。変調方式としては、例えば、直交振幅変調(QAM)等が挙げられる。MIMO多重化時において、データ信号変調部13は、各ストリームに対して変調を施す。
The data signal
FTN処理部14は、データ信号変調部13によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すものである。送信信号変換部15は、FTN処理部14によって処理されたデータ信号を送信アンテナ11から受信装置20に伝送するための変換を行うものである。
The
制御部16は、MIMO多重化、FTN処理部14によるFTN処理、データ信号変調部13による適応変調、等の各動作を制御するものである、制御部16は、MIMO多重化時に、データ信号変調部13による変調方式とFTN処理部14によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数Ntに応じた許容値At以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択する。制御部16は、当該選択結果に基づいて、データ信号変調部13とFTN処理部14とを制御する。
The
また、本実施の形態に係る受信装置20は、図1に示すように、受信信号変換部22と、データ信号復調部23と、情報ビット検出部24と、を備える。受信信号変換部22は、受信アンテナ21で受信されたデータ信号を、受信装置20で処理するための変換を行う。データ信号復調部23は、データ信号を情報ビットとして検出するための復調を行う。情報ビット検出部24は、情報ビットを検出する。情報ビット検出部24は、情報ビット生成部12に合わせて、誤り訂正復号機能およびデインターリーブ機能等を必要に応じて有していてもよい。
Further, the receiving
図3は、FTN効率と変調方式との組み合わせによるISIおよびPAPRの例を示すテーブルである。図3(a)は、MIMO多重化を行わない場合、すなわち、従来例を示すものである。図3(a)の例においては、PAPRが許容値Aを超えてしまう高次の変調方式である256QAMを用いることができない。図3(a)の例においては、FTN効率を2として、変調方式を16QAMとすることで、伝送ビット数8を実現できる。ただし、ISIが大きくなってしまうという課題がある。 FIG. 3 is a table showing examples of ISI and PAPR according to combinations of FTN efficiencies and modulation schemes. FIG. 3(a) shows a case without MIMO multiplexing, that is, a conventional example. In the example of FIG. 3A, 256QAM, which is a high-order modulation scheme in which the PAPR exceeds the allowable value A, cannot be used. In the example of FIG. 3A, by setting the FTN efficiency to 2 and the modulation method to 16QAM, the transmission bit number of 8 can be realized. However, there is a problem that the ISI increases.
図3(b)は、MIMO多重化を行う場合として、MIMO多重数が2である場合の一例を示すものである。図3(b)の例においては、PAPRの許容値Atが許容値Aよりも大きくなるため、高次の変調方式である256QAMを用いることが可能となる。FTN処理をなしとすることで、ISIを小さく抑えつつ、伝送ビット数16を実現できる。また、図3(b)の例においては、FTN効率を2として、変調方式を16QAMとすることによっても、伝送ビット数16を実現できる。 FIG. 3(b) shows an example of a case where the MIMO multiplexing number is 2 as a case of performing MIMO multiplexing. In the example of FIG. 3(b), since the PAPR allowable value At is larger than the allowable value A, 256QAM , which is a high-order modulation scheme, can be used. By not performing FTN processing, it is possible to realize 16 transmission bits while suppressing ISI. In the example of FIG. 3(b), 16 transmission bits can also be realized by setting the FTN efficiency to 2 and the modulation method to 16QAM.
多値数が大きい高次元の変調方式を用いた場合には、誤り率が大きくなりやすいという課題がある。一方、FTN効率を挙げた場合には、ISIが大きくなってしまうという課題がある。本開示に係る無線通信システムにおいては、多値数を大きくすることに起因する誤り率とFTN処理によって生じるISIとのトレードオフを評価して、伝送品質が最適となる組み合わせを選択して適用する。 When using a high-dimensional modulation scheme with a large multilevel number, there is a problem that the error rate tends to increase. On the other hand, when the FTN efficiency is raised, there is a problem that the ISI becomes large. In the wireless communication system according to the present disclosure, the trade-off between the error rate caused by increasing the multilevel number and the ISI caused by the FTN process is evaluated, and the combination that optimizes the transmission quality is selected and applied. .
例えば、図3に示す例においては、256QAMとFTNなしとの組み合わせ、および、16QAMとFTN効率2との組み合わせ、のそれぞれにおける誤り率を、事前に調べてデータとして保持しておく。保持しているデータに基づいて、伝送品質が最適となる組み合わせを選択して適用する。なお、FTN効率と変調方式との関係の情報は、例えば、予めシグナルフィールド等に収納しておき、送信装置10から受信装置20へ通知される。
For example, in the example shown in FIG. 3, the error rate in each of the combination of 256QAM and no FTN and the combination of 16QAM and FTN efficiency of 2 is checked in advance and stored as data. Based on the held data, a combination that gives the optimum transmission quality is selected and applied. Information on the relationship between the FTN efficiency and the modulation scheme is, for example, stored in advance in a signal field or the like, and notified from the
以上の実施の形態に示したように構成された送信装置10およびこの送信装置10を備える無線通信システムであれば、伝送品質を向上させることができる。なお、図1に示される無線通信システムおよび送信装置10の各機能は、無線通信方法としても実現することができる。
Transmitting
10 送信装置
11 送信アンテナ
12 情報ビット生成部
13 データ信号変調部
14 FTN処理部
15 送信信号変換部
16 制御部
20 受信装置
21 受信アンテナ
22 受信信号変換部
23 データ信号復調部
24 情報ビット検出部
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記送信装置から前記受信装置に伝送する情報ビットを生成する情報ビット生成部と、
前記情報ビット生成部によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するデータ信号変調部と、
前記データ信号変調部によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すFTN処理部と、
前記FTN処理部によって処理されたデータ信号を前記受信装置に対して伝送するための変換を行う送信信号変換部と、
MIMO多重化時に、前記データ信号変調部による変調方式と前記FTN処理部によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数に応じた許容値以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択し、当該選択結果に基づいて前記データ信号変調部と前記FTN処理部とを制御する制御部と、
を備える無線通信システム。 In a wireless communication system comprising a transmitting device having a MIMO multiplexing function and an adaptive modulation function and a receiving device receiving a signal from the transmitting device,
an information bit generation unit that generates information bits to be transmitted from the transmission device to the reception device;
a data signal modulation unit that modulates the information bits generated by the information bit generation unit into a data signal;
an FTN processing unit that performs FTN processing on the data signal modulated by the data signal modulation unit;
a transmission signal conversion unit that converts the data signal processed by the FTN processing unit for transmission to the receiving device;
At the time of MIMO multiplexing, among the combinations of the modulation method by the data signal modulation unit and the FTN efficiency by the FTN processing unit, the communication quality is improved from the combination in which the PAPR is equal to or less than the allowable value according to the number of MIMO multiplexes and the number of transmission bits is the same. a control unit that selects an optimum combination and controls the data signal modulation unit and the FTN processing unit based on the selection result;
A wireless communication system comprising:
前記送信装置から前記受信装置に伝送する情報ビットを生成する情報ビット生成工程と、
前記情報ビット生成工程によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するデータ信号変調工程と、
前記データ信号変調工程によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すFTN処理工程と、
前記FTN処理工程によって処理されたデータ信号を前記受信装置に対して伝送するための変換を行う送信信号変換工程と、
MIMO多重化時に、前記データ信号変調工程による変調方式と前記FTN処理工程によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数に応じた許容値以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択し、当該選択結果に基づいて前記データ信号変調工程と前記FTN処理工程とを制御する制御工程と、
を備える無線通信方法。 In a wireless communication method performed by a transmitting device having a MIMO multiplexing function and an adaptive modulation function and a receiving device that receives a signal from the transmitting device,
an information bit generating step of generating information bits to be transmitted from the transmitting device to the receiving device;
a data signal modulating step of modulating the information bits generated by the information bit generating step into a data signal;
an FTN processing step of performing FTN processing on the data signal modulated by the data signal modulating step;
a transmission signal conversion step for converting the data signal processed by the FTN processing step for transmission to the receiving device;
At the time of MIMO multiplexing, out of the combinations of the modulation method by the data signal modulation step and the FTN efficiency by the FTN processing step, the communication quality is improved from the combination in which the PAPR is equal to or less than the allowable value according to the number of MIMO multiplexes and the number of transmission bits is equal. a control step of selecting an optimum combination and controlling the data signal modulation step and the FTN processing step based on the selection result;
A wireless communication method comprising:
受信装置に伝送する情報ビットを生成する情報ビット生成部と、
前記情報ビット生成部によって生成された情報ビットをデータ信号に変調するデータ信号変調部と、
前記データ信号変調部によって変調されたデータ信号にFTN処理を施すFTN処理部と、
前記FTN処理部によって処理されたデータ信号を前記受信装置に対して伝送するための変換を行う送信信号変換部と、
MIMO多重化時に、前記データ信号変調部による変調方式と前記FTN処理部によるFTN効率との組み合わせのうち、PAPRがMIMO多重数に応じた許容値以下で且つ伝送ビット数が等しい組み合わせから通信品質が最適となる組み合わせを選択し、当該選択結果に基づいて前記データ信号変調部と前記FTN処理部とを制御する制御部と、
を備える送信装置。 In a transmitting device having a MIMO multiplexing function and an adaptive modulation function,
an information bit generator that generates information bits to be transmitted to a receiving device;
a data signal modulation unit that modulates the information bits generated by the information bit generation unit into a data signal;
an FTN processing unit that performs FTN processing on the data signal modulated by the data signal modulation unit;
a transmission signal conversion unit that converts the data signal processed by the FTN processing unit for transmission to the receiving device;
At the time of MIMO multiplexing, among the combinations of the modulation method by the data signal modulation unit and the FTN efficiency by the FTN processing unit, the communication quality is improved from the combination in which the PAPR is equal to or less than the allowable value according to the number of MIMO multiplexes and the number of transmission bits is the same. a control unit that selects an optimum combination and controls the data signal modulation unit and the FTN processing unit based on the selection result;
A transmitting device comprising:
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