JP5961481B2 - Wireless communication apparatus, method and program - Google Patents

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Description

本発明は、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式に従って、サブフレームの送受信を繰り返す無線通信装置、方法及びプログラムに関し、特に、サブフレーム長を適応的に可変する技術に関する。   The present invention relates to a wireless communication apparatus, method, and program that repeat transmission / reception of subframes in accordance with a time division duplex (TDD) system, and more particularly, to a technique for adaptively changing the subframe length.

従来、一般的な双方向の無線通信方式として、周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)方式とTDD方式とが知られている。FDD方式は、異なる周波数を用いて送受信を行う方式である。TDD方式は、各無線局で同期した時刻を共有し、時間軸上のデータを複数のフレームに分割することにより、無線基地局から移動局へ向けた下り方向のサブフレームと、移動局から無線基地局へ向けた上り方向のサブフレームとを一定間隔で交互に送受信する方式である。所定時刻になると、下り方向のサブフレームが送信され、別の所定時刻になると、上り方向のサブフレームが送信され、共有時刻に基づいた送信処理が交互に行われる。   Conventionally, a frequency division duplex (FDD) system and a TDD system are known as general bidirectional wireless communication systems. The FDD method is a method of performing transmission / reception using different frequencies. The TDD scheme shares the synchronized time among the radio stations, and divides the data on the time axis into a plurality of frames, so that the subframe in the downlink direction from the radio base station to the mobile station and the radio from the mobile station This is a method of alternately transmitting and receiving uplink subframes toward a base station at regular intervals. At a predetermined time, a downlink subframe is transmitted. At another predetermined time, an uplink subframe is transmitted, and transmission processing based on the sharing time is alternately performed.

このTDD方式に基づいたマルチユーザーアクセス方式として、TDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)/TDD方式が一般に知られている。このTDMA/TDD方式では、複数の移動局を操作する各ユーザーからの送信信号が、伝搬遅延または処理遅延により無線基地局において時間軸上で重ならないように、各サブフレームの間にガードタイムと呼ばれる無信号の時間的ギャップ期間を設定している。このガードタイムは、一般に固定長である。例えば、陸上移動通信用の通信方式として知られるモバイルWiMAX規格(非特許文献1)では、無線基地局から移動局へのダウンリンクと移動局から無線基地局へのアップリンクとの間に105.7μsの固定長のガードタイムを設定し、アップリンクとダウンリンクとの間に60μsの固定長のガードタイムを設定している。また、次世代PHSの通信方式として標準化されたXGP規格(非特許文献2)では、1スロット分のアップリンクバーストの前後にそれぞれ21.67μs、30μsのガードタイムを設定している。   As a multi-user access system based on this TDD system, a TDMA (Time Division Multiple Access) / TDD system is generally known. In this TDMA / TDD system, a guard time is set between each subframe so that transmission signals from each user operating a plurality of mobile stations do not overlap on the time axis in the radio base station due to propagation delay or processing delay. A no-signal time gap period is set. This guard time is generally a fixed length. For example, in the mobile WiMAX standard (Non-Patent Document 1) known as a communication system for land mobile communication, 105.105 is provided between the downlink from the radio base station to the mobile station and the uplink from the mobile station to the radio base station. A fixed-length guard time of 7 μs is set, and a fixed-length guard time of 60 μs is set between the uplink and the downlink. Further, in the XGP standard (Non-Patent Document 2) standardized as a next-generation PHS communication method, guard times of 21.67 μs and 30 μs are set before and after an uplink burst for one slot, respectively.

しかしながら、固定長のガードタイムを設定することにより、送受信信号が互いに干渉しないで通信が可能となるエリアは限定されてしまう。既存方式では、セルと呼ばれる数km区画のエリア内の通信に限定した置局設計がなされているため問題は生じないが、設計エリアを超えた長距離通信は原理上困難である。一方、長距離通信を行うために、固定長のガードタイムを最大伝搬距離に合わせて大きな値に設定した場合には、時間利用効率が大幅に低下するという課題が生じる。   However, setting a fixed-length guard time limits the area in which communication is possible without transmission / reception signals interfering with each other. In the existing system, since the station placement design is limited to communication within an area of several kilometers called a cell, no problem arises, but long distance communication beyond the design area is difficult in principle. On the other hand, in order to perform long-distance communication, when a fixed-length guard time is set to a large value in accordance with the maximum propagation distance, there arises a problem that time utilization efficiency is greatly reduced.

一方で、TDD方式の伝搬効率を向上させるための手法が提案されている。この手法は、送信するデータ量を正確に測定し、上り回線と下り回線の比率を適応的に可変させるものである。この手法によれば、上り回線と下り回線の送信データ量の比率に応じて送受信時間比を決定するから、データ伝送の遅延を小さくすることができる。しかし、この手法では、ガードタイムで制限される時間利用効率を向上させることができない。   On the other hand, a method for improving the propagation efficiency of the TDD scheme has been proposed. This method accurately measures the amount of data to be transmitted and adaptively varies the ratio of uplink and downlink. According to this method, since the transmission / reception time ratio is determined according to the ratio of the transmission data amount between the uplink and the downlink, the delay in data transmission can be reduced. However, this method cannot improve the time utilization efficiency limited by the guard time.

特開2007−49450号公報JP 2007-49450 A

「モバイルWiMAX規格」、IEEE STD 802.16e-2005"Mobile WiMAX Standard", IEEE STD 802.16e-2005 ARIB STD-T95 version2.1,“OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System (Next Generation PHS)”ARIB STD-T95 version 2.1, “OFDMA / TDMA TDD Broadband Wireless Access System (Next Generation PHS)”

図11は、従来技術において、固定長のガードタイムが設定された場合のTDD方式の送受信タイミングチャートである。斜線部は固定長のガードタイムを示し、TULは、移動局(MS:Mobile Station)から無線基地局(BS:Base Station)への送信における、サブフレーム長(データ長)及び固定長のガードタイムの時間長を示し、TDLは、基地局から移動局への送信における、サブフレーム長(データ長)及び固定長のガードタイムの時間長を示す。また、Tは、TUL及びTDLからなる1フレームの時間長(フレーム長)を示し、Δτは、伝搬遅延時間を示す。これらのパラメータに付加されている(a)(b)は、図11(a)または図11(b)におけるパラメータであることを示している。 FIG. 11 is a transmission / reception timing chart of the TDD scheme when a fixed guard time is set in the prior art. The hatched portion indicates a fixed-length guard time, and TUL indicates a subframe length (data length) and a fixed-length guard in transmission from a mobile station (MS: Mobile Station) to a radio base station (BS: Base Station). A time length of time is indicated, and TDL indicates a time length of a subframe length (data length) and a fixed guard time in transmission from the base station to the mobile station. T represents the time length (frame length) of one frame made up of T UL and T DL , and Δτ 1 represents the propagation delay time. (A) and (b) added to these parameters indicate parameters in FIG. 11 (a) or FIG. 11 (b).

図11(a)は、伝搬遅延時間Δτ(a)が短い場合(後述する図11(b)の伝搬遅延時間Δτ(b)よりも短い場合)の送受信タイミングチャートである。移動局が信号の送信を開始すると、移動局と時刻情報を共有する無線基地局は、信号受信の待ち受け状態となるが、実際に信号を受信し始めるのは、伝搬遅延時間Δτ(a)だけ経過した後である。そして、共有する時刻情報に従って、無線基地局が信号の送信を開始すると、移動局は、信号受信の待ち受け状態となるが、実際に信号を受信し始めるのは、伝搬遅延時間Δτ(a)だけ経過した後である。そして、共有する時刻情報に従って、無線基地局は信号の送信を開始する。このような送受信処理が繰り返される。ここで、伝搬遅延による受信タイミングのずれは、ガードタイムで吸収できるため、送受信信号は干渉しない。 FIG. 11A is a transmission / reception timing chart when the propagation delay time Δτ 1 (a) is short (when it is shorter than the propagation delay time Δτ 1 (b) in FIG. 11B described later). When the mobile station starts signal transmission, the radio base station that shares time information with the mobile station enters a signal reception standby state, but actually starts to receive the signal because of the propagation delay time Δτ 1 (a). Only after it has passed. Then, when the radio base station starts signal transmission according to the shared time information, the mobile station enters a signal reception standby state, but actually starts to receive the signal because of the propagation delay time Δτ 1 (a). Only after it has passed. Then, the radio base station starts signal transmission according to the shared time information. Such transmission / reception processing is repeated. Here, a shift in reception timing due to a propagation delay can be absorbed by the guard time, so that a transmission / reception signal does not interfere.

図11(b)は、伝搬遅延時間Δτ(b)が長い場合(図11(a)の伝搬遅延時間Δτ(a)よりも長い場合)の送受信タイミングチャートである。移動局及び無線基地局の送受信タイミングは図11(a)と同様であり、伝搬遅延による受信タイミングのずれは、ガードタイムで吸収できるため、送受信信号は干渉しない。 FIG. 11B is a transmission / reception timing chart when the propagation delay time Δτ 1 (b) is long (when the propagation delay time Δτ 1 (a) in FIG. 11A is longer). The transmission / reception timings of the mobile station and the radio base station are the same as those in FIG. 11A, and the reception timing shift due to the propagation delay can be absorbed by the guard time, so that the transmission / reception signals do not interfere.

図11(a)に示した伝搬遅延時間Δτ(a)が短い場合と、図11(b)に示した伝搬遅延間Δτ(a)が長い場合とを比較すると、図11(a)よりも図11(b)の方が、1フレーム内に送信データ(送信サブフレーム)及び受信データ(受信サブフレーム)が占める割合、すなわち時間利用効率が低下している。これは、図11(a)及び図11(b)における送信データ長が同じであり、受信データ長も同じであり、図11(a)のガードタイム<図11(b)のガードタイム、T(a)<T(b)、TUL(a)<TUL(b)、TDL(a)<TDL(b)、Δτ(a)<Δτ(b)であり、伝搬遅延の大きい長距離通信を行う場合には、1フレーム長Tにおけるガードタイムの占有率が相対的に増大するからである。 The case 11 the propagation delay time .DELTA..tau 1 shown in (a) (a) is short and FIG. 11 (b) to the propagation delay between .DELTA..tau 1 shown (a) is compared with the case long, 11 (a) In FIG. 11B, the ratio of transmission data (transmission subframe) and reception data (reception subframe) in one frame, that is, time utilization efficiency, is lower. This is because the transmission data lengths in FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b) are the same, and the reception data lengths are also the same. The guard time in FIG. 11 (a) <the guard time in FIG. 11 (b), T (A) <T (b), T UL (a) <T UL (b), T DL (a) <T DL (b), Δτ 1 (a) <Δτ 1 (b) This is because the guard time occupancy rate for one frame length T is relatively increased when performing long-distance communication.

このように、TDD方式を用いた既存の通信システムでは、伝搬遅延が大きい長距離通信を行う場合、固定長のガードタイムを最大伝搬距離に合わせて大きな値に設定する必要があり、1フレーム内に送受信データが占める割合を示す時間利用効率が大幅に低下するという課題があった。   As described above, in the existing communication system using the TDD scheme, when performing long-distance communication with a large propagation delay, it is necessary to set the fixed-length guard time to a large value in accordance with the maximum propagation distance. However, there is a problem that the time use efficiency indicating the ratio of the transmitted / received data significantly decreases.

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、信号のフレーム長を伝搬距離に応じて適応的に可変させることにより、フレーム長におけるガードタイムの占有率を相対的に低減させ、高効率な通信を実現する無線通信装置、方法及びプログラムを提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to make the occupancy rate of the guard time relative to the frame length relatively variable by adaptively varying the frame length of the signal according to the propagation distance. An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus, method, and program that can be reduced and realize highly efficient communication.

前記目的を達成するために、本発明による無線通信装置は、無線基地局と移動局との間で、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式に従って所定時間のフレーム長内でサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの送受信を前記フレーム長毎に繰り返す無線通信装置において、受信したサブフレームの先頭を検出し、フレーム同期検出タイミングパルスを生成するフレーム同期検出部と、前記フレーム同期検出部により生成された前回のフレーム同期検出タイミングパルスと今回のフレーム同期検出タイミングパルスとの間で、内部クロックに同期した信号パルスをカウントし、パルス数を求めるフレーム周期検出カウンタと、前記フレーム周期検出カウンタにより求めたパルス数からフレーム受信周期を算出し、前記フレーム受信周期に基づいて、前記無線基地局と移動局との間の伝搬遅延時間を算出する伝搬遅延時間算出部と、前記伝搬遅延時間算出部により算出された伝搬遅延時間が長い場合はフレーム長が長くなるように、前記伝搬遅延時間が短い場合はフレーム長が短くなるように、前記フレーム長を設定するフレーム長設定部と、を備え、前記フレーム長設定部により設定されたフレーム長に応じた時間長のサブフレームを送信する、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a radio communication apparatus according to the present invention provides a subframe within a frame length of a predetermined time according to a time division duplex (TDD) scheme between a radio base station and a mobile station. In a wireless communication apparatus that performs transmission and reception and repeats transmission and reception of the subframe for each frame length, a frame synchronization detection unit that detects a head of the received subframe and generates a frame synchronization detection timing pulse; and the frame synchronization detection unit A frame period detection counter that counts signal pulses synchronized with an internal clock between the previous frame synchronization detection timing pulse generated this time and the current frame synchronization detection timing pulse and obtains the number of pulses, and the frame period detection counter The frame reception cycle is calculated from the number of pulses obtained by A propagation delay time calculation unit that calculates a propagation delay time between the radio base station and the mobile station based on the period, and a long frame length if the propagation delay time calculated by the propagation delay time calculation unit is long A frame length setting unit for setting the frame length so that the frame length is shortened when the propagation delay time is short, and a time corresponding to the frame length set by the frame length setting unit A long subframe is transmitted.

また、本発明による無線通信装置は、さらに、送信データに対し、所定の符号化及び変調方式の処理を含む送信処理を施して送信サブフレームを生成する送信処理部と、前記受信したサブフレームに対し、所定の受信処理を施す受信処理部と、前期送信サブフレーム及び受信サブフレームに対し高周波の周波数変換を行うと共に、送受信アンテナを介した送信サブフレームの送信及び受信サブフレームの受信の切り替えを行う送受信高周波部と、前記受信サブフレームの時間長を示す受信サブフレーム長及び前記送信サブフレームの時間長を示す送信サブフレーム長、並びに次の送信データに対して処理する前記送信処理部における符号化及び変調方式に基づいて、前記受信サブフレームの受信が完了した後に前記送信サブフレームを送信するように、前記フレーム同期検出部により生成されたフレーム同期検出タイミングパルスの時点から所定時間経過後の送信タイミング信号を生成して前記送信処理部に出力すると共に、前記送信タイミング信号の時点から、前記送信処理部の処理による遅延時間の経過後に、切替タイミング信号を生成して前記送受信高周波部に出力する送信タイミング制御部と、を備え、前記送信処理部が、前記送信タイミング制御部から送信タイミング信号を入力したときに、前記送信データから送信サブフレームを生成するための送信処理を開始し、前記送受信高周波部が、前記送信タイミング制御部から切替タイミング信号を入力したときに、前記受信から送信への切り替えを含む処理を開始する、ことを特徴とする。   The wireless communication apparatus according to the present invention further includes a transmission processing unit that generates transmission subframes by performing transmission processing including processing of predetermined encoding and modulation schemes on transmission data, and the received subframes. On the other hand, a reception processing unit that performs a predetermined reception process, and performs high-frequency frequency conversion on the transmission subframe and the reception subframe in the previous period, and switches between transmission of the transmission subframe and reception of the reception subframe via the transmission / reception antenna. A transmission / reception high-frequency unit to perform, a reception subframe length indicating the time length of the reception subframe, a transmission subframe length indicating the time length of the transmission subframe, and a code in the transmission processing unit for processing the next transmission data The transmission subframe is transmitted after the reception of the reception subframe is completed based on the modulation and modulation scheme As described above, a transmission timing signal after a predetermined time has elapsed from the time of the frame synchronization detection timing pulse generated by the frame synchronization detection unit and output to the transmission processing unit, and from the time of the transmission timing signal, A transmission timing control unit that generates a switching timing signal and outputs the switching timing signal to the transmission / reception high-frequency unit after the delay time due to the processing of the transmission processing unit elapses, and the transmission processing unit receives a transmission timing signal from the transmission timing control unit From the reception to transmission when the transmission / reception high-frequency unit receives a switching timing signal from the transmission timing control unit. It is characterized by starting a process including switching.

また、本発明による無線通信装置は、前記伝搬遅延時間算出部が、前記算出したフレーム受信周期、前記受信サブフレーム長、前記送信サブフレーム長、及び予め設定された前記送受信高周波部における受信から送信への切り替えを含む処理の時間に基づいて、前記無線基地局と移動局との間の伝搬遅延時間を算出する、ことを特徴とする。   Also, in the wireless communication device according to the present invention, the propagation delay time calculation unit transmits from the calculated frame reception cycle, the reception subframe length, the transmission subframe length, and reception in the preset transmission / reception high-frequency unit. The propagation delay time between the radio base station and the mobile station is calculated based on the processing time including switching to the mobile station.

さらに、本発明による無線通信方法は、無線基地局と移動局との間で、時分割複信方式に従って所定時間のフレーム長内でサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの送受信を前記フレーム長毎に繰り返す無線通信方法において、サブフレームを受信するステップと、前記受信したサブフレームの先頭を検出し、フレーム同期検出タイミングパルスを生成するステップと、先に生成したフレーム同期検出タイミングパルスと、その後に生成したフレーム同期検出タイミングパルスとの間で、内部クロックに同期した信号パルスをカウントし、パルス数を求めるステップと、前記パルス数からフレーム受信周期を算出するステップと、前記フレーム受信周期に基づいて、前記無線基地局と移動局との間の伝搬遅延時間を算出するステップと、前記伝搬遅延時間が長い場合はフレーム長が長くなるように、前記伝搬遅延時間が短い場合はフレーム長が短くなるように、前記フレーム長を設定するステップと、前記設定したフレーム長に応じた時間長のサブフレームを送信するステップと、を有することを特徴とする。   Further, the wireless communication method according to the present invention performs transmission / reception of a subframe within a frame length of a predetermined time between a wireless base station and a mobile station according to a time division duplex method, and transmits / receives the subframe to the frame length In a wireless communication method that repeats every time, a step of receiving a subframe, a step of detecting a head of the received subframe, generating a frame synchronization detection timing pulse, a previously generated frame synchronization detection timing pulse, and thereafter Based on the frame reception period, a step of counting signal pulses synchronized with an internal clock and calculating the number of pulses, a step of calculating a frame reception period from the number of pulses, Calculating a propagation delay time between the radio base station and the mobile station Setting the frame length so that the frame length becomes long when the propagation delay time is long, and the frame length is shortened when the propagation delay time is short, and according to the set frame length Transmitting a time-length subframe.

さらに、本発明によるプログラムは、コンピュータを、前記無線通信装置として機能させることを特徴とする。   Furthermore, a program according to the present invention causes a computer to function as the wireless communication device.

以上のように、本発明によれば、信号のフレーム長を伝搬距離に応じて適応的に可変させるようにした。これにより、フレーム長におけるガードタイムの占有率を相対的に低減させることができ、高効率な通信を実現することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the frame length of the signal is adaptively varied according to the propagation distance. Thereby, the occupation rate of the guard time in the frame length can be relatively reduced, and highly efficient communication can be realized.

本発明の実施形態による無線通信装置が設けられた無線基地局と移動局とが1対1で対向した通信システムを示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a communication system in which a radio base station provided with a radio communication device according to an embodiment of the present invention and a mobile station face each other on a one-to-one basis. 本発明の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication apparatus by embodiment of this invention. TDDサブフレームの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a TDD sub-frame. TDDサブフレームの先頭に付加されたプリアンブル信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the preamble signal added to the head of a TDD sub-frame. フレーム同期検出部においてフレーム先頭を検出するための移動相関値を示す図である。It is a figure which shows the movement correlation value for detecting the frame head in a frame synchronization detection part. フレーム長設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a frame length setting process. 送信タイミング制御の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of transmission timing control. フレーム長設定処理及び送信タイミング制御の処理を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the frame length setting process and the process of transmission timing control. (a)は、フレーム長を固定にした場合の送受信タイミングチャートである。(b)は、本発明の実施形態におけるフレーム長を可変にした場合の送受信タイミングチャートである。(A) is a transmission / reception timing chart when the frame length is fixed. FIG. 6B is a transmission / reception timing chart when the frame length is variable in the embodiment of the present invention. 元のフレーム長をn倍とした場合の時間利用効率ηを説明する図である。It is a figure explaining time utilization efficiency (eta) when the original frame length is made into n times. 従来技術において、固定長のガードタイムが設定された場合のTDD方式の送受信タイミングチャートである。In the prior art, it is a transmission / reception timing chart of a TDD system when a fixed-length guard time is set.

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態による無線通信装置が設けられた無線基地局と移動局とが1対1で対向した通信システムを示す概略図である。無線基地局及び移動局のそれぞれに、本発明の実施形態による無線通信装置が設けられている。無線基地局と移動局との送受信間距離は0〜100kmであり、互いに離れた状態でTDD方式に基づいて通信を行う場合を想定する。移動局は、例えばヘリコプター、飛行機、新幹線等に搭載されている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a communication system in which a radio base station provided with a radio communication apparatus according to an embodiment of the present invention and a mobile station face each other on a one-to-one basis. Each of the wireless base station and the mobile station is provided with a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. The distance between transmission and reception between the radio base station and the mobile station is 0 to 100 km, and it is assumed that communication is performed based on the TDD scheme in a state of being separated from each other. Mobile stations are mounted on, for example, helicopters, airplanes, bullet trains, and the like.

図2は、本発明の実施形態による無線通信装置の構成を示すブロック図である。図1に示した通信システムにおいて、無線基地局に設けられた無線通信装置の構成と移動局に設けられた無線通信装置の構成とは同一である。この無線通信装置1は、無線基地局に設けられているものとして説明する。無線通信装置1は、信号処理部2、送受信高周波部3及び送受信アンテナ4を備えている。信号処理部2は、A/D(Analog/Digital:アナログ/デジタル)変換部10、直交復調部11、フレーム同期検出部12、AFC(Automatic Frequency Control:自動周波数制御)部13、PHY(PHYsical layer:物理層)ヘッダ復調・解析部14、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)復調部15、デマッピング部16、復号部17、受信データ保持部18、フレーム長・処理遅延検出部19、適応変調制御部20、送信タイミング算出部21、送信タイミング制御部22、送信データ保持部23、符号化部24、マッピング部25、OFDM変調部26、GI(Guard Interval:ガードインターバル)付加部27、TDDフレーム生成部28、直交変調部29、D/A(Digital/Analog:デジタル/アナログ)変換部30、フレーム周期検出カウンタ31、伝搬遅延時間算出部32及びフレーム長制御部(フレーム長設定部)33を備えている。送受信高周波部3は、送受信切替部40、受信高周波部41及び送信高周波部42を備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention. In the communication system shown in FIG. 1, the configuration of the radio communication apparatus provided in the radio base station is the same as the configuration of the radio communication apparatus provided in the mobile station. The wireless communication apparatus 1 will be described as being provided in a wireless base station. The wireless communication device 1 includes a signal processing unit 2, a transmission / reception high-frequency unit 3, and a transmission / reception antenna 4. The signal processing unit 2 includes an A / D (Analog / Digital) conversion unit 10, an orthogonal demodulation unit 11, a frame synchronization detection unit 12, an AFC (Automatic Frequency Control) unit 13, a PHY (PHYsical layer). : Physical layer) header demodulation / analysis unit 14, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) demodulation unit 15, demapping unit 16, decoding unit 17, received data holding unit 18, frame length / processing delay detection unit 19 , Adaptive modulation control unit 20, transmission timing calculation unit 21, transmission timing control unit 22, transmission data holding unit 23, encoding unit 24, mapping unit 25, OFDM modulation unit 26, GI (Guard Interval) addition unit 27 , TDD frame generation unit 28, quadrature modulation unit 29, D / A (Digital / Analog) conversion unit 30, frame And a period detection counter 31, the propagation delay time calculation unit 32 and the frame length control section (frame length setting unit) 33. The transmission / reception high frequency unit 3 includes a transmission / reception switching unit 40, a reception high frequency unit 41, and a transmission high frequency unit 42.

ここで、送受信高周波部3から受信信号を入力してフレーム同期検出部12にてフレーム同期を検出するまでの処理を行う、信号処理部2のA/D変換部10、直交復調部11及びフレーム同期検出部12により、受信処理部が構成される。また、送信データに対し符号化を施してからD/A変換し、送信信号を送受信高周波部3に出力するまでの処理を行う、符号化部24からD/A変換部30までの送信系統により、送信処理部が構成される。尚、図2において、実線の矢印は送受信信号を示し、点線の矢印は制御信号等を示す。   Here, the A / D converter 10, the quadrature demodulator 11, and the frame of the signal processor 2 perform processing from the reception signal received from the transmission / reception high-frequency unit 3 until the frame synchronization detection unit 12 detects the frame synchronization. The synchronization detection unit 12 constitutes a reception processing unit. Further, the transmission system from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30 performs processing from encoding the transmission data to D / A conversion and outputting the transmission signal to the transmission / reception high-frequency unit 3. A transmission processing unit is configured. In FIG. 2, solid arrows indicate transmission / reception signals, and dotted arrows indicate control signals and the like.

〔受信処理〕
まず、移動局から送信された信号を受信する処理について説明する。無線基地局の無線通信装置1は、送信処理を行っているときを除いて、基本的に信号受信の待ち受け状態である。
[Reception processing]
First, processing for receiving a signal transmitted from a mobile station will be described. The wireless communication device 1 of the wireless base station is basically in a signal reception standby state except when performing transmission processing.

図3は、TDDサブフレームの構成を示す図である。このTDDサブフレームは、移動局から送信される信号の構成例を示しており、複数のOFDMシンボルの先頭に既知信号であるプリアンブルが付加されており、このプリアンブルに加え、PHYヘッダ、PHYペイロード及びPHYトレーラにより構成される。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a TDD subframe. This TDD subframe shows a configuration example of a signal transmitted from a mobile station, and a preamble which is a known signal is added to the head of a plurality of OFDM symbols. In addition to this preamble, a PHY header, a PHY payload, and Consists of a PHY trailer.

図4は、図3に示したTDDサブフレームの先頭に付加されたプリアンブル信号の波形を示す図である。図4において、横軸は時間を示し、縦軸はプリアンブル信号の振幅を示す。移動局から送信されるTDDサブフレームのプリアンブル信号は、図4に示すように、所定周期にて規則的な振幅を有する時間波形になっている。   FIG. 4 is a diagram showing a waveform of a preamble signal added to the head of the TDD subframe shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amplitude of the preamble signal. As shown in FIG. 4, the preamble signal of the TDD subframe transmitted from the mobile station has a time waveform having a regular amplitude at a predetermined period.

図2に示す無線基地局の無線通信装置1において、送受信高周波部3は、TDDサブフレームに対し高周波の周波数変換を行うと共に、送受信アンテナ4を介したTDDサブフレームの送受信の切り替えを行う。送受信高周波部3の送受信切替部40は、送信を行っているときを除き、RFスイッチにより送受信アンテナ4と受信高周波部41とを接続して受信待ちの状態とし、送受信アンテナ4を介して、移動局から送信されたTDDサブフレームの信号(受信信号)を受信する。受信高周波部41は、送受信切替部40から受信信号を入力し、入力した受信信号の無線周波数を、デジタル信号処理が可能なIF(Intermediate Frequency:中間周波数)帯の信号に変換する。尚、受信高周波部41の電源は、後述する送信高周波部42と異なり、常にONの状態になっている。   In the radio communication apparatus 1 of the radio base station shown in FIG. 2, the transmission / reception high-frequency unit 3 performs high-frequency frequency conversion on the TDD subframe and switches transmission / reception of the TDD subframe via the transmission / reception antenna 4. The transmission / reception switching unit 40 of the transmission / reception high-frequency unit 3 connects the transmission / reception antenna 4 and the reception high-frequency unit 41 with an RF switch to wait for reception except when transmitting, and moves through the transmission / reception antenna 4. A TDD subframe signal (received signal) transmitted from the station is received. The reception high-frequency unit 41 receives the reception signal from the transmission / reception switching unit 40 and converts the radio frequency of the input reception signal into a signal in an IF (Intermediate Frequency) band that allows digital signal processing. Note that the power supply of the reception high-frequency unit 41 is always ON, unlike the transmission high-frequency unit 42 described later.

信号処理部2のA/D変換部10は、送受信高周波部3の受信高周波部41からIF信号を入力し、アナログのIF信号をデジタルのIF信号に変換する。直交復調部11は、A/D変換部10からデジタルのIF信号を入力し、デジタル直交復調を施す。フレーム同期検出部12は、直交復調部11からデジタル直交復調された信号(TDDサブフレームの信号)を入力し、TDDサブフレームの先頭を検出する。   The A / D conversion unit 10 of the signal processing unit 2 receives an IF signal from the reception high frequency unit 41 of the transmission / reception high frequency unit 3 and converts the analog IF signal into a digital IF signal. The quadrature demodulator 11 receives a digital IF signal from the A / D converter 10 and performs digital quadrature demodulation. The frame synchronization detection unit 12 receives a digital quadrature demodulated signal (a TDD subframe signal) from the quadrature demodulation unit 11 and detects the head of the TDD subframe.

図5は、フレーム同期検出部12においてフレーム先頭を検出するための移動相関値を示す図である。図5において、横軸は時間を示し、縦軸は移動相関値を示す。フレーム同期検出部12は、入力した信号(受信信号)と既知のプリアンブルとの間の移動相関処理を時間領域にて行い、図5に示す移動相関値を算出する。そして、フレーム同期検出部12は、時間領域の移動相関値から相関ピークを検出し、検出した相関ピークの時間位置からTDDサブフレームの先頭を検出する。フレーム同期検出部12は、フレーム先頭を検出すると、TDDサブフレームの先頭の時間位置を示すフレーム同期検出タイミングパルスを生成し、検出した相関ピークの複素信号値をAFC部13に出力し、フレーム同期検出タイミングパルスを送信タイミング算出部21及びフレーム周期検出カウンタ31に出力する。   FIG. 5 is a diagram showing a movement correlation value for detecting the frame head in the frame synchronization detection unit 12. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the movement correlation value. The frame synchronization detection unit 12 performs a movement correlation process between the input signal (received signal) and a known preamble in the time domain, and calculates a movement correlation value shown in FIG. Then, the frame synchronization detection unit 12 detects a correlation peak from the moving correlation value in the time domain, and detects the head of the TDD subframe from the time position of the detected correlation peak. When the frame synchronization detection unit 12 detects the beginning of the frame, the frame synchronization detection unit 12 generates a frame synchronization detection timing pulse indicating the time position of the beginning of the TDD subframe, and outputs the complex signal value of the detected correlation peak to the AFC unit 13 for frame synchronization. The detection timing pulse is output to the transmission timing calculation unit 21 and the frame period detection counter 31.

図2に戻って、AFC部13は、フレーム同期検出部12から検出した相関ピークの複素信号値を入力し、周波数偏差に対応する複素信号値の位相情報を用いて移動局と無線基地局との間の周波数偏差を補正する。PHYヘッダ復調・解析部14は、AFC部13から周波数偏差が補正されたTDDサブフレームの信号を入力し、プリアンブルに続くPHYヘッダを復調する。そして、PHYヘッダ復調・解析部14は、復調後のPHYヘッダを解析して受信信号の信号形式(変調方式、符号化率等)を抽出し、受信信号の信号形式を示す符号化及び変調方式の情報をOFDM復調部15及び適応変調制御部20に出力する。また、PHYヘッダ復調・解析部14は、復調したPHYヘッダをフレーム長・処理遅延検出部19に出力する。   Returning to FIG. 2, the AFC unit 13 inputs the complex signal value of the correlation peak detected from the frame synchronization detection unit 12, and uses the phase information of the complex signal value corresponding to the frequency deviation to Correct the frequency deviation between. The PHY header demodulation / analysis unit 14 receives the TDD subframe signal with the frequency deviation corrected from the AFC unit 13 and demodulates the PHY header following the preamble. Then, the PHY header demodulation / analysis unit 14 analyzes the demodulated PHY header to extract the signal format (modulation method, coding rate, etc.) of the received signal, and encodes and modulates the signal format of the received signal. Is output to the OFDM demodulator 15 and the adaptive modulation controller 20. The PHY header demodulation / analysis unit 14 outputs the demodulated PHY header to the frame length / processing delay detection unit 19.

OFDM復調部15は、AFC部13からTDDサブフレームの信号を入力すると共に、PHYヘッダ復調・解析部14から受信信号の符号化及び変調方式の情報を入力し、TDDサブフレームのPHYヘッダに続くPHYペイロードに格納されたデータを復調する。デマッピング部16は、OFDM復調部15から復調されたデータを入力し、デマッピングを行う。復号部17は、デマッピング部16からデマッピングされたデータを入力し、復号(誤り訂正)を行い、復号したデータを受信データとして受信データ保持部18に保持する。受信データ保持部18に保持された受信データは、上位層へ出力される。   The OFDM demodulator 15 receives the TDD subframe signal from the AFC unit 13 and also receives the received signal encoding and modulation scheme information from the PHY header demodulator / analyzer 14 and follows the PHY header of the TDD subframe. Demodulate the data stored in the PHY payload. The demapping unit 16 receives the demodulated data from the OFDM demodulator 15 and performs demapping. The decoding unit 17 receives the demapped data from the demapping unit 16, performs decoding (error correction), and holds the decoded data in the reception data holding unit 18 as reception data. The reception data held in the reception data holding unit 18 is output to the upper layer.

フレーム長・処理遅延検出部19は、PHYヘッダ復調・解析部14から復調されたPHYヘッダを入力すると共に、適応変調制御部20から、当該無線基地局の無線通信装置1から送信する次のデータの(次の送信信号の)符号化及び変調方式の情報を入力する。そして、フレーム長・処理遅延検出部19は、入力したPHYヘッダから受信フレーム長(受信サブフレーム長)及び送信フレーム長(送信サブフレーム長)を検出(抽出)し、入力した次の送信信号の符号化及び変調方式並びに送信フレーム長に基づいて、送信系統における処理遅延の時間を検出(設定)する。ここで、受信したTDDサブフレームのPHYヘッダには、当該受信したTDDサブフレームの時間長を示す受信フレーム長、及び、当該無線通信装置1が送信したTDDサブフレームの送信フレーム長が格納されているものとする。尚、当該無線通信装置1は、TDDサブフレームを送信したときに送信フレーム長を保持しておき、フレーム長・処理遅延検出部19は、保持していた送信フレーム長を用いるようにしてもよい。   The frame length / processing delay detector 19 receives the PHY header demodulated from the PHY header demodulator / analyzer 14 and transmits the next data transmitted from the adaptive modulation controller 20 from the radio communication device 1 of the radio base station. The information of the encoding and modulation system (of the next transmission signal) is input. The frame length / processing delay detection unit 19 detects (extracts) the reception frame length (reception subframe length) and the transmission frame length (transmission subframe length) from the input PHY header, and inputs the next transmission signal that has been input. Based on the encoding and modulation schemes and the transmission frame length, the processing delay time in the transmission system is detected (set). Here, in the PHY header of the received TDD subframe, the reception frame length indicating the time length of the received TDD subframe and the transmission frame length of the TDD subframe transmitted by the wireless communication device 1 are stored. It shall be. The wireless communication apparatus 1 may hold the transmission frame length when transmitting the TDD subframe, and the frame length / processing delay detection unit 19 may use the held transmission frame length. .

フレーム長・処理遅延検出部19は、受信フレーム長及び送信系統における処理遅延の時間(送信信号の符号化・変調処理時間)を送信タイミング算出部21に出力する。例えば、フレーム長・処理遅延検出部19は、符号化方式、変調方式、送信フレーム長及び送信系統における処理遅延を対応付けたテーブルを用いて、送信信号の符号化・変調処理時間を設定する。また、フレーム長・処理遅延検出部19は、符号化方式、変調方式及び処理遅延を対応付けたテーブルを用いて処理遅延を検索し、処理遅延及び送信フレーム長による所定式を用いて、送信信号の符号化・変調処理時間を設定するようにしてもよい。   The frame length / processing delay detection unit 19 outputs the reception frame length and the processing delay time in the transmission system (transmission signal encoding / modulation processing time) to the transmission timing calculation unit 21. For example, the frame length / processing delay detection unit 19 sets the encoding / modulation processing time of the transmission signal using a table in which the encoding scheme, the modulation scheme, the transmission frame length, and the processing delay in the transmission system are associated with each other. The frame length / processing delay detection unit 19 searches for processing delays using a table in which coding schemes, modulation schemes, and processing delays are associated with each other, and uses a predetermined formula based on processing delays and transmission frame lengths to transmit signals. The encoding / modulation processing time may be set.

適応変調制御部20は、PHYヘッダ復調・解析部14から受信信号の符号化及び変調方式の情報を入力すると共に、フレーム長制御部33から送信フレーム長を入力し、入力した受信信号の符号化及び変調方式を、当該無線基地局の無線通信装置1が次に送信するデータの符号化及び変調方式に設定する。また、適応変調制御部20は、入力した送信フレーム長に相当する分量の送信データに対し、符号化部24、マッピング部25及びOFDM変調部26にて処理が行われるように制御する。これにより、後述する符号化部24は、送信フレーム長、符号化率及び変調方式に応じた分量の送信データが読み出される。ここで、移動局から受信した受信信号の符号化及び変調方式の情報は、移動局が、過去に無線基地局から受信した信号の品質情報に基づいて決定したものであり、移動局は、無線基地局から受信した信号の品質情報に基づいて、最適な符号化及び変調方式を決定し、TDDサブフレームのPHYヘッダに当該符号化及び変調方式を格納して無線基地局へ送信する適応変調制御を行っているものとする。   The adaptive modulation control unit 20 inputs the received signal encoding and modulation scheme information from the PHY header demodulation / analysis unit 14, and also receives the transmission frame length from the frame length control unit 33, and encodes the received reception signal. And the modulation scheme are set to the encoding and modulation scheme of data to be transmitted next by the radio communication apparatus 1 of the radio base station. In addition, the adaptive modulation control unit 20 controls the encoding unit 24, the mapping unit 25, and the OFDM modulation unit 26 to process the transmission data corresponding to the input transmission frame length. As a result, the encoding unit 24, which will be described later, reads out an amount of transmission data corresponding to the transmission frame length, coding rate, and modulation scheme. Here, the encoding and modulation scheme information of the received signal received from the mobile station is determined by the mobile station based on the quality information of the signal received from the radio base station in the past. Adaptive modulation control that determines the optimal encoding and modulation scheme based on the quality information of the signal received from the base station, stores the encoding and modulation scheme in the PHY header of the TDD subframe, and transmits it to the radio base station It is assumed that

適応変調制御部20は、設定した次の送信信号の符号化及び変調方式の情報を、フレーム長・処理遅延検出部19、符号化部24、マッピング部25及びOFDM変調部26に出力する。これにより、適応変調制御部20は、送信系統の符号化部24、マッピング部25及びOFDM変調部26を制御することができる。   The adaptive modulation control unit 20 outputs the set information of the next transmission signal encoding and modulation scheme to the frame length / processing delay detection unit 19, the encoding unit 24, the mapping unit 25, and the OFDM modulation unit 26. Thereby, the adaptive modulation control unit 20 can control the encoding unit 24, the mapping unit 25, and the OFDM modulation unit 26 of the transmission system.

尚、TDD方式を用いる場合は、移動局から無線基地局への上り回線と、無線基地局から移動局への下り回線との伝搬路が共通であるため、移動局から受信した信号の品質を無線基地局で観測するようにしてもよい。この場合、無線基地局に設けられた無線通信装置1の適応変調制御部20は、その観測した品質情報に基づいて、送信信号の符号化及び変調方式を決定する。   When the TDD scheme is used, since the propagation path is common between the uplink from the mobile station to the radio base station and the downlink from the radio base station to the mobile station, the quality of the signal received from the mobile station is reduced. You may make it observe with a wireless base station. In this case, the adaptive modulation control unit 20 of the radio communication apparatus 1 provided in the radio base station determines the encoding and modulation scheme of the transmission signal based on the observed quality information.

送信タイミング算出部21は、フレーム同期検出部12からTDDサブフレームの先頭の時間位置を示すフレーム同期検出タイミングパルスを入力すると共に、フレーム長・処理遅延検出部19から受信フレーム長及び送信信号の符号化・変調処理時間を入力する。そして、送信タイミング算出部21は、受信フレーム長及び送信信号の符号化・変調処理時間等に基づいて、フレーム同期検出タイミングから送信タイミングまでの間の時間を示す送信タイミング調整時間を、後述する数式(2)を用いて算出し、フレーム同期検出タイミングパルス、送信タイミング調整時間及び送信信号の符号化・変調処理時間を送信タイミング制御部22に出力する。   The transmission timing calculation unit 21 receives a frame synchronization detection timing pulse indicating the head time position of the TDD subframe from the frame synchronization detection unit 12, and receives the received frame length and the code of the transmission signal from the frame length / processing delay detection unit 19. Enter the conversion / modulation processing time. Then, the transmission timing calculation unit 21 sets a transmission timing adjustment time indicating a time from the frame synchronization detection timing to the transmission timing based on the reception frame length, the encoding / modulation processing time of the transmission signal, etc. The frame synchronization detection timing pulse, the transmission timing adjustment time, and the transmission signal encoding / modulation processing time are output to the transmission timing control unit 22.

送信タイミング制御部22は、送信タイミング算出部21からフレーム同期検出タイミングパルス、送信タイミング調整時間及び送信信号の符号化・変調処理時間を入力し、フレーム同期検出タイミングパルスの時点から送信タイミング調整時間の経過後のタイミングにて、送信タイミング信号を生成し、生成した送信タイミング信号を送信データ保持部23に出力する。また、送信タイミング制御部22は、送信タイミング信号の時点から送信信号の符号化・変調処理時間の経過後のタイミングにて、切替タイミング信号を生成し、生成した切替タイミング信号を送受信切替部40及び送信高周波部42に出力する。この切替タイミング信号は、送受信高周波部3の送信高周波部42の電源をONし、送受信切替部40のRFスイッチを受信高周波部41から送信高周波部42へ切り替えるタイミングを示す信号であり、移動局から送信されたTDDサブフレームの受信が完了するタイミングを示す信号でもある。   The transmission timing control unit 22 inputs the frame synchronization detection timing pulse, the transmission timing adjustment time, and the transmission signal encoding / modulation processing time from the transmission timing calculation unit 21, and sets the transmission timing adjustment time from the time of the frame synchronization detection timing pulse. At the timing after the elapse, a transmission timing signal is generated, and the generated transmission timing signal is output to the transmission data holding unit 23. The transmission timing control unit 22 generates a switching timing signal at a timing after the transmission signal encoding / modulation processing time elapses from the time of the transmission timing signal, and the generated switching timing signal is transmitted to the transmission / reception switching unit 40 and Output to the transmission high-frequency unit 42. This switching timing signal is a signal indicating the timing of turning on the power of the transmission high-frequency unit 42 of the transmission / reception high-frequency unit 3 and switching the RF switch of the transmission / reception switching unit 40 from the reception high-frequency unit 41 to the transmission high-frequency unit 42. It is also a signal indicating the timing at which reception of the transmitted TDD subframe is completed.

送信タイミング信号と切替タイミング信号とを出力するタイミングが異なるのは、送信のための符号化及び変調方式の処理を開始するタイミングと、送受信高周波部3の送信高周波部42の電源をONし、送受信切替部40のRFスイッチを受信高周波部41から送信高周波部42へ切り替えるタイミングとが異なるからである。これにより、送信信号がD/A変換部30にてD/A変換されると同時に、送信高周波部42の電源がONとなり、送受信切替部40において送受信アンテナ4と送信高周波部42とが接続される。そして、送信信号(TDDサブフレームの信号)は、無線信号として送受信アンテナ4から出力される。   The transmission timing signal and the switching timing signal are output at different timings when the encoding and modulation scheme processing for transmission is started, and the transmission high-frequency unit 42 of the transmission / reception high-frequency unit 3 is turned on to transmit / receive This is because the timing for switching the RF switch of the switching unit 40 from the reception high-frequency unit 41 to the transmission high-frequency unit 42 is different. As a result, the transmission signal is D / A converted by the D / A conversion unit 30, and at the same time, the power of the transmission high-frequency unit 42 is turned on, and the transmission / reception switching unit 40 connects the transmission / reception antenna 4 and the transmission high-frequency unit 42. The A transmission signal (a TDD subframe signal) is output from the transmission / reception antenna 4 as a radio signal.

送信高周波部42が送受信切替部40及び送受信アンテナ4を介して送信信号を出力した後、送受信切替部40は、直ちに送受信アンテナ4と受信高周波部41とを接続し、送信高周波部42の電源がOFFになる。これにより、無線通信装置1は、移動局からの信号受信の待ち受け状態となる。   After the transmission high-frequency unit 42 outputs a transmission signal via the transmission / reception switching unit 40 and the transmission / reception antenna 4, the transmission / reception switching unit 40 immediately connects the transmission / reception antenna 4 and the reception high-frequency unit 41, and the power supply of the transmission high-frequency unit 42 is Turns off. As a result, the wireless communication device 1 enters a standby state for signal reception from the mobile station.

〔送信処理〕
次に、無線基地局から信号を送信する処理について説明する。送信データ保持部23は、上位層から送信データを入力してバッファに保持し、送信タイミング制御部22から送信タイミング信号を入力すると、入力したタイミングにて、バッファから送信データを読み出して符号化部24に出力する。
[Transmission process]
Next, processing for transmitting a signal from the radio base station will be described. The transmission data holding unit 23 receives the transmission data from the upper layer and holds it in the buffer. When the transmission timing signal is input from the transmission timing control unit 22, the transmission data holding unit 23 reads the transmission data from the buffer at the input timing and encodes it. 24.

符号化部24は、適応変調制御部20から送信フレーム長、符号化及び変調方式の情報を入力し、送信データ保持部23から、送信フレーム長、符号化及び変調方式に応じた所定分量の送信データを入力する。そして、符号化部24は、入力した情報が示す符号化方式で送信データを符号化する。符号化された送信データは、移動局の復号部において誤り訂正処理が施される。マッピング部25は、適応変調制御部20から送信フレーム長、符号化及び変調方式の情報を入力すると共に、符号化部24から符号化されたデータを入力し、入力した情報が示す変調方式に基づいて、入力した所定分量のデータの1ビットまたは複数ビットを1つのサブキャリアに割り当てるため、入力したデータを複素平面上の1つの信号点に割り当てる(マッピングする)。OFDM変調部26は、適応変調制御部20から送信フレーム長、符号化及び変調方式の情報を入力すると共に、マッピング部25からマッピングされたデータを入力し、入力した情報が示す変調方式に基づいて、入力した所定分量のデータについてサブキャリア毎の複素信号値をFFT演算により時間領域の信号に変換する。GI付加部27は、OFDM変調部26から時間領域の信号を入力し、入力した時間領域の信号にGIを付加する。   The encoding unit 24 receives the transmission frame length, encoding and modulation scheme information from the adaptive modulation control unit 20, and transmits a predetermined amount of transmission according to the transmission frame length, encoding and modulation scheme from the transmission data holding unit 23. Enter the data. Then, the encoding unit 24 encodes the transmission data with the encoding method indicated by the input information. The encoded transmission data is subjected to error correction processing in the decoding unit of the mobile station. The mapping unit 25 receives the transmission frame length, encoding and modulation scheme information from the adaptive modulation control unit 20, and also receives the encoded data from the encoding unit 24, based on the modulation scheme indicated by the input information. In order to assign one bit or a plurality of bits of the input predetermined amount of data to one subcarrier, the input data is assigned (mapped) to one signal point on the complex plane. The OFDM modulation unit 26 receives information on the transmission frame length, encoding, and modulation scheme from the adaptive modulation control unit 20, and also receives data mapped from the mapping unit 25, and based on the modulation scheme indicated by the input information The complex signal value for each subcarrier is converted into a time domain signal by FFT calculation for the input predetermined amount of data. The GI addition unit 27 receives a time domain signal from the OFDM modulation unit 26 and adds a GI to the input time domain signal.

TDDフレーム生成部28は、GI付加部27からGIが付加された時間領域の信号を入力すると共に、フレーム長制御部33から送信フレーム長を入力し、複数のOFDMシンボルを、入力した送信フレーム長になるように1つのTDDサブフレームとして生成する。直交変調部29は、TDDフレーム生成部28により生成されたTDDサブフレームをデジタル直交変調する。D/A変換部30は、直交変調部29によりデジタル直交変調されたデジタルの信号をアナログの信号に変換する。D/A変換部30により変換された送信信号は、送受信高周波部3の送信高周波部42に出力される。   The TDD frame generation unit 28 inputs the time domain signal to which the GI is added from the GI addition unit 27, receives the transmission frame length from the frame length control unit 33, and inputs a plurality of OFDM symbols to the input transmission frame length. So that one TDD subframe is generated. The orthogonal modulation unit 29 performs digital orthogonal modulation on the TDD subframe generated by the TDD frame generation unit 28. The D / A conversion unit 30 converts the digital signal digitally quadrature-modulated by the quadrature modulation unit 29 into an analog signal. The transmission signal converted by the D / A conversion unit 30 is output to the transmission high-frequency unit 42 of the transmission / reception high-frequency unit 3.

尚、フレーム周期検出カウンタ31、伝搬遅延時間算出部32及びフレーム長制御部33については、後述するフレーム長設定処理において説明する。   The frame period detection counter 31, the propagation delay time calculation unit 32, and the frame length control unit 33 will be described in the frame length setting process described later.

送信高周波部42及び送受信切替部40は、送信タイミング制御部22から切替タイミング信号を入力し、その入力した時点にて、送信高周波部42の電源をONし、送受信切替部40においてRFスイッチにより送受信アンテナ4と送信高周波部42とを接続する。送信高周波部42は、D/A変換部30から送信信号を入力し、入力した送信信号のIF帯を無線周波数帯に変換して増幅し、送受信切替部40及び送受信アンテナ4を介して、送信信号(TDDサブフレームの信号)として出力する。その後、送受信切替部40は、送受信アンテナ4と受信高周波部41とを接続し、送信高周波部42の電源がOFFになり、無線通信装置1は、移動局からの信号受信の待ち受け状態となる。   The transmission high-frequency unit 42 and the transmission / reception switching unit 40 receive a switching timing signal from the transmission timing control unit 22 and turn on the power of the transmission high-frequency unit 42 at the time when the switching timing signal is input. The antenna 4 and the transmission high-frequency unit 42 are connected. The transmission high-frequency unit 42 receives the transmission signal from the D / A conversion unit 30, converts the IF band of the input transmission signal into a radio frequency band, amplifies the transmission signal, and transmits the signal via the transmission / reception switching unit 40 and the transmission / reception antenna 4. It outputs as a signal (signal of a TDD subframe). Thereafter, the transmission / reception switching unit 40 connects the transmission / reception antenna 4 and the reception high-frequency unit 41, the power of the transmission high-frequency unit 42 is turned off, and the wireless communication device 1 enters a standby state for signal reception from the mobile station.

このような受信処理及び送信処理により、無線基地局から送信された信号が移動局で受信され、受信が完了すると、再び移動局から無線基地局へ信号が送信され、上記動作が繰り返し実行される。   By such reception processing and transmission processing, the signal transmitted from the radio base station is received by the mobile station. When the reception is completed, the signal is transmitted again from the mobile station to the radio base station, and the above operation is repeatedly performed. .

〔フレーム長設定処理〕
次に、フレーム長設定処理について説明する。フレーム長設定処理は、フレーム周期検出カウンタ31、伝搬遅延時間算出部32及びフレーム長制御部33により行われる。図6は、フレーム長設定処理を示すフローチャートである。
[Frame length setting processing]
Next, the frame length setting process will be described. The frame length setting process is performed by the frame period detection counter 31, the propagation delay time calculation unit 32, and the frame length control unit 33. FIG. 6 is a flowchart showing the frame length setting process.

フレーム周期検出カウンタ31は、フレーム同期検出部12からTDDサブフレームの先頭の時間位置を示すフレーム同期検出タイミングパルスを入力し(ステップS601)、前回入力したフレーム同期検出タイミングパルスと今回入力したフレーム同期検出タイミングパルスとの間で、内部クロックに同期した信号パルスをカウントし、カウントしたパルス数を伝搬遅延時間算出部32に出力する(ステップS602)。   The frame period detection counter 31 receives a frame synchronization detection timing pulse indicating the start time position of the TDD subframe from the frame synchronization detection unit 12 (step S601), and the previously input frame synchronization detection timing pulse and the currently input frame synchronization detection pulse. Signal pulses synchronized with the internal clock are counted between the detection timing pulses, and the counted number of pulses is output to the propagation delay time calculation unit 32 (step S602).

伝搬遅延時間算出部32は、フレーム周期検出カウンタ31からフレーム同期検出タイミングパルス間でカウントしたパルス数を入力し、入力したパルス数からフレーム受信周期Tcntを算出する(ステップS603)。パルス数は内部クロックに同期した信号から求められ、1パルスあたりの時間は既知であるから、パルス数からフレーム受信周期Tcntを算出することができる。そして、伝搬遅延時間算出部32は、算出したフレーム受信周期Tcnt、上り回線のサブフレーム長TUL、下り回線のサブレーム長TDL、及び送受信高周波部3の送受信切替部40及び送信高周波部42における送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτ5から、伝搬遅延時間Δτ1を次式に従って算出する(ステップS604)。
[数1]
Δτ={(Tcnt−TUL−TDL)/2}−Δτ ・・・(1)
上り回線のサブフレーム長TULは、フレーム長・処理遅延検出部19にて検出された受信フレーム長であり、受信信号であるTDDサブフレームのPHYヘッダから抽出される。下り回線のサブレーム長TDLも、フレーム長・処理遅延検出部19にて検出された送信フレーム長であり、前回の送信処理にて送信されたTDDサブフレームの送信フレーム長である。また、送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτ5は、当該無線通信装置1に応じて予め設定される時間であり、詳細については後述する。尚、前記数式(1)の導出根拠については、後述する図8にて説明する。
The propagation delay time calculation unit 32 inputs the number of pulses counted between the frame synchronization detection timing pulses from the frame period detection counter 31, and calculates the frame reception period T cnt from the input number of pulses (step S603). Since the number of pulses is obtained from a signal synchronized with the internal clock and the time per pulse is known, the frame reception cycle T cnt can be calculated from the number of pulses. Then, the propagation delay time calculation unit 32 calculates the calculated frame reception cycle T cnt , the uplink subframe length T UL , the downlink subframe length T DL , and the transmission / reception switching unit 40 and the transmission high-frequency unit 42 of the transmission / reception high-frequency unit 3. The propagation delay time Δτ 1 is calculated from the transmission high-frequency part activation / RF switch switching transition time Δτ 5 in accordance with the following equation (step S604).
[Equation 1]
Δτ 1 = {(T cnt −T UL −T DL ) / 2} −Δτ 5 (1)
The uplink subframe length TUL is the received frame length detected by the frame length / processing delay detector 19 and is extracted from the PHY header of the TDD subframe that is the received signal. The downlink subframe length T DL is also the transmission frame length detected by the frame length / processing delay detector 19 and is the transmission frame length of the TDD subframe transmitted in the previous transmission process. Further, the transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time Δτ 5 is a time set in advance according to the wireless communication device 1, and will be described in detail later. The basis for deriving the formula (1) will be described later with reference to FIG.

フレーム長制御部33は、伝搬遅延時間算出部32から伝搬遅延時間Δτ1を入力し、伝搬遅延時間Δτ1に基づいて、伝搬遅延時間Δτ1が長い場合はフレーム長が長くなるように、伝搬遅延時間Δτ1が短い場合は短くなるように、フレーム長を設定する(ステップS605)。 Frame length control unit 33 receives the propagation delay time .DELTA..tau 1 from the propagation delay time calculation unit 32, based on the propagation delay time .DELTA..tau 1, when the propagation delay time .DELTA..tau 1 is long so that the frame length becomes longer, the propagation If the delay time Δτ 1 is short, the frame length is set so as to be short (step S605).

例えば、フレーム長制御部33は、伝搬遅延時間Δτ1とフレーム長との対応関係が定義されたテーブルを用いて、伝搬遅延時間Δτ1が83μs未満の場合、フレーム長を5msに設定し、伝搬遅延時間Δτ1が83μs以上166μs未満の場合、フレーム長を10msに設定し、伝搬遅延時間Δτ1が166μs以上333μs未満の場合、フレーム長を20msに設定し、伝搬遅延時間Δτ1が333μs以上667μs未満の場合、フレーム長を40msに設定する。これにより、最大伝搬距離100kmの通信において、伝搬距離の長短に関わらず、時間利用効率を98%以上に維持することが可能となる。 For example, the frame length control unit 33 sets the frame length to 5 ms when the propagation delay time Δτ 1 is less than 83 μs using a table in which the correspondence relationship between the propagation delay time Δτ 1 and the frame length is defined. When the delay time Δτ 1 is 83 μs or more and less than 166 μs, the frame length is set to 10 ms. When the propagation delay time Δτ 1 is 166 μs or more and less than 333 μs, the frame length is set to 20 ms and the propagation delay time Δτ 1 is 333 μs or more and 667 μs. If not, the frame length is set to 40 ms. As a result, in communication with a maximum propagation distance of 100 km, the time utilization efficiency can be maintained at 98% or higher regardless of the length of the propagation distance.

フレーム長制御部33は、設定したフレーム長から送信フレーム長を算出し、送信フレーム長を適応変調制御部20及びTDDフレーム生成部28に出力する(ステップS606)。送信フレーム長は、フレーム長、受信フレーム長、伝搬遅延時間Δτ及び送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτにより算出される。後述する図9(b)を参照して、送信フレーム長は、送信フレーム長TDL1=フレーム長T−受信フレーム長TUL1−2×伝搬遅延時間Δτ−2×送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτ)により算出され、この式は前記数式(1)と同じである。 The frame length control unit 33 calculates the transmission frame length from the set frame length, and outputs the transmission frame length to the adaptive modulation control unit 20 and the TDD frame generation unit 28 (step S606). The transmission frame length is calculated from the frame length, the reception frame length, the propagation delay time Δτ 1, and the transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time Δτ 5 . Referring to FIG. 9B described later, the transmission frame length is: transmission frame length T DL1 = frame length T 1 -reception frame length T UL1 -2 × propagation delay time Δτ 1 -2 × transmission high-frequency unit activation / RF Calculated by the switch switching transition time Δτ 5 ), and this equation is the same as the equation (1).

〔送信タイミング制御〕
次に、送信タイミング制御について説明する。図7は、送信タイミング制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートには、送信タイミング制御のための主な処理のみが示されている。
(Transmission timing control)
Next, transmission timing control will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a transmission timing control process. This flowchart shows only main processing for transmission timing control.

図7において、無線通信装置1は、移動局からTDDサブフレームを受信し(ステップS701)、フレーム同期検出部12は、TDDサブフレームのフレーム先頭を検出し、フレーム同期検出タイミングパルスを生成する(ステップS702)。   In FIG. 7, the wireless communication device 1 receives a TDD subframe from the mobile station (step S701), and the frame synchronization detection unit 12 detects the frame head of the TDD subframe and generates a frame synchronization detection timing pulse ( Step S702).

PHYヘッダ復調・解析部14は、TDDサブフレームのPHYヘッダから、受信信号の符号化及び変調方式を抽出し(ステップS703)、適応変調制御部20は、受信信号の符号化及び変調方式を、送信信号の符号化及び変調方式に設定する(ステップS704)。そして、フレーム長・処理遅延検出部19は、TDDサブフレームのPHYヘッダから受信フレーム長及び送信フレーム長を検出(抽出)し、送信信号の符号化及び変調方式並びに送信フレーム長から送信系統の遅延時間(送信信号の符号化・変調処理時間)を検出(設定)する(ステップS705)。そして、送信タイミング算出部21は、後述する数式(2)を用いて、送信タイミング調整時間を算出する(ステップS706)。そして、送信タイミング制御部22は、フレーム同期検出タイミングパルスの時点から送信タイミング調整時間の経過後に、送信タイミング信号を生成して出力すると共に、送信タイミング信号の時点から送信信号の符号化・変調処理時間の経過後に、切替タイミング信号を生成して出力する(ステップS707)。   The PHY header demodulation / analysis unit 14 extracts the encoding and modulation scheme of the reception signal from the PHY header of the TDD subframe (step S703), and the adaptive modulation control unit 20 determines the encoding and modulation scheme of the reception signal. A transmission signal encoding and modulation scheme is set (step S704). The frame length / processing delay detection unit 19 detects (extracts) the reception frame length and the transmission frame length from the PHY header of the TDD subframe, and determines the transmission system delay from the encoding and modulation scheme of the transmission signal and the transmission frame length. Time (encoding / modulation processing time of transmission signal) is detected (set) (step S705). And the transmission timing calculation part 21 calculates transmission timing adjustment time using Numerical formula (2) mentioned later (step S706). Then, the transmission timing control unit 22 generates and outputs a transmission timing signal after the elapse of the transmission timing adjustment time from the time of the frame synchronization detection timing pulse, and encodes / modulates the transmission signal from the time of the transmission timing signal. After the elapse of time, a switching timing signal is generated and output (step S707).

送信系統の符号化部24〜D/A変換部30は、送信タイミング信号の時点にて、送信信号の符号化及び変調方式並びに送信フレーム長に従って処理を行う(ステップS708)。そして、切替タイミング信号の時点にて、送信高周波部42は電源をONし、送受信切替部40は送受信アンテナ4と送信高周波部42とを接続する(ステップS709)。そして、無線通信装置1は、無線基地局からTDDサブフレームを送信する(ステップS710)。   The transmission system encoding unit 24 to D / A conversion unit 30 performs processing according to the encoding and modulation scheme of the transmission signal and the transmission frame length at the time of the transmission timing signal (step S708). At the time of the switching timing signal, the transmission high-frequency unit 42 is turned on, and the transmission / reception switching unit 40 connects the transmission / reception antenna 4 and the transmission high-frequency unit 42 (step S709). Then, the wireless communication device 1 transmits a TDD subframe from the wireless base station (step S710).

尚、移動局では、前述した無線基地局と同様の処理が行われ、再び移動局から無線基地局へ信号が送信され、上記処理が繰り返される。   In the mobile station, the same processing as that of the above-described radio base station is performed, a signal is transmitted again from the mobile station to the radio base station, and the above processing is repeated.

〔送信タイミング調整時間Δτ
前述のとおり、送信タイミング算出部21は、フレーム同期検出タイミングパルス、受信フレーム長及び送信信号の符号化・変調処理時間等に基づいて、送信のための符号化及び変調方式の処理を開始する最適な送信タイミングを求め、フレーム同期検出タイミングから送信処理を開始する送信タイミング信号を出力するまでの間の時間を示す送信タイミング調整時間Δτを算出する。
[Transmission timing adjustment time Δτ 3 ]
As described above, the transmission timing calculation unit 21 starts the encoding and modulation scheme processing for transmission based on the frame synchronization detection timing pulse, the reception frame length, the encoding / modulation processing time of the transmission signal, and the like. The transmission timing adjustment time Δτ 3 indicating the time between the frame synchronization detection timing and the output of the transmission timing signal for starting the transmission processing is calculated.

具体的には、以下の式により、送信タイミング調整時間Δτを算出する。
[数2]
Δτ=TUL−Δτ2−Δτ4+Δτ5 ・・・(2)
ここで、TULは、移動局から無線基地局へ送信される信号のTDDサブフレーム長であり、フレーム長・処理遅延検出部19により検出される受信フレーム長に相当する。Δτは、信号を受信したときから同期検出までの処理遅延時間であり、予め設定される。Δτは、符号化部24からD/A変換部30までの送信系統にて符号化及び変調方式の処理のために要する時間であり、フレーム長・処理遅延検出部19により検出される送信系統の遅延時間(送信信号の符号化・変調処理時間)に相当する。Δτ5は、予め設定される送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間であり、送信高周波部42の電源ONから安定動作するまでの起動時間と、送受信切替部40のRFスイッチを、送受信アンテナ4において受信アンテナから送信アンテナに切り替えるための遷移時間とを比較した場合に、時間の大きい方である。
Specifically, the transmission timing adjustment time Δτ 3 is calculated by the following equation.
[Equation 2]
Δτ 3 = T UL −Δτ 2 −Δτ 4 + Δτ 5 (2)
Here, TUL is the TDD subframe length of the signal transmitted from the mobile station to the radio base station, and corresponds to the reception frame length detected by the frame length / processing delay detector 19. Δτ 2 is a processing delay time from when a signal is received to when synchronization is detected, and is set in advance. Δτ 4 is the time required for the encoding and modulation system processing in the transmission system from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30, and is the transmission system detected by the frame length / processing delay detection unit 19 This corresponds to a delay time (encoding / modulation processing time of the transmission signal). Δτ 5 is a transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time that is set in advance. The transmission high-frequency unit 42 is switched from the power-on to the stable operation and the RF switch of the transmission / reception switching unit 40 is set to the transmission / reception antenna 4. When comparing with the transition time for switching from the receiving antenna to the transmitting antenna in FIG.

尚、フレーム長Tを送信信号の周期と定義すると、次式で表わされる。
[数3]
T=TUL+TDL+2Δτ1+2Δτ5 ・・・(3)
DLは、無線基地局から移動局へ送信される信号のTDDサブフレーム長である。従来のTDD方式では、一般にフレーム長は固定であるが、本実施形態では、伝搬遅延時間Δτに合わせてガードタイムが適応的に可変するから、前記数式(3)に従ってフレーム長Tは増減する。
If the frame length T is defined as the cycle of the transmission signal, it is expressed by the following equation.
[Equation 3]
T = T UL + T DL + 2Δτ 1 + 2Δτ 5 (3)
TDL is a TDD subframe length of a signal transmitted from the radio base station to the mobile station. In the conventional TDD scheme, the frame length is generally fixed. However, in this embodiment, the guard time is adaptively varied in accordance with the propagation delay time Δτ 1 , so the frame length T increases or decreases according to the equation (3). .

〔フレーム長設定処理及び送信タイミング制御の処理のタイミング〕
次に、フレーム長設定処理及び送信タイミング制御の処理のタイミングについて説明する。図8は、これらの処理を説明するためのタイミングチャートである。
[Timing of frame length setting processing and transmission timing control processing]
Next, the timing of frame length setting processing and transmission timing control processing will be described. FIG. 8 is a timing chart for explaining these processes.

MSの送信信号(a)は、移動局であるMSから送信されるTDDサブフレームであり、BSの受信信号(b)は、移動局から所定長離れた無線基地局であるBSの送受信アンテナ4を介して受信するTDDサブフレームである。伝搬遅延時間Δτは、移動局が信号の送信を開始してから、無線基地局がその信号の受信を開始するまでの間の時間である。つまり、無線基地局は、移動局が信号の送信を開始してから伝搬遅延時間Δτ経過後に、その信号の受信を開始する。伝搬遅延時間Δτは、移動局と無線基地局との間の距離に依存する時間である。 The transmission signal (a) of the MS is a TDD subframe transmitted from the mobile station MS, and the reception signal (b) of the BS is a transmission / reception antenna 4 of the BS that is a radio base station separated from the mobile station by a predetermined length. This is a TDD subframe received via the. The propagation delay time Δτ 1 is the time from when the mobile station starts transmitting a signal until the radio base station starts receiving the signal. That is, the radio base station starts receiving the signal after the propagation delay time Δτ 1 has elapsed since the mobile station started transmitting the signal. The propagation delay time Δτ 1 is a time that depends on the distance between the mobile station and the radio base station.

フレーム同期検出タイミングパルス(c)は、フレーム同期検出部12によりTDDサブフレームのフレーム先頭を検出したタイミングを示す信号である。処理遅延時間Δτは、図2に示した信号処理部2のA/D変換部10、直交復調部11及びフレーム同期検出部12における処理時間である。フレーム同期検出部12がフレーム先頭を検出するのは、信号を受信したときから同期検出までの処理遅延時間Δτだけ経過後のタイミングである。尚、処理遅延時間Δτは、無線通信装置1の回路設計の段階で把握することが可能である。 The frame synchronization detection timing pulse (c) is a signal indicating the timing at which the frame synchronization detection unit 12 detects the frame head of the TDD subframe. The processing delay time Δτ 2 is a processing time in the A / D conversion unit 10, the orthogonal demodulation unit 11, and the frame synchronization detection unit 12 of the signal processing unit 2 illustrated in FIG. The frame synchronization detection unit 12 detects the beginning of the frame at a timing after the processing delay time Δτ 2 has elapsed since the signal was received until the synchronization was detected. The processing delay time Δτ 2 can be grasped at the circuit design stage of the wireless communication device 1.

BSの送信タイミング信号(変調前)(d)は、送信タイミング制御部22により生成される信号であり、図2に示した信号処理部2の符号化部24からD/A変換部30までの送信系統が送信のための符号化及び変調方式の処理を開始するタイミングを示す信号である。送信タイミング調整時間Δτは、フレーム同期検出タイミングから当該送信タイミングまでの間の時間であり、後述する送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτも考慮して、送信タイミング算出部21により、後述する(f)のタイミングで送信信号が送受信アンテナ4から送信されるように、前述の数式(2)を用いて事前に算出される。 The transmission timing signal (before modulation) (d) of the BS is a signal generated by the transmission timing control unit 22, and is transmitted from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30 of the signal processing unit 2 illustrated in FIG. It is a signal which shows the timing which a transmission system starts the process of the encoding and modulation system for transmission. The transmission timing adjustment time Δτ 3 is the time from the frame synchronization detection timing to the transmission timing, and the transmission timing calculation unit 21 also considers a transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time Δτ 5 described later, It is calculated in advance using the above-described equation (2) so that the transmission signal is transmitted from the transmission / reception antenna 4 at the timing (f) described later.

切替タイミング信号(e)は、送信タイミング制御部22により生成される信号であり、図2に示した信号処理部2の符号化部24からD/A変換部30までの送信系統が送信のための符号化及び変調方式の処理を開始してから、これらの処理遅延の時間経過後の時点のタイミングを示す信号である。言い換えると、符号化部24からD/A変換部30までの送信系統にて生成した送信信号を、送受信高周波部3の送信高周波部42にて周波数変換及び増幅した後、送受信アンテナ4から出力するために、送信高周波部42の電源をONし、送受信切替部40のRFスイッチを切り替えるための指示のタイミングを示す信号である。これは、移動局からの信号の受信完了とほぼ同じタイミングである。ここで、送信高周波部42の電源のON/OFFは、無線基地局で信号を受信している間に、送信信号が増幅されて、受信側の受信高周波部41の回路へ回り込んで干渉することを防ぐことを目的とするものであり、主に、送信高周波部42に備えた図示しない電力増幅器を起動し停止させる。   The switching timing signal (e) is a signal generated by the transmission timing control unit 22, and the transmission system from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30 of the signal processing unit 2 shown in FIG. This is a signal indicating the timing at the time after the processing delay time has elapsed since the start of the encoding and modulation system processing. In other words, the transmission signal generated in the transmission system from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30 is frequency-converted and amplified by the transmission high-frequency unit 42 of the transmission / reception high-frequency unit 3 and then output from the transmission / reception antenna 4. Therefore, this is a signal indicating the timing of an instruction for turning on the power of the transmission high-frequency unit 42 and switching the RF switch of the transmission / reception switching unit 40. This is almost the same timing as the completion of reception of the signal from the mobile station. Here, when the power of the transmission high-frequency unit 42 is turned on / off, the transmission signal is amplified while the signal is received by the radio base station, and the signal interferes with the circuit of the reception high-frequency unit 41 on the receiving side. In order to prevent this, a power amplifier (not shown) provided in the transmission high-frequency unit 42 is mainly activated and stopped.

符号化・変調処理時間Δτは、図2に示した信号処理部2の符号化部24からD/A変換部30までの送信系統にて符号化及び変調方式の処理のために要する時間であり、無線通信装置1の回路設計の段階で把握することが可能である。また、後述するBSの送信信号(f)のタイミングにて、送受信アンテナ4から送信信号が出力されるように、符号化部24からD/A変換部30までの送信系統にて先行して符号化・変調処理が開始される。 The encoding / modulation processing time Δτ 4 is a time required for the encoding and modulation processing in the transmission system from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30 of the signal processing unit 2 shown in FIG. Yes, it is possible to grasp at the stage of circuit design of the wireless communication device 1. In addition, in order to output a transmission signal from the transmission / reception antenna 4 at the timing of a transmission signal (f) of a BS, which will be described later, the transmission system from the encoding unit 24 to the D / A conversion unit 30 performs encoding in advance. Conversion / modulation processing is started.

BSの送信信号(f)は、無線基地局であるBSの送受信アンテナ4を介して送信されるTDDサブフレームである。実際の無線通信装置1では、送信高周波部42の電源ONから安定動作するまでの起動時間と、送受信切替部40のRFスイッチを、送受信アンテナ4において受信アンテナから送信アンテナに切り替えるための遷移時間は有限である。両者の時間で大きい方を送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτとすると、信号受信完了の時点から送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτだけ経過したタイミングにて、BSの送信信号(f)が送受信アンテナ4を介して出力される。 The transmission signal (f) of the BS is a TDD subframe transmitted via the transmission / reception antenna 4 of the BS that is a radio base station. In the actual wireless communication device 1, the startup time from when the transmission high-frequency unit 42 is powered on until it stably operates and the transition time for switching the RF switch of the transmission / reception switching unit 40 from the reception antenna to the transmission antenna at the transmission / reception antenna 4 are It is finite. If the larger of both times is the transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time Δτ 5 , the transmission of the BS is performed at the timing when the transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time Δτ 5 has elapsed from the time of completion of signal reception The signal (f) is output via the transmission / reception antenna 4.

実際の装置では、送信高周波部42の電源投入から安定動作するまでの起動時間と、RFスイッチを受信アンテナから送信アンテナに切り替えるための遷移時間は有限である。両者の時間で大きい方をΔτ5とすると、信号受信完了からΔτ5だけ経過したタイミングで無線基地局のアンテナから信号が送信される。 In an actual apparatus, the start-up time from when the transmission high-frequency unit 42 is powered on until stable operation and the transition time for switching the RF switch from the reception antenna to the transmission antenna are finite. If the larger of both times is Δτ 5 , a signal is transmitted from the antenna of the radio base station at a timing when Δτ 5 has elapsed since the completion of signal reception.

MSの受信信号(g)は、無線基地局から所定長離れた移動局であるMSにて受信するTDDサブフレームである。伝搬遅延時間Δτは、無線基地局が信号の送信を開始してから、移動局がその信号の受信を開始するまでの間の時間であり、前述した伝搬遅延時間Δτと同じ時間である。つまり、移動局は、無線基地局が信号の送信を開始してから伝搬遅延時間Δτ経過後に、その信号の受信を開始する。 The received signal (g) of the MS is a TDD subframe received by the MS, which is a mobile station that is a predetermined distance away from the radio base station. The propagation delay time Δτ 1 is the time from when the radio base station starts transmitting a signal until the mobile station starts receiving the signal, and is the same as the propagation delay time Δτ 1 described above. . That is, the mobile station starts receiving the signal after the propagation delay time Δτ 1 has elapsed since the radio base station started transmitting the signal.

移動局では、無線基地局と同様の処理が行われる。そして、MSの送信信号(h)が、このタイミングにて、再び移動局から無線基地局へ送信され、BSの受信信号(i)が、このタイミングにて、再び無線基地局にて受信される。同様に、フレーム同期検出タイミングパルス(j)が、このタイミングにて、再びフレーム同期検出部12により生成される。   In the mobile station, processing similar to that of the radio base station is performed. Then, the MS transmission signal (h) is transmitted again from the mobile station to the radio base station at this timing, and the BS reception signal (i) is received again at this timing at the radio base station. . Similarly, the frame synchronization detection timing pulse (j) is generated again by the frame synchronization detection unit 12 at this timing.

フレーム周期検出カウンタ31によりカウントされるパルス(k)は、内部クロックに同期した信号である。フレーム周期検出カウンタ31により、フレーム同期検出タイミングパルス(c)のタイミングとフレーム同期検出タイミングパルス(j)のタイミングとの間のパルス数がカウントされる。そして、伝搬遅延時間算出部32により、パルス数からフレーム受信周期Tcntが算出され、前記数式(1)を用いて伝搬遅延時間Δτ1が算出される。 The pulse (k) counted by the frame period detection counter 31 is a signal synchronized with the internal clock. The frame period detection counter 31 counts the number of pulses between the timing of the frame synchronization detection timing pulse (c) and the timing of the frame synchronization detection timing pulse (j). Then, the propagation delay time calculation unit 32 calculates the frame reception period T cnt from the number of pulses, and the propagation delay time Δτ 1 is calculated using the equation (1).

ここで、フレーム受信周期Tcntは、BSの受信信号(b)の先頭からBSの受信信号(i)の先頭までの間の時間でもあるから、図8から以下の式が導出される。
[数4]
cnt=TUL+2(Δτ+Δτ1)+TDL ・・・(4)
この数式(4)から前記数式(1)が導出される。そして、フレーム長制御部33により、伝搬遅延時間Δτ1からフレーム長が設定される。
Here, since the frame reception cycle T cnt is also the time from the beginning of the BS reception signal (b) to the beginning of the BS reception signal (i), the following equation is derived from FIG.
[Equation 4]
T cnt = T UL +2 (Δτ 5 + Δτ1) + T DL (4)
The formula (1) is derived from the formula (4). Then, the frame length control unit 33 sets the frame length from the propagation delay time Δτ 1 .

〔無線基地局及び移動局における送受信タイミング〕
次に、無線基地局及び移動局における送受信タイミングについて説明する。図9は、フレーム長を固定にした場合(a)及び本発明の実施形態におけるフレーム長を可変にした場合(b)の送受信タイミングチャートである。TUL1,T’UL1は、移動局であるMSから無線基地局であるBSへの送信におけるTDDサブフレーム長を示し、TDL1,T’DL1は、無線基地局から移動局への送信におけるTDDサブフレーム長を示す。また、T,Tは1フレームの時間長(フレーム長)、Gは移動局及び無線基地局のガードタイム、Δτは伝搬遅延時間、Δτは送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間を示す。尚、ガードタイムGは、伝搬遅延時間Δτと送信高周波部起動・RFスイッチ切替遷移時間Δτとの合計時間である。
[Transmission / reception timing at radio base stations and mobile stations]
Next, transmission / reception timings in the radio base station and the mobile station will be described. FIG. 9 is a transmission / reception timing chart when the frame length is fixed (a) and when the frame length in the embodiment of the present invention is variable (b). T UL1 and T ′ UL1 indicate the TDD subframe length in transmission from the mobile station MS to the radio base station BS, and T DL1 and T ′ DL1 indicate TDD in transmission from the radio base station to the mobile station. Indicates the subframe length. T 1 and T 2 are the time length (frame length) of one frame, G is the guard time of the mobile station and the radio base station, Δτ 1 is the propagation delay time, Δτ 5 is the transmission high-frequency unit activation and RF switch switching transition time Indicates. The guard time G is the total time of the propagation delay time Δτ 1 and the transmission high-frequency unit activation / RF switch switching transition time Δτ 5 .

図9(a)は、フレーム長を固定にした場合の送受信タイムチャートである。移動局が信号の送信を開始すると、無線基地局は信号受信の待ち受け状態となるが、実際に信号を受信し始めるのは、伝搬遅延時間Δτだけ経過した後である。そして、無線基地局が信号の送信を開始すると、移動局は信号受信の待ち受け状態となるが、実際に信号を受信し始めるのは、同様に、伝搬遅延時間Δτだけ経過した後である。そして、無線基地局は信号の送信を開始し、このような送受信処理が繰り返される。フレーム長Tは、繰り返しの送受信処理において固定であるから、送信フレーム長TUL1,TDL1もそれぞれ同じ時間長となる。したがって、フレーム長Tにおいて送受信データが占める割合を示す時間利用効率は、繰り返しの送受信処理において同じである。 FIG. 9A is a transmission / reception time chart when the frame length is fixed. When the mobile station starts signal transmission, the radio base station enters a signal reception standby state, but actually starts receiving the signal after the propagation delay time Δτ 1 has elapsed. When the radio base station starts signal transmission, the mobile station enters a signal reception standby state. However, the signal actually starts to be received after the propagation delay time Δτ 1 has elapsed. Then, the radio base station starts signal transmission, and such transmission / reception processing is repeated. Since the frame length T 1 is fixed in repeated transmission / reception processing, the transmission frame lengths T UL1 and T DL1 have the same time length. Thus, the time efficiency indicating a ratio of the transmitted and received data in the frame length T 1 is the same in transmission and reception processing of the repetition.

図9(a)において、伝搬遅延が大きい長距離通信を行う場合には、伝搬遅延時間Δτが長くなるため、ガードタイムG及びフレーム長Tも長くなり、結果として、時間利用効率は低下する。これを解決するために、本発明の実施形態では、伝搬遅延時間Δτが長い場合はフレーム長Tが長くなり、伝搬遅延時間Δτが短い場合はフレーム長Tが短くなるように、伝搬遅延時間Δτに応じてフレーム長Tを可変制御する。 In FIG. 9A, when long-distance communication with a large propagation delay is performed, since the propagation delay time Δτ 1 becomes longer, the guard time G and the frame length T 1 also become longer. As a result, the time utilization efficiency is lowered. To do. In order to solve this, in the embodiment of the present invention, when the propagation delay time Δτ 1 is long, the frame length T 1 becomes long, and when the propagation delay time Δτ 1 is short, the frame length T 1 becomes short. The frame length T 1 is variably controlled according to the propagation delay time Δτ 1 .

図9(b)は、本発明の実施形態において、伝搬遅延時間Δτに応じてフレーム長を可変にした場合の送受信タイミングチャートである。図9(a)と同様の繰り返しの送受信処理の中で、移動局は、伝搬遅延時間Δτを算出して次のフレーム長Tを設定し、設定したフレーム長Tから送信フレーム長T’UL1を算出し、送信を開始する。同様に、無線基地局は、伝搬遅延時間Δτを算出して次のフレーム長Tを設定し、設定したフレーム長Tから次の送信信号の送信フレーム長T’DL1を算出し、送信を開始する。フレーム長Tは、繰り返しの送受信処理において、伝搬遅延時間Δτに応じて可変となるから、送信フレーム長T’UL1,T’DL1も同様に可変となる。したがって、フレーム長Tにおいて送受信データが占める割合を示す時間利用効率は、繰り返しの送受信処理において異なる値となる。 FIG. 9B is a transmission / reception timing chart when the frame length is made variable according to the propagation delay time Δτ 1 in the embodiment of the present invention. In the repeated transmission / reception processing similar to FIG. 9A, the mobile station calculates the propagation delay time Δτ 1 and sets the next frame length T 2, and sets the transmission frame length T 2 from the set frame length T 2. 'Calculate UL1 and start sending. Similarly, the radio base station calculates the propagation delay time .DELTA..tau 1 sets the next frame length T 2, calculated from the frame length T 2 which sets the transmission frame length T 'DL1 of next transmission signal, transmission To start. Frame length T 2 are, in the process of transmitting and receiving repetition, because the variable according to the propagation delay time .DELTA..tau 1, the transmission frame length T 'UL1, T' DL1 becomes variable as well. Thus, the time efficiency indicating a ratio of the transmitted and received data in the frame length T 2 are, a different value in the process of transmitting and receiving repetition.

伝搬遅延が大きい長距離通信を行う場合には、伝搬遅延時間Δτが長くなるため、ガードタイムGも長くなる。しかし、伝搬遅延時間Δτに応じてフレーム長Tを長くし、送信フレーム長T’UL1,T’DL1も長くなるようにした。これにより、フレーム長TにおけるガードタイムGの占有率を相対的に低減させ、時間利用効率の低下を回避することができ、高効率な通信を実現することが可能となる。 When long-distance communication with a large propagation delay is performed, the propagation delay time Δτ 1 becomes longer, so the guard time G also becomes longer. However, a longer frame length T 2 in accordance with the propagation delay time .DELTA..tau 1, was set to a transmission frame length T 'UL1, T' also DL1 becomes longer. Thus, relatively reduce the occupancy of the guard time G in the frame length T 2, it is possible to avoid a decrease in time efficiency, it is possible to realize a highly efficient communication.

図10は、元のフレーム長をn倍とした場合の時間利用効率ηを説明する図である。Tは1フレームの時間長(フレーム長)を示し、TUL,TDL,nTUL,nTDLは送信フレーム長を示し、TGTは、送信信号の送信が完了してから受信信号の受信を開始するまでの間の時間を示す。図10の上段は、元のフレーム長におけるタイミングチャートを示し、図10の下段は、元のフレーム長がn倍となった後のタイミングチャートを示す。 FIG. 10 is a diagram for explaining the time utilization efficiency η when the original frame length is n times. T indicates the time length (frame length) of one frame, T UL , T DL , nT UL , and nT DL indicate the transmission frame length, and T GT receives the reception signal after the transmission signal transmission is completed. Indicates the time between starting. The upper part of FIG. 10 shows a timing chart in the original frame length, and the lower part of FIG. 10 shows a timing chart after the original frame length has become n times.

図10の上段に示すように、元のフレーム長の場合の時間利用効率ηは、以下の式で表される。
[数5]
η=(TUL+TDL)/(TUL+TDL+TGT) ・・・(5)
As shown in the upper part of FIG. 10, the time use efficiency η in the case of the original frame length is expressed by the following equation.
[Equation 5]
η = (T UL + T DL ) / (T UL + T DL + T GT ) (5)

また、図10の下段に示すように、元のフレーム長がn倍となった場合の時間利用効率ηは、以下の式で表される。
[数6]
η=(TUL+TDL)/(TUL+TDL+TGT/n) ・・・(6)
As shown in the lower part of FIG. 10, the time use efficiency η when the original frame length is n times is expressed by the following equation.
[Equation 6]
η = (T UL + T DL ) / (T UL + T DL + T GT / n) (6)

例えば、フレーム長T=5msに対し、フレーム長T=40msのTDDサブフレームを構成した場合、相対的にガードタイムは1/8となる。このように、伝搬遅延が大きい長距離通信を行う場合に、伝搬遅延時間Δτは長くなるが、伝搬遅延時間Δτに応じて送信フレーム長TUL,TDLを長くするようにしたから、結果として、フレーム長Tにおけるガードタイムの占有率を相対的に低減させることができ、時間利用効率ηの低下を回避し、高効率な通信を実現することが可能となる。 For example, when a TDD subframe having a frame length T = 40 ms is configured with respect to the frame length T = 5 ms, the guard time is relatively 1/8. Thus, when performing long-distance communication with a large propagation delay, the propagation delay time Δτ 1 becomes long, but the transmission frame lengths T UL and T DL are made long according to the propagation delay time Δτ 1 . As a result, it is possible to relatively reduce the guard time occupation ratio in the frame length T, to avoid a decrease in the time utilization efficiency η, and to realize highly efficient communication.

以上のように、本発明の実施形態による無線通信装置1によれば、フレーム長を、無線基地局と移動局との間の伝搬距離に応じて適応的に可変させるようにした。具体的には、フレーム周期検出カウンタ31は、フレーム同期検出部12により生成された前回のフレーム同期検出タイミングパルスと今回のフレーム同期検出タイミングパルスとの間で、内部クロックに同期した信号パルスをカウントしパルス数を求めるようにした。そして、伝搬遅延時間算出部32は、パルス数からフレーム受信周期Tcntを算出し、前記数式(1)を用いて伝搬遅延時間Δτ1を算出するようにした。そして、フレーム長制御部33は、伝搬遅延時間Δτ1に基づいて、伝搬遅延時間Δτ1が長い場合はフレーム長が長くなるように、次のフレーム長を設定し、フレーム長に応じた送信フレーム長を算出するようにした。これにより、フレーム長制御部33により算出された送信フレーム長の送信信号が送信される。送信フレーム長は、伝搬遅延時間Δτ1が長い場合に長くなるように算出されるから、フレーム長におけるガードタイムの占有率を相対的に低減させることができ、高効率な通信を実現することが可能となる。したがって、対向する無線基地局と移動局との間の伝搬距離に関わらず、時間利用効率を向上させることができる。 As described above, according to the wireless communication device 1 according to the embodiment of the present invention, the frame length is adaptively varied according to the propagation distance between the wireless base station and the mobile station. Specifically, the frame period detection counter 31 counts signal pulses synchronized with the internal clock between the previous frame synchronization detection timing pulse and the current frame synchronization detection timing pulse generated by the frame synchronization detection unit 12. The number of pulses was calculated. Then, the propagation delay time calculation unit 32 calculates the frame reception period T cnt from the number of pulses, and calculates the propagation delay time Δτ 1 using the above equation (1). Then, frame length control unit 33, based on the propagation delay time .DELTA..tau 1, when the propagation delay time .DELTA..tau 1 is long so that the frame length is long, transmission frame to set the next frame length, corresponding to the frame length The length was calculated. As a result, a transmission signal having a transmission frame length calculated by the frame length control unit 33 is transmitted. Since the transmission frame length is calculated so as to increase when the propagation delay time Δτ 1 is long, the occupancy rate of the guard time in the frame length can be relatively reduced, and highly efficient communication can be realized. It becomes possible. Therefore, time utilization efficiency can be improved regardless of the propagation distance between the radio base station and the mobile station facing each other.

また、本発明の実施形態による無線通信装置1によれば、伝搬遅延の変動に対して、瞬時に追従した最適なフレーム長を設定することができるから、ヘリコプター、飛行機、新幹線等を利用した高速移動通信において伝搬距離が大きく変化する場合であっても、通信エリアの制約を受けることなく、高効率な通信を実現することができる。   In addition, according to the wireless communication device 1 according to the embodiment of the present invention, an optimum frame length that instantaneously follows the fluctuation of the propagation delay can be set, so that a high speed using a helicopter, an airplane, a bullet train, etc. Even when the propagation distance changes greatly in mobile communication, highly efficient communication can be realized without being restricted by the communication area.

尚、本発明の実施形態による無線通信装置1のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。無線通信装置1は、CPU、RAM等の揮発性の記憶媒体、ROM等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。無線通信装置1に備えた信号処理部2及び送受信高周波部3の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。   Note that a normal computer can be used as the hardware configuration of the wireless communication device 1 according to the embodiment of the present invention. The wireless communication device 1 is configured by a computer including a volatile storage medium such as a CPU and a RAM, a non-volatile storage medium such as a ROM, an interface, and the like. Each function of the signal processing unit 2 and the transmission / reception high-frequency unit 3 included in the wireless communication device 1 is realized by causing the CPU to execute a program describing these functions. These programs can also be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. You can also send and receive.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図2に示した無線通信装置1の構成は一例であり、本発明はこの構成に限定されるものではなく、信号の待ち受け状態において信号を受信し、信号の受信が完了するのを待って、送受信信号が干渉することなく、送信先へ信号を送信する構成であればよい。   The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, the configuration of the wireless communication apparatus 1 shown in FIG. 2 is an example, and the present invention is not limited to this configuration, and receives a signal in a signal waiting state and waits for the completion of signal reception. Thus, the transmission / reception signal may be transmitted to the transmission destination without interference.

1 無線通信装置
2 信号処理部
3 送受信高周波部
4 送受信アンテナ
10 A/D変換部
11 直交復調部
12 フレーム同期検出部
13 AFC部
14 PHYヘッダ復調・解析部
15 OFDM復調部
16 デマッピング部
17 復号部
18 受信データ保持部
19 フレーム長・処理遅延検出部
20 適応変調制御部
21 送信タイミング算出部
22 送信タイミング制御部
23 送信データ保持部
24 符号化部
25 マッピング部
26 OFDM変調部
27 GI付加部
28 TDDフレーム生成部
29 直交変調部
30 D/A変換部
31 フレーム周期検出カウンタ
32 伝搬遅延時間算出部
33 フレーム長制御部
40 送受信切替部
41 受信高周波部
42 送信高周波部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless communication apparatus 2 Signal processing part 3 Transmission / reception high frequency part 4 Transmission / reception antenna 10 A / D conversion part 11 Orthogonal demodulation part 12 Frame synchronization detection part 13 AFC part 14 PHY header demodulation and analysis part 15 OFDM demodulation part 16 Demapping part 17 Decoding Unit 18 reception data holding unit 19 frame length / processing delay detection unit 20 adaptive modulation control unit 21 transmission timing calculation unit 22 transmission timing control unit 23 transmission data holding unit 24 encoding unit 25 mapping unit 26 OFDM modulation unit 27 GI addition unit 28 TDD frame generation unit 29 Quadrature modulation unit 30 D / A conversion unit 31 Frame period detection counter 32 Propagation delay time calculation unit 33 Frame length control unit 40 Transmission / reception switching unit 41 Reception high frequency unit 42 Transmission high frequency unit

Claims (5)

無線基地局と移動局との間で、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)方式に従って所定時間のフレーム長内でサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの送受信を前記フレーム長毎に繰り返す無線通信装置において、
受信したサブフレームの先頭を検出し、フレーム同期検出タイミングパルスを生成するフレーム同期検出部と、
前記フレーム同期検出部により生成された前回のフレーム同期検出タイミングパルスと今回のフレーム同期検出タイミングパルスとの間で、内部クロックに同期した信号パルスをカウントし、パルス数を求めるフレーム周期検出カウンタと、
前記フレーム周期検出カウンタにより求めたパルス数からフレーム受信周期を算出し、前記フレーム受信周期に基づいて、前記無線基地局と移動局との間の伝搬遅延時間を算出する伝搬遅延時間算出部と、
前記伝搬遅延時間算出部により算出された伝搬遅延時間が長い場合はフレーム長が長くなるように、前記伝搬遅延時間が短い場合はフレーム長が短くなるように、前記フレーム長を設定するフレーム長設定部と、を備え、
前記フレーム長設定部により設定されたフレーム長に応じた時間長のサブフレームを送信する、ことを特徴とする無線通信装置。
A subframe is transmitted and received within a frame length of a predetermined time according to a time division duplex (TDD) method between the radio base station and the mobile station, and the transmission and reception of the subframe is repeated for each frame length. In a wireless communication device,
A frame synchronization detection unit that detects the beginning of the received subframe and generates a frame synchronization detection timing pulse;
Between the previous frame synchronization detection timing pulse and the current frame synchronization detection timing pulse generated by the frame synchronization detection unit, a signal pulse synchronized with the internal clock is counted, and a frame period detection counter for obtaining the number of pulses,
Calculating a frame reception period from the number of pulses obtained by the frame period detection counter, and calculating a propagation delay time between the radio base station and the mobile station based on the frame reception period;
Frame length setting for setting the frame length so that the frame length is increased when the propagation delay time calculated by the propagation delay time calculation unit is long, and the frame length is shortened when the propagation delay time is short And comprising
A radio communication apparatus, wherein a subframe having a time length corresponding to the frame length set by the frame length setting unit is transmitted.
請求項1に記載の無線通信装置において、
さらに、送信データに対し、所定の符号化及び変調方式の処理を含む送信処理を施して送信サブフレームを生成する送信処理部と、
前記受信したサブフレームに対し、所定の受信処理を施す受信処理部と、
前期送信サブフレーム及び受信サブフレームに対し高周波の周波数変換を行うと共に、送受信アンテナを介した送信サブフレームの送信及び受信サブフレームの受信の切り替えを行う送受信高周波部と、
前記受信サブフレームの時間長を示す受信サブフレーム長及び前記送信サブフレームの時間長を示す送信サブフレーム長、並びに次の送信データに対して処理する前記送信処理部における符号化及び変調方式に基づいて、前記受信サブフレームの受信が完了した後に前記送信サブフレームを送信するように、前記フレーム同期検出部により生成されたフレーム同期検出タイミングパルスの時点から所定時間経過後の送信タイミング信号を生成して前記送信処理部に出力すると共に、前記送信タイミング信号の時点から、前記送信処理部の処理による遅延時間の経過後に、切替タイミング信号を生成して前記送受信高周波部に出力する送信タイミング制御部と、を備え、
前記送信処理部は、前記送信タイミング制御部から送信タイミング信号を入力したときに、前記送信データから送信サブフレームを生成するための送信処理を開始し、
前記送受信高周波部は、前記送信タイミング制御部から切替タイミング信号を入力したときに、前記受信から送信への切り替えを含む処理を開始する、ことを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 1,
Furthermore, a transmission processing unit that generates transmission subframes by performing transmission processing including processing of a predetermined encoding and modulation scheme for transmission data;
A reception processing unit that performs predetermined reception processing on the received subframe;
A transmission / reception high-frequency unit that performs high-frequency frequency conversion on the transmission subframe and the reception subframe in the previous period, and performs switching between transmission of the transmission subframe and reception of the reception subframe via the transmission / reception antenna;
Based on the reception subframe length indicating the time length of the reception subframe, the transmission subframe length indicating the time length of the transmission subframe, and the encoding and modulation scheme in the transmission processing unit that processes the next transmission data Generating a transmission timing signal after elapse of a predetermined time from the time of the frame synchronization detection timing pulse generated by the frame synchronization detection unit so that the transmission subframe is transmitted after the reception of the reception subframe is completed. And a transmission timing control unit that generates a switching timing signal and outputs it to the transmission / reception high-frequency unit after a delay time due to the processing of the transmission processing unit has elapsed from the time of the transmission timing signal. With
When the transmission processing unit receives a transmission timing signal from the transmission timing control unit, the transmission processing unit starts transmission processing for generating a transmission subframe from the transmission data,
The wireless communication apparatus, wherein the transmission / reception high-frequency unit starts a process including switching from reception to transmission when a switching timing signal is input from the transmission timing control unit.
請求項2に記載の無線通信装置において、
前記伝搬遅延時間算出部は、前記算出したフレーム受信周期、前記受信サブフレーム長、前記送信サブフレーム長、及び予め設定された前記送受信高周波部における受信から送信への切り替えを含む処理の時間に基づいて、前記無線基地局と移動局との間の伝搬遅延時間を算出する、ことを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 2,
The propagation delay time calculation unit is based on the calculated frame reception cycle, the reception subframe length, the transmission subframe length, and a processing time including switching from reception to transmission in the transmission / reception high-frequency unit set in advance. And calculating a propagation delay time between the radio base station and the mobile station.
無線基地局と移動局との間で、時分割複信方式に従って所定時間のフレーム長内でサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの送受信を前記フレーム長毎に繰り返す無線通信方法において、
サブフレームを受信するステップと、
前記受信したサブフレームの先頭を検出し、フレーム同期検出タイミングパルスを生成するステップと、
先に生成したフレーム同期検出タイミングパルスと、その後に生成したフレーム同期検出タイミングパルスとの間で、内部クロックに同期した信号パルスをカウントし、パルス数を求めるステップと、
前記パルス数からフレーム受信周期を算出するステップと、
前記フレーム受信周期に基づいて、前記無線基地局と移動局との間の伝搬遅延時間を算出するステップと、
前記伝搬遅延時間が長い場合はフレーム長が長くなるように、前記伝搬遅延時間が短い場合はフレーム長が短くなるように、前記フレーム長を設定するステップと、
前記設定したフレーム長に応じた時間長のサブフレームを送信するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
In a wireless communication method, between a radio base station and a mobile station, transmits and receives subframes within a frame length of a predetermined time according to a time division duplex method, and repeats transmission and reception of the subframes for each frame length.
Receiving a subframe;
Detecting the head of the received subframe and generating a frame synchronization detection timing pulse;
Counting the signal pulse synchronized with the internal clock between the previously generated frame synchronization detection timing pulse and the subsequently generated frame synchronization detection timing pulse, and obtaining the number of pulses;
Calculating a frame reception period from the number of pulses;
Calculating a propagation delay time between the radio base station and the mobile station based on the frame reception period;
Setting the frame length so that the frame length is increased when the propagation delay time is long, and the frame length is decreased when the propagation delay time is short;
Transmitting a subframe having a time length according to the set frame length;
A wireless communication method comprising:
コンピュータを、請求項1から3までのいずれか一項に記載の無線通信装置として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as a radio | wireless communication apparatus as described in any one of Claim 1 to 3.
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