JP6889468B2 - 通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム - Google Patents
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Description
上記センサデバイスは各々第1誤り訂正符号器と第1デジタル変調器とを備え、
上記通信における伝送信号は、上記第1誤り訂正符号器に受信側で誤り検出を行うための検査符号を付したビット列を入力し、該第1誤り訂正符号器の出力を上記第1デジタル変調器に入力し、該第1デジタル変調器によるデジタル変調信号にプリアンブル区間とデータ区間とを付加したフレーム構成の信号であり、
上記基地局でデータ衝突の発生した複数の上記センサデバイスからの受信信号を、ユーザ間干渉抑圧除去手段に通して、上記複数の各センサデバイスから送信されたデータを復元するもので、
上記ユーザ間干渉抑圧除去手段は、マルチユーザ検出器に複数の復号器が並列に係属する構成を有し、
上記マルチユーザ検出器は軟入力・軟出力型のもので、上記受信信号と上記復号器の各々からの軟判定信号とを入力して、上記復号器の各々へ軟判定信号を出力するものであり、
上記復号器は、軟入力・軟出力アルゴリズムを用いたもので、上記マルチユーザ検出器の出力である軟判定信号を入力して硬判定の復号信号と軟判定信号とを出力し、上記復号器から出力される軟判定出力信号を上記マルチユーザ検出器が入力する上記軟判定信号として帰還するもので、
送信ビット列に対して誤りなしと判定された復号信号から推定した通信路係数及び伝搬遅延時間を用いて上記第1誤り訂正符号器と同じ符号化による再符号化を行うための第2誤り訂正符号器と、該第2誤り訂正符号器による再符号化のなされた信号に対して上記第1デジタル変調器と同じ変調を行う第2デジタル変調器と、サイクリックプレフィックスを付与するCP付与器と、該CP付与器の出力信号から受信信号レプリカを作成するための乗算器と、この受信信号レプリカを受信信号ベクトルから差し引くための加算器と、を備え、該加算器からの信号を用いて復号を行うことでユーザ間干渉の除去や抑圧を行うものである。
また、本実施例において想定する通信方式の諸元を表1に示す。
得られた符号語ビット列ckは、サンプル数LのQPSK変調器12でQPSK信号列sk={sk(0),...,sk(L−1)}に写像される。このQPSK信号列skに対して、図3に示すように、TCP分のサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix:CP)(LCP=26サンプル)をQPSK信号列skの前に付与する。また、TGT分のガードタイム(Guard Time:GT)(LGT=27サンプル)をQPSK信号列sk後に、ランプ時間TR(LR=1サンプル)をCPの前に設けることで、送信信号xk={xk(0),...,xk(L+LCP+LGT+LR−1)}を構成する。基地局における受信信号r(i)は以下の式で示される。
ここでは、上記実施例で用いた干渉抑圧・除去技術と、逐次干渉抑圧・除去技術との比較を行う。逐次型の干渉抑圧・除去技術としては、プリアンブル部分を用いて推定した通信路係数hkをもとにして、受信信号電力が高い方から順に復調・復号を行うこととする。また、受信信号ベクトルrに対して、軟入力軟出力QPSK復調器31で通信路係数hkによって最大比合成を行った後、QPSK復調を行う。この軟入力軟出力QPSK復調器31では、各符号語ビットck(n)に対する対数尤度比を出力(非特許文献6)して、その対数尤度比をもとにしてターボ復号器32でターボ復号を行う。
この計算機シミュレーションにおいて、評価における条件は前節と同じとして、同時接続デバイス数Kを5または6としている。シミュレーション結果より、同時接続デバイス数Kを5としたとき、シンボル誤り率5%を得るために必要なデバイス間の信号電力比γは約1.7dB以上、シンボル誤り率1%を得るためにはγを約1.9dB以上が必要であることがわかった。同じく、同時接続デバイス数を6とした場合には、シンボル誤り率5%にはγは約2.3dB以上、シンボル誤り率1%を得るためにはγを約2.4dB以上が必要となる。異なるデバイスから送信された信号を分離するために、今回の検討で適用したマルチユーザ検出型では通信路係数hkを用いていることから、同時接続デバイス数Kが増える場合においてもデバイス間での受信信号電力比によらず干渉除去を行えるようにするためには、受信信号間の相関を低減させる手法が必要になる。
11 ターボ符号器
12 QPSK変調器
13 サイクリックプレフィックス、ガードタイム付加器
20 干渉抑圧・除去技術ブロック
21 軟入力・軟出力マルチユーザ検出器
22 軟入力・軟出力ターボ復号器
23 スイッチ
24 ターボ符号器
25 QPSK変調、CP付与器
26 乗算器
27 加算器
28 誤り検出器
30 逐次型干渉抑圧・除去ブロック
31 軟入力軟出力QPSK復調器
32 ターボ復号器
33 スイッチ
34 ターボ符号器
35 QPSK変調、CP付与器
36 乗算器
37 加算器
38 誤り検出器
39 バッファ
40 ユーザ選択器
100 基地局
Claims (6)
- 少なくとも上り回線において基地局に複数のセンサデバイスが係属し、複数の上記センサデバイスから上記基地局への通信は、コンテンションベースのアクセス制御方式を採用する通信によるものであって、
上記センサデバイスは各々第1誤り訂正符号器と第1デジタル変調器とを備え、
上記通信における伝送信号は、上記第1誤り訂正符号器に受信側で誤り検出を行うための検査符号を付したビット列を入力し、該第1誤り訂正符号器の出力を上記第1デジタル変調器に入力し、該第1デジタル変調器によるデジタル変調信号にプリアンブル区間とデータ区間とを付加したフレーム構成の信号であり、
上記基地局でデータ衝突の発生した複数の上記センサデバイスからの受信信号を、ユーザ間干渉抑圧除去手段に通して、上記複数の各センサデバイスから送信されたデータを復元するもので、
上記ユーザ間干渉抑圧除去手段は、マルチユーザ検出器に複数の復号器が並列に係属する構成を有し、
上記マルチユーザ検出器は軟入力・軟出力型のもので、上記受信信号と上記復号器の各々からの軟判定信号とを入力して、上記復号器の各々へ軟判定信号を出力するものであり、
上記復号器は、軟入力・軟出力アルゴリズムを用いたもので、上記マルチユーザ検出器の出力である軟判定信号を入力して硬判定の復号信号と軟判定信号とを出力し、上記復号器から出力される軟判定出力信号を上記マルチユーザ検出器が入力する上記軟判定信号として帰還するもので、
送信ビット列に対して誤りなしと判定された復号信号から推定した通信路係数及び伝搬遅延時間を用いて上記第1誤り訂正符号器と同じ符号化による再符号化を行うための第2誤り訂正符号器と、該第2誤り訂正符号器による再符号化のなされた信号に対して上記第1デジタル変調器と同じ変調を行う第2デジタル変調器と、サイクリックプレフィックスを付与するCP付与器と、該CP付与器の出力信号から受信信号レプリカを作成するための乗算器と、この受信信号レプリカを受信信号ベクトルから差し引くための加算器と、を備え、該加算器からの信号を用いて復号を行うことでユーザ間干渉の除去や抑圧を行うものであることを特徴とする、通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム。 - 上記第1誤り訂正符号器はターボ符号器であり、上記伝送信号は該ターボ符号器により符号化された信号であり、上記復号器は前記ターボ符号器によるターボ符号を復号可能なターボ復号器であることを特徴とする請求項1に記載の、通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム。
- 上記ユーザ間干渉抑圧除去手段は、上記プリアンブル区間で推定して得られた通信経路情報によって、上記データ区間の信号を復元するものであることを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の、通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム。
- 上記マルチユーザ検出器と上記復号器とは、対数尤度比を入出力する軟入力・軟出力型のものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の、通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム。
- 上記フレーム構成は、プリアンブル区間とデータ区間の対が時間軸に沿って順に並んだサブフレーム構成を有するものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の、通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム。
- 上記フレーム構成は、時間的に前部のサイクリックプレフィックス区間と後部のガードタイム区間を有するものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の、通信資源の同時共用が可能なセンサデバイス用通信システム。
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