JP7223520B2 - 無線中継装置および無線中継方法 - Google Patents
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Description
以下の説明では、上述とおり、異なる周波数帯を同時に使用するものとして、説明する。
[実施の形態]
図1は、本実施の形態の無線中継装置1000の中継動作の概念を説明するための図である。
ii)ビタビ復号において打切り長Lで復号を実行し、実行結果を転送する。
また、SOVAについては、以下の文献に開示がある。
文献 : L. Lin and R. S. Cheng, “Improvements in SOVA-based decoding for turbo codes,” Proc. IEEE ICC 97, pp. 1473-1478, June, 1997.
なお、以上のような復号法においては、時点jにおける送信情報ujの判定には、対数尤度比(LLR:log-likelihood ratio)が用いられる。
図3は、無線中継装置1000が、送信元ノードから受信するフレーム信号の構成を説明するための概念図である。
(本実施の形態の中継伝送方式)
以下では、従来の中継伝送方式(DF方式)と本実施の形態の中継伝送方式とを対比して説明する。
図6は、従来のDF方式において、中継ノードで実行される処理を説明する概念図である。
次に、遅延時間を縮小するための本実施の形態の中継伝送方式について以下説明する。
パス打ち切りで復号されたビット列は、符号化/変調部120において、畳込み符号化、パンクチャリング処理、インターリーブ処理および変調処理の後に、送信される。
上述のとおり、本実施の形態では、この「ビタビ復号において打切り長Lで復号を実行し、実行結果を転送」の場合は、変調処理部1205は、再符号化後の符号語ビットの対数尤度比が所定の条件を満たして、信頼度が低いと判定された場合は、当該ビットに対する変調シンボルの振幅値を0とすることで、そのビットを消失させる処理を行う。
以下、FERの予測について、上記文献に従い、簡単に説明する。
(再符号化後における対数尤度比の算出および変調処理)
以下、軟出力ビタビ復号処理部1104.1における軟出力の生成時の復号後の対数尤度比Λxに基づいて、畳込み符号化部1202において再符号化処理を行った後の符号語ビットの対数尤度比λ´yを畳込み符号化部1202が算出する処理について説明する。
(符号化後の各ビットに対する対数尤度比に基づく低信頼度ビットの判断手法1)
トレリス図を用いた誤り訂正処理を伴う復号後のビットの対数尤度比の符号(正または負のいずれか)と、当該ビットに対応する再符号化後の符号語ビットの対数尤度比の符号とを比較し、符号が変化していないものは、変調処理部1205は、信頼度は高いものと判断する。
(パフォーマンス評価)
以下では、コンピューター・シミュレーションによってTDF方式のパフォーマンスの評価結果を説明する。
図11(a)は、単純にTDF方式と比較した場合に、本実施の形態で説明したようなビットの消失処理を行ったときの再送回数の削減率を示し、図11(b)は遅延時間の削減率を示す。
Claims (9)
- 全二重通信が可能な無線通信方式で通信し、送信元ノードからトレリス符号により符号化され多値変調されて送信される第1のフレーム信号を中継し宛先ノードに第2のフレーム信号として転送するための無線中継装置であって、
前記送信元ノードからの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した前記第1のフレーム信号を復調し、前記トレリス符号についての軟判定復号において符号語ビットについて第1の尤度を算出するとともに、所定の打切り長で前記軟判定復号を打ち切ることで前記第1のフレーム信号の少なくともヘッダの情報を復号する復調復号手段と、
前記ヘッダの情報に基づいて、前記第1のフレーム信号を中継することが必要と判断されることに応じて中継処理を制御するための中継制御手段と、
前記中継制御手段の制御に応じて、前記第1のフレーム信号の受信期間と少なくとも一部で重複する期間において、前記復調復号手段からのデータを再符号化して符号語ビットを生成し、前記第1の尤度に基づき前記再符号化の後の符号語ビットについて第2の尤度を計算し、所定の条件により前記第2の尤度が低いと判定される符号語ビットについては当該符号語ビットに対応する変調シンボルの振幅値をゼロとして変調し、前記第2のフレーム信号を生成するための符号化・変調手段と、
前記符号化・変調手段の出力を前記宛先ノードに向けて送信するための送信手段とを備える、無線中継装置。 - 前記復調復号手段は、
前記多値変調に対する復調処理を実行して復調シンボル列を生成するための復調手段と、
前記復調シンボル列に基づき、前記トレリス符号に対する軟判定復号処理を実行するための復号手段と、
前記トレリス符号の前記軟判定復号処理において符号語ビットについて前記第1の尤度を算出する第1の尤度算出手段と、
前記復号手段の出力に対して誤り検知を実行するための誤り検知手段とを含み、
前記符号化・変調手段は、前記中継制御手段の制御に応じて、前記誤り検知手段による誤り検知処理を行う前に所定の打切り長での前記軟判定復号を打ち切ることで前記復号手段から出力されるデータを受けた場合に、前記所定の条件により前記第2の尤度が低いと判定される符号語ビットについては当該符号語ビットについて変調シンボルの振幅値をゼロとして変調し、前記第2のフレーム信号を生成する、請求項1記載の無線中継装置。 - 前記符号化・変調手段は、前記符号化後の符号語ビットの期待値から、前記第2の尤度を算出する第2の尤度算出手段を含み、
前記符号化・変調手段は、前記第2の尤度の絶対値が、所定値よりも低いときに、対応する符号語ビットについて変調シンボルの振幅値をゼロとして変調する、請求項1または2に記載の無線中継装置。 - 前記符号化・変調手段は、前記符号化後の符号語ビットの期待値から、前記第2の尤度を算出する第2の尤度算出手段を含み、
前記符号化・変調手段は、前記第1の尤度と前記第2の尤度の符号が異なり、かつ、前記第2の尤度が所定値よりも低いときに、対応する符号語ビットについて変調シンボルの振幅値をゼロとして変調する、請求項1または2に記載の無線中継装置。 - 前記符号化・変調手段は、前記中継制御手段の制御に応じて、前記復調復号手段での復調および復号の方式とは独立に制御される符号化および変調の方式により、前記第2のフレーム信号を生成する、請求項1~4のいずれか1項に記載の無線中継装置。
- 前記全二重通信が可能な無線通信方式は、互いに分離した複数の周波数帯のそれぞれの無線チャネルを利用して無線通信する方式である、請求項5に記載の無線中継装置。
- 前記復号手段は、前記トレリス符号に対する前記復号処理に対してトレリス上での打切り長を、複数の所定の打切り長のうちから可変に設定可能であり、
前記中継制御手段は、
前記第1のフレーム信号に基づき、前記送信元ノードと前記無線中継装置との間の通信品質を推定する通信品質推定手段と、
前記推定された通信品質に基づいて、前記第2のフレーム信号の転送に要する時間の期待値を小さくするように、前記打切り長を設定する中継条件設定手段とを含む、請求項2に記載の無線中継装置。 - 前記通信品質推定手段は、前記第1のフレーム信号に基づき、伝搬路推定値や雑音電力推定値を取得して、前記通信品質としてフレームエラーレートを推定するエラーレート推定手段を含む、請求項7記載の無線中継装置。
- 全二重通信が可能な無線通信方式で通信し、送信元ノードからトレリス符号により符号化され多値変調されて送信される第1のフレーム信号を中継し宛先ノードに第2のフレーム信号として転送するための無線中継方法であって、
前記送信元ノードからの信号を受信するステップと、
前記受信した前記第1のフレーム信号を復調し、前記トレリス符号についての軟判定復号において符号語ビットについて第1の尤度を算出するとともに、所定の打切り長で前記軟判定復号を打ち切ることで前記第1のフレーム信号の少なくともヘッダの情報を復号する復調復号ステップと、
前記ヘッダの情報に基づいて、前記第1のフレーム信号を中継することが必要と判断されることに応じて中継処理を制御するステップと、
前記中継処理の制御に応じて、前記第1のフレーム信号の受信期間と少なくとも一部で重複する期間において、前記復調復号ステップでの処理中のデータを途中で受けて、再符号化して符号語ビットを生成し、前記第1の尤度に基づき前記再符号化の後の符号語ビットについて第2の尤度を計算し、所定の条件により前記第2の尤度が低いと判定される符号語ビットについては当該符号語ビットに対応する変調シンボルの振幅値をゼロとして変調し、前記第2のフレーム信号を生成するステップと、
前記変調後の前記第2のフレーム信号を前記宛先ノードに向けて送信するステップとを備える、無線中継方法。
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五嶋 研二 Kenji GOTO,AF/DF切替方式およびビットLLR合成受信による高信頼OFDM移動無線中継システム,電子情報通信学会技術研究報告 Vol.108 No.453,日本,社団法人電子情報通信学会,2009年03月02日,第108巻 |
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