WO2024018565A1 - Communication system, transmission device, transmission method, control circuit, and storage medium - Google Patents
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Abstract
This communication system (wireless communication system) (10) is characterized by comprising: a transmission device (transmission station) (1) that transmits a signal; a reception device (reception station) (3) that is a destination device for the signal; and a relay device (relay station) (2) that relays the signal transmitted by the transmission device (transmission station) (1) and transmits the signal to the reception device (reception station) (3). The communication system (wireless communication system) (10) is characterized in that the transmission device (transmission station) (1) is provided with: a transmission unit that transmits, to the relay device (relay station) (2), a signal including user data which is information to be sent to the reception device (reception station) (3); and a control unit that determines frequency allocation of the user data by calculating a required band for the user data among the bands usable by the transmission device (transmission station) (1), calculates a required band for control data to be used for controlling the relay device (relay station) (2) within the range of bands not being used by the determined frequency allocation, and allocates a dummy signal to a band not to be used with the user data and the control data among the usable bands.
Description
本開示は、中継装置によって信号を中継する通信システム、送信装置、送信方法、制御回路および記憶媒体に関する。
The present disclosure relates to a communication system, a transmitting device, a transmitting method, a control circuit, and a storage medium that relay signals using a relay device.
通信システムにおいては、通信内容の秘匿性が高い場合には、通信内容を暗号化する技術が使用される。暗号化は、悪意のある第三者が通信内容にアクセスすることを防ぐことが可能であるが、トラフィックパターンを検出することを防ぐことはできない。
In communication systems, when the confidentiality of the communication content is high, a technique for encrypting the communication content is used. Encryption can prevent malicious third parties from accessing the content of your communications, but it cannot prevent them from detecting traffic patterns.
トラフィックパターンの検出を困難にする技術のひとつに、送信データが存在しない場合にもダミー信号を送信する技術がある。例えば、特許文献１には、通信ネットワークのハブにおいてダミー信号のためのタイムスロットを割り当てる技術が開示されている。
One technique that makes it difficult to detect traffic patterns is a technique that transmits dummy signals even when there is no data to be transmitted. For example, Patent Document 1 discloses a technique for allocating time slots for dummy signals at a hub of a communication network.
しかしながら、送信データが存在しない場合にもダミー信号を送信する技術は、情報伝送に寄与しないダミー信号のために周波数資源を使用するため、通信帯域を圧迫する。特に、中継局を介して送信局と受信局とが通信を行う通信システムでは、送信局は中継局に向けて送信する信号にダミー信号を含める必要がある。例えば衛星通信システムのように、中継局を制御するために通信帯域の一部を制御回線に利用するシステムにおいては、ダミー信号を送信することで、送信局から中継局に対して信号を送信するための通信帯域が圧迫されるため、制御データの伝送に利用する帯域幅が低減するという問題があった。
However, the technique of transmitting a dummy signal even when there is no transmission data uses frequency resources for the dummy signal that does not contribute to information transmission, which puts pressure on the communication band. In particular, in a communication system in which a transmitting station and a receiving station communicate via a relay station, the transmitting station needs to include a dummy signal in the signal transmitted to the relay station. For example, in a system such as a satellite communication system that uses part of the communication band as a control line to control relay stations, a signal is transmitted from the transmitting station to the relay station by transmitting a dummy signal. There was a problem in that the bandwidth used for transmitting control data was reduced because the communication band for the control data was compressed.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、トラフィックパターンの検出を困難にしつつ、制御データの伝送に利用する帯域幅を拡大することが可能な通信システムを得ることを目的とする。
The present disclosure has been made in view of the above, and aims to provide a communication system that can expand the bandwidth used for transmitting control data while making it difficult to detect traffic patterns.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる通信システムは、信号を送信する送信装置と、信号の宛先装置である受信装置と、送信装置が送信した信号を中継して受信装置に送信する中継装置と、を備え、送信装置は、受信装置に伝送する情報であるユーザデータを含む信号を中継装置に向けて送信する送信部と、送信装置が使用可能な帯域のうちユーザデータの所要帯域を算出してユーザデータの周波数配置を決定し、決定した周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、中継装置を制御するために使用される制御データの所要帯域を算出し、使用可能な帯域のうちユーザデータおよび制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置する制御部と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose, a communication system according to the present disclosure includes a transmitting device that transmits a signal, a receiving device that is a destination device of the signal, and a transmitting device that relays the signal transmitted by the transmitting device. a relay device that transmits to the receiving device; the transmitting device includes a transmitting unit that transmits a signal including user data, which is information to be transmitted to the receiving device, to the relay device; Calculate the required band of user data, determine the frequency allocation of the user data, and calculate the required band of control data used to control the relay equipment within the range of unused bands in the determined frequency allocation. The present invention is characterized in that it includes a control unit that places a dummy signal in a band that is not used for user data and control data among available bands.
本開示にかかる通信システムは、トラフィックパターンの検出を困難にしつつ、制御データの伝送に利用する帯域幅を拡大することが可能になるという効果を奏する。
The communication system according to the present disclosure has the effect of making it possible to expand the bandwidth used for transmitting control data while making it difficult to detect traffic patterns.
以下に、本開示の実施の形態にかかる通信システム、送信装置、送信方法、制御回路および記憶媒体を図面に基づいて詳細に説明する。
Below, a communication system, a transmitting device, a transmitting method, a control circuit, and a storage medium according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる無線通信システム１０の構成を示す図である。無線通信システム１０は、送信局１と、中継局２と、受信局３と、中継制御局４とを有する。なお、ここでは無線通信システム１０が有する各装置は１台ずつ示しているが、１台以上であればよい。Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a wireless communication system 10 according to the first embodiment. Wireless communication system 10 includes atransmitting station 1 , a relay station 2 , a receiving station 3 , and a relay control station 4 . In addition, although each device included in the wireless communication system 10 is shown here one by one, it is sufficient if there is one or more devices.
図１は、実施の形態１にかかる無線通信システム１０の構成を示す図である。無線通信システム１０は、送信局１と、中継局２と、受信局３と、中継制御局４とを有する。なお、ここでは無線通信システム１０が有する各装置は１台ずつ示しているが、１台以上であればよい。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a wireless communication system 10 according to the first embodiment. Wireless communication system 10 includes a
無線通信システム１０は、中継システムとも呼ばれる。また、送信局１は、送信装置とも呼ばれる。中継局２は、中継装置とも呼ばれる。受信局３は、受信装置とも呼ばれる。中継制御局４は、中継制御装置とも呼ばれる。
The wireless communication system 10 is also called a relay system. The transmitting station 1 is also called a transmitting device. Relay station 2 is also called a relay device. The receiving station 3 is also called a receiving device. Relay control station 4 is also called a relay control device.
送信局１は、受信局３宛てのユーザデータと中継局２宛ての制御データとを含む信号を送信する。制御データは、中継局２を制御するためのデータである。中継局２は、送信局１からの受信信号に含まれる受信局３宛てのユーザデータを中継して受信局３に送信し、送信局１からの受信信号から制御データを取り出して中継局２の制御に使用する。中継制御局４は、中継局２と直接接続される回線および送信局１を経由した回線を用いて制御データを中継局２に送信する。
The transmitting station 1 transmits a signal including user data addressed to the receiving station 3 and control data addressed to the relay station 2. The control data is data for controlling the relay station 2. Relay station 2 relays user data destined for receiving station 3 included in the received signal from transmitting station 1 and transmits it to receiving station 3, extracts control data from the received signal from transmitting station 1, and transmits it to relay station 2. Used for control. Relay control station 4 transmits control data to relay station 2 using a line directly connected to relay station 2 and a line via transmitting station 1 .
図２は、実施の形態１にかかる送信局１の機能構成を示す図である。送信局１は、ユーザデータ送信バッファ１０１と、制御データ送信バッファ１０２と、信号生成部１０３と、周波数変換部１０４と、合波部１０５と、送信部１０６と、ダミー信号生成部１０７と、制御部１０８とを有する。
FIG. 2 is a diagram showing the functional configuration of the transmitting station 1 according to the first embodiment. The transmitting station 1 includes a user data transmitting buffer 101, a control data transmitting buffer 102, a signal generating section 103, a frequency converting section 104, a multiplexing section 105, a transmitting section 106, a dummy signal generating section 107, and a control 108.
ユーザデータ送信バッファ１０１は、受信局３宛てに送信するデータであるユーザデータを保持するバッファである。ユーザデータ送信バッファ１０１は、制御部１０８の指示に従って、保持しているユーザデータを信号生成部１０３に出力することができる。
The user data transmission buffer 101 is a buffer that holds user data that is data to be transmitted to the receiving station 3. The user data transmission buffer 101 can output the held user data to the signal generation section 103 according to instructions from the control section 108.
制御データ送信バッファ１０２は、中継局２宛ての制御データを保持するバッファである。制御データ送信バッファ１０２は、制御部１０８の指示に従って、保持している制御データを信号生成部１０３に出力することができる。
The control data transmission buffer 102 is a buffer that holds control data addressed to the relay station 2. The control data transmission buffer 102 can output the held control data to the signal generation section 103 according to instructions from the control section 108.
信号生成部１０３は、制御部１０８の指示に従って、ユーザデータ送信バッファ１０１および制御データ送信バッファ１０２から出力されるデータを符号化し、符号化後のデータを変調信号へと変調する。信号生成部１０３は、変調信号を周波数変換部１０４に出力することができる。
The signal generation unit 103 encodes the data output from the user data transmission buffer 101 and the control data transmission buffer 102 according to instructions from the control unit 108, and modulates the encoded data into a modulation signal. Signal generation section 103 can output a modulated signal to frequency conversion section 104.
周波数変換部１０４は、制御部１０８の指示に従って、信号生成部１０３およびダミー信号生成部１０７のそれぞれが出力する信号の周波数をそれぞれ異なる周波数へ変換する。周波数変換部１０４は、周波数変換後の信号を合波部１０５に出力することができる。
The frequency conversion unit 104 converts the frequencies of the signals output by the signal generation unit 103 and the dummy signal generation unit 107 to different frequencies, according to instructions from the control unit 108. Frequency converter 104 can output the frequency-converted signal to multiplexer 105 .
合波部１０５は、制御部１０８の指示に従って、周波数変換部１０４から出力される複数の信号を合波して１つの信号にする。合波部１０５は、合波後の信号を送信部１０６に出力することができる。
The multiplexing unit 105 multiplexes the plurality of signals output from the frequency conversion unit 104 into one signal according to instructions from the control unit 108. The multiplexer 105 can output the multiplexed signal to the transmitter 106.
送信部１０６は、合波部１０５から出力される信号に対して送信周波数帯の信号への変換および増幅を実施する送信回路（不図示）と、送信回路における処理後の信号を無線信号として送信する送信アンテナ（不図示）とを備える。送信部１０６は、制御部１０８からの指示に従って動作する。
The transmitter 106 includes a transmitter circuit (not shown) that converts and amplifies the signal output from the multiplexer 105 into a signal in a transmission frequency band, and transmits the processed signal in the transmitter circuit as a wireless signal. and a transmitting antenna (not shown). The transmitter 106 operates according to instructions from the controller 108.
ダミー信号生成部１０７は、制御部１０８からの指示に従って、ダミー信号を生成する。例えば、ダミー信号生成部１０７は、予め定められたデータ系列を変調することによりダミー信号を生成することができる。ダミー信号生成部１０７は、生成したダミー信号を周波数変換部１０４に出力することができる。
The dummy signal generation unit 107 generates a dummy signal according to instructions from the control unit 108. For example, the dummy signal generation section 107 can generate a dummy signal by modulating a predetermined data sequence. Dummy signal generation section 107 can output the generated dummy signal to frequency conversion section 104.
制御部１０８は、ユーザデータ送信バッファ１０１、制御データ送信バッファ１０２、信号生成部１０３、周波数変換部１０４、合波部１０５、送信部１０６およびダミー信号生成部１０７のそれぞれを制御することによって、送信局１の動作を制御する。
The control section 108 controls each of the user data transmission buffer 101, the control data transmission buffer 102, the signal generation section 103, the frequency conversion section 104, the multiplexing section 105, the transmission section 106, and the dummy signal generation section 107 to perform transmission. Controls the operation of station 1.
続いて、送信局１のハードウェア構成について説明する。図２に示した送信局１の各部は、それぞれを単独の装置または回路等のハードウェアとして実現することができる。ユーザデータ送信バッファ１０１および制御データ送信バッファ１０２は、メモリである。信号生成部１０３およびダミー信号生成部１０７は、エンコーダとモジュレータまたはモデムとの組み合わせである。周波数変換部１０４は、周波数変換回路である。合波部１０５は、フィルタと加算器である。送信部１０６は、アナログデジタル変換回路、周波数変換回路および増幅回路等を含む処理回路である。制御部１０８は、制御情報に基づいて各部を制御する処理回路である。上記の各部は、単独の回路または装置として構成されてもよいし、複数の機能部が１つの回路または装置として構成されてもよい。
Next, the hardware configuration of the transmitting station 1 will be explained. Each part of the transmitting station 1 shown in FIG. 2 can be realized as a single device or hardware such as a circuit. User data transmission buffer 101 and control data transmission buffer 102 are memories. Signal generation section 103 and dummy signal generation section 107 are a combination of an encoder and a modulator or modem. Frequency conversion section 104 is a frequency conversion circuit. The multiplexing section 105 is a filter and an adder. The transmitter 106 is a processing circuit including an analog-to-digital conversion circuit, a frequency conversion circuit, an amplification circuit, and the like. The control unit 108 is a processing circuit that controls each unit based on control information. Each of the above sections may be configured as a single circuit or device, or a plurality of functional sections may be configured as one circuit or device.
送信局１の各部は、専用のハードウェアであっても、メモリおよびメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）とを備える制御回路であってもよい。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等が該当する。
Even if each part of the transmitting station 1 is dedicated hardware, it may include a memory and a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, etc. , DSP (also referred to as Digital Signal Processor)). Here, memory includes, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). ory) etc. , nonvolatile or volatile semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disk), etc.
送信局１の各部が、専用のハードウェアで実現される場合、これらは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。
When each part of the transmitting station 1 is realized by dedicated hardware, these may include, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA ( Field Programmable Gate Array), or a combination of these.
送信局１の各部がＣＰＵを備える制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図３に示す構成の制御回路５００である。図３は、制御回路５００の構成例を示す図である。図３に示すように制御回路５００は、外部から入力されたデータを受信する受信部である入力部５０１と、ＣＰＵであるプロセッサ５０２と、メモリ５０３と、データを外部へ送信する送信部である出力部５０４とを備える。入力部５０１は、制御回路５００の外部から入力されたデータを受信してプロセッサ５０２に与えるインタフェース回路であり、出力部５０４は、プロセッサ５０２又はメモリ５０３からのデータを制御回路５００の外部に送るインタフェース回路である。図２に示した各部が制御回路５００により実現される場合、プロセッサ５０２が、メモリ５０３に記憶された各部の各々の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ５０３は、プロセッサ５０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
When each part of the transmitting station 1 is realized by a control circuit including a CPU, this control circuit is, for example, a control circuit 500 having the configuration shown in FIG. 3. FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the control circuit 500. As shown in FIG. 3, the control circuit 500 includes an input section 501 that is a reception section that receives data input from the outside, a processor 502 that is a CPU, a memory 503, and a transmission section that transmits data to the outside. and an output section 504. The input unit 501 is an interface circuit that receives data input from outside the control circuit 500 and provides it to the processor 502, and the output unit 504 is an interface that sends data from the processor 502 or memory 503 to the outside of the control circuit 500. It is a circuit. When each unit shown in FIG. 2 is implemented by the control circuit 500, the processor 502 reads and executes a program corresponding to each process of each unit stored in the memory 503. The memory 503 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 502.
続いて、実施の形態１における送信局１の動作について説明する。
Next, the operation of the transmitting station 1 in the first embodiment will be explained.
送信局１において、送信局１外部で生成されたユーザデータが、ユーザデータ送信バッファ１０１に格納される。また、中継制御局４において生成されたデータが制御データ送信バッファ１０２に格納される。ユーザデータ送信バッファ１０１および制御データ送信バッファ１０２のそれぞれは、制御部１０８から指定された時間に、指定された転送量で、保持しているデータを信号生成部１０３へ出力する。なお、例えば、制御部１０８は、送信局１とデータの宛先となる受信局３との間の回線品質を取得し、取得した回線品質に基づいて、上述した時間を算出して指定することができる。また、制御部１０８は、転送量として予め定められた値を用いてもよいし、回線品質に応じて転送量を変更してもよい。
In the transmitting station 1, user data generated outside the transmitting station 1 is stored in the user data transmitting buffer 101. Further, data generated at the relay control station 4 is stored in the control data transmission buffer 102. Each of the user data transmission buffer 101 and the control data transmission buffer 102 outputs the data it holds to the signal generation section 103 at a time designated by the control section 108 and with a designated transfer amount. Note that, for example, the control unit 108 may obtain the line quality between the transmitting station 1 and the receiving station 3 that is the destination of the data, and calculate and specify the above-mentioned time based on the obtained line quality. can. Further, the control unit 108 may use a predetermined value as the transfer amount, or may change the transfer amount depending on the line quality.
信号生成部１０３は、ユーザデータ送信バッファ１０１および制御データ送信バッファ１０２のそれぞれが出力したデータを、制御部１０８から指定された符号化方式で符号化し、制御部１０８から指定された変調方式で変調する。なお、符号化方式は、符号化の種類、符号化率、パンクチャパタンを含むことができる。パンクチャパタンとは、データ列から取り除くビットの規則を意味する。符号化の種類は、例えば、畳み込み符号等、用いる符号の種類を示す。例えば、制御部１０８の内部または外部のメモリに、複数の符号化方式を予め記憶させておき、制御部１０８は、予め定められた条件に従って複数の符号化方式のうちの１つを選択する。例えば、制御部１０８は、自身と受信局３との間の回線品質に基づいて符号化方式を選択することができる。変調方式についても同様に、制御部１０８は、予め定められた条件に従って変調方式を選択してもよい。信号生成部１０３で変調された信号は、帯域制限フィルタ等のフィルタ処理を行ってもよい。
The signal generation section 103 encodes the data output from each of the user data transmission buffer 101 and the control data transmission buffer 102 using the encoding method specified by the control section 108, and modulates the data using the modulation method specified from the control section 108. do. Note that the encoding method can include the type of encoding, the encoding rate, and the puncture pattern. A puncture pattern refers to a rule for bits to be removed from a data string. The type of encoding indicates the type of code used, such as a convolutional code, for example. For example, a plurality of encoding schemes are stored in advance in a memory inside or outside the control unit 108, and the control unit 108 selects one of the plurality of encoding schemes according to predetermined conditions. For example, the control unit 108 can select the encoding method based on the channel quality between itself and the receiving station 3. Similarly, regarding the modulation method, the control unit 108 may select the modulation method according to predetermined conditions. The signal modulated by the signal generation section 103 may be subjected to filter processing such as a band limiting filter.
ダミー信号生成部１０７は、制御部１０８から指定された出力方式に従って、予め定められたデータ系列を変調することによりダミー信号を生成し、周波数変換部１０４へ出力する。ここで、制御部１０８から指示される出力方式は、例えば、ダミー信号用に変調されるデータ系列と、ダミー信号の出力数すなわち出力するダミー信号の数とを含む。例えば、データ系列を乱数とし、ダミー信号生成部１０７が乱数を変調した場合、変調により得られるダミー信号は雑音と等しくなる。また、信号生成部１０３で帯域制限のための送信フィルタなどを用いている場合、ダミー信号生成部１０７は、信号生成部１０３が使用している送信フィルタと同一のフィルタ特性のフィルタを用いてフィルタリングを行ってもよい。この場合、ダミー信号の周波数特性を、信号生成部１０３から出力される信号の周波数特性と同じにすることができる。
The dummy signal generation section 107 generates a dummy signal by modulating a predetermined data sequence according to the output method specified by the control section 108, and outputs it to the frequency conversion section 104. Here, the output method instructed by the control unit 108 includes, for example, a data sequence modulated for a dummy signal and the number of dummy signals to be output, that is, the number of dummy signals to be output. For example, if the data sequence is a random number and the dummy signal generation unit 107 modulates the random number, the dummy signal obtained by the modulation will be equal to noise. Furthermore, when the signal generation section 103 uses a transmission filter for band limitation, the dummy signal generation section 107 performs filtering using a filter having the same filter characteristics as the transmission filter used by the signal generation section 103. You may do so. In this case, the frequency characteristics of the dummy signal can be made the same as the frequency characteristics of the signal output from the signal generation section 103.
周波数変換部１０４は、信号生成部１０３から出力される変調信号およびダミー信号生成部１０７から出力されるダミー信号を、制御部１０８から指定された周波数にそれぞれ変換する。なお、周波数変換部１０４は、各信号の周波数変換後の周波数として、例えば、各変調信号およびダミー信号の周波数変換後の中心周波数を指定する。
The frequency conversion unit 104 converts the modulated signal output from the signal generation unit 103 and the dummy signal output from the dummy signal generation unit 107 to frequencies specified by the control unit 108, respectively. Note that the frequency conversion unit 104 specifies, for example, the center frequency after frequency conversion of each modulation signal and dummy signal as the frequency after frequency conversion of each signal.
合波部１０５は、周波数変換部１０４から出力された周波数変換後の複数の信号を加算し、１つの信号として出力する。すなわち合波部１０５は、周波数変換部１０４により周波数領域に配置された複数の信号を合波する。送信部１０６は、合波部１０５から出力された信号を送信周波数帯の信号に変換し、信号を増幅した後に送信アンテナなどの送信インタフェースを介して送信する。送信部１０６は、合波部１０５により合波された信号を送信する。
The multiplexing unit 105 adds the multiple frequency-converted signals output from the frequency conversion unit 104 and outputs the result as one signal. That is, the multiplexer 105 multiplexes the plurality of signals arranged in the frequency domain by the frequency converter 104. The transmitter 106 converts the signal output from the multiplexer 105 into a signal in a transmission frequency band, amplifies the signal, and then transmits the signal via a transmission interface such as a transmission antenna. The transmitter 106 transmits the signal multiplexed by the multiplexer 105.
図４は、図２に示す制御部１０８が各信号の周波数を決定する動作を説明するためのフローチャートである。制御部１０８は、ユーザデータを送信するための所要帯域であるユーザデータ所要帯域を算出する（ステップＳ１）。ここで、制御部１０８は、ユーザデータ量と、信号生成部１０３に指示する符号化率および変調方式とに基づいて、ユーザデータ所要帯域を算出することができる。送信データ量である転送量の初期値は、ユーザデータ送信バッファ１０１に滞留しているデータ量とすることができる。具体的には、一例として、以下の数式（１）で表すことができる。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the control unit 108 shown in FIG. 2 to determine the frequency of each signal. The control unit 108 calculates a required band for user data, which is a required band for transmitting user data (step S1). Here, the control unit 108 can calculate the required band for user data based on the amount of user data and the coding rate and modulation method instructed to the signal generation unit 103. The initial value of the transfer amount, which is the amount of transmission data, can be the amount of data remaining in the user data transmission buffer 101. Specifically, as an example, it can be expressed by the following formula (1).
ユーザデータ所要帯域＝｛ユーザデータ量／符号化率／（変調方式に応じた送信ビット数）｝×（波形整形フィルタのロールオフ率）・・・（１）
Required band for user data = {user data amount / coding rate / (number of transmission bits according to modulation method)} × (roll-off rate of waveform shaping filter)... (1)
続いて制御部１０８は、ユーザデータの周波数配置を決定する（ステップＳ２）。例えば、制御部１０８は、ユーザデータのそれぞれの宛先となる受信局３が受信可能な周波数帯域にユーザデータの中心周波数を配置することができる。このとき、中継局２において受信サブチャネルと送信サブチャネルとの接続が行われる場合には、予め保持する接続先情報を用いて各ユーザデータのそれぞれの宛先となる受信局３が受信可能な周波数またはビームとなるように割り当てを行う。受信サブチャネルとは、ここでは、各データを、送信局１が中継局２に向けて送信するときに使用したサブチャネルを指し、送信サブチャネルとは、各データを、中継局２が受信局３に向けて送信するときに使用するサブチャネルを指す。つまり、受信サブチャネルと送信サブチャネルとの接続とは、中継局２が受信信号に含まれるデータを受信サブチャネルと異なるサブチャネルに配置することを言う。したがって、制御部１０８は、受信サブチャネルと送信サブチャネルとの接続が行われる場合、接続先情報を用いて、送信サブチャネルが宛先の受信局３の受信可能な周波数またはビームとなるように、送信サブチャネルと対応づけられた受信サブチャネルに、ユーザデータを配置する。
Next, the control unit 108 determines the frequency allocation of the user data (step S2). For example, the control unit 108 can arrange the center frequency of the user data in a frequency band that can be received by the receiving station 3 that is the destination of each user data. At this time, when connection is made between the receiving subchannel and the transmitting subchannel at the relay station 2, the frequency that can be received by the receiving station 3, which is the destination of each user data, is determined using connection destination information held in advance. Or make the assignment so that it becomes a beam. Here, the reception subchannel refers to the subchannel used when transmitting station 1 transmits each data to relay station 2, and the transmission subchannel refers to the subchannel used when transmitting station 1 transmits each data to relay station 2. Refers to the subchannel used when transmitting to 3. In other words, the connection between the reception subchannel and the transmission subchannel means that the relay station 2 arranges data included in the received signal in a subchannel different from the reception subchannel. Therefore, when the reception subchannel and the transmission subchannel are connected, the control unit 108 uses the connection destination information to set the transmission subchannel to a frequency or beam that can be received by the destination receiving station 3. User data is placed in a reception subchannel associated with a transmission subchannel.
続いて、制御部１０８は、制御データを送信するための所要帯域である制御データ所要帯域を算出する（ステップＳ３）。このとき制御部１０８は、制御データ量と、信号生成部１０３に指示する符号化率および変調方式とに基づいて、制御データ所要帯域を算出することができる。具体的には、制御データ所要帯域は、上記の数式（１）のユーザデータ量を制御データ量に置き換えることで表すことができる。制御データが使用可能な帯域幅は、送信局１が割り当て可能な全体の帯域からユーザデータ所要帯域を減算した値となる。したがって、制御部１０８は、ユーザデータ所要帯域に基づいて決定した周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、制御データ所要帯域を算出することになる。このため、制御部１０８は、制御データについて信号生成部１０３に指示する符号化率および変調方式を、ユーザデータ所要帯域に基づいて決定した周波数配置において使用されていない帯域の範囲内に収まるように決定する。
Subsequently, the control unit 108 calculates a required control data band, which is a required band for transmitting control data (step S3). At this time, the control unit 108 can calculate the required control data band based on the amount of control data and the coding rate and modulation method instructed to the signal generation unit 103. Specifically, the required control data band can be expressed by replacing the amount of user data in the above formula (1) with the amount of control data. The bandwidth available for control data is the value obtained by subtracting the required user data bandwidth from the total bandwidth that can be allocated by the transmitting station 1. Therefore, the control unit 108 calculates the control data required band within the range of bands that are not used in the frequency allocation determined based on the user data required band. For this reason, the control unit 108 sets the coding rate and modulation method to be instructed to the signal generation unit 103 for the control data so that they fall within the range of the unused band in the frequency allocation determined based on the user data required band. decide.
続いて制御部１０８は、ダミー信号を送信するための所要帯域であるダミー信号所要帯域を算出する（ステップＳ４）。ダミー信号所要帯域は、送信局１が割り当て可能な全体の帯域から、ユーザデータ所要帯域および制御データ所要帯域を減算した値となる。
Subsequently, the control unit 108 calculates a required dummy signal band, which is a required band for transmitting the dummy signal (step S4). The dummy signal required band is the value obtained by subtracting the user data required band and the control data required band from the entire band that the transmitting station 1 can allocate.
次に制御部１０８は、ステップＳ２で決定したユーザデータの周波数配置で使用されていない周波数に対して、制御データ信号およびダミー信号の周波数配置を、制御データ所要帯域およびダミー信号所要帯域に基づいて決定することで、全体の周波数配置を決定する（ステップＳ５）。
Next, the control unit 108 adjusts the frequency allocation of control data signals and dummy signals to frequencies that are not used in the user data frequency allocation determined in step S2 based on the control data required band and the dummy signal required band. By determining this, the entire frequency arrangement is determined (step S5).
これにより、送信局１が割り当て可能な全体の帯域に対してユーザデータ信号、制御データ信号、ダミー信号のそれぞれが異なる周波数に割り当てられ、全ての周波数帯域に信号が割り当てられている状態となり、トラフィックパターンの検出を困難にすることができる。さらに、制御データ信号の所要帯域を、送信局１が割り当て可能な全体の帯域からユーザデータ所要帯域を減算した値から算出することにより、ユーザデータが少ないときには制御データの通信速度を高速化させるなど周波数の利用効率を上げることができる。
As a result, the user data signal, control data signal, and dummy signal are each assigned a different frequency for the entire band that can be assigned by the transmitting station 1, and signals are assigned to all frequency bands, resulting in traffic This can make pattern detection difficult. Furthermore, by calculating the required bandwidth of the control data signal from the value obtained by subtracting the required user data bandwidth from the total bandwidth that can be allocated by the transmitting station 1, the communication speed of control data can be increased when there is little user data. It is possible to increase frequency usage efficiency.
図５は、実施の形態１にかかる中継局２の機能構成を示す図である。中継局２は、受信部２０１と、分波部２０２と、スイッチ部２０３と、合波部２０４と、送信部２０５と、制御部２０６とを有する。
FIG. 5 is a diagram showing the functional configuration of relay station 2 according to the first embodiment. Relay station 2 includes a receiving section 201, a demultiplexing section 202, a switching section 203, a multiplexing section 204, a transmitting section 205, and a control section 206.
受信部２０１は、送信局１から送信された信号を受信する。受信部２０１は、受信した信号を分波部２０２に出力する。
The receiving unit 201 receives the signal transmitted from the transmitting station 1. Receiving section 201 outputs the received signal to demultiplexing section 202 .
分波部２０２は、受信部２０１が出力する信号を指定された周波数単位まで分割し、分割した信号を複数のサブチャネル信号として出力する。このとき分波部２０２は、例えば、制御部２０６からの指示に基づいて、複数のサブチャネル信号のうち、制御データ信号を含むサブチャネル信号を制御部２０６に出力し、制御データ信号以外のユーザデータ信号およびダミー信号を含むサブチャネル信号をスイッチ部２０３に出力することができる。
The demultiplexer 202 divides the signal output by the receiver 201 into specified frequency units, and outputs the divided signals as a plurality of subchannel signals. At this time, the demultiplexing unit 202 outputs a subchannel signal including the control data signal to the control unit 206 from among the plurality of subchannel signals based on an instruction from the control unit 206, and Subchannel signals including data signals and dummy signals can be output to switch section 203.
スイッチ部２０３は、制御部２０６の指示に基づいて、分波部２０２から送信される複数のサブチャネル信号の接続先を切り替えて、サブチャネル信号を送信時のサブチャネルに配置し直して合波部２０４へ出力する。合波部２０４は、スイッチ部２０３が出力する複数の信号を１つの信号に合波し、合波後の信号を送信部２０５へ出力する。送信部２０５は、合波部２０４が出力する信号を受信局３へ送信する。
Based on instructions from the control unit 206, the switch unit 203 switches the connection destinations of the plurality of subchannel signals transmitted from the demultiplexing unit 202, rearranges the subchannel signals to the subchannels at the time of transmission, and multiplexes the subchannel signals. 204. The multiplexer 204 multiplexes the plurality of signals output by the switch unit 203 into one signal, and outputs the multiplexed signal to the transmitter 205. The transmitter 205 transmits the signal output by the multiplexer 204 to the receiver station 3.
制御部２０６は、分波部２０２から出力される複数のサブチャネル信号のうち、制御データ信号が含まれる部分を取得することによって、受信信号から制御データを取り出す。また制御部２０６は、中継制御局４から受信する接続先情報に基づいて、スイッチ部２０３を制御することによって、受信サブチャネルと送信サブチャネルとを接続する。
The control unit 206 extracts the control data from the received signal by acquiring the portion that includes the control data signal from among the plurality of subchannel signals output from the demultiplexing unit 202. Further, the control unit 206 connects the reception subchannel and the transmission subchannel by controlling the switch unit 203 based on the connection destination information received from the relay control station 4.
図５に示した中継局２の各部は、各々を単独の装置または回路等のハードウェアとして実現することができる。受信部２０１は、アナログデジタル変換回路等を含む受信機である。分波部２０２および合波部２０４はフィルタおよび加算器である。スイッチ部２０３はメモリである。送信部２０５はデジタルアナログ変換回路等を含む送信機である。制御部２０６は、制御データ信号を復調するデモジュレータおよび各部を制御する処理回路である。上記の各部は、単独の回路または装置として構成されてもよいし、複数の機能部が１つの回路または装置として構成されてもよい。
Each part of the relay station 2 shown in FIG. 5 can be realized as a single device or hardware such as a circuit. The receiving unit 201 is a receiver including an analog-to-digital conversion circuit and the like. The demultiplexer 202 and the multiplexer 204 are filters and adders. Switch unit 203 is a memory. The transmitter 205 is a transmitter including a digital-to-analog conversion circuit and the like. The control section 206 is a demodulator that demodulates the control data signal and a processing circuit that controls each section. Each of the above sections may be configured as a single circuit or device, or a plurality of functional sections may be configured as one circuit or device.
図５に示した各部は、専用のハードウェアであっても、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵとを備える制御回路であってもよい。各部が、専用のハードウェアとして実現される場合、これらは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものである。
Each unit shown in FIG. 5 may be dedicated hardware or a control circuit including a memory and a CPU that executes a program stored in the memory. If the parts are implemented as dedicated hardware, they may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof.
図５に示した各部がＣＰＵを備える制御回路により実現される場合、この制御回路は例えば図３に示した構成の制御回路５００である。図５に示した各部が制御回路５００により実現される場合、プロセッサ５０２が、メモリ５０３に記憶された各部の各々の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ５０３は、プロセッサ５０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
When each part shown in FIG. 5 is realized by a control circuit including a CPU, this control circuit is, for example, the control circuit 500 having the configuration shown in FIG. 3. When each unit shown in FIG. 5 is implemented by the control circuit 500, the processor 502 reads and executes a program corresponding to each process of each unit stored in the memory 503. The memory 503 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 502.
続いて中継局２の動作について説明する。
Next, the operation of relay station 2 will be explained.
受信部２０１は、送信局１から送信された信号を受信し、電気信号に変換して出力する。分波部２０２は、受信部２０１から出力される信号を指定された周波数単位まで分割し、分割後の信号を複数のサブチャネル信号として出力する。分波部２０２は、制御部２０６において指定された制御データ信号を含む帯域については、異なる周波数単位に分割したものを制御部２０６に対して出力してもよく、分波部２０２は、制御部２０６からの指示に基づき、分割後の複数のサブチャネル信号の一部を制御部２０６に出力し、残りのサブチャネル信号をスイッチ部２０３に出力してもよい。具体的には、分波部２０２は、制御データ信号が含まれるサブチャネル信号を制御部２０６に出力することができる。
The receiving unit 201 receives a signal transmitted from the transmitting station 1, converts it into an electrical signal, and outputs the electrical signal. The demultiplexer 202 divides the signal output from the receiver 201 into specified frequency units, and outputs the divided signal as a plurality of subchannel signals. The demultiplexing section 202 may divide the band including the control data signal designated by the control section 206 into different frequency units and output it to the control section 206. Based on instructions from 206, a part of the plurality of subchannel signals after division may be output to control section 206, and the remaining subchannel signals may be output to switch section 203. Specifically, the demultiplexer 202 can output a subchannel signal including the control data signal to the controller 206.
スイッチ部２０３は、分波部２０２から出力される複数のサブチャネル信号に対して、制御部２０６からの指示に基づいて、周波数領域での順序を入れ替えて、サブチャネル信号のそれぞれを、送信サブチャネルに配置して合波部２０４に出力する。合波部２０４は、スイッチ部２０３から出力される複数の信号を合波して合波後の信号を送信部２０５に出力する。送信部２０５は、合波された信号を受信局３に向けて送信する。
Switching section 203 rearranges the order of the plurality of subchannel signals output from demultiplexing section 202 in the frequency domain based on instructions from control section 206, and sends each of the subchannel signals to the transmission subchannel signal. The signal is placed in the channel and output to the multiplexer 204. The multiplexer 204 multiplexes a plurality of signals output from the switch unit 203 and outputs the multiplexed signal to the transmitter 205. The transmitter 205 transmits the multiplexed signal toward the receiving station 3 .
図６は、図５に示すスイッチ部２０３の機能の第１の説明図である。図６は、接続先情報が示す接続元サブチャネルと接続先サブチャネルの対応関係の一例を示している。接続元サブチャネルは、受信サブチャネルとも言う。また接続先サブチャネルは、送信サブチャネルともいう。図６に示す例では、接続元サブチャネル＃１は接続先サブチャネル＃３と対応づけられており、接続元サブチャネル＃２は接続先サブチャネル＃４と対応づけられており、接続元サブチャネル＃３は接続先サブチャネル＃１と対応づけられている。また、接続元サブチャネル＃４は接続先サブチャネル＃２と対応づけられており、接続元サブチャネル＃５は接続先サブチャネル＃７と対応づけられており、接続元サブチャネル＃６は接続先サブチャネル＃８と対応づけられている。また接続元サブチャネル＃７は接続先サブチャネル＃５と対応づけられており、接続元サブチャネル＃８は接続先サブチャネル＃６と対応づけられており、接続元サブチャネル＃９は接続先サブチャネル＃９と対応づけられている。
FIG. 6 is a first explanatory diagram of the function of the switch section 203 shown in FIG. 5. FIG. 6 shows an example of the correspondence between the connection source subchannel and the connection destination subchannel indicated by the connection destination information. The connection source subchannel is also referred to as the receiving subchannel. The connection destination subchannel is also referred to as a transmission subchannel. In the example shown in FIG. 6, connection source subchannel # 1 is associated with connection destination subchannel # 3, connection source subchannel # 2 is associated with connection destination subchannel # 4, and connection source subchannel # 2 is associated with connection destination subchannel # 4. Channel # 3 is associated with destination subchannel # 1. Furthermore, connection source subchannel # 4 is associated with connection destination subchannel # 2, connection source subchannel # 5 is associated with connection destination subchannel # 7, and connection source subchannel # 6 is associated with connection destination subchannel # 2. It is associated with the previous subchannel # 8. Furthermore, connection source subchannel # 7 is associated with connection destination subchannel # 5, connection source subchannel # 8 is associated with connection destination subchannel # 6, and connection source subchannel # 9 is associated with connection destination subchannel # 6. It is associated with subchannel # 9.
スイッチ部２０３は、制御部２０６による接続先情報に基づく指示に従うことにより、接続元サブチャネルに含まれる信号を接続先サブチャネルに配置するように、サブチャネル信号の順番を入れ替える。このとき、制御部２０６は、スイッチ部２０３に対して、制御データを含むサブチャネルについては、接続先情報と異なる制御を行う。
The switch unit 203 rearranges the order of the subchannel signals so that the signal included in the connection source subchannel is placed in the connection destination subchannel by following instructions based on the connection destination information from the control unit 206. At this time, the control unit 206 controls the switch unit 203 differently from the connection destination information regarding the subchannel including control data.
図７は、図５に示すスイッチ部２０３の機能の第２の説明図である。図７は、接続先情報が図６に示す対応関係を示している場合に、制御部２０６が行う制御についての説明図である。例えば、接続元サブチャネル＃１，＃２，＃４にユーザデータ信号が含まれており、接続元サブチャネル＃３，＃５，＃６にダミー信号が含まれており、接続元サブチャネル＃７～＃９に制御データ信号が含まれているとする。この場合、制御部２０６は、ユーザデータ信号が含まれている接続元サブチャネル＃１，＃２，＃４については、接続先情報に従って、ユーザデータ信号を接続先サブチャネル＃３，＃４，＃２に配置する。また、制御部２０６は、ダミー信号が含まれている接続元サブチャネル＃３，＃５，＃６についても同様に、接続先情報に従って、ダミー信号を接続先サブチャネル＃１，＃７，＃８に配置する。
FIG. 7 is a second explanatory diagram of the function of the switch section 203 shown in FIG. 5. FIG. 7 is an explanatory diagram of control performed by the control unit 206 when the connection destination information indicates the correspondence shown in FIG. 6. For example, connection source subchannels # 1, #2, and #4 include user data signals, connection source subchannels # 3, #5, and #6 include dummy signals, and connection source subchannels # Assume that control data signals are included in signals 7 to #9. In this case, the control unit 206 transfers the user data signals to the connection destination subchannels # 3, #4, and the connection source subchannels # 1, #2, and #4 including the user data signals according to the connection destination information. Place it in #2. Further, the control unit 206 similarly transmits dummy signals to connection destination subchannels # 1, #7, #6 according to connection destination information regarding connection source subchannels # 3, #5, and #6 that include dummy signals. Place it at 8.
また、制御部２０６は、制御データ信号が含まれている接続元サブチャネル＃７～＃９については、接続先情報に基づく接続を行わずに、接続先情報によって接続元サブチャネル＃７～＃９に対応づけられている接続先サブチャネル＃５，＃６，＃９には、制御データ信号の代わりにダミー信号を配置する。ダミー信号を配置する方法については様々な方法が考えられる。例えば、接続先サブチャネル＃５，＃６，＃９に、他のダミー信号が含まれる接続元サブチャネル＃３，＃５，＃６を接続する処理を行うことによって、接続先サブチャネル＃５，＃６，＃９にダミー信号を配置することができる。このとき、ダミー信号が含まれる複数の接続元サブチャネルのうち接続するサブチャネルを選択する方法については、ランダムに選択してもよいし、固定されたパターンを用いてもよい。また、接続先サブチャネル＃５，＃６，＃９にダミー信号が含まれる接続元サブチャネルを接続する代わりに、メモリ等に保持しておいたダミー信号を挿入してもよいし、信号生成回路を用いてダミー信号を生成し、生成したダミー信号を挿入してもよい。このとき、挿入するダミー信号には、トラフィックパターンの検出を困難にさせるために、電力に差をつける、信号の波形を示す値の一部を変更する、ＩＱ（In phase Quadrature phase）を入れ替えるなどの処理を行ってもよい。
Furthermore, for the connection source subchannels # 7 to #9 that include the control data signal, the control unit 206 does not perform connection based on the connection destination information, but uses the connection source subchannels # 7 to #9 based on the connection destination information. Dummy signals are arranged in place of the control data signals in connection destination subchannels # 5, #6, and #9 that are associated with the control data signals. Various methods can be considered for arranging the dummy signals. For example, by performing processing to connect source subchannels # 3, #5, #6 that include other dummy signals to destination subchannels # 5, #6, #9, , #6, and #9 can be placed with dummy signals. At this time, a method for selecting a subchannel to be connected from among a plurality of connection source subchannels including dummy signals may be selected at random or a fixed pattern may be used. Also, instead of connecting source subchannels that include dummy signals to destination subchannels # 5, #6, and #9, dummy signals stored in memory etc. may be inserted, or signal generation A dummy signal may be generated using a circuit and the generated dummy signal may be inserted. At this time, in order to make it difficult to detect the traffic pattern, the inserted dummy signal may have different power, change some of the values indicating the signal waveform, or replace the IQ (In phase Quadrature phase). You may also perform the following processing.
以上説明したように中継局２が動作することで、制御データを取り出した後の中継局２から送信される合波信号においても全ての周波数をユーザデータ信号およびダミー信号に割り当てることが可能になるため、トラフィックパターンの検出を困難にすることができる。
By operating the relay station 2 as explained above, it becomes possible to allocate all frequencies to the user data signal and dummy signal even in the combined signal transmitted from the relay station 2 after extracting the control data. This can make it difficult to detect traffic patterns.
図８は、実施の形態１にかかる中継制御局４の機能構成を示す図である。中継制御局４は、制御部４０１と、送信部４０２とを有する。制御部４０１は、中継局２に指示すべき制御データを生成し、生成した制御データを送信部４０２を通して直接中継局２へ送信することができる。また、制御部４０１は、制御データを、送信局１を介して中継局２へと送信することもできる。
FIG. 8 is a diagram showing the functional configuration of relay control station 4 according to the first embodiment. Relay control station 4 includes a control section 401 and a transmission section 402. Control section 401 can generate control data to instruct relay station 2 and directly transmit the generated control data to relay station 2 through transmitting section 402 . Further, the control unit 401 can also transmit control data to the relay station 2 via the transmitting station 1.
図８に示した各部は、各々を単独の装置または回路等のハードウェアとして実現することができる。制御部４０１は処理回路であり、送信部４０２は信号生成回路およびデジタルアナログ変換回路等を含む送信機である。上記の各部は、単独の回路または装置として構成されてもよいし、複数の機能部が１つの回路または装置として構成されてもよい。
Each part shown in FIG. 8 can be realized as a single device or hardware such as a circuit. The control unit 401 is a processing circuit, and the transmission unit 402 is a transmitter including a signal generation circuit, a digital-to-analog conversion circuit, and the like. Each of the above sections may be configured as a single circuit or device, or a plurality of functional sections may be configured as one circuit or device.
図８に示した各部は、専用のハードウェアであっても、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵとを備える制御回路であってもよい。各部が、専用のハードウェアとして実現される場合、これらは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものである。
Each unit shown in FIG. 8 may be dedicated hardware or a control circuit including a memory and a CPU that executes a program stored in the memory. If the parts are implemented as dedicated hardware, they may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof.
図８に示した制御部４０１がＣＰＵを備える制御回路により実現される場合、この制御回路は例えば図３に示した構成の制御回路５００である。図８に示した各部が制御回路５００により実現される場合、プロセッサ５０２が、メモリ５０３に記憶された各部の各々の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ５０３は、プロセッサ５０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。また、送信部４０２は信号生成回路や増幅器、送信アンテナなどの送信インタフェースを含む出力部５０４で実現される。
When the control unit 401 shown in FIG. 8 is realized by a control circuit including a CPU, this control circuit is, for example, the control circuit 500 having the configuration shown in FIG. 3. When each unit shown in FIG. 8 is implemented by the control circuit 500, the processor 502 reads and executes a program corresponding to each process of each unit stored in the memory 503. The memory 503 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 502. Further, the transmitting section 402 is realized by an output section 504 including a transmitting interface such as a signal generating circuit, an amplifier, and a transmitting antenna.
続いて中継制御局４の動作を説明する。中継制御局４は、制御部４０１内部で生成されたデータまたは外部から入力されたデータに基づいて、接続先情報、制御データ信号などを含む帯域情報、中継局２を制御するための情報をデータとして出力する。出力されたデータは、送信部４０２を通して中継局２へと送信される。
Next, the operation of relay control station 4 will be explained. Relay control station 4 transmits connection destination information, band information including control data signals, and information for controlling relay station 2 based on data generated within control unit 401 or data input from the outside. Output as . The output data is transmitted to relay station 2 through transmitter 402.
受信局３は、中継局２により中継された信号を受信し、受信信号に含まれるユーザデータを得ることができる。
The receiving station 3 can receive the signal relayed by the relay station 2 and obtain user data included in the received signal.
なお、ここでは送信局１では信号を送信する機能について説明し、受信局３では信号を受信する機能について説明したが、送信局１と受信局３とが双方向の通信を行う場合には、受信局３は送信局１の機能も備え、送信局１は受信局３の機能も備えてもよい。
Note that here, the function of the transmitting station 1 to transmit a signal has been explained, and the function of the receiving station 3 to receive a signal has been explained, but when the transmitting station 1 and the receiving station 3 perform bidirectional communication, The receiving station 3 may also have the functions of the transmitting station 1, and the transmitting station 1 may also have the functions of the receiving station 3.
以上説明したように、実施の形態１によれば、送信局１において、送信局１が使用可能な帯域のうちユーザデータの周波数配置を決定した後、決定した周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、制御データ所要帯域を算出し、送信局１が使用可能な帯域のうちユーザデータおよび制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置することができる。これにより、トラフィックパターンの検出を困難にしつつ、制御データの伝送に利用する帯域幅を拡大することが可能になる。
As described above, according to the first embodiment, after determining the frequency allocation of user data among the bands available to the transmitting station 1, the transmitting station 1 determines the frequency allocation of the user data among the bands available to the transmitting station 1, and then selects the frequency allocation of the unused band in the determined frequency allocation. Within this range, the control data required band can be calculated, and a dummy signal can be placed in a band that is not used for user data and control data among the bands that can be used by the transmitting station 1. This makes it possible to increase the bandwidth used for transmitting control data while making it difficult to detect traffic patterns.
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、送信局１がダミー信号生成部１０７を有し、ダミー信号を直接生成して周波数変換部１０４において周波数変換を行っていた。実施の形態２では、送信局１において、信号生成部１０３においてダミー信号を生成する例について説明する。無線通信システム１０の構成は図１に示す実施の形態１の構成と同様であり、中継局２、受信局３および中継制御局４の機能については、実施の形態１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる部分について主に説明する。Embodiment 2.
In the first embodiment described above, the transmittingstation 1 has the dummy signal generation section 107, and the dummy signal is directly generated and frequency conversion is performed in the frequency conversion section 104. In the second embodiment, an example will be described in which a dummy signal is generated in the signal generating section 103 in the transmitting station 1. The configuration of wireless communication system 10 is the same as that of Embodiment 1 shown in FIG. Detailed explanation will be omitted. Hereinafter, parts that are different from Embodiment 1 will be mainly explained.
上記の実施の形態１では、送信局１がダミー信号生成部１０７を有し、ダミー信号を直接生成して周波数変換部１０４において周波数変換を行っていた。実施の形態２では、送信局１において、信号生成部１０３においてダミー信号を生成する例について説明する。無線通信システム１０の構成は図１に示す実施の形態１の構成と同様であり、中継局２、受信局３および中継制御局４の機能については、実施の形態１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる部分について主に説明する。
In the first embodiment described above, the transmitting
図９は、実施の形態２にかかる送信局１ａの機能構成を示す図である。送信局１ａは、ユーザデータ送信バッファ１０１と、制御データ送信バッファ１０２と、信号生成部１０３ａと、周波数変換部１０４と、合波部１０５と、送信部１０６と、制御部１０８と、ダミーデータ生成部１０９とを有する。ユーザデータ送信バッファ１０１、制御データ送信バッファ１０２、周波数変換部１０４、合波部１０５、送信部１０６および制御部１０８は実施の形態１と同様である。
FIG. 9 is a diagram showing the functional configuration of the transmitting station 1a according to the second embodiment. The transmitting station 1a includes a user data transmitting buffer 101, a control data transmitting buffer 102, a signal generating section 103a, a frequency converting section 104, a multiplexing section 105, a transmitting section 106, a control section 108, and a dummy data generating section. 109. User data transmission buffer 101, control data transmission buffer 102, frequency conversion section 104, multiplexing section 105, transmission section 106, and control section 108 are the same as in the first embodiment.
ダミーデータ生成部１０９は、制御部１０８から指定されたパターンでデータを生成し、生成したデータであるダミーデータを出力する。ダミーデータは、ランダムに生成されてよく、ユーザデータと同様の送信フレームにおいて一部をランダム化したようなデータとすることができる。信号生成部１０３ａは、制御部１０８から指定された符号化率および変調方式を用いて、ユーザデータ送信バッファ１０１、制御データ送信バッファ１０２およびダミーデータ生成部１０９が出力するデータを符号化し、符号化後のデータを変調することで変調信号を生成し、生成した変調信号を出力する。周波数変換部１０４よりも後段の処理については実施の形態１と同様である。
The dummy data generation unit 109 generates data according to a pattern specified by the control unit 108, and outputs dummy data that is the generated data. The dummy data may be randomly generated, and may be data that is partially randomized in the same transmission frame as the user data. The signal generation section 103a encodes the data output by the user data transmission buffer 101, the control data transmission buffer 102, and the dummy data generation section 109 using the coding rate and modulation method specified by the control section 108, and A modulated signal is generated by modulating the subsequent data, and the generated modulated signal is output. Processing subsequent to frequency conversion section 104 is the same as in the first embodiment.
以上説明したように、ユーザデータ、制御データおよびダミーデータによって信号生成部１０３ａを共有することによって、ダミー信号を生成するための専用回路を備える必要がなくなるため、送信局１ａの回路規模を削減しつつ実施の形態１と同様の機能を備えることが可能になる。
As explained above, by sharing the signal generation unit 103a with user data, control data, and dummy data, there is no need to provide a dedicated circuit for generating dummy signals, so the circuit scale of the transmitting station 1a can be reduced. At the same time, it is possible to provide the same functions as in the first embodiment.
実施の形態３．
実施の形態１では、中継局２において、接続先を中継制御局４からの指示またはランダムにするようにしたが、次に時間領域で信号が存在しない接続先サブチャネルにダミー信号を挿入することで、さらにトラフィックパターンの検出を困難にする技術について説明する。Embodiment 3.
In the first embodiment, therelay station 2 selects the connection destination according to an instruction from the relay control station 4 or at random, but next, a dummy signal is inserted into the connection destination subchannel where no signal exists in the time domain. In this section, we will explain techniques that make it even more difficult to detect traffic patterns.
実施の形態１では、中継局２において、接続先を中継制御局４からの指示またはランダムにするようにしたが、次に時間領域で信号が存在しない接続先サブチャネルにダミー信号を挿入することで、さらにトラフィックパターンの検出を困難にする技術について説明する。
In the first embodiment, the
実施の形態３では、無線通信システム１０の構成は図１に示す実施の形態１と同様であり、送信局１、受信局３および中継制御局４の機能についても実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と異なる部分について主に説明する。
In the third embodiment, the configuration of the wireless communication system 10 is the same as that in the first embodiment shown in FIG. 1, and the functions of the transmitting station 1, receiving station 3, and relay control station 4 are also the same as in the first embodiment. . Hereinafter, parts that are different from Embodiment 1 will be mainly explained.
図１０は、実施の形態３にかかる中継局２ａの機能構成を示す図である。中継局２ａは、受信部２０１と、分波部２０２と、スイッチ部２０３と、合波部２０４と、送信部２０５と、制御部２０６ａと、電力測定部２０７とを有する。
FIG. 10 is a diagram showing the functional configuration of relay station 2a according to the third embodiment. The relay station 2a includes a receiving section 201, a demultiplexing section 202, a switching section 203, a multiplexing section 204, a transmitting section 205, a control section 206a, and a power measuring section 207.
受信部２０１、分波部２０２、スイッチ部２０３、合波部２０４および送信部２０５の機能は実施の形態１と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
The functions of the receiving section 201, the demultiplexing section 202, the switching section 203, the multiplexing section 204, and the transmitting section 205 are the same as in Embodiment 1, so detailed explanations are omitted here.
電力測定部２０７は、分波部２０２が受信信号を分割して生成した複数のサブチャネル信号のそれぞれの電力を測定する。電力測定部２０７は、測定した電力を制御部２０６ａに出力する。制御部２０６ａは、電力測定部２０７が測定した電力に基づいて、各サブチャネル信号の電力が予め指定された閾値を下回る場合、接続先のサブチャネルにダミー信号を挿入するようにスイッチ部２０３に指示する。なお、ここで使用される閾値は、サブチャネル毎に同じ値であってもよいし、サブチャネル毎に異なる値が設定されてもよい。
Power measuring section 207 measures the power of each of the plurality of subchannel signals generated by dividing the received signal by demultiplexing section 202. Power measurement section 207 outputs the measured power to control section 206a. Based on the power measured by the power measurement unit 207, the control unit 206a instructs the switch unit 203 to insert a dummy signal into the connected subchannel when the power of each subchannel signal is less than a prespecified threshold. Instruct. Note that the threshold value used here may be the same value for each subchannel, or may be set to a different value for each subchannel.
中継制御局４の制御部４０１は、各サブチャネル信号の電力に対する閾値を設定し、送信部４０２から中継局２へと送信することができる。中継局２ａの制御部２０６ａは、中継制御局４から供給される閾値を使用することができる。
The control unit 401 of the relay control station 4 can set a threshold value for the power of each subchannel signal, and transmit it from the transmission unit 402 to the relay station 2. The control unit 206a of the relay station 2a can use the threshold value supplied from the relay control station 4.
以上説明したように、中継局２ａが各サブチャネル信号の電力を測定し、閾値以下である場合に接続先の送信サブチャネルにダミー信号を配置することによって、時間領域で信号が存在しない区間を削減することが可能になる。したがって、トラフィックパターンの検出をより困難にすることができる。また、サブチャネル毎に異なる値の閾値を設定する場合、電力の大きい信号と小さい信号とが混在する場合であっても、電力が小さい信号に対してダミー信号を挿入してしまうことを防ぐことが可能になる。
As explained above, the relay station 2a measures the power of each subchannel signal, and if the power is below a threshold, places a dummy signal in the transmission subchannel of the connection destination, thereby detecting an interval in which no signal exists in the time domain. It becomes possible to reduce Therefore, detection of traffic patterns can be made more difficult. In addition, when setting thresholds with different values for each subchannel, it is possible to prevent dummy signals from being inserted into signals with low power even when signals with high power and signals with low power coexist. becomes possible.
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.
例えば、上記の実施の形態では、無線信号を用いて通信する無線通信システムについて説明したが、有線信号を用いて通信する通信システムに対して本開示の技術を適用することもできる。
For example, in the above embodiment, a wireless communication system that communicates using wireless signals has been described, but the technology of the present disclosure can also be applied to a communication system that communicates using wired signals.
１，１ａ 送信局、２，２ａ 中継局、３ 受信局、４ 中継制御局、１０ 無線通信システム、１０１ ユーザデータ送信バッファ、１０２ 制御データ送信バッファ、１０３，１０３ａ 信号生成部、１０４ 周波数変換部、１０５，２０４ 合波部、１０６，２０５，４０２ 送信部、１０７ ダミー信号生成部、１０８，２０６，２０６ａ，４０１ 制御部、１０９ ダミーデータ生成部、２０１ 受信部、２０２ 分波部、２０３ スイッチ部、２０７ 電力測定部、５００ 制御回路、５０１ 入力部、５０２ プロセッサ、５０３ メモリ、５０４ 出力部。
1, 1a transmitting station, 2, 2a relay station, 3 receiving station, 4 relay control station, 10 wireless communication system, 101 user data transmission buffer, 102 control data transmission buffer, 103, 103a signal generation unit, 104 frequency conversion unit, 105, 204 combining section, 106, 205, 402 transmitting section, 107 dummy signal generating section, 108, 206, 206a, 401 controlling section, 109 dummy data generating section, 201 receiving section, 202 demultiplexing section, 203 switch section, 207 power measurement unit, 500 control circuit, 501 input unit, 502 processor, 503 memory, 504 output unit.
Claims (11)
- 信号を送信する送信装置と、
前記信号の宛先装置である受信装置と、
前記送信装置が送信した前記信号を中継して前記受信装置に送信する中継装置と、
を備え、
前記送信装置は、
前記受信装置に伝送する情報であるユーザデータを含む前記信号を前記中継装置に向けて送信する送信部と、
前記送信装置が使用可能な帯域のうち前記ユーザデータの所要帯域を算出して前記ユーザデータの周波数配置を決定し、決定した前記周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、前記中継装置を制御するために使用される制御データの所要帯域を算出し、前記使用可能な帯域のうち前記ユーザデータおよび前記制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置する制御部と、
を有することを特徴とする通信システム。 a transmitting device that transmits a signal;
a receiving device that is a destination device for the signal;
a relay device that relays the signal transmitted by the transmitting device and transmits it to the receiving device;
Equipped with
The transmitting device includes:
a transmitting unit that transmits the signal including user data, which is information to be transmitted to the receiving device, toward the relay device;
Calculating the required band for the user data among the bands available to the transmitting device, determining a frequency allocation for the user data, and transmitting the relay device within the range of the unused band in the determined frequency allocation. a control unit that calculates a required band of control data used for control and places a dummy signal in a band that is not used by the user data and the control data among the available bands;
A communication system comprising: - 前記中継装置は、
前記送信装置から受信した信号をサブチャネル毎に分割する分波部と、
受信サブチャネルと送信サブチャネルとの対応関係を示す接続先情報に従って、分割後のサブチャネル毎の信号を前記送信サブチャネルに配置するスイッチ部と、
前記送信サブチャネルに配置された複数の前記信号を合波することによって前記受信装置に向けて送信する信号を生成する合波部と、
サブチャネル毎の前記信号から前記制御データを取り出し、前記制御データの代わりにダミー信号を前記送信サブチャネルに配置させる制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 The relay device is
a demultiplexer that divides the signal received from the transmitting device into subchannels;
a switch unit that arranges signals for each divided subchannel in the transmission subchannel according to connection destination information indicating a correspondence relationship between the reception subchannel and the transmission subchannel;
a combining unit that generates a signal to be transmitted to the receiving device by combining the plurality of signals arranged in the transmission subchannel;
a control unit that extracts the control data from the signal for each subchannel and places a dummy signal in the transmission subchannel instead of the control data;
The communication system according to claim 1, characterized in that it has: - 前記中継装置の前記制御部は、前記接続先情報によって、前記制御データが含まれていた前記受信サブチャネルに対応づけられた前記送信サブチャネルに対して、前記接続先情報とは異なる前記受信サブチャネルを接続することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。 The control unit of the relay device may configure the receiving subchannel, which is different from the connecting point information, for the transmitting subchannel associated with the receiving subchannel in which the control data was included, according to the connecting point information. The communication system according to claim 2, characterized in that the communication system connects channels.
- 前記中継装置の前記制御部は、前記接続先情報によって、前記制御データが含まれていた前記受信サブチャネルに対応づけられた前記送信サブチャネルに対して、前記接続先情報とは異なる前記受信サブチャネルを選択し、選択したサブチャネルの信号の波形を表す値の一部に変更を加えて接続することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。 The control unit of the relay device may configure the receiving subchannel, which is different from the connecting point information, for the transmitting subchannel associated with the receiving subchannel in which the control data was included, according to the connecting point information. 4. The communication system according to claim 3, wherein a channel is selected, and a part of the value representing the waveform of the signal of the selected subchannel is changed before connection is made.
- 前記中継装置の前記制御部は、前記制御データの代わりに、メモリに保持する前記ダミー信号または信号生成回路を用いて生成した前記ダミー信号を配置させることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。 3. The communication according to claim 2, wherein the control unit of the relay device arranges the dummy signal held in a memory or the dummy signal generated using a signal generation circuit instead of the control data. system.
- 前記中継装置は、
前記分波部による分割後のサブチャネル毎の前記信号の電力を測定する電力測定部、
をさらに有し、
前記中継装置の前記制御部は、測定された前記電力が閾値を下回る前記受信サブチャネルと対応づけられた前記送信サブチャネルに前記ダミー信号を配置させることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。 The relay device is
a power measurement unit that measures the power of the signal for each subchannel after division by the demultiplexing unit;
It further has
3. The communication according to claim 2, wherein the control unit of the relay device places the dummy signal in the transmission subchannel associated with the reception subchannel for which the measured power is below a threshold. system. - 前記制御データを生成して前記中継装置に対して送信する中継制御装置、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の通信システム。 a relay control device that generates the control data and transmits it to the relay device;
The communication system according to any one of claims 1 to 6, further comprising:. - 受信装置に伝送する情報であるユーザデータを含む信号を中継装置に向けて送信する送信部と、
前記送信部が使用可能な帯域のうち前記ユーザデータの所要帯域を算出して前記ユーザデータの周波数配置を決定し、決定した前記周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、前記中継装置を制御するために使用される制御データの所要帯域を算出し、前記使用可能な帯域のうち前記ユーザデータおよび前記制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置する制御部と、
を備えることを特徴とする送信装置。 a transmitting unit that transmits a signal including user data, which is information to be transmitted to the receiving device, toward the relay device;
The transmitting unit calculates a required band for the user data among available bands, determines a frequency allocation for the user data, and transmits the relay device within a range of unused bands in the determined frequency allocation. a control unit that calculates a required band of control data used for control and places a dummy signal in a band that is not used by the user data and the control data among the available bands;
A transmitting device comprising: - 受信装置に伝送する情報であるユーザデータを含む信号を中継装置に向けて送信する際に使用可能な帯域のうち前記ユーザデータの所要帯域を算出して前記ユーザデータの周波数配置を決定するステップと、
決定した前記周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、前記中継装置を制御するために使用される制御データの所要帯域を算出するステップと、
前記使用可能な帯域のうち前記ユーザデータおよび前記制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置するステップと、
を含むことを特徴とする送信方法。 calculating a required band for the user data among available bands when transmitting a signal including user data, which is information to be transmitted to a receiving device, toward the relay device, and determining a frequency allocation for the user data; ,
calculating a required band for control data used to control the relay device within a range of bands not used in the determined frequency allocation;
placing a dummy signal in a band that is not used by the user data and the control data among the available bands;
A transmission method characterized by comprising: - 受信装置宛の信号を送信する送信装置を制御する制御回路であって、
前記受信装置に伝送する情報であるユーザデータを含む信号を中継装置に向けて送信する際に使用可能な帯域のうち前記ユーザデータの所要帯域を算出して前記ユーザデータの周波数配置を決定するステップと、
決定した前記周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、前記中継装置を制御するために使用される制御データの所要帯域を算出するステップと、
前記使用可能な帯域のうち前記ユーザデータおよび前記制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置するステップと、
を前記送信装置に実行させることを特徴とする制御回路。 A control circuit that controls a transmitting device that transmits a signal addressed to a receiving device,
a step of determining a frequency allocation of the user data by calculating a required band for the user data among available bands when transmitting a signal including user data, which is information to be transmitted to the receiving device, toward a relay device; and,
calculating a required band for control data used to control the relay device within a range of bands not used in the determined frequency allocation;
placing a dummy signal in a band that is not used by the user data and the control data among the available bands;
A control circuit that causes the transmitting device to execute the following. - 受信装置宛の信号を送信する送信装置を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体において、該プログラムは、
前記受信装置に伝送する情報であるユーザデータを含む信号を中継装置に向けて送信する際に使用可能な帯域のうち前記ユーザデータの所要帯域を算出して前記ユーザデータの周波数配置を決定するステップと、
決定した前記周波数配置において使用されていない帯域の範囲内で、前記中継装置を制御するために使用される制御データの所要帯域を算出するステップと、
前記使用可能な帯域のうち前記ユーザデータおよび前記制御データで使用されない帯域にダミー信号を配置するステップと、
を前記送信装置に実行させることを特徴とする記憶媒体。 In a storage medium storing a program for controlling a transmitting device that transmits a signal addressed to a receiving device, the program includes:
a step of determining a frequency allocation of the user data by calculating a required band for the user data among available bands when transmitting a signal including user data, which is information to be transmitted to the receiving device, toward a relay device; and,
calculating a required band for control data used to control the relay device within a range of bands not used in the determined frequency allocation;
placing a dummy signal in a band that is not used by the user data and the control data among the available bands;
A storage medium characterized by causing the transmitting device to execute.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/028223 WO2024018565A1 (en) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | Communication system, transmission device, transmission method, control circuit, and storage medium |
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| PCT/JP2022/028223 WO2024018565A1 (en) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | Communication system, transmission device, transmission method, control circuit, and storage medium |
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|---|---|
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|---|---|
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