WO2025134230A1 - Wireless communication system, receiving station, wireless communication method, and program for wireless communication - Google Patents
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- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
Definitions
- This disclosure relates to a wireless communication system, a receiving station, a wireless communication method, and a program for wireless communication.
- Non-Terrestrial Networks are expected to have many use cases, such as direct accommodation of terrestrial terminals, mobile backhaul, and accommodation of IoT terminals, and are expected to generate more traffic than existing satellite communications (e.g., Non-Patent Document 1).
- NTNs Non-Terrestrial Networks
- MIMO Multiple-Input and Multiple-Output
- a method has been proposed for constructing Massive MIMO by arranging a large number of small antennas over a wide area at terrestrial base stations (e.g., Non-Patent Document 3).
- Non-Patent Document 4 discloses a technique for inserting dummy frames into radio frames and using the dummy frames to perform timing synchronization and channel estimation for the signals received at each receiving antenna. This makes it possible to perform MIMO signal processing while maintaining frequency utilization efficiency.
- Non-Patent Document 4 requires that MIMO signal processing such as timing synchronization, channel estimation, and equalization be performed individually on signals received at multiple receiving antennas, which imposes a large processing burden.
- the first objective of this disclosure is to provide a wireless communication system that can perform MIMO signal processing collectively on signals received at multiple receiving antennas.
- a second object of this disclosure is to provide a receiving station that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
- a third object of this disclosure is to provide a wireless communication method that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
- a fourth object of the present disclosure is to provide a wireless communication program that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
- the first aspect of the present disclosure is A transmitting station; a receiving station that performs MIMO wireless communication with the transmitting station, The receiving station, A plurality of receiving antennas; one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station; A synchronization and equalization circuit; A demodulation circuit; having the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal; Preferably, the demodulation circuit is adapted to perform a process for demodulating the equalized composite signal in a wireless communication system.
- the second aspect is A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station, A plurality of receiving antennas; one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station; A synchronization and equalization circuit; A demodulation circuit; Equipped with the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
- the demodulation circuitry is preferably a receiving station arranged to perform a process for demodulating the equalised composite signal.
- the synchronization/equalization circuit 125 performs timing synchronization on the combined signal received from the combining circuits 124 connected thereto, and performs equalization in the time and frequency domains.
- the demodulation circuit 126 receives the combined signal from each of the synchronization/equalization circuits 125, performs channel estimation on the combined signal, and separates the multiple information signals s 1 , s 2 , ... contained in the combined signal.
- the demodulation circuit 126 further demodulates the combined signal.
- the time required for MIMO signal processing in the receiving station 120 can be shortened. Therefore, this is particularly useful in cases where MIMO signal processing must be performed in a short time, such as when at least one of the transmitting station 110 and the receiving station 120 is a mobile station.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
本開示は、無線通信システム、受信局、無線通信方法および無線通信用プログラムに関する。 This disclosure relates to a wireless communication system, a receiving station, a wireless communication method, and a program for wireless communication.
非地上系ネットワーク(Non-Terrestrial Network、NTN)では、地上端末の直接収容、モバイルバックホール、IoT端末収容等の多くのユースケースが想定され、既存の衛星通信と比較しトラフィックの増大が見込まれる(例えば、非特許文献1)。回線の大容量化のため、上空無線局に設置された複数のアンテナと、地上基地局に設置された複数のアンテナとでMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)無線通信を行う技術が開示されている(例えば、非特許文献2)。あるいは、地上基地局に小型アンテナを広域に超多数配置することでMassive MIMOを構成する手法も提案されている(例えば、非特許文献3)。 Non-Terrestrial Networks (NTNs) are expected to have many use cases, such as direct accommodation of terrestrial terminals, mobile backhaul, and accommodation of IoT terminals, and are expected to generate more traffic than existing satellite communications (e.g., Non-Patent Document 1). To increase the capacity of the lines, a technology has been disclosed that performs MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) wireless communications between multiple antennas installed at an overhead radio station and multiple antennas installed at a terrestrial base station (e.g., Non-Patent Document 2). Alternatively, a method has been proposed for constructing Massive MIMO by arranging a large number of small antennas over a wide area at terrestrial base stations (e.g., Non-Patent Document 3).
非特許文献4では無線フレームにダミーフレームを挿入し、ダミーフレームを用いて各受信アンテナにおける受信信号に対してタイミング同期とチャネル推定を行う技術が開示されている。これにより周波数利用効率を維持しながらMIMO信号処理を行うことが可能となる。 Non-Patent Document 4 discloses a technique for inserting dummy frames into radio frames and using the dummy frames to perform timing synchronization and channel estimation for the signals received at each receiving antenna. This makes it possible to perform MIMO signal processing while maintaining frequency utilization efficiency.
しかしながら、非特許文献4の手法においては複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対して個別にタイミング同期、チャネル推定及び等化といったMIMO信号処理を施す必要があり、処理に係る負担が大きいと言える。 However, the technique of Non-Patent Document 4 requires that MIMO signal processing such as timing synchronization, channel estimation, and equalization be performed individually on signals received at multiple receiving antennas, which imposes a large processing burden.
本開示は上述の課題を解決するため、複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対してまとめてMIMO信号処理を施せる無線通信システムを提供することを第一の目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the first objective of this disclosure is to provide a wireless communication system that can perform MIMO signal processing collectively on signals received at multiple receiving antennas.
また本開示は複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対してまとめてMIMO信号処理を施せる受信局を提供することを第二の目的とする。 A second object of this disclosure is to provide a receiving station that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
また本開示は複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対してまとめてMIMO信号処理を施せる無線通信方法を提供することを第三の目的とする。 A third object of this disclosure is to provide a wireless communication method that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
また本開示は複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対してまとめてMIMO信号処理を施せる無線通信用プログラムを提供することを第四の目的とする。 A fourth object of the present disclosure is to provide a wireless communication program that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
本開示の第一の態様は、
送信局と、
前記送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局とを備え、
前記受信局は、
複数の受信アンテナと、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する一以上の合成回路と、
同期・等化回路と、
復調回路と、
を有し、
前記同期・等化回路は、前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理を実行するように構成され、
前記復調回路は、等化された前記合成信号を復調する処理を実行するように構成される、無線通信システムであることが望ましい。
The first aspect of the present disclosure is
A transmitting station;
a receiving station that performs MIMO wireless communication with the transmitting station,
The receiving station,
A plurality of receiving antennas;
one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
A synchronization and equalization circuit;
A demodulation circuit;
having
the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
Preferably, the demodulation circuit is adapted to perform a process for demodulating the equalized composite signal in a wireless communication system.
第二の態様は、
送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局であって、
複数の受信アンテナと、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する一以上の合成回路と、
同期・等化回路と、
復調回路と、
を備え、
前記同期・等化回路は、前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理を実行するように構成され、
前記復調回路は、等化された前記合成信号を復調する処理を実行するように構成される、受信局であることが望ましい。
The second aspect is
A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station,
A plurality of receiving antennas;
one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
A synchronization and equalization circuit;
A demodulation circuit;
Equipped with
the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
The demodulation circuitry is preferably a receiving station arranged to perform a process for demodulating the equalised composite signal.
第三の態様は、
複数の受信アンテナを用いて送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局が、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成することと、
前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化することと、
等化された前記合成信号を復調することと、
を含む無線通信方法であることが望ましい。
The third aspect is
A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station using a plurality of receiving antennas,
combining some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
applying timing synchronization to the composite signal and equalizing it in the time and frequency domains;
demodulating the equalized composite signal;
It is desirable to provide a wireless communication method comprising:
第四の態様は、
複数の受信アンテナを用いて送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局に実行させる無線通信用プログラムであって、
前記受信局に、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する処理と、
前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理と、
等化された前記合成信号を復調する処理と、
を実行させるプログラムを含む、無線通信用プログラムであることが望ましい。
The fourth aspect is
A wireless communication program to be executed by a receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station using a plurality of receiving antennas,
The receiving station,
a process of combining some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
applying timing synchronization to the composite signal and equalizing it in the time and frequency domain;
demodulating the equalized composite signal;
It is preferable that the wireless communication program includes a program for executing the above.
本開示によれば、複数の受信アンテナにおける受信信号を合成回路により合成する。合成信号は疑似的なマルチパス信号とみなすことがき、時間・周波数領域等化が適用可能である。したがって複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対してまとめてMIMO信号処理を施せる無線通信システム、受信局、無線通信方法および無線通信用プログラムを提供することができる。 According to the present disclosure, signals received at multiple receiving antennas are combined using a combining circuit. The combined signal can be considered as a pseudo multipath signal, and time-frequency domain equalization can be applied. Therefore, it is possible to provide a wireless communication system, a receiving station, a wireless communication method, and a wireless communication program that can collectively perform MIMO signal processing on signals received at multiple receiving antennas.
本開示の実施の形態について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 The embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components will be given the same reference numerals, and repeated explanations may be omitted.
実施の形態1
図1は、本開示の実施の形態1に係る無線通信システム100の構成例を示す図である。無線通信システム100は、送信局110と受信局120を備える。送信局110は2個の送信アンテナ(以下、アンテナ)111-1、アンテナ111-2を有する。受信局120は複数の受信アンテナ(以下、アンテナ)121-1、アンテナ121-2、・・・を有する。
First embodiment
1 is a diagram showing a configuration example of a
以降では、アンテナ111-1、アンテナ111-2、・・・のそれぞれに適用できる説明であって、各々を区別する必要が無い場合には単にアンテナ111と記載する。なお、アンテナ121-1、アンテナ121-2、・・・、および後述の回線10-1、回線10-2、・・・、回線20-1、回線20-2、・・・についても同様とする。
In the following, the description applies to each of antenna 111-1, antenna 111-2, etc., and when there is no need to distinguish between them, they will simply be referred to as
送信局110の複数のアンテナ111は受信局120の複数のアンテナ121のそれぞれと回線10または回線20を結び、空間多重方式によるMIMO無線通信を行う。具体的には、アンテナ111-1はアンテナ121-1、アンテナ121-2、・・・とそれぞれ回線10-1、回線10-2、・・・を結ぶ。同様にアンテナ111-2はアンテナ121-1、アンテナ121-2、・・・とそれぞれ回線20-1、回線20-2、・・・を結ぶ。
The
送信局110はアンテナ111-1、アンテナ111-2、・・・のそれぞれに向けた情報信号s1、s2、・・・を生成し、対象のアンテナ111に分配する。アンテナ111は受け付けた情報信号を自身が結ぶ複数の回線10または回線20を介して受信局120に送信する。受信局120はアンテナ111-1、アンテナ111-2、・・・のそれぞれに由来する情報信号s1、s2、・・・を各アンテナ121において受信する。
The transmitting
なお、ここでは送信局110が2個のアンテナ111を有する場合を説明したが、アンテナ111の個数は限定されず、送信すべき情報信号の数以上であればよい。したがって送信すべき情報信号が1個であれば、アンテナ111は1個でもよい。
Note that, although the case where the transmitting
図2は本開示の実施の形態1に係る送信局110のブロック図である。送信信号生成回路112は送信予定の情報信号s1、s2、・・・に対してS/P(Serial to Parallel)変換,誤り訂正符号化、変調等の信号処理を行う。変調方式はOFDM、スペクトル拡散、DFTs(Discrete Fourier Transform-spread)-OFDM等、受信局120において時間及び周波数領域での等化が可能な方式が採用される。送信信号生成回路112は、生成した情報信号s1、s2、・・・を対象のアンテナ111に分配する。
2 is a block diagram of the transmitting
図3は本開示の実施の形態1に係る受信局120のブロック図である。各アンテナ121は自己に到達した無線電波を誘導し、電力信号とする。各アンテナ121における電力信号はアンテナ121毎に固有のEO(Electro Optical)変換器122にて光信号に変換され、光ファイバにより受信器123に伝送される。受信器123は受け付けた光信号を再度電力信号に変換する。これによりアンテナ121に到達した無線電波が受信される。以降ではアンテナ121毎に固有の受信器123において電力信号に変換された無線電波を、各アンテナ121における受信信号とする。
FIG. 3 is a block diagram of a receiving
なおここでは光ファイバ無線技術により、各アンテナ121における電力信号を光信号に変換したうえで受信器123に伝送することを説明した。光ファイバを使用することで伝送損失を抑制することができるため、特にアンテナ121から受信器123までの距離が長い場合に有用である。しかしながら、各アンテナ121における電力信号は必ずしも光信号に変換されなくともよく、同軸ケーブル等を用いて受信器123に伝送されてもよい。
Here, we have explained that the power signal at each
各アンテナ121で受信された受信信号はアンテナ121毎に接続先が定められた合成回路124へと伝送される。複数の合成回路124のそれぞれは複数のアンテナ121のうち一部の受信信号を合成し、合成信号を生成する。
The signals received by each
例えば、合成回路124-1はアンテナ121-1、アンテナ121-3、アンテナ121-5から成る第一の組み合わせに対して受信信号を合成する。合成回路124-2はアンテナ121-2、アンテナ121-4、アンテナ121-6から成る第二の組み合わせに対して受信信号を合成する。 For example, the combining circuit 124-1 combines the received signals for a first combination of antennas 121-1, 121-3, and 121-5. The combining circuit 124-2 combines the received signals for a second combination of antennas 121-2, 121-4, and 121-6.
ここで、合成回路124の個数をNmin、送信局110のアンテナ111の個数をNとすると、Nmin≧Nである。これは、後述する復調回路126において、合成信号に含まれる複数の情報信号s1、s2、・・・をそれぞれ分離するためには、分離すべき情報信号の数以上の合成信号が必要となることに起因する。したがって送信局110のアンテナ111数が1個であれば合成回路124は1個でもよい。
Here, assuming that the number of combining
同期・等化回路125は自己に接続された合成回路124から受け付けた合成信号に対してタイミング同期を施し、時間および周波数領域の等化を施す。復調回路126は同期・等化回路125のそれぞれから合成信号を受け付け、合成信号に対してチャネル推定を実施し、合成信号に含まれる複数の情報信号s1、s2、・・・をそれぞれ分離する。さらに復調回路126は合成信号を復調する。
The synchronization/
なお、分離すべき情報信号が1個である場合は、復調回路126において合成信号に対する分離は実施されない。
If there is only one information signal to be separated, the
このように、本開示では各合成回路124において生成された合成信号に対し、タイミング同期、チャネル推定及び等化といったMIMO信号処理が施される。
In this manner, in this disclosure, MIMO signal processing such as timing synchronization, channel estimation, and equalization is performed on the composite signal generated in each
次に、合成回路124において生成される合成信号を説明する。ここでは送信局110のアンテナ111-1とアンテナ111-2から情報信号s1、s2がそれぞれ送信され、受信局120の6個のアンテナ121において情報信号s1、s2を受信する場合を例に説明する。
Next, a description will be given of the combined signal generated in the combining
まず、k番目のアンテナ121―kにおける受信信号の電力rkは下記のように書ける。 First, the power r k of the received signal at the kth antenna 121-k can be written as follows:
ここで、tは時間であり、τkはアンテナ121毎に異なるオフセット時間である。またs1(t)、s2(t)は時間tにおける情報信号s1、s2の電力を示す。
Here, t is time, and τ k is a time offset that differs for each
ここで、合成回路124は各アンテナ121における受信信号をタイミング同期させることなく合成する。この場合、アンテナ121-1、アンテナ121-3、アンテナ121-5から成る第一の組み合わせに対して受信信号を合成する合成回路124-1においては、合成信号の電力は以下のようになる。
Here, the combining
各アンテナ121における受信信号に対してタイミング同期が施されていないため、(式2)においてはオフセット時間τkだけずれた状態で情報信号s1、s2が足しあわされていることに留意されたい。
It should be noted that since timing synchronization is not performed on the received signals at each
同様に、アンテナ121-2、アンテナ121-4、アンテナ121-6から成る第二の組み合わせに対して受信信号を合成する合成回路124-2においては、合成信号の電力は以下のようになる。 Similarly, in the combining circuit 124-2 that combines the received signals for the second combination of antennas 121-2, 121-4, and 121-6, the power of the combined signal is as follows:
ここで、(式2)の右辺第1項は、第一の組み合わせに含まれる各アンテナ121における情報信号s1の受信電力の和である。第1項は各アンテナ121に由来する情報信号s1が時間領域において干渉した状態とみなすことができる。また第2項についても各アンテナ121に由来する情報信号s2が時間領域において干渉した状態とみなすことができる。したがってこのように表記される合成信号r1
sumは、疑似的なマルチパス信号とみなすことができる。このことは(式3)の合成信号r2
sumについても同様である。
Here, the first term on the right side of (Equation 2) is the sum of the received power of the information signal s 1 at each
このような特徴を有する合成信号に対しては、OFDMまたはスペクトル拡散等で用いられる時間・周波数領域等化が適用可能であるとの知見に基づき、本開示では、合成信号に対して時間・周波数領域の等化処理を施す。 Based on the knowledge that time-frequency domain equalization used in OFDM or spectrum spread, etc., can be applied to a composite signal having such characteristics, this disclosure applies time-frequency domain equalization processing to the composite signal.
なおここでの同期処理とは(式2)で表される合成信号r1
sumから各アンテナ121におけるオフセット時間τkを除去する、または各アンテナ121におけるオフセット時間τkを一致させることを意味する。このことは(式3)で表される合成信号r2
sumについても同様である。
The synchronization process here means removing the offset time τ k in each
図4は本開示の実施の形態1に係る送信局110と受信局120が実行する処理のフローチャートである。まず。送信局110の送信信号生成回路112が情報信号s1、s2、・・・の生成と、対象のアンテナ111への分配を行う(ステップS01)。次に、アンテナ111は受け付けた情報信号を自身が結ぶ回線10または回線20を介して受信局120に送信する(ステップS02)。
4 is a flowchart of a process executed by the transmitting
さらに、受信局120の各アンテナ121に接続された受信器123が情報信号を受信する(ステップS03)。さらに合成回路124のそれぞれが、複数のアンテナ121のうち一部の受信信号を合成し、合成信号を生成する(ステップS04)。次に同期・等化回路125が自己に接続された合成回路124から受け付けた合成信号に対してタイミング同期を施し、さらに時間および周波数領域の等化を施す(ステップS05)。さらに復調回路126が合成信号に含まれる複数の情報信号s1、s2、・・・をそれぞれ分離し、復調する(ステップS06)。最後に処理を終了する。
Furthermore, the
以上説明したように、本開示によれば、複数のアンテナ121における受信信号を合成回路124により合成する。合成信号は疑似的なマルチパス信号とみなすことがき、時間・周波数領域等化が適用可能である。したがって複数の受信アンテナにおいて受信された受信信号に対してまとめてMIMO信号処理を施せる無線通信システム、受信局、無線通信方法および無線通信用プログラムを提供することができる。
As described above, according to the present disclosure, received signals at
なお、本開示の無線通信システム100はNTNシステムに適用される場合においても上述の効果を発揮する。例えば送信局110は宇宙空間を含む上空を移動する衛星等の上空無線局であり、受信局120は地上基地局である。また回線10、20はフィーダリンク回線である。
The
〈実施の形態1の変形例〉
図5は本開示の実施の形態1の変形例に係る無線通信システム100の構成例を示す図である。無線通信システム100は、地上基地局としての送信局110と、複数の衛星130に接続された受信局120とを備える。ここでは3個の衛星130-1、衛星130-2及び衛星130-3が受信局120に対して分散的に配置された例を示している。このように衛星130を分散配置することはLEO(Low Earth Orbit)衛星コンステレーション等で知られる。
<Modification of the First Embodiment>
5 is a diagram showing a configuration example of a
受信局120のアンテナ121は各衛星130に配置されている。各アンテナ121で受信された受信信号は光リンク30を介して、アンテナ121毎に接続先が定められた合成回路124へと伝送される。2個の合成回路124のそれぞれは各衛星130から1ずつ選択されたアンテナ121の組合せに対して受信信号を合成する。さらに後段の同期・等化回路125および復調回路126において上述のMIMO信号処理を実施する。これにより実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
なお、合成回路124、同期・等化回路125および復調回路126はいずれかの衛星130の中に配置されてもよい。ただしその場合は複数の衛星130同士を光リンク30で接続し、各アンテナ121における受信信号を該回路が配置された衛星130まで伝送する必要がある。
The combining
実施の形態2
本実施形態では、情報信号のフレームにタイミング同期用のプリアンブル51とパイロットシンボル53とを含める。以降では実施の形態1からの変更点を説明する。
In this embodiment, a frame of an information signal includes a
図6は本開示の実施の形態2に係る送信局110が送信する情報信号のフレームフォーマットである。情報信号は、無線LAN(Local Area Network)およびLTE(Long Term Evolution)で利用されるバーストフレームと同様のフレームフォーマットを有する。すなわち、情報信号はプリアンブル51と、データシンボル52と、パイロットシンボル53とを1フレーム内に含む。なおここでのシンボルは例えばOFDMシンボルである。なお、1フレーム内のプリアンブル51数,データシンボル52数、パイロットシンボル53数、およびパイロットシンボル53の間隔は限定されない。
FIG. 6 shows the frame format of an information signal transmitted by a transmitting
なお、各シンボルの先頭にはガード区間(Cyclic Prefix、CP)が挿入される。 Note that a guard interval (Cyclic Prefix, CP) is inserted at the beginning of each symbol.
図7は本開示の実施の形態2に係る送信局110のブロック図である。CP長算出回路113は、自局と受信局120の位置情報に基づいて、送信予定の情報信号のフレームに設けるCP長を後述する方法で算出する。位置情報取得回路114は、GPS等を利用し自局および受信局120の位置情報を取得する。送信信号生成回路112は実施の形態1で説明した処理に加えて、送信予定の情報信号のシンボルに対して、CP長算出回路113が算出したCP長を設ける処理をさらに実行する。
FIG. 7 is a block diagram of a transmitting
一方受信局120においては、同期・等化回路125が情報信号に含まれるプリアンブル51に基づくタイミング同期を実施する。さらに復調回路126が情報信号に含まれるパイロットシンボル53に基づくチャネル推定を実施する。
Meanwhile, in the receiving
このように情報信号のフレームに同期用のプリアンブル51とチャネル推定用のパイロットシンボル53を含めることで、受信局120においてMIMO信号処理に係る時間を短縮することができる。したがって送信局110と受信局120の少なくとも一方が移動局である場合等、短時間でMIMO信号処理を行わなければならない場合に特に有用である。
In this way, by including a
なお、上述では情報信号は一定の間隔で送信されるバーストフレームであることを説明した。しかしながら、情報信号の送信元である送信局110が移動局でない場合、または静止衛星のように地上に対しては相対的に静止しているように見える場合等においては、情報信号は連続的なフレームであってもよい。
In the above, it has been explained that the information signal is a burst frame transmitted at regular intervals. However, in cases where the transmitting
また上述では、シンボルはOFDMシンボルであることを説明したが、時間及び周波数領域での等化が可能な方式であればよく、シングルキャリア方式のDFTs-OFDM、またはSC-FDE(Single-Carrier Modulation with Frequency Domain Equalization)等におけるシンボルでもよい。 In the above, it has been explained that the symbols are OFDM symbols, but any method that allows equalization in the time and frequency domains may be used, and symbols in a single-carrier method such as DFTs-OFDM or SC-FDE (Single-Carrier Modulation with Frequency Domain Equalization) may also be used.
図8は本開示の実施の形態2に係るCP長算出回路113が行うCP長の算出方法を説明する図である。CP長算出回路113(不図示)は、自局および受信局120の位置情報に基づき自局が受信局120との間で結ぶ回線10,20の線路長をそれぞれ算出する。ここでは回線10,20のアンテナ111-1とアンテナ121-Nが結ぶ回線10-Nの線路長が回線10,20すべての中で最大Dmaxであるとしている。またアンテナ111-1とアンテナ121-1が結ぶ回線10-1の線路長が回線10,20すべての中で最小Dminであるとしている。
8 is a diagram for explaining a CP length calculation method performed by the CP
CP長算出回路113は、線路長が最大の回線10-Nを担当するアンテナ121-Nと、線路長が最小の回線10-1を担当するアンテナ121-1における情報信号の到達時間差Δを算出する。到達時間差Δは、線路長差と光速cを用いて((Dmax-Dmin)/c)のように求めることができる。CP長算出回路113は、算出した到達時間差Δを超えないようにCP長を決定する。これにより、最も速く受信局120に到達する情報信号と最も遅く受信局120に到達する情報信号の差である遅延時間をCP長以内にすることができ、受信局120において合成信号に対する等化が正常に行われる。
The CP
なお、アンテナ121から受信器123までの距離が長い場合には、回線10,20の線路長に加えて、各アンテナ121から受信器123までの線路長をさらに考慮してもよい。
If the distance from
なお、受信局120の合成回路124、同期・等化回路125及び復調回路126が行う処理および送信局110のCP長算出回路113が行う処理は、CPUとメモリを備え、メモリにプログラムを格納したコンピュータを用いて、プログラムで実行するようにしてもよい。もしくはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路を用いて、プログラムで実行するようにしてもよい。尚、プログラムは、記憶媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。この点は全ての実施の形態において共通である。
The processes performed by the
なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made in the implementation stage without departing from the spirit of the disclosure. Furthermore, the embodiments may be implemented in appropriate combinations, in which case the combined effects can be obtained.
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
(付記1)
送信局と、
前記送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局とを備え、
前記受信局は、
複数の受信アンテナと、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する一以上の合成回路と、
同期・等化回路と、
復調回路と、
を有し、
前記同期・等化回路は、前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理を実行するように構成され、
前記復調回路は、等化された前記合成信号を復調する処理を実行するように構成される、無線通信システム。
(付記2)
前記送信局は、
自局および前記受信局の位置情報に基づき、自局が有する送信アンテナが前記受信アンテナとの間で結ぶ回線の線路長をそれぞれ算出する処理と、
前記線路長が最大の回線を担当する前記受信アンテナと、前記線路長が最小の回線を担当する前記受信アンテナにおける前記情報信号の到達時間差を算出する処理と、
前記到達時間差を超えない長さのサイクリックプレフィックス長を送信予定の前記情報信号のシンボルに付加したうえで前記回線を介して前記情報信号を送信する処理と、
をさらに実行するように構成される、付記1に記載の無線通信システム。
(付記3)
送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局であって、
複数の受信アンテナと、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する一以上の合成回路と、
同期・等化回路と、
復調回路と、
を備え、
前記同期・等化回路は、前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理を実行するように構成され、
前記復調回路は、等化された前記合成信号を復調する処理を実行するように構成される、受信局。
(付記4)
複数の受信アンテナを用いて送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局が、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成することと、
前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化することと、
等化された前記合成信号を復調することと、
を含む無線通信方法。
(付記5)
複数の受信アンテナを用いて送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局に実行させる無線通信用プログラムであって、
前記受信局に、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する処理と、
前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理と、
等化された前記合成信号を復調する処理と、
を実行させるプログラムを含む、無線通信用プログラム。
Various aspects of the present disclosure are summarized below as appendices.
(Appendix 1)
A transmitting station;
a receiving station that performs MIMO wireless communication with the transmitting station,
The receiving station,
A plurality of receiving antennas;
one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
A synchronization and equalization circuit;
A demodulation circuit;
having
the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
The demodulation circuit is configured to perform a process for demodulating the equalized composite signal.
(Appendix 2)
The transmitting station,
A process of calculating a line length between a transmitting antenna of the local station and the receiving antenna based on position information of the local station and the receiving station;
A process of calculating an arrival time difference of the information signal at the receiving antenna serving the line with the longest line length and the receiving antenna serving the line with the shortest line length;
a process of adding a cyclic prefix length not exceeding the arrival time difference to a symbol of the information signal to be transmitted and then transmitting the information signal via the line;
2. The wireless communication system of claim 1, further configured to:
(Appendix 3)
A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station,
A plurality of receiving antennas;
one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
A synchronization and equalization circuit;
A demodulation circuit;
Equipped with
the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
The demodulation circuitry of the receiving station is configured to perform a process for demodulating the equalized composite signal.
(Appendix 4)
A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station using a plurality of receiving antennas,
combining some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
applying timing synchronization to the composite signal and equalizing it in the time and frequency domains;
demodulating the equalized composite signal;
A wireless communication method comprising:
(Appendix 5)
A wireless communication program to be executed by a receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station using a plurality of receiving antennas,
The receiving station,
a process of combining some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
applying timing synchronization to the composite signal and equalizing it in the time and frequency domain;
demodulating the equalized composite signal;
A program for wireless communication, comprising a program for executing the above.
10、20 回線、30 光リンク、51 プリアンブル、52 データシンボル、53 パイロットシンボル、100 無線通信システム、110 送信局、111 送信アンテナ、112 送信信号生成回路、113 CP長算出回路、114 位置情報取得回路、120 受信局、121 受信アンテナ、122 EO変換器、123 受信器、124 合成回路、125 同期・等化回路、126 復調回路、130 衛星 10, 20 Line, 30 Optical link, 51 Preamble, 52 Data symbol, 53 Pilot symbol, 100 Wireless communication system, 110 Transmitting station, 111 Transmitting antenna, 112 Transmitting signal generating circuit, 113 CP length calculation circuit, 114 Position information acquisition circuit, 120 Receiving station, 121 Receiving antenna, 122 EO converter, 123 Receiver, 124 Combining circuit, 125 Synchronization and equalization circuit, 126 Demodulation circuit, 130 Satellite
Claims (4)
前記送信局との間でMIMO無線通信を行う受信局とを備え、
前記受信局は、
複数の受信アンテナと、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する一以上の合成回路と、
同期・等化回路と、
復調回路と、
を有し、
前記同期・等化回路は、前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理を実行するように構成され、
前記復調回路は、等化された前記合成信号を復調する処理を実行するように構成される、無線通信システム。 A transmitting station;
a receiving station that performs MIMO wireless communication with the transmitting station,
The receiving station,
A plurality of receiving antennas;
one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
A synchronization and equalization circuit;
A demodulation circuit;
having
the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
The demodulation circuit is configured to perform a process for demodulating the equalized composite signal.
複数の受信アンテナと、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する一以上の合成回路と、
同期・等化回路と、
復調回路と、
を備え、
前記同期・等化回路は、前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理を実行するように構成され、
前記復調回路は、等化された前記合成信号を復調する処理を実行するように構成される、受信局。 A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station,
A plurality of receiving antennas;
one or more combining circuits that combine some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
A synchronization and equalization circuit;
A demodulation circuit;
Equipped with
the synchronization and equalization circuit is configured to perform timing synchronization and equalization in the time and frequency domains on the composite signal;
The demodulation circuitry of the receiving station is configured to perform a process for demodulating the equalized composite signal.
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成することと、
前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化することと、
等化された前記合成信号を復調することと、
を含む無線通信方法。 A receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station using a plurality of receiving antennas,
combining some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
applying timing synchronization to the composite signal and equalizing it in the time and frequency domains;
demodulating the equalized composite signal;
A wireless communication method comprising:
前記受信局に、
前記送信局が有する送信アンテナ数以上の合成信号が残るように前記複数の受信アンテナのうち一部の受信信号を合成する処理と、
前記合成信号にタイミング同期を施し、時間および周波数領域で等化する処理と、
等化された前記合成信号を復調する処理と、
を実行させるプログラムを含む、無線通信用プログラム。 A wireless communication program to be executed by a receiving station that performs MIMO wireless communication with a transmitting station using a plurality of receiving antennas,
The receiving station,
a process of combining some of the received signals from the plurality of receiving antennas so that the number of combined signals remaining is equal to or greater than the number of transmitting antennas of the transmitting station;
applying timing synchronization to the composite signal and equalizing it in the time and frequency domain;
demodulating the equalized composite signal;
A program for wireless communication, comprising a program for executing the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/045510 WO2025134230A1 (en) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | Wireless communication system, receiving station, wireless communication method, and program for wireless communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/045510 WO2025134230A1 (en) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | Wireless communication system, receiving station, wireless communication method, and program for wireless communication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025134230A1 true WO2025134230A1 (en) | 2025-06-26 |
Family
ID=96137714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/045510 Pending WO2025134230A1 (en) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | Wireless communication system, receiving station, wireless communication method, and program for wireless communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025134230A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5844951A (en) * | 1994-06-10 | 1998-12-01 | Northeastern University | Method and apparatus for simultaneous beamforming and equalization |
| US20170373737A1 (en) * | 2015-01-16 | 2017-12-28 | RF DSP Inc. | Beamforming in a mu-mimo wireless communication system |
| US20180310269A1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Remote radio head equipped with user equipment terminal capability |
| WO2020085255A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 日本電信電話株式会社 | Radio base station, and radio base station reception method |
-
2023
- 2023-12-19 WO PCT/JP2023/045510 patent/WO2025134230A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5844951A (en) * | 1994-06-10 | 1998-12-01 | Northeastern University | Method and apparatus for simultaneous beamforming and equalization |
| US20170373737A1 (en) * | 2015-01-16 | 2017-12-28 | RF DSP Inc. | Beamforming in a mu-mimo wireless communication system |
| US20180310269A1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Remote radio head equipped with user equipment terminal capability |
| WO2020085255A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 日本電信電話株式会社 | Radio base station, and radio base station reception method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DAISUKE GOTO, KOYO TATEGAMI, KIYOHIKO ITOKAWA, FUMIHIRO YAMASHITA: "LEO-MIMO Antenna Configuration of Satellite/Gateway for High Channel Capacity", IEICE TECHNICAL REPORT, SAT, IEICE, JP, vol. 123, no. 49 (SAT2023-6), 18 May 2023 (2023-05-18), JP, pages 26 - 31, XP009563585 * |
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