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JP2025122325A - wireless communication system - Google Patents

wireless communication system

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JP2025122325A
JP2025122325A JP2024017702A JP2024017702A JP2025122325A JP 2025122325 A JP2025122325 A JP 2025122325A JP 2024017702 A JP2024017702 A JP 2024017702A JP 2024017702 A JP2024017702 A JP 2024017702A JP 2025122325 A JP2025122325 A JP 2025122325A
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Abstract

【課題】判定帰還型適応等化器のタップ係数引込処理を高速で行う無線通信システムを提供する。
【解決手段】A局から送信されるデータフレームDF_Aに対し、同期ワードSW_Aと同じシンボル数Nのオフセットシンボル数Mだけ遅れたタイミングでB局からデータフレームDF_Bを送信し、データフレームDF_AとDF_Bが合成された合成データフレームDF_A+DF_Bに対し、タップ係数の引込を行なう第1の処理と、等化器入力とタップ係数とに基づいて等化処理を行い、合成ブロックデータに含まれるブロックデータのシンボルの近似値を等化器出力として得る第2の処理と、等化器出力の硬判定値と等化器出力との誤差を算出し、算出した誤差とタップ係数と、新たな等化器入力とを用いてタップ係数を最新の値に更新する第3の処理とを実行し、ブロックデータのシンボルの近似値が全て出力されるまで第2の処理と第3の処理とを繰り返す。
【選択図】図7

A wireless communication system is provided that performs tap coefficient acquisition processing of a decision feedback adaptive equalizer at high speed.
[Solution] A data frame DF_B is transmitted from station B at a timing delayed by an offset number M of symbols, which is the same number N of symbols as the synchronization word SW_A, relative to a data frame DF_A transmitted from station A, and the following processes are executed for a combined data frame DF_A+DF_B formed by combining data frames DF_A and DF_B: a first process for pulling in tap coefficients; a second process for performing an equalization process based on an equalizer input and tap coefficients to obtain an approximation value of the symbol of block data contained in the combined block data as an equalizer output; and a third process for calculating the error between the hard decision value of the equalizer output and the equalizer output, and updating the tap coefficient to the latest value using the calculated error, tap coefficients, and new equalizer input; and the second and third processes are repeated until all approximations of the symbol of the block data are output.
[Selected Figure] Figure 7

Description

本発明は、同一波複局送信技術を用いる無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system that uses same-wave multi-station transmission technology.

狭帯域信号で広範囲をカバーするような無線通信システム(例えば、都防災無線システム・県防災無線システムなど)において、複数の送信基地局から移動受信局に向けて同一周波数で同一信号を送信する同一波複局送信技術を用いることで、周波数利用効率が向上することが知られている。例えば、図12に示す無線通信システムは、同図(A)に示すように、通信エリアの一部が重なるように配置された複数の送信基地局BS1、BS2・・・と、自動車などの移動体に搭載された移動受信局MS1や、歩行者などにより携帯される複数の移動受信局MS2~MS4などにより構成されている。複数の送信基地局BS1、BS2は、送信波が到達する通信エリアの一部が互いに重なるように配置されており、同じデータの送信波Tx1、Tx2を同じ周波数を用いて同報的に送信する。これにより、移動受信局MS1~MS4は、送信基地局BS1、BS2の通信エリア内のどの位置にいる場合でも同じ搬送波周波数で送信波Tx1または送信波Tx2を受信することができる。 In wireless communication systems that cover a wide area with narrowband signals (e.g., metropolitan disaster prevention radio systems, prefectural disaster prevention radio systems, etc.), it is known that frequency utilization efficiency can be improved by using same-wave multi-station transmission technology, in which multiple transmitting base stations transmit the same signal at the same frequency to mobile receiving stations. For example, the wireless communication system shown in Figure 12 (A) is composed of multiple transmitting base stations BS1, BS2, etc., arranged so that their communication areas partially overlap, and multiple mobile receiving stations MS2-MS4, such as a mobile receiving station MS1 mounted on a moving object such as an automobile, and carried by pedestrians. The multiple transmitting base stations BS1 and BS2 are arranged so that the communication areas reached by their transmission waves partially overlap each other, and they broadcast transmission waves Tx1 and Tx2 containing the same data using the same frequency. This allows mobile receiving stations MS1-MS4 to receive transmission waves Tx1 or Tx2 at the same carrier frequency regardless of their location within the communication areas of transmitting base stations BS1 and BS2.

このような無線通信システムにおいて、図12(B)に示すように、送信波Tx1に対して送信波Tx2が逆相となり、Tx1/Tx2の信号レベル比が0dBとなるエリアでは、送信波Tx1と送信波Tx2との合成波Tx1+Tx2に同一波干渉(以下、ビート干渉ともいう)が発生する。このようなビート干渉は、同図(A)、(B)に縦線で描いたように、縞状に複数発生する。このビート干渉発生地点から外れた位置にある移動受信局MS2、MS3は、送信基地局BS1またはBS2と通信を行なうことができる。これに対し、ビート干渉発生地点にある移動受信局MS4は、送信基地局BS1およびBS2と通信を行なうことができない。また、移動体によって移動する移動受信局MS1は、移動速度が速くなるとドップラーシフトの影響が顕著となり、伝搬路の時間的変動によりレイリーフェージングやライスフェージングが発生する。加えて、複数の送信基地局からの各到来波はそれぞれ独立したレイリーフェージングやライスフェージングとなるため、各到来波の独立した伝搬路変動の影響により復調性能が劣化する。 In such a wireless communication system, as shown in Figure 12(B), in areas where the transmitted wave Tx2 is out of phase with the transmitted wave Tx1 and the signal level ratio of Tx1/Tx2 is 0 dB, identical wave interference (hereinafter referred to as beat interference) occurs in the composite wave Tx1+Tx2 of the transmitted waves Tx1 and Tx2. Such beat interference occurs in multiple stripes, as depicted by vertical lines in Figures 12(A) and 12(B). Mobile receiving stations MS2 and MS3, located outside the beat interference occurrence point, can communicate with transmitting base station BS1 or BS2. In contrast, mobile receiving station MS4, located at the beat interference occurrence point, cannot communicate with transmitting base station BS1 or BS2. Furthermore, as the moving speed of mobile receiving station MS1 increases, the effects of Doppler shift become more pronounced, and temporal fluctuations in the propagation path cause Rayleigh fading and Ricean fading. In addition, since each incoming wave from multiple transmitting base stations experiences independent Rayleigh fading or Rician fading, demodulation performance deteriorates due to the independent propagation path fluctuations of each incoming wave.

ビート干渉による影響を抑制するために、隣接する基地局間で通信データの変調に異なるマッピングを用いることにより、縞状のビート発生地点を常時移動させてビート干渉を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、フェージングを補償する技術として、判定帰還形適応等化器(Decision Feedback Equalization;DFE)や、最尤系列推定等化器(Maximum. Likelihood Sequence Estimation;MLSE)などを利用することが知られている(例えば、特許文献2参照)。 In order to reduce the effects of beat interference, a known technique is to use different mappings for modulating communication data between adjacent base stations, thereby constantly shifting the location where beat stripes occur and suppressing beat interference (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, known techniques for compensating for fading include the use of decision feedback equalization (DFE) and maximum likelihood sequence estimation (MLSE) (see, for example, Patent Document 2).

特開2018-166293号公報JP 2018-166293 A 特開2012-070348号公報JP 2012-070348 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、同じマッピングを用いる送信基地局の通信エリアが重ならないようにしなければならないため、送信基地局の配置などに制約が生じる。また、特許文献2のMLSEは低いビット誤り率を得られるが、状態数に応じて演算量が膨大となってしまう。一方、特許文献2のDFEは、演算量はMLSEより少ないが、同一波複局送信においては、複数の基地局からの送信波が多重された同期ワード(SW)を用いて、フォワードフィルタおよびフィードバックフィルタのタップ係数をトレーニングすることとなる。受信局が高速で移動する場合、各基地局と受信局間の伝搬路は独立したレイリーフェージング環境となり、多重された同期ワードからタップ引込を充分に行うことができなくなる。 However, with the technology described in Patent Document 1, the communication areas of transmitting base stations using the same mapping must not overlap, which places restrictions on the placement of transmitting base stations, etc. Furthermore, the MLSE described in Patent Document 2 achieves a low bit error rate, but the amount of calculation required increases dramatically depending on the number of states. On the other hand, the DFE described in Patent Document 2 requires less calculation than MLSE, but in same-wave multi-station transmission, the tap coefficients of the forward filter and feedback filter are trained using a synchronization word (SW) multiplexed with transmission waves from multiple base stations. When the receiving station moves at high speed, the propagation paths between each base station and the receiving station become independent Rayleigh fading environments, making it impossible to adequately perform tap acquisition using the multiplexed synchronization word.

そこで本発明は、判定帰還型適応等化器におけるタップ係数の引込処理を高速で行うことが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a wireless communication system that can quickly perform tap coefficient acquisition processing in a decision feedback adaptive equalizer.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、変調された同一のデータフレームを同一周波数で送信する無線送信装置を備えた複数の送信基地局と、前記データフレームを受信して復調する無線受信装置を備えた移動受信局と、を備える無線通信システムであって、前記複数の無線送信装置は、既知のヘッダデータと、前記ヘッダデータと同じシンボル数を有する複数のブロックデータと、前記ヘッダデータと先頭のブロックデータとの間に配置され、前記ヘッダデータと同じシンボル数を有する無データ区間と、を備えた前記データフレームを、オフセットシンボル数として、前記ヘッダデータのシンボル数に相当する時間差を設けてそれぞれ送信し、前記無線受信装置は、複数の前記データフレームが空間上で合成された合成データフレームを受信して各シンボルの受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号が入力される判定帰還型適応等化器と、を備え、前記判定帰還型適応等化器は、前記合成データフレームに含まれる複数の前記ヘッダデータの受信信号と、予め記憶した参照信号とに基づいて、等化処理に用いるタップ係数の引込を行なう第1の処理と、前記合成データフレームを構成する合成ブロックデータの受信信号を等化器入力とし、前記等化器入力と、現在のタップ係数とに基づいて等化処理を行い、前記合成ブロックデータに含まれる前記ブロックデータのシンボルの近似値を等化器出力として得る第2の処理と、前記等化器出力の硬判定値と、前記等化器出力との誤差を算出し、算出した誤差と、現在のタップ係数と、新たな等化器入力とを用いてタップ係数を最新の値に更新する第3の処理と、を実行し、前記合成データフレームから前記ブロックデータのシンボルの近似値が全て出力されるまで前記第2の処理と、前記第3の処理とを繰り返す、ことを特徴とする無線通信システムである。 In order to solve the above problem, the invention described in claim 1 is a wireless communication system comprising a plurality of transmitting base stations equipped with wireless transmitting devices that transmit the same modulated data frames at the same frequency, and a mobile receiving station equipped with wireless receiving devices that receive and demodulate the data frames, wherein the plurality of wireless transmitting devices respectively transmit the data frames, each comprising known header data, a plurality of block data having the same number of symbols as the header data, and a no-data section arranged between the header data and the first block data and having the same number of symbols as the header data, with a time difference corresponding to the number of symbols of the header data as an offset symbol number, and the wireless receiving device comprises receiving means for receiving a combined data frame formed by combining the plurality of data frames in space and outputting a received signal for each symbol, and a decision feedback adaptive equalizer to which the received signal is input, a first process for adjusting tap coefficients used in equalization processing based on received signals of the plurality of header data included in the combined data frame and a pre-stored reference signal; a second process for using received signals of combined block data constituting the combined data frame as equalizer inputs and performing equalization processing based on the equalizer inputs and current tap coefficients to obtain approximation values of the symbols of the block data included in the combined block data as equalizer outputs; and a third process for calculating an error between a hard decision value of the equalizer output and the equalizer output, and updating the tap coefficients to their latest values using the calculated error, the current tap coefficients, and a new equalizer input; and the second process and the third process are repeated until all approximation values of the symbols of the block data are output from the combined data frame.

請求項1に記載の発明によれば、複数の送信基地局から同一のデータフレームを送信する際、ヘッダデータと同じシンボル数を有する無データ区間を備えたデータフレームを、オフセットシンボル数として、ヘッダデータのシンボル数に相当する時間差を設けてそれぞれ送信するようにしたので、判定帰還型適応等化器におけるタップ係数の引込処理に用いるヘッダデータを他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信でき、複数の送信基地局のいずれのヘッダデータであるかを識別する手段(例えば、各局送信信号の符号化)が不要となり、タップ係数の引込を高速で行うことが可能となる。 According to the invention described in claim 1, when the same data frame is transmitted from multiple transmitting base stations, data frames having no-data intervals with the same number of symbols as the header data are transmitted with a time difference equivalent to the number of symbols in the header data, using an offset symbol number. This allows the header data used in the tap coefficient acquisition process in the decision feedback adaptive equalizer to be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined), eliminating the need for means to identify which of the multiple transmitting base stations the header data comes from (for example, encoding the transmission signal from each station), and enabling high-speed tap coefficient acquisition.

この発明の実施の形態1に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention; (A)は基地局から送信されるデータフレームの構成を示し、(B)は移動局で受信される合成データフレームを示す図である。1A shows the structure of a data frame transmitted from a base station, and FIG. 1B shows a composite data frame received by a mobile station. 図1に示す移動局の無線通信装置の概略構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication device of the mobile station shown in FIG. 1. 図3に示す判定帰還型適応等化器の概略構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the decision feedback adaptive equalizer shown in FIG. 3. 図4に示す遅延器の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a delay device shown in FIG. 4 . 基地局が2局の場合の判定帰還型適応等化器の概略構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a decision feedback adaptive equalizer when there are two base stations. 判定帰還型適応等化器により合成データフレームからブロックデータのシンボルの近似値を出力する処理を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a process of outputting approximate values of symbols of block data from a combined data frame by a decision feedback adaptive equalizer. 判定帰還型適応等化器により特定の合成ブロックデータからブロックデータのシンボルの近似値を出力する処理を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a process of outputting an approximate value of a symbol of block data from a specific composite block data by a decision feedback adaptive equalizer. (A)は実施の形態2において3つの基地局から送信されるデータフレームの構成を示し、(B)は移動局で受信される合成データフレームを示す図である。10A shows the configuration of data frames transmitted from three base stations in the second embodiment, and FIG. 10B shows a composite data frame received by a mobile station. 基地局が3局の場合の判定帰還型適応等化器の概略構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a decision feedback adaptive equalizer when there are three base stations. 判定帰還型適応等化器により3局の合成データフレームからブロックデータのシンボルの近似値を出力する処理を示す説明図である。10 is an explanatory diagram showing a process of outputting an approximate value of a symbol of block data from a combined data frame of three stations by a decision feedback adaptive equalizer. FIG. 従来の無線通信システムにおけるビート干渉の発生状態を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which beat interference occurs in a conventional wireless communication system.

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。なお、以下では、この発明の特徴的な構成について説明し、無線通信を行う際の従来と同様の仕組みについては説明を省略する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiment. Note that the following describes the characteristic configuration of the present invention, and omits a description of the conventional mechanisms for wireless communication.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態に係る無線通信システム1の概略構成を示す図である。無線通信システム1は、例えば、自然災害などに関する防災情報を通信するためのものであり、任意の位置に設置された複数の送信基地局、例えば基地局Aおよび基地局B(以下、A局およびB局ともいう)と、任意の位置に移動可能な移動受信局、例えば移動局Dと、を備えている。基地局Aおよび基地局Bは、それぞれ無線通信装置(無線送信装置)2を備えており、移動局Dは無線通信装置(無線受信装置)3を備えている。これらの無線通信装置2および無線通信装置3は、アンテナ2aおよびアンテナ3aを介して無線回線4によって相互に接続される。
(Embodiment 1)
1 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system 1 according to an embodiment of the present invention. The wireless communication system 1 is used to communicate disaster prevention information relating to, for example, natural disasters, and includes a plurality of transmitting base stations, e.g., base station A and base station B (hereinafter also referred to as stations A and B), installed at arbitrary locations, and a mobile receiving station, e.g., mobile station D, which can move to arbitrary locations. Base station A and base station B each include a wireless communication device (wireless transmitting device) 2, and mobile station D includes a wireless communication device (wireless receiving device) 3. These wireless communication devices 2 and 3 are connected to each other by a wireless line 4 via antennas 2a and 3a.

この実施の形態に係る無線通信システム1は、複数の基地局Aおよび基地局Bから変調して送信された同一周波数の同一データフレームを移動局Dによって受信して復調するに際し、判定帰還型適応等化器におけるタップ係数の引込処理を高速で行うものである。 In this embodiment, the wireless communication system 1 performs high-speed tap coefficient acquisition processing in a decision feedback adaptive equalizer when a mobile station D receives and demodulates the same data frame at the same frequency that has been modulated and transmitted from multiple base stations A and B.

本実施の形態に係る基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2は、上述したビート干渉を抑制するために、既知の同期ワード(ヘッダデータ)と、同期ワードと同じシンボル数(データ長)を有する複数個のブロックデータと、同期ワードと先頭のブロックデータとの間に配置され、同期ワードと同じシンボル数を有する無データ区間と、を備えたデータフレームを、オフセットシンボル数として、同期ワードのシンボル数に相当する時間差を設けてそれぞれ送信する。 In order to suppress the beat interference described above, the wireless communication devices 2 of base stations A and B according to this embodiment transmit data frames each including a known synchronization word (header data), multiple block data pieces each having the same number of symbols (data length) as the synchronization word, and a no-data section between the synchronization word and the first block data piece, each having the same number of symbols as the synchronization word, with a time difference equivalent to the number of symbols in the synchronization word, as the offset symbol number.

図2(A)は、基地局Aおよび基地局Bから送信されるデータフレームの一例を示している。基地局AのデータフレームDF_Aは、例えば、PSK変調されたものであり、左端の先頭側から順に、同期ワードSW_A(SW:Sync Word)と、無データ区間ND_Aと、複数個、例えば7個のブロックデータBD_Aとを備えている。ブロックデータBD_Aには、ブロック番号A1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7がそれぞれ付されている。 Figure 2 (A) shows an example of a data frame transmitted from base station A and base station B. Base station A's data frame DF_A is, for example, PSK modulated and comprises, from the beginning on the left, a synchronization word SW_A (SW: Sync Word), a no-data section ND_A, and multiple, for example, seven, blocks of data BD_A. The blocks of data BD_A are assigned block numbers A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7, respectively.

同期ワードSW_Aは、所定のシンボル数N(本実施の形態では、例えば32シンボル)を備える既知のデータであり、データフレームDF_Aの先頭を示す。無データ区間ND_Aは、A局のデータフレームDF_Aと、B局のデータフレームDF_Bとを移動局Dで同時に受信する際に、データフレームDF_Bの同期ワードSW_Bが他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信できるようにするために設けられている。無データ区間ND_Aのシンボル数は、同期ワードSW_Aのシンボル数Nと同一である。 The synchronization word SW_A is known data comprising a predetermined number of symbols N (for example, 32 symbols in this embodiment) and indicates the beginning of the data frame DF_A. The no-data section ND_A is provided so that when mobile station D simultaneously receives data frame DF_A from station A and data frame DF_B from station B, the synchronization word SW_B of data frame DF_B can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined). The number of symbols in the no-data section ND_A is the same as the number of symbols N in the synchronization word SW_A.

ブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7には、変調された伝送データがそれぞれ格納されている。また、ブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7のシンボル数は、同期ワードSW_Aのシンボル数Nと同一である。 Modulated transmission data is stored in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A. The number of symbols in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A is the same as the number of symbols N of synchronization word SW_A.

基地局Bから送信されるデータフレームDF_Bは、左端の先頭側から順に、同期ワードSW_Bと、無データ区間ND_Bと、複数個、例えば7個のブロックデータBD_Bとを備えている。データフレームDF_Bは、基地局AのデータフレームDF_Aと同一のものであり、同期ワードSW_B、無データ区間ND_BおよびブロックデータBD_Bは、それぞれ同期ワードSW_A、無データ区間ND_AおよびブロックデータBD_Aに対応する。 The data frame DF_B transmitted from base station B comprises, from the leftmost beginning, a synchronization word SW_B, a no-data section ND_B, and multiple, for example, seven, blocks of data BD_B. Data frame DF_B is identical to data frame DF_A from base station A, and the synchronization word SW_B, no-data section ND_B, and block data BD_B correspond to the synchronization word SW_A, no-data section ND_A, and block data BD_A, respectively.

ブロックデータBD_Bには、ブロック番号B1、B2、B3、B4、B5、B6およびB7がそれぞれ付されている。ブロックデータBD_BのB1、B2、B3、B4、B5、B6およびB7に格納されている伝送データは、データフレームDF_AのブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7に格納されている伝送データと同一である。 Block numbers B1, B2, B3, B4, B5, B6, and B7 are assigned to block data BD_B, respectively. The transmission data stored in B1, B2, B3, B4, B5, B6, and B7 of block data BD_B is the same as the transmission data stored in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A in data frame DF_A.

無データ区間ND_Bは、A局のデータフレームDF_Aと、B局のデータフレームDF_Bとを移動局Dで同時に受信する際に、データフレームDF_Aの先頭のブロックデータBD_A1が他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信できるようにするために設けられている。 The no-data section ND_B is provided so that when mobile station D simultaneously receives data frame DF_A from station A and data frame DF_B from station B, the first block of data BD_A1 in data frame DF_A can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined).

基地局Aおよび基地局Bは、例えば、防災無線システムの中央制御装置(図示せず)に接続されている。基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2は、この中央制御装置から受信した伝送データを変調してデータフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bに変換し、中央制御装置の指示にしたがってデータフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bを送信する。その際に、基地局Bは、受信時点におけるビート干渉の回避を目的として、データフレームDF_Aの送信に対し、オフセットシンボル数M(図ではMsymと示す)として、同期ワードSW_Aのシンボル数N(32シンボル)に相当する時間差を設けてデータフレームDF_Bを送信する。すなわち、基地局Bは、データフレームDF_Aに対して、データフレームDF_Bをシンボル数M分だけ遅延送信する。データフレームDF_BをデータフレームDF_Aに対して遅延送信することにより、移動局Dの無線装置3がデータフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bを同時に受信する際に、無データ区間ND_Aおよび無データ区間ND_Bを利用して、同期ワードSW_Aと、同期ワードSW_Bと、データフレームDF_Aの先頭のブロックデータBD_AのA1とを他のデータと重ならず(合成されずに)に単独で受信することができる。 Base station A and base station B are connected, for example, to a central control unit (not shown) of a disaster prevention radio system. The wireless communication devices 2 of base station A and base station B modulate and convert transmission data received from this central control unit into data frames DF_A and DF_B, and transmit the data frames DF_A and DF_B in accordance with the instructions of the central control unit. In order to avoid beat interference at the time of reception, base station B transmits data frame DF_B with a time difference equivalent to the number of symbols N (32 symbols) of synchronization word SW_A, as offset symbol number M (shown as Msym in the figure), relative to the transmission of data frame DF_A. In other words, base station B delays the transmission of data frame DF_B by the number of symbols M relative to data frame DF_A. By delaying the transmission of data frame DF_B relative to data frame DF_A, when wireless equipment 3 of mobile station D simultaneously receives data frames DF_A and DF_B, it can use the no-data intervals ND_A and ND_B to receive synchronization word SW_A, synchronization word SW_B, and A1 of block data BD_A at the beginning of data frame DF_A independently without overlapping with (combining with) other data.

基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2のアンテナ2aから電波として送信されたデータフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bは、空間を伝搬する過程で合成され、図2(B)に示すように、合成データフレームDF_A+DF_Bが生成される。 Data frames DF_A and DF_B transmitted as radio waves from antennas 2a of wireless communication devices 2 at base stations A and B are combined as they propagate through space, generating a combined data frame DF_A+DF_B, as shown in Figure 2(B).

合成データフレームDF_A+DF_Bは、基地局BのデータフレームDF_Bが基地局AのデータフレームDF_Aに対してシンボル数Mだけオフセット送信されることにより、データフレームDF_Aの同期ワードSW_Aと、データフレームDF_Bの同期ワードSW_Bと、データフレームDF_AのブロックデータBD_Aと、データフレームDF_BのブロックデータBD_Bとが送信順に並ぶように合成される。図2(A)に示すように、データフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bには、無データ区間ND_Aおよび無データ区間ND_Bが存在するため、同期ワードSW_Bは無データ区間ND_Aの位置に配置され、ブロックデータBD_AのA1は、無データ区間ND_Bの位置に配置されるためである。 The combined data frame DF_A+DF_B is created by transmitting the data frame DF_B of base station B offset by the number of symbols M relative to the data frame DF_A of base station A, so that the synchronization word SW_A of data frame DF_A, the synchronization word SW_B of data frame DF_B, the block data BD_A of data frame DF_A, and the block data BD_B of data frame DF_B are combined in transmission order. As shown in Figure 2(A), data frames DF_A and DF_B contain no-data intervals ND_A and ND_B, so the synchronization word SW_B is placed at the position of the no-data interval ND_A, and A1 of block data BD_A is placed at the position of the no-data interval ND_B.

また、複数のブロックデータBD_AのA1~A7およびブロックデータBD_BのB1~B7のうち、同時刻に送信されたブロックデータ同士は合成されて合成ブロックデータが生成される。 Furthermore, among the multiple block data BD_A A1 to A7 and block data BD_B B1 to B7, block data transmitted at the same time are combined to generate combined block data.

具体的には、ブロックデータBD_AのA1と、ブロックデータBD_Bの無データ区間ND_Bとが合成されて合成ブロックデータA1が生成される。同様に、ブロックデータBD_AのA2と、ブロックデータBD_BのB1とが合成されて合成ブロックデータA2+B1が生成される。ブロックデータBD_AのA3と、ブロックデータBD_BのB2とが合成されて合成ブロックデータA3+B2が生成され、ブロックデータBD_AのA4と、ブロックデータBD_BのB3とが合成されて合成ブロックデータA4+B3が生成され、ブロックデータBD_AのA5と、ブロックデータBD_BのB4とが合成されて合成ブロックデータA5+B4が生成され、ブロックデータBD_AのA6と、ブロックデータBD_BのB5とが合成されて合成ブロックデータA6+B5が生成され、ブロックデータBD_AのA7と、ブロックデータBD_BのB6とが合成されて合成ブロックデータA7+B6が生成される。なお、ブロックデータBD_BのB7は、他のデータと受信時刻が重ならないため、合成ブロックデータA7+B6の後ろに配置される。 Specifically, A1 of block data BD_A and the no-data section ND_B of block data BD_B are combined to generate composite block data A1. Similarly, A2 of block data BD_A and B1 of block data BD_B are combined to generate composite block data A2+B1. A3 of block data BD_A and B2 of block data BD_B are combined to generate combined block data A3+B2; A4 of block data BD_A and B3 of block data BD_B are combined to generate combined block data A4+B3; A5 of block data BD_A and B4 of block data BD_B are combined to generate combined block data A5+B4; A6 of block data BD_A and B5 of block data BD_B are combined to generate combined block data A6+B5; and A7 of block data BD_A and B6 of block data BD_B are combined to generate combined block data A7+B6. Note that B7 of block data BD_B is placed after combined block data A7+B6 because its reception time does not overlap with other data.

基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2から電波として送信されたデータフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bは、移動局Dの無線通信装置3によって合成データフレームDF_A+DF_Bの合成波として受信される。この合成波の時刻kにおける受信信号rkは、以下の式(1)によって表すことができる。 Data frames DF_A and DF_B transmitted as radio waves from wireless communication devices 2 of base stations A and B are received as a composite wave of combined data frame DF_A+DF_B by wireless communication device 3 of mobile station D. A received signal r k of this composite wave at time k can be expressed by the following equation (1).

ここで、式(1)のLAは基地局Aと移動局Dとの間の有効パス数(2以上の場合はマルチパス)、LBは基地局Bと移動局Dとの間の有効パス数(2以上の場合はマルチパス)、hA,iは基地局Aと移動局Dとの間のインパルス応答値、hB,iは基地局Bと移動局Dとの間のインパルス応答値、xkは時刻kに基地局Aから送信された一次変調シンボル、nkは時刻kにおいて移動局Dで加わる雑音(例えば、加法性白色ガウス雑音:AWGN)である。この式(1)から分かるように、基地局Aと基地局BとにおいてデータフレームをMシンボルだけオフセット送信することにより、ビート干渉による信号消失が回避される。 Here, in equation (1), L A is the number of effective paths between base station A and mobile station D (multipath if two or more), L B is the number of effective paths between base station B and mobile station D (multipath if two or more), h A,i is the impulse response value between base station A and mobile station D, h B,i is the impulse response value between base station B and mobile station D, x k is the primary modulation symbol transmitted from base station A at time k, and n k is noise (e.g., additive white Gaussian noise: AWGN) added by mobile station D at time k. As can be seen from equation (1), signal loss due to beat interference can be avoided by transmitting data frames offset by M symbols at base station A and base station B.

図3は、移動局Dの無線通信装置3の概略構成を示す機能ブロック図である。なお、基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2は、無線通信装置3と同様の構成を備えるため、詳しい説明は省略する。 Figure 3 is a functional block diagram showing the general configuration of wireless communication device 3 of mobile station D. Note that wireless communication devices 2 of base station A and base station B have the same configuration as wireless communication device 3, so detailed explanations are omitted.

無線通信装置3は、データフレームの送信に用いられる変調部31および送信部32を備えるとともに、データフレームの受信に用いられる受信部(受信手段)33、判定帰還型適応等化器34および復調部35を備え、さらに、インターフェース部36を備える。 The wireless communication device 3 includes a modulation unit 31 and a transmission unit 32 used to transmit data frames, a reception unit (reception means) 33 used to receive data frames, a decision feedback adaptive equalizer 34, and a demodulation unit 35, and an interface unit 36.

インターフェース部36は、主として、データ回線終端装置361(データ通信装置やデータ回線装置と呼ばれる機器を含む)を備える。インターフェース部36は、通信対象の伝送データの入力を受け、前記伝送データを、データ回線終端装置361を介して、変調部31へと出力する。 The interface unit 36 mainly comprises a data circuit-terminating device 361 (including equipment known as data communications equipment or data circuit equipment). The interface unit 36 receives input of transmission data to be communicated and outputs the transmission data to the modulation unit 31 via the data circuit-terminating device 361.

変調部31は、インターフェース部36から出力される伝送データの入力を受け、前記伝送データに同期ワードを挿入してデータフレームを生成し、さらに、前記データフレームに所定の周波数の搬送波信号を重畳させてデジタル変調して出力する。なお、無線通信システム1において用いられる変調方式は、PSKに限定されるものではなく、QAMなどを用いてもよい。 The modulation unit 31 receives transmission data output from the interface unit 36, inserts a synchronization word into the transmission data to generate a data frame, and then superimposes a carrier signal of a predetermined frequency onto the data frame to digitally modulate and output it. Note that the modulation method used in the wireless communication system 1 is not limited to PSK, and QAM, etc., may also be used.

送信部32は、変調部31から出力されるデジタル変調されたデータフレームの入力を受け、前記データフレームを、D/A変換器でデジタル-アナログ変換した上で、局部発振器および混合器によって高周波の信号に変換する。送信部32は、また、周波数変換したデータフレームを、所定の周波数帯域の信号のみを通過させる送信フィルタを通過させるとともにパワーアンプで増幅した上で出力する。 The transmitter 32 receives the digitally modulated data frame output from the modulator 31, performs digital-to-analog conversion on the data frame using a D/A converter, and then converts it into a high-frequency signal using a local oscillator and mixer. The transmitter 32 also passes the frequency-converted data frame through a transmission filter that only passes signals in a specified frequency band, and then amplifies it using a power amplifier before outputting it.

そして、変調部31においてデジタル変調されるとともに送信部32において周波数変換されたデータフレームは、送信部32から分波器37を介してアンテナ3aへと導かれ、アンテナ3aから無線回線4を介して基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2のアンテナ2aへと、電波として送信される。 The data frame is then digitally modulated by the modulator 31 and frequency-converted by the transmitter 32. It is then guided from the transmitter 32 via the splitter 37 to the antenna 3a, and is then transmitted as radio waves from the antenna 3a via the wireless line 4 to the antennas 2a of the wireless communication devices 2 at base stations A and B.

また、基地局Aおよび基地局Bの無線通信装置2のアンテナ2aからデータフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bが電波として送信されると、データフレームDF_AおよびデータフレームDF_Bは空間を伝搬する過程で合成され、合成データフレームDF_A+DF_Bが生成される。合成データフレームDF_A+DF_Bが移動局Dの無線通信装置3のアンテナ3aによって受信されると、アンテナ3aは、受信した合成データフレームDF_A+DF_Bを電気信号(受信信号)へと変換して出力する。 Furthermore, when data frames DF_A and DF_B are transmitted as radio waves from antennas 2a of wireless communication devices 2 of base stations A and B, data frames DF_A and DF_B are combined as they propagate through space, generating a combined data frame DF_A+DF_B. When combined data frame DF_A+DF_B is received by antenna 3a of wireless communication device 3 of mobile station D, antenna 3a converts the received combined data frame DF_A+DF_B into an electrical signal (received signal) and outputs it.

アンテナ3aから出力される、電気信号に変換された合成データフレームDF_A+DF_Bは、分波器37を介して受信部33へと導かれる。 The combined data frame DF_A+DF_B converted into an electrical signal and output from the antenna 3a is guided to the receiver 33 via the splitter 37.

受信部33は、合成データフレームDF_A+DF_Bの入力を受け、前記合成データフレームDF_A+DF_Bを、所定の周波数帯域の信号のみを通過させる受信フィルタを通過させるとともにプリアンプで増幅した上で、局部発振器および混合器によって低い周波数の信号に変換する。 The receiver 33 receives the combined data frame DF_A + DF_B, passes it through a receiving filter that only passes signals in a specified frequency band, amplifies it using a preamplifier, and then converts it into a lower frequency signal using a local oscillator and mixer.

受信部33は、さらに、前記周波数変換した信号を、パワーアンプで増幅するとともにA/D変換器でアナログ-デジタル変換して、デジタル信号からなる合成データフレームDF_A+DF_Bを出力する。 The receiver 33 further amplifies the frequency-converted signal using a power amplifier and performs analog-to-digital conversion using an A/D converter, outputting a combined data frame DF_A+DF_B consisting of a digital signal.

判定帰還型適応等化器(以下、等化器またはDFEともいう)34は、受信部33から出力される合成データフレームDF_A+DF_Bを、硬判定器にて判定した信号をフィードバックして重み付け合成することで、伝送路特性により歪んだ受信信号波形に整形し、以前に判定したシンボルによる符号間干渉の影響をなくす適応等化器である。また、DFE34は、合成データフレームDF_A+DF_BからブロックデータBD_Aのシンボルの近似値を出力する機能も備えている。 The decision feedback adaptive equalizer (hereinafter referred to as equalizer or DFE) 34 is an adaptive equalizer that reshapes the received signal waveform distorted by the transmission path characteristics by feeding back and weighting the combined data frame DF_A+DF_B output from the receiver 33 using signals determined by a hard decision device, thereby eliminating the effects of inter-symbol interference caused by previously determined symbols. The DFE 34 also has the function of outputting an approximation of the symbol of the block data BD_A from the combined data frame DF_A+DF_B.

復調部35は、DFE34から出力されるブロックデータBD_Aの入力を受け、ブロックデータBD_Aの復調処理を行なって伝送データを取り出し、取り出した伝送データをインターフェース部36へと出力する。 The demodulation unit 35 receives the block data BD_A output from the DFE 34, demodulates the block data BD_A to extract the transmission data, and outputs the extracted transmission data to the interface unit 36.

図4は、DFE34の概略的な構成を示すブロック図である。DFE34は、等化フィルタ部341と、等化フィルタ部341の出力に接続された硬判定器342と、硬判定器342と等化フィルタ部341とに接続された誤差計算部343と、誤差計算部343と等化フィルタ部341とに接続されたタップ更新部344と、を備えている。 Figure 4 is a block diagram showing the general configuration of the DFE 34. The DFE 34 includes an equalization filter unit 341, a hard decision unit 342 connected to the output of the equalization filter unit 341, an error calculation unit 343 connected to the hard decision unit 342 and the equalization filter unit 341, and a tap update unit 344 connected to the error calculation unit 343 and the equalization filter unit 341.

等化フィルタ部341は、フィードフォワードフィルタ(以下、FFフィルタという)3411と、フィードバックフィルタ(以下、FBフィルタという)3412と、FFフィルタ3411の出力とFBフィルタ3412の出力とを加算する加算器3413と、を備えている。等化フィルタ部341は、硬判定器342を経てFBフィルタ3412からの出力を帰還することにより、伝搬路歪と、符号間干渉(Inter-symbol interference ; ISI)とを低減する。 The equalization filter unit 341 includes a feed-forward filter (hereinafter referred to as an FF filter) 3411, a feedback filter (hereinafter referred to as an FB filter) 3412, and an adder 3413 that adds the output of the FF filter 3411 and the output of the FB filter 3412. The equalization filter unit 341 reduces propagation path distortion and inter-symbol interference (ISI) by feeding back the output from the FB filter 3412 via the hard decision unit 342.

FFフィルタ3411は、受信信号rkを入力とするNFF個のタップ3411aと、複数個の遅延器3411bとを備えている。FBフィルタ3412は、等化フィルタ部341の出力値ykの硬判定値ydkもしくはトレーニング信号xk-(Tref-1)を入力dkとするNFB個のタップ3412aと、複数個の遅延器3412bとを備えている。遅延器3411bおよび3412bは、Mシンボル数分の遅延を行なうものであり、図5に示すように、1シンボル分の遅延を行なう遅延器をMシンボル数分備えている。 The FF filter 3411 has N FF taps 3411a that receive the received signal r k as input, and a plurality of delays 3411b. The FB filter 3412 has N FB taps 3412a that receive the hard decision value y d , k of the output value y k of the equalization filter unit 341 or the training signal x k-(Tref-1) as input d k , and a plurality of delays 3412b. The delays 3411b and 3412b provide a delay for M symbols, and as shown in FIG. 5, the filter is provided with M delays, each delaying by one symbol.

このようなDFE34において、時刻kの等化器入力は、複数時刻にわたるNFF個の受信信号rk,rk-M,…rk-M(NFF-1)となり、時刻kにおけるフィルタ出力ykは、下記式(2)により得られる。ここで、ai(i=1,…,NFF)はFFフィルタタップ係数、bi(i=1,…,NFB)はFBフィルタタップ係数、信号dkは時刻kにおけるフィルタ出力ykの硬判定値ydkもしくはトレーニング信号xk-(Tref-1)である。信号dkは、等化器入力が合成データフレームDF_A+DF_Bの同期ワード区間(SW_A、SW_B)である場合には、既知信号xk-(Tref-1)を用い、データ区間(A1,A2+B1…A7+B6,B7)である場合には、フィルタ出力ykの硬判定値ydkが用いられる。すなわち、時刻kにおいて等化器出力ydkを得ることができる。 In such a DFE 34, the equalizer input at time k is N FF received signals r k , r kM , ..., r kM(N FF-1) over multiple times, and the filter output y k at time k is obtained by the following equation (2). Here, a i (i=1, ..., N FF ) is an FF filter tap coefficient, b i (i=1, ..., N FB ) is an FB filter tap coefficient, and signal d k is a hard decision value y d ,k of the filter output y k at time k or a training signal x k-(T ref-1) . When the equalizer input is in the synchronization word section (SW_A, SW_B) of the combined data frame DF_A+DF_B, the known signal x k-(T ref-1) is used as the signal d k , and when it is in the data section (A1, A2+B1 ... A7+B6, B7), the hard decision value y d , k of the filter output y k is used. That is, the equalizer output y d , k can be obtained at time k.

誤差計算部343は、信号dkと、フィルタ出力ykとの差分である誤差信号ekを算出する。タップ更新部344は、LS(Least Squares)やLMS(Least Mean Square)、RLS(Recursive Least Squares)といった適応アルゴリズムを用い、誤差信号ekに基づいて、タップ係数ai、biを更新する。 The error calculation unit 343 calculates an error signal e k which is the difference between the signal d k and the filter output y k . The tap update unit 344 uses an adaptive algorithm such as LS (Least Squares), LMS (Least Mean Squares), or RLS (Recursive Least Squares) to update the tap coefficients a i and b i based on the error signal e k .

ここで、DFE34の構成をより簡単に説明するために、LA=LB=1の場合について考える(移動局Dが移動を伴う場合、基地局A、Bからの到来波が1波であったとしても伝搬路インパルス応答値は時間的に変動し、また基地局A、Bの伝搬路は独立に変動する)。また、AWGNに関してもないものとして考える。このとき、受信信号rkは、下記式(3)で表せる。 Here, to more simply explain the configuration of the DFE 34, consider the case where L A =L B =1 (when mobile station D is moving, even if there is only one wave arriving from base stations A and B, the propagation path impulse response value fluctuates over time, and the propagation paths of base stations A and B fluctuate independently). Also, consider that there is no AWGN. In this case, the received signal r k can be expressed by the following equation (3).

ここで、時刻kにおいて、受信信号系列から希望シンボルxk-1をDFE34により復調する場合を考える。このとき、SW区間を用いたDFE34のもつタップ係数の引込は、既知信号xk-(Tref-1)を用いて行なってもよく、その場合はTref=M+1となる。また、その際のDFE34の構成は、図6のようになる。具体的には、受信信号rkを入力とする2個のタップ3411aと、1個の遅延器3411bとを備えるFFフィルタ3411と、フィルタ出力値ykの硬判定値ydkもしくはトレーニング信号xk-(Tref-1)を入力dkとする1個のタップ3412aと、1個の遅延器3412bとを備えるFBフィルタ3412とを備え、遅延器3411bおよび3412bは、Mシンボル数分の遅延を行なう。 Now, consider a case where desired symbol x k-1 is demodulated from a received signal sequence by DFE 34 at time k. In this case, the tap coefficients of DFE 34 using the SW section may be pulled in using known signal x k-(Tref-1) , in which case T ref =M+1. The configuration of DFE 34 in this case is as shown in FIG. 6 . Specifically, it includes an FF filter 3411 having two taps 3411a and one delay unit 3411b to which received signal r k is input, and an FB filter 3412 having one tap 3412a and one delay unit 3412b to which hard decision value y d , k of filter output value y k or training signal x k-(Tref-1) is input, and the delay units 3411b and 3412b provide a delay of M symbols.

下記参考文献(1)に記載されている一般的なDFEの性質では、FFフィルタのタップ数は遅延波(本実施の形態では基地局Bからの到来波)に含まれる遅延シンボル数+1個以上とすることで、ダイバーシチ効果が得られる。本実施の形態では、Mシンボル遅延器としているので、「NFF≧(M/M)+1=2」となる。また、下記参考文献(1)より、FBフィルタのタップ数は遅延波(本実施の形態では基地局Bからの到来波)に含まれる遅延シンボル数個とすればよい。本実施の形態では、Mシンボル遅延器としているので、「NFB≧(M/M)=1」となる。
参考文献(1):三瓶政一,陸上移動通信のための判定帰還型適応等化器,通信総合研究所季報,1991年,https://www.nict.go.jp/publication/shuppan/kihou-journal/kihou-vol37no1/0501.pdf
According to the characteristics of a general DFE described in the following reference (1), a diversity effect can be obtained by setting the number of taps of the FF filter to the number of delayed symbols contained in the delayed wave (in this embodiment, the wave arriving from base station B) plus 1 or more. In this embodiment, an M-symbol delay device is used, so "N FF ≧(M/M)+1=2". Also, according to the following reference (1), the number of taps of the FB filter may be set to the number of delayed symbols contained in the delayed wave (in this embodiment, the wave arriving from base station B). In this embodiment, an M-symbol delay device is used, so "N FB ≧(M/M)=1".
References (1): Masakazu Sanpei, Decision Feedback Adaptive Equalizer for Land Mobile Communications, Communications Research Laboratory Quarterly Report, 1991, https://www.nict.go.jp/publication/shuppan/kihou-journal/kihou-vol37no1/0501.pdf

次に、DFE34により合成データフレームDF_A+DF_BからブロックデータBD_Aのシンボルの近似値を出力する処理について説明する。 Next, we will explain the process by which DFE34 outputs an approximate value of the symbol of block data BD_A from the combined data frame DF_A+DF_B.

図7に示す合成データフレームDF_A+DF_Bは、DFE34に入力される受信信号系列をフレームで表したものであり、Nシンボル時間分の受信信号を1つのブロックという単位で表記している。また、図中左方のブロックほど過去の信号(より早い時間に受信した信号)である。 The combined data frame DF_A+DF_B shown in Figure 7 represents the received signal sequence input to the DFE 34 as a frame, with the received signal for N symbol times expressed as a single block. Furthermore, the blocks further to the left in the figure represent older signals (signals received earlier).

DFE_m(m=1,2,…8)は、各ブロックmにおいてFFフィルタ3411、FBフィルタ3412におけるタップ係数の値がタップ更新部344により更新された同一のDFE34そのものを表している。DFE_1は、SW_A、SW_Bおよび参照信号を用いてフレーム先頭時間におけるタップ係数を引き込んだDFEを表す。参照信号は、移動局Dの無線通信装置3により予め記憶されている。 DFE_m (m = 1, 2, ... 8) represents the same DFE 34 itself, in which the tap coefficient values of the FF filter 3411 and FB filter 3412 in each block m have been updated by the tap update unit 344. DFE_1 represents a DFE that has derived the tap coefficients at the frame start time using SW_A, SW_B, and a reference signal. The reference signal is pre-stored by the wireless communication device 3 of mobile station D.

合成データフレームDF_A+DF_BからブロックデータBD_Aのシンボルの近似値を出力する処理手順は、次の[1]~[6]のとおりである。 The processing steps for outputting the approximate value of the symbol in block data BD_A from the combined data frame DF_A+DF_B are as follows [1] to [6].

[1]SW_A、SW_B区間:SW_A、SW_Bおよび参照信号に基づき、FFフィルタタップ係数およびFBフィルタタップ係数を引き込む。より具体的には、タップ更新部344は、例えば、SW_Aと参照信号とから、LSやLMS、RLSといった適応アルゴリズムを用いてFFフィルタタップ係数を生成し、生成したFFフィルタタップ係数とSW_A、SW_Bおよび参照信号を用いてFBフィルタタップ係数を生成する。 [1] SW_A, SW_B section: FF filter tap coefficients and FB filter tap coefficients are derived based on SW_A, SW_B, and the reference signal. More specifically, the tap update unit 344 generates FF filter tap coefficients from SW_A and the reference signal using an adaptive algorithm such as LS, LMS, or RLS, and then generates FB filter tap coefficients using the generated FF filter tap coefficients, SW_A, SW_B, and the reference signal.

[2]A1区間:遅延器3411b、3412bにより入力となる受信信号を遅延させる。 [2] Section A1: The input received signal is delayed by delay devices 3411b and 3412b.

[3]A2+B1区間:合成ブロックデータA2+B1における受信信号及び遅延器3411b、3412bにより保持していたA1区間の受信信号を等化器入力とし、DFE_1のタップ係数を用いて等化処理を行い、ブロックデータA1における送信シンボルの近似値を等化器出力として得る。 [3] A2+B1 section: The received signal for composite block data A2+B1 and the received signal for section A1 held by delay devices 3411b and 3412b are input to the equalizer, and equalization processing is performed using the tap coefficients of DFE_1, obtaining an approximation of the transmitted symbol for block data A1 as the equalizer output.

[4]等化器出力として得られるブロックデータA1における送信シンボルの近似値の硬判定値と等化器出力の誤差を算出し、その誤差と現在のフィルタタップ係数、等化器入力を用いて、FFフィルタタップ係数およびFBフィルタタップ係数を最新の値に更新してDFE_2を得る。 [4] Calculate the error between the hard decision value of the approximation of the transmitted symbol in block data A1 obtained as the equalizer output and the equalizer output, and use this error, the current filter tap coefficients, and the equalizer input to update the FF filter tap coefficients and FB filter tap coefficients to the latest values to obtain DFE_2.

[5]A3+B2区間:遅延器3411b、3412bによりA2+B1区間における受信信号を遅延させる。また、合成フロックデータA3+B2区間における受信信号及び遅延器3411b、3412bにより保持していたA2+B1区間の受信信号を等化器入力とし、DFE_2のタップ係数を用いて等化処理を行ない、ブロックデータA2における送信シンボルの近似値を等化器出力として得る。 [5] A3+B2 section: The received signal in the A2+B1 section is delayed by delay devices 3411b and 3412b. The received signal in the A3+B2 section of the combined block data and the received signal in the A2+B1 section held by delay devices 3411b and 3412b are input to the equalizer, and equalization processing is performed using the tap coefficients of DFE_2, obtaining an approximation of the transmitted symbol in block data A2 as the equalizer output.

[6]等化器出力として得られるブロックデータA2における送信シンボルの近似値の硬判定値と等化器出力の誤差を算出し、その誤差と現在のフィルタタップ係数、等化器入力を用いて、FFフィルタタップ係数およびFBフィルタタップ係数を最新の値に更新してDFE_3を得る。以降、[5]、[6]に示した手順と同様の処理を繰り返す。 [6] Calculate the error between the hard decision value of the approximation of the transmitted symbol in block data A2 obtained as the equalizer output and the equalizer output, and use this error, the current filter tap coefficients, and the equalizer input to update the FF filter tap coefficients and FB filter tap coefficients to the latest values to obtain DFE_3. Thereafter, repeat the same processes as those shown in [5] and [6].

等化処理に関してより詳細に説明するために、あるブロックデータ区間における等化処理の手順を説明する。図8は、合成データフレームDF_A+DF_Bの第m合成ブロックデータ区間におけるDFE34の処理手順を示している。この処理手順において、時刻kにおける受信信号はrk、このときのDFE34をDFE_m,kとする。DFE_m,kにおけるFFフィルタタップ係数をそれぞれa1,m,k,a2,m,k,…aNFF,m,kとする。また、DFE_m,kにおけるFBフィルタタップ係数をそれぞれb1,m,k,b2,m,k,…bNFB,m,kとする。 To explain the equalization process in more detail, the procedure for equalization in a certain block data section will be described. Fig. 8 shows the processing procedure of the DFE 34 in the mth combined block data section of the combined data frame DF_A+DF_B. In this processing procedure, the received signal at time k is r k , and the DFE 34 at this time is DFE_m,k. The FF filter tap coefficients in DFE_m,k are respectively a 1,m,k , a 2,m,k , ..., a NFF,m,k . Also, the FB filter tap coefficients in DFE_m,k are respectively b 1,m,k , b 2,m,k , ..., b NFB,m,k .

DFE34は、時刻kにおいて、以下の処理[1]~[5]を順に行なう。
[1]受信信号rkをDFE34に入力する。
[2]FFフィルタでは、受信信号rk,rk-M,rk-2M,…rk-NFFMと、FFフィルタタップ係数a1,m,k,a2,m,k,…aNFF,m,kとの畳み込み値を算出する。また、FBフィルタでは、等化器出力の硬判定値dk-M,dk-2M,…dk-NFBMと、FBフィルタタップ係数b1,m,k,b2,m,k,…bNFB,m,kとの畳み込み値を算出する。そして、下記式(4)に示すフィルタ出力ykを得る。
The DFE 34 performs the following processes [1] to [5] in order at time k.
[1] The received signal r k is input to the DFE 34 .
[2] The FF filter calculates the convolution value of the received signals r k , r kM , r k-2M , ..., r k-NFFM with the FF filter tap coefficients a 1,m,k , a 2,m,k , ..., a NFF,m ,k . The FB filter calculates the convolution value of the hard decision values d kM , d k-2M , ..., d k-NFBM of the equalizer output with the FB filter tap coefficients b 1,m,k , b 2,m,k , ..., b NFB,m,k . Then, the filter output y k shown in the following equation (4) is obtained.

[3]フィルタ出力ykを硬判定して等化器出力yd,kを得る。このとき、タップ係数が所望に引き込まれている場合、「yd,k=xk-(Tref-1)=xk-M(Tref=M+1)」を得ることができる。 [3] The filter output yk is subjected to hard decision to obtain the equalizer output yd ,k . At this time, if the tap coefficients are pulled as desired, "yd ,k = xk- (Tref-1) = xkM ( Tref = M + 1)" can be obtained.

次に、タップ係数を更新する。ここでは、LMSアルゴリズムに基づく更新方法を説明するが、RLSなどのアルゴリズムを用いてもよい。便宜上、DFE_m,kにおけるフィルタタップ係数を列ベクトル
k=[a1,m,k2,m,k …aNFF,m,k1,m,k2,m,k …bNFB,m,kT
FFフィルタにおいて保持されている受信信号を列ベクトル
k=[rkk-M …rk-NFFMTと定義する。
Next, the tap coefficients are updated. Here, an update method based on the LMS algorithm will be described, but an algorithm such as RLS may also be used. For convenience, the filter tap coefficients in DFE_m,k are expressed as a column vector w k = [a 1,m,k a 2,m,k ... a NFF,m,k b 1,m,k b 2,m,k ... b NFB,m,k ] T ,
The received signal held in the FF filter is defined as a column vector r k =[r k r kM . . . r k-NFFM ] T .

時刻kにおいて、上記の復調処理後、以下のタップ係数更新処理を順に行なう。
[4]誤差信号「ek=dk-yk=yd,k-yk」を算出する。
[5]次時刻(k+1)において用いるフィルタタップ係数wk+1を、下記式(5)を用いて更新する。ここで、μはステップサイズであり、1より小さい値で設定しておく。また、上付き添字*は、複素共役を表す。
At time k, after the above demodulation process, the following tap coefficient update processes are performed in order.
[4] Calculate the error signal " ek = dk - yk = yd ,k - yk ".
[5] The filter tap coefficient w k+1 to be used at the next time (k+1) is updated using the following equation (5), where μ is the step size and is set to a value smaller than 1. The superscript * represents a complex conjugate.

[数5]
k+1= wk+μrkk *・・・(5)
[Equation 5]
w k+1 = w k +μr k e k * ...(5)

次に、DFE34は、時刻k+1において、以下の処理[1]~[5]を順に行なう。
[1]受信信号rk+1をDFE34に入力する。
[2]FFフィルタでは、受信信号rk+1,rk-M+1,rk-2M+1,…rk-NFFM+1と、FFフィルタタップ係数a1,m,k+1,a2,m,k+1,…aNFF,m,k+1との畳み込み値を算出する。また、FBフィルタでは、等化器出力の硬判定値dk-M+1,dk-2M+1,…dk-NFBM+1と、FBフィルタタップ係数b1,m,k+1,b2,m,k+1,…bNFB,m,k+1との畳み込み値を算出する。そして、下記式(6)に示すフィルタ出力yk+1を得る。
Next, at time k+1, the DFE 34 performs the following processes [1] to [5] in order.
[1] The received signal r k+1 is input to the DFE 34 .
[2] The FF filter calculates the convolution value of the received signals r k+1 , r k-M+1 , r k-2M+1 , ... r k-NFFM+1 with the FF filter tap coefficients a 1,m,k+1 , a 2,m,k +1 , ... a NFF,m,k+1 . The FB filter calculates the convolution value of the hard decision values d k-M+1 , d k-2M+1 , ... d k-NFBM+1 of the equalizer output with the FB filter tap coefficients b 1,m,k+1 , b 2,m,k +1 , ... b NFB,m,k+1 . The filter output y k+1 shown in the following equation (6) is then obtained.

[3]フィルタ出力yk+1を硬判定して等化器出力yd,k+1を得る。このとき、タップ係数が所望に引き込まれている場合、「yd,k+1=xk-M+1」を得ることができる。
[4]誤差信号「ek+1=dk+1-yk+1=yd,k+1-yk+1」を算出する。
[5]次時刻(k+2)において用いるフィルタタップ係数wk+2を、下記式(7)を用いて更新する。
[3] The filter output y k+1 is subjected to hard decision to obtain the equalizer output y d,k+1 . At this time, if the tap coefficients are pulled in as desired, "y d,k+1 =x k-M+1 " can be obtained.
[4] Calculate the error signal "e k+1 =d k+1 -y k+1 =y d,k+1 -y k+1 ".
[5] The filter tap coefficient w k+2 to be used at the next time (k+2) is updated using the following equation (7).

[数7]
k+2= wk+1+μrk+1k+1 *・・・(7)
[Equation 7]
w k+2 = w k+1 +μr k+1 e k+1 * ...(7)

以降、同様の処理を繰り返してブロックデータBD_Aを得る。得られたブロックデータBD_Aは、DFE34から復調部35へと出力される。 The same process is then repeated to obtain block data BD_A. The obtained block data BD_A is output from the DFE 34 to the demodulation unit 35.

以上で説明したように、本実施の形態によれば、複数の送信基地局から同一のデータフレームを送信する際、同期ワードと同じシンボル数を有する無データ区間を備えたデータフレームを、オフセットシンボル数Mとして、同期ワードのシンボル数Nに相当する時間差を設けてそれぞれ送信するようにしたので、DFEにおけるタップ係数の引込処理に用いる同期ワードを他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信でき、複数の送信基地局のいずれの同期ワードであるかを識別する手段(例えば、各局送信信号の符号化)が不要となり、タップ係数の引込を高速で行うことが可能となる。 As explained above, according to this embodiment, when the same data frame is transmitted from multiple transmitting base stations, data frames having a no-data section with the same number of symbols as the synchronization word are transmitted with a time difference equivalent to the number of symbols N of the synchronization word, with an offset symbol number M. This means that the synchronization word used in the tap coefficient acquisition process in the DFE can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined), eliminating the need for a means to identify which of the multiple transmitting base stations the synchronization word belongs to (for example, by encoding the transmission signal from each station), and enabling high-speed tap coefficient acquisition.

(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。上記の実施の形態1では、送信基地局が基地局Aおよび基地局Bの2局の場合について説明したが、本発明は、3局以上の基地局からの同時送信環境にも対応することが可能である。そこで、本実施の形態2では、基地局A、基地局Bおよび基地局Cの3つの送信基地局から同一のデータフレームが送信される場合について説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、詳しい説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the case where there are two transmitting base stations, base station A and base station B, has been described, but the present invention can also be applied to an environment where three or more base stations transmit simultaneously. Therefore, in the second embodiment, a case where the same data frame is transmitted from three transmitting base stations, base station A, base station B, and base station C, will be described. Note that detailed description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted.

図9(A)は、基地局A、基地局Bおよび基地局Cから送信されるデータフレームの一例を示している。基地局AのデータフレームDF_Aは、例えば、PSK変調されたものであり、左端の先頭側から順に、同期ワードSW_Aと、無データ区間ND_A1、ND_A2と、複数個、例えば7個のブロックデータBD_Aとを備えている。ブロックデータBD_Aには、ブロック番号A1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7がそれぞれ付されている。 Figure 9 (A) shows an example of a data frame transmitted from base station A, base station B, and base station C. Data frame DF_A from base station A is, for example, PSK modulated and comprises, from the beginning on the left, a synchronization word SW_A, no-data intervals ND_A1 and ND_A2, and multiple, for example, seven, blocks of data BD_A. The block data BD_A are assigned block numbers A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7, respectively.

同期ワードSW_Aは、所定のシンボル数N(本実施の形態では、例えば32シンボル)を備える既知のデータであり、データフレームDF_Aの先頭を示す。無データ区間ND_A1、ND_A2は、基地局AのデータフレームDF_Aと、基地局BのデータフレームDF_Bと、基地局CのデータフレームDF_Cを移動局Dで同時に受信する際に、データフレームDF_Bの同期ワードSW_Bと、データフレームDF_Cの同期ワードSW_Cが他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信できるようにするために設けられている。無データ区間ND_Aのシンボル数は、同期ワードSW_Aのシンボル数Nと同一である。 Synchronization word SW_A is known data comprising a predetermined number of symbols N (for example, 32 symbols in this embodiment) and indicates the beginning of data frame DF_A. No-data sections ND_A1 and ND_A2 are provided so that when mobile station D simultaneously receives data frame DF_A from base station A, data frame DF_B from base station B, and data frame DF_C from base station C, synchronization word SW_B of data frame DF_B and synchronization word SW_C of data frame DF_C can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined). The number of symbols in no-data section ND_A is the same as the number of symbols N in synchronization word SW_A.

ブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7には、変調された伝送データがそれぞれ格納されている。また、ブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7のシンボル数は、同期ワードSW_Aのシンボル数Nと同一である。 Modulated transmission data is stored in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A. The number of symbols in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A is the same as the number of symbols N of synchronization word SW_A.

基地局Bから送信されるデータフレームDF_Bは、左端の先頭側から順に、同期ワードSW_Bと、無データ区間ND_B1、ND_B2と、複数個、例えば7個のブロックデータBD_Bとを備えている。データフレームDF_Bは、基地局AのデータフレームDF_Aと同一のものであり、同期ワードSW_B、無データ区間ND_B1、ND_B2およびブロックデータBD_Bは、それぞれ同期ワードSW_A、無データ区間ND_A1、ND_A2およびブロックデータBD_Aに対応する。 Data frame DF_B transmitted from base station B comprises, from the leftmost beginning, a synchronization word SW_B, no-data intervals ND_B1 and ND_B2, and multiple, for example, seven, blocks of data BD_B. Data frame DF_B is identical to data frame DF_A from base station A, and the synchronization word SW_B, no-data intervals ND_B1 and ND_B2, and block data BD_B correspond to the synchronization word SW_A, no-data intervals ND_A1 and ND_A2, and block data BD_A, respectively.

ブロックデータBD_Bには、ブロック番号B1、B2、B3、B4、B5、B6およびB7がそれぞれ付されている。ブロックデータBD_BのB1、B2、B3、B4、B5、B6およびB7に格納されている伝送データは、データフレームDF_AのブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7に格納されている伝送データと同一である。 Block numbers B1, B2, B3, B4, B5, B6, and B7 are assigned to block data BD_B, respectively. The transmission data stored in B1, B2, B3, B4, B5, B6, and B7 of block data BD_B is the same as the transmission data stored in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A in data frame DF_A.

無データ区間ND_B1、ND_B2は、A局のデータフレームDF_Aと、B局のデータフレームDF_Bと、C局のデータフレームDF_Cを移動局Dで同時に受信する際に、データフレームDF_Aの先頭のブロックデータBD_A1が他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信できるようにするために設けられている。 The no-data sections ND_B1 and ND_B2 are provided so that when mobile station D simultaneously receives data frame DF_A from station A, data frame DF_B from station B, and data frame DF_C from station C, the first block of data BD_A1 in data frame DF_A can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined).

基地局Cから送信されるデータフレームDF_Cは、左端の先頭側から順に、同期ワードSW_Cと、無データ区間ND_C1、ND_C2と、複数個、例えば7個のブロックデータBD_Cとを備えている。データフレームDF_Cは、基地局AのデータフレームDF_Aと同一のものであり、同期ワードSW_C、無データ区間ND_C1、ND_C2およびブロックデータBD_Cは、それぞれ同期ワードSW_A、無データ区間ND_A1、ND_A2およびブロックデータBD_Aに対応する。 The data frame DF_C transmitted from base station C comprises, from the beginning on the left, a synchronization word SW_C, no-data intervals ND_C1 and ND_C2, and multiple, for example, seven, blocks of data BD_C. Data frame DF_C is identical to data frame DF_A from base station A, and the synchronization word SW_C, no-data intervals ND_C1 and ND_C2, and block data BD_C correspond to the synchronization word SW_A, no-data intervals ND_A1 and ND_A2, and block data BD_A, respectively.

ブロックデータBD_Cには、ブロック番号C1、C2、C3、C4、C5、C6およびC7がそれぞれ付されている。ブロックデータBD_CのC1、C2、C3、C4、C5、C6およびC7に格納されている伝送データは、データフレームDF_AのブロックデータBD_AのA1、A2、A3、A4、A5、A6およびA7に格納されている伝送データと同一である。 Block numbers C1, C2, C3, C4, C5, C6, and C7 are assigned to block data BD_C, respectively. The transmission data stored in C1, C2, C3, C4, C5, C6, and C7 of block data BD_C is the same as the transmission data stored in A1, A2, A3, A4, A5, A6, and A7 of block data BD_A in data frame DF_A.

無データ区間ND_C1、ND_C2は、A局のデータフレームDF_Aと、B局のデータフレームDF_Bと、C局のデータフレームDF_Cを移動局Dで同時に受信する際に、データフレームDF_Aの先頭のブロックデータBD_A1が他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信できるようにするために設けられている。 The no-data sections ND_C1 and ND_C2 are provided so that when mobile station D simultaneously receives data frame DF_A from station A, data frame DF_B from station B, and data frame DF_C from station C, the first block of data BD_A1 in data frame DF_A can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined).

基地局A、基地局Bおよび基地局Cは、実施の形態1と同様に、防災無線システムの中央制御装置(図示せず)に接続されている。基地局A、基地局Bおよび基地局Cの無線通信装置2は、この中央制御装置から受信した伝送データを変調してデータフレームDF_A、データフレームDF_BおよびデータフレームDF_Cに変換し、中央制御装置の指示にしたがってデータフレームDF_A、データフレームDF_BおよびデータフレームDF_Cを送信する。その際に、基地局Bは、受信時点におけるビート干渉の回避を目的として、データフレームDF_Aの送信に対し、オフセットシンボル数M(図ではMsymと示す)として、同期ワードSW_Aのシンボル数N(32シンボル)に相当する時間差を設けてデータフレームDF_Bを送信する。また、基地局Cは、同じく受信時点におけるビート干渉の回避を目的として、データフレームDF_Aの送信に対し、オフセットシンボル数2Mとして、同期ワードSW_Aおよび同期ワードSW_Bの合計シンボル数2N(64シンボル)に相当する時間差を設けてデータフレームDF_Cを送信する。すなわち、NBS個の基地局からデータフレームを送信する際には、Mをオフセット時間の基準として、M,2M,・・・,NBSMシンボルの時間を各局ではオフセットして送信する。 As in the first embodiment, base stations A, B, and C are connected to a central control unit (not shown) of the disaster prevention radio system. The wireless communication devices 2 of base stations A, B, and C modulate transmission data received from the central control unit and convert it into data frames DF_A, DF_B, and DF_C, and transmit the data frames DF_A, DF_B, and DF_C in accordance with instructions from the central control unit. In order to avoid beat interference at the time of reception, base station B transmits data frame DF_B with a time difference of M offset symbols (shown as Msym in the figure) from the data frame DF_A, which corresponds to the number N (32 symbols) of synchronization word SW_A. Similarly, in order to avoid beat interference at the time of reception, base station C transmits data frame DF_C with a time difference of 2M offset symbols from the data frame DF_A, which corresponds to the total number 2N (64 symbols) of synchronization word SW_A and synchronization word SW_B. That is, when transmitting a data frame from N BS base stations, M is used as the offset time reference, and each station transmits the data frame by offsetting the time of M, 2M, . . . , N BS M symbols.

基地局A、基地局Bおよび基地局Cの無線通信装置2のアンテナ2aから電波として送信されたデータフレームDF_A、データフレームDF_BおよびデータフレームDF_Cは、空間を伝搬する過程で合成され、図9(B)に示すように、合成データフレームDF_A+DF_B+DF_Cが生成される。 Data frames DF_A, DF_B, and DF_C transmitted as radio waves from antennas 2a of wireless communication devices 2 at base stations A, B, and C are combined as they propagate through space, generating a combined data frame DF_A+DF_B+DF_C, as shown in Figure 9(B).

合成データフレームDF_A+DF_B+DF_Cは、データフレームDF_BがデータフレームDF_Aに対してシンボル数Mだけオフセット送信され、データフレームDF_CがデータフレームDF_Aに対してシンボル数2Mだけオフセット送信されることにより、同期ワードSW_A、同期ワードSW_Bおよび同期ワードSW_Cと、ブロックデータBD_A、ブロックデータBD_BおよびブロックデータBD_Cとが送信順に並ぶように合成される。図9(A)に示すように、データフレームDF_A、データフレームDF_BおよびデータフレームDF_Cには、無データ区間ND_A1、ND_A2と、無データ区間ND_B1、ND_B2と、無データ区間ND_C1、ND_C2とが存在するため、同期ワードSW_Bは無データ区間ND_A1の位置に配置され、同期ワードSW_Cは無データ区間ND_A2およびND_B1の位置に配置され、ブロックデータBD_A1は、無データ区間ND_B2、ND_C1の位置に配置されるためである。 The combined data frame DF_A+DF_B+DF_C is obtained by offsetting data frame DF_B by M symbols relative to data frame DF_A, and offsetting data frame DF_C by 2M symbols relative to data frame DF_A, so that synchronization words SW_A, SW_B, and SW_C and block data BD_A, block data BD_B, and block data BD_C are combined in transmission order. As shown in FIG. 9(A), data frames DF_A, DF_B, and DF_C each have no-data intervals ND_A1 and ND_A2, no-data intervals ND_B1 and ND_B2, and no-data intervals ND_C1 and ND_C2. Therefore, synchronization word SW_B is placed in the no-data interval ND_A1, synchronization word SW_C is placed in the no-data intervals ND_A2 and ND_B1, and block data BD_A1 is placed in the no-data intervals ND_B2 and ND_C1.

また、複数のブロックデータBD_AのA1~A7、ブロックデータBD_BのB1~B7およびブロックデータBD_CのC1~C7のうち、同時刻に送信されたブロックデータ同士は合成されて合成ブロックデータが生成される。具体的には、合成ブロックデータA1、合成ブロックデータA2+B1、合成ブロックデータA3+B2+C1,合成ブロックデータA4+B3+C2、合成ブロックデータA5+B4+C3、合成ブロックデータA6+B5+C4、合成ブロックデータA7+B6+C5、合成ブロックデータB7+C6、および合成ブロックデータC7が生成される。 Furthermore, among the multiple block data BD_A A1-A7, block data BD_B B1-B7, and block data BD_C C1-C7, block data transmitted at the same time are combined to generate composite block data. Specifically, composite block data A1, composite block data A2+B1, composite block data A3+B2+C1, composite block data A4+B3+C2, composite block data A5+B4+C3, composite block data A6+B5+C4, composite block data A7+B6+C5, composite block data B7+C6, and composite block data C7 are generated.

基地局A、基地局Bおよび基地局Cの無線通信装置2から電波として送信されたデータフレームDF_A、データフレームDF_BおよびデータフレームDF_Cは、移動局Dの無線通信装置3によって合成データフレームDF_A+DF_B+DF_Cの合成波として受信される。この合成波の時刻kにおける受信信号rkは、以下の式(8)によって表すことができる。 Data frames DF_A, DF_B, and DF_C transmitted as radio waves from wireless communication devices 2 of base stations A, B, and C are received as a composite wave of a composite data frame DF_A+DF_B+DF_C by wireless communication device 3 of mobile station D. A received signal r k of this composite wave at time k can be expressed by the following equation (8).

ここで、式(8)のLAは基地局Aと移動局Dとの間の有効パス数(2以上の場合はマルチパス)、LBは基地局Bと移動局Dとの間の有効パス数(2以上の場合はマルチパス)、LCは基地局Cと移動局Dとの間の有効パス数(2以上の場合はマルチパス)、hA,iは基地局Aと移動局Dとの間のインパルス応答値、hB,iは基地局Bと移動局Dとの間のインパルス応答値、hC,iは基地局Cと移動局Dとの間のインパルス応答値、xkは時刻kに基地局Aから送信された一次変調シンボル、nkは時刻kにおいて移動局Dで加わる雑音(AWGN)である。この式(8)から分かるように、基地局A、基地局Bおよび基地局Cにおいてデータフレームをオフセット送信することにより、ビート干渉による信号消失が回避される。 Here, in equation (8), L A is the number of effective paths between base station A and mobile station D (multipath if two or more), L B is the number of effective paths between base station B and mobile station D (multipath if two or more), L C is the number of effective paths between base station C and mobile station D (multipath if two or more), h A,i is the impulse response value between base station A and mobile station D, h B,i is the impulse response value between base station B and mobile station D, h C,i is the impulse response value between base station C and mobile station D, x k is the primary modulation symbol transmitted from base station A at time k, and n k is the noise (AWGN) added at mobile station D at time k. As can be seen from equation (8), signal loss due to beat interference can be avoided by transmitting data frames with an offset from base station A, base station B, and base station C.

ここで、DFE34の構成をより簡単に説明するために、LA=LB=LC=1の場合について考える(移動局Dが移動を伴う場合、基地局A、BおよびCからの到来波が1波であったとしても伝搬路インパルス応答値は時間的に変動し、また基地局A、BおよびCの伝搬路は独立に変動する)。また、AWGNに関してもないものとして考える。このとき、受信信号rkは、下記式(9)で表せる。 Here, to more simply explain the configuration of DFE 34, consider the case where L A = L B = L C = 1 (when mobile station D is moving, even if there is only one incoming wave from base stations A, B, and C, the propagation path impulse response value fluctuates over time, and the propagation paths of base stations A, B, and C fluctuate independently). Also, consider that there is no AWGN. In this case, the received signal r k can be expressed by the following equation (9).

ここで、時刻kにおいて、受信信号系列から希望シンボルxk-2MをDFE34により復調する場合を考える。このとき、SW区間を用いたDFE34のもつタップ係数の引込は、既知信号xk-(Tref-1)を用いて行なってもよく、その場合はTref=2M+1となる。また、その際のDFE34の構成は、図10のようになる。具体的には、受信信号rkを入力とする3個のタップ3411aと、2個の遅延器3411bとを備えるFFフィルタ3411と、フィルタ出力値ykの硬判定値ydkもしくはトレーニング信号xk-(Tref-1)を入力dkとする2個のタップ3412aと、2個の遅延器3412bとを備えるFBフィルタ3412とを備え、遅延器3411bおよび3412bは、Mシンボル数分の遅延を行なう。 Now, consider a case where desired symbol x k-2M is demodulated from a received signal sequence by DFE 34 at time k. In this case, the tap coefficients of DFE 34 using the SW section may be pulled in using known signal x k-(Tref-1) , in which case T ref =2M+1. The configuration of DFE 34 in this case is as shown in FIG. 10 . Specifically, it includes an FF filter 3411 having three taps 3411a and two delays 3411b to which received signal r k is input, and an FB filter 3412 having two taps 3412a and two delays 3412b to which hard decision value y d , k of filter output value y k or training signal x k-(Tref-1) is input, where delays 3411b and 3412b provide a delay of M symbols.

上記参考文献(1)に記載されている一般的なDFEの性質では、FFフィルタのタップ数は遅延波(本実施の形態では基地局B、Cからの到来波)に含まれる遅延シンボル数+1個以上とすることで、ダイバーシチ効果が得られる。本実施の形態では、Mシンボル遅延器としているので、「NFF≧(NBS-1)+1=3」となる。また、参考文献(1)より、FBフィルタのタップ数は遅延波(本実施の形態では基地局B、Cからの到来波)に含まれる遅延シンボル数個とすればよい。本実施の形態では、Mシンボル遅延器としているので、「NFB≧NBS-1=2」となる。 According to the characteristics of a general DFE described in the above reference (1), a diversity effect can be obtained by setting the number of taps of the FF filter to the number of delayed symbols contained in the delayed waves (in this embodiment, the waves arriving from base stations B and C) plus one or more. In this embodiment, an M-symbol delay device is used, so "N FF ≧(N BS −1)+1=3". Also, according to reference (1), the number of taps of the FB filter may be set to the number of delayed symbols contained in the delayed waves (in this embodiment, the waves arriving from base stations B and C). In this embodiment, an M-symbol delay device is used, so "N FB ≧N BS −1=2".

このようなDFE34において、時刻kの等化器入力は、複数時刻にわたるNFF=3個の受信信号rk,rk-M,rk-2Mとなり、時刻kにおけるフィルタ出力ykは、下記式(10)により得られる。ここで、a1,a2,a3はFFフィルタタップ係数、b1,b2はFBフィルタタップ係数、信号dkは時刻kにおけるフィルタ出力ykの硬判定値ydkもしくはトレーニング信号xk-(Tref-1)である。信号dkは、等化器入力が合成データフレームDF_A+DF_B+DF_Cの同期ワード区間(SW_A、SW_B、SW_C)である場合には、既知信号xk-(Tref-1)を用い、データ区間(A1,A2+B1…B7+C6,C7)である場合には、フィルタ出力ykの硬判定値ydkが用いられる。すなわち、時刻kにおいて等化器出力ydkを得ることができる。 In such a DFE 34, the equalizer input at time k is N FF = three received signals r k , r kM , r k-2M across multiple times, and the filter output y k at time k is obtained by the following equation (10). Here, a 1 , a 2 , a 3 are FF filter tap coefficients, b 1 and b 2 are FB filter tap coefficients, and signal d k is the hard decision value y d , k of the filter output y k at time k or the training signal x k-(Tref-1) . When the equalizer input is in the synchronization word section (SW_A, SW_B, SW_C) of the combined data frame DF_A + DF_B + DF_C, the known signal x k- (Tref-1) is used as the signal d k, and when it is in the data section (A1, A2 + B1 ... B7 + C6, C7), the hard decision value y d , k of the filter output y k is used. That is, the equalizer output y d , k can be obtained at time k.

図11は、図10に示すDFE34により合成データフレームDF_A+DF_B+DF_CからブロックデータBD_Aのシンボルの近似値を出力する処理を説明するものである。DFE34による処理は、タップ数が増える以外は実施の形態1と同様であるため詳しい説明は省略するが、FFフィルタの入力信号は、下記式(11)~(13)に示すとおりである。また、dk=xk-2Mとしたときに得られるフィルタ出力は、下記式(14)に示すとおりである。ここで、各タップ係数a1,a2,a3およびb1,b2と、各基地局A,B,Cと移動局Dとの間のインパルス応答値hA,0,hB,0,hC,0との関係を下記式(15)とすると、下記式(16)がyk=xk-2Mとなる各タップ係数a1,a2,a3およびb1,b2の最適値であり、LMSやRLSといった適応アルゴリズムを用いることで、これらの近似値を求めることができる。 Fig. 11 explains the process of outputting an approximation of the symbol of block data BD_A from the combined data frame DF_A+DF_B+DF_C by the DFE 34 shown in Fig. 10. The process by the DFE 34 is the same as that in embodiment 1 except for the increase in the number of taps, so a detailed explanation will be omitted, but the input signal to the FF filter is as shown in the following equations (11) to (13). Furthermore, the filter output obtained when dk = xk-2M is as shown in the following equation (14). Here, if the relationship between the tap coefficients a1 , a2 , a3 and b1 , b2 and the impulse response values hA ,0 , hB ,0 , hC ,0 between each base station A, B, C and mobile station D is expressed as equation (15) below, then equation (16) below is the optimal value of the tap coefficients a1 , a2 , a3 and b1 , b2 such that yk = xk -2M , and these approximate values can be obtained by using an adaptive algorithm such as LMS or RLS.

以上で説明したように、本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、複数の送信基地局から同一のデータフレームを送信する際、同期ワードと同じシンボル数を有する無データ区間を備えたデータフレームを、オフセットシンボル数Mとして、同期ワードのシンボル数Nに相当する時間差を設けてそれぞれ送信するようにしたので、DFEにおけるタップ係数の引込処理に用いる同期ワードを他のデータと重ならずに(言い換えれば、合成されずに)単独で受信でき、複数の送信基地局のいずれの同期ワードであるかを識別する手段(例えば、各局送信信号の符号化)が不要となり、タップ係数の引込を高速で行うことが可能となる。 As explained above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, when the same data frame is transmitted from multiple transmitting base stations, data frames having a no-data section with the same number of symbols as the synchronization word are transmitted with a time difference equivalent to the number of symbols N of the synchronization word, with the number of offset symbols M. This means that the synchronization word used in the tap coefficient pull-in process in the DFE can be received independently without overlapping with other data (in other words, without being combined), eliminating the need for a means to identify which of the multiple transmitting base stations the synchronization word belongs to (for example, by encoding the transmission signal from each station), and enabling high-speed tap coefficient pull-in.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。 The above describes an embodiment of the present invention, but the specific configuration is not limited to the above embodiment, and design changes that do not deviate from the gist of the present invention are also included in the present invention.

1 無線通信システム
2 無線通信装置(無線送信装置)
3 無線通信装置(無線受信装置)
33 受信部(受信手段)
34 判定帰還型等化器
341 等化フィルタ部
342 硬判定器
343 誤差計算部
344 タップ更新部
3411 フィードフォワードフィルタ
3412 フィードバックフィルタ
3413 加算器
A,B,C 基地局
D 移動局
DF_A,DF_B,DF_C データフレーム
DF_A+DF_B 合成データフレーム
DF_A+DF_B+DF_C 合成データフレーム
SW_A、SW_B 同期ワード
BD_A,BD_B,BD_C ブロックデータ
1 Wireless communication system 2 Wireless communication device (wireless transmission device)
3. Wireless communication device (wireless receiving device)
33 Receiving unit (receiving means)
34 Decision feedback equalizer 341 Equalization filter section 342 Hard decision device 343 Error calculation section 344 Tap update section 3411 Feed-forward filter 3412 Feedback filter 3413 Adder A, B, C Base station D Mobile station DF_A, DF_B, DF_C Data frame DF_A + DF_B Combined data frame DF_A + DF_B + DF_C Combined data frame SW_A, SW_B Synchronization word BD_A, BD_B, BD_C Block data

Claims (1)

変調された同一のデータフレームを同一周波数で送信する無線送信装置を備えた複数の送信基地局と、前記データフレームを受信して復調する無線受信装置を備えた移動受信局と、を備える無線通信システムであって、
前記複数の無線送信装置は、既知のヘッダデータと、前記ヘッダデータと同じシンボル数を有する複数のブロックデータと、前記ヘッダデータと先頭のブロックデータとの間に配置され、前記ヘッダデータと同じシンボル数を有する無データ区間と、を備えた前記データフレームを、オフセットシンボル数として、前記ヘッダデータのシンボル数に相当する時間差を設けてそれぞれ送信し、
前記無線受信装置は、複数の前記データフレームが空間上で合成された合成データフレームを受信して各シンボルの受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号が入力される判定帰還型適応等化器と、を備え、
前記判定帰還型適応等化器は、
前記合成データフレームに含まれる複数の前記ヘッダデータの受信信号と、予め記憶した参照信号とに基づいて、等化処理に用いるタップ係数の引込を行なう第1の処理と、
前記合成データフレームを構成する合成ブロックデータの受信信号を等化器入力とし、前記等化器入力と、現在のタップ係数とに基づいて等化処理を行い、前記合成ブロックデータに含まれる前記ブロックデータのシンボルの近似値を等化器出力として得る第2の処理と、
前記等化器出力の硬判定値と、前記等化器出力との誤差を算出し、算出した誤差と、現在のタップ係数と、新たな等化器入力とを用いてタップ係数を最新の値に更新する第3の処理と、を実行し、
前記合成データフレームから前記ブロックデータのシンボルの近似値が全て出力されるまで前記第2の処理と、前記第3の処理とを繰り返す、
ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system comprising a plurality of transmitting base stations each having a wireless transmitting device for transmitting the same modulated data frame at the same frequency, and a mobile receiving station each having a wireless receiving device for receiving and demodulating the data frame,
the plurality of wireless transmission devices respectively transmit the data frame, the data frame including known header data, a plurality of block data each having the same number of symbols as the header data, and a no-data section disposed between the header data and a first block data and having the same number of symbols as the header data, with a time difference corresponding to the number of symbols of the header data as an offset symbol number;
the wireless receiving device comprises: receiving means for receiving a combined data frame obtained by spatially combining a plurality of the data frames and outputting a received signal of each symbol; and a decision feedback adaptive equalizer to which the received signal is input;
The decision feedback adaptive equalizer comprises:
a first process of performing tap coefficients used in equalization processing based on a received signal of the plurality of header data included in the combined data frame and a pre-stored reference signal;
a second process of performing equalization processing based on a received signal of composite block data constituting the composite data frame as an equalizer input and current tap coefficients to obtain an approximation value of a symbol of the block data included in the composite block data as an equalizer output;
a third process of calculating an error between the hard decision value of the equalizer output and the equalizer output, and updating the tap coefficients to the latest values using the calculated error, the current tap coefficients, and a new equalizer input;
repeating the second process and the third process until all approximate values of the symbols of the block data are output from the composite data frame;
A wireless communication system comprising:
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