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技術 無線中継装置および無線中継方法

出願人 日本電信電話株式会社
発明者 福園隼人布房夫岩谷純一永瀬文昭中村宏之
出願日 2015年6月2日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2015-112220
公開日 2016年12月28日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2016-225908
状態 特許登録済
技術分野 無線中継システム 直流方式デジタル伝送 移動無線通信システム
主要キーワード 干渉区間 他ルート キャンセル用信号 各無線端末局 信号変換処理 中継パケット 遅延分 無線中継装置
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この項目の情報は公開日時点(2016年12月28日)のものです。
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図面 (6)

課題

P−MP通信における全二重中継系において、伝送速度効率を低下させることなく他ルート干渉を回避する。

解決手段

P−MP通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で各ルートの信号をそれぞれ全二重中継する無線中継装置において、無線基地局が各無線端末局宛に時分割で送信する信号のうち、自ルートの信号Aを全二重中継する際に、該信号Aの1つ前の他ルートの信号Bからキャンセル用信号を生成し、該信号Aに対して該キャンセル用信号を用いて他ルート間干渉をキャンセルする他ルート間干渉キャンセル手段を備える。

概要

背景

図4は、P−MP通信における全二重中継系の他ルート干渉の例を示す。
図4において、P−MP通信では、中継局1が基地局と端末局1との間で全二重中継を行い、中継局2が基地局と端末局2との間で全二重中継を行う(非特許文献1)。ここで、基地局が時分割で送信する信号1,信号2は中継局1,2がそれぞれ再生処理復調変調)して中継される。この再生処理にかかる遅延時間をTとする。

中継局1は、信号1を再生処理する際に、信号1の回り込み干渉区間A1で回り込み干渉成分キャンセル処理を行うが、再生処理遅延Tに相当する遅延分だけ中継局1が送信する信号1の末尾と中継局2が受信する信号2の先頭が重なり、中継局1から中継局2に対する他ルート間干渉区間B1となる。同様に、中継局2で再生処理して送信する信号2の末尾と中継局1が受信する信号1の先頭が重なり、中継局2から中継局1に対する他ルート間干渉区間B2となる。中継局1,2は、この再生処理遅延Tに相当する他ルート間干渉により、信号1,2を正常に再生処理できないことがある。なお、中継局が3以上存在する場合も同様である。

そこで、従来のP−MP通信における全二重中継系では他ルート間干渉を回避するために、図5に示すように、基地局が中継局1,2に送信する信号1と信号2との間に、再生処理遅延Tに相当する空白時間を設ける方法が考えられている。

なお、回り込み干渉区間A1,A2における回り込み干渉キャンセルの方法は、回り込み信号をアナログ回路内でキャンセルするアナログキャンセル法と、デジタル回路内でキャンセルするデジタルキャンセル法があり、双方を併用したアナログ/デジタルキャンセル法も提案されている(非特許文献1)。

概要

P−MP通信における全二重中継系において、伝送速度効率を低下させることなく他ルート間干渉を回避する。P−MP通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で各ルートの信号をそれぞれ全二重中継する無線中継装置において、無線基地局が各無線端末局宛に時分割で送信する信号のうち、自ルートの信号Aを全二重中継する際に、該信号Aの1つ前の他ルートの信号Bからキャンセル用信号を生成し、該信号Aに対して該キャンセル用信号を用いて他ルート間干渉をキャンセルする他ルート間干渉キャンセル手段を備える。

目的

本発明は、P−MP通信における全二重中継系において、伝送速度効率を低下させることなく他ルート間干渉を回避することができる無線中継装置および無線中継方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

P−MP(Point to Multi Point)通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で各ルートの信号をそれぞれ全二重中継する無線中継装置において、前記無線基地局が各無線端末局宛に時分割で送信する信号のうち、自ルートの信号Aを全二重中継する際に、該信号Aの1つ前の他ルートの信号Bからキャンセル用信号を生成し、該信号Aに対して該キャンセル用信号を用いて他ルート間干渉キャンセルする他ルート間干渉キャンセル手段を備えたことを特徴とする無線中継装置。

請求項2

請求項1に記載の無線中継装置において、前記他ルート間干渉キャンセル手段は、通信開始前に、前記信号Bを全二重中継する無線中継装置との間の通信路応答推定する推定手段と、通信時に、前記信号Bを再生処理した信号と、前記推定した通信路応答とを乗算して前記キャンセル用信号を生成するキャンセル用信号生成手段とを含むことを特徴とする無線中継装置。

請求項3

P−MP(Point to Multi Point)通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で各ルートの信号をそれぞれ全二重中継する無線中継方法において、前記無線基地局が各無線端末局宛に時分割で送信する信号のうち、自ルートの信号Aを全二重中継する際に、該信号Aの1つ前の他ルートの信号Bからキャンセル用信号を生成し、該信号Aに対して該キャンセル用信号を用いて他ルート間干渉をキャンセルすることを特徴とする無線中継方法。

請求項4

請求項3に記載の無線中継方法において、通信開始前に、前記信号Bを全二重中継する無線中継装置との間の通信路応答を推定し、通信時に、前記信号Bを再生処理した信号と、前記推定した通信路応答とを乗算して前記キャンセル用信号を生成することを特徴とする無線中継方法。

技術分野

0001

本発明は、P−MP(Point to Multi Point)通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で中継処理を行う無線中継装置および無線中継方法に関する。特に、無線基地局の送信と無線中継装置の送信、すなわち無線中継装置における送受信を同一時間および同一周波数で行う全二重中継により、周波数利用効率スループットを向上させる無線中継装置および無線中継方法に関する。

背景技術

0002

図4は、P−MP通信における全二重中継系の他ルート干渉の例を示す。
図4において、P−MP通信では、中継局1が基地局と端末局1との間で全二重中継を行い、中継局2が基地局と端末局2との間で全二重中継を行う(非特許文献1)。ここで、基地局が時分割で送信する信号1,信号2は中継局1,2がそれぞれ再生処理復調変調)して中継される。この再生処理にかかる遅延時間をTとする。

0003

中継局1は、信号1を再生処理する際に、信号1の回り込み干渉区間A1で回り込み干渉成分キャンセル処理を行うが、再生処理遅延Tに相当する遅延分だけ中継局1が送信する信号1の末尾と中継局2が受信する信号2の先頭が重なり、中継局1から中継局2に対する他ルート間干渉区間B1となる。同様に、中継局2で再生処理して送信する信号2の末尾と中継局1が受信する信号1の先頭が重なり、中継局2から中継局1に対する他ルート間干渉区間B2となる。中継局1,2は、この再生処理遅延Tに相当する他ルート間干渉により、信号1,2を正常に再生処理できないことがある。なお、中継局が3以上存在する場合も同様である。

0004

そこで、従来のP−MP通信における全二重中継系では他ルート間干渉を回避するために、図5に示すように、基地局が中継局1,2に送信する信号1と信号2との間に、再生処理遅延Tに相当する空白時間を設ける方法が考えられている。

0005

なお、回り込み干渉区間A1,A2における回り込み干渉キャンセルの方法は、回り込み信号をアナログ回路内でキャンセルするアナログキャンセル法と、デジタル回路内でキャンセルするデジタルキャンセル法があり、双方を併用したアナログ/デジタルキャンセル法も提案されている(非特許文献1)。

先行技術

0006

M. Jain, et al.,“Practical, Real-time, Full Duplex Wireless, ” Proc., MobiCom 11, 2011.

発明が解決しようとする課題

0007

P−MP通信における全二重中継系において、他ルート間干渉を回避するために基地局が各中継局に送信する信号間に空白時間を設ける方法では、伝送速度効率が低下する問題がある。

0008

本発明は、P−MP通信における全二重中継系において、伝送速度効率を低下させることなく他ルート間干渉を回避することができる無線中継装置および無線中継方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

第1の発明は、P−MP通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で各ルートの信号をそれぞれ全二重中継する無線中継装置において、無線基地局が各無線端末局宛に時分割で送信する信号のうち、自ルートの信号Aを全二重中継する際に、該信号Aの1つ前の他ルートの信号Bからキャンセル用信号を生成し、該信号Aに対して該キャンセル用信号を用いて他ルート間干渉をキャンセルする他ルート間干渉キャンセル手段を備える。

0010

他ルート間干渉キャンセル手段は、通信開始前に、信号Bを全二重中継する無線中継装置との間の通信路応答推定する推定手段と、通信時に、信号Bを再生処理した信号と、推定した通信路応答とを乗算してキャンセル用信号を生成するキャンセル用信号生成手段とを備える。

0011

第2の発明は、P−MP通信を行う無線基地局と複数の無線端末局との間で各ルートの信号をそれぞれ全二重中継する無線中継方法において、無線基地局が各無線端末局宛に時分割で送信する信号のうち、自ルートの信号Aを全二重中継する際に、該信号Aの1つ前の他ルートの信号Bからキャンセル用信号を生成し、該信号Aに対して該キャンセル用信号を用いて他ルート間干渉をキャンセルする。

0012

第2の発明の無線中継方法において、通信開始前に、信号Bを全二重中継する無線中継装置との間の通信路応答を推定し、通信時に、信号Bを再生処理した信号と、推定した通信路応答とを乗算してキャンセル用信号を生成する。

発明の効果

0013

本発明は、P−MP通信における全二重中継系において、他ルート信号から生成するキャンセル用信号を用いて他ルート間干渉をキャンセルすることにより、伝送速度効率を低下させることなく他ルート間干渉を回避することができる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の無線中継装置における他ルート間干渉のキャンセル手順を示す図である。
本発明の無線中継装置の実施例構成を示す図である。
本発明の無線中継装置における他ルート間干渉の他の回避例を示す図である。
P−MP通信における全二重中継系の他ルート間干渉の例を示す図である。
P−MP通信における全二重中継系の他ルート間干渉の従来の回避例を示す図である。

実施例

0015

図1は、本発明の無線中継装置における他ルート間干渉のキャンセル手順を示す。
図1において、基地局、中継局1,2、端末局1,2の関係は図4に示す構成と同様であり、他ルート間干渉区間B1において、中継局1が再生処理して送信する信号1の末尾と中継局2が受信する信号2の先頭が重なって他ルート間干渉となり、他ルート間干渉区間B2において、中継局2が再生処理して送信する信号2の末尾と中継局1が受信する信号1の先頭が重なって他ルート間干渉となる。

0016

ここでは、他ルート間干渉区間B1における中継局1から中継局2への他ルート間干渉をキャンセルする手順を例に説明するが、他ルート間干渉区間B2における中継局2から中継局1への他ルート間干渉をキャンセルする手順も同様である。また、中継局が3以上であっても同様である。

0017

まず中継局2は自局の通信開始前に、図1(1) に示すように、中継局1が送信する信号1を受信し、他ルート間干渉の通信路応答を推定しておく。

0018

次に、中継局2は自局の通信時に、図1(2) に示すように、基地局が中継局1に送信する信号1(図中、(信号1)と表記する)を受信し、中継局1と同様に再生処理(復調・変調)した信号1と事前に推定された他ルート間干渉の通信路応答を乗算し、キャンセル用信号を生成する。中継局2は信号2を受信して再生処理するが、このとき中継局1が送信する信号1による他ルート間干渉成分を、中継局2が再生処理した信号1から生成したキャンセル用信号を用いてキャンセルする。

0019

図2は、本発明の無線中継装置の実施例構成を示す。ここで、図2(1)は図1(1) に対応する中継局2の通信開始前の状態を示し、図2(2)は図1(2) に対応する中継局2の通信時の状態を示す。

0020

図2において、無線中継装置は、受信アンテナ11、受信アンテナ11に受信した無線信号を復調するための信号変換処理フィルタ増幅ダウンコンバートAD変換など)を行う受信信号変換部12、受信信号を再生処理して送信信号を生成する復調・変調部13、送信信号を無線信号に変換する信号変換処理(DA変換アップコンバート、フィルタ、増幅など)を行う送信信号変換部14、送信アンテナ15、他ルート間干渉通信路推定部16、他ルート間干渉信号記憶部17、他ルート間干渉キャンセル部18、回り込みキャンセル部19から構成される。ここで、復調・変調部13は、本来は自ルート信号のみを再生処理するが、本発明では他ルート信号も再生処理する。

0021

他ルート間干渉通信路推定部16は他ルート間干渉の通信路応答を推定し、他ルート間干渉信号記憶部17は復調・変調部13で再生処理された他ルート信号を記憶し、他ルート間干渉キャンセル部18は他ルート信号と他ルート間干渉の通信路応答を乗算してキャンセル用信号を生成する。回り込みキャンセル部19は中継局の自局干渉をキャンセルする。

0022

中継局2の通信開始前は、図2(1) に示すように、受信信号変換部12と他ルート間干渉通信路推定部16が接続され、中継局1が送信する信号1(他ルート信号)を受信し、信号1に含まれる既知信号パイロット信号)を用いて他ルート間干渉の通信路応答を推定する。

0023

中継局2の通信時は、図2(2) に示すように、受信信号変換部12と復調・変調部13が接続され、自局が中継する1つ前のスロットの信号1(他ルート信号)を再生処理して他ルート間干渉信号記憶部17に記憶する。さらに、他ルート間干渉キャンセル部18では、他ルート間干渉信号記憶部17に記憶された信号1と、他ルート間干渉通信路推定部16で推定された他ルート間干渉の通信路応答を乗算し、キャンセル用信号を生成して復調・変調部13に出力する。復調・変調部13では、中継局2が信号2(自ルート信号)を再生処理する際に、他ルート間干渉区間B2で信号1から生成されたキャンセル用信号を用いて他ルート間干渉がキャンセルされる。また、復調・変調部13が再生処理された信号2を出力するタイミングで、復調・変調部13の出力が送信信号変換部14に切り替えられ、信号2が送信アンテナ15から送信される。

0024

図3は、本発明の無線中継装置における他ルート間干渉の他の回避例を示す。
図3において、基地局、中継局1,2、端末局1,2の関係は図1に示す構成と同様である。ただし、中継局1と端末局1との間、中継局2と端末局2との間において、伝搬環境が良好で変調符号化率(MCS)を上げる余裕があれば、高MCS伝送を行って中継パケット長を短くする。これにより、図1に示すように、中継局1が再生処理して送信する信号1の末尾と中継局2が受信する信号2の先頭が重なる他ルート間干渉区間B1が発生しない。同様に、中継局2が再生処理して送信する信号2の末尾と中継局1が受信する信号1の先頭が重なる他ルート間干渉区間B2が発生しない。すなわち、他ルート間干渉を回避することができる。

0025

11受信アンテナ
12受信信号変換部
13復調・変調部
14送信信号変換部
15送信アンテナ
16他ルート間干渉通信路推定部
17 他ルート間干渉信号記憶部
18 他ルート間干渉キャンセル部
19 回り込みキャンセル部

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