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JP2005269061A - Wireless communication system in which reception timing is controlled - Google Patents

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JP2005269061A
JP2005269061A JP2004076600A JP2004076600A JP2005269061A JP 2005269061 A JP2005269061 A JP 2005269061A JP 2004076600 A JP2004076600 A JP 2004076600A JP 2004076600 A JP2004076600 A JP 2004076600A JP 2005269061 A JP2005269061 A JP 2005269061A
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JP
Japan
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signal
timing
symbol
base station
transmission
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Pending
Application number
JP2004076600A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahito Saito
将人 齋藤
Heiichi Yamamoto
平一 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nara Institute of Science and Technology NUC
Original Assignee
Nara Institute of Science and Technology NUC
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Publication date
Application filed by Nara Institute of Science and Technology NUC filed Critical Nara Institute of Science and Technology NUC
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform good wireless communication by suppressing interference with other station in code division multiple access system. <P>SOLUTION: The wireless communication system includes a plurality of mobile stations and base stations utilizing a spread spectrum system and performs symbol semi-synchronization transmission for arranging the timing of the transmission symbol, of a transmission signal of each mobile transmission, arriving at the base station to a time sufficiently shorter than one symbol time for a reference symbol synchronization timing being provided at the base station when the plurality of mobile stations and base stations perform signal transmission. Timing difference between the reference symbol synchronization timing being set at the base station and the symbol timing of a signal being transmitted from the mobile station is measured at the base station and after data concerning that timing difference is transmitted to the mobile station through transmission from the base station to the mobile station, the mobile station regulates a symbol transmission timing provided in itself by an amount corresponding to the timing difference thus updating the symbol transmission timing which is employed in subsequent signal transmission. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線通信分野におけるスペクトル拡散技術を用いた多元接続に関連する。   The present invention relates to multiple access using spread spectrum technology in the field of wireless communications.

スペクトル拡散技術を用いた多元接続は、携帯電話システムの端末及び基地局、無線LANシステムのアクセスボイント及び端末、などにおいて利用されている。即ち、無線通信システムで符号分割多元接続方式を利用しているものであれば適用可能である。   Multiple access using spread spectrum technology is used in terminals and base stations of mobile phone systems, access points and terminals of wireless LAN systems, and the like. That is, the present invention can be applied to any wireless communication system that uses a code division multiple access method.

スペクトル拡散技術を用いた多元接続において、同期タイミング制御のための先行技術として特許文献1が挙げられる。そこに記載される方式では、移動局から基地局への信号送信(上りリンク)において、『基地局と移動局間の往復の伝搬時間の最大値で』同期タイミング誤差の上限を規定し、『移動局送信のSS(スペクトル拡散)信号の拡散符号タイミングを、基地局送信で移動局受信の符号分割多重信号の拡散符号タイミングに従属同期させ』、『符号分割多元接続信号のタイミングと基地局送信のタイミングとが、基地局と移動局との間の往復の伝搬時間の最大値で規定されるタイミング誤差範囲にあることを活用して、基地局受信での拡散復調のための同期の確立を、送信タイミングを基準としたタイミングの微調整により』準同期状態を実現している。   Patent Document 1 is cited as a prior art for synchronization timing control in multiple access using spread spectrum technology. In the method described there, in the signal transmission (uplink) from the mobile station to the base station, "the maximum value of the round-trip propagation time between the base station and the mobile station" defines the upper limit of the synchronization timing error, The mobile station transmission SS (spread spectrum) signal spreading code timing is subordinately synchronized with the spreading code timing of the code division multiplexed signal received by the mobile station at the base station transmission ”,“ Code Division Multiple Access Signal Timing and Base Station Transmission Is established within the timing error range defined by the maximum value of the round-trip propagation time between the base station and the mobile station. The quasi-synchronized state is realized by finely adjusting the timing based on the transmission timing.

また、同期タイミング制御技術として、非特許文献1に記載のものが挙げられる。ここでは、移動局の送信タイミングを調整し、フレームの先頭が到着するタイミングを制御する手法が示されている。また、フレームよりも短いデータブロックである「スロット」毎に1/4(1/8)チップの時間幅で微調整することによって、タイミングずれへの追従を行う方法が示されている。   Moreover, the thing of a nonpatent literature 1 is mentioned as a synchronous timing control technique. Here, a technique is shown in which the transmission timing of the mobile station is adjusted to control the timing at which the beginning of the frame arrives. In addition, a method is shown in which a timing shift is tracked by finely adjusting the time width of ¼ (1/8) chip for each “slot” which is a data block shorter than a frame.

ところで、従来技術では受信タイミング誤差を許容する(言い換えると準同期タイミングで信号が受信される)ためには最大でも基地局/移動局間を往復する時間のマージンを取れば充分とされている。図2(1)は、基地局から移動局(1、N)への規準信号の往復の様子を模式的に示す。上記の「基地局/移動局間を往復する時間のマージンを取れば充分」であるのは、この図2(1)の点線矢印のタイミング((s)→(k)→(m)、(s)→(l)→(n))で各移動局(1、N)が信号を送信することによる。   By the way, in the prior art, in order to allow a reception timing error (in other words, a signal is received at a quasi-synchronous timing), it is sufficient to take a margin of time for reciprocating between a base station and a mobile station at the maximum. FIG. 2 (1) schematically shows the reciprocation of the reference signal from the base station to the mobile station (1, N). The above-mentioned “sufficient margin for the time to reciprocate between the base station / mobile station” is the timing ((s) → (k) → (m), (m), ( s) → (l) → (n)), and each mobile station (1, N) transmits a signal.

しかし実際には、基地局送信のスペクトル拡散信号の(移動局での)受信タイミングを知るためには、そのスペクトル拡散信号に対して何らかの方法で逆拡散(拡散復調)処理をする必要がある。これにはある程度の時間、一般的には少なくとも拡散符号の1周期相当の時間(Tp)を要する。つまり、最大同期タイミング誤差は、図2(1)左に示すように、
Tp+[最大往復伝搬時間]
となる。
However, in practice, in order to know the reception timing (at the mobile station) of the spread spectrum signal transmitted by the base station, it is necessary to despread (spread demodulation) the spread spectrum signal by some method. This requires a certain amount of time, generally at least a time (Tp) corresponding to one cycle of the spreading code. That is, the maximum synchronization timing error is as shown on the left of FIG.
Tp + [maximum round-trip propagation time]
It becomes.

ただし、上記では、信号処理に要する時間をゼロと仮定し、受信タイミングを拡散符号の1周期時間Tpで確実に検知できたと仮定している。このように「受信タイミングを拡散符号の1周期分で確実に検知する」ことを許容するには「ガード区間」が必要であり、しかもそのガード区間には拡散符号の1周期時間以上を要する。かようにガード区間を長く取ることは、データレートの低下や、より短い拡散符号を使用することに起因する拡散利得の低下につながり、いずれにしてもシステムパフォーマンスの格段の劣化を導く。   However, in the above, it is assumed that the time required for signal processing is zero, and that the reception timing can be reliably detected in one cycle time Tp of the spread code. As described above, a “guard section” is required to allow “reliable detection of the reception timing in one period of the spreading code”, and more than one period time of the spreading code is required in the guard section. Such a long guard interval leads to a decrease in data rate and a decrease in spreading gain due to the use of a shorter spreading code, and in any case leads to a significant deterioration in system performance.

仮に、半径300mのマイクロセルで、
・チップレートを1Mchip/s(秒)、
・1シンボル時間(拡散符号とガードインターバルを含めた時間)を100chip
と仮定すると、ガードインターバルは約0.2ms必要であるため、2値変調をするとデータレートは約5kbpsでしかない。移動体通信におけるセル半径の拡大や、衛星通信への適用を考えるとデータレートは更に低下する。
特許2653421号公報 E.Hong,S.Hwang,K.Rim,and K.Whang,“Synchronous Transmission Technique for the Reverse Link in DS−CDMA Terrestrial Moble Systems”, IEEE Trans. Commun., Vol.47,No.11,pp.1632−1635,Nov.1999.
For example, a micro cell with a radius of 300 m
・ Chip rate is 1 Mchip / s (seconds)
・ One symbol time (time including spreading code and guard interval) is 100 chips.
Assuming that the guard interval is about 0.2 ms, the data rate is only about 5 kbps when binary modulation is performed. Considering the expansion of the cell radius in mobile communication and the application to satellite communication, the data rate further decreases.
Japanese Patent No. 2653421 E. Hong, S .; Hwang, K .; Rim, and K.K. Whang, “Synchronous Transmission Technology for the Reverse Link in DS-CDMA Terrestrial Mobile Systems”, IEEE Trans. Commun. , Vol. 47, no. 11, pp. 1632-1635, Nov. 1999.

本発明は、符号分割多元接続方式で、受信局において他局間干渉を低く抑えより良好な無線通信を行うことを目的とする。   An object of the present invention is to perform better radio communication with a code division multiple access system with low interference between other stations at a receiving station.

本発明は、上記の目的を達成するためになされたものである。本発明に係る請求項1に記載の無線通信システムは、
複数の移動局と基地局とが含まれ、複数の移動局と基地局とはスペクトル拡散方式を利用しており、
複数の移動局と基地局とが信号送信を行う際、基地局で設ける規準シンボル同期タイミングに対して、各移動局送信の送信信号の送信シンボルが基地局に到着するタイミングを、1シンボル時間に対して充分小さい時問に揃えるシンボル準同期送信を行う無線通信システムである。その無線通信システムにおいて、
基地局が設定する規準シンボル同期タイミングと移動局が送信する信号のシンボルタイミングとのタイミング時間差を、基地局が計測し、
基地局から移動局への送信を通してそのタイミング時間差に係るデータを移動局に伝達した後、移動局が自身に備えるシンボル送信タイミングをタイミング時間差の分だけ調整しシンボル送信タイミングを更新して、以降の信号送信で用いることを特徴とする。
The present invention has been made to achieve the above object. The wireless communication system according to claim 1 of the present invention is
Multiple mobile stations and base stations are included, and multiple mobile stations and base stations use spread spectrum,
When a plurality of mobile stations and a base station perform signal transmission, the timing at which a transmission symbol of a transmission signal of each mobile station arrives at the base station is set to one symbol time with respect to a reference symbol synchronization timing provided in the base station. This is a wireless communication system that performs symbol quasi-synchronous transmission to match a sufficiently small time. In the wireless communication system,
The base station measures the timing time difference between the reference symbol synchronization timing set by the base station and the symbol timing of the signal transmitted by the mobile station,
After transmitting the data related to the timing time difference to the mobile station through the transmission from the base station to the mobile station, the mobile station adjusts the symbol transmission timing provided for itself by the timing time difference and updates the symbol transmission timing. It is used for signal transmission.

本発明に係る請求項2に記載の無線通信システムは、
基地局において、規準シンボル同期タイミングが情報シンボル時間の整数倍で設定されている、請求項1に記載の無線通信システムである。
The wireless communication system according to claim 2 of the present invention is
The radio communication system according to claim 1, wherein the reference symbol synchronization timing is set to an integer multiple of the information symbol time in the base station.

本発明に係る請求項3に記載の無線通信システムは、
複数の移動局と基地局とが含まれ、複数の移動局と基地局とはスペクトル拡散方式を利用しており、
基地局が同期用の規準信号を送信し、それを受信した移動局が直後に基地局に対して信号を送信する、
シンボル準同期送信を行う無線通信システムである。その無線通信システムにおいて、
移動局で規準信号の到着時刻の推定を行い、その推定時刻から情報シンボル時間の整数倍時間後に信号を送信することにより、各移動局から送信される送信シンボルの基地局における到着時刻差をシンボル時間に比べて充分小さい時間内に収めることを特徴とする。
A wireless communication system according to claim 3 of the present invention is
Multiple mobile stations and base stations are included, and multiple mobile stations and base stations use spread spectrum,
A base station transmits a reference signal for synchronization, and a mobile station that has received the signal immediately transmits a signal to the base station.
A radio communication system that performs symbol semi-synchronous transmission. In the wireless communication system,
By estimating the arrival time of the reference signal at the mobile station and transmitting the signal after an integral multiple of the information symbol time from the estimated time, the arrival time difference at the base station of the transmission symbol transmitted from each mobile station is symbolized It is characterized by being within a time sufficiently smaller than the time.

本発明に係る請求項4に記載の無線通信システムは、
基地局が送信する規準信号として、IDFT(逆離散フーリエ変換)に特定の2値系列を入力することで発生するインパルス波形を用い、
移動局において、受信電力を計測する回路によりそのインパルス波形の最も電力が集中している部分を検知し、規準信号の到着時刻を推定する、
請求項3に記載の無線通信システムである。
A wireless communication system according to claim 4 of the present invention is
As a reference signal transmitted by the base station, an impulse waveform generated by inputting a specific binary sequence into IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) is used.
In the mobile station, the circuit that measures the received power detects the most concentrated part of the impulse waveform and estimates the arrival time of the reference signal.
A wireless communication system according to claim 3.

本発明に係る請求項5に記載の無線通信システムは、
基地局が、移動局で既知の信号波形を送信し、移動局がその波形の受信信号から作成する遅延プロファイルに基づきシンボル到着タイミングを導出する、無線通信システムであって、
上記信号波形の前後にガード区間が設けられて、そこは信号を送らない無信号区間とされ、情報信号を送る際には、前後のガード区間内にそれぞれ信号の末尾部分及び先頭部分が
巡回するように挿入される、
請求項1又は請求項2に記載の無線通信システムである。
The wireless communication system according to claim 5 of the present invention is
A wireless communication system in which a base station transmits a known signal waveform at a mobile station, and derives a symbol arrival timing based on a delay profile created by the mobile station from a received signal of the waveform,
A guard section is provided before and after the signal waveform, which is a no-signal section where no signal is transmitted. When an information signal is transmitted, the tail part and the head part of the signal circulate in the preceding and following guard sections, respectively. Inserted as
A wireless communication system according to claim 1 or claim 2.

本発明を利用することで、まず、従来技術よりも精度の高い準同期状態を確立することができる。また、受信信号の到来時刻の推定が容易になるため、複雑な計算が必要とされる干渉除去技術の導入が容易になる。   By utilizing the present invention, first, a quasi-synchronized state with higher accuracy than that of the prior art can be established. In addition, since the arrival time of the received signal can be easily estimated, it is easy to introduce an interference removal technique that requires complicated calculation.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る好適な実施の形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

≪第1の実施の形態≫
符号分割多元接続方式では、適切な拡散符号を用い、受信機に到着する信号のタイミングを揃えることにより他局間干渉を極めて低く抑えることができる。第1の実施の形態は、複数の送信端末が受信局(セルラシステムでは基地局に相当)に情報信号を送信する場合に、受信機における信号の到着タイミングを揃える技術に関するものである。
<< First Embodiment >>
In the code division multiple access scheme, interference between other stations can be suppressed to an extremely low level by using an appropriate spreading code and aligning the timing of signals arriving at the receiver. The first embodiment relates to a technique for aligning signal arrival timings in a receiver when a plurality of transmitting terminals transmit information signals to a receiving station (corresponding to a base station in a cellular system).

図3は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムを構成する移動局(送信局)と基地局(受信局)との概略のブロック図である。図1は、かような移動局(送信局)と基地局(受信局)とが協働して、移動局(送信局)の送信タイミングを適切なものに修正していく手順の例を示すタイムチャート図である。図1及び図3により、本発明の第1の実施の形態を説明する。   FIG. 3 is a schematic block diagram of a mobile station (transmitting station) and a base station (receiving station) constituting the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of a procedure in which such a mobile station (transmitting station) and a base station (receiving station) cooperate to correct the transmission timing of the mobile station (transmitting station) to an appropriate one. It is a time chart figure. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、移動局(送信局)が信号送信を行う(図1(a))。この信号が基地局(受信局)に到着する(図1(b))。ここで、図3(2)の受信シンボルタイミング計測部16が、受信された信号のタイミングを計測する。この計測により同期タイミング誤差測定部18は、受信信号について、基地局(受信局)における規準シンボルタイミングからのずれ、即ち同期タイミング誤差Δτを把握(測定)する。   First, the mobile station (transmitting station) performs signal transmission (FIG. 1 (a)). This signal arrives at the base station (receiving station) (FIG. 1 (b)). Here, the reception symbol timing measurement unit 16 in FIG. 3B measures the timing of the received signal. By this measurement, the synchronization timing error measuring unit 18 grasps (measures) a deviation from the reference symbol timing in the base station (receiving station), that is, the synchronization timing error Δτ, for the received signal.

受信局では、継続的に規準シンボルタイミングが発令されている。この規準シンボルタイミングは、(結果的に)移動局(送信局)からの受信信号の到着タイミングがシンボル単位で揃えられるタイミングであって、所定の時間毎に刻まれている。図3(2)では、基地局(受信局)おける規準シンボルタイミングは、規準シンボルタイミング発生部20により発生され、同期タイミング誤差測定部18に入力される。   At the receiving station, the reference symbol timing is continuously issued. This reference symbol timing is (as a result) the timing at which the arrival timing of the received signal from the mobile station (transmitting station) is aligned in symbol units, and is recorded every predetermined time. In FIG. 3 (2), the reference symbol timing at the base station (receiving station) is generated by the reference symbol timing generation unit 20 and input to the synchronization timing error measurement unit 18.

上記の把握された同期タイミング誤差Δτのデータは、規準シンボルタイミング(の一つ、図1(d))において、基地局から移動局への送信信号(シンボル)に付加される。図3(2)で言うと、同期タイミング誤差Δτは情報変調部24に入力され、入力データ系列に付加されて、スペクトル拡散信号生成部26を経由して、基地局から移動局へ送信される。   The data of the grasped synchronization timing error Δτ is added to the transmission signal (symbol) from the base station to the mobile station at the reference symbol timing (one of them, FIG. 1 (d)). 3 (2), the synchronization timing error Δτ is input to the information modulation unit 24, added to the input data series, and transmitted from the base station to the mobile station via the spread spectrum signal generation unit 26. .

なお、情報量を低減するため、同期タイミング誤差Δτは1シンボル時間以内の値とされるのが好ましい。   In order to reduce the amount of information, the synchronization timing error Δτ is preferably a value within one symbol time.

同期タイミング誤差Δτのデータを得た移動局は、同期タイミング誤差Δτに基づき、移動局側の備える規準シンボルタイミング(送信タイミング)を修正する(図1(e)(f))。図3(1)で言うと、基地局からの信号を移動局における受信シンボルタイミング計測部4が受け、同期タイミング誤差Δτを把握する。受信シンボルタイミング計測部4は、同期タイミング誤差Δτをシンボル送信タイミング制御部6に渡す。シンボル送信タイミング制御部6は、同期タイミング誤差Δτにより、送信タイミング発生部8の送信タイミング(規準シンボルタイミング)を修正する。   The mobile station that has obtained the data of the synchronization timing error Δτ corrects the reference symbol timing (transmission timing) provided on the mobile station side based on the synchronization timing error Δτ (FIGS. 1E and 1F). Referring to FIG. 3A, the received symbol timing measurement unit 4 in the mobile station receives a signal from the base station and grasps the synchronization timing error Δτ. The reception symbol timing measurement unit 4 passes the synchronization timing error Δτ to the symbol transmission timing control unit 6. The symbol transmission timing control unit 6 corrects the transmission timing (standard symbol timing) of the transmission timing generation unit 8 based on the synchronization timing error Δτ.

この修正された送信タイミング発生部8の送信タイミング(移動局側の規準シンボルタイミング)が、送信信号の送信に反映される。つまり、情報変調部10を経由する入力データ系列がスペクトル拡散信号生成部12に入力されるが、スペクトル拡散信号生成部12において、(拡散符号付与部14により)拡散変調されつつ、且つシンボル送信タイミング制御部6からの信号により送信タイミングが整えられる。   The corrected transmission timing of the transmission timing generator 8 (reference symbol timing on the mobile station side) is reflected in the transmission of the transmission signal. That is, an input data sequence that passes through the information modulation unit 10 is input to the spread spectrum signal generation unit 12, and is subjected to spread modulation (by the spread code adding unit 14) in the spread spectrum signal generation unit 12, and the symbol transmission timing. The transmission timing is adjusted by a signal from the control unit 6.

図1に示すように、移動局からは、修正された送信タイミングにより信号が発せられ((g’))、基地局では結果として信号の到着タイミングが揃えられる((h))。   As shown in FIG. 1, a signal is transmitted from the mobile station at the corrected transmission timing ((g ′)), and as a result, the arrival timing of the signal is aligned at the base station ((h)).

図2(2)は、基地局が、移動局1と移動局2とからの信号を受けて、下りリンク信号により同期タイミング誤差(T、T)情報をそれら移動局1と移動局2とに与え、移動局1と移動局2とが、固有の送信タイミング(即ち規準シンボルタイミング)を修正し、以って、基地局における各異動局からの信号の到着タイミングを揃えるまでを示す。 In FIG. 2 (2), the base station receives signals from the mobile station 1 and the mobile station 2, and the synchronization timing error (T 1 , T 2 ) information is received from the mobile station 1 and the mobile station 2 by downlink signals. The mobile station 1 and the mobile station 2 correct the inherent transmission timing (that is, the reference symbol timing), and thus show the timing until the arrival timings of the signals from the mobile stations in the base station are made uniform.

通常、(受信局の)受信機から(送信局の)送信機には、電力制御等の制御情報が連絡されているので、受信局は、各送信局のシンボルタイミング誤差の値を制御信号として、それに加える形で、送信局に伝達すればよい。   Normally, control information such as power control is communicated from the receiver (at the receiving station) to the transmitter (at the transmitting station), so the receiving station uses the symbol timing error value of each transmitting station as a control signal. In addition to this, it can be transmitted to the transmitting station.

従来技術では、準同期状態の確立に、基地局/移動局間の最大距離が、セルの大きさ、ガード区間、拡散符号数などを制限していたが、第1の実施の形態では、これらの状況に依らず準同期状態を確立することが可能となる。また、従来技術には、各移動局からの信号到着時刻を揃える制御がされていたものもあったが、第1の実施の形態では、各情報シンボルの到着時刻が、基地局の規準シンボルタイミングに同期するように制御するため、移動局が選択できる送信タイミングの自由度が非常に高い。更に、従来技術は、直接拡散スペクトル拡散方式を用いたシステムにしか適応できないが、第1の実施の形態は、マルチキャリア伝送方式を採用しているシステムにも適用できるといえる。   In the prior art, the maximum distance between the base station / mobile station limits the cell size, the guard interval, the number of spreading codes, etc. in establishing the quasi-synchronization state. In the first embodiment, The quasi-synchronized state can be established regardless of the situation. Also, some conventional techniques have been controlled to align the signal arrival time from each mobile station. In the first embodiment, the arrival time of each information symbol is the reference symbol timing of the base station. Therefore, the degree of freedom of transmission timing that can be selected by the mobile station is very high. Furthermore, although the prior art can be applied only to a system using a direct spread spectrum spread system, it can be said that the first embodiment can also be applied to a system adopting a multicarrier transmission system.

≪第2の実施の形態≫
従来技術の無線通信システムでは、基地局が同期用の規準信号を送信し、それを受信した複数の移動局が即座に基地局に対して信号を送信し、基地局は複数の移動局からの返信信号が干渉しない限度で通信を行うことができる、とされる。しかし、この方式では実際には、移動局において同期用の規準信号を処理するための時間が不可欠である。
<< Second Embodiment >>
In the wireless communication system of the prior art, the base station transmits a reference signal for synchronization, and a plurality of mobile stations that have received the signal immediately transmit signals to the base station, and the base station receives signals from the plurality of mobile stations. It is said that communication can be performed as long as the reply signal does not interfere. However, in this system, in practice, time for processing the reference signal for synchronization in the mobile station is indispensable.

そうすると、上記同期用の規準信号がシンボル単位のものであり、基地局において規準シンボルタイミングが刻まれているとしても、移動局での処理時間のため返信信号の基地局への到着タイミングは、規準シンボルタイミングに同期しにくくなってしまう。   Then, even if the reference signal for synchronization is a symbol unit and the reference symbol timing is engraved in the base station, the arrival timing of the return signal to the base station is It becomes difficult to synchronize with the symbol timing.

そこで、第2の実施の形態に係る無線通信システムの移動局における同期用規準信号の処理では、規準信号の到着時刻の推定を行う。そして、推定された時刻から規準シンボル時間の整数倍時間後に返信信号を送信する。このようにすれば、各移動局から送信される送信シンボルの基地局における到着時刻差を、規準シンボル時間に比べて充分小さい時間内に収めることができる。   Therefore, in the process of the reference signal for synchronization in the mobile station of the wireless communication system according to the second embodiment, the arrival time of the reference signal is estimated. Then, a reply signal is transmitted after an integral multiple of the standard symbol time from the estimated time. In this way, the arrival time difference of the transmission symbols transmitted from each mobile station at the base station can be kept within a time sufficiently smaller than the reference symbol time.

図4は、第2の実施の形態に係る無線通信システムを構成する(1)基地局と(2)移動局との概略のブロック図である。   FIG. 4 is a schematic block diagram of (1) a base station and (2) a mobile station constituting the wireless communication system according to the second embodiment.

まず、(1)規準信号発生側(基地局)では、規準信号として、IDFT(逆離散フーリエ変換)に特定の2値系列を入力することで発生するインパルス波形を用いる。つまり、インパルス波形発生用入力系列が離散逆フーリエ変換器30に入力され、該離散逆フーリエ変換器30において規準シンボルタイミング発生部20から規準シンボルタイミングが与えられて、送信信号となる。   First, (1) On the reference signal generation side (base station), an impulse waveform generated by inputting a specific binary sequence to IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) is used as a reference signal. That is, the impulse waveform generation input sequence is input to the discrete inverse Fourier transformer 30, and the reference symbol timing is given from the reference symbol timing generation unit 20 to the transmission signal.

(2)規準信号受信側(移動局)では、そのインパルス波形につき、二乗検波回路32によりインパルス波形の最も電力が集中している部分が検知される。二乗検波回路32の検知結果を基にして、シンボルタイミング計算部34が、インパルス波形信号の到着時刻を推定し、推定された時刻から規準シンボル時間の整数倍時間後(即ち、上りリンク信号のタイミング)を確定する。それを受けて送信タイミング発生部8が送信タイミングを形成する。   (2) On the reference signal receiving side (mobile station), the square wave detection circuit 32 detects the most concentrated portion of the impulse waveform for the impulse waveform. Based on the detection result of the square detection circuit 32, the symbol timing calculation unit 34 estimates the arrival time of the impulse waveform signal, and is an integer multiple of the reference symbol time from the estimated time (that is, the timing of the uplink signal). ) Is confirmed. In response to this, the transmission timing generator 8 forms a transmission timing.

図4のように、基地局でのインパルス波形の発生に離散逆フーリエ変換器30を利用し、移動局でのインパルス波形の検知に二乗検波回路32を利用することにより、移動局において明確に送信タイミングが形成される。   As shown in FIG. 4, the discrete inverse Fourier transformer 30 is used to generate the impulse waveform at the base station, and the square wave detection circuit 32 is used to detect the impulse waveform at the mobile station, so that the mobile station clearly transmits the waveform. Timing is formed.

≪第3の実施の形態≫
第3の実施の形態は、第1の実施の形態と略同様である。従って、両者の差異を中心に説明する。
<< Third Embodiment >>
The third embodiment is substantially the same as the first embodiment. Therefore, the difference between the two will be mainly described.

第1の実施の形態では、移動局が信号送信を行い、この信号を受けた基地局(受信局)が移動局の同期タイミング誤差Δτを測定する。その結果を基地局が移動局に返しその移動局が送信タイミングを修正する。   In the first embodiment, the mobile station performs signal transmission, and the base station (receiving station) that receives this signal measures the synchronization timing error Δτ of the mobile station. The base station returns the result to the mobile station, and the mobile station corrects the transmission timing.

本第3の実施の形態では、まず、基地局が、移動局に既知である信号波形、例えば、M系列を拡散符号とする直接拡散スペクトル拡散信号を送信する。それを受けた移動局は、その波形の受信信号から遅延プロファイルを作成する。更に移動局は、その遅延プロファイルに基づきシンボル到着タイミングを導出する。   In the third embodiment, first, the base station transmits a signal waveform known to the mobile station, for example, a direct spread spectrum spread signal having an M sequence as a spread code. Receiving it, the mobile station creates a delay profile from the received signal having the waveform. Further, the mobile station derives the symbol arrival timing based on the delay profile.

図5は、第3の実施の形態に係る無線通信システムを構成する(1)基地局と(2)移動局との概略のブロック図である。まず、(1)規準信号発生側(基地局)がスペクトル拡散信号生成部26において、移動局既知の信号波形(例えば、M系列を拡散符号とする直接拡散スペクトル拡散信号)を生成し、送信する。拡散符号は拡散符号生成部36から付与される。また、規準シンボルタイミング生成部20により、送信タイミングの調整が図られる。   FIG. 5 is a schematic block diagram of (1) a base station and (2) a mobile station configuring a wireless communication system according to the third embodiment. First, (1) the reference signal generation side (base station) generates and transmits a signal waveform known to the mobile station (for example, a direct spread spectrum spread signal having an M sequence as a spread code) in the spread spectrum signal generation unit 26. . The spreading code is given from the spreading code generator 36. The reference symbol timing generator 20 adjusts the transmission timing.

上記の移動局既知の信号波形を受けた(2)規準信号受信側(移動局)は、遅延プロファイル生成部38にて遅延プロファイルを作成し、更にシンボルタイミング計算部34にてシンボル到着タイミングを導出する。このシンボル到着タイミングにより、送信タイミング発生部8の送信タイミング(規準シンボルタイミング)を調整することもできる。   (2) The reference signal receiving side (mobile station) that has received the above-mentioned known signal waveform of the mobile station creates a delay profile by the delay profile generator 38, and derives the symbol arrival timing by the symbol timing calculator 34. To do. The transmission timing (standard symbol timing) of the transmission timing generator 8 can also be adjusted by this symbol arrival timing.

図6は、基地局から発せられる信号の、1シンボル時間分における構成を示す。   FIG. 6 shows the structure of a signal emitted from the base station for one symbol time.

図6(1)は、基地局から発せられる移動局に既知である信号波形(“パイロット波形”)の構成である。信号波形(拡散符号の1周期)の前後にガード区間が設けられ、そこは信号を送らない無信号区間とされる。図6(2)は、情報信号(データシンボル)の構成である。情報信号を送る際には、図6(1)の前後のガード区間内にそれぞれ(拡散符号の1周期の)信号の末尾部分及び先頭部分が巡回するように挿入される。   FIG. 6 (1) shows the configuration of a signal waveform (“pilot waveform”) that is known to the mobile station that is emitted from the base station. A guard interval is provided before and after the signal waveform (one cycle of the spreading code), and this is a no-signal interval where no signal is transmitted. FIG. 6B shows the configuration of the information signal (data symbol). When an information signal is sent, it is inserted so that the tail part and the head part of the signal (one cycle of the spreading code) circulate in the guard sections before and after FIG.

図6のように構成することで、パイロット信号の遅延プロファイルが正確に形成される。更に、データシンボルはより確実に伝送され得る。   By configuring as shown in FIG. 6, the delay profile of the pilot signal is accurately formed. Furthermore, data symbols can be transmitted more reliably.

≪その他の実施の形態≫
上記の実施の形態、特に第1の実施の形態は、例えば、携帯電話の通信で用いることができるが、そのほかにも様々な用途に用いることができる。
<< Other embodiments >>
The above-described embodiment, particularly the first embodiment, can be used, for example, in mobile phone communication, but can also be used for various other purposes.

例えば、セルラー方式への適用も考えられる。つまり、セルラー方式の上りリンクにおいて移動局間信号のシンボル到着タイミングを揃えることに用いることができる。また、無線LANシステムヘ適用することができる。   For example, application to a cellular system is also conceivable. That is, it can be used to align the symbol arrival timings of signals between mobile stations in the cellular uplink. Further, it can be applied to a wireless LAN system.

更に、CDMA方式を用いたパケット通信方式へ適用することも考えられる。そこでは、パケット非同期/シンボル準同期の無線アクセスが可能となる。マクロな視点からはパケットは任意の時間に送られているように見えるが、ミクロにはシンボル間の同期はとれていないが、準同期となっている。送信機の簡易化が図れ、CDMA方式を用いた無線LANに適する。   Furthermore, application to a packet communication system using a CDMA system is also conceivable. In this case, packet asynchronous / symbol semi-synchronous wireless access is possible. From the macro point of view, the packet seems to be sent at an arbitrary time, but the micro is not synchronized between symbols, but it is quasi-synchronized. The transmitter can be simplified and is suitable for a wireless LAN using a CDMA system.

図1は、かような移動局(送信局)と基地局(受信局)とが協働して、移動局(送信局)の送信タイミングを適切なものに修正していく手順の例を示すタイムチャート図である。FIG. 1 shows an example of a procedure in which such a mobile station (transmitting station) and a base station (receiving station) cooperate to correct the transmission timing of the mobile station (transmitting station) to an appropriate one. It is a time chart figure. (1)は、基地局から移動局(1、N)への規準信号の往復の様子を模式的に示す。(2)は、基地局が、移動局1と移動局2とからの信号を受けて、下りリンク信号により同期タイミング誤差情報をそれら移動局1と移動局2とに与え、移動局1と移動局2とが、固有の送信タイミングを修正し、以って、基地局における各異動局からの信号の到着タイミングを揃えるまでを示す。(1) schematically shows the reciprocation of the reference signal from the base station to the mobile station (1, N). In (2), the base station receives signals from the mobile station 1 and the mobile station 2 and gives synchronization timing error information to the mobile station 1 and the mobile station 2 by a downlink signal. The station 2 corrects the inherent transmission timing, and thus shows the timing until the arrival timing of signals from each mobile station in the base station is made uniform. 本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムを構成する移動局(送信局)と基地局(受信局)との概略のブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram of a mobile station (transmitting station) and a base station (receiving station) constituting the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムを構成する(1)基地局と(2)移動局との概略のブロック図である。It is a schematic block diagram of (1) base station and (2) mobile station which comprise the radio | wireless communications system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第3の実施の形態に係る無線通信システムを構成する(1)基地局と(2)移動局との概略のブロック図である。It is a schematic block diagram of (1) base station and (2) mobile station which comprise the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment. (1)は、基地局から発せられる移動局に既知である信号波形の構成である。(2)は、情報信号(データシンボル)の構成である。(1) is a configuration of a signal waveform that is known to the mobile station that is emitted from the base station. (2) is a configuration of an information signal (data symbol).

符号の説明Explanation of symbols

4・・・受信シンボルタイミング計測部、6・・・シンボル送信タイミング制御部、8・・・送信タイミング発生部、10・・・情報変調部、12・・・スペクトル拡散信号生成部、14・・・拡散信号付与部、16・・・受信シンボルタイミング計測部、18・・・同期タイミング誤差測定部、20・・・規準シンボルタイミング発生部、24・・・情報変調部、26・・・スペクトル拡散信号生成部、30・・・離散逆フーリエ変換器、32・・・二乗検波回路、34・・・シンボルタイミング計算部、38・・・遅延プロファイル生成部。

4 ... reception symbol timing measurement unit, 6 ... symbol transmission timing control unit, 8 ... transmission timing generation unit, 10 ... information modulation unit, 12 ... spread spectrum signal generation unit, 14 ... Spreading signal applying unit, 16: reception symbol timing measurement unit, 18 ... synchronization timing error measurement unit, 20 ... reference symbol timing generation unit, 24 ... information modulation unit, 26 ... spread spectrum Signal generation unit, 30 ... discrete inverse Fourier transformer, 32 ... square detection circuit, 34 ... symbol timing calculation unit, 38 ... delay profile generation unit.

Claims (5)

複数の移動局と基地局とが含まれ、複数の移動局と基地局とはスペクトル拡散方式を利用しており、
複数の移動局と基地局とが信号送信を行う際、基地局で設ける規準シンボル同期タイミングに対して、各移動局送信の送信信号の送信シンボルが基地局に到着するタイミングを、1シンボル時間に対して充分小さい時問に揃えるシンボル準同期送信を行う無線通信システムにおいて、
基地局が設定する規準シンボル同期タイミングと移動局が送信する信号のシンボルタイミングとのタイミング時間差を、基地局が計測し、
基地局から移動局への送信を通してそのタイミング時間差に係るデータを移動局に伝達した後、移動局が自身に備えるシンボル送信タイミングをタイミング時間差の分だけ調整しシンボル送信タイミングを更新して、以降の信号送信で用いることを特徴とする、
無線通信システム。
Multiple mobile stations and base stations are included, and multiple mobile stations and base stations use spread spectrum,
When a plurality of mobile stations and a base station perform signal transmission, the timing at which a transmission symbol of a transmission signal of each mobile station arrives at the base station is set to one symbol time with respect to a reference symbol synchronization timing provided in the base station. In a wireless communication system that performs symbol quasi-synchronous transmission to match a sufficiently small time,
The base station measures the timing time difference between the reference symbol synchronization timing set by the base station and the symbol timing of the signal transmitted by the mobile station,
After transmitting the data related to the timing time difference to the mobile station through the transmission from the base station to the mobile station, the mobile station adjusts the symbol transmission timing provided for itself by the timing time difference and updates the symbol transmission timing. It is used for signal transmission,
Wireless communication system.
基地局において、規準シンボル同期タイミングが情報シンボル時間の整数倍で設定されている、請求項1に記載の無線通信システム。   The radio communication system according to claim 1, wherein the reference symbol synchronization timing is set to an integer multiple of the information symbol time in the base station. 複数の移動局と基地局とが含まれ、複数の移動局と基地局とはスペクトル拡散方式を利用しており、
基地局が同期用の規準信号を送信し、それを受信した移動局が直後に基地局に対して信号を送信する、
シンボル準同期送信を行う無線通信システムにおいて、
移動局で規準信号の到着時刻の推定を行い、その推定時刻から情報シンボル時間の整数倍時間後に信号を送信することにより、各移動局から送信される送信シンボルの基地局における到着時刻差をシンボル時間に比べて充分小さい時間内に収めることを特徴とする無線通信システム。
Multiple mobile stations and base stations are included, and multiple mobile stations and base stations use spread spectrum,
A base station transmits a reference signal for synchronization, and a mobile station that has received the signal immediately transmits a signal to the base station.
In a wireless communication system that performs symbol semi-synchronous transmission,
By estimating the arrival time of the reference signal at the mobile station and transmitting the signal after an integral multiple of the information symbol time from the estimated time, the arrival time difference at the base station of the transmission symbol transmitted from each mobile station is symbolized A wireless communication system characterized in that it is within a time sufficiently smaller than time.
基地局が送信する規準信号として、IDFT(逆離散フーリエ変換)に特定の2値系列を入力することで発生するインパルス波形を用い、
移動局において、受信電力を計測する回路によりそのインパルス波形の最も電力が集中している部分を検知し、規準信号の到着時刻を推定する、
請求項3に記載の無線通信システム。
As a reference signal transmitted by the base station, an impulse waveform generated by inputting a specific binary sequence into IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) is used.
In the mobile station, the circuit that measures the received power detects the most concentrated part of the impulse waveform and estimates the arrival time of the reference signal.
The wireless communication system according to claim 3.
基地局が、移動局で既知の信号波形を送信し、移動局がその波形の受信信号から作成する遅延プロファイルに基づきシンボル到着タイミングを導出する、無線通信システムであって、
上記信号波形の前後にガード区間が設けられて、そこは信号を送らない無信号区間とされ、情報信号を送る際には、前後のガード区間内にそれぞれ信号の末尾部分及び先頭部分が
巡回するように挿入される、
請求項1又は請求項2に記載の無線通信システム。

A wireless communication system in which a base station transmits a known signal waveform at a mobile station, and derives a symbol arrival timing based on a delay profile created by the mobile station from a received signal of the waveform,
A guard section is provided before and after the signal waveform, which is a no-signal section where no signal is transmitted. When an information signal is transmitted, the tail part and the head part of the signal circulate in the preceding and following guard sections, respectively. Inserted as
The radio | wireless communications system of Claim 1 or Claim 2.

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