JP2004274761A - 無線システムのデータ送受信装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送パワーの調節方式と消去エラー訂正方式とを結合することで、性能を向上し得る無線システムのデータ送受信装置及びその方法を提供する。
【解決手段】伝送するデータをブロック符号化するＱ−ａｒｙ符号化部１０と、Ｑ−ａｒｙ符号化部１０から出力された各Ｑ−ａｒｙ記号を変調して出力する変調部２０と、変調され出力された各データをチャネル利得に対するターゲットパワーと同等の大きさ増幅して出力する増幅部３０とを含んで構成される無線システムのデータ送信装置、及び各下位チャネルに受信される信号を復調してＱ−ａｒｙ記号を出力する復調部１００と、復調部から出力される各下位チャネルのＱ−ａｒｙ記号に対してブロック復号化を行うＱ−ａｒｙ復号化部２００とを含んで構成される無線システムのデータ受信装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線システムに係るもので、詳しくは、伝送パワーの調節方式と消去−エラー訂正方式とを結合した無線システムのデータ送受信装置及びその方法に関するものである。

一般に、無線システムの送受信端から互いにデータを取り交わすとき、地形や各経路による時間差及び空間的環境要因により伝送チャネルの状態が悪くなり、受信データが頻繁に損傷される。このような無線システムのデータ送受信時のチャネルから発生する損傷を補償するために、伝送パワーの調節方式やエラー訂正方式が使用される。

上記伝送パワーの調節方式は、送受信端からチャネル状況に応じて伝送パワーを上げるか又は下げて、全ての端末の使用者が同様な強さの電波を受信することで、均等なサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ：ＱｏＳ）が保障されるように制御する方式をいい、チャネルの状態が良いときは伝送パワーを下げ、チャネルの状態が良くないときは伝送パワーを上げる方式である（例えば、特許文献１参照）。又、上記エラー訂正方式は、受信端から受信データが損傷されたとき、それを復元する方式であって、通常、ターボ符号化方式やブロック符号化方式などが使用される（例えば、特許文献２参照）。

特表２００１−５２２５６４号公報 特開平０６−０９０４４０号公報

しかしながら、従来の伝送パワーの調節方式及びエラー訂正方式においては、何れか一つの方式が個別的に使用されていたため、各方式の長短所を補完することができないという問題点があった。

そこで、本発明は上記従来の伝送パワーの調節方式及びエラー訂正方式における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、伝送パワーの調節方式と消去エラー訂正方式とを結合することで、より性能を向上することができる無線システムのデータ送受信装置及びその方法を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による無線システムのデータ送信装置は、伝送するデータをブロック符号化するＱ−ａｒｙ符号化部と、前記Ｑ−ａｒｙ符号化部から出力された各Ｑ−ａｒｙ記号（Ｑ−ａｒｙ ｓｙｍｂｏｌ）を変調して出力する変調部と、変調され出力された各データ（Ｑ−ａｒｙ記号）をチャネル利得に対するターゲットパワーと同等の大きさに増幅して出力する増幅部とを含んで構成されることを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による無線システムのデータ送信方法は、伝送データの各下位チャネルに対するチャネル利得を検出し、これを所定基準値と比較して該当するチャネルの状態を‘ＧＯＯＤ状態’又は‘ＢＡＤ状態’に分類する段階と、前記分類された状態に従って該当するチャネルの伝送パワーを調節する段階とを有することを特徴とする。

前記チャネルの状態が‘ＢＡＤ状態’に分類されると、該当データ記号（ｄａｔａ ｓｙｍｂｏｌ）を消去する段階を更に有することを特徴とする。
前記伝送パワーは、該当するチャネルが‘ＢＡＤ状態’状態であると、０に調節されることを特徴とする。
また、前記伝送パワーは、該当するチャネルが‘ＧＯＯＤ状態’状態であると、「Ｐ」に調節されることを特徴とする。
前記チャネル利得は、受信端からフィードバックチャネルを通して通知されるか、チャネル間の共有により通知されるか、又は、以前のデータ送信時に検出された値から推定されることを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による無線システムのデータ受信装置は、各下位チャネルに受信される信号を復調してＱ−ａｒｙ記号を出力する復調部と、前記復調部から出力される各下位チャネルのＱ−ａｒｙ記号に対してブロック復号化を行うＱ−ａｒｙ復号化部とを含んで構成されることを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による無線システムのデータ受信方法は、受信されたデータの各下位チャネルに対するチャネル利得を検出し、これを所定基準値と比較して該当するチャネルの状態を‘ＧＯＯＤ状態’又は‘ＢＡＤ状態’に分類する段階と、前記分類された状態に従って前記受信されたデータを復調及び格納する段階と、前記受信されたデータが所定単位に蓄積されると、消去−エラー訂正方式により復調してデータを復元する段階とを有することを特徴とする。

前記受信されたデータは、該当するチャネルの状態が‘ＢＡＤ状態’に分類されると、消去されたと判断され、データが格納されることを特徴とする。
また、前記受信されたデータは、該当するチャネルの状態が‘ＧＯＯＤ状態’に分類されると、一般的な復調を行った後、格納されることを特徴とする。
前記所定単位は、一つのパケットであることを特徴とする。

本発明に係る無線システムのデータ送受信装置及びその方法によれば、ＯＮ−ＯＦＦチャネルインバージョンパワーコントロール方式を考慮することで、チャネルが良くない場合の伝送パワーを節約し、各使用者が他の使用者と独立的に伝送パワーを調節するため、平均的な多重接続干渉が減少するという効果がある。

又、チャネル利得によりエラーの発生確率の大きい記号を消去記号に指定し、受信端から消去−エラー訂正方式により復調してデータを復元することで、ブロックコードの訂正能力を向上し得るという効果がある。

次に、本発明に係る無線システムのデータ送受信装置及びその方法を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る無線システムのデータ送信装置を示したブロック図であり、図に示すように、本発明に係る無線システムのデータ送信装置は、伝送するデータをブロック符号化するＱ−ａｒｙ符号化部１０と、Ｑ−ａｒｙ符号化部１０から出力される各Ｑ−ａｒｙ記号（Ｑ−ａｒｙ ｓｙｍｂｏｌ）を変調して出力する変調部２０と、変調され出力された各下位チャネルデータをチャネル利得に対するターゲットパワーと同等の大きさに増幅して出力する増幅部３０とを含んで構成されている。

又、Ｑ−ａｒｙ符号化部１０は、伝送するデータの情報順番ブロック（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｂｌｏｃｋ）に冗長情報（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）を加えて、より大きいビットのコード順番ブロック（ｃｏｄｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｂｌｏｃｋ）にマッピングして出力するＱ−ａｒｙブロック符号化器１１と、マッピングされて出力されたデータ記号をチャネルのエラーを防止するためにインターリービング（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）するインタリーバ１２と、インターリービングされた直列のＱ−ａｒｙコード記号をＭ並列ビットに変換して各下位チャネルに出力する直列並列変換器１３とから構成される。このとき、Ｑは２の倍数で、Ｍはｌｏｇ_２Ｑとして下位チャネルの数を示したもので、例えば、Ｑが８の８−ａｒｙの場合、Ｍはｌｏｇ_２８＝３であるため、下位チャネルは３個になる。

又、変調部２０は、下位チャネルの個数と同等数の変調器を有して構成され、各下位チャネルのＱ−ａｒｙ記号を変調して出力する。
又、増幅部３０は、変調部２０と同様に、下位チャネルの個数と同等数の増幅器を有して構成され、各下位チャネルのデータをチャネル利得に対するターゲットパワーと同等の大きさに増幅して出力する。

図２は、本発明に係る無線システムのデータ送信方法を示したフローチャートであり、図に示すように、まず、送信端は伝送するデータの各下位チャネルに対するチャネル利得（γ_ｉ）を検出する（ステップＳ１０）。このとき、チャネル利得（γ_ｉ）は、受信端からフィードバックされたチャネルを通して通知されるか、チャネル間の共有により通知されるか、又は、以前のデータ送信時に検出された値から推定されるものである。

次に、チャネル利得（γ_ｉ）が検出されると、所定基準値（γ_０）と大きさを比較する（ステップＳ２０）。比較結果にて、チャネル利得（γ_ｉ）に対して各下位チャネル中、何れか一つが基準値（γ_０）より小さいと、そのチャネルの状態が良くないと判断して‘ＢＡＤ状態’に分類し（ステップＳ３０）、該当するデータ記号を消去した後（ステップＳ４０）、伝送パワーを０にして伝送を遮断する（ステップＳ５０）。即ち、データを伝送中にエラーがあると判断されると、伝送は行われないが、送信端からデータを伝送しない場合でも、受信端は消去エラー訂正により伝送されないデータを推定することができる。

一方、全ての下位チャネルに対してチャネル利得（γ_ｉ）が基準値（γ_０）より大きいか同等であると、そのチャネルの状態が良いと判断して‘ＧＯＯＤ状態’に分類し（ステップＳ６０）、該当する下位チャネルの伝送パワーを「Ｐ」にする（ステップＳ７０）。このとき、「Ｐ」は定数又はチャネル利得（γ_ｉ）に関する関数であって、受信端から測定したチャネル利得を送信端にフィードバックして算出されるターゲットパワー値を含んでいる。このような過程は次のように表示される。

γ_ｉ＜γ_０ → ＢＡＤ状態 → 該当する記号消去＆伝送パワー＝０
（ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｉ、ｉ∈｛１、２、・・・、Ｍ｝）
γ_ｉ≧γ_０ → ＧＯＯＤ状態 → 該当する記号を消去しない＆伝送パワー＝Ｐ
（ｆｏｒ ａｌｌ ｉ、ｉ∈｛１、２、・・・、Ｍ｝）
（このとき、Ｐは定数又はγ_ｉの関数を示す）

即ち、ＯＮ−ＯＦＦチャネルインバージョンパワーコントロール方式を考慮して、チャネル環境がよくない場合、伝送パワーを０に割り当てて伝送を中断し、このときに発生するエラーに対しては、該当する記号（ｓｙｍｂｏｌ）を消去記号（ｅｒａｓｕｒｅ ｓｙｍｂｏｌ）に指定（ｄｅｓｉｇｎａｔｅ）することで、ブロックコードの訂正能力を向上させる。且つ、一般のエラー訂正方式に比べて消去−エラー訂正方式によると性能が一層良くなり、ブロックコードは、エラーに比べて二倍数の消去記号を訂正することができる。

図３は、本発明に係る無線システムのデータ受信装置を示したブロック図で、図に示すように、本発明に係る無線システムのデータ受信装置は、各下位チャネルに受信される信号を復調してＱ−ａｒｙ記号を出力する復調部１００と、復調部１００から出力される各下位チャネルのＱ−ａｒｙ記号に対してブロック復号化を行うＱ−ａｒｙ復号化部２００とを含んで構成される。

又、復調部１００は、下位チャネルの個数と同等数の復調器を有して構成され、各下位チャネルに受信される信号をＱ−ａｒｙ記号に復調して出力する。
又、Ｑ−ａｒｙ復号化部２００は、下位チャネルの個数と同等数の並列ビットに入力される各Ｑ−ａｒｙ記号に対して直列ビットに変換して出力する並列直列変換器２０１と、Ｑ−ａｒｙ記号に対してデインターリービング（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）を行うデインタリーバ２０２と、デインターリービングされたデータから消去された記号データに対して消去−エラー訂正方式により伝送データを復元するＱ−ａｒｙブロック復号器２０３とから構成される。

図４は本発明に係る無線システムのデータ受信方法を示したフローチャートであり、図に示すように、まず、受信されたデータの各下位チャネルに対するチャネル利得（γ_ｉ）を検出し（ステップＳ１１０）、検出されたチャネル利得（γ_ｉ）と所定基準値（γ_０）との大きさを比較する（ステップＳ１２０）。

次に、比較結果にて、チャネル利得（γ_ｉ）に対して下位チャネル中、何れか一つが基準値（γ_０）より小さいと、そのチャネルの状態が良くないと判断して‘ＢＡＤ状態’に分類する（ステップＳ１３０）。併し、比較結果にて、全ての下位チャネルに対してチャネル利得（γ_ｉ）が基準値（γ_０）より大きいか同等であると、そのチャネルの状態が良いと判断して‘ＧＯＯＤ状態’に分類する（ステップＳ１４０）。

このとき、分類されたチャネルの状態が‘ＢＡＤ状態’であると、該当データ記号は消去されたと判断してデータを格納し（ステップＳ１５０）、分類されたチャネルの状態が‘ＧＯＯＤ状態’であると、一般的な復調を行った後、データを格納する（ステップＳ１６０）。 次に、各データが蓄積されて一つのパケットをなすと（ステップＳ１７０）、消去−エラー訂正方式により復調してパケット単位のデータを復元する（ステップＳ１８０）。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明に係る無線システムのデータ送信装置を示したブロック図である。 本発明に係る無線システムのデータ送信方法を示したフローチャートである。 本発明に係る無線システムのデータ受信装置を示したブロック図である。 本発明に係る無線システムのデータ受信方法を示したフローチャートである。

符号の説明

１０ Ｑ−ａｒｙ符号化部
１１ Ｑ−ａｒｙブロック符号化器
１２ インタリーバ
１３ 直列並列変換器
２０ 変調部
３０ 増幅部
１００ 復調部
２００ Ｑ−ａｒｙ復号化部
２０１ 並列直列変換器
２０２ デインタリーバ
２０３ Ｑ−ａｒｙブロック復号化器

Claims (24)

1. 伝送するデータをブロック符号化するＱ−ａｒｙ符号化部と、
   前記Ｑ−ａｒｙ符号化部から出力された各Ｑ−ａｒｙ記号（Ｑ−ａｒｙ ｓｙｍｂｏｌ）を変調して出力する変調部と、
   変調され出力された各データ（Ｑ−ａｒｙ記号）をチャネル利得に対するターゲットパワーと同等の大きさに増幅して出力する増幅部とを含んで構成されることを特徴とする無線システムのデータ送信装置。
2. 前記Ｑ−ａｒｙ符号化部は、伝送するデータの情報順番ブロック（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｂｌｏｃｋ）に冗長情報（ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）を加えて、より大きいビットのコード順番ブロック（ｃｏｄｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｂｌｏｃｋ）にマッピングして出力するＱ−ａｒｙブロック符号化器と、
   前記マッピングされ出力されたデータ記号をチャネルのエラーを防止するためにインターリービング（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）するインタリーバと、
   前記インターリービングされた直列のＱ−ａｒｙコード記号をＭ並列ビットに変換して、各下位チャネルに出力する直列並列変換器とを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の無線システムのデータ送信装置。
3. 前記変調部は、各下位チャネルのＱ−ａｒｙ記号を変調して出力することを特徴とする請求項１記載の無線システムのデータ送信装置。
4. 前記変調部は、下位チャネルの個数と同等数の変調器を有して構成されることを特徴とする請求項１記載の無線システムのデータ送信装置。
5. 前記増幅部は、各下位チャネルのデータをチャネル利得に対するターゲットパワーと同等の大きさに増幅して出力することを特徴とする請求項１記載の無線システムのデータ送信装置。
6. 前記増幅部は、下位チャネルの個数と同等数の増幅器を有して構成されることを特徴とする請求項１記載の無線システムのデータ送信装置。
7. 伝送データの各下位チャネルに対するチャネル利得を検出し、これを所定基準値と比較して該当するチャネルの状態を‘ＧＯＯＤ状態’又は‘ＢＡＤ状態’に分類する段階と、
   前記分類された状態に従って該当するチャネルの伝送パワーを調節する段階とを有することを特徴とする無線システムのデータ送信方法。
8. 前記チャネル利得は、受信端からフィードバックチャネルを通して通知されるか、チャネル間の共有により通知されるか、又は、以前のデータ送信時に検出された値から推定されることを特徴とする請求項７記載の無線システムのデータ送信方法。
9. 前記チャネルの状態は、全ての下位チャネルのチャネル利得が基準値以上であると、‘ＧＯＯＤ状態’状態に分類されることを特徴とする請求項７記載の無線システムのデータ送信方法。
10. 前記チャネルの状態は、各下位チャネル中、何れか一つのチャネル利得が基準値未満であると、‘ＢＡＤ状態’状態に分類されることを特徴とする請求項７記載の無線システムのデータ送信方法。
11. 前記チャネルの状態が‘ＢＡＤ状態’に分類されると、該当データ記号（ｄａｔａ ｓｙｍｂｏｌ）を消去する段階を更に有することを特徴とする請求項７記載の無線システムのデータ送信方法。
12. 前記伝送パワーは、該当するチャネルが‘ＢＡＤ状態’状態であると、０に調節されることを特徴とする請求項７記載の無線システムのデータ送信方法。
13. 前記伝送パワーは、該当するチャネルが‘ＧＯＯＤ状態’状態であると、「Ｐ」に調節されることを特徴とする請求項７記載の無線システムのデータ送信方法。
14. 前記「Ｐ」は、定数又はチャネル利得の関数であって、受信端からフィードバックされたターゲット受信パワーを含むことを特徴とする請求項１３記載の無線システムのデータ送信方法。
15. 各下位チャネルに受信される信号を復調してＱ−ａｒｙ記号を出力する復調部と、
    前記復調部から出力される各下位チャネルのＱ−ａｒｙ記号に対してブロック復号化を行うＱ−ａｒｙ復号化部とを含んで構成されることを特徴とする無線システムのデータ受信装置。
16. 前記復調部は、下位チャネルの個数と同等数の復調器を有して構成され、各下位チャネルに受信される各信号をＱ−ａｒｙ記号に復調して出力することを特徴とする請求項１５記載の無線システムのデータ受信装置。
17. 前記Ｑ−ａｒｙ復号化部は、下位チャネルの個数と同等数の並列ビットに入力される各Ｑ−ａｒｙ記号に対して直列ビットに変換して出力する並列直列変換器と、
    前記Ｑ−ａｒｙ記号に対してデインターリービング（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）を行うデインタリーバと、
    前記デインターリービングされたデータ（Ｑ−ａｒｙ記号）から伝送データを復元するＱ−ａｒｙブロック復号化器とを含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載の無線システムのデータ受信装置。
18. 前記Ｑ−ａｒｙブロック復号器は、前記デインターリービングされたデータに対して消去−エラー訂正方式により伝送データを復元することを特徴とする請求項１７記載の無線システムのデータ受信装置。
19. 受信されたデータの各下位チャネルに対するチャネル利得を検出し、これを所定基準値と比較して該当するチャネルの状態を‘ＧＯＯＤ状態’又は‘ＢＡＤ状態’に分類する段階と、
    前記分類された状態に従って前記受信されたデータを復調及び格納する段階と、
    前記受信されたデータが所定単位に蓄積されると、消去−エラー訂正方式により復調してデータを復元する段階とを有することを特徴とする無線システムのデータ受信方法。
20. 前記チャネルの状態は、全ての下位チャネルのチャネル利得が基準値以上であると、‘ＧＯＯＤ状態’状態に分類されることを特徴とする請求項１９記載の無線システムのデータ受信方法。
21. 前記チャネルの状態は、各下位チャネル中、何れか一つのチャネル利得が基準値未満であると、‘ＢＡＤ状態’状態に分類されることを特徴とする請求項１９記載の無線システムのデータ受信方法。
22. 前記受信されたデータは、該当するチャネルの状態が‘ＢＡＤ状態’に分類されると、消去されたと判断され、データが格納されることを特徴とする請求項１９記載の無線システムのデータ受信方法。
23. 前記受信されたデータは、該当するチャネルの状態が‘ＧＯＯＤ状態’に分類されると、一般的な復調を行った後、格納されることを特徴とする請求項１９記載の無線システムのデータ受信方法。
24. 前記所定単位は、一つのパケットであることを特徴とする請求項１９記載の無線システムのデータ受信方法。
    

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