JP2007096658A - 無線送信装置および無線受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インターリーブサイズを大きくして誤り訂正率を向上すると共に、復調処理時間を短縮するデータ伝送装置を提供する。
【解決手段】 無線送信装置１０は、送信フレームを複数のブロックに分けてブロック毎にインターリーブ処理するインターリーブ部２２と、インターリーブ処理単位となる各ブロックのサイズを、送信フレームの最終ブロックが送信フレーム内の他のブロックのサイズ以下となるように設定するフレーム構成部１２とを備える。インターリーブ部２２は、フレーム構成部１２にて設定されたサイズに従ってインターリーブ処理を行う。フレーム構成部１２は、設定したブロックサイズを示すフレーム構成情報を生成し、送信フレームにフレーム構成情報を付加する。無線送信装置１０は、ＲＦ部１４およびアンテナ１６を備え、フレーム構成情報が付加された送信フレームを送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信における無線送信装置および無線受信装置に関する。

従来の無線ＬＡＮなどの無線通信では、フェージングによる受信電力の低下がデータ伝送誤りを引き起こす。データ伝送誤りが生じることで誤り率が悪化し、通信品質が悪くなる。従来の無線通信装置では、送信データを誤り訂正符号化し、データ伝送誤りが生じたビットを受信側で訂正することで誤り率の改善を図っていた。

バースト誤りは、ある閾値以下の値の受信電力が続くことに起因して、連続的に誤りが発生する現象である。上記した誤り訂正符号は、バースト誤りに対しては効果が薄い。バースト誤りに起因する誤り率の増大に対する対策として、インターリーブ処理が知られている。インターリーブ処理では、送信データの隣接するビットを離れたビットと入れ替える。これにより、受信電力の低い場所が時間的に分散されるので、受信データのバースト誤りを防ぎ、誤り訂正能力を活かし誤り率の増大を防ぐことができる。

フェージングによる受信電力は、時間的に変動するため、インターリーブはできるだけ離れたビットと入れ替えることが望ましい。インターリーブサイズが大きくなると、誤り率の改善が見込める。特許文献１は、パケットごとに受信電力によりインターリーブサイズを変更する技術を開示している。
特開平６−７７９３９号公報

しかし、インターリーブサイズを大きくすると、誤り訂正に要する処理時間が増大する。すなわち、インターリーブされたブロックをデインターリーブして元のデータを得るためには、インターリーブされたブロック全体のデータを受信するまで待たなければならない。

無線通信においては、フレームを受信したことを送信側に通知するＡＣＫ（確認応答）の送信タイミングが規定されている。例えば、「High Speed Physical Layer （PHY） in 5GHzband」IEEE802.11a 1999では、最終データの受信から所定の制限時間（１６ｍｓ）内にＡＣＫを返さなければならないことが規定されている。

ところが、インターリーブのサイズが大きくなって、復調処理に時間がかかるとＡＣＫを返す制限時間に間に合わない場合がある。ＡＣＫの返信が制限時間に間に合わないと送信側は再送処理を繰り返す。しかし、再送処理時にもＡＣＫの送信を制限時間内に行えないという同じ事象が起こるため受信を完了できない。このようにインターリーブサイズを大きくすることで通信品質の向上を図りたいという要求がある一方で、ＡＣＫ返信の制限時間までに処理を終了できるサイズのインターリーブしか使用できない。

そこで、本発明は、上記背景に鑑み、インターリーブサイズを大きくして誤り訂正率を向上すると共に、復調処理時間を短縮する無線送信装置および無線受信装置を提供することを目的とする。

本発明の無線送信装置は、送信フレームを複数のブロックに分けてブロック毎にインターリーブ処理するインターリーブ部と、インターリーブ処理単位となる前記各ブロックのサイズを、前記送信フレームの最終ブロックが前記送信フレーム内の他のブロックのサイズ以下となるように設定するブロックサイズ設定部と、前記インターリーブ部にてインターリーブされたブロックを送信する送信部とを備える。

このように一の送信フレーム内におけるインターリーブブロックのサイズを可変とし、最終ブロックのサイズを他のブロックのサイズ以下とすることにより、最終ブロックの受信処理時間が短縮される。これにより、最終ブロックについては、受信処理時間が短いので、デインターリーブ処理を速やかに開始することができ、フレームの最終ブロックを受信してからデインターリーブ処理を完了するまでの時間を短縮できる。最終ブロック以外の他のブロックは、インターリーブサイズを大きくできるので、誤り訂正率の向上を図れる。

上記無線送信装置において、前記ブロックサイズ設定部は、最終ブロックのサイズを、最終ブロックの受信処理時間と最終ブロックの一つ前のブロックのデインターリーブ処理時間とが等しくなるように設定してもよい。

このように、最終ブロックの受信処理時間と一つ前のブロックのデインターリーブ処理時間とが等しい場合には、前のブロックのデインターリーブ処理の終了後速やかに最終ブロックのデインターリーブ処理を行える。

上記無線送信装置において、前記ブロックサイズ設定部は、前記最終ブロックに連続する複数のブロックが前記最終ブロックと同じサイズとなるようにサイズを設定してもよい。

このように他のブロック以下のサイズのブロックが複数含まれることにより、送信フレームの最終ブロック近くでは、送信フレームの他の部分のブロックサイズの影響を受けずに復号処理時間を短縮できる。

上記無線送信装置は、前記ブロックサイズ設定部にて設定されたブロックサイズを示すフレーム構成情報を生成するフレーム構成情報生成部を更に備え、前記送信部は、更に、前記フレーム構成情報生成部にて生成されたフレーム構成情報を送信してもよい。

この構成により、インターリーブの処理単位であるブロックのサイズをフレーム構成情報によって受信側に知らせることができる。

上記無線送信装置は、前記各ブロックの変調方式をそのブロックのサイズに基づいて変更し、前記フレーム情報生成部は、前記変調方式を示す情報を含むフレーム構成情報を生成してもよい。

最終ブロックのサイズは、同一フレーム内の他のブロックのサイズ以下であるので、インターリーブによる誤り訂正の効果が小さい。ブロック毎に変調方式を変えることができる構成により、最終ブロックの多値化率を小さく設定すれば、インターリーブによる誤り訂正効果が小さい分を補償することができ、フレーム全体の誤りを一定にできる。

上記無線送信装置は、前記各ブロックの符号化率をそのブロックサイズに基づいて変更し、前記フレーム情報生成部は、前記符号化率を示す情報を含むフレーム構成情報を生成してもよい。

最終ブロックのサイズは、同一フレーム内の他のブロックのサイズ以下であるので、インターリーブによる誤り訂正の効果が小さい。ブロック毎に符号化率を変えることができる構成により、最終ブロックの符号化率を小さく設定すれば、インターリーブによる誤り訂正効果が小さい分を補償することができ、フレーム全体の誤りを一定にできる。

本発明のＭＩＭＯ送信装置は、送信フレームを複数のブロックに分けてブロック毎にインターリーブ処理するインターリーブ部と、インターリーブ処理単位となる前記各ブロックのサイズを、前記送信フレームの最終ブロックが前記送信フレーム内の他のブロックのサイズ以下となるように設定するブロックサイズ設定部と、前記インターリーブ部にてインターリーブされたブロックを複数のアンテナから送信する送信部とを備える。

この構成により、ＭＩＭＯ送信装置においても、本発明の無線送信装置と同様の効果が得られる。また、本発明の無線送信装置の各種の構成を本発明のＭＩＭＯ送信装置に適用することも可能である。

上記ＭＩＭＯ送信装置は、前記ブロックサイズ設定部にて設定されたブロックサイズを示すフレーム構成情報を生成するフレーム構成情報生成部を更に備え、前記送信部は、更に、前記フレーム構成情報生成部にて生成されたフレーム構成情報を複数のアンテナから送信してもよい。

この構成により、インターリーブの処理単位であるブロックのサイズをフレーム構成情報によって受信側に知らせることができる。

本発明の無線受信装置は、無線送信装置から送信されるインターリーブされた複数のブロックおよびそのブロックに関するフレーム構成情報を受信する受信部と、前記フレーム構成情報からブロックのサイズを示す情報を取得し、そのブロックのサイズを示す情報に基づいて、受信した複数のブロックをデインターリーブして元のフレームを得るデインターリーブ部とを備える。

このようにフレーム構成情報からブロックのサイズを示す情報を取得し、その情報を用いてデインターリーブを行うことにより、異なるブロックサイズでインターリーブされたデータをデインターリーブすることができる。最終ブロックのサイズが他のブロック以下に設定されたフレームを受信した場合には、フレームの最終ブロックを受信してからデインターリーブ処理を完了するまでの時間を短縮できる。

本発明のＭＩＭＯ受信装置は、無線送信装置から送信されるインターリーブされた複数のブロックおよびそのブロックに関するフレーム構成情報を複数のアンテナにて受信する受信部と、前記フレーム構成情報からブロックのサイズを示す情報を取得し、そのブロックのサイズを示す情報に基づいて、受信した複数のブロックをデインターリーブして元のフレームを得るデインターリーブ部と、デインターリーブ部にて得られたフレームを前記フレーム構成情報に基づいて符号化してレプリカを生成するレプリカ生成部と、前記レプリカ生成部にて生成されたレプリカを用いて、前記受信部にて受信した信号の干渉をキャンセルする干渉キャンセル部とを備える。

この構成により、ＭＩＭＯ受信装置においても、本発明の無線受信装置と同様の効果が得られる。特に、ＭＩＭＯ受信装置においては、レプリカ信号によって干渉キャンセルするためにデインターリーブ、インターリーブを行う回数が多いので、処理時間短縮の効果が大きい。

本発明によれば、最終ブロックのサイズを他のブロックのサイズ以下とすることにより、最終ブロックの受信処理時間が短縮され、フレームの最終ブロックを受信してからデインターリーブ処理を完了するまでの時間を短縮できると共に、他のブロックのサイズを大きくできるので、インターリーブによる誤り訂正能力の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の無線送信装置１０のブロック図である。無線送信装置１０は、送信すべきデータから送信フレームを構成するフレーム構成部１２と、送信フレームを変調する変調部２０と、変調された送信フレームを送信するＲＦ部１４とを備えている。また、変調部２０は、送信フレームを畳込み符号化する誤り訂正符号化部２１と、誤り訂正符号化された送信フレームをインターリーブ処理するインターリーブ部２２と、送信フレームのデータをマッピングするマッピング部２３とを有している。

フレーム構成部１２は、インターリーブブロックのサイズを設定する機能を有する。フレーム構成部１２は、送信フレームがサイズの異なる２種類のインターリーブによって構成されるようにインターリーブブロックのサイズを設定する。ここでは、送信フレームの先頭から９ブロックは１９２ビットのサイズのインターリーブブロック、その後のブロックは４８ビットのサイズに設定する。ここでは、最終ブロックを含む２ブロックを４８ビットに設定しているが、最終ブロックのみを４８ビットとしてもよい。また、フレーム構成部１２は、それぞれのブロックの符号化率および変調方式をそのブロックサイズに応じて設定する。ここでは、フレーム構成部１２は、１９２ビットのブロックの符号化率を３／４、変調方式をＱＰＳＫ、４８ビットのブロックの符号化率を１／２、変調方式をＢＰＳＫに設定する。

フレーム構成部１２は、各インターリーブブロックのサイズ、符号化率、変調方式を示す情報を含むフレーム構成情報を生成し、生成したフレーム構成情報を送信すべきデータの前に付加する。また、フレーム構成部１２は、送信すべきデータの末尾にテールビットを付加する。テールビットは、例えばすべて０からなる６ビットのデータである。テールビットにより、受信側では、従来と同様の性能でビタビ復号を行うことが可能となる。

ここで、本実施の形態のフレーム構成部１２によって生成される送信フレームについて説明する。

図２（ａ）は、フレーム構成部１２にて生成される送信フレームの構成を示す図である。送信フレームは、フレーム構成情報とデータとテールビットとにより構成される。

図２（ｂ）は、フレーム構成情報を示す図である。フレーム構成情報は、各インターリーブブロックの符号化率、変調方式、インターリーブサイズと、全体のデータ長の情報を含んでおり、末尾にテールビットが付加されている。符号化率１、インターリーブサイズ１、変調方式１はフレームの先頭から９ブロックのインターリーブに関する情報である。符号化率２、インターリーブサイズ２、変調方式２はフレーム末尾の２個のインターリーブに関する情報である。なお、フレーム構成情報は、符号化率１／２、インターリーブサイズ４８ビット、ＢＰＳＫ変調方式で変調することを予め定めておく。これにより、受信側でフレーム構成情報を復号することが可能となる。

図２（ｃ）は、送信フレームを構成する各インターリーブブロックを示す図である。ただし、フレーム構成情報は含んでいない。フレーム構成情報は、独立したインターリーブブロックを構成する。本実施の形態では、符号化率３／４の１９２ビットのインターリーブブロックが先頭から９個続き、その後に、符号化率１／２の４８ビットのインターリーブブロックが２個続いている。このように一の送信フレームを構成するインターリーブブロックを異なるサイズで構成することにより、誤り訂正率を向上しつつ受信側での処理を高速化できる。この点については、後に詳しく説明する。

フレーム構成部１２は、生成したフレーム構成情報に含まれる符号化率、インターリーブブロックのサイズ、変調方式の情報をそれぞれ符号化率制御部２４、インターリーブサイズ制御部２５、変調方式制御部２６に送信する。これにより、符号化率制御部２４、インターリーブサイズ制御部２５、変調方式制御部２６は、フレーム構成部１２により設定された条件によって、誤り訂正符号化部２１、インターリーブ部２２、マッピング部２３を制御できる。

次に、誤り訂正符号化部２１について説明する。誤り訂正符号化部２１は、図３に示すような畳込み符号化器によって畳込み符号化を行う。畳み込み符号化器は、入力されたデータを（拘束長−１）段のシフトレジスタで保持し、入力されたデータに対し、過去の６データの値を利用して求めた２ビットをデータの畳み込み符号化結果として出力する。

誤り訂正符号化部２１は、符号化率制御部２４によって制御される。インターリーブ部２２は、インターリーブサイズ制御部２５によって制御される。マッピング部２３は、変調方式制御部２６によって制御される。また、符号化率制御部２４、インターリーブサイズ制御部２５および変調方式制御部２６は、フレーム構成部１２から送信されたフレーム構成情報に基づいて制御を行う。

図４は、本発明の第１の実施の形態の無線受信装置３０のブロック図である。本実施の形態の無線受信装置３０は、図１に示す無線送信装置１０から送信されるデータを受信する。無線受信装置３０は、データを受信するＲＦ部３２と、ＲＦ部３２にて受信したデータを復調する復調部４０と、受信データの先頭に含まれるフレーム構成データをデコードしてフレーム構成情報を取得するフレーム構成デコード部３４とを備えている。また、復調部４０は、受信データをデマッピングするデマッピング部４１と、デマッピング部４１にて受信したデータをデインターリーブして元のデータを取得するデインターリーブ部４２と、デインターリーブ部４２にて復元したデータに対して誤り訂正復号化を行う誤り訂正復号部４３とを有している。

フレーム構成デコード部３４は、デコードしたフレーム構成情報を復調方式制御部４４、デインターリーブサイズ制御部４５および符号化率制御部４６に送信する。復調方式制御部４４は、フレーム構成デコード部３４から送信されたフレーム情報に基づいてデマッピング部４１を制御する。デインターリーブサイズ制御部４５は、フレーム構成デコード部３４から送信されたフレーム情報に基づいてデインターリーブ部４２を制御する。符号化率制御部４６は、フレーム構成デコード部３４から送信されたフレーム情報に基づいて誤り訂正復号部４３を制御する。

次に、上記した無線送信装置１０および無線受信装置３０によってデータ送信を行うときの動作について説明する。
まず、無線送信装置１０のフレーム構成部１２は、送信フレームを構成するブロックのサイズ、符号化率、変調方式を決定する。そして、フレーム構成部１２は、決定したそれぞれの符号化率、インターリーブサイズ、変調方式を含めたフレーム構成情報を生成する。なお、フレーム構成情報には、送信データの長さを示す情報を含める（図２（ｂ）参照）。また、フレーム構成情報は、それぞれのサイズのブロックを何個含むかを示す情報を有してもよい。

次に、フレーム構成部１２は、送信データの前にフレーム構成情報を付加し、送信データの末尾にテールビットを付加し、送信フレームを完成させる（図２（ａ）参照）。

続いて、誤り訂正符号化部２１は、送信データ系列を畳み込み符号化する。符号化率制御部２４は、フレーム構成情報に基づいて誤り訂正符号部のパンクチャ処理を制御する。パンクチャ処理は図３に示す畳み込み符号化器の出力ビット列から規則的にビットを削る。ビットを削る割合を変えることにより、符号化率を変化させることができる。例えば、符号化率を３／４にするには６ビット中２ビットを削り、符号化率を２／３にするには４ビット中１ビットを削る。

次に、インターリーブ部２２は、誤り訂正符号化されたデータを並べ替えるインターリーブ処理を行う。インターリーブサイズ制御部２５は、フレーム構成情報に基づいてインターリーブ部２２のインターリーブサイズを制御する。例えば、サイズの異なるインターリーブを複数用意し、所望のサイズによって切り替えることで、インターリーブサイズを変更できる。なお、フレーム構成情報とデータとは、それぞれ、独立してインターリーブされ、生成されるインターリーブブロックも独立した構成となる。

次に、マッピング部２３は、インターリーブされたフレーム構成情報及びデータを変調する。変調方式制御部２６は、フレーム構成情報に基づいてマッピング部２３の変調方式を制御する。例えば、マッピング部２３にＱＰＳＫとＢＰＳＫの変調器を用意し、制御情報を基に切り替えて使用する。ＲＦ部１４は、変調されたフレーム構成情報及びデータをフレームとして、アップコンバートしてアンテナ１６から送信する。

無線受信装置３０は、無線送信装置１０から送信されたフレーム構成情報及びデータ（フレーム）を、アンテナ３６を介して受信する。無線受信装置３０のＲＦ部３２は、受信したフレーム構成情報及びデータをダウンコンバートする。無線受信装置３０は、データを復調する前に、送信されたフレームの先頭に付加されたフレーム構成情報を、フレーム構成デコード部３４にて解析する。フレーム構成情報はあらかじめ定められた符号化率、インターリーブサイズ、変調方式で変調されているので復号可能である。

フレーム構成デコード部３４は、読み取ったフレーム構成情報を復調方式制御部４４、デインターリーブサイズ制御部４５および符号化率制御部４６に送信する。これにより、復調方式制御部４４、デインターリーブサイズ制御部４５および符号化率制御部４６は、フレーム構成情報に基づいて各処理を行うことができる。

デマッピング部４１は、ＲＦ部３２にてダウンコンバートされたデータを復調する。その後、デインターリーブ部４２は、送信側で並べ替えたデータを元の順番に並べ直す。デインターリーブサイズ制御部４５は、フレーム構成情報に基づいてデインターリーブ部４２のデインターリーブサイズを制御する。例えば、インターリーブサイズ制御部４５は、送信側と同様にサイズの異なるデインターリーバを用意し、フレーム構成情報に合わせて切り替えて使用する。

誤り訂正復号部４３は、デパンクチャ処理とビタビ復号処理を行う。デパンクチャ処理は送信側のパンクチャ処理でデータビット列から削ったビットの場所にビット０とビット１に対して尤度が等しい値を挿入する。デパンクチャの符号化率は、デコードされたフレーム情報に基づいて符号化率制御部４６によって制御される。その後、ビタビ復号器でデパンクチャしたデータに誤り訂正復号化を行い、データを出力する。
以上、第１の実施の形態の無線送信装置１０および無線受信装置３０について説明した。

第１の実施の形態の無線送信装置１０は、送信フレームの最終ブロックおよびその一つ前のブロックのサイズを、先頭から９個のブロックのサイズより小さくなるようにフレームを構成する。これにより、誤り訂正率の向上を図れると共に、フレームを受信してからＡＣＫを返すまでの時間を短縮することができる。

図５は、第１の実施の形態の効果を説明するための図である。図５は、横軸に時間をとり、縦方向に受信側で行う処理を上から順に示した図である。無線受信装置３０は、ブロック＃１〜＃１１からなるデータを受信する（Ｓ１）。ブロック＃１〜＃９のサイズは１９２ビット、ブロック＃１０、＃１１のサイズは４８ビットである。

無線受信装置３０のデマッピング部４１が、受信データの復調処理を行う（Ｓ２）。復調処理は受信信号を受信した順に行うので、復調処理出力は処理遅延時間ｔ１だけ遅れて出力される。

次に、無線受信装置３０のデインターリーブ部４２が、復調されたデータに対してデインターリーブ処理を行う（Ｓ３）。デインターリーブ処理では、インターリーブサイズ分のデータ系列を並び替えて出力するため、インターリーブサイズ分のデータを一旦蓄積した後でなければ並び替えたデータを出力できない。従って、デインターリーブ部４２による処理は、それぞれのインターリーブブロックの全データの復調が完了したときに開始される。従って、デインターリーブ処理により、時間ｔ２の遅延が生じる。

続いて、無線受信装置３０の誤り訂正復号部４３が、デインターリーブされたデータに対してビタビ復号処理を行う（Ｓ４）。ビタビ復号処理は、デインターリーブ処理の完了後に行われるので、時間ｔ３の遅延が生じる。また、ビタビ復号処理において、十分な精度を得るには、拘束長の数倍のトレースバック長を確保する必要である。従って、１インターリーブサイズのデータのビタビ復号を完了するためには次のデインターリーバの最初の部分のデータが必要となる。このため次のデインターリーブ処理が終わり、出力データがビタビ復号器に入力されないとデインターリーブ出力の後方のビットはビタビ復号を完了できず、ビタビ復号処理が中断される。これにより、ビタビ復号処理の処理が時間ｔ４だけ中断され、処理が遅延する。なお、デインターリーブ処理が受信処理および復調処理より短時間で処理できるのは、一旦蓄積したデータを処理するからである。

以上のように、インターリーブブロック＃１の受信処理（Ｓ１）の完了から、ビタビ復号処理（Ｓ４）の完了までの間に、時間ｔ５の遅延が生じる。送信フレームの最終のインターリーブブロック＃１１がインターリーブブロック＃１と同じサイズであると仮定すると、最終のインターリーブブロック＃１１についても受信処理（Ｓ１）の完了からビタビ復号処理（Ｓ４）の完了までにも時間ｔ５の遅延が生じる。遅延時間ｔ５がＡＣＫを送信する制限時間より長い場合には、ＡＣＫの送信が遅れるため、無線送信装置１０から同じ送信フレームが再送されることになる。

本実施の形態では、最終の２つのインターリーブブロックのサイズを小さくしているため、送信フレームの受信処理（Ｓ１）の完了からビタビ復号処理（Ｓ４）の完了までの遅延時間を短縮することができる。

インターリーブブロック＃１０は、インターリーブブロック＃９より小さいので、インターリーブブロック＃１０の受信、復号処理（Ｓ１、Ｓ２）は、インターリーブブロック＃９のデインターリーブ処理中（Ｓ３）に完了する。従って、インターリーブブロック＃９をビタビ復号する際には、次のインターリーブブロック＃１０のデインターリーブ処理（Ｓ３）が完了している。インターリーブブロック＃９のデータのビタビ復号処理（Ｓ４）においては、時間ｔ４に相当する処理待ち時間をなくすことができ、ビタビ復号結果を早く得られる。この処理待ち時間の短縮によりインターリーブブロック＃１０、＃１１のビタビ復号を早く完了できる。最終フレームの受信処理（Ｓ１）の完了からビタビ復号処理（Ｓ４）の完了までの処理時間ｔ６を、サイズの大きいブロックの処理遅延時間ｔ５より短縮できる。

従って、本実施の形態の無線送信装置１０および無線受信装置３０によれば、受信完了から復号完了までの処理時間を短縮できるので、フレームを受信したことを送信側に通知するＡＣＫを返すシステムの場合でも、通信プロトコルで規定された制限時間内にＡＣＫの送信を行える。また、最終ブロック以外では、大きいサイズのブロックをインターリーブ処理の処理単位として用いることができるので、受信性能を改善することができる。

また、本実施の形態では、インターリーブサイズの小さいブロックの変調方式および符号化率としてインターリーブサイズの大きいブロックより耐性の強い変調方式および符号化率を採用している（図２（ｂ）参照）。これにより、インターリーブサイズが小さいブロックの受信性能を、インターリーブサイズを大きくしたブロックの受信性能と同じ程度に向上することにより、フレーム全体としての受信性能を均一化し、フレームエラー率の低減を図れる。

なお、本実施の形態では、フレーム構成情報を、データと共に送信するフレームに含めて送信する場合を説明したが、インターリーブサイズ、符号化率及び変調方式を、送信装置および受信装置の双方で予め決めておく場合は、フレーム構成情報をフレームに含めなくてもよい。

なお、本実施の形態では、誤り訂正符号に畳み込み符号を用いたが、これに限ったものではなく、ＬＤＰＣ符号のようなブロック符号を用いてもよい。図１２、図１３に示す構成の装置により、ブロック符号を適用できる。図１２に示す無線送信装置１０は、図１の誤り訂正符号化部２１とインターリーブ部２２とをブロック符号化部２７に置き換え、インターリーブサイズ制御部２５をブロックサイズ制御部２８に置き換えた構成を有する。図１３に示す無線受信装置３０は、図４のデインターリーブ部４２と誤り訂正復号部４３とをブロック符号復号部４７に置き換え、デインターリーブサイズ制御部４５をブロックサイズ制御部４８に置き換えた構成を有する。ブロック符号復号部４７は、図５で示されるデインターリーブ処理（ｓ３）とビタビ復号処理（ｓ４）の処理を同時に行う事と等価である。したがってブロック符号を用いた場合でも同様の効果が得られる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態のＭＩＭＯ送信装置５０およびＭＩＭＯ受信装置６０について説明する。第２の実施の形態のＭＩＭＯ送信装置５０およびＭＩＭＯ受信装置６０は、ＭＩＭＯ方式の無線通信を行う。

図６は、第２の実施の形態のＭＩＭＯ送信装置５０およびＭＩＭＯ受信装置６０を示す図である。ＭＩＭＯ送信装置５０は２本の送信アンテナ１６を有し、ＭＩＭＯ受信装置６０は、２本の受信アンテナ３６を有する。なお、本実施の形態のアンテナ１６，３６の本数は一例であり、送受信アンテナ１６，３６の本数は２本に限られず、３本以上であってもよい。

図７は、ＭＩＭＯ送信装置５０の構成を示す図である。ＭＩＭＯ送信装置５０は、直並列変換部１８、フレーム構成部１２、変調部２０、ＲＦ部１４を備えている。フレーム構成部１２、変調部２０、ＲＦ部１４の構成は、第１の実施の形態の無線送信装置１０の構成と同じである。

直並列変換部１８は、入力されたデータに直並列変換を施し、２つのストリームデータを出力する。フレーム構成部１２は、符号化率、インターリーブサイズ、変調方式を決定し、フレーム構成情報を出力する。

変調部２０は、誤り訂正符号化部２１、インターリーブ部２２、マッピング部２３、符号化率制御部２４、インターリーブサイズ制御部２５、変調方式制御部２６を備えている。符号化率制御部２４は、フレーム構成情報に基づいて符号化率制御信号を生成し、符号化率御信号を誤り訂正符号化部２１に入力する。インターリーブサイズ制御部２５は、フレーム構成情報に基づいてインターリーブ制御信号を生成し、インターリーブ制御信号をインターリーブ部２２に入力する。変調方式制御部２６は、変調方式制御信号を生成し、変調方式制御信号をマッピング部２３に入力する。

誤り訂正符号化部２１は、符号化率制御信号に基づいてデータストリームｓｔ１に対して符号化を行い、符号化されたデータを出力する。インターリーブ部２２は、符号化されたデータにインターリーブを施し、インターリーブされたデータを出力する。マッピング部２３は、インターリーブされたデータに変調方式制御信号に基づいてＢＰＳＫ変調、ＱＰＳＫ変調、多値変調を施し、変調された信号を出力する。

ＲＦ部１４は、変調された信号に対して周波数変換、増幅などの処理を施し、送信信号を出力する。アンテナ１６は、ＲＦ部１４から送信信号を無線信号として送信する。データストリームｓｔ２に対しても上記と同様の処理を行い、アンテナ１６から無線信号を送信する。

図８は、ＭＩＭＯ送信装置５０から送信された信号を復調するＭＩＭＯ受信装置６０を示す図である。図８に示されるように、ＭＩＭＯ受信装置６０は、２本の受信アンテナ３６、ＲＦ部３２、信号分離部３８、１次復調部７０、２次復調部８０を備えている。ＲＦ部３２は、受信アンテナ３６にて受信した信号に対して、周波数変換、増幅等を行い、ベースバンド信号を出力する。

信号分離部３８は、ＲＦ部３２から入力されたベースバンド信号に対し、Ａ／Ｄ変換、チャネル推定、周波数補償、信号分離等を行い、分離された信号とフレーム構成情報を出力する。分離方法はＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕｒｅ Ｅｒｒｏｒ）等の方法が考えられる。

１次復調部７０は、分離された信号を入力とし、それぞれのストリームの信号を復調処理し、１次復調データを出力する。２次復調部８０は、１次復調データとベースバンド信号を入力とし、ベースバンド信号と１次復調データを再変調したレプリカ信号を用いて干渉信号をキャンセルし、２次復調データを出力する。

図９は、ＭＩＭＯ受信装置６０の１次復調部７０の詳細な構成を示す図である。１次復調部７０は、復調部４０とフレーム構成デコード部３４とを備えている。復調部４０およびフレーム構成デコード部３４は、第１の実施の形態の無線受信装置３０の構成と同じである。復調部４０は、デマッピング部４１、デインターリーブ部４２、誤り訂正復号部４３、復調方式制御部４４、デインターリーブサイズ制御部４５、符号化率制御部４６を有する。

フレーム構成デコード部３４は、受信した復号データからフレーム構成情報をデコードし、フレーム構成情報を出力する。フレーム構成情報は、第１の実施の形態で説明した構成と同様である（図２（ｂ）参照）。フレーム構成情報は、あらかじめ定められた符号化率、インターリーブサイズ、変調方式で変調されているので、フレーム構成デコード部３４は、フレーム構成情報をデコード可能である。

復調方式制御部４４は、フレーム構成デコード部３４から入力されたフレーム構成データに基づいて復調方式制御信号を生成し、生成した復調方式制御信号をデマッピング部４１に入力する。デマッピング部４１は、信号分離後信号ｓｔ１を復調方式制御信号に基づいてデマッピングデータに変換し、デマッピングデータを出力する。

デインターリーブサイズ制御部４５は、フレーム構成デコード部３４から入力されたフレーム構成情報に基づいて、デインターリーブ制御信号をデインターリーブ部４２に入力する。デインターリーブ部４２は、デマッピング部４１から入力されたデマッピングデータに対しデインターリーブ制御信号に基づいてデインターリーブ処理を施し、デインターリーブデータを出力する。

符号化率制御部４６は、フレーム構成デコード部３４から入力されたフレーム構成情報に基づいて符号化率を決定し、符号化率制御信号を誤り訂正復号部に入力する。誤り訂正復号部４３は、デインターリーブ部４２から入力されたデインターリーブデータに対し、符号化率制御信号に基づいて誤り訂正復号を行い、復号データを出力する。

図１０は、ＭＩＭＯ受信装置６０の２次復調部８０の詳細な構成を示す図である。２次復調部８０は、１次復調されたデータを再変調する再変調部２０と、再変調データからレプリカを生成し、受信データの干渉をキャンセルする干渉キャンセラ８２と、干渉がキャンセルされた受信データさらに復調する再復調部４０とを備える。再変調部２０は、第１の実施の形態の無線送信装置１０の変調部２０の構成と同じであり、再復調部４０は第１の実施の形態の無線受信装置３０の復調部４０の構成と同じである。

再変調部２０は、誤り訂正符号化部２１、インターリーブ部２２、マッピング部２３、符号化率制御部２４、インターリーブサイズ制御部２５、変調方式制御部２６を有している。再変調部２０は、１次復調部７０から入力された１次復調データに対し、フレーム構成情報に基づいて送信側と同様の再変調処理を施し、変調信号を出力する。

干渉キャンセラ８２は、受信ベースバンド信号と再復調信号を入力とし、受信ベースバンド信号から再復調信号を用いて作成したレプリカ信号を引く処理を施し、干渉キャンセル信号を出力する。

再復調部４０は、デマッピング部４１、デインターリーブ部４２、誤り訂正復号部４３、復調方式制御部４４、デインターリーブサイズ制御部４５、符号化率制御部４６を有する。再復調部４０は１次復調部７０の復調部４０と同様の復調処理を行う。再復調部４０は、干渉キャンセル信号とフレーム構成情報を入力とし、１次復調部７０の復調部４０と同様の処理を施し、復調データを出力する。受信ベースバンド信号ｓｔ２は上記と同様の方法で処理を行い、２次復調データを出力する。

図１１は、第２の実施の形態のＭＩＭＯ受信装置６０による受信処理の流れを示す図である。フレーム受信からビタビ復号までの１次復調処理は、第１の実施の形態の場合と同じである。第２の実施の形態のＭＩＭＯ受信装置６０では、１次復調処理に続いて２次復調処理を行う。すなわち、ＭＩＭＯ受信装置６０は、ビタビ復号されたビタビ復調データを用いて再変調を行う。ビタビ復調データは、誤り訂正符号化部２１に順に入力され符号化されたデータを出力する（Ｓ５）。誤り訂正符号化部２１は、入力データを順番に処理できるので符号化データ出力までの処理遅延はわずかである。

次に、再変調部２０は、符号化されたデータに対してインターリーブ処理を行う（Ｓ６）。インターリーブ部２２は、インターリーブサイズ分のデータを一時的に蓄積した後に順番を並べ替えて出力する。従って、インターリーブ処理の出力は、インターリーブサイズ分の時間ｔ７だけ遅れて出力が開始される。

インターリーブされたデータはマッピング処理（Ｓ７）、干渉キャンセル処理（Ｓ８）を施され再復調部４０に入力される。再復調部４０は、干渉キャンセル処理された受信データに対してデマッピング処理を行う（Ｓ９）。マッピング処理（Ｓ７）、干渉キャンセル処理（Ｓ８）、デマッピング処理（Ｓ９）は、入力データを順に処理できるので、それぞれの出力までの処理遅延はわずかである。再復調部４０は、デマッピングされたデータをデインターリーブ処理する（Ｓ１０）。デインターリーブ処理では、インターリーブサイズ分の入力データを一旦蓄積した後に、入力データを並べ替えて出力する。従って、デインターリーブ処理は入力からビタビ復号出力までにインターリーブサイズ分の時間ｔ８の遅延が生じる。

続いて、再復調部４０は、デインターリーブされたデータをビタビ復号処理する（Ｓ１１）。ビタビ復号の特性上、拘束長の５倍程度のデータの入力がデータを出力するために必要であるので、次のインターリーブサイズ分のデインターリーブ処理が終了するまでデータが出力できず、次のブロックのデインターリーブ処理が終了するまで時間ｔ１０の遅延が生じる。

以上説明したように、第２の実施の形態のＭＩＭＯ受信装置６０においては、受信したデータを符号化してレプリカ信号を生成し、レプリカ信号を減算して干渉をキャンセルした後に再度復号化を行う。ＭＩＭＯ受信装置６０では、符号化、復号化の回数が多い分だけ、インターリーブ、デインターリーブによって起因する遅延時間が大きくなる。

第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、末尾のブロックのサイズを小さくすることにより、複数回のデインターリーブ、インターリーブによって生じる遅延時間をそれぞれ短縮できるので、復調処理時間を大幅に短縮できる。

以上、本発明の無線送信装置および無線受信装置について実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記した実施の形態ではシングルキャリア方式について説明したが、マルチキャリア方式を用いてもよい。

また、上記した実施の形態における各インターリーブブロックの符号化率および変調方式は例示であって、符号化率および変調方式は上記した実施の形態と異なる条件としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、送信フレームを２種類のサイズのインターリーブブロックに分ける例について説明したが、送信フレームを３種類以上のサイズのインターリーブブロックに分けてもよい。

また、上記した実施の形態においては、先頭から途中までのブロックより小さいサイズのブロックとして末尾の２個を小さいブロックとしたが、小さいブロックのブロック数は２個に限られない。小さいブロックは末尾の１個でもよいし、３個以上あってもよい。末尾の１ブロックのみを他のブロックより小さいブロックとする場合には、末尾のブロックを受信するための処理時間と、一つ前のブロックをデインターリーブするための処理時間とが等しくなるようなブロックサイズとすることが好ましい。これにより、一つ前のブロックのデインターリーブの終了と同時に、それに続く末尾のブロックのデインターリーブを行えるので、デインターリーブ処理の遅延時間をなくすことができる。

本発明によれば、誤り訂正率の向上を図ると共に、フレームの最終ブロックを受信してからデインターリーブ処理を完了するまでの時間を短縮できるというすぐれた効果を有し、ＭＩＭＯ方式の無線伝送方式等に有用である。

第１の実施の形態の無線送信装置の構成を示す図 （ａ）送信フレームフォーマットを示す図 （ｂ）フレーム構成情報を示す図 （ｃ）送信フレームを構成するインターリーブブロックを示す図 畳み込み符号化器を示す図 第１の実施の形態の無線受信装置の構成を示す図 無線受信装置における受信処理遅延時間について説明する図 第２の実施の形態のＭＩＭＯ送信装置およびＭＩＭＯ受信装置を示す図 ＭＩＭＯ送信装置の構成を示す図 ＭＩＭＯ受信装置の概略構成を示す図 １次復調部の構成を示す図 ２次復調部の構成を示す図 ＭＩＭＯ受信装置における受信処理遅延時間について説明する図 第１の実施の形態の無線送信装置の変形例を示す図 第１の実施の形態の無線受信装置の変形例を示す図

符号の説明

１０ 無線送信装置
１２ フレーム構成部
１４ ＲＦ部
１６ アンテナ
１８ 直並列変換部
２０ 変調部
２１ 誤り訂正符号化部
２２ インターリーブ部
２３ マッピング部
２４ 符号化率制御部
２５ インターリーブサイズ制御部
２６ 変調方式制御部
２７ ブロック符号化部
２８ ブロックサイズ制御部
３０ 無線受信装置
３２ ＲＦ部
３４ フレーム構成デコード部
３６ アンテナ
３８ 信号分離部
４０ 復調部
４１ デマッピング部
４２ デインターリーブ部
４３ 誤り訂正復号部
４４ 復調方式制御部
４５ デインターリーブサイズ制御部
４６ 符号化率制御部
４７ ブロック符号復号部
４８ ブロックサイズ制御部
５０ ＭＩＭＯ送信装置
６０ ＭＩＭＯ受信装置
７０ １次復調部
８０ ２次復調部
８２ 干渉キャンセラ

Claims (10)

1. 送信フレームを複数のブロックに分けて、ブロック毎にインターリーブ処理するインターリーブ部と、
   インターリーブ処理単位となる前記各ブロックのサイズを、前記送信フレームの最終ブロックが前記送信フレーム内の他のブロックのサイズ以下となるように設定するブロックサイズ設定部と、
   前記インターリーブ部にてインターリーブされたブロックを送信する送信部と、
   を備える無線送信装置。
2. 前記ブロックサイズ設定部は、最終ブロックのサイズを、最終ブロックの受信処理時間と最終ブロックの一つ前のブロックのデインターリーブ処理時間とが等しくなるように設定する請求項１に記載の無線送信装置。
3. 前記ブロックサイズ設定部は、前記最終ブロックに連続する複数のブロックが前記最終ブロックと同じサイズとなるようにサイズを設定する請求項１に記載の無線送信装置。
4. 前記ブロックサイズ設定部にて設定されたブロックサイズを示すフレーム構成情報を生成するフレーム構成情報生成部を更に備え、
   前記送信部は、更に、前記フレーム構成情報生成部にて生成されたフレーム構成情報を送信する請求項１〜３のいずれかに記載の無線送信装置。
5. 前記各ブロックの変調方式をそのブロックのサイズに基づいて変更し、
   前記フレーム情報生成部は、前記変調方式を示す情報を含むフレーム構成情報を生成する請求項４に記載の無線送信装置。
6. 前記各ブロックの符号化率をそのブロックサイズに基づいて変更し、
   前記フレーム情報生成部は、前記符号化率を示す情報を含むフレーム構成情報を生成する請求項４に記載の無線送信装置。
7. 送信フレームを複数のブロックに分けて、ブロック毎にインターリーブ処理するインターリーブ部と、
   インターリーブ処理単位となる前記各ブロックのサイズを、前記送信フレームの最終ブロックが前記送信フレーム内の他のブロックのサイズ以下となるように設定するブロックサイズ設定部と、
   前記インターリーブ部にてインターリーブされたブロックを複数のアンテナから送信する送信部と、
   を備えるＭＩＭＯ送信装置。
8. 前記ブロックサイズ設定部にて設定されたブロックサイズを示すフレーム構成情報を生成するフレーム構成情報生成部を更に備え、
   前記送信部は、更に、前記フレーム構成情報生成部にて生成されたフレーム構成情報を複数のアンテナから送信する請求項７に記載のＭＩＭＯ送信装置。
9. 無線送信装置から送信されるインターリーブされた複数のブロックおよびそのブロックに関するフレーム構成情報を受信する受信部と、
   前記フレーム構成情報からブロックのサイズを示す情報を取得し、そのブロックのサイズを示す情報に基づいて、受信した複数のブロックをデインターリーブして元のフレームを得るデインターリーブ部と、
   を備える無線受信装置。
10. 無線送信装置から送信されるインターリーブされた複数のブロックおよびそのブロックに関するフレーム構成情報を複数のアンテナにて受信する受信部と、
    前記フレーム構成情報からブロックのサイズを示す情報を取得し、そのブロックのサイズを示す情報に基づいて、受信した複数のブロックをデインターリーブして元のフレームを得るデインターリーブ部と、
    デインターリーブ部にて得られたフレームを前記フレーム構成情報に基づいて符号化してレプリカを生成するレプリカ生成部と、
    前記レプリカ生成部にて生成されたレプリカを用いて、前記受信部にて受信した信号の干渉をキャンセルする干渉キャンセル部と、
    を備えるＭＩＭＯ受信装置。
    
    

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