JP3679775B2 - マルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置及びマルチキャリア送信方法 - Google Patents
マルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置及びマルチキャリア送信方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置及びマルチキャリア送信方法に関し、特に再送信号をパケット合成することで誤り率を低減する場合に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のマルチキャリア通信システムでは、初回送信により得られたパケットと再送されたパケットを合成して復号することにより、受信側での復号時の誤り率特性を向上させるようになっている。そして従来、データのスループットを向上させることを目的として、少ない再送回数で所望の誤り率を達成するために種々の工夫が提案されている。
【0003】
特にマルチキャリア通信システムでは、周波数選択性フェージングが原因となって、サブキャリア毎の受信レベルが異なる。従って、ある周波数のサブキャリアに重畳された信号の受信レベルは高くなるが、別のサブキャリアに重畳された信号の受信レベルは低くなる。この結果、受信レベルの低いサブキャリアに重畳された信号の誤り率はなかなか所望の値に達せず、再送回数が増大する。
【0004】
この点に着目して従来、特開2001−60934号公報、特開2000−269929号公報等に開示されている方法がある。これらの方法では、再送毎にインターリーブパターンを変えることにより、再送毎にシンボルを配置するサブキャリアを変化させる。この結果、パケット合成時の各シンボルの信号レベルを一様化することができ、誤り率特性を向上させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来提案されている再送毎にインターリーブパターンを変える方法によれば、確かに、インターリーブ処理により送信シンボルのばらつきを大きくできるので、誤り率の極端に悪いシンボルを減らすことができ、有効にデータのスループットを向上させることができる。
【0006】
しかしながら、近年、画像データ等の大容量のデータを高速で伝送することが求められており、これを達成するためには、誤り率特性をさらに向上させ、再送回数を減らすことでスループットを一段と向上させることが必要となる。
【0007】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア通信システムにおいて再送による誤り率特性を一段と向上し得るマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置及びマルチキャリア送信方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、以下の構成を採る。
【0009】
(1)本発明のマルチキャリア送信装置は、3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調手段と、多値変調手段による変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手段と、多値変調手段により得られたシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信手段と、を具備する構成を採る。
【0010】
この構成によれば、前回の送信で誤りの生じ易い下位ビットが、次回の送信(再送)では誤りの生じ難い上位ビットとされるので、受信側で変調シンボルを復調した際に下位ビットの品質が連続して悪くなることが回避される。この結果、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果が得られ、合成後のパケットデータの誤り率が向上する。
【0011】
(2)本発明のマルチキャリア送信装置は、(1)において、多値変調前のビットを再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブするインターリーバを、さらに具備する構成を採る。
【0012】
この構成によれば、再送毎に多値変調の1シンボルを構成するビットが異なるようになるので、前回の送信と次回の送信(再送)で同じシンボルの受信レベルが低くなったとしても、同一ビットの受信レベルが連続して小さくなる確率を低くすることができる。この結果、各ビットについての再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができ、合成後のパケットデータの誤り率特性が一段と向上する。
【0013】
(3)本発明のマルチキャリア送信装置は、(2)のインターリーバは、再送毎に、上位ビット及び下位ビットをそれぞれ独立のインターリーブパターンでインターリーブする構成を採る。
【0014】
この構成によれば、再送毎に多値変調の1シンボルを構成するビットを上位ビットと下位ビット毎にばらつかせるので、前回の送信と次回の送信(再送)で同じシンボルの受信レベルが低くなったとしても、同一のビットの受信レベルが低くなる確率を低くできるのに加えて、受信側で各ビット列を容易に復元することができるようになる。つまり、送信側では、確実に上位ビットと下位ビットを入れ替えかつ各ビットをインターリーブするといった処理を行うことができ、受信側では単純にその逆の処理を行うことで元のビット列を復元できるようになる。
【0015】
(4)本発明のマルチキャリア送信装置は、(1)において、1系統のビット列からなる送信データを2系統のビット列に分離するビット分離手段と、分離された各系統のビット列をそれぞれ再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブする複数のインターリーバと、インターリーブ後の各系列のビット列を再送毎に順番を入れ替えて時分割多重する多重手段と、を具備し、多値変調手段は、多重手段により多重されたビット列を変調する構成を採る。
【0016】
この構成によれば、多値変調手段のコンスタレーションマッピングの構成を変更することなく、再送毎に上位ビットと下位ビットを入れ替えかつ再送毎の1シンボルを構成するビットの入れ替えといった処理を容易に行うことができるようになる。
【0017】
(5)本発明のマルチキャリア送信装置は、(2)〜(4)において、各サブキャリアの受信レベルを検出する検出手段を、さらに具備し、インターリーバは、当該検出結果に基づいて、受信レベルが低いサブキャリアに同一のビットが配置されないようにインターリーブパターンを選択する構成を採る。
【0018】
この構成によれば、前回の送信と次回の送信(再送)で同一ビットの受信レベルが連続して低くなることを確実に回避できる。
【0019】
(6)本発明のマルチキャリア送信装置は、(1)〜(4)において、多値変調手段により得られたシンボルを再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブするインターリーバを、さらに具備し、マルチキャリア送信手段は、インターリーブされたシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信する構成を採る。
【0020】
この構成によれば、さらに前回の送信と次回の送信(再送)で同じシンボルの受信レベルが低くなることを回避できるので、(1)〜(4)の場合と比較して、同一のビットの受信レベルが連続して低くなる確率が一段と低くなる。
【0021】
(7)本発明のマルチキャリア受信装置は、(2)のマルチキャリア送信装置から送信されたマルチキャリア信号を受信復調するマルチキャリア受信装置であって、受信したマルチキャリア信号から送信シンボルを抽出するシンボル抽出手段と、抽出されたシンボルを軟判定することにより送信ビットを復元する復調手段と、当該復調手段により得られたビット列に対して再送毎に(2)のインターリーバと逆のインターリーブ処理を施すデインターリーバと、(2)入替手段で入れ替えられたビット列を元に戻すビット並替手段と、元に戻されたビット列を用いて再送毎にパケット合成を行う合成手段と、を具備する構成を採る。
【0022】
この構成によれば、送信側で再送毎にビットインターリーブされ、かつ上位ビットと下位ビットが入れ替えられたビットを元の順序に戻して、良好に元の送信データを復元することができる。
【0023】
(8)本発明の無線基地局装置は、(1)から(6)のいずれかに記載のマルチキャリア送信装置を具備する構成を採る。
【0024】
(9)本発明の通信端末装置は、(1)から(6)のいずれかに記載のマルチキャリア送信装置を具備する構成を採る。
【0025】
(10)本発明のマルチキャリア送信方法は、3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調ステップと、多値変調ステップにおいて変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替ステップと、多値変調ステップで得たシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信ステップと、を含むようにする。
【0026】
この方法によれば、前回の送信で誤りの生じ易い下位ビットが、次回の送信(再送)では誤りの生じ難い上位ビットとされるので、受信側で変調シンボルを復調した際に下位ビットの品質が連続して悪くなることが回避される。この結果、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果が得られ、合成後のパケットデータの誤り率が向上する。
【0027】
(11)本発明のマルチキャリア送信方法は、(10)のステップに加えて、多値変調前のビットを再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブするステップを、さらに含むようにする。
【0028】
この方法によれば、再送毎に多値変調の1シンボルを構成するビットが異なるようになるので、前回の送信と次回の送信(再送)で同じシンボルの受信レベルが低くなったとしても、同一ビットの受信レベルが連続して小さくなる確率を低くすることができる。この結果、各ビットについての再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができ、合成後のパケットデータの誤り率特性が一段と向上する。
【0029】
(12)本発明のプログラムは、コンピュータに、3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調手順と、多値変調手順において変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手順と、多値変調手順で得たシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信手順とを実行させるようにする。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、送信データに対して多値変調を施し、変調後のシンボルをマルチキャリア送信する場合に、誤りの生じ難い上位ビットと誤りの生じ易い下位ビットを再送毎に入れ替えて多値変調を施すことである。また再送毎に多値変調の1シンボルを構成するビットが異なるように、ビットインターリーブ処理を行うことである。
【0031】
これにより、前回の送信と次回の送信(再送)で同じシンボルの受信レベルが低くなったとしても、同一ビットの受信レベルが連続して小さくなる確率が低くなり、受信側での再送による時間ダイバーシチ効果を高めることができるようになる。この結果、受信側でのパケット合成後の誤り率特性を向上させることができるので、再送回数を減らし、データのスループットを向上させることができる。
【0032】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0033】
(実施の形態1)
図1において、100は全体として、本発明の実施の形態1に係るマルチキャリア送信装置の構成を示す。マルチキャリア送信装置100は、無線基地局装置や通信端末装置に設けられる。マルチキャリア送信装置100は、送信データに対して多値変調処理を施し、変調により得たシンボルを拡散処理し、さらに拡散により得たチップを互いに直交する複数のサブキャリアに重畳して送信する。つまり、この実施の形態のマルチキャリア送信装置100は、送信データをOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)−CDMA(Code Division Multiple Access)方式により送信するようになっている。
【0034】
マルチキャリア送信装置100は送信データを符号化部101によって符号化し、符号化したデータを記憶部102に送出する。記憶部102はカウンタ103のカウント値に基づいて読み出し制御される。ここでカウンタ103は受信側からNACK信号(再送要求信号)が送られてくる度にカウント値をインクリメントし、ACK信号が送られてきたときにカウント値を0リセットするようになっている。記憶部102はカウント値がインクリメントされる度に記憶したデータを系列変換部104に送出する(つまり、再送データを送出する)。これに対して、カウント値が0になったときには符号化部101からのデータをそのまま系列変換部104に送出する(つまり、初回送信データを送出する)。
【0035】
系列変換部104は、カウンタ103からのカウント値がインクリメントされる度に、続く多値変調部105で変調される、誤りの生じ難い上位ビットと誤りの生じ易い下位ビットとの順序を入れ替える。
【0036】
多値変調部105は、系列変換部104から入力されたデータの複数ビットを1シンボルに変調する。この実施の形態の場合、多値変調部105は入力データに対して16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)を施して、4ビットを1シンボルに変調するようになっている。
【0037】
図2を用いて、系列変換部104と多値変調部105の処理について説明する。ここで図2(A)は系列変換部104に入力されるビットの配列を示す。図2(B)は初回送信時の各シンボルを構成するビットの配列を示す。図2(C)は再送時(1回目の再送時)の各シンボルを構成するビットの配列を示す。図2(D)は再送時(1回目の再送時)に系列変換部104から出力されるビットの配列を示す。
【0038】
ここで図2(B)、図2(C)において、b0、b1は16QAM変調された際に誤りの生じ難い上位ビットを示し、b2、b3は誤りの生じ易い下位ビットを示す。図2からも分かるように、系列変換部104によって初回送信時と再送時とで上位ビットと下位ビットが入れ替えられる。例えばシンボル番号1のシンボルを見ると、初回送信時には1、2ビットが上位ビットとされ、3、4ビットが下位ビットとされる(図2(B))のに対して、再送時には3、4ビットが上位ビットとされ、1、2ビットが下位ビットとされる(図2(C))。
【0039】
多値変調後のシンボルは選択回路106に入力される。選択回路106の出力側には、それぞれインターリーブパターンの異なる複数のインターリーバ107−1、107−2、…、107−Nが接続されている。選択回路106はカウンタ103からのカウント値に応じて変調シンボルを入力させるインターリーバ107−1、107−2、…、107−Nを切り替える。これにより、再送毎に配列順序の異なるシンボルが拡散部108に送出される。
【0040】
拡散部108は、入力されたシンボルに拡散コードを乗じることにより、シンボルをチップ単位に拡散する。OFDM送信部109は、IFFT(逆フーリエ変換回路)及び無線送信回路等により構成されており、拡散により得られたチップを互いに直交する複数サブキャリアに重畳する。OFDM送信処理後の信号はアンテナ110を介して送信される。
【0041】
図3に、マルチキャリア送信装置100により送信されたマルチキャリア信号を受信するマルチキャリア受信装置200の構成を示す。マルチキャリア受信装置200は受信信号をアンテナ201を介してOFDM受信部202に入力する。
【0042】
OFDM受信部202は、無線受信部及びFFT(フーリエ変換回路)等から構成されており、複数サブキャリアに重畳された各チップを抽出する。逆拡散部203は、拡散コードを用いて入力信号を逆拡散することにより、拡散前のシンボルを復元し、復元したシンボルを選択回路204に送出する。
【0043】
選択回路204の出力側には、それぞれインターリーブパターンの異なる複数のデインターリーバ206−1、206−2、…、206−Nが接続されている。各デインターリーバ206−1、206−2、…、206−Nは、それぞれ送信側のインターリーバ107−1、107−2、…、107−N(図1)と逆の処理を行うことにより、各シンボルを元の配列に戻すようになっている。
【0044】
選択回路204はカウンタ205のカウント値に応じて入力信号を出力するデインターリーバ206−1、206−2、…、206−Nを選択する。ここでカウンタ205は送信側のカウンタ103(図1)と同様にNACK信号が入力される度にインクリメントされる。つまり、マルチキャリア送信装置100とマルチキャリア受信装置200との間では、再送回数に応じて対応するインターリーバ107−1、107−2、…、107−N(図1)とデインターリーバ206−1、206−2、…、206−Nが選択され、デインターリーバ206−1、206−2、…、206−Nによりシンボルの配列が元に戻される。
【0045】
デインターリーバ206−1、206−2、…、206−Nにより元の配列に戻されたシンボルは多値復調部207に入力される。多値復調部207は多値変調部105(図1)に対応した復調処理を行うことにより、1シンボルから4ビットのデータを復調する。
【0046】
系列変換部208は、再送回数に応じて、送信側の系列変換部104(図1)と逆の系列変換を行う。具体的には、初回送信データの受信時には入力したビットをそのままの配列で出力するのに対して、再送信号の受信時には再送毎に上位ビットと下位ビットの配列を入れ替える。これにより、送信データと同様のビット配列の信号が得られる。系列変換部208の出力は再送パケットを合成する合成回路209に入力される。
【0047】
合成回路209は記憶部211と加算部210とにより構成されており、記憶部211に記憶された今回の再送までのパケットデータと、今回再送されたパケットデータとが加算部210により加算される。例えば今回入力されたパケットデータが2回目の再送によるパケットデータであった場合には、記憶部211に記憶された初回及び1回目の再送による合成パケットデータと、今回の再送によるパケットデータが合成される。
【0048】
合成されたパケットデータは復号化部212により復号され、誤り検出部213によりCRC(Cyclic Redundancy Check)等の誤り検出が施される。これにより、誤り検出部213からは復号データが出力されると共に、CRCがOKの場合にはACK信号が、NGの場合にはNACK信号が出力される。このACK/NACK信号はカウンタ205に送出されると共に、マルチキャリア送信装置100(図1)に送信される。
【0049】
次にこの実施の形態の動作について説明する。この実施の形態では、マルチキャリア送信装置100によって再送毎に多値変調時の上位ビットと下位ビットとを入れ替えるようにしたことにより、受信側でのビット単位の誤り率を向上させることができるようになる。まず、これを図4、図5及び図6を用いて説明する。
【0050】
図4は、16QAMによる各シンボルのI−Q平面上でのマッピング位置を示す。復調時、上位2ビットは、同相成分については図中i1の幅の判定閾値が用いられ、直交成分については図中q1の幅の判定閾値が用いられて、軟判定処理が行われる。一方、下位2ビットは、同相成分についてはi2の幅の判定閾値が用いられ、直交成分についてはq2の幅の判定閾値が用いられて、軟判定処理が行われる。図からも明らかなように、下位2ビットの判定閾値の幅i2、q2は上位2ビットの判定閾値の幅i1、q1に対して狭いので、シンボルの位相や振幅が伝搬路により変動した場合に、上位2ビットと比較して誤りが生じ易くなる。
【0051】
図5に、上位2ビットS0、S1と下位2ビットS2、S3のSIR(Signal to Interference Ratio)とBER(Bit Error Rate)との関係を示す。図からも明らかなように、同じSIRであれば上位ビットの方がBERが低くなる。
【0052】
この実施の形態では、図6に示すように、初回送信時にはビットS0、S1を上位ビットとして高品質で伝送し、2回目送信時(再送時)にはビットS2、S3を上位ビットとして高品質で伝送するようにしている。これにより、受信側でパケット合成すると全てのビットS0’、S1’、S2’、S3’を誤りが生じない程度の品質で復元できるようになる。
【0053】
すなわち、初回送信時に下位ビットとしたビットを再送時にも下位ビットとして送信する場合と比較して、再送によるビット単位での時間ダイバーシチ効果が得られ、合成後のパケットデータの誤り率特性を向上させることができる。
【0054】
またこの実施の形態では、多値変調後のシンボルを再送毎に異なるインターリーブパターンによりインターリーブしてマルチキャリア送信しているので、シンボル単位での誤り率特性の向上も見込める。つまり、周波数選択性フェージングにより特定のサブキャリアの信号レベルが落ち込んでも、同一のシンボルが連続してそのサブキャリアに割り当てられる確率が低くなるので、再送によるビット単位での時間ダイバーシチ効果が得られ、合成後のパケットデータの誤り率特性を一段と向上させることができる。
【0055】
以上の構成によれば、送信データに対して多値変調を施し、変調後のシンボルをマルチキャリア送信する場合に、上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えて多値変調を施すようにしたことにより、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を得ることができ、合成後のパケットデータの誤り率特性を向上させることができる。この結果、再送回数を減らすことができることにより、データのスループットを向上させることができる。
【0056】
(実施の形態2)
この実施の形態では、実施の形態1と同様に上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えて多値変調を施すのに加えて、多値変調時に上位ビットに割り当てられるビットと下位ビットに割り当てられるビットを分割し、分割したビット列それぞれに対して再送毎に異なるインターリーブパターンを用いてインターリーブ処理を施す。
【0057】
この結果、再送毎に上位ビットと下位ビットが入れ替わるのに加えて、多値変調による1シンボルを構成するビットも再送毎に入れ替わる。これにより、再送間で見た場合、各ビットを一段とばらかせる(つまり、再送毎に同一ビットが同一サブキャリアに配置される確率を低くする)ことができるようになるので、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができる。
【0058】
図1との対応部分に同一符号を付して示す図7において、この実施の形態のマルチキャリア送信装置300は記憶部102から出力された送信ビットを分離部301により分離する。この実施の形態では、4ビットを1シンボルとする16QAMを行うので、入力ビットを2ビット毎に分離するようになっている。具体的には、分離部301は、図8に示すように、2ビット毎に入力ビットを分離部出力1及び分離部出力2に分離して、続く選択回路302の各入力端に供給する。
【0059】
選択回路302の出力端は、可動接点を介して、それぞれインターリーブパターンの異なるインターリーバ303−1、302−2に接続されている。選択回路302は、カウンタ305からのカウント値(すなわち再送回数)に応じて、入力したビット列を供給するインターリーバ303−1、302−2を選択するようになっている。例えば初回送信時には、図8に示す分離部出力1をインターリーバ303−1に供給し、分離部出力2をインターリーバ303−2に供給する。これに対して、1回目の再送時には分離部出力1をインターリーバ303−2に供給し、分離部出力2をインターリーバ303−1に供給する。
【0060】
インターリーバ303−1、302−2の出力は続く選択回路304の各入力端に供給される。選択回路304の出力端は、可動接点を介して、多重部306の2つの入力端に接続されている。選択回路304はカウンタ305からのカウント値(すなわち再送回数)に応じて、インターリーバ303−1、302−2の出力を供給する多重部306の入力端を切り替えるようになっている。
【0061】
ここで多重部306は2つの入力端から入力された2系統のビット列を時分割多重することにより、1列のビット系列に変換して出力する。この際、まず第1の入力端に供給されている2ビット分を出力し、続いて第2の入力端に供給されている2ビット分を出力するといったように、2ビットづつ交互に選択して出力する。
【0062】
多重部306の入力と出力の様子を、図9を用いて説明する。初回送信時には第1の入力端に多重部入力1として1,2,5,6,…,n0,n1が入力され、第2の入力端に多重部入力2として3,4,7,8,…,n2,n3が入力される。このとき多重部306は多重部出力として1,2,3,4,5,6,7,8,…,n0,n1,n2,n3の順序のビット列を出力する。
【0063】
一方、図示しないが、再送時には第1の入力端に多重部入力1として3,4,7,8,…,n2,n3が入力され、第2の入力端に多重部入力2として1,2,5,6,…,n0,n1が入力される。このとき多重部306は多重部出力として3,4,1,2,7,8,5,6,…,n2,n3,n0,n1の順序のビット列を出力する(但し、図9では、説明を簡単化するために、インターリーバ303−1、302−2によるインターリーブ処理を無視したビット配列となっているが、実際には各ビットはインターリーブされたものとなる)。
【0064】
これにより、多値変調部105では、初回送信時と再送時で上位ビットと下位ビットが入れ替わった多値変調処理を行うことができるので、下位ビットの受信品質が連続して悪くなることを回避できるといった、実施の形態1と同様の効果が得られることになる。
【0065】
図10に、実際に多重部306から出力されるビットの配列を示す。この図からも明らかなように、図10(A)に示す初回送信時と図10(B)に示す再送時とでは、上位ビットと下位ビットが入れ替えられているのに加えて、各シンボルに割り当てられるビットも入れ替えられている。この結果、例えば各シンボルが初回送信時と再送時で同じサブキャリアに割り当てられた場合でも、各ビットは初回送信時と再送時で異なるサブキャリアに配置されることになるので、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を確実に得ることができるようになる。
【0066】
ここで図11を用いて、初回送信時と再送時でビットを配置するサブキャリアを替えることで誤り率特性が向上する理由について簡単に説明する。初回送信時と再送時で同じインターリーブパターン♯1を用いた場合には、初回送信時と再送時で同じサブキャリアに同じデータが配置されることになるので、初回送信信号と再送信号とを合成したとしても、周波数選択性フェージングにより受信レベルが落ち込んでいるサブキャリアに割り当てられたデータは殆ど再送によるダイバーシチ効果が得られない。図中×で示すデータ2、7がこれに相当する。
【0067】
これに対して、初回送信時と再送時で同じ異なるインターリーブパターン♯1、♯2を用いた場合には、初回送信時と再送時で同一データが異なるサブキャリアに配置されることになるので、初回送信信号と再送信号とを合成すると、1回目の送信では十分な受信レベルが得られなかったデータも、2回目の送信では十分な受信レベルが得られる可能性が高くなる。この結果、再送によるダイバーシチ効果が得られる。図中○で示すデータ2、7がこれに相当する。
【0068】
図12に、マルチキャリア送信装置300(図7)から送信された信号を受信して復調するマルチキャリア受信装置400の構成を示す。図3との対応部分に同一符号を付して示す図12において、マルチキャリア受信装置400は逆拡散後の信号を多値復調部401に入力する。ここで多値復調部401、分離部402、選択回路403、デインターリーバ404−1、404−2、選択回路405、多重部406は、基本的には、マルチキャリア送信装置300の対応部分と逆の処理を行うようになっている。
【0069】
具体的には、多値復調部401は多値変調部107と、分離部402は多重部306と、選択回路403は選択回路304と、デインターリーバ404−1、404−2はインターリーバ303−1、303−2と、選択回路405は選択回路302と、多重部406は分離部301と、それぞれ逆の処理を行う。これにより、多重部406からは、伝送劣化を除けば分離部301(図7)に入力されたビット列と同様のビット列が復元されて出力される。
【0070】
以上の構成によれば、再送毎に多値変調の上位ビットと下位ビットを入れ替えるのに加えて、当該上位ビットと下位ビットを再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブしてビットを配置するサブキャリアを再送毎に入れ替えるようにしたことにより、実施の形態1での効果に加えて、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができる。この結果、パケット合成後の誤り率特性を一段と向上し得る。
【0071】
また分離部301、選択回路302、インターリーバ303−1、303−2、選択回路304及び多重部306を設けたことにより、多値変調部107のコンスタレーションマッピングの構成を変更することなく、再送毎の上位ビットと下位ビットの入れ替え及び再送毎の1シンボルを構成するビットの入れ替えを行うことができるようになる。これにより、簡易な装置構成とすることができる。
【0072】
(実施の形態3)
図7との対応部分に同一符号を付して示す図13において、この実施の形態のマルチキャリア送信装置500は、分離部301で分離した上位ビットと下位ビットを各々独立のインターリーブパターンでインターリーブするようになっている。これにより、実施の形態2と比較して上位ビットと下位ビットのばらつきを一層大きくできるので、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができ、再送によるビット誤り率特性の向上効果を一段と高めることができるようになっている。
【0073】
具体的に説明すると、分離部301により分離された上位ビットと下位ビットは選択回路501に入力され、カウンタ507のカウント値(すなわち再送回数)に応じてそれぞれ選択回路502又は選択回路503に振り分けられる。選択回路502の出力端にはそれぞれ異なるインターリーブパターンのインターリーバ504−1、504−2、…、504−Nが設けられていると共に、選択回路503の出力端にもそれぞれ異なるインターリーブパターンのインターリーバ505−1、505−2、…、505−Nが設けられている。
【0074】
そして選択回路502、503はそれぞれ、カウンタ507のカウント値に応じて、データを供給するインターリーバ504−1、504−2、…、504−N、505−1、505−2、…、505−Nを切り替える。これにより、再送毎に上位ビット及び下位ビットがそれぞれ独立に全く異なるインターリーブパターンでインターリーブされる。
【0075】
インターリーブされた上位ビット及び下位ビットは選択回路506を介して多重部306に入力される。このとき実施の形態2で説明したのと同様に、選択部506により多重部306への入力端に入力される上位ビットと下位ビットが再送毎に切り替えられることにより、多値変調部107で扱う上位ビットと下位ビットが再送毎に切り替えられるようになる。
【0076】
図14に、マルチキャリア送信装置500から送信された信号を受信して復調するマルチキャリア受信装置600の構成を示す。図12との対応部分に同一符号を付して示す図14において、マルチキャリア受信装置600は多値復調後の信号を分離部402に入力する。ここで分離部402、選択部601、選択部602、選択部603、デインターリーバ604−1、604−2、…、604−N、デインターリーバ605−1、605−2、…、605−N、選択部606、多重部607は、基本的には、マルチキャリア送信装置500の対応部分と逆の処理を行う。
【0077】
具体的には、分離部402は多重部306と、選択部601は選択部506と、選択部602は選択部502と、選択部603は選択部503と、デインターリーバ604−1、604−2、…、604−Nはインターリーバ504−1、504−2、…、504−Nと、デインターリーバ605−1、605−2、…、605−Nはインターリーバ505−1、505−2、…、505−Nと、選択部606は選択部501と、多重部607は分離部301と、それぞれ逆の処理を行う。これにより、多重部607からは、伝送劣化を除けば分離部301に入力されたビット列と同様のビット列が出力される。
【0078】
以上の構成によれば、実施の形態2に加えて、分離部301で分離した上位ビットと下位ビットを各々独立のインターリーブパターンでインターリーブするようにしたことにより、実施の形態2と比較して、上位ビットと下位ビットのばらつきを一層大きくできるので、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができる。換言すれば、再送毎に多値変調の1シンボルを構成するビットを上位ビットと下位ビット毎にばらつかせるので、前回の送信と次回の送信(再送)で同じシンボルの受信レベルが低くなったとしても、同一のビットの受信レベルが低くなる確率を低くできる。この結果、再送によるビット誤り率特性の向上効果を一段と高めることができる。
【0079】
また分離部301で分離した上位ビットと下位ビットを各々独立のインターリーブパターンでインターリーブするようにしたことにより、受信側で各ビット列を容易に復元することができるようになる。つまり、受信側では、上位ビットと下位ビット毎に、単純に送信側と逆の処理を行うことで元のビット列を復元できるようになる。
【0080】
(他の実施の形態)
なお上述の実施の形態1では、系列変換部104を設けることにより、再送毎に多値変調時の上位ビットと下位ビットの入替処理を行い、実施の形態2では、分離部301とインターリーバ303−1、303−2と選択部304と多重部306とを設けることにより、再送毎に異なるビットインターリーブ処理を行うと共に上位ビットと下位ビットの入替処理を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、インターリーバにビットインターリーブの機能と共に上位ビットと下位ビットを入れ替える機能を持たせるようにしてもよい。
【0081】
例えば、図15に示すように、それぞれが多値変調時の上位ビットと下位ビットとを入れ替える機能を有し、かつそれぞれが異なるインターリーブパターンを有する複数のインターリーバ701−1、701−2、…、702−Nを設ければ、上述した実施の形態1、2と同様の効果を得ることができる。
【0082】
すなわち、図1との対応部分に同一符号を付して示す図15において、マルチキャリア送信装置700は、それぞれが多値変調時の上位ビットと下位ビットとを入れ替える機能を有し、かつそれぞれが異なるインターリーブパターンを有する複数のインターリーバ701−1、701−2、…、702−Nが設けられている。マルチキャリア送信装置700は、選択回路701により、送信データが供給されるインターリーバ701−1、701−2、…、702−Nのいずれか一つが再送回数に応じて選択される。これにより、実施の形態1や実施の形態2で述べたのと同様の効果が、図15に示すような構成によっても達成できる。
【0083】
因みに、図15に示すマルチキャリア送信装置700から送信されたマルチキャリア信号は、図16に示すような構成のマルチキャリア受信装置800により受信復調することができる。図3との対応部分に同一符号を付して示す図16において、マルチキャリア受信装置800は多値復調部801により復調された信号を選択部802に入力する。ここで選択部802、デインターリーバ803−1、803−2、…、803−Nは、基本的には、マルチキャリア送信装置700の対応部分と逆の処理を行う。
【0084】
具体的には、多値復調部801は多値変調部107と、選択部802は選択部701と、デインターリーバ803−1、803−2、…、803−Nはインターリーバ702−1、702−2、…、702−Nと、それぞれ逆の処理を行う。これにより、デインターリーバ803−1、803−2、…、803−Nからは、伝送劣化を除けば送信側の選択部701に入力されたビット列と同様のビット列が出力されるようになる。
【0085】
また上述の実施の形態では、多値変調として16QAMを用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば64QAMや16PSK等を用いた場合にも適用できる。要は、伝送誤りの生じ難い上位ビットと伝送誤りの生じ易い下位ビットが存在する多値変調を用いる場合に広く適用できる。
【0086】
また上述の実施の形態では、OFDM送信部109の構成については詳述しなかったが、拡散後のチップを周波数軸方向に拡散する場合であっても、時間軸方向に拡散する場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。さらには、拡散を行わないマルチキャリア送信であっても同様の効果を得ることができる。
【0087】
また上述の実施の形態では、受信側にカウンタを設け、NACK信号をカウントすることで今回受信した信号が何回目の再送信号かを検出する場合について述べたが、送信側から伝送される送信回数信号に基づいて何回目の再送信号かを検出するようにしてもよい。
【0088】
さらに、送信側又は受信側に各サブキャリアの受信レベルを検出する検出手段を設け、この検出結果に基づいて、受信レベルが低いサブキャリアに同一のビットが配置されないように再送時のインターリーブパターンを選択するようにすれば、前回の送信と次回の送信(再送)で同一ビットの受信レベルが連続して低くなることを確実に回避できるので、一段と誤り率特性を向上させることができるようになる。
【0089】
さらに上述の実施の形態では、本発明をハードウェアにより実現する場合について述べたが、実施の形態と同様の機能をプログラムにより実現するようにしてもよい。
【0090】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信データに対して多値変調を施し、変調後のシンボルをマルチキャリア送信する場合に、誤りの生じ難い上位ビットと誤りの生じ難い下位ビットを再送毎に入れ替えて多値変調を施し、また再送毎に多値変調の1シンボルを構成するビットが異なるようにビットインターリーブ処理を行うようにしたことにより、再送による誤り率特性を向上し得るマルチキャリア送信装置及びマルチキャリア送信方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図2】上位ビットと下位ビットの入れ替えの説明に供する図
【図3】実施の形態1のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図4】16QAMによるマッピングと復調時の判定閾値の説明に供する図
【図5】上位ビットと下位ビットの品質の説明に供する図
【図6】実施の形態1の効果の説明に供する図
【図7】実施の形態2に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図8】分離部の入出力データの説明に供する図
【図9】多重部の入出力データの説明に供する図
【図10】実施の形態2によるインターリーブ処理及び上位ビットと下位ビットの入替処理を行ったときのビット配列を示す図
【図11】再送毎に異なるインターリーブパターンでビットインターリーブ処理を行ったときの効果の説明に供する図
【図12】実施の形態2のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図13】実施の形態3に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図14】実施の形態3のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図15】他の実施の形態のマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図16】他の実施の形態のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
100、300、500、700 マルチキャリア送信装置
104、208 系列変換部
105 多値変調部
106、204、302、304、403、405、501、502、503、506、601、602、603、606、701、802 選択回路
107−1〜107−N、303−1、303−2、504−1〜504−N、505−1〜505−N、702−1〜702−N インターリーバ
200、400、600、800 マルチキャリア受信装置
206−1〜206−N、404−1、404−2、604−1〜604−N、605−1〜605−N、803−1〜803−N デインターリーバ
207、401、801 多値復調部
209 合成回路
301、402 分離部
306、406、607 多重部
Claims (9)
- 3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調手段と、前記多値変調手段による変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手段と、前記多値変調手段により得られたシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信手段と、多値変調前のビットを再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブするインターリーバと、を具備し、
前記インターリーバは、再送毎に、上位ビット及び下位ビットをそれぞれ独立のインターリーブパターンでインターリーブする
ことを特徴とするマルチキャリア送信装置。 - 3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調手段と、前記多値変調手段による変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手段と、前記多値変調手段により得られたシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信手段と、1系統のビット列からなる送信データを2系統のビット列に分離するビット分離手段と、分離された各系統のビット列をそれぞれ再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブする複数のインターリーバと、インターリーブ後の各系列のビット列を再送毎に順番を入れ替えて時分割多重する多重手段と、を具備し、
前記多値変調手段は、前記多重手段により多重されたビット列を変調する
ことを特徴とするマルチキャリア送信装置。 - 各サブキャリアの受信レベルを検出する検出手段を、さらに具備し、前記インターリーバは、当該検出結果に基づいて、受信レベルが低いサブキャリアに同一のビットが配置されないようなインターリーブパターンを選択する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマルチキャリア送信装置。
- 前記多値変調手段により得られたシンボルを再送毎に異なるインターリーブパターンでインターリーブするインターリーバを、さらに具備し、前記マルチキャリア送信手段は、インターリーブされたシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信する、ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のマルチキャリア送信装置。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチキャリア送信装置から送信されたマルチキャリア信号を受信復調するマルチキャリア受信装置であって、受信したマルチキャリア信号から送信シンボルを抽出するシンボル抽出手段と、抽出されたシンボルを軟判定することにより送信ビットを復元する復調手段と、当該復調手段により得られたビット列に対して再送毎に前記インターリーバと逆のインターリーブ処理を施すデインターリーバと、前記入替手段で入れ替えられたビット列を元に戻すビット並替手段と、元に戻されたビット列を用いて再送毎にパケット合成を行う合成手段と、を具備することを特徴とするマルチキャリア受信装置。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチキャリア送信装置を具備することを特徴とする無線基地局装置。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載のマルチキャリア送信装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
- 3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調ステップと、前記多値変調ステップにおいて変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替ステップと、前記多値変調ステップで得たシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信ステップと、多値変調前のビットを再送毎に異なるインターリーブパターンで、かつ再送毎に上位ビット及び下位ビットをそれぞれ独立のインターリーブパターンでインターリーブするインターリーブステップと、
を含むことを特徴とするマルチキャリア送信方法。 - コンピュータに、3ビット以上の送信データを1シンボルに変調する多値変調手順と、多値変調手順において変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手順と、多値変調手順で得たシンボルを複数のサブキャリアに重畳して送信するマルチキャリア送信手順と、多値変調前のビットを再送毎に異なるインターリーブパターンで、かつ再送毎に上位ビット及び下位ビットをそれぞれ独立のインターリーブパターンでインターリーブするインターリーブ手順とを実行させるプログラム。
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