JP4041087B2 - Communication apparatus and communication method - Google Patents
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Description
本発明は、通信路符号化がなされた送信フレームのデータにレートマッチング処理を行う通信装置および通信方法に関する。 The present invention relates to a communication apparatus and a communication method for performing rate matching processing on transmission frame data subjected to channel coding.
従来、サブキャリアごとのチャネル情報から各サブキャリアの特性を求め、特性の悪いサブキャリアの誤り耐性を強くすること、あるいは特性の良いサブキャリアに多くのデータを割り当てることで伝送効率を向上することが行われている。 Conventionally, the characteristics of each subcarrier is obtained from channel information for each subcarrier, and the error tolerance of subcarriers with poor characteristics is strengthened, or a large amount of data is allocated to subcarriers with good characteristics to improve transmission efficiency. Has been done.
下記特許文献1には、マルチキャリア通信における周波数選択性フェージング対策として、サブキャリア毎に符号化方法、符号化率、および変調方式を適応的に変更することが記載されている。この従来技術では、サブキャリア毎の周波数選択性フェージングプロファイル情報を測定し、該プロファイル情報に基づいて各サブキャリアごとに符号化方法、符号化率、および変調方式を決定するようにしている。
受信側で復号する際の誤り訂正能力を付与するために、送信データに畳み込み符号化やターボ(Turbo)符号化など、冗長性を持たせる符号化を施すことも一般的である。このような符号化が施された送信データに対し、パンクチャ(削除)処理あるいはリピテーション(繰り返し)処理を施すことにより、送信データのビット数の調整を行う目的でレートマッチング処理が施される。従来のレートマッチング処理では、フレーム内においてパンクチャあるいはリピテーションの間隔がなるべく均等になるようにしている(例えば下記特許文献2)。
最適な伝送効率は、符号化方法、符号化率、および変調方式を可変にするだけで必ずしも達成できるわけではなく、最適な伝送効率のために誤り訂正能力を詳細に制御できることが必要とされる。 Optimal transmission efficiency cannot always be achieved simply by changing the encoding method, coding rate, and modulation scheme, but it is necessary to be able to control the error correction capability in detail for optimal transmission efficiency. .
また上記特許文献2に記載の従来技術では、パンクチャあるいはリピテーションの間隔をなるべく均等にしており、フレーム内における誤り訂正能力は一定である。すると、フレーム内において誤り率がビット位置によって変化するような通信路の場合、誤り率の低いビット位置に誤り訂正能力が余分に付与され、誤り率の高いビット位置における誤り訂正能力が不足する可能性があり、いずれも伝送効率の低下の原因となり得る。
In the prior art described in
したがって、本発明は通信路符号化後の誤り訂正能力を詳細に制御でき、これにより伝送効率を向上できる通信装置および通信方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a communication apparatus and a communication method that can control in detail the error correction capability after channel coding, thereby improving the transmission efficiency.
本発明の一態様に係る通信装置は、複数のサブキャリアを用いて通信を行う通信装置において、各サブキャリアまたはサブキャリアグループの伝送路状態に依存したパラメータを指定する指定手段と、送信データを前記パラメータに従って前記各サブキャリアに対応する部分データに分割する分割手段と、前記部分データに対して各々のビット数を対応するサブキャリアのマッピングビット数に一致させるマッチング処理を施すマッチング手段と、前記マッチング処理が施された部分データを前記複数のサブキャリアにより送信する送信手段とを具備する通信装置である。 A communication apparatus according to an aspect of the present invention, in a communication apparatus that performs communication using a plurality of subcarriers, a specification unit that specifies parameters depending on a transmission path state of each subcarrier or subcarrier group, and transmission data Division means for dividing the partial data into partial data corresponding to the subcarriers according to the parameters, matching means for performing matching processing for matching the number of bits of the partial data with the number of mapping bits of the corresponding subcarrier, And a transmission unit configured to transmit the partial data subjected to the matching process using the plurality of subcarriers.
本発明によれば、伝送効率向上のために通信路符号化後の誤り訂正能力を詳細に制御できる通信装置および通信方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication apparatus and communication method which can control in detail the error correction capability after channel coding can be provided in order to improve transmission efficiency.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態は、通信路符号化後の誤り訂正能力を詳細に制御できるマルチキャリア通信システムに関する。本システムは周波数選択性フェージングの影響によるサブキャリアの特性変動に対してロバストであり、伝送効率を向上できる。
(First embodiment)
The first embodiment relates to a multicarrier communication system capable of controlling in detail the error correction capability after channel coding. This system is robust against subcarrier characteristic fluctuations due to the influence of frequency selective fading, and can improve transmission efficiency.
図1は本実施形態のマルチキャリア通信システムにおける送信系のブロック図である。送信データを表す信号S101が入力されると、この信号S101に対して誤り訂正符号化部101により誤り訂正符号化が施される。誤り訂正符号化においては、符号化率を変えるために一定のデータをパンクチャ(削除)してもよい。誤り訂正符号化後の信号S102はインタリーブ部102によりインタリーブ処理が施される。これらの処理と並行して、制御部109は、受信したプリアンブルやパイロット信号から各サブキャリアまたは各サブキャリアグループの伝送路状態S110を求める。また、伝送路状態S110に基づく制御信号を生成し、サブキャリア分割部103、レートマッチング部104、シンボルマッピング部105のそれぞれに対して出力する。
FIG. 1 is a block diagram of a transmission system in the multicarrier communication system of this embodiment. When a signal S101 representing transmission data is input, the error
インタリーブ処理後の信号S103は、制御部109からの指示によりサブキャリア分割部103によってサブキャリア毎に分割され、部分データS104が得られる。この場合、後述する式(1)に従いサブキャリア毎に割り当てるビット数が決定される。なお、図1はサブキャリアのグループ化を行う場合を示している。サブキャリアのグループ化を行う場合、インタリーブ後の信号S103は、サブキャリア分割部103によりN個のサブキャリアグループに振り分けられる。ここで、Nはサブキャリアグループの数であり、1個以上のM個以下のサブキャリアに割り当て可能なデータのグループ数に相当する。また、Mはサブキャリアの数である。このサブキャリア分割において、伝送路状態が悪く、誤り率が高いと推測されるサブキャリアには、少ないビット数のデータが割り当てられる。逆に伝送路状態がよく、誤り率が低いと推測されるサブキャリアには、多くのビット数のデータが割り当てられる。
The signal S103 after the interleaving process is divided for each subcarrier by the subcarrier dividing
サブキャリアまたはサブキャリアグループ毎に分割された部分データS104はレートマッチング部104によりパンクチャおよびリピテーションが施される。これにより、サブキャリアnまたはサブキャリアグループnに割り当てられたデータ量(ビット数)がDnからDmap,nに変換される。レートマッチング処理により得られた信号S105はシンボルマッピング部105により、制御部109から指示されたサブキャリアグループnの変調方式に従ってシンボルマッピングされる。
The partial data S104 divided for each subcarrier or subcarrier group is punctured and repeated by the
シンボルマッピングされた信号S106はシリアル・パラレル変換部(S/P)106でM本のパラレル信号に変換される。M本のパラレル信号S107は逆FFT部(IFFT)107で周波数信号S108に変換される。周波数信号S108はパラレル・シリアル変換部(P/S)108で実数および虚数信号(I/Q Data)S109に転換されて出力される。 The symbol-mapped signal S106 is converted into M parallel signals by a serial / parallel converter (S / P) 106. The M parallel signals S107 are converted into a frequency signal S108 by an inverse FFT unit (IFFT) 107. The frequency signal S108 is converted into a real number and an imaginary number signal (I / Q Data) S109 by a parallel / serial conversion unit (P / S) 108 and output.
また、このとき制御部109はサブキャリア分割部103、レートマッチング部104、シンボルマッピング部105に対し出力した制御情報(またはそのインジケータ)S111を出力し、これにデータ信号よりも強力な誤り訂正能力を持たせて送信する。
At this time, the
図2は本実施形態のマルチキャリア通信システムにおける受信系のブロック図である。受信系に入力された実数信号および虚数信号(I/Q Data)S209はシリアル・パラレル変換部(S/P)208により並列信号S208に変換される。FFT回路207は時間軸の並列信号S208を周波数軸上の信号S207に変換する。制御部209では、送信側から送られてきた制御信号S210を受けて各処理部に命令を出す。パラレル・シリアル変換部(P/S)206は制御部209からの命令を受けて、周波数軸上の信号S207を各サブキャリア毎または各サブキャリアグループ毎のシリアル信号S206に変換する。シンボルデマッピング部205は、制御部209から指示されたサブキャリアごと又はサブキャリアグループごとの変調方式情報を用いて、シリアル信号S206に対してシンボルデマッピング処理を行う。レートデマッチング部204は、送信側で用いられたパラメータを制御部209から受け取り、デパンクチャおよびデリピテーションを行うビット数を計算し、レートマッチング処理の逆演算を行う。レートデマッチングされた信号S204はサブキャリア統合部203において、一つのデータ列S203に統合される。続いて、デインタリーブ部202はデータ列S203に対してインタリーブの逆演算を行う。これにより、データ列の順番が当初の順番に戻され、誤り訂正復号化器201による誤り訂正復号処理を経て復号信号S201が出力される。
FIG. 2 is a block diagram of a receiving system in the multicarrier communication system of this embodiment. A real signal and an imaginary signal (I / Q Data) S209 input to the receiving system are converted into a parallel signal S208 by a serial / parallel converter (S / P) 208. The
[サブキャリア分割とレートマッチング]
図3はサブキャリアのグループ化を行わない場合のサブキャリア分割とレートマッチングを説明するための図である。ここでは、入力された120ビットを3つのサブキャリアに分割することとする。また、サブキャリア#1は40ビット、サブキャリア#2およびサブキャリア#3は20ビットを、それぞれマッピングできるものとする。これらのビット数をマッピングビット数という。
[Subcarrier division and rate matching]
FIG. 3 is a diagram for explaining subcarrier division and rate matching when subcarrier grouping is not performed. Here, it is assumed that the
ここで、入力された120ビットのデータをそれぞれのサブキャリアに分割するにあたり、以下の式(1)に従って各サブキャリアに割り当てるビット数を決定する。
ただし、Piはサブキャリアiの優先度をあらわすパラメータ、Nはサブキャリアの数、Dinはセグメンテーションを行う前のデータS103のデータ量(ビット数)、Dmap,nはサブキャリアnにおいて選択されている変調方式において送信できる総データ量(ビット数)、Dnはサブキャリアnが最終的にマッピングを行う事のできるデータ量(ビット数)、i、Ziは中間変数である。なお、式(1)については参考文献「3GPP TS25.211 4.2.7 Rate matching」の記載を参考にすることができる。 Where P i is a parameter indicating the priority of subcarrier i, N is the number of subcarriers, D in is the data amount (number of bits) of data S103 before segmentation, and D map, n is selected in subcarrier n The total amount of data (number of bits) that can be transmitted in the modulation scheme being used, D n is the amount of data (number of bits) that can be finally mapped by subcarrier n, and i and Z i are intermediate variables. For the expression (1), the description in the reference document “3GPP TS25.211 4.2.7 Rate matching” can be referred to.
このDin=120ビットのデータを3つのサブキャリアに分割する場合を考える。上記のように、サブキャリア#1のマッピングビット数はDmap,1=40ビットであり、サブキャリア#2、#3のマッピングビット数はそれぞれDmap,2=Dmap,3=20ビットであり、これらの情報を1フレームでマッピングできる。また、ここではパラメータP1=20,P2=10,P3=15とする。これらの値を小さくすることは、そのサブキャリアの優先度を高くすることであり、リピテーション率を高くする、もしくは、パンクチャ率を低くすることに相当する。
Consider a case where this D in = 120-bit data is divided into three subcarriers. As described above, the number of mapping bits of
式(1)にこれらの値を代入すると、D1=73ビット、D2=19ビット、D3=28ビットの部分データが得られる。レートマッチングでは、部分データのそれぞれに対して各々のビット数を対応するサブキャリアのマッピングビット数に一致させるマッチング処理を施す。すなわち、サブキャリア#1について、D1=73ビットをパンクチャしてDmap,1=40ビットにする。また、サブキャリア#2について、D2=19ビットをリピテーションしてDmap,2=20ビットにする。さらに、サブキャリア#3について、D3=28ビットをパンクチャしてDmap,3=20ビットにする。
By substituting these values into equation (1), partial data of D 1 = 73 bits, D 2 = 19 bits, and D 3 = 28 bits is obtained. In rate matching, matching processing is performed for each partial data so that the number of bits matches the number of mapping bits of the corresponding subcarrier. That is, for
上記サブキャリアの優先度をあらわすパラメータPは、伝送路状態に基づいて指定される。伝送路状態としては種々想定されるが、具体的な例の一つとして、SNR(信号対雑音比)が挙げられる。例えば、サブキャリアが周波数軸上で分割されるFDMAやOFDMの場合、周波数選択性フェージングの影響で、SNRが高くなるサブキャリアと低くなるサブキャリアがある。また、サブキャリアが時間軸上で分割されるTDMAの場合、周囲に何らかの周期的な干渉源が存在した場合、ある一定のサブキャリアのみ干渉信号が大きく、SNRが低くなる可能性もある。SNRが高くなると、誤り率は低くなるため、伝送路状態は良いといえる。また、SNRが低くなると、誤り率が上がるため、伝送路状態は悪いといえる。その他、伝送路状態の指標としては、各サブキャリアにおけるRSSI(受信信号強度指標)や、BER(ビットエラーレート)、BLER(ブロックエラーレート:誤り訂正復号結果の誤り率)などが挙げられる。 The parameter P indicating the priority of the subcarrier is specified based on the transmission path state. Various transmission path conditions are assumed, but one specific example is SNR (signal-to-noise ratio). For example, in the case of FDMA or OFDM in which subcarriers are divided on the frequency axis, there are subcarriers in which SNR increases and subcarriers in which SNR increases due to the influence of frequency selective fading. Also, in the case of TDMA in which subcarriers are divided on the time axis, if there are some periodic interference sources in the vicinity, there is a possibility that the interference signal is large only for certain subcarriers and the SNR is low. As the SNR increases, the error rate decreases, so the transmission path condition is good. Moreover, since the error rate increases as the SNR decreases, it can be said that the transmission path condition is bad. In addition, examples of the index of the transmission path state include RSSI (Received Signal Strength Index), BER (Bit Error Rate), BLER (Block Error Rate: Error Rate of Error Correction Decoding Result), etc. in each Subcarrier.
例えば伝送路状態をSNRであらわしたとき、例えば、テーブルを参照することによってパラメータPiを決定するようシステムを構成してもよい。この場合、サブキャリアiのSNRが高い(伝送路状態の良い)場合には、Piの値を小さな値に設定し、また、サブキャリアiのSNRが低い(伝送路状態が悪い)場合にはPiを大きな値に設定するようなテーブルがあらかじめ準備される。 For example, when the transmission path state is represented by SNR, the system may be configured to determine the parameter Pi by referring to a table, for example. In this case, when the SNR of the subcarrier i is high (the transmission path condition is good), the value of Pi is set to a small value, and when the SNR of the subcarrier i is low (the transmission path condition is bad) A table for setting Pi to a large value is prepared in advance.
また、伝送路状態をBLERであらわしたとき、例えば、サブキャリアiのデータが誤ったと判断されたら、サブキャリアiにおけるPiの値をインクリメントする。また、逆に、サブキャリアiのデータが正しいと判断されたら、サブキャリアiにおけるPiの値をデクリメントする。このようにしてBLERの高い(伝送路状態の悪い)サブキャリアに関して、Piを大きな値に設定し、BLERの低い(伝送路状態の良い)サブキャリアに関して、Piを小さな値に設定することができる。 Further, when the transmission path state is represented by BLER, for example, if it is determined that the data of subcarrier i is incorrect, the value of Pi in subcarrier i is incremented. Conversely, if it is determined that the data of subcarrier i is correct, the value of Pi in subcarrier i is decremented. In this way, Pi can be set to a large value for a subcarrier with a high BLER (bad channel condition), and Pi can be set to a small value for a subcarrier with a low BLER (good channel condition). .
以上のように、パラメータPiの値を変化させることにより、簡単な構成によりサブキャリア毎のレートマッチング率を詳細に決定することができる。 As described above, the rate matching rate for each subcarrier can be determined in detail with a simple configuration by changing the value of the parameter Pi.
[サブキャリア分割におけるグループ化]
図4はサブキャリアをグループ化する場合のサブキャリア分割とレートマッチングを説明するための図である。ここでは、入力された120ビットを4つのサブキャリアに分割することとする。また、サブキャリア#1、サブキャリア#2、サブキャリア#3、およびサブキャリア#4にはそれぞれ20ビットをマッピングできるものとする。また、サブキャリア#1およびサブキャリア#2はサブキャリアグループ#1に属し、サブキャリア#3はサブキャリアグループ#2に単独で属し、サブキャリア#4はサブキャリアグループ#3に単独で属しているものとする。
[Grouping in subcarrier division]
FIG. 4 is a diagram for explaining subcarrier division and rate matching when subcarriers are grouped. Here, it is assumed that the
ここで、入力された120ビットのデータをそれぞれのサブキャリアに分割するにあたり、以下の式(2)を適用して各サブキャリアグループに割り当てるビット数を決定する。
ただし、P’iはサブキャリアiの優先度をあらわすパラメータ、Nはサブキャリアグループの数、Dinはセグメンテーションを行う前のデータS103のデータ量(ビット数)、D’map,nはサブキャリアグループnにおいて選択されている変調方式において送信できる総データ量(ビット数)、D’nはサブキャリアグループnが最終的にマッピングを行う事のできるデータ量(ビット数)、i、Ziは中間変数である。なお、式(2)は式(1)と同様に参考文献「3GPP TS25.211 4.2.7 Rate matching」の記載を参考にすることができる。 Here, P ′ i is a parameter representing the priority of subcarrier i, N is the number of subcarrier groups, D in is the data amount (number of bits) of data S103 before segmentation, and D ′ map, n is subcarrier. The total amount of data (number of bits) that can be transmitted in the modulation scheme selected in group n, D ′ n is the amount of data (number of bits) that can be finally mapped by subcarrier group n, and i and Z i are It is an intermediate variable. It should be noted that the expression (2) can be referred to the description of the reference document “3GPP TS25.211 4.2.7 Rate matching” similarly to the expression (1).
このDin=120ビットのデータを3つのサブキャリアグループに分割する場合を考える。ここで、サブキャリアグループ#1のマッピングビット数はD’map,1=40ビットであり、サブキャリアグループ#2、#3のマッピングビット数はそれぞれD’map,2=20ビット、D’map,3=20ビットである。また、ここではパラメータP’1=20,P’2=10,P’3=15とする。これらパラメータP’の値を小さくすることは、そのサブキャリアの優先度を高くすることであり、リピテーション率を高くする、もしくは、パンクチャ率を低くすることに相当する。
Consider a case where this D in = 120-bit data is divided into three subcarrier groups. Here, the number of mapping bits of
式(2)にこれらの値を代入すると、D’1=73ビット、D’2=19ビット、D’3=28ビットの部分データが得られる。
レートマッチング処理では、サブキャリアグループ#1についてはD1=73ビットをパンクチャしてDmap,1=40ビットにする。また、サブキャリアグループ#2についてはD2=19ビットをリピテーションしてDmap,2=20ビットにする。さらに、サブキャリアグループ#3について、D3=28ビットをパンクチャしてDmap,3=20ビットにする。続いて、サブキャリアのグループの各々をさらにサブキャリアに分割する必要がある。このサブキャリア分割では、それぞれのサブキャリアにマッピング可能な最大のビット数となるように分割を行い、結果として、部分データの各々のビット数は、対応するサブキャリアのマッピングビット数に一致する。
By substituting these values into equation (2), partial data of D ′ 1 = 73 bits, D ′ 2 = 19 bits, and D ′ 3 = 28 bits is obtained.
In the rate matching process, for
以上のようなサブキャリアのグループ化は、多数のサブキャリアを扱う場合に好適であり、パラメータの数および処理演算量を減らすことができる点で好ましい。 Subcarrier grouping as described above is suitable for handling a large number of subcarriers, and is preferable in that the number of parameters and the amount of processing calculation can be reduced.
[誤り訂正符号化後のサブキャリア分割]
図5は、誤り訂正符号化後にサブキャリア分割を行う場合を示す図である。ここでは、入力された40ビットに符号化率1/3の誤り訂正符号処理を施して3つのサブキャリアに分割することとする。また、サブキャリア#1は40ビットをマッピングでき、サブキャリア#2およびサブキャリア#3はそれぞれ20ビットをマッピングできるものとする。
[Subcarrier division after error correction coding]
FIG. 5 is a diagram illustrating a case where subcarrier division is performed after error correction coding. Here, it is assumed that the
入力された40ビットのデータは、符号化率1/3の誤り訂正符号を行うと120ビットのデータになる。この誤り訂正符号の後に、得られた符号化データに対しP1=20,P2=10,P3=15として式(1)を適用して各サブキャリアに割り当てられるビット数を計算すると、D1=73ビット、D2=19ビット、D3=28ビットとなる。 The input 40-bit data becomes 120-bit data when an error correction code with a coding rate of 1/3 is performed. After this error correction code, the number of bits allocated to each subcarrier is calculated by applying Equation (1) with P 1 = 20, P 2 = 10, and P 3 = 15 for the obtained encoded data. D 1 = 73 bits, D 2 = 19 bits, and D 3 = 28 bits.
レートマッチングでは、サブキャリア#1では、D1=73ビットをパンクチャしてDmap,1=40ビットにする。また、サブキャリア#2ではD2=19ビットをリピテーションしてDmap,2=20ビットにする。さらに、サブキャリア#3ではD3=28ビットをパンクチャしてDmap,3=20ビットにする。
In rate matching, in
このとき、誤り訂正符号も含めたサブキャリアグループ#1の符号化率はR=73/120、サブキャリアグループ#2の符号化率はR=38/120、サブキャリアグループ#3の符号化率はR=56/120と表すことができる。このように、パラメータPnを変化させることで容易に細かい符号化率を設定することができる。また、誤り訂正符号化処理を行う前にサブキャリア分割処理を行う時に比べて、サブキャリア分割処理のタイミングをより遅くすることができる。
At this time, the coding rate of
[インタリーブ処理後のサブキャリア分割]
図6はインタリーブ処理後にサブキャリア分割を行う場合を示している。ここでは、入力された40ビットに符号化率1/3の誤り訂正符号を施して3つのサブキャリアに分割することとする。また、サブキャリア#1は40ビット、サブキャリア#2およびサブキャリア#3は20ビットを、それぞれマッピングできるものとする。
[Subcarrier division after interleaving]
FIG. 6 shows a case where subcarrier division is performed after interleaving processing. Here, an error correction code with a coding rate of 1/3 is applied to the
入力された40ビットのデータに符号化率1/3の誤り訂正符号を行うと120ビットのデータになる。さらに、この120ビットのデータに対してインタリーブ処理を行う。インタリーブ処理を行ったデータに対して、P1=20,P2=10,P3=15として式(1)を適用して各サブキャリアに割り当てられるビット数を計算すると、D1=73ビット、D2=19ビット、D3=28ビットとなる。
レートマッチングでは、サブキャリア#1について、D1=73ビットをパンクチャしてDmap,1=40ビットにする。また、サブキャリア#2について、D2=19ビットをリピテーションしてDmap,2=20ビットにする。さらに、サブキャリア#3について、D3=28ビットをパンクチャしてDmap,3=20ビットにする。
If an error correction code with a coding rate of 1/3 is applied to the input 40-bit data, 120-bit data is obtained. Further, an interleaving process is performed on the 120-bit data. When the number of bits allocated to each subcarrier is calculated by applying Equation (1) with P 1 = 20, P 2 = 10, and P 3 = 15 for the interleaved data, D 1 = 73 bits , D 2 = 19 bits and D 3 = 28 bits.
In rate matching, for
このように、インタリーブ処理の後にサブキャリア分割処理が行われるようにすることによって、時間および周波数方向におけるダイバーシチゲインを一回のインタリーブ処理で得ることができる。また、インタリーブ処理をサブキャリア分割処理後に先行して行う場合に比べて、サブキャリア分割処理のタイミングをより遅くすることができる。 Thus, by performing the subcarrier division process after the interleaving process, the diversity gain in the time and frequency directions can be obtained by a single interleaving process. Further, the timing of the subcarrier division process can be delayed as compared with the case where the interleaving process is performed prior to the subcarrier division process.
各サブキャリアにデータを分割してから、符号化およびインタリーブを行うこと、すなわち早い段階でデータ分割を行う従来では、データ分割後にインタリーブが行われることから、周波数方向のダイバーシチゲインを得ることができない。また、データ分割にはサブキャリア毎の特性情報が必要になるために、早い段階でこの特性情報を得なくてはならない。従来、サブキャリア毎の特性情報を得てから実際にアンテナから電波を送信するまでに時間を要しており、サブキャリア毎の特性が変化してしまっている可能性があった。 Dividing data into subcarriers and then performing coding and interleaving, that is, in the conventional method in which data is divided at an early stage, since interleaving is performed after data division, diversity gain in the frequency direction cannot be obtained. . Also, since characteristic information for each subcarrier is required for data division, this characteristic information must be obtained at an early stage. Conventionally, it takes time from obtaining characteristic information for each subcarrier to actually transmitting a radio wave from an antenna, and there is a possibility that the characteristic for each subcarrier has changed.
これに対し上述した実施形態によれば、時間方向および周波数方向のダイバーシチゲインを同時に得ることができ、さらに、測定したサブチャネルごとの特性情報を迅速に反映することができる。 On the other hand, according to the above-described embodiment, diversity gains in the time direction and the frequency direction can be obtained at the same time, and the measured characteristic information for each subchannel can be quickly reflected.
[伝送路状態の変動に伴うパラメータPの変更]
図7は伝送路状態の変動に伴ってパラメータPの変更を行う場合を説明するための図である。ここでは、入力された40ビットに符号化率1/3の誤り訂正符号を施して3つのサブキャリアに分割することとする。また、サブキャリア#1は40ビット、サブキャリア#2およびサブキャリア#3は20ビットをそれぞれマッピングできるものとする。
[Change of parameter P due to fluctuation of transmission path state]
FIG. 7 is a diagram for explaining a case where the parameter P is changed in accordance with a change in the transmission path state. Here, an error correction code with a coding rate of 1/3 is applied to the
入力された40ビットのデータは、符号化率1/3の誤り訂正符号を行うと120ビットのデータになる。さらに、この120ビットのデータに対して、インタリーブ処理を行う。インタリーブ処理を行ったデータに対して、式(1)を適用して各サブキャリアに割り当てられるビット数を計算する。 The input 40-bit data becomes 120-bit data when an error correction code with a coding rate of 1/3 is performed. Further, an interleaving process is performed on the 120-bit data. The number of bits allocated to each subcarrier is calculated by applying equation (1) to the interleaved data.
このとき、P1,P2,P3の値を伝送路状態の変動に応じて変更する。上述したように、伝送路状態はパイロット信号や周波数特性測定用信号を受信し、その特性から誤り率を推定した値や、自局に向けられた信号以外の信号の電力を干渉波とし、その干渉波の電力の値などとする。これらの値が他のサブキャリアと比較して相対的に大きく、誤り率が高いと推測されるサブキャリアに対しはPnの値を小さくする。逆に、誤り率が低いと推測されるサブキャリアに対してはPnの値を大きくする。ここではサブキャリア#2の誤り率が大きく、また、サブキャリア#1の誤り率が小さいと推測されたとして、P1=20,P2=10,P3=15とそれぞれの値を設定したとする。この値を用いて各サブキャリアに割り当てられるビット数を計算すると、D1=73ビット、D2=19ビット、D3=28ビットとなる。
At this time, the values of P 1 , P 2 , and P 3 are changed according to fluctuations in the transmission path state. As described above, the transmission path state is a pilot signal or frequency characteristic measurement signal received, and an error rate is estimated from the characteristic or the power of a signal other than the signal directed to the own station is used as an interference wave. Interference wave power value, etc. These values are relatively large compared to other subcarriers, and the value of Pn is reduced for subcarriers that are estimated to have a high error rate. Conversely, the value of Pn is increased for subcarriers that are estimated to have a low error rate. Here, assuming that the error rate of
レートマッチングでは、サブキャリア#1について、D1=73ビットをパンクチャしてDmap,1=40ビットにする。また、サブキャリア#2についてD2=19ビットをリピテーションしてDmap,2=20ビットにする。さらに、サブキャリア#3についてD3=28ビットをパンクチャしてDmap,3=20ビットにする。
In rate matching, for
このように、伝送路状態が悪く、誤り率が高いと推測されるサブキャリアにおいて、割り当てるデータ量を小さくし、パンクチャ率を下げる、もしくはリピテーション率を上げることによって、誤り訂正能力を向上し、確実にデータを送信することができる。また、伝送路状態が良く、誤り率が低いと推測されるサブキャリアにおいて、割り当てるデータ量を大きくし、パンクチャ率を上げるもしくはリピテーション率を下げることによって、余分な誤り訂正能力を抑えることもデータの伝送効率の向上に寄与する。 In this way, in a subcarrier that is assumed to have a poor transmission path condition and a high error rate, the error correction capability is improved by reducing the amount of data to be allocated, reducing the puncture rate, or increasing the repetition rate, Data can be transmitted reliably. It is also possible to suppress excess error correction capability by increasing the amount of data to be allocated and increasing the puncture rate or decreasing the repetition rate in subcarriers that are assumed to have a good channel condition and low error rate. This contributes to the improvement of transmission efficiency.
[具体的なシステム構成例;変復調パラメータ信号送信]
図8は本発明の第1実施形態に係るマルチキャリア通信システムを示すブロック図である。同図にはマルチキャリアを用いて互いに通信を行う2つの送受信機810、820が示されている。
[Specific system configuration example; modulation / demodulation parameter signal transmission]
FIG. 8 is a block diagram showing a multicarrier communication system according to the first embodiment of the present invention. The figure shows two
送受信機810は干渉信号S801や、送受信機820からのパイロット信号およびプリアンブル信号等S802を受信部811で受信し、その受信情報S805を制御部812に転送する。制御部812は受信情報805からサブキャリア毎に伝送路状態を求め、これによりサブキャリア毎に受信信号の誤り率の比を推定する。
The
推定された誤り率の比は制御信号S806として送信部813に転送される。送信部813では制御信号S806の値を元に、式(2)のPnの値やサブキャリアグループ、変調方式などを決定する。この決定をもとに送信部813は誤り訂正符号化および変調処理を施してデータS804を送受信機820に送信する。同時に、制御信号S806についても変復調パラメータ信号S803として送受信機820に送信する。このとき、変復調パラメータ信号S803はデータ信号S804よりも強力な誤り訂正能力を持たせて送信することが好ましい。
The ratio of the estimated error rate is transferred to the
送受信機820は、データ信号S804および変復調パラメータS803を受信部823において受信する。変復調パラメータS803はデータ信号S804に先行して復調され、制御部822に転送される。制御部822は変復調パラメータS803の内容から復調に必要なパラメータを計算し、制御信号S807として受信部823に返す。受信部823は、制御信号S807により表されるパラメータを適用してデータ信号S804に対する復調および誤り訂正復号を行う。
The
このようなシステム構成によれば、従来のシステムと比べて誤り耐性が強く、かつ伝送効率の良いシステムを容易に構築することができる。 According to such a system configuration, it is possible to easily construct a system having higher error tolerance and higher transmission efficiency than a conventional system.
[インジケータ送受信]
図9は本発明の第1実施形態に係るマルチキャリア通信システムの他の例を示すブロック図である。
[Indicator Send / Receive]
FIG. 9 is a block diagram showing another example of the multicarrier communication system according to the first embodiment of the present invention.
送受信機910は、干渉信号S901や、送受信機920からのパイロット信号、プリアンブル信号等の信号S902を受信部911で受信し、その受信情報S905を制御部912に転送する。制御部912は受信情報905からサブキャリア毎の伝送路状態を求め、これによりサブキャリア毎に受信信号の誤り率の比を推定する。
The
推定された誤り率の比は制御信号S906として送信部913に転送される。送信部913では制御信号S906の値を元に、いくつかの候補の中から、式(2)のPnの値やサブキャリアグループ、変調方式などを決定する。この決定をもとに送信部913では誤り訂正符号化および変調処理を施してデータS904を送信する。同時に、Pnの値やサブキャリアグループ、変調方式などを選択した候補番号をインジケータS903として送受信機920に対して送信する。このとき、インジケータS903はデータ信号S904よりも強力な誤り訂正能力を持たせて送信することが好ましい。
The ratio of the estimated error rate is transferred to the
送受信機920は、データ信号S904およびインジケータS903を受信部923において受信する。インジケータS903はデータ信号S904に先行して復調され、制御部922に転送される。制御部922では復調されたインジケータS907の内容から復調に必要なパラメータを選択し、受信部923に制御信号S908を返す。受信部923は制御信号S907で表されるパラメータを適用して復調および誤り訂正復号が行われる。
The
一般的に、パラメータを選択するようにしてインジケータのみを転送する方がデータ量は少ない。変復調に用いるパラメータのデータをそのまま送信せずに、インジケータを送信することによって、伝送容量に対する制御信号の割合が減ることから、図8に示した構成よりもさらに伝送効率を向上することができる。 Generally, the amount of data is smaller when only the indicator is transferred by selecting the parameter. Since the ratio of the control signal to the transmission capacity is reduced by transmitting the indicator without transmitting the parameter data used for modulation / demodulation as it is, the transmission efficiency can be further improved as compared with the configuration shown in FIG.
(第2実施形態)
フレーム内における誤り訂正能力が一定であり、かつフレーム内において誤り率がビット位置によって変化する場合、誤り率の低いビット位置に誤り訂正能力が余計に付与され、誤り率の高いビット位置における誤り訂正能力が不足する可能性がある。このような状態は伝送効率の低下の原因となる。そこで本発明の第2実施形態では、フレーム内のビット位置により誤り率が変化する通信システムにおいて、誤り訂正能力をビット位置により変化させることにより、誤り率の変化に追従できるようにし、これにより伝送効率の向上を図る。このような第2実施形態は上述した第1実施形態と組み合わせて実施可能であり、マルチキャリア通信システム以外の通信システムにも適用可能である。
(Second Embodiment)
When the error correction capability in a frame is constant and the error rate varies depending on the bit position in the frame, the error correction capability is added to the bit location with a low error rate, and the error correction is performed at the bit location with a high error rate. The ability may be insufficient. Such a state causes a decrease in transmission efficiency. Therefore, in the second embodiment of the present invention, in a communication system in which the error rate changes according to the bit position in the frame, the error correction capability is changed according to the bit position so that the change in the error rate can be tracked, thereby transmitting the data. Improve efficiency. Such 2nd Embodiment can be implemented in combination with 1st Embodiment mentioned above, and is applicable also to communication systems other than a multicarrier communication system.
図10は本発明の第2実施形態に係るマルチキャリア通信システムの送信系を示すブロック図である。送信系に入力されたデータは誤り訂正符号部1301で誤り訂正符号化される。その後、インタリーブ部1302によりビット列の順番が並べ替えられ、レートマッチング部1303によりパンクチャおよびリピテーション処理が施され、送信フレームのビット数に合わせられる。さらに、変調部1305により変調が行われ、パイロット付加部1304によりフレームにパイロット信号が付加され、データが送信される。
FIG. 10 is a block diagram showing a transmission system of the multicarrier communication system according to the second embodiment of the present invention. Data input to the transmission system is subjected to error correction coding by an error
図11は本発明に係わる第2実施形態に係るマルチキャリア通信システムの受信系を示すブロック図である。受信系に入力された受信データはパイロット部とデータ部に分けられる。パイロット信号は伝送路推定部1404において伝送路推定に用いられる。伝送路推定部1404により推定された伝送路推定情報に基づいて、復調部1405によりデータ部の復調が行われる。復調されたデータは、レートデマッチング部1403によりデパンクチャおよびデリピテーション処理が施され、デインタリーブ部1402によりビット列の順番が元に戻される。さらに、誤り訂正復号部1401で誤り訂正が行われ、データが出力される。
FIG. 11 is a block diagram showing a reception system of a multicarrier communication system according to the second embodiment of the present invention. Received data input to the receiving system is divided into a pilot part and a data part. The pilot signal is used for channel estimation in the
[フレーム内レートマッチング例1]
図12はフレーム内レートマッチング例1に係る通信フレームの形式を示す図である。先頭に送信側、受信側共に既知となるパイロット(Pilot)300が配置され、パイロット300に続いてデータ301が配置される。無線通信では一般に、パイロットを用いて同期や伝送路推定が行われる。本実施形態でもフレーム先頭のパイロット300を用いて伝送路推定を行う。ここで、時間的にパイロット300に近いフレーム先頭付近のデータ部分は、伝送路の状態がパイロット300を受信したときと比べて大きく変化していないことから精度が高く、したがって信頼性の高い伝送路推定結果に基づいて復調を行う事ができる。
[Intra-frame rate matching example 1]
FIG. 12 is a diagram illustrating a format of a communication frame according to intra-frame rate matching example 1. A
しかし、フレーム終端付近のデータ部分については、データビット列を受信する時刻がフレーム先頭を受信した時刻と時間的に離れており、伝送路状態が変化してしまっていることが考えられる。したがって、伝送路状態によっては、精度が低く信頼性の低い伝送路推定結果を用いて復調を行わなければならない。本発明の第2実施形態はこの問題を解決すべく構成されている。 However, for the data portion near the end of the frame, the time when the data bit string is received is temporally separated from the time when the head of the frame is received, and the transmission path state may have changed. Therefore, depending on the transmission path state, demodulation must be performed using a transmission path estimation result with low accuracy and low reliability. The second embodiment of the present invention is configured to solve this problem.
図13は通信フレームのビット列とともにパンクチャ率の変化を示す図であって、同図(a)はフレーム内レートマッチング例1に係る本発明の場合を示し、同図(b)は従来例の場合を示している。1フレーム48ビットのビット列を10ビットパンクチャして38ビットのビット列に変換することを考える。グラフは、縦軸にパンクチャ率、横軸にビットの位置を示している。パンクチャ率は、その値が大きい程、パンクチャされるビットの頻度が高くなるものとする。
フレーム内レートマッチング例1に係る本発明の場合、図13(a)に示すようにパイロット300に近い先頭付近は、パイロット300から遠い末端付近に比べて、相対的にパンクチャ率を高くする。つまり、パイロットに近い先頭付近のビットに関しては、図12に示したように伝送路推定値の信頼性が高いことから、パンクチャ率を高くしてビットを多くパンクチャしても、受信側の誤り訂正復号で復号できる可能性が高い。一方、パイロットから遠い、フレームの終端付近のビットに関しては、伝送路推定値の信頼性が低いため、パンクチャ率を低くしてビットをなるべくパンクチャしないようにすることで、受信側の誤り訂正復号において、正しく復号することができる。
FIG. 13 is a diagram showing a change in the puncture rate together with the bit sequence of the communication frame. FIG. 13 (a) shows the case of the present invention according to intraframe rate matching example 1, and FIG. 13 (b) shows the case of the conventional example. Is shown. Consider a 10-bit puncture of a 48-bit bit string in one frame to convert it into a 38-bit bit string. The graph shows the puncture rate on the vertical axis and the bit position on the horizontal axis. It is assumed that the higher the value of the puncture rate, the higher the frequency of punctured bits.
In the case of the present invention related to intraframe rate matching example 1, the puncture rate is relatively higher in the vicinity of the head close to the
図14はフレーム内レートマッチング例1に係るパンクチャ処理手順の一例を示すフローチャートである。まずステップS401において、削減するビット量ΔN、パンクチャ率を決定する指数E_plusおよびE_minusを決定する。ここで、N_iは入力するビット数、N_oは出力するビット数である。次に、ステップS402ではパンクチャ率のオフセットと傾きを決定する指数E_offsetとE_slopeを決定する。ここで、cは傾き係数であり、0より大きく1未満の値である。cが1に近いほど、パンクチャ率のグラフの傾きは大きくなり、フレームの先頭付近のビットがパンクチャされやすく、フレーム終端付近のビットがパンクチャされにくくなる。ステップS403ではパンクチャ判断指数Eと入力ビットの配列Mに初期値が代入される。配列Mには1が代入されているため、フレームの先頭ビットから順番にパンクチャされるビットかどうかが判断されていく。 FIG. 14 is a flowchart showing an example of a puncture processing procedure according to intra-frame rate matching example 1. First, in step S401, the bit amount ΔN to be reduced and the indices E_plus and E_minus for determining the puncture rate are determined. Here, N_i is the number of input bits, and N_o is the number of output bits. Next, in step S402, indices E_offset and E_slope that determine the offset and slope of the puncture rate are determined. Here, c is a slope coefficient, and is a value greater than 0 and less than 1. The closer c is to 1, the greater the slope of the puncture rate graph, and the bits near the beginning of the frame are more likely to be punctured, and the bits near the end of the frame are less likely to be punctured. In step S403, initial values are assigned to the puncture determination index E and the array M of input bits. Since 1 is assigned to the array M, it is determined whether the bit is punctured in order from the first bit of the frame.
ステップS404ではE_mが更新される。E_mはフレーム先頭付近では大きな値で、フレーム終端付近に近づくと小さな値になっていく。ステップS405ではパンクチャ判断指数Eが更新される。ステップS406では、Eの正負が判断され、Eが正ならばM番目のビットはパンクチャされない。一方、Eが負ならばステップS407でM番目のビットはパンクチャされ、ステップS408においてEが更新される。ステップS410では、入力ビット数の処理が終了したかどうかを調べ、まだ終了していなければ、ステップS409でMをインクリメントし、ステップS404に戻り、次のビットに対してパンクチャするか否かを判断する。 In step S404, E_m is updated. E_m is a large value near the beginning of the frame, and decreases toward the end of the frame. In step S405, the puncture determination index E is updated. In step S406, the sign of E is determined. If E is positive, the Mth bit is not punctured. On the other hand, if E is negative, the Mth bit is punctured in step S407, and E is updated in step S408. In step S410, it is checked whether or not the processing of the number of input bits has been completed. If not, M is incremented in step S409, and the process returns to step S404 to determine whether or not the next bit is to be punctured. To do.
このように、パイロットがフレームの先頭にある場合、フレーム内において、先頭付近のデータはパンクチャ率を上げることにより、効率よくデータを送信することができる。また、パイロットから遠い終端付近データはパンクチャ率を下げることにより、誤り訂正能力を高く維持し、受信側での誤り率を削減することが可能になる。これらのことから、伝送効率の良い通信システムを提供することができる。 As described above, when the pilot is at the head of the frame, the data near the head in the frame can be efficiently transmitted by increasing the puncture rate. Further, by reducing the puncture rate of the data near the end far from the pilot, it is possible to maintain high error correction capability and reduce the error rate on the receiving side. From these things, a communication system with good transmission efficiency can be provided.
なお、上記フレーム内レートマッチング例1は、フレーム内において、パイロット300に近い先頭付近のデータはリピテーション率を下げ、パイロット300から遠い終端付近データはリピテーション率を上げるリピテーション処理と等価的である。この場合においても、次のように受信側での誤り率を削減して伝送効率を向上できる。
Note that the intra-frame rate matching example 1 is equivalent to a repetition process in which data near the head close to the
すなわち、図15はフレーム内レートマッチング例1に係るリピテーション処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップS1201では、出力するビットが入力するビットのR(Rは正の整数)倍以上あるかどうかを確認している。R倍の出力がある場合、全ての入力ビットをR回ずつ繰り返し、新たに、N_i×Rを新しいN_iとして考える。ここで、N_iは入力するビット数、N_oは出力するビット数である。ステップS1202において、削減するビット量ΔNとリピテーション率を決定する指数E_plusとE_minusを決定する。また、ステップS1203では、リピテーション率のオフセットと傾きを決定する指数E_offsetとE_slopeを決定する。ここで、cは傾き係数であり、0より大きく1未満の値である。cが1に近いほど、リピテーション率のグラフの傾きは大きくなり、フレームの先頭付近のビットがリピテーションされにくく、フレーム終端付近のビットがリピテーションされやすくなる。ステップS1204ではリピテーション判断指数Eと入力ビットの配列Mに初期値が代入される。配列Mには1が代入されているため、フレームの先頭ビットから順番にリピテーションされるビットかどうかを判断していく。 That is, FIG. 15 is a flowchart showing an example of a repetition processing procedure according to intra-frame rate matching example 1. In step S1201, it is confirmed whether or not the output bit is equal to or more than R (R is a positive integer) times the input bit. When there are R times as many outputs, all input bits are repeated R times, and N_i × R is newly considered as new N_i. Here, N_i is the number of input bits, and N_o is the number of output bits. In step S1202, indices E_plus and E_minus for determining the bit amount ΔN to be reduced and the repetition rate are determined. In step S1203, indices E_offset and E_slope that determine the offset and slope of the repetition rate are determined. Here, c is a slope coefficient, and is a value greater than 0 and less than 1. The closer c is to 1, the greater the slope of the repetition rate graph, and the bits near the beginning of the frame are less likely to be repeated, and the bits near the end of the frame are more likely to be repeated. In step S1204, initial values are substituted into the repetition determination index E and the array M of input bits. Since 1 is assigned to the array M, it is determined whether the bit is repeated in order from the first bit of the frame.
ステップS1205ではE_mが更新される。E_mはフレーム先頭付近では小さな値で、フレーム終端付近に近づくと大きな値になっていく。ステップS1206ではパンクチャ判断指数Eが更新される。ステップS1207は、Eの正負が判断されて、Eが正ならばM番目のビットはリピテーションされない。一方、Eが負ならばステップS1208でM番目のビットはリピテーションされ、ステップS1209で、Eが更新され、再び1207へ戻ってもう一度リピテーションされるかどうかを判定する。ステップS1211では、入力ビット数の処理が終了したかどうかを調べ、まだ終了していなければ、ステップS1210でMをインクリメントし、ステップS1205に戻り、次のビットに対してリピテーションするか否かを判断する。 In step S1205, E_m is updated. E_m is a small value near the beginning of the frame and becomes a large value near the end of the frame. In step S1206, the puncture determination index E is updated. In step S1207, whether E is positive or negative is determined. If E is positive, the Mth bit is not repeated. On the other hand, if E is negative, the Mth bit is repeated in step S1208. In step S1209, E is updated, and the process returns to 1207 again to determine whether or not the repetition is performed again. In step S1211, it is checked whether or not the processing of the number of input bits has been completed. If not, M is incremented in step S1210, and the process returns to step S1205 to determine whether to repeat the next bit. to decide.
[フレーム内レートマッチング例2]
図16はフレーム内レートマッチング例2に係る通信フレームのビット列とともにパンクチャ率およびリピテーション率の変化を示す図である。パイロット300に近く伝送路推定値の信頼性が高いフレームの先頭付近のビットはパンクチャする率を高くすることで、上記フレーム内レートマッチング例1よりも頻繁にビットのパンクチャを行っている。またフレーム内レートマッチング例2では、伝送路推定値の信頼性が低いフレームの終端付近のビットについて、受信側の誤り訂正能力を向上させるためのリピテーションを併用している。
[Intra-frame rate matching example 2]
FIG. 16 is a diagram showing changes in the puncture rate and repetition rate together with the bit sequence of the communication frame according to the intra-frame rate matching example 2. Bits are punctured more frequently than in the intra-frame rate matching example 1 by increasing the puncture rate of the bits near the beginning of the frame close to the
このように、パイロット300がフレームの先頭にある場合、フレームの先頭付近ではパンクチャを行い、効率よくデータ301を送信すると同時に、フレーム終端付近ではリピテーションを行い、受信側での誤り訂正能力をさらに向上させることができる。したがって、より伝送効率の良い通信システムを提供することができる。
Thus, when
[フレーム内レートマッチング例3]
図17はフレーム内レートマッチング例3に係る通信フレームの形式を示す図である。この図17の通信フレームにおいては、フレームの先頭と終端にパイロット信号400、402がそれぞれ付加されている。このようなフレーム形式の場合、時間的にパイロットに近いフレームの先端付近のデータと、フレームの終端付近のデータが、伝送路推定値の信頼性が高く、フレーム中央付近の伝送路推定値の信頼性が相対的に低くなる。
[Intra-frame rate matching example 3]
FIG. 17 is a diagram illustrating a format of a communication frame according to the intra-frame rate matching example 3. In the communication frame of FIG. 17, pilot signals 400 and 402 are added to the beginning and end of the frame, respectively. In the case of such a frame format, the data near the front end of the frame close to the pilot and the data near the end of the frame have high reliability of the channel estimation value, and the reliability of the channel estimation value near the center of the frame. The sex becomes relatively low.
図18はフレーム内レートマッチング例3に係る通信フレームのビット列とともにパンクチャ率の変化を示す図である。図17のようにフレームの前後にパイロット信号400,402が付加されている本例の場合、パンクチャ率は図18のように変化させることが好ましい。この場合、フレーム先端付近および終端付近のビットはパンクチャされやすく、フレーム中央付近のビットはパンクチャされにくい。 FIG. 18 is a diagram illustrating a change in the puncture rate together with the bit string of the communication frame according to the intra-frame rate matching example 3. In the case of this example in which pilot signals 400 and 402 are added before and after the frame as shown in FIG. 17, the puncture rate is preferably changed as shown in FIG. In this case, bits near the top and end of the frame are easily punctured, and bits near the center of the frame are not easily punctured.
このように、パイロットがフレームの前後に付加されている場合、フレームの先頭および終端付近のビットのパンクチャによって伝送効率を向上することができる。また、フレームの中央付近をパンクチャされにくくすることで受信側の誤り訂正能力を向上できる。したがって、伝送効率の良い通信システムを提供することができる。 Thus, when pilots are added before and after the frame, transmission efficiency can be improved by puncturing bits near the beginning and end of the frame. Further, the error correction capability on the receiving side can be improved by making it difficult to puncture the vicinity of the center of the frame. Therefore, a communication system with good transmission efficiency can be provided.
[フレーム内レートマッチング例4]
図19はフレーム内レートマッチング例4に係る通信フレームの形式を示す図である。図19の通信フレームにおいては、フレームの中央にパイロット信号501が付加されている。このようなフレーム形式の場合、時間的にパイロット501に遠いフレームの先端付近のデータおよびフレームの終端付近のデータは伝送路推定値の信頼性が低く、逆に、フレーム中央付近の伝送路推定値の信頼性が高くなる。
[Intra-frame rate matching example 4]
FIG. 19 is a diagram illustrating a format of a communication frame according to intra-frame rate matching example 4. In the communication frame of FIG. 19, a
図20はフレーム内レートマッチング例4に係る通信フレームのビット列とともにパンクチャ率の変化を示す図である。フレーム中央にパイロット信号501が付加されている場合は、パンクチャ率を図20のように変化させることにより、フレーム先端付近および終端付近のビットはパンクチャされにくく、フレーム中央付近のビットはパンクチャされやすい。
FIG. 20 is a diagram illustrating a change in the puncture rate together with the bit string of the communication frame according to the intra-frame rate matching example 4. When
このように、パイロット501がフレームの中央に付加されている本例の場合、フレームの中央付近のパンクチャにより伝送効率を向上することができる。また、フレームの先頭および終端付近においてパンクチャを抑制することで受信側の誤り訂正能力を向上できる。したがって、より伝送効率の良い通信システムを提供することができる。
As described above, in this example in which the
[フレーム内レートマッチング例5]
フレーム内レートマッチング例5は通信システムに係り、同通信システムにおけるデータ再送処理に関する。図21はフレーム内レートマッチング例5に係るデータ再送処理手順の一例を示すシーケンス図である。データ送信側600では、誤り訂正符号化、インタリーブを行い、通常のレートマッチング処理(S600)を行ってデータを先ず送信する(S601)。
[Intra-frame rate matching example 5]
Intra-frame rate matching example 5 relates to a communication system, and relates to data retransmission processing in the communication system. FIG. 21 is a sequence diagram illustrating an example of a data retransmission processing procedure according to the intra-frame rate matching example 5. The
データの受信側601では、受信したデータに対してデレートマッチング、デインタリーブ、誤り訂正復号を行う(S602)。このとき、誤り訂正復号の結果、フレーム内データに誤りが存在すると判明した場合、誤りが発生したデータの位置の推定を行う(S603)。その後、データ送信側に再送要求を出すと共に推定誤り位置情報も送信側600に知らせる(S604)。送信側600では再度、データを送信する際、データが誤ったと推定されるデータの位置に対して、パンクチャ率を低く(もしくはリピテーション率を高く)するレートマッチングを行う。一方、データが正しく伝達されたと推定されるデータの位置に対しては、パンクチャ率を高く(もしくはリピテーション率を低く)するレートマッチングを行う(S605)。このデータを受信側601に送信する(S606)。これにより再送されたデータは受信側601により受信され、誤り訂正復号化が再度行われる(S607)。このステップS607における誤り訂正復号化は成功することが期待され、したがって平均再送回数を低減することが可能になる。
The
図22はフレーム内レートマッチング例5に係るデータ再送処理の具体例を示す図である。ここでは、送信側600が符号化された12ビットのデータSD1を従来の方法でパンクチャし、9ビットのデータSD2として受信側601に送信する場合を例に挙げる。
FIG. 22 is a diagram illustrating a specific example of data retransmission processing according to intra-frame rate matching example 5. Here, a case will be described as an example in which the
図22のように、受信側601ではデータRD1を受信するが、伝送路の状態によってはそれぞれの電力が異なって受信されることが考えられる。この受信データRD1に対し、誤り訂正復号を行ったときに、正しいデータではない受信データRD2が得られたとする。すると受信側601では、この受信データRD2から誤り位置を推定する。受信データRD1(RD2)では、ビット列の中央付近において受信電力が小さくなっているため、フレームの中央付近でデータの誤りが発生していると推測する。その後、受信側601は、送信側600にデータの再送要求を出すと共に、推定したデータの誤り位置を送信側600に伝える。この場合、フレームの中央付近でデータの誤りが発生していることを送信側600に伝える。
As shown in FIG. 22, the receiving
送信側600は、受信側601からの再送要求を受けて、符号化されたデータSD1に対して再びレートマッチングを行う。このとき、受信側601から伝えられた推定誤り位置情報を参照し、データが誤ったと推定されるデータの位置に対して、パンクチャ率を低くする(もしくは、リピテーション率を高くする)レートマッチングを行う。反対に、データが正しく伝達されたと推定されるデータの位置に対しては、パンクチャ率を高くする(もしくは、リピテーション率を低くする)レートマッチングを行う。これにより得られたデータSD3を再び受信側601に送信する。
In response to the retransmission request from the
受信側601では、例えば、受信したデータRD3と前回受信したデータRD1の信頼度を加算するH−ARQ方式を用いて誤り訂正を行うこととし、より信頼性の高い受信データRD4を用いて復号を行う。
On the receiving
このように、データが誤った位置を推定し、その位置のパンクチャ率を低くする(もしくは、リピテーション率を高くする)レートマッチングを行うことで、再送の回数を削減することができる。したがって、システムの伝送効率を向上することができる。このようなフレーム内レートマッチング例5は、フレーム内の誤り率がビット位置によって異なり、その誤り率の比が既知である通信システムに有効である。 In this way, it is possible to reduce the number of retransmissions by estimating a position where the data is incorrect and performing rate matching that lowers the puncture rate at that position (or increases the repetition rate). Therefore, the transmission efficiency of the system can be improved. Such intra-frame rate matching example 5 is effective for a communication system in which the error rate in a frame varies depending on the bit position and the ratio of the error rates is known.
以上説明した第1、第2の実施形態ではレートマッチングの最小処理単位としてビットを用いたが、最小処理単位としてはビットに限定されない。例えば、1ビットに相当するシンボルあるいは数ビットを纏めたシンボルを最小処理単位としてもよい。逆に、1ビットよりもさらに小さい単位(例えばチップ)を用いてもよい。 In the first and second embodiments described above, bits are used as the minimum processing unit for rate matching, but the minimum processing unit is not limited to bits. For example, a symbol corresponding to 1 bit or a symbol in which several bits are collected may be used as the minimum processing unit. Conversely, a unit (for example, a chip) smaller than 1 bit may be used.
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
101…誤り訂正符号化部、102…インタリーブ部、103…サブキャリア分割部、104…レートマッチング部、105…シンボルマッピング部、106…シリアル・パラレル変換部(S/P)、107…逆FFT部(IFFT)、108…パラレル・シリアル変換部(P/S)、109…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記フレームにおいて、前記パイロット信号に相当するビット位置から近いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に低くなり、前記パイロット信号に相当するビット位置から遠いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に高くなるように、前記ビット列にパンクチャ処理を行うレートマッチング処理ステップと、
前記レートマッチング処理ステップによる処理結果のフレームを送信する送信ステップとを具備し、
前記フレームの入力ビット数および出力ビット数を含む符号化率に関する一組のパラメータと、パンクチャ率の直線の傾き及びオフセットを与える単一の傾き係数とに基づいてパンクチャ判断指数を求め、前記フレーム内のビット位置毎にパンクチャを行うか否かを前記パンクチャ判断指数から判断することにより前記パンクチャ処理を行うことを特徴とするレートマッチング方法。 A generation step of generating a frame composed of a bit string including a pilot signal by encoding transmission data;
In the frame, the error correction capability of a bit position close to the bit position corresponding to the pilot signal is relatively low in the frame, and the error correction capability of a bit position far from the bit position corresponding to the pilot signal is the frame. A rate matching processing step for performing puncturing processing on the bit string so as to be relatively high within,
A transmission step of transmitting a frame of a processing result by the rate matching processing step ,
A puncture determination index is obtained based on a set of parameters relating to a coding rate including the number of input bits and the number of output bits of the frame, and a single slope coefficient that gives a slope and an offset of a straight line of the puncture rate. A rate matching method, wherein the puncturing process is performed by determining from the puncture determination index whether or not to perform puncturing for each bit position .
前記フレームにおいて、前記パイロット信号に相当するビット位置から近いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に低くなり、前記パイロット信号に相当するビット位置から遠いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に高くなるように、前記ビット列にリピテーション処理を行うレートマッチング処理ステップと、
前記レートマッチング処理ステップによる処理結果のフレームを送信する送信ステップとを具備し、
前記フレームの入力ビット数および出力ビット数を含む符号化率に関する一組のパラメータと、リピテーション率の直線の傾き及びオフセットを与える単一の傾き係数とに基づいてリピテーション判断指数を求め、前記フレーム内のビット位置毎にリピテーションを行うか否かを前記リピテーション判断指数から判断することにより前記リピテーション処理を行うことを特徴とするレートマッチング方法。 A generation step of generating a frame composed of a bit string including a pilot signal by encoding transmission data;
In the frame, the error correction capability of a bit position close to the bit position corresponding to the pilot signal is relatively low in the frame, and the error correction capability of a bit position far from the bit position corresponding to the pilot signal is the frame. A rate matching processing step for performing repetition processing on the bit string so as to be relatively high within,
A transmission step of transmitting a frame of a processing result by the rate matching processing step,
A repetition determination index is obtained based on a set of parameters relating to a coding rate including the number of input bits and the number of output bits of the frame, and a single slope coefficient that gives a slope and an offset of a straight line of the repetition rate, A rate matching method, wherein the repetition processing is performed by determining whether repetition is performed for each bit position in a frame from the repetition determination index .
前記フレームにおいて、前記パイロット信号に相当するビット位置から近いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に低くなり、前記パイロット信号に相当するビット位置から遠いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に高くなるように、前記ビット列にパンクチャ処理を行うレートマッチング部と、
前記レートマッチング部による処理結果のフレームを送信する送信部とを具備し、
前記フレームの入力ビット数および出力ビット数を含む符号化率に関する一組のパラメータと、パンクチャ率の直線の傾き及びオフセットを与える単一の傾き係数とに基づいてパンクチャ判断指数を求め、前記フレーム内のビット位置毎にパンクチャを行うか否かを前記パンクチャ判断指数から判断することにより前記パンクチャ処理を行うことを特徴とする通信装置。 A generation unit that generates a frame including a bit sequence including a pilot signal by encoding transmission data;
In the frame, the error correction capability of a bit position close to the bit position corresponding to the pilot signal is relatively low in the frame, and the error correction capability of a bit position far from the bit position corresponding to the pilot signal is the frame. A rate matching unit that punctures the bit string so as to be relatively high in
A transmission unit for transmitting a frame of a processing result by the rate matching unit ,
A puncture determination index is obtained based on a set of parameters relating to a coding rate including the number of input bits and the number of output bits of the frame, and a single slope coefficient that gives a slope and an offset of a straight line of the puncture rate. The communication apparatus is characterized in that the puncturing process is performed by determining from the puncture determination index whether or not to perform puncturing for each bit position .
前記フレームにおいて、前記パイロット信号に相当するビット位置から近いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に低くなり、前記パイロット信号に相当するビット位置から遠いビット位置の誤り訂正能力が前記フレーム内において相対的に高くなるように、前記ビット列にリピテーション処理を行うレートマッチング部と、
前記レートマッチング部による処理結果のフレームを送信する送信部とを具備し、
前記レートマッチング処理ステップによる処理結果のフレームを送信する送信ステップとを具備し、
前記フレームの入力ビット数および出力ビット数を含む符号化率に関する一組のパラメータと、リピテーション率の直線の傾き及びオフセットを与える単一の傾き係数とに基づいてリピテーション判断指数を求め、前記フレーム内のビット位置毎にリピテーションを行うか否かを前記リピテーション判断指数から判断することにより前記リピテーション処理を行うことを特徴とする通信装置。 A generation unit that generates a frame including a bit sequence including a pilot signal by encoding transmission data;
In the frame, the error correction capability of a bit position close to the bit position corresponding to the pilot signal is relatively low in the frame, and the error correction capability of a bit position far from the bit position corresponding to the pilot signal is the frame. A rate matching unit that performs a repetition process on the bit string so as to be relatively high within,
A transmission unit for transmitting a frame of a processing result by the rate matching unit ,
A transmission step of transmitting a frame of a processing result by the rate matching processing step,
A repetition determination index is obtained based on a set of parameters relating to a coding rate including the number of input bits and the number of output bits of the frame, and a single slope coefficient that gives a slope and an offset of a straight line of the repetition rate, A communication apparatus that performs the repetition process by determining whether or not repetition is performed for each bit position in a frame from the repetition determination index .
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