JP4275167B2

JP4275167B2 - 送信機

Info

Publication number: JP4275167B2
Application number: JP2006317486A
Authority: JP
Inventors: 規行前田; 啓正藤井; 俊二三浦; 弘光朝倉
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: CN101188474B; US8194702B2; JP2008131588A; KR20080047296A; US20080130783A1; EP1926274A1; CN101188474A; KR100883378B1

Description

本発明は、階層符号化方式を用いた送信機に関する。

従来、優先度の異なる情報源を同時に効率よく伝送する方式として、階層符号化方式が知られている。

階層符号化方式は、優先度の高い情報源を構成するビット系列を、受信機における受信品質が高くなると想定されるシンボル成分１に割り当て、優先度の低い情報源を構成するビット系列を、受信機における受信品質が低くなると想定されるシンボル成分２に割り当てることによって、通信状況が劣悪な環境にあっても、優先度の高い情報源の伝送効率を向上させることができる。

図５乃至図８を参照して、従来の階層符号化方式を用いた送信機２０について説明する。

かかる送信機２０は、マルチキャリア伝送方式であるＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式において階層符号化方式を適用するように構成されている。

図５に示すように、送信機２０は、複数の誤り訂正符号化器２１_１、２１_２…と、複数のインターリーバ２２_１、２２_２…と、バッファ２３と、階層符号化器２４を具備する階層変調器と、多重化器２５と、ＯＦＤＭ信号生成器２６とを具備している。

ここで、図６を参照して、従来の階層符号化方式を用いた送信機２０の動作について説明する。

図６に示すように、ステップＳ２０１において、誤り訂正符号化器２１_１、２１_２…が、入力された情報源１、２…を構成するビット系列に対して、それぞれ誤り訂正符号化処理を行う。

ステップＳ２０２において、インターリーバ２２_１、２２_２…が、誤り訂正符号化器２１_１、２１_２…から出力された誤り訂正処理後のビット系列に対して、それぞれインターリーブ処理を行う。

ステップＳ２０３において、バッファ２３が、インターリーバ２２_１、２２_２…から出力されたインターリーブ処理後のビット系列を蓄積する。

ステップＳ２０４において、階層符号化器２４が、バッファ２３から抽出したビット系列に対して、かかるビット系列により構成されている情報源１、２…の優先度に応じた階層符号化処理を行う。

例えば、図７に示すように、階層符号化器２４は、優先度の高い情報源１を構成するビット系列を、受信機における受信品質が高くなると想定されるシンボル成分Ｂ１（１，１）に割り当て、優先度の低い情報源２を構成するビット系列を、受信機における受信品質が低くなると想定されるシンボル成分Ｂ２（１，−１）に割り当てる階層符号化処理を行うように構成されている。

なお、図７に示す例では、階層符号化処理後の変調信号は、１６パターンのシンボルのいずれかによって構成され、１つのシンボルで４ビットを表現するように構成されている。

また、図７に示す例では、シンボル成分Ｂ１は、原点を基準とした座標位置を示し、シンボル成分Ｂ２は、シンボル成分Ｂ１に対応する点Ａを基準とした座標位置を示すものとする。

ここで、図７に示す例では、シンボル成分Ｂ１は、１象限において１つの座標位置のみを示すのに対して、シンボル成分Ｂ２は、１象限において４つの座標位置を示す可能性があるため、受信機において、シンボル成分Ｂ１の受信品質の方が、シンボル成分Ｂ２の受信品質よりも良いものと想定される。

また、特許文献１には、図８に示すように、階層符号化器２４が、優先度の高い情報源１を構成するビット系列を、受信機における受信品質が高くなると想定されるシンボル成分１（Ｉ成分）に割り当て、優先度の低い情報源２を構成するビット系列を、受信機における受信品質が低くなると想定されるシンボル成分２（Ｑ成分）に割り当てることによって、通信状況が悪い場合であっても、情報源１の伝送を可能とし、ＢＰＳＫ変調信号の伝送効率を向上させる技術が開示されている。

なお、図８に示す例では、階層符号化処理後の変調信号は、４パターンのシンボルのいずれかによって構成され、１つのシンボルで２ビットを表現するように構成されている。

ここで、図８に示す例では、Ｉ成分の信号点距離２５１の方が、Ｑ成分の信号点距離２５２よりも長いため、受信機において、Ｉ成分の受信品質の方が、Ｑ成分の受信品質よりも良いものと想定される。

ステップＳ２０５において、多重化器２５が、階層符号化器２４から出力された階層符号化後の変調信号に対して、時間と周波数（直交信号）とによって分割された無線リソースに割り当てる多重化処理（スケジューリング処理）を行う。

ステップＳ２０６において、ＯＦＤＭ信号生成器２６が、各無線リソースに割り当てられた変調信号をＯＦＤＭ信号に変換した後に送信する。
特開２０００-３１９４４号公報特許３１３９９０９号

しかしながら、上述の従来の送信機２０によれば、情報源１と情報源２との間でビット系列の長さが異なる場合には、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分の一部においてビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点があった。

例えば、情報源１を構成するビット系列の長さの方が、情報源２を構成するビット系列の長さよりも長い場合、図９（ａ）に示すように、シンボル成分２の一部において、情報源２を構成するビット系列が割り当てられていない状態が生じる。

具体的には、かかる場合、図７の例では、階層符号化器２４は、情報源２を構成するビット系列をシンボル成分Ｂ２に割り当てることなく、情報源１を構成するビット系列をシンボル成分Ｂ１のみに割り当てる階層符号化処理を行う。

かかる場合の階層符号化後の変調信号は、４パターンのシンボルのいずれかによって構成され、１つのシンボルで２ビットを表現することになる（すなわち、かかる場合の階層符号化後の変調信号は、２シンボル成分を有することになる）。

また、かかる場合、図８の例では、階層符号化器２４は、情報源２を構成するビット系列をシンボル成分２（Ｑ成分）に割り当てることなく、情報源１を構成するビット系列をシンボル成分１（Ｉ成分）のみに割り当てる階層符号化処理を行う。

かかる場合の階層符号化後の変調信号は、２パターンのシンボルのいずれかによって構成され、１つのシンボルで１ビットを表現することになる。

また、上述の従来の送信機２０によれば、各無線リソースにおける送信可能データ長が、情報源１及び２を構成するビット系列の長さよりも長い場合には、階層符号化処理後の変調信号における各シンボル成分の一部においてビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点があった。

例えば、各無線リソースにおける送信可能データ長が、情報源１及び情報源２を構成するビット系列の長さよりも長い場合、図９（ｂ）に示すように、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分１及び２の一部において、それぞれ情報源１及び情報源２を構成するビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、階層符号化処理及び多重化処理（スケジューリング処理）の効果を享受しつつ伝送効率の低下を防ぐことができる送信機を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、送信機であって、送信すべき情報源の優先度及び通信状況に応じて、該情報源を構成するビット系列を、時間と周波数と階層とによって分割された無線リソースに割り当てる階層多重化器と、各無線リソースに割り当てられたビット系列に対して階層符号化処理を行う階層符号化器とを具備し、前記階層多重化器は、各無線リソースに割り当てられるビット系列の長さが等しくなるように前記割り当てを行うことを要旨とする。

かかる発明によれば、階層符号化器が、各無線リソースに割り当てられた同じ長さのビット系列に対して階層符号化処理を行うように構成されているため、優先度の異なる情報源の間でビット系列の長さが異なる場合に、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分の一部においてビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点を解決することができる。

本発明の第１の特徴において、前記階層多重化器は、各無線リソースにおける送信可能データ長に対応する長さのビット系列を該無線リソースに割り当ててもよい。

かかる発明によれば、階層多重化器が、各無線リソースにおける送信可能データ長に対応する長さのビット系列を該無線リソースに割り当てるように構成されているため、各無線リソースにおける送信可能データ長が、各情報源を構成するビット系列の長さよりも長い場合、階層符号化処理後の変調信号における各シンボル成分の一部において、各情報源を構成するビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点を解決することができる。

以上説明したように、本発明によれば、階層符号化処理及び多重化処理（スケジューリング処理）の効果を享受しつつ伝送効率の低下を防ぐことができる送信機を提供することができる。

（本発明の第１の実施形態に係る送信機の構成）
図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る送信機１０の構成について説明する。

本発明の第１の実施形態に係る送信機１０は、上述の図５に示す送信機２０と同様に、マルチキャリア伝送方式であるＯＦＤＭ方式において階層符号化方式を適用するように構成されている。

図１に示すように、送信機１０は、複数の誤り訂正符号化器１１_１、１１_２…と、複数のインターリーバ１２_１、１２_２…と、バッファ１３と、階層多重化器１４と、階層符号化器１５と、ＯＦＤＭ信号生成器１６とを具備している。

誤り訂正符号化器１１_１、１１_２…は、入力された情報源１、２…を構成するビット系列に対して、それぞれ誤り訂正符号化処理を行うように構成されている。

インターリーバ１２_１、１２_２…は、誤り訂正符号化器１１_１、１１_２…から出力された誤り訂正処理後のビット系列に対して、それぞれインターリーブ処理を行うように構成されている。

バッファ１３は、インターリーバ１２_１、１２_２…から出力されたインターリーブ処理後のビット系列を蓄積するように構成されている。

階層多重化器１４は、送信すべき情報源１、２…の優先度及び通信状況に応じて、当該情報源１、２…を構成するビット系列を、時間と周波数（直交周波数、サブキャリア）と階層とによって分割された無線リソースに割り当てるように構成されている。

換言すると、階層多重化器１４は、バッファ１３から抽出したビット系列に対する多重化処理（スケジューリング処理）を行うように構成されている。

例えば、図２に示すように、階層多重化器１４は、バッファ１３から抽出したビット系列を、当該ビット系列に対応する情報源の優先度に応じて、優先度の高い階層１に属する無線リソースＢに割り当てるか、優先度の低い階層２に属する無線リソースＡに属するのかを決定した上で、上述の多重化処理（スケジューリング処理）を行う。

また、階層多重化器１４は、各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられるビット系列の長さが等しくなるように、ビット系列の各無線リソースＡ、Ｂへの割り当てを行うように構成されている。

例えば、階層多重化器１４は、情報源１を構成するビット列を無線リソースＡに割り当て、情報源２を構成するビット列及び情報源３を構成するビット列を無線リソースＢに割り当てることによって、各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられるビット系列の長さが等しくなるように多重化処理（スケジューリング処理）を行う（図３（ａ）参照）。

また、階層多重化器１４は、各無線リソースＡ、Ｂにおける送信可能データ長に対応する長さのビット系列を、各無線リソースＡ、Ｂに割り当てるように構成されていてもよい。

例えば、階層多重化器１４は、情報源１を構成するビット列及び情報源４を構成するビット列を無線リソースＡに割り当て、情報源２を構成するビット列及び情報源５を構成するビット列を無線リソースＢに割り当てることによって、各無線リソースＡ、Ｂにおける送信可能データ長に対応する長さのビット系列を各無線リソースＡ、Ｂに割り当てる多重化処理（スケジューリング処理）を行ってもよい（図３（ｂ）参照）。

階層符号化器１５は、階層多重化器１４から出力された各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられたビット系列に対して階層符号化処理を行うように構成されている。

例えば、階層符号化器１５は、上述した図７や図８に示す方法を用いて、かかる階層符号化処理を行うように構成されている。

ここで、本実施形態に係る送信機１０によれば、情報源１を構成するビット系列の長さの方が、情報源２を構成するビット系列の長さよりも長い場合であっても、上述のように、階層多重化器１４が、情報源１を構成するビット列を無線リソースＡに割り当て、情報源２を構成するビット列及び情報源３を構成するビット列を無線リソースＢに割り当てることによって、各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられるビット系列の長さが等しくなるように多重化処理（スケジューリング処理）を行うことができるため、図３（ａ）に示すように、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分２においてビット系列が割り当てられていない状態の発生を回避することができる。

また、本実施形態に係る送信機１０によれば、各無線リソースＡ、Ｂにおける送信可能データ長が、情報源１及び２を構成するビット系列の長さよりも長い場合であっても、上述のように、情報源１を構成するビット列及び情報源４を構成するビット列を無線リソースＡに割り当て、情報源２を構成するビット列及び情報源５を構成するビット列を無線リソースＢに割り当てることによって、各無線リソースＡ、Ｂにおける送信可能データ長に対応する長さのビット系列を各無線リソースＡ、Ｂに割り当てる多重化処理（スケジューリング処理）を行うことができるため、図３（ｂ）に示すように、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分１、２においてビット系列が割り当てられていない状態の発生を回避することができる。

ＯＦＤＭ信号生成器１６が、各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられた変調信号をＯＦＤＭ信号に変換した後に送信するように構成されている。

（本発明の第１の実施形態に係る送信機の動作）
図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る送信機１０の動作について説明する。なお、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０３の動作は、上述の図６におけるステップＳ２０１乃至Ｓ２０３の動作と同一であるため、説明を省略する。

図４に示すように、ステップＳ１０４において、階層多重化器１４は、送信すべき情報源１、２…の優先度及び通信状況に応じて、バッファ１３から抽出した当該情報源１、２…を構成するビット系列を、時間と周波数（直交周波数、サブキャリア）と階層とによって分割された無線リソースに割り当てる。

ステップＳ１０５において、階層符号化器１５は、階層多重化器１４から出力された各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられたビット系列に対して階層符号化処理を行う。

ステップＳ１０６において、ＯＦＤＭ信号生成器１６が、各無線リソースＡ、Ｂに割り当てられた変調信号をＯＦＤＭ信号に変換した後に送信する。

（本発明の第１の実施形態に係る送信機の作用・効果）
本発明の第１の実施形態に係る送信機１０によれば、階層符号化器１５が、無線リソースＡ及びＢに割り当てられた同じ長さのビット系列に対して階層符号化処理を行うように構成されているため、優先度の異なる情報源１と情報源２との間でビット系列の長さが異なる場合（すなわち、情報源１を構成するビット系列の長さの方が、情報源２を構成するビット系列の長さよりも長い場合）に、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分Ｂ２の一部においてビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点を解決することができる。

本発明の第１の実施形態に係る送信機１０によれば、階層多重化器１４が、無線リソースＡ及びＢにおける送信可能データ長に対応する長さのビット系列を当該無線リソースＡ及びＢに割り当てるように構成されているため、各無線リソースＡ及びＢにおける送信可能データ長が、各情報源１及び２を構成するビット系列の長さよりも長い場合、階層符号化処理後の変調信号におけるシンボル成分Ｂ１及びＢ２の一部において、各情報源１及び２を構成するビット系列が割り当てられていない状態が生じることによって、伝送効率が低下してしまうという問題点を解決することができる。

本発明の第１の実施形態に係る送信機を示す機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る送信機の階層多重化器における多重化処理を説明するための図である。本発明の第１の実施形態に係る送信機の階層符号化器における階層符号化処理について説明するための図である。本発明の第１の実施形態に係る送信機の動作を説明するフローチャートである。従来の送信機を示す機能ブロック図である。従来の送信機の動作を説明するフローチャートである。従来の送信機の階層符号化器における階層符号化処理について説明するための図である。従来の送信機の階層符号化器における階層符号化処理について説明するための図である。従来の送信機の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０…送信機
１１、２１…誤り訂正符号化器
１２、２２…インターリーバ
１３、２３…バッファ
１４…階層多重化器
１５、２４…階層符号化器
１６、２６…ＯＦＤＭ信号生成器
２５…多重化器

Claims

周波数及び時間の組み合わせによって規定される無線リソースを用いて、第１シンボル成分と、受信側における受信品質が前記第１シンボル成分よりも高い第２シンボル成分と含む送信シンボルを送信する送信機であって、
第１ビット系列を前記第１シンボル成分に、前記第１ビット系列よりも優先度が高い第２ビット系列を前記第２シンボル成分にそれぞれ割り当て、前記受信側との通信状況に応じて、第１無線リソースを前記第１ビット系列に、第２無線リソースを前記第２ビット系列にそれぞれ割り当てる階層多重化器と、
前記割り当て部による割り当てに応じて、前記送信シンボルを生成する階層符号化処理を行う階層符号化器と
を備え、
前記階層多重化器は、前記第１無線リソースにおける送信可能データ量に対応する長さの前記第１ビット系列を前記第１シンボル成分に割り当て、前記第２無線リソースにおける送信可能データ量に対応する長さの前記第２ビット系列を前記第２シンボル成分に割り当てることを特徴とする送信機。
周波数及び時間の組み合わせによって規定される無線リソースを用いて、第１シンボル成分と、受信側における受信品質が前記第１シンボル成分よりも高い第２シンボル成分と含む送信シンボルを送信する送信方法であって、
第１ビット系列を前記第１シンボル成分に、前記第１ビット系列よりも優先度が高い第２ビット系列を前記第２シンボル成分にそれぞれ割り当て、前記受信側との通信状況に応じて、第１無線リソースを前記第１ビット系列に、第２無線リソースを前記第２ビット系列にそれぞれ割り当てる工程Ａと、
前記割り当て部による割り当てに応じて、前記送信シンボルを生成する階層符号化処理を行う工程Ｂと
を備え、
前記工程Ａにおいて、前記第１無線リソースにおける送信可能データ量に対応する長さの前記第１ビット系列を前記第１シンボル成分に割り当て、前記第２無線リソースにおける送信可能データ量に対応する長さの前記第２ビット系列を前記第２シンボル成分に割り当てることを特徴とする送信方法。