JP4722135B2 - デジタル通信システムにおいてデータを送信する方法 - Google Patents
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Description
2.元のコンスタレーションの各信号点について、以下であるように1つ以上のペアの複素数を求める。
a.すべてのデータワードの元の複素数と(1つ以上の)ペアの複素数とのコヒーレント合成の結果として、元のコンスタレーションと比較して振幅レベルの数が低減する
b.(1つ以上の)ペアのコンスタレーションの平均送信出力が、元のコンスタレーションの平均送信出力と同じである(オプション)
2.元のコンスタレーションの各信号点について、以下であるように(1つ以上の)ペアの複素数を求める。
a.すべてのデータワードのそれぞれ、または少なくともその一部のそれぞれの元の複素数と(1つ以上の)ペアの複素数のコヒーレント合成の結果として、元のコンスタレーションと比較して位相レベルの数が低減する
b.(1つ以上の)ペアのコンスタレーションの平均送信出力が、元のコンスタレーションの平均送信出力と同じである(オプション)
3.送信に使用する変調シンボル(信号点)のPAOサブセットを元のコンスタレーションから選択する。この場合、PAOサブセットは、そこに含まれるすべての変調シンボルを表す複素数が複素平面の一方の半平面の中であるように選択する。この場合、半平面の境界が複素平面の原点0+j0を通過し、PAOサブセット内の各シンボルについて、第2ステップによる(1つ以上の)ペアの複素数が、同じ半平面の中に含まれている。
2.各サブ平面について、そのサブ平面内のすべての信号点の平均複素数点(average complex value point)を求める。
3.各サブ平面について、各サブ平面の信号点を平均複素数点に対してほぼ鏡像変換する(mirroring)ことによって、ペアのコンスタレーションを得る。
4.2つのサブ平面のうちの一方の中のシンボルを、送信に使用するシンボルのPAOサブセットとして選択する。
2.各サブ平面について、そのサブ平面内の少なくともいくつかの信号点に対する対称軸線を得る。
3.各サブ平面について、信号点を、そのサブ平面の対称軸線上の事前定義されている1つの点に対して近似的に鏡像変換することによって、ペアのコンスタレーションを得る。
4.2つのサブ平面のうちの一方を、送信に使用するシンボルのPAOサブセットとして選択する。
2.ペアのコンスタレーションの数が、サブ平面内の信号点の数より1だけ少なくなるように、ペアのコンスタレーションを作成する。
3.ペアのコンスタレーションのそれぞれにおける各サブ平面について、元のコンスタレーションおよびペアのコンスタレーションにおいて各データワードが信号点のそれぞれに1回ずつマッピングされるように、データワードから信号点へのマッピングを変更する。
4.2つのサブ平面のうちの一方を、送信に使用するシンボルのPAOサブセットとして選択する。
2.各サブ平面について、そのサブ平面の中の信号点の少なくとも一部のポジションに対する対称軸線を求める。
3.各サブ平面の信号点を、そのサブ平面の対称軸線に対して鏡像変換することによって、ペアのコンスタレーションを得る。
4.2つのサブ平面のうちの一方を、送信に使用するシンボルのPAOサブセットとして選択する。
2.4つのビットの繰り返されるデータワードに対して第2の別のコンスタレーション202を使用して送信する
・送信するシンボルあたり1つのビットをパンクチャリング(puncturing)する
・あるいは、より高次の変調方式を使用する(例:16−QAMの代わりに32−QAM)
2.ペアの列(4ビット)に対して同じ16−QAMマッピングを使用する
−n個のビットから、反転候補のn−1個のビットを選択する(ステップ1902)。
−反転規則:選択したn−1個のビットのうちの1個〜(n−1)個のビットを使用して可能な組合せのすべてを得ることによって、反転させるビットを決定する(ステップ1903)。
−見つかった組合せのうち(1つ以上の)ビットを反転させることによって、元のビット列からn−1個のペアのビット列を得る。
−反転候補として選択されていない1つの半平面ビットがPAOビットであり、すなわち、その半平面ビットを固定値に置き換える(ステップ1904)。
−反転候補として、第1のビットおよび第3のビットを選択する。
−反転規則:第1のビットのみ、第3のビットのみ、または第1と第3の両方のビットを反転させる。
−半平面ビットは、第1のビットおよび第2のビットである。
−反転規則:送信出力が最小である正確に0.5*2n=2n−1個のシンボルにおいてビット値が同じである1つのビットを反転させる(ステップ2102)。
−元のビット列に反転規則を適用することによって、ペアの列を得る。
−送信出力が最小である正確に0.5*23=4個のシンボルにおいて値が同じであるビットは、第2のビットb2であり、その値はこれらのシンボルでは1に等しい。
−反転規則:第2のビットb2を反転させる。
−グレイ符号化における元のビット列:
011、010、110、111、101、100、000、001
−第2のビットを反転させたペアの列:
001、000、100、101、111、110、010、011
−上述したアルゴリズムに従って、ASK部分とPSK部分の反転規則を個別に決定する。
−ASK部分(ステップ2302)とPSK部分(ステップ2303)について、反転規則ビットに対応するASK/PSKビットを求める。
−PSK部分において反転するように選択されていないPSK半平面ビットを、固定値によって置き換えるPAOビットとして選択する(ステップ2304)。
−1個〜すべてのASK/PSK反転規則ビットを組み合わせることによって、ASK/PSK反転規則を決定する(ステップ2305)。
−決定されたASK/PSK反転規則に従ってビットを反転させることによって、すべてのペアの列を得る。
−ASK部分は次のとおりである(図25参照)。
・送信出力が最小である0.5*22=2個のシンボルにおいて同じ値を伝えるビットは、第1のビット2403であり、その値は0に等しい。
・反転規則:第1のASKビット2403を反転させる。
・グレイ符号化における元のASKビット列:
00、01、11、10
・第1のASKビット2403を反転させたペアの列:
10、11、01、00
−PSK部分は次のとおりである(図26参照)。
・第2のビット2402を反転ビットとして選択する。
・反転規則:第2のPSKビット2402を反転させる。
・グレイ符号化における元のビット列:
00、01、11、10
・第2のビット2402を反転させたペアの列:
01、00、10、11
−ASK/PSK反転規則ビットを求める。
・ASK部分の第1のビット2403はASK/PSK部分の第3のビットである。
・PSK部分の第2のビット2402はASK/PSK部分の第2のビットである。
−PSK部分における半平面ビットは、第1および第2のPSKビットである。
−第2のPSKビットは反転ビットとして選択されているため、PSK部分の第1のビット2401を、固定値0または1によって置き換えるPAOビットとして選択する。
−ASK/PSK反転規則を求める。
・反転規則:第2のASK/PSKビット2402のみ、第3のASK/PSKビット2403のみ、第2および第3のASK/PSKビット2402,2403の両方を反転させる。
−AP1の反転規則:反転させるビットは、m−ASK部分のうち、送信出力が最小である正確にm/2個のシンボルにおいてビット値が同じであるビットである(ステップ2702)。このシンボルは、m−ASK/2−PSKのうち送信出力が最小であるm個のシンボルに技術的に相当する。
−AP2の反転規則:反転させるビットは、2−PSK部分の情報を伝えるビットである(ステップ2703)。
−sq−QAMのビットのうち、個別のAP1およびAP2の反転ビットに対応するビットを求める。
−対応するQAMビットにおいてAP1およびAP2の反転規則の両方を組み合わせることによって、sq−QAMの反転規則を得る(ステップ2704)。
−PAOビットとして、すなわち固定値によって置き換えるビットとして、AP1のPSK情報を伝えるビット(すなわち半平面ビット)を選択する(ステップ2705)。
−sq−QAM反転規則を適用することによって、sq−QAMのペアの列を得る。
−図28に示したような16−sq−QAMを使用し、AP1を図29の2−ASK/2−PSKとして定義し、AP2を図30の2−ASK/2−PSKとして定義する。
−AP1については以下のとおり:
・ASK部分の、送信出力が最小である正確にm/2=1個のシンボル(2901または2902)において値が同じであるビットは、第2のASK/PSKビット2803であり、これらのシンボルでは値は0である(図29参照)。
・AP1の反転規則:第2のASK/PSKビット2803を反転させる。
−AP2については以下のとおり:
・PSK情報を伝えるビットは第1のASK/PSKビット2802であり、これは、実軸に対する位相が90°である場合は0、実軸に対する位相が270°である場合は1に等しい(図30参照)。
・AP2の反転規則:第1のASK/PSKビット2802を反転させる。
−AP1およびAP2の反転規則ビットは、以下のように元のQAMビットに対応する(図28参照)。
・AP1からの第2のASK/PSKビット2803は、第3のQAMビットに対応する。
・AP2からの第1のASK/PSKビット2802は、第2のQAMビットに対応する。
−16−sq−QAMの反転規則を得る:第2および第3のsq−QAMビットの両方を反転させる。
−AP1の位相ビット2801(半平面ビット)をPAOビットとして選択する(図29参照)、すなわち固定値0または1に置き換える。このビットは、同相の半平面を定義する第1のQAMビットに相当する。
−元のsq−QAMビット列は次のとおり:
0000、0001、0011、0010、
0100、0101、0111、0110、
または
1100、1101、1111、1110、
1000、1001、1011、1010
−第2および第3のビットを反転させたペアのsq−QAM列は次のとおり:
それぞれ、
0110、0111、0101、0100、
0010、0011、0001、0000、
または
1010、1011、1001、1000、
1110、1111、1101、1100
・2−ASK部分に対して、変更されたAP2の反転規則を適用して、2つのAP2 ASK/PSK変調ビットのうちの第2のビット2804を反転させる(図30と比較参照)
・結果としての反転規則:それぞれAP1およびAP2の第2のビットに対応する、16−sq−QAMの第3および第4のビットb3、b4を反転させる。
・位相のあいまい性を完全に排除するためには、16−QAMの半平面ビットb1およびb2の両方を固定値に設定する必要がある。
ペアのシンボル:図46に図示したように、元のシンボルから、または元のビット列に対する少なくとも1つのペアの列から生成される、少なくとも1つのシンボル。
疑似パイロットシンボル:元のシンボルと(1つ以上の)対応するペアのシンボルとの合成。
パイロットシンボル:チャネル推定の基準シンボルとして使用できる単一のシンボル。
単純データシンボル:1つ以上の受信器にデータビットを伝える単一のシンボル。
単純制御シンボル:正常なシステム動作に必要である、または有用である情報を伝える単一のシンボル。
・データ送信に使用する変調方式(例:BPSK、QPSK、8−PSK、16−QAM、64−QAM)
・複数の冗長度バージョンを持つ(いわゆる「増加的冗長性」)ARQの場合におけるデータブロックの冗長度バージョン
・いくつかのARQプロセスが平行して存在しうる場合のARQプロセス番号
・初回送信/再送インジケータ。これらは、実際に受信したデータと以前に受信したデータとを受信器が合成すべきであるか、あるいはバッファをフラッシュして新しいデータのみを格納すべきかを示す。
・チャネル符号化(FEC)の種類および速度
Claims (27)
- デジタル通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
a)所定の変調方式におけるすべての利用可能な変調状態のうち、送信に使用するサブセットを選択するステップと、
b)第1の複数のビットを表す第1のシンボルを送信する第1の送信ステップであって、前記シンボルは、前記サブセットに含まれている第1の変調状態を有するステップと、
c)前記第1の複数のビットを表すさらなるシンボルを送信する少なくとも1回のさらなる送信ステップであって、前記さらなるシンボルのそれぞれは、前記サブセットに含まれているさらなる変調状態を有するステップと、
を含み、
ビット値の組合せのそれぞれの、前記第1の変調状態に関連付けられている複素数と前記さらなる変調状態に関連付けられている複素数とを加算する結果として、前記複数のビットの中のビットの値のすべての組合せに対して同じ複素位相が得られる、
方法。 - ビット値の組合せのそれぞれの、前記第1の変調状態に関連付けられている複素数と前記さらなる変調状態に関連付けられている複素数との前記加算によって、前記複数のビットの中のビットの値のすべての組合せに対して同じ複素振幅が得られる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の変調状態は、ビット値の組合せから変調状態への第1のマッピングに従って得られ、
前記少なくとも1回のさらなる送信ステップは、正確に1回のさらなる送信ステップを含み、
前記1つのさらなる変調状態は、ビット値の組合せから変調状態への第2のマッピングに従って得られ、
ビット値の組合せから変調状態への前記第2のマッピングは、データワード値から変調状態への前記第1のマッピングから、
i)ビット値の組合せから変調状態への前記第1のマッピングを表す複素平面を、少なくとも2つの互いに重ならない隣接するサブ平面に分割するステップと、
ii)前記サブ平面の少なくとも一部について、前記サブ平面の前記一部のそれぞれの中に含まれている変調状態に対する対称軸線を求めるステップと、
iii)前記ビット値の組合せの少なくとも一部に、前記第2のマッピングにおける複素数を割り当てるステップであって、前記複素数は、前記第1の割り当てに従って前記ビット値の組合せに割り当てられている複素数のポジションから、前記第1の割り当てによって前記複素数が位置しているサブ平面の前記対称軸線上の点に対して本質的に鏡像変換された前記複素平面のポジションを有するステップと、
によって得られ、
前記変調状態のうち前記送信に使用する前記サブセットは、前記少なくとも2つのサブ平面の一方の中のすべての変調状態を含む、
請求項1または請求項2に記載の方法。 - ステップiii)において、鏡像変換の中心としての役割を果たしている、前記対称軸線上の前記点は、前記サブ平面の中に位置している、前記第1の割り当てにおける前記変調状態の前記少なくとも一部に割り当てられているすべての複素数の平均である、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の変調状態は、ビット値の組合せから変調状態への第1のマッピングに従って得られ、
前記少なくとも1回のさらなる送信ステップは、m−1回の送信ステップを含み、
m−1個の変調状態は、ビット値の組合せから変調状態へのm−1個のさらなるマッピングに従って得られ、
ビット値の組合せから変調状態への前記m−1個のさらなるマッピングは、ビット値の組合せから変調状態への前記第1のマッピングから、
i)ビット値の組合せから変調状態への前記第1のマッピングを表す複素平面を、少なくとも2つの互いに重ならない隣接するサブ平面に分割するステップであって、前記サブ平面の少なくとも一部の中の変調状態の数はmであるステップと、
ii)前記データワード値の少なくとも一部に、各マッピングごとに同じサブ平面の中の相異なる1つの変調状態を割り当てるステップと、
によって得られ、
前記変調状態のうち前記送信に使用する前記サブセットは、前記少なくとも2つのサブ平面の一方の中のすべての変調状態を含んでいる、
請求項1または請求項2に記載の方法。 - 位相変調を採用しているデジタル通信システムにおいて適用され、
前記第1の変調状態は、ビット値の組合せから変調状態への第1のマッピングに従って得られ、
前記少なくとも1回のさらなる送信ステップは、正確に1回のさらなる送信ステップを含み、
前記1つのさらなる変調状態は、ビット値の組合せから変調状態への第2のマッピングに従って得られ、
ビット値の組合せから変調状態への前記第2のマッピングは、データワード値から変調状態への前記第1のマッピングから、
i)ビット値の組合せから変調状態への前記第1のマッピングを表す複素平面を、互いに重ならない隣接するサブ平面に分割するステップであって、前記サブ平面の少なくとも一部は、前記サブ平面に含まれているすべての変調状態のポジションに対する対称軸線を有するステップと、
ii)前記サブ平面の少なくとも一部について、前記サブ平面の前記一部のそれぞれの中に含まれている変調状態に対する対称軸線を求めるステップと、
iii)前記データワード値の少なくとも一部のそれぞれに、前記第2のマッピングにおける複素数を割り当てるステップであって、前記複素数は、前記第1のマッピングに従って前記ビット値の組合せに割り当てられている変調状態のポジションから、前記第1のマッピングによって前記変調状態が位置しているサブ平面の前記対称軸線に対して近似的に鏡像変換された前記複素平面内のポジションを有するステップと、
によって得られ、
前記変調状態のうち前記送信に使用する前記サブセットは、前記少なくとも2つのサブ平面の一方の中のすべての変調状態を含んでいる、
請求項1または請求項2に記載の方法。 - 前記複素平面は、前記第1のマッピングに含まれているすべての変調状態の前記複素数のポジションに対する対称軸線によって前記サブ平面に分割される、請求項3から請求項6のいずれかに記載の方法。
- 前記複素平面は、サブ平面の間の境界線上に変調状態の複素数が位置しないように前記サブ平面に分割される、請求項3から請求項7のいずれかに記載の方法。
- 前記互いに重ならない隣接するサブ平面は、前記複素平面の半平面である、請求項3から請求項8のいずれかに記載の方法。
- 前記送信ステップは、同じ伝送チャネル上において連続的に実行される、請求項1から請求項9のいずれかに記載の方法。
- 前記デジタル通信システムは、時分割要素、周波数分割要素、符号分割要素またはOFDM要素のうちの少なくとも1つを含み、
前記送信ステップは、前記要素の少なくとも1つにおける隣接するインスタンスにおいて実行される、請求項1から請求項9のいずれかに記載の方法。 - 前記送信ステップは、送信されるシンボルのそれぞれに適用される、請求項1から請求項11のいずれかに記載の方法。
- 前記第2および第3以降の送信ステップは、送信フレームあたり所定の数のデータシンボルに適用される、請求項1から請求項11のいずれかに記載の方法。
- サブ平面の数が2に等しい、請求項3から請求項13のいずれかに記載の方法。
- 前記第1のマッピングおよび前記少なくとも1つのさらなるマッピングは、各データワードに先頭の制御ワードを付加することによって共通のスーパーマッピングから得られ、
前記スーパーマッピングは、制御ワードとデータワードとを連結した値を変調状態にマッピングし、各送信に制御ワードの特定の値が関連付けられている、
請求項1から請求項14のいずれかに記載の方法。 - ステップa)は、前記第1の複数のビットのうちの少なくとも1つを固定値に置き換えて第2の複数のビットを得るステップを含み、
ステップb)は、前記第2の複数のビットを前記第1のシンボルにマッピングするステップであって、前記第1のシンボルは、ビット列から変調状態への所定のマッピングによる前記第1の変調状態を有するステップを含み、
ステップc)は、前記第2の複数のビットのうちの少なくとも1つのサブセットのビットを反転させ、かつ、前記サブセットに含まれていないビットを変更せずそのままに維持して、少なくとも1つのさらなる複数のビットを得るステップと、前記少なくとも1つのさらなる複数のビットを前記少なくとも1つのさらなるシンボルにマッピングするステップであって、前記少なくとも1つのさらなるシンボルは、ビット列から変調状態への前記所定のマッピングによる前記少なくとも1つのさらなる変調状態を有するステップと、を含む、
請求項1または請求項2に記載の方法。 - ステップa)において、ステップb)で前記第2の複数のビットから生成することのできるすべての変調状態が、関連付けられている複素数によって前記変調状態を表している前記複素平面の1つの半平面の中に位置するように、前記第1の複数のビットのうちの1つを固定値に置き換えて第2の複数のビットを取得する、請求項16に記載の方法。
- 各回のステップc)は、前記第2の複数のビットのサブセットの中に含まれているすべてのビットを反転させるステップであって、前記サブセットは、最小で1個、最大で前記第2の複数のビットのうちの1つを除くすべてのビットによる一連の組合せのサブセットであるステップを含み、
ステップa)は、前記第1の複数のビットのうち前記1つのビットを固定値に置き換えるステップであって、前記1つのビットは、前記第2の複数のビットのうち、前記一連の組合せに含まれていないビットに対応するステップを含む、
請求項16または請求項17に記載の方法。 - 前記所定のマッピングは、位相変調の変調状態を定義するグレイマッピングである、請求項18に記載の方法。
- 前記所定のマッピングは、振幅変調と位相変調とを含む混合型変調の変調状態を定義するグレイマッピングであり、
前記第1の複数のビットは、前記グレイマッピングにおける前記複数のビットに関連付けられている変調状態の複素数の絶対値を定義する振幅変調セット(amplitude shift key set)と、前記グレイマッピングの中の前記複数のビットに関連付けられている変調状態の複素数の位相値を定義する位相変調セット(phase shift key set)とを有し、
ステップc)は、
i)前記振幅変調セットに対して実行される少なくとも1回の反転サブステップであって、
前記振幅変調セットの1つのサブセットに含まれるすべてのビットを反転させるステップであって、前記サブセットは、すべての既存の変調状態のうち最小の送信出力を有する変調状態にマッピングされるすべての複数ビットの半分において同じ値を有するビットから成るステップ、
または、
前記振幅変調セットの1つのサブセットに含まれているすべてのビットを反転させるステップであって、前記サブセットは、すべての既存の変調状態のうち最大の送信出力を有する変調状態にマッピングされているすべての複数ビットの半分において同じ値を有するビットから成るステップ、
を含む、反転サブステップ、
または、
ii)前記位相変調セットに対して実行される、請求項15に定義されている少なくとも1回の反転サブステップ、
を含む、
請求項18に記載の方法。 - 前記所定のマッピングは、第1の成分と第2の成分とを含む変調を定義するグレイマッピングであり、
前記第2の成分は、前記第1の成分に対して本質的に直交しており、
前記第1の複数のビットは、ビット列から第1の変調状態セットへの第2のグレイマッピングに従って前記第1の成分に関連付けられている第1のビットセットと、ビット列から第2の変調状態セットへの第3のグレイマッピングに従って前記第2の成分に関連付けられている第2のビットセットとを含み、
ステップc)は、
i)前記第1のビットセットに含まれているビットを反転させるサブステップであって、前記ビットは、前記第2のグレイマッピングによる前記第1の変調状態セットの中のすべての既存の変調状態のうち最小の送信出力を有する変調状態にマッピングされるすべての複数ビットの半分において同じ値を有するサブステップ、
または、
前記第1のビットセットに含まれているビットを反転させるサブステップであって、前記ビットは、前記第2のグレイマッピングによる前記第1の変調状態セットの中のすべての既存の変調状態のうち最大の送信出力を有する変調状態にマッピングされるすべての複数ビットの半分において同じ値を有するサブステップ、
および、
ii)前記第2のビットセットに含まれているビットを反転させるサブステップであって、前記ビットは、前記第2の変調状態セットのうち、前記第3のグレイマッピングの中の前記複数のビットに関連付けられている前記第2の変調状態セットの前記第2の成分の前記複素数の符号が同じである変調状態セット、にマッピングされている複数ビットのすべてにおいて同じ値を有するサブステップ、
を含む、
請求項18に記載の方法。 - 前記変調は、方形直交振幅変調(square quadrature amplitude modulation)である、請求項21に記載の方法。
- 前記第1の複数のビットのうち、固定値に置き換えられる前記少なくとも1つのビットのアイデンティティに関する情報を送信するステップをさらに含む、請求項16から請求項22のいずれかに記載の方法。
- プログラム命令を格納しているコンピュータ可読ストレージメディアであって、
デジタル通信システムの送信器のプロセッサにおいて前記プログラム命令が実行されると、前記送信器は、請求項1から請求項23のいずれかに記載の方法を実行する、
コンピュータ可読ストレージメディア。 - 請求項1から請求項23のいずれかに記載の方法を実行するように構成されている、デジタル通信システムの送信器。
- 請求項25に記載の送信器を備える、モバイル通信システムの基地局。
- 請求項25に記載の送信器を備える、モバイル通信システムの移動局。
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