JP4820874B2

JP4820874B2 - 送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システム

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Publication number: JP4820874B2
Application number: JP2008534184A
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Inventors: 竜一依田
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-11-24
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Description

この発明は、送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムに関し、特に、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式を用いる送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムに関する。

無線通信システムにおいて、マルチパス干渉への耐性などの利点を有するマルチキャリア変復調方式が注目されている。その中でも、周波数利用効率の高いＯＦＤＭ方式の利用範囲が広がっている。ＯＦＤＭ方式では、周波数選択性フェージングなどの周波数による特性劣化を分散させるため、周波数方向にデータのインタリーブが行われる。また、誤り率が高い場合には、より強固な誤り訂正符号が用いられる。さらに、多値変調方式において、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）などの誤り耐性の高い変調方式に切り換える適応変調方式が用いられることもある。

また、無線送信装置が、複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア信号を無線受信装置へ送信する無線通信方法として、次の方法が公知である。この無線通信方法では、無線送信装置が、変調多値数を大きくすることによって、マルチキャリア信号に含めて送信できるビットの数を大きくし、複数の同一ビットの各々を周波数が異なるサブキャリアの各々に割り当てることによって、周波数が互いに異なる複数の同一ビットを含むマルチキャリア信号を生成し、無線受信装置が、無線送信装置によって複製された複数の同一ビットの尤度を合成する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−２５８７５７号公報（請求項１）

しかしながら、上述した周波数による特性劣化に対する従来の方法では、一部のサブキャリアの特性が劣化している場合でも、伝送路全体の誤り率の増加として影響し、より強固な誤り訂正符号が用いられたり、より誤り耐性の高い変調方式に切り換えられるため、伝送効率が低下するという問題点がある。また、上記特許文献１に開示された方法では、複数のサブキャリアをセットにして同一データを重複して送信するため、初めから伝送路全体の効率が低いという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、マルチキャリア変復調方式による無線通信システムにおいて、伝送効率をほとんど低下させることなく、高い誤り率耐性が得られる送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムは、以下の特徴を有する。受信側で、サブキャリアごとに誤り率の高いサブキャリア、すなわち通信品質の低いサブキャリアを検出し、その検出結果を送信側へ通知する。送信側では、その通知を受け取り、通信品質の低いサブキャリアの検出結果に基づいて、通信品質の低い複数のサブキャリアをまとめて同一データの伝送チャネルに割り当て、その伝送チャネルの複数のサブキャリアに、同じデータを多重化して割り当てる。受信側では、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送されてきた情報の復調データを合成する。また、複数のサブキャリアをまとめたサブチャネルの単位で同じデータを多重化して割り当てる場合も同様である。

この発明によれば、通信品質の高いサブキャリアについては、通常通り、１サブキャリアで１データを送信する。通信品質の低いサブキャリアについては、複数のサブキャリアで同一データを送信し、受信側で複数のサブキャリアの同一データを合成して、元の１データを得る。

本発明にかかる送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムによれば、伝送効率をほとんど低下させることなく、高い誤り率耐性を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。特に限定しないが、この発明にかかるマルチキャリア送受信システムを携帯電話システムに適用する場合には、送信装置および受信装置は、それぞれ、基地局および移動端末である。また、この発明にかかるマルチキャリア送受信システムを地上波デジタル放送システムに適用する場合には、送信装置および受信装置は、それぞれ、放送局およびデジタルテレビチューナー放送対応のテレビジョンである。

（送信装置の構成）
まず、この発明の実施の形態にかかる送信装置の構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、送信装置１は、多重化データ生成部１１、変調・エンコード部１２、逆高速フーリエ変換部（以下、ＩＦＦＴ部とする）１３、送信ＲＦ部１４、アンテナスイッチ（図中「ＳＷ」と表記）１５、アンテナ１６、受信ＲＦ部１７、高速フーリエ変換部（以下、ＦＦＴ部とする）１８、復調・デコード部１９および制御部２０を備えている。

多重化データ生成部１１は、制御部２０により決定される複数のサブキャリアに同一のデータを割り当てることができるように、送信データのうち、複数のサブキャリアに割り当てられるデータを多重化する。多重化データ生成部１１は、多重化手段としての機能を有する。動作開始の直後では、多重化データ生成部１１は、データの多重化を行わずに、送信データをそのまま出力する。また、多重化データ生成部１１は、送信データのうち、多重化する必要のないデータをそのまま出力する。

変調・エンコード部１２は、各サブキャリアごとに、多重化データ生成部１１から出力された送信データのビット系列から変調データを生成する。変調には、通常、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）または１６ＱＡＭ（１６ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの複数の多値変調のうちのいずれかが選択され、それに基づいて送信シンボル系列データが構成される。

ＩＦＦＴ部１３は、変調・エンコード部１２から出力されたシンボルデータに対して逆高速フーリエ変換処理を行い、互いに周波数の異なる複数のサブキャリアによって構成されるマルチキャリア変調信号を生成する。送信ＲＦ部１４は、ＩＦＦＴ部１３から出力されたマルチキャリア変調信号に対して所定の無線処理を施し、アンテナスイッチ１５およびアンテナ１６を介して図示しない受信装置へ送信する。

受信ＲＦ部１７は、図示しない受信装置からアンテナ１６およびアンテナスイッチ１５を介して受信した受信信号に対してダウンコンバートやアナログ／デジタル変換などの無線処理を施す。ＦＦＴ部１８は、受信ＲＦ部１７から出力されたマルチキャリア変調信号に対して高速フーリエ変換処理を行い、サブキャリアごとのシンボル情報に分割する。復調・デコード部１９は、ＦＦＴ部１８によりサブキャリアごとに分けられたデータに対して、図示しない受信装置による変調と逆の復調を施し、受信データを得る。

この受信データには、通信品質の低いサブキャリアの情報が含まれている。制御部２０は、通信品質の低いサブキャリアの情報に基づいて、通信品質の低い複数のサブキャリアの中から、同一データの伝送チャネルに割り当てる複数のサブキャリアを決定する。従って、多重化データ生成部１１は、制御部２０により、同一データの伝送チャネルに割り当てられたサブキャリアの数だけ、当該データを多重化する。

（受信装置の構成）
次に、この発明の実施の形態にかかる受信装置の構成について説明する。図２は、この発明の実施の形態にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、受信装置３は、アンテナ３１、アンテナスイッチ（図中「ＳＷ」と表記）３２、受信ＲＦ部３３、ＦＦＴ部３４、復調・デコード部３５、品質検出部３６、多重化データ合成部３７、制御部３８、変調・エンコード部３９、ＩＦＦＴ部４０および送信ＲＦ部４１を備えている。

受信ＲＦ部３３は、図示しない送信装置からアンテナ３１およびアンテナスイッチ３２を介して受信した受信信号に対してダウンコンバートやアナログ／デジタル変換などの無線処理を施す。ＦＦＴ部３４は、受信ＲＦ部３３から出力されたマルチキャリア変調信号に対して高速フーリエ変換処理を行い、サブキャリアごとのシンボル情報に分割する。品質検出部３６は、サブキャリアごとに通信品質、例えば誤り率を検出する。品質検出部３６は、検出手段としての機能を有する。

多重化データ合成部３７は、ＦＦＴ部３４によりサブキャリアごとに分けられたデータのうち、同一のデータが割り当てられている複数のサブキャリアのデータ、すなわち図示しない送信装置において多重化されたデータ（以下、多重化チャネルデータとする）については、サブキャリアごとに分離し、各サブキャリアに分離されたデータを合成する。どのサブキャリアに同一のデータが割り当てられているか、ということについては、図示しない送信装置から受信した受信信号に含まれている。多重化データ合成部３７は、合成手段としての機能を有する。

復調・デコード部３５は、ＦＦＴ部３４によりサブキャリアごとに分けられたデータのうち、同一のデータが割り当てられていないサブキャリアのデータ（以下、通常チャネルデータとする）と、多重化データ合成部３７から出力された合成後のデータの両方に対して、図示しない送信装置による変調と逆の復調を施し、受信データを得る。

制御部３８は、品質検出部３６により検出された各サブキャリアの通信品質に基づいて、図示しない送信装置への通知情報を生成する。この通知情報には、通信品質の低いサブキャリアの情報が含まれる。変調・エンコード部３９は、各サブキャリアごとに、送信データのビット系列に、制御部３８により生成された通知情報のデータを重畳して、変調データを生成する。

ＩＦＦＴ部４０は、変調・エンコード部３９から出力されたシンボルデータに対して逆高速フーリエ変換処理を行い、互いに周波数の異なる複数のサブキャリアによって構成されるマルチキャリア変調信号を生成する。送信ＲＦ部４１は、ＩＦＦＴ部４０から出力されたマルチキャリア変調信号に対して所定の無線処理を施し、アンテナスイッチ３２およびアンテナ３１を介して図示しない送信装置へ送信する。従って、制御部３８、変調・エンコード部３９、ＩＦＦＴ部４０、送信ＲＦ部４１、アンテナスイッチ３２およびアンテナ３１は、サブキャリアの通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段としての機能を有する。

（複数のサブキャリアへのデータ割り当ての概念）
次に、複数のサブキャリアへのデータ割り当ての概念について説明する。図３は、この発明の実施の形態にかかるマルチキャリア送受信システムによってＯＦＤＭ方式の各サブキャリアにデータを割り当てた場合の一例を示す説明図である。ＯＦＤＭ方式では、複数のサブキャリアによりデータ通信が行われるが、伝送路の影響により、周波数軸で見ると特定のサブキャリアの受信レベルが低下し、通信品質が低下することが頻繁に起こり得る。

図３に示す例では、サブキャリア番号が２と８と１１のサブキャリアで通信品質が低下している。また、特定のサブキャリアにノイズや干渉波が混入することによって、通信品質が低下することもある。このような場合、実施の形態では、図３に示すように、例えば通信品質の低いサブキャリア番号２、８および１１のサブキャリアにデータＣを多重化し、これら３つのサブキャリアで同じデータＣを送信する。

（全体の動作）
次に、全体の動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態にかかるマルチキャリア送受信システムの全体の動作を示すフローチャートである。図４に示すように、まず、動作開始直後に、送信装置１は、受信装置３宛にＯＦＤＭ変調された信号を送信する（ステップＳ１）。受信装置３は、送信装置１から送られてきた信号を受信し、サブキャリアごとに通信品質を測定する（ステップＳ２）。次いで、受信装置３は、通信品質の低いサブキャリアの情報（以下、低品質サブキャリア情報とする）を生成し、それを送信装置１へ通知する（ステップＳ３）。

送信装置１は、受信装置３から低品質サブキャリア情報を受け取り、通信品質の低い複数のサブキャリアの中から、同一のデータを割り当てる複数のサブキャリア、すなわち多重化するサブキャリアを決定する（ステップＳ４）。そして、送信装置１は、多重化サブキャリア用の多重化データを生成する。すなわち、送信装置１は、通信品質の低い複数のサブキャリアに割り当てるデータを多重化する（ステップＳ５）。次いで、送信装置１は、多重化していないデータと多重化したデータを合わせて受信装置３へ送信する（ステップＳ６）。

受信装置３は、多重化サブキャリアを他と分離して合成し、復調する。すなわち、受信装置３は、送信装置１から送られてきた信号を受信し、受信信号を、同一のデータが割り当てられているサブキャリア群（第１群とする）と、そうでないサブキャリア群（第２群とする）に分離する。そして、受信装置３は、第１群の各サブキャリアに分離されたデータを合成し、それを、第２群のデータと合わせて、復調する（ステップＳ７）。

このようにすることによって、受信装置３で受信するデータの誤り率を低下させることができるので、全体の伝送効率をほとんど低下させることなく、通信品質を向上させることができる。また、本方式は、変調方式などの制約を受けないので、適応変調方式などの従来の通信品質向上手段と併用することができる。

図５は、送信装置側において通信品質の低いサブキャリアにデータを割り当てる動作の詳細を示すフローチャートである。図５に示すように、受信装置３は、送信装置１に低品質サブキャリア情報５を通知する（ステップＳ１１）。例えば、低品質サブキャリア情報５には、通信品質の低いサブキャリアの番号（低品質サブキャリア番号とする）５１と、その番号のサブキャリアの品質レベルを表す情報（品質レベル情報とする）５２が含まれている。送信装置１は、受信装置３から低品質サブキャリア情報５を受信する（ステップＳ１２）。

送信装置１では、品質レベルから多重数を決定する。すなわち、送信装置１では、通信品質の低いサブキャリア群の各品質レベルに基づいて、多重化するサブキャリア数と、そのサブキャリアで送信するデータ数を決定する（ステップＳ１３）。ここで、多重化するサブキャリア数とは、同一データを送信するサブキャリアの数のことである。多重化するサブキャリアの組が複数組できれば、その数だけデータを送ることができる。

例えば、通信品質の低いサブキャリアが１２個あり、全体の通信品質から、通信品質の低いサブキャリアを５個以上まとめて同じデータを送信すれば安定してデータを送信できると判断したとする。この場合、６個のサブキャリアを一組として多重化するサブキャリアとすれば、多重化するサブキャリアの組が２組できるので、２個のデータを送信できることになる。

次いで、送信装置１は、通信品質の低いサブキャリアを品質レベルの高い順に並べ替える（ステップＳ１４）。例えば、図３に示す例の場合には、通信品質の低いサブキャリアをサブキャリア番号８、１１、２、・・・の順に並べ替える。次いで、送信装置１は、多重化するサブキャリアに割り当てるデータを多重化する（ステップＳ１５）。そして、送信装置１は、並べ替えたサブキャリアに、その品質レベルの高い順に、多重化したデータを割り当てる。多重化したデータが複数ある場合には、並べ替えたサブキャリアに、品質レベルの高い順に、多重化したデータを交互に割り当てる（ステップＳ１６）。

例えば、図５に符号６で示すデータ割り当て例は、多重化するデータがＣとＺの２個ある場合である。この場合、最も品質レベルの高いサブキャリア番号８のサブキャリアにデータＣを割り当て、次に品質レベルの高いサブキャリア番号１１のサブキャリアにデータＺを割り当て、さらにその次に品質レベルの高いサブキャリア番号２のサブキャリアにデータＣを割り当てており、以下、品質レベルの高い順に、データＺ、データＣ、データＺというように割り当てている。

このようにデータを割り当てることによって、データＣとデータＺについて、ともに合計でほぼ同等の通信品質が得られる。多重化するデータの数が３個以上の場合も同様である。また、ステップＳ１６では、多重化しないデータの割り当ても行う。実際の送信においては、周波数軸上でのサブキャリアの位置は変わらないので、サブキャリア番号とデータの対応関係に合わせて、データを所定の周波数の位置に挿入する。次いで、送信装置１は、受信装置３へデータを送信する（ステップＳ１７）。

（低品質サブキャリア情報の構成）
図６は、低品質サブキャリア情報の構成の一例を示す説明図である。図６に示す例では、受信装置から送信装置へ通信が正常に行われたことを通知する応答情報（ＡＣＫ信号）において、ＡＣＫ７１の後に品質情報７２が割り当てられている。品質情報７２のフォーマットは、例えば８ビットの低品質サブキャリア番号７３と、例えば４ビットの品質レベル情報７４で構成されている。この例では、通信品質のレベルは、最大で１６値で表される。この場合、通信品質の低いサブキャリアの数に応じてＡＣＫフレームの長さが変化することになる。なお、低品質サブキャリア番号７３と品質レベル情報７４のビット数は、他の値でもよい。

ところで、一般的に、受信装置から送信装置への応答情報の長さは、ある範囲に決まっていることが多い。従って、図６に示す例では、通信品質の低いサブキャリアが増えると、品質情報７２の情報量が増大するため、応答情報の決められた長さを超えるおそれがある。また、通信品質の低いサブキャリアが多いのは、回線品質が低いからであり、受信装置からの応答情報に誤りが発生する可能性が高くなる。

従って、応答情報のデータ量を減らす必要がある。そこで、品質レベル情報を通知しないで、低品質サブキャリア番号７３のみを通知するようにしてもよい。あるいは、通信品質の低いサブキャリア数に応じて通知する情報量を切り替えるようにしてもよい。例えば、通信品質の低いサブキャリアが少ない場合には、低品質サブキャリア番号７３と品質レベル情報７４を組にして送り、品質情報７２の情報量が一定値以上である場合には、低品質サブキャリア番号７３のみを通知するようにしてもよい。

また、通信品質の低いサブキャリアの品質レベル情報のみを送るのではなく、すべてのサブキャリアの品質レベル情報を送るようにしてもよい。この場合には、各サブキャリアの品質レベル情報は、固定した領域に割り当てられる。図７は、低品質サブキャリア情報の構成の他の例を示す説明図である。図７には、すべてのサブキャリアの品質レベル情報をサブキャリア番号順に固定ビット数のビット列に割り当てる例が示されている。図７において、符号７６で示す品質レベル情報の割り当て例は、品質レベル情報を１ビットにした例である。

品質レベル情報の割り当て例７６では、通信品質のレベルは、良／否の２値で表される。低品質サブキャリア情報としては、サブキャリア数と同じビット数が必要になる。また、図７において、符号７７で示す品質レベル情報の割り当て例は、品質レベル情報を２ビットにした例である。この場合、通信品質のレベルは、最大で４値で表される。低品質サブキャリア情報としては、サブキャリア数の２倍のビット数が必要になる。なお、品質レベル情報に３ビット以上を割り当てる場合も同様である。

（送信装置の動作）
次に、送信装置１の主要な動作について詳細に説明する。図８は、この発明の実施の形態にかかる送信装置の主要な動作を示すフローチャートである。図８に示すように、送信装置１は、受信装置３から送られてきた応答情報（ＡＣＫ信号）を受信し、通常のＯＦＤＭ方式による受信処理と同様に、高速フーリエ変換して復調する。そして、送信装置１では、制御部２０は、その受信データから品質情報、すなわち低品質サブキャリア情報５を抽出する（ステップＳ２１）。

次いで、制御部２０は、低品質サブキャリア情報５に基づいて、上述したように通信品質の低い各サブキャリアの品質レベルを判定する（ステップＳ２２）。そして、制御部２０は、その判定結果に基づいて多重化数、すなわち多重化するサブキャリアの数を決定する（ステップＳ２３）。次いで、制御部２０は、多重化数に基づいて、多重化するサブキャリアの番号を割り当てる（ステップＳ２４）。

一方、送信装置１の多重化データ生成部１１は、ステップＳ２３で決定した多重化数に基づいて、送信データを、多重化するデータと多重化しない通常のデータに分離する（ステップＳ２５）。そして、多重化データ生成部１１は、多重化するデータについては、多重化するサブキャリア数に応じて多重化し（ステップＳ２６）、時間軸方向のみのデインタリーブを行う（ステップＳ２７）。この時間軸方向のみのデインタリーブについては、後述する。

通常のデータについては、サブキャリアマッピングを行う（ステップＳ２８）。その際、周波数軸方向と時間軸方向の両方のインタリーブを行う。次いで、多重化データ生成部１１は、ステップＳ２７とステップＳ２８でそれぞれインタリーブされたデータを合成し（ステップＳ２９）、それを変調・エンコード部１２へ送る。変調・エンコード部１２以降の処理については、通常のＯＦＤＭ方式による送信処理と同様である。

（受信装置の動作）
次に、受信装置３の主要な動作について詳細に説明する。図９は、この発明の実施の形態にかかる受信装置の主要な動作を示すフローチャートである。図９に示すように、受信装置３は、送信装置１から送られてきた信号を受信し、通常のＯＦＤＭ方式による受信処理と同様に、高速フーリエ変換する。そして、受信装置３では、復調・デコード部３５は、ＦＦＴ部３４から受け取ったデータのうち、多重化チャネルデータを多重化データ合成部３７に渡す。

多重化データ合成部３７は、復調・デコード部３５から受け取った多重化チャネルデータについて、多重化チャネル分離処理を行い、サブキャリアごとに分離する（ステップＳ３１）。そして、多重化データ合成部３７は、各サブキャリアに分離されたデータを合成する（ステップＳ３２）。多重化データ合成部３７により合成されたデータは、復調・デコード部３５に戻される。復調・デコード部３５は、多重化データ合成部３７から渡されたデータと通常チャネルデータを合わせて復調・デコードし（ステップＳ３３）、受信データを得る。

一方、品質検出部３６は、ＦＦＴ部３４から全チャネルのデータを受け取り、各サブキャリアの通信品質を検出する（ステップＳ３４）。そして、制御部３８は、その品質検出結果に基づいて、通信品質の低いサブキャリアを選択する（ステップＳ３５）。次いで、制御部３８は、通信品質の低いサブキャリアの数を予め設定されている閾値と比較する（ステップＳ３６）。

その結果、通信品質の低いサブキャリア数が閾値よりも小さい場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）には、サブキャリア番号と品質情報を含む通知情報を生成する。すなわち、低品質サブキャリア番号と品質レベル情報を組にした低品質サブキャリア情報を生成し、これを含む通知情報を生成する（ステップＳ３７）。通信品質の低いサブキャリア数が閾値以上である場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）には、サブキャリア番号のみを含む通知情報を生成する。すなわち、低品質サブキャリア番号のみの低品質サブキャリア情報を生成し、これを含む通知情報を生成する（ステップＳ３８）。ステップＳ３７またはステップＳ３８で生成された通知情報は、変調・エンコード部３９へ送られ、変調・エンコード処理され、逆高速フーリエ変換されて送信装置１宛に送信される。

（多重化されたデータの配置）
次に、多重化されたデータの配置について説明する。一般に、無線通信では、バーストノイズ等に対応するため、データのインタリーブが行われる。通常、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア変調方式では、周波数軸方向、すなわちサブキャリア間でもデインタリーブが行われる。

しかし、この実施の形態では、通信品質の低い複数のサブキャリアで同一のデータを送信するので、多重化されたデータについては、周波数軸方向のインタリーブを行わず、時間軸方向のみのインタリーブが行われる。従って、送信装置１の多重化データ生成部１１は、多重化されたデータについて、多重化数分だけのインタリーブパターンの生成を行う。その場合のデータマッピング例を図１０に示す。

また、別のデータマッピング例を図１１に示す。図１１に示す例は、同一データを送信する複数のサブキャリアにおいて、サブキャリアごとに１フレームのデータの開始点をずらすことによって、時間軸方向の分散を行うものである。図１１には、１６シンボル単位で動作を行う場合が示されている。このようなマッピング例は、同一データが多重化される場合に有効である。

ところで、データのインタリーブは、合成前にデインタリーブを行ってデータを揃える必要がある。そのため、データの多重数が多くなると、デインタリーブ用のメモリ等が大きくなるという問題がある。そこで、データの多重数がある程度以上に多くなる場合には、図１２に示すデータマッピング例のように、インタリーブを行わずに、同じデータ配置にしてもよい。このようにすれば、受信装置３の回路を削減することができる。また、受信装置３において、高速フーリエ変換処理後の各サブキャリアに分かれた段階で合成を行うことによって、信号のＳ／Ｎ比を高くし、より信頼度の高いデータの復調を行うことが可能となる。

以上説明したように、実施の形態によれば、通信品質の高いサブキャリアについては、通常通り、１サブキャリアで１データを送信するので、伝送効率の低下を防ぐことができる。一方、通信品質の低いサブキャリアについては、複数のサブキャリアで同一データを送信し、受信側で複数のサブキャリアの同一データを合成することにより、元の１データを得るので、誤り訂正符号の変更や変調方式の変更だけでは復調できないほど伝送路の品質が劣化していても、元のデータを得ることができる。従って、伝送効率をほとんど低下させることなく、高い誤り率耐性を得ることができる。

以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。また、複数のサブキャリアを一つの単位（サブチャネル）として管理するマルチキャリア変復調方式の場合には、図１３に示すように、複数（図示例では、４個）のサブキャリアをまとめて１サブチャネルとし、サブチャネルごとに上述したサブキャリアと同じように扱うことによって、同様の効果が得られる。この場合には、上述した説明において、「サブキャリア」を「サブチャネル」と読み替えればよい。なお、１サブチャネルを構成するサブキャリア数は、２個、３個、または５個以上でもよい。さらに、本発明は、ＯＦＤＭ方式に限らず、その他のマルチキャリア変復調方式にも適用可能である。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によってデータを送信する送信装置であって、
サブキャリアの通信品質に応じて同一データの伝送チャネルに割り当てるサブキャリアの数を制御する制御手段と、
前記制御手段により同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアに割り当てるデータを多重化する多重化手段と、を備えることを特徴とする送信装置。

（付記２）前記制御手段は、受信側から通知された通信品質の情報に基づいて、同一データの伝送チャネルに対するサブキャリアの割り当て数を制御することを特徴とする付記１に記載の送信装置。

（付記３）前記制御手段は、通信品質の低い複数のサブキャリアを同一データの伝送チャネルに割り当てることを特徴とする付記２に記載の送信装置。

（付記４）前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアのビット系列の順番と並びを、該サブキャリアごとに変えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の送信装置。

（付記５）前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアのビット系列を、同じ順番で並びだけ該サブキャリアごとに変えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の送信装置。

（付記６）前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアのビット系列の並びを同じにすることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の送信装置。

（付記７）複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によって伝送されてきたデータを受信する受信装置であって、
サブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記品質検出手段により検出された通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送されてきた情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。

（付記８）前記通知手段は、通信品質の低いサブキャリアの位置のみの情報と、通信品質の低いサブキャリアの位置および該サブキャリアの通信品質の両方を含む情報を、送信側への通知情報の長さに応じて切り換えて通知することを特徴とする付記７に記載の受信装置。

（付記９）前記通知手段は、通信品質の低いサブキャリアの位置を通知することを特徴とする付記７に記載の受信装置。

（付記１０）前記通知手段は、通信品質の低いサブキャリアの位置および該サブキャリアの通信品質の両方を通知することを特徴とする付記７に記載の受信装置。

（付記１１）前記通知手段は、すべてのサブキャリアの通信品質を通知することを特徴とする付記７に記載の受信装置。

（付記１２）複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によってデータの送受信を行うマルチキャリア送受信システムであって、
送信側でサブキャリアの通信品質に応じて同一データの伝送チャネルに割り当てるサブキャリアの数を制御する制御手段と、
前記制御手段により同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアに割り当てるデータを多重化する多重化手段と、
受信側でサブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記品質検出手段により検出された通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送されてきた情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とするマルチキャリア送受信システム。

（付記１３）前記制御手段は、前記通知手段から通知された通信品質の情報に基づいて、通信品質の低い複数のサブキャリアを同一データの伝送チャネルに割り当てることを特徴とする付記１２に記載のマルチキャリア送受信システム。

（付記１４）サブチャネルが複数のサブキャリアからなり、かつ複数のサブチャネルで構成されるマルチキャリア変復調方式によってデータを送信する送信装置であって、
サブチャネルの通信品質に応じて同一データの伝送チャネルに割り当てるサブチャネルの数を制御する制御手段と、
前記制御手段により同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルに割り当てるデータを多重化する多重化手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。

（付記１５）前記制御手段は、受信側から通知された通信品質の情報に基づいて、同一データの伝送チャネルに対するサブチャネルの割り当て数を制御することを特徴とする付記１４に記載の送信装置。

（付記１６）前記制御手段は、通信品質の低い複数のサブチャネルを同一データの伝送チャネルに割り当てることを特徴とする付記１５に記載の送信装置。

（付記１７）前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルのビット系列の順番と並びを、該サブチャネルごとに変えることを特徴とする付記１４〜１６のいずれか一つに記載の送信装置。

（付記１８）前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルのビット系列を、同じ順番で並びだけ該サブチャネルごとに変えることを特徴とする付記１４〜１６のいずれか一つに記載の送信装置。

（付記１９）前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルのビット系列の並びを同じにすることを特徴とする付記１４〜１６のいずれか一つに記載の送信装置。

（付記２０）サブチャネルが複数のサブキャリアからなり、かつ複数のサブチャネルで構成されるマルチキャリア変復調方式によって伝送されてきたデータを受信する受信装置であって、
サブチャネルごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルにより伝送されてきた情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。

（付記２１）前記通知手段は、通信品質の低いサブチャネルの位置のみの情報と、通信品質の低いサブチャネルの位置および該サブチャネルの通信品質の両方を含む情報を、送信側への通知情報の長さに応じて切り換えて通知することを特徴とする付記２０に記載の受信装置。

（付記２２）前記通知手段は、通信品質の低いサブチャネルの位置を通知することを特徴とする付記２０に記載の受信装置。

（付記２３）前記通知手段は、通信品質の低いサブチャネルの位置および該サブチャネルの通信品質の両方を通知することを特徴とする付記２０に記載の受信装置。

（付記２４）前記通知手段は、すべてのサブチャネルの通信品質を通知することを特徴とする付記２０に記載の受信装置。

（付記２５）サブチャネルが複数のサブキャリアからなり、かつ複数のサブチャネルで構成されるマルチキャリア変復調方式によってデータの送受信を行うマルチキャリア送受信システムであって、
送信側でサブチャネルの通信品質に応じて同一データの伝送チャネルに割り当てるサブチャネルの数を制御する制御手段と、
前記制御手段により同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルに割り当てるデータを多重化する多重化手段と、
受信側でサブチャネルごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記品質検出手段により検出された通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブチャネルにより伝送されてきた情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とするマルチキャリア送受信システム。

（付記２６）前記制御手段は、前記通知手段から通知された通信品質の情報に基づいて、通信品質の低い複数のサブチャネルを同一データの伝送チャネルに割り当てることを特徴とする付記２５に記載のマルチキャリア送受信システム。

以上のように、本発明にかかる送信装置、受信装置およびマルチキャリア送受信システムは、マルチキャリア変復調方式を用いた無線通信システムに有用であり、特に、基地局と移動端末との間で無線通信を行う携帯電話システムや、地上波デジタル放送システムに適している。

図１は、この発明の実施の形態にかかる送信装置の構成を示すブロック図である。図２は、この発明の実施の形態にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。図３は、この発明の実施の形態にかかるマルチキャリア送受信システムによるデータ割り当ての一例を示す説明図である。図４は、この発明の実施の形態にかかるマルチキャリア送受信システムの全体の動作を示すフローチャートである。図５は、この発明の実施の形態にかかるマルチキャリア送受信システムにおいて通信品質の低いサブキャリアにデータを割り当てる動作の詳細を示すフローチャートである。図６は、低品質サブキャリア情報の構成の一例を示す説明図である。図７は、低品質サブキャリア情報の構成の他の例を示す説明図である。図８は、この発明の実施の形態にかかる送信装置の主要な動作を示すフローチャートである。図９は、この発明の実施の形態にかかる受信装置の主要な動作を示すフローチャートである。図１０は、この発明の実施の形態にかかる送信装置におけるデータマッピングの一例を示す説明図である。図１１は、この発明の実施の形態にかかる送信装置におけるデータマッピングの他の例を示す説明図である。図１２は、この発明の実施の形態にかかる送信装置におけるデータマッピングのさらに他の例を示す説明図である。図１３は、この発明の実施の形態にかかるマルチキャリア送受信システムによるデータ割り当ての他の例を示す説明図である。

符号の説明

１送信装置
３受信装置
５低品質サブキャリア情報
１１多重化データ生成部
２０制御部
３１アンテナ
３２アンテナスイッチ
３６品質検出部
３７多重化データ合成部
３８制御部
３９変調・エンコード部
４０ＩＦＦＴ部

Claims

複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によってデータを送信する送信装置であって、
サブキャリアの通信品質に応じて同一データの伝送チャネルに割り当てるサブキャリアの数を制御する制御手段と、
前記制御手段により同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアに割り当てるデータを多重化する多重化手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
前記制御手段は、受信側から通知された通信品質の情報に基づいて、同一データの伝送チャネルに対するサブキャリアの割り当て数を制御することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
前記制御手段は、通信品質の低い複数のサブキャリアを同一データの伝送チャネルに割り当てることを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
前記多重化手段は、同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアのビット系列の順番と並びを、該サブキャリアごとに変えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の送信装置。
複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によって伝送されたデータを受信する受信装置であって、
サブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられ、前記通知手段により通知された通信品質に応じた数のサブキャリアにより伝送された情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によって伝送されたデータを受信する受信装置であって、
サブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された通信品質の低いサブキャリアの位置のみの情報と、前記通信品質の低いサブキャリアの位置および該サブキャリアの通信品質の両方を含む情報を、送信側への通知情報の長さに応じて切り換えて送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送された情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によって伝送されたデータを受信する受信装置であって、
サブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された通信品質の低いサブキャリアの位置を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送された情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によって伝送されたデータを受信する受信装置であって、
サブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された通信品質の低いサブキャリアの位置および該サブキャリアの通信品質の両方を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送された情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
複数のサブキャリアで構成されるマルチキャリア変復調方式によってデータの送受信を行うマルチキャリア送受信システムであって、
送信側でサブキャリアの通信品質に応じて同一データの伝送チャネルに割り当てるサブキャリアの数を制御する制御手段と、
前記制御手段により同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアに割り当てるデータを多重化する多重化手段と、
受信側でサブキャリアごとに通信品質を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された通信品質の情報を送信側へ通知する通知手段と、
同一データの伝送チャネルに割り当てられた複数のサブキャリアにより伝送されてきた情報を合成する合成手段と、
を備えることを特徴とするマルチキャリア送受信システム。
前記制御手段は、前記通知手段から通知された通信品質の情報に基づいて、通信品質の低い複数のサブキャリアを同一データの伝送チャネルに割り当てることを特徴とする請求項９に記載のマルチキャリア送受信システム。