JP5753678B2 - 無線送信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無線送信装置に関する。
近年のデータ通信量の増加に伴い、より高い周波数利用効率を有する移動体通信システムの必要性が高まっており、全てのセルで同じ周波数帯域を使用する1セルリユース・セルラシステムに関する様々な検討が進められている。3GPP(3rd Generation Partnership Project;第三世代パートナシッププロジェクト)を中心に標準化が進められているE−UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access;高機能無線アクセス方式におけるエアインタフェース)システムでは、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access;直交周波数分割多重)方式を用いた1セルリユース・セルラシステムが、ダウンリンクの伝送方式として採用されている。また、non−contiguous/contiguous DFT−S−OFDM(Discrete Fourier Transform Spread OFDM;周波数の非連続使用(non−contiguous)と周波数の連続使用(contiguous)をサポートする離散フーリエ変換拡散OFDM)方式がアップリンクの伝送方式の有力な候補として検討されている。
ダウンリンクの伝送方式であるOFDMA方式は、マルチパスフェージングに対する耐性に優れたOFDM信号を用いて、時間及び周波数で分割されたリソースブロック(RB)単位でユーザがアクセスする方式である。しかし、OFDMA方式は、高いPAPR(Peak−to−Average Power Ratio;最大出力電力と平均出力電力との比)特性を有するため、送信電力制限の厳しいアップリンクの伝送方式としては適していない。
一方DFT−S−OFDM方式は、DFTで拡散した信号を、連続した周波数(RB)で使用することでOFDM等のマルチキャリア方式に対してPAPR特性を良好に保つことができ、広いカバレッジを確保できる。また、DFT−S−OFDM方式は、周波数を非連続で使用することで柔軟に周波数を使用しながら、ある程度のPAPR特性の劣化を抑えることができる。また、non−contiguous/contiguous DFT−S−OFDMにおいて、non−contiguousとcontiguousの切り替えは、送信電力に基づいて行われることが検討されている(例えば、特許文献1参照、以下ハイブリッド方式と称する)。このハイブリッド方式を用いれば、contiguous DFT−S−OFDMのみを用いる方式のセルカバレッジを維持しながら、セル中央の端末に対するスループット改善できるため、セル全体のスループットを向上できる。
一方contiguous DFT−S−OFDM方式の一部の周波数スペクトルを送信しない周波数クリッピング技術も検討されている(以下Clipped DFT−S−OFDMと称する)(例えば特許文献2)。
Clipped DFT−S−OFDMをアップリンクの伝送に用いた場合の送信装置の構成の例を図20に示す。図20のように、まず、符号部1001は、送信データの誤り訂正符号化を行う。次に、変調部1002は、送信データの変調を行う。変調されたシンボルは、DFT(Discrete Fourier Transform;離散フーリエ変換)部1003において離散フーリエ変換が施され、周波数領域の信号に変換する。ここで一度に変換されるシンボル数(DFTサイズ)NDFT0はクリッピング制御部1004において送信装置に割り当てられた帯域幅とクリッピング量により決定される。
次に、クリッピング部1005は、クリッピング制御部1004から出力されるクリッピング情報に基づいて、DFT部1003の出力の一部をクリッピングし、残りの信号を出力する。ここでクリッピングするとは信号がなかったものとするということを意味し、本明細書ではクリッピング率Rclipを「Rclip=1−クリッピング部1005の出力サブキャリア数(離散周波数ポイント数)/NDFT0」と定義する。ただし、クリッピング率が0の場合は、通常のDFT−S−OFDM信号を意味する。クリッピングする信号の成分は予め決められた位置の成分でもよいし、次に示すマッピング情報と同様に通信機会毎に基地局等の制御局から通知するといった方法でもよい。同様にクリッピング率も予め決められた割合としても良いし、通信機会毎に基地局等の制御局から通知するといった方法でもよい。
マッピング部1006は、クリッピング部1005が出力した信号を、伝送に用いるサブキャリア(リソースブロック)に割り当てる。マッピング部1006は、この割り当てを、マッピング情報に基づいて行い、伝送に用いられないサブキャリアにはゼロを挿入する。なお、このマッピング情報は、送信装置と受信装置において既知であるものが用いられ、送信装置における取得方法としては、例えば受信装置により決定されたマッピング情報を制御情報として受信したものを使用する。
送信信号を伝送に用いるサブキャリアに割り当てる手法は、連続的にサブキャリアを割り当てる方法と、不連続に割り当てる方法がある。クリッピング率が0で連続的にサブキャリアを使用した場合、生成される信号はシングルキャリア信号と同等となる。
IDFT(Inverse DFT;逆離散フーリエ変換)部1007は、伝送に用いられるサブキャリア上に割り当てられた送信信号が入力され、入力された送信信号を逆フーリエ変換することで、周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換する。参照信号生成部1008は受信装置において伝搬路を推定する為に使用される参照信号(RS;Reference Signal、パイロット信号とも称される)を生成する機能を有する。生成された参照信号は、参照信号多重部1009においてIDFT部1007から出力されたデータ信号と多重され、送信処理部1010に出力される。
送信処理部1010は入力された送信信号に対し、CP(Cyclic Prefix;サイクリックプレフィックス(GI;Guard interval、ガードインターバルとも称される))の挿入、D/A(Digital to Analog)変換、および搬送波周波数帯へのアップコンバートを施し、送信アンテナ1011より受信装置へ信号を送信する。
同様に、Clipped DFT−S−OFDMの受信装置の構成の例を図21に示す。受信装置は、受信アンテナ2001で送信装置からの信号を受信し、受信処理部2002へ出力する。受信処理部2002は、受信信号のベースバンド周波数帯へのダウンコンバート、A/D(Analog to Digital)変換、CPの除去を順に行う機能を有し、処理後の信号を参照信号分離部2003へ出力する。
参照信号分離部2003は時間領域で多重されているデータ信号と参照信号の分離を行い、データ信号をDFT部2006へ、参照信号を伝搬路推定部2004へ出力する。
伝搬路推定部2004は受信した参照信号を用いて送受信装置間での伝搬路を推定し、得られた伝搬路推定値を等価伝搬路算出部2005へ出力する。
等価伝搬路算出部2005では、入力された伝搬路推定値に対し、クリッピング位置に相当する帯域の伝搬路推定値をゼロとして等化部2010、および伝搬路乗算部2016へ出力する。これにより、当該帯域は実際には伝送に使用されていないが、クリッピング処理を行わずに送信された信号が劣悪な伝搬路を通過し、受信装置において受信電力ゼロとなった場合と等価な処理を行うことになる。
DFT部2006では入力されたデータ信号に対しDFTにより周波数領域信号へ変換する機能を有する。デマッピング部2007は受信信号から復号処理を行う送信装置の信号を抽出する。ただし、送信装置においてクリッピングされたスペクトルも伝送されたものとみなすため、ゼロ挿入部2008では抽出された周波数信号に対し、クリッピング量に相当するゼロのデータが挿入される。
キャンセル部2009には伝搬路乗算部2016から後述するレプリカ信号が入力され、受信信号からレプリカ信号の減算が行われる。等化部2010はキャンセル部2009からの出力信号と等価伝搬路算出部2005からの伝搬路推定値を用いて等化処理を行い、その後、IDFT部2011においてIDFTにより時間領域信号への変換が行われる。IDFT部2011からの出力は復調部2012において復調処理が施され、復号部2013へ入力される。復号部2013では誤り訂正復号が施された後、任意の非線形等化処理繰り返し回数に応じて、レプリカ生成部2014に軟推定値を出力する。繰り返し処理を終了する場合には、情報ビットの軟推定値が判定部2017に出力され、硬判定を行うことにより受信データが出力される。
繰り返し処理を続行する場合は、レプリカ生成部2014においてソフトレプリカが生成された後、DFT部2015において周波数領域の信号に変換された後、伝搬路乗算部2016でクリッピングを考慮された伝搬路推定値が乗算されキャンセル部2009に入力される。
以降、キャンセル部2009におけるキャンセルを任意の回数繰り返すことにより、判定部2017において得られる情報ビットの信頼性を向上させることができる。
国際公開第WO2008/081876号 特開2008−219144
同じ変調方式と符号化率を用いたDFT−S−OFDM方式とClipped DFT−S−OFDM方式とでは、後者の方がクリップすることにより、使用する周波数リソースが少なくなるため、他のユーザがその周波数リソースを使用できるというメリットがある半面、一部の情報(スペクトル)がクリップされるため誤り率特性が悪くなるといった問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、Clipped DFT−S−OFDM方式を使用する通信システムにおいて、誤り率特性の劣化を低減したり、システムにできるだけ影響を与えたりしないような、無線送信装置を提供することを目的としている。
(1)この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の無線送信装置は、時間領域信号を時間周波数領域変換して、周波数領域信号を生成し、該周波数領域信号をサブキャリアに配置して送信する送信装置であって、前記時間領域の信号をグループ化し、該グループ毎に異なる通信パラメータを設定し、前記周波数領域信号をサブキャリアに配置する際、周波数領域信号の一部をクリッピングして送信することを特徴とする。
(2)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記グループ化は、誤り訂正符号におけるシステマティックビットとパリティビットによるグループ化であることを特徴とする。
(3)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記グループ化は、物理チャネルの種類によって行われることを特徴とする。
(4)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記通信パラメータは、電力であることを特徴とする。
(5)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記通信パラメータが電力である際、クリッピングする周波数領域信号の帯域幅を考慮して、グループ毎に割り当てる電力を決定することを特徴とする。
(6)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記通信パラメータは、クリッピング率であることを特徴とする。
(7)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記通信パラメータは、変調方式と符号化率の少なくとも一方であることを特徴とする。
(8)また、本発明の無線送信装置は、上述の無線送信装置であって、前記グループ毎に異なるアンテナから送信することを特徴とする。
この発明による通信装置を用いれば、Clipped DFT−S−OFDM方式を使用する通信システムにおいて、より通信効率の高い無線通信システムを構築することができる。
第1の実施形態における発明の概念を示す図である。 本発明に係る無線通信システムの一例を示す図である。 第1の実施形態における送信装置のブロック構成の一例を示す図である。 同実施形態における受信装置のブロック構成の一例を示す図である。 第2の実施形態における送信装置のブロック構成の一例を示す図である。 同実施形態における送信信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。 同実施形態における受信装置のブロック構成の一例を示す図である。 同実施形態におけるMIMO分離部の内部構成の一例を示す図である。 第3の実施形態における発明の概念を示す図である。 同実施形態における送信装置のブロック構成の一例を示す図である。 同実施形態における送信電力再配分部の内部構成の一例を示す図である。 第4の実施形態における発明の概念を示す図である。 同実施形態における送信装置のブロック構成の一例を示す図である。 同実施形態における送信電力再配分部の内部構成の一例を示す図である。 同実施形態における受信装置のブロック構成の一例を示す図である。 第5の実施形態における送信装置のブロック構成の一例を示す図である。 異なる変調方式を用いた場合における信号点配置の違いを示す図である。 第5の実施形態におけるシステマティックシンボルとパリティシンボルの時間多重の順序の例を示す図である。 同実施形態における受信装置のブロック構成の一例を示す図である。 従来技術であるClipped DFT−S−OFDMにおける送信装置のブロック構成の一例を示す図である。 従来技術であるClipped DFT−S−OFDMにおける受信装置のブロック構成の一例を示す図である。
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、優先度の異なる二つのグループの信号が時間領域で多重されている際に、優先度の高い信号に比べ優先度の低い信号に対し通信パラメータであるクリッピング率を高く設定することにより、高効率な伝送を行うことを実現する。
例えば、ターボ符号を一例とする誤り訂正符号化を用いた際、符号化後のビットとして情報データそのものであるシステマティックビットと誤り訂正の際に用いられるパリティビットが時間多重されて出力される。この場合、パリティビットが欠落した場合には符号化率が高くなるだけであるが、システマティックビットが欠落した場合には訂正すべき情報データそのものの特性が低下することからパリティビットを欠落させた場合に比べて特性の劣化が大きい。しかしながら従来技術であるClipped DFT−S−OFDMでは、時間多重された2つの信号を周波数変換した後にクリッピングするため、システマティックビットがパリティビットと区別なく削除され、誤り訂正による復元が困難となり特性が劣化する問題がある。よって以下では、システマティックビットとパリティビットに対し異なるクリッピング率を設定することにより特性の改善を図る例を示す。
図1に第1の実施形態における概念図を示す。図1(a)はクリッピングを用いず、符号化率1/3のターボ符号を用いた場合の周波数領域信号を示す。図示されるようにDFT区間内においてDFTにより拡散されたシステマティックビットとパリティビットは比率1対2で含まれる。これに対し、従来のClipped DFT−S−OFDMを用いて周波数利用効率を1.5倍にする為には、図1(b)に示すようにDFT区間を1.5倍に拡張し、そのうち1/3の帯域をクリッピングすることにより実現していた。
しかしながら、上述のようなクリッピングを行った場合には、伝送すべき情報データが含まれるシステマティックビットについても1/3がクリッピングされる。特に、符号化率が高くなると情報データの復元が困難になり、クリッピングを適用しない場合に比べ受信装置における誤り率が劣化する。
それに対して、本実施形態においては図1(c)に示すようにシステマティックビットとパリティビットに対して独立にDFT区間を用意し、パリティビットを1/2クリッピングすることにより、システマティックビットをクリッピングにより欠落させることなく、周波数利用効率1.5倍を実現することが可能となる。
ただし、図1(c)では、パリティビットのみをクリッピング、つまりシステマティックビットに対するクリッピング率を0とする形態を示したが、システマティックビットに対してパリティビットより低いクリッピング率(>0)によりクリッピングが行う形態をとっても良い。
本発明に係る無線通信システムの一例を図2に示す。一般的なものと同様に、1つのセルと呼ばれるエリアに移動局装置である第1の送信装置11と、移動局装置である第2の送信装置12と、基地局装置である受信装置13とを備える。ここでは送信装置の数を2としているが、1、あるいは3以上の送信装置が存在する場合でも同様である。各送信装置および受信装置は1以上のアンテナを具備し、受信装置は第1の送信装置および第2の送信装置から送信される信号を受信する。
また、以下では送信装置を移動局装置とし、受信装置を基地局装置としたアップリンクにおけるブロック構成を示しているが、送信装置を基地局装置、受信装置を移動局装置としたダウンリンクにおいても同様の処理を行うことにより実現可能である。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る第1の送信装置11および第2の送信装置12のブロック図の一例を示している。ただし、本発明を説明する為に必要な最小限のブロック図とし、システマティックビットに対するクリッピング率を0としている。
送信装置は、符号化部101、システマティックビット変調部102、パリティビット変調部103、DFT部104−1、104−2、クリッピング制御部105、クリッピング部106、マッピング部107−1、107−2、IDFT部108−1、108−2、シンボル多重部109、参照信号生成部110、参照信号多重部111、送信処理部112、及び送信アンテナ113を備える。
送信装置では、データの送信を行う前に、伝送に使用される誤り訂正符号の符号化率、変調方式、マッピング情報、クリッピング情報、等の通信パラメータは既知であるものとする。これらの通信パラメータは受信装置から制御情報として通知されたものを使用しても良いし、送信装置内で決定されたものを使用しても良い。
送信データのビット系列は、符号化部101において、設定された符号化率に基づいて誤り訂正符号化が施される。ここで使用される誤り訂正符号を符号化率1/3のターボ符号として、Ninfoビットのビット系列に対し符号化を行った場合、送信データの情報を保有するNinfoビットのシステマティックビット(組織ビットとも称される)と、誤り訂正の際に使用される2Ninfoビットのパリティビット(冗長ビットとも称される)が出力される。ただし、ここでは符号部101における符号化率を1/3としたため、システムビットに対し2倍のパリティビットが出力されたが、パリティビットの一部を削減(パンクチャリングとも称される)することにより異なる比率のシステマティックビットとパリティビットが出力されても良い。システマティックビットはシステマティックビット変調部102に、パリティビットはパリティビット変調部103に入力され、それぞれQPSK(Quaternary Phase Shift Keying)や16QAM(16−ary Quadrature Amplitude Modulation)等の変調方式の中から指定された方式を用いて変調処理が行われる。システマティックビットで構成される変調シンボル(システマティックシンボル)およびパリティビットから構成される変調シンボル(パリティシンボル)は各々DFT部104−1、104−2に入力され、DFT(Discrete Fourier Transform;離散フーリエ変換)により時間領域から周波数領域の信号へと変換される。ここでシステマティックシンボルに対するDFTのポイント数(DFTサイズ)NDFT は割当帯域幅と同値となるが、パリティシンボルにおいてはクリッピング制御部105により設定されたクリッピング率Rclip(Rclipは0以上で1未満)により、割当帯域幅以上となるDFTサイズNDFT =NDFT /(1−Rclip)が用いられる。
クリッピング部106はDFT部104−2より出力される周波数領域のパリティシンボルに対し、スペクトルの一部を削除する機能を備える。削除する周波数ポイント数はNDFT ×Rclipである。削除後のパリティシンボルはサイズがNDFT となるため、クリッピング部106からマッピング部107−2に入力されるパリティシンボルの部分スペクトルとDFT部104−1からマッピング部107−1に入力されるシステマティックシンボルの帯域幅は等しくなる。よってマッピング部107−1および107−2ではシステマティックシンボルとパリティシンボルを各々同一の割当帯域NDFT に対し割当を行い、IDFT部108−1および108−2にてIDFT(Inverse DFT;逆離散フーリエ変換)により時間領域信号へと変換される。なおIDFT部108−1および108−2において使用されるDFTのサイズは伝送に使用されるフレーム長NDFT(≧NDFT )の値を使用する。なお、DFT部104−1、104−2およびIDFT部108−1、108−2において適用されるDFTは、FFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)およびその逆変換であるIFFTが用いられても良い。
シンボル多重部109はIDFT部108−1から入力されたシステマティックシンボルとIDFT部108−2から入力されたパリティシンボルを時間的に多重する機能を有する。多重される順序はシステマティックシンボルとパリティシンボルが交互という形態でも良く、複数のシステマティックシンボルのグループとパリティシンボルのグループが一定の間隔で多重されても良い。
参照信号生成部110は受信装置において伝搬路を推定する為に使用される参照信号(RS;Reference Signal、パイロット信号とも称される)を生成する機能を有する。生成された参照信号は、参照信号多重部111においてシンボル多重部109から出力されたデータ信号と多重され、送信処理部112に出力される。
送信処理部112は入力された送信信号に対し、CP(Cyclic Prefix;サイクリックプレフィックス(GI;Guard Interval、ガードインターバルとも称される))の挿入、D/A(Digital to Analog)変換、および搬送波周波数帯へのアップコンバートを施し、送信アンテナ113より受信装置へ信号を送信する。
ただし、図3に示した送信装置では、システマティックビット変調部102からIDFT部108−1、およびパリティビット変調部103からIDFT部108−2にわたりシステマティックビットとパリティビットに対し並列な処理が行われるよう2系統のブロックを用いたが、図3の示した送信装置と同様の処理が行われるのであれば1系統のブロックにより処理が行われても良い。
図4は、本発明の一実施形態に係る受信装置13のブロック図である。受信装置は、受信アンテナ201、受信処理部202、参照信号分離部203、伝搬路推定部204、等価伝搬路算出部205、シンボル分離部206、DFT部207−1、207−2、デマッピング部208−1、208−2、ゼロ挿入部209、キャンセル部210−1、210−2、等化部211−1、211−2、IDFT部212−1、212−2、システマティックビット復調部213、パリティビット復調部214、復号部215、システマティックレプリカ生成部216、パリティレプリカ生成部217、DFT部218−1、218−2、伝搬路乗算部219−1、219−2、および判定部220を備える。
受信装置は、受信アンテナ201で1以上の送信装置からの送信信号が多重された信号を受信し、受信処理部202へ出力する。受信処理部202は、受信信号の搬送波周波数帯からベースバンド周波数帯へのダウンコンバート、A/D(Analog to Digital)変換、CPの除去を順に行う機能を有し、処理後の信号を参照信号分離部203へ出力する。
参照信号分離部203は時間領域で多重されているデータ信号と参照信号の分離を行い、データ信号をシンボル分離部206へ、参照信号を伝搬路推定部204へ出力する。
伝搬路推定部204に入力される参照信号は複数の送信装置からのものが多重されたものであるため、送信装置毎の参照信号に分離される。さらに、各送信装置と受信装置との間の伝搬路利得を推定し、得られた伝搬路推定値を等化部211−1、等価伝搬路算出部205、および伝搬路乗算部219−1へ出力する。ただし伝搬路推定値の出力以降の処理は各送信装置に対し並行して行われるが、本例では図3の送信装置に対応する1系統の処理として説明する。
等価伝搬路算出部205では、入力された伝搬路推定値に対し、送信装置においてパリティシンボルがクリッピングされた位置に相当する帯域の伝搬路推定値をゼロとして等化部211−2、および伝搬路乗算部219−2へ出力する。これにより、当該帯域は実際には伝送に使用されていないが、クリッピング処理を行わずに送信された信号が劣悪な伝搬路を通過し、受信装置において受信電力ゼロとなった場合と等価な処理を行うことになる。
シンボル分離部206は時間領域で多重されたシステマティックシンボルとパリティシンボルを分離する機能を有し、システマティックシンボルはDFT部207−1へ、パリティシンボルはDFT部207−2へ出力される。
DFT部207−1および207−2では入力されたシステマティックシンボルあるいはパリティシンボルに対しDFTにより周波数領域信号へ変換する機能を有する。DFT部207−1および207−2で使用されるDFTサイズは図3に示される送信装置におけるIDFT部108−1および108−2と同じサイズ(NDFT)を使用する。デマッピング部208−1、208−2は複数の送信装置からの信号が周波数多重された受信信号から各送信装置が使用した帯域の信号を抽出する。以降の処理は多重された送信装置毎の信号に対して処理が行われるが、本例では図3の送信装置に対応する1系統の処理として説明する。ここで抽出される信号の帯域は、図3の送信装置のマッピング部107−1および107−2で割り当てられた帯域幅NDFT の帯域となる。ただし、パリティシンボルにおいては、送信装置においてクリッピングされたスペクトルも伝送されたものとみなすため、ゼロ挿入部209において抽出された周波数信号に対し、送信装置でクリッピングされた周波数に対しクリッピング量NDFT ×Rclipのゼロのデータが挿入され出力される。よって出力信号はサイズがNDFT となり、うちクリッピングされた周波数に対応するデータがゼロとなる。
伝搬路乗算部219−1、219−2では、DFT部218−1、218−2より出力される周波数領域のレプリカ信号に対し、伝搬路推定値を乗算し、得られた信号をキャンセル部210−1、210−2に入力し、キャンセル部210−1、210−2において受信信号からレプリカ信号の減算が行われる。ここでレプリカ信号は後述する復号部215の出力から生成されるため、繰り返し処理の初回においてはキャンセル部210−1および210−2では減算処理を行わない。
等化部211−1、211−2はキャンセル部210−1、210−2からの出力されるキャンセル後の残留成分と伝搬路推定部204あるいは等価伝搬路算出部205からの伝搬路推定値を用いて等化処理を行った後、再度DFT部218−1、218−2から入力されるレプリカ信号を加算し受信信号の復元を行う。その後、IDFT部212−1、212−2においてIDFTにより時間領域信号への変換が行われる。IDFT部212−1、212−2におけるDFTサイズは各々図3の送信装置におけるDFT部104−1、104−2と同値であり、それぞれNDFT 、NDFT である。IDFT部212−1からの出力はシステマティックビット復調部213において、IDFT部212−2からの出力はパリティビット復調部214において復調処理が施され、各々LLR(Log−likelihood Ratio;対数尤度比)が復号部215へ出力される。復号部215では、入力されたシステマティックビットのLLRとパリティビットのLLRを用いて誤り訂正復号を施した後、任意の非線形等化処理繰り返し回数に応じて、システマティックレプリカ生成部216に対し誤り訂正後のシステマティックビットのLLRを、パリティレプリカ生成部217に誤り訂正後のパリティビットのLLRをそれぞれ出力する。繰り返し処理を終了する場合には、情報ビットのLLRが判定部220に出力され、硬判定を行うことにより受信データが出力される。
繰り返し処理を続行する場合、システマティックレプリカ生成部216では入力されたLLRに基づきソフトレプリカが生成され、DFT部218−1において周波数領域の信号に変換される。変換された周波数領域のレプリカ信号は等化部211−1へ入力され信号の復元に使用されると共に、伝搬路乗算部219−1で伝搬路推定値と乗算された後キャンセル部210−1においてキャンセルに使用される。同様に、パリティレプリカ生成部217では入力されたLLRに基づきソフトレプリカが生成され、DFT部218−2において周波数領域の信号に変換される。変換された周波数領域のレプリカ信号は等化部211−2および219伝搬路乗算部219−2に入力される。
以降、キャンセル部210−1ならびに210−2におけるキャンセルを任意の回数繰り返すことにより、判定部220に入力される情報ビットの信頼性を向上させることができる。
本実施形態の一例として、パリティビットに対して変調、DFTにより得られるスペクトルのみにクリッピング処理をする例を説明したが、システマティックビットに対して変調、DFTにより得られるスペクトルについてもパリティビットのスペクトルより低いクリッピング率でクリッピング処理を適用しても良い。例えば、パリティビットのスペクトルのクリッピング率0.2とし、システマティックビットのスペクトルのクリッピング率を0.05にするなどである。そのため、パリティビットのスペクトルのクリッピング率Rclip 、システマティックビットのスペクトルのクリッピング率Rclip とすると、Rclip >Rclip を満たすクリッピング処理を適用すれば、本実施形態に含まれる。
ただし、本実施形態では、一般的な例として、システマティックシンボルとパリティシンボルの割当帯域が同一となるようにクリッピングが制御される形態を示したが、システマティックシンボルとパリティシンボルで異なるクリッピング率が設定される形態であればこれに限らない。すなわちクリッピング処理後のシステマティックシンボルとパリティシンボルが異なる周波数帯域幅を持ち、これらのシンボルが時間領域で多重される形態であっても本発明の趣旨を逸脱しない。
ただし、以上の説明では、優先度の異なる2つのグループの信号として、システマティックビットとパリティビットを例として説明したが、本発明における2つのグループの信号はこれに限らない。例えば優先度の異なる2種類以上の物理チャネルを使用する信号が時間多重されている場合において、物理チャネル毎に異なるクリッピング率が設定されても良い。
本実施形態によれば、Clipped DFT−S−OFDM方式を使用する通信システムにおいて、優先度の異なる二つのグループの信号が時間多重されている際に、優先度の高い信号に比べ優先度の低い信号に対し高いクリッピング率を設定することにより、高効率な伝送を行うことを実現することができる。
(第2の実施形態)
本実施形態では、システマティックビットとパリティビットにグループ化し、MIMO(Multiple Input Multiple Output) Clipped DFT−S−OFDMを行う例について説明する。本実施形態の一例として、送信装置のアンテナを2本、受信装置のアンテナを2本とするが、送受信装置のアンテナ構成は本例に限定されない。
図5に、本実施形態における送信装置の構成例を示す。送信装置では、第1の実施形態と同様に符号化部101より出力されるシステマティックビットとパリティビットをグループ化し、システマティックビット変調部102とパリティビット変調部103にそれぞれ出力する。システマティックビット変調部102からIDFT部108−1、およびパリティビット変調部103からIDFT部108−2までの処理は、第1の実施形態と同様のため、省略する。IDFT部108−1は、システマティックシンボルを参照信号多重部303−1に出力する。一方、参照信号生成部301は、クリッピングを適用しないデータ信号と多重する参照信号を生成するため、DFT部104−1から出力される信号と同一の帯域幅の参照信号を生成し、参照信号多重部303−1に入力する。参照信号多重部303−1は、IDFT部108−1と参照信号生成部301から入力される時間領域のデータ信号、参照信号を多重し、送信処理部304−1に出力する。
参照信号多重部303−2には、同様にパリティシンボルと時間領域で多重する参照信号が入力される。ここで、参照信号多重部303−2に入力される参照信号は、参照信号生成部302によりクリッピング部106から出力される信号でクリッピング処理されなかった信号の帯域幅だけ生成される。入力された時間領域のデータ信号と参照信号は、参照信号多重部303−2で多重され、送信処理部304−2に入力される。
送信処理部304−1および304−2では、それぞれの時間領域の送信信号に対してCP挿入とD/A変換を施し、無線周波数帯域信号にアップコンバートする。送信処理部304−1および304−2より出力された信号は、それぞれ送信アンテナ305−1と送信アンテナ305−2から送信される。以上の処理により、図6に示す通り、システマティックビットとしてグループ化され、クリッピングが施されなかった送信信号とパリティビットとしてグループ化され、クリッピングを施した送信信号が空間多重される。
システマティックビットとパリティビットにそれぞれグループ化され、空間多重された信号は、図7の受信装置の構成で信号検出が行われる。ただし、本構成は一例であり、本実施形態と本質的に同様であれば、本発明に含まれるものとする。
受信装置では、受信アンテナ401−1と受信アンテナ401−2により信号を受信する。受信アンテナ401−1で受信された信号は、受信処理部402−1によりベースバンド周波数にダウンコンバートされ、A/D変換を行うことでデジタル信号に変換された後、CPを除去される。参照信号分離部403−1では、時間領域で多重されているデータ信号と参照信号を分離し、データ信号をDFT部405−1、参照信号を伝搬路推定部404−1に出力する。伝搬路推定部404−1では、参照信号により周波数応答を推定し、伝搬路乗算部417とMIMO分離部408に出力する。一方、DFT部405−1は時間領域のデータ信号を周波数領域の信号に変換し、デマッピング部406−1に出力する。DFT部405−1より出力された周波数領域の信号は、デマッピング部406−1で送信装置がデータを割り当てた周波数より受信信号が抽出され、キャンセル部407−1では復号部412よりフィードバックされるソフトレプリカを用いて、減算処理が行われる。ただし、初回の減算処理では復号部412からのフィードバックがないため、何も減算しない。また、キャンセル部407−1での減算処理に用いるソフトレプリカの生成処理については、後述する。
キャンセル部407−1にて減算処理が施された信号は、MIMO分離部408に入力される。他方の受信アンテナ401−2の受信信号についてもキャンセル部407−2まで受信信号に対して同様の処理を施され、MIMO分離部408に出力される。MIMO分離部408は図8で構成され、信号分離部420で各々のアンテナの周波数応答と受信信号が入力され、ZF(Zero Forcing)やMMSE(Minimum Mean Square Error、最小平均2乗誤差)等の空間分離法によって空間分離が行なわれる。空間分離によって得られたシステマティックシンボルとパリティシンボルの周波数信号は、それぞれ信号合成部422−1とゼロ挿入部421に入力される。ゼロ挿入部421は、送信装置でクリッピングした帯域幅分のゼロを付加し、信号合成部422−2に出力する。信号合成部422−1、422−2は、図7では省略されているが、DFT部416−1、416−2の出力する周波数領域のソフトレプリカがそれぞれ入力され、入力された信号の加算が行われる。DFT部416−1から出力されたシステマティックシンボルの周波数信号は、IDFT部410−1で時間領域のシステマティックシンボルに変換され、システマティックビット復調部411でシステマティックビットに復調される。その後、復号部413に入力される。一方、DFT部416−2から出力されたパリティシンボルの周波数信号は、IDFT部410−2で時間領域のパリティシンボルに変換される。パリティシンボルは、パリティビット復調部412でパリティビットへの復調が施され、復号部413に入力される。復号部413は、入力されたシステマティックビットとパリティビットにより誤り訂正復号を施し、システマティックレプリカ生成部414とパリティレプリカ生成部415にそれぞれ出力する。
誤り訂正復号化されたシステマティックビットは、システマティックレプリカ生成部414により送信装置で施された変調多値数と同様の変調により時間領域のソフトレプリカに変換される。システマティックレプリカ生成部414より出力されたソフトレプリカは、DFT部416−1により時間領域の信号から周波数領域の信号に変換され、伝搬路乗算部418に出力される。一方、復号部413より出力されたパリティビットは、パリティレプリカ生成部415より時間領域のソフトレプリカに変換され、DFT部416−2で周波数領域のソフトレプリカに変換される。パリティビットの周波数領域のソフトレプリカは、クリッピング部417により図5の送信装置のクリッピング部106と同様のクリッピング処理が施され、伝搬路乗算部418に出力される。伝搬路乗算部418では、システマティックビットとパリティビットの周波数領域のソフトレプリカと各々の受信アンテナにおける周波数応答を乗算する処理により、各受信アンテナの受信信号からキャンセルするソフトレプリカを生成し、キャンセル部407−1とキャンセル部407−2に入力する。以上のキャンセル処理から復号までの処理を繰り返すことにより、空間多重されたシステマティックビットとクリッピングされたパリティビットの受信信号を分離し、復号処理を行う。
本実施形態の一例として、パリティビットに対して変調、DFTにより得られるスペクトルのみにクリッピング処理をする例を説明したが、システマティックビットに対して変調、DFTにより得られるスペクトルについてもパリティビットのスペクトルより低いクリッピング率でクリッピング処理を適用しても良い。例えば、パリティビットのスペクトルのクリッピング率0.2とし、システマティックビットのスペクトルのクリッピング率を0.05にするなどである。そのため、パリティビットのスペクトルのクリッピング率Rclip 、システマティックビットのスペクトルのクリッピング率Rclip とすると、Rclip >Rclip を満たすクリッピング処理を適用すれば、本実施形態に含まれる。
本実施形態を適用することにより、パリティビットのみクリッピング処理が施される、もしくはシステマティックビットより高いクリッピング率で処理が施されるため、システマティックビットの等化後のSINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)はパリティビットより高くなる。よって、MIMO Clipped DFT−S−OFDMを適用することに起因する復号部413の誤り訂正の効果の劣化が少なく、効率的なクリッピング技術の適用が可能となる。
(第3の実施形態)
図9は本発明の第3の実施形態における概念図を示す。S10は、システマティックビットのみで構成される変調シンボル(システマティックシンボル)、S11は、既に周波数領域においてクリッピング処理が施された後に時間軸に変換されたパリティビットのみで構成される変調シンボル(パリティシンボル)を表わしている。クリッピングでは送信装置でスペクトルの一部を送信しないため、スペクトルの削除を行なわない場合と比較して、送信電力(エネルギー)に余裕ができる。したがって、クリッピングにより削減した送信電力を、通信パラメータとして他のシンボルに割り当て使用可能である。この使用可能な送信電力をシステマティックシンボルの送信電力に再配分する。S12は、電力の再配分が行われたシステマティックシンボルを表わしており、クリッピングにより減らした送信電力分を均等にシステマティックシンボルに再配分している。その後、S13のように、システマティックシンボルとパリティシンボルを時間多重する。なお、ここではシステマティックシンボルとパリティシンボルを交互に時間多重しているが、これに限定されるものではなく、システマティックシンボルを連続的に多重し、その後方にパリティシンボルを多重してもよい。また、システマティックシンボルとパリティシンボルの数が異なったとしても、本発明に含まれる。
図9は、クリッピングにより削減する送信電力をシステマティックシンボルのみに再配分しているが、再配分する送信電力の2/3をシステマティックシンボルに、1/3をパリティシンボルに割り当てるなどといった方法を用いてもよい。これにより、誤り訂正において最も重要なファクタの1つであるシステマティックビットの精度を高めつつ、クリッピングによる周波数利用効率を向上できる。
ここから、具体的な送信装置の構成について説明する。図10は送信装置を示す概略構成図である。同図の送信装置は、第1の実施形態と基本的には同じ構成であるが、送信電力再配分部501がある点が異なる。送信電力再配分部501では、上述したように、クリッピング制御部から入力されるクリッピング量(あるいはクリッピング率でもよい)に基づき、システマティックシンボルとパリティシンボルにパリティシンボルをクリッピングした分の送信電力を適切な量の再配分を行なう。
図11は、送信電力再配分部501の構成例を示している。送信電力算出部501では、クリッピング量に基づいて再配分量算出部601において、システマティックシンボルおよびパリティシンボルに再配分する電力の量を算出する。パリティシンボルにおけるDFTのポイント数をNDFT とし、クリッピング率をRclipとすると、システマティックシンボルおよびパリティシンボルに再配分する送信電力Psys、Pparは、それぞれ数1、数2のように決定される。
ここで、αは任意に設定できるパラメータであり、α=1の場合はPpar=0となることから、システマティックシンボルのみに再配分することを意味する。なお、α=1とした場合のシステマティックシンボルのみに再配分する場合も本発明に含まれる。また、Eは1変調シンボルに割り当てられる電力(エネルギー)である。このようにして計算された送信電力を、振幅乗算部602−1、602−2により割り当てる。システマティックシンボルのDFTポイント数をNDFT とすると、振幅乗算部602−1、602−2において乗算される振幅利得は、数3および数4のようになる。
ただし、Gsys、Gparはそれぞれ、システマティックシンボルおよびパリティシンボルに乗算する正の実数を表す。このように算出された振幅利得をそれぞれの変調シンボルに乗算し、マッピング部107−1および107−2に入力する。
本実施形態のような送信装置を用いることで、誤り訂正において最も重要なファクタの1つであるシステマティックビットの精度を高めつつ、クリッピングによる周波数利用効率を向上できる。
なお、受信装置は、特に変更する点はなく、電力の再配分を等価的な伝搬路特性とみなして復調を行う。
(第4の実施形態)
図12は本発明の第4の実施形態における概念図である。第3の実施形態では、DFTブロック毎にシステマティックシンボルとパリティシンボルを時間多重していたが、本実施形態では、DFTブロック内でシステマティックシンボルとパリティシンボルを時間多重する。この場合、第1や第2の実施形態とは異なり、クリッピングは全ての送信シンボルに施される。これについては、送信装置の構成例を用いて後述する。同図において、S20に示すように、システマティックシンボルとパリティシンボルは、DFT区間内で時間多重され、DFTブロック毎にさらに時間多重される。次に、クリッピングが施されることを考慮すると、通信パラメータとしてクリッピングにより削減した送信電力が使用可能である。これを、システマティックシンボルとなっている変調シンボルのみに再配分したものがS21であり、このようにクリッピングにより削減する送信電力をシステマティックシンボルに再配分することで、誤り訂正において最も重要なファクタの1つであるシステマティックビットの精度を高めつつ、クリッピングによって周波数利用効率を向上できる。なお、ここでもシステマティックシンボルとパリティシンボルの時間多重はどのような時間順で多重しても限定されることはない。
ここから、具体的な送信装置の構成について説明する。図13は送信装置を示す概略構成図である。同図の送信装置は、第3の実施形態と基本的には同じ構成であるが、DFT区間内で多重するため、送信電力再配分部701と、シンボル多重部702の位置が異なっている。なお、シンボル多重部では、第3の実施形態では時間多重する単位がDFTブロック毎であったが、ここでは変調シンボル毎である。したがってDFT部703の前段にシンボル多重部702が存在する。また、DFTのポイント数は全て同一となるため、DFT部703、クリッピング部704、マッピング部705、IDFT部706は1系統となっているが、機能はこれまでの実施形態と同一である。
送信データは、符号化部101により誤り訂正符号化される。誤り訂正符号化されたシステマティックビットとパリティビットは、それぞれ変調が行われ、送信電力再配分部701に入力される。その後、シンボル多重部702により、図12のようにDFT区間内でシステマティックシンボルとパリティシンボルが時間多重され、DFT部703により周波数信号に変換され、クリッピング部704によりクリッピングが施される。その後、第1〜第3の実施形態と同様の処理が行われ、送信される。
送信電力再配分部701の構成例を図14に示す。同図の構成は、図11と同一であるが、第3の実施形態ではDFTブロック毎に制御しているのに対し、本実施形態では、変調シンボル毎に制御する。
送信電力算出部701では、クリッピング量に基づいて再配分量算出部601aにおいて、システマティックシンボルおよびパリティシンボルに再配分する電力の量を算出する。DFTのポイント数をNDFTとし、クリッピング率をRclipとすると、システマティックシンボルおよびパリティシンボルに再配分する送信電力Psys、Pparは、それぞれ数5、数6のように決定される。
ここで、αは任意に設定できるパラメータであり、α=1の場合はPpar=0となることから、システマティックシンボルのみに再配分することを意味する。なお、α=1とした場合のシステマティックシンボルのみに再配分する場合も本発明に含まれる。また、Eは1変調シンボルに割り当てられる電力(エネルギー)である。このようにして計算された送信電力を、振幅乗算部602a−1、602a−2により割り当てる。DFTポイント数をNDFTとすると、振幅乗算部602a−1、602a−2において乗算される振幅利得は、数7および数8のようになる。
ただし、Gsys、Gparはそれぞれ、システマティックシンボルおよびパリティシンボルに乗算する正の実数を表す。このように算出された振幅利得をそれぞれの変調シンボルに乗算し、マッピング部に入力する。
本実施形態のような送信装置を用いることで、誤り訂正において最も重要なファクタの1つであるシステマティックビットの精度を高めつつ、クリッピングによる周波数利用効率を向上できる。
受信装置構成を図19に示す。
シンボル分離部907は、図13の変調シンボル多重部801が行なった処理の逆の処理を行なう。つまり、入力されたシンボルをシステマティックシンボルとパリティシンボルに分離し、それぞれシステマティックビット復調部213とパリティビット復調部214に入力する。
システマティックビット復調部213では、図13のシステマティックビット変調部102で行なった変調方式を基に、シンボルからビットへの復調、つまりビットLLRの算出が行なわれる。なおシステマティックビット復調部213でのビットへの分解は、LLRでなく、硬判定値でもよい。得られたビットLLRは復号部215に入力される。また、パリティビット復調部214では、図13のパリティビット変調部103で行なった変調方式を基に、シンボルからビットへの復調を行ない、得られたビットLLRは復号部215に入力される。
ここで、送信装置のシステマティックビット変調部102とパリティビット変調部103では、送信電力が異なるため、システマティックビット復調部213とパリティビット復調部214が出力するLLRの平均値には差が生じることになる。復号部215での誤り訂正においてシステマティックビットのLLRは、パリティビットのLLRより伝送特性(ビット誤り率やブロック誤り率、スループット特性等)に寄与するため、同じ変調方式を用いた場合よりもクリッピングを行なうことによる劣化の影響を軽減できる。
復号部215が出力するシステマティックビットのLLRはシステマティックレプリカ生成部216に入力され、復号部215が出力するパリティビットのLLRはパリティレプリカ生成部217に入力される。システマティックレプリカ生成部216およびパリティレプリカ生成部217ではそれぞれ、図13のシステマティックビット変調部102およびパリティビット変調部103における変調方式に基づいて、システマティックシンボルおよびパリティシンボルのレプリカを生成し、シンボル多重部908に出力する。
シンボル多重部908は、システマティックレプリカおよびパリティレプリカに対して、図13の変調シンボル多重部702と同様の処理を行なうことで、変調シンボル系列を生成する。図15の受信装置において図4の受信装置と同一の符号が付されているブロックについては実施形態1と同様であるため説明を省略する。
(第5の実施形態)
実施形態3、4では、システマティックビットから構成されるグループと、パリティビットから構成されるグループ間に関して、それぞれ異なる平均電力で送信を行なう例について説明を行なったが、本実施形態では、システマティックビットから構成されるグループと、パリティビットから構成されるグループで、同一の平均電力で送信を行ないつつ、システマティックビットの尤度を向上できる方法について説明する。
図16に送信装置構成の一例を示す。Ninfoビットの送信データ列は符号化部101に入力される。符号化部101では誤り訂正を行ない、システマティックビットはシステマティックビット変調部102に入力し、パリティビットはパリティビット変調部103bに入力する。例えば符号化率1/3のターボ符号の場合、Ninfoビットのシステマティックビットがシステマティックビット変調部102に入力され、2Ninfoビットのパリティビットがパリティビット変調部103bに入力される。
システマティックビット変調部102では、入力されたシステマティックビットに対して変調が行なわれる。例えばNinfoビットのシステマティックビットが入力され、BPSK変調を行なう場合、Ninfoシンボルのシステマティックシンボルが生成される。得られたNinfoシンボルのシステマティックシンボルは、シンボル多重部801に入力される。
一方パリティビット変調部103bでは、入力されたパリティビットに対して変調を行なう。このとき変調方式は、クリッピング制御部105bからのクリッピング情報を考慮して選択される。例えばクリッピング率が0、つまりクリッピングを行なわない場合はシステマティックビット変調部102と同じ変調方式が選択されるが、クリッピングが行なわれる場合、システマティックビット変調部102とは異なる変調方式が選択される。例えばクリッピングを行なわない場合、2Ninfoビットのパリティビットが入力され、BPSK変調を行なうため、2Ninfoシンボルのパリティシンボルが生成される。一方クリッピングを行なう場合2Ninfoビットのパリティビットが入力され、QPSK変調を行なうため、Ninfoシンボルのパリティシンボルが生成される。どの変調方式を選択するかはクリッピング率によって選択される。得られたパリティシンボルは、シンボル多重部801に入力される。
このようにシステマティックビット変調部102とパリティビット変調部103bにおける変調方式を変更する。図17に示すように、低い変調方式(図17ではBPSK)は多くのビットを送信できないが、高い変調方式(図17ではQPSK)に比べて信号点間距離が広くなるため、受信機における尤度(ビット尤度、LLRとも称する)が大きくすることができる。システマティックビット変調部102でBPSKを用いれば、シンボル毎の送信電力を一定に保ったまま、受信装置でのシステマティックビットの尤度を上げることができる。
システマティックビット変調部102およびパリティビット変調部103bの出力は、シンボル多重部801に入力される。シンボル多重部801では、入力されたシステマティックシンボルとパリティシンボルを多重し、シンボル系列を生成する。ここで多重方法としては、Ninfoシンボルのシステマティックシンボルの後に、Ninfoシンボルのパリティシンボルを多重してもよいし、図18(a)に示すように、システマティックシンボルとパリティシンボルを1シンボルずつ交互に多重してもよい。また、パリティビットがパンクチャされている場合はパリティビット数が少ないため、必然的にパリティシンボル数も少なくなる。このような場合は図18(b)のようにシステマティックシンボルとパリティシンボルが多重されることになる。このようにして得られたシンボル系列はDFT部802に入力される。以降の送信処理は他の実施形態と同様であるため説明は省略する。
送信装置から送信された信号は無線伝搬路を経由し、受信装置の受信アンテナで受信される。受信装置構成を図19に示す。受信アンテナ201からIDFT部906までの処理は、実施形態4の受信装置構成である図15と同様であるため説明を省略する。
シンボル分離部907は、図16の変調シンボル多重部801が行なった処理の逆の処理を行なう。つまり、入力されたシンボルをシステマティックシンボルとパリティシンボルに分離し、それぞれシステマティックビット復調部213とパリティビット復調部214bに入力する。
システマティックビット復調部213では、図16のシステマティックビット変調部102で行なった変調方式を基に、シンボルからビットへの復調、つまりビットLLRの算出が行なわれる。なおシステマティックビット復調部213でのビットへの分解は、LLRでなく、硬判定値でもよい。得られたビットLLRは復号部215に入力される。また、パリティビット復調部214bでは、図16のパリティビット変調部103bで行なった変調方式を基に、シンボルからビットへの復調を行ない、得られたビットLLRは復号部215に入力される。
ここで、送信装置のシステマティックビット変調部102とパリティビット変調部103bでは、異なる変調方式によって変調を行なっているため、システマティックビット復調部213とパリティビット復調部214bが出力するLLRの平均値には差が生じることになる。例えばシステマティックビット変調部102ではBPSK、パリティビット変調部103bではQPSKを用いている場合、システマティックビット復調部213が出力するビットLLRは、パリティビット復調部214bが出力するLLRよりも信頼性が高くなる。復号部215での誤り訂正においてシステマティックビットのLLRは、パリティビットのLLRより伝送特性(ビット誤り率やブロック誤り率、スループット特性等)に寄与するため、同じ変調方式を用いた場合よりもクリッピングを行なうことによる劣化の影響を軽減できる。
復号部215が出力するシステマティックビットのLLRはシステマティックレプリカ生成部216に入力され、復号部215が出力するパリティビットのLLRはパリティレプリカ生成部217に入力される。システマティックレプリカ生成部216およびパリティレプリカ生成部217ではそれぞれ、図16のシステマティックビット変調部102およびパリティビット変調部103bで行なった変調方式を基に、システマティックシンボルおよびパリティシンボルのレプリカを生成し、シンボル多重部908に出力する。
シンボル多重部908は、システマティックレプリカおよびパリティレプリカに対して、図16の変調シンボル多重部801と同様の処理を行なうことで、変調シンボル系列を生成する。受信装置の他のブロック構成は実施形態4と同様であるため説明を省略する。
このように本実施形態によれば、システマティックビットから構成されるグループと、パリティビットから構成されるグループ間で、通信パラメータとして変調方式を変更することで、受信装置におけるシステマティックビットとパリティビットの尤度比を調整することができる。
本発明に関わる移動局装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。
また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。
また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。例えば、本発明では実施の形態を5つに分割して記載したが、2以上の実施形態が組み合わされた構成をとってもよい。
本発明は、無線基地局装置や無線端末装置に用いて好適である。
1001…符号化部、1002…変調部、1003…DFT部、1004…クリッピング制御部、1005…クリッピング部、1006…マッピング部、1007…IDFT部、1008…参照信号生成部、1009…参照信号多重部、1010…送信処理部、1011…送信アンテナ、
2001…受信アンテナ、2002…受信処理部、2003…参照信号分離部、2004…伝搬路推定部、2005…等価伝搬路算出部、2006…DFT部、2007…デマッピング部、2008…ゼロ挿入部、2009…キャンセル部、2010…等化部、2011…IDFT部、2012…復調部、2013…復号部、2014…レプリカ生成部、2015…DFT部、2016…伝搬路乗算部、2017…判定部、
11…第1の送信装置、12…第2の送信装置、13…受信装置
101…符号化部、102…システマティックビット変調部、103…パリティビット変調部、104−1、104−2…DFT部、105…クリッピング制御部、106…クリッピング部、107−1、107−2…マッピング部、108−1、108−2…IDFT部、109…シンボル多重部、110…参照信号生成部、111…参照信号多重部、112…送信処理部、113…送信アンテナ、
201…受信アンテナ、202…受信処理部、203…参照信号分離部、204…伝搬路推定部、205…等価伝搬路算出部、206…シンボル分離部、207−1、207−2…DFT部、208−1、208−2…デマッピング部、209…ゼロ挿入部、210−1、210−2…キャンセル部、211−1、211−2…等化部、212−1、212−2…IDFT部、213…システマティックビット復調部、214…パリティビット復調部、215…復号部、216…システマティックレプリカ生成部、217…パリティレプリカ生成部、218−1、218−2…DFT部、219−1、219−2…伝搬路乗算部、220…判定部、
301…参照信号生成部、302…参照信号生成部、303−1、303−2…参照信号多重部、304−1、304−2…送信処理部、305−1、305−2…送信アンテナ、
401−1、401−2…受信アンテナ、402−1、402−2…受信処理部、403−1、403−2…参照信号分離部、404−1、404−2…伝搬路推定部、405−1、405−2…DFT部、406−1、406−2…デマッピング部、407−1、407−2…キャンセル部、408…MIMO分離部、409…ゼロ挿入部、410−1、410−2…IDFT部、411…システマティックビット復調部、412…パリティビット復調部、413…復号部、414…システマティックレプリカ生成部、415…パリティレプリカ生成部、416−1、416−2…DFT部、417…クリッピング部、418…伝搬路乗算部、419…判定部、420…信号分離部、421…ゼロ挿入部、422−1、422−2…信号合成部、
501…送信電力配分部、105a…クリッピング制御部、
601…再配分量算出部、602−1、601−2…振幅乗算部、
701…送信電力再配分部、702…シンボル多重部、703…DFT部、704…クリッピング部、705…マッピング部、706…IDFT部、
601a…再配分量算出部、602a−1,602a−2…振幅乗算部、
801…シンボル多重部、802…DFT部、803…クリッピング部、804…マッピング部、805…IDFT部、
103b…パリティビット変調部、105b…クリッピング制御部、
901…DFT部、902…デマッピング部、903…ゼロ挿入部、904…キャンセル部、905…等化部、906…IDFT部、907…シンボル分離部、908…シンボル多重部、909…DFT部、910…伝搬路乗算部、
214b…パリティビット復調部

Claims (7)

  1. 時間領域信号を時間周波数軸変換して、周波数領域信号を生成し、該周波数領域信号をサブキャリアに配置して送信する無線送信装置であって、
    前記時間周波数軸変換を行う前に前記時間領域信号を誤り訂正符号におけるシステマティックビットとパリティビットにグループ化し、前記グループ毎に異なるポイント数で、前記時間周波数軸変換を行い、
    前記周波数領域信号をサブキャリアに配置する際、一部のスペクトルをクリッピングして送信することを特徴とする無線送信装置。
  2. 前記グループ毎に異なる電力を設定することを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。
  3. 前記電力は、前記グループにおいてクリッピングするスペクトルの帯域幅を考慮して決定することを特徴とする請求項記載の無線送信装置。
  4. 前記グループ毎に前記一部の周波数信号をクリッピングする際のクリッピングするスペクトルの割合を異なる値に設定することを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。
  5. 前記グループ毎に変調方式と符号化率の少なくとも一方を異なる値に設定することを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。
  6. 前記グループ毎に異なるアンテナから送信することを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。
  7. 前記パリティビットのグループの前記ポイント数は、前記システマティックビットのグループの前記ポイント数よりも大きいことを特徴とする請求項記載の無線送信装置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102094726B1 (ko) 2013-05-24 2020-03-30 삼성전자주식회사 Ofdm 신호의 papr 저감 방법 및 장치, 송신 장치
TW201806349A (zh) * 2016-08-10 2018-02-16 Idac控股公司 具單載頻域多存取(sc-fdma)及ofdma彈性參考訊號傳輸方法
EP3504832B1 (en) * 2016-08-24 2020-10-07 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Methods for efficient signaling in v2x communications
JP7096156B2 (ja) * 2016-09-16 2022-07-05 株式会社Nttドコモ 端末、無線通信方法及びシステム
US11310002B2 (en) 2017-03-04 2022-04-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Interference mitigation for sensor panel
CN110326264B (zh) * 2017-04-21 2020-12-15 华为技术有限公司 信号质量控制方法及基站
CN112653643B (zh) * 2019-10-12 2022-07-05 大唐移动通信设备有限公司 一种信号处理方法及基站
JP7175434B2 (ja) * 2020-10-21 2022-11-18 三菱電機株式会社 送信符号処理装置、送信符号処理方法、及び光送信器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3732830B2 (ja) * 2002-10-10 2006-01-11 松下電器産業株式会社 マルチキャリア送信装置及びマルチキャリア送信方法
WO2005109684A1 (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Nec Corporation 無線通信システム、移動局、基地局制御装置、及び無線通信方法
RU2007105496A (ru) * 2004-07-14 2008-08-20 Мацусита Электрик Индастриал Ко., Лтд. (Jp) Устройство радиопередачи и способ радиопередачи в системе связи с несколькими несущими
JP4926038B2 (ja) * 2005-01-25 2012-05-09 パナソニック株式会社 送信装置及び送信方法
WO2006083233A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-10 Agency For Science, Technology And Research Method for transmitting data, method for receiving data, transmitter, receiver, and computer program products
EP3742655A1 (en) 2006-12-28 2020-11-25 Sharp Kabushiki Kaisha Radio transmission device, control device, radio communication system, and communication method
JP5028618B2 (ja) * 2007-02-28 2012-09-19 国立大学法人大阪大学 伝送方法、伝送システム、及び受信装置
CN101689951A (zh) * 2007-06-28 2010-03-31 松下电器产业株式会社 发送装置、发送方法、接收装置及接收方法
US8605839B2 (en) * 2010-09-21 2013-12-10 Qualcomm Incorporated System and method for reducing power consumption in a FLO-EV receiver

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