JP2003333115A - 無線送信装置及び送信信号マッピング方法 - Google Patents

無線送信装置及び送信信号マッピング方法

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JP2003333115A
JP2003333115A JP2003111956A JP2003111956A JP2003333115A JP 2003333115 A JP2003333115 A JP 2003333115A JP 2003111956 A JP2003111956 A JP 2003111956A JP 2003111956 A JP2003111956 A JP 2003111956A JP 2003333115 A JP2003333115 A JP 2003333115A
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data
transmission
bits
signal
mapping
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JP2003111956A
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English (en)
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Mitsuru Uesugi
充 上杉
Hidetoshi Suzuki
秀俊 鈴木
Kenichi Miyoshi
憲一 三好
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信側における復号化、再送などを含め
た受信性能や伝送効率を向上させること。 【解決手段】 S/P変換部101aでは、送信データ
Aをシリアルデータからパラレルデータに変換して、こ
のパラレルデータを品質の高いビット(S0,S1)に
マッピングされるデータとして16QAMマッピング部
102に出力する。S/P変換部101bでは、送信デ
ータBをシリアルデータからパラレルデータに変換し
て、このパラレルデータを品質の低いビット(S2,S
3)にマッピングされるデータとして16QAMマッピ
ング部102に出力する。16QAMマッピング部10
2では、送信データA,Bをそれぞれ16QAMの信号
点配置にGray Cordingによりマッピングする。その後、
送信データA,Bに対してディジタル変調処理が行われ
タ後にアンテナ105を介して通信相手に送信される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル無線通
信システムにおける無線送信装置及び送信信号マッピン
グ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル無線通信システムにお
いて高速伝送が行われるようになってきている。特に、
次世代の移動体通信システムでは、下り回線の情報量が
上り回線の情報量をはるかに上回ることが想定され、こ
のため下り回線での高速伝送が必須になっている。
【0003】無線通信システムにおいて使用する周波数
帯域は限られており、この限られた周波数帯域で高速の
伝送を行おうとすると、変調方式として多値変調方式を
用いなければならない。多値変調方式、例えば、BPS
K(Binary PSK)方式では1シンボルで1ビット
を、QPSK(Quadrature PSK)方式では1シンボ
ルで2ビットを、8PSK(8値PSK)方式では1シ
ンボルで3ビットを、16QAM(16 Quadrature Ampl
itude Modulation)方式では1シンボルで4ビットを、
64QAM方式(64 Quadrature Amplitude Modulatio
n)では、1シンボルで6ビットを同じ周波数でそれぞ
れ伝送することができる。このように、多値変調の多値
化を増やすことにより、1シンボルで伝送できる情報量
を増加させることができ、高速伝送を実現することがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のディ
ジタル無線通信システムにおいて多値変調方式を用いる
場合、どのビットについてもビット毎の品質を考慮しな
いでマッピングを行って全ての信号系列を同じ品質で伝
送している。
【0005】例えば、ターボ符号器では、符号化されな
い信号系列(システマチックビット)と、符号化された
信号系列(パリティビット)とを伝送する必要がある。
システマチックビットの品質がパリティビットの品質よ
り復号結果の性能の品質への影響が大きいにも拘わら
ず、全ての信号系列を同じ品質で伝送している。このた
め、システマチックビットの品質が劣化して復号結果の
性能を劣化させる恐れがある。
【0006】また、データの遅延を減少させるために
は、再送を行う場合に再送回数を減らすことが必要であ
る。そのためには、再送したときにもう一度再送が起き
ないように、確実に1回の再送でデータが伝送できるこ
とが必要である。ところが、再送を行う際にも、再送信
号をビット毎の品質を考慮しないでマッピングを行っ
て、再送データもその他のデータも、同じ品質で伝送し
ている。このため、再送を2回以上行う確率が大きくな
る。
【0007】さらに、回線品質の報告値などのように、
一つのデータの中でも、上位ビットは下位のビットより
も、誤りがあった場合にシステムに対しての影響が大き
い場合でも、どのビットについてもビット毎の品質を考
慮しないでマッピングを行って全ての信号系列を同じ品
質で伝送している。このため、最も誤りによる影響が大
きいビットの品質を高くすることができず、システムの
性能が劣化し易くなる。
【0008】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、受信側における復号化、再送などを含めた受信性
能や伝送効率を向上させることができる無線送信装置及
び送信信号マッピング方法を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の無線送信装置
は、送信信号における特定の信号系列を同一シンボルに
おける伝送品質の良いビットに優先的に割り当てて多値
変調のマッピングを行うマッピング手段と、多値変調さ
れた信号を通信相手に対して送信する送信手段と、を具
備する構成を採る。
【0010】この構成によれば、特定の信号系列が相対
的に高い伝送品質で送信されるので、特定の信号系列が
高い品質で無線受信装置で受信されることになり、無線
受信装置における受信品質が改善される。
【0011】本発明の無線送信装置は、上記構成におい
て、特定の信号系列が、複数ビットにおける上位ビッ
ト、再送情報、重要度が高い情報、及びシステムに対し
て大きな影響を及ぼす情報からなる群より選ばれた少な
くとも一つである構成を採る。
【0012】本発明の無線送信装置は、送信信号に対し
てターボ符号化を行うターボ符号化手段と、ターボ符号
化において符号化されていない信号系列(システマチッ
クビット)を同一シンボルにおける伝送品質の良いビッ
トに優先的に割り当てて多値変調のマッピングを行うマ
ッピング手段と、多値変調された信号を通信相手に対し
て送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【0013】これらの構成によれば、システマチックビ
ットの方が相対的に高い伝送品質で送信されるので、シ
ステマチックビットが高い品質で無線受信装置で受信さ
れることになり、ターボ復号後の受信品質が改善され
る。
【0014】本発明の無線送信装置は、上記構成におい
て、多値変調でGray Codingを用いる構成を採る。
【0015】この構成によれば、最も平均のビット誤り
率を下げることのできる信号点配置であるため、最も良
い性能を得ることができる。
【0016】本発明の基地局装置は、上記無線送信装置
を備えたことを特徴とする。本発明の通信端末装置は、
上記無線送信装置を備えたことを特徴とする。これらに
より、伝送効率や受信性能を向上させた状態で無線通信
を行うことが可能となる。
【0017】本発明の送信信号マッピング方法は、送信
信号における特定の信号系列を同一シンボルにおける伝
送品質の良いビットに優先的に割り当てて多値変調のマ
ッピングを行うマッピング工程と、多値変調された信号
を通信相手に対して送信する送信工程と、を具備する。
【0018】この方法によれば、特定の信号系列が相対
的に高い伝送品質で送信されるので、特定の信号系列が
高い品質で無線受信装置で受信されることになり、無線
受信装置における受信品質が改善される。
【0019】本発明の送信信号マッピング方法は、送信
信号に対してターボ符号化を行うターボ符号化工程と、
ターボ符号化においてシステマチックビットを同一シン
ボルにおける伝送品質の良いビットに優先的に割り当て
て多値変調のマッピングを行うマッピング工程と、多値
変調された信号を通信相手に対して送信する送信工程
と、を具備することを特徴とする。
【0020】この方法によれば、システマチックビット
の方が相対的に高い伝送品質で送信されるので、システ
マチックビットが高い品質で無線受信装置で受信される
ことになり、ターボ復号後の受信品質が改善される。
【0021】
【発明の実施の形態】16QAMなどの多値変調におい
ては、もともとビット毎に伝送品質に差があり、例えば
ビット位置によって同じS/N(信号対雑音)比に対す
る誤り率が異なる。本発明者は、この事実を利用してビ
ット毎の伝送品質に応じて特定の信号系列(データ)を
優先的に割り当てることにより、伝送品質を上げて受信
側での受信性能を改善できることを見出した。ここで、
特定の信号系列としては、複数ビットにおける上位ビッ
ト、再送情報、重要度が高い情報、システムに対して大
きな影響を及ぼす情報などが挙げられる。
【0022】図1(a)は、16QAMのGray Coding
における信号点配置を示す図であり、図1(b)は、6
4QAMのGray Codingにおける信号点配置を示す図で
ある。このGray Codingは、雑音などが重畳して1シン
ボル隣りのシンボルに誤って判定されてしまっても、1
ビット誤りで済むようなビットマッピングをいう。
【0023】図1(a)に示す16QAMにおいては、
1シンボルが4ビットで表現され、ビット表記での最上
位ビットから最下位ビットに向かってS0〜S3とす
る。図1(b)に示す64QAMにおいては、1シンボ
ルが6ビットで表現され、ビット表記での最上位ビット
から最下位ビットに向かってS0〜S5とする。
【0024】このようなビットマッピングを行うと、静
特性におけるビット誤り率は、図2に示すようになる。
図2において、QPSKではビット毎に誤り率の差はな
いが、16QAMや64QAMでは、ビット毎に誤り率
に差があることがわかる。例えば、16QAMでは、S
0,S1はS2,S3より品質が良い。また、64QA
Mでは、S0,S1はS2,S3より品質が良く、S
2,S3はS4,S5より品質が良い。なお、図2にお
いて、AVEは、全ビットの誤り率の平均を示す。
【0025】したがって、本発明の骨子は、図2に示す
特性を利用して、誤りが生じて欲しくないデータやプロ
テクトしたいデータを多値変調における伝送品質の良い
ビットに優先的に割り当てて、伝送品質を上げて受信側
での受信性能を改善することである。
【0026】以下、本発明の実施の形態について添付図
面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)本実施の形態では、異なるQoS(Qu
ality of Service)である信号系列A(データA)と信
号系列B(データB)について、同一シンボル内の異な
るビットに配置して多値変調を行って送信して、伝送品
質を向上させて受信側の受信性能を改善する場合につい
て説明する。異なるQoSの信号系列を伝送する場合
に、誤り訂正などの強さで対処することは可能である
が、もともと多値変調のビット毎の誤り率が異なること
も考慮に入れて、すなわちQoSが高いデータを伝送品
質の高いビットに割り当てて伝送を行うことにより、受
信装置側での受信性能が改善され、伝送効率も良くな
る。
【0027】図3は、本発明の実施の形態1に係る無線
送信装置の構成を示すブロック図である。また、図4
は、本発明の実施の形態1に係る無線送信装置と無線通
信を行う無線受信装置の構成を示すブロック図である。
なお、図3に示す無線送信装置では、説明を簡単にする
ために送信系のみを記載し、図4に示す無線受信装置で
は、説明を簡単にするために受信系のみを記載している
が、それぞれ図3に示す無線送信装置は受信系を備えて
おり、図4に示す無線受信装置は送信系を備えている。
【0028】本実施の形態においては、説明を簡単にす
るために、2つの送信データA,Bを送信する場合につ
いて説明しているが、本発明においては、3つ以上の送
信データを送信する場合にも適用することができる。ま
た、ここでは、送信データAの方が送信データBよりも
QoSが高いとする。
【0029】図3に示す無線送信装置は、送信データを
シリアル/パラレル変換(以下、S/P変換と省略す
る)するS/P変換部101a,101bと、S/P変
換されたデータを16QAMの信号点にマッピングする
16QAMマッピング部102と、16QAMマッピン
グ後のデータをディジタル変調する変調部103と、デ
ィジタル変調後の信号に対して無線送信処理を行う無線
送信部104と、無線送信処理後の信号を送信するアン
テナ105とを備えている。
【0030】図4に示す無線受信装置は、無線信号を受
信するアンテナ201と、受信された信号に無線受信処
理を行う無線受信部202と、無線受信処理された信号
を復調する復調部203と、復調後の信号を16QAM
の信号点配置にデマッピング(判定)する16QAMデ
マッピング部204と、16QAMの信号点におけるデ
ータをパラレル/シリアル変換(以下、P/S変換と省
略する)するP/S変換部205a,205bとを備え
ている。
【0031】次に、上記構成を有する無線送信装置及び
無線受信装置を用いて本発明の送信信号マッピング方法
を行う場合について説明する。
【0032】図3に示す無線送信装置においては、送信
データA、Bは、それぞれS/P変換部101a,10
1bに送られる。S/P変換部101aでは、送信デー
タAをシリアルデータからパラレルデータに変換して、
このパラレルデータを比較的品質の高いビット(S0,
S1)にマッピングされるデータとして16QAMマッ
ピング部102に出力する。S/P変換部101bで
は、送信データBをシリアルデータからパラレルデータ
に変換して、このパラレルデータを比較的品質の低いビ
ット(S2,S3)にマッピングされるデータとして1
6QAMマッピング部102に出力する。
【0033】16QAMマッピング部102では、送信
データA,Bをそれぞれ16QAMの信号点配置にGray
Codingによりマッピングし、それぞれの送信データ
A,Bを同相成分(I成分)の信号と直交成分(Q成
分)の信号として変調部103に送る。
【0034】変調部103では、送信データA,BのI
成分信号とQ成分信号に対してディジタル変調処理が行
われる。ディジタル変調後の送信データA,Bは、無線
送信部104に送られて、無線送信部104で所定の無
線送信処理(D/A変換、アップコンバート)された後
に、アンテナ105を介して通信相手に送信される。
【0035】図4に示す無線受信装置においては、通信
相手から送信された信号をアンテナ201を介して無線
受信部202で受信する。無線受信部202では、受信
信号に対して所定の無線受信処理(ダウンコンバート、
A/D変換)を行い、無線受信処理後の受信データを復
調部203に送る。復調部203では、受信データに対
してディジタル復調処理を行った後に、I成分信号とQ
成分信号として16QAMデマッピング部204に送
る。
【0036】16QAMデマッピング部204では、受
信データについて16QAMの信号点配置をGray Codin
gによりデマッピング(判定)して各ビット毎に、P/
S変換部205a,205bに出力する。ここでは、Q
oSの高いデータAが割り当てられているビットS0,
S1をP/S変換部205aに出力し、QoSの低いデ
ータBが割り当てられているビットS2,S3をP/S
変換部205bに出力する。
【0037】P/S変換部205aでは、データAにつ
いてのパラレルデータをシリアルデータに変換して受信
データAを出力する。P/S変換部205bでは、デー
タBについてのパラレルデータをシリアルデータに変換
して受信データBを出力する。
【0038】このようにして図3に示す無線送信装置か
ら図4に示す無線受信装置に対して送信されたデータ
A,データBについては、データAがビットS0,S1
を用いて伝送され、データBがビットS2,S3を用い
て伝送される。図2に示すように、16QAMにおいて
S0,S1は、S2,S3に比べてビット誤り率が低い
ので、相対的にデータAの方が高い伝送品質で送信され
る。すなわち、QoSの高いデータAの方が誤りにくい
状態で送信されることになる。したがって、QoSの高
いデータAが高い品質で無線受信装置で受信されること
になり、無線受信装置での受信性能が改善されることに
なる。
【0039】なお、本実施の形態において、どのデータ
をQoSが高いデータとするかについては、あらかじめ
システム内で決めておくなどの方法などにより行われ
る。
【0040】(実施の形態2)本実施の形態では、送信
データと再送データについて、同一シンボル内の異なる
ビットに配置して多値変調を行って送信して、伝送品質
を向上させて受信側の受信性能を改善する場合について
説明する。
【0041】再送においては、1回で再送データが確実
に受信されればデータの伝送遅延は少ないが、1回目の
再送データが誤ると、2回目の再送データを送ることに
なり、データ遅延波が大きくなってしまう。したがっ
て、再送データは、通常の新規データよりも伝送品質の
高いビットに割り当てることにより、伝送効率を高くす
ることができる。
【0042】図5は、本発明の実施の形態2に係る無線
送信装置の構成を示すブロック図である。図5におい
て、図3と同じ部分について図3と同じ符号を付してそ
の詳細な説明は省略する。なお、図5に示す無線送信装
置では、説明を簡単にするために送信系のみを記載して
いるが、図5に示す無線送信装置は受信系を備えてい
る。
【0043】本実施の形態においては、説明を簡単にす
るために、1つの送信データを送信する場合について説
明しているが、本発明においては、2つ以上の送信デー
タを送信する場合にも適用することができる。
【0044】図5に示す無線送信装置は、送信データを
格納するバッファ301を備えている。バッファ301
は、通信相手から送られた再送要求に応じて再送データ
又は送信データをS/P変換部101a,101bに出
力する。
【0045】次に、上記構成を有する無線送信装置及び
無線受信装置を用いて本発明の送信信号マッピング方法
を行う場合について説明する。
【0046】図5に示す無線送信装置においては、送信
データは、バッファ301に格納される。バッファ30
1からは、再送要求がある場合には、再送データがS/
P変換部101aに出力され、新規の送信データがS/
P変換部101bに出力される。
【0047】なお、再送による誤り訂正アルゴリズムと
しては、Stop and Wait ARQ、GoBack N ARQ、Sel
ective Repeat ARQ、ハイブリッドARQなどを挙げ
ることができる。したがって、再送データとしては、誤
りが生じたデータと同じデータでも良く、ハイブリッド
ARQのType-IIやType-IIIなどのように、誤り訂正能
力を上げるだけの冗長情報でも良い。
【0048】S/P変換部101aでは、再送データを
シリアルデータからパラレルデータに変換して、このパ
ラレルデータを比較的品質の高いビット(S0,S1)
にマッピングされるデータとして16QAMマッピング
部102に出力する。S/P変換部101bでは、新規
の送信データをシリアルデータからパラレルデータに変
換して、このパラレルデータを比較的品質の低いビット
(S2,S3)にマッピングされるデータとして16Q
AMマッピング部102に出力する。
【0049】16QAMマッピング部102では、再送
データ、新規送信データをそれぞれ16QAMの信号点
配置にGray Codingによりマッピングし、それぞれの再
送データ及び新規送信データの同相成分(I成分)の信
号と直交成分(Q成分)の信号を変調部103に送る。
【0050】変調部103では、再送データ、新規送信
データのI成分信号とQ成分信号に対してディジタル変
調処理が行われる。ディジタル変調後の再送データ、新
規送信データは、無線送信部104に送られて、無線送
信部104で所定の無線送信処理された後に、アンテナ
105を介して通信相手に送信される。
【0051】無線受信装置においては、通信相手から送
信された信号を所定の無線受信処理した後にディジタル
復調処理を行う。その後、復調後の信号をI成分信号と
Q成分信号に対して16QAMの信号点配置をGray Cod
ingによりデマッピング(判定)する。そして、再送デ
ータが割り当てられているビットS0,S1から再送デ
ータを得て、新規送信データが割り当てられているビッ
トS2,S3から新規送信データを得る。
【0052】このようにして図5に示す無線送信装置か
ら無線受信装置に対して送信された再送データ、新規送
信データについては、再送データがビットS0,S1を
用いて伝送され、新規送信データがビットS2,S3を
用いて伝送される。図2に示すように、16QAMにお
いてS0,S1は、S2,S3に比べてビット誤り率が
低いので、相対的に再送データの方が高い伝送品質で送
信される。すなわち、比較的誤って欲しくない再送デー
タの方が誤りにくい状態で送信されることになる。した
がって、再送データが高い品質で無線受信装置で受信さ
れることになり、最初の再送データが正確に受信される
確率が上がり、データの伝送遅延を低減することができ
る。
【0053】本実施の形態において、再送要求がない場
合は、新規送信データをS/P変換部101aに出力す
るようにして、新規送信データをすべてのビットS0〜
S3に割り当てて伝送を行うようにしても良い。
【0054】なお、本実施の形態において、再送要求を
受けた場合にどのようなパターンで再送データと新規送
信データとを伝送するかについては、例えば、あらかじ
め再送データと新規送信データとの伝送パターンを決め
ておき、通信相手から通知された伝送パターンにしたが
って再送データと新規送信データとを伝送するようにし
ても良い。
【0055】(実施の形態3)本実施の形態では、回線
品質情報などの伝送データが複数のビットからなってい
る場合に、上位ビットと下位ビットについて、同一シン
ボル内の異なるビットに配置して多値変調を行って送信
して、伝送品質を向上させて受信側の受信性能を改善す
る場合について説明する。
【0056】回線品質情報などでは、上位のビットが誤
るとシステムへの影響が大きい。例えば、回線品質を6
ビットで64段階で表しているとすると、最も品質が良
い63という報告値について最上位ビットが誤ると31
になってしまう。これに対して、最下位ビットが誤って
も62になるだけである。したがって、上位ビットは、
下位ビットよりも伝送品質の高いビットに割り当てるこ
とにより、受信装置側での受信性能を改善することがで
きる。
【0057】図6は、本発明の実施の形態3に係る無線
送信装置の構成を示すブロック図である。図6におい
て、図3と同じ部分について図3と同じ符号を付してそ
の詳細な説明は省略する。なお、図6に示す無線送信装
置では、説明を簡単にするために送信系のみを記載して
いるが、図6に示す無線送信装置は受信系を備えてい
る。
【0058】本実施の形態においては、説明を簡単にす
るために、1つの送信データを送信する場合について説
明しているが、本発明においては、2つ以上の送信デー
タを送信する場合にも適用することができる。
【0059】図6に示す無線送信装置は、送信データの
上位ビットをP/S変換するP/S変換部401aと、
送信データの下位ビットをP/S変換するP/S変換部
401bとを備えている。P/S変換部401aは、送
信データの上位ビットをP/S変換してS/P変換部1
01aに出力し、P/S変換部401bは、送信データ
の下位ビットをP/S変換してS/P変換部101bに
出力する。
【0060】次に、上記構成を有する無線送信装置及び
無線受信装置を用いて本発明の送信信号マッピング方法
を行う場合について説明する。ここでは、6ビットの回
線品質情報(0〜63)を伝送する場合について説明す
る。
【0061】図6に示す無線送信装置においては、送信
データ(回線品質情報)は、上位3ビットと下位3ビッ
トに分けられて、それぞれP/S変換部401a,40
1bに送られる。P/S変換部401aは、上位3ビッ
トのデータをP/S変換してS/P変換部101aに出
力する。P/S変換部401bは、下位3ビットのデー
タをP/S変換してS/P変換部101bに出力する。
【0062】S/P変換部101aでは、上位3ビット
のデータをシリアルデータからパラレルデータに変換し
て、このパラレルデータを比較的品質の高いビット(S
0,S1)にマッピングされるデータとして16QAM
マッピング部102に出力する。S/P変換部101b
では、下位3ビットのデータをシリアルデータからパラ
レルデータに変換して、このパラレルデータを比較的品
質の低いビット(S2,S3)にマッピングされるデー
タとして16QAMマッピング部102に出力する。
【0063】16QAMマッピング部102では、上位
3ビットのデータ、下位3ビットのデータをそれぞれ1
6QAMの信号点配置にGray Codingによりマッピング
し、それぞれの上位3ビットのデータ及び下位3ビット
のデータの同相成分(I成分)の信号と直交成分(Q成
分)の信号を変調部103に送る。
【0064】変調部103では、上位3ビットのデータ
及び下位3ビットのデータのI成分信号とQ成分信号に
対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調
後の上位3ビットのデータ、下位3ビットのデータは、
無線送信部104に送られて、無線送信部104で所定
の無線送信処理された後に、アンテナ105を介して通
信相手に送信される。
【0065】無線受信装置においては、通信相手から送
信された信号を所定の無線受信処理した後にディジタル
復調処理を行う。その後、復調後の信号をI成分信号と
Q成分信号に対して16QAMの信号点配置をGray Cod
ingによりデマッピング(判定)する。そして、上位3
ビットのデータが割り当てられているビットS0,S1
から上位3ビットのデータを得て、下位3ビットのデー
タが割り当てられているビットS2,S3から下位3ビ
ットのデータを得る。そして、この上位3ビットのデー
タと下位3ビットのデータとから6ビットのデータ(回
線品質情報)を得る。
【0066】このようにして図6に示す無線送信装置か
ら無線受信装置に対して送信された上位3ビットのデー
タ、下位3ビットのデータについては、上位3ビットの
データがビットS0,S1を用いて伝送され、下位3ビ
ットのデータがビットS2,S3を用いて伝送される。
図2に示すように、16QAMにおいてS0,S1は、
S2,S3に比べてビット誤り率が低いので、相対的に
上位3ビットのデータの方が高い伝送品質で送信され
る。すなわち、比較的誤って欲しくない、システムに及
ぼす影響の大きい上位3ビットのデータの方が誤りにく
い状態で送信されることになる。したがって、上位3ビ
ットのデータが高い品質で無線受信装置で受信されるこ
とになり、重要な情報である回線品質情報が大きく誤る
確率が下がり、誤った場合のシステムへの影響が大きい
ビットの誤りを低減し、システムの性能の劣化を低減す
ることができる。すなわち、たとえば回線品質情報とし
て63が31になる確率は63が62になる確率に比べ
て低くなる。
【0067】なお、本実施の形態において、送信データ
のうち何ビットを上位ビットとし、何ビットを下位ビッ
トにするかについては、あらかじめシステムで決めてお
く。したがって、誤ってほしくない、より上位のビット
を多値変調における伝送品質の高いビットに割り当てる
のであれば、上位ビットと下位ビットの割り当てについ
ては特に制限はない。また、64QAMのように、ビッ
ト誤り率が3つ以上に類別される場合には、送信データ
を3つ以上に分けて伝送品質が異なるビットにそれぞれ
割り当てるようにしても良い。
【0068】本実施の形態においては、送信データが6
ビットである場合について説明しているが、本発明は送
信データが6ビット以外のビット数で構成されていても
同様に適用することができる。
【0069】(実施の形態4)従来、ターボ符号化され
たデータを多値変調する場合、図12に示すように、タ
ーボ符号器1からの出力、すなわちT0(符号化されな
いデータ,システマチックビット呼ぶ)、T1(再帰的
畳み込み符号化されたデータ,パリティビット1と呼
ぶ)、T2(インタリーブした後に再帰的畳み込み符号
化されたデータ,パリティビット2と呼ぶ)をP/S変
換部2でP/S変換し、そのデータをS/P変換部3で
4系列にS/P変換し、16QAMマッピング部4で4
系列のデータをS0〜S3に割り当てる。そして、割り
当てられたデータを変調部5ディジタル変調して送信信
号とする。
【0070】この送信信号のマッピング方法において、
システマチックビットT0は、図13に示すように、S
0〜S3のすべてのビットに均等に割り当てられてい
る。すなわち、T0〜T2のデータが出力された順に規
則正しくビットS0〜S3に割り当てられている。図1
3において、網掛けの部分はT0データを示している。
【0071】本実施の形態では、ターボ符号を用いる場
合にパリティビット(T1データ、T2データ)とシス
テマチックビット(T0データ)について、異なるビッ
トに配置して多値変調を行って送信して、伝送品質を向
上させて受信側の受信性能を改善する場合について説明
する。ここでは、ターボ符号化のレートが1/3である
場合について説明する。
【0072】図7は、本発明の実施の形態4に係る無線
送信装置の構成を示すブロック図である。図7におい
て、図3と同じ部分について図3と同じ符号を付してそ
の詳細な説明は省略する。また、図9は、本発明の実施
の形態4に係る無線送信装置と無線通信を行う無線受信
装置の構成を示すブロック図である。図9において、図
4と同じ部分について図4と同じ符号を付してその詳細
な説明は省略する。
【0073】なお、図7に示す無線送信装置では、説明
を簡単にするために送信系のみを記載し、図9に示す無
線受信装置では、説明を簡単にするために受信系のみを
記載しているが、それぞれ図7に示す無線送信装置は受
信系を備えており、図9に示す無線受信装置は送信系を
備えている。
【0074】本実施の形態においては、説明を簡単にす
るために、1つの送信データを送信する場合について説
明しているが、本発明においては、2つ以上の送信デー
タを送信する場合にも適用することができる。
【0075】図7に示す無線送信装置は、送信データに
ターボ符号化を行うターボ符号器501と、ターボ符号
器501からの3つの出力(T0〜T2)をS/P変換
するS/P変換部502a〜502cと、S/P変換部
502a〜502cからの出力を所定のビット数毎に分
けた後のデータをP/S変換するP/S変換部503a
〜503dとを備えている。
【0076】S/P変換部502aは、T0データを3
ビットと1ビットに分けて、3ビットをP/S変換部5
03aに出力し、1ビットをP/S変換部503bに出
力する。S/P変換部502bは、T1データを2ビッ
トと2ビットに分けて、2ビットをP/S変換部503
bに出力し、2ビットをP/S変換部503cに出力す
る。S/P変換部502cは、T2データを1ビットと
3ビットに分けて、1ビットをP/S変換部503cに
出力し、3ビットをP/S変換部503dに出力する。
【0077】ターボ符号器501は、図8に示す構成を
有する。すなわち、ターボ符号器501は、送信データ
をインタリーブするインタリーバ5011と、送信デー
タを再帰的畳み込み符号化する畳み込み符号化部501
2と、インタリーブした送信データを再帰的畳み込み符
号化する畳み込み符号化部5013とを有する。畳み込
み符号化部5012からの出力がT1(パリティビット
1)であり、畳み込み符号化部5013からの出力がT
2(パリティビット2)である。また、送信データで符
号化されないデータ(システマチックビット)がT0で
ある。
【0078】図9に示す無線受信装置は、16QAMデ
マッピング部204の出力、すなわちビットS0〜S3
をビット再配置する再配置変換部601と、再配置され
て得られたT0〜T2データを用いてターボ復号するタ
ーボ復号器602とを備えている。
【0079】ターボ復号器602は、図10に示す構成
を有する。すなわち、ターボ復号器602は、T0デー
タ及びT1データとデインタリーバ6024からの外部
情報を用いて復号化を行う復号化部6021と、復号化
部6021の出力に対してインタリーブするインタリー
バ6022と、インタリーバ後のデータ及びT2デー
タ、T0データを用いて復号化を行う復号化部6023
と、復号化部6023の出力に対してデインタリーブを
行うデインタリーバ6024とを有する。
【0080】次に、上記構成を有する無線送信装置及び
無線受信装置を用いて本発明の送信信号マッピング方法
を行う場合について説明する。
【0081】図7に示す無線送信装置においては、送信
データは、ターボ符号器501に送られてターボ符号化
される。ターボ符号化においては、送信データをそのま
ま出力してT0データとし、畳み込み符号化部5012
で送信データを再帰的畳み込み符号化してT1データと
し、さらにインタリーバ5011で送信データをインタ
リーブした後に畳み込み符号化部5013で再帰的畳み
込み符号化してT2データとする。
【0082】これらのT0〜T2データは、それぞれS
/P変換部502a〜502cに出力される。すなわ
ち、T0データはS/P変換部502aに出力され、T
1データはS/P変換部502bに出力され、T2デー
タはS/P変換部502cに出力される。
【0083】S/P変換部502aでは、T0データを
シリアルデータからパラレルデータに変換して、このパ
ラレルデータを3ビットと1ビットに分けて、3ビット
をP/S変換部503aに出力し、1ビットをP/S変
換部503bに出力する。S/P変換部502bでは、
T1データをシリアルデータからパラレルデータに変換
して、このパラレルデータを2ビットと2ビットに分け
て、2ビットをP/S変換部503bに出力し、2ビッ
トをP/S変換部503cに出力する。S/P変換部5
02cでは、T2データをシリアルデータからパラレル
データに変換して、このパラレルデータを1ビットと3
ビットに分けて、1ビットをP/S変換部503cに出
力し、3ビットをP/S変換部503dに出力する。
【0084】したがって、P/S変換部503aには、
T0データの3ビットが入力され、P/S変換部503
bには、T0データの1ビットとT1データの2ビット
が入力され、P/S変換部503cには、T1データの
2ビットとT2データの1ビットが入力され、P/S変
換部503dには、T2データの3ビットが入力され
る。
【0085】このように、T0〜T2データを振り分け
るのは、比較的品質の高いビット(S0,S1)にシス
テマチックビット(T0データ)をマッピングするため
である。したがって、P/S変換部503aは、T0デ
ータの3ビットをビットS0に割り当てるデータとして
16QAMマッピング部102に出力する。P/S変換
部503bは、T0データの1ビットとT1データの2
ビットをビットS1に割り当てるデータとして16QA
Mマッピング部102に出力する。P/S変換部503
cは、T1データの2ビットとT2データの2ビットを
ビットS2に割り当てるデータとして16QAMマッピ
ング部102に出力する。P/S変換部503dは、T
2データの3ビットをビットS3に割り当てるデータと
して16QAMマッピング部102に出力する。なお、
T0〜T2データをどのビットに割り当てるかについて
は、システムにおいてあらかじめ決めておく。
【0086】16QAMマッピング部102では、図1
1に示すように、T0が必ず伝送品質の高いS0又はS
1に割り当てられるようにする(図11における網掛け
部分)。このようにしてT0〜T2データをそれぞれ1
6QAMの信号点配置にGrayCodingによりマッピング
し、それぞれのT0〜T2のデータの同相成分(I成
分)の信号と直交成分(Q成分)の信号を変調部103
に送る。
【0087】変調部103では、T0〜T2のデータの
I成分信号とQ成分信号に対してディジタル変調処理が
行われる。ディジタル変調後のT0〜T2のデータは、
無線送信部104に送られて、無線送信部104で所定
の無線送信処理された後に、アンテナ105を介して通
信相手に送信される。
【0088】図9に示す無線受信装置においては、通信
相手から送信された信号を所定の無線受信処理した後に
ディジタル復調処理を行う。その後、復調後の信号をI
成分信号とQ成分信号に対して16QAMの信号点配置
をGray Codingによりデマッピング(判定)する。そし
て、16QAMデマッピング部204の出力であるビッ
トS0〜S3を再配置変換部601に出力する。
【0089】再配置変換部601では、図11に示す割
り当てにしたがってS0〜S3に割り当てられたT0〜
T2データを再配置してT0〜T2データとしてターボ
復号器602に出力する。
【0090】ターボ復号器602では、復号化部602
1でT0データ及びT1データとデインターリーバ60
24からの外部情報(初期値は0)を用いて復号化を行
い、インタリーバ6022で復号化部6021の出力に
対してインタリーブし、復号化部6023でインタリー
バ後のデータ及びT2データ、T0データを用いて復号
化を行い、デインタリーバ6024で復号化部6023
の出力に対してデインタリーブを行う。このデインタリ
ーバ6024の出力を信頼度情報として復号化部602
1にフィードバックして繰り返し前記の処理を行う。こ
のようにして受信データを得る。
【0091】このようにして図7に示す無線送信装置か
ら図9に示す無線受信装置に対して送信されたT0〜T
2データについては、T0データがビットS0,S1を
用いて伝送され、T1データがビットS1,S2を用い
て伝送され、T2データがビットS2,S3を用いて伝
送される。図2に示すように、16QAMにおいてS
0,S1は、S2,S3に比べてビット誤り率が低いの
で、相対的にT0データの方が高い伝送品質で送信され
る。すなわち、比較的誤り易いT0データが誤りにくい
状態で送信されることになる。したがって、T0データ
が高い品質で無線受信装置で受信されることになり、タ
ーボ復号後の受信品質が改善される。
【0092】なお、本実施の形態において、誤ってほし
くないシステマチックビットを多値変調における伝送品
質の高いビットに割り当てるのであれば、どのターボ符
号化データをどのビットに割り当てるかについては特に
制限はない。
【0093】本実施の形態においては、ターボ符号化の
レートが1/3である場合について説明しているが、本
発明はターボ符号化のレートが1/3以外である場合に
も同様に適用することができる。
【0094】上記実施の形態1〜4では、多値変調が1
6QAMである場合について説明しているが、本発明
は、多値変調として64QAM(1シンボル6ビット)
や256QAM(1シンボル8ビット)などのように1
6QAM以外の多値変調を用いても同様な効果を得るこ
とができる。特に、多値数が多い多値変調においては、
ビット毎のビット誤り率が段階的に異なるので、伝送す
るデータの品質を段階的に変えることが可能となる。
【0095】上記実施の形態1〜4では、多値変調にお
いてGray Codingを使用した場合について説明している
が、本発明は、多値変調においてGray Coding以外で変
調を行う場合にも同様に適用することができる。ただ
し、Gray Codingは最も平均のビット誤り率を下げるこ
とのできる信号点配置であるため、多値変調においてGr
ay Codingを用いることにより最も良い性能が得られ
る。
【0096】本発明は上記実施の形態1〜4に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。本発明の
無線送信装置は、ディジタル無線通信システムにおける
基地局装置や通信端末装置に適用することが可能であ
る。これらにより、伝送効率や受信性能を向上させた状
態で無線通信を行うことが可能となる。
【0097】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
値変調を行う際に、ビット毎の伝送品質の優劣を利用し
て、誤ってほしくない情報、重要な情報や誤るとシステ
ムに大きな影響を及ぼす情報を比較的伝送品質の高いビ
ットに割り当てて伝送するので、受信側における復号
化、再送などを含めた受信性能や伝送効率を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】16QAM及び64QAMのGray Codingの例
を示す図
【図2】ビット誤り率とC/Nとの関係を示す図
【図3】本発明の実施の形態1に係る無線送信装置の構
成を示すブロック図
【図4】本発明の実施の形態1に係る無線送信装置と無
線通信を行う無線受信装置の構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施の形態2に係る無線送信装置の構
成を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態3に係る無線送信装置の構
成を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態4に係る無線送信装置の構
成を示すブロック図
【図8】図7に示す無線送信装置におけるターボ符号器
の構成を示すブロック図
【図9】本発明の実施の形態4に係る無線送信装置と無
線通信を行う無線受信装置の構成を示すブロック図
【図10】図9に示す無線受信装置におけるターボ復号
器の構成を示すブロック図
【図11】本発明の実施の形態4に係る送信信号マッピ
ング方法におけるビット割り当てを示す図
【図12】従来の無線送信装置の構成を示すブロック図
【図13】従来の送信信号マッピング方法におけるビッ
ト割り当てを示す図
【符号の説明】
101a,101b,502a〜502c S/P変換
部 102 16QAMマッピング部 103 変調部 104 無線送信部 105,201 アンテナ 202 無線受信部 203 復調部 204 16QAMデマッピング部 205a,205b,401a,401b,503a〜
503d P/S変換部 301 バッファ 501 ターボ符号器 601 再配置変換部 602 ターボ復号器 5011,6022 インタリーバ 5012,5013 畳み込み符号化部 6021,6023 復号化部 6024 デインタリーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 秀俊 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 パナソニックモバイルコミュニケーシ ョンズ株式会社内 (72)発明者 三好 憲一 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 パナソニックモバイルコミュニケーシ ョンズ株式会社内 Fターム(参考) 5J065 AA01 AB01 AC02 AD10 AE01 AE02 AF00 AG06 AH06 AH07 AH08 AH14 5K004 AA08 JA03 JE03

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信信号における特定の信号系列を同一
    シンボルにおける伝送品質の良いビットに優先的に割り
    当てて多値変調のマッピングを行うマッピング手段と、
    多値変調された信号を通信相手に対して送信する送信手
    段と、を具備することを特徴とする無線送信装置。
  2. 【請求項2】 特定の信号系列は、複数ビットにおける
    上位ビット、再送情報、重要度が高い情報、及びシステ
    ムに対して大きな影響を及ぼす情報からなる群より選ば
    れた少なくとも一つであることを特徴とする請求項1記
    載の無線送信装置。
  3. 【請求項3】 送信信号に対してターボ符号化を行うタ
    ーボ符号化手段と、ターボ符号化においてシステマチッ
    クビットを同一シンボルにおける伝送品質の良いビット
    に優先的に割り当てて多値変調のマッピングを行うマッ
    ピング手段と、多値変調された信号を通信相手に対して
    送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線
    送信装置。
  4. 【請求項4】 多値変調においてGray Codingを用いる
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記
    載の無線送信装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    の無線送信装置を備えたことを特徴とする基地局装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    の無線送信装置を備えたことを特徴とする通信端末装
    置。
  7. 【請求項7】 送信信号における特定の信号系列を同一
    シンボルにおける伝送品質の良いビットに優先的に割り
    当てて多値変調のマッピングを行うマッピング工程と、
    多値変調された信号を通信相手に対して送信する送信工
    程と、を具備することを特徴とする送信信号マッピング
    方法。
  8. 【請求項8】 送信信号に対してターボ符号化を行うタ
    ーボ符号化工程と、ターボ符号化においてシステマチッ
    クビットを同一シンボルにおける伝送品質の良いビット
    に優先的に割り当てて多値変調のマッピングを行うマッ
    ピング工程と、多値変調された信号を通信相手に対して
    送信する送信工程と、を具備することを特徴とする送信
    信号マッピング方法。
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