JP2006180092A - インタリーブ装置およびインタリーブ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ること。
【解決手段】 データ保持部１０２１は、ビット列を二次元に配列して保持する。第１インデックス算出部１０２２は、行方向に並べられたビット列を列方向に読み出すための第１インデックスを順次算出する。第２インデックス算出部１０２３は、第１インデックスに従ってビット列を読み出す際に、偶数列から読み出される上位ビットと下位ビットとの順序を逆転させるための第２インデックスを順次算出する。第３インデックス算出部１０２４は、再送回数に応じて異なる開始位置からビット列を読み出すための第３インデックスを順次算出する。読出部１０２５は、第３インデックスに従った順序でビット列を読み出す。マッピング部１０３は、読み出されたビット列をそれぞれ対応するサブキャリアにマッピングする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インタリーブ装置およびインタリーブ方法に関し、特に互いに中心周波数が異なる複数のキャリアによってマルチキャリア伝送されるデータをインタリーブするインタリーブ装置およびインタリーブ方法に関する。

近年盛んに検討されているＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａやＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどの規格に準拠した無線ＬＡＮ（Local Area Network）においては、無線伝送方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調が採用されている。ＯＦＤＭ変調は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアを用いてデータを伝送することにより、周波数利用効率を向上させつつ高速データ伝送を実現する技術である。

また、ＯＦＤＭ変調されて得られるＯＦＤＭシンボルは、周波数選択性フェージングの影響を受けにくい。これは、ＯＦＤＭシンボルにおいては、データが周波数の異なる複数のサブキャリアにマッピングされているため、周波数選択性フェージングによって伝送品質が劣化するのは一部のサブキャリアにマッピングされるデータのみであることによる。

加えて、例えば非特許文献１に記載されているように、ＯＦＤＭ変調とビットインタリーブを組み合わせて用いることにより、周波数選択性フェージングによって伝送品質が劣化するサブキャリアのビットを誤り訂正することができ、周波数選択性フェージングの影響をさらに抑制することができる。すなわち、送信側が同一のサブキャリアに連続するビットをマッピングしないことにより、周波数選択性フェージングによって誤ったビットが生じても、受信側は、伝送品質が良好な他のサブキャリアにマッピングされた前後のビットから誤り訂正を行うことができる。
"IEEE Wireless LAN Edition -A compilation based on IEEE Std. 802.11TM 1999(R2003) and its amendments" IEEE, New York, Standard IEEE 802.11, 2003年11月

ところで、周波数選択性フェージングによって、特定のサブキャリアの伝送品質の劣化が激しい場合は、受信側で誤り訂正を行っても十分な誤り率を達成することができず、データの再送が必要となることがある。しかしながら、初回送信時と再送時の周波数選択性フェージングの特性に変化がなければ、誤ったビットは再送時にも伝送品質が劣悪なサブキャリアにマッピングされてしまい、再送効率が悪いという問題がある。

具体的には、例えば図１０に示すような周波数選択性フェージングを有する伝搬路をＯＦＤＭシンボルが伝送される場合、周波数選択性フェージングにより周波数ｆ₁付近のサブキャリアの受信電力が急激に落ち込んでいるため、周波数ｆ₁付近のサブキャリアにマッピングされるビット群１０について、十分な誤り率が達成されないことがある。このため、受信側からデータの再送が要求されるが、ビット群１０は、再送される場合にも周波数ｆ₁付近のサブキャリアにマッピングされる。したがって、周波数選択性フェージングの特性が変化するまでは、ビット群１０が正確に受信される可能性が低く、再送回数の増大を招いてしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができるインタリーブ装置およびインタリーブ方法を提供することを目的とする。

本発明に係るインタリーブ装置は、複数のビットからなるビット列であって、前記複数のビットが二次元配列される書き込み順序で書き込まれたビット列を保持する保持手段と、保持されたビット列から前記複数のビットを前記書き込み順序とは異なる読み出し順序で読み出す読出手段と、読み出された前記複数のビットを周波数が異なる複数のキャリアに前記読み出し順序でマッピングして送信する送信手段と、送信された前記複数のビットに対して再送が要求される再送回数を計数する再送制御手段と、を有し、前記読出手段は、前記読み出し順序の開始位置を再送回数に応じて変更する構成を採る。

本発明に係るインタリーブ方法は、複数のビットからなるビット列であって、前記複数のビットが二次元配列される書き込み順序で書き込まれたビット列を保持する保持ステップと、保持されたビット列から前記複数のビットを前記書き込み順序とは異なる読み出し順序で読み出す読出ステップと、読み出された前記複数のビットを周波数が異なる複数のキャリアに前記読み出し順序でマッピングして送信する送信ステップと、送信された前記複数のビットに対して再送が要求される再送回数を計数する再送制御ステップと、を有し、前記読出ステップは、前記読み出し順序の開始位置を再送回数に応じて変更するようにした。

これらによれば、二次元配列で保持されたビット列の読み出し順序の開始位置を再送ごとに変更し、読み出されたビットを順次複数のサブキャリアにマッピングして送信する。このため、同一のビットが再送ごとに異なるサブキャリアにマッピングされることになり、再送ごとに各ビットを伝送するサブキャリアの伝搬特性が変化する。したがって、二次元配列で保持されているビットの誤り率は平均化される。結果として、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができる。

本発明によれば、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができる。

本発明の骨子は、再送回数に応じてインタリーバからビットを読み出す開始位置を変更し、同一のビットが再送時には異なるサブキャリアにマッピングされるようにすることである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るインタリーブ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信装置は、誤り訂正符号化部１０１、インタリーバ１０２、マッピング部１０３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０４、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）挿入部１０５、ＩＱ（In-phase Quadrature）変調部１０６、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）送信部１０７、ＲＦ受信部１０８、ＩＱ復調部１０９、ＧＩ除去部１１０、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部１１１、デマッピング部１１２、デインタリーバ１１３、誤り訂正復号化部１１４、再送要求抽出部１１５、および再送制御部１１６を有している。

また、インタリーバ１０２は、データ保持部１０２１、第１インデックス算出部１０２２、第２インデックス算出部１０２３、第３インデックス算出部１０２４、および読出部１０２５を有している。

誤り訂正符号化部１０１は、送信データを誤り訂正符号化し、誤り訂正符号化して得られるビット列を順次インタリーバ１０２へ出力する。

インタリーバ１０２は、誤り訂正符号化して得られるビット列の順序を並び替え、マッピング部１０３へ出力する。

具体的には、データ保持部１０２１は、誤り訂正符号化部１０１から出力されるビット列を二次元に配列して保持する。このとき、データ保持部１０２１は、１つのＯＦＤＭシンボルにマッピングされる分のビットを所定の行数および列数に書き込んで保持する。具体的には、データ保持部１０２１は、ビット列を先頭のビットから順に行方向（横方向）に所定数（例えば１６）ずつ並べることを繰り返して各ビットを書き込む。そして、データ保持部１０２１は、各ビットが書き込まれた順番を各ビットのインデックスとする。すなわち、例えば行方向に１６個ずつビットが並べられる場合は、１行目の先頭ビットのインデックスを「０」、１行目の最後のビットのインデックスを「１５」、２行目の先頭ビットのインデックスを「１６」、２行目の最後のビットのインデックスを「３１」などとする。

第１インデックス算出部１０２２は、データ保持部１０２１に行方向に並べられたビット列を列方向（縦方向）に読み出すための第１インデックスを順次算出する。すなわち、第１インデックス算出部１０２２は、上述した例の場合、インデックス「０」のビットに対しては第１インデックス「０」を算出し、インデックス「１６」のビットに対しては第１インデックス「１」を算出する。つまり、第１インデックス算出部１０２２は、各ビットのインデックスｋ、データ保持部１０２１に保持されている総ビット数Ｎ_CBPS、および総列数ｃを用いて、以下の式（１）により第１インデックスｉを算出する。

i=(N_CBPS/c)(k mod c)+floor(k/c) …（１）
k=0,1,…,N_CBPS-1
ただし、式（１）において、「mod」は剰余演算を示し、「（ｋ mod ｃ）」はインデックスｋを総列数ｃで割ったときの剰余を意味している。また、「floor」はフロア関数を示し、「floor（ｋ／ｃ）」はインデックスｋを総列数ｃで割ったときの商を超えない最大の整数を意味している。

第２インデックス算出部１０２３は、データ保持部１０２１に保持されたビット列を第１インデックスに従って読み出す際に、偶数列から読み出される上位ビットと下位ビットとの順序を逆転させるための第２インデックスを順次算出する。すなわち、第２インデックス算出部１０２３は、上述した例の場合、例えば２列目に保持されたビットを第１インデックスに従って読み出せばインデックス「１」（第１インデックス「１２」）、「１７」（第１インデックス「１３」）の順にビットが読み出されるところ、第２インデックスに従って読み出せばインデックス「１７」、「１」の順にビットが読み出されるようにする。つまり、第２インデックス算出部１０２３は、第１インデックスｉ、データ保持部１０２１に保持されている総ビット数Ｎ_CBPS、および総列数ｃを用いて、以下の式（２）により第２インデックスｊを算出する。

j=s×floor(i/s)+(i+N_CBPS-floor(c×i/N_CBPS))mod s …（２）
i=0,1,…,N_CBPS-1
ただし、式（２）において、ｓ＝max（Ｎ_BPSC／２，１）であり、Ｎ_BPSCは変調方式に応じた１シンボルで伝送されるビット数である。したがって、変調方式がＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、および６４ＱＡＭのときのＮ_BPSCおよびｓは、それぞれ図２のようになる。

第３インデックス算出部１０２４は、データ保持部１０２１に保持されたビット列を再送回数に応じて異なる開始位置（列）から読み出すための第３インデックスを順次算出する。すなわち、第３インデックス算出部１０２４は、上述した例の場合、例えば初回送信時にはインデックス「０」（第２インデックス「０」）のビットに対して第３インデックス「０」を算出し、１回目の再送時にはインデックス「４」（第２インデックス「４８」）のビットに対して第３インデックス「０」を算出する。つまり、第３インデックス算出部１０２４は、第２インデックスｊ、再送回数ｒ、異なる開始位置候補間の列間隔ｃ_d、データ保持部１０２１に保持されている総ビット数Ｎ_CBPS、および総列数ｃを用いて、以下の式（３）により第３インデックスｍを算出する。

m=(((floor(c/c_d)-r_p)mod(floor(c/c_d)))×c_d×N_CBPS/c+j)mod N_CBPS …（３）
r_p=r mod(floor(c/c_d))
j=0,1,…,N_CBPS-1
なお、式（３）において、ｃ／ｃ_dが整数となる場合にビットの二次元配列全体に万遍なく開始位置候補が配置されることになり、誤り率を平均化する効果が最も高くなる。また、再送回数ｒからｒ_pを定義することにより、各開始位置候補が開始位置となる順番が循環的になり、誤り率を平均化する効果を高めている。したがって、式（３）において、ｒ_pの代わりに再送回数ｒをそのまま用いても、再送回数ごとに異なる開始位置からビットが読み出されることにはなる。

また、第３インデックス算出部１０２４は、受信側からＡＣＫが受信された場合は、データ保持部１０２１に保持されたビット列を再送する必要がなくなるため、読出部１０２５に対してデータ保持部１０２１に保持されたビット列を読み出して破棄するよう指示する。なお、第１インデックス、第２インデックス、および第３インデックスの算出については、後に具体例を挙げて詳述する。

読出部１０２５は、データ保持部１０２１に保持されたビット列を第３インデックスに従った順序で読み出し、マッピング部１０３へ出力する。また、読出部１０２５は、受信側からＡＣＫが受信された場合は、第３インデックス算出部１０２４の指示に従って、データ保持部１０２１に保持されたビット列を読み出して破棄する。

マッピング部１０３は、インタリーバ１０２から出力されるビット列をそれぞれ対応するサブキャリアにマッピングする。

ＩＦＦＴ部１０４は、各サブキャリアにマッピング後のビット列に対して逆高速フーリエ変換を行い、ＯＦＤＭシンボルを生成する。

ＧＩ挿入部１０５は、ＯＦＤＭシンボルの末尾部分を先頭に複製してガードインターバルを挿入する。

ＩＱ変調部１０６は、ガードインターバル挿入後のＯＦＤＭシンボルをサブキャリアごとにＩＱ変調し、得られたＯＦＤＭ信号をＲＦ送信部１０７へ出力する。

ＲＦ送信部１０７は、ＯＦＤＭ信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

ＲＦ受信部１０８は、受信側から送信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫを含むＯＦＤＭ信号を受信し、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。

ＩＱ復調部１０９は、受信信号をサブキャリアごとにＩＱ復調し、得られたＯＦＤＭシンボルをＧＩ除去部１１０へ出力する。

ＧＩ除去部１１０は、ＯＦＤＭシンボルからガードインターバルを除去する。

ＦＦＴ部１１１は、ガードインターバル除去後のＯＦＤＭシンボルに対して高速フーリエ変換を行い、サブキャリアごとのビット列をデマッピング部１１２へ出力する。

デマッピング部１１２は、ＦＦＴ部１１１から出力されるサブキャリアごとのビット列をデマッピングする。

デインタリーバ１１３は、受信側のインタリーバによるインタリーブを元に戻すようにビット列の順序を並び替える。すなわち、デインタリーバ１１３は、自装置と同様の構成の無線通信装置と通信を行う場合は、インタリーバ１０２によるインタリーブを元に戻すように、第３インデックスから順に第２インデックス、第１インデックス、および元のインデックスを算出する。具体的には、デインタリーバ１１３は、以下の式（４）〜（６）によって、上述の式（１）〜（３）の逆の演算を行い、第３インデックスｍから順に第２インデックスｊ、第１インデックスｉ、および元のインデックスｋを算出する。

j=((r mod(floor(c/c_d)))×c_d×N_CBPS/c+m)mod N_CBPS …（４）
i=s×floor(j/s)+(j+floor(c×j/N_CBPS))mod s …（５）
k=c×i-(N_CBPS-1)floor(c×i/N_CBPS) …（６）
誤り訂正復号化部１１４は、デインタリーブ後のビット列を誤り訂正復号化し、受信データを出力するとともに、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを再送要求抽出部１１５へ出力する。

再送要求抽出部１１５は、誤り訂正復号化部１１４からの出力がＡＣＫであれば、受信側から再送が要求されていない旨を再送制御部１１６へ通知し、誤り訂正復号化部１１４からの出力がＮＡＣＫであれば、受信側から再送が要求されている旨を再送制御部１１６へ通知する。

再送制御部１１６は、再送要求抽出部１１５からの通知に基づいて再送回数を計数するとともに、再送が要求されていなければその旨を第３インデックス算出部１０２４へ通知してデータ保持部１０２１に保持されたビット列を破棄させるようにし、再送が要求されていれば再送回数を第３インデックス算出部１０２４へ通知する。ここで、再送回数とは、同一の送信データを再送する回数のことで、ＮＡＣＫが連続して受信された回数に等しい。すなわち、あるデータを送信後に受信側からＡＣＫが受信されれば、新たに次のデータが送信されるが、このデータに対してＮＡＣＫが受信されれば１回目の再送を行うことになるため、再送回数は１となる。さらに、１回目の再送後、再びＮＡＣＫが受信されれば２回目の再送を行うことになり、再送回数は２となる。

次いで、本実施の形態に係る無線通信装置による送信データのインタリーブ動作について、具体例を挙げながら図３〜６を参照して説明する。なお、以下では、受信側から送信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫを含むＯＦＤＭ信号が受信された後の動作について説明する。

アンテナを介して受信されたＯＦＤＭ信号は、ＲＦ受信部１０８によって所定の無線受信処理が施され、ＩＱ復調部１０９によってＩＱ復調され、ＧＩ除去部１１０によってガードインターバルが除去される。そして、ガードインターバル除去後のＯＦＤＭシンボルは、ＦＦＴ部１１１によって高速フーリエ変換され、デマッピング部１１２によってサブキャリアごとのビット列がデマッピングされる。

デマッピングされて得られたビット列は、デインタリーバ１１３によって、受信側に備えられたインタリーバによるインタリーブを元に戻すデインタリーブが施される。したがって、受信側が自装置と同様の構成を有する無線通信装置である場合は、インタリーバ１０２によるインタリーブを元に戻すように、上述の式（４）〜（６）が用いられてデインタリーブが行われる。そして、デインタリーブ後のビット列は、誤り訂正復号化部１１４によって誤り訂正符号化され、受信データが出力されるとともに、ＡＣＫまたはＮＡＣＫが再送要求抽出部１１５へ出力される。

そして、再送要求抽出部１１５によって、誤り訂正復号化部１１４からの出力がＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかが判定され、ＡＣＫである場合は自装置から送信された信号が受信側で正しく受信されたことを意味しているため、再送が要求されていない旨が再送制御部１１６へ通知される。また、誤り訂正復号化部１１４からの出力がＮＡＣＫである場合は自装置から送信された信号が受信側で正しく受信されていないことを意味しているため、再送が要求されている旨が再送制御部１１６へ通知される。

そして、再送制御部１１６によって、再送が要求されていない場合はその旨が第３インデックス算出部１０２４へ通知され、再送が要求されている場合は再送回数が第３インデックス算出部１０２４へ通知される。

再送が要求されていない場合は、第３インデックス算出部１０２４によって、データ保持部１０２１に保持されているビット列を読み出して破棄するように読出部１０２５に対する指示が出され、読出部１０２５によって、データ保持部１０２１に保持されているビット列が破棄される。その後、新たな送信データが初回送信される。

一方、再送が要求されている場合（再送要求時）は、第３インデックス算出部１０２４によって、前回の送信時とは異なる第３インデックスが算出され、データ保持部１０２１に保持されているビット列が第３インデックスの順番に読出部１０２５によって読み出され、送信データが再送される。

以下では、初回送信時または再送要求時におけるインタリーバ１０２によるインタリーブについて説明する。

送信データは、初回送信時に誤り訂正符号化部１０１によって誤り訂正符号化され、得られたビット列がインタリーバ１０２内のデータ保持部１０２１へ出力される。ビット列は、データ保持部１０２１によって二次元に配置されて保持されるが、このときビット列は、図３に実線矢印で示すように、行方向（横方向）に例えば１６ビットずつ書き込まれる。そして、ビット列がデータ保持部１０２１に書き込まれる順番は、各ビットのインデックスとなる。すなわち、例えば、１行目の１列目のビットのインデックスは「０」となり、１行目の１６列目のビットのインデックスは「１５」となり、２行目の１列目のビットのインデックスは「１６」となる。また、データ保持部１０２１に同時に保持される総ビット数は、１つのＯＦＤＭシンボルによって伝送されるビット数に等しく、図３は、インデックス「０」から「１９１」の１９２ビットが１つのＯＦＤＭシンボルによって伝送される場合の例である。同時に保持される総ビット数が増減する場合は、データ保持部１０２１は、行数（図３では１２）を増減させて保持する。

データ保持部１０２１にビット列が保持されると、まず、第１インデックス算出部１０２２によって第１インデックスが算出される。第１インデックスは、上述した式（１）によって算出され、例えば図３に示す例では式（１）は、以下の式（７）のようになる。

i=(192/16)(k mod 16)+floor(k/16) …（７）
k=0,1,…,191
式（７）にインデックスｋを代入して第１インデックスｉを算出すれば、図３の破線矢印の順に第１インデックスｉが大きくなっていくことになる。つまり、１列目から順に列方向に並ぶインデックス「０」、「１６」、・・・、「１７５」、「１９１」のビットに対して、第１インデックス「０」、「１」、・・・「１９０」、「１９１」が算出される。

算出された第１インデックスは、第２インデックス算出部１０２３へ出力され、次いで、第２インデックス算出部１０２３によって第２インデックスが算出される。第２インデックスは、上述した式（２）によって算出され、例えば図３に示す例では式（２）は、以下の式（８）のようになる。

j=s×floor(i/s)+(i+192-floor(16×i/192))mod s …（８）
i=0,1,…,191
さらに、例えばＩＱ変調部１０６における変調方式を１６ＱＡＭとすれば、図２よりｓ＝２であるため、式（８）は以下の式（９）のようになる。

j=2×floor(i/2)+(i+192-floor(16×i/192))mod 2 …（９）
式（９）に第１インデックスｉを代入して第２インデックスｊを算出すれば、図４の破線矢印のように、偶数列において隣接する奇数行と偶数行のビットの第２インデックスの大小が逆転することになる。つまり、第１インデックス「０」（インデックス「０」）、「１」（インデックス「１」）、・・・、「１９１」（インデックス「１９１」）、「１９０」（インデックス「１７５」）のビットに対して、第２インデックス「０」、「１」、・・・、「１９０」、「１９１」が算出される。

式（９）においては、ＩＱ変調部１０６における変調方式を１６ＱＡＭとしたが、１６ＱＡＭによって変調される場合、奇数行のビットは復調時に誤りにくい上位ビットとなり、偶数行のビットは復調時に誤りやすい下位ビットとなる。そこで、第２インデックスを算出することにより、半数の列（偶数列）において上位ビットおよび下位ビットとなるビットが逆転し、例えば２行目のインデックス「１６」から「３１」のビットが、常に１行目のインデックス「０」から「１５」のビットより誤りやすくなることを防止することができる。つまり、連続したビットの誤りを防止することができる。以上のような第２インデックスの算出までは、初回送信時にのみ行われ、再送要求時には、初回送信時に算出された第２インデックスから以下の第３インデックスの算出のみが行われる。

算出された第２インデックスは、第３インデックス算出部１０２４へ出力され、次いで、第３インデックス算出部１０２４によって第３インデックスが算出される。第３インデックスは、上述した式（３）によって算出され、例えば図３に示す例では式（３）は、以下の式（１０）のようになる。

m=(((floor(16/c_d)-r_p)mod(floor(16/c_d)))×c_d×12+j)mod 192 …（１０）
r_p=r mod(floor 16/c_d)
j=0,1,…,191
さらに、例えば再送回数に応じてビット列の読み出し開始位置が４列ずつ後ろになっていくとすれば、ｃ_d＝４となるため、式（１０）は以下の式（１１）のようになる。

m=(((4-r_p)mod 4)×4×12+j)mod 192 …（１１）
r_p=r mod 4
ここで、初回送信が行われる場合は、再送回数ｒは０であるため、第３インデックスｍは第２インデックスｊと等しくなる。この第３インデックスｍは、読出部１０２５へ出力され、データ保持部１０２１に保持されたビット列が第３インデックス「０」のビットから順に読出部１０２５によって読み出される。すなわち、読出部１０２５によって、図５に示す開始位置２０１からビット列が破線矢印の順で読み出される。

また、１回目の再送が行われる場合は、再送回数ｒは１であるため、第２インデックス「４８」（インデックス「４」）のビットが第３インデックス「０」となり、読出部１０２５によって、図５に示す開始位置２０２からビット列が破線矢印の順で読み出される。

同様に、２回目の再送が行われる場合は、再送回数ｒは２であるため、第２インデックス「９６」（インデックス「８」）のビットが第３インデックス「０」となり、読出部１０２５によって、図５に示す開始位置２０３からビット列が破線矢印の順で読み出される。

そして、３回目の再送が行われる場合は、再送回数ｒは３であるため、第２インデックス「１４４」（インデックス「１２」）のビットが第３インデックス「０」となり、読出部１０２５によって、図５に示す開始位置２０４からビット列が破線矢印の順で読み出される。

このように再送回数に応じた開始位置から読み出されたビット列は、マッピング部１０３へ出力され、図５において二重枠で囲まれる４ビットが１つのサブキャリアにマッピングされる。なお、ここではＩＱ変調部１０６によって１６ＱＡＭ変調されることとしているため、図５において二重枠で囲まれる４ビットが１シンボルとなり、同一のサブキャリアにマッピングされることになる。

したがって、初回送信時には、図６（ａ）に示すように、サブキャリア群３０１に図５の１列目から４列目の４８個のビットがマッピングされ、サブキャリア群３０２に図５の５列目から８列目の４８個のビットがマッピングされ、さらに制御データ用のサブキャリア群３０３を除外してサブキャリア群３０４に図５の９列目から１２列目の４８個のビットがマッピングされ、サブキャリア群３０５に図５の１３列目から１６列目の４８個のビットがマッピングされる。

一方、１回目の再送時には、図６（ｂ）に示すように、サブキャリア群３０１に図５の５列目から９列目のビットがマッピングされ、サブキャリア群３０２に図５の９列目から１２列目のビットがマッピングされ、サブキャリア群３０４に図５の１３列目から１６列目のビットがマッピングされ、サブキャリア群３０５に図５の１列目から４列目のビットがマッピングされる。

以下、同様に、２回目および３回目の再送時には、それぞれ図６（ｃ）および図６（ｄ）に示すように、それぞれのサブキャリア群３０１〜３０５にマッピングされるビットが異なっている。つまり、再送回数に応じて第３インデックスを算出することにより、同一のビットが再送ごとに異なるサブキャリアにマッピングされることになる。このため、周波数選択性フェージングの特性が変化しなくても、再送ごとに各ビットを伝送するサブキャリアの伝搬特性が変化し、同一のビットを伝送するサブキャリアの受信電力が常に落ち込んでいることがなく、再送回数の増大を防止することができる。

各ビットがサブキャリアにマッピングされると、ＩＦＦＴ部１０４によって逆高速フーリエ変換が行われ、生成されたＯＦＤＭシンボルにＧＩ挿入部１０５によってガードインターバルが挿入される。ガードインターバル挿入後のＯＦＤＭシンボルは、ＩＱ変調部１０６によってサブキャリアごとにＩＱ変調され、ＲＦ送信部１０７によって所定の無線送信処理が施された上でアンテナを介して送信される。

以上のように、本実施の形態によれば、再送回数に応じてインタリーバに保持されたビット列の読み出しの開始位置を変更するため、同一のビットが再送ごとに異なるサブキャリアにマッピングされ、再送ごとに各ビットを伝送するサブキャリアの伝搬特性が変化することにより、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、インタリーバサイズとして総列数を１６とし、変調方式が１６ＱＡＭ、再送回数に応じた読み出しの開始位置候補が４列間隔で４カ所設定される場合について説明したが、インタリーバサイズ、変調方式、および開始位置候補は種々変更しても実施可能である。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、連続する２回の送信（例えば１回目の再送と２回目の再送）において、インタリーバからビット列が読み出される開始位置がより大きく異なるようにして、再送時に同一のビットがマッピングされるサブキャリアをさらに大きく離す点である。

図７は、本実施の形態に係るインタリーブ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７に示す無線通信装置は、図１の無線通信装置に加えて再送回数変換部４０１を有している。

再送回数変換部４０１は、再送制御部１１６から通知される再送回数を変換して、変換後の再送回数を第３インデックス算出部１０２４へ出力する。具体的には、再送回数変換部４０１は、データ保持部１０２１に保持されたビット列の読み出しの開始位置が前回の送信時とはできるだけ離れるように、再送回数の変換を行う。

本実施の形態においては、例えば、データ保持部１０２１に保持されているビット列の総列数ｃと異なる開始位置間の列間隔ｃ_dとから、開始位置となり得る候補数はｃ／ｃ_dであるが、この候補数をｘ等分して開始位置候補のグループを形成し、各グループの１つの開始位置候補が順に開始位置となるように、以下の式（１２）によって再送回数ｒから変換後の再送回数ｒ’を求める。

r’=(1/x)×(r mod(floor(c/c_d))+(floor(c/c_d)-1)(r mod x)) …（１２）
実施の形態１と同様の例では総列数ｃ＝１６、列間隔ｃ_d＝４であり、ここでは、４カ所の開始位置候補（１列目、５列目、９列目、および１３列目）を２等分する（すなわちｘ＝２）場合を考えると、式（１２）よりｒ＝０ならばｒ’＝０、ｒ＝１ならばｒ’＝２、ｒ＝２ならばｒ’＝１、ｒ＝３ならばｒ’＝３となる。したがって、再送回数変換部４０１によって、１回目の再送時には再送回数が２へ変換され、２回目の再送時には再送回数が１へ変換され、実際の再送回数とは異なる再送回数が第３インデックス算出部１０２４へ出力される。

そして、第３インデックス算出部１０２４によって第３インデックスが算出されるが、本実施の形態においては、再送回数が変換されているため、初回送信時は１列目が開始位置となり、１回目の再送時は９列目が開始位置となり、２回目の再送時は５列目が開始位置となり、３回目の再送時は１３列目が開始位置となる。このため、実施の形態１と比べて、同一のビットがマッピングされるサブキャリアの周波数が再送ごとに大きく離れることになり、より大きな周波数ダイバーシチ効果が得られる。

なお、式（１２）においては開始位置候補をｘ等分しているため、初回送信を含めた最初のｘ回の送信では、毎回異なるグループの開始位置候補が開始位置となり、このｘ回における平均の周波数ダイバーシチ効果が最大となる。したがって、過去の再送状況などを参照して、１つのＯＦＤＭシンボルが受信側に正しく受信されるまでに要する平均的な再送回数からｘを決定しても良い。つまり、正しく受信されるまでに要する平均的な再送回数における平均の周波数ダイバーシチ効果が最大となるようにｘを決定すれば良い。

以上のように、本実施の形態によれば、同一のビットがマッピングされるサブキャリアの周波数が前回の送信時とはより大きく異なるように、再送回数を変換した上で読み出しの開始位置を変更するため、同一のビットを伝送するサブキャリアの周波数が再送ごとに大きく離れ、周波数ダイバーシチ効果が得られる。結果として、再送回数の増大をさらに確実に防止することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、インタリーバからビット列が読み出される開始位置を周波数選択性フェージングの特性に応じて決定する点である。

図８は、本実施の形態に係るインタリーブ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示す無線通信装置は、図１の無線通信装置に加えて電力測定部５０１および開始位置決定部５０２を有するとともに、図１の第３インデックス算出部１０２４に代えて第３インデックス算出部１０２４ａを有している。

電力測定部５０１は、ＦＦＴ部１１１による高速フーリエ変換の過程で、サブキャリアごとの電力を測定する。

開始位置決定部５０２は、サブキャリアごとの電力測定結果から、データ保持部１０２１に保持されたビット列の再送ごとの読み出しの開始位置候補を決定する。具体的には、開始位置決定部５０２は、電力が落ち込んでいるサブキャリアにマッピングされるビットの位置を除外して開始位置候補を決定したり、電力が落ち込んでいるサブキャリアに重要度が高いビットなどの特定のビットがマッピングされないように開始位置候補を決定したりする。

また、開始位置決定部５０２は、電力測定結果に基づいて、電力が低いサブキャリアにマッピングされたビットは優先的に次の送信で電力が高いサブキャリアにマッピングされるように開始位置候補を決定しても良い。この場合、開始位置決定部５０２は、電力測定結果に基づいて、最も電力が低いサブキャリアにマッピングされたビットが次の送信では最も電力が高いサブキャリアにマッピングされるように開始位置候補を決定することにより、誤り率の平均化を促進することができる。

第３インデックス算出部１０２４ａは、開始位置決定部５０２によって決定された開始位置候補から再送回数に応じて異なる開始位置を選択し、選択された開始位置に対応する第３インデックスを求める。すなわち、第３インデックス算出部１０２４ａは、実施の形態１で述べた式（３）などの特定の式に依らず、再送ごとに選択された開始位置のビットの第３インデックスを「０」とし、以降第２インデックスと同様の昇順で第３インデックスを求める。

本実施の形態においては、電力測定部５０１によってサブキャリアごとの電力が測定された結果、例えば図９（ａ）に示すような周波数−電力特性が得られた場合、開始位置決定部５０２によって、サブキャリア６０１にインデックス「０」のビットがマッピングされるような開始位置候補およびサブキャリア６０２にインデックス「０」のビットがマッピングされるような開始位置候補の２つの開始位置候補が決定される。同様に、例えば図９（ｂ）に示すような周波数−電力特性が得られた場合、開始位置決定部５０２によって、サブキャリア６０３〜６０６に対応する４つの開始位置候補が決定される。つまり、開始位置決定部５０２は、電力の測定結果に応じて、開始位置候補および開始位置候補の数を柔軟に決定する。

決定された開始位置候補は、第３インデックス算出部１０２４ａへ通知され、第３インデックスが求められるが、本実施の形態においては、再送ごとに異なる開始位置候補を開始位置として、開始位置のビットの第３インデックスを「０」とする。このとき、第３インデックス算出部１０２４ａは、特定の式などに依らず、所定の順序で再送ごとに異なる開始位置候補を開始位置とする。このように特定の式などに依らず開始位置が選択されるため、開始位置決定部５０２は、互いの列間隔が不規則な開始位置候補を決定することもできる。

また、本実施の形態においては、第３インデックス算出部１０２４ａによって選択された開始位置が受信側へ報知情報として送信される。これにより受信側は、デインタリーブを正確に行うことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、サブキャリアごとの電力測定結果に基づいて、ビットを読み出す開始位置の候補を適応的に決定するため、同一のビットが連続して周波数選択性フェージングの影響を受けるサブキャリアにマッピングされることを防止することができる。結果として、再送回数の増大をさらに確実に防止することができる。

本発明の第１の態様に係るインタリーブ装置は、複数のビットからなるビット列であって、前記複数のビットが二次元配列される書き込み順序で書き込まれたビット列を保持する保持手段と、保持されたビット列から前記複数のビットを前記書き込み順序とは異なる読み出し順序で読み出す読出手段と、読み出された前記複数のビットを周波数が異なる複数のキャリアに前記読み出し順序でマッピングして送信する送信手段と、送信された前記複数のビットに対して再送が要求される再送回数を計数する再送制御手段と、を有し、前記読出手段は、前記読み出し順序の開始位置を再送回数に応じて変更する構成を採る。

この構成によれば、二次元配列で保持されたビット列の読み出し順序の開始位置を再送ごとに変更し、読み出されたビットを順次複数のキャリアにマッピングして送信する。このため、同一のビットが再送ごとに異なるキャリアにマッピングされることになり、再送ごとに各ビットを伝送するキャリアの伝搬特性が変化する。結果として、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができる。

本発明の第２の態様に係るインタリーブ装置は、上記第１の態様において、前記読出手段は、前記複数のビットそれぞれに対して、読み出す順に値が大きくなるインデックスを算出するインデックス算出部、を有し、前記インデックス算出部は、再送回数ごとの開始位置にあるビットに対して最小のインデックスを算出する構成を採る。

この構成によれば、各ビットに対して、再送回数ごとの開始位置から読み出す順に値が大きくなるインデックスが算出されるため、インデックスに従ってビットを読み出すことにより、確実に再送回数ごとの開始位置が変更される。また、数式を用いた演算によって読み出し順序を決定することができる。

本発明の第３の態様に係るインタリーブ装置は、上記第１の態様において、前記読出手段は、前記二次元配列において規則的な間隔で設定された複数の開始位置候補のうち１つを再送回数ごとの開始位置とする構成を採る。

この構成によれば、規則的な間隔で設定された開始位置候補から開始位置を選択するため、再送回数を用いた演算により再送回数ごとの開始位置を決定することができる。

本発明の第４の態様に係るインタリーブ装置は、上記第３の態様において、前記読出手段は、前回の再送回数における開始位置との間に少なくとも１つの開始位置候補を挟んだ開始位置候補を今回の再送回数における開始位置とする構成を採る。

この構成によれば、連続する再送回数においては少なくとも１つの開始位置候補を挟んだ開始位置を選択するため、連続する再送回数において、同一のビットは、より周波数が離れたキャリアにマッピングされることになり、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。

本発明の第５の態様に係るインタリーブ装置は、上記第１の態様において、前記複数のキャリアを含むマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号からキャリアごとの電力を測定する測定手段と、測定されたキャリアごとの電力に応じて複数の開始位置候補を決定する決定手段と、をさらに有し、前記読出手段は、前記複数の開始位置候補のうち１つを再送回数ごとの開始位置とする構成を採る。

この構成によれば、キャリアごとの電力に応じて決定された開始位置候補から再送回数ごとの開始位置を選択するため、常に周波数選択性フェージングの特性の変化に応じて決定された最適な開始位置からビットを読み出すことになり、再送回数の増大をさらに確実に防止することができる。

本発明の第６の態様に係るインタリーブ装置は、上記第５の態様において、前記決定手段は、所定レベル以下の電力のキャリアにマッピングされるビットの前記二次元配列における位置を除外して開始位置候補を決定する構成を採る。

この構成によれば、低電力のキャリアにマッピングされるビットの位置を除外して開始位置候補を決定するため、すべての再送回数において開始位置のビットを周波数選択性フェージングの影響を受けないキャリアにマッピングすることができる。

本発明の第７の態様に係るインタリーブ装置は、上記第５の態様において、前記決定手段は、連続する再送回数において同一のビットが所定レベル以下の電力のキャリアにマッピングされないための開始位置候補を決定する構成を採る。

この構成によれば、連続する２回の送信において同一のビットが低電力のキャリアにマッピングされないため、電力が低いキャリアにマッピングされたビットは優先的に次の送信で電力が高いキャリアにマッピングされ、再送回数の増大をさらに確実に防止することができる。

本発明の第８の態様に係るインタリーブ方法は、複数のビットからなるビット列であって、前記複数のビットが二次元配列される書き込み順序で書き込まれたビット列を保持する保持ステップと、保持されたビット列から前記複数のビットを前記書き込み順序とは異なる読み出し順序で読み出す読出ステップと、読み出された前記複数のビットを周波数が異なる複数のキャリアに前記読み出し順序でマッピングして送信する送信ステップと、送信された前記複数のビットに対して再送が要求される再送回数を計数する再送制御ステップと、を有し、前記読出ステップは、前記読み出し順序の開始位置を再送回数に応じて変更するようにした。

この方法によれば、二次元配列で保持されたビット列の読み出し順序の開始位置を再送ごとに変更し、読み出されたビットを順次複数のキャリアにマッピングして送信する。このため、同一のビットが再送ごとに異なるキャリアにマッピングされることになり、再送ごとに各ビットを伝送するキャリアの伝搬特性が変化する。結果として、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができる。

本発明のインタリーブ装置およびインタリーブ方法は、再送回数の増大を防止し、スループットの向上を図ることができ、例えば互いに周波数が異なる複数のキャリアによってマルチキャリア伝送されるデータをインタリーブするインタリーブ装置およびインタリーブ方法として有用である。

本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 変調方式に応じて定まる変数の例を示す図 第１インデックスによって定まるビットの読み出し順序の例を示す図 第２インデックスによって定まるビットの読み出し順序の例を示す図 第３インデックスによって定まるビットの読み出し順序の例を示す図 （ａ）初回送信時のマッピングの例を示す図（ｂ）１回目の再送時のマッピングの例を示す図（ｃ）２回目の再送時のマッピングの例を示す図（ｄ）３回目の再送時のマッピングの例を示す図 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 （ａ）開始位置候補決定の一例を示す図（ｂ）開始位置候補決定の他の一例を示す図 周波数選択性フェージングの一例を示す図

符号の説明

１０１ 誤り符号化部
１０２ インタリーバ
１０２１ データ保持部
１０２２ 第１インデックス算出部
１０２３ 第２インデックス算出部
１０２４、１０２４ａ 第３インデックス算出部
１０２５ 読出部
１０３ マッピング部
１０４ ＩＦＦＴ部
１０５ ＧＩ挿入部
１０６ ＩＱ変調部
１０７ ＲＦ送信部
１０８ ＲＦ受信部
１０９ ＩＱ復調部
１１０ ＧＩ除去部
１１１ ＦＦＴ部
１１２ デマッピング部
１１３ デインタリーバ
１１４ 誤り訂正復号化部
１１５ 再送要求抽出部
１１６ 再送制御部
４０１ 再送回数変換部
５０１ 電力測定部
５０２ 開始位置決定部

Claims (8)

1. 複数のビットからなるビット列であって、前記複数のビットが二次元配列される書き込み順序で書き込まれたビット列を保持する保持手段と、
   保持されたビット列から前記複数のビットを前記書き込み順序とは異なる読み出し順序で読み出す読出手段と、
   読み出された前記複数のビットを周波数が異なる複数のキャリアに前記読み出し順序でマッピングして送信する送信手段と、
   送信された前記複数のビットに対して再送が要求される再送回数を計数する再送制御手段と、を有し、
   前記読出手段は、
   前記読み出し順序の開始位置を再送回数に応じて変更することを特徴とするインタリーブ装置。
2. 前記読出手段は、
   前記複数のビットそれぞれに対して、読み出す順に値が大きくなるインデックスを算出するインデックス算出部、を有し、
   前記インデックス算出部は、
   再送回数ごとの開始位置にあるビットに対して最小のインデックスを算出することを特徴とする請求項１記載のインタリーブ装置。
3. 前記読出手段は、
   前記二次元配列において規則的な間隔で設定された複数の開始位置候補のうち１つを再送回数ごとの開始位置とすることを特徴とする請求項１記載のインタリーブ装置。
4. 前記読出手段は、
   前回の再送回数における開始位置との間に少なくとも１つの開始位置候補を挟んだ開始位置候補を今回の再送回数における開始位置とすることを特徴とする請求項３記載のインタリーブ装置。
5. 前記複数のキャリアを含むマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
   受信されたマルチキャリア信号からキャリアごとの電力を測定する測定手段と、
   測定されたキャリアごとの電力に応じて複数の開始位置候補を決定する決定手段と、をさらに有し、
   前記読出手段は、
   前記複数の開始位置候補のうち１つを再送回数ごとの開始位置とすることを特徴とする請求項１記載のインタリーブ装置。
6. 前記決定手段は、
   所定レベル以下の電力のキャリアにマッピングされるビットの前記二次元配列における位置を除外して開始位置候補を決定することを特徴とする請求項５記載のインタリーブ装置。
7. 前記決定手段は、
   連続する再送回数において同一のビットが所定レベル以下の電力のキャリアにマッピングされないための開始位置候補を決定することを特徴とする請求項５記載のインタリーブ装置。
8. 複数のビットからなるビット列であって、前記複数のビットが二次元配列される書き込み順序で書き込まれたビット列を保持する保持ステップと、
   保持されたビット列から前記複数のビットを前記書き込み順序とは異なる読み出し順序で読み出す読出ステップと、
   読み出された前記複数のビットを周波数が異なる複数のキャリアに前記読み出し順序でマッピングして送信する送信ステップと、
   送信された前記複数のビットに対して再送が要求される再送回数を計数する再送制御ステップと、を有し、
   前記読出ステップは、
   前記読み出し順序の開始位置を再送回数に応じて変更することを特徴とするインタリーブ方法。

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