JP2009171028A - 無線送信装置、無線通信装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】通信を適切に行う。
【解決手段】第1ビット列を生成する第1生成手段101と、第2ビット列を生成する第2生成手段102と、第1ビット列と第2ビット列を多重させるかどうかを指示する指示手段103と、指示手段が多重させないと指示した場合、または、指示手段が多重させると指示してかつ第2ビット列が第1値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第1信号を生成し、指示手段が多重させると指示してかつ第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第2信号を生成する信号生成手段801と、第1信号または第2信号を送信する送信手段108と、を具備する。
【選択図】図8
【解決手段】第1ビット列を生成する第1生成手段101と、第2ビット列を生成する第2生成手段102と、第1ビット列と第2ビット列を多重させるかどうかを指示する指示手段103と、指示手段が多重させないと指示した場合、または、指示手段が多重させると指示してかつ第2ビット列が第1値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第1信号を生成し、指示手段が多重させると指示してかつ第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第2信号を生成する信号生成手段801と、第1信号または第2信号を送信する送信手段108と、を具備する。
【選択図】図8
Description
本発明は、無線信号の送信方法の特に信号の多重方法についての無線送信装置、無線通信装置および方法に関する。
従来の無線通信では、制御チャネルを送信する方法として、例えばCQI(Channel Quality Indicator)のような第1ビット列だけを送信する場合と、この第1ビット列(CQI)に第2ビット列(例えばACK/NACK)を多重して送信する場合がある。
例えば、無線通信を行う端末は、下りリンクで受信すべきデータがあるか否かをDL−Grantを受信することで判断する。端末は、DL−Grantを受信しなかった場合は、CQIだけを送信し、DL−Grantを受信した場合は、続くデータを受信する。データを正常に受信した場合は、CQIにACKを多重して送信し、正常に受信できなかった場合は、NACKを多重して送信する。
第1ビット列に第2ビット列を多重して送信する方法として、第2ビット列の値によって第1ビット列の符号化方法を変える方法が示されている(例えば、非特許文献1参照)。また、この際に用いる符号化方法は、第2ビット列を多重しない場合と異なる符号化方法を用いる方法が示されている(例えば、非特許文献1参照)。
[平成19年12月27日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_51/Docs/R1-074656.zip, "Embedded Coding for PUCCH Transmissions of CQI+ACK/NACK", Sharp>に含まれるFigure 2、Table 2の関連記述
[平成19年12月27日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_51/Docs/R1-074656.zip, "Embedded Coding for PUCCH Transmissions of CQI+ACK/NACK", Sharp>に含まれるFigure 2、Table 2の関連記述
従来の方法では、端末が、下りリンクで受信すべきデータがあることを通知するDL−Grantの受信に失敗した場合に、通信相手である基地局が、端末が送信した信号からACK(acknowledge)とNACK(Non−ACK)を誤って判定してしまう可能性があるという問題がある。また、誤判定をすると基地局が再送の処理が適切に行えないために、再送時の受信性能が劣化するなど、通信が適切に行えない可能性があるという問題がある。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、通信相手との通信を適切に行うことが可能な無線送信装置、無線通信装置および方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明の無線送信装置は、第1ビット列を生成する第1生成手段と、第2ビット列を生成する第2生成手段と、前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させるかどうかを指示する指示手段と、前記指示手段が多重させないと指示した場合、または、前記指示手段が多重させると指示してかつ前記第2ビット列が第1値を持つ場合には、前記第1ビット列を用いて第1信号を生成し、前記指示手段が多重させると指示してかつ前記第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、前記第1ビット列を用いて第2信号を生成する信号生成手段と、前記第1信号または前記第2信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の無線通信装置は、第1ビット列と第2ビット列を多重させない場合または前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させてかつ前記第2ビット列が第1値を持つ場合に生成される第1信号と、前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させてかつ前記第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合に生成される第2信号とのいずれか1つの信号を受信する受信手段と、前記信号を受信したタイミングによって前記第1ビット列と前記第2ビット列とが多重されているかどうかを判定する判定手段と、受信した信号が第1信号であるか第2信号であるかを判別する判別手段と、前記判定手段が多重されていると判定し、かつ、受信した信号が第1信号であると判別された場合に、データを再送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。
また、本発明の無線通信装置は、他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、前記他の無線通信装置に第1信号を送信する送信手段と、前記他の無線通信装置が送信する第2信号を受信する受信手段と、前記第2信号から、前記他の無線通信装置が前記第1信号の復調に失敗したか、または前記第1信号を受信しなかったかを判別する判別手段と、前記判別手段が、前記他の無線通信装置が前記第1信号を受信しなかったと判別した場合に、データを再送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の無線送信装置、無線通信装置および方法によれば、通信相手との通信を適切に行うことができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線送信装置、無線通信装置および方法について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
まず、従来の問題点を詳細に説明する。
無線通信においては、データだけでなく様々な制御情報も送信される。3GPP−LTEの上りリンク通信では、制御情報を送るための専用のチャネルとしてPUCCH(Physical Uplink Control Channel)というチャネルを定義している。PUCCHでは測定した伝送路の状態を示すために用いられる制御情報であるCQI(Channel Quality Indicator)や、下りリンクで送られたデータ信号が正常に受信されたかどうかを示す制御情報であるACK/NACK(Non−ACK)などが搬送される。3GPP−LTEでは通常、1つのPUCCHにつきCQIとACK/NACKとのいずれか一方のみが送信される。この際、CQIとACK/NACKとでは制御情報の量が異なるために、それぞれ異なるチャネルフォーマットが用いられる。
まず、従来の問題点を詳細に説明する。
無線通信においては、データだけでなく様々な制御情報も送信される。3GPP−LTEの上りリンク通信では、制御情報を送るための専用のチャネルとしてPUCCH(Physical Uplink Control Channel)というチャネルを定義している。PUCCHでは測定した伝送路の状態を示すために用いられる制御情報であるCQI(Channel Quality Indicator)や、下りリンクで送られたデータ信号が正常に受信されたかどうかを示す制御情報であるACK/NACK(Non−ACK)などが搬送される。3GPP−LTEでは通常、1つのPUCCHにつきCQIとACK/NACKとのいずれか一方のみが送信される。この際、CQIとACK/NACKとでは制御情報の量が異なるために、それぞれ異なるチャネルフォーマットが用いられる。
CQIについては、基地局が端末に対してあらかじめ送信タイミングを指示する。すなわち、端末は指示されたタイミングでPUCCHを使ってCQIを送信する。一方、ACK/NACKは、上述したように下りリンクで送られてきたデータが正常に受信されたかどうかを示す制御情報である。すなわち、下りリンクでデータが送られてきた場合に、その後の上りリンクでPUCCHを使ってACK/NACKを送信することになる。そのため、CQIを送信するタイミングと下りリンクでデータが到来するタイミングが一致すると、CQIとACK/NACKを同時に送信する必要が発生する。このような場合に、3GPP−LTEでは1つのPUCCHにCQIとACK/NACKの両方を多重して送信することが検討されている。
3GPP−LTEで検討されている方式では、比較的多いビット数を搬送できるCQIに用いるチャネルフォーマットをベースとして、これにACK/NACKを多重する。具体的には、CQIだけを送っていた場合の信号をベースとして、これにACKを多重する場合にはあるルールにしたがって信号を変換し、またNACKを多重する場合にはまた別のあるルールにしたがって信号を変換する。信号を変換するルールは、送信側と受信側とで既知であるため、受信した信号を観測することによってACKとNACKのどちらが多重されているかを知ることができるとともに、CQIの情報を取り出すことができる。
下りリンクのデータを受信するにあたっては、それに先立ってDL−Grantという制御情報を受信する。DL−Grantでは、下りリンクで受信すべきデータがあることが通知される。すなわち、DL−Grantを受信し、下りリンクで受信すべきデータがある場合には下りリンクのデータの受信を行う。その結果データを正常に受信できればPUCCHを使ってACKを送信し、正常に受信できなかった場合にはPUCCHを使ってNACKを送信する。またこれらの際に、CQIを同時に送信する場合には、CQIだけをPUCCHで送る場合の信号をベースとしてACKまたはNACKのいずれかに対応するルールにしたがって信号を変換させて送信する。
従来の方法では、前述のDL−Grantの受信に失敗した場合に問題が発生する可能性がある。DL−Grantは、下りリンクで受信すべきデータがあることを通知する信号である。すなわち、DL−Grantの受信に失敗すると、端末は下りリンクで受信すべきデータがあった場合でも、これに気づくことができない。すなわちこの端末は、ACKやNACKを基地局に対して送信しないことになる(No−ACK)。このようなDL−Grantの受信失敗と、CQIの送信タイミングが重なった場合に、次のような問題が発生する。
本来であれば、DL−Grantによって下りリンクで受信すべきデータがあることが通知されているため、端末はCQIとACKまたはNACKを多重してPUCCHを送信する必要がある。すなわち、CQIだけをPUCCHで送る場合の信号をベースとして、これにACKまたはNACKのいずれかに対応するルールにしたがって信号を変換させて送信する必要がある。しかしながら、この端末は、DL−Grantの受信を失敗しているため、ACKまたはNACKを送信する必要があることに気づくことができず、CQIだけをPUCCHで送信してしまう。一方、基地局側では、端末がDL−Grantの受信に失敗したことを知ることができないため、CQIだけをPUCCHで送る場合の信号をベースとしてACKまたはNACKのいずれかに対応するルールにしたがって信号が変換させられて送信されてくるものと仮定してしまう可能性がある。その場合、基地局はACKまたはNACKが送信されてきたものと誤って判定してしまう可能性がある。例えば、基地局が誤ってACKが送信されてきたものとして判定した場合、端末がデータを正常に受信できたと判断してしまうため、このデータは再送されなくなってしまう。また、基地局が誤ってNACKが送信されてきたものとして判定した場合、再送はされるものの、端末が下りリンクで送信されたデータの復調処理をまだ行っていないことを仮定していないために適切な再送が行えない場合があり、その結果として再送時のデータの受信性能を大きく劣化させてしまう可能性がある。
(第1の実施形態)
第1の実施形態の無線送信装置について図1を参照して説明する。
本実施形態の無線送信装置は、第1ビット列生成部101、第2ビット列生成部102、多重指示部103、信号制御部104、第1信号生成部105、第2信号生成部106、スイッチ107、無線部108を含む。
第1の実施形態の無線送信装置について図1を参照して説明する。
本実施形態の無線送信装置は、第1ビット列生成部101、第2ビット列生成部102、多重指示部103、信号制御部104、第1信号生成部105、第2信号生成部106、スイッチ107、無線部108を含む。
第1ビット列生成部101は、第1ビット列を生成し、第1信号生成部105および第2信号生成部106に第1ビット列を出力する。第1ビット列は例えばCQIである。
第2ビット列生成部102は、第2ビット列を生成し、信号制御部104に第2ビット列を出力する。第2ビット列は例えばACKまたはNACKである。
多重指示部103は、第1ビット列および前記第2ビット列の多重の有無を指示する。多重指示部103は、例えば、CQIとACKまたはNACKとの多重が必要であるかどうかを指示する。CQIを送信するタイミングは予め基地局から指示されているので、CQIを送信する周期は常に一定である。しかし、ACKまたはNACKの場合には、例えば、ステップS401のようにDL−Grantの復調失敗の場合にのみACKまたはNACKの送信タイミングでないと判断する。
信号制御部104は、第2ビット列と多重指示部103からの多重の有無の指示とを受け取り、第1信号生成部105または第2信号生成部106に信号の生成を指示する信号生成制御信号を出力する。また、信号制御部104は、この信号生成制御信号に応じてスイッチ107を切り替える切替制御信号をスイッチ107に出力する。
信号制御部104は、多重指示部103により多重無しと指示された場合、または、多重指示部103により多重有りと指示されて、かつ、第2ビット列が第1値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第1信号を生成するように第1信号生成部105に信号生成制御信号を出力する。また、信号制御部104は、多重指示部103により多重有りと指示されて、かつ、第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第2信号を生成するように第2信号生成部106に信号生成制御信号を出力する。
信号制御部104は、多重指示部103により多重無しと指示された場合、または、多重指示部103により多重有りと指示されて、かつ、第2ビット列が第1値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第1信号を生成するように第1信号生成部105に信号生成制御信号を出力する。また、信号制御部104は、多重指示部103により多重有りと指示されて、かつ、第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、第1ビット列を用いて第2信号を生成するように第2信号生成部106に信号生成制御信号を出力する。
第1信号生成部105は、信号制御部104から信号生成制御信号を受け取った場合には、第1ビット列を用いて第1信号を生成し、スイッチ107へ出力する。第1信号は例えばNo−ACKまたはNACKをあらわしている。
第2信号生成部106は、信号制御部104から信号生成制御信号を受け取った場合には、第1ビット列を用いて第2信号を生成し、スイッチ107へ出力する。第2信号は例えばACKをあらわしている。
スイッチ107は、信号制御部104からの切替制御信号に応じてスイッチを切り替え、第1信号生成部105または第2信号生成部106と無線部108とを接続する。スイッチ107は、第1信号生成部105が第1信号を生成した場合には第1信号生成部105と無線部108とを接続し、第2信号生成部106が第2信号を生成した場合には第2信号生成部106と無線部108とを接続する。
無線部108は、第1信号生成部105または第2信号生成部106が生成した信号を無線通信装置(例えば、基地局)宛に送信する。
また、変形例として、第2ビット列生成部102が生成する第2ビット列が第1値を持つかどうかを示す制御信号を信号制御部104に出力して、信号制御部104は、この制御信号に応じて信号生成制御信号を生成し、この信号生成制御信号に対応して第1信号生成部105または第2信号生成部106に信号生成制御信号を出力してもよい。
このようにして信号を生成した場合、第1ビット列のみを送信する場合と、第1値をもつ第2ビット列と第1ビット列とを多重する場合の両方で同じ信号が生成される。すなわち、言い換えると、この無線送信装置が、第1値を持つ第2ビット列と第1ビット列を多重する必要がある場合に、正常な動作をして多重を行った場合においても第1信号が生成され、何らかの正常でない動作をして多重を行う必要がないと判断してしまった場合においても第1信号が生成される。この第1信号を受信した相手無線装置は、第2ビット列として第1値が送信されてきたものと判定することができる。したがって、本実施形態によれば、第1ビット列と第2ビット列とを多重する必要があることに気づかなかった場合においても、第2ビット列として第1値を多重したことに相当する信号を送信するために、これを受信した相手無線装置が第1値以外と判定してしまう可能性を小さくすることができるという効果が得られる。
次に、例えば3GPP−LTEのPUCCHで送信するCQIとACK/NACKである場合について図2、図3、図4を参照して説明する。
この場合、CQIは第1ビット列、ACKまたはNACKは第2ビット列と考えることができる。無線送信装置(端末)は、基地局から到来したDL−Grantを受信して(ステップS201)、下りリンクのデータであるDSCH(Downlink Shared Channel)を受信する必要があるかどうかを判断する。受信すべきDSCHがある場合には、これを受信した上で、正常に受信できた場合(ステップS202)にはPUCCHを使ってACK(第2信号)を送信し、正常に受信できなかった場合(ステップS301、復調ミスと呼ぶ)にはNACK(第1信号)を送信する。また、この際に、同時にCQIを送信する必要がある場合には、CQIにACK/NACKを多重して送信する。なお、CQIをいつ基地局へ送信するかは、予め基地局から通知されているので、CQIの送信時刻は端末と基地局で認識されている。
この場合、CQIは第1ビット列、ACKまたはNACKは第2ビット列と考えることができる。無線送信装置(端末)は、基地局から到来したDL−Grantを受信して(ステップS201)、下りリンクのデータであるDSCH(Downlink Shared Channel)を受信する必要があるかどうかを判断する。受信すべきDSCHがある場合には、これを受信した上で、正常に受信できた場合(ステップS202)にはPUCCHを使ってACK(第2信号)を送信し、正常に受信できなかった場合(ステップS301、復調ミスと呼ぶ)にはNACK(第1信号)を送信する。また、この際に、同時にCQIを送信する必要がある場合には、CQIにACK/NACKを多重して送信する。なお、CQIをいつ基地局へ送信するかは、予め基地局から通知されているので、CQIの送信時刻は端末と基地局で認識されている。
第1の実施形態によれば、多重指示部103によってCQIとACK/NACKの多重が必要であることが指示され、また第2ビット列生成部102からはACKまたはNACKに対応するビット列が生成される。第1値をNACKとすると、第2ビット列がNACKである場合には第1信号が生成され(ステップS302)、第2ビット列がACKである場合には第2信号が生成される(ステップS203)。またさらに、無線送信装置がDL−Grantの受信に失敗し、受信すべきDSCHがあることに気づかなかった場合(ステップS401、受信ミスと呼ぶ)には、多重指示部103によってCQIとACK/NACKの多重が必要でないことが指示され、第1信号が生成される(ステップS302)。
すなわち、これらをまとめると、CQIとACK/NACKの多重が必要な場合であって第2信号が生成されるのは、端末がDL−Grantの受信およびDSCHの受信の両方を正常に行った場合(図2)である。一方、CQIとACK/NACKの多重が必要な場合であって第1信号が生成されるのは、端末がDL−Grantの受信に失敗した場合(図4)、または、DL−Grantの受信を正常に行ったのちにDSCHの受信に失敗した場合(図3)のいずれかの場合である。
図3に示すように、第1信号を受信した相手無線装置は、第1ビット列に第1値からなる第2ビット列が多重されていると判断する。この場合、第1値はNACKであるので、相手無線装置はこの無線送信装置からNACKが送信されてきたと判断することができる。すなわち、図4に示されているように、無線送信装置がDL−Grantの受信に失敗した場合には第1信号を生成するため、このような場合に相手無線装置がこれをACKであると誤って判定してしまう可能性を小さくすることができる。これにより、この無線送信装置がDSCHを正常に受信していないにもかかわらず、相手無線装置があやまってACKと判定してデータを再送しなくなるという問題が発生する可能性を小さくすることができる。
次に、第1信号生成部105および第2信号生成部106について図5、図6、図7を参照して説明する。第1信号生成部105および第2信号生成部106の基本的な動作は同じであるため、ここでは共通な動作を説明するにあたっては両方を合わせて信号生成部として説明する。
信号生成部は、例えば図5に示すように、ビット列を符号化する符号化部501と、ビット列を変調する変調部502とからなってもよい。また、例えば図6に示すように、変調した信号にある波形を乗じる波形生成部601をさらに具備してもよい。また、図5、図6のいずれの場合でも、符号化部501は取り除いてもよい。その場合は、符号化部501に入力されていたビット列がそのまま変調部502に入力される。以下、符号化部501、変調部502、波形生成部601のそれぞれについて詳細な動作を説明する。
<符号化部501>
符号化部501はビット列に符号化を施すものである。符号化とは、あらかじめ定められたルールにしたがってビット列を変換する手段を表している。特に無線通信では、入力されたビット列のサイズに対して、符号化後のビット列のサイズが大きくなるような変換からなる符号化がよく用いられる。このようにすることで、符号化後のビット列に冗長な情報を含むために、ある程度誤りが発生した場合においても、その誤りを訂正して元のビット列を復元する復号処理を施すことができるようになる。例えば2ビットのビット列を符号化によって4ビットにする場合を例にあげて説明する。2ビットのビット列は、
[0,0]、[0,1]、[1,0]、[1,1] (1)
の4つの系列がある。これら4つの系列に対してあるルールにしたがって符号化して4ビットにする。例えば、これらを2回繰り返すルールとした場合、それぞれ以下のように符号化される。
[0,0,0,0]、[0,1,0,1]、[1,0,1,0]、[1,1,1,1] (2)
また、ビット反転したのち繰り返すルールとした場合、
[0,0,1,1]、[0,1,1,0]、[1,0,0,1]、[1,1,0,0] (3)
のようになる。このように、同じ入力および同じ出力のビットサイズでも符号化のやり方は複数存在する。以下ではこのような符号化で行う変換ルールのことをCodebookと表すことにする。すなわち、上述の例では1つ目のCodebookでは式(1)から式(2)に変換する変換の対応付けが規定されている。すなわち、例えば[0,0]を[0,0,0,0]に変換することが規定されている。同様に、2つ目のCodebookでは式(1)から式(3)に変換する対応付けが規定されている。
符号化部501はビット列に符号化を施すものである。符号化とは、あらかじめ定められたルールにしたがってビット列を変換する手段を表している。特に無線通信では、入力されたビット列のサイズに対して、符号化後のビット列のサイズが大きくなるような変換からなる符号化がよく用いられる。このようにすることで、符号化後のビット列に冗長な情報を含むために、ある程度誤りが発生した場合においても、その誤りを訂正して元のビット列を復元する復号処理を施すことができるようになる。例えば2ビットのビット列を符号化によって4ビットにする場合を例にあげて説明する。2ビットのビット列は、
[0,0]、[0,1]、[1,0]、[1,1] (1)
の4つの系列がある。これら4つの系列に対してあるルールにしたがって符号化して4ビットにする。例えば、これらを2回繰り返すルールとした場合、それぞれ以下のように符号化される。
[0,0,0,0]、[0,1,0,1]、[1,0,1,0]、[1,1,1,1] (2)
また、ビット反転したのち繰り返すルールとした場合、
[0,0,1,1]、[0,1,1,0]、[1,0,0,1]、[1,1,0,0] (3)
のようになる。このように、同じ入力および同じ出力のビットサイズでも符号化のやり方は複数存在する。以下ではこのような符号化で行う変換ルールのことをCodebookと表すことにする。すなわち、上述の例では1つ目のCodebookでは式(1)から式(2)に変換する変換の対応付けが規定されている。すなわち、例えば[0,0]を[0,0,0,0]に変換することが規定されている。同様に、2つ目のCodebookでは式(1)から式(3)に変換する対応付けが規定されている。
式(2)と式(3)を比較すると、これら8つの系列の中には同じ系列が含まれていないことが分かる。このような場合には、符号化後の系列をみることで、符号化にどちらのCodebookを用いたのかを判定することができる。例えば、[0,1,1,0]というビット列が与えられた場合、これは2つ目のCodebookを用いて符号化したことが分かり、また符号化前のビット列は[0,1]であることが分かる。
<変調部502>
変調部502は入力されたビット列に変調を施すものである。変調とは、与えられたビット列をI,Qの複素平面にマッピングする処理をあらわしている。例えばQPSKでは、与えられたビット列を2ビットずつ
[0,0]、[0,1]、[1,0]、[1,1] (4)
のように組にして、それぞれの組に対してI,Qの複素平面に
(+1/√2,+1/√2)、(−1/√2,+1/√2)、(−1/√2,−1/√2)、(+1/√2,−1/√2) (5)
のようにマッピングする。ただし、式(5)ではIとQの値からなる複素数値を(I,Q)のように表している。このようにすることで、I,Qの複素平面の値から、元の2ビットを復元することができる。QPSKの場合は、2ビットずつ変調が行われるため、入力されたビット列のサイズに対して出力される変調後の複素数値のサイズは1/2になる。また、16QAMの変調をする場合は4ビットずつ変調が行われるため、入力されたビット列のサイズに対して出力される変調後の複素数値のサイズは1/4になる。
変調部502は入力されたビット列に変調を施すものである。変調とは、与えられたビット列をI,Qの複素平面にマッピングする処理をあらわしている。例えばQPSKでは、与えられたビット列を2ビットずつ
[0,0]、[0,1]、[1,0]、[1,1] (4)
のように組にして、それぞれの組に対してI,Qの複素平面に
(+1/√2,+1/√2)、(−1/√2,+1/√2)、(−1/√2,−1/√2)、(+1/√2,−1/√2) (5)
のようにマッピングする。ただし、式(5)ではIとQの値からなる複素数値を(I,Q)のように表している。このようにすることで、I,Qの複素平面の値から、元の2ビットを復元することができる。QPSKの場合は、2ビットずつ変調が行われるため、入力されたビット列のサイズに対して出力される変調後の複素数値のサイズは1/2になる。また、16QAMの変調をする場合は4ビットずつ変調が行われるため、入力されたビット列のサイズに対して出力される変調後の複素数値のサイズは1/4になる。
QPSK変調を行う場合、式(5)以外のマッピングを用いることも可能である。例えば式(5)の値の位相を45度ずつずらして
(+1,0)、(0,+1)、(−1,0)、(0,−1) (6)
のようにマッピングしてもよい。以下では式(5)や式(6)に示されるマッピングのパターンのことをマッピングパターンと呼ぶこととする。
(+1,0)、(0,+1)、(−1,0)、(0,−1) (6)
のようにマッピングしてもよい。以下では式(5)や式(6)に示されるマッピングのパターンのことをマッピングパターンと呼ぶこととする。
式(5)と式(6)を比較すると、これら8つの複素数値の中には同じ値が含まれていないことが分かる。このような場合には、変調後の複素数値をみることで、変調にどちらのマッピングパターンを用いたのかを判定することができる。例えば、(−1/√2,+1/√2)という複素数値が与えられた場合、これは式(5)に対応するマッピングパターンを用いて変調したことが分かり、また変調前のビット列は[0,1]であることが分かる。
<波形生成部601>
波形生成部601は変調した信号毎にある波形を乗じる処理を行う。例えば、変調して生成された複素数値Xが入力された場合に、このXに信号波形S(t)を乗じたX×S(t)という波形を生成する。このようにして生成された波形に対しては、S(t)の複素共役を乗じて積分をすることによってXを復元することが可能である。S(t)として用いる波形としては、例えばCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列を用いてもよい。また、CAZAC系列をIFFTまたはIDFTによって変換した信号を用いてもよい。IFFTまたはIDFTによって変換したCAZAC系列を用いる場合においては、CAZAC系列にXを乗じた後に、IFFTまたはIDFTによって変換を施してもよい。IFFTおよびIDFTは線形演算であるので、このようにXを先に乗じた場合においても同じ信号波形が生成される。
波形生成部601は変調した信号毎にある波形を乗じる処理を行う。例えば、変調して生成された複素数値Xが入力された場合に、このXに信号波形S(t)を乗じたX×S(t)という波形を生成する。このようにして生成された波形に対しては、S(t)の複素共役を乗じて積分をすることによってXを復元することが可能である。S(t)として用いる波形としては、例えばCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列を用いてもよい。また、CAZAC系列をIFFTまたはIDFTによって変換した信号を用いてもよい。IFFTまたはIDFTによって変換したCAZAC系列を用いる場合においては、CAZAC系列にXを乗じた後に、IFFTまたはIDFTによって変換を施してもよい。IFFTおよびIDFTは線形演算であるので、このようにXを先に乗じた場合においても同じ信号波形が生成される。
変調して生成された複素数値X1、X2、X3、X4、X5にS(t)を乗じて信号波形を生成する際に、送受信期間で既知である複素数値Y1、Y2を合わせて乗じてもよい。例えば図7に示されるように信号701、702、703、704、705がそれぞれX1×S(t)、X2×S(t)、X3×S(t)、X4×S(t)、X5×S(t)で、信号706、707がそれぞれY1×S(t)、Y2×S(t)となるようにしてもよい。このようにすると、Y1およびY2は送受信期間で既知であるため、この信号を使って伝送路を推定することができる。
(符号化部の動作が異なる)
第1信号生成部105および第2信号生成部106は、例えば図5または図6に示される構成をとっている場合に、符号化部の動作が異なっていてもよい。例えば、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる符号化部において用いられるCodebookが異なっていてもよい。例えば式(1)、式(2)、式(3)を用いて説明したように2つのCodebookが規定されている場合、第1信号生成部105に含まれる符号化部では1つ目のCodebookを、第2信号生成部106に含まれる符号化部では2つ目のCodebookを用いてもよい。前述のように、2つのCodebookで変換された後のビット列に重複がない場合には、符号化後のビット列から、どちらのCodebookを用いたかを判定することができる。すなわち、無線送信装置から送信された信号を受信した相手無線装置においても、無線送信装置においてどちらのCodebookを用いたのかを判定することができる。すなわち、相手無線装置において第1信号が到来したのか第2信号が到来したのかを判定することができる。また前述のとおり、合わせて第1ビット列を復元することも可能である。
第1信号生成部105および第2信号生成部106は、例えば図5または図6に示される構成をとっている場合に、符号化部の動作が異なっていてもよい。例えば、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる符号化部において用いられるCodebookが異なっていてもよい。例えば式(1)、式(2)、式(3)を用いて説明したように2つのCodebookが規定されている場合、第1信号生成部105に含まれる符号化部では1つ目のCodebookを、第2信号生成部106に含まれる符号化部では2つ目のCodebookを用いてもよい。前述のように、2つのCodebookで変換された後のビット列に重複がない場合には、符号化後のビット列から、どちらのCodebookを用いたかを判定することができる。すなわち、無線送信装置から送信された信号を受信した相手無線装置においても、無線送信装置においてどちらのCodebookを用いたのかを判定することができる。すなわち、相手無線装置において第1信号が到来したのか第2信号が到来したのかを判定することができる。また前述のとおり、合わせて第1ビット列を復元することも可能である。
(変調部の動作が異なる)
第1信号生成部105および第2信号生成部106は、例えば図5または図6に示される構成をとっている場合に、変調部の動作が異なっていてもよい。例えば、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる変調部において用いられるマッピングパターンが異なっていてもよい。例えば式(4)、式(5)、式(6)を用いて説明したように2つのマッピングパターンが規定されている場合、第1信号生成部105に含まれる変調部では1つ目のマッピングパターンを、第2信号生成部106に含まれる変調部では2つ目のマッピングパターンを用いてもよい。前述のように、2つのマッピングパターンで変調された後の複素数値に重複がない場合には、変調後の複素数値から、どちらのマッピングパターンを用いたかを判定することができる。すなわち、無線送信装置から送信された信号を受信した相手無線装置においても、無線送信装置においてどちらのマッピングパターンを用いたのかを判定することができる。すなわち、相手無線装置において第1信号が到来したのか第2信号が到来したのかを判定することができる。また前述のとおり、合わせて変調前のビット列を復元することができるため、これを用いて第1ビット列を復元することも可能である。
第1信号生成部105および第2信号生成部106は、例えば図5または図6に示される構成をとっている場合に、変調部の動作が異なっていてもよい。例えば、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる変調部において用いられるマッピングパターンが異なっていてもよい。例えば式(4)、式(5)、式(6)を用いて説明したように2つのマッピングパターンが規定されている場合、第1信号生成部105に含まれる変調部では1つ目のマッピングパターンを、第2信号生成部106に含まれる変調部では2つ目のマッピングパターンを用いてもよい。前述のように、2つのマッピングパターンで変調された後の複素数値に重複がない場合には、変調後の複素数値から、どちらのマッピングパターンを用いたかを判定することができる。すなわち、無線送信装置から送信された信号を受信した相手無線装置においても、無線送信装置においてどちらのマッピングパターンを用いたのかを判定することができる。すなわち、相手無線装置において第1信号が到来したのか第2信号が到来したのかを判定することができる。また前述のとおり、合わせて変調前のビット列を復元することができるため、これを用いて第1ビット列を復元することも可能である。
(変調部と符号化部の動作が異なる)
第1信号生成部105および第2信号生成部106は、例えば図5または図6に示される構成をとっている場合に、符号化部と変調部の両方の動作が互いに異なっていてもよい。例えば、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる変調部において用いられるマッピングパターンが異なっており、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる符号化部において用いられるCodebookが異なっていてもよい。この場合においても、無線送信装置から送信された信号を受信した相手無線装置において、無線送信装置においてどちらのマッピングパターンを用いたのかを判定することができる。すなわち、相手無線装置において第1信号が到来したのか第2信号が到来したのかを判定することができる。
第1信号生成部105および第2信号生成部106は、例えば図5または図6に示される構成をとっている場合に、符号化部と変調部の両方の動作が互いに異なっていてもよい。例えば、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる変調部において用いられるマッピングパターンが異なっており、第1信号生成部105および第2信号生成部106のそれぞれに含まれる符号化部において用いられるCodebookが異なっていてもよい。この場合においても、無線送信装置から送信された信号を受信した相手無線装置において、無線送信装置においてどちらのマッピングパターンを用いたのかを判定することができる。すなわち、相手無線装置において第1信号が到来したのか第2信号が到来したのかを判定することができる。
なお、従来の発明においては、CQIだけを送信する場合と、CQIにACKを多重した場合と、CQIにNACKを多重した場合とでそれぞれ異なる信号を生成していた。そのため、端末がDL−Grantの受信に失敗してACK/NACKを多重する必要があることに気づかなかった場合に、CQIにACKもNACKも多重しない信号を送信してしまう。これを受信した基地局では、端末においてDL−Grantの受信に失敗したことに気づくことができないために、ACKとNACKを誤って判定してしまう場合があるという問題がある。ただし、このような場合に基地局において、端末がDL−Grantの受信に失敗する可能性があることを仮定すれば、ある程度問題を緩和することも可能である。すなわち基地局では、CQIだけが送られてくる場合と、CQIとACKが多重された信号が送られてくる場合と、CQIとNACKが多重された信号が送られてくる場合の3つの可能性を想定して受信すればよい。このようにすれば、受信した信号をみてCQIだけが送られてきたと正常に判定できた場合には、ACKやNACKと誤って判定してしまう問題を小さくすることも可能である。ただし、本実施形態で上述した手法が2つの可能性から1つを判定する方式であるのに対して、この方法を用いた場合には3つの可能性のなかから1つを判定する方式となる。すなわち判定する候補が多い分だけ、本実施形態で上述した手法と比べれば誤って判定する可能性が高くなる。すなわち、CQIだけが送られてきたにもかかわらず、これにACKやNACKが多重されていると判定してしまう可能性は依然として存在する。さらに詳細には、本実施形態で上述した手法によって第1信号を送信したにもかかわらず基地局でこれを第2信号であると誤って判定してしまう可能性と比べて、ここで説明した方法でCQIだけを送った場合に、CQIにACKやNACKを多重していると誤って判定されてしまう可能性の方が高くなる。この問題をさらに小さくするためには、例えばこのような場合のPUCCHの信号電力を大きくすることが考えられる。信号電力を大きくすることによってSNR(Signal to Noise Ratio)が良くなり、誤って判定する可能性が小さくなる。
以上に示した第1の実施形態によれば、第1値を持つ第2ビット列と第1ビット列を多重する必要がある場合に、正常な動作をして多重を行った場合においても第1信号が生成され、何らかの正常でない動作をして多重を行う必要がないと判断してしまった場合においても第1信号が生成されるので、第1ビット列と第2ビット列とを多重する必要があることに気づかなかった場合においても、第2ビット列として第1値を多重したことに相当する信号を送信するために、これを受信した相手無線装置が第1値以外と判定してしまう可能性を小さくすることができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態の無線送信装置について図8を参照して説明する。
本実施形態は、第1の実施形態の第1信号生成部105と第2信号生成部106とが、1つの信号生成部である第1/2信号生成部801に変更されたことのみが第1の実施形態と異なる。
第2の実施形態の無線送信装置について図8を参照して説明する。
本実施形態は、第1の実施形態の第1信号生成部105と第2信号生成部106とが、1つの信号生成部である第1/2信号生成部801に変更されたことのみが第1の実施形態と異なる。
第1/2信号生成部801は、第1ビット列を用いて第1信号を生成する指示を含む信号生成制御信号を信号制御部104から受け取った場合には第1ビット列を用いて第1信号を生成し無線部108に出力し、第1ビット列を用いて第2信号を生成する指示を含む信号生成制御信号を信号制御部104から受け取った場合には第1ビット列を用いて第2信号を生成し無線部108に出力する。
このようにして構成した無線送信装置の効果は基本的に第1の実施形態と同様である。本実施形態のように第1信号生成部105と第2信号生成部106を共有化することにより、装置を簡略化できるという効果が新たに得られる。
次に、第1/2信号生成部801の動作の一例について図5、図6、図9、図10、図11、図12、図13、図14を参照して説明する。
第1/2信号生成部801は、第1の実施形態における第1信号生成部105と第2信号生成部106の2つの機能をまとめたものであり、基本的な動作は等価である。図5や図6に示される第1信号生成部105および第2信号生成部106の機能について、第1/2信号生成部においては、同一の動作をする機能については共通化することができる。そのため装置を簡略化できる。例えば、第1信号生成部105と第2信号生成部106のそれぞれにおける符号化部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。また同様に、第1信号生成部105と第2信号生成部106のそれぞれにおける変調部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。またさらに同様に、波形生成部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。
第1/2信号生成部801は、第1の実施形態における第1信号生成部105と第2信号生成部106の2つの機能をまとめたものであり、基本的な動作は等価である。図5や図6に示される第1信号生成部105および第2信号生成部106の機能について、第1/2信号生成部においては、同一の動作をする機能については共通化することができる。そのため装置を簡略化できる。例えば、第1信号生成部105と第2信号生成部106のそれぞれにおける符号化部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。また同様に、第1信号生成部105と第2信号生成部106のそれぞれにおける変調部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。またさらに同様に、波形生成部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。
また、図9、図10に示すように、符号化部および変調部に信号制御部104からの信号を入力させ、この入力信号に応じて符号化部901および変調部902の動作を変えるようにしてもよい。例えば信号制御部104から第1信号を生成するように指示する信号が入力された場合には、符号化部901および変調部902を、第1信号を生成するためのCodebookおよびマッピングパターンにして動作させ、第2信号を生成するように指示する信号が入力された場合には、符号化部901および変調部902を、第2信号を生成するためのCodebookおよびマッピングパターンにして動作させればよい。
また、図9および図10の構成において符号化部901は、各Codebookで符号化する符号化部を内部にもち、それらをスイッチで切り替える構成をとってもよい。同様に、変調部902についても各マッピングパターンにして動作する変調部を内部にもち、それらをスイッチで切り替える構成をとってもよい。またさらに、信号制御部104からの信号によらず変調部の動作を同一にする場合には、図11、図12のように変調部502には信号制御部104からの信号を入力しなくてもよい。同様に、信号制御部104からの信号によらず符号化部の動作を同一にする場合には、図13、図14のように符号化部501には信号制御部104からの信号を入力しなくてもよい。このようにして構成した第1/2信号生成部801においても、第1の実施形態における第1信号生成部105と第2信号生成部106と等価な信号を生成できる。
(符号化部の動作が異なる)
第1/2信号生成部801は、図11、図12のような構成をとり、第1信号と第2信号を生成する際に用いる符号化方法を異なるものにしてもよい。例えば、第1信号を生成する際と、第2信号を生成する際とで、異なるCodebookを用いてもよい。詳細は、第1の実施形態での「(符号化部の動作が異なる)」の場合と同様である。
第1/2信号生成部801は、図11、図12のような構成をとり、第1信号と第2信号を生成する際に用いる符号化方法を異なるものにしてもよい。例えば、第1信号を生成する際と、第2信号を生成する際とで、異なるCodebookを用いてもよい。詳細は、第1の実施形態での「(符号化部の動作が異なる)」の場合と同様である。
(変調部の動作が異なる)
第1/2信号生成部801は、図13、図14のような構成をとり、第1信号と第2信号を生成する際に用いる変調方法を異なるものにしてもよい。例えば、第1信号を生成する際と、第2信号を生成する際とで、異なるマッピングパターンを用いてもよい。詳細は、第1の実施形態での「(変調部の動作が異なる)」の場合と同様である。
第1/2信号生成部801は、図13、図14のような構成をとり、第1信号と第2信号を生成する際に用いる変調方法を異なるものにしてもよい。例えば、第1信号を生成する際と、第2信号を生成する際とで、異なるマッピングパターンを用いてもよい。詳細は、第1の実施形態での「(変調部の動作が異なる)」の場合と同様である。
(変調部と符号化部の動作が異なる)
第1/2信号生成部801は、図9、図10のような構成をとり、第1信号と第2信号を生成する際に用いる符号化方法と変調方法の両方を互いに異なるものにしてもよい。例えば、第1信号を生成する際と、第2信号を生成する際とで、異なるCodebookおよびマッピングパターンを用いてもよい。詳細は、第1の実施形態での「(変調部と符号化部の動作が異なる)」の場合と同様である。
第1/2信号生成部801は、図9、図10のような構成をとり、第1信号と第2信号を生成する際に用いる符号化方法と変調方法の両方を互いに異なるものにしてもよい。例えば、第1信号を生成する際と、第2信号を生成する際とで、異なるCodebookおよびマッピングパターンを用いてもよい。詳細は、第1の実施形態での「(変調部と符号化部の動作が異なる)」の場合と同様である。
以上に示した第2の実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、無線送信装置を簡略化することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態の無線送信装置について図15を参照して説明する。
本実施形態の無線送信装置は、第1の実施形態での第2ビット列生成部102と第2信号生成部106とが、それぞれ第2ビット列生成部1501、第2信号生成部1502に変更になることのみが異なる。
第3の実施形態の無線送信装置について図15を参照して説明する。
本実施形態の無線送信装置は、第1の実施形態での第2ビット列生成部102と第2信号生成部106とが、それぞれ第2ビット列生成部1501、第2信号生成部1502に変更になることのみが異なる。
第2ビット列生成部1501は、第2ビット列を生成し、第2ビット列を第2信号生成部1502および信号制御部104に出力する。第2ビット列は、ACKまたはNACKである。
第2信号生成部1502は、第2ビット列を入力して第2ビット列が第1値以外のどの値を持つかを判定し、信号制御部104から信号生成制御信号を受け取った場合には、第1ビット列を用いて、判定した値に対応した第2信号を生成し、スイッチ107へ出力する。第2信号は例えばACKである。
また、変形例として、第2ビット列生成部1501が生成する第2ビット列が第1値以外のどの値を持つかを示す制御信号を第2信号生成部1502に出力し、第2信号生成部1502はこの制御信号に応じて第2信号を生成してもよい。またこの場合、第2ビット列生成部1502が生成する第2ビット列が第1値であるかどうかを示す制御信号を信号制御部104に入力しても良い。
第3の実施形態にもとづいて信号を生成した場合にも、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、第1ビット列と第2ビット列を多重する必要があることに気づかなかった場合においても、第2ビット列として第1値を多重したことに相当する信号を送信するために、これを受信した相手無線装置が第1値以外と判定してしまう可能性を小さくすることができるという効果が得られる。第1ビット列のみを送信する場合と、第1値をもつ第2ビット列と第1ビット列とを多重する場合の両方で第1信号を生成するために、この無線装置が何らかの正常でない動作をして多重を行う必要がないと判断してしまった場合においても第1信号が生成される。したがって、これを受信した相手無線装置が、この信号を第1値以外と判定してしまう可能性を小さくすることができるという効果が得られる。
第3の実施形態においてはこの効果に加えて、次に説明する効果が得られる。
第2ビット列が1ビットであった場合、第2ビット列が持ちえる値は2通りしかない。すなわち第1値以外の値としては1つしかない。第2信号が生成されるのは、第2ビット列が第1値以外の場合であるので、第2信号を生成する際に第2ビット列として可能性がある値は1通りしかないことになる。すなわち、第2信号を生成するにあたっては、第2ビット列の値は予め1つの値に限定されていることになる。したがって、第1の実施形態で示されているように、第1ビット列だけを用いて信号を生成しても、第2ビット列を用いたときと同様の信号を生成することができる。
第2ビット列が1ビットであった場合、第2ビット列が持ちえる値は2通りしかない。すなわち第1値以外の値としては1つしかない。第2信号が生成されるのは、第2ビット列が第1値以外の場合であるので、第2信号を生成する際に第2ビット列として可能性がある値は1通りしかないことになる。すなわち、第2信号を生成するにあたっては、第2ビット列の値は予め1つの値に限定されていることになる。したがって、第1の実施形態で示されているように、第1ビット列だけを用いて信号を生成しても、第2ビット列を用いたときと同様の信号を生成することができる。
一方、第2ビット列が2ビット以上の値を持つ場合、第2ビット列が持ちえる値は4通り以上になる。すなわち、第1値以外の値は3通り以上あることになる。本実施形態によれば、第1ビット列と合わせて第2ビット列も用いて第2信号を生成することができるため、第2信号によって第1値以外の値を搬送することが可能となる。
次に、例えば3GPP−LTEのPUCCHで送信するCQIとACK/NACKである場合について図2、図4を参照して説明する。
3GPP−LTEでは、DL−Grantによって受信すべきDSCHがあることを通知する。この際、同時に2つ以上のデータを受信する必要がある場合がある。その場合には、ACK/NACKの情報も2ビット以上になる場合がある。2ビット以上の情報を使って示されるACK/NACKのうち、少なくとも1つがいずれのデータも正常に受信できなかったことを示す情報、また少なくとも1つがいずれのデータも正常に受信できたことを示す情報、そしてそれ以外は部分的に受信できたことを示す情報となる。このような場合には、いずれのデータも正常に受信できなかったことを示す情報を第1値とする。このようにすると、いずれのデータも正常に受信できなかった場合にも、DL−Grantの受信に失敗して(ステップS401)CQIとACK/NACKを多重する必要があることに気づかなかった場合にも第1信号が生成される(ステップS302)。これにより、端末が誤ってDL−Grantの受信に失敗した場合においても第1値を多重したことに相当する第1信号が生成されるため、これを受信した相手無線装置は第1値以外の値と誤って判定してしまう可能性を小さくすることができる。
また、DL−Grantを正常に受信し(ステップS201)、その結果としてACK/NACKが第1値以外の値を持っていた場合(ステップS202)、第2信号に多重されて搬送されるため(ステップS203)、第1値以外の値についても相手無線装置に対して通知することができる。
3GPP−LTEでは、DL−Grantによって受信すべきDSCHがあることを通知する。この際、同時に2つ以上のデータを受信する必要がある場合がある。その場合には、ACK/NACKの情報も2ビット以上になる場合がある。2ビット以上の情報を使って示されるACK/NACKのうち、少なくとも1つがいずれのデータも正常に受信できなかったことを示す情報、また少なくとも1つがいずれのデータも正常に受信できたことを示す情報、そしてそれ以外は部分的に受信できたことを示す情報となる。このような場合には、いずれのデータも正常に受信できなかったことを示す情報を第1値とする。このようにすると、いずれのデータも正常に受信できなかった場合にも、DL−Grantの受信に失敗して(ステップS401)CQIとACK/NACKを多重する必要があることに気づかなかった場合にも第1信号が生成される(ステップS302)。これにより、端末が誤ってDL−Grantの受信に失敗した場合においても第1値を多重したことに相当する第1信号が生成されるため、これを受信した相手無線装置は第1値以外の値と誤って判定してしまう可能性を小さくすることができる。
また、DL−Grantを正常に受信し(ステップS201)、その結果としてACK/NACKが第1値以外の値を持っていた場合(ステップS202)、第2信号に多重されて搬送されるため(ステップS203)、第1値以外の値についても相手無線装置に対して通知することができる。
次に、第1信号生成部105および第2信号生成部1502について図5、図6、図9、図10、図11、図12、図13、図14を参照して説明する。
第3の実施形態における第1信号生成部105の構成は、第1の実施形態における第1信号生成部105と基本的に同じであり、図5または図6のような構成をとる。一方、第3の実施形態における第2信号生成部1502は、第1の実施形態における第2信号生成部106とは異なり、第2ビット列自体、もしくは第2ビット列が第1値以外のどの情報を持つかを示す制御情報も入力として受ける。この場合の第2信号生成部1502の構成は、図9、図10、図11、図12、図13、図14に示されるものになる。本実施形態での符号化部、変調部が入力する信号は、第1の実施形態とは異なり、信号制御部104からの制御信号だけでなく、第2ビット列生成部1501からの第2ビット列も入力する。すなわち、本実施形態の第2信号生成部1502は、入力された第2ビット列に応じて、符号化部、変調部またはその両方の動作を変える。
第3の実施形態における第1信号生成部105の構成は、第1の実施形態における第1信号生成部105と基本的に同じであり、図5または図6のような構成をとる。一方、第3の実施形態における第2信号生成部1502は、第1の実施形態における第2信号生成部106とは異なり、第2ビット列自体、もしくは第2ビット列が第1値以外のどの情報を持つかを示す制御情報も入力として受ける。この場合の第2信号生成部1502の構成は、図9、図10、図11、図12、図13、図14に示されるものになる。本実施形態での符号化部、変調部が入力する信号は、第1の実施形態とは異なり、信号制御部104からの制御信号だけでなく、第2ビット列生成部1501からの第2ビット列も入力する。すなわち、本実施形態の第2信号生成部1502は、入力された第2ビット列に応じて、符号化部、変調部またはその両方の動作を変える。
例えば、入力された第2ビット列に応じて、符号化に用いるCodebookを変えたり、変調に用いるマッピングパターンを変えたりする。第2ビットの値に応じて符号化と変調の両方を変えたい場合には図9または図10の構成を、符号化だけを変えたい場合には図11または図12の構成を、変調だけを変えたい場合には図13または図14の構成をそれぞれとればよい。前述のように、Codebookで符号化後のビットに重複がないように選んでいれば符号化後のビットから符号化に用いたCodebookを判定することができる。この性質を用いて、第2ビット列の値に応じてCodebookを変えることによって、第2ビット列の情報を第2信号で送ることができる。同様に、マッピングパターンについても変調後の複素数値に重複がないように選べば、変調後の複素数値から変調に用いたマッピングパターンを判定することができるので、Codebookの場合と同様にして、第2ビット列の値に応じてCodebookを変えることによって、第2ビット列の情報を第2信号で送ることができる。第2ビット列の値に応じてCodebookとマッピングパターンを変える場合には、第2ビット列の値毎にCodebookとマッピングパターンの少なくともいずれか一方が変っていれば、第2ビット列の値を判定することは可能である。例えば、第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値の3通りある場合に、Codebookを2つ、マッピングパターンを2つ用意して、
第2値:Codebook1、マッピングパターン2
第3値:Codebook2、マッピングパターン1
第4値:Codebook2、マッピングパターン2
というように割り当てれば、第2値、第3値、第4値を判定できる。またこの際には、第1信号生成部105における符号化部ではCodebook1を、変調部ではマッピングパターン1を使っていることが望ましい。そうすることにより、第1信号であるか第2信号であるかについても合わせて判定することが可能となる。一方、変調部の動作を変化させない場合には、第2信号生成部1502の符号化部においては少なくとも3つのCodebookが必要になる。同様に、符号化部の動作を変化させない場合には、第2信号生成部1502の変調部においては少なくとも3つのマッピングパターンが必要になる。
第2値:Codebook1、マッピングパターン2
第3値:Codebook2、マッピングパターン1
第4値:Codebook2、マッピングパターン2
というように割り当てれば、第2値、第3値、第4値を判定できる。またこの際には、第1信号生成部105における符号化部ではCodebook1を、変調部ではマッピングパターン1を使っていることが望ましい。そうすることにより、第1信号であるか第2信号であるかについても合わせて判定することが可能となる。一方、変調部の動作を変化させない場合には、第2信号生成部1502の符号化部においては少なくとも3つのCodebookが必要になる。同様に、符号化部の動作を変化させない場合には、第2信号生成部1502の変調部においては少なくとも3つのマッピングパターンが必要になる。
以上に示した第3の実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、第2ビット列に2ビット以上の値を持たせることによって、第2ビット列が持ちえる値は4通り以上になるので、第1ビット列と合わせて第2ビット列も用いて第2信号を生成することができるため、第2信号によって第1値以外の値を搬送することが可能となる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態の無線送信装置について図16を参照して説明する。
本実施形態は、第3の実施形態の第1信号生成部105と第2信号生成部1502とが、1つの信号生成部である第1/2信号生成部1601に変更されたことのみが第3の実施形態と異なる。
第4の実施形態の無線送信装置について図16を参照して説明する。
本実施形態は、第3の実施形態の第1信号生成部105と第2信号生成部1502とが、1つの信号生成部である第1/2信号生成部1601に変更されたことのみが第3の実施形態と異なる。
第1/2信号生成部1601は、第1ビット列を用いて第1信号を生成する指示を含む信号生成制御信号を信号制御部104から受け取った場合には第1ビット列を用いて第1信号を生成し無線部108に出力し、第1ビット列を用いて第2信号を生成する指示を含む信号生成制御信号を信号制御部104から受け取った場合には、第2ビット列を入力して第2ビット列が第1値以外のどの値を持つかを判定し、第1ビット列を用いて、判定した値に対応した第2信号を生成し無線部108に出力する。
このようにして構成した無線送信装置の効果は基本的に第3の実施形態と同様である。本実施形態のように第1信号生成部105と第2信号生成部1502を共有化することにより、装置を簡略化できるという効果が新たに得られる。なお、例えば、第1/2信号生成部1601と信号制御部104とを同一のモジュールとしても装置を簡略化できる可能性がある。
次に、第1/2信号生成部1601の動作の一例について図5、図6、図9、図10、図11、図12、図13、図14を参照して説明する。
第1/2信号生成部1601は、第3の実施形態における第1信号生成部105と第2信号生成部1502の2つの機能をまとめたものであり、基本的な動作は等価である。図5、図6、図9、図10、図11、図12、図13、図14に示される第1信号生成部105および第2信号生成部1502の機能について、第1/2信号生成部1601においては、同一の動作をする機能については共通化することができる。そのため装置を簡略化できる。例えば、第1信号生成部105と第2信号生成部1502のそれぞれにおける符号化部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。また同様に、第1信号生成部105と第2信号生成部1502のそれぞれにおける変調部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。またさらに同様に、波形生成部601の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。
第1/2信号生成部1601は、第3の実施形態における第1信号生成部105と第2信号生成部1502の2つの機能をまとめたものであり、基本的な動作は等価である。図5、図6、図9、図10、図11、図12、図13、図14に示される第1信号生成部105および第2信号生成部1502の機能について、第1/2信号生成部1601においては、同一の動作をする機能については共通化することができる。そのため装置を簡略化できる。例えば、第1信号生成部105と第2信号生成部1502のそれぞれにおける符号化部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。また同様に、第1信号生成部105と第2信号生成部1502のそれぞれにおける変調部の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。またさらに同様に、波形生成部601の動作が同じ場合にはこれらを共通化してもよい。
また、図9、図10に示すように、符号化部901および変調部902に信号制御部104からの信号と第2ビット列を入力させ、これらの入力信号に応じて符号化部901および変調部902の動作を変えるようにしてもよい。例えば信号制御部104から第1信号を生成するように指示する信号が入力された場合には、符号化部901および変調部902を、第1信号を生成するためのCodebookおよびマッピングパターンにして動作させ、信号制御部104から第2信号を生成するように指示する信号が入力された場合には、第2ビット列の値に応じて設定したCodebookおよびマッピングパターンにして符号化部901および変調部902を動作させればよい。
また、図9および図10の構成において符号化部901は、各Codebookで符号化する符号化部を内部にもち、それらをスイッチで切り替える構成をとってもよい。同様に、変調部902についても各マッピングパターンにして動作する変調部を内部にもち、それらをスイッチで切り替える構成をとってもよい。またさらに、信号制御部104からの信号や第2ビット列の値によらず変調部の動作を同一にする場合には、図11、図12のように変調部502には信号制御部104からの信号を入力しなくてもよい。同様に、信号制御部104からの信号や第2ビット列の値によらず符号化部の動作を同一にする場合には、図13、図14のように符号化部501には信号制御部104からの信号を入力しなくてもよい。このようにして構成した第1/2信号生成部においても、第1の実施形態における第1信号生成部105と第2信号生成部106と等価な信号を生成できる。
信号制御部104からの信号と第2ビット列の値に応じてCodebookとマッピングパターンを変える場合には、第2ビット列の値毎にCodebookとマッピングパターンの少なくともいずれか一方が変っていれば、第2ビット列の値を判定することは可能である。例えば、第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値の3通りある場合に、Codebookを2つ、マッピングパターンを2つ用意して、
第1信号 :Codebook1、マッピングパターン1
第2信号、第2値:Codebook1、マッピングパターン2
第2信号、第3値:Codebook2、マッピングパターン1
第2信号、第4値:Codebook2、マッピングパターン2
というように割り当てれば、第1信号であるか第2信号であるかと合わせて、第2信号に多重された第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値のいずれであるかを判定することが可能となる。同様にして、
第1信号 :Codebook1、マッピングパターン1
第2信号、第2値:Codebook2、マッピングパターン1
第2信号、第3値:Codebook1、マッピングパターン2
第2信号、第4値:Codebook2、マッピングパターン2
というように割り当てても、第1信号であるか第2信号であるかと合わせて、第2信号に多重された第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値のいずれであるかを判定することが可能となる。
第1信号 :Codebook1、マッピングパターン1
第2信号、第2値:Codebook1、マッピングパターン2
第2信号、第3値:Codebook2、マッピングパターン1
第2信号、第4値:Codebook2、マッピングパターン2
というように割り当てれば、第1信号であるか第2信号であるかと合わせて、第2信号に多重された第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値のいずれであるかを判定することが可能となる。同様にして、
第1信号 :Codebook1、マッピングパターン1
第2信号、第2値:Codebook2、マッピングパターン1
第2信号、第3値:Codebook1、マッピングパターン2
第2信号、第4値:Codebook2、マッピングパターン2
というように割り当てても、第1信号であるか第2信号であるかと合わせて、第2信号に多重された第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値のいずれであるかを判定することが可能となる。
一方、変調部の動作を変化させない場合には、第1/2信号生成部1601の符号化部においては少なくとも4つのCodebookが必要になる。同様に、符号化部の動作を変化させない場合には、第1/2信号生成部1601の変調部においては少なくとも4つのマッピングパターンが必要になる。
また、図7を使って説明したように送受信器間で既知の信号Y1、Y2を送信する場合には、これらを使って第2値、第3値、第4値の一部を送ることも可能である。前述のように、Y1およびY2は送受信期間で既知の信号であり、これを使って伝送路を推定することができる。この際、Y1、Y2を使う代わりに、例えばY1と−Y2を使って送った場合、伝送路で重畳される歪がある程度以上でなければ、受信機側でY1、Y2の代わりにY1、−Y2を送信したことを検出することは可能である。そこで、(Y1,Y2)を送信するか、(Y1、−Y2)を送信するかで1ビット分の情報を送ることが可能である。これを使って例えば、
第1信号 :マッピングパターン1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:マッピングパターン1、(Y1,−Y2)
第2信号、第3値:マッピングパターン2、(Y1,Y2)
第2信号、第4値:マッピングパターン2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したり、
第1信号 :マッピングパターン1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:マッピングパターン2、(Y1,Y2)
第2信号、第3値:マッピングパターン1、(Y1,−Y2)
第2信号、第4値:マッピングパターン2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したり、
第1信号 :Codebook1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:Codebook1、(Y1,−Y2)
第2信号、第3値:Codebook2、(Y1,Y2)
第2信号、第4値:Codebook2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したり、
第1信号 :Codebook1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:Codebook2、(Y1,Y2)
第2信号、第3値:Codebook1、(Y1,−Y2)
第2信号、第4値:Codebook2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したりすることでも、第1信号であるか第2信号であるかと合わせて、第2信号に多重された第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値のいずれであるかを判定することが可能となる。またこれらの場合、マッピングパターンとCodebookのいずれか一方のみを2通りで変化させればよい。
第1信号 :マッピングパターン1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:マッピングパターン1、(Y1,−Y2)
第2信号、第3値:マッピングパターン2、(Y1,Y2)
第2信号、第4値:マッピングパターン2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したり、
第1信号 :マッピングパターン1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:マッピングパターン2、(Y1,Y2)
第2信号、第3値:マッピングパターン1、(Y1,−Y2)
第2信号、第4値:マッピングパターン2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したり、
第1信号 :Codebook1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:Codebook1、(Y1,−Y2)
第2信号、第3値:Codebook2、(Y1,Y2)
第2信号、第4値:Codebook2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したり、
第1信号 :Codebook1、(Y1,Y2)
第2信号、第2値:Codebook2、(Y1,Y2)
第2信号、第3値:Codebook1、(Y1,−Y2)
第2信号、第4値:Codebook2、(Y1,−Y2)
というようにして信号を生成したりすることでも、第1信号であるか第2信号であるかと合わせて、第2信号に多重された第2ビット列の値が第2値、第3値、第4値のいずれであるかを判定することが可能となる。またこれらの場合、マッピングパターンとCodebookのいずれか一方のみを2通りで変化させればよい。
以上に示した第4の実施形態によれば、第3の実施形態の効果に加えて、無線送信装置を簡略化することができる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態の無線通信装置について図17を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、無線部1701,1708、信号復調部1702、多重通知部1703、ビット列生成部1704、符号化部1705、送信ビット列選択部1706、変調部1707を含む。
第5の実施形態の無線通信装置について図17を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置は、無線部1701,1708、信号復調部1702、多重通知部1703、ビット列生成部1704、符号化部1705、送信ビット列選択部1706、変調部1707を含む。
無線部1701は、上述した第1の実施形態から第4の実施形態の無線送信装置から到来する信号を受信する。
多重通知部1703は、第1ビット列および第2ビット列の多重の有無を通知する。例えば、CQIの送信タイミングとACK/NACKの送信タイミングのいずれも基地局が端末に対して指示をするものであるため、基地局ではCQIとACK/NACKを多重する必要があるかどうかを知ることができる。これによって多重通知部1703は多重の有り無しを判定して通知することができる。
信号復調部1702は、受信した信号を復調し受信した信号が第1信号であるか第2信号であるかを判別する。
送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、かつ、信号復調部1702により受信信号が第1信号であると判定された場合に、直前に送信した信号と同じ信号からなるデータを選択する。
変調部1707と1708は、送信ビット列選択部1706が選択したデータを無線送信装置宛に送信する。
このようにして構成された無線通信装置から再送されたデータは、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で同じ信号を送信する。そのため、直前に送信したデータが受信された場合と同等の受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。
次に、符号化と再送方法について図18、図19、図20、図21を参照して説明する。
符号化とは前述の通り、あるルールにしたがってビット列を変換する手法である。符号化には大きく分けて2つの方式がある。1つ目は、図18に示すように、元のビット列1801を符号化したビット列が、元のビット列と同じビット列1802と冗長なビット列1803からなるような符号化(以下では組織符号化と呼ぶ)である。2つ目は、図19に示すように、元のビット列1901を符号化したビット列に、元のビット列1901と同じビット列が含まれないような符号化(以下では非組織符号化と呼ぶ)である。また図18のような組織符号化を用いた場合に、ビット列1802を情報ビット、ビット列1803をパリティビットとそれぞれ呼ぶことにする。また、これらを合わせて符号化ビットと呼ぶ。図19のような非組織符号化を用いた場合には、ビットの区別なく全てを合わせて符号化ビットと呼ぶことにする。
符号化とは前述の通り、あるルールにしたがってビット列を変換する手法である。符号化には大きく分けて2つの方式がある。1つ目は、図18に示すように、元のビット列1801を符号化したビット列が、元のビット列と同じビット列1802と冗長なビット列1803からなるような符号化(以下では組織符号化と呼ぶ)である。2つ目は、図19に示すように、元のビット列1901を符号化したビット列に、元のビット列1901と同じビット列が含まれないような符号化(以下では非組織符号化と呼ぶ)である。また図18のような組織符号化を用いた場合に、ビット列1802を情報ビット、ビット列1803をパリティビットとそれぞれ呼ぶことにする。また、これらを合わせて符号化ビットと呼ぶ。図19のような非組織符号化を用いた場合には、ビットの区別なく全てを合わせて符号化ビットと呼ぶことにする。
符号化ビット列の長さに対する、元のビット列の長さの割合を符号化率と呼ぶ。例えば図18や図19の例では符号化率は1/3である。符号化率が小さいほど復号時の誤り訂正能力は向上するが、データレートは低下する。一般に符号化による誤り訂正能力を最大限に発揮するためには、符号化によって生成されたビット列全てを1回で送信することが望ましい。ただし、その場合には符号化率に応じてデータレートが低下してしまう。そこでデータレートを向上させるために符号化で生成したビット列の一部を送信する方法が採られる場合がある。
例えば図20のビット列2001、図21のビット列2101だけを送ることが可能である。このようにすると、データレートは元の倍になる。ただし、符号化によって生成したビットのうちの一部しか送信していないため符号化率はそれに応じて大きくなる。例えば今回の例では符号化率1/3で符号化をしたあとにその1/2のビット列を送信しているため、この場合の符号化率は2/3になる。符号化率の上昇に応じて誤り訂正能力も低下する。一般に符号化では、符号化によって生成された全ての符号化ビット列がそろったときに、誤り訂正能力を最大限に発揮することができる。また、一般に組織符号化では、パリティビットと比べて情報ビットの重要度の方が高く、情報ビットが一部または全部かけてしまった場合に誤り訂正能力が大きく劣化する可能性がある。
例えば図20のビット列2001、図21のビット列2101だけを送ることが可能である。このようにすると、データレートは元の倍になる。ただし、符号化によって生成したビットのうちの一部しか送信していないため符号化率はそれに応じて大きくなる。例えば今回の例では符号化率1/3で符号化をしたあとにその1/2のビット列を送信しているため、この場合の符号化率は2/3になる。符号化率の上昇に応じて誤り訂正能力も低下する。一般に符号化では、符号化によって生成された全ての符号化ビット列がそろったときに、誤り訂正能力を最大限に発揮することができる。また、一般に組織符号化では、パリティビットと比べて情報ビットの重要度の方が高く、情報ビットが一部または全部かけてしまった場合に誤り訂正能力が大きく劣化する可能性がある。
次に、このようにデータレートを向上させるために符号化したビット列の一部だけを送信した際の再送方法について図3、図4を参照して説明する。
データの再送とは、データが通信相手において正常に受信されなかった場合に、再度データを送信することである。データが正常に受信されなかったケースは大きく2つに分類される。1つは、データを受信して復調を試みたものの、誤りを訂正しきれずに正常な受信ができなかった場合(ステップS301)である。以下ではこのようなケースを復調ミスと呼ぶこととする。そしてもう1つは、データが到来していることに気づかず、復調自体を試みなかった場合(ステップS401)である。このようなケースを受信ミスと呼ぶ。
データの再送とは、データが通信相手において正常に受信されなかった場合に、再度データを送信することである。データが正常に受信されなかったケースは大きく2つに分類される。1つは、データを受信して復調を試みたものの、誤りを訂正しきれずに正常な受信ができなかった場合(ステップS301)である。以下ではこのようなケースを復調ミスと呼ぶこととする。そしてもう1つは、データが到来していることに気づかず、復調自体を試みなかった場合(ステップS401)である。このようなケースを受信ミスと呼ぶ。
復調ミスと受信ミスのいずれの場合も、再度データを送信することによって、すなわち再送をおこなうことによって受信を成功させることが可能である。このような再送には大きく分けて2つの方式がある。1つは、直前と同じ信号を送信する方法である。以下ではこれを同一再送とよぶこととする。そしてもうひとつは直前とは異なる信号を送信する方法である。以下ではこれをインクリメンタルリダンダンシー再送と呼ぶこととする。
次に、同一再送とインクリメンタルリダンダンシー再送について図20および図21の例を使って詳細に説明する。
図20や図21のように生成した符号化ビット列のうち、1回目の送信でビット列2001やビット列2101のように符号化したビット列の一部だけを送信していた場合を考える。1回目の送信について受信が失敗し、2回目の送信を行う際に、同一再送では1回目とおなじくそれぞれビット列2001、ビット列2101を送信する。一方、インクリメンタルリダンダンシー再送では、1回目とは異なるビット列を送ってもよい。例えばこの例ではそれぞれ、ビット列2002、ビット列2102を送信してもよい。また例えば、ビット列2001とビット列2002から半分ずつ、ビット列2101とビット列2102から半分ずつというようにしてもよい。いずれにしても1回目とは異なるビット列が含まれているようにして送信することをインクリメンタルリダンダンシー再送と呼ぶ。前述のように、符号の誤り訂正能力を最大限に発揮するためには符号化ビット列を全てそろえることが望ましい。そのため、図20や図21の例でインクリメンタルリダンダンシー再送をするにあたって、誤り訂正能力を向上させることを考えた場合、それぞれビット列2002、ビット列2102からなる再送をした方が好ましいことが分かる。このようにすれば、受信の失敗が復調ミス(ステップS301)であった場合に、1回目と2回目を合わせてそれぞれ、ビット列2001とビット列2002、ビット列2101とビット列2102をそろえることができるために、誤り訂正能力を最大限に発揮させることができる。
図20や図21のように生成した符号化ビット列のうち、1回目の送信でビット列2001やビット列2101のように符号化したビット列の一部だけを送信していた場合を考える。1回目の送信について受信が失敗し、2回目の送信を行う際に、同一再送では1回目とおなじくそれぞれビット列2001、ビット列2101を送信する。一方、インクリメンタルリダンダンシー再送では、1回目とは異なるビット列を送ってもよい。例えばこの例ではそれぞれ、ビット列2002、ビット列2102を送信してもよい。また例えば、ビット列2001とビット列2002から半分ずつ、ビット列2101とビット列2102から半分ずつというようにしてもよい。いずれにしても1回目とは異なるビット列が含まれているようにして送信することをインクリメンタルリダンダンシー再送と呼ぶ。前述のように、符号の誤り訂正能力を最大限に発揮するためには符号化ビット列を全てそろえることが望ましい。そのため、図20や図21の例でインクリメンタルリダンダンシー再送をするにあたって、誤り訂正能力を向上させることを考えた場合、それぞれビット列2002、ビット列2102からなる再送をした方が好ましいことが分かる。このようにすれば、受信の失敗が復調ミス(ステップS301)であった場合に、1回目と2回目を合わせてそれぞれ、ビット列2001とビット列2002、ビット列2101とビット列2102をそろえることができるために、誤り訂正能力を最大限に発揮させることができる。
その一方で、受信の失敗が受信ミスであった場合(ステップS401)にインクリメンタルリダンダンシー再送を用いると問題が発生する場合がある。例えば図20の例で1回目の送信でビット列2001を、2回目の送信でビット列2002を送信した場合で、1回目のデータに対して受信ミスをした場合、2回目に送信されたビット列2002だけで復号をしなければならなくなる。前述の通り、組織符号化ではパリティビットと比べて情報ビットの重要度が高く、情報ビットが一部または全部かけてしまった場合に誤り訂正能力が大きく劣化する可能性がある。今回の例では、ビット列2002には情報ビットはまったく含まれないために、復号性能が大幅に劣化してしまうという問題が発生する。
まず、受信ミスを検出する無線通信装置について図25を参照して説明する。この無線通信装置は、図17の無線通信装置と比較して信号復調部1702の代わりに受信ミス判定部2501を設け、多重通知部1703が無く、送信ビット列選択部2502が多重有り無しの情報を受け取らないことが異なる。すなわち、この無線通信装置は第1信号、第2信号の受信とは無関係に受信ミスを検出するためのものである。
受信ミス判定部2501は、受信ミスの検出方法として、例えば、受信側から送信されたACK/NACK信号が、ACKまたはNACKと判定するために十分な精度が得られていない場合には、ACK/NACKも送信されていないと判断し、これを受信ミスと判定することができる。より具体的な例では、ACKとNACKを示す1ビット情報がBPSKによって送信されており、+1がACK、−1がNACKである場合に、受信した信号が0に近い値でACKともNACKとも判断することが難しい場合には、受信ミス判定部2501は、ACKとNACKのいずれも送信されていないと判断し、これを受信ミスと判定する。
送信ビット列選択部2502は、受信ミス判定部2501が受信ミスであると判定した場合に、再送を行う送信ビット列を選択する。
送信ビット列選択部2502は、受信ミス判定部2501が受信ミスであると判定した場合に、再送を行う送信ビット列を選択する。
次に、復号性能が大幅に劣化してしまうという問題に対しての解決策について、図20、図21、図23、図24を参照して説明する。
問題が発生するのは、符号化に組織符号化を用いており、受信側でこれを受信した際に受信ミス(ステップS401)をし、さらにこれに対する再送でインクリメンタルリダンダンシー再送を用いた場合である。したがって、これらの要因のいずれかを除去すれば問題を解決することができる。
問題が発生するのは、符号化に組織符号化を用いており、受信側でこれを受信した際に受信ミス(ステップS401)をし、さらにこれに対する再送でインクリメンタルリダンダンシー再送を用いた場合である。したがって、これらの要因のいずれかを除去すれば問題を解決することができる。
例えば、受信側で受信ミスをしたことが検出できた場合、または受信ミスをした可能性があることが検出できた場合には、再送で問題が起きないように工夫をすればよい。
再送の工夫としては例えば、直前に送ったビット列と同じビット列からなる信号を再送してもよい。言い換えると直前に送信した信号と同じ信号からなるデータを送信すればよい。このようにすれば、受信ミスをした場合でも、同じデータが再度送信されるために、直前に送信したデータが受信された場合と同等の受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。
例えば図20で、1回目にビット列2001を、復調ミスである場合には2回目の送信でビット列2002をそれぞれ送信するような場合に、復調ミスではなく受信ミスであること、もしくは受信ミスの可能性があることが検出された場合には1回目とおなじビット列2001を送信する。
ここで説明したような再送の工夫をすることにより、受信ミスをした場合の再送で受信性能が大幅に劣化する可能性があるという問題を回避できる。ただしその一方で、復調ミスをした場合(ステップS301)の性能は、若干劣化する場合がある。例えば、図20の例で1回目の送信でビット列2001を、2回目の送信でビット列2002を送信した場合と、図20の例で1回目の送信でビット列2001を、2回目の送信でもビット列2001を送信した場合とを比べると、受信ミスである場合には、符号化ビットを全てそろえることができる前者の方がよい性能を得られる場合がある。これについては、1回の送信で送信するビット列の符号化率が大きいほど、性能差が大きくなりやすい。逆に言うと、符号化率が小さい場合には性能差はほとんどないため、上述の再送の工夫を実施しても問題は発生しない。そこでこのような性能劣化を最小限に抑えるために、符号化率が高い場合には上述の再送の工夫を実施しないということをしてもよい。また他の方法では、基地局がCQIとACK/NACKの送信タイミングを調整して、符号化率が高いビット列を送る場合には、CQIの送信タイミングと一致しないようにすればよい。すなわち例えば、符号化率の高いビット列からなるデータを送信しようとした場合に、CQIの送信タイミングと一致してしまった場合には、そのデータの送信を少しはやめるか遅らせるかしてタイミングをずらせばよい。
再送の工夫をする以外では、組織符号化の変わりに非組織符号化を使う方法も考えられる。すなわち例えば、受信ミスが比較的発生しやすい状況では、あらかじめ非組織符号化を使っておくことによって、問題を回避することができる。
次に、受信ミスを判定する機能について図17を参照して説明する。
本実施形態の無線通信装置では、多重通知部1703によって多重の有り無しが通知され、信号復調部1702によって第1信号と第2信号のどちらが到来したかを判定することができる。前述の3GPP−LTEの例で説明したように、CQIを第1ビット列、ACK/NACKを第2ビット列とすると、CQIの送信タイミングとACK/NACKの送信タイミングのいずれも基地局が端末に対して指示をするものであるため、基地局ではCQIとACK/NACKを多重する必要があるかどうかを知ることができる。これによって多重通知部1703は多重の有り無しを通知することができる。多重通知部1703によって多重有りということが通知された場合であって、さらに信号復調部1702によって第1信号であると判定された場合、第1信号を送信した無線送信装置では、DSCHの受信に失敗した(ステップS301)か、DL−Grantの受信に失敗した(ステップS401)かのいずれかであることが分かる。すなわち言い換えると、これを送信した無線送信装置では、DSCHに対して受信ミスまたは復調ミスが発生したことになる。したがってこのような場合には、これを送信した無線送信装置において、復調ミスが発生した可能性があることになる。復調ミスが発生した場合に、インクリメンタルリダンダンシー再送を用いると問題が発生する場合があるので、上述したような再送の工夫をすればよい。そうすることで、再送時の受信性能が大きく劣化する問題を回避することができる。
本実施形態の無線通信装置では、多重通知部1703によって多重の有り無しが通知され、信号復調部1702によって第1信号と第2信号のどちらが到来したかを判定することができる。前述の3GPP−LTEの例で説明したように、CQIを第1ビット列、ACK/NACKを第2ビット列とすると、CQIの送信タイミングとACK/NACKの送信タイミングのいずれも基地局が端末に対して指示をするものであるため、基地局ではCQIとACK/NACKを多重する必要があるかどうかを知ることができる。これによって多重通知部1703は多重の有り無しを通知することができる。多重通知部1703によって多重有りということが通知された場合であって、さらに信号復調部1702によって第1信号であると判定された場合、第1信号を送信した無線送信装置では、DSCHの受信に失敗した(ステップS301)か、DL−Grantの受信に失敗した(ステップS401)かのいずれかであることが分かる。すなわち言い換えると、これを送信した無線送信装置では、DSCHに対して受信ミスまたは復調ミスが発生したことになる。したがってこのような場合には、これを送信した無線送信装置において、復調ミスが発生した可能性があることになる。復調ミスが発生した場合に、インクリメンタルリダンダンシー再送を用いると問題が発生する場合があるので、上述したような再送の工夫をすればよい。そうすることで、再送時の受信性能が大きく劣化する問題を回避することができる。
次に、この場合、データ再送に関わる、ビット列生成部1704、符号化部1705、送信ビット列選択部1706、変調部1707との動作について図17、図22を参照して説明する。
ビット列生成部1704はビット列を生成する。符号化部1705は、ビット列に符号化をして符号化ビット列を生成する。送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、信号復調部1702により第1信号が判定された場合に、上述の再送の工夫として説明した基準に基づいて送信するビットを選択する。そのあとで、選択したビット列に対して変調部1707で変調を施し無線信号として送信する。
ビット列生成部1704はビット列を生成する。符号化部1705は、ビット列に符号化をして符号化ビット列を生成する。送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、信号復調部1702により第1信号が判定された場合に、上述の再送の工夫として説明した基準に基づいて送信するビットを選択する。そのあとで、選択したビット列に対して変調部1707で変調を施し無線信号として送信する。
送信ビット列選択部1706において、再送時に本実施形態の場合のように直前と同じビット列を選択する場合には、図22に示すように、送信ビット列選択部1706が変調部1707にビット列を出力する代わりに、信号復調部2201と多重通知部2202が直前と同じ信号を送ることを変調部2203、送信ビット列選択部1706に対して指示してもよい。このような場合には、変調部2203において直前に入力された信号もしくは直前に生成した信号を記憶しておき、それを用いればよい。直前に生成した信号を記憶しておいたには場合、変調部が再度変調を実施する処理を省略することができるという効果が得られる。
これは、図25に示す無線通信装置でも同様である。図25に示す信号ビット列選択部2502が変調部1707にビット列を出力する代わりに、受信ミス判定部2501が直前と同じ信号を送ることを変調部1707、信号ビット列選択部2502に対して指示してもよい。
以上に説明した第5の実施形態によれば、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で同じ信号を送信するので、直前に送信したデータが受信された場合と同等の受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。
(第6の実施形態)
本実施形態の無線通信装置は、第5の実施形態の無線通信装置と同様な図17に示される。
本実施形態が第5の実施形態と異なる点は、送信ビット列選択部1706がどのように送信ビット列を選択するかである。本実施形態では、送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、かつ、信号復調部1702により受信信号が第1信号であると判定された場合に、直前に送信した信号に含まれる全ての情報ビットを含む信号を選択する。
本実施形態の無線通信装置は、第5の実施形態の無線通信装置と同様な図17に示される。
本実施形態が第5の実施形態と異なる点は、送信ビット列選択部1706がどのように送信ビット列を選択するかである。本実施形態では、送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、かつ、信号復調部1702により受信信号が第1信号であると判定された場合に、直前に送信した信号に含まれる全ての情報ビットを含む信号を選択する。
このようにすることで、比較的重要度の高い情報ビットについては、直前に送信したデータと同じものが送られるために、直前に送信したデータが受信された場合に近い受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。またさらに、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信された場合においては、次の送信で情報ビット以外のビットが直前と異なるビットが送られるために、第5の実施形態と比べて性能が向上する。
次に、本実施形態の再送方法について図23を参照して説明する。
例えば図23で、1回目にビット列2301を、復調ミスである場合(ステップS301)には2回目の送信でビット列2302を、さらに復調ミスである場合には3回目の送信でビット列2303を送信するような場合を考える。2回目に送信された信号を受信ミスしたこと、もしくは受信ミスした可能性があることが検出された場合(ステップS401)には、3回目の送信では、2回目で送信したビット列2302のうちの情報ビットであるビット列2304を含むビット列を送信する。例えばビット列2304とビット列2305からなるビット列を送信する。このようにすると、少なくとも情報ビット列2304が送信されているために情報ビット列の一部を確保されるとともに、ビット列2302の受信が復調ミスであった場合に、ビット列2305にはビット列2302に含まれないビット列を含むために、受信性能が向上する。
例えば図23で、1回目にビット列2301を、復調ミスである場合(ステップS301)には2回目の送信でビット列2302を、さらに復調ミスである場合には3回目の送信でビット列2303を送信するような場合を考える。2回目に送信された信号を受信ミスしたこと、もしくは受信ミスした可能性があることが検出された場合(ステップS401)には、3回目の送信では、2回目で送信したビット列2302のうちの情報ビットであるビット列2304を含むビット列を送信する。例えばビット列2304とビット列2305からなるビット列を送信する。このようにすると、少なくとも情報ビット列2304が送信されているために情報ビット列の一部を確保されるとともに、ビット列2302の受信が復調ミスであった場合に、ビット列2305にはビット列2302に含まれないビット列を含むために、受信性能が向上する。
以上に説明した第6の実施形態によれば、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で少なくとも直前に送信した信号に含まれる全ての情報ビットを含む信号を送信するので、比較的重要度の高い情報ビットについては、直前に送信したデータと同じものが送られるために、直前に送信したデータが受信された場合に近い受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。また、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信された場合は、次の送信で情報ビット以外のビットが直前と異なるビットが送られるために、第5の実施形態と比べて性能を向上することができる。
(第7の実施形態)
本実施形態の無線通信装置は、第5の実施形態の無線通信装置と同様な図17に示される。
本実施形態が第5の実施形態と異なる点は、送信ビット列選択部1706がどのように送信ビット列を選択するかである。本実施形態では、送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、かつ、信号復調部1702により受信信号が第1信号であると判定された場合に、情報ビットを全て含む信号を選択する。
本実施形態の無線通信装置は、第5の実施形態の無線通信装置と同様な図17に示される。
本実施形態が第5の実施形態と異なる点は、送信ビット列選択部1706がどのように送信ビット列を選択するかである。本実施形態では、送信ビット列選択部1706は、多重通知部1703により多重有りと通知され、かつ、信号復調部1702により受信信号が第1信号であると判定された場合に、情報ビットを全て含む信号を選択する。
このようにして構成された無線通信装置から再送されたデータは、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で全ての情報ビットを含む信号を送信する。このようにすることで、比較的重要度の高い情報ビットが全て送信されるために、符号化の特性をある程度維持することができ、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。また情報ビットを全て送信するため、送信するビット列の選択が比較的簡易になるという効果が得られる。
次に、本実施形態の再送方法について図24を参照して説明する。
例えば図24で、1回目にビット列2401を、復調ミスである場合(ステップS301)には2回目の送信でビット列2402をそれぞれ送信するような場合を考える。復調ミスではなく受信ミスであること、もしくは受信ミスの可能性があることが検出された場合(ステップS401)には、少なくとも全ての情報ビットであるビット列2403を含むビットを送信する。例えば、ビット列2403とビット列2404を合わせたものを送信してもよいし、ビット列2403とビット列2405を送信してもよい。ビット列2403とビット列2406を送信した場合、これはビット列2401と同じになる。すなわち仮に、1回目に送信されたビット列について、受信ミスではなく復調ミスであった場合に、1回目と2回目で送信されるビット列が同じになってしまう。前述の通り、符号化の誤り訂正能力を最大限に発揮するためには、符号化によって生成したビット列ができるかぎり揃っていることが望ましい。そのことから、2回目の送信では、1回目で送っていないビット列を優先的に送信することが望ましい。すなわち、情報ビットであるビット列2403と合わせて送るビット列は、ビット列2401に含まれないビット列であるビット列2404やビット列2405であることが望ましい。
例えば図24で、1回目にビット列2401を、復調ミスである場合(ステップS301)には2回目の送信でビット列2402をそれぞれ送信するような場合を考える。復調ミスではなく受信ミスであること、もしくは受信ミスの可能性があることが検出された場合(ステップS401)には、少なくとも全ての情報ビットであるビット列2403を含むビットを送信する。例えば、ビット列2403とビット列2404を合わせたものを送信してもよいし、ビット列2403とビット列2405を送信してもよい。ビット列2403とビット列2406を送信した場合、これはビット列2401と同じになる。すなわち仮に、1回目に送信されたビット列について、受信ミスではなく復調ミスであった場合に、1回目と2回目で送信されるビット列が同じになってしまう。前述の通り、符号化の誤り訂正能力を最大限に発揮するためには、符号化によって生成したビット列ができるかぎり揃っていることが望ましい。そのことから、2回目の送信では、1回目で送っていないビット列を優先的に送信することが望ましい。すなわち、情報ビットであるビット列2403と合わせて送るビット列は、ビット列2401に含まれないビット列であるビット列2404やビット列2405であることが望ましい。
以上に説明した第7の実施形態によれば、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で全ての情報ビットを含む信号を送信することで、符号化の特性をある程度維持することができ、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。
以上に示した実施形態によれば、第1値を持つ第2ビット列と第1ビット列を多重する必要がある場合に、正常な動作をして多重を行った場合においても第1信号が生成され、何らかの正常でない動作をして多重を行う必要がないと判断してしまった場合においても第1信号が生成されるので、第1ビット列と第2ビット列とを多重する必要があることに気づかなかった場合においても、第2ビット列として第1値を多重したことに相当する信号を送信するために、これを受信した相手無線装置が第1値以外と判定してしまう可能性を小さくすることができる。
また、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で同じ信号を送信するので、直前に送信したデータが受信された場合と同等の受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。
また、相手無線通信装置において直前に送信したデータが受信されなかった場合においても、次の送信で同じ信号を送信するので、直前に送信したデータが受信された場合と同等の受信性能を実現でき、受信性能が大きく劣化する可能性があるという問題を回避することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
101・・・第1ビット列生成部、102,1501・・・第2ビット列生成部、103,1703・・・多重指示部、104・・・信号制御部、105・・・第1信号生成部、106,1502・・・第2信号生成部、107・・・スイッチ、108,1701,1708・・・無線部、501,901,1705・・・符号化部、502,902,1707,2203・・・変調部、601・・・波形生成部、701〜707・・・信号、801,1601・・・第1/2信号生成部、1702,2201・・・信号復調部、1704・・・ビット列生成部、1706・・・送信ビット列選択部、1801〜1803、1901〜1903、2001,2002、2101,2102、2301〜2305、2401〜2406・・・ビット列、2202・・・多重通知部、2501・・・受信ミス判定部、2502・・・送信ビット列選択部。
Claims (14)
- 第1ビット列を生成する第1生成手段と、
第2ビット列を生成する第2生成手段と、
前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させるかどうかを指示する指示手段と、
前記指示手段が多重させないと指示した場合、または、前記指示手段が多重させると指示してかつ前記第2ビット列が第1値を持つ場合には、前記第1ビット列を用いて第1信号を生成し、前記指示手段が多重させると指示してかつ前記第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、前記第1ビット列を用いて第2信号を生成する信号生成手段と、
前記第1信号または前記第2信号を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。 - 前記信号生成手段は、前記第1信号を生成する第1信号生成手段と、前記第2信号を生成する第2信号生成手段と、を具備することを特徴とする請求項1に記載の無線送信装置。
- 前記信号生成手段は、前記第2ビット列が2ビット以上の場合には前記第2ビット列に対応する第2信号を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線送信装置。
- 前記第1値は、NACKを示す値であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線送信装置。
- 前記信号生成手段は、第1符号化手法によって前記第1ビット列を符号化する第1符号化手段と、前記第1符号化手法とは異なる第2符号化手法によって前記第1ビット列を符号化する第2符号化手段と、前記第1符号化手段と前記第2符号化手段とを切り替える切替手段と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の無線送信装置。
- 前記信号生成手段は、第1変調手法によって変調する第1変調手段と、前記第1変調手法とは異なる第2変調手法によって変調する第2変調手段と、前記第1変調手段と前記第2変調手段とを切り替える切替手段と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の無線送信装置。
- 前記第1信号生成手段は、第1符号化手法によって前記第1ビット列を符号化する第1符号化手段を含み、前記第2信号生成手段は、前記第1符号化手法とは異なる第2符号化手法によって前記第1ビット列を符号化する第2符号化手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の無線送信装置。
- 前記第1信号生成手段は、第1変調手法によって変調する第1変調手段を含み、前記第2信号生成手段は、前記第1変調手法とは異なる第2変調手法によって変調する第2変調手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の無線送信装置。
- 第1ビット列と第2ビット列を多重させない場合または前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させてかつ前記第2ビット列が第1値を持つ場合に生成される第1信号と、前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させてかつ前記第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合に生成される第2信号とのいずれか1つの信号を受信する受信手段と、
前記信号を受信したタイミングによって前記第1ビット列と前記第2ビット列とが多重されているかどうかを判定する判定手段と、
受信した信号が第1信号であるか第2信号であるかを判別する判別手段と、
前記判定手段が多重されていると判定し、かつ、受信した信号が第1信号であると判別された場合に、データを再送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記送信手段は、前記データとして、直前に送信した信号と同じ信号を再送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
- 前記送信手段は、前記データとして、直前に送信した信号に含まれる全ての情報ビットを含む信号を再送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
- 前記送信手段は、前記データとして、情報ビットを全て含む信号を再送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
- 他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置に第1信号を送信する送信手段と、
前記他の無線通信装置が送信する第2信号を受信する受信手段と、
前記第2信号から、前記他の無線通信装置が前記第1信号の復調に失敗したか、または前記第1信号を受信しなかったかを判別する判別手段と、
前記判別手段が、前記他の無線通信装置が前記第1信号を受信しなかったと判別した場合に、データを再送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 第1ビット列を生成し、
第2ビット列を生成し、
前記第1ビット列と前記第2ビット列を多重させるかどうかを指示し、
多重させないと指示した場合、または、多重させると指示してかつ前記第2ビット列が第1値を持つ場合には、前記第1ビット列を用いて第1信号を生成し、
多重させると指示してかつ前記第2ビット列が第1値以外の値を持つ場合には、前記第1ビット列を用いて第2信号を生成し、
前記第1信号または前記第2信号を送信することを特徴とする無線送信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008004481A JP2009171028A (ja) | 2008-01-11 | 2008-01-11 | 無線送信装置、無線通信装置および方法 |
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JP (1) | JP2009171028A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013239761A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Hitachi Ltd | 無線通信システム及び無線局 |
WO2015050064A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | シャープ株式会社 | 端末装置 |
JP2018513609A (ja) * | 2015-03-30 | 2018-05-24 | クアルコム,インコーポレイテッド | ミッションクリティカルなアプリケーションのためのイベントトリガ型マルチリンクチャネル品質測定および報告 |
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2008
- 2008-01-11 JP JP2008004481A patent/JP2009171028A/ja active Pending
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US11606782B2 (en) | 2015-03-30 | 2023-03-14 | Qualcomm Incorporated | Event triggered multi-link channel quality measurement and report for mission critical applications |
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