JP2009272726A - 通信システム、受信装置及び通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信装置と通信する受信装置であって、復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【選択図】図2
Description
例えば、N=2の場合について説明すると、符号化率1/3の系列は[b1,p1,1,p2,1,b2,p1,2,p2,2]であるが、パンクチャリングを行って符号化率1/2の系列を生成すると[b1,p1,1,b2,p2,2]となる。
ただし、x1、y1,1、x2、y2,2は軟判定値であるビット対数尤度比(LLR:Log Likelihood Ratio)であり、それぞれ受信処理で得られた情報ビット、パリティビットに対応している。
つまり、受信装置側におけるビット系列[x1,y1,1,x2,y2,2]を[x1,y1,1,0,x2,0,y2,2]のようにデパンクチャしてから誤り訂正復号処理を行う。LLRが0というのはそのビットが1であるか0であるか不明である状態を示している。
このように送信装置側でパンクチャリング処理、受信装置側でデパンクチャリング処理を行うことによって符号化率を変えることができ、伝送レートの制御が可能となる。
始めに、本発明の第1の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、送信装置100aと受信装置200aとを備えている。
情報ビットは、符号部1で例えば畳み込み符号、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティ検査)符号などによって誤り訂正符号化される。
以下の実施形態でもターボ符号を用いた場合について説明するが、本発明は、ターボ符号を用いる場合に限定されるものではなく、畳み込み符号、LDPC符号などその他の誤り訂正符号を用いる通信システムにも適用できる。
無線部5は、入力信号をD/A(Digital to Analogue:デジタル/アナログ)変換し、送信フィルタ(図示省略)で波形整形し、無線周波数変換に変換して、アンテナ部6から受信装置に送信する。
受信装置200aは、アンテナ部7で受信信号を受信し、無線部8では無線周波数からベースバンド信号に変換し、受信フィルタ(図示省略)で波形整形し、A/D(Analogue to Digital:アナログ/デジタル)変換を行う。
復調部11が算出したビットLLRは、記憶部15に記憶される。デパンクチャ部12は、送信装置100aのパンクチャ部2で間引いたビットの位置に、記憶部15に記憶されているビットLLRを挿入し、復号部13で誤り訂正復号処理を行う。
復号部13が出力したビットLLRは受信パンクチャ部14に入力される。受信パンクチャ部14は入力されたビットLLRのうち、送信装置100a側で間引かれたビットLLRを抽出し、デパンクチャ部12に出力する。
従って、ある固定値を挿入するよりも、復号処理で得られた尤度を用いてデパンクチャすることで復号性能が向上する。
デパンクチャしたビットLLRに対して、ステップS102で誤り訂正復号処理が行われる。ステップS103では、復号処理の結果に対して誤りが検出されないか、または、規定の処理回数に達したか否かを判定する。誤りが検出されない、または、規定の処理回数に達していれば情報ビットを出力して、図3のフローチャートの処理を終了する。
デパンクチャ処理は、記憶部15で記憶されている復調処理後のビットLLRに対して行われる。デパンクチャ後は、ステップS102で復号処理が行われ、誤りが検出されると、再びステップS104、ステップS101、ステップS102の処理が行われる。
また、本発明の第1の実施形態による通信システムの受信装置200aは、復調処理を行うことにより軟判定値を復調部11が算出し、送信装置100aによる信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理をデパンクチャ部12が行い、デパンクチャ部12がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を復号部13が行い、復号部13が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち送信装置100aでのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を受信パンクチャ部14が求める。
また、本発明の第1の実施形態による受信装置200aのデパンクチャ部12は、受信パンクチャ部14が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
次に、本発明の第2の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、送信装置100bと受信装置200bとを備えている。第2の実施形態では、本発明を、MIMO(Multiple Input Multiple Output:多入力多出力)システムに適用した場合について説明する。
第2の実施形態における受信装置200bは、誤り訂正復号処理の結果を利用して、MIMOの分離を繰り返し行う。
各アンテナ部7−1〜7−NRで受信した信号は、無線部8−1〜8−NRで無線周波数からベースバンド信号に変換され、受信フィルタ(図示省略)で波形整形され、A/D変換が行われ、伝搬路推定部16やGI除去部36−1〜36−NRに出力される。
GI除去部36−1〜36−NRは、受信信号からガードインターバルを取り除き、FFT部26−1〜26−NRは時間周波数変換を行い、信号検出部17に出力する。信号検出部17は入力された受信信号とビットLLRと伝搬路推定値とを用いて、送信装置100bの各アンテナ部6−1〜6−NTから送信された信号を検出する。
デパンクチャ部19−1〜19−NRから出力される信号は、復号部20−1〜20−NRで復号処理される。規定の回数の受信処理が行われた場合は、情報ビットを出力して処理を終了する。規定の回数の受信処理が行われていない場合は、尤度が更新されたビットLLRを出力し、繰り返し処理に移行する。
受信パンクチャ部21−1〜21−NRは、パンクチャ処理を行ったビットLLRをシンボルレプリカ生成部22−1〜22−NRに出力し、パンクチャ処理によって間引いたビットLLRをデパンクチャ部19−1〜19−NRに出力する。
干渉レプリカ生成部23で生成された干渉信号のレプリカは、減算部24−1〜24−NRで受信信号から減算されることで干渉除去が行われる。信号分離部25は、干渉除去後の信号に対して、MMSE(Minimum Mean Square Error:最小二乗誤差)などを用いて空間的に多重された信号の分離を行い、IFFT部27−1〜27−NRは周波数時間変換を行う。
干渉除去後の信号に対しMIMO信号検出を行う(ステップS202)。ステップS203では、復調処理によりビットLLRを算出する。ステップS204では、デパンクチャ処理を行う。デパンクチャする際に挿入するビットLLRはステップS207で得られるパンクチャビットLLRである。
ステップS207では、復号処理で得られる符号化ビットLLRのうち、送信装置100b側のパンクチャ処理で間引かれた位置のビットLLRをステップS204のデパンクチャ処理で使用し、パンクチャ処理後のビットLLRをステップS208で使用する。
ステップS208はビットLLRからMIMOの他のアンテナ部からの干渉レプリカを生成し、ステップS201で使用する。
また、本発明の第2の実施形態による通信システムの受信装置200bは、復調処理を行うことにより軟判定値を復調部18−1〜18−NRが算出し、送信装置100bによる信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理をデパンクチャ部19−1〜19−NRが行い、デパンクチャ部19−1〜19−NRがデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を復号部20−1〜20−NRが行い、復号部20−1〜20−NRが誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち送信装置100bでのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を受信パンクチャ部21−1〜21−NRが求める。
また、本発明の第2の実施形態による受信装置200bのデパンクチャ部19−1〜19−NRは、受信パンクチャ部21−1〜21−NRが求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
しかし、復号処理を行ったビット尤度をデパンクチャに用いると、送信装置100b側でパンクチャしたビット尤度も更新されるため、誤り訂正復号性能が向上し、受信性能がさらに向上する。
また、第2の実施形態では送信装置100bのアンテナ部ごとに異なるデータストリームを送信したが、これに限るものではなく、送信装置100bのアンテナ部の数以下の複数のデータストリームを受信装置200bに送信し、受信装置200b側で送信された複数のデータストリームを検出するようにしても良い。
次に、本発明の第3の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、送信装置100cと受信装置200cとを備えている。第3の実施形態では、本発明を、MC−CDMA(Multi Carrier−code division multiple access:マルチキャリア−符号分割多重接続)に適用する場合について説明する。
パンクチャされた符号化ビットは変調部3で変調シンボルにマッピングされ、直並列変換部28で直並列変換され、拡散部29−1〜29−Cnで対応する拡散コードで拡散処理が行われる。
そして、GI挿入部33でガードインターバルが挿入され、無線部34で入力信号がD/A変換され、送信フィルタ(図示省略)で波形整形され、無線周波数変換に変換されて、アンテナ部6から受信装置200cに送信される。
コードチャネルレプリカ生成部44−1〜44−Cnはそれぞれ、シンボルレプリカ生成部41、直並列変換部42、拡散部43−1〜43−Cnを備えている。
伝搬路推定部46は、パイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、FFT部26は時間周波数変換を行う。コードチャネル信号検出部40−1〜40−Cnは、FFT後の信号からコードチャネル信号の検出を行う。
逆拡散後の信号は、並直列変換部31で並列直列変換され、復調部18は復調処理によりビットLLRが算出される。そして、デパンクチャ部19は、送信装置100c側でパンクチャされた位置に受信パンクチャ部21から得られたパンクチャビットLLRを挿入する。
復号部20から出力される符号化ビットLLRは受信パンクチャ部21に入力される。受信パンクチャ部21は、符号化ビットLLRを送信装置100c側のパンクチャ部2と同じパターンのパンクチャリング処理を行う。
シンボルレプリカは直並列変換部42で直列並列変換され、拡散部43−1〜43−Cnで対応する拡散コードで拡散され、干渉レプリカ生成部45に入力される。干渉レプリカ生成部45は、コード間干渉のレプリカを生成する。
また、本発明の第3の実施形態による通信システムの受信装置200cは、復調処理を行うことにより軟判定値を復調部18が算出し、送信装置100cによる信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理をデパンクチャ部19が行い、デパンクチャ部19がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を復号部20が行い、復号部20が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち送信装置100cでのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を受信パンクチャ部21が求める。
また、本発明の第3の実施形態による受信装置200cのデパンクチャ部19は、受信パンクチャ部19が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
また、上述した第2又は第3の実施形態では、誤り訂正復号処理で得られるビットLLRのうち、間引いたビットLLRをデパンクチャ処理に用い、間引かれたビットLLRを干渉レプリカ生成に用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、受信信号を記憶しておき、干渉キャンセラを規定の回数行った後、最後に得られた復号後のビットLLRのうち、受信パンクチャ処理で間引くビットLLRのみを用い、記憶しておいた受信信号を受信処理しても良い。記憶しておいた受信信号を受信処理する場合、干渉キャンセル処理の初回については、干渉除去は行わない。
Claims (5)
- 送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
前記送信装置は、
前記受信装置に送信する信号を間引くパンクチャ処理を行うパンクチャ部と、
前記パンクチャ部がパンクチャ処理を行った信号を前記受信装置に送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、
前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、
前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、
前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、
前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いることを特徴とする通信システム。 - 送信装置と通信する受信装置であって、
復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、
前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、
前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、
前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、
前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いることを特徴とする受信装置。 - 干渉レプリカ生成部、減算部、信号検出部、伝搬路推定部を更に備え、
前記受信パンクチャ部は、前記送信装置が信号を間引いた位置の軟判定値とパンクチャ処理した軟判定値とを求め、
前記干渉レプリカ生成部は、前記受信パンクチャ部でパンクチャ処理された軟判定値に基づき干渉信号のレプリカを生成し、
前記減算部は、受信信号から前記干渉信号のレプリカを減算して干渉除去を行い、
前記信号検出部は、前記干渉除去後の信号に対して信号検出を行い、
前記復調部は、前記信号検出部が信号検出を行った信号を復調処理することを特徴とする請求項2に記載の受信装置。 - 前記デパンクチャ部は、繰り返し処理の最後の回のみ軟判定値のデパンクチャ処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の受信装置。
- 送信装置と通信する受信装置を用いた通信方法であって、
復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調過程と、
前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ過程と、
前記デパンクチャ過程でデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号過程と、
前記復号過程で誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ過程とを有し、
前記デパンクチャ過程では、前記受信パンクチャ過程で求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いることを特徴とする通信方法。
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JPH10336158A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | デジタル信号送信装置、およびデジタル信号受信装置 |
WO2009104582A1 (ja) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | シャープ株式会社 | 受信装置、送信装置、通信システム及び通信方法 |
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