JP2009272726A - 通信システム、受信装置及び通信方法 - Google Patents

通信システム、受信装置及び通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】誤り訂正復号の性能が劣化することを防ぐことができ、受信性能の性能を向上させることができる通信システム、受信装置及び通信方法を提供する。
【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

本発明は、通信システム、受信装置及び通信方法に関する。
畳み込み符号やターボ符号等の誤り訂正符号は、データを伝送した際に生じる誤りを訂正するために用いられる。誤り訂正符号の誤り訂正能力は符号化率によって表される。符号化率Rは、一般に、情報ビット数mと符号化されたビット数nとの比、R=m/nで表され、Rが小さくなればなるほど誤り訂正符号の訂正能力は向上するが、冗長ビット数(パリティビット数)が増加するため伝送効率が劣化してしまう。
ある所望の符号化率に設定するために符号化ビットを間引く、パンクチャリング(puncturing)技術が知られている。ターボ符号におけるパンクチャリングについて説明すると、通常用いられるターボ符号器は、情報ビット系列b、第1パリティビット系列p、第2パリティビット系列pを出力するため、符号化率1/3の符号化ビット系列cが生成される。情報ビット長をNとすると、b、p、p、cは以下の式(1)〜式(4)のように表される。
Figure 2009272726
Figure 2009272726
Figure 2009272726
Figure 2009272726
この符号化率1/3の符号化ビット系列cをパンクチャリングすることで、誤り訂正符号の符号化率を変えることが可能となる。符号化率1/2の系列を生成するには、例えば、cからp1,2m、p2,2m−1を間引けば良い。ただし、m=1〜N/2の整数である。
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[b,p1,1,p2,1,b,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[b,p1,1,b,p2,2]となる。
この場合は、p2,1とp1,2がパンクチャリングされている。ここで、符号化率1/2のデータを送信したとすると、受信装置側における符号率1/2のビット系列を[x,y1,1,x,y2,2]と表すことができる。
ただし、x、y1,1、x、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。
このとき受信装置側ではパンクチャリングの逆処理であるデパンクチャリング(depuncturing)を行った後に誤り訂正復号を行う。デパンクチャリングは送信装置側でパンクチャリングされたビットの位置に、所定の値、例えば0を挿入することで行う。
つまり、受信装置側におけるビット系列[x,y1,1,x,y2,2]を[x,y1,1,0,x,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。
このようなパンクチャリング処理、デパンクチャリング処理は、例えば、特許文献1に記載されている。
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。
特開2000−68862号公報
しかしながら、従来の技術では、受信装置におけるデパンクチャリングの際に、所定の値や0のような不確定の値を挿入していたため、誤り訂正復号の性能が劣化するという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤り訂正復号の性能が劣化することを防ぐことができ、受信性能の性能を向上させることができる通信システム、受信装置及び通信方法を提供することにある。
(1) 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による通信システムは、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。
(2) また、本発明の一態様による受信装置は、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。
(3) また、本発明の一態様による受信装置は、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。
(4) また、本発明の一態様による受信装置の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。
(5) また、本発明の一態様による通信方法は、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算出す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。
本発明の通信システム、受信装置及び通信方法では、誤り訂正復号の性能が劣化することを防ぐことができ、受信性能の性能を向上させることができる。
(第1の実施形態)
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。
図1は、本発明の第1の実施形態による送信装置100aの構成を示す概略ブロック図である。送信装置100aは、符号部1、パンクチャ部2、変調部3、パイロット多重部4、無線部5、アンテナ部6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。
パンクチャ部2は、符号部1の出力であるビット系列に対し、所与の符号化率やビットレートにするために、ビットを間引いて変調部3に出力する。ここでは、ターボ符号化を行った場合について説明する。
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。
ターボ符号を用いた場合の符号部1の出力ビット系列をcとする。ビット系列cは情報ビット系列b、第1パリティビット系列p、第2パリティビット系列pを用いて以下の式(5)〜式(8)のように表される。
Figure 2009272726
Figure 2009272726
Figure 2009272726
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このときcの符号化率は1/3である。cはパンクチャ部2に入力され、パンクチャリング処理が施される。例えば、パンクチャリングにより符号化率1/2の系列を生成する場合には、cからp1,2m、p2,2m−1を間引けば良い。ただし、mは1〜N/2の整数である。
変調部3は、入力されたビット系列をQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相偏移変調)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation:16値直交振幅変調)などの変調シンボルにマッピングし、パイロット多重部4はパイロット信号を多重する。
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。
図2は、本発明の第1の実施形態による受信装置200aの構成を示す概略ブロック図である。受信装置200aはアンテナ部7、無線部8、伝搬路推定部9、伝搬路補償部10、復調部11、記憶部15、デパンクチャ部12、復号部13、受信パンクチャ部14を備えている。
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。
そして、伝搬路推定部9がパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、伝搬路補償部10が伝搬路推定値に基づいて伝搬路補償を行い、復調部11が復調処理を行い、軟判定値であるビットLLR(対数尤度比:Log Likelihood Ratio)を算出する。
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。
ここで、復号処理で得られる情報ビットに誤りがない場合には、情報ビットを出力して受信処理を終了する。一方、誤りが検出された場合には、ビットLLRを受信パンクチャ部14に出力する。ただし、一度も復号処理が行われていない場合には、受信パンクチャ部14には、0のような固定値が出力される。
復号部13への入力である符号化ビットcのLLRをL(c)とし、符号化ビットcの復号部13の出力ビットLLRをL(c)とする。Nは符号化ビット数を表しており、nは1≦n≦Nの整数である。L(c)は、L(c)〜L(c)を用いて求めることができ、復号部13は例えば以下の式(9)によりL(c)を計算して、受信パンクチャ部14に出力する。
Figure 2009272726
ただし、P(x)はxが起こる確率を表し、P(x|y)はyが起こったときにxが起こる確率(条件付確率)を表す。式(9)中のP(c=+1|L(c),・・・,L(C))は、例えば、L(c)〜L(c)が与えられたときにc=+1となるメトリック(距離)を求めることで得られる。
復号部13が出力するビットLLRは、送信装置側でパンクチャリングする前のLLRであり、情報ビットのLLRとパリティビットのLLRで構成される。デパンクチャ時に0を挿入したビットも尤度を持って出力される。つまり、LLRの値は0ではなくなる。
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。
復号部13で誤り訂正復号処理が行われると、1度も復号処理が行われていない場合に0でデパンクチャしていたとしても、値を持っている他のビットから尤度が計算されるため、デパンクチャしたビットも尤度を持つことになる。
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。
図3は、本発明の第1の実施形態による受信装置200aの処理を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートは、記憶部15から信号を読み出したところから始まっている。ステップS101では、復調処理後のビットLLRに対し、ステップS104の出力をデパンクチャする。
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。
誤りがあれば符号化ビットLLRを受信パンクチャ部14へ出力する。ステップS104は復号処理で得られる符号化ビットLLRのうち、送信装置100a側でパンクチャされたビットLLRを出力する。そして、再度ステップS101でデパンクチャ処理が行われる。
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。
本発明の第1の実施形態による通信システムの送信装置100aは、受信装置200aに送信する信号を間引くパンクチャ処理をパンクチャ部2が行い、パンクチャ部2がパンクチャ処理を行った信号を受信装置200aに無線部5(送信部とも称する)が送信する。
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。
上述した本発明の第1の実施形態では、送信装置100aからパンクチャ処理によって送信していないデータでも、受信装置200a側で誤り訂正復号処理をすることにより、受信装置200aで送信装置100aでパンクチャ処理されたデータの軟判定値を算出し、その軟判定値をデパンクチャ処理に用いて再度誤り訂正復号処理を行うことで、受信装置200aの受信性能を向上させることができる。
(第2の実施形態)
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。
図4は、本発明の第2の実施形態による送信装置100bの構成を示す概略ブロック図である。送信装置100bは、符号部1−1〜1−N(Nは、2又は2以上の整数)、パンクチャ部2−1〜2−N、変調部3−1〜3−N、GI(Guard Interval:ガードインターバル)挿入部33−1〜33−N、パイロット多重部4−1〜4−N、無線部5−1〜5−N、アンテナ部6−1〜6−Nを備えている。
第2の実施形態における送信装置100bは、N本の送信アンテナから各々独立な信号を同一タイミング、同一周波数を用いて受信装置200bに送信する。すなわち、N組の情報ビットは、N組の符号部1−1、・・・、1−Nでそれぞれ誤り訂正符号化される。パンクチャ部2−1、・・・、2−Nは、符号部1−1、・・・、1−Nの出力であるビット系列に対し、所与の符号化やビットレートにするために、ビットを間引いて変調部3−1、・・・3−Nに出力する。変調部3−1、・・・3−Nは、入力されたビット系列を変調シンボルにマッピングし、GI挿入部33−1、・・・、33−Nにおいてガードインターバルを挿入する。GI挿入部33−1、・・・、33−Nの出力は、パイロット多重部4−1、・・・4−Nにおいてパイロット信号を多重され、送信フィルタ(図示省略)において波形整形され無線部5−1、・・・、5−Nに導かれる。無線部5−1、・・・、5−Nは、送信フィルタの出力を無線周波数に変換して、アンテナ部6−1、・・・、6−Nから送信する。
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。
図5は、本発明の第2の実施形態による受信装置200bの構成を示す概略ブロック図である。受信装置200bは、アンテナ部7−1〜7−N(Nは、2又は2以上の整数)、無線部8−1〜8−N、GI除去部36−1〜36−N、伝搬路推定部16、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部26−1〜26−N、信号検出部17、復調部18−1〜18−N、デパンクチャ部19−1〜19−N、復号部20−1〜20−N、受信パンクチャ部21−1〜21−N、シンボルレプリカ生成部22−1〜22−Nを備えている。
受信装置200bは、送信装置100a側のN本のアンテナ部6−1〜6−Nから送信された信号が空間的に多重された信号を、N本のアンテナ部7−1〜7−Nで受信する。
各アンテナ部7−1〜7−Nで受信した信号は、無線部8−1〜8−N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−Nに出力される。
伝搬路推定部16ではパイロット信号を用いて伝搬路推定が行われ、伝搬路推定値を信号検出部17に出力する。
GI除去部36−1〜36−N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−N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−Nから送信された信号を検出する。
復調部18−1〜18−Nは、信号検出部17が検出した信号ごとに復調処理を行い、ビットLLRをデパンクチャ部19−1〜19−Nに出力する。デパンクチャ部19−1〜19−Nは、受信パンクチャ部21−1〜21−Nから出力される信号を、送信装置100b側でパンクチャされた位置に挿入する。
デパンクチャ部19−1〜19−Nから出力される信号は、復号部20−1〜20−N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。
繰り返し処理では、受信パンクチャ部21−1〜21−Nは、復号部20−1〜20−Nが出力したビットLLRを送信装置100b側で行われたのと同じパンクチャパターンでパンクチャ処理を行う。
受信パンクチャ部21−1〜21−N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−N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−Nに出力する。
図6は、本発明の第2の実施形態による受信装置200bの信号検出部17の構成を示す概略ブロック図である。信号検出部17は、干渉レプリカ生成部23、減算部24−1〜24−N、信号分離部25、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)部27−1〜27−Nを備えている。
干渉レプリカ生成部23は、シンボルレプリカ生成部22−1〜22−Nで生成されたシンボルレプリカと伝搬路推定部より入力された伝搬路推定値より他のアンテナ部からの干渉信号のレプリカを生成する。
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−N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−Nは周波数時間変換を行う。
図7は、本発明の第2の実施形態による受信装置200bの処理を示すフローチャートである。始めに、FFT後の信号からステップS208で生成された干渉レプリカを減算して干渉除去を行う(ステップS201)。
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。
デパンクチャ処理後、ステップS205で誤り訂正復号処理を行う。そして、ステップS206で復号処理の結果に対して誤りが検出されない場合、または、規定の処理回数に達した場合は図7のフローチャートの処理を終了する。誤りが検出された場合であって、規定の処理回数に達していない場合には、ステップS207に移行する。
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。
本発明の第2の実施形態による通信システムの送信装置100bは、受信装置200bに送信する信号を間引くパンクチャ処理をパンクチャ部2−1〜2−Nが行い、パンクチャ部2−1〜2−Nがパンクチャ処理を行った信号を受信装置200bに無線部5−1〜5−N(送信部とも称する)が送信する。
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−N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−Nが行い、デパンクチャ部19−1〜19−N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−Nが行い、復号部20−1〜20−N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−N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−Nは、受信パンクチャ部21−1〜21−Nが求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
上述した本発明の第2の実施形態では、送信装置100bから送信していないデータでも、受信装置200b側で誤り訂正復号処理をすることにより、受信装置200b側で軟判定値を算出し、その軟判定値を再度誤り訂正復号処理に用いることで、受信装置200bの受信性能を向上させることができる。
従来の技術では、干渉除去と復号処理の繰り返し処理によって、送信されたビット尤度は更新されていき、受信性能が徐々に向上していくが、デパンクチャされるビットの尤度だけは0で変わらない。
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。
なお、第2の実施形態では、毎回の繰り返し処理でデパンクチャする場合について説明したが、復号処理で得られるビットLLRをデパンクチャするのは必ずしも繰り返し処理毎に行わなくても良く、任意回目の繰り返し処理でデパンクチャを行うことにしても良い。例えば、繰り返し処理における規定回数の最後の回のみデパンクチャを行っても良い。
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。
(第3の実施形態)
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。
図8は、本発明の第3の実施形態による送信装置100cの構成を示す概略ブロック図である。送信装置100cは、コードチャネル信号生成部29−1〜29−C(Cは、2又は2以上の整数)、コード多重部30、IFFT部27、並直列変換部31、パイロット多重部32、GI挿入部33、無線部34、アンテナ部6、パイロット信号生成部35を備えている。
コードチャネル信号生成部29−1〜29−Cは、符号部1、パンクチャ部2、変調部3、直並列変換部28、拡散部29−1〜29−Cを備えている。送信装置100cは、各コードチャネル信号生成部29−1〜29−Cの符号部1で情報ビットを誤り訂正符号化して符号化ビットを出力し、パンクチャ部2は符号化ビットに対し所定のビットを間引くパンクチャリング処理を行う。
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−Cで対応する拡散コードで拡散処理が行われる。
コード多重部30では各コードチャネル信号生成部で生成された信号が多重される。コード多重された信号は、IFFT部27で周波数時間変換され、並直列変換部31で並列直列変換され、パイロット多重部32ではパイロット信号生成部35で生成されたパイロット信号が多重される。
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。
図9は、本発明の第3の実施形態による受信装置200cの構成を示す概略ブロック図である。受信装置200cは、アンテナ部7、無線部8、GI除去部36、直並列変換部28、FFT部26、コードチャネル信号検出部40−1〜40−C、受信パンクチャ部21、コードチャネルレプリカ生成部44−1〜44−C、干渉レプリカ生成部45、伝搬路推定部46を備えている。
コードチャネル信号検出部40−1〜40−Cは、減算部241、242、伝搬路補償部37、逆拡散部39−1〜39−C、並直列変換部31、復調部18、デパンクチャ部19、復号部20を備えている。
コードチャネルレプリカ生成部44−1〜44−C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−Cを備えている。
アンテナ部7で受信した信号は、無線部8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46やFFT部26に出力される。
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−Cは、FFT後の信号からコードチャネル信号の検出を行う。
コードチャネル信号検出部40−1〜40−Cは、まず干渉レプリカ生成部45で生成されたコード間干渉レプリカを減算し、干渉除去を行う。干渉除去後の信号は、伝搬路補償部37で伝搬路補償され、逆拡散部39−1〜39−Cで対応する拡散コードを用いて逆拡散が行われる。
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。
そして、復号部20で誤り訂正復号処理を行う。復号処理の結果、情報ビットに誤りがない、もしくは、規定の回数処理が行われていれば受信処理は終了する。情報ビットに誤りがあり、規定の回数処理が行われていなければ復号部20は復号処理で得られる符号化ビットLLRを出力する。
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。
パンクチャ処理で間引かれたビットLLRはデパンクチャ部21に出力される。パンクチャ後のビットLLRはコードチャネルレプリカ生成部44−1〜44−Cに出力される。コードチャネルレプリカ生成部44−1〜44−Cではシンボルレプリカ生成部41でビットLLRから変調シンボルのレプリカを生成する。
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−C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。
本発明の第3の実施形態による通信システムの送信装置100cは、受信装置200cに送信する信号を間引くパンクチャ処理をパンクチャ部2が行い、パンクチャ部2がパンクチャ処理を行った信号を受信装置200cに無線部34(送信部とも称する)が送信する。
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。
上述した本発明の第3の実施形態では、送信装置100cから送信していないデータでも、受信装置200c側で誤り訂正復号処理をすることにより、受信装置200c側で軟判定値を算出し、その軟判定値を再度誤り訂正復号処理に用いることで、受信装置200cの受信性能を向上させることができる。
上述した第2又は第3の実施形態では、干渉信号として他のアンテナ部からの干渉、コード間干渉を考慮する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、シンボル間干渉、キャリア間干渉などその他の干渉を考慮するようにしても良い。
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。
なお、以上説明した実施形態において、本発明の第1〜第3の実施形態による送信装置の各部や受信装置の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより送信装置や受信装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
本発明の第1の実施形態による送信装置100aの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態による受信装置200aの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態による受信装置200aの処理を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による送信装置100bの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態による受信装置200bの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態による受信装置200bの信号検出部17の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態による受信装置200bの処理を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施形態による送信装置100cの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態による受信装置200cの構成を示す概略ブロック図である。
符号の説明
1・・・符号部、1−1〜1−N・・・符号部、2・・・パンクチャ部、2−1〜2−N・・・パンクチャ部、3・・・変調部、3−1〜3−N・・・変調部、4・・・パイロット多重部、4−1〜4−N・・・パイロット多重部、5・・・無線部、5−1〜5−N・・・無線部、6・・・アンテナ部、6−1〜6−N・・・アンテナ部、7・・・アンテナ部、7−1〜7−N・・・アンテナ部、8・・・無線部、8−1〜8−N・・・無線部、9・・・伝搬路推定部、10・・・伝搬路補償部、11・・・復調部、12・・・デパンクチャ部、13・・・復号部、14・・・受信パンクチャ部、15・・・記憶部、16・・・伝搬路推定部、17・・・信号検出部、18−1〜18−N・・・復調部、19−1〜19−N・・・デパンクチャ部、20−1〜20−N・・・復号部、21・・・受信パンクチャ部、21−1〜21−N・・・受信パンクチャ部、22−1〜22−N・・・シンボルレプリカ生成部、26・・・FFT部、26−1〜26−N・・・FFT部、27・・・IFFT部、28・・・直並列変換部、29−1〜29−C・・・コードチャネル信号生成部、30・・・コード多重部、31・・・並直列変換部、32・・・パイロット多重部、33・・・GI挿入部、33−1〜33−N・・・GI挿入部、34・・・無線部、35・・・パイロット信号生成部、36・・・GI除去部、36−1〜36−N・・・GI除去部、40−1〜40−C・・・コードチャネル信号検出部、44−1〜44−C・・・コードチャネルレプリカ生成部、45・・・干渉レプリカ生成部、46・・・伝搬路推定部、100a〜100c・・・送信装置、200a〜200c・・・受信装置

Claims (5)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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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