JP2016507945A - 無線通信システムにおける複数の変調技法を用いた信号送受信方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおける複数の変調技法を用いた信号送受信方法及び装置 Download PDF

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Abstract

無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて信号を送信するための方法及び装置を開示する。本発明による方法は、予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちの一つを選択するステップと、上記QAMが選択された場合、伝送しようとする情報ビットを第1の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットをQAMシンボルにマッピングするステップと、上記改善されたQAMが選択された場合、上記情報ビットを第2の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットを改善されたQAMシンボルにマッピングするステップと、上記QAMシンボル又は上記改善されたQAMシンボルを与えられたリソース領域を介して伝送するステップと、を含む。

Description

本発明は、通信システムにおける信号の送受信に関し、特に、信号の送受信において多様な変調及び符号化技法(Modulation and Coding Scheme:MCS)をサポートするための方法及び装置に関する。
無線通信システムは、持続的に増加する無線データトラフィック需要を充足させるために、より高いデータ伝送率をサポートする方向に発展している。例えば、無線通信システムは、データ伝送率増加のためにOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、MIMO(Multiple Input Multiple Output)送受信などの通信技術に基づいて周波数効率性(Spectral Efficiency)を改善し、チャンネル容量を増大させる方向に技術開発が進行している。
一方、無線移動通信システムにおいてセル中心から遠いセル境界の低いSNR(Signal-to-Noise Ratio)の状況や、隣接セルの基地局から大きい干渉を受ける低いCINR(Carrier-to-Interference and Noise Ratio)の状況にあるセル境界ユーザ(cell-edge user)は、全体システム性能を制限する要素となる。したがって、上記セル境界ユーザに対する伝送効率を増大させるために、ICIC(Inter-Cell Interference-Coordination)、CoMP(Coordinated Multi-Points)、受信端干渉除去(interference cancellation)のような技術が開発されている。
上述した技術は、主に送信端での干渉制御や受信端での干渉除去技術観点で研究が進行されたが、より根本的には、セル境界領域環境のユーザに最適にチャンネル容量を増大させることができる、より改善された技術に対する必要性が増加している。
本発明は、通信システムにおいて信号を送受信するための方法及び装置を提供する。
本発明は、無線通信システムにおける複数の変調及び符号化技法をサポートするための送受信方法及び装置を提供する。
本発明は、無線通信システムにおける多様な変調及び符号化技法をサポートするにあって送受信器の計算複雑度も減少させる方法及び装置を提供する。
本発明は、無線通信システムにおける多様な改善された(advanced)直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation:QAM)技法をサポートするための方法及び装置を提供する。
本発明は、無線通信システムにおけるQAMと改善されたQAM技法をサポートするための方法及び装置を開示する。
本発明は、無線通信システムで、QAMと、QAMと周波数遷移変調(Frequency Shift Keying:FSK)が結合された周波数直交振幅変調(hybrid FSK and QAM Modulation:FQAM)技法をサポートするための方法及び装置を開示する。
本発明は、無線通信システムで、QAMと、QAMと時間遷移変調(Time Shift Keying:FSK)が結合された時間直交振幅変調(hybrid TSK and QAM Modulation:TQAM)技法をサポートするための方法及び装置を開示する。
本発明の望ましい実施態様による方法は、無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて信号を送信するための方法であって、予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)と改善されたQAMとのうちの一つを選択するステップと、上記QAMが選択された場合、伝送しようとする情報ビットを第1の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットをQAMシンボルにマッピングするステップと、上記改善されたQAMが選択された場合、上記情報ビットを第2の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットを改善されたQAMシンボルにマッピングするステップと、上記QAMシンボル又は上記改善されたQAMシンボルを与えられたリソース領域を介して伝送するステップと、を含む。
本発明の別の実施態様による方法は、無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて送信された信号を受信するための方法であって、予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちの一つの変調技法を使用して送信された信号を、与えられたリソース領域を介して受信するステップと、上記受信信号に適用された変調技法を選択するステップと、上記QAMが選択された場合、上記受信信号から復元しようとするシンボルに対するシンボルLLR(Log Likelihood Ratio)値を計算し、上記シンボルLLR値を第1の復号化方式によって復号して情報ビットを復元するステップと、上記改善されたQAMが選択された場合、上記受信信号から復元しようとするビットに対するビットLLR値を計算し、上記ビットLLR値を第2の復号化方式によって復号して情報ビットを復元するステップと、を含む。
本発明の一実施態様による装置は、無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて信号を送信するための装置であって、予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちの一つを選択する選択器と、上記QAMが選択された場合、伝送しようとする情報ビットを第1の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットをQAMシンボルにマッピングする第1の送信経路と、上記改善されたQAMが選択された場合、上記情報ビットを第2の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットを改善されたQAMシンボルにマッピングする第2の送信経路と、上記QAMシンボル又は上記改善されたQAMシンボルを与えられたリソース領域を介して伝送するリソースマッピング器と、を含む。
本発明の別の実施態様による装置は、無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて送信された信号を受信するための装置であって、予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと、QAMとFSKが結合された改善されたQAMとのうちの一つの変調技法を使用して送信された信号を、与えられたリソース領域を介して受信するリソースデマッピング器と、上記受信信号に適用された変調技法を選択する選択器と、上記QAMが選択された場合、上記受信信号から復元しようとするシンボルに対するシンボルLLR値を計算し、上記シンボルLLR値を第1の復号化方式によって復号して情報ビットを復元する第1の受信経路と、上記改善されたQAMが選択された場合、上記受信信号から復元しようとするビットに対するビットLLR値を計算し、上記ビットLLR値を第2の復号化方式によって復号して情報ビットを復元する第2の受信経路と、を含む。
本発明の一実施形態によるFQAMを説明するための図である。 本発明の一実施形態による多重トーン周波数直交振幅変調(Multi-Tone FQAM:MT−FQAM)を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるTQAMを説明するための図である。 統計パラメータαの相異なる値によるQAM及びFQAMのスペクトル効率を示す図である。 統計パラメータαの相異なる値によるQAM及びFQAMのスペクトル効率を示す図である。 本発明の一実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする送信器構造を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする受信器構造を示したブロック図である。 本発明の別の実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする送信器構造を示したブロック図である。 本発明の別の実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする受信器構造を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする送信器構造を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする送信器構造のための制御動作を示した図である。 本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする受信器構造を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする送信器の信号送信動作を示した順序図である。 本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする受信器の信号受信動作を示した順序図である。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明の以下の説明では、関連した公知の機能又は構成の詳細な説明は、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある場合に省略されることがある。そして、後述される用語は、本発明における機能を考慮して定義されたものであり、これは、使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることがある。したがって、その定義は、本明細書の全般にかけた内容に基づいて解釈されるべきである。
後述する本発明の実施形態は、無線移動通信システムの送受信において、帯域幅観点で効率的な(bandwidth-efficient)変調方式と電力観点で効率的な(power-efficient)変調方式を組み合わせる技術に関する。具体的には、下記では、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)と改善されたQAM変調技術を運用する方法及び装置を説明する。
QAMは、干渉信号の特性を最大限ガウス(Gaussian)に近くさせるために使用される変調方式である。しかし、ガウスチャンネルよりも非ガウス(Non-Gaussian)チャンネルがより大きいチャンネル容量を有するので、適切な復号が実行されると、ガウスチャンネルよりも非ガウスチャンネルで、より高い復号性能を得ることができる。改善されたQAMとは、QAMを基盤としながら、隣接セル干渉を非ガウス化させる変調方式を意味する。改善されたQAMの例としては、QAMとFSKがハイブリッド化されたFQAMと、複数個のアクティブトーン(active tone)を使用してFSKシンボルを表現するMT−FSK(Multi-Tone FSK)とQAMがハイブリッド化されたMT−FQAMと、QAMとTSKがハイブリッド化されたTQAMなどがある。以下、改善されたQAMの例を説明するが、本発明が後述する改善されたQAMの例に限定されるものではなく、隣接セル干渉を非ガウス化させる変調技法に拡張できることは、当業者にとって自明である。
図1aは、本発明の一実施形態によるFQAMを説明するための図である。図示したように、FQAMは、信号配置図及び周波数位置を用いて情報ビットを載せる変調技法である。ここでは、4進QAM、すなわち、4−QAM(QPSK)と4個の変調周波数を使用する4−FSKが結合された16−FQAMの例を示した。
図1aの(a)を参照すると、4−QAMの信号配置図は、変調されたデジタル信号がマッピングされ得る4個の信号点S、S、S、Sを含む。上記信号点は、同一の大きさを有し、相互間に90度の位相差を有する複素(complex)変調シンボル(a,a)、(−a,a)、(−a,−a)、(a,−a)で構成される。例えば、上記信号点に情報シーケンス‘00’、‘01’、‘10’、‘11’がマッピングされ得る。図1aの(b)を参照すると、4−FSKは、情報シーケンスを相異なる4個の変調周波数のうちの一つに載せて伝送する。例えば、情報シーケンス‘00’、‘01’、‘10’、又は‘11’に対して、f、f、f、又はfの信号パルスが伝送され得る。
図1aの(c)を参照すると、4−QAMと4−FSKが結合された16−FQAMは、4個の変調周波数f、f、f、fのうちの一つで、4個の信号点S、S、S、Sのうちの一つを伝送することができる。これによって、16−FQAMは、4−QAM又は4−FSKと同一の量の伝送リソースを使用しながら、16個の情報(すなわち、4個の情報ビット)を伝送可能である。FQAMの変調次数Mは、QAMの変調次数MとFSKの変調次数Mの積で決定され得る。
図1aでは、単一トーン(single-tone)FQAMを示したが、各種周波数の多様なパターンを用いてビット情報を載せる多重トーンFQAM(MT−FQAM)が具現され得る。MT−FQAMは、QAMとMT−FSKの組合せで具現される。
図1bは、本発明の一実施形態によるMT−FQAMを説明するための図である。ここでは、4−QAM(QPSK)と、7個の周波数トーンと4個の周波数トーンの組合せパターンを使用するMT−FSKが結合されたMT−FQAMの例を示した。
図1bの(a)を参照すると、4−QAMの信号配置図は、変調されたデジタル信号がマッピングされ得る4個の信号点S、S、S、Sを含む。上記信号点は、同一の大きさを有し、相互間に90度の位相差を有する複素変調シンボル(a,a)、(−a,a)、(−a,−a)、(a,−a)で構成される。例えば、上記信号点に情報シーケンス‘00’、‘01’、‘10’、‘11’が各々マッピングされ得る。図1aの(b)を参照すると、7−FSKは、情報シーケンスをそれぞれ異なる7個の周波数トーンのうち3個の周波数トーンに載せて伝送する。例えば、情報シーケンス‘00’、‘01’、‘10’、又は‘11’に対して、(f,f,f)、(f,f,f)、(f,f,f)、又は(f,f,f)の信号パルスセットが伝送されることができる。
図1bの(c)を参照すると、4−QAMとMT−FSKが結合されたMT−FQAMは、7個の周波数トーンf、f、…、fのうち所定パターンに従う3個の周波数トーンで、4個の信号点S、S、S、Sのうちの一つを伝送することができる。これによって、MT−FQAMは、4−QAM又は7−FSKと同一の量の伝送リソースを使用しながら、16個の情報(すなわち、4個の情報ビット)を伝送可能である。
図1cは、本発明の一実施形態によるTQAMを説明するための図である。図示したように、TQAMは、信号配置図及び時間位置を用いて情報ビットを載せる変調技法である。ここでは、4進QAM、すなわち、4−QAM(QPSK)と4個の時間(OFDMA)シンボルを使用する4−TSKが結合された16−TQAMの例を示した。
図1cの(a)を参照すると、4−QAMの信号配置図は、変調されたデジタル信号がマッピングされ得る4個の信号点S、S、S、Sを含む。上記信号点は、同一の大きさを有し、相互間に90度の位相差を有する複素変調シンボル(a,a)、(−a,a)、(−a,−a)、(a,−a)で構成される。例えば、上記信号点に情報シーケンス‘00’、‘01’、‘10’、‘11’がマッピングされ得る。図1cの(b)を参照すると、4−TSKは、情報シーケンスをそれぞれ異なる4個のOFDMAシンボルのうちの一つに載せて伝送する。例えば、情報シーケンス‘00’、‘01’、‘10’、又は‘11’に対して、s[1]、s[2]、s[3]、又はs[4]のOFDMAシンボルが伝送され得る。
図1cの(c)を参照すると、4−QAMと4−TSKが結合された16−TQAMは、4個のOFDMAシンボルs[1]、s[2]、s[3]、s[4]のうちの一つに、4個の信号点S、S、S、Sのうちの一つがマッピングされる。これで、16−TQAMは、4−QAM又は4−TSKと同一の量の伝送リソースを使用しながら、16個の情報(すなわち、4個の情報ビット)を伝送可能である。FQAMの変調次数Mは、QAMの変調次数MとTSKの変調次数Mの積で決定され得る。
QAMは、主に干渉が大きくない多重セル環境で帯域幅効率(bandwidth efficiency)を極大化するために適用されてきた。M進(M-ary)QAMのためのM進シンボルには、変調効率を最適化する符号化されたビットがマッピング(mapping)され得る。上記次数Mによる効率差が大きくないために、QAMは、非2進/M進符号化(non-binary/M-ary code)技法よりは、主に複雑度が低い2進符号化(binary encoding)技法と結合して使用され得る。
一方、改善されたQAMは、変調効率を極大化するために、ビット−シンボルマッピング(bit-to-symbol mapping)に影響を受けない非2進符号化技法と結合されるか、ビット−シンボルマッピングの効率を極大化するための技術を必要とする。しかし、非2進符号化技法又はビット−シンボルマッピングの効率を極大化するための技術の両方は、符号化(encoding)及び復号化(decoding)において計算複雑度が非常に大きい。
したがって、本発明の後述する実施形態では、変調技法によって相異なる符号化技法を適用する。具体的には、相異なる符号化技法を使用してQAMと改善されたQAMをサポートする。
送信器は、予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちのいずれか一つの変調技法を選択する。
一実施形態として、変調技法は、受信信号強度、例えば、受信信号対干渉及び雑音比(SINR:signal to interference noise ratio)を基準にして選択され得る。改善されたQAMは、基本的に電力−効率的な(power-efficient)FSKを含むために、低いSINR領域でQAMに比べて向上した性能を示す。したがって、ダウンリンクの場合、基地局は、特定SINR臨界値を基準にして上記臨界値より高い(又は高いか同一の)受信SINRを有する端末には、QAM変調技法を使用して信号を伝送し、上記臨界値よりも低い受信SINRを有する端末には、改善されたQAM変調技法を使用して信号を伝送する。端末の受信SINRは、チャンネル品質指示子(channel quality indicator:CQI)のような形態で端末から基地局に報告され得る。アップリンクの場合も、端末は、類似の基準によって変調技法を選択することができる。別の実施形態として、基地局は、アップリンクに対して測定されたSINRによってアップリンクのための変調技法を選択した後に、選択された変調技法を端末に通報することができる。
組み合わせ可能な別の実施形態として、変調技法は、伝送しようとする信号のタイプ又はHARQ(hybrid automatic repeat and request)のサポート可否(HARQ support)を基準にして選択し得る。非2進チャンネル復号器が使用される場合に、復号にかかる時間が長くなることがあるために、速いHARQ応答(ACK or NACK)が難しい場合がある。したがって、送信器は、伝送しようとする信号のタイプによって、HARQが適用されない信号、例えば、放送信号、マルチキャスト信号、ユニキャスト制御信号などのためには、改善されたQAM変調技法を選択し、HARQが適用されるそれ以外の信号のためには、QAM変調技法を選択することができる。選択可能な実施形態として、改善されたQAMで変調された信号のためのHARQ応答の最大待機時間は、QAMで変調された信号に比べて長く定められることができ、送信器は、伝送しようとする信号に対して設定されたHARQ応答の最大待機時間によって、QAM又は改善されたQAMを選択する。すなわち、QAMと改善されたQAMのHARQタイミングが相異なるように設定され得る。
組み合わせ可能なさらに別の実施形態として、変調技法は、端末の性能(capability)を基準にして選択され得る。基地局は、改善されたQAM変調技法をサポートできる端末とサポートできない端末を区分し、改善されたQAM変調技法をサポート可能な端末のための信号に対してのみ改善されたQAM変調技法を選択する。端末の性能は、例えば、端末が基地局に進入する時、端末と基地局の交渉手順で基地局により獲得され得る。
組み合わせ可能なさらにまた別の実施形態として、変調技法は、受信信号強度とともに、隣接セル干渉の非ガウス化程度を示すパラメータを追加的に考慮して選択され得る。
上述したようにQAMは、隣接セル干渉をガウス化させるので、QAMのスペクトル効率(Spectral Efficiency:SE)は、隣接セル干渉の非ガウス化程度に影響を受けない。一方、改善されたQAMは、隣接セル干渉を非ガウス化させるので、改善されたQAMのスペクトル効率は、SINRだけでなく、非ガウス化程度により従属される。隣接セル干渉の非ガウス化程度を示すパラメータは、αと表示されることができ、端末からフィードバックされ得る。例えば、端末は、干渉チャンネルでの干渉成分が複素一般化ガウス(Complex Generalized Gaussian:CGG)分布を有するという仮定の下に、受信信号をモデリングすることにより、統計パラメータαを求めることができる。
図1d及び図1eは、統計パラメータαの相異なる値によるQAMとFQAMのスペクトル効率を示した図である。図1dは、α=0.5である場合、スペクトル効率の変化に従うQAMとFQAMの特性曲線(Hull curves)を示した図であり、図1eは、α=0.7である場合、スペクトル効率の変化に従うQAMとFQAMの特性曲線を示した図である。図1dを参照すると、α=0.5である場合、SINR=−0.54106以上でQAMがより高いスペクトル効率を有する。図1eを参照すると、α=0.7である場合、SINR=−2.02097以上でQAMがより高いスペクトル効率を有する。
下記<表1>及び<表2>は、各々α=0.5とα=0.7である場合、SINRとスペクトル効率(SE)によるFQAMのMCSを示したものである。
Figure 2016507945
Figure 2016507945
ここで、xFyQAMは、変調次数xのFSKと変調次数yのQAMを意味し、Rは、有効符号率(effective code rate)を意味する。上記表に示したように、FQAMのMCSは、パラメータαによって変更されることが分かる。
したがって、基地局は、端末からフィードバックされたパラメータαに基づいてSINRの臨界値を設定し、端末からフィードバックされたSINRが上記臨界値より高い場合、上記端末に対してQAMを選択し、そうでない場合、FQAMを選択する。一実施形態として、基地局は、パラメータαの範囲に各々対応するSINRの臨界値に対する情報を保存し、端末からパラメータαが受信された場合、それに対応するSINRの臨界値を決定することができる。
組み合わせ可能なさらに別の実施形態として、変調技法は、伝送される信号が割り当てられるリソース位置によって選択され得る。例えば、システムで、QAM周波数帯域と改善されたQAM周波数帯域を分離して運用する場合、特定データパケットのMCSは、基地局のスケジューラが上記データパケットをQAM周波数帯域に割り当てるか又は改善されたQAM周波数帯域に割り当てるかによって定められることができる。したがって、QAMと改善されたQAMのスイッチングは、データパケットをどの周波数帯域に割り当てるかに対するスケジューリングポリシーによって遂行される。
スケジューラの決定のための入力は、上述した受信信号強度(すなわち、SINR)、隣接セル干渉の非ガウス化を示すパラメータα、HARQサポートであり得、追加的にデータパケット割り当てに対する公正性(Fairness)、改善されたQAM周波数帯域の負荷状況がスケジューリングポリシーとしてさらに考慮され得る。すなわち、スケジューラは、特定データパケットの伝送にQAMがより適しているとしても、改善されたQAM周波数帯域を満たすために上記データパケットの伝送のために改善されたQAM変調技法を選択することができる。これは、特定セルで改善されたQAM周波数帯域にデータを満たして伝送しなければ、周辺セルの改善されたQAM周波数帯域の性能が維持されないからである。
送信器又は基地局は、上述した実施形態のうちの一つ又はそれ以上の基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちのいずれか一つの変調技法を選択し、選択された変調技法によって信号を符号化及び変調する。選択された変調技法は、予め定められるシグナリング手段、例えば、物理ダウンリンク制御チャンネル(Physical Downlink Control Channel:PDCCH)を通して受信器に直接通報されるか、又は受信器が予め約束された基準によって送信器により選択された変調技法を推定する。
図2は、本発明の一実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする送信器構造を示したブロック図である。図示された構造で、改善されたQAM変調技法のためには、非2進チャンネル符号化が使用され、QAM変調技法のためには、2進チャンネル符号化が使用される。以下では、改善されたQAMの例としてFQAMを説明するが、本発明はFQAMに限定されるものではない。
図2を参照すると、選択器202は、受信器からフィードバックされた受信SINRと、受信器のHARQサポート可否と、受信器の性能と、隣接セル干渉の非ガウス化程度などのような予め定められる少なくとも一つの基準によって、変調技法を選択する。選択された変調技法によって、選択器202に入力された情報ビットは、スイッチ204を通してFQAM経路206、208、210、212とQAM経路214、216、218、220とのうちの一つに伝達される。
選択可能な実施形態として、選択器202は、与えられたチャンネル状態情報及び付加的なパラメータに基づいて、変調技法だけでなく、QAM及び/又はFSKのための変調次数、符号率、反復回数などを追加的に決定する制御器として動作することができる。
情報ビットをFQAM変調技法を使用して伝送すると決定した場合、情報ビットは、FQAM経路のM進チャンネル符号器(M-ary Channel Encoder)、言い換えれば、非2進チャンネル符号器206に入力される。ここで、Mは、2より大きい正の整数である。非2進チャンネル符号器206は、1ビット入力に対してパリティビットを生成する2進チャンネル符号器に比べて、複数のビット入力に対してパリティビットを生成するように構成される。例えば、非2進チャンネル符号器206は、2個のRSCC(Recursive Systematic Convolutional Codes)を並列連結することによって構成され、複数の入力ビットを使用してパリティビットを同時に発生する。非2進チャンネル符号器206は、与えられた符号率(code rate)によって、例えば、16進ターボ符号、32進ターボ符号、又は64進ターボ符号で構成され得る。別の実施形態として、上記三つのターボ符号のうち少なくとも一つが省略されるか、他のターボ符号が代替的に又は追加的に使用され得る。上記符号率は、チャンネル状態を示す測定値、例えば、SNR又はSINRなどによって目標フレームエラー率(Frame Error Rate:FER)を満足させるように定められるMCSレベルによって決定され得る。
非2進チャンネル符号器206から出力される符号化ビット列(Encoded bit stream)は、レートマッチング器(Rate matching)208により所望の伝送率を有するビット列に変換される。上記レートマッチングされたビット列は、FQAMシンボルマッピング器210によりM進FQAMシンボルにマッピングされる。FQAMシンボルマッピング器210は、与えられた変調次数、すなわち、QAMの変調次数MとFSKの変調次数Mに基づいたFQAMの変調次数Mによって、上記レートマッチングされたビット列のうち、所定個数(例えば、M=M*M)のビットグループをFQAMシンボルにマッピングさせて、FQAMシンボル列を出力する。ここで、上記変調次数は、チャンネル状態を示す測定値、例えば、SNR又はSINRなどによって目標フレームエラー率(FER)を満足させるように定められるMCSレベルによって決定され得る。
シンボルインタリーバ212は、FQAMシンボルマッピング器210から出力されるFQAMシンボル列を所定のインターリビングパターンによってインターリビングし、インターリビングされたシンボル列は、スイッチ222を通して論理リソースマッピング器(logical resource mapping)224に入力される。シンボルインタリーバ212は、上記変調次数、与えられた符号率、反復回数のうち少なくとも一つを考慮して動作できるように構成される。
論理リソースマッピング器224は、入力されたシンボル列を与えられた論理リソース領域にマッピングさせ、物理リソースマッピング器(physical resource mapping)226は、上記論理リソース領域にマッピングされたシンボル列を与えられた物理リソース領域にマッピングさせる。論理リソースマッピング器224は、FQAM変調技法、特にFSKを考慮して、上記入力されたシンボル列を対応する周波数トーン又は副搬送波に割り当てる。物理リソースマッピング器226から出力されるシンボル列は、対応する物理リソース領域を介して無線上に伝送される。
情報ビットをQAM変調技法を使用して伝送すると決定した場合、情報ビットは、QAM経路の2進チャンネル符号器214に入力される。2進チャンネル符号器214から出力される符号化ビット列は、レートマッチング器216により所望の伝送率を有するビット列に変換された後、ビットインタリーバ218に入力される。ビットインタリーバ218は、入力されたビット列を所定のインターリビングパターンによってインターリビングし、インターリビングされたビット列は、QAMシンボルマッピング器(QAM symbol mapping)220に伝達される。ビットインタリーバ218は、与えられた符号率及び反復回数のうち少なくとも一つを考慮して動作できるように構成される。
QAMシンボルマッピング器220は、与えられた変調次数Mによって上記インターリビングされたビット列のうち所定個数(M個)のビットグループをQAMシンボルにマッピングさせて、QAMシンボル列を出力する。ここで、上記変調次数は、チャンネル状態を示す測定値、例えば、SNR又はSINRなどによって目標フレームエラー率(FER)を満足させるように定められるMCSレベルによって決定されることができる。例えば、QAMシンボルマッピング器220は、4−QAM(すなわち、QPSK(Quadrature Phase Shifting Keying))、16−QAM、64−QAMのうち少なくとも一つ又は他のQAM方式に従う変調シンボルを生成することができる。上記QAMシンボル列はスイッチ222を経て論理リソースマッピング器224に伝達される。
論理リソースマッピング器224は、入力されたシンボル列を与えられた論理リソース領域にマッピングさせ、物理リソースマッピング器226は、上記論理リソース領域にマッピングされたシンボル列を与えられた物理リソース領域にマッピングさせる。物理リソースマッピング器226から出力されるシンボル列は、対応する物理リソース領域を介して無線上に伝送される。
図3は、本発明の一実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする受信器構造を示したブロック図である。図示された構造は、図2の送信器構造に対応するもので、改善されたQAM変調された信号の受信のためには、非2進チャンネル復号化が使用され、QAM変調された信号の受信のためには、2進チャンネル復号化が使用される。以下では、改善されたQAMの例としてFQAMを説明するが、本発明はFQAMに限定されるものではない。
図3を参照すると、物理リソースデマッピング器302は、受信された信号のうち与えられた物理リソース領域にマッピングされた信号を検出し、論理リソースデマッピング器304は、上記検出された信号のうち与えられた論理リソースにマッピングされた信号を検出する。選択器306は、送信器からの指示によって送信器により使用された技法と同一の変調技法を選択する。物理リソースデマッピング器302と論理リソースデマッピング器304により検出された受信信号は、スイッチ308を通してFQAM経路310、312、314、316とQAM経路318、320、322、324とのうちの一つに伝達される。選択可能な実施形態として、選択器306は、測定されたチャンネル状態情報及び付加的なパラメータに基づいて、送信器で使用されたアルゴリズムと同一の選択アルゴリズムを使用して変調技法だけでなく、QAM及び/又はFSKのための変調次数、符号率、反復回数などを追加的に決定する制御器として動作することができる。
受信信号がFQAM変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、受信信号は、FQAM経路のシンボルLLR(Log Likelihood Ratio)計算器310に伝達される。シンボルLLR計算器310は、FQAMの変調次数によって受信信号から復元しようとするシンボルに対するLLR値を計算する。シンボルデインタリーバ312は、上記シンボルLLR値を送信器のシンボルインタリーバ212で使用されたインターリビングパターンに対応するデインタリービングパターンによってデインタリービングし、レートデマッチング器(Rate Dematching)314は、デインタリービングされた値を送信器のレートマッチング器208によるレートマッチングの逆動作によってシンボル単位結合することによってレートデマッチングを遂行する。シンボルデインタリーバ312は、送信器により使用された変調次数、符号率、反復回数のうち少なくとも一つを考慮して動作できるように構成される。レートデマッチング器314も送信器で使用された反復回数及び符号率によって動作する。
非2進チャンネル復号器316は、レートデマッチングされた値に基づいて送信器の非2進チャンネル符号器206で使用された変調次数及び符号率によってチャンネル復号を遂行して、情報ビットを復元する。非2進チャンネル復号器316は、非2進チャンネル符号器206の種類によって、16進ターボ復号器、32進ターボ復号器、又は64進ターボ復号器で構成され得る。
受信信号がQAM変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、受信信号は、QAM経路のビットLLR計算器318に伝達される。ビットLLR計算器318は、QAMの変調次数によって受信信号から復元しようとするビットに対するLLR値を計算する。ビットデインタリーバ320は、上記ビットLLR値を送信器のビットインタリーバ218で使用されたインターリビングパターンに対応するデインタリービングパターンによってデインタリービングし、レートデマッチング器322は、デインタリービングされた値を送信器のレートマッチング器216によるレートマッチングの逆動作によってシンボル単位結合することによってレートデマッチングを遂行する。ビットデインタリーバ320は、送信器により使用された符号率、反復回数のうち少なくとも一つを考慮して動作できるように構成される。レートデマッチング器322も送信器で使用された反復回数及び符号率によって動作する。
2進チャンネル復号器324は、レートデマッチングされた値に基づいて送信器の2進チャンネル符号器214で使用された符号率によってチャンネル復号を遂行して、情報ビットを復元する。
図4は、本発明の別の実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする送信器構造を示したブロック図である。図示された構造では、使用される変調技法に関係なく特定チャンネル符号化技法、例えば、非2進チャンネル符号化が基本的に使用され、改善されたQAM変調技法のために追加的なチャンネル符号化が使用される。以下では、改善されたQAMの例としてFQAMを説明するが、本発明はFQAMに限定されるものではない。
図4を参照すると、外部符号器(Outer encoder)402は、入力される情報ビットを符号化して第1の符号化ビット列を生成する。外部符号器402のための外部符号化方式は、例えば、ターボ符号(turbo code)、LDPC(Low Density Parity Check)符号、畳み込み符号(Convolutional Code)、RA(Repeat-Accumulate)符号などであり得る。第1の符号化ビット列は、レートマッチング器404により所望の伝送率を有するビット列に変換される。上記レートマッチングされたビット列は、ビットインタリーバにより所定のインターリビングパターンによってインターリビングされた後に、選択器408に伝達される。
選択器408は、受信器からフィードバックされた受信SINRと、受信器のHARQサポート可否と、受信器の性能と、隣接セル干渉の非ガウス化程度などのような予め定められる少なくとも一つの基準によって、変調技法を選択する。選択された変調技法によって、選択器408に入力されたレートマッチングされたビット列は、スイッチ410を通してFQAM経路412、414とQAM経路416とのうちの一つに伝達される。選択可能な実施形態として、選択器408は、与えられたチャンネル状態情報及び付加的なパラメータに基づいて、変調技法だけでなくQAM及び/又はFSKのための変調次数、符号率などを追加的に決定する制御器として動作することができる。
FQAM変調技法が選択された場合、レートマッチングされたビット列は、FQAM経路の内部符号器(Inter Encoder)412に入力される。内部符号器412のための内部符号化方式は、例えば、トレリス符号(Trellis Code)であり得る。内部符号器412により生成された第2の符号化ビット列は、FQAMシンボルマッピング器414によりM進FQAMシンボルにマッピングされる。FQAMシンボルマッピング器414は、与えられた変調次数、すなわち、QAMの変調次数MとFSKの変調次数MFに基づいたFQAMの変調次数Mによって、上記第2の符号化ビット列のうち所定個数(例えば、M=M*M)のビットグループをFQAMシンボルにマッピングさせて、FQAMシンボル列を出力する。ここで、上記変調次数は、チャンネル状態を示す測定値、例えば、SNR又はSINRなどによって目標フレームエラー率(FER)を満足させるように定められるMCSレベルによって決定されることができる。
FQAMシンボルマッピング器414により生成されたシンボル列は、論理リソースマッピング器420に伝達される。論理リソースマッピング器420は、入力されたシンボル列を与えられた論理リソース領域にマッピングさせ、物理リソースマッピング器422は、上記論理リソース領域にマッピングされたシンボル列を与えられた物理リソース領域にマッピングさせる。論理リソースマッピング器420は、FQAM変調技法、特にFSKを考慮して、上記入力されたシンボル列を対応する周波数トーン又は副搬送波に割り当てる。物理リソースマッピング器422から出力されるシンボル列は、対応する物理リソース領域を介して無線上に伝送される。
QAM変調技法が選択された場合、レートマッチングされたビット列は、QAM経路のQAMシンボルマッピング器416に伝達される。QAMシンボルマッピング器416は、与えられた変調次数Mによって上記レートマッチングされたビット列のうち所定個数(M個)のビットグループをQAMシンボルにマッピングさせて、QAMシンボル列を出力する。ここで、上記変調次数は、チャンネル状態を示す測定値、例えば、SNR又はSINRなどによって目標フレームエラー率(FER)を満足させるように定められるMCSレベルによって決定されることができる。上記QAMシンボル列は、スイッチ418を経て論理リソースマッピング器420に伝達される。
論理リソースマッピング器420は、入力されたシンボル列を与えられた論理リソース領域にマッピングさせ、物理リソースマッピング器422は、上記論理リソース領域にマッピングされたシンボル列を与えられた物理リソース領域にマッピングさせる。物理リソースマッピング器422から出力されるシンボル列は、対応する物理リソース領域を介して無線上に伝送される。
図5は、本発明の別の実施形態によって、QAMと改善されたQAMをサポートする受信器構造を示したブロック図である。図示された構造は、図4の受信器構造に対応するものとして、改善されたQAM変調された信号の受信のためには、非2進チャンネル復号化が使用され、QAM変調された信号の受信のためには、2進チャンネル復号化が使用される。以下では、改善されたQAMの例としてFQAMを説明するが、本発明はFQAMに限定されるものではない。
図5を参照すると、物理リソースデマッピング器502は、受信された信号のうち与えられた物理リソース領域にマッピングされた信号を検出し、論理リソースデマッピング器504は、上記検出された信号のうち与えられた論理リソースにマッピングされた信号を検出する。選択器506は、送信器からの指示によって送信器により使用された技法と同一の変調技法を決定する。別の実施形態として、選択器506は、送信器で使用したアルゴリズムと同一のアルゴリズムを使用して上記受信された信号に適用された変調技法を選択することができる。物理リソースデマッピング器502と論理リソースデマッピング器504により検出された受信信号は、スイッチ508を通してFQAM経路510、512とQAM経路514とのうちの一つに伝達される。選択可能な実施形態として、選択器506は、測定されたチャンネル状態情報及び付加的なパラメータに基づいて、送信器で使用されたアルゴリズムと同一の選択アルゴリズムを使用して変調技法だけでなく、QAM及び/又はFSKのための変調次数、符号率、反復回数などを追加的に決定する制御器として動作することができる。
受信信号がFQAM変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、受信信号は、FQAM経路のシンボルLLR計算器510に伝達される。シンボルLLR計算器510は、FQAMの変調次数によって受信信号から復元しようとするシンボルに対するLLR値を計算する。内部復号器512は、上記LLR値に基づいて送信器の内部符号器412で使用された符号率によってチャンネル復号を遂行して符号化ビットを復元する。別の実施形態として、内部復号器512は、符号化されたビット列や、軟性値(soft values)又は硬性値(hard values)を出力することができる。
受信信号がQAM変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、受信信号は、QAM経路のビットLLR計算器514に伝達される。ビットLLR計算器514は、QAMの変調次数によって受信信号から復元しようとするビットに対するLLR値を計算する。
ビットデインタリーバ518は、内部復号器512により復号された出力値又はビットLLR計算器514により計算されたビットLLR値を送信器のビットインタリーバ406で使用されたインターリビングパターンに対応するデインタリービングパターンによってデインタリービングし、レートデマッチング器520は、デインタリービングされた値を送信器のレートマッチング器404によるレートマッチングの逆動作によってビット単位結合することによってレートデマッチングを遂行する。ビットデインタリーバ518は、送信器により使用された符号率、反復回数のうち少なくとも一つを考慮して動作できるように構成される。レートデマッチング器520も送信器で使用された反復回数及び符号率によって動作する。
外部復号器522は、レートデマッチングされた値に基づいて送信器の外部符号器402で使用された符号率によってチャンネル復号を遂行して、情報ビットを復元する。
一方、図2乃至図5では、レートマッチング/デマッチング器とインタリーバ/デインタリーバを含む構造を示したが、これらは、その位置が変更又は省略され得る。
図6は、本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進符号化変調(Coded Modulation:CM)方式をサポートする送信器構造を示したブロック図である。
図6を参照すると、情報ビット600は、第1の選択器(Channel code selector)602に入力され、第1の選択器602は、与えられた変調次数Mによってm個の情報ビットをM進符号器604に伝達する。すなわち、m=log(M)によって16進符号器606には4ビットの情報ビットが入力され、32進符号器608には5ビットの情報ビットが入力され、64進符号器610には6ビットの情報ビットが入力される。ここで、変調次数Mは、受信端からフィードバックされたチャンネル品質(すなわち、受信信号強度)と周辺基地局(送信端)又は上位エンティティ(entity)の要請内容により決定されたMとMによって決定される。すなわち、M=M*Mのように決定される。ここで、Mは、FSK方式のパラメータ、すなわち、FSKの変調次数を意味し、Mは、QAM方式のパラメータ、すなわち、QAMの変調次数を意味し、M及びMは、以後、図7を通して詳細に説明するので、ここでは、その説明を省略する。
M進符号器604から出力された符号化ビット列は、レートマッチング器612により所望の符号率を有するビット列に変換された後、M進FQAMシンボルマッピング器614に入力される。M進FQAMシンボルマッピング器614は、変調次数M、Mを考慮して入力されたビット列の各々を一つの複素数シンボルにマッピングさせてFQAMシンボル列を出力し、上記FQAMシンボル列は反復器616に伝達される。反復器616は、入力されたシンボル列を予め定められた反復回数ぐらい反復して第2の選択器(Interleaver selector)618に出力する。
第2の選択器618は、入力されたシンボル列の変調次数、符号率及び反復回数を考慮してFQAMシンボルインタリーバ620、すなわち、第1乃至第Lのシンボルインタリーバ622、624のうちの一つに伝達する。第1乃至第Lのシンボルインタリーバ622、624の各々は、入力されたシンボル列を予め定められたインターリビングパターン、すなわち、予め定められた長さ(X乃至X)によってシンボル単位でインターリビングし、インターリビングされたシンボル列は論理リソースマッピング器626に伝達される。論理リソースマッピング器626は、入力されたシンボル列を伝送に使用される論理リソース領域にマッピングさせて、論理リソースマッピングシンボル列を生成し、上記論理リソースマッピングシンボル列を物理リソースマッピング器628に伝達する。物理リソースマッピング器628は、上記論理リソースマッピングシンボル列を伝送に使用される物理リソース領域にマッピングさせて、物理リソースマッピングシンボル列を生成する。逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform:IFFT)器630は、物理リソースマッピングシンボル列をIFFT変換し、IFFT変換されたシンボル列は追加処理を経て無線上に伝送される。
図示された送信器は、適切な送信方式を決定するために、変調次数M、M、M、符号率及び反復回数を決定する制御器が必要であり、以下では、図7を通して送信器内部に位置する制御器が変調次数M、M、M、符号率及び反復回数を決定する動作に対して詳細に説明する。
図7は、本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする送信器構造に含まれる制御器動作を示した図である。
図7を参照すると、制御器700は、受信端からCQIと干渉成分を代表するパラメータα、β、δのフィードバックを受ける(702)。ここで、制御器700がCQIとα、β、δのフィードバックを受けるステップ702は、送信器が受信器にCQIとα、β、δを要請するステップと受信器から上記要請に対する応答でCQIとα、β、δを受信するステップを含み得る。またパラメータα、βは、干渉チャンネルでの干渉成分がCGG(Complex Generalized Gaussian)分布を有するという仮定の下に、モデリングする統計パラメータとして、例えば、下記<数式1>のように求めることができる。
Figure 2016507945
<数式1>で、Yは受信信号を示し、Hはチャンネルを示し、sは伝送信号を示し、Jは干渉信号を示す。
また、kは副搬送波にマッピングされるFQAMシンボルインデックスを示し、FQAMシンボルはM個の周波数トーン単位で構成され、lは周波数トーンインデックスを示し、l=1,…,Mである。
Figure 2016507945
はガンマ(gamma)関数である
Figure 2016507945
として、k番目のFQAM受信信号で所望の信号(desired signal)を除外した値を示すが、k番目のFQAM信号に対してl=1からMまでの総M個の周波数トーンに対して表現される。ここで、総M個の周波数トーンのうちFQAM信号が送信されるM[k]周波数トーンに対してのみ所望の信号が存在する。したがって、l=1からMまでの周波数トーンのうちm[k]周波数トーンに対しては所望の信号を引いた値が干渉信号と雑音の和と同一であり、残りの周波数トーンに対しては受信信号自体が干渉信号と雑音の和と同一である。また、
Figure 2016507945
はk番目のFQAMシンボルに対する所望の信号に該当するチャンネルの情報を示し、
Figure 2016507945
はk番目の送信データシンボルに対するQAM信号を示し、
Figure 2016507945
はデルタ(delta)関数である。ここで、m[k」はFQAM信号が送信される周波数トーンインデックスを示す。
このように、αは、受信信号で自身が受信しようとする信号成分を除外した値の2次統計から誘導して求めることができ、βは、受信信号内の信号成分を除外した値の1次統計から誘導して求めることができる。またδは、受信器が計算した干渉統計モデル、例えば、チャンネル間干渉(ICI:Inter-Carrier Interference)を示したヒストグラムとα、βに基づいてモデリングしたCGG分布との間の差を表す指標である。例えば、干渉統計モデルとCGG分布との差が大きくない場合に、δは0と決定され、干渉統計モデルとCGG分布との差が大きい場合に、δは1と決定される。
送信器は、受信端からフィードバックされた干渉成分を代表するパラメータα、β、δを周辺送信器(又は基地局)又は上位エンティティ(entity)と共有し(704)、自身の通信領域での受信器干渉状況を類推する。類推した干渉状況が正規分布(Normal Distribution)に近いと判断する場合、周辺送信器にMを増加させるように要請して、該当通信領域での受信器に対する干渉の正規分布特性が小さくなるようにする。反対に、類推した干渉状況が正規分布と既に十分に距離があると判断する場合、周辺送信器にMを増加させて伝送効率を大きくしてもよいと認知させる。
例を挙げて説明すると、送信器は、自身の通信領域での受信器から干渉成分を代表するパラメータα、δのフィードバックを受け、フィードバックされたα、δの値によって次のような動作を実行する。
1)第1実施形態
送信器は、大部分の受信器からフィードバックされたα値が2であり、δ値が0である場合、受信器が経験する干渉状況が正規分布に近いと判断し、MCS別リンク性能に対する値を示したリンクテーブルとCQIを比較して候補M、Mを決定する。
また送信器は、周辺送信器又は上位エンティティからM又はMの増加要請が受信されたかを確認し、M又はM増加要請が受信された場合、これを反映するか否かを判断して、最終M、Mを決定する。
以後、送信器は、周辺送信器又は上位エンティティにMの増加を要請する。
2)第2実施形態
送信器は、大部分の受信器からフィードバックされたαの値が2より小さく、δの値が0である場合、受信器が経験する干渉状況が正規分布に近くはないが、CGG分布に該当すると判断し、これに基づいてMCS別リンク性能に対する値を示したリンクテーブルとCQIを比較して候補M、Mを決定する。
また送信器は、周辺送信端又は上位エンティティからM又はMの増加要請が受信されたかを確認し、M又はMの増加要請が受信された場合、これを反映するか否かを判断して、最終M、Mを決定する。
以後、送信器は、周辺送信端又は上位エンティティにMを増加させてもよいという認知を伝達する。
3)第3実施形態
送信器は、大部分の受信器からフィードバックされたδの値が1である場合、受信器が経験する干渉状況がCGG分布と差異が激しいと判断し、MCS別リンク性能に対する値を示したリンクテーブルとCQIを比較して候補M、Mを決定する。
また送信器は、周辺送信端又は上位エンティティからM又はMの増加要請が受信されたかを確認し、M又はMの増加要請が受信された場合、これを反映するか否かを判断して、最終M、Mを決定する。
以後、送信器は、周辺送信端又は上位エンティティにMQを増加させてもよいという認知を伝達する。
上述した第1実施形態乃至第3実施形態で、最終M、Mを決定する動作をより詳細に説明すると、下記のようである。
制御器700は、CQIとα、β、δを獲得して(706)、MCS別リンク性能に対する値を示したリンクテーブルとCQIを比較して候補M、Mを決定する(708)。また制御器700は、周辺送信器又は上位エンティティからM又はMの増加要請が受信されたか否か、又はM又はMの増加要請が受信された場合、これを反映するか否かなどの運用基準を考慮して、最終M、Mを決定する(710)。以後、制御器700は、送信器に適用される符号率及び反復回数を決定する(712)。
図8は、本発明の一実施形態によるFQAM方式とM進CM方式をサポートする受信器構造を示したブロック図である。
図8を参照すると、受信信号800は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)器802に入力され、FFT器802は、FFT変換された受信信号を出力して物理リソースデマッピング器804に伝達する。物理リソースデマッピング器804は、入力された受信信号のうち与えられた物理リソース領域にマッピングされた信号を検出し、論理リソースデマッピング器806は、上記検出された信号のうち与えられた論理リソースにマッピングされた信号を検出する。
第1の選択器(LLR calculator selector)810は、送信器で使用された変調次数M、すなわち、M、Mによって物理リソースデマッピング器804と論理リソースデマッピング器806により検出された受信信号をシンボルLLRベクトル計算器812に伝達する。すなわち、第1の選択器810は、変調次数Mによって受信信号が4FSK及び4QAM変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、上記受信信号を第1のシンボルLLRベクトル計算器814に伝達し、受信信号が16FSK及び4QAM変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、上記受信信号を第LのシンボルLLRベクトル計算器816に伝達する。図示していないが、シンボルLLRベクトル計算器812は、第2のシンボルLLRベクトル計算器乃至第L−1のシンボルLLRベクトル計算器を追加で含み得る。第1の選択器810は、受信信号が2FSK及び8QAM変調技法、8FSK及び2QAM変調技法、8FSK及び8QAM変調技法、又は他の該当する変調技法を使用して伝送されたと確認された場合、第2のシンボルLLRベクトル計算器乃至第L−1のシンボルLLRベクトル計算器のうち該当シンボルLLRベクトル計算器に上記受信信号を伝達する。
シンボルLLRベクトル計算器812は、FQAMの変調次数によって、上記伝達された受信信号から復元しようとするシンボルに対するLLR値を計算する。ここで、M、Mは、送信器から受信器に予め指示される値である。
第2の選択器(Deinterleaver selector)818は、上記シンボルに対するLLR値を上記シンボルの変調次数、符号率及び反復回数を考慮してFQAMデインタリーバ820、すなわち、第1乃至第Lのシンボルインタリーバ822、824のうちの一つに伝達する。第1乃至第Lのシンボルインタリーバ822、824の各々は、上記シンボルに対するLLR値を送信器のFQAMシンボルインタリーバ620で使用されたインターリビングパターンに対応するデインタリービングパターン、すなわち、予め定められた長さ(X乃至X)によってシンボル単位でデインタリービングし、デインタリービングされた値は、レートデマッチング器(Rate Dematching)826に伝達される。
レートデマッチング器826は、デインタリービングされた値を送信器のレートマッチング器612によるレートマッチングの逆動作によってシンボル単位で結合することによってレートデマッチングを遂行する。この時、レートデマッチング器826は、送信器で使用された反復回数及び符号率によって動作する。第3の選択器(Channel code selector)828は、送信器で使用された変調次数Mによってレートデマッチングされた値をM進復号器830に伝達する。M進復号器830は、m=log(M)によって該当情報ビットを出力する。すなわち、16進復号器832は、4ビットの情報ビットを出力し、32進復号器834は、5ビットの情報ビットを出力し、64進復号器836は、6ビットの情報ビットを出力する。
図9は、本発明の一実施形態によるFQAM方式及びM進CM方式をサポートする送信器の信号送信動作を示した順序図である。
図9を参照すると、送信器は、ステップ902で情報ビットをM進符号化方式によって符号化し、ステップ920のM、M決定を実行する。すなわち、送信器は、ステップ904で受信器のフィードバック情報としてCQI及び干渉成分パラメータα、β、δを獲得し、ステップ906でMCS別リンク性能に対する値を示したリンクテーブルとCQIを比較して候補M、Mを決定し、ステップ908で周辺送信器又は上位エンティティからM又はMの増加要請が受信されたか否か、又は上記M又はMの増加要請が受信された場合、これを反映するか否かなどの運用基準を考慮して、最終M、Mを決定する。
ステップ910で、送信器は、ステップ920を通して決定したM、Mによって符号化された情報ビットをFQAMシンボルにマッピングし、ステップ912に進行する。ステップ912で、送信器は、M、Mと伝送する信号に対するリソース割り当て領域情報を受信器に伝達し、ステップ914に進行してFQAMシンボルを与えられたリソース領域、すなわち、上記リソース割り当て領域情報が指示するリソース領域を介して伝送する。
図9では、送信器が情報ビットをFQAMシンボルにマッピングして伝送する動作を一例として説明したが、送信器は、上記の動作とは別個で、α、δの値を考慮して周辺送信器又は上位エンティティにM又はMを増加させることを要請する動作を実行することができる。α、δの値を考慮して周辺送信器又は上位エンティティにM又はMを増加させることを要請する動作は、上述した第1実施形態乃至第3実施形態を通して詳細に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
図10は、発明の一実施形態によるFQAM方式及びM進CM方式をサポートする受信器の信号受信動作を示した順序図である。
図10を参照すると、受信器は、ステップ1000で送信器からM、Mと受信する信号に対するリソース割り当て領域情報を受信し、ステップ1002に進行する。ステップ1002で、受信器は、送信器から伝送される信号を与えられたリソース領域、すなわち、上記リソース割り当て領域情報が指示するリソース領域を介して受信し、ステップ1004に進行する。
ステップ1004で、受信器は、M、Mによって受信信号から復元しようとするシンボルに対するシンボルLLR値を計算し、ステップ1006に進行する。ステップ1006で、受信器は、シンボルLLR値をM進符号化方式によって復号して情報ビットを復元する。
図10では、受信器が信号を受信して情報ビットで復元する動作を一例として説明したが、受信器は、上述した動作とは別個に、送信器からCQIとα、β、δに対する情報要請を受信する場合、これに対する応答で、上記CQIとα、β、δを上記送信器にフィードバックする動作を実行することができる。
以上で説明した送受信構造で、機能ブロックに対する順序及び配置は、変形可能であることに留意すべきである。例えば、レートマッチング及びインターリビングは、相互交換又は省略され得る。別の例で、論理/物理リソースマッピング器と物理/論理リソースデマッピング器は、一つのリソースマッピング/デマッピング器に統合されて具現され得る。
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められる本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
202,306,408,506,602,618,810,818,828 選択器
204,222,308,410,418,508,516 スイッチ
206 非2進チャンネル符号器
208,216,404,612 レートマッチング器
210,414,614 非2進FQAMシンボルマッピング器
212 シンボルインタリーバ
214 2進チャンネル符号器
218,406 ビットインタリーバ
220 非2進QAMシンボルマッピング器
224,420,626 論理リソースマッピング器
226,422,628 物理リソースマッピング器
302,502,804 物理リソースデマッピング器
304,504,806 論理リソースデマッピング器
310,510 シンボルLLR計算器
312 シンボルデインタリーバ
314 レートデマッチング器
316 非2進チャンネル復号器
318,514 ビットLLR計算器
320,518 ビットデインタリーバ
322,520,826 レートデマッチング器
324 2進チャンネル復号器
402 外部符号器
412 内部符号器
512 内部復号器
522 外部復号器
600 情報ビット
604 M進符号器
606 16進符号器
608 32進符号器
610 64進符号器
616 反復器
620 FQAMシンボルインタリーバ
622 第1のシンボルインタリーバ
624 第Lのシンボルインタリーバ
630 逆高速フーリエ変換(IFFT)器
700 制御器
800 受信信号
802 高速フーリエ変換(FFT)器
812 シンボルLLRベクトル計算器
814 第1のシンボルLLRベクトル計算器
816 第LのシンボルLLRベクトル計算器
820 FQAMシンボルデインタリーバ
822 第1のシンボルデインタリーバ
824 第Lのシンボルデインタリーバ
830 M進復号器
832 16進復号器
834 32進復号器
836 64進復号器

Claims (30)

  1. 無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて信号を送信するための方法であって、
    予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)と改善されたQAMとのうちの一つを選択するステップと、
    前記QAMが選択された場合、伝送しようとする情報ビットを第1の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットをQAMシンボルにマッピングするステップと、
    前記改善されたQAMが選択された場合、前記情報ビットを第2の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットを改善されたQAMシンボルにマッピングするステップと、
    前記QAMシンボル又は前記改善されたQAMシンボルを与えられたリソース領域を介して伝送するステップと、を含むことを特徴とする送信方法。
  2. 前記改善されたQAMは、
    QAMとFSKがハイブリッド化されたFQAMと、
    複数個のアクティブトーンを使用してFSKシンボルを表現するMT−FSK(Multi-Tone FSK)とQAMがハイブリッド化されたMT−FQAMと、
    QAMとTSKがハイブリッド化されたTQAMとのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
  3. 前記改善されたQAMシンボルの各々は、
    前記リソース領域のうち予め定められる周波数トーンにマッピングされることを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
  4. 前記少なくとも一つの基準は、
    受信器の受信信号強度、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)のサポート、前記改善されたQAMのサポート、隣接セル干渉の非ガウス化程度、前記情報ビットの伝送のために割り当てられたリソース位置のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
  5. 前記選択するステップは、
    受信器からフィードバックされた受信信号強度を所定の臨界値と比較して、前記受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択するステップと、
    前記情報ビットがHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)により伝送されない場合、前記改善されたQAMを選択するステップと、
    前記受信器が前記改善されたQAMをサポート可能な場合、前記改善されたQAMを選択するステップと、
    前記受信器からフィードバックされた、隣接セル干渉の非ガウス化程度を示すパラメータに対応する臨界値を選択し、前記受信器からフィードバックされた受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択するステップとのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
  6. 前記第1の符号化方式は、2進チャンネル符号化を含み、
    前記第2の符号化方式は、非2進チャンネル符号化を含むことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
  7. 前記第1の符号化方式は、外部符号化を含み、
    前記第2の符号化方式は、前記外部符号化及び内部符号化を含むことを特徴とする請求項1に記載の送信方法。
  8. 無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて送信された信号を受信するための方法であって、
    予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちの一つの変調技法を使用して送信された信号を、与えられたリソース領域を介して受信するステップと、
    受信信号に適用された変調技法を選択するステップと、
    前記QAMが選択された場合、前記受信信号から復元しようとするシンボルに対するシンボルLLR(Log Likelihood Ratio)値を計算し、前記シンボルLLR値を第1の復号化方式によって復号して情報ビットを復元するステップと、
    前記改善されたQAMが選択された場合、前記受信信号から復元しようとするビットに対するビットLLR値を計算し、前記ビットLLR値を第2の復号化方式によって復号して情報ビットを復元するステップと、を含むことを特徴とする受信方法。
  9. 前記改善されたQAMは、
    QAMとFSKがハイブリッド化されたFQAMと、
    複数個のアクティブトーンを使用してFSKシンボルを表現するMT−FSK(Multi-Tone FSK)とQAMがハイブリッド化されたMT−FQAMと、
    QAMとTSKがハイブリッド化されたTQAMとのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  10. 前記改善されたQAMが選択された場合、前記受信信号のうち改善されたQAMシンボルの各々に対応する信号は、前記リソース領域のうち予め定められる周波数トーンを介して受信されることを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  11. 前記少なくとも一つの基準は、
    受信器の受信信号強度、HARQのサポート、前記改善されたQAMのサポート、隣接セル干渉の非ガウス化程度、前記情報ビットの伝送のために割り当てられたリソース位置のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  12. 前記選択するステップは、
    送信器から前記受信信号に適用された変調技法に対する情報を受信するステップを含むことを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  13. 前記選択するステップは、
    送信器にフィードバックした受信信号強度を所定の臨界値と比較して、前記受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択するステップと、
    前記情報ビットがHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)により受信されない場合、前記改善されたQAMを選択するステップと、
    受信器が前記改善されたQAMをサポート可能な場合、前記改善されたQAMを選択するステップと、
    前記送信器にフィードバックされた、隣接セル干渉の非ガウス化程度を示すパラメータに対応する臨界値を選択し、前記送信器にフィードバックされた受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択するステップとのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  14. 前記第1の復号化方式は、2進チャンネル復号化を含み、
    前記第2の復号化方式は、非2進チャンネル復号化を含むことを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  15. 前記第1の復号化方式は、外部復号化を含み、
    前記第2の復号化方式は、前記外部復号化及び内部復号化を含むことを特徴とする請求項8に記載の受信方法。
  16. 無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて信号を送信するための装置であって、
    予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと改善されたQAMとのうちの一つを選択する選択器と、
    前記QAMが選択された場合、伝送しようとする情報ビットを第1の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットをQAMシンボルにマッピングする第1の送信経路と、
    前記改善されたQAMが選択された場合、前記情報ビットを第2の符号化方式によって符号化し、符号化された情報ビットを改善されたQAMシンボルにマッピングする第2の送信経路と、
    前記QAMシンボル又は前記改善されたQAMシンボルを与えられたリソース領域を介して伝送するリソースマッピング器と、を含むことを特徴とする送信装置。
  17. 前記改善されたQAMは、
    QAMとFSKがハイブリッド化されたFQAMと、
    複数個のアクティブトーンを使用してFSKシンボルを表現するMT−FSK(Multi-Tone FSK)とQAMがハイブリッド化されたMT−FQAMと、
    QAMとTSKがハイブリッド化されたTQAMとのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項16に記載の送信装置。
  18. 前記改善されたQAMシンボルの各々は、
    前記リソース領域のうち予め定められる周波数トーンにマッピングされることを特徴とする請求項16に記載の送信装置。
  19. 前記少なくとも一つの基準は、
    受信器の受信信号強度、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)のサポート、前記改善されたQAMのサポート、隣接セル干渉の非ガウス化程度、前記情報ビットの伝送のために割り当てられたリソース位置のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項16に記載の送信装置。
  20. 前記選択器は、
    受信器からフィードバックされた受信信号強度を所定の臨界値と比較して、前記受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択する動作と、
    前記情報ビットがHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)により伝送されない場合、前記改善されたQAMを選択する動作と、
    前記受信器が前記改善されたQAMをサポート可能な場合、前記改善されたQAMを選択する動作と、
    前記受信器からフィードバックされた、隣接セル干渉の非ガウス化程度を示すパラメータに対応する臨界値を選択し、前記受信器からフィードバックされた受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択する動作とのうち少なくとも一つを実行することを特徴とする請求項16に記載の送信装置。
  21. 前記第1の符号化方式は、2進チャンネル符号化を含み、
    前記第2の符号化方式は、非2進チャンネル符号化を含むことを特徴とする請求項16に記載の送信装置。
  22. 前記第1の符号化方式は、外部符号化を含み、
    前記第2の符号化方式は、前記外部符号化及び内部符号化を含むことを特徴とする請求項16に記載の送信装置。
  23. 無線通信システムにおける複数の変調技法を用いて送信された信号を受信するための装置であって、
    予め定められる少なくとも一つの基準によって、QAMと、QAMとFSKが結合された改善されたQAMとのうちの一つの変調技法を使用して送信された信号を、与えられたリソース領域を介して受信するリソースデマッピング器と、
    受信信号に適用された変調技法を選択する選択器と、
    前記QAMが選択された場合、前記受信信号から復元しようとするシンボルに対するシンボルLLR値を計算し、前記シンボルLLR値を第1の復号化方式によって復号して情報ビットを復元する第1の受信経路と、
    前記改善されたQAMが選択された場合、前記受信信号から復元しようとするビットに対するビットLLR値を計算し、前記ビットLLR値を第2の復号化方式によって復号して情報ビットを復元する第2の受信経路と、を含むことを特徴とする受信装置。
  24. 前記改善されたQAMは、
    QAMとFSKがハイブリッド化されたFQAMと、
    複数個のアクティブトーンを使用してFSKシンボルを表現するMT−FSK(Multi-Tone FSK)とQAMがハイブリッド化されたMT−FQAMと、
    QAMとTSKがハイブリッド化されたTQAMとのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
  25. 前記改善されたQAMが選択された場合、前記受信信号のうち改善されたQAMシンボルの各々に対応する信号は、前記リソース領域のうち予め定められる周波数トーンを介して受信されることを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
  26. 前記少なくとも一つの基準は、
    受信器の受信信号強度、HARQのサポート、前記改善されたQAMのサポート、隣接セル干渉の非ガウス化程度、前記情報ビットの伝送のために割り当てられたリソース位置のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
  27. 前記選択器は、
    送信器から前記受信信号に適用された変調技法に対する情報を受信することを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
  28. 前記選択器は、
    送信器にフィードバックした受信信号強度を所定の臨界値と比較して、前記受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択する動作と、
    前記情報ビットがHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)により受信されない場合、前記改善されたQAMを選択する動作と、
    受信器が前記改善されたQAMをサポート可能な場合、前記改善されたQAMを選択する動作と、
    前記送信器にフィードバックされた、隣接セル干渉の非ガウス化程度を示すパラメータに対応する臨界値を選択し、前記送信器にフィードバックされた受信信号強度が前記臨界値未満である場合、前記改善されたQAMを選択する動作とのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
  29. 前記第1の復号化方式は、2進チャンネル復号化を含み、
    前記第2の復号化方式は、非2進チャンネル復号化を含むことを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
  30. 前記第1の復号化方式は、外部復号化を含み、
    前記第2の復号化方式は、前記外部復号化及び内部復号化を含むことを特徴とする請求項23に記載の受信装置。
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