JP2022171420A - 送信装置、受信装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】５Ｇ ＮＲに準拠したシステムにおいて、雑音耐性を向上させる。
【解決手段】５Ｇ ＮＲに準拠して符号化したＯＦＤＭ信号を送信する送信装置１は、キャリアシンボルの順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内インターリーブ信号を生成するＴＢ内インターリーブ部１５と、ＴＢ内インターリーブ信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間インターリーブ信号を生成する時間インターリーブ部１６と、時間インターリーブ信号に制御信号を挿入してＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＯＦＤＭフレームに対してＯＦＤＭ変調処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ送信処理部１８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信装置、受信装置、及びプログラムに関する。

通信規格の策定を行う３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において、５Ｇ（5th Generation：第５世代移動通信システム）の新たな無線通信方式であるＮＲ（New Radio）を用いたＭＢＳ（Multicast Broadcast Service）の検討が進められている（例えば、非特許文献１参照）。ＮＲ ＭＢＳは、ダウンリンクのみを使った放送同様のサービス、及びアップリンク／ダウンリンクを混在させた双方向サービス等への利用が期待されている。

ＮＲでは、マルチパス環境や移動受信環境において良好な伝送特性を実現するため、ダウンリンク信号の信号形式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を採用し、誤り訂正符号にＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号を採用している。

地上デジタル放送方式ＩＳＤＢ－Ｔでは、時間インターリーブ処理を行うことで、送信データを時間的に分散している（例えば、非特許文献２参照）。これにより、インパルス雑音などへの耐性を高めることができる。ＬＴＥ（Long Term Evolution）をベースとした５Ｇブロードキャストにおいても、時間インターリーブの導入について議論が行われたが、最終的に規格には採用はされなかった（例えば、非特許文献３参照）。

"Revised Work Item on NR Multicast and Broadcast Services", RP-201038 「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式」、ARIB STD-B31、一般社団法人電波産業会 "On the performance evaluation of HARQ-based time-interleaving for LTE-based 5G terrestrial broadcast", R1-1913343

ＮＲ ＭＢＳにおいて、ダウンリンクのみを使った放送同様のサービスでは、通信のような再送要求をすることができない。そのため、インパルス雑音などへの耐性を高めることが必要となるが、上述したように５Ｇ ＮＲでは時間インターリーブについて規定されていないため、雑音耐性を向上させることが困難であった。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、５Ｇ ＮＲに準拠し、雑音耐性を向上させることが可能な送信装置、受信装置、及びそれらのプログラムを提供することにある。

一実施形態に係る送信装置は、５Ｇ ＮＲに準拠して符号化したＯＦＤＭ信号を送信する送信装置であって、キャリアシンボルの順序をトランスポートブロック（ＴＢ）ごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内インターリーブ信号を生成するＴＢ内インターリーブ部と、前記ＴＢ内インターリーブ信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間インターリーブ信号を生成する時間インターリーブ部と、前記時間インターリーブ信号に制御信号を挿入してＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部と、前記ＯＦＤＭフレームに対してＯＦＤＭ変調処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ送信処理部と、を備える。

さらに、一実施形態において、前記ＴＢ内インターリーブ部は、トランスポートブロック内の各符号ブロックから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べるようにしてもよい。

さらに、一実施形態において、前記ＴＢ内インターリーブ部は、１トランスポートブロックあたりの符号ブロック数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出す符号ブロックの順番を変更するようにしてもよい。

さらに、一実施形態において、前記時間インターリーブ部は、時間インターリーブの処理単位となるトランスポートブロック数がｍ個である場合、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すトランスポートブロックの順番を変更するようにしてもよい。

また、一実施形態に係る受信装置は、５Ｇ ＮＲに準拠して符号化されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号を復調して複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ受信処理部と、前記複素ベースバンド信号の等化処理を行い、等化信号を生成する等化処理部と、前記等化信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間デインターリーブ信号を生成する時間デインターリーブ部と、前記時間デインターリーブ信号の順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内デインターリーブ信号を生成するＴＢ内デインターリーブ部と、前記ＴＢ内デインターリーブ信号の各ビットの対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、前記対数尤度比を用いて誤り訂正復号を行い、受信信号を生成する誤り訂正復号部と、を備える。

さらに、一実施形態において、前記ＴＢ内デインターリーブ部は、トランスポートブロック内の各符号ブロックから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べるようにしてもよい。

さらに、一実施形態において、前記ＴＢ内デインターリーブ部は、１トランスポートブロックあたりの符号ブロック数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出す符号ブロックの順番を変更するようにしてもよい。

さらに、一実施形態において、前記時間デインターリーブ部は、時間デインターリーブの処理単位となるトランスポートブロック数がｍ個である場合、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すトランスポートブロックの順番を変更するようにしてもよい。

また、一実施形態係るプログラムは、コンピュータを、上記送信装置又は受信装置として機能させる。

本発明によれば、５Ｇ ＮＲに準拠したシステムにおいて、雑音耐性を向上させることが可能となる。

一実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る送信装置における時間インターリーブ処理の一例を示す図である。 ＴＢ内インターリーブ処理を行わないで時間インターリーブ処理を行った場合の問題点を示す図である。 一実施形態に係る送信装置において、第１のインターリーブ処理による第１の並べ替え例を示す図である。 一実施形態に係る送信装置において、第１のインターリーブ処理による第２の並べ替え例を示す図である。 一実施形態に係る送信装置において、第２のインターリーブ処理による並べ替え例を示す図である。 一実施形態に係る送信装置において、第３のインターリーブ処理による並べ替え例を示す図である。 一実施形態に係る送信装置において、第４のインターリーブ処理による並べ替え例を示す図である。 一実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。

以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜送信装置＞
図１に、一実施形態に係る送信装置の構成例を示す。図１に示す送信装置１は、誤り訂正符号化部１１と、ビットインターリーブ部１２と、スクランブル部１３と、マッピング部１４と、ＴＢ内インターリーブ部１５と、時間インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＯＦＤＭ送信処理部１８と、を備える。

送信装置１は、５Ｇ ＮＲに準拠して符号化したＯＦＤＭ信号を受信装置に送信する装置である。送信装置１は、１以上の半導体チップにより構成されてもよい。

誤り訂正符号化部１１は、受信側で伝送誤りを訂正可能とするために、送信装置１の外部から入力した送信信号（ビット列）を誤り訂正符号化（ＬＤＰＣ符号化）し、符号化信号を生成する。そして、誤り訂正符号化部１１は、生成した符号化信号をビットインターリーブ部１２に出力する。

ビットインターリーブ部１２は、誤り訂正符号の性能を高めるために、誤り訂正符号化部１１から入力した符号化信号をビット単位でインターリーブ処理してビット列を生成する。そして、ビットインターリーブ部１２は、生成したビット列をスクランブル部１３に出力する。

スクランブル部１３は、ビットインターリーブ部１２から入力した入力ビット列が０又は１が連続するビット列である場合に、出力ビット列が０，１のランダム系列となるようにビット列を反転する。そして、スクランブル部１３は、反転したビット列をマッピング部１４に出力する。スクランブル部１３の詳細については、例えば下記の参考文献に記載されている。なお、スクランブル部１３においては、符号ブロック間でのビットの入れ替え（インターリーブ）は行われない。
［参考文献］”Physical channels and modulation”, 3GPP TS 38.211

マッピング部１４は、スクランブル部１３から入力したビット列をＩＱ平面（複素平面）にマッピング（シンボルマッピング）してキャリアシンボルを生成する。マッピング部１４は、生成したキャリアシンボルをＴＢ内インターリーブ部１５に出力する。

ＴＢ内インターリーブ部１５は、マッピング部１４により生成されたキャリアシンボルの順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理（ＴＢ内インターリーブ処理）を行い、ＴＢ内インターリーブ信号を生成する。そして、ＴＢ内インターリーブ部１５は、生成したＴＢ内インターリーブ信号を時間インターリーブ部１６に出力する。ここで、トランスポートブロック（ＴＢ）とは、デジタルデータの処理単位であり、１つのＯＦＤＭシンボルで伝送されるデータ量、または１つのスロットで伝送されるデータ量のことをいう。以降、ＴＢが１つのＯＦＤＭシンボルで伝送されるデータ量を有する場合について本発明を説明するが、ＴＢが１つのスロットで伝送されるデータ量であってもよい。また、該データ量を有するキャリアシンボル群もトランスポートブロック（ＴＢ）と称する。

時間インターリーブ部１６は、ＴＢ内インターリーブ部１５から入力したＴＢ内インターリーブ信号の順序を時間方向に並べ替える処理（時間インターリーブ処理）を行い、時間インターリーブ信号を生成する。そして、時間インターリーブ部１６は、生成した時間インターリーブ信号をＯＦＤＭフレーム構成部１７に出力する。

ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、時間インターリーブ部１６から入力した時間インターリーブ信号に、パイロット信号、及び制御信号を挿入してＯＦＤＭフレームを構成する。そして、ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、生成したＯＦＤＭフレームをＯＦＤＭ送信処理部１８に出力する。

ＯＦＤＭ送信処理部１８は、ＯＦＤＭフレーム構成部１７から入力したＯＦＤＭフレームに対してＯＦＤＭ変調処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成し、生成したＯＦＤＭ信号を受信装置に送信する。より詳細には、ＯＦＤＭ送信処理部１８は、ＯＦＤＭフレーム構成部１７から入力したＯＦＤＭフレームのＯＦＤＭシンボルに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を行って時間領域の有効シンボル信号を生成する。そして、ＯＦＤＭ送信処理部１８は、有効シンボル信号の先頭に、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）と呼ばれるガード区間を挿入した後、直交変調処理及びＤ／Ａ変換処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成する。

ここで、ＴＢ内インターリーブ部１５の意義を説明するために、ＴＢ内インターリーブ部１５による処理を行わないで、時間インターリーブ部１６により時間インターリーブ処理を行った場合の問題点について説明する。

図２に、時間インターリーブ部１６による時間インターリーブ処理の一例を示す。図２は、時間インターリーブの処理単位となるＴＢ数（以下、「時間インターリーブサイズ」ともいう。）を４とした場合の例である。この例では、時間インターリーブ部１６は、シンボルマッピング後のＴＢから、ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３の順に時間方向に１つずつキャリアシンボルを読み出した後、時間インターリーブ処理後のＴＢ領域に１つずつキャリアシンボルを配置して周波数方向に並び替える。時間インターリーブ後のＴＢには、もともとＴＢ０～ＴＢ４に含まれていたキャリアシンボルが含まれるため、送信データを時間的に分散できることが分かる。

図３に、ＴＢ内インターリーブ処理を行わないで時間インターリーブ処理を行った場合の問題点を示す。ＮＲのダウンリンク規格では、Ｂａｓｅ Ｇｒａｐｈ １のＬＤＰＣ符号を適用し、ＴＢが８４２４ビットを超える場合、誤り訂正符号化部１１はＴＢを複数の符号ブロック（ＣＢ）に分割してからＬＤＰＣ符号化を行う。図３では、ＴＢが３つのＣＢに分割された場合の例を示す。また、シンボルマッピング後のＴＢ０のキャリアシンボルにのみ背景模様を付している。ここで、ＣＢ０のキャリアシンボルは、そのほとんどが、時間インターリーブ後のＴＢ０、すなわちＯＦＤＭシンボル０に割り当てられて伝送されることが分かる。ここで、ＯＦＤＭシンボル０を伝送している時間に、インパルス雑音などが加わった場合は、ＣＢ０のほとんどのキャリアシンボルの受信品質が劣化し、受信側でＣＢ０の誤り訂正復号を行ったとしても、送信データの復元が困難となる。ここでの問題点は、各ＣＢに含まれるキャリアシンボルが、時間的に分散して伝送されないことである。

そこで本発明では、ＴＢ内インターリーブ部１５を導入し、時間インターリーブを行う前に、ＴＢ内でキャリアシンボルの並び替えを行う。ＴＢ内インターリーブ処理について、以下に複数の具体的を挙げて説明する。

（第１のインターリーブ処理）
第１のインターリーブ処理では、ＴＢ内インターリーブ部１５は、ＴＢ内の各ＣＢから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べ、同じＣＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。例えば、ＴＢ内にｃ個のＣＢ（ＣＢ０，ＣＢ１，・・・，ＣＢｃ－１）が存在する場合、ＣＢ０の先頭のキャリアシンボル、ＣＢ１の先頭のキャリアシンボル、・・・、ＣＢｃ－１の先頭のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、次に、ＣＢ０の２番目のキャリアシンボル、ＣＢ１の２番目のキャリアシンボル、・・・、ＣＢｃ－１の２番目のキャリアシンボルをＴＢ内インターリーブ処理後のＴＢ領域に１つずつ配置して周波数方向に並べ、これを繰り返す。この場合、ＴＢ内インターリーブ処理後では、ｃ個ごと（すなわち、（ｃ－１）個おき）に同一のＣＢ内のキャリアシンボルが配置される。

第１のインターリーブ処理では、時間インターリーブ部１６は、時間インターリーブ処理に用いられるＴＢ群ごとに、各ＴＢから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べ、同じＴＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。例えば、時間インターリーブ処理に用いられるＴＢ群内にｍ個のＴＢ（ＴＢ０，ＴＢ１，・・・，ＴＢｍ－１）が存在する場合、すなわち、時間インターリーブサイズがｍである場合、ＴＢ０の先頭のキャリアシンボル、ＴＢ１の先頭のキャリアシンボル、・・・、ＴＢｍ－１の先頭のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、次に、ＴＢ０の２番目のキャリアシンボル、ＴＢ１の２番目のキャリアシンボル、・・・、ＴＢｍ－１の２番目のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、これを繰り返す。この場合、時間インターリーブ処理後では、ｍ個ごと（すなわち、（ｍ－１）個おき）に同一のＴＢ（時間インターリーブ処理に用いられるＴＢ）内のキャリアシンボルが配置される。

図４に、時間インターリーブ処理後に、各ＣＢが時間方向及び周波数方向に偏りなくインターリーブされている例を示す。図４は模式図であり、１ＴＢあたりのＣＢ数ｃ＝３とし、時間インターリーブサイズｍ＝４とし、１ＴＢあたりのシンボル数ｎ＝２７としている。また、シンボルマッピング後のＴＢ０のキャリアシンボルにのみ背景模様を付している。ここでは、ＴＢ内インターリーブ部１５の例として、各ＣＢに含まれるキャリアシンボルをＣＢ０，ＣＢ１，ＣＢ２の順に読み出す場合を示している。その後、時間インターリーブ部１６において、ＴＢ内インターリーブ処理後のＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３の順にキャリアシンボルを読み出す。ＣＢ０のキャリアシンボルに着目すると、時間インターリーブ処理後のＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３に分散して伝送されるようになることが分かる。

図５に、時間インターリーブ処理後に、各ＣＢが周波数方向に偏ってインターリーブされている例を示す。図５は模式図であり、１ＴＢあたりのＣＢ数ｃ＝３とし、時間インターリーブサイズｍ＝４とし、１ＴＢあたりのシンボル数ｎ＝２４としている。また、シンボルマッピング後のＴＢ０のキャリアシンボルにのみ背景模様を付している。図５の時間インターリーブ処理後のＴＢにおいてＣＢ０に着目すると、時間方向にはインターリーブされている。ただし、時間インターリーブ処理後において、ＣＢ０のキャリアシンボルは矢印で示す２つの周波数でのみ伝送されるため、周波数方向のインターリーブ効果を向上させる余地がある。

（第２のインターリーブ処理）
第２のインターリーブ処理では、ＴＢ内インターリーブ部１５は、１ＴＢあたりのＣＢ数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すＣＢの順番を変更する。そして、ＴＢ内インターリーブ部１５は、第１のインターリーブ処理と同様に、読み出したキャリアシンボルを順番に周波数方向に並べ、同じＣＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。例えば、１ＴＢ内にｃ個のＣＢ（ＣＢ０，ＣＢ１，・・・，ＣＢｃ－１）が存在する場合、ＣＢ０から順に、ＣＢ０の先頭のキャリアシンボル、ＣＢ１の先頭のキャリアシンボル、・・・、ＣＢｃ－１の先頭のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、次はＣＢ１から順に、ＣＢ１の２番目のキャリアシンボル、ＣＢ２の２番目のキャリアシンボル、・・・、ＣＢｃ－１の２番目のキャリアシンボル、ＣＢ０の２番目のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、このような処理を繰り返す。

第２のインターリーブ処理では、時間インターリーブ部１６は、第１のインターリーブ処理と同様に、時間インターリーブサイズのＴＢ群ごとに、各ＴＢから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べ、同じＴＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。

図６に、第２のインターリーブ処理による並べ替え例を示す。図６では、図５と同様に、１ＴＢあたりのＣＢ数ｃ＝３とし、時間インターリーブサイズｍ＝４とし、１ＴＢあたりのシンボル数ｎ＝２４としている。また、シンボルマッピング後のＴＢ０のキャリアシンボルにのみ背景模様を付している。ＴＢ内インターリーブ部１５は、ＣＢ０，ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ０，ＣＢ２，ＣＢ０，ＣＢ１の順に１つずつのキャリアシンボルを読み出す。なお、読み出す順番はこれに限られるものではなく、読み出す順番が常に一定とならないように変化させればよい。

図６の時間インターリーブ処理後のＴＢにおいてＣＢ０に着目すると、図５と比較して周波数方向のインターリーブ効果が向上していることが分かる。ただし、時間インターリーブ処理後において、ＣＢ０のキャリアシンボルは矢印で示す６つの周波数でのみ伝送されるため、周波数方向のインターリーブ効果をさらに向上させる余地がある。

（第３のインターリーブ処理）
第３のインターリーブ処理では、ＴＢ内インターリーブ部１５は、第１のインターリーブ処理と同様に、各ＣＢから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べ、同じＣＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。

第３のインターリーブ処理では、時間インターリーブ部１６は、時間インターリーブの処理単位となるＴＢ数がｍ個である場合（時間インターリーブサイズ＝ｍ）、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すＴＢの順番を変更する。そして、時間インターリーブ部１６は、第１のインターリーブ処理と同様に、読み出したキャリアシンボルを順番に周波数方向に並べ、同じＴＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。例えば、時間インターリーブサイズがｍである場合、ＴＢ０から順に、ＴＢ０の先頭のキャリアシンボル、ＴＢ１の先頭のキャリアシンボル、・・・、ＴＢｍ－１の先頭のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、次はＴＢ１から順に、ＴＢ１の２番目のキャリアシンボル、ＴＢ２の２番目のキャリアシンボル、・・・、ＴＢｍ－１の２番目のキャリアシンボル、ＴＢ０の２番目のキャリアシンボルを周波数方向に並べ、このような処理を繰り返す。

図７に、第３のインターリーブ処理による並べ替え例を示す。図７では、図５と同様に、１ＴＢあたりのＣＢ数ｃ＝３とし、時間インターリーブサイズｍ＝４とし、１ＴＢあたりのシンボル数ｎ＝２４としている。また、シンボルマッピング後のＴＢ０のキャリアシンボルにのみ背景模様を付している。時間インターリーブ部１６は、ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ０，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ３，ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２の順に１つずつのキャリアシンボルを読み出す。なお、読み出す順番はこれに限られるものではなく、読み出す順番が常に一定とならないように変化させればよい。

図７の時間インターリーブ処理後のＴＢにおいてＣＢ０に着目すると、図５と比較して周波数方向のインターリーブ効果が向上していることが分かる。ただし、時間インターリーブ処理後において、ＣＢ０のキャリアシンボルは矢印で示す４つの周波数でのみ伝送されるため、周波数方向のインターリーブ効果をさらに向上させる余地がある。

（第４のインターリーブ処理）
第４のインターリーブ処理では、ＴＢ内インターリーブ部１５は、第２のインターリーブ処理と同様に、１ＴＢあたりのＣＢ数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すＣＢの順番を変更し、読み出したキャリアシンボルを順番に周波数方向に並べ、同じＣＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。

また、第４のインターリーブ処理では、時間インターリーブ部１６は、第３のインターリーブ処理と同様に、時間インターリーブの処理単位となるＴＢの数がｍ個である場合、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すＴＢの順番を変更し、読み出したキャリアシンボルを順番に周波数方向に並べ、同じＴＢのキャリアシンボルが連続しないように並べる。

図８に、第４のインターリーブ処理による並べ替え例を示す。図８では、図５と同様に、１ＴＢあたりのＣＢ数ｃ＝３とし、時間インターリーブサイズｍ＝４とし、１ＴＢあたりのシンボル数ｎ＝２４としている。また、シンボルマッピング後のＴＢ０のキャリアシンボルにのみ背景模様を付している。ＴＢ内インターリーブ部１５は、ＣＢ０，ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ０，ＣＢ２，ＣＢ０，ＣＢ１の順に１つずつのキャリアシンボルを読み出す。時間インターリーブ部１６は、ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ０，ＴＢ２，ＴＢ３，ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ３，ＴＢ０，ＴＢ１，ＴＢ２の順に１つずつのキャリアシンボルを読み出す。

図８の時間インターリーブ処理後のＴＢにおいてＣＢ０に着目すると、図５と比較して周波数方向のインターリーブ効果が向上していることが分かる。また、時間インターリーブ処理後において、ＣＢ０のキャリアシンボルは矢印で示す８つの周波数で伝送されるため、第２のインターリーブ処理及び第３のインターリーブ処理よりも、さらに周波数方向のインターリーブ効果が向上していることが分かる。

なお、１ＴＢあたりのＣＢ数ｃは、５Ｇ ＮＲでは、帯域幅に複数のオプションがあり、帯域幅が広いほどＴＢサイズが大きくなり、ｃの値も大きくなる。５ＭＨｚ幅の場合、ｃ＝１～１０程度が想定される。

時間インターリーブサイズｍは、５Ｇ ＮＲの規格には含まれていないが、移動受信環境ではｍの値を大きくするほど伝送特性が改善できる。ｍの値は、移動速度、キャリア間隔、所要ＣＮ比、受信装置のメモリなどの様々な要求条件により決定される。時速１００ｋｍ、キャリア間隔１５ｋＨｚの場合、ｍ＝１～５００程度が想定される。なお、ｍ＝１の場合、時間インターリーブ処理は行われない。

１ＴＢあたりのシンボル数ｎは、５Ｇ ＮＲでは、キャリア間隔に複数のオプションがあり、キャリア間隔が狭い（すなわち、キャリア本数が多い）ほど、ｎの値も大きくなる。５ＭＨｚ幅、キャリア間隔１５ｋＨｚの場合には、ｎ＝３００程度が想定される。５ＭＨｚ幅、キャリア間隔３７０Ｈｚの場合には、ｎ＝１１０００程度が想定される。

＜受信装置＞
次に、一実施形態に係る受信装置について説明する。図９に、一実施形態に係る受信装置の構成例を示す。図９に示す受信装置２は、ＯＦＤＭ受信処理部２１と、等化処理部２２と、時間デインターリーブ部２３と、ＴＢ内デインターリーブ部２４と、ＬＬＲ（Log-likelihood ratio）算出部２５と、デスクランブル部２６と、ビットデインターリーブ部２７と、誤り訂正復号部２８と、を備える。

受信装置２は、５Ｇ ＮＲに準拠して符号化されたＯＦＤＭ信号を、送信装置１から受信する装置である。受信装置２は、１以上の半導体チップにより構成されてもよい。

ＯＦＤＭ受信処理部２１は、送信装置１から送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、復調して複素ベースバンド信号を生成する。そして、ＯＦＤＭ受信処理部２１は、生成した複素ベースバンド信号を等化処理部２２に出力する。より詳細には、ＯＦＤＭ受信処理部２１は、受信したＯＦＤＭ信号に対して直交復調処理及びＡ／Ｄ変換処理を行ってデジタル信号を生成する。そして、ＯＦＤＭ受信処理部２１は、サイクリックプレフィックスを除去して有効シンボル信号を抽出する。次にＯＦＤＭ受信処理部２１は、有効シンボル信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を行って複素ベースバンド信号を生成する。

等化処理部２２は、キャリアごとの伝搬路応答を推定し、伝搬路応答を用いて、ＯＦＤＭ受信処理部２１から入力した複素ベースバンド信号の等化処理を行い、伝搬路歪を補正して等化信号（送信シンボルの推定値）を生成する。そして、等化処理部２２は、等化信号を時間デインターリーブ部２３に出力する。

時間デインターリーブ部２３は、等化処理部２２から入力した等化信号を時間方向に並べ替える処理（時間デインターリーブ処理）を行い、時間デインターリーブ信号を生成する。そして、時間デインターリーブ部２３は、時間デインターリーブ信号をＴＢ内デインターリーブ部２４に出力する。

時間デインターリーブ処理は、送信装置１の時間インターリーブ部１６により時間方向に並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。したがって、時間デインターリーブ部２３は、時間デインターリーブの処理単位となるトランスポートブロック数がｍ個である場合、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すトランスポートブロックの順番を変更してもよい。

ＴＢ内デインターリーブ部２４は、時間デインターリーブ部２３から入力した時間デインターリーブ信号の順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理（ＴＢ内デインターリーブ処理）を行い、ＴＢ内デインターリーブ信号を生成する。そして、ＴＢ内デインターリーブ部２４は、ＴＢ内デインターリーブ信号をＬＬＲ算出部２５に出力する。

ＴＢ内デインターリーブ処理とは、送信装置１のＴＢ内インターリーブ部１５によりＴＢ内で並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。したがって、ＴＢ内デインターリーブ部２４は、ＴＢ内の各ＣＢから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べてもよい。さらに、ＴＢ内デインターリーブ部２４は、１ＴＢあたりの符号ブロック数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出す符号ブロックの順番を変更してもよい。

ＬＬＲ算出部２５は、受信したＯＦＤＭ信号の雑音分散を用いて、ＴＢ内デインターリーブ部２４から入力したＴＢ内デインターリーブ信号の各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出する。そして、ＬＬＲ算出部２５は、算出したＬＬＲをデスクランブル部２６に出力する。

デスクランブル部２６は、ＬＬＲ算出部２５から入力したＬＬＲに対し、デスクランブル処理を行い、デスクランブル信号を生成する。デスクランブル処理とは、送信装置１のスクランブル部１３により反転されたデータを、元に戻す処理である。
そして、デスクランブル部２６は、デスクランブル信号をビットデインターリーブ部２７に出力する。

ビットデインターリーブ部２７は、デスクランブル部２６から入力したデスクランブル信号に対し、ビット方向にデインターリーブ処理を行ってビットデインターリーブ信号を生成する。ビット方向のデインターリーブ処理は、送信装置１のビットインターリーブ部１２により並べ替えられたデータを、元の順序に戻す処理である。

誤り訂正復号部２８は、ビットデインターリーブ部２７から入力したビットデインターリーブ信号を用いて誤り訂正復号（ＬＤＰＣ復号）を行い、送信装置１から送信された信号を復号して受信信号を生成する。また、誤り訂正復号部２８は、ＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)により誤り検出率を算出してもよい。そして、誤り訂正復号部２８は、生成した受信信号（ビット列）を外部に出力する。

以上説明したように、送信装置１は、キャリアシンボルの順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内インターリーブ信号を生成するＴＢ内インターリーブ部１５と、ＴＢ内インターリーブ信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間インターリーブ信号を生成する時間インターリーブ部１６と、を新たに備える。受信装置２は、等化信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間デインターリーブ信号を生成する時間デインターリーブ部２３と、時間デインターリーブ信号の順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内デインターリーブ信号を生成するＴＢ内デインターリーブ部２４と、を新たに備える。したがって、本発明によれば、５Ｇ ＮＲに準拠したシステムにおいて、雑音耐性を向上させることが可能となる。

＜プログラム＞
上記の送信装置１又は受信装置２として機能させるために、プログラム命令を実行可能なコンピュータを用いることも可能である。コンピュータは、送信装置１又は受信装置２の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのプロセッサによってこのプログラムを読み出して実行する。これらの処理内容の一部はハードウェアで実現されてもよい。ここで、コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。プロセッサは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)などであってもよい。

コンピュータは、プロセッサと、記憶部と、入力部と、出力部と、通信インターフェースとを備える。プロセッサは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＳｏＣ（System on a Chip）などであり、同種又は異種の複数のプロセッサにより構成されてもよい。プロセッサは、記憶部からプログラムを読み出して実行することで、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。なお、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェアで実現することとしてもよい。入力部は、ユーザの入力操作を受け付けてユーザの操作に基づく情報を取得する入力インターフェースであり、ポインティングデバイス、キーボード、マウスなどである。出力部は、情報を出力する出力インターフェースであり、ディスプレイ、スピーカなどである。通信インターフェースは、外部の装置と通信するためのインターフェースである。

また、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性（non-transitory）の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどであってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

１ 送信装置
２ 受信装置
１１ 誤り訂正符号化部
１２ ビットインターリーブ部
１３ スクランブル部
１４ マッピング部
１５ ＴＢ内インターリーブ部
１６ 時間インターリーブ部
１７ ＯＦＤＭフレーム構成部
１８ ＯＦＤＭ送信処理部
２１ ＯＦＤＭ受信処理部
２２ 等化処理部
２３ 時間デインターリーブ部
２４ ＴＢ内デインターリーブ部
２５ ＬＬＲ算出部
２６ デスクランブル部
２７ ビットデインターリーブ部
２８ 誤り訂正復号部

Claims (10)

1. ５Ｇ ＮＲに準拠して符号化したＯＦＤＭ信号を送信する送信装置であって、
   キャリアシンボルの順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内インターリーブ信号を生成するＴＢ内インターリーブ部と、
   前記ＴＢ内インターリーブ信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間インターリーブ信号を生成する時間インターリーブ部と、
   前記時間インターリーブ信号に制御信号を挿入してＯＦＤＭフレームを構成するＯＦＤＭフレーム構成部と、
   前記ＯＦＤＭフレームに対してＯＦＤＭ変調処理を行ってＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ送信処理部と、
   を備える送信装置。
2. 前記ＴＢ内インターリーブ部は、トランスポートブロック内の各符号ブロックから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べる、請求項１に記載の送信装置。
3. 前記ＴＢ内インターリーブ部は、１トランスポートブロックあたりの符号ブロック数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出す符号ブロックの順番を変更する、請求項２に記載の送信装置。
4. 前記時間インターリーブ部は、時間インターリーブの処理単位となるトランスポートブロック数がｍ個である場合、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すトランスポートブロックの順番を変更する、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
5. ５Ｇ ＮＲに準拠して符号化されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、
   前記ＯＦＤＭ信号を復調して複素ベースバンド信号を生成するＯＦＤＭ受信処理部と、 前記複素ベースバンド信号の等化処理を行い、等化信号を生成する等化処理部と、
   前記等化信号の順序を時間方向に並べ替える処理を行い、時間デインターリーブ信号を生成する時間デインターリーブ部と、
   前記時間デインターリーブ信号の順序をトランスポートブロックごとに周波数方向に並び替える処理を行い、ＴＢ内デインターリーブ信号を生成するＴＢ内デインターリーブ部と、
   前記ＴＢ内デインターリーブ信号の各ビットの対数尤度比を算出するＬＬＲ算出部と、
   前記対数尤度比を用いて誤り訂正復号を行い、受信信号を生成する誤り訂正復号部と、
   を備える受信装置。
6. 前記ＴＢ内デインターリーブ部は、トランスポートブロック内の各符号ブロックから１つずつのキャリアシンボルを読み出して順番に周波数方向に並べる、請求項５に記載の受信装置。
7. 前記ＴＢ内デインターリーブ部は、１トランスポートブロックあたりの符号ブロック数がｃ個である場合、ｃ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出す符号ブロックの順番を変更する、請求項６に記載の受信装置。
8. 前記時間デインターリーブ部は、時間デインターリーブの処理単位となるトランスポートブロック数がｍ個である場合、ｍ個のキャリアシンボルを読み出すごとに、読み出すトランスポートブロックの順番を変更する、請求項５から７のいずれか一項に記載の受信装置。
9. コンピュータを、請求項１から４のいずれか一項に記載の送信装置として機能させるためのプログラム。
10. コンピュータを、請求項５から８のいずれか一項に記載の受信装置として機能させるためのプログラム。
    
    
    

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