JP3583414B2

JP3583414B2 - Ｃｄｍａ送信装置およびｃｄｍａ受信装置

Info

Publication number: JP3583414B2
Application number: JP2002330453A
Authority: JP
Inventors: 浩章須藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2022-11-14
Also published as: EP1551124B1; US7693140B2; JP2004166038A; EP1551124A1; US20060007892A1; CN1692592B; CN1692592A; DE60325751D1; EP1551124A4; AU2003280792A1; WO2004045122A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ／Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信のように複数の送受信アンテナ間で異なるデータを並列通信する送信装置および受信装置において、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式を用いて通信を行う場合に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像等の大容量のデータ通信を可能にする技術としてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ／Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信が注目されている。ＭＩＭＯ通信では送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で混ざり合った複数の送信データを伝搬路推定値を用いて元の送信データに分離する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
実際上、ＭＩＭＯ通信では、送信装置から送信された信号を、送信装置の数と同数又はそれよりも多いアンテナ数で受信し、当該各アンテナによって受信された信号にそれぞれ挿入されているパイロット信号に基づいてアンテナ間の伝搬路特性を推定する。この推定された伝搬路特性Ｈは、例えば送信側アンテナが２つであり、受信アンテナが２つである場合には、２行×２列の行列によって表される。ＭＩＭＯ通信では、求めた伝搬路特性Ｈの４つの成分と、各受信アンテナで得られた受信信号とに基づいて、各送信アンテナから送信された送信信号を求める。
【０００４】
このようにＭＩＭＯ通信においては、複数の送信アンテナから同一タイミング・同一周波数で送られた信号を受信側で各サブストリームごとに分離することができるので、送信アンテナ数に比例した分のデータ量を伝送することができ、高速大容量の通信が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４４０５１号公報（第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＭＩＭＯ通信は、確かに複数のデータを並列に伝送することができるので、その分だけ時間当たりの伝送データも増大する。しかし、アンテナ数に見合った伝送データ量の増大を見込むことができるのは、全てのアンテナ間の伝搬路特性が良い場合であって、実際は、全ての伝搬路特性が良いことは少なく、中には伝搬路特性の悪い伝搬路も存在する。かかる場合には、その伝搬路を介して送信されたデータは他チャネル干渉の補償をする際に雑音等により干渉補償誤差が生じ、受信データを復調する際の誤り率特性が低下することになる。このとき、例えば再送制御を行っていれば受信データが誤りと判定されるため、データの再送を繰り返すこととなり、全体として実質的な伝送データ量が低下する。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数のアンテナからそれぞれ異なるデータを伝送する場合に、周波数利用効率を維持しつつ、受信データの誤り率特性を向上させることができるＣＤＭＡ送信装置およびＣＤＭＡ受信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式のＣＤＭＡ送信装置であって、第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散手段と、前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散手段と、前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を互いに独立に設定する設定手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
この構成によれば、ＭＩＭＯ通信のように複数のアンテナ（送信系統）からそれぞれ異なるデータを並列送信する場合に、各送信系統の状況に応じ異なる拡散方法（拡散率、符号分割多重数、またはマルチコード数）を使用することができるので、周波数利用効率を維持しつつ、受信データの誤り率特性を向上させることができる。
【００１１】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式のＣＤＭＡ送信装置であって、第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散手段と、前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散手段と、前記第１および第２の拡散手段における拡散変調の方法を互いに独立に設定する設定手段と、を具備し、前記設定手段は、前記第１および第２の拡散手段における拡散変調の方法を、前記第１および第２の送信アンテナから送信される各信号の回線品質、重要度、または再送回数に基づいて互いに独立に設定する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、送信信号の回線品質、重要度、または再送回数に基づいて各送信系統において異なる拡散方法を使用することができるので、回線品質の劣悪な送信系統の拡散方法を的確に設定することができ、この送信系統の送信相手の受信信号の誤り率特性を向上させることができる。
【００１３】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記設定手段は、前記第１の拡散手段で使用される拡散率を前記第２の拡散手段で使用される拡散率よりも大きく設定する構成を採る。
【００１４】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記設定手段は、前記第１の拡散手段で使用される拡散符号の数を前記第２の拡散手段で使用される拡散符号の数よりも少なく設定する構成を採る。
【００１５】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記設定手段は、前記第１の拡散手段で一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を、前記第２の拡散手段で一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数よりも多く設定する構成を採る。
【００１６】
これらの構成によれば、例えば、受信品質の良くない回線に対し、受信側での誤り率特性を向上させるような拡散方法の設定をすることができる。
【００１７】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記設定手段は、前記第１の送信アンテナから送信される信号の回線品質が前記第２の送信アンテナから送信される信号の回線品質よりも悪い場合、前記第１の送信アンテナから送信される信号の重要度が前記第２の送信アンテナから送信される信号の重要度よりも高い場合、または前記第１の送信アンテナから送信される信号の再送回数が前記第２の送信アンテナから送信される信号の再送回数よりも多い場合、前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数、に対する前記設定を行う構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、回線品質が劣悪なため回線品質を改善したい場合、送信信号の重要度が高いため良好な受信品質を確保したい場合、または特定のデータの再送回数が多いためすぐに再送を完了させたい場合に受信側での誤り率特性を向上させるような拡散方法の設定をすることができる。
【００１９】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記第１のデータは、制御情報または再送情報である構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、重要度の高い情報である制御情報または再送情報に対し、受信側での誤り率特性を向上させた回線を割り当てることができる。
【００２１】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数、に対する前記設定は、一定期間だけされる構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、上記の拡散率を大きくしたり、実際に使用される拡散符号の数を少なくしたり、あるいは一の送信相手に割り当てられる拡散符号の数を多くしたりする設定は、例えば回線品質の悪い送信相手の数が少ない場合に一方の送信系統の伝送効率を常に犠牲にしているのであまり効率的ではないが、一定期間のみ上記設定を行うことにより、この期間内において回線品質の悪い送信相手の受信側での誤り率特性を向上させ、他の期間内においては従来の通信方法を採ることにより、伝送効率および受信側での誤り率特性の両立を図ることができる。
【００２５】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記第１の送信アンテナから送信される信号の送信電力は、前記第２の送信アンテナから送信される信号の送信電力よりも高く設定される構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、例えば、回線品質の悪い送信相手に対し、各種設定により受信側の誤り率特性が向上された信号の送信電力をアップするため、各種設定および送信電力増の両方の効果が重畳されるので、より受信側の誤り率特性を向上させることができる。
【００２８】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記第１のデータは、誤り訂正符号としてターボ符号が使用される場合のシステマティックビットである構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、誤り訂正符号としてターボ符号を使用している場合に、システマティックビットの受信品質を向上させることができるので、システマティックビットおよびパリティビットを用いてターボ復号を行った後のデータの誤り率特性を向上させることができる。
【００３０】
本発明のＣＤＭＡ送信装置は、上記の構成において、前記第１および第２の送信アンテナから送信される信号は、マルチキャリア化されている構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、本発明をＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）等のマルチキャリア送信に適用することができる。
【００３２】
本発明のＣＤＭＡ受信装置は、ＭＩＭＯ方式のＣＤＭＡ受信装置であって、異なるデータが多重された信号を第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信する受信手段と、前記第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信された信号から、各信号が経由した伝搬路の特性の差異を用いて多重前の前記異なるデータを分離する分離手段と、分離された各信号の逆拡散をそれぞれ行う第１および第２の逆拡散手段と、を具備し、前記第１および第２の逆拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数は、互いに独立に設定される構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、送信側と同じアルゴリズムを用いることにより、送信側から拡散方法を通知されることなく、上記いずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置から送信された信号を受信することができる。
【００３４】
本発明の通信端末装置は、上記いずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置またはＣＤＭＡ受信装置を具備する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する通信端末装置を提供することができる。
【００３６】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置またはＣＤＭＡ受信装置を具備する構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する基地局装置を提供することができる。
【００３８】
本発明の無線送信方法は、同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の無線送信方法であって、第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散ステップと、前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散ステップと、前記第１および第２の拡散ステップにおける、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を互いに独立に設定する設定ステップと、を具備するようにした。
【００３９】
この方法によれば、ＭＩＭＯ通信のように複数のアンテナ（送信系統）からそれぞれ異なるデータを並列送信する場合に、各送信系統の状況に応じ異なる拡散方法を使用することができるので、周波数利用効率を維持しつつ、受信データの誤り率特性を向上させることができる。
【００４０】
本発明の無線送信システムは、同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の無線送信システムであって、第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散手段と、前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散手段と、前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を互いに独立に設定する設定手段と、を具備する構成を採る。
【００４１】
この構成によれば、ＭＩＭＯ通信のように複数のアンテナ（送信系統）からそれぞれ異なるデータを並列送信する場合に、各送信系統の状況に応じ異なる拡散方法を使用することができるので、周波数利用効率を維持しつつ、受信データの誤り率特性を向上させることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
ＭＩＭＯ送信装置の複数のアンテナから送信される搬送波が経由する伝搬路環境は均一ではなく、中には伝搬路特性の悪い伝搬路が存在する。かかる場合、その伝搬路を介して送信されたデータは他チャネル干渉の補償をする際に雑音等により干渉補償誤差が生じ、受信データを復調する際の誤り率特性が低下してしまう。しかし、誤り率特性を向上させようとして、送信電力を大きくしたり、ＣＤＭＡ方式を用いる場合に、拡散率を大きくしたり、符号分割多重数を少なくすると、今度は周波数利用効率が低下するためにシステム全体で見るとチャネル容量が減少するという結果となり好ましくない。
【００４３】
本発明者は、この点に着目し、ＭＩＭＯ通信装置においてＣＤＭＡ方式を採用する場合、各送信系統ごとに拡散部を設けることにより、送信系統ごとに拡散方法を変えることができることを見出して本発明をするに至った。
【００４４】
すなわち、本発明の骨子は、ＭＩＭＯ通信のように複数のアンテナ（送信系統）からそれぞれ異なるデータを並列送信する場合に、受信側の回線品質等に応じて各送信系統において異なる拡散方法を使用することである。これにより、例えば、上記拡散方法として拡散変調の拡散率を送信系統ごとに変える場合、回線品質（伝搬路環境）の悪い送信系統において使用されている拡散率を大きくすることにより、回線品質を向上させることができるようになる。また、拡散率の大きい送信系統から重要なデータを送信することで重要なデータの誤り率特性を向上させることができる。
【００４５】
具体的な拡散方法の変え方としては、例えば、次の３つのケースが考えられる。第１のケースは、送信系統ごとに拡散率を変える場合であり、第２のケースは、送信系統ごとに使用拡散符号の数（多重数）を変える場合であり、第３のケースは、送信系統ごとに１ユーザに対し割り当てる拡散符号数（割り当て拡散符号数）を変える場合である。
【００４６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態１は、送信系統ごとに拡散率を変える場合であり、実施の形態２は、送信系統ごとに多重数を変える場合、もしくは、送信系統ごとに割り当て拡散符号数を変える場合である。ここでは、本発明に係るＣＤＭＡ送信装置およびＣＤＭＡ受信装置のアンテナがそれぞれ２本の場合を例にとって説明するが、本発明はアンテナ数が任意の場合に適用できる。
【００４７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図である。
【００４８】
図１に示すＣＤＭＡ送信装置は、Ｓ／Ｐ変換部１０１、拡散部１０２、１０３、加算部１０４、送信部１０５、アンテナ１０６、および拡散制御部１０７を有する。このうち、拡散部１０２からアンテナ１０６−１までを第１送信系統、拡散部１０３からアンテナ１０６−２までを第２送信系統と呼ぶこととする。
【００４９】
図１において、複数のサブストリームからなる送信信号Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、…、Ｋ１、Ｋ２が、Ｓ／Ｐ変換部１０１に入力される。ここで、送信信号のうち、Ａ１、Ｂ１、…、Ｋ１は第１送信系統用のデータを示し、Ａ２、Ｂ２、…、Ｋ２は第２送信系統用のデータを示している。また、送信信号の各サブストリームはＫ種類あり、例えば、サブストリームＡ１、Ａ２は音声情報、サブストリームＢ１、Ｂ２は映像情報、サブストリームＫ１、Ｋ２は制御情報というように異なるメディア情報となっている。
【００５０】
Ｓ／Ｐ変換部１０１は、入力された送信信号Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、…、Ｋ１、Ｋ２を各送信系統ごとに分離された並列化データに変換し、それぞれ対応する拡散部１０２−１〜１０２−Ｋおよび拡散部１０３−１〜１０３−Ｋに出力する。例えば、送信信号Ａ１、Ａ２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１を介して並列化データに変換され、Ａ１は拡散部１０２−１に、Ａ２は拡散部１０３−１に出力される。
【００５１】
拡散部１０２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力された並列化データのそれぞれのデータに対応する拡散部１０２−１〜１０２−Ｋにおいて、拡散制御部１０７の制御の下それぞれのデータに対し拡散処理を施し、加算部１０４−１に出力する。同様に、拡散部１０３は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力された並列化データのそれぞれのデータに対応する拡散部１０３−１〜１０３−Ｋにおいて、拡散制御部１０７の制御の下それぞれのデータに対し拡散処理を施し、加算部１０４−２に出力する。
【００５２】
加算部１０４−１、１０４−２は、拡散部１０２、１０３からそれぞれ出力された並列化データを加算（多重）し、送信部１０５−１、１０５−２に出力する。
【００５３】
送信部１０５−１、１０５−２は、加算部１０４−１、１０４−２から出力された多重化信号に対しアップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、アンテナ１０６−１、１０６−２を介してこのデータを無線送信する。また、拡散制御部１０７から送信電力に関する制御信号が送られてきたときには、この制御信号に従い各送信系統における送信信号の電力を変化させる。
【００５４】
拡散制御部１０７は、回線品質に基づいて拡散部１０２、１０３における拡散方法を制御する。なお、本実施の形態では、拡散方法として拡散率を変化させることを考える。例えば、回線品質の悪い送信系統に対しては受信側で誤り率特性が向上するような拡散方法を選ぶ。すなわち、本実施の形態においては、回線品質の悪い送信系統における拡散変調の拡散率を大きくする。ここで、回線品質は、受信側から通知しても良いし、送信側で送信電力制御を行っている場合には、この送信電力を代わりに使用しても良い。
【００５５】
図２は、上記のＣＤＭＡ送信装置のアンテナ１０６−１、１０６−２から無線送信された信号を受信するＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図である。このＣＤＭＡ受信装置は、アンテナ１５１、受信部１５２、干渉補償部１５３、逆拡散部１５４、１５５、選択部１５６、および逆拡散制御部１５７を有する。
【００５６】
図２において、受信部１５２−１、１５２−２は、２本のアンテナ１５１−１、１５１−２で受信した信号に対してダウンコンバート等の所定の無線受信処理を施した後、干渉補償部１５３に出力する。
【００５７】
干渉補償部１５３は、まず、各アンテナで受信された信号に含まれるパイロット信号を用いてアンテナ１０６−１、１０６−２とアンテナ１５１−１、１５１−２間の伝搬路特性を推定（チャネル推定）する。すなわち、本実施の形態では送信側および受信側で共に２本のアンテナを用いているので、２×２＝４個の伝搬路特性を推定することになる。次に、干渉補償部１５３は、推定された伝搬路特性情報に基づいて、受信部１５２−１、１５２−２から出力された信号を送信側の２本のアンテナ１０６−１、１０６−２から送信された元のサブストリームに分離する。つまり、受信された信号は、送信側の２本のアンテナ１０６−１、１０６−２から送信されたデータが混ざり合ったものとなっているので、チャネル推定により得られた伝搬路特性を用いてこれら２つのデータを、例えば、２行×２列の伝搬路特性情報からなる行列の逆行列を受信信号に乗算することにより、互いに混ざり合ったデータを送信側から送られてきた２つのサブストリームに分離する。なお、サブストリームの分離方法としては、上記の逆行列演算による方法のみでなく、例えば、等化器の逐次判定を用いる方法、ＭＬＳＥ（ＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄＳｅｑｕｅｎｃｅＥｓｔｉｍａｔｉｏｎ）法等もある。
【００５８】
逆拡散部１５４、１５５は、逆拡散制御部１５７から通知された拡散率に基づく拡散符号を干渉補償部１５３から出力された信号に乗算することにより拡散前の送信データを得て、選択部１５６に出力する。
【００５９】
選択部１５６は、逆拡散部１５４、１５５から出力された受信信号のうちから、自機に対し送信された信号を選択し、出力する。出力された信号は、復号化部、誤り訂正部等（図示せず）を介し、所定の処理を施され、所望の受信信号となる。なお、逆拡散部１５４、１５５から出力された受信信号が共に自機に対する信号であった場合は、選択部１５６は時分割で出力を行う。本実施の形態に係るＣＤＭＡ受信装置は、基本的に２つの受信系統を必要とするが、選択部１５６を介することにより以降の処理を１系統で行うことができる。
【００６０】
逆拡散制御部１５７は、送信側の拡散制御部１０７と同一のアルゴリズムを使用することにより、拡散部１０２、１０３において使用された拡散率を求め、逆拡散部１５４、１５５に通知する。
【００６１】
以上の構成において、拡散部１０２で使用される拡散率と拡散部１０３において使用される拡散率は互いに独立に設定される。例えば、拡散部１０２内の拡散部１０２−１〜１０２−Ｋにおいて使用される拡散率、および、拡散部１０３内の拡散部１０３−１〜１０３−Ｋにおいて使用される拡散率がそれぞれ単一でその値がＳＦ１およびＳＦ２であった場合、ＳＦ１とＳＦ２はそれぞれ他方の値を考慮することなく独立に設定できる。
【００６２】
これにより、例えば、ＳＦ１をＳＦ２より大きく設定した場合、第１送信系統から送信される信号の受信側での誤り率特性を第２送信系統から送信される信号よりも向上させることができる。このとき、第１送信系統から重要なデータを送信することで重要データの誤り率特性を向上させることもできる。
【００６３】
なお、ＳＦ１をＳＦ２より大きく設定するのは、バースト的に一定期間のみ行うような態様でも良い。これにより、例えば回線品質の悪い送信相手の数が少ない場合は常時ＳＦ１をＳＦ２より大きく設定するのは一方の送信系統の伝送効率を常に犠牲にしているのであまり効率的ではないが、一定期間のみ上記設定を行うことにより、この期間内において回線品質の悪い送信相手の受信側での誤り率特性を向上させ、他の期間内においては従来の通信方法を採ることにより、伝送効率および受信側での誤り率特性の両立を図ることができる。
【００６４】
また、ここでは、説明を簡単にするために、拡散部１０２内の拡散部１０２−１〜１０２−Ｋにおいて使用される拡散率、および、拡散部１０３内の拡散部１０３−１〜１０３−Ｋにおいて使用される拡散率がそれぞれ単一である場合を例にとって説明したが、必ずしも単一である必要はない。例えば、拡散部１０３−１〜１０３−Ｋにおいて数種類の拡散率が使用されている場合（例えば、拡散部１０２−１で使用される拡散率と拡散部１０２−２で使用される拡散率が異なる場合、一方が他方の整数倍であることが望ましい）、ＳＦ１はこの数種類の拡散率の平均値より大きい値に設定するようにすれば良いし、また、拡散部１０３−１〜１０３−Ｋに使用されているいずれの拡散率よりも大きな値を設定するような態様でも良い。また、拡散部１０２内の拡散部１０２−１〜１０２−Ｋにおいて使用される拡散率、および、拡散部１０３内の拡散部１０３−１〜１０３−Ｋにおいて使用される拡散率の両方が単一でない場合は、それぞれの送信系統ごとの平均値を求めてＳＦ１、ＳＦ２として大小比較を行えば良い。かかる場合、ＳＦ１をＳＦ２より大きく設定するためには、拡散部１０２内の拡散部１０２−１〜１０２−Ｋの全体の拡散率を一様に大きくしても良いし、特定の拡散部、例えば拡散部１０２−１のみの拡散率を大きくしても良い。後者は、拡散部１０２−１だけがあるユーザ宛の信号を担当していて、かつ、このユーザの回線品質が劣悪な場合に特に有効である。
【００６５】
また、以上の構成において、拡散制御部１０７は、回線品質に応じて拡散部１０２、１０３の拡散率ＳＦ１、ＳＦ２を制御する。これにより、回線品質の劣悪な送信系統の拡散率を大きく設定することができる。
【００６６】
なお、ここでは、回線品質に応じて拡散部１０２、１０３における拡散方法を制御する場合を例にとって説明したが、送信する元のデータの重要度に応じて上記制御を行っても良い。例えば、通信システムの制御情報や再送情報等は重要なデータと考えられるので、拡散率を大きく設定した送信系統から送信するように設定することができる。
【００６７】
また、回線品質の代わりに、送信電力を使用しても良い。送信電力制御を行っている場合には、回線品質が劣悪な場合、送信電力は品質に応じ増加しているはずだからである。
【００６８】
また、回線品質の代わりに、データの再送回数を使用しても良い。ＡＲＱ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＲｅｐｅａｔｒｅＱｕｅｓｔ）のような再送制御を行っている通信システムにおいては、回線品質が劣悪な場合、データの再送回数が増加しているはずだからである。
【００６９】
また、以上の構成において、拡散制御部１０７は、拡散部１０２の拡散率ＳＦ１を拡散部１０３の拡散率ＳＦ２よりも大きく設定した場合には、同時に送信部１０５−１に対し送信電力をアップする旨の制御信号を出力する。これにより、拡散率を大きく設定することにより受信側の誤り率特性が向上された信号の送信電力をアップするため、拡散率増および送信電力増の両方の効果が重畳されるので、より受信側の誤り率特性を向上させることができる。
【００７０】
このように、本実施の形態によれば、複数の送信系統からそれぞれ異なるデータを伝送する場合に、送信系統ごとに異なる拡散率により拡散変調を行うことができるため、周波数利用効率を維持しつつ、受信装置において受信信号の誤り率特性を向上させることができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図である。なお、このＣＤＭＡ送信装置は、図１に示したＣＤＭＡ送信装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態の特徴は、回線品質に基づいて各送信系統の拡散方法のうち符号多重数を変化させることである。
【００７３】
図３において、拡散制御部１０７ａは、通知された回線品質に基づいて拡散部１０２、１０３における符号多重数を決定し、拡散部１０２、１０３が決定された符号多重数で拡散処理を行うように拡散部１０２、１０３に制御信号を出力する。また、拡散部１０２、１０３内において実際に使用される拡散部のみにＳ／Ｐ変換部２０１から信号が出力されるように、Ｓ／Ｐ変換部２０１にも制御信号を出力し、Ｓ／Ｐ変換部２０１を制御する。
【００７４】
Ｓ／Ｐ変換部２０１は、拡散制御部１０７ａからの制御信号に基づいて、入力されてくる送信信号Ａ１、Ａ２、…を第１送信系統用および第２送信系統用の並列化データに分離すると同時に、拡散部１０２、１０３内において実際に使用される拡散部のみに信号が出力されるように送信信号を変換する。例えば、拡散部１０２における符号多重数がＭ、拡散部１０３における符号多重数がＮとすると、Ｋ種類のサブストリームは、Ｓ／Ｐ変換部２０１においてＭ個およびＮ個のサブストリームに変換される。
【００７５】
拡散部１０２、１０３は、Ｓ／Ｐ変換部２０１から出力されたＭ個およびＮ個のサブストリームに対し拡散処理を施し、加算部１０４−１、１０４−２に出力する。なお、図３においては、説明を簡単にするため拡散部１０２内の拡散部をＭ個のみ、拡散部１０３内の拡散部をＮ個のみ図示しているが、これは実際に使用されるブロックのみを示したもので、実際には実施の形態１と同様にＫ（Ｋ＞Ｍ、Ｋ＞Ｎ）個の拡散部を有している。
【００７６】
以上の構成において、拡散部１０２で実際に使用される符号多重数Ｍと拡散部１０３において実際に使用される符号多重数Ｎは互いに独立に設定される。これにより、例えば、ＭをＮより小さく設定した場合、第１送信系統から送信される信号の受信側での誤り率特性を第２送信系統から送信される信号よりも向上させることができる。このとき、第１送信系統から重要なデータを送信することで重要データの誤り率特性を向上させることもできる。
【００７７】
また、以上の構成において、拡散制御部１０７ａは、回線品質に応じて拡散部１０２、１０３の符号多重数Ｍ、Ｎを制御する。これにより、回線品質の劣悪な送信系統の符号多重数を小さく設定することができる。
【００７８】
さらに、同様の構成により、拡散方法のうちユーザごとに割り当てられる割り当て拡散符号数を送信系統ごとに変化させることもできる。図４は、図３から拡散部１０２の周囲のみを抜き出した図である。この図に示すように、ユーザ１に拡散部１０２−１、１０２−２、ユーザ２に拡散部１０２−３、１０２−４、というように一人のユーザに拡散符号を複数割り当てるマルチコード方式を採用している場合に、送信系統ごとにこの割り当て拡散符号数を変化させる。
【００７９】
これにより、回線品質の悪いユーザ（送信相手）に対しては、割り当て拡散符号数を多く割り当てるようにすれば、これらのユーザの受信信号の誤り率特性を向上させることができる。
【００８０】
なお、回線品質の劣悪な送信系統の符号多重数を小さくする設定、あるいは回線品質の劣悪な送信相手に割り当てられる拡散符号の数を多くする設定は、バースト的に一定期間のみ行っても良い。これにより、例えば回線品質の悪い送信相手の数が少ない場合は常に上記設定を行うのは一方の送信系統の伝送効率を常に犠牲にしているのであまり効率的ではないが、一定期間のみ上記設定を行うことにより、この期間内において回線品質の悪い送信相手の受信側での誤り率特性を向上させ、他の期間内においては従来の通信方法を採ることにより、伝送効率および受信側での誤り率特性の両立を図ることができる。
【００８１】
このＣＤＭＡ送信装置から送信された信号を受信するＣＤＭＡ受信装置は、実施の形態１と同様の構成を採るので、その説明を省略する。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、複数の送信系統からそれぞれ異なるデータを伝送する場合に、送信系統ごとに異なる符号多重数または割り当て拡散符号数を使用することができるため、周波数利用効率を維持しつつ、受信装置において受信信号の誤り率特性を向上させることができる。
【００８３】
本発明に係るＣＤＭＡ送信装置およびＣＤＭＡ受信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置および基地局装置を提供することができる。
【００８４】
なお、ここでは、本発明に係る拡散制御部がＣＤＭＡ送信装置に搭載され、送信側が拡散変調方法を設定する場合を例にとって説明したが、拡散制御部がＣＤＭＡ受信装置に搭載され、受信側が拡散変調方法を設定し、この拡散変調方法を送信側に指示する形態でも良い。
【００８５】
また、本発明に係るＣＤＭＡ送信装置およびＣＤＭＡ受信装置には、誤り訂正符号としてターボ符号を用いても良い。かかる場合、システマティックビットおよびパリティビットを用いてターボ復号を行った場合のターボ復号後のデータの誤り率特性に大きな影響を及ぼすシステマティクビットに対し、拡散率を大きく設定した送信系統または符号多重数を少なく設定した送信系統を割り当てる。これにより、システマティクビットの受信品質を向上させることができるので、ターボ復号後のデータの誤り率特性を向上させることができる。
【００８６】
さらに、本発明に係るＣＤＭＡ送信装置およびＣＤＭＡ受信装置は、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）等のマルチキャリア方式を用いた送信装置および受信装置にも利用可能であり、これにより、上記と同様の作用効果を有するマルチキャリア送信装置およびマルチキャリア受信装置を提供することができる。マルチキャリアを用いた伝送方式は、シンボルレートが低く（シンボル長が長く）設定されるため、マルチパス環境下においてマルチパスによる符号間干渉を低減する効果がある。また、ガードインターバルを挿入することにより、マルチパスによる符号間干渉を除去することもできる。
【００８７】
さらに、ここでは、本発明を構成する各要素が１つのＣＤＭＡ送信装置に装備されている場合を例にとって説明したが、本発明は、拡散部１０２〜アンテナ１０６−１、拡散部１０３〜アンテナ１０６−２、および拡散制御部１０７がそれぞれ別の装置に装備され、全体として１つの通信システムを構成しているような場合においても適用可能である。
【００８８】
さらに、ここでは、ＭＩＭＯ通信を例にとって説明したが、本発明はＭＩＭＯ通信に限定されず、複数のアンテナ（送信系統）からそれぞれ異なるデータを並列送信する場合に適用し得る。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のアンテナからそれぞれ異なるデータを伝送する場合に、受信データの誤り率特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ受信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係るＣＤＭＡ送信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２に係るＣＤＭＡ送信装置の拡散部の周囲のみを抜き出した図
【符号の説明】
１０１、２０１Ｓ／Ｐ変換部
１０２、１０３拡散部
１０４加算部
１０５送信部
１０６、１５１アンテナ
１０７拡散制御部
１５２受信部
１５３干渉補償部
１５４、１５５逆拡散部
１５６選択部
１５７逆拡散制御部

Claims

同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ（Multi-Input/Multi-Output）方式のＣＤＭＡ送信装置であって、
第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散手段と、
前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散手段と、
前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を互いに独立に設定する設定手段と、
を具備することを特徴とするＣＤＭＡ送信装置。
前記第１および第２の送信アンテナから送信される信号は、
前記送信相手において、各信号が経由する伝搬路の特性の差異を用いて分離される、
ことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ送信装置。
同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式のＣＤＭＡ送信装置であって、
第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散手段と、
前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散手段と、
前記第１および第２の拡散手段における拡散変調の方法を互いに独立に設定する設定手段と、を具備し、
前記設定手段は、
前記第１および第２の拡散手段における拡散変調の方法を、前記第１および第２の送信アンテナから送信される各信号の回線品質、重要度、または再送回数に基づいて互いに独立に設定する、
ことを特徴とするＣＤＭＡ送信装置。
前記設定手段は、
前記第１の拡散手段で使用される拡散率を前記第２の拡散手段で使用される拡散率よりも大きく設定する、
ことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記設定手段は、
前記第１の拡散手段で使用される拡散符号の数を前記第２の拡散手段で使用される拡散符号の数よりも少なく設定する、
ことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記設定手段は、
前記第１の拡散手段で一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を、前記第２の拡散手段で一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数よりも多く設定する、
ことを特徴とする請求項１記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記設定手段は、
前記第１の送信アンテナから送信される信号の回線品質が前記第２の送信アンテナから送信される信号の回線品質よりも悪い場合、前記第１の送信アンテナから送信される信号の重要度が前記第２の送信アンテナから送信される信号の重要度よりも高い場合、または前記第１の送信アンテナから送信される信号の再送回数が前記第２の送信アンテナから送信される信号の再送回数よりも多い場合、
前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数、に対する前記設定を行う、
ことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記第１のデータは、
制御情報または再送情報であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数、に対する前記設定は、
一定期間だけされることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記第１の送信アンテナから送信される信号の送信電力は、前記第２の送信アンテナから送信される信号の送信電力よりも高く設定される、
ことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記第１のデータは、
誤り訂正符号としてターボ符号が使用される場合のシステマティックビットであることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置。
前記第１および第２の送信アンテナから送信される信号は、マルチキャリア化されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置。
異なるデータが多重された信号を第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信する受信手段と、
前記第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信された信号から、各信号が経由した伝搬路の特性の差異を用いて多重前の前記異なるデータを分離する分離手段と、
分離された各信号の逆拡散をそれぞれ行う第１および第２の逆拡散手段と、を具備し、
前記第１および第２の逆拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数は、互いに独立に設定される、
ことを特徴とするＭＩＭＯ方式のＣＤＭＡ受信装置。
異なるデータが多重された信号を第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信する受信手段と、
前記第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信された信号から、各信号が経由した伝搬路の特性の差異を用いて多重前の前記異なるデータを分離する分離手段と、
分離された各信号の逆拡散をそれぞれ行う第１および第２の逆拡散手段と、を具備し、
前記第１および第２の逆拡散手段における逆拡散の方法は、前記第１および第２の受信アンテナを介して受信された各信号の受信品質、重要度、または再送回数に基づいて互いに独立に設定される、
ことを特徴とするＭＩＭＯ方式のＣＤＭＡ受信装置。
請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置または請求項１３もしくは請求項１４記載のＣＤＭＡ受信装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＣＤＭＡ送信装置または請求項１３もしくは請求項１４記載のＣＤＭＡ受信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の無線送信方法であって、
第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散ステップと、
前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散ステップと、
前記第１および第２の拡散ステップにおける、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を互いに独立に設定する設定ステップと、
を具備することを特徴とする無線送信方法。
同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の無線送信方法であって、
第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散ステップと、
前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散ステップと、
前記第１および第２の拡散ステップにおける拡散変調の方法を互いに独立に設定する設定ステップと、を具備し、
前記設定ステップは、
前記第１および第２の拡散ステップにおける拡散変調の方法を、前記第１および第２の送信アンテナから送信される各信号の回線品質、重要度、または再送回数に基づいて互いに独立に設定する、
ことを特徴とする無線送信方法。
異なるデータが多重された信号を第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信する受信ステップと、
前記第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信された信号から、各信号が経由した伝搬路の特性の差異を用いて多重前の前記異なるデータを分離する分離ステップと、
分離された各信号の逆拡散をそれぞれ行う第１および第２の逆拡散ステップと、を具備し、
前記第１および第２の逆拡散ステップにおける、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数は、互いに独立に設定される、
ことを特徴とするＭＩＭＯ方式の無線受信方法。
異なるデータが多重された信号を第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信する受信ステップと、
前記第１および第２の受信アンテナを介してそれぞれ受信された信号から、各信号が経由した伝搬路の特性の差異を用いて多重前の前記異なるデータを分離する分離ステップと、
分離された各信号の逆拡散をそれぞれ行う第１および第２の逆拡散ステップと、を具備し、
前記第１および第２の逆拡散ステップにおける逆拡散の方法は、前記第１および第２の受信アンテナを介して受信された各信号の受信品質、重要度、または再送回数に基づいて互いに独立に設定される、
ことを特徴とするＭＩＭＯ方式の無線受信方法。
同一の送信相手宛てのそれぞれ異なるデータを複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の無線送信システムであって、
第１の送信アンテナから送信される第１のデータの拡散変調を行う第１の拡散手段と、
前記第１のデータと送信相手は同一で第２の送信アンテナから送信される第２のデータの拡散変調を行う第２の拡散手段と、
前記第１および第２の拡散手段における、拡散率、拡散符号の数、または一の送信相手に対し割り当てられる拡散符号の数を互いに独立に設定する設定手段と、
を具備することを特徴とする無線送信システム。