JP3885078B2 - Arq送信ダイバーシチ方式のためのコンスタレーションリアレンジメント - Google Patents

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Description

本発明は、一般的には無線通信システムにおけるARQ(再)送信技術に関し、特に、第1の送信および再送要求に基づく第2の送信によってデータパケットを送信するとともに、異なる送信ダイバーシチブランチごとに異なるビットトゥシンボルマッピング(bit-to-symbol mapping)を行う送信ダイバーシチ方式を用いる方法、送信機、および受信機に関する。本発明は、特に、信頼性の低い時間的に変化するチャネル状態を伴うシステムに適用可能であり、送信エラーを回避して性能の向上をもたらす。
同一のデータに関する1つまたはいくつかの冗長バージョン(redundancy version)が、さらなるダイバーシチブランチを(フィードバックチャネルにより)明示的に要求することなく(ARQ方式において再送要求により行われるように)、「デフォルトで」いくつか(少なくとも2つ)のダイバーシチブランチで送信される、周知の送信ダイバーシチ技術がいくつか存在する。例えば、次の方式が送信ダイバーシチとして考えられている。
・サイトダイバーシチ:送信信号は、異なるサイト、例えば、セルラ環境における異なる基地局に由来する。
・アンテナダイバーシチ:送信信号は、異なるアンテナ、例えば、マルチアンテナ基地局の異なるアンテナに由来する。
・偏波ダイバーシチ:送信信号は、異なる偏波にマッピングされる。
・周波数ダイバーシチ:送信信号は、例えば、異なるキャリア周波数または異なる周波数ホッピング系列にマッピングされる。
・時間ダイバーシチ:送信信号は、例えば、異なるインタリーブ系列にマッピングされる。
・マルチコードダイバーシチ:送信信号は、例えば、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)システムにおける異なる符号にマッピングされる。
ダイバーシチ合成技術としては、いくつかの技術が知られている。次の3つの技術は、最も一般的である。
・選択合成:復号にあたって、信号対雑音比(SNR)が最も高いダイバーシチブランチを選択し、その他のブランチは考慮しない。
・等利得合成:受信SNRの違いを考慮せずに、受信ダイバーシチブランチを合成する。
・最大比合成:各ダイバーシチブランチの受信SNRを考慮しつつ、受信ダイバーシチブランチを合成する。合成は、ビットレベル(例えば、LLR)または変調シンボルレベルで行うことができる。
さらに、誤り検出/訂正のための一般的な技術は、自動再送要求(ARQ:Automatic Repeat reQuest)と誤り訂正符号化(FEC:Forward Error Correction)とに基づくものであり、ハイブリッドARQ(HARQ)と呼ばれる。巡回冗長検査(CRC:Cyclic Redundancy Check)によってパケット内に誤りが検出されると、受信機は、送信機に対して、誤りの生じたパケットを正しく復号できる可能性を高めるため、追加情報(再送)を送るように要求する。
特許文献1には、信号コンスタレーションリアレンジメントを用いて、連続的に要求される再送にわたってビット信頼性を平均化するハイブリッドARQ送信方法が開示されている。
そこに示されるように、2ビットよりも多いビットが1つの変調シンボルにマッピングされる高次変調フォーマット(例えば、log(M)>2のM値PSK、M値QAM)を用いる場合、ビットは、選択されたマッピングによって異なる信頼性を有する。これは、大抵のFEC(例えば、ターボ符号)方式にとって、より均一に分散されたビット信頼性の入力と比較して、復号性能の劣化をもたらす。
従来の通信システムにおいては、変調に依存するビット信頼性のばらつきは、考慮に入れられておらず、したがって、通常は、受信機側でダイバーシチブランチを合成した後でもばらつきが残ってしまう。
国際公開第02/067491号パンフレット
本発明の目的は、送信誤りに関して改善された性能を示すARQ(再)送信方法、送信機、および受信機を提供することである。この目的は、独立の請求項に記載の方法、送信機、および受信機によって解決される。
本発明は、異なる信号コンスタレーションマッピングを、利用可能で(available)かつ区別可能な(distinguishable)送信ダイバーシチブランチおよびARQ(再)送信に適用することにより、受信機側での性能を向上させるという思想に基づく。本発明は、2ビットよりも多いビットが1つの変調シンボルにマッピングされる変調フォーマットに適用可能である。なぜなら、これは、信号コンスタレーション上にマッピングされるビットに対する信頼性のばらつきを意味するからである。ばらつきは、使用するマッピングおよび実際に送信されるビットの内容に依存する。
使用する変調フォーマットおよび1つの変調シンボルにマッピングされる実際のビット数に応じて、ある任意の数(N>1)の利用可能なダイバーシチブランチおよび必要な再送に対して平均化プロセスの質は異なる。本発明における平均化の意味は、データシンボルの異なるビット間における平均合成ビット信頼性(mean combined bit reliability)の差を低減するプロセスとして理解される。差が残らない完全な平均化はいくつかのダイバーシチブランチまたはパスを使用した後にのみ達成されるものであるかもしれないが、本明細書との関連では、平均化は、平均合成ビット信頼性の差を低減する方向へのプロセス段階を意味する。すべての利用可能なダイバーシチブランチおよびARQ送信に対して平均してSNRが等しいと仮定すれば、16QAMの場合、任意のシンボルにマッピングされるすべてのビットに対する信頼性を完全に平均化するには、4つのマッピング(4つのダイバーシチブランチ)が必要とされる。しかしながら、常に必ずしも、利用可能な送信ダイバーシチブランチの数および/またはARQ送信の数が、完全な平均化を行うのに十分であるとは限らない。したがって、以下の例に示すように、ベストエフォートベースで平均化を行うべきである。
本発明は、添付図面を参照しての以下の好適な実施形態の詳細な説明から、より容易に理解されよう。
ここに記載した方法は、送信ダイバーシチブランチを考慮したビット信頼性の合成平均化(combined averaging)を行う。以下の詳細な説明は、グレイマッピングによる正方形の16QAMについて示している。しかしながら、一般性を何ら損なうことなく、示される実施例は、他のM値QAMおよびM値PSK(但し、log(M)>2)フォーマットにも拡張可能である。さらに、実施例は、同一のビット列を両方のブランチおよびすべてのHARQ送信(単一の冗長バージョン方式)で送信する送信ダイバーシチおよびHARQ方式について示されている。さらにまた、部分的にのみ同一のビットをダイバーシチブランチおよびHARQ送信で送信する送信ダイバーシチおよびHARQ方式への拡張も達成可能である。複数の冗長バージョンを用いるシステムの例は、同時係属の2001年11月16日出願のEP01127244に記載されている。ターボ符号器を仮定すれば、システマチックビットは、パリティビットに比べてより高いレベルで平均化することができる。
以下の例は、ハイブリッドARQ(HARQ)の特別の場合に関する実施形態を詳細に示しているが、性能向上を示すために、FEC符号を含めることは、本発明にとって必要なことではない。しかしながら、HARQを用いれば、最も高い性能向上を達成することができる。
以下の例では、2つのダイバーシチブランチおよびHARQによる方法について説明する。
第1の送信
受信機側で区別可能な(例えば、CDMAシステムの異なる拡散コードまたはスクランブルコードにより)、2つの生成されたダイバーシチブランチを伴う送信ダイバーシチ方式、および同一の冗長バージョンの送信を仮定すれば、通常、受信ダイバーシチブランチは、FEC復号器にかけられる前に受信機側で合成される。一般的な合成技術は、個々の受信ダイバーシチブランチから計算される対数尤度比LLR(log-likelihood-ratio)を加算することによって達成可能な最大比合成である。
受信変調シンボルr=x+jyからの復調ビットbの信頼性に対する軟判定基準としての対数尤度比LLRは、次のように定義される。
Figure 0003885078
図1から分かるように(傍線はビットがそれぞれ1である行/列を示す)、同相成分ビットおよび直交成分ビットの信号コンスタレーションへのマッピングは、直交である(M値PSKの場合、複素成分に分離することによりLLR計算を単純化することはできないが、ビット信頼性の平均化の一般的な手順は同様である)。したがって、同相成分ビットiおよびiに着目すれば十分である。よって、同一の結論は、qおよびqに対しても当てはまる。
第1のダイバーシチブランチに対してビットトゥシンボルマッピングのために図1のマッピング1が適用されるとすれば、最上位ビット(MSB:most significant bit)iおよび最下位ビット(LSB:least significant bit)iの対数尤度比LLRは、ガウシアンチャネル(Gaussian channel)に対して、次の式となる。
Figure 0003885078
Figure 0003885078
ここで、xは、正規化された受信変調シンボルrの同相成分を表し、Kは、信号対雑音比に比例する係数である。信号コンスタレーションが一様(uniform)であると仮定すれば(x=3x)、S. Le Goff, A. Glavieux, C. Berrou, “Turbo-Codes and High Spectral Efficiency Modulation," IEEE SUPERCOMM/ICC'94, Vol. 2, pp. 645 -649, 1994 および Ch. Wengerter, A. Golitschek Edler von Elbwart, E. Seidel, G. Velev, M. P. Schmitt, "Advanced Hybrid ARQ Technique Employing a Signal Constellation Rearrangement," IEEE Proceedings of VTC 2002 Fall, Vancouver, Canada, September 2002に示されるように、式(2)および(3)は、次式によって、かなり良く近似することができる。
Figure 0003885078
Figure 0003885078
ある送信変調シンボルに対するiおよびiの平均LLRは、表1に示される値になる(4Kx をLで表す)。ここにおける意味において、平均とは、ある送信コンスタレーション点に対する平均受信値がまさにこの送信コンスタレーション点とぴったり一致することをいう。もちろん、個々のサンプルは、パラメータKによるノイズの影響を受ける。しかしながら、ガウシアンチャネルの場合、ノイズプロセスの平均値はゼロである。送信変調シンボルが0q1qおよび1q1qの場合(ここで、qとqは任意)、平均LLR(i)の大きさ(magnitude)は、平均LLR(i)の大きさよりも大きい。このことは、MSB iのLLRがLSB iの内容に依存すること、例えば、図1において、iは、iの論理値が1のとき、より高い平均信頼性を有することを意味する(一番左の列と一番右の列)。したがって、送信変調シンボルが一様に分散されると仮定すれば、平均して50%のMSB iは、iのLLRの大きさの約3倍となる。
Figure 0003885078
表1 図1のマッピング1に対して式(4)および(5)に従って信号コンスタレーシ
ョンの同相成分にマッピングされるビットの平均LLR
さて、例えば、同一のビット列を送信する第2の送信ダイバーシチブランチを追加するとした場合、従来技術の方式では、第1のダイバーシチブランチに対するマッピングと同一のマッピングを用いることになる。ここでは、図2による第2の信号コンスタレーションマッピング(マッピング2)を用いることを提案する。マッピング2では、表2に示す平均LLRが得られる。
Figure 0003885078
表2 図2のマッピング2に対して信号コンスタレーションの同相成分にマッピングさ
れるビットの平均LLR
さて、コンスタレーションリアレンジメント(マッピング1+2)を用いた場合における受信ダイバーシチブランチのソフト合成LLRと、同一のマッピング(マッピング1+1、従来技術)を用いた場合における受信ダイバーシチブランチのソフト合成LLRとを比較すると、表3から分かるように、コンスタレーションリアレンジメントを用いた場合における合成平均LLR値は、より一様な分布を有する(大きさ:2×6Lと6×2Lの代わりに4×4Lと4×2L)。大抵のFEC復号器(例えば、ターボ符号および畳み込み符号)にとって、これは、より良い復号性能をもたらす。調べてみると、特に、ターボ符号化/復号化システムの場合に、優れた性能を示すことが分かった。なお、上記の選択されたマッピングは網羅的ではなく、同じ条件を満たすマッピングの組み合わせをもっと多く見つけることができることに留意すべきである。
Figure 0003885078
表3 マッピング1および2を用いた場合と、マッピング1を2回用いた場合とにおけ
る、各ダイバーシチブランチに対する、信号コンスタレーションの同相成分にマ
ッピングされるビットの平均LLR(ブランチ毎)および合成平均LLR
第2およびそれ以降の送信
第1の送信がうまく復号されなかった場合、受信機は、再送を要求する(第2の送信)。第2の送信に対しても2つの送信ダイバーシチブランチが利用可能であるとすれば、2つの追加マッピング(図3のマッピング3およびマッピング4)を用いて、表4に示すように、ビット信頼性の平均化をさらに向上することができる。この例では(すべての受信信号に対してSNRが等しいと仮定して)、2つの送信ダイバーシチブランチ×2回の送信(16QAMには十分な、4つの異なるマッピングを用いる可能性)の受信後、平均化が完全に行われる。表4は、提案したコンスタレーションリアレンジメントを用いた場合と用いない場合とにおけるLLRを比較したものである。合成LLRに注目すると、提案したコンスタレーションリアレンジメントを用いた場合、ビット信頼性の大きさはすべて6Lになることが分かる。
なお、再度述べるに、上記の選択されたマッピングは網羅的ではなく、同じ条件を満たすマッピングの組み合わせをもっと多く見つけることができることに留意すべきである。
Figure 0003885078
表4 マッピング1〜4を用いた場合と、マッピング1を4回用いた場合とにおける、
各ダイバーシチブランチおよび(再)送信に対する、信号コンスタレーションの
同相成分にマッピングされるビットの平均LLR(ブランチ毎)および合成平均
LLR
異なるマッピング方式を用いて上記コンスタレーションリアレンジメントを行う場合には、図1、図2、および図3に示すような、多くの異なるマッピングを用いることとなる。すべての送信ダイバーシチブランチに対して同じマッパ(例えば、図1)を用いる場合には、例えば、マッピング2を、マッピング1から、次の操作によって得ることができる。
・元のビットiとiの位置交換
・元のビットqとqの位置交換
・元のビットiとqの論理ビット反転
あるいは、位置1と2に帰するビットを反転させることも可能である(結果的に、同一のビット信頼特性を有する異なるマッピングとなる)。
したがって、次の表は、どのようにしてマッピング1〜4(または、i、i、q、およびqに対して同等のビット信頼性を有するマッピング)を取得するかについての例を提示する。ここで、ビットは、常に最初の送信を表し、文字上の長ダッシュ記号は、当該ビットの論理ビット反転を表している。
Figure 0003885078
表5 変調シンボルにマッピングされるビットのインタリーブ(シンボル内インタリー
ブ)および論理ビット反転による、コンスタレーションリアレンジメントの代替
実施例
一般的に、N>1のダイバーシチブランチに対しては、ビット信頼性の平均化プロセス(信頼性の差の低減を意味する)が維持される限り、マッピングの順序や選択に関係なく、少なくとも2つの異なるマッピングを用いる必要がある。
使用するマッピングの数に関する好適な実施例
M値QAM
・log(M)の異なるマッピングを使用
・log(M)/2の異なるマッピングを使用
M値PSK
・log(M)の異なるマッピングを使用
・log(M)/2の異なるマッピングを使用
・2log(M)の異なるマッピングを使用
個々の送信ダイバーシチブランチに対して、送信機側で変調のために用いられる信号コンスタレーションマッピングと、受信機側で復調のために用いられる信号コンスタレーションマッピングとは、ぴったり一致している必要がある。これは、ダイバーシチブランチおよびHARQ送信に用いる適当なマッピングまたはマッピングの組み合わせを示すパラメータを適切にシグナリングすることによって達成することができる。あるいは、送信ダイバーシチブランチに用いるマッピングの定義を、システムによってあらかじめ定義しておくことも可能である。
図4は、本発明に係る通信システムの実施形態の一例を示す。より具体的には、本通信システムは、複数のダイバーシチブランチ40A、40B、40Cから成る通信チャネルを介して通信を行う送信機10および受信機20を有する。図4には3つのダイバーシチブランチが示されているが、任意の数のブランチを選択できることは、当業者に明らかである。データソース11からは、データパケットがFEC符号器12、好ましくはFECターボ符号器に供給され、ここで誤り訂正用に冗長ビットが付加される。そして、FEC符号器から出力されたビットは、変調器として機能するマッピングユニット13に供給され、テーブル15内にコンスタレーションパターンとして保存された適用変調方式に従って形成されたシンボルが出力される。そして、このデータシンボルは、送信ユニット30に供給され、ブランチ40A〜40Cを介して送信される。受信機20は、受信ユニット35で、そのデータパケットを受信する。その後、ビットは、デマッピングユニット21に入力される。デマッピングユニット21は、テーブル15内に保存され当該ビットの変調時に用いたのと同じ信号コンスタレーションパターンを用いる復調器として機能する。
1つのダイバーシチブランチで受信した復調データパケットは、後で合成ユニット23において少なくとも1つの他のダイバーシチブランチで受信したデータパケットと合成するために、一時バッファ22に保存される。
再送は、誤り検出器(図示せず)により出される自動再送要求によって開始され、その結果として、送信機10から同一のデータパケットが送信される。合成ユニット23では、先に受信された誤りのあるデータパケットが、当該再送されたデータパケットとソフト合成される。そして、復号器はビットを復号して、送信品質のための判断基準、例えば、ビットエラーレートBERを出力する。
図5に示すように、テーブル15は、所定の方式に従って個々のダイバーシチブランチおよびHARQ送信による個々の送信に対して選択される複数の信号コンスタレーションパターン#0、‥、#nを保存している。上記方式、つまり、変調/復調に用いる信号コンスタレーションパターンのシーケンスは、送信機および受信機にあらかじめ保存され、または、使用前に送信機から受信機にシグナリングされる。
16QAM信号コンスタレーションの一例を示す図 16QAM信号コンスタレーションの異なるマッピングの一例を示す図 16QAM信号コンスタレーションのさらに2つの例を示す図 本発明に係る通信システムの一実施形態を示す図 複数の信号コンスタレーションパターンを保存するテーブルの詳細を示す図

Claims (23)

  1. 第1の送信および再送要求に基づく少なくとも第2の送信によってデータパケットを送信機から受信機に送信する無線通信システムにおけるARQ(再)送信方法であって、
    前記送信機で、第1の信号コンスタレーションパターンを用いてデータパケットを変調して第1のデータシンボルを取得するステップと、
    前記第1のデータシンボルを第1のダイバーシチブランチによって前記受信機に送信することによって前記第1の送信を行うステップと、
    前記送信機で、第2の信号コンスタレーションパターンを用いて前記データパケットを変調して第2のデータシンボルを取得するステップと、
    前記第2のデータシンボルを第2のダイバーシチブランチによって前記受信機に送信することによって前記第2の送信を行うステップと、
    前記受信機で、受信した前記第1のデータシンボルおよび前記第2のデータシンボルを、前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび前記第2の信号コンスタレーションパターンをそれぞれ用いて復調するステップと、
    復調したデータをダイバーシチ合成するステップと、
    を有する。
  2. 送信する前記データパケットは、変調前に誤り訂正符号化(FEC)方式を用いて符号化された複数のデータビットを有する少なくとも1つのデータパケットを含む、請求項1記載の方法。
  3. 使用する符号化方式は、ターボ符号化方式である、請求項2記載の方法。
  4. 前記使用する変調方式は、log(M)>2のM値PSK、M値QAMなどの高次変調方式であり、データシンボルにマッピングされるデータビットは、選択したマッピングによって異なるビット信頼性を有する、請求項1から請求項3の1つに記載の方法。
  5. 前記変調パターンは16QAMであり(M=16)、log(M)の数の信号コンスタレーションパターンを用いる、請求項1から請求項4の1つに記載の方法。
  6. 前記第1のダイバーシチブランチおよび前記第2のダイバーシチブランチに対する信号コンスタレーションパターンは、前記データパケットのビットの合成後に、合成ビット信頼性間において大きさの差が低減されるように、選択される、請求項1から請求項5の1つに記載の方法。
  7. 送信用の前記データパケットは、同一のデータビット列を伴う単一の冗長バージョン方式を用いて変調される、請求項1から請求項6の1つに記載の方法。
  8. 送信用の前記データパケットは、部分的に同一のビットを持つ複数の冗長バージョン方式を用いて変調される、請求項1から請求項6の1つに記載の方法。
  9. 前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび前記第2の信号コンスタレーションパターンは、メモリテーブルにあらかじめ保存されている、請求項1から請求項8の1つに記載の方法。
  10. 前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび前記第2の信号コンスタレーションパターンは、前記受信機にシグナリングされる、請求項1から請求項8の1つに記載の方法。
  11. 前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび前記第2の信号コンスタレーションパターンの属性は、信号コンスタレーションパターンにマッピングされるビットの位置をインタリーブし、および/または、前記ビットの値を反転することにより、取得される、請求項1から請求項10の1つに記載の方法。
  12. 前記インタリーブは、シンボルについて行われ、シンボル内インタリーブとなる、請求項11記載の方法。
  13. 前記データパケットは、複数の冗長バージョンで送信され、送信されたビットは、システマチックビットおよびパリティビットを含み、前記システマチックビットは、各冗長バージョンに含まれている、請求項1から請求項12の1つに記載の方法。
  14. 前記システマチックビットに対する合成平均ビット信頼性は、前記パリティビットの合成平均ビット信頼性よりも高い、請求項13記載の方法。
  15. 前記第1の送信は、前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび第3の信号コンスタレーションパターンを用い、前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび前記第3の信号コンスタレーションパターンによって変調された前記データパケットを前記第1のダイバーシチブランチおよび第3のダイバーシチブランチによって送信することを有する、請求項1から請求項14の1つに記載の方法。
  16. 前記第2の送信は、前記第2の信号コンスタレーションパターンおよび第4の信号コンスタレーションパターンを用い、前記第2の信号コンスタレーションパターンおよび前記第4の信号コンスタレーションパターンによって変調された前記データパケットを前記第2のダイバーシチブランチおよび第4のダイバーシチブランチによって送信することを有する、請求項1から請求項15の1つに記載の方法。
  17. 第1の送信および再送要求に基づく少なくとも第2の送信によってデータパケットを受信機に送信する無線通信システムにおいてデータをARQ(再)送信する送信機であって、
    第1の信号コンスタレーションパターンを用いてデータパケットを変調して第1のデータシンボルを取得するマッピングユニットと、
    前記第1のデータシンボルを第1のダイバーシチブランチを用いて送信することによって前記第1の送信を行う送信ユニットと、を有し、
    前記マッピングユニットは、第2の信号コンスタレーションパターンを用いて前記データパケットを変調して第2のデータシンボルを取得し、
    前記送信手段は、前記第2のデータシンボルを第2のダイバーシチブランチを用いて送信することによって前記第2の送信を行う。
  18. 前記第1の信号コンスタレーションパターンおよび前記第2の信号コンスタレーションパターンをあらかじめ保存するテーブル手段をさらに有する、請求項17記載の送信機。
  19. 異なる信号コンスタレーションパターンを取得するためのインタリーバおよび/またはインバータをさらに有する、請求項17記載の送信機。
  20. 変調前に前記データパケットを符号化する誤り訂正符号化(FEC)符号器をさらに有する、請求項17から請求項19の1つに記載の送信機。
  21. 無線通信システムの一部としての、ARQ(再)送信方法のための受信機であって、
    第1および第2の信号コンスタレーションパターンを用いてそれぞれ変調され後、第1および第2のダイバーシチブランチによってそれぞれ送信された第1および第2のデータシンボルを受信する受信ユニットと、
    受信された前記第1および第2のデータシンボルをそれぞれ前記第1および第2の信号コンスタレーションパターンを用いて復調するデマッピングユニットと、
    受信された前記データシンボルをダイバーシチ合成する合成ユニットと、
    を有する。
  22. 受信データを合成する前に前記受信データを保存するメモリ手段をさらに有する、請求項21記載の受信機。
  23. ダイバーシチ合成後に、合成された前記第1および第2のデータパケットを復号する誤り訂正符号化(FEC)復号器をさらに有する、請求項21または請求項22記載の受信機。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1635498B1 (de) * 2002-01-07 2011-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung, wobei ein Bitratenanpassungsmuster zwischen Sender und Empfänger signalisiert wird
DE60224588T2 (de) * 2002-10-18 2008-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Neuanordnung der signalkonstellation für arq sendediversitätsschema
JP4224329B2 (ja) * 2003-03-25 2009-02-12 パナソニック株式会社 符号化装置および符号化方法
US7729410B2 (en) * 2003-06-30 2010-06-01 Nxp B.V. Procedure for BPSK demodulation corresponding to BPSK modulation with reduced envelope peaking
US7352797B2 (en) * 2003-06-30 2008-04-01 Conexant Systems, Inc. Procedure for BPSK modulation with reduced envelope peaking
WO2006048061A1 (en) 2004-11-03 2006-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and transmitter structure removing phase ambiguity by repetition rearrangement
EP1655878A1 (en) 2004-11-03 2006-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and transmitter structure reducing ambiguity by repetition rearrangement in the symbol domain
EP1655877A1 (en) 2004-11-03 2006-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and transmitter structure reducing ambiguity by repetition rearrangement in the bit domain
WO2006060153A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-08 Matsushita Electric Industrial Co, Ltd. Transmission methods and apparatus in multi-band ofdm wideband systems
DE602005016608D1 (de) * 2005-05-04 2009-10-22 Panasonic Corp Signalraumexpandierung für ein 16-qam-schema
CN100420177C (zh) * 2005-06-27 2008-09-17 华为技术有限公司 一种混合自动重传方法
US7684522B2 (en) * 2005-08-02 2010-03-23 Beceem Communications Inc. Method and system for determining a log-likelihood ratio (LLR) corresponding to each bit of a symbol
WO2007018155A1 (ja) 2005-08-05 2007-02-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 無線通信装置および無線通信方法
US8335272B2 (en) 2005-10-28 2012-12-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multiple antenna transmission with variable diversity gain
AU2007227598A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Interdigital Technology Corporation Method for adaptive quadrature amplitude modulation signal constellation remapping for data packet retransmissions
US7653141B2 (en) * 2006-03-31 2010-01-26 Panasonic Corporation Multi-band OFDM UWB communication systems having improved frequency diversity
GB2444099B (en) * 2006-11-24 2009-04-15 Samsung Electronics Co Ltd Hybrid Automatic Repeat Request
US20080151871A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Nokia Corporation Power-Efficient Multi-Branch Reception
US8102930B2 (en) * 2007-03-28 2012-01-24 Agere Systems Inc. Demodulation of 16-QAM, DCM data symbols using two hybrid-QPSK constellations
KR101349819B1 (ko) * 2007-04-23 2014-01-13 엘지전자 주식회사 다이버시티 이득을 위한 신호 송신 방법
US7996744B2 (en) * 2007-04-30 2011-08-09 Nokia Corporation Method and apparatus for providing a data retransmission scheme
WO2009037788A1 (ja) * 2007-09-21 2009-03-26 Fujitsu Limited 送信方法および送信装置
KR101528647B1 (ko) * 2007-11-14 2015-06-12 톰슨 라이센싱 코드 개선된 스태거캐스팅
CN101447854B (zh) * 2007-11-27 2012-11-07 上海华为技术有限公司 数据发送/转发/处理方法及装置
KR101490249B1 (ko) * 2007-12-11 2015-02-05 엘지전자 주식회사 연판정을 이용한 통신방법 및 장치
KR101467788B1 (ko) * 2007-12-11 2014-12-03 엘지전자 주식회사 랜덤 선형 부호화를 이용하는 통신방법 및 장치
CN101483463B (zh) * 2008-01-11 2013-06-05 华为技术有限公司 一种基于多分集的数据发送方法及装置
KR101182852B1 (ko) * 2008-03-10 2012-09-14 한국전자통신연구원 심볼 매핑 방법 및 장치
KR101509728B1 (ko) * 2008-06-05 2015-04-06 한국전자통신연구원 심볼 매핑 방법 및 장치
CN101626286B (zh) * 2008-07-08 2014-01-01 三星电子株式会社 重传调制发送和接收方法及通信系统
KR101334371B1 (ko) * 2008-08-28 2013-11-29 한국전자통신연구원 심볼 매핑 방법 및 장치
CN102165744B (zh) 2008-09-30 2014-04-30 富士通株式会社 无线发送装置及调制方法
WO2010084768A1 (ja) * 2009-01-23 2010-07-29 パナソニック株式会社 無線通信装置及び無線通信方法
CN102025470B (zh) * 2009-09-22 2014-03-05 中兴通讯股份有限公司 基于qam调制的混合自动重传方法和发送方法及系统
US8289999B1 (en) * 2009-11-05 2012-10-16 L-3 Services, Inc. Permutation mapping for ARQ-processed transmissions
US8537936B2 (en) * 2010-05-13 2013-09-17 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Channel quality estimation from raw bit error rate
JP2016129270A (ja) * 2013-04-24 2016-07-14 三菱電機株式会社 通信装置および受信装置
JP6608656B2 (ja) * 2015-09-10 2019-11-20 株式会社東芝 信号復調システム
CN108432154A (zh) * 2015-10-29 2018-08-21 瑞典爱立信有限公司 用于执行无线电通信的第一和第二无线电节点以及其中的方法
WO2020170316A1 (ja) * 2019-02-18 2020-08-27 学校法人玉川学園 情報処理装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5689439A (en) 1995-03-31 1997-11-18 Lucent Technologies, Inc. Switched antenna diversity transmission method and system
US5914959A (en) * 1996-10-31 1999-06-22 Glenayre Electronics, Inc. Digital communications system having an automatically selectable transmission rate
US6208663B1 (en) * 1997-08-29 2001-03-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and system for block ARQ with reselection of FEC coding and/or modulation
FI105734B (fi) * 1998-07-03 2000-09-29 Nokia Networks Oy Automaattinen uudelleenlähetys
US7254167B2 (en) * 1998-10-30 2007-08-07 Broadcom Corporation Constellation-multiplexed transmitter and receiver
US6356528B1 (en) * 1999-04-15 2002-03-12 Qualcomm Incorporated Interleaver and deinterleaver for use in a diversity transmission communication system
US6580705B1 (en) * 1999-10-28 2003-06-17 Lucent Technologies Inc. Signal combining scheme for wireless transmission systems having multiple modulation schemes
JP4213879B2 (ja) 2000-07-11 2009-01-21 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 通信システム及び該システムの信号伝送方法
US6476734B2 (en) * 2000-09-14 2002-11-05 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for prioritizing information protection in high order modulation symbol mapping
WO2002067491A1 (en) 2001-02-21 2002-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hybrid arq method with single constellation rearrangement
US7133459B2 (en) * 2001-05-01 2006-11-07 Texas Instruments Incorporated Space-time transmit diversity
KR100689551B1 (ko) * 2001-06-18 2007-03-09 삼성전자주식회사 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 데이터 송신 및수신장치 및 방법
KR100464346B1 (ko) * 2001-08-17 2005-01-03 삼성전자주식회사 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 패킷 재전송을 위한 송/수신장치 및 방법
US6738370B2 (en) * 2001-08-22 2004-05-18 Nokia Corporation Method and apparatus implementing retransmission in a communication system providing H-ARQ
KR100464325B1 (ko) * 2001-10-15 2005-01-03 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 패킷 재전송을 위한 송수신 장치 및 방법
DE60113128T2 (de) * 2001-11-16 2006-03-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Hybrides ARQ Verfahren zur Datenpaketübertragung
US7298717B2 (en) * 2002-02-15 2007-11-20 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for providing transmit diversity with adaptive basis
DE60224588T2 (de) * 2002-10-18 2008-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Neuanordnung der signalkonstellation für arq sendediversitätsschema

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