JP4038114B2 - 無線送信装置及び無線送信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線送信装置及び無線送信方法に関し、特に送信相手局宛の送信データに対して適応変調処理とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理とを施して無線送信する場合に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）とＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)とを組み合わせたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式では、高い周波数利用効率でかつ高品質のデータ送信を実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式を使って送信するデータに前もって多値変調を施すことで、より高速なデータ伝送を達成することができる。
【０００３】
一般に送信データに対して変調処理を施す際には、伝搬環境等に応じて変調方式を適応的に切り換える適応変調処理を行う。例えば無線送信装置と送信相手局との間の伝搬環境があまり良くない場合には、この送信相手局宛の送信データに対してＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調等の誤り耐性の強い変調処理を施し、これに対して伝搬環境が良い場合には、その送信相手局宛の送信データに対して１６値ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の多値変調処理を施す。これにより、誤り率特性とデータ伝送速度との両立を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５，５０４，７７５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置においては、拡散符号間の振幅偏差に起因して拡散符号間の直交性が崩れるため、誤り率が劣化する。特に、１６ＱＡＭのような多値変調した信号をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理する場合には、ＱＰＳＫのように位相変調のみを行った信号をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理する場合よりも誤り率特性の劣化が大きくなる。
【０００６】
これは図６に示すように、ＱＰＳＫの場合は各信号点の振幅が一定であるのに対して、１６ＱＡＭの場合は振幅が最大の信号点と最小の信号点とでは、振幅の差が３倍となるためである。当然、符号多重数が増加するにつれて、この符号間干渉はさらに大きくなるが、特に多値変調を使用しているユーザが多い場合は、符号間干渉が非常に大きくなる。
【０００７】
この符号間干渉の影響により、以下のような問題が生じる。
【０００８】
第１に、高速伝送を行うユーザは、多値変調を用いる必要があるが、高速伝送を行うユーザの誤り率特性の劣化が大きくなる。特に、多値変調を使用しているユーザ数が多くなるにつれて、誤り率特性の劣化は非常に大きなものとなる。
【０００９】
第２に、多値変調を使用可能な時間や場所等が少なくなり、システム全体のスループットが大きく低下する。特に、符号干渉が大きい伝搬環境においては、どのユーザも多値変調が使用できなくなる場合もあり、スループットの低下が非常に大きくなる。
【００１０】
このように従来の適応変調処理とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理とを組み合わせた無線送信においては、場合によっては、高速伝送が必要なユーザの誤り率特性が劣化したり、使用可能な変調多値数が低下してスループットが低下するといった問題があった。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、適応変調処理とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理を組み合わせた無線送信装置を行う場合に、高速伝送が必要なユーザに対する誤り率特性の低下を抑制することにより、スループットの低下を抑制し得る無線送信装置及び無線送信方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、以下の構成を採る。
【００１３】
本発明の無線送信装置は、各通信相手局宛の送信データに対して当該通信相手局毎に適応変調処理を施す変調手段と、変調手段により得られた変調信号に対して拡散処理を施すことにより拡散信号を形成する拡散手段と、拡散手段によって得られた拡散信号を互いに直交関係にある複数サブキャリアに割り当てるようにして、各通信相手局宛の送信データが重畳された複数サブキャリアを形成する直交周波数分割多重手段と、各送信相手局宛の信号をどのサブキャリアに割り当てられるかを設定する信号割り当て手段と、を具備し、信号割り当て手段は、各サブキャリアにおいて、変調手段により多値変調が施された送信相手局宛の信号数が所定数以下となるようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、各サブキャリアについて、多値変調処理が施された信号数が所定数以下に抑えられるので、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制される。この結果、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるので、高速伝送が必要なユーザのスループットを確保できると共に、システム全体での実質的なデータのスループットを向上させることができるようになる。
【００１５】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、特定のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、特定サブキャリアに配置される多値変調信号数が少なくなるので、特定サブキャリアに配置された信号の誤り率特性がさらに向上する。この結果、例えば特定サブキャリアに重要度の高い信号を割り当てるようにすれば、重要度の高い信号の誤り率特性を向上させることもできるようになり、また特定サブキャリアに高速伝送が必要なユーザのデータを多値変調して配置すれば、このユーザのスループットを確実に確保できるようになる。
【００１７】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、再送を行っている送信相手局の信号や制御チャネル等の他の信号より良好な回線品質が要求される信号を割り当てたサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、再送信号や制御チャネルの誤り率特性を向上させることができるようになるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００１９】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、再送回数が多い再送信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、再送回数が多くなるほど誤り率特性が向上されるので、再送回数の増加を抑制することができるようになる。
【００２１】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、回線品質が悪い送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、回線品質が悪い送信相手局宛の信号の誤り率特性の劣化がさらに抑制されるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００２３】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、高速移動を行う送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、一般に誤り率特性の劣化が大きい高速移動を行う送信相手局宛の信号の誤り率特性の劣化が抑制されるようになる。
【００２５】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、周波数成分が両端付近のサブキャリアに重畳された信号の誤り率特性がさらに向上する。ここで周波数成分が両端付近のサブキャリアでは、他の送信局からの信号の干渉波（隣接干渉波）により当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性が低下する場合があるが、このような場合でもかかる構成を採ることにより、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができる。
【００２７】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、複数サブキャリアのうち直流点付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、直流点付近のサブキャリアに重畳された信号の誤り率特性がさらに向上する。ここで直流点付近のサブキャリアでは、一般に信号の誤り率特性が低下するが、このような場合でもかかる構成を採ることにより、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができる。
【００２９】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、多値変調信号割り当ての基準とする閾値を可変とする構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、例えば受信側での誤り率の検出結果等に応じて、多値変調信号割り当ての基準とする閾値を可変とすれば、必要とされる誤り率が確保された状態で、多値変調を施す信号数を多くできるので、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００３１】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについてのみ前記閾値を可変とする構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、隣接した周波数帯域を使用している他の送信局が存在するか否かで、大きく誤り率特性が異なるので、例えば、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在する場合には閾値を小さくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくし、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在しない場合には閾値を大きくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を多くすれば、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００３３】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、隣接チャネル干渉波のレベルに応じて前記閾値を変化させる構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、隣接チャネルの干渉波レベルが大きい場合には閾値を小さくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくし、隣接チャネルの干渉波レベルが小さい場合には閾値を大きくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を多くすれば、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００３５】
本発明の無線送信方法は、各送信相手局の送信データそれぞれに対して変調処理を施し、変調後の信号に対して拡散処理及び直交周波数分割処理を施すことにより、各送信相手局宛の信号を複数サブキャリアに割り当てて無線送信する無線送信方法であって、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数が所定数以下となるようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにする。
【００３６】
この方法によれば、各サブキャリアについて、多値変調処理が施された信号数が所定数以下に抑えられるので、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制される。この結果、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるので、高速伝送が必要なユーザのスループットを確保できると共に、システム全体での実質的なデータのスループットを向上させることができるようになる。
【００３７】
本発明の無線送信方法は、特定のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにする。
【００３８】
この方法によれば、特定サブキャリアに配置される多値変調信号数が少なくなるので、特定サブキャリアに配置された信号の誤り率特性がさらに向上する。この結果、例えば特定サブキャリアに重要度の高い信号を割り当てるようにすれば、重要度の高い信号の誤り率特性を向上させることもできるようになり、また特定サブキャリアに高速伝送が必要なユーザのデータを多値変調して配置すれば、このユーザのスループットを確実に確保できるようになる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、各送信相手局（以下これをユーザと呼ぶ）の送信データそれぞれに対して変調処理を施し、変調後の信号に対してＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理を施すことにより、各ユーザ宛の信号を複数サブキャリアに割り当てて無線送信する場合に、各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うことである。実際には、多値変調を使用しているユーザがある値を超えたサブキャリアについては、この多値変調を使用してユーザの信号を他のサブキャリアに配置する。
【００４０】
これにより、各サブキャリアについて、多値変調処理が施された信号数が所定数以下に抑えられるので、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制される。この結果、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるので、高速伝送が必要なユーザのスループットを確保できると共に、システム全体での実質的なデータのスループットを向上させることができるようになる。
【００４１】
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。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示す。無線送信装置１は、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２により送信データをユーザ数５ｋ個の送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）に分流し、送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を変調部３に送出する。各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）はそれぞれユーザに対応して設けられており、各ユーザ宛の送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を変調するようになっている。
【００４３】
このとき各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）は、対応するユーザからの要求や態様するユーザとの間の伝搬路環境を示す例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）等に応じて形成された制御信号Ｓ１に基づいて、入力された送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）に対して適応変調処理を施す。例えば伝搬路環境が悪いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、送信データに対してＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調等の誤り耐性の強い変調処理を施し、これに対して伝搬環境が良いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、送信データに対して１６値ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の多値変調処理を施す。
【００４４】
因みに、図１では、図を簡単化するために、制御信号Ｓ１を１本の信号線で示しているが、各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）毎に制御信号が入力され、各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）毎に、対応したユーザとの間の伝搬路環境に応じて、独立に適応変調処理を行うようになっている。
【００４５】
変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）により得られた変調信号は、ユーザ配置変換部４に入力される。ユーザ配置変換部４は、各ユーザの信号をどのサブキャリアに割り当てられるかを設定する信号割り当て手段として機能する。
【００４６】
ユーザ配置変換部４は、制御信号Ｓ１に基づいて、各ユーザ宛の信号がどの変調方式で変調されているかを認識し、認識した変調方式に基づいて変調信号を出力する拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）を選択する。ここで拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）は多重される組により、拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（ｋ）のグループ、拡散部Ｂ（ｋ＋１）〜Ｂ（２ｋ）のグループ、………、拡散部Ｂ（４ｋ＋１）〜Ｂ（５ｋ）のグループの５つのグループに分けられる。
【００４７】
ユーザ配置変換部４は、これらの各グループ内で、多値変調された変調信号の数が所定数以下となるように各変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への割り当てを行う。これによりユーザ配置変換部４は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理後の各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数を所定数以下とすることができるようになっている。
【００４８】
各拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）は、対応したユーザに応じた拡散コードを用いて変調信号を拡散する。拡散後の信号は加算器Ｃ１〜Ｃ５により加算されることにより符号分割多重された信号が得られる。
【００４９】
加算器Ｃ１〜Ｃ５から出力された符号分割多重信号は、パラレルシリアル変換器（Ｐ／Ｓ）５によりパラレルシリアル変換された後、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）６により逆高速フーリエ変換されることにより直交周波数分割多重される。これにより拡散後のチップが互いに直交関係にある複数サブキャリアに振り分けられたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号が形成され、このＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号がディジタルアナログ変換処理や信号増幅等の無線送信処理を行う無線送信部（ＲＦ）７及びアンテナ８を介して送信される。
【００５０】
図２に、無線送信装置１により形成されるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置を示す。図２では、説明を簡単化するために、ユーザ配置変換部４により、変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）の出力が対応する番号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）に送出された場合について説明する。すなわち、変調部Ａ（１）の出力が拡散部Ｂ（１）に送出され、変調部Ａ（ｋ）の出力が拡散部Ｂ（ｋ）に送出され、………、変調部Ａ（５ｋ）の出力が拡散部Ｂ（５ｋ）に送出されたものとする。
【００５１】
無線送信装置１は、５ｋ個のユーザ宛の送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を５つのグループに分け、各グループ毎に符号分割多重信号を形成し、各符号分割多重信号を異なるグループのサブキャリアに周波数領域拡散するようになっている。
【００５２】
具体的には、符号分割多重後の送信データＤ（１）〜Ｄ（ｋ）を拡散比ｍと同数のサブキャリア＃１〜＃ｍに周波数領域拡散して配置し、符号分割多重後の送信データＤ（ｋ＋１）〜Ｄ（２ｋ）をサブキャリア＃４ｍ＋１〜＃５ｍに周波数領域拡散して配置し、………、符号分割多重後の送信データＤ（４ｋ＋１）〜Ｄ（５ｋ）をサブキャリア＃ｍ＋１〜＃２ｍに周波数領域拡散して配置する。なお、図２では、図を簡単化するために、送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を、信号１〜信号５ｋと表現している。
【００５３】
ここで図２では、ユーザ配置変換部４により、変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）の出力が対応する番号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）に送出された場合における各サブキャリアへのユーザデータの配置について説明したが、実際には、ユーザ配置変換部４により、各サブキャリアでの多値変調信号の数に応じて多値変調信号の信号数が各サブキャリアにおいて所定数以下となるように変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への出力を選択する。
【００５４】
その一例を図３に示す。図３（Ａ）は、ユーザ配置変換部４による配置変換をせずに、各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）の出力を対応する番号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）に送出した場合における各サブキャリア（実際にはサブキャリアグループ）への変調信号の配置を示す。図３（Ａ）は、サブキャリアグループ１では５つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ２では３つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ３では１つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ４では２つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ５では３つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求した場合を示す。
【００５５】
図３（Ａ）に示すように、ユーザ配置変換部４による配置変換を行わないと、例えばサブキャリアグループ１のように多値変調（この実施の形態の場合、１６ＱＡＭ）されたユーザ数が他のサブキャリアグループよりも多くなるサブキャリアもあれば、サブキャリアグループ３のように多値変調されたユーザ数が他のサブキャリアよりも少なくなるサブキャリアもある。
【００５６】
そこで、この実施の形態の無線送信装置１においては、図３（Ｂ）に示すように、ユーザ配置変換部４による配置変換を行って、サブキャリアグループ１の中の多値変調された２ユーザ分の信号をサブキャリアグループ３に割り当てるように変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への信号出力を切り換えると共に、サブキャリア３の中の多値変調されていない（つまり、ＱＰＳＫ変調された）２ユーザ分の信号をサブキャリアグループ１に割り当てるように変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への信号出力を切り換えるようになっている。
【００５７】
つまり、サブキャリアグループ１で１６ＱＡＭ信号を要求している２つのユーザとサブキャリアグループ３でＱＰＳＫ信号を要求している２つのユーザを入れ換える。このように、１６ＱＡＭ信号を要求しているユーザ数が多いサブキャリアグループは、１６ＱＡＭ信号を要求しているいくつかのユーザを、１６ＱＡＭ信号を要求しているユーザが少ないサブキャリアグループに割り当てる。
【００５８】
これにより、図３（Ｂ）に示すように、各サブキャリア（サブキャリアグループ）において、多値変調（１６ＱＡＭ）されたユーザ宛の信号数が所定数以下（例えば３つ以下）に抑えられる。この結果、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制されるので、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるようになる。
【００５９】
ここでユーザ配置変換部４においては、制御信号Ｓ１に基づいて、どのユーザ宛の信号が１６ＱＡＭ処理され、どのユーザ宛の信号がＱＰＳＫ処理されるかを認識しているので、各サブキャリアに配置する多値変調信号（１６ＱＡＭ）数を容易に制御することができる。
【００６０】
以上の構成によれば、ユーザ配置変換部４を設け、各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにしたことにより、各サブキャリア内での符号間干渉を抑制して、スループットの向上したＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信を実現することができるようになる。
【００６１】
なおこの実施の形態では、各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにした場合について述べたが、ユーザ配置変換部４により、特定のサブキャリアについては、多値変調が施されたユーザ宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。
【００６２】
このようにすれば、特定サブキャリアに配置される多値変調信号数が少なくなるので、特定サブキャリアに配置された信号の誤り率特性がさらに向上する。この結果、例えば特定サブキャリアに重要度の高い信号を割り当てるようにすれば、重要度の高い信号の誤り率特性を向上させることもできるようになり、また特定サブキャリアに高速伝送が必要なユーザのデータを多値変調して配置すれば、このユーザのスループットを確実に確保できるようになる。
【００６３】
またユーザ配置変換部４により、再送を行っているユーザの信号や制御チャネル等の他の信号より良好な回線品質が要求される信号を割り当てたサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。このようにすれば、再送信号や制御チャネルの誤り率特性を向上させることができるようになるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００６４】
またユーザ配置変換部４により、再送回数が多い再送信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。このようにすれば、再送回数が多くなるほど誤り率特性が向上されるので、再送回数の増加を抑制することができるようになる。
【００６５】
またユーザ配置変換部４により、回線品質が悪い送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。このようにすれば、回線品質が悪い送信相手局宛の信号の誤り率特性の低下がさらに抑制されるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００６６】
またユーザ配置変換部４におけるサブキャリアへの多値変調信号割り当て基準とする閾値を可変としてもよい。このようにすれば、例えば受信側での誤り率の検出結果等に応じて、閾値を可変とすれば、必要とされる誤り率が確保された状態で、多値変調を施す信号数を多くできるので、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００６７】
またユーザ配置変換部４により、高速移動を行う送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにしてもよい。このようにすれば、一般に誤り率特性の劣化が大きい高速移動を行う送信相手局宛の信号の誤り率特性を向上させることができるようになる。因みに、どの送信相手局が高速移動しているかは、例えば送信相手局からの信号のドップラー周波数を検出することにより判断することができる。
【００６８】
さらにこの実施の形態では、適応変調としてＱＰＳＫと１６ＱＡＭのいずれかを施し、多値変調である１６ＱＡＭ信号の信号数がサブキャリア内で所定数以下となるように各サブキャリアへの信号割り当てを行う場合について述べたが、本発明の多値変調信号は１６ＱＡＭに限らず、６４値ＱＡＭ等の他の多値変調信号であってもよいことは言うまでもない。このことは以下に説明する実施の形態２についても同様である。
【００６９】
またこの実施の形態では、サブキャリアを５つのサブキャリアグループに分けて、各サブキャリアグループ内で、変調処理及び拡散処理が施された符号分割多重信号を周波数領域拡散した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにすればよい。
【００７０】
（実施の形態２）
この実施の形態では、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うことに加えて、複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくすることを提案する。
【００７１】
実際上、このような信号割り当ては、図１のユーザ配置変換部４により容易に行うことができる。例えば、ユーザ配置変換部４は、図４に示すように、５つのサブキャリアグループのうち、周波数成分が両端付近のサブキャリアグループ１、５については、多値変調（１６ＱＡＭ）が施されたユーザ宛の信号数を２つとして、他のサブキャリアグループ２、３、４に比して少なくする。
【００７２】
これにより、周波数成分が両端付近のサブキャリア（サブキャリアグループ１、５）に重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制できるようになる。ここで周波数成分が両端付近のサブキャリアでは、他の送信局からの信号の干渉波（隣接干渉波）により当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性が低下する場合がある。
【００７３】
しかし、この実施の形態では、周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、多値変調が施されたユーザ宛の信号数をさらに少なくするようにしているので、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができる。
【００７４】
なお、周波数成分が両端付近のサブキャリアについて多値変調信号の信号数を単純に少なくするのではなくこの信号数を決定するための閾値を可変とすれば、スループットを一段と向上させることもできる。すなわち、周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、隣接した周波数帯域を使用している他の送信局が存在するか否かで、大きく誤り率特性が異なるので、例えば、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在する場合には閾値を小さくすることで多値変調信号数を少なくし、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在しない場合には閾値を大きくすることで多値変調信号数を多くすれば、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００７５】
この際、例えば隣接チャネル干渉波のレベルに応じて多値変調信号の信号数を変化させればよい。具体的には、隣接チャネル干渉波レベルが大きい場合には閾値を小さくして多値変調信号の信号数を少なくし、隣接チャネルの干渉波レベルが小さい場合には閾値を大きくして多値変調信号の信号数を多くすればよい。
【００７６】
隣接チャネル干渉波レベルの測定方法としては、例えば隣接チャネル干渉波除去用フィルタの前後の信号の受信レベル差を測定したり、両端付近のサブキャリアとそれ以外のサブキャリアの回線品質の差を測定したり、又は隣接チャネル周波数についてキャリアセンスを行う方法等がある。
【００７７】
（実施の形態３）
この実施の形態では、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うことに加えて、複数サブキャリアのうち直流点付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくすることを提案する。
【００７８】
実際上、このような信号割り当ては、図１のユーザ配置変換部４により容易に行うことができる。例えば、ユーザ配置変換部４は、図５に示すように、５つのサブキャリアグループのうち、直流点付近のサブキャリアが含まれるサブキャリアグループ３については、多値変調（１６ＱＡＭ）が施されたユーザ宛の信号数を２つとして、他のサブキャリアグループ１、２、４、５に比して少なくする。
【００７９】
これにより、直流点付近のサブキャリア（サブキャリアグループ１）に重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制できるようになる。つまり、直流点付近のサブキャリアでは、一般に信号の誤り率特性が低下するが、このサブキャリアの多値変調信号数を少なくしたことにより、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができるようになる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにしたことにより、高速伝送が必要なユーザに対する誤り率特性の低下を抑制できるので、適応変調とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信を組み合わせた場合のスループット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に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２】ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置例を示す図
【図３】実施の形態１におけるサブキャリアへの多値変調信号の割り当ての説明に供する図
【図４】実施の形態２におけるサブキャリアへの多値変調信号の割り当ての説明に供する図
【図５】実施の形態３におけるサブキャリアへの多値変調信号の割り当ての説明に供する図
【図６】ＱＰＳＫ信号と１６ＱＡＭ信号のＩ−Ｑ平面上での信号点位置を示す図
【符号の説明】
１ 無線送信装置
２ シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）
３、Ａ（１）〜Ａ（５ｋ） 変調部
４ ユーザ配置変換部
５ パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）
６ 逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ） 拡散部
Ｃ１〜Ｃ５ 加算器
Ｄ（１）〜Ｄ（５ｋ） 送信データ
Ｓ１ 制御信号
【発明の属する技術分野】
本発明は無線送信装置及び無線送信方法に関し、特に送信相手局宛の送信データに対して適応変調処理とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理とを施して無線送信する場合に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）とＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)とを組み合わせたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式では、高い周波数利用効率でかつ高品質のデータ送信を実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式を使って送信するデータに前もって多値変調を施すことで、より高速なデータ伝送を達成することができる。
【０００３】
一般に送信データに対して変調処理を施す際には、伝搬環境等に応じて変調方式を適応的に切り換える適応変調処理を行う。例えば無線送信装置と送信相手局との間の伝搬環境があまり良くない場合には、この送信相手局宛の送信データに対してＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調等の誤り耐性の強い変調処理を施し、これに対して伝搬環境が良い場合には、その送信相手局宛の送信データに対して１６値ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の多値変調処理を施す。これにより、誤り率特性とデータ伝送速度との両立を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５，５０４，７７５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信装置においては、拡散符号間の振幅偏差に起因して拡散符号間の直交性が崩れるため、誤り率が劣化する。特に、１６ＱＡＭのような多値変調した信号をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理する場合には、ＱＰＳＫのように位相変調のみを行った信号をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理する場合よりも誤り率特性の劣化が大きくなる。
【０００６】
これは図６に示すように、ＱＰＳＫの場合は各信号点の振幅が一定であるのに対して、１６ＱＡＭの場合は振幅が最大の信号点と最小の信号点とでは、振幅の差が３倍となるためである。当然、符号多重数が増加するにつれて、この符号間干渉はさらに大きくなるが、特に多値変調を使用しているユーザが多い場合は、符号間干渉が非常に大きくなる。
【０００７】
この符号間干渉の影響により、以下のような問題が生じる。
【０００８】
第１に、高速伝送を行うユーザは、多値変調を用いる必要があるが、高速伝送を行うユーザの誤り率特性の劣化が大きくなる。特に、多値変調を使用しているユーザ数が多くなるにつれて、誤り率特性の劣化は非常に大きなものとなる。
【０００９】
第２に、多値変調を使用可能な時間や場所等が少なくなり、システム全体のスループットが大きく低下する。特に、符号干渉が大きい伝搬環境においては、どのユーザも多値変調が使用できなくなる場合もあり、スループットの低下が非常に大きくなる。
【００１０】
このように従来の適応変調処理とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理とを組み合わせた無線送信においては、場合によっては、高速伝送が必要なユーザの誤り率特性が劣化したり、使用可能な変調多値数が低下してスループットが低下するといった問題があった。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、適応変調処理とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理を組み合わせた無線送信装置を行う場合に、高速伝送が必要なユーザに対する誤り率特性の低下を抑制することにより、スループットの低下を抑制し得る無線送信装置及び無線送信方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、以下の構成を採る。
【００１３】
本発明の無線送信装置は、各通信相手局宛の送信データに対して当該通信相手局毎に適応変調処理を施す変調手段と、変調手段により得られた変調信号に対して拡散処理を施すことにより拡散信号を形成する拡散手段と、拡散手段によって得られた拡散信号を互いに直交関係にある複数サブキャリアに割り当てるようにして、各通信相手局宛の送信データが重畳された複数サブキャリアを形成する直交周波数分割多重手段と、各送信相手局宛の信号をどのサブキャリアに割り当てられるかを設定する信号割り当て手段と、を具備し、信号割り当て手段は、各サブキャリアにおいて、変調手段により多値変調が施された送信相手局宛の信号数が所定数以下となるようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、各サブキャリアについて、多値変調処理が施された信号数が所定数以下に抑えられるので、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制される。この結果、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるので、高速伝送が必要なユーザのスループットを確保できると共に、システム全体での実質的なデータのスループットを向上させることができるようになる。
【００１５】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、特定のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、特定サブキャリアに配置される多値変調信号数が少なくなるので、特定サブキャリアに配置された信号の誤り率特性がさらに向上する。この結果、例えば特定サブキャリアに重要度の高い信号を割り当てるようにすれば、重要度の高い信号の誤り率特性を向上させることもできるようになり、また特定サブキャリアに高速伝送が必要なユーザのデータを多値変調して配置すれば、このユーザのスループットを確実に確保できるようになる。
【００１７】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、再送を行っている送信相手局の信号や制御チャネル等の他の信号より良好な回線品質が要求される信号を割り当てたサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、再送信号や制御チャネルの誤り率特性を向上させることができるようになるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００１９】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、再送回数が多い再送信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、再送回数が多くなるほど誤り率特性が向上されるので、再送回数の増加を抑制することができるようになる。
【００２１】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、回線品質が悪い送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、回線品質が悪い送信相手局宛の信号の誤り率特性の劣化がさらに抑制されるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００２３】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、高速移動を行う送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、一般に誤り率特性の劣化が大きい高速移動を行う送信相手局宛の信号の誤り率特性の劣化が抑制されるようになる。
【００２５】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、周波数成分が両端付近のサブキャリアに重畳された信号の誤り率特性がさらに向上する。ここで周波数成分が両端付近のサブキャリアでは、他の送信局からの信号の干渉波（隣接干渉波）により当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性が低下する場合があるが、このような場合でもかかる構成を採ることにより、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができる。
【００２７】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、複数サブキャリアのうち直流点付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行う構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、直流点付近のサブキャリアに重畳された信号の誤り率特性がさらに向上する。ここで直流点付近のサブキャリアでは、一般に信号の誤り率特性が低下するが、このような場合でもかかる構成を採ることにより、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができる。
【００２９】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、多値変調信号割り当ての基準とする閾値を可変とする構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、例えば受信側での誤り率の検出結果等に応じて、多値変調信号割り当ての基準とする閾値を可変とすれば、必要とされる誤り率が確保された状態で、多値変調を施す信号数を多くできるので、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００３１】
本発明の無線送信装置は、信号割り当て手段は、複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについてのみ前記閾値を可変とする構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、隣接した周波数帯域を使用している他の送信局が存在するか否かで、大きく誤り率特性が異なるので、例えば、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在する場合には閾値を小さくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくし、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在しない場合には閾値を大きくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を多くすれば、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００３３】
本発明の無線送信装置は、信号割当て手段は、隣接チャネル干渉波のレベルに応じて前記閾値を変化させる構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、隣接チャネルの干渉波レベルが大きい場合には閾値を小さくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくし、隣接チャネルの干渉波レベルが小さい場合には閾値を大きくして多値変調が施された送信相手局宛の信号数を多くすれば、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００３５】
本発明の無線送信方法は、各送信相手局の送信データそれぞれに対して変調処理を施し、変調後の信号に対して拡散処理及び直交周波数分割処理を施すことにより、各送信相手局宛の信号を複数サブキャリアに割り当てて無線送信する無線送信方法であって、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数が所定数以下となるようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにする。
【００３６】
この方法によれば、各サブキャリアについて、多値変調処理が施された信号数が所定数以下に抑えられるので、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制される。この結果、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるので、高速伝送が必要なユーザのスループットを確保できると共に、システム全体での実質的なデータのスループットを向上させることができるようになる。
【００３７】
本発明の無線送信方法は、特定のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにする。
【００３８】
この方法によれば、特定サブキャリアに配置される多値変調信号数が少なくなるので、特定サブキャリアに配置された信号の誤り率特性がさらに向上する。この結果、例えば特定サブキャリアに重要度の高い信号を割り当てるようにすれば、重要度の高い信号の誤り率特性を向上させることもできるようになり、また特定サブキャリアに高速伝送が必要なユーザのデータを多値変調して配置すれば、このユーザのスループットを確実に確保できるようになる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、各送信相手局（以下これをユーザと呼ぶ）の送信データそれぞれに対して変調処理を施し、変調後の信号に対してＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理を施すことにより、各ユーザ宛の信号を複数サブキャリアに割り当てて無線送信する場合に、各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うことである。実際には、多値変調を使用しているユーザがある値を超えたサブキャリアについては、この多値変調を使用してユーザの信号を他のサブキャリアに配置する。
【００４０】
これにより、各サブキャリアについて、多値変調処理が施された信号数が所定数以下に抑えられるので、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制される。この結果、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるので、高速伝送が必要なユーザのスループットを確保できると共に、システム全体での実質的なデータのスループットを向上させることができるようになる。
【００４１】
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。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示す。無線送信装置１は、シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２により送信データをユーザ数５ｋ個の送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）に分流し、送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を変調部３に送出する。各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）はそれぞれユーザに対応して設けられており、各ユーザ宛の送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を変調するようになっている。
【００４３】
このとき各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）は、対応するユーザからの要求や態様するユーザとの間の伝搬路環境を示す例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）等に応じて形成された制御信号Ｓ１に基づいて、入力された送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）に対して適応変調処理を施す。例えば伝搬路環境が悪いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、送信データに対してＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調等の誤り耐性の強い変調処理を施し、これに対して伝搬環境が良いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、送信データに対して１６値ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の多値変調処理を施す。
【００４４】
因みに、図１では、図を簡単化するために、制御信号Ｓ１を１本の信号線で示しているが、各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）毎に制御信号が入力され、各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）毎に、対応したユーザとの間の伝搬路環境に応じて、独立に適応変調処理を行うようになっている。
【００４５】
変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）により得られた変調信号は、ユーザ配置変換部４に入力される。ユーザ配置変換部４は、各ユーザの信号をどのサブキャリアに割り当てられるかを設定する信号割り当て手段として機能する。
【００４６】
ユーザ配置変換部４は、制御信号Ｓ１に基づいて、各ユーザ宛の信号がどの変調方式で変調されているかを認識し、認識した変調方式に基づいて変調信号を出力する拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）を選択する。ここで拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）は多重される組により、拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（ｋ）のグループ、拡散部Ｂ（ｋ＋１）〜Ｂ（２ｋ）のグループ、………、拡散部Ｂ（４ｋ＋１）〜Ｂ（５ｋ）のグループの５つのグループに分けられる。
【００４７】
ユーザ配置変換部４は、これらの各グループ内で、多値変調された変調信号の数が所定数以下となるように各変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への割り当てを行う。これによりユーザ配置変換部４は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ処理後の各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数を所定数以下とすることができるようになっている。
【００４８】
各拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）は、対応したユーザに応じた拡散コードを用いて変調信号を拡散する。拡散後の信号は加算器Ｃ１〜Ｃ５により加算されることにより符号分割多重された信号が得られる。
【００４９】
加算器Ｃ１〜Ｃ５から出力された符号分割多重信号は、パラレルシリアル変換器（Ｐ／Ｓ）５によりパラレルシリアル変換された後、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）６により逆高速フーリエ変換されることにより直交周波数分割多重される。これにより拡散後のチップが互いに直交関係にある複数サブキャリアに振り分けられたＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号が形成され、このＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号がディジタルアナログ変換処理や信号増幅等の無線送信処理を行う無線送信部（ＲＦ）７及びアンテナ８を介して送信される。
【００５０】
図２に、無線送信装置１により形成されるＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置を示す。図２では、説明を簡単化するために、ユーザ配置変換部４により、変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）の出力が対応する番号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）に送出された場合について説明する。すなわち、変調部Ａ（１）の出力が拡散部Ｂ（１）に送出され、変調部Ａ（ｋ）の出力が拡散部Ｂ（ｋ）に送出され、………、変調部Ａ（５ｋ）の出力が拡散部Ｂ（５ｋ）に送出されたものとする。
【００５１】
無線送信装置１は、５ｋ個のユーザ宛の送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を５つのグループに分け、各グループ毎に符号分割多重信号を形成し、各符号分割多重信号を異なるグループのサブキャリアに周波数領域拡散するようになっている。
【００５２】
具体的には、符号分割多重後の送信データＤ（１）〜Ｄ（ｋ）を拡散比ｍと同数のサブキャリア＃１〜＃ｍに周波数領域拡散して配置し、符号分割多重後の送信データＤ（ｋ＋１）〜Ｄ（２ｋ）をサブキャリア＃４ｍ＋１〜＃５ｍに周波数領域拡散して配置し、………、符号分割多重後の送信データＤ（４ｋ＋１）〜Ｄ（５ｋ）をサブキャリア＃ｍ＋１〜＃２ｍに周波数領域拡散して配置する。なお、図２では、図を簡単化するために、送信データＤ（１）〜Ｄ（５ｋ）を、信号１〜信号５ｋと表現している。
【００５３】
ここで図２では、ユーザ配置変換部４により、変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）の出力が対応する番号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）に送出された場合における各サブキャリアへのユーザデータの配置について説明したが、実際には、ユーザ配置変換部４により、各サブキャリアでの多値変調信号の数に応じて多値変調信号の信号数が各サブキャリアにおいて所定数以下となるように変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への出力を選択する。
【００５４】
その一例を図３に示す。図３（Ａ）は、ユーザ配置変換部４による配置変換をせずに、各変調部Ａ（１）〜Ａ（５ｋ）の出力を対応する番号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）に送出した場合における各サブキャリア（実際にはサブキャリアグループ）への変調信号の配置を示す。図３（Ａ）は、サブキャリアグループ１では５つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ２では３つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ３では１つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ４では２つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求し、サブキャリアグループ５では３つのユーザが１６ＱＡＭされた信号を要求した場合を示す。
【００５５】
図３（Ａ）に示すように、ユーザ配置変換部４による配置変換を行わないと、例えばサブキャリアグループ１のように多値変調（この実施の形態の場合、１６ＱＡＭ）されたユーザ数が他のサブキャリアグループよりも多くなるサブキャリアもあれば、サブキャリアグループ３のように多値変調されたユーザ数が他のサブキャリアよりも少なくなるサブキャリアもある。
【００５６】
そこで、この実施の形態の無線送信装置１においては、図３（Ｂ）に示すように、ユーザ配置変換部４による配置変換を行って、サブキャリアグループ１の中の多値変調された２ユーザ分の信号をサブキャリアグループ３に割り当てるように変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への信号出力を切り換えると共に、サブキャリア３の中の多値変調されていない（つまり、ＱＰＳＫ変調された）２ユーザ分の信号をサブキャリアグループ１に割り当てるように変調信号の拡散部Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ）への信号出力を切り換えるようになっている。
【００５７】
つまり、サブキャリアグループ１で１６ＱＡＭ信号を要求している２つのユーザとサブキャリアグループ３でＱＰＳＫ信号を要求している２つのユーザを入れ換える。このように、１６ＱＡＭ信号を要求しているユーザ数が多いサブキャリアグループは、１６ＱＡＭ信号を要求しているいくつかのユーザを、１６ＱＡＭ信号を要求しているユーザが少ないサブキャリアグループに割り当てる。
【００５８】
これにより、図３（Ｂ）に示すように、各サブキャリア（サブキャリアグループ）において、多値変調（１６ＱＡＭ）されたユーザ宛の信号数が所定数以下（例えば３つ以下）に抑えられる。この結果、各サブキャリア内で生じる多値変調処理及び拡散処理された信号同士の符号間干渉が抑制されるので、多値変調及び拡散処理された信号の誤り率特性の劣化を抑制できるようになる。
【００５９】
ここでユーザ配置変換部４においては、制御信号Ｓ１に基づいて、どのユーザ宛の信号が１６ＱＡＭ処理され、どのユーザ宛の信号がＱＰＳＫ処理されるかを認識しているので、各サブキャリアに配置する多値変調信号（１６ＱＡＭ）数を容易に制御することができる。
【００６０】
以上の構成によれば、ユーザ配置変換部４を設け、各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにしたことにより、各サブキャリア内での符号間干渉を抑制して、スループットの向上したＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の無線送信を実現することができるようになる。
【００６１】
なおこの実施の形態では、各サブキャリアにおいて、多値変調が施されたユーザ宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにした場合について述べたが、ユーザ配置変換部４により、特定のサブキャリアについては、多値変調が施されたユーザ宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。
【００６２】
このようにすれば、特定サブキャリアに配置される多値変調信号数が少なくなるので、特定サブキャリアに配置された信号の誤り率特性がさらに向上する。この結果、例えば特定サブキャリアに重要度の高い信号を割り当てるようにすれば、重要度の高い信号の誤り率特性を向上させることもできるようになり、また特定サブキャリアに高速伝送が必要なユーザのデータを多値変調して配置すれば、このユーザのスループットを確実に確保できるようになる。
【００６３】
またユーザ配置変換部４により、再送を行っているユーザの信号や制御チャネル等の他の信号より良好な回線品質が要求される信号を割り当てたサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。このようにすれば、再送信号や制御チャネルの誤り率特性を向上させることができるようになるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００６４】
またユーザ配置変換部４により、再送回数が多い再送信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。このようにすれば、再送回数が多くなるほど誤り率特性が向上されるので、再送回数の増加を抑制することができるようになる。
【００６５】
またユーザ配置変換部４により、回線品質が悪い送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行ってもよい。このようにすれば、回線品質が悪い送信相手局宛の信号の誤り率特性の低下がさらに抑制されるので、システム全体でのデータのスループットをさらに向上させることができるようになる。
【００６６】
またユーザ配置変換部４におけるサブキャリアへの多値変調信号割り当て基準とする閾値を可変としてもよい。このようにすれば、例えば受信側での誤り率の検出結果等に応じて、閾値を可変とすれば、必要とされる誤り率が確保された状態で、多値変調を施す信号数を多くできるので、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００６７】
またユーザ配置変換部４により、高速移動を行う送信相手局宛の信号を割り当てたサブキャリアほど、多値変調が施された送信相手局宛の信号数を少なくするようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにしてもよい。このようにすれば、一般に誤り率特性の劣化が大きい高速移動を行う送信相手局宛の信号の誤り率特性を向上させることができるようになる。因みに、どの送信相手局が高速移動しているかは、例えば送信相手局からの信号のドップラー周波数を検出することにより判断することができる。
【００６８】
さらにこの実施の形態では、適応変調としてＱＰＳＫと１６ＱＡＭのいずれかを施し、多値変調である１６ＱＡＭ信号の信号数がサブキャリア内で所定数以下となるように各サブキャリアへの信号割り当てを行う場合について述べたが、本発明の多値変調信号は１６ＱＡＭに限らず、６４値ＱＡＭ等の他の多値変調信号であってもよいことは言うまでもない。このことは以下に説明する実施の形態２についても同様である。
【００６９】
またこの実施の形態では、サブキャリアを５つのサブキャリアグループに分けて、各サブキャリアグループ内で、変調処理及び拡散処理が施された符号分割多重信号を周波数領域拡散した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにすればよい。
【００７０】
（実施の形態２）
この実施の形態では、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うことに加えて、複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくすることを提案する。
【００７１】
実際上、このような信号割り当ては、図１のユーザ配置変換部４により容易に行うことができる。例えば、ユーザ配置変換部４は、図４に示すように、５つのサブキャリアグループのうち、周波数成分が両端付近のサブキャリアグループ１、５については、多値変調（１６ＱＡＭ）が施されたユーザ宛の信号数を２つとして、他のサブキャリアグループ２、３、４に比して少なくする。
【００７２】
これにより、周波数成分が両端付近のサブキャリア（サブキャリアグループ１、５）に重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制できるようになる。ここで周波数成分が両端付近のサブキャリアでは、他の送信局からの信号の干渉波（隣接干渉波）により当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性が低下する場合がある。
【００７３】
しかし、この実施の形態では、周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、多値変調が施されたユーザ宛の信号数をさらに少なくするようにしているので、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができる。
【００７４】
なお、周波数成分が両端付近のサブキャリアについて多値変調信号の信号数を単純に少なくするのではなくこの信号数を決定するための閾値を可変とすれば、スループットを一段と向上させることもできる。すなわち、周波数成分が両端付近のサブキャリアについては、隣接した周波数帯域を使用している他の送信局が存在するか否かで、大きく誤り率特性が異なるので、例えば、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在する場合には閾値を小さくすることで多値変調信号数を少なくし、隣接した周波数帯域を使用している送信局が存在しない場合には閾値を大きくすることで多値変調信号数を多くすれば、スループットを一段と向上させることができるようになる。
【００７５】
この際、例えば隣接チャネル干渉波のレベルに応じて多値変調信号の信号数を変化させればよい。具体的には、隣接チャネル干渉波レベルが大きい場合には閾値を小さくして多値変調信号の信号数を少なくし、隣接チャネルの干渉波レベルが小さい場合には閾値を大きくして多値変調信号の信号数を多くすればよい。
【００７６】
隣接チャネル干渉波レベルの測定方法としては、例えば隣接チャネル干渉波除去用フィルタの前後の信号の受信レベル差を測定したり、両端付近のサブキャリアとそれ以外のサブキャリアの回線品質の差を測定したり、又は隣接チャネル周波数についてキャリアセンスを行う方法等がある。
【００７７】
（実施の形態３）
この実施の形態では、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うことに加えて、複数サブキャリアのうち直流点付近のサブキャリアについては、多値変調が施された送信相手局宛の信号数をさらに少なくすることを提案する。
【００７８】
実際上、このような信号割り当ては、図１のユーザ配置変換部４により容易に行うことができる。例えば、ユーザ配置変換部４は、図５に示すように、５つのサブキャリアグループのうち、直流点付近のサブキャリアが含まれるサブキャリアグループ３については、多値変調（１６ＱＡＭ）が施されたユーザ宛の信号数を２つとして、他のサブキャリアグループ１、２、４、５に比して少なくする。
【００７９】
これにより、直流点付近のサブキャリア（サブキャリアグループ１）に重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制できるようになる。つまり、直流点付近のサブキャリアでは、一般に信号の誤り率特性が低下するが、このサブキャリアの多値変調信号数を少なくしたことにより、当該サブキャリアに重畳された信号の誤り率特性の低下を抑制することができるようになる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数がある値以上とならないようにサブキャリアへの信号の割り当てを行うようにしたことにより、高速伝送が必要なユーザに対する誤り率特性の低下を抑制できるので、適応変調とＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ送信を組み合わせた場合のスループット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に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２】ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ信号の信号配置例を示す図
【図３】実施の形態１におけるサブキャリアへの多値変調信号の割り当ての説明に供する図
【図４】実施の形態２におけるサブキャリアへの多値変調信号の割り当ての説明に供する図
【図５】実施の形態３におけるサブキャリアへの多値変調信号の割り当ての説明に供する図
【図６】ＱＰＳＫ信号と１６ＱＡＭ信号のＩ−Ｑ平面上での信号点位置を示す図
【符号の説明】
１ 無線送信装置
２ シリアルパラレル変換部（Ｓ／Ｐ）
３、Ａ（１）〜Ａ（５ｋ） 変調部
４ ユーザ配置変換部
５ パラレルシリアル変換部（Ｐ／Ｓ）
６ 逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
Ｂ（１）〜Ｂ（５ｋ） 拡散部
Ｃ１〜Ｃ５ 加算器
Ｄ（１）〜Ｄ（５ｋ） 送信データ
Ｓ１ 制御信号
Claims (4)
- 各通信相手局宛の送信データに対して、当該通信相手局毎に適応変調処理を施す変調手段と、
前記変調手段により得られた変調信号に対して拡散処理を施すことにより拡散信号を形成する拡散手段と、
前記拡散手段によって得られた拡散信号を互いに直交関係にある複数サブキャリアに割り当てるようにして、前記各通信相手局宛の送信データが重畳された複数サブキャリアを形成する直交周波数分割多重手段と、
前記各送信相手局宛の信号をどのサブキャリアに割り当てられるかを設定する信号割り当て手段と、
を具備し、
前記信号割り当て手段は、各サブキャリアにおいて、前記変調手段により多値変調が施された送信相手局宛の信号数が所定の閾値以下となるようにサブキャリアに信号を割り当て、かつ、前記閾値を可変とする、
ことを特徴とする無線送信装置。 - 前記信号割り当て手段は、前記複数サブキャリアのうち周波数成分が両端付近のサブキャリアについてのみ前記閾値を可変とする、ことを特徴とする請求項１に記載の無線送信装置。
- 前記信号割当て手段は、隣接チャネル干渉波のレベルに応じて前記閾値を変化させる、ことを特徴とする請求項２に記載の無線送信装置。
- 各送信相手局の送信データそれぞれに対して適応変調処理を施し、変調後の信号に対して拡散処理及び直交周波数分割処理を施すことにより、各送信相手局宛の信号を複数サブキャリアに割り当てて無線送信する無線送信方法であって、
各サブキャリアにおいて、多値変調が施された送信相手局宛の信号数が所定の閾値以下となるようにサブキャリアに信号を割り当て、かつ、前記閾値を可変とする、
ことを特徴とする無線送信方法。
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