JP4409722B2

JP4409722B2 - Wireless transmission apparatus and wireless transmission method

Info

Publication number: JP4409722B2
Application number: JP2000148199A
Authority: JP
Inventors: 充上杉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: JP2001333121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信システムにおいて使用される無線送信装置及び無線送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル無線通信システムにおいて高速伝送が行われるようになってきている。特に、次世代の移動体通信システムでは、下り回線の情報量が上り回線の情報量をはるかに上回ることが想定され、このため下り回線での高速伝送が必須になっている。
【０００３】
使用する周波数帯域は限られており、この限られた周波数帯域で高速の伝送を行おうとすると、変調方式として多値変調方式を用いなければならない。図１５は、従来の多値変調方式を用いる無線送信装置の構成を示すブロック図である。また、図１６は、従来の多値変調方式を用いる無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【０００４】
図１５に示す無線送信装置においては、送信データは誤り訂正符号化部１で誤り訂正符号化され、Ｓ／Ｐ変換部２に送られる。Ｓ／Ｐ変換部２では、シリアルデータである送信データをシリアル／パラレル変換し、それぞれの信号を多値マッピング部３に送る。多値マッピング部３では、送信データを多値変調方式の信号点にマッピングする。
【０００５】
マッピング後の送信データは、変調部４に送られて、変調部４でディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データは、無線送信部５に送られて、無線送信部５で所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバート）された後に、アンテナ６を介して通信相手に送信される。
【０００６】
図１６に示す無線受信装置においては、通信相手から送信された信号をアンテナ７を介して無線受信部８で受信する。無線受信部８では、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換）を行い、無線受信処理後の受信データを復調部９に送る。復調部９では、受信データに対してディジタル復調処理を行った後に、多値デコーダ部１０に送る。
【０００７】
多値デコーダ部１０では、多値変調された受信データを復号し、復号後の受信データをＰ／Ｓ変換部１１に送る。Ｐ／Ｓ変換部１１では、受信データをパラレル／シリアル変換した後に、誤り訂正復号部１２に送る。誤り訂正復号部１２では、送信側で行った誤り訂正符号化に対応して誤り訂正復号を行う。これにより、受信データが得られる。
【０００８】
このように上記無線送信装置及び無線受信装置では、１つの情報源の信号を、多値変調によって高速に伝送することができる。例えば、ＢＰＳＫ方式では１シンボルで１ビットを、ＱＰＳＫ方式では１シンボルで２ビットを、８ＰＳＫ方式では１シンボルで３ビットを、１６ＱＡＭ方式では１シンボルで４ビットを、６４ＱＡＭ方式では、１シンボルで６ビットを同じ周波数でそれぞれ伝送することができる。このように、多値変調の多値化を増やすことにより、１シンボルで伝送できる情報量を増加させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の多値変調方式では、同じ通信品質を維持した状態で多値変調の多値化を増やせば増やすほど、情報量あたりのエネルギーが余分に必要となり、伝送効率が悪くなる。例えば、２倍の情報量のビットを伝送するのに、２倍のエネルギーが必要なのであれば、１ビットあたりのエネルギーが等しいので、無駄ではないのであるが、２倍のビットを送るのに３倍も４倍ものエネルギーがかかるのでは、効率が悪い。
【００１０】
実際に、同じ通信品質を維持した状態で１ビットあたりに必要なエネルギーは、ＢＰＳＫ方式と比べてＱＰＳＫ方式では１倍であるのに対して、８ＰＳＫ方式では１．１４倍であり、１６ＱＡＭ方式では２．５倍であり、６４ＱＡＭ方式では７倍である。これは、送受信において歪みが無くかつ回線推定精度が十分に良い場合である。推定精度誤差の影響や変復調の歪みや直流オフセットなどの影響は、多値数が大きくなればなるほど大きくなるため、これらの要因を考慮すると、多値変調の効率はあまり良くならない。
【００１１】
すなわち、上記従来の多値変調方式では、多値化をすればするほど伝送する情報量あたりのエネルギーが多く必要となり、伝送効率を上げるのが困難であるという問題がある。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、多値化をしても情報量あたりのエネルギーが増加することなく、高速伝送を行うことができ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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に係る無線送信装置は、各通信相手への送信信号をそれぞれ所定の変調方式でマッピングする少なくとも２つのマッピング手段と、前記マッピング手段によりマッピングされた各送信信号を同一資源上に多重する多重手段と、多重した後の信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。また、例えば複数系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る無線送信装置は、上記構成において、前記マッピング手段によりマッピングされた各送信信号の振幅及び／又は位相が互いに異なるように、送信信号の振幅及び／又は位相を変える振幅・位相変更手段を具備する構成を採る。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る無線送信装置は、上記構成において、前記マッピング手段によりマッピングされた各送信信号に対して異なる送信電力制御を行う送信電力制御手段と具備する構成を採る。
【００１７】
これらの構成によれば、複数の情報系列が多重されていても、受信側において受信信号から自局へのデータを容易に抽出することができ、自局へのデータを正確に復調することができる。
【００１８】
本発明の第４の態様に係る無線送信装置は、上記構成において、各送信信号の送信電力制御を単位時間毎に変更するタイミング制御手段を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、送信電力制御値を時間変化させることにより、送信信号間の品質を同一にすることができる上に、信号の重なりかたが時変なために位相点の縮退が連続して生じることがない。このため、受信側でより信号分離がし易くなる。さらに、これによってインタリーブ効果も得られるため、特に誤り訂正符号を併用した場合には効果が大きい。
【００２０】
本発明の第５の態様に係る無線送信装置は、上記構成において、通信相手の数に対応してアンテナを有しており、前記通信相手毎に異なるアンテナで送信信号を送信する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、情報系列を各々異なるアンテナから送信することにより、自動的に各情報系列の送信電力大小や位相関係を必然的に時間変化させることができる。これにより、受信側で信号分離をさらに容易にさせることができる。さらに、アンテナあたりの送信電力を下げることができるので、送信アンプへの要求性能が緩和される。
【００２２】
本発明の第６の態様に係る無線送信装置は、上記構成において、送信信号に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化手段を具備する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、送信側で送信データに誤り訂正符号化処理を施すことにより、受信側で自局へのデータを正確に復調することができる。
【００２４】
本発明の第７の態様に係る基地局装置は、上記無線送信装置を備えたことを特徴とする。本発明の第８の態様に係る通信端末装置は、上記無線送信装置を備えたことを特徴とする。これらの構成により、大量の下り回線信号に対する高速伝送を実現することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様に係る無線送信方法は、各通信相手への送信信号をそれぞれ所定の変調方式でマッピングする少なくとも２つのマッピング工程と、前記マッピング工程においてマッピングされた各送信信号を同一資源上に多重する多重工程と、多重した後の信号を送信する送信工程と、を具備する。
【００２６】
この方法によれば、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。また、例えば複数系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【００２７】
本発明の第１０の態様に係るデータ伝送方法は、基地局装置において、各通信端末装置への送信信号をそれぞれ所定の変調方式でマッピングする少なくとも２つのマッピング工程と、前記マッピング工程においてマッピングされた各送信信号を同一資源上に多重する多重工程と、多重した後の信号を送信する送信工程と、通信端末装置において、多重した後の信号を受信する受信工程と、受信した信号から自局への信号を抽出して受信データを得る抽出工程と、を具備する。
【００２８】
この方法によれば、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。また、例えば複数系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、多値変調方式において、通信品質を維持した状態で多値数を多くすると、誤りにくくするために振幅を大きくとる必要があり、このためにエネルギーが増加することに着目して本発明をするに至った。
【００３０】
すなわち、本発明の骨子は、ＱＰＳＫ方式やＢＰＳＫ方式のようにエネルギーを増加させなくてもある程度の通信品質を維持できる変調方式を同じ資源（システム効率）上で多重して、エネルギーを増加させることなく高速伝送を実現することである。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（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ブロックを示すブロック図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置と無線通信を行う無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【００３２】
本実施の形態においては、説明を簡単にするために、２つの情報を重ねて送信する場合について説明しているが、本発明においては、３つ以上の情報を重ねて送信する場合にも適用することができる。
【００３３】
図１に示す無線送信装置においては、送信データ＃１、＃２は、それぞれ誤り訂正符号化部１０１ａ，１０１ｂで誤り訂正符号化され、ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂに送られる。ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂでは、誤り訂正符号化処理後の送信データをそれぞれＱＰＳＫの信号点配置にマッピングし、それぞれの信号を多重部１０３に送る。多重部１０３では、ＱＰＳＫマッピングされた送信データを多重し、多重後の送信データを変調部１０４に送る。
【００３４】
変調部１０４では、多重後の送信データに対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データは、無線送信部１０５に送られて、無線送信部１０５で所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバート）された後に、アンテナ１０６を介して通信相手に送信される。
【００３５】
図２に示す無線受信装置においては、通信相手から送信された信号をアンテナ２０１を介して無線受信部２０２で受信する。無線受信部２０２では、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換）を行い、無線受信処理後の受信データを復調部２０３に送る。復調部２０３では、受信データに対してディジタル復調処理を行った後に、信号点判定部２０４に送る。
【００３６】
信号点判定部２０４では、２つの情報が多重された受信データについて信号点配置を判定し、２つの情報を分離する。このようにして、自局に送信されたデータのみを抽出する。抽出された自局へのデータは、誤り誤り訂正復号部２０５に送られ、誤り訂正復号部２０５で、送信側で行った誤り訂正符号化に対応して誤り訂正復号を行う。これにより、受信データが得られる。
【００３７】
上記構成を有する無線送信装置及び無線受信装置の動作について図３から図５を用いて説明する。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置における送信データを説明するための図である。図４は、図３に示す送信データを多重した際の信号点配置を対応つけるテーブルを示す図である。図５は、図３に示す送信データを多重した際の信号点配置を示す信号空間ダイヤグラムを示す図である。
【００３９】
送信データ＃１は、誤り訂正符号化された後に、図３に示すようにＱＰＳＫマッピングされる。ここで、ＱＰＳＫマッピングされた信号点を１〜４で表す。送信データ＃２は、誤り訂正符号化された後に、図３に示すようにＱＰＳＫマッピングされる。ここで、ＱＰＳＫマッピングされた信号点を▲１▼〜▲４▼で表す。
【００４０】
多重部１０３では、上記送信データ＃１と送信データ＃２を多重する。この場合、多重された信号は、１，▲１▼を（−１，１）とし、２，▲２▼を（１，１）とし、３，▲３▼を（１，−１）とし、４，▲４▼を（−１，−１）とすると、図４に示すテーブルのような組み合わせをとる。このテーブルにおいて、多重データの信号点配置は、図５に示すように、Ａ〜Ｉまでの９点に表すことができる。
【００４１】
無線受信装置では、復調部２０３で復調されると、図５に示す信号点で表される。このとき、信号点Ａ，Ｃ，Ｇ，Ｉは、送信データ＃１，送信データ＃２がいずれも同じであるので、信号点判定部２０４では必然的にＡ：（−１，１）、Ｃ：（１，１）、Ｉ：（１，−１）、Ｇ：（−１，−１）と判定することができる。
【００４２】
一方、信号点Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｈについては、送信データ＃１と送信データ＃２の信号について複数の組み合わせが考えられる。この場合、信号点判定部２０４では、Ａ：（−１，１）、Ｃ：（１，１）、Ｉ：（１，−１）、Ｇ：（−１，−１）のいずれかで可能性のたかい信号点に仮に判定する。そして、この判定の状態で誤り訂正復号部２０５において誤り訂正復号を行う。もし、信号点判定部２０４における判定が誤っていたとしても、誤り訂正復号部２０５で誤りが訂正されるので、自局に対するデータを得ることができる。
【００４３】
例えば、この無線受信装置が送信データ＃１を受信する装置である場合において無線送信装置が１を送信したと考える。復調部２０３で復調された信号点が例えば図５に示すＢ点であるときには、信号点は１＋▲２▼又は２＋▲１▼のいずれかである。すなわち、送信データ＃１では、１又は２、（−１，１）又は（１，１）である。この場合、信号点をＡ又はＣのいずれかに仮に判定する。
【００４４】
仮に、信号点判定部２０４において信号点をＡと判定すると、Ａは正しい判定であるので、正確に受信データとして得られる。一方、信号点判定部２０４において信号点をＣと判定すると、判定は誤っているが、誤り訂正復号部２０５で誤りが訂正されて受信データとして得られる。このように、送信側で送信データに誤り訂正符号化処理を施すことにより、受信側で自局へのデータを正確に復調することができる。
【００４５】
このように、本実施の形態によれば、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。例えば、ＱＰＳＫ方式では１シンボルで同時に２ビットが伝送でき、１６ＱＡＭ方式では１シンボルで４ビットが伝送できる。しかしながら、１６ＱＡＭ方式では、ＱＰＳＫ方式に比べて１ビット当たり平均２．５倍のエネルギーが必要となる。本実施の形態の方式によれば、２系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の他の構成を示すブロック図である。
図６に示す無線送信装置においては、送信データは、誤り訂正符号化部６０１で誤り訂正符号化され、Ｓ／Ｐ変換部６０２でシリアル／パラレル変換されて、それぞれＱＰＳＫマッピング部６０３ａ，６０３ｂに送られる。ＱＰＳＫマッピング部６０３ａ，６０３ｂでは、誤り訂正符号化処理後の送信データをそれぞれＱＰＳＫの信号点配置にマッピングし、それぞれの信号を多重部６０４に送る。多重部６０４では、ＱＰＳＫマッピングされた送信データを多重し、多重後の送信データを変調部６０５に送る。
【００４７】
変調部６０５では、多重後の送信データに対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データは、無線送信部６０６に送られて、無線送信部１０５で所定の無線送信処理された後に、アンテナ６０７を介して通信相手に送信される。
【００４８】
このような無線送信装置においても、上記無線送信装置と同様に、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、複数の情報を振幅及び／又は位相を変えて多重して送信して、受信側で多重した複数の情報から自局に対する信号を抽出し易くする場合について説明する。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロックを示すブロック図である。なお、図７において、図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。また、図７に示す無線送信装置と無線通信を行う無線受信装置は図２に示す構成と同じであるので、必要に応じて図２に示す無線受信装置を参照して説明する。
【００５１】
本実施の形態においては、説明を簡単にするために、２つの情報を重ねて送信する場合について説明しているが、本発明においては、３つ以上の情報を重ねて送信する場合にも適用することができる。
【００５２】
図７に示す無線送信装置においては、送信データ＃１、＃２は、それぞれ誤り訂正符号化部１０１ａ，１０１ｂで誤り訂正符号化され、ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂに送られる。ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂでは、誤り訂正符号化処理後の送信データをそれぞれＱＰＳＫの信号点配置にマッピングし、それぞれの信号を複素乗算部７０１ａ，７０１ｂに送る。
【００５３】
複素乗算部７０１ａ，７０１ｂでは、それぞれＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂでマッピングされた信号点配置の振幅及び／又は位相が異なるように、マッピング後の送信データに対して複素乗算処理を行う。複素乗算後の送信データは、多重部１０３に送られる。多重部１０３では、ＱＰＳＫマッピングされ、複素乗算された送信データを多重し、多重後の送信データを変調部１０４に送る。
【００５４】
変調部１０４では、多重後の送信データに対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データは、無線送信部１０５に送られて、無線送信部１０５で所定の無線送信処理された後に、アンテナ１０６を介して通信相手に送信される。
【００５５】
上記構成を有する無線送信装置及び無線受信装置の動作について図８及び図９を用いて説明する。
【００５６】
図８は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置における送信データを説明するための図である。図９は、図８に示す送信データを多重した際の信号点配置を示す信号空間ダイヤグラムを示す図である。
【００５７】
送信データ＃１は、誤り訂正符号化された後に、図８に示すようにＱＰＳＫマッピングされる。ここで、ＱＰＳＫマッピングされた信号点を１〜４で表す。送信データ＃２は、誤り訂正符号化された後に、ＱＰＳＫマッピングされる。ここで、１，▲１▼を（−１，１）とし、２，▲２▼を（１，１）とし、３，▲３▼を（１，−１）とし、４，▲４▼を（−１，−１）とする。
【００５８】
送信データ＃２については、マッピング後のデータは、複素乗算部７０１ｂで複素乗算処理されて、振幅及び／又は位相が変えられる。この複素乗算されたデータの信号点は、図８に示すように、▲１▼〜▲４▼で表す。そして、多重部１０３では、上記送信データ＃１と送信データ＃２を多重する。
【００５９】
無線受信装置では、復調部２０３で復調されると、図９に示す信号点で表される。このとき、送信データ＃１と、送信データ＃２の組み合わせは、図９における信号点が１６点に分離しているため、判定が可能である。
【００６０】
例えば、１６点を眺めて一気に１＋▲３▼というように復調する。４＋▲１▼と１＋▲３▼の信号点は、近いので誤り易いが、軟判定値を出して誤り訂正を行うことにより、復調することが可能である。
【００６１】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態１のように仮判定を行うことなく、自局に対するデータであることを抽出することができ、しかも、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。すなわち、本実施の形態の方式によれば、２系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【００６２】
本実施の形態では、送信データ＃１については振幅及び／又は位相の変更を行わず、送信データ＃２のみに振幅及び／又は位相の変更を行った場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、情報系列に対して振幅及び／又は位相が互いに異なるように処理を行う場合すべて含む。
【００６３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２における制御で行うマッピング後のデータに複素乗算して振幅を変える際に送信電力制御を用いる場合について説明する。
【００６４】
複数の系統の信号が、異なるユーザに対する送信（又は同一ユーザへの異なる回線での伝送）である場合には、それぞれの回線状況が異なるので、所望品質を満たすために、異なる送信電力制御が行われる。
【００６５】
したがって、回線状況が悪いユーザへの送信データの振幅を大きくして、回線状況の良いユーザの送信データの信号振幅を小さくする。これにより、回線品質の良いユーザの受信においては、他ユーザの信号を良好な品質で受信できるので、干渉キャンセラで分離することが容易となる。逆に、回線品質の悪いユーザの受信においては、自局への信号は大きく受信され、他ユーザの信号は小さく受信されるので、干渉の面でほとんど影響がない。
【００６６】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。また、図１０に示す無線送信装置と無線通信を行う無線受信装置は図２に示す構成と同じであるので、必要に応じて図２に示す無線受信装置を参照して説明する。
【００６７】
本実施の形態においては、説明を簡単にするために、２つの情報を重ねて送信する場合について説明しているが、本発明においては、３つ以上の情報を重ねて送信する場合にも適用することができる。
【００６８】
図１０に示す無線送信装置においては、送信データ＃１、＃２は、それぞれ誤り訂正符号化部１０１ａ，１０１ｂで誤り訂正符号化され、ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂに送られる。ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂでは、誤り訂正符号化処理後の送信データをそれぞれＱＰＳＫの信号点配置にマッピングする。ここで、ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂには、それぞれ異なる送信電力指示信号＃１，＃２が入力され、その送信電力指示信号＃１，＃２に基づいて送信電力制御されて、振幅が変更される。
【００６９】
送信データ＃１，＃２は、多重部１０３に送られる。多重部１０３では、ＱＰＳＫマッピングされ、振幅が変更された送信データを多重し、多重後の送信データを変調部１０４に送る。
【００７０】
変調部１０４では、多重後の送信データに対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データは、無線送信部１０５に送られて、無線送信部１０５で所定の無線送信処理された後に、アンテナ１０６を介して通信相手に送信される。
【００７１】
上記構成を有する無線送信装置及び無線受信装置の動作について図１１及び図１２を用いて説明する。
【００７２】
図１１は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置における送信データを説明するための図である。図１２は、図１１に示す送信データを多重した際の信号点配置を示す信号空間ダイヤグラムを示す図である。
【００７３】
送信データ＃１は、誤り訂正符号化された後に、図１１に示すようにＱＰＳＫマッピングされる。ここで、ＱＰＳＫマッピングされた信号点を１〜４で表す。送信データ＃２は、誤り訂正符号化された後に、ＱＰＳＫマッピングされる。ここで、１，▲１▼を（−１，１）とし、２，▲２▼を（１，１）とし、３，▲３▼を（１，−１）とし、４，▲４▼を（−１，−１）とする。
【００７４】
ここでは、送信データ＃２が回線状況が悪いとして、マッピング後の送信データ＃２について、送信電力指示信号＃２にしたがって送信電力制御が行われ、振幅を大きくする。この送信電力制御されたデータの信号点は、図１１に示すように、▲１▼〜▲４▼で表す。そして、多重部１０３では、上記送信データ＃１と送信データ＃２を多重する。
【００７５】
無線受信装置において復調部２０３で受信データを復調すると、受信データは図１２に示すような信号点配置となる。
【００７６】
まず、回線状況が良い、送信データ＃１に対する無線受信装置では、他ユーザの信号を良好な品質で受信できるので、信号点判定部２０４で自局のデータ（送信データ＃１を容易に分離することできる。この場合、図１２における信号点配置において、送信データ＃１のみが抽出されると、図１２の各象限にある４つの信号点が図１１に示す送信データ＃１の信号点配置となる。これにより、信号点を判定することが可能である。
【００７７】
一方、回線品質の悪い、送信データ＃２に対する無線受信装置では、自局への信号は大きく受信される。このため、図１２の各象限に存在する４つの信号点をまとめて一つの信号点として見ることができ、これにより、信号点を判定することが可能である。また、他ユーザの信号は小さく受信されるので、干渉の面でほとんど影響がない。
【００７８】
このように、送信電力制御値が大きく異なる信号を故意に組み合わせることにより、伝送効率を向上することができる。しかも、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。すなわち、本実施の形態の方式によれば、２系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【００７９】
本実施の形態では、送信データ＃１については振幅を大きくせず、送信データ＃２のみに振幅を大きくする送信電力制御を行った場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、情報系列に対して振幅の大きさが互いに異なるように送信電力制御を行う場合すべて含む。
【００８０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、各情報系列への送信電力制御値（乗算値）を時間変化させる場合について説明する。このように送信電力制御値を時間変化させることにより、受信側でより信号分離がし易くなる。
【００８１】
図１３は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１３において、図１０と同じ部分については図１０と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。また、図１３に示す無線送信装置と無線通信を行う無線受信装置は図２に示す構成と同じであるので、必要に応じて図２に示す無線受信装置を参照して説明する。
【００８２】
本実施の形態においては、説明を簡単にするために、２つの情報を重ねて送信する場合について説明しているが、本発明においては、３つ以上の情報を重ねて送信する場合にも適用することができる。
【００８３】
図１３に示す無線送信装置においては、送信データ＃１、＃２は、それぞれ誤り訂正符号化部１０１ａ，１０１ｂで誤り訂正符号化され、ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂに送られる。ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂでは、誤り訂正符号化処理後の送信データをそれぞれＱＰＳＫの信号点配置にマッピングする。ここで、ＱＰＳＫマッピング部１０２ａ，１０２ｂには、それぞれ異なる送信電力指示信号＃１，＃２が入力され、その送信電力指示信号＃１，＃２に基づいて送信電力制御されて、振幅が変更される。
【００８４】
このとき、タイミング制御により、送信電力指示信号＃１，＃２を変える。例えば、タイミング信号＃１，＃２にしたがって、送信電力指示信号＃１，＃２をあるパターンで入力してマッピング後の送信データの振幅を変える。このタイミングは、特に制限はないが、シンボル毎に変えると、信号の帯域を不変にすることができる。なお、無線受信装置では、このタイミング変更パターンをあらかじめ知っていれば復号は容易となる。
【００８５】
送信データ＃１，＃２は、多重部１０３に送られる。多重部１０３では、ＱＰＳＫマッピングされ、振幅が変更された送信データを多重し、多重後の送信データを変調部１０４に送る。
【００８６】
変調部１０４では、多重後の送信データに対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データは、無線送信部１０５に送られて、無線送信部１０５で所定の無線送信処理された後に、アンテナ１０６を介して通信相手に送信される。
【００８７】
本実施の形態によれば、上記効果に加えて、送信電力制御値を時間変化させることにより、信号の重なり方が時変であるため、連続して不確定性（２つの信号の複数の組み合わせが判別不可能になること）が生じることがなくなるために、受信側でより信号分離がし易くなる。また、各情報系列の送信電力にあまり差がない場合には、交互に大小を切り替えることで平均パワーを同一にしながら上記を達成できるために、振幅の大小を時間変化させることでインタリーブ効果を得ることができる。
【００８８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、情報系列を各々異なるアンテナから送信することにより、自動的に各情報系列の送信電力大小や位相関係を必然的に時間変化させることができる。これにより、実施の形態４における効果をさらに増すことができる。
【００８９】
図１４は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。また、図１４に示す無線送信装置と無線通信を行う無線受信装置は図２に示す構成と同じであるので、必要に応じて図２に示す無線受信装置を参照して説明する。
【００９０】
本実施の形態においては、説明を簡単にするために、２つの情報を重ねて送信する場合について説明しているが、本発明においては、３つ以上の情報を重ねて送信する場合にも適用することができる。
【００９１】
図１４に示す無線送信装置においては、送信データ＃１、＃２は、それぞれ誤り訂正符号化部１４０１ａ，１４０１ｂで誤り訂正符号化され、ＱＰＳＫマッピング部１４０２ａ，１４０２ｂに送られる。ＱＰＳＫマッピング部１４０２ａ，１４０２ｂでは、誤り訂正符号化処理後の送信データをそれぞれＱＰＳＫの信号点配置にマッピングする。
【００９２】
マッピングされた送信データ＃１，＃２は、変調部１４０３ａ，１４０３ｂに送る。変調部１４０３ａ，１４０３ｂでは、それぞれマッピング後の送信データ＃１，＃２に対してディジタル変調処理が行われる。ディジタル変調後の送信データ＃１，＃２は、無線送信部１４０４ａ，１４０４ｂに送られて、無線送信部１４０４ａ，１４０４ｂで所定の無線送信処理された後に、アンテナ１４０５ａ，１４０５ｂを介して通信相手に送信される。
【００９３】
本実施の形態によれば、情報系列を各々異なるアンテナから送信することにより、自動的に各情報系列の送信電力大小や位相関係を必然的に時間変化させることができる。これにより、上記効果に加えて、実施の形態４における効果をさらに増すことができる。
【００９４】
本発明は、ディジタル無線通信システムにおける種々のアクセス方式、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式に適用することができる。例えば、ＣＤＭＡ方式においては、各情報系列に対して同じ拡散符号（同じ資源）で拡散変調処理して伝送を行う。ＴＤＭＡ方式においては、各情報系列に対して同じ単位時間（同じ資源）に伝送を行う。ＦＤＭＡ方式においては、各情報系列に対して同じ周波数（同じ資源）に伝送を行う。
なお、上記実施の形態１〜５は適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００９５】
本発明は上記実施の形態に限定されず種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態において誤り訂正方法はどのようなものでも良い。特に、ビタビ復号やターボ符号のように、信号間で拘束条件を有しているような誤り訂正方法であることが望ましい。
【００９６】
また、受信側で信号点判定の性能次第では、使用しなくても良く、誤り検出のみでも良い。この場合、仮に判定した信号点について誤りが検出されたときに、判定が誤りであると判断して他の候補でさらに誤り検出を行う。また、干渉キャンセラと誤り訂正を併用すると、シンボル間の拘束がきいて、受信側で信号の分離、抽出がより容易となる。例えば、畳み込み符号であれば、連続した数ビットによって送信データが決定されるので、瞬時の判定ができないような場合でも、前後のビットパターンから真値を推定することが可能であり、干渉キャンセラの信号分離性能が向上する。
【００９７】
また、上記実施の形態１〜５においては、マッピングを行う変調方式としてＱＰＳＫ方式を用いた場合について説明しているが、本発明においては、マッピングを行う変調方式はどのようなものでも良い。特に、ＱＰＳＫ方式やＢＰＳＫ方式のように、エネルギーを増加させなくてもある程度の通信品質を維持できる変調方式が良好な性能を示すので望ましい。
【００９８】
本発明の無線送信装置及び無線送信方法は、ディジタル無線通信システム、放送システム、固定通信システムにおける送受信装置、基地局装置、移動局のような通信端末装置に適用することができる。これにより、大量の下り回線信号に対する高速伝送を実現することができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各通信相手への送信信号をそれぞれ所定の変調方式でマッピングし、マッピングされた各送信信号を同一資源上に多重して送信するので、同じ資源（システム効率）上で２つの情報を多重しているので、エネルギーを増加させることなく、高速伝送を実現することができる。また、例えば複数系統のＱＰＳＫ方式の信号をする場合に、１ビット当たり１倍のエネルギーで伝送を行うことができる。さらに、この場合、信号のピーク電力も小さくなるので、送信が容易になり、受信側のダイナミックレンジの低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線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に係る無線送信装置と無線通信を行う無線受信装置の構成を示すブロック図
【図３】上記実施の形態１に係る無線送信装置における送信データを説明するための図
【図４】図３に示す送信データを多重した際の信号点配置を対応つけるテーブルを示す図
【図５】図３に示す送信データを多重した際の信号点配置を示す信号空間ダイヤグラムを示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の他の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図８】上記実施の形態２に係る無線送信装置における送信データを説明するための図
【図９】図８に示す送信データを多重した際の信号点配置を示す信号空間ダイヤグラムを示す図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図１１】上記実施の形態３に係る無線送信装置における送信データを説明するための図
【図１２】図１１に示す送信データを多重した際の信号点配置を示す信号空間ダイヤグラムを示す図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図１５】従来の多値変調方式を用いる無線送信装置の構成を示すブロック図
【図１６】従来の多値変調方式を用いる無線受信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ａ，１０１ｂ，６０１誤り訂正符号化部
１０２ａ，１０２ｂ，６０３ａ，６０３ｂＱＰＳＫマッピング部
１０３，６０４多重部
１０４，６０５変調部
１０５，６０６無線送信部
１０６，２０１，６０７アンテナ
２０２無線受信部
２０３復調部
２０４信号点判定部
２０５誤り訂正復号部
６０２Ｓ／Ｐ変換部
７０１ａ，７０１ｂ複素乗算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless transmission device and a wireless transmission method used in a digital wireless communication system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, high-speed transmission has been performed in digital wireless communication systems. In particular, in the next-generation mobile communication system, it is assumed that the amount of information on the downlink far exceeds the amount of information on the uplink, and therefore high-speed transmission on the downlink is essential.
[0003]
The frequency band to be used is limited, and if high-speed transmission is to be performed in this limited frequency band, a multi-level modulation method must be used as the modulation method. FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a wireless transmission device using a conventional multi-level modulation scheme. FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a radio receiving apparatus using a conventional multilevel modulation scheme.
[0004]
In the radio transmission apparatus shown in FIG. 15, transmission data is error correction encoded by the error correction encoding unit 1 and sent to the S / P conversion unit 2. The S / P conversion unit 2 performs serial / parallel conversion on transmission data that is serial data, and sends each signal to the multi-level mapping unit 3. The multi-level mapping unit 3 maps transmission data to multi-level modulation method signal points.
[0005]
The mapped transmission data is sent to the modulation unit 4 where the modulation unit 4 performs digital modulation processing. The transmission data after digital modulation is sent to the wireless transmission unit 5, subjected to predetermined wireless transmission processing (D / A conversion, up-conversion) by the wireless transmission unit 5, and then transmitted to the communication partner via the antenna 6. The
[0006]
In the wireless reception device shown in FIG. 16, a signal transmitted from a communication partner is received by the wireless reception unit 8 via the antenna 7. The radio reception unit 8 performs predetermined radio reception processing (down-conversion, A / D conversion) on the received signal, and sends the reception data after the radio reception processing to the demodulation unit 9. The demodulator 9 performs digital demodulation processing on the received data and then sends it to the multilevel decoder unit 10.
[0007]
The multi-level decoder unit 10 decodes the multi-value modulated reception data and sends the decoded reception data to the P / S conversion unit 11. The P / S conversion unit 11 performs parallel / serial conversion on the received data and then sends the received data to the error correction decoding unit 12. The error correction decoding unit 12 performs error correction decoding corresponding to the error correction coding performed on the transmission side. Thereby, reception data is obtained.
[0008]
As described above, the wireless transmission device and the wireless reception device can transmit a signal of one information source at a high speed by multi-level modulation. For example, 1 symbol is 1 bit in the BPSK system, 1 symbol is 2 bits in the QPSK system, 1 symbol is 3 bits in the 8PSK system, 1 symbol is 4 bits in the 16QAM system, and 1 symbol is 6 bits in the 64QAM system. Each bit can be transmitted at the same frequency. Thus, by increasing the multi-level modulation, the amount of information that can be transmitted with one symbol can be increased.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional multi-level modulation scheme, the more multi-level modulation multi-level modulation is made while maintaining the same communication quality, the more energy per information amount is required, and the transmission efficiency becomes worse. For example, if twice the energy is required to transmit twice the amount of information, the energy per bit is equal, so it is not wasteful, but 3 to send twice the bit. If it takes twice as much energy, it is inefficient.
[0010]
Actually, the energy required per bit while maintaining the same communication quality is 1 time in the QPSK system compared to the BPSK system, 1.14 times in the 8PSK system, and 16QAM in the 16QAM system. 2.5 times, and 7 times in the 64QAM system. This is a case where there is no distortion in transmission and reception and the channel estimation accuracy is sufficiently good. The influence of the estimation accuracy error, the distortion of modulation / demodulation, and the DC offset becomes larger as the multi-value number becomes larger. Therefore, considering these factors, the efficiency of multi-value modulation is not so good.
[0011]
That is, the conventional multilevel modulation scheme has a problem that the more multilevel, the more energy is required per information amount to be transmitted, and it is difficult to increase the transmission efficiency.
[0012]
The present invention has been made in view of the above point, and provides a wireless transmission device and a wireless transmission method capable of performing high-speed transmission without increasing energy per information amount even when multi-leveling is performed. With the goal.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Of the present invention According to the first aspect The wireless transmission device includes at least two mapping means for mapping a transmission signal to each communication partner by a predetermined modulation method, a multiplexing means for multiplexing each transmission signal mapped by the mapping means on the same resource, And a transmission means for transmitting the signal after being performed.
[0014]
According to this configuration, since two pieces of information are multiplexed on the same resource (system efficiency), high-speed transmission can be realized without increasing energy. Further, for example, when a plurality of QPSK signals are transmitted, transmission can be performed with one time of energy per bit. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[0015]
Of the present invention According to the second aspect The radio transmitting apparatus includes an amplitude / phase changing unit that changes the amplitude and / or phase of the transmission signal so that the amplitude and / or phase of each transmission signal mapped by the mapping unit is different from each other in the above configuration. Take.
[0016]
Of the present invention According to the third aspect In the above configuration, the wireless transmission device employs a configuration including transmission power control means for performing different transmission power control on each transmission signal mapped by the mapping means.
[0017]
According to these configurations, even when a plurality of information sequences are multiplexed, the data from the received signal to the own station can be easily extracted on the receiving side, and the data to the own station can be accurately demodulated. it can.
[0018]
Of the present invention According to the fourth aspect In the above configuration, the wireless transmission device employs a configuration including timing control means for changing transmission power control of each transmission signal every unit time.
[0019]
According to this configuration, by changing the transmission power control value with time, the quality between transmission signals can be made the same, and the degeneration of the phase points continues because the signal overlap is time-varying. Does not occur. For this reason, it becomes easier to perform signal separation on the receiving side. In addition, since an interleaving effect can be obtained by this, the effect is particularly great when an error correction code is used in combination.
[0020]
Of the present invention According to the fifth aspect In the above configuration, the wireless transmission device has an antenna corresponding to the number of communication partners, and adopts a configuration in which a transmission signal is transmitted using a different antenna for each communication partner.
[0021]
According to this configuration, by transmitting the information series from different antennas, it is possible to automatically change the transmission power magnitude and phase relationship of each information series over time. Thereby, signal separation can be further facilitated on the receiving side. Furthermore, since the transmission power per antenna can be reduced, the required performance for the transmission amplifier is eased.
[0022]
Of the present invention According to the sixth aspect In the above configuration, the wireless transmission device employs a configuration including error correction encoding means for performing error correction encoding on a transmission signal.
[0023]
According to this configuration, by performing error correction coding processing on transmission data on the transmission side, it is possible to accurately demodulate data to the own station on the reception side.
[0024]
Of the present invention According to the seventh aspect A base station apparatus includes the wireless transmission apparatus. Of the present invention According to the eighth aspect A communication terminal device includes the above-described wireless transmission device. With these configurations, high-speed transmission for a large amount of downlink signals can be realized.
[0025]
Of the present invention According to the ninth aspect The wireless transmission method includes at least two mapping steps for mapping a transmission signal to each communication partner with a predetermined modulation method, a multiplexing step for multiplexing the transmission signals mapped in the mapping step on the same resource, And a transmitting step for transmitting the signal after being performed.
[0026]
According to this method, since two pieces of information are multiplexed on the same resource (system efficiency), high-speed transmission can be realized without increasing energy. Further, for example, when a plurality of QPSK signals are transmitted, transmission can be performed with one time of energy per bit. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[0027]
Of the present invention According to the tenth aspect In the data transmission method, at the base station apparatus, at least two mapping steps for mapping the transmission signals to each communication terminal apparatus by a predetermined modulation method, and the transmission signals mapped in the mapping step are multiplexed on the same resource. A multiplexing process, a transmitting process for transmitting the multiplexed signal, a receiving process for receiving the multiplexed signal in the communication terminal apparatus, and extracting a received signal from the received signal to the own station. And obtaining an extraction step.
[0028]
According to this method, since two pieces of information are multiplexed on the same resource (system efficiency), high-speed transmission can be realized without increasing energy. Further, for example, when a plurality of QPSK signals are transmitted, transmission can be performed with one time of energy per bit. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the multi-level modulation system, the inventor pays attention to the fact that if the number of multi-levels is increased while maintaining communication quality, the amplitude needs to be increased in order to reduce errors, which increases energy. It came to make this invention.
[0030]
That is, the gist of the present invention is to increase energy by multiplexing modulation methods that can maintain a certain level of communication quality without increasing energy on the same resource (system efficiency) as in the QPSK method and BPSK method. To achieve high-speed transmission.
[0031]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a block showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a radio reception apparatus that performs radio communication with the radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0032]
In this embodiment, for the sake of simplicity, the case where two pieces of information are transmitted in an overlapping manner has been described. However, the present invention also applies to the case where three or more pieces of information are transmitted in an overlapping manner. can do.
[0033]
In the radio transmission apparatus shown in FIG. 1, transmission data # 1 and # 2 are error correction encoded by error correction encoding sections 101a and 101b, respectively, and sent to QPSK mapping sections 102a and 102b. The QPSK mapping units 102 a and 102 b map the transmission data after the error correction coding process to the QPSK signal point arrangement, and send the respective signals to the multiplexing unit 103. Multiplexer 103 multiplexes QPSK-mapped transmission data and sends the multiplexed transmission data to modulator 104.
[0034]
Modulation section 104 performs digital modulation processing on the multiplexed transmission data. The transmission data after digital modulation is sent to the wireless transmission unit 105, subjected to predetermined wireless transmission processing (D / A conversion, up-conversion) by the wireless transmission unit 105, and then transmitted to the communication partner via the antenna 106. The
[0035]
In the wireless reception device shown in FIG. 2, a signal transmitted from a communication partner is received by the wireless reception unit 202 via the antenna 201. Radio reception section 202 performs predetermined radio reception processing (down-conversion, A / D conversion) on the received signal, and sends the reception data after the radio reception processing to demodulation section 203. Demodulation section 203 performs digital demodulation processing on the received data and then sends it to signal point determination section 204.
[0036]
The signal point determination unit 204 determines the signal point arrangement for the reception data in which the two pieces of information are multiplexed, and separates the two pieces of information. In this way, only the data transmitted to the own station is extracted. The extracted data for the local station is sent to the error / error correction decoding unit 205, and the error correction decoding unit 205 performs error correction decoding corresponding to the error correction coding performed on the transmission side. Thereby, reception data is obtained.
[0037]
Operations of the wireless transmission device and the wireless reception device having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
[0038]
FIG. 3 is a diagram for explaining transmission data in the radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a table that associates signal point arrangements when the transmission data shown in FIG. 3 is multiplexed. FIG. 5 is a diagram showing a signal space diagram showing signal point arrangement when the transmission data shown in FIG. 3 is multiplexed.
[0039]
Transmission data # 1 is subjected to error correction coding and then QPSK mapped as shown in FIG. Here, QPSK-mapped signal points are represented by 1-4. Transmission data # 2 is subjected to error correction coding and then QPSK mapped as shown in FIG. Here, QPSK-mapped signal points are represented by (1) to (4).
[0040]
Multiplexer 103 multiplexes transmission data # 1 and transmission data # 2. In this case, the multiplexed signal has 1, (1) as (-1, 1), 2, (2) as (1, 1), 3, (3) as (1, -1), If (4) and (4) are (-1, -1), the combination shown in the table shown in FIG. 4 is taken. In this table, the multiplex data signal point arrangement can be represented by nine points A to I as shown in FIG.
[0041]
In the wireless receiver, when demodulated by the demodulator 203, it is represented by signal points shown in FIG. At this time, since the signal points A, C, G, and I have the same transmission data # 1 and transmission data # 2, the signal point determination unit 204 inevitably has A: (−1, 1), C : (1, 1), I: (1, -1), G: (-1, -1).
[0042]
On the other hand, for the signal points B, D, E, F, and H, a plurality of combinations of the transmission data # 1 and transmission data # 2 signals can be considered. In this case, in the signal point determination unit 204, any one of A: (-1, 1), C: (1, 1), I: (1, -1), and G: (-1, -1) is possible. It is temporarily determined that the signal point is high. In this determination state, the error correction decoding unit 205 performs error correction decoding. Even if the determination in the signal point determination unit 204 is incorrect, the error correction decoding unit 205 corrects the error, so that data for the own station can be obtained.
[0043]
For example, when this wireless reception device is a device that receives transmission data # 1, it is considered that the wireless transmission device transmits 1. When the signal point demodulated by the demodulator 203 is, for example, point B shown in FIG. 5, the signal point is either 1+ (2) or 2+ (1). That is, in transmission data # 1, it is 1 or 2, (-1, 1) or (1, 1). In this case, the signal point is temporarily determined as either A or C.
[0044]
If the signal point is determined to be A by the signal point determination unit 204, since A is a correct determination, it is accurately obtained as received data. On the other hand, when the signal point determination unit 204 determines that the signal point is C, the determination is incorrect, but the error correction decoding unit 205 corrects the error and obtains the received data. In this way, by performing error correction coding processing on the transmission data on the transmission side, it is possible to accurately demodulate data to the own station on the reception side.
[0045]
Thus, according to the present embodiment, since two pieces of information are multiplexed on the same resource (system efficiency), high-speed transmission can be realized without increasing energy. For example, two bits can be transmitted simultaneously with one symbol in the QPSK method, and four bits can be transmitted with one symbol in the 16QAM method. However, the 16QAM system requires an average of 2.5 times more energy per bit than the QPSK system. According to the system of the present embodiment, when two QPSK system signals are transmitted, transmission can be performed with one time of energy per bit. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[0046]
FIG. 6 is a block diagram showing another configuration of the wireless transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In the radio transmission apparatus shown in FIG. 6, transmission data is error correction encoded by error correction encoding section 601, serial / parallel converted by S / P conversion section 602, and transmitted to QPSK mapping sections 603 a and 603 b, respectively. It is done. QPSK mapping sections 603a and 603b map the transmission data after the error correction coding process to QPSK signal point arrangements, and send the respective signals to multiplexing section 604. Multiplexer 604 multiplexes QPSK-mapped transmission data, and sends the multiplexed transmission data to modulator 605.
[0047]
Modulation section 605 performs digital modulation processing on the multiplexed transmission data. The digital-modulated transmission data is sent to the wireless transmission unit 606, subjected to predetermined wireless transmission processing by the wireless transmission unit 105, and then transmitted to the communication partner via the antenna 607.
[0048]
In such a wireless transmission device, high-speed transmission can be realized without increasing energy, as in the case of the wireless transmission device.
[0049]
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a case will be described in which a plurality of pieces of information are multiplexed and transmitted with different amplitudes and / or phases to easily extract a signal for the own station from a plurality of pieces of information multiplexed on the receiving side.
[0050]
FIG. 7 is a block diagram showing blocks showing the configuration of the radio transmission apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 7, the same portions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 7 is the same as the configuration shown in FIG. 2 and will be described with reference to the radio reception device shown in FIG. 2 as necessary.
[0051]
In this embodiment, for the sake of simplicity, the case where two pieces of information are transmitted in an overlapping manner has been described. However, the present invention also applies to the case where three or more pieces of information are transmitted in an overlapping manner. can do.
[0052]
In the radio transmission apparatus shown in FIG. 7, transmission data # 1 and # 2 are error correction encoded by error correction encoding sections 101a and 101b, respectively, and sent to QPSK mapping sections 102a and 102b. QPSK mapping sections 102a and 102b map transmission data after error correction coding processing to QPSK signal point arrangements, and send the respective signals to complex multiplication sections 701a and 701b.
[0053]
The complex multipliers 701a and 701b perform complex multiplication on the mapped transmission data so that the amplitude and / or phase of the signal point arrangement mapped by the QPSK mapping units 102a and 102b are different. The transmission data after the complex multiplication is sent to the multiplexing unit 103. Multiplexer 103 multiplexes transmission data that has been QPSK-mapped and complex-multiplied, and sends the multiplexed transmission data to modulator 104.
[0054]
Modulation section 104 performs digital modulation processing on the multiplexed transmission data. The transmission data after digital modulation is transmitted to the wireless transmission unit 105, subjected to predetermined wireless transmission processing by the wireless transmission unit 105, and then transmitted to the communication partner via the antenna 106.
[0055]
Operations of the wireless transmission device and the wireless reception device having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
[0056]
FIG. 8 is a diagram for explaining transmission data in the radio transmission apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a signal space diagram showing signal point arrangement when the transmission data shown in FIG. 8 is multiplexed.
[0057]
Transmission data # 1 is subjected to error correction coding and then QPSK mapped as shown in FIG. Here, QPSK-mapped signal points are represented by 1-4. Transmission data # 2 is subjected to QPSK mapping after error correction coding. Here, 1, (1) is set to (-1, 1), 2, (2) is set to (1, 1), 3, (3) is set to (1, -1), and 4, (4) is set to (-1, -1).
[0058]
For the transmission data # 2, the data after mapping is subjected to complex multiplication processing by the complex multiplier 701b, and the amplitude and / or phase is changed. The signal points of the complex multiplied data are represented by (1) to (4) as shown in FIG. Then, multiplexing section 103 multiplexes transmission data # 1 and transmission data # 2.
[0059]
In the wireless reception device, when demodulated by the demodulation unit 203, it is represented by signal points shown in FIG. At this time, the combination of transmission data # 1 and transmission data # 2 can be determined because the signal points in FIG. 9 are separated into 16 points.
[0060]
For example, 16 points are viewed and demodulated as 1+ <3> at a stretch. Since the signal points of 4+ (1) and 1+ (3) are close, they are prone to error, but they can be demodulated by issuing a soft decision value and performing error correction.
[0061]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to extract the data for the local station without making a provisional determination as in the first embodiment, and on the same resource (system efficiency). Since two pieces of information are multiplexed, high-speed transmission can be realized without increasing energy. That is, according to the system of the present embodiment, when two QPSK system signals are used, transmission can be performed with 1 time per bit of energy. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[0062]
In the present embodiment, a case has been described in which the amplitude and / or phase is not changed for transmission data # 1, but only the transmission data # 2 is changed in amplitude and / or phase. However, the present invention is not limited to this, and includes all cases where the processing is performed so that the amplitude and / or phase is different from each other.
[0063]
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a case will be described in which transmission power control is used when the amplitude is changed by performing complex multiplication on the data after mapping performed in the control in the second embodiment.
[0064]
When signals of multiple systems are transmitted to different users (or transmitted on different lines to the same user), the respective line conditions are different, so that different transmission power control is performed to satisfy the desired quality. Is called.
[0065]
Therefore, the amplitude of transmission data for a user with poor line conditions is increased, and the signal amplitude of transmission data for users with good line conditions is decreased. As a result, when receiving a user with good line quality, the signals of other users can be received with good quality, so that it is easy to separate them with an interference canceller. Conversely, when a user with poor channel quality receives a signal, a large signal is received to the own station, and a signal of another user is received small, so that there is almost no influence in terms of interference.
[0066]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 10, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted. 10 is the same as the configuration shown in FIG. 2 and will be described with reference to the radio reception device shown in FIG. 2 as necessary.
[0067]
In this embodiment, for the sake of simplicity, the case where two pieces of information are transmitted in an overlapping manner has been described. However, the present invention also applies to the case where three or more pieces of information are transmitted in an overlapping manner. can do.
[0068]
In the radio transmission apparatus shown in FIG. 10, transmission data # 1 and # 2 are error correction encoded by error correction encoding sections 101a and 101b, respectively, and sent to QPSK mapping sections 102a and 102b. The QPSK mapping units 102a and 102b map the transmission data after the error correction coding process to the QPSK signal point arrangement. Here, different transmission power instruction signals # 1 and # 2 are input to QPSK mapping sections 102a and 102b, respectively, and transmission power is controlled based on the transmission power instruction signals # 1 and # 2, and the amplitude is changed. The
[0069]
Transmission data # 1 and # 2 are sent to multiplexing section 103. Multiplexer 103 multiplexes transmission data that has been subjected to QPSK mapping and whose amplitude has been changed, and transmits the multiplexed transmission data to modulator 104.
[0070]
Modulation section 104 performs digital modulation processing on the multiplexed transmission data. The transmission data after digital modulation is transmitted to the wireless transmission unit 105, subjected to predetermined wireless transmission processing by the wireless transmission unit 105, and then transmitted to the communication partner via the antenna 106.
[0071]
Operations of the wireless transmission device and the wireless reception device having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
[0072]
FIG. 11 is a diagram for explaining transmission data in the radio transmission apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 12 is a diagram showing a signal space diagram showing a signal point arrangement when the transmission data shown in FIG. 11 is multiplexed.
[0073]
Transmission data # 1 is subjected to error correction coding and then QPSK mapped as shown in FIG. Here, QPSK-mapped signal points are represented by 1-4. Transmission data # 2 is subjected to QPSK mapping after error correction coding. Here, 1, (1) is set to (-1, 1), 2, (2) is set to (1, 1), 3, (3) is set to (1, -1), and 4, (4) is set to (-1, -1).
[0074]
Here, assuming that transmission data # 2 has a poor line condition, transmission power control is performed on transmission data # 2 after mapping in accordance with transmission power instruction signal # 2, and the amplitude is increased. The signal points of the transmission power controlled data are represented by (1) to (4) as shown in FIG. Then, multiplexing section 103 multiplexes transmission data # 1 and transmission data # 2.
[0075]
When the demodulating unit 203 demodulates the received data in the wireless receiving device, the received data has a signal point arrangement as shown in FIG.
[0076]
First, since the radio reception apparatus for transmission data # 1 with good line conditions can receive signals of other users with good quality, the signal point determination unit 204 easily separates the data of its own station (transmission data # 1). In this case, when only the transmission data # 1 is extracted in the signal point arrangement in Fig. 12, four signal points in each quadrant of Fig. 12 correspond to the signal point arrangement of the transmission data # 1 shown in Fig. 11. Thereby, the signal point can be determined.
[0077]
On the other hand, the radio reception apparatus for transmission data # 2 with poor line quality receives a large signal to the own station. For this reason, the four signal points existing in each quadrant of FIG. 12 can be viewed together as one signal point, and thereby the signal point can be determined. Further, since the signals of other users are received small, there is almost no influence on the interference.
[0078]
Thus, transmission efficiency can be improved by intentionally combining signals having greatly different transmission power control values. In addition, since two pieces of information are multiplexed on the same resource (system efficiency), high-speed transmission can be realized without increasing energy. That is, according to the system of the present embodiment, when two QPSK system signals are used, transmission can be performed with 1 time per bit of energy. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[0079]
In the present embodiment, a case has been described in which transmission power control is performed in which the amplitude is not increased for transmission data # 1 and the amplitude is increased only for transmission data # 2, but the present invention is not limited to this. All cases where the transmission power control is performed so that the amplitudes of the information series are different from each other are included.
[0080]
(Embodiment 4)
In the present embodiment, a case will be described in which the transmission power control value (multiplication value) for each information series is changed over time. Thus, by changing the transmission power control value with time, it becomes easier to perform signal separation on the receiving side.
[0081]
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 13, the same parts as those of FIG. 10 are denoted by the same reference numerals as those of FIG. 13 is the same as the configuration shown in FIG. 2 and will be described with reference to the radio reception device shown in FIG. 2 as necessary.
[0082]
In this embodiment, for the sake of simplicity, the case where two pieces of information are transmitted in an overlapping manner has been described. However, the present invention also applies to the case where three or more pieces of information are transmitted in an overlapping manner. can do.
[0083]
In the radio transmission apparatus shown in FIG. 13, transmission data # 1 and # 2 are error correction encoded by error correction encoding sections 101a and 101b, respectively, and sent to QPSK mapping sections 102a and 102b. The QPSK mapping units 102a and 102b map the transmission data after the error correction coding process to the QPSK signal point arrangement. Here, different transmission power instruction signals # 1 and # 2 are input to QPSK mapping sections 102a and 102b, respectively, and transmission power is controlled based on the transmission power instruction signals # 1 and # 2, and the amplitude is changed. The
[0084]
At this time, the transmission power instruction signals # 1 and # 2 are changed by timing control. For example, according to the timing signals # 1 and # 2, the transmission power instruction signals # 1 and # 2 are input in a certain pattern to change the amplitude of the transmission data after mapping. This timing is not particularly limited, but if it is changed for each symbol, the signal band can be made unchanged. Note that the wireless reception device can easily perform decoding if the timing change pattern is known in advance.
[0085]
Transmission data # 1 and # 2 are sent to multiplexing section 103. Multiplexer 103 multiplexes transmission data that has been subjected to QPSK mapping and whose amplitude has been changed, and transmits the multiplexed transmission data to modulator 104.
[0086]
Modulation section 104 performs digital modulation processing on the multiplexed transmission data. The transmission data after digital modulation is transmitted to the wireless transmission unit 105, subjected to predetermined wireless transmission processing by the wireless transmission unit 105, and then transmitted to the communication partner via the antenna 106.
[0087]
According to the present embodiment, in addition to the above effect, the transmission power control value is changed over time, so that the way in which signals overlap is time-varying. The signal can be easily separated on the receiving side. In addition, when there is not much difference in the transmission power of each information series, the above can be achieved while switching the magnitude alternately to make the average power the same, so that an interleaving effect is obtained by changing the magnitude of the time over time. be able to.
[0088]
(Embodiment 5)
In the present embodiment, by transmitting information sequences from different antennas, the transmission power magnitude and phase relationship of each information sequence can be inevitably changed over time. Thereby, the effect in Embodiment 4 can further be increased.
[0089]
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. 14 is the same as the configuration shown in FIG. 2 and will be described with reference to the radio reception device shown in FIG. 2 as necessary.
[0090]
In this embodiment, for the sake of simplicity, the case where two pieces of information are transmitted in an overlapping manner has been described. However, the present invention also applies to the case where three or more pieces of information are transmitted in an overlapping manner. can do.
[0091]
In the wireless transmission device shown in FIG. 14, transmission data # 1 and # 2 are error correction encoded by error correction encoding sections 1401a and 1401b, respectively, and sent to QPSK mapping sections 1402a and 1402b. QPSK mapping sections 1402a and 1402b map transmission data after error correction coding processing to QPSK signal point arrangements, respectively.
[0092]
The mapped transmission data # 1 and # 2 are sent to modulators 1403a and 1403b. Modulation sections 1403a and 1403b perform digital modulation processing on transmission data # 1 and # 2 after mapping, respectively. The digital-modulated transmission data # 1 and # 2 are sent to the wireless transmission units 1404a and 1404b, subjected to predetermined wireless transmission processing by the wireless transmission units 1404a and 1404b, and then transmitted to the communication partner via the antennas 1405a and 1405b. Sent.
[0093]
According to the present embodiment, by transmitting information sequences from different antennas, the transmission power magnitude and phase relationship of each information sequence can be inevitably changed over time. Thereby, in addition to the above effects, the effects in the fourth embodiment can be further increased.
[0094]
The present invention can be applied to various access methods in a digital wireless communication system, for example, a code division multiple access (CDMA) method, a time division multiple access (TDMA) method, and a frequency division multiple access (FDMA) method. For example, in the CDMA system, each information sequence is transmitted after being subjected to spread modulation processing with the same spreading code (same resource). In the TDMA system, transmission is performed in the same unit time (same resource) for each information series. In the FDMA system, transmission is performed on the same frequency (same resource) for each information series.
Note that Embodiments 1 to 5 can be implemented in appropriate combination.
[0095]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, any error correction method may be used in the above embodiment. In particular, it is desirable that the error correction method has a constraint condition between signals, such as Viterbi decoding and turbo code.
[0096]
Also, depending on the signal point determination performance on the receiving side, it may not be used and only error detection may be used. In this case, if an error is detected for the determined signal point, it is determined that the determination is an error, and further error detection is performed using other candidates. Further, when the interference canceller and error correction are used in combination, the restriction between symbols is severed, and the signal can be easily separated and extracted on the receiving side. For example, in the case of a convolutional code, transmission data is determined by several consecutive bits, so that even when instantaneous determination cannot be made, the true value can be estimated from the preceding and following bit patterns, and the interference canceller's Signal separation performance is improved.
[0097]
In the first to fifth embodiments, the case where the QPSK scheme is used as the modulation scheme for mapping is described. However, in the present invention, any modulation scheme may be used for mapping. In particular, a modulation method that can maintain a certain level of communication quality without increasing energy, such as the QPSK method and the BPSK method, is desirable because it exhibits good performance.
[0098]
The radio transmission apparatus and radio transmission method of the present invention can be applied to communication terminal apparatuses such as digital radio communication systems, broadcast systems, transmission / reception apparatuses in fixed communication systems, base station apparatuses, and mobile stations. As a result, high-speed transmission for a large amount of downlink signals can be realized.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the transmission signal to each communication partner is mapped by a predetermined modulation method, and each mapped transmission signal is multiplexed and transmitted on the same resource. Since the two pieces of information are multiplexed in terms of (efficiency), high-speed transmission can be realized without increasing energy. Further, for example, when a plurality of QPSK signals are transmitted, transmission can be performed with one time of energy per bit. Further, in this case, since the peak power of the signal is also reduced, transmission is facilitated, and the dynamic range on the receiving side can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a radio reception apparatus that performs radio communication with the radio transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining transmission data in the wireless transmission device according to the first embodiment.
4 is a diagram showing a table for associating signal point arrangements when the transmission data shown in FIG. 3 is multiplexed;
FIG. 5 is a signal space diagram showing signal point arrangement when the transmission data shown in FIG. 3 is multiplexed;
FIG. 6 is a block diagram showing another configuration of the wireless transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining transmission data in the wireless transmission device according to the second embodiment;
FIG. 9 is a signal space diagram showing signal point arrangement when the transmission data shown in FIG. 8 is multiplexed;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining transmission data in the wireless transmission device according to the third embodiment;
12 is a diagram showing a signal space diagram showing signal point arrangement when the transmission data shown in FIG. 11 is multiplexed.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a radio transmission apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a wireless transmission device using a conventional multi-level modulation method;
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a wireless reception apparatus using a conventional multi-level modulation method
[Explanation of symbols]
101a, 101b, 601 Error correction coding unit
102a, 102b, 603a, 603b QPSK mapping unit
103,604 multiplexing unit
104,605 modulator
105,606 wireless transmitter
106, 201, 607 Antenna
202 wireless receiver
203 Demodulator
204 Signal point determination unit
205 Error correction decoder
602 S / P converter
701a, 701b Complex multiplier

Claims

At least two mapping means for mapping a predetermined modulation method to transmit signals to each of a plurality of communication partners, respectively,
With respect to the transmission signal after being mapped by the mapping means, the amplitude of the transmission signal to each of the plurality of communication partners is different from each other, and the amplitude of the transmission signal to the communication partner having a poor line condition is good in the line condition. Amplitude changing means for changing the amplitude of the transmission signal so as to be larger than the amplitude of the transmission signal to the communication partner;
Multiplexing means for multiplexing transmission signals to each of the plurality of communication partners on the same resource after the amplitude is changed by the amplitude changing means;
A transmission means for transmitting the multiplexed signal;
A wireless transmission device comprising:

The amplitude changing means, the radio transmitting apparatus according to claim 1, wherein changing the amplitude by performing a different transmission power control for each transmission signal mapped by the mapping means.

The radio transmitting apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the having a timing control means for changing the amplitude of the transmission signal for each unit time.

The radio transmitting apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises error correction encoding means for performing error correction coding on the transmission signal.

The base station apparatus comprising the radio transmitting apparatus according to any one of claims 1 to 4.

Communication terminal apparatus comprising the radio transmitting apparatus according to any one of claims 1 to 4.

At least two mapping steps for mapping transmission signals to each of a plurality of communication partners, respectively , with a predetermined modulation method;
With respect to the transmission signal after being mapped in the mapping step, the amplitude of the transmission signal to each of the plurality of communication partners is different from each other, and the amplitude of the transmission signal to the communication partner having a bad line condition is good An amplitude changing step of changing the amplitude of the transmission signal so as to be larger than the amplitude of the transmission signal to the communication partner;
Multiplexing step of multiplexing transmission signals to each of the plurality of communication partners on the same resource after the amplitude is changed in the amplitude changing step;
A transmission step of transmitting the multiplexed signal;
A wireless transmission method comprising:

In the base station device,
At least two mapping steps for mapping the transmission signals to each of the plurality of communication terminal devices respectively with a predetermined modulation method;
With respect to the transmission signal after being mapped in the mapping step, the amplitude of the transmission signal to each of the plurality of communication partners is different from each other, and the amplitude of the transmission signal to the communication partner having a bad line condition is good An amplitude changing step of changing the amplitude of the transmission signal so as to be larger than the amplitude of the transmission signal to the communication partner;
Multiplexing step of multiplexing transmission signals to each of the plurality of communication partners on the same resource after the amplitude is changed in the amplitude changing step;
A transmission step of transmitting the multiplexed signal;
In a communication terminal device,
A receiving step for receiving the multiplexed signal;
An extraction process for obtaining received data by extracting a signal from the received signal to the own station;
A data transmission method comprising: