JP4430103B2 - 直交周波数分割多重接続通信システムにおける上りリンク応答情報の伝送方法及び装置 - Google Patents

直交周波数分割多重接続通信システムにおける上りリンク応答情報の伝送方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムにおける制御情報の伝送方法及び装置に係り、さらに詳しくは、直交周波数分割多重接続通信システムにおいて上りリンクの応答（ＡＣＫ：acknowledge、以下、「ＡＣＫ」と称する。）情報を伝送するための方法及び装置に関する。
現在、移動通信システムは、アナログ方式の第１世代から、デジタル方式の第２世代、ＩＭＴ−２０００の高速マルチメディアサービスを提供する第３世代に続き、超高速マルチメディアサービスを提供する第４世代の移動通信システムへと発展している傾向にある。この種の第４世代の移動通信システムは、単一の端末により衛星網、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット網（Internet Network）などをいずれも使用することができる。すなわち、音声、画像、マルチメディア、インターネットデータ、音声メール、インスタントメッセージなどのあらゆるサービスを単一の移動端末により解決することができる。かかる第４世代の移動通信システムは、超高速マルチメディアサービスのために２０Ｍｂｐｓの伝送速度を目指しており、主として、直交分割多重化（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下、「ＯＦＤＭ」と称する。）方式を使用している。
上記ＯＦＤＭ方式は、直交する多数の搬送波信号を多重化するデジタル変調方式であって、単一のデータストリームを多数の低速のストリームに分割し、低い伝送率のサブキャリアを多数使用して同時に伝送する。
一方、上記ＯＦＤＭ方式に基づく多重接続方式が、直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access、以下、「ＯＦＤＭＡ」と称する。）である。上記ＯＦＤＭＡ方式は、単一のＯＦＤＭシンボル内のサブキャリアを多数のユーザー、すなわち、多数の加入者端末が分割して使用する方式である。上記ＯＦＤＭＡ方式に基づく通信システムには、制御情報を伝送するための別途の物理的なチャンネルが存在する。このような制御情報の一つである上りリンク制御情報には、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ／ＮＡＫ、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）係数システムなどがある。
図１は、従来の技術によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための送信機の内部構造を概略的に示す。ここで、上記上りリンクＡＣＫ情報は、下りリンクパケットを成功的に受信する場合には、ＡＣＫであり、これとは逆に、成功的に受信できなければ、ＮＡＣＫである。
図１を参照すると、上記送信機１０は、バイナリのチャンネル符号器１１と、変調器１２及び逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform、以下、「ＩＦＦＴ」と称する。）器１３を備える。
上記バイナリのチャンネル符号器１１は、伝送しようとする上りリンクＡＣＫ情報の情報データビットが生じると、これを入力されてバイナリブロックコード、例えば、（２０、５）ブロックコードを使用してコードワードを上記変調器１２に出力する。
上記変調器１２は、コヒーレント変調器または差動変調器を備える。上記変調器１２は、上記バイナリチャンネル符号器１１から出力されるコードワードを入力されて、これに対応する伝送シンボルをコヒーレントまたは差動変調方式を使用して求めた後、上記ＩＦＦＴ器１３に出力する。ここで、上記変調器は、予め設定されている設定変調方式、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式またはＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）方式などを使用することができる。
上記ＩＦＦＴ器１３は、上記変調器１２から伝送シンボルを入力されてＩＦＦＴを行った後、伝送する。
図２は、従来の技術によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける上りリンクＡＣＫ情報の受信のための受信機の構造を概略的に示す。
図２を参照すると、上記受信機２０は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transforｍ、以下、「ＦＦＴ」と称する。）器２３と、復調器２２及びバイナリチャンネル復号器２１を備える。
上記送信機１０から送られてくる受信信号が入力されると、上記ＦＦＴ器２３は、上記受信信号を入力されてＦＦＴを行い、受信シンボルを上記復調器２２に出力する。
上記復調器２２は、上記送信機１０に対応して、コヒーレント復調器または差動復調器などにより構成される。上記復調器２２は、上記ＦＦＴ器２３から出力される受信シンボルを入力され、この軟判定値を上記送信機の変調方式に対応する復調方式、例えば、コヒーレント復調や差動復調方法を使用して求める。
上記バイナリチャンネル復号器２１は、上記復調器２２において求められた軟判定値を入力されて、いかなるコードワードが伝送されたかを判断し、これに対応するデータビットを出力する。
上述の如き構造を有する送信機１０及び受信機２０を介して送受信される上記上りリンクＡＣＫ情報は、全体としての通信サービス時にその量が多くない。例えば、上記上りリンクＡＣＫ情報は、１ビットに過ぎない。しかしながら、上記上りリンクＡＣＫ情報は、通信システムの運用に極めて重要な情報であるため、伝送する際に高い信頼性が保証される必要がある。しかしながら、オーバーヘッドの割合を減らすために、上記上りリンクＡＣＫ情報を伝送するための物理的なチャンネルには、周波数−時間軸の資源が少ししか割り当てられていないのが普通である。このため、トラフィックチャンネルのように多くの資源が割り当てられ、多くの情報を送る必要があるチャンネルとは異なる伝送方法を使用した方が有利になる場合がある。
通常、上りリンクＡＣＫチャンネルを伝送するために、バイナリチャンネル符号と、コヒーレント変調または差動変調を組み合わせた方法を使用する。上記上りリンクＡＣＫチャンネルは、上記上りリンク情報を伝送するための多数のサブキャリアよりなるユニットである。
しかしながら、少ない周波数−時間軸の資源を使用して、上述の方法により上記上りリンクＡＣＫチャンネルを伝送する場合、誤りの確率が高くなり、通信システムの運用の安定性が低下してしまう。すなわち、下りリンクまたは使用可能な上りリンクトラフィック領域の伝送のためのパイロットトーンは足りるのに対して、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のためのパイロットトーンが足りなくなる。このため、チャンネルの推定性能が低下し、これに伴い、コヒーレント変復調性能も低下してしまう。このとき、上記チャンネル推定性能のみを考慮して、パイロットトーンの数を増やす場合には、データトーンの数が不足し過ぎてしまう。また、バイナリチャンネル符号と変調を分離すると、最適な性能が低下する。さらに、安定性を高めるために、多くの周波数−時間軸の資源を上りリンクＡＣＫ情報の伝送に使用する場合、オーバーヘッドの割合が高くなって通信システムの処理率が低下する結果となる。
そこで、本発明の目的は、上りリンクＡＣＫ情報を、与えられた周波数−時間軸の資源を使用して効率よく伝送するための方法及び装置を提供するところにある。
本発明の他の目的は、信頼性を高めると共に、オーバーヘッドの割合を減らすために、Ｍ相チャンネル符号とノンコヒーレント変調方式を使用して上りリンクＡＣＫ情報を伝送するための方法及び装置を提供するところにある。
本発明のさらに他の目的は、Ｍ相チャンネル符号とノンコヒーレント変調方式を組み合わせることにより、最適な性能が得られる上りリンクＡＣＫ情報の伝送方法及び装置を提供するところにある。
上記の如き目的を達成するために、本発明の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送方法であって、下りリンクパケット状態を考慮して伝送しようとする上りリンクＡＣＫ情報を生成し、上記ＡＣＫ情報に対応するコードワードを出力するステップと、上記コードワードに対応する伝送シンボルに対して直交変調を行い、上記直交変調の行われた伝送シンボルをシステムの設定によるサブキャリア群のそれぞれに割り当てるステップと、上記割り当てられたサブキャリアを上りリンクに伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明の他の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送方法であって、下りリンクパケット状態を考慮して、上りリンクＡＣＫ情報についてのデータビットを受信するステップと、上記データビットに対応するコードワードを出力するステップと、上記受信されたデータビットのコードワードに対応するＡＣＫベクトルインデックスについてのシンボルに対してＱＰＳＫ変調を行うステップと、上記ＱＰＳＫ変調の行われた伝送シンボルが割り当てられたサブキャリア群よりなる伝送信号に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行うステップと、上記ＩＦＦＴ処理の行われた伝送信号を伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明のさらに他の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送方法であって、下りリンクパケットの誤りの有無に応じて、ＡＣＫ信号を生成するステップと、上記生成されたＡＣＫ信号に応じて、直交変調パターンを選択するステップと、上記選択された直交変調パターンに対応する伝送シンボルを選択するステップと、上記選択された伝送シンボルを所定のサブキャリア群のそれぞれにマッピングするステップと、上記伝送シンボルがマッピングされた各サブキャリア群に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行うステップと、上記ＩＦＦＴの行われた伝送信号を伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明のさらに他の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の受信方法であって、送信機から受け取った信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップと、上記ＦＦＴの行われた信号の各サブキャリア群のそれぞれに対して、所定の数の取り得るパターンについての相関値の絶対値の自乗を計算するステップと、コードワードの一部であるＡＣＫベクトルインデックスについて対応するパターンの相関値についての絶対値自乗の和を計算するステップと、上記計算された値のうち、最大値を有するＡＣＫベクトルインデックスに対応する情報データを決定するステップと、を含むことを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明のさらに他の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の受信方法であって、送信機から伝送信号を受け取るステップと、上記受信信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップと、上記通信システムにおいて定義されたサブキャリア群のそれぞれに対し、ＡＣＫ信号に応じて取り得る相関値の絶対値の自乗を計算するステップと、上記ＡＣＫ信号に対し、上記サブキャリア群の相関値についての絶対値の自乗の和を計算するステップと、上記計算された絶対値の自乗の和が最大となるＡＣＫ信号を選択するステップと、上記選択されたＡＣＫ信号を上記送信機から送られてくる信号として決定するステップと、を含むことを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明のさらに他の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送装置であって、受け取ったデータビットのコードワードに対応するＡＣＫベクトルインデックスについてのシンボルに対してＱＰＳＫ変調を行い、サブキャリアの伝送シンボルを出力するノンコヒーレント変調器と、上記変調された伝送シンボルが割り当てられたサブキャリア群よりなる送信信号に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行い、ＩＦＦＴの行われた伝送信号を伝送する逆高速フーリエ変換器と、を備えることを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明のさらに他の方法は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送方法であって、下りリンクパケットの誤りの有無に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫ信号を生成するステップと、上記生成されたＡＣＫまたはＮＡＣＫ信号に対応する所定の数のサブキャリアを含む多数のタイルよりなる所定の変調パターンを選択するステップと、上記選択された変調パターンに対応する伝送シンボルを選択するステップと、上記選択された伝送シンボルを上りリンクＡＣＫチャンネルを使用して伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
上記の如き目的を達成するために、本発明の装置は、直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の受信装置であって、送信機から受け取った信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う高速フーリエ変換器と、上記ＦＦＴの行われた信号の各サブキャリア群のそれぞれに対して、取り得る所定の数のパターンについての相関値の絶対値の自乗を計算し、ＱＰＳＫ変調を行うノンコヒーレント復調器と、コードワードの一部であるＡＣＫベクトルインデックスに対応するパターンの相関値についての絶対値の自乗の和を計算し、上記計算された値のうち最大値を有するＡＣＫベクトルインデックスに対応する情報データを決定するチャンネル復号器と、を備えることを特徴とする。
本発明は、上りリンクＡＣＫ情報を伝送する場合、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のために別途の変調パターンを生成したり３−ＰＳＫシンボルを生成する必要がなく、受信時にもＣＱＩ受信の一部のみを使用すればよいことから、送信機及び受信機を一層簡単に実現することができるという効果がある。また、本発明は、上りリンクＡＣＫ情報を、与えられた周波数−時間軸の資源を使用して効率よく伝送することができる。さらに、既存の資源をそのまま使用して上りリンクＡＣＫ情報を伝送することから、性能は、既存の性能とほとんど同様に保持することができる。さらに、８０２．１６ｄＤ５標準案のＰＵＳＣ（Partial Usage SubChannel）においては、上りリンクタイルが４×３のサブキャリアとしての４個のパイロットシンボルと８個のデータシンボルを含み、従来の技術においてはこれを支援することができなかったが、本発明においては、従来の技術とは異なり、上述の如きタイル構造にも適用することができる。
以下、添付した図面に基づき、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。本発明を説明するに当たって、関連する公知の機能あるいは構成についての詳細な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にすると認められる場合、その詳細な説明を省く。
本発明は上りリンク応答情報の伝送による信頼性を高めると共に、オーバーヘッドの割合を減らすためにＭ相チャンネル符号とノンコヒーレント変調方式を使用して上りリンク応答（ＡＣＫ）情報を効率よく伝送することのできる方法及び装置に関する。本発明においては、ノンコヒーレント変復調方式を使用することにより、周波数−時間軸の資源の使用を抑えている。これに伴い、パイロットトーンを多く割り当てられない上りリンクＡＣＫチャンネルを効率よく伝送することができる。ここで、上記上りリンクＡＣＫチャンネルは、上記上りリンク情報を伝送するための多数のサブキャリアよりなるユニットである。また、従来の技術において、バイナリチャンネル符号と変調を分離していた方式とは異なり、Ｍ相チャンネル符号とノンコヒーレント変調方式を組み合わせることにより、なお一層最適な性能が得られる。
一方、通信システムに用いられる上りリンクＡＣＫ情報は、１ビットに過ぎない。上記上りリンクＡＣＫ情報は、下りリンクパケットを成功的に受信する場合には、ＡＣＫであり、これとは逆に、成功的に受信できなければ、ＮＡＣＫである。しかしながら、通信システムの運用に当たり、上記上りリンクＡＣＫ情報は極めて重要な情報である。このため、本発明においては、上記上りリンクＡＣＫ情報を伝送するために直交変調方式を使用し、このために、新たな変調パターンを適用する。本発明においては、上りリンクＡＣＫ情報の伝送にチャンネル品質情報（Channel Quality Information、以下、「ＣＱＩ」と称する。）コードワードの一部を使用し、上記変調パターンもＣＱＩ変調パターンを再利用する方案を提案する。また、本発明においては、伝送シンボルに対してＱＰＳＫシンボルを使用する。これにより、本発明は、既存の性能を保持しながらも、具現の複雑度を減少させる。
図３は、本発明の実施の形態による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための送信機の内部構造を概略的に示す図である。
図３を参照すると、上記送信機１００は、上りリンクＡＣＫ情報のデータビットを符号化するチャンネル符号器１１０と、上記情報データビットをノンコヒーレント方式により変調するノンコヒーレント変調器１２０及び送信する信号を逆高速フーリエ変換して伝送するＩＦＦＴ器１３０を備える。
上記チャンネル符号器１１０は、伝送しようとする上りリンクＡＣＫ情報のデータビットが生じると、上記情報データビットを入力されてこれに対応するコードワードを上記ノンコヒーレント変調器１２０に出力する。ここで、上記チャンネル符号器１１０は、入力されるビットによってバイナリチャンネル符号器またはＭ相ブロックコードなどを使用するＭ相チャンネル符号器を使用することができる。
上記ノンコヒーレント変調器１２０は、上記チャンネル符号器１１０から入力されたコードワードに対応する伝送シンボルをノンコヒーレント変調方式を使用して決定した後、上記決定された伝送シンボルを上記ＩＦＦＴ器１３０に出力する。ここで、上記ノンコヒーレント変調器１２０は、予め設定されている設定変調方式、例えば、直交変調方式などを使用することができる。
上記ＩＦＦＴ器１３０は、上記ノンコヒーレント変調器１２０から上記伝送シンボルを入力されてＩＦＦＴを行った後、伝送する。
図４は、本発明の実施の形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける、上りリンク応答情報の受信のための受信機の構造を概略的に示す図である。
図４を参照すると、上記受信機２００は、時間領域の受信信号を高速フーリエ変換して周波数領域の受信信号に変換するＦＦＴ器２３０と、上記周波数領域の受信信号を復調するノンコヒーレント復調器２２０及び復調された受信シンボルにおける上りリンクＡＣＫ情報のデータビットを復号するチャンネル復号器２１０を備える。
上記ＦＦＴ器２３０は、上記送信機１００から受信信号が入力されると、ＦＦＴを行い、受信シンボルを上記ノンコヒーレント復調器２２０に出力する。上記ノンコヒーレント復調器２２０は、上記ＦＦＴ器２３０から受信シンボルを入力され、その軟判定値をノンコヒーレント復調方法を使用して算出した後、上記算出された軟判定値を上記チャンネル復号器２１０に出力する。上記チャンネル復号器２１０は、上記ノンコヒーレント復調器２２０から上記軟判定値を入力され、上記送信機１００からいかなるコードワードが伝送されたかを判断し、これに対応するデータビットを出力する。ここで、上記チャンネル復号器２１０は、入力されるビットに応じて、バイナリチャンネル復号器またはＭ相チャンネル復号器を使用することができる。
後述する本発明の実施の形態によるＡＣＫ情報の伝送は、ＯＦＤＭＡ通信システムの上りリンクにおいて、ＡＣＫチャンネルに周波数−時間軸上の９本のサブキャリアを含む構造の３×３個のサブキャリア群の３個が割り当てられる場合の伝送方法を例にとって説明する。
図５は、本発明の実施の形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける、パターンに応じて上りリンクＡＣＫ情報の伝送のために割り当てられる周波数−時間軸の資源の例を示す図である。
以下、図５を参照して、既存のＡＣＫ情報の伝送方法を説明した後、本発明の実施の形態におけるＡＣＫ情報の伝送方法について説明する。ここで、上記上りリンクＡＣＫ情報のための情報データのビット数は、１ビットである。
図５を参照すると、伝送しようとする上りリンクＡＣＫ情報の情報データビットは、バイナリチャンネル符号器を通過してノンコヒーレント変調器に入力される。すると、上記ノンコヒーレント変調器においては、上記伝送信号を直交変調方式を使用して変調する。このとき、上記直交変調に使用する２種類のパターンは、下記表１に示すように各９個の値が設定される。
Figure 0004430103
上記表１は、ＡＣＫチャンネルに周波数−時間軸上の３×３個のサブキャリア群の３個が割り当てられる場合に、上記ＡＣＫチャンネルに割り当てられた周波数−時間軸の資源に対して上記ノンコヒーレント変調器において使用する直交変調の２種類のパターンについての例を示している。
上記表１を参照すると、パターンが「０」である場合、伝送シンボル値は、
Figure 0004430103
に設定され、パターンが「１」である場合、伝送シンボル値は、
Figure 0004430103
に設定される。ここで、上記パターンによる伝送シンボル値は、直交する値であって、通信システムの設置時に予め設定された値であり、他の任意の値に設定可能である。
次に、上記ノンコヒーレント変調器は、伝送しようとする１ビットの上りリンクＡＣＫのための情報データが入力されると、下記式１に定義されている方法を使用して上記情報データを伝送する。
Figure 0004430103
前記式１において、
Figure 0004430103
は、ｎ番目のＡＣＫチャンネルのｋ番目のサブキャリアの伝送シンボルを示し、
Figure 0004430103
は、上記表１に示す直交変調のパターンによるｎ番目のＡＣＫチャンネルのｋ番目の変調シンボルを示し、ｎは、ＡＣＫチャンネルインデックスを示す。
上述のように、先ず、伝送しようとする１ビットの情報データが与えられると、上記送信機１００は、前記式１を使用して上りリンクＡＣＫ情報に関する上記情報データを伝送する。前記式１中、上記各パターンについての伝送シンボル値は、ｋが９〜１７である場合には、
Figure 0004430103
により位相シフトされ、１８〜２６である場合には、
Figure 0004430103
により位相シフトされて、それぞれ２番目と３番目のサブキャリア群に割り当てられる。ここで、上記位相シフト
Figure 0004430103
は省略可能である。このように、上記２番目と３番目のサブキャリア群に上述の如き位相シフトを考慮する理由は、規則的な特定のパターンの干渉信号に強靭にするために、よりランダムなパターンを伝送するためである。
一方、受信機２００においては、上記送信機１００から送られてくる伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器２３０を介して上記受信信号をＦＦＴする。次いで、上記受信機２００は、ノンコヒーレント復調器２２０において９本のサブキャリアを含む３×３個のサブキャリア群の３個のそれぞれについて、上記表１に示すような２種類のパターンについての相関値の絶対値の自乗を計算する。その後、上記受信機２００は、チャンネル復号器２１０において、２種類の取り得るコードワードに対応するパターンの相関値についての絶対値の自乗の和をそれぞれ計算した後、上記計算された値のうち最大値を有するコードワードに対応する情報データビットを上記送信機１００が伝送したと決定する。
上述のように、上記上りリンク制御情報であるＡＣＫ情報は、１ビットに過ぎないが、通信システムの運用に極めて重要な情報である。かかるＡＣＫ情報を伝送するために、上述のように、直交変調方式を使用する。ところが、このような直交変調方式のために、別途の変調パターン、すなわち、上記表１に示す変調パターンが用いられ、伝送シンボルとしても３相位相変調シンボルが用いられる。しかし、この方式は、送受信機の具現を一層複雑にする結果を招く。
本発明においては、上述のように、ＡＣＫチャンネルに周波数−時間軸上の９本のサブキャリアを含む３×３個のサブキャリア群の３個が割り当てられる場合、具現の複雑度を減少させるために、下記のように定義する。すなわち、本発明の実施の形態においては、上りリンク制御情報である上記ＡＣＫ情報の伝送にＣＱＩコードワードの一部であるＡＣＫベクトルインデックスを使用し、変調パターンとしてもＣＱＩ変調パターンを再利用するための方法を提案する。
さらに、上述のような方法においては、３相ＰＳＫシンボルを使用しているが、後述する方法においては、伝送シンボルとしてＱＰＳＫシンボルを使用する。
図５を参照すると、伝送しようとする上りリンクＡＣＫビットは、先ず、チャンネル符号器を通過してノンコヒーレント変調器に入力される。すると、上記ノンコヒーレント変調器においては、上記伝送信号に対して、直交変調方法を使用して伝送シンボルを変調する。その後、上記変調されたシンボルをＩＦＦＴ器においてＩＦＦＴして伝送する。
ここで、上記直交変調に使用する２種類のパターンは、下記表２に示す通りである。また、表２による上記パターンのＡＣＫベクトルインデックスは、ＣＱＩコードワードの一部を使用して設定する。
Figure 0004430103
上記表２に示すように、ＡＣＫベクトルインデックスの各タイル０、タイル１及びタイル２は、９本のサブキャリアを含む３×３個のサブキャリア群の３個を示す。ＡＣＫコードワードは、直交ベクトルの集合に属し、サブキャリアに直接的にマッピングされる。ここで、上記直交ベクトルは、図６を参照して詳述するため、ここではその具体的な説明を省略する。
上記表２を参照すると、ＡＣＫビットが０である場合、各タイル、例えば、上記タイル０、タイル１及びタイル２の上記ＡＣＫベクトルインデックスはいずれも０に設定され、ＡＣＫビットが１である場合、タイル０のＡＣＫベクトルインデックスは４、タイル１のＡＣＫベクトルインデックスは７及びタイル２のＡＣＫベクトルインデックスは２に設定される。ここで、上記直交ベクトルは、ＱＰＳＫ変調シンボルを含み、後述する図６に示す通りである。
図６は、本発明の実施の形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための直交ベクトルを示している。
図６を参照すると、上記直交ベクトル、例えば、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３は、ＱＰＳＫ変調シンボルであり、下記式２により算出することができる。そして、上記直交ベクトルは、ＣＱＩにおいても用いられるため、上記ＣＱＩ変調パターンを再利用することができる。
Figure 0004430103
また、９本のサブキャリアを含む３×３個のサブキャリア群の８本のサブキャリアには、上記表２に応じて、図６に示すようなシンボルを伝送する。残りの中央の１本のサブキャリアには、パイロットシンボルを伝送する。ここで、上記パイロットシンボルは、任意に選択することができる。そして、上記送られてくるシンボルの値は、図６に示すように、ベクトルインデックスに対応する直交ベクトルに設定される。
より具体的に、伝送しようとする１ビットの情報データ（ＡＣＫビット）が与えられると、送信機１００は、前記式２を使用してＡＣＫに関する上記情報データを伝送する。ここで、情報データ、すなわち、ＡＣＫビットが０である場合、タイル０、タイル１及びタイル２の伝送シンボル値はベクトルインデックス０に対応するＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に設定される。これに対し、ＡＣＫビットが１である場合、タイル０の伝送シンボル値はベクトルインデックス４に対応するＰ０、Ｐ０、Ｐ０、Ｐ０、Ｐ０、Ｐ０、Ｐ０、Ｐ０に設定され、タイル１の伝送シンボル値は、ベクトルインデックス７に対応するＰ０、Ｐ２、Ｐ２、Ｐ０、Ｐ２、Ｐ０、Ｐ０、Ｐ２に設定される。そして、タイル２の伝送シンボル値は、ベクトルインデックス２に対応するＰ０、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ３に設定される。
一方、受信機２００においては、上記送信機１００から送られてくる伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器２３０において受信信号をＦＦＴする。次いで、上記受信機２００は、ノンコヒーレント復調器２２０において９本のサブキャリアを含む３×３個のサブキャリア群の３個のそれぞれについて上記表２に示すような２種類の取り得るパターンについての相関値の絶対値の自乗を計算する。その後、上記受信機２００は、チャンネル復号器２１０において２種類の取り得るコードワードに対応するパターンの相関値についての絶対値の自乗の和をそれぞれ計算した後、上記計算された値のうち最大値を有するコードワードに対応する情報データビット（ＡＣＫビット）を上記送信機１００が伝送したと決定する。
以上においては、各上りリンクタイルが９本のサブキャリアを含む３×３本のサブキャリア群として、１本のパイロットサブキャリアと８本のデータサブキャリアよりなる場合を例にとって説明した。ところが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＵＳＣにおいては、各上りリンクタイルが１２本のサブキャリアを含む４×３個のサブキャリア群として、４本のパイロットサブキャリアと８本のデータサブキャリアよりなっているが、従来の方法とは異なり、本発明の実施の形態による方法は、上記タイル構造にも適用可能であることはもちろんである。


図７は、本発明の実施の形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための送信機の動作構成を概略的に示す。
図７を参照すると、ステップＳ７０１において、送信機は、下りリンクパケットの誤りの有無によるＡＣＫ信号、例えば、ＡＣＫビット「０」または「１」を生成した後、ステップＳ７０３へ進む。上記ステップＳ７０３において、上記送信機は、上記生成されたＡＣＫ信号に基づき、直交変調パターンを選択し、上記選択された直交変調パターンに対応する伝送シンボルを選択した後、ステップＳ７０５へ進む。上記ステップＳ７０５において、上記送信機は、割り当てられた各サブキャリア群、例えば、上述の３×３個のサブキャリア群の３個のそれぞれに上記の選択された伝送シンボルをマッピングした後、ステップＳ７０７へ進む。上記ステップＳ７０７において、上記送信機は、上記伝送シンボルがマッピングされた上記サブキャリア群に対してＩＦＦＴを行った後、伝送する。
図８は、本発明の実施の形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための受信機の動作構成を概略的に示す。
図８を参照すると、ステップＳ８０１において、受信機は、上記送信機からの伝送信号を受信し、上記受信信号に対してＦＦＴを行った後、ステップＳ８０３へ進む。上記ステップＳ８０３において、上記受信機は、割り当てられた各サブキャリア群、例えば、上述の３×３個のサブキャリア群の３個のそれぞれについて、ＡＣＫ信号に基づき、取り得る相関値の絶対値の自乗を計算した後、ステップＳ８０５へ進む。上記ステップＳ８０５において、上記受信機は、上記各ＡＣＫ信号について上記サブキャリア群の相関値の絶対値の自乗の和を計算した後、ステップＳ８０７へ進む。上記ステップＳ８０７において、上記受信機は、上記計算された絶対値の自乗の和が最大となるＡＣＫ信号、例えば、「０」または「１」を選択し、上記選択されたＡＣＫ信号を上記送信機から送られてくる信号として決定する。
なお、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内であれば、種々な変形が可能であることは言うまでもない。よって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められるべきである。
従来の技術による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための送信機構造を概略的に示す図である。 従来の技術による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報受信のための受信機構造を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための送信機構造を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報受信のための受信機構造を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、上りリンクＡＣＫ情報の伝送のために割り当てられる周波数−時間軸の資源を示す図である。 本発明の実施の形態による直交周波数分割多重接続通信システムにおける、直交変調に用いられるパターンに応じて上りリンクＡＣＫ情報の伝送のための直交ベクトルを示す図である。 本発明の実施の形態によるＡＣＫ情報の伝送のための送信機の動作過程を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態によるＡＣＫ情報の受信のための受信機の動作過程を概略的に示す図である。
符号の説明
１００ 送信機
１１０ チャンネル符号器
１２０ ノンコヒーレント変調器
１３０ ＩＦＦＴ器
２００ 受信機
２１０ チャンネル復号器
２２０ ノンコヒーレント復調器
２３０ ＦＦＴ器

Claims (18)

  1. 直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送方法であって、
    下りリンクパケット状態を考慮して伝送しようとする上りリンクＡＣＫ情報を生成するステップと、
    前記上りリンクＡＣＫ情報をコードワードにチャンネル符号化するステップと、
    前記コードワードに対応する複数の変調シンボルを決定するステップと、
    所定のサブキャリアに割り当てられた前記変調シンボルを伝送するステップと、を含み、
    前記変調シンボルは、下記表１からＡＣＫベクトルインデックスによって定義され、
    Figure 0004430103
     前記ＡＣＫビットは、上りリンクＡＣＫ情報を示し、前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、複数の変調シンボルの所定の組を示し、各タイルは、所定の数のサブキャリア群を含む、ことを特徴とする伝送方法。
  2. 前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、下記表２によって定義されるように、複数の変調シンボルに対応し、
    Figure 0004430103
     Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、変調シンボルを表す、ことを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
  3. 前記変調シンボルの各々は、ＱＰＳＫ変調シンボルであることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
  4. 前記各変調シンボルは、下記式１により算出することを特徴とする請求項２に記載の伝送方法。
    Figure 0004430103
  5. 前記ＡＣＫベクトルインデックスは、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）変調パターンの一部を用いて設定されることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
  6. 前記タイルにおける前記変調シンボルは、所定の位置の少なくとも１本のサブキャリアに割り当てられ、パイロットシンボルは、残りのサブキャリアに割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の伝送方法。
  7. 直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の受信方法であって、
    送信機から受け取った信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、所定のサブキャリアに割り当てられた複数の変調シンボルを出力するステップと、
    前記複数の変調シンボルに対応する上りリンクＡＣＫ情報を決定するステップと、を含み、
    前記複数の変調シンボルは、下記表３のように、ＡＣＫベクトルインデックスによって定義され、
    Figure 0004430103
     前記ＡＣＫビットは、上りリンクＡＣＫ情報を示し、ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、複数の変調シンボルの所定の組を示し、前記タイルの各々は、所定の数のサブキャリア群を含む、
    ことを特徴とする受信方法。
  8. 前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、下記表４によって定義されるように、複数の変調シンボルに対応し、
    Figure 0004430103
     Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、ＱＰＳＫ変調シンボルを表す、ことを特徴とする請求項７に記載の受信方法。
  9. 前記タイルにおける前記変調シンボルは、所定の位置の少なくとも１本のサブキャリアに割り当てられ、パイロットシンボルは、残りのサブキャリアに割り当てられることを特徴とする請求項７に記載の受信方法。
  10. 前記決定ステップは、
    前記変調シンボルの前記タイルの各々に対して、相関値に対する絶対値の自乗を計算するステップと、
    各ＡＣＫビットに対して、前記タイルの相関値に対する絶対値の自乗の和を計算するステップと、
    前記上りリンクＡＣＫ情報として、前記計算された絶対値の自乗の和が最大となるＡＣＫビットを選択するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項７に記載の受信方法。
  11. 直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の伝送装置であって、
    下りリンクパケット状態を考慮して伝送しようとする上りリンクＡＣＫ情報を、前記上りリンクＡＣＫ情報に対応するコードワードにチャンネル符号化するチャンネル符号器と、
    前記コードワードに対応する複数の変調シンボルを決定するノンコヒーレント変調器と、
    所定のサブキャリアに割り当てられた変調シンボルを伝送するために前記複数の変調シンボルに対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行し、前記ＩＦＦＴ処理伝送信号を伝送する逆高速フーリエ変換器と、
    を備え、
    前記複数の変調シンボルは、下記表５のように、ＡＣＫベクトルインデックスによって定義され、
    Figure 0004430103
     前記ＡＣＫビットは、上りリンクＡＣＫ情報を示し、前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、複数の変調シンボルの所定の組を示し、前記タイルの各々は、所定の数のサブキャリア群を含む、
    ことを特徴とする伝送装置。
  12. 前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、下記表６によって定義されるように、複数の変調シンボルに対応し、
    Figure 0004430103
     Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、ＱＰＳＫ変調シンボルを表す、ことを特徴とする請求項１１に記載の伝送装置。
  13. 前記各変調シンボルは、下記式２により定義されることを特徴とする請求項１２に記載の伝送装置。
    Figure 0004430103
  14. 前記タイルにおける前記変調シンボルは、所定の位置の少なくとも１本のサブキャリアに割り当てられ、パイロットシンボルは、残りのサブキャリアに割り当てられることを特徴とする請求項１１に記載の伝送装置。
  15. 直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける上りリンク応答（ＡＣＫ）情報の受信装置であって、
    送信機から受け取った信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、所定のサブキャリアに割り当てられた複数の変調シンボルを出力する高速フーリエ変換器と、
    前記複数の変調シンボルに対応する上りリンクＡＣＫ情報を決定する演算器と、
    を備え、
    前記変調シンボルは、下記表７のように、ＡＣＫベクトルインデックスによって定義され、
    Figure 0004430103
     前記ＡＣＫビットは、前記上りリンクＡＣＫ情報を示し、前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、複数の変調シンボルの所定の組を示し、前記タイルの各々は、所定の数のサブキャリア群を含む、
    ことを特徴とする受信装置。
  16. 前記ＡＣＫベクトルインデックスの各々は、下記表８によって定義されるように、複数の変調シンボルに対応し、
    Figure 0004430103
     Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、ＱＰＳＫ変調シンボルを表す、ことを特徴とする請求項１５に記載の受信装置。
  17. 前記タイル群における、前記変調シンボルは、所定の位置の少なくとも１本のサブキャリアに割り当てられ、パイロットシンボルは、残りのサブキャリアに割り当てられることを特徴とする請求項１５に記載の受信装置。
  18. 前記演算器は、
    前記変調シンボルのタイルの各々に対して、相関値に対する絶対値の自乗を計算し、各ＡＣＫビットに対して、前記タイルの相関値に対する絶対値の自乗の和を計算し、前記上りリンクＡＣＫ情報として、前記計算された絶対値の自乗の和が最大となるＡＣＫビットを選択する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の受信装置。
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