JP4430714B2

JP4430714B2 - 直交周波数分割多重接続（ｏｆｄｍａ）通信システムにおけるアップリンク高速フィードバック情報伝送方法及び装置

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Publication number: JP4430714B2
Application number: JP2007514910A
Authority: JP
Inventors: ミュン−クヮン・ビュン; ジェ−ホ・ジョン; スン−ジュ・メン; ジョン−ホン・キム; ヒー−サン・ソ; ジョン−テ・オー
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2010-03-10
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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伝送方法及び装置に係り、特に、直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:ＯＦＤＭＡ)システムにおいて、アップリンク制御情報の一種である高速フィードバック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、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世代に引き続いて、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発展しつつある。このような第４世代移動通信システムにおいて、ユーザは一つの端末機で衛星ネットワーク、無線ＬＡＮ(Local Area Network)及びインターネットネットワークなどを使用することが可能である。すなわち、音声、映像、マルチメディア、インターネットデータ、音声メール及びインスタントメッセージ(Instant Message)などのすべてのサービスを一つの移動端末機を用いて楽しむことができる。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、主として直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)方式を用いる。

ＯＦＤＭ方式は、多数の直交搬送波(carrier)信号を多重化するデジタル変調方式であって、単一データストリームを数個の低速ストリームに分割して低い伝送率の数個の副搬送波(sub-carrier)を用いて同時に伝送する。

一方、ＯＦＤＭ方式を用いる多重接続方式が、直交周波数分割多重接続(以下、‘ＯＦＤＭＡ'と称する)として知られている。ＯＦＤＭＡ方式においては、一つのＯＦＤＭシンボル内の副搬送波を、多数のユーザ、すなわち、多数の加入者端末機が分割して使用する。ＯＦＤＭＡ方式に基づく通信システムは、アップリンク制御情報の一種であるアップリンク高速フィードバック(Fast Feedback)情報を伝送するための別途の物理的チャンネルを備える。このアップリンク高速フィードバック情報には、完全信号対雑音比(Signal to Noise ratio：ＳＮＲ)、バンド別の差分ＳＮＲ、高速多重入力多重出力(Multi Input Multi Output：ＭＩＭＯ)フィードバック及びモード選択フィードバックなどが含まれる。

図１は、従来の技術によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク制御情報伝送のための送信機の構造を示した図である。図１を参照すると、送信機１０は、２進(binary)のチャンネル符号器１１、変調器１２及び逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform:ＩＦＦＴ)器１３を含む。２進のチャンネル符号器１１は、伝送しようとするアップリンク制御情報の情報データビットが発生すると、その情報データビットを２進のブロックコード、例えば、(２０，５)ブロックコードを用いて符号ワード(codeword)で符号化する。

変調器１２は、コヒーレント変調器(Coherent Modulator)または差動変調器(Differential Modulator)を含む。変調器１２は、２進のチャンネル符号器１１から出力される符号ワードに該当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用いて求めた後に、その伝送シンボルをＩＦＦＴ器１３に出力する。ここで、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)方式などを用いることができる。

ＩＦＦＴ器１３は、変調器１２から出力された伝送シンボルに関して、ＩＦＦＴを遂行した後に、その伝送シンボルを伝送する。

図２は、従来の技術によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク制御情報受信のための受信機の構造を示した図である。図２を参照すると、受信機２０は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform：ＦＦＴ)器２３、復調器２２及び２進のチャンネル復号器２１を含む。

送信機１０から伝送される信号が受信されると、ＦＦＴ器２３は受信信号に関してＦＦＴを遂行して、その受信シンボルを復調器２２に出力する。復調器２２は、コヒーレント復調器または差動復調器からなる。上記復調器２２は、ＦＦＴ器２３から出力される受信シンボルを受信して、その軟判定(soft decision)値を送信機１０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用いて求める。

２進のチャンネル復号器２１は、復調器２２から求められた軟判定値を受信して、どの符号ワードが伝送されたかを判定した後に、その該当するデータビットを出力する。

上述したような構造を有する送信機１０及び受信機２０を通じて送信・受信されるアップリンク高速フィードバック情報は、全体的な通信サービスにおいてはその量があまり多くない。しかしながら、アップリンク高速フィードバック情報は非常に重要な情報なので、伝送の際に高い信頼度が保証されるべきである。しかしながら、オーバーヘッド(overhead)比率を低めるために、アップリンク高速フィードバック情報を伝送するための物理的チャンネルには、周波数-時間軸資源が多く割り当てられないことが一般的である。したがって、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る一方、多量の情報を伝送するべきチャンネルとは異なる伝送方法が求められる。

一般に、アップリンク制御情報を伝送するために、２進のチャンネル符号とコヒーレント変調または差動変調を結合させる方法を用いている。

しかしながら、少ない周波数-時間軸資源を用いて、上述した方法でアップリンク制御情報を伝送する場合、誤り率が高まる。これにより、通信システムの運用安定性は劣る。すなわち、パイロットトーンの数が十分なダウンリンクの場合やアップリンクトラフィック伝送の場合とは異なり、アップリンク制御情報伝送の場合には、パイロットトーンの数が足りなくなる。したがって、チャンネル推定性能が劣り、これによるコヒーレント変調/復調方法の性能も悪くなる。

この際、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、データトーンの数が不十分になる。かつ、２進のチャンネル符号と変調との分離は、最適化した性能を達成できない原因となる。

その上、安定性を高めるために、多くの周波数-時間軸資源をアップリンク高速フィードバック情報伝送に使用する場合、オーバーヘッド率が増えて通信システムの処理率(throughput)を低める。

従来のアップリンク高速フィードバック情報伝送方式は、一つのアップリンクサブチャンネルを使用し、４ビットの情報を伝送する。しかしながら、４ビットの情報伝送では、完全ＳＮＲの伝送において十分な精度を保証せず、バンド別の差分ＳＮＲは四つのバンドのみを伝送するなど、各種の限界が存在する。かつ、４ビットの情報伝送は、簡単な別の情報伝送のために符号ワードを割り当てようとしても、符号ワードが１６個に過ぎないため、容易でないなど、運用の柔軟性も十分でない。

したがって、本発明の目的は、non-coherent変調方法を用いてアップリンク高速フィードバック情報を伝送するための方法及び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、アップリンク高速フィードバック情報を、与えられた周波数-時間軸資源を用いて効率的に伝送するための方法及び装置を提供することである。

本発明のまた他の目的は、通信システムにおいて、制御情報伝送の精度及び運用の柔軟性を高める５ビットまたは６ビットのアップリンク高速フィードバック情報を効率的に伝送するための方法及び装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、Ｍ進(M-ary)のチャンネル符号とnon-coherent変調方式とを結合して、最適化した性能を得ることのできるアップリンク高速フィードバック情報伝送方法及び装置を提供することである。

このような目的を達成するための本発明の第１の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法を提供する。この方法は、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成するステップと、アップリンク高速フィードバック情報に応じて、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するステップと、その出力された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調するステップと、直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てるステップと、副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、逆高速フーリエ変換さ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。

本発明の第２の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルに用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送するための方法を提供する。この方法は、アップリンク高速フィードバック情報の５ビットの情報データビットを受信するステップと、情報データビットに対応する符号ワードを出力するステップと、その受信されたデータビットの該当符号ワードに対応するシンボルを直交変調するステップと、直交変調された伝送シンボルを出力するステップと、直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとが割り当てられた副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、その逆高速フーリエ変換さ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。

本発明の第３の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルに用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法を提供する。この方法は、アップリンク高速フィードバック情報の６ビットの情報データビットを受信するステップと、情報データビットに対応する符号ワードを出力するステップと、受信されたデータビットの該当符号ワードに対応するシンボルを直交変調するステップと、直交変調された伝送シンボルを出力するステップと、その直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとが割り当てられた副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、逆高速フーリエ変換さ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。

本発明の第４の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する装置を提供する。この装置は、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成し、高速フィードバック情報に応じて、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するチャンネル符号器と、その出力された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調し、直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てて出力するnon-coherent変調器と、副搬送波群からなる伝送信号に関して逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行し、逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送する逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)器と、を含むことを特徴とする。

上述した本発明は、アップリンク高速フィードバック情報を、与えられた周波数-時間軸資源を用いて伝送する場合、伝送する情報データのビットを５ビットまたは６ビットに増加させることにより、正確な情報を伝えることができ、かつ、より安定したシステムを運用することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、関連した公知の機能や構成についての具体的な説明は、適宜省略する。

本発明による方法及び装置は、アップリンク制御情報の一種であるアップリンク高速フィードバック情報の伝送による信頼性を高める一方、オーバーヘッド率を低めるために、Ｍ進(M-ary)のチャンネル符号及びnon-coherent変調方式を用いる。すなわち、本発明は、Ｍ進のチャンネル符号及びnon-coherent変調方式を用いて、アップリンク高速フィードバック情報を効率的に伝送することのできる方法及び装置に関する。

また、non-coherent変調/復調方式を用いることによって、周波数-時間軸資源の使用を減らす。これにより、多数のパイロットトーンが割り当てられないアップリンク高速フィードバック情報を効率的に伝送することが可能である。

本発明は、アップリンク高速フィードバック情報伝送に、５ビットまたは６ビットの情報を伝送する方法を提案することによって、伝送情報の精度及び運用の柔軟性を高める。

上述したように、通信システムに用いられるアップリンク高速フィードバック情報量はごくわずかである。しかしながら、通信システムの運用においては、アップリンク高速フィードバック情報は非常に重要である。したがって、本発明で提案する方法及び装置は、アップリンク高速フィードバック情報を伝送するために直交変調方式を適用する。

以下、本発明の好ましい実施形態を直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムに適用して説明する。また、Ｍ進の位相変調(ＰＳＫ:Phase Shift Keying、以下、‘ＰＳＫ’と称する)方式を用いて、アップリンク高速フィードバック情報伝送方法について説明する。

図３は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のための送信機の構造を示した図である。図３を参照すると、送信機１００は、アップリンク制御情報、例えば、アップリンク高速フィードバック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non-coherent方式で変調するnon-coherent変調器１２０と、送信する信号を逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)して伝送するＩＦＦＴ器１３０と、を含む。

チャンネル符号器１１０は、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報のデータビットが発生すると、その情報データビットを該当符号ワードで符号化して、その符号ワードをnon-coherent変調器１２０に出力する。ここで、チャンネル符号器１１０は、入力ビットに応じて２進のチャンネル符号器またはＭ進のブロックコード(M-ary Block Code)などを用いるＭ進のチャンネル符号器を含むことができる。

Non-coherent変調器１２０は、チャンネル符号器１１０から出力された符号ワードに該当する伝送シンボルを、non-coherent変調方式を用いて求めた後に、これをＩＦＦＴ器１３０に出力する。ここで、non-coherent変調器１２０は、予め設定されている変調方式、例えば、直交変調方式などを用いることができる。

ＩＦＦＴ器１３０は、non-coherent変調器１２０から出力された伝送シンボルに関して、ＩＦＦＴを遂行した後、その伝送シンボルを伝送する。

図４は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報受信のための受信機の構造を示した図である。図４を参照すると、受信機２００は、時間領域の受信信号を高速フーリエ変換(ＦＦＴ)して周波数領域の受信信号に変換するＦＦＴ器２３０と、周波数領域の受信信号を復調するnon-coherent復調器２２０と、その復調された受信シンボルからアップリンク高速フィードバック情報のデータビットを復号するチャンネル復号器２１０と、を含む。

ＦＦＴ器２３０は、送信機１００から受信信号が入力されると、ＦＦＴを遂行して受信シンボルをnon-coherent復調器２２０に出力する。上記non-coherent復調器２２０は、ＦＦＴ器２３０から出力される受信シンボルを受信し、その受信シンボルの柔判定値をnon-coherent復調方法を用いて求めた後に、該柔判定値をチャンネル復号器２１０に出力する。チャンネル復号器２１０は、non-coherent復調器２２０から柔判定値を受信して、送信機１００からどの符号ワードが伝送されたかを判定し、その判定結果に該当するデータビットを出力する。ここで、チャンネル復号器２１０は、入力ビットに応じて、２進のチャンネル復号器またはＭ進のチャンネル復号器を含むことができる。

以下、本発明の実施形態によるアップリンク高速フィードバック情報伝送を、ＯＦＤＭＡ通信システムのアップリンクに周波数-時間軸上の６つの３ｘ３副搬送波群(sub-carrier clusters)が割り当てられる場合の伝送方法を例として説明する。

図５は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルにアップリンク高速フィードバック情報伝送のために、６つの３ｘ３副搬送波群が割り当てられる場合の周波数-時間軸資源を示した図である。図６は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、３ｘ３個の副搬送波群に割り当てられる符号ワードの一例を示した図である。図７は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、３ｘ３個の副搬送波群に割り当てられる符号ワードの他の例を示した図である。詳しくは、図５は、Ｍ進のＰＳＫ直交変調に使用するパターンに応じて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のために割り当てられる周波数-時間軸資源を示し、ここで、情報データビットの数は４であり、Ｍ＝８進のチャンネル符号器を使用する場合を示す。

以下、図５乃至図７を参照して高速フィードバック情報として４ビットの情報データビットを伝送する方法を説明する。その後、図５、図８及び図９を参照して、本発明の実施形態における高速フィードバック情報として５ビット及び６ビットの情報データビットを伝送する方法について説明する。

図５を参照すると、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報データビットは、チャンネル符号器を通じてnon-coherent変調器に入力される。このとき、情報データビットの数は４であり、８進のチャンネル符号器を使用する場合を仮定する。すると、non-coherent変調器は、伝送信号を直交変調方法を用いて変調する。その後、non-coherent変調器から出力された変調シンボルは、ＩＦＦＴ器を通じてＩＦＦＴされて伝送される。以下、図６を参照して図５による情報データビット伝送過程をより詳しく説明する。

図６は、８進のチャンネル符号器から出力される可能な１６種類の符号ワードを示した図である。８進のチャンネル符号器は、情報データビットが入力されると、図６のような可能な１６種類の符号ワードのうち、一つをnon-coherent変調器に出力する。ここで、８進のチャンネル符号器は、与えられた符号ワードの個数及び長さに対して、符号ワード間の最小ハミング距離(minimum Hamming distance)が最大となるように設定される。この“ハミング距離”とは、２つの符号ワード間の該当ビットのうち、異なったビットの数をいう。“最小ハミング距離”とは、ハミング距離の最小値をいう。

上述したような伝送方法において、符号ワードエラー確率性能に主な影響を与える最小ハミング距離は、５となる。すなわち、可能な１６種類の符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“０”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“００００００”である。また、符号ワードが“８”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“０１２３４５”となる。その結果、２つの符号ワード、すなわち、符号ワード“０”と符号ワード“８”とのハミング距離は、５となる。ここで、最小ハミング距離が５というのは、すべて可能な符号ワードの対に対して、２つの符号ワード間のハミング距離が５以上となることを示す。

上記non-coherent変調器は、８進のチャンネル符号器から入力される符号ワードに対して直交変調方法を使用する。すなわち、non-coherent変調器は、直交変調方式を用いて、８進のチャンネル符号器で符号化された情報データビットを変調する。ここで、変調に使用するパターンによる伝送シンボルを図７に示す。

図７を参照すると、伝送シンボルは、直交ベクトルの集合からなり、副搬送波群に直接にマッピングされる。この直交変調に使用する直交ベクトルは、例えば、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のように示す。各直交変調シンボルは、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調シンボルであって、次の数１のように求めることができる。

一方、３ｘ３個の副搬送波群の８つの縁部の副搬送波は、図７に示したようなシンボルを伝送する。残った１つの中心部の副搬送波は、パイロットシンボルを伝送する。ここで、パイロットシンボルは任意に設定されることができる。また、伝送シンボルの値は、該当ベクトルインデックスに対する直交ベクトルとして設定される。

より詳しくは、伝送しようとする４ビットの情報データが与えられると、送信機は、図６に応じて、符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を決定する。その後、送信機は、一番目の３ｘ３個の副搬送波群にＡ０に該当する直交ベクトルを、二番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ１に該当する直交ベクトルを割り当てて伝送する。したがって、最後の六番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ５に該当する直交ベクトルを割り当て、図７に示した方法で直交ベクトルを伝送する。

ここで、図７を参照すると、情報データ、例えば、ベクトルインデックス０に該当する伝送シンボル値には、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が設定され、ベクトルインデックス４に該当する伝送シンボル値には、Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０が設定され、ベクトルインデックス７に該当する伝送シンボル値には、Ｐ０，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ０，Ｐ２，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ２が設定されることをわかる。

一方、受信機は、送信機から伝送された伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器を通じて受信信号に関してＦＦＴを遂行する。次に、受信機内のnon-coherent復調器は、６つの３ｘ３副搬送波群の各々に対して、８種類の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算する。その後、Ｍ進のチャンネル復号器は、１６種類のすべて可能な符号ワードに該当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算した後に、その計算値のうち、最大値を有する符号ワードに該当する情報データビットを、送信機が伝送したものとして決定する。

一般的なアップリンク高速フィードバック情報伝送は、上述したように、１つのアップリンクサブチャンネルを用いて４ビットの情報を伝送する。しかしながら、４ビットの使用は、完全ＳＮＲの伝送において十分な精度を保証せず、バンド別の差分ＳＮＲは、４つのバンドのみを伝送することができる。かつ、４ビットの情報伝送は、別の情報伝送のために符号ワードを割り当てようとしても、符号ワードが１６個に過ぎないため、容易でないなど、運用の柔軟性が十分でない。

したがって、上述した問題点を解決するために、本発明は、アップリンク高速フィードバック情報伝送に、５ビットまたは６ビットの情報を伝送する方法を適用することによって、伝送情報の精度や運用の柔軟性を高める。

次に、本発明の実施形態によるアップリンク高速フィードバック伝送方法について説明する。図５においては、高速フィードバック伝送チャンネルに周波数-時間軸上の６つの３ｘ３副搬送波群が割り当てられる場合、周波数-時間軸資源が割り当てられる。ここで、情報データビットの数は５であり、Ｍ＝８進のチャンネル符号器を使用する。

図８は、本発明の実施形態による８進のチャンネル符号器から出力される３２種類の可能な符号ワードを示した図である。図８を参照すると、８進のチャンネル符号器は、情報データビットが入力されると、３２種類の可能な符号ワードのうち、１つをnon-coherent変調器に出力する。ここで、８進のチャンネル符号器は、与えられた符号ワードの数及び長さに対して、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定される。このとき、図８に示したように、最初の１６個の符号ワードは、４ビット情報伝送のための図６の符号ワードと一致し、次の１６個の符号ワードが新たに加えられたことをわかる。

このように符号ワードの数が二倍になるとしても、符号ワードエラー確率性能に主な影響を与える最小ハミング距離は、まだ５である。すなわち、３２種類の可能な符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“１６”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“４７２５１６”であり、符号ワードが“２４”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“４６０２５７”となる。その結果、２つの符号ワード、すなわち、符号ワード“１６”と符号ワード“２４”とのハミング距離は、５となる。ここで、最小ハミング距離＝５とは、すべて可能な２つの符号ワードに対して、符号ワード間のハミング距離が５以上となることを示す。

上記non-coherent変調器は、８進のチャンネル符号器から出力される符号ワードに対して直交変調方法を用い、このような直交変調に使用する直交ベクトルを図７に示す。すなわち、図７の直交ベクトル、例えば、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はＱＰＳＫ変調シンボルであって、次の数１のように示すことができる。

このとき、３ｘ３個の副搬送波群の８つの縁部の副搬送波は、図７に示したようなシンボルを伝送する。残った１つの中心部の副搬送波はパイロットシンボルを伝送する。ここで、パイロットシンボルは任意に設定されることができる。

より詳しくは、伝送しようとする５ビットの情報データが与えられると、送信機は、図８に応じて、符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を決定する。その後、一番目の３ｘ３個の副搬送波群にＡ０に該当する直交ベクトルを、二番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ１に該当する直交ベクトルを割り当てて伝送する。したがって、最後の六番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ５に該当する直交ベクトルを割り当て、図７に示した方法で直交ベクトルを伝送する。

一方、受信機は、送信機から伝送された伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器を通じて受信信号に関して、ＦＦＴを遂行する。次に、受信機内のnon-coherent復調器は、６つの３ｘ３個の副搬送波群に対して、８種類の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算する。その後、Ｍ進のチャンネル復号器は、３２種類のすべて可能な符号ワードに該当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算した後に、その計算値のうち、最大値を有する符号ワードに該当する情報データビットを、送信機が伝送したものとして決定する。

本発明の実施形態による高速フィードバック情報チャンネルに、周波数-時間軸上の資源は、図５に示したように、６つの３ｘ３個の副搬送波群が割り当てられる。ここで、データビットの数は６であり、Ｍ＝８進のチャンネル符号器を用いる。

図９は、本発明の実施形態による８進のチャンネル符号器から出力される６４種類の可能な符号ワードを示した図である。図９を参照すると、８進のチャンネル符号器は、情報データビットが入力されると、６４種類の符号ワードのうち、１つをnon-coherent復調器に出力する。ここで、８進のチャンネル符号器は、与えられた符号ワードの数及び長さに対して、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定される。このとき、図９から、４ビット情報伝送のための図６の符号ワードに比べて、符号ワードの数は４倍だけ増えたことがわかる。

しかしながら、符号ワードの数が４倍だけ増えるとしても、符号ワードのエラー確率特性に主な影響を与える最小ハミング距離は、まだ５である。すなわち、６４種類の可能な符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“３２”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“６７５１２４”であり、符号ワードが“４１”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“６４０３５２”となる。その結果、２つの符号ワード、すなわち、符号ワード“３２”と符号ワード“４１”とのハミング距離は、５となる。ここで、最小ハミング距離＝５とは、すべて可能な２つの符号ワードに対して、符号ワード間のハミング距離が５以上となることを示す。

さらに、図８のように３２個の符号ワードのみを用いて、５ビットのみを伝送することも可能なのは明らかである。

上記non-coherent変調器は、８進のチャンネル符号器から出力される符号ワードに対して直交変調を用い、このような直交変調に使用する直交ベクトルを図７に示す。すなわち、図７の直交ベクトル、例えば、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はＱＰＳＫ変調シンボルであって、数１のように示すことができる。

より詳しくは、伝送しようとする６ビットの情報データが与えられると、送信機は、図９に示したような符号ワードを通じて６つの副搬送波群に割り当てられて伝送される符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を決定する。その後、一番目の３ｘ３個の副搬送波群にＡ０に該当する直交ベクトルを、二番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ１に該当する直交ベクトルを割り当てて伝送する。このように最後の六番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ５に該当する直交ベクトルを割り当てて、図７に示した方法で直交ベクトルを伝送する。

一方、受信機は、送信機から伝送された伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器を通じて受信信号に関して、ＦＦＴを遂行する。次に、受信機内のnon-coherent復調器は、６つの３ｘ３個の副搬送波群の各々に対して、８種類の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算する。その後、Ｍ進のチャンネル復号器は、６４種類のすべて可能な符号ワードに該当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算した後に、その計算値のうち、最大値を有する符号ワードに該当する情報データビットを、送信機が伝送したものとして決定する。

以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより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(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のための送信機の構造を示した図である。従来の技術による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報受信のための受信機の構造を示した図である。本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のための送信機の構造を示した図である。本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報受信のための受信機の構造を示した図である。本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のために割り当てられる周波数-時間軸資源を示した図である。本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、１６種類の符号ワードを示した図である。本発明の実施形態によるnon-coherent変調器において、直交変調に使用する直交ベクトルを示した図である。本発明の実施形態による８進(8-ary)のチャンネル符号器から出力される３２種類の符号ワードを示した図である。本発明の実施形態による８進のチャンネル符号器から出力される６４種類の符号ワードを示した図である。

符号の説明

１１二進チャンネル符号器
１２変調器
１３ＩＦＦＴ器

Claims

直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法であって、
前記アップリンク高速フィードバック情報として情報データを選択するステップと、
前記選択された情報データに対応する予め設定された符号ワード集合から符号ワードを決定するステップと、
予め設定された変調パターンに基づき、前記決定された符合ワードに応じて直交変調を遂行することによって伝送シンボルを選択するステップと、
前記選択された伝送シンボルを副搬送波にマッピングするステップと、
前記マッピングされたシンボルに関して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を遂行するステップと、
前記ＩＦＦＴ処理されたマッピングされたシンボルを伝送するステップと、を具備し、
前記予め設定された符号ワード集合は、次のように定義され、

ここで、前記符号ワードの全数は、５ビットによって表現される３２であり、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５は、前記予め設定された直交ベクトル集合のベクトルインデックスを示すことを特徴する方法。
前記決定された符合ワードは、前記直交変調に使用されるべき直交ベクトルの集合を示し、前記予め設定された変調パターンは、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３によって示され、各々は、４位相偏移（ＱＰＳＫ）変調シンボルを示し、次のように表現されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
直交ベクトルの前記集合は、予め設定された直交ベクトル集合のうちから６個の直交ベクトルを含み、前記予め設定された直交ベクトル集合は、次のように示され、

ここで、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の各々は、前記ＱＰＳＫ変調シンボルであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法であって、
前記アップリンク高速フィードバック情報として情報データを選択するステップと、
前記選択された情報データに対応する予め設定された符号ワード集合から符号ワードを決定するステップと、
予め設定された変調パターンに基づき、前記決定された符合ワードに応じて直交変調を遂行することによって伝送シンボルを選択するステップと、
前記選択された伝送シンボルを副搬送波にマッピングするステップと、
前記マッピングされたシンボルに関して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を遂行するステップと、
前記ＩＦＦＴ処理されたマッピングされたシンボルを伝送するステップと、を具備し、
前記予め設定された符号ワード集合は、次のように定義され、

ここで、前記符号ワードの全数は、６ビットによって表現される６４であり、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５は、前記予め設定された直交ベクトル集合のベクトルインデックスを示すことを特徴する方法。
前記決定された符号ワードは、前記直交変調に使用されるべき直交ベクトルの集合を示し、前記予め設定された変調パターンは、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３によって示され、各々は、４位相偏移（ＱＰＳＫ）変調シンボルを示し、次のように表現されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
直交ベクトルの前記集合は、予め設定された直交ベクトル集合のうちから６個の直交ベクトルを含み、前記予め設定された直交ベクトル集合は、次のように示され、

ここで、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の各々は、前記ＱＰＳＫ変調シンボルであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、
前記アップリンク高速フィードバック情報として情報データを選択し、前記選択された情報データに対応する予め設定された符号ワード集合から符号ワードを決定するチャンネル符号器と、
予め設定された変調パターンに基づき、前記決定された符号ワードに応じて直交変調を遂行することによって伝送シンボルを選択し、前記選択された伝送シンボルを副搬送波にマッピングするnon-coherent変調器と、
前記マッピングされたシンボルに関して、ＩＦＦＴを遂行し、前記ＩＦＦＴ処理されたマッピングされたシンボルを伝送する逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)器と、を具備し、
前記予め設定された符号ワード集合は、次のように定義され、

ここで、前記符号ワードの全数は、５ビットによって表現される３２であり、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５の各々は、前記予め設定された直交ベクトル集合のベクトルインデックスを示すことを特徴とする装置。
前記決定された符号ワードは、前記直交変調に使用されるべき直交ベクトルの集合を示し、前記予め設定された変調パターンは、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３によって示され、各々は、４位相偏移（ＱＰＳＫ）変調シンボルを示し、次のように表現されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
直交ベクトルの前記集合は、予め設定された直交ベクトル集合のうちから６個の直交ベクトルを含み、前記予め設定された直交ベクトル集合は、次のように示され、

ここで、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の各々は、前記ＱＰＳＫ変調シンボルであることを特徴とする請求項８に記載の装置。
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、
前記アップリンク高速フィードバック情報として情報データを選択し、前記選択された情報データに対応する予め設定された符号ワード集合から符号ワードを決定するチャンネル符号器と、
予め設定された変調パターンに基づき、前記決定された符号ワードに応じて直交変調を遂行することによって伝送シンボルを選択し、前記選択された伝送シンボルを副搬送波にマッピングするnon-coherent変調器と、
前記マッピングされたシンボルに関して、ＩＦＦＴを遂行し、前記ＩＦＦＴ処理されたマッピングされたシンボルを伝送する逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)器と、を具備し、
前記予め設定された符号ワード集合は、次のように定義され、

ここで、前記符号ワードの全数は、６ビットによって表現される６４であり、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５の各々は、前記予め設定された直交ベクトル集合のベクトルインデックスを示すことを特徴とする装置。
前記決定された符号ワードは、前記直交変調に使用されるべき直交ベクトルの集合を示し、前記予め設定された変調パターンは、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３によって示され、各々は、４位相偏移（ＱＰＳＫ）変調シンボルを示し、次のように表現されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
直交ベクトルの前記集合は、予め設定された直交ベクトル集合のうちから６個の直交ベクトルを含み、前記予め設定された直交ベクトル集合は、次のように示され、

ここで、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３の各々は、前記ＱＰＳＫ変調シンボルであることを特徴とする請求項１１に記載の装置。