JP4847602B2 - Ｏｆｄｍ信号送信機及びｏｆｄｍ信号受信機 - Google Patents

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Description

本発明は、ＯＦＤＭ信号を送信するように構成されているＯＦＤＭ信号送信機及びＯＦＤＭ信号を受信するように構成されているＯＦＤＭ信号受信機に関する。
従来から、無線通信では、フェージングによるビット受信誤りを生じにくくするために、誤り訂正符号化を施した後に、連続する符号化シンボルを、時間軸上で異なるシンボル或いは周波数軸上でなるべく離れたサブキャリアに割り当てるインターリーブ処理が用いられている。
例えば、ＷＣＤＭＡシステムでは、２０ｍｓや６０ｍｓといった１ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：送信時間間隔）で送信するデータのインターリーブ処理が行われるように構成されている。
一方、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）では、複数のサブキャリアを用いて送信を行うため、図１に示すように、時間方向に加えて周波数方向のインターリーブをかけること可能となり、１ＴＴＩにおいて送信される全てのＯＦＤＭシンボルからなる送信データのブロックが、インターリーブの単位（以下、送信時間間隔ブロック）となっていた。
３ＧＰＰ ＴＳ２５.２１２ Ｖ７.３.０（２００６年１２月）
しかしながら、従来のインターリーブ処理を用いたＷＣＤＭＡシステムでは、受信機が、送信時間間隔ブロック単位に含まれる全てのデータを受信するまで、デインターリーブ処理及び復号処理を行うことができず、受信処理に遅延が発生するという問題点があった。
特に、遅延の要求条件の厳しいＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等のシステムでは、処理遅延の影響は、無視できない程大きくなってしまうという問題点があった。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、インターリーブ処理を行う場合であっても、受信処理における遅延を低減することができるＯＦＤＭ信号送信機及びＯＦＤＭ信号受信機を提供することを目的とする。
本発明の第１の特徴は、ＯＦＤＭ信号を送信するように構成されているＯＦＤＭ信号送信機であって、インターリーブブロック単位で、インターリーブ処理を行うように構成されているインターリーブ部と、前記インターリーブ処理が行われた前記インターリーブブロックに含まれるデータを用いてＯＦＤＭ信号生成処理を行い、生成された該ＯＦＤＭ信号を送信するように構成されているＯＦＤＭ信号生成部とを具備し、前記インターリーブブロックは、各送信時間間隔で送信されるデータからなる送信時間間隔ブロックの一部であることを要旨とする。
本発明の第１の特徴において、入力されたデータに対して符号化ブロック単位で符号化処理を行うように構成されている符号化部を具備し、前記インターリーブブロックは、前記符号化ブロックであってもよい。
本発明の第１の特徴において、前記インターリーブブロックは、所定数のＯＦＤＭシンボル長時間において所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロックであってもよい。
本発明の第２の特徴は、ＯＦＤＭ信号を受信するように構成されているＯＦＤＭ信号受信機であって、受信したＯＦＤＭ信号に対して、１ＯＦＤＭシンボル長時間ごとに受信処理を行うように構成されている受信部と、前記受信処理によって取得されたデータに対して、インターリーブブロック単位で、デインターリーブ処理を行うように構成されている複数のデインターリーブ部と、前記複数のデインターリーブ部の各々から出力されたデータに対して復号処理を行うように構成されている複数の復号部とを具備し、前記インターリーブブロックは、各送信時間間隔で送信されるデータからなる送信時間間隔ブロックの一部であることを要旨とする。
本発明の第２の特徴において、ＯＦＤＭ信号送信機は、入力されたデータに対して符号化ブロック単位で符号化処理を行うように構成されており、前記インターリーブブロックは、前記符号化ブロックであってもよい。
本発明の第２の特徴において、前記インターリーブブロックは、所定数のＯＦＤＭシンボル長時間において所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロックであってもよい。
以上説明したように、本発明によれば、インターリーブ処理を行う場合であっても、受信処理における遅延を低減することができるＯＦＤＭ信号送信機及びＯＦＤＭ信号受信機を提供することができる。この結果、高速伝送時においても、時間領域のインターリーブ効果が低減するものの、低遅延を実現することができる。
図１は、従来技術に係るＯＦＤＭ信号送信機のインターリーブ部の動作を説明するための図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機の機能ブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機のインターリーブ部の動作を説明するための図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信機の機能ブロック図である。 図５は、本発明の変更例１に係るＯＦＤＭ信号送信機のインターリーブ部の動作を説明するための図である。 図６は、本発明の変更例２に係るＯＦＤＭ信号送信機のインターリーブ部の動作を説明するための図である。
（本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機）
図２及び図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機１０の構成について説明する。
図２に示すように、本実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機１０は、ＣＲＣ付与部１１と、セグメント化部１２と、符号化部１３と、レートマッチング部１４と、インターリーブ部１５と、スクランブル部１６と、コンスタレーション再配置部１７と、変調部１８と、ＯＦＤＭマッピング部１９と、ＯＦＤＭ信号生成部２０とを具備している。
ＣＲＣ付与部１１は、上位レイヤから入力されたトランスポートブロック単位のデータ（ビット列）に対して、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：巡回冗長チェック方式）ビットを付与するように構成されている。
セグメント化部１２は、ＣＲＣビットが付与されたデータを、符号化ブロック単位にセグメント化するように構成されている。
符号化部１３は、セグメント化されたデータに対して符号化処理を行うように構成されている。すなわち、符号化部１３は、入力されたデータに対して符号化ブロック単位で符号化処理を行うように構成されている。例えば、符号化処理として、畳み込み符号化処理やターボ符号化処理等を用いることができる。
レートマッチング部１４は、符号化されたデータに対してレートマッチング処理を行うように構成されている。
インターリーブ部１５は、レートマッチング処理が行われたデータに対してインターリーブ処理を行うように構成されている。
具体的には、インターリーブ部１５は、インターリーブブロック単位でインターリーブ処理を行うように構成されている。ここで、送信時間間隔ブロックは、図３に示すように、１ＴＴＩにおいて送信される全てのＯＦＤＭシンボルによって送信可能なデータからなるブロックである。
また、インターリーブブロックは、各ＴＴＩで送信されるデータからなる送信時間間隔ブロックの一部である。例えば、インターリーブブロックは、図３に示すブロックＡ乃至Ｄを構成する全てのＯＦＤＭシンボルによって送信可能なデータからなるブロック（すなわち、符号化ブロック）であってもよい。
図３の例では、入力されたデータに対して、ブロックＡ乃至Ｄを構成する全てのＯＦＤＭシンボルによって送信可能なデータからなるブロック単位で符号化処理が行われるものとする。
スクランブル部１６は、インターリーブ処理が行われたデータ（ビット列）に対して、ビットレベルでのスクランブル処理を行うように構成されている。
コンスタレーション再配置部１７は、スクランブル処理が行われたデータに対して、コンスタレーション再配置処理（Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を行うように構成されている。例えば、コンスタレーション再配置部１７は、スクランブル処理が行われたデータに対して、後述のデータ変調処理で用いるコンスタレーション配置の種類を示すインディケータを付与するように構成されている。
変調部１８は、コンスタレーション再配置処理が行われたデータに対して、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭや６４ＱＡＭ等のデータ変調処理を行うように構成されている。
ＯＦＤＭマッピング部１９は、データ変調処理が行われたデータを、当該ＯＦＤＭ信号送信機１０に割り当てられたリソースブロック内のＯＦＤＭシンボルに対してマッピングするように構成されている。ここで、リソースブロックとは、各ＯＦＤＭ信号送信機１０に対して割り当てられた１ＴＴＩごとに送信可能なＯＦＤＭシンボルからなるブロックである。
具体的には、ＯＦＤＭマッピング部１９は、各シンボル長時間において、若番のサブキャリアに対応するＯＦＤＭシンボルから順番に、データ変調処理が行われたデータをマッピングするように構成されている。
ＯＦＤＭ信号生成部２０は、インターリーブ処理が行われたインターリーブブロックに含まれるデータを用いてＯＦＤＭ信号生成処理を行い、生成されたＯＦＤＭ信号を送信するように構成されている。
具体的には、ＯＦＤＭ信号生成部２０は、各ＯＦＤＭシンボルにマッピングされたデータに対して高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行った後、ガードインターバルを付与することによって、ＯＦＤＭ信号を生成するように構成されている。
なお、本発明に係るＯＦＤＭ信号送信機１０の構成は、図２に示す構成に限定されず、上述のインターリーブ部１５の機能を具備するものであれば、その他の構成であってもよい。
（本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信機）
図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信機３０の構成について説明する。
図４に示すように、本実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信機３０は、受信部３１と、復調部３２と、デスクランブル部３３と、複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎと、複数のレートマッチング部３５１…３５ｎと、複数の復号部３６１…３６ｎと、連結部３７と、ＣＲＣ検査部３８とを具備している。
受信部３１は、受信したＯＦＤＭ信号に対して、１ＯＦＤＭシンボル長時間ごとに受信処理を行うように構成されている。
具体的には、受信部３１は、受信したＯＦＤＭ信号に対して、ガードインターバルを削除してから並列直列変換処理を行い、その後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行うことによって、各サブキャリアに対応するＯＦＤＭシンボルを抽出するように構成されている。
復調部３２は、抽出されたＯＦＤＭシンボルについて、サブキャリアごとに復調処理を行った後、並列直列変換処理を行うように構成されている。
ここで、復調部３２は、上述のインターリーブブロック単位で、復調処理が行われたデータを、デスクランブル部３３に対して出力するように構成されていてもよい。すなわち、復調部３２は、上述の送信時間間隔ブロック単位を構成する全てのデータに対する復調処理が終了していなくても、上述のインターリーブブロック単位を構成する全てのデータに対する復調処理が終了していれば、かかるデータをデスクランブル部３３に対して出力するように構成されていてもよい。
デスクランブル部３３は、復調処理が行われたデータ（ビット列）に対してデスクランブル処理を行うように構成されている。
ここで、デスクランブル部３３は、上述のインターリーブブロック単位で、デスクランブル処理が行われたデータを、複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎのいずれかに対して出力するように構成されていてもよい。すなわち、デスクランブル部３３は、上述の送信時間間隔ブロック単位を構成する全てのデータに対するデスクランブル処理が終了していなくても、上述のインターリーブブロック単位を構成する全てのデータに対するデスクランブル処理が終了していれば、かかるデータを複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎのいずれかに対して出力するように構成されていてもよい。
複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎの各々は、デスクランブル部３３から出力されたデータに対して、上述のインターリーブブロック単位で、デインターリーブ処理を行うように構成されている。
なお、複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎの各々は、デスクランブル部３３から、インターリーブブロックを構成する全てのデータを受信した場合に、デインターリーブ処理を行うように構成されていてもよい。すなわち、複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎの各々は、上述の送信時間間隔ブロック単位を構成する全てのデータの受信が終了していなくても、上述のインターリーブブロック単位を構成する全てのデータの受信が終了していれば、かかるデータに対してデインターリーブ処理を行うように構成されていてもよい。
複数のレートマッチング部３５１…３５ｎの各々は、複数のデインターリーブ部３４１…３４ｎの各々から出力されたデータに対して、上述のＯＦＤＭ信号送信機１０において行われたレートマッチング処理に対応するレートマッチング処理を行うように構成されている。
複数の復号部３６１…３６ｎの各々は、複数のレートマッチング部３５１…３５ｎの各々から出力されたデータに対して、上述のＯＦＤＭ信号送信機１０において行われた復号処理に対応する復号処理を行うように構成されている。
連結部３７は、複数の復号部３６１…３６ｎの各々から出力されたデータを連結するように構成されている。
ＣＲＣ検査部３８は、連結部３７から出力されたデータに付与されているＣＲＣビットを用いて誤り訂正処理を行うように構成されている。また、ＣＲＣ検査部３８は、誤り訂正処理を行った後、かかるデータからＣＲＣビットを削除することによって、トランスポートブロック単位のデータ（ビット列）を復元して上位レイヤに送信するように構成されている。
なお、本発明に係るＯＦＤＭ信号送信機１０及びＯＦＤＭ信号受信機３０の構成は、上述した構成に限定されず、その他の構成であってもよい。
上述の例では、ＯＦＤＭ信号送信機１０において、レートマッチング部１４とインターリーブ部１５とによって、レートマッチング処理とインターリーブ処理とを別々に行うように構成されていたが、例えば、レートマッチング部１４のみによって、インターリーブ処理を含むレートマッチング処理を行うように構成されていてもよい。また、この場合、ＯＦＤＭ信号受信機３０において、複数のレートマッチング部３５１…３５ｎの各々が、デインターリーブ処理を含むレートマッチング処理を行うように構成されていてもよい。
（本発明の第１の実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機及びＯＦＤＭ信号受信機の作用・効果）
本実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信機１０及びＯＦＤＭ信号受信機３０によれば、送信時間間隔ブロックを構成する全てのデータを受信する前に、インターリーブブロック単位で、逐次、並行して復号処理を行うことができるため、受信処理における遅延を大幅に低減することができる。
（変更例１）
変更例１において、インターリーブブロックは、所定数のＯＦＤＭシンボル長時間において所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロックである（符号化ブロックであるか否かに関係ない）。
すなわち、インターリーブ部１５は、所定数のＯＦＤＭシンボル長時間において所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロック単位で、インターリーブ処理を行うように構成されている。
例えば、図５に示すように、インターリーブ部１５は、１つのＯＦＤＭシンボル長時間において全てのサブキャリアで送信されるデータからなるブロックＸ１単位で、インターリーブ処理を行うように構成されていてもよい。
なお、図５に示すように、１つのＯＦＤＭシンボル長時間において複数の符号化ブロックＸ２が多重されている場合、インターリーブ部１５は、かかる符号化ブロック単位で、インターリーブ処理を行うように構成されていてもよいし、かかるＯＦＤＭシンボル長時間に多重されている全ての符号化ブロックを含むブロック単位で、インターリーブ処理を行うように構成されていてもよい。
また、インターリーブ部１５は、符号化ブロック単位に関係なく、所定数のＯＦＤＭシンボル長時間において所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロックＸ３単位やブロックＸ４単位で、インターリーブ処理を行うように構成されていてもよい。
（変更例２）
図６を参照して、本発明の変更例２について説明する。
変更例２において、インターリーブ部１５は、一定数のデータによって構成されるインターリーブブロック単位で、インターリーブ処理を行うように構成されている。すなわち、変更例２では、インターリーブブロックを構成するデータ数が、データの伝送速度に関らず一定である。
変更例２では、図６（ａ）に示すように、高速伝送時には、例えば、１つのＯＦＤＭシンボル長時間において全てのサブキャリアで送信されるデータからなるブロック単位で（すなわち、インターリーブブロック＃１乃至＃４ごとに）、インターリーブ処理を行うように構成されているため、ＯＦＤＭ信号受信機３０における処理遅延を低減することができる。
一方、図６（ｂ）に示すように、低速伝送時には、例えば、１ＴＴＩに渡って、インターリーブ処理を行う、すなわち、１ＴＴＩにおいて所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロック単位で（すなわち、インターリーブブロックＡで）、インターリーブ処理を行うように構成されているため、処理遅延の増大なく、時間領域のインターリーブ効果を得ることができる。
ここで、図６（ａ）に示すように、１ＴＴＩにおいて４つのインターリーブブロック＃１乃至＃４を構成する全てのＯＦＤＭシンボルによって送信可能なデータを送信する場合を「高速伝送時」と定義し、図６（ｂ）に示すように、１ＴＴＩにおいて１つのインターリーブブロックＡを構成する全てのＯＦＤＭシンボルによって送信可能なデータを送信する場合を「低速伝送時」と定義している。
図６（ａ）に示すように、高速伝送時には、ＯＦＤＭ信号受信機３０は、送信時間間隔ブロックを受信した後、「データ復調処理等の遅延時間Ｘ１」＋「データ復号処理遅延時間Ｘ２」により算出される遅延時間後に、１ＴＴＩにおいて送信されたデータについての受信処理を完了する。
また、図６（ｂ）に示すように、低速伝送時にも、ＯＦＤＭ信号受信機３０は、送信時間間隔ブロックを受信した後、「データ復調処理等の遅延時間Ｘ１」＋「データ復号処理遅延時間Ｘ２」により算出される遅延時間後に、１ＴＴＩにおいて送信されたデータについての受信処理を完了する。
したがって、高速伝送時も、低速伝送時も、ＯＦＤＭ信号受信機３０におけるデータの受信処理の遅延時間は等しくなる。ただし、データ復号処理遅延時間Ｘ２は、１ＯＦＤＭシンボル長時間に等しいものとする。
この結果、ＯＦＤＭ信号送信機１０とＯＦＤＭ信号受信機３０との間で動作するＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）プロセスにおいて、伝送速度に依存することなく、一定の短いＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を設定することができる。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
１０…ＯＦＤＭ信号送信機１１…ＣＲＣ付与部１２…セグメント化部１３…符号化部１４、３５１、３５ｎ…レートマッチング部１５…インターリーブ部１６…スクランブル部１７…コンスタレーション再配置部１８…変調部１９…ＯＦＤＭマッピング部２０…ＯＦＤＭ信号生成部３０…ＯＦＤＭ信号受信機３１…受信部３２…復調部３３…デスクランブル部３４１、３４ｎ…デインターリーブ部３６１、３６ｎ…復号部３７…連結部３８…ＣＲＣ検査部

Claims (5)

  1. ＯＦＤＭ信号を受信するように構成されているＯＦＤＭ信号受信機であって、
    受信したＯＦＤＭ信号に対して、１ＯＦＤＭシンボル長時間ごとに受信処理を行うように構成されている受信部と、
    前記受信処理によって取得されたデータに対して、インターリーブブロック単位で、デインターリーブ処理を行うように構成されている複数のデインターリーブ部と、
    前記複数のデインターリーブ部の各々から出力されたデータに対して復号処理を行うように構成されている複数の復号部とを具備し、
    前記インターリーブブロックは、各送信時間間隔で送信されるデータからなる送信時間間隔ブロックの一部であるとともに、符号化後の符号化ブロックであり、
    ＯＦＤＭ信号送信機は、入力されたデータに対して符号化ブロック単位で符号化処理を行うように構成されており、低周波数側のサブキャリアから順番に、前記インターリーブブロックに含まれるデータをマッピングし、途中のサブキャリアにおいて、当該インターリーブブロックに含まれるデータに対するマッピングを終了した場合に、当該途中のサブキャリアの高周波数側のサブキャリアから、次のインターリーブブロックに含まれる同一のＯＦＤＭ信号受信機に対するデータに対するマッピングを開始することを特徴とするＯＦＤＭ信号受信機。
  2. 前記インターリーブブロックは、所定数のＯＦＤＭシンボル長時間において所定数のサブキャリアで送信されるデータからなるブロックであることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信機。
  3. ＯＦＤＭ信号を受信するように構成されているＯＦＤＭ信号受信機であって、
    データに対して、符号化ブロック単位で符号化処理が実行され、かつ符号化処理を実行したデータに対して、インターリーブブロック単位でインターリーブ処理が実行された後、前記インターリーブブロックに含まれるデータを用いて生成されたＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
    前記受信部において受信したＯＦＤＭ信号を処理する処理部とを備え、
    前記インターリーブブロックは、各送信時間間隔で送信されるデータからなる送信時間間隔ブロックの一部であり、前記インターリーブブロックの大きさは、符号化後の符号化ブロックの大きさと同一であり、
    前記受信部において受信されるＯＦＤＭ信号では、低周波数側のサブキャリアから順番に、前記インターリーブブロックに含まれるデータがマッピングされ、途中のサブキャリアにおいて、当該インターリーブブロックに含まれるデータに対するマッピングが終了した場合に、当該途中のサブキャリアの高周波数側のサブキャリアから、次のインターリーブブロックに含まれる同一のＯＦＤＭ信号受信機に対するデータに対するマッピングが開始されていることを特徴とするＯＦＤＭ信号受信機。
  4. 前記インターリーブブロックの大きさは、ＯＦＤＭシンボルに含まれたサブキャリアの数とは無関係であることを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信機。
  5. ＯＦＤＭ信号を受信する受信方法であって、
    データに対して、符号化ブロック単位で符号化処理が実行され、かつ符号化処理を実行したデータに対して、インターリーブブロック単位でインターリーブ処理が実行された後、前記インターリーブブロックに含まれるデータを用いて生成されたＯＦＤＭ信号を受信するステップと、
    受信したＯＦＤＭ信号を処理するステップとを備え、
    前記インターリーブブロックは、各送信時間間隔で送信されるデータからなる送信時間間隔ブロックの一部であり、前記インターリーブブロックの大きさは、符号化後の符号化ブロックの大きさと同一であり、
    前記受信するステップにおいて受信されるＯＦＤＭ信号では、低周波数側のサブキャリアから順番に、前記インターリーブブロックに含まれるデータがマッピングされ、途中のサブキャリアにおいて、当該インターリーブブロックに含まれるデータに対するマッピングが終了した場合に、当該途中のサブキャリアの高周波数側のサブキャリアから、次のインターリーブブロックに含まれる同一のＯＦＤＭ信号受信機に対するデータに対するマッピングが開始されていることを特徴とする受信方法。
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