JP4903122B2 - 無線通信システム、受信装置、受信方法 - Google Patents
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Description
下りリンク(基地局装置から移動局への通信)では、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)方式が最も有力な候補となっている。OFDMA方式は、情報データに対して64QAM(64−ary Quadrature Amplitude Modulation:64値直交振幅変調)やBPSK(Binary Phase Shift Keying:2相位相変調)など受信状況に応じて異なる変調方式をかけて通信を行うOFDM信号を用いて、時間軸と周波数軸で構成される無線リソースを複数の移動端末装置で柔軟に割り当てて通信を行うシステムである。
そのため、上りリンク(移動局から基地局装置への通信)では、PAPRの低いシングルキャリア方式を基にした通信方式が望ましい。
D.Falconer、S.L.Ariyavisitakul、A.Benyamin−Seeyar、and B.Eidson、"Frequency Domain Equalization for Single−Carrier Broadband Wireless Systems、"IEEE Communications Magazine、vol.40、pp.58−66、April 2002.
例えば、等化の前に測定した受信SNRが6dBであったにも関わらず、等化後の受信SNRが符号間干渉や雑音強調の影響で実効的に5dBに相当するSNRになった場合、6dBで所要品質となる変調方式、符号化率を採用している場合には所要品質を満たせなくなるという問題があった。
このように、heq(l)やn(k)を推定するのにIFFTを用いるだけでなく、これらを計算してもさらに式(3)を用いる必要があり、受信SNRを計算するのに多くの演算が必要になることが分かる。
以下の実施形態においては、シングルキャリア伝送方式を用い、受信等化方式としてMMSE基準型のFDEを採用する場合について説明するが、MMSE基準型の周波数領域等化が採用できる方式であればDFT−S−OFDM(Discrete Fourier Transform Spread OFDM)方式やSC−ASA(Single Carrier with Adaptive Spectrum Allocation)方式のような波形を周波数領域で一旦割り当てて波形を周波数信号から再生成する方式、MC−CDM(Multi−Carrier Code Division Multiplexing)のような時間信号が複数の周波数信号に拡散されているものなどを採用しても良い。
図1は、本発明の第1の実施形態による送信装置100aの構成を示す概略ブロック図である。送信装置100aは、符号部1、検出部2、符号化率制御部3、パンクチャ部4、変調方式制御部5、変調部6、パイロット生成部7、パイロット多重部8、CP付加部9、無線部10、送信アンテナ11を備えている。
次に、パンクチャリングにより得られた符号ビットは、変調部6に入力され、設定された変調方式になるよう変調がなされる。このとき、変調方式制御部5が、設定された変調方式になるように制御する。
このとき同時に、パイロット生成部7において伝搬路の周波数応答を推定するためのパイロット信号が生成され、パイロット多重部8において変調部6で得られた変調信号と多重する。多重された送信信号はCP付加部9によりCPが付加され、無線部10により無線周波数帯にアップコンバートされ、送信アンテナ11から送信される。
また、LLRのインデックスについては、BPSKの場合は1BPSK信号に1ビットの情報が変調されるため、時間インデックスとビットのインデックスが一致し、同一のインデックスを用いている。さらに、QPSKの場合は1QPSK信号に2ビットの情報が変調されるため、1ビット目と2ビット目でそれぞれビットのインデックスは2k、2k+1となる。
なお、本実施形態では最も受信特性が良好なMMSE基準型のもので説明したが、ZF(Zero Forcing)基準型や等利得合成(EGC)、最大比合成(MRC)などでも等価振幅利得と等価雑音の分散を算出し、それを用いて式(8)を用いるという導出過程は同一であり、同様に算出できるので、ここでは説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本発明の送信装置の構成と受信装置の構成は、第1の実施形態の送信装置100a(図1)と受信装置200a(図2)の構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
また、16QAMや64QAMのLLRの算出式を式(9)、式(10)のように導出することはできるので、多値変調を用いた場合でも、出力LLRの関係は一意に決まり、1つの変調方式のLLRが分かれば各変調方式における相互情報量は相互に変換可能である。
このように得られた選択可能な全変調方式の相互情報量は、変調・符号化率決定部102に入力され、変調方式と符号化率の組み合わせが決定される。
このように、相互情報量を算出してそれを適応変調符号化方式に適用することで、周波数領域等化により残る符号間干渉や雑音強調の影響まで考慮した受信品質を把握でき、適応制御を適切に行うことができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本発明の送信装置の構成は、第1の実施形態の送信装置100a(図1)の構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
受信装置200cは、受信アンテナ201、無線部202、CP除去部203、パイロットコピー部204、伝搬路特性推定部205、分散推定部206、FFT部207、等化部208、IFFT部209、復調部210、パイロット分離部211、復号部212、変調・符号化率情報生成部213を備えている。
第1の実施形態の受信装置200aとの違いは、CPを除去した後にパイロット信号を分離するのではなく、伝搬路推定と雑音の分散の推定を行うためにコピーし、パイロット信号も等化するというところにある。パイロット信号の分離は、等化後の受信状況を算出するために復調部210の後で行う。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本発明の送信装置の構成と受信装置の構成は、第2の実施形態の送信装置と受信装置の構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
また、本発明はLLRに基づいて設定されるので、例えば、OFDM方式のようなマルチキャリア方式でも適用することができる。
Claims (5)
- 受信装置から通知された情報に基づいて変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を変更して送信する送信装置と、
無線伝搬路による歪みを周波数領域等化により等化する受信装置と、
を備える無線通信システムであって、
前記受信装置は、各送信ビットの信頼性に基づいて変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を設定し、
前記各送信ビットの信頼性は、対数尤度比より算出される相互情報量に基づくことを特徴とする無線通信システム。 - 受信装置から通知された情報に基づいて変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を変更して送信する送信装置と、
無線伝搬路による歪みを周波数領域等化により等化する受信装置と、
を備える無線通信システムであって、
前記受信装置は、各送信ビットの信頼性に基づいて変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を設定し、
前記各送信ビットの信頼性は、既知のビットが割り当てられた送信信号から算出される相互情報量に基づくことを特徴とする無線通信システム。 - 変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を変更する送信装置が送信した信号を受信する受信装置であって、
周波数領域で受信信号を等化する等化部と、
等化後の受信信号から送信ビットの信頼性を算出する復調部と、
前記復調部から得られた送信ビットの信頼性から相互情報量を算出する相互情報量算出部と、
前記相互情報量算出部から得られた相互情報量に基づいて変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を設定し、送信装置に通知する信号を生成する変調・符号化率情報生成部と、
を備え、
前記復調部は、等価振幅利得または等価雑音の分散により対数尤度比が算出されることを特徴とする受信装置。 - 前記相互情報量算出部は、前記復調部より出力された対数尤度比に基づくことを特徴とする請求項3に記載の受信装置。
- 変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を変更する送信装置が送信した信号を受信する受信装置を用いた受信方法であって、
周波数領域で受信パイロット信号を等化する等化過程と、
等化後の受信信号から送信ビットの信頼性を算出する復調過程と、
前記復調過程で得られた送信ビットの信頼性から相互情報量を算出する相互情報量算出過程と、
前記受信品質から変調方式または符号化率の少なくともいずれか一方を設定し、送信装置に通知する信号を生成する変調・符号化率情報生成過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
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