JP5111512B2 - 送信装置、受信装置、通信システム及び送信方法 - Google Patents

送信装置、受信装置、通信システム及び送信方法 Download PDF

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Description

本発明は、送信装置、受信装置、通信システム及び送信方法に関する。
本願は、2007年9月21日に、日本に出願された特願2007−245649号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
無線インタフェースの基本技術として用いられるMC−CDMA(Multi−Carrier Code Division Multiple Access:マルチキャリア符号分割多元接続)方式、OFCDM(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing:直交周波数・符号分割多重)方式の送信側では、情報シンボルを拡散率分の連続するサブキャリアに繰り返し(コピーし)、繰り返したサブキャリアに亘って拡散符号を乗算する(以下、これを周波数軸拡散と呼ぶ)。
サブキャリアのシンボルは、分離可能な拡散符号で周波数軸拡散されているため、コード多重を行うことが可能となる。受信側では、所望の情報シンボルが拡散されている拡散符号を用いて逆拡散することにより、所望の情報シンボルを抽出し、各サブキャリアで伝送された情報を復元することで復調処理が行われる。
以上のように動作するMC−CDMA方式、OFCDM方式については、例えば、非特許文献1に記載されている。MC−CDMA方式、OFCDM方式の受信側において、コード多重された信号から精度よく情報シンボルを得るためには、拡散符号系列間の直交性が良好に維持されていることが必要である。しかしながら、移動体通信環境では、周波数選択性フェージングにより、情報シンボルを表す信号の振幅、位相が変動し、符号間の直交性が崩れることがある。
図18は、送信機から受信機に送信された信号がフェージングを受けていない場合の逆拡散処理の結果の一例を示す図である。図18のグラフにおいて、横軸は周波数fを示しており、縦軸は受信電力pを示している。
図18に示すように、各サブキャリアに亘ってチャネルCH1にはC8.1の拡散符号(1,1,1,1,1,1,1,1)が各々乗算され、チャネルCH2にはC8.2の拡散符号(1,1,1,1,−1,−1,−1,−1)が各々乗算される。そして、チャネルCH1、チャネルCH2がコード多重された信号がフェージングを受けていない伝搬路を通り、受信側において受信される。図18では、この多重された信号について、チャネルCH1に乗算されているC8.1の拡散符号(1,1,1,1,1,1,1,1)で逆拡散処理を行った場合を示している。
逆拡散処理の結果、C8.1の拡散符号(1,1,1,1,1,1,1,1)が乗算されているチャネルCH1の成分は8となり、C8.2の拡散符号(1,1,1,1,−1,−1,−1,−1)が乗算されているチャネルCH2の成分は0となり、かくしてチャネルCH1の信号を抽出することができる。すなわち、チャネルCH2は、チャネルCH1に対して直交性が維持されている。
図19は、送信機から受信機に送信された信号がフェージングを受けている場合の逆拡散処理の結果の一例を示す図である。図19のグラフにおいて、横軸は周波数fを示しており、縦軸は受信電力pを示している。
図19に示すように、フェージングの結果、各サブキャリアに亘ってチャネルCH1にはC´8.1の拡散符号(1,1,1,1,0.25,0.25,0.25,0.25)が各々乗算され、チャネルCH2にはC´8.2の拡散符号(1,1,1,1,−0.25,−0.25,−0.25,−0.25)が各々乗算され、チャネルCH1、チャネルCH2がコード多重された信号がフェージングを受けた伝搬路を通り、受信側において受信されるとみなすことができる。図19では、この多重された信号について、チャネルCH1のC8.1の拡散符号(1,1,1,1,1,1,1,1)で逆拡散処理を行った場合を示している。
逆拡散処理の結果、チャネルCH1の成分が5となり、チャネルCH2の成分が3となり、結果として5+3=8の大きさの復調信号が得られるものの、CH1に対してCH2の干渉成分が生じており、直交性が崩れている。
図19のように、受信側において、拡散符号系列間の直交性が崩れた状態で逆拡散処理をおこなうと、所望の情報シンボル以外の信号による干渉成分が大きくなり、精度よく情報シンボルを抽出することができなくなり、伝送品質が劣化してしまう問題が生じる。
このような問題を解決する手法として、非特許文献2、非特許文献3に示すような逐次型干渉キャンセラ(SIC:Successive Interference Canceller)がある。非特許文献2、非特許文献3に開示されているSICは、コード多重している受信信号の中で、各チャネル信号の受信信号電力、あるいは、受信信号電力対干渉電力及び雑音電力比(SINR:Signal to Interference plus Noise power Ratio)の大きいチャネル信号から順に、逆拡散、復調、復号し、情報シンボルの判定信号を得て、さらにその判定結果を用いて作成したレプリカ信号を受信信号から差し引いていく手順を使用している。
このような手順を繰り返すことで、所望のチャネル信号以外の信号を精度よく取り除くことができ、拡散符号系列間の直交性の崩れに起因する特性劣化を抑えることが可能となる。
このように、各チャネルの受信信号電力あるいは、SINRにより決定した信号検出順により高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)の出力信号を順に減算した信号から各チャネルの情報信号を算出することにより、拡散符号系列の直交性の崩れによる特性劣化を抑えることが可能となる。
前田、新、安部田、佐和橋著「2次元拡散を用いるVSF−OFCDMとその特性」、電子情報通信学会技術報告RCS2002−61、2002年5月 石原、武田、安達著「DS−CDMA周波数領域MAIキャンセラ」、電子情報通信学会技術報告RCS2004−316、2005年1月 秋田、須山、府川、鈴木著「MC−CDMAの送信電力制御を用いた下り回線における干渉キャンセラ」、電子情報通信学会技術報告RCS2002−35、2002年4月
しかしながら、非特許文献2、非特許文献3に示すSICでは、各チャネル信号の受信信号電力、SINRなどの受信状態の推定結果に基づいてチャネル信号検出順を決定しなければならない。このため、無線受信装置側で、受信状態推定結果を比較して検出順を決定するという処理が必要となり、処理量が大きいという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のチャネルが多重された信号を送信装置から受信した受信装置が、適切な順序で各コードチャネルを検出することができ、受信装置における処理量を減少させることができる送信装置、受信装置、通信システム及び送信方法を提供することにある。
(1) 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による送信装置は、受信装置と通信する送信装置であって、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部と、前記多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信部と、を備える。
本発明では、送信パラメータ制御部が、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定し、送信部が、多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信するようにしたため、複数のチャネルが多重された信号を送信装置から受信した受信装置が、適切な順序で各コードチャネルを検出することができ、受信装置における処理量を減少させることができる。
(2) また、本発明の一態様による送信装置は、前記多重するチャネルの送信パラメータを用いて、前記多重するチャネルの信号検出順を決定する信号検出順決定部を備え、前記送信部は、前記信号検出順決定部が決定した前記信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する。
(3) また、本発明の一態様による送信装置は、多重するチャネルの信号検出順を決定する信号検出順決定部を備え、前記送信パラメータ制御部は、前記信号検出順を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定し、前記送信部は、前記信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する。
(4) また、本発明の一態様による送信装置の前記送信部は、前記送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、前記信号検出順を示す検出順情報とを前記受信装置に送信する。
(5) また、本発明の一態様による送信装置において、前記信号検出順を示す情報は、前記信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを示す送信パラメータ制御情報であり、前記送信部は、前記送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、前記送信パラメータ制御情報とを前記受信装置に送信する。
(6) また、本発明の一態様による送信装置において、前記信号検出順を示す情報は、前記信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを用いて生成されたデータ信号であり、前記送信部は、前記データ信号を前記受信装置に送信する。
(7) また、本発明の一態様による送信装置の前記送信パラメータ制御部は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信電力が他のチャネルの送信電力とは異なるように設定し、前記送信部は、チャネルの送信電力の違いを用いて前記信号検出順を送信する。
(8) また、本発明の一態様による送信装置は、前記信号検出順として、送信電力を高く設定したチャネルほど信号検出順を早くする信号検出順決定部を備える。
(9) また、本発明の一態様による送信装置は、前記送信パラメータ制御部は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの変調方式及び符号化率が他のチャネルの変調方式及び符号化率とは異なるように設定し、前記送信部は、チャネルの変調方式及び符号化率の違いを用いて前記信号検出順を送信する。
(10) また、本発明の一態様による送信装置は、前記信号検出順として、伝送レートの低い変調方式及び符号化率を設定したチャネルほど信号検出順を早くする信号検出順決定部を備える。
(11) また、本発明の一態様による送信装置の前記送信パラメータ制御部は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの変調方式及び符号化率と送信電力が他のチャネルの変調方式及び符号化率と送信電力とは異なるように設定し、前記送信部は、チャネルの変調方式及び符号化率と送信電力の違いを用いて前記信号検出順を送信する。
(12) また、本発明の一態様による送信装置は、前記多重するチャネルをコード多重する多重部を備える。
(13) また、本発明の一態様による送信装置は、前記多重するチャネルを空間多重する多重部を備える。
(14) また、本発明の一態様による受信装置は、送信装置と通信する受信装置であって、前記送信装置から信号検出順を取得する検出順取得部と、前記検出順取得部が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を検出する信号検出部と、を備える。
(15) また、本発明の一態様による受信装置において、前記複数のチャネルはコード多重されており、前記複数のチャネルに割り当てられた信号を分離する分離部を備える。
(16) また、本発明の一態様による受信装置は、前記複数のチャネルは空間多重されており、前記複数のチャネルに割り当てられた信号を分離する分離部を備える。
(17) また、本発明の一態様による通信システムは、送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、前記送信装置は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部と、前記多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信部とを備え、前記受信装置は、前記送信装置から信号検出順を取得する検出順取得部と、前記検出順取得部が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を検出する信号検出部とを備える。
(18) また、本発明の一態様による通信システムは、前記送信装置は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部を備え、前記送信装置の送信部は、前記送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、多重するチャネルの信号検出順を示す検出順情報とを前記受信装置に送信し、前記受信装置の検出順取得部は、前記検出順情報から信号検出順を取得し、前記受信装置の信号検出部は、前記検出順取得部が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を検出する。
(19) また、本発明の一態様による通信システムは、前記送信装置の送信部は、前記送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、多重するチャネルの信号検出順を示す情報として、前記信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを示す送信パラメータ制御情報とを前記受信装置に送信し、前記受信装置の検出順取得部は、前記送信パラメータ制御情報から、前記送信パラメータに関連付けられた信号検出順を取得する。
(20) また、本発明の一態様による通信システムは、前記送信装置の送信部は、多重するチャネルの信号検出順を示す情報として、前記信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを用いて生成されたデータ信号を前記受信装置に送信し、前記受信装置の検出順取得部は、前記データ信号に適用された送信パラメータを推定し、前記推定した送信パラメータから信号検出順を取得する。
(21) また、本発明の一態様による送信方法は、受信装置と通信する送信装置を用いた送信方法であって、前記送信装置は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御過程と、前記多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信過程と、を実行する。
本発明の送信装置、受信装置、通信システム及び送信方法では、複数のチャネルが多重された信号を無線送信装置から受信した無線受信装置が、適切な順序で各コードチャネルを検出することができ、無線受信装置における処理量を減少させることができる。
本発明の第1の実施形態による無線送信装置100aの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態で用いるMCS情報の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態で使用する検出順の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態による無線受信装置200aの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態による受信データ検出部407(図4)の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態による逐次キャンセラ部502の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるコードチャネルレプリカ生成部603−mの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態による無線受信装置200aの受信処理を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による無線送信装置100bの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態による無線受信装置200bの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態で用いるテーブルを示す図である。 本発明の第2の実施形態による無線受信装置の受信データ検出部407の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態で用いるテーブルを示す図である。 本発明の第3の実施形態による無線受信装置の受信データ検出部407の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態による受信電力取得部1203(図14)の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第4の実施形態で用いるテーブルを示す図である。 本発明の第4の実施形態による無線受信装置の受信データ検出部407の構成を示す概略ブロック図である。 送信機から受信機に送信された信号がフェージングを受けていない場合の逆拡散処理の結果の一例を示す図である。 送信機から受信機に送信された信号がフェージングを受けている場合の逆拡散処理の結果の一例を示す図である。
符号の説明
100a・・・無線送信装置、101−u・・・コードチャネル信号生成部、102・・・マルチプレクス部、103・・・IFFT部、104・・・GI挿入部、105・・・D/A変換部、106・・・無線送信部、107・・・適応変調制御部、108・・・通知情報生成部、109・・・パイロット生成部、110・・・無線受信部、111・・・A/D変換部、112・・・デマルチプレクス部、113・・・復調部、114・・・復号部、115・・・符号部、116・・・変調部、117・・・拡散部、200a・・・無線受信装置、401・・・受信アンテナ、402・・・無線受信部、403・・・A/D変換部、404・・・GI除去部、405・・・FFT部、406・・・デマルチプレクス部、407・・・受信データ検出部、408・・・伝搬路推定部、409・・・適応復調制御部、410・・・MCS決定部、411・・・報告情報生成部、412・・・符号部、413・・・変調部、414・・・マルチプレクス部、415・・・D/A変換部、416・・・無線送信部
以下、図面を参照し、本発明の第1〜第4の実施形態について説明する。始めに、本発明の第1の実施形態について説明する。なお、本発明は、携帯電話系システムにおいて、基地局装置から移動局装置への下り回線を利用した新たなデータ伝送システムに関する。
基地局装置および移動局装置はそれぞれ送受信機能を有するが、本発明は、上記のようにその骨子が基地局装置から移動局装置への無線通信にあるので、説明の便宜上、前者を無線送信装置と称し、後者を無線受信装置と称する。しかし、本発明は、上記のような基地局装置と移動局装置間の無線通信に限定されない。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による無線送信装置100aの構成を示す概略ブロック図である。
無線送信装置100a(送信装置とも称する)は、コードチャネル信号生成部101−u、マルチプレクス部102(多重部とも称する)、IFFT(逆高速フーリエ変換:Inverse Fast Fourier Transform)部103、GI(ガードインターバル:Guard Interval)挿入部104、D/A(デジタル/アナログ:Digital/Analog)変換部105、無線送信部106(送信部とも称する)、適応変調制御部107(送信パラメータ制御部とも称する)、通知情報生成部108(信号検出順決定部とも称する)、パイロット生成部109、無線受信部110、A/D(アナログ/デジタル:Analog/Digital)変換部111、デマルチプレクス部112、復調部113、復号部114を備えている。
また、コードチャネル信号生成部101−uはそれぞれ、符号部115、変調部116、拡散部117を備えている。
なお、コードチャネル信号生成部は全部でu個設けられているが、第uユーザに関係するコードチャネル信号生成部101−uをもって代表して表示した。
第uユーザの送信データは、まずコードチャネル信号生成部101−uに入力され、各コードチャネル信号が生成される。コードチャネル信号生成部101−uでは、符号部115で畳み込み符号、ターボ符号等の誤り訂正符号を用いて誤り訂正符号化される。誤り訂正符号化された送信データは、変調部116でQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4値位相偏移変調)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation:16値直交振幅変調)等の変調シンボルにマッピングされる。
符号部115における符号化率、変調部116における変調方式は適応変調制御部107から出力される適応変調制御情報に基づいて決まる。適応変調制御情報は、例えば、送信データ毎、送信データの送信先である無線受信装置毎、またはチャネル毎のMCS(Modulation and Coding Sheme:変調・符号化形式)を示す情報であるが、以降の実施形態では、適応変調制御情報(送信パラメータ制御情報)は、コードチャネル毎のMCSを示す情報である場合について説明する。なお、本実施形態では、適応変調制御情報は必ずしもこれに限るものではない。
図2は、本発明の第1の実施形態で用いるMCS情報の一例を示す図である。MCSは、変調方式と符号化率の組み合わせを示したものであり、MCSの数値が大きくなるにつれて伝送レートも大きくなる。ここでは、例えば、MCSが1の場合には、変調方式がQPSKであり1シンボルあたりの情報量は2ビットであり、符号化率が1/3が対応付けられている。
さらに、図2において、MCSが2のときは、変調方式がQPSKであり1シンボルあたりの情報量は2ビットであり、符号化率が1/2である。MCSが3のときは、変調方式が16QAMであり1シンボルあたりの情報量は4ビットであり、符号化率は1/3である。MCSが4のときは変調方式がQPSKであり1シンボルあたりの情報量は2ビットであり、符号化率は3/4である。MCSが7のときは変調方式が64QAMであり1シンボルあたりの情報量は6ビットであり、符号化率は3/4である。MCSが8のときは、変調方式は64QAMであり1シンボルあたりの情報量は6ビットであり、符号化率は3/4である。つまり、MCSが1から8に増加するにつれて、変調方式による1シンボルあたりの情報量と、符号化率との積は増加しており、伝送レートは増加するものの、受信品質は減少する。
図1に戻り、コードチャネル信号生成部101−uの出力は、他のコードチャネル信号生成部の出力とともに、マルチプレクス部102に入力され、通知情報生成部108の出力である制御信号(適応変調制御情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける変調方式および符号化率を示す情報)と検出順の情報とを受信装置に通知するための信号)と、パイロット信号生成部109の出力であるパイロット信号とともに多重される。すなわち、適応変調制御情報と検出順の情報との信号は、新たな無線リソースを用いて送信される。
マルチプレクス部102の出力は、IFFT部103で周波数時間変換され、GI挿入部104でガードインターバルが挿入され、D/A変換部105でD/A変換され、無線送信部106で無線周波数に変換され、アンテナ118から無線受信装置に送信される。
適応変調制御情報は、例えば、移動局装置である相手方の無線受信装置から送信された信号に基づいて生成される。まず、アンテナ118で受信された信号は、無線受信部110においてベースバンド信号に変換され、A/D変換部111でA/D変換される。
A/D変換部111の出力は、デマルチプレクス部112において、データシンボル系列と報告情報用シンボル系列とに分離される。デマルチプレクス部112から出力されたデータシンボル系列は、復調部113で復調処理を、復号部114で誤り訂正復号処理を施され、受信データが取り出される。
一方、デマルチプレクス部112から出力された報告情報用シンボル系列は、適応変調制御部107に入力される。適応変調制御部107は、報告情報用シンボル系列が示す報告情報に基づき、例えば、変調方式や符号化率のような適応変調を行うための情報(適応変調制御情報)を生成し、生成した適応変調制御情報を符号部115と変調部116に出力する。さらに、適応変調制御部107は、通知情報生成部108に適応変調制御情報を出力し、通知情報生成部108では、検出順を決定し、適応変調制御情報と検出順を示す検出順情報とを無線受信装置に通知するための制御信号を生成する。なお、ここでは、まず適応変調制御部107が適応変調制御情報を決定し、通知情報生成部108が適応変調制御情報に基づいて検出順を決定する場合について説明するが、必ずしもこの順でなくても良い。例えば、適応変調制御部107が検出順を決定し、決定した検出順に基づいて適応変調制御情報を生成しても良い。この場合、通知情報生成部108は検出順を決定する必要はなく、適応変調制御部107が決定した検出順を示す検出順情報を生成すれば良い。適応変調制御情報と検出順との関係については後述する。
図3は、本発明の第1の実施形態で使用する検出順の一例を示す図である。図3では、コードチャネルに対応するコード番号C、C、C、・・・、Cと検出順1、2、3、・・・、Nとが対応付けられている。コードチャネルとして、コード番号Cからコード番号CのN個(Nは2又は2よりも大きな自然数)の拡散符号に対応するチャネルが用いられた場合に、コード番号C→C→C→・・・→Cの順に、すなわち伝送レートの小さいものから大きいものへの順に検出することを示しており、検出順情報はこれらの順を示す情報である。
本実施形態による無線送信装置100aでは、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータ(本実施形態では、変調方式及び符号化率)が異なるように適応変調制御部107が設定し、多重するチャネルの信号検出順を示す情報(図3参照)を無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにしたが、これに限定されるものではない。
例えば、本実施形態において、多重するチャネルの送信パラメータを用いて、多重するチャネルの信号検出順を通知情報生成部108が決定し、通知情報生成部108が決定した信号検出順を示す情報を無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにしても良い。
また、本実施形態において、多重するチャネルの信号検出順を通知情報生成部108が決定し、その信号検出順を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように適応変調制御部107が設定し、その信号検出順を示す情報を無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにしても良い。
また、本実施形態において、送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、信号検出順を示す検出順情報とを、無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにしても良い。
また、本実施形態において、信号検出順を示す情報を、信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを示す適応変調制御情報(送信パラメータ制御情報)とし、送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、適応変調制御情報とを無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにしても良い。
また、本実施形態において、信号検出順を示す情報を、信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを用いて生成されたデータ信号とし、データ信号を無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにしても良い。
また、本実施形態において、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信電力が他のチャネルの送信電力とは異なるように適応変調制御部107が設定し、チャネルの送信電力の違いを用いて信号検出順を無線送信部106が送信するようにしても良い。例えば、適応変調制御部107は、信号検出順として、送信電力を高く設定したチャネルほど信号検出順を早くするようにしても良い。
また、本実施形態において、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの変調方式及び符号化率が他のチャネルの変調方式及び符号化率とは異なるように適応変調制御部107が設定し、チャネルの変調方式及び符号化率の違いを用いて信号検出順を無線送信部106が無線受信装置200aに送信するようにしても良い。例えば、適応変調制御部107は、信号検出順として、伝送レートの低い変調方式及び符号化率を設定したチャネルほど信号検出順を早くするようにしても良い。
また、本実施形態において、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの変調方式及び符号化率と送信電力が他のチャネルの変調方式及び符号化率と送信電力とは異なるように適応変調制御部107が設定し、チャネルの変調方式及び符号化率と送信電力の違いを用いて信号検出順を無線送信部106が無線受信装置200aに送信するようにしても良い。
また、本実施形態において、多重するチャネルをマルチプレクス部102がコード多重するようにしても良いし、多重するチャネルをマルチプレクス部102が空間多重するようにしても良い。
図4は、本発明の第1の実施形態による無線受信装置200aの構成を示す概略ブロック図である。無線受信装置200a(受信装置とも称する)は、例えば、第uユーザの移動局装置である通信先の端末である。無線受信装置200aは、受信アンテナ401、無線受信部402(検出順取得部とも称する)、A/D変換部403、GI除去部404、FFT(高速フーリエ変換:Fast Fourier Transform)部405、デマルチプレクス部406(分離部とも称する)、受信データ検出部407(信号検出部とも称する)、伝搬路推定部408、適応復調制御部409、MCS決定部410、報告情報生成部411、符号部412、変調部413、マルチプレクス部414、D/A変換部415、無線送信部416を備えている。
無線受信装置200aでは、アンテナ401で無線送信装置から送信された符号多重された信号が受信される。受信された信号は無線受信部402でベースバンド信号に変換され、A/D変換部403でA/D変換され、GI除去部404でガードインターバルが除去され、FFT部405で時間周波数変換される。
FFT部405の出力は、デマルチプレクス部406に入力され、無線送信装置100a側で多重されたパイロット信号と制御信号を分離する。パイロット信号は伝搬路推定部408に入力され、制御信号は適応復調制御部409に入力される。伝搬路推定部408は、パイロット信号に基づいて伝搬路推定を行い、サブキャリアごとの伝搬路推定値を求める。また、適応復調制御部409は、制御信号に基づいて、適応復調制御情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける変調方式および符号化率を示す情報)および検出順情報を生成する。伝搬路推定値は、受信データ検出部407、MCS決定部410に入力され、適応復調制御情報および検出順情報は受信データ検出部407に入力される。
MCS決定部410では、入力された伝搬路推定値に基づいてMCSを決定し、MCSを示す情報を報告情報生成部411に出力する。報告情報生成部411では、MCSを示す情報を無線送信装置100aに報告するための報告用情報シンボル系列を生成し、マルチプレクス部414に出力する。
マルチプレクス部414は、符号化部412、変調部413において誤り訂正符号化・変調された送信データに報告情報用シンボル系列を多重する。マルチプレクス部414から出力された信号は、D/A変換部415でD/A変換され、無線送信部416でベースバンド信号から無線周波数に変換され、アンテナ401から無線送信装置100aに送信される。
受信データ検出部407では、無線送信装置100aから送信されたデータを検出する。
図5は、本発明の第1の実施形態による受信データ検出部407(図4)の構成を示す概略ブロック図である。受信データ検出部407は、検出順取得部501、逐次キャンセラ部502を備えている。
無線受信装置200aでは、各無線送信装置100aで適応変調を行った信号が多重されて受信される。検出順取得部501は、検出順情報からコードチャネルの検出順を取得する。一例として、伝送レートの小さいものの検出順を最初にし、伝送レートの大きいものの検出順を後にするような検出順が無線送信装置100aから通知される。
一般的に、逐次キャンセラを用いて信号を検出する際、信頼度の高い信号から順に検出する方が良好な検出結果を得ることができる。なお、伝送レートの小さいものの方が、信号検出の信頼度が高い。
その際、信頼度は無線送信装置100aにおいて設定される送信パラメータに依存する。このため、無線送信装置100aから通知された検出順に基づいて、無線受信装置200aで信号を検出することにより、受信品質を向上させることができる。つまり、受信データが正しく受信できる割合が上がるため、スループットを向上させることができる。
ただし、無線送信装置100aから通知される検出順は信頼度の高いものから低いものとするが、これは多少の変更を加えても良い。例えば、コード番号C1とコード番号C2のコードチャネルを優先して検出し、次にコード番号C3とコード番号C4のコードチャネルを優先して検出し、最後にその他のコードチャネルを検出するというような順を通知しても良い。この場合、受信装置は、コード番号C1→C2→C3→C4→・・・という順に検出しても良いし、コード番号C2→C1→C4→C3→・・・という順に検出しても良い。
また、受信電力やSINRの大きい方の優先度を高くしても良い。いずれの場合も、無作為に検出するよりも受信品質は向上する。逐次キャンセラ部502には、複数のデータが多重されている受信信号と、検出順取得部501の出力である信号検出順通知信号と、適応復調制御部409の出力である適応復調制御情報と、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値が入力され、無線送信装置100aから送信されたデータの検出を行う。
図6は、本発明の第1の実施形態による逐次キャンセラ部502の構成を示す概略ブロック図である。逐次キャンセラ部502は、伝搬路補償部601−1、601−2〜601−N、コードチャネル信号検出部602−1、602−2〜602−N、コードチャネルレプリカ生成部603−1〜603−(N−1)、MCIレプリカ生成部604−1、604−2〜604−(N−1)、減算部605−2〜605−Nを有する。なお、コードチャネルレプリカ生成部603−(N−1)は、図示していない。
また、コードチャネル信号検出部602−1、602−2〜602−Nは、逆拡散部606−1、606−2〜606−N、復調部607−1、607−2〜607−N、復号部608−1、608−2〜608−Nを備えている。
逐次キャンセラ部502には、信号除去順通知信号により設定された順序に従い、コードチャネル信号ごとにデータ検出および干渉除去を行う。以下、信号除去順は、図3に示したように、コード番号C〜Cの順に設定されているものとして説明する。
まず、デマルチプレクス部406(図4)から入力された信号を伝搬路補償部601−1で、伝搬路推定部408(図4)で推定された伝搬路推定値に基づいて、公知のZF(Zero−Forcing:ゼロフォーシング)基準、MMSE(Minimum Mean Square Error:最小自乗誤差)基準等を用いた重み係数を用いて伝搬路補償を行う。
その後、コードチャネル信号検出部602−1でCに対するデータを検出する。すなわち、伝搬路補償後の信号は、逆拡散部606−1ではコード番号Cの拡散コードを用いて逆拡散を行い、復調部607−1では、適応復調制御情報に含まれる変調方式に従って復調処理を行い、符号化ビットLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)を出力する。
復号部608−1では、符号化ビットLLRについて適応復調制御情報に含まれる符号化率に従って誤り訂正復号処理を行い、Cに対する情報ビットを逐次キャンセラ部502の外部に出力するとともに、符号化ビットLLRをコードチャネルレプリカ生成部603−1に出力する。
復号部608−1が出力した符号化ビットLLRは、コードチャネルレプリカ生成部603−1に入力され、図1を用いて説明したコードチャネル信号生成部101−uのコード番号Cの拡散符号で符号拡散した出力のレプリカを生成する。
コードチャネルレプリカ生成部603−1の出力はMCIレプリカ生成部604−1で、伝搬路推定部408(図4)より入力された伝搬路推定値を乗算され、コード番号Cに対するMCIレプリカが生成される。コード番号Cに対するMCIレプリカは、減算部605−2でデマルチプレクス部406(図4)より入力された信号から減算することで干渉除去が行われる。
このコード番号Cに対するMCIレプリカを減算した信号を用いてコード番号Cに対するデータを検出する。
コード番号Cの場合もコード番号Cの場合と同様の処理を行う。ただし、逆拡散部606−2で用いる拡散符号、復調部607−2で用いる変調方式、復号部608−2で用いる符号化率がそれぞれコード番号Cに対応したものになる。
コードチャネル信号検出部602−2は、Cに対する情報ビットを逐次キャンセラ部502の外部に出力するとともに、符号化ビットLLRをコードチャネルレプリカ生成部603−2に出力する。
コード番号Cの場合と同様に符号化ビットLLRからコードチャネルレプリカ生成部603−2でコード番号Cに対するコードチャネルレプリカを生成し、MCIレプリカ生成部604−2でコード番号Cに対するMCIレプリカを生成する。そして、減算部605−3(図示省略)において、コード番号Cに対するMCIレプリカが減算された信号から、コード番号Cに対するMCIレプリカを減算する。
コード番号Cに対するMCIレプリカが減算された信号を用いてコード番号Cに対するデータを検出する。このようなデータ検出、MCIレプリカ生成、MCI除去という処理を、全てのコードチャネルC〜Cに対する情報ビットが検出されるまで行う。
すなわち、最後は、減算部605−Nにおいて、デマルチプレクス部406から入力された信号から、コード番号C〜Cn−1に対応するMCIレプリカを順次に減算した信号を減算する。減算部605−Nの出力を伝搬路補償部601−Nに入力して、これに伝搬路推定部からの伝搬路推定値を乗算し、その値を逆拡散部602−Nでコード番号Cに対するデータを情報ビットとして出力する。
ただし、逆拡散部606−Nで用いる拡散コード、復調部607−Nで用いる変調方式、復号部608−Nで用いる符号化率はそれぞれコード番号Cに対応したものとなる。
次に、復調部607−1(図6)の処理を説明する。ここでは、QPSK変調を用いる場合について説明する。無線送信装置100a側で送信されたQPSKシンボルをXとし、無線受信装置200a側における逆拡散後のシンボルをXcとする。Xを構成しているビットをb、b(b、b=±1)とするとXは、以下の式(1)により表すことができる。
Figure 0005111512
ただし、jは虚数単位を表す。Xの無線受信装置200b側における推定値Xcから、ビットbのLLRであるλ(b)を、以下の式(2)により求める。
Figure 0005111512
ただし、Re()は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、第kサブキャリアにおける伝搬路推定値をH(k)、乗算したMMSE基準の伝搬路補償重みW(k)とすると、μはW(k)H(k)となる。
なお、λ(b)は、式(2)のλ(b)の実部と虚部を置き換えることにより求めることができる。
図7は、本発明の第1の実施形態によるコードチャネルレプリカ生成部603−mの構成を示す概略ブロック図である。ただしm=1〜(N−1)である。
コードチャネルレプリカ生成部603−mは、シンボルレプリカ生成部701、拡散部703を備えている。
シンボルレプリカ生成部701で、入力された符号化ビットLLRから、通知された変調方式に基づいて、変調シンボルのレプリカを生成する。次に、変調シンボルのレプリカは、拡散部703で、Cに対応する拡散符号で拡散され、出力される。
次に、本発明の第1の実施形態によるシンボルレプリカ生成部701(図7)の処理について説明する。ここでは、QPSK変調を用いる場合について説明する。QPSK変調シンボルを構成するビットのLLRをλ(b)、λ(b)とすると、QPSKの変調シンボルのレプリカは、以下の式(3)で表すことができる。
Figure 0005111512
本実施形態による無線受信装置200aでは、無線送信装置100aから信号検出順を無線受信部402が取得し、無線受信部402が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を受信データ検出部407検出するようにした。
なお、デマルチプレクス部406は、コード多重又は空間多重されている複数のチャネルに割り当てられた信号を分離する。
図8は、本発明の第1の実施形態による無線受信装置200aの受信処理を示すフローチャートである。まず、検出順情報から信号検出順を取得する(ステップS801)。以降のステップでは、ステップS801で決定した信号検出順に従ってユーザ毎に逐次的に干渉除去およびデータ検出を行う。
まず、信号検出順が最上位のユーザから処理を行う(ステップS802)。ステップS802で干渉除去を行う。ただし、最上位のユーザに関しては、干渉レプリカが生成できないため、干渉レプリカの値を零として干渉除去を行う。
干渉除去後の信号は、伝搬路補償、逆拡散、復調処理、復号処理を行って、データ検出を行う(ステップS803)。
そして、全ユーザのデータを検出したかどうかの判定を行い(ステップS804)、全ユーザのデータを検出している場合には、図8のフローチャートの処理を終了する。全ユーザのデータを検出していない場合には、ステップS804のデータ検出における復号処理の際に得られるLLRより干渉レプリカを生成する(ステップS805)。そして、ステップS802でこの干渉レプリカにより干渉除去を行い、次の検出順のユーザのデータ検出を行う。
このように、無線送信装置100aから無線受信装置200aに検出順を通知し、無線受信装置200aでは無線送信装置100aから通知された順に逐次的にデータ検出および除去していくことで、ユーザの受信品質が向上するため、スループットを向上させることが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、無線送信装置から無線受信装置に検出順を通知する際に、検出順情報を送信するための新たな通信リソースを用いる場合について説明した。第2の実施形態では、予め、MCS情報と検出順を関連付けする情報を、無線送信装置と無線受信装置との間で共有しておくことにより、新たな通信リソースを用いることなく、MCS情報に関連付けて検出順情報を通知する。
一般的に、逐次キャンセラを用いて信号を検出する際、信頼度の高い信号から順に検出する方が良好な検出結果を得ることができる。その際、信頼度は無線送信装置において設定されるMCSに依存する。すなわち、伝送レートが小さい方が復号後のデータの信頼度が高く、伝送レートが大きいほうが復号後のデータの信頼度が低い傾向にある。
このため、伝送レートが小さい順に無線受信装置で信号を検出することにより、受信品質を向上させることができる。
なお、ここでは、伝送レートを用いる場合について説明したが、伝送レートは一般的に変調および符号化方式(レートマッチング方式も含む)によって決まるものであり、これらの組合せによっては、必ずしも伝送レートが小さい方が復号後のデータの信頼度が高くならない場合があるが、その場合においても、復号後のデータの信頼度の順を知っていれば良い。
本実施形態による通信システムの無線送信装置100aは、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように適応変調制御部107が設定し、多重するチャネルの信号検出順を示す情報を無線受信装置200aに無線送信部106が送信するようにした。また、本実施形態による通信システムの無線受信装置200aは、無線送信装置100aから信号検出順を無線受信部402が取得し、無線受信部402が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を受信データ検出部407が検出するようにした。なお、本実施形態による通信システムは、このような構成に限定されるものではない。
例えば、本実施形態において、無線送信装置100aの適応変調制御部107が、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定し、無線送信装置100aの無線送信部106が、送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、多重するチャネルの信号検出順を示す検出順情報とを無線受信装置200aに送信し、無線受信装置200aの無線受信部402が、検出順情報から信号検出順を取得し、無線受信装置200aの受信データ検出部407が、無線受信部402が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を検出するようにしても良い。
また、本実施形態において、無線送信装置100aの無線送信部106が、送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、多重するチャネルの信号検出順を示す情報として、信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを示す適応変調制御情報(送信パラメータ制御情報)とを無線受信装置200aに送信し、無線受信装置200aの無線受信部402が、適応変調制御情報から、送信パラメータに関連付けられた信号検出順を取得するようにしても良い。
また、本実施形態において、無線送信装置100aの無線送信部106が、多重するチャネルの信号検出順を示す情報として、信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを用いて生成されたデータ信号を無線受信装置200aに送信し、無線受信装置200aの無線受信部402が、データ信号に適用された送信パラメータを推定し、その推定した送信パラメータから信号検出順を取得するようにしても良い。
図9は、本発明の第2の実施形態による無線送信装置100bの構成を示す概略ブロック図である。無線送信装置100bは、第1の実施形態における無線送信装置(図1)とほぼ同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。
ただし、無線送信装置100bの適応変調制御部107および通知情報生成部108が第1の実施形態とは異なる。
図10は、本発明の第2の実施形態による無線受信装置200bの構成を示す概略ブロック図である。無線受信装置200bは、第1の実施形態における無線受信装置(図4)とほぼ同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。
ただし、無線受信装置200bにおける適応復調制御部409および受信データ検出部407が、第1の実施形態とは異なる。
適応変調制御部107は、報告情報用シンボル系列が示す報告情報に基づき、例えば変調方式や符号化率のような適応変調を行うための情報(適応変調制御情報)を生成する。
その際、多重する複数のコードチャネルにおいて、少なくとも2種類のMCSを選択する。生成した適応変調制御情報は、符号部115と変調部116に出力される。さらに、通知情報生成部108に適応変調制御情報が出力される。
通知情報生成部108では、適応変調制御部107から出力された適応変調制御情報を無線受信装置に通知するための制御信号を生成し、マルチプレクス部102に出力する。
適応復調制御部409は、制御信号に基づいて、適応復調制御情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける変調方式および符号化率を示す情報)を生成し、受信データ検出部407に出力する。
図11は、本発明の第2の実施形態で用いるテーブルを示す図である。このテーブルには、MCS(変調方式と符号化率)とコード番号と検出順とが対応付けられて記録されている。この図11に示すテーブルは、予め無線送信装置100bと無線受信装置200bとの間で共有されている。例えば、コード番号C〜Cの7個の拡散符号に対応するチャネルが用いられ、それぞれのチャネルに割り当てる送信データに対応するMCSレベルを1〜7とする。ここで、MCSレベルは図2に示すものと同様である。この場合、無線送信装置100bがコード番号C〜Cのそれぞれに対応するMCSレベルを無線受信装置200bに通知するだけで、無線受信装置200bは、図11に示すテーブルとコード番号C〜Cのそれぞれに対応するMCSレベルとからコード番号C→C→C→C→C→C→Cの順で検出することができる。
図12は、本発明の第2の実施形態による無線受信装置200bの受信データ検出部407の構成を示す概略ブロック図である。受信データ検出部407は、検出順取得部1001、逐次キャンセラ部1002を備えている。無線受信装置200bでは、無線送信装置200aで適応変調を行った信号が多重されて受信されている。
検出順取得部1001は、図11で説明したMCS−検出順対応情報を記憶しており、MCS−検出順対応情報と適応復調制御情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける変調方式および符号化率を示す情報)とから、通知されたコードチャネルの検出順を取得する。検出順を取得する方法としては、前述した図11を用いた例のような方法を用いることができる。
ただし、適応復調制御情報とMCS−検出順対応情報とから得られる検出順は、一意に決まるものでなくても良い。例えば、コード番号C1とコード番号C2のコードチャネルではMCSレベルが1であり、次にC3とC4のコードチャネルではMCSレベルが2であり、その他のコードチャネルではMCSレベルが3である場合、無線受信装置200bは、C1→C2→C3→C4→・・・という順に検出しても良いし、C2→C1→C4→C3→・・・という順に検出しても良い。
検出順取得部1001は、検出順を取得した後、検出順を示す信号検出順通知信号と適応復調制御情報とを逐次キャンセラ部1002に出力する。逐次キャンセラ部1002は、複数のデータが多重されている受信信号と、検出順取得部1001の出力である信号検出順通知信号および適応復調制御情報と、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値が入力され、無線送信装置100bから送信されたデータの検出を行う。なお、逐次キャンセラ部1002は逐次キャンセラ部502と同様の構成で実現することができるため、その説明を省略する。
このように、無線送信装置100bから無線受信装置200bに検出順を、MCSを通知するための情報に関連付けて通知し、無線受信装置200bでは無線送信装置100bから通知された順に逐次的にデータ検出および除去していくことで、ユーザの受信品質が向上するため、スループットを向上させることが可能となる。
(第3の実施形態)
第2の実施形態では、予めMCS情報と検出順を関連付けする情報(図11参照)を、無線送信装置と無線受信装置との間で共有しておくことにより、新たな通信リソースを用いることなく、MCS情報に関連付けて検出順情報を通知する場合について説明した。
第3の実施形態では、予め送信電力と検出順を関連付けする情報を、無線送信装置と無線受信装置との間で共有しておくことにより、新たな通信リソースを用いることなく、送信電力に関連付けて検出順情報を通知する。
一般的に、逐次キャンセラを用いて信号を検出する際、信頼度の高い信号から順に検出する方が良好な検出結果を得ることができる。その際、信頼度は無線送信装置において設定される送信電力に依存する。すなわち、送信電力が大きい方が復号後のデータの信頼度が高く、送信電力が小さい方が復号後のデータの信頼度が低い傾向にある。
このため、送信電力(無線受信装置では受信電力)が大きい順に無線受信装置で信号を検出することにより、受信品質を向上させることができる。
第3の実施形態の無線送信装置と無線受信装置はそれぞれ、第1の実施形態の無線送信装置(図1)と無線受信装置(図4)とほぼ同様であるため、それらの説明を省略する。
ただし、無線送信装置(図1)における適応変調制御部107、通知情報生成部108および変調部116と、無線受信装置(図4)における適応復調制御部409および受信データ検出部407が、第1の実施形態とは異なる。
適応変調制御部107は、報告情報用シンボル系列が示す報告情報に基づき、例えば、変調方式や符号化率のような適応変調を行うための情報(適応変調制御情報)と送信電力制御を行うための情報(送信電力制御情報、振幅制御情報)を生成する。その際、多重する複数のコードチャネルにおいて、少なくとも2種類の送信電力を設定する。生成した適応変調制御情報は符号部115と変調部116および通知情報生成部108に、送信電力制御情報は変調部116にそれぞれ出力する。
通知情報生成部108では、適応変調制御部107から出力された適応変調制御情報を無線受信装置に通知するための制御信号を生成し、マルチプレクス部102に出力する。
変調部116は、符号化部115から出力された信号をQPSK、16QAM等の変調シンボルにマッピングするとともに、適応変調制御部107から出力される送信電力制御情報に基づいて変調シンボルの振幅を変更して出力する。このとき、送信電力制御情報があるコードチャネルにおける送信電力を大きくすることを示している場合は、変調シンボルの振幅を大きく変更し、送信電力を小さくすることを示している場合は、変調シンボルの振幅を小さく変更するなどの処理を行う。
適応復調制御部409は、制御信号に基づいて、適応復調制御情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける変調方式および符号化率を示す情報)を生成し、受信データ検出部407に出力する。
図13は、本発明の第3の実施形態で用いるテーブルを示す図である。このテーブルには、送信電力オフセットと検出順とが対応付けられて記録されている。この図13のテーブルは、予め無線送信装置と無線受信装置との間で共有されている。例えば、C、C、Cの3個の拡散符号に対応するチャネルが用いられ、それぞれのチャネルに割り当てる送信データに対応する送信電力レベル(受信電力測定値、送信電力オフセット値)を+2、+1、0とする。この場合、無線送信装置がC、C、Cのそれぞれに対応する送信電力オフセット値を無線受信装置に通知する(あるいは単に無線受信装置が受信電力を測定する)だけで、無線受信装置は、図13に示すテーブルとC、C、Cのそれぞれに対応する送信電力オフセット値とからC→C→Cの順で検出することができる。
図14は、本発明の第3の実施形態による無線受信装置の受信データ検出部407の構成を示す概略ブロック図である。受信データ検出部407は、検出順取得部1201、逐次キャンセラ部1202、受信電力取得部1203を備えている。
無線受信装置では各無線送信装置で適応変調を行った信号が多重されて受信されている。受信電力取得部1203は、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値とデマルチプレクス部406で分離された信号とに基づいて、受信電力情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける受信電力(送信電力オフセット値)を示す情報)を生成して、検出順取得部1201に出力する。
検出順取得部1201は、送信電力オフセット値−検出順対応情報(図13参照)を記憶しており、送信電力オフセット値−検出順対応情報と受信電力情報とから、通知されたコードチャネルの検出順を取得する。検出順を取得する方法としては、前述した図13を用いた例のような方法を用いることができる。ただし、適応復調制御情報と送信電力オフセット値−検出順対応情報とから得られる検出順は、一意に決まるものでなくても良い。
例えば、CとCのコードチャネルでは送信電力オフセット値が+2であり、次にCとCのコードチャネルでは送信電力オフセット値が+1であり、その他のコードチャネルでは送信電力オフセット値が0である場合、受信装置は、C→C→C→C→・・・という順に検出しても良いし、C→C→C→C→・・・という順に検出しても良い。
検出順取得部1201は、検出順を取得した後、検出順を示す信号検出順通知信号を出力する。逐次キャンセラ部1202は、複数のデータが多重されている受信信号と、検出順取得部1201の出力である信号検出順通知信号と、適応復調制御409の出力である適応復調制御情報と、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値が入力され、無線送信装置から送信されたデータの検出を行う。なお、逐次キャンセラ部1202は逐次キャンセラ部502と同様の構成で実現することができるため、その説明を省略する。
図15は、本発明の第3の実施形態による受信電力取得部1203(図14)の構成を示す概略ブロック図である。受信電力取得部1203は、伝搬路補償部1301、逆拡散部1302−1〜1302−Nと、電力算出部1303−1〜1303−Nを備えている。
伝搬路補償部1301は、デマルチプレクス部406の出力である受信信号に、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値に基づいて伝搬路補償を施し、補償後の受信信号を、逆拡散部1302−1〜1302−Nに出力する。
逆拡散部1302−1〜1302−Nはそれぞれ、伝搬路補償部1301から出力された補償後の受信信号を、拡散符号C〜Cを用いて逆拡散処理を行う。電力算出部1303−1〜1303−Nは、逆拡散部1302−1〜1302−Nにおいて逆拡散された信号の振幅に基づいて、拡散符号C〜Cに対応するコードチャネルのそれぞれにおける受信電力を算出し(例えば、振幅を2乗する、あるいは振幅の対数を算出して所定の係数を乗算するなど)、算出した受信電力を示す情報である受信電力情報を出力する。
なお、伝搬路補償部1301および逆拡散部1302−1〜1302−Nは、それぞれ図6における伝搬路補償部601および逆拡散部606−1〜606−Nと同様のブロックで実現することができる。
なお、本実施形態では、適応変調制御部107が送信電力を決定し、変調部116において送信電力を変更する場合について説明したが、送信電力を変更する方法はこれに限るものではない。例えば、マルチプレクス部414で多重した後に、所定のサブキャリアの振幅を変更するような方法でも良いし、その他の時点で振幅を変更するような構成としても良い。
このように、無線送信装置から無線受信装置に検出順を、チャネルの送信電力に関連付けて通知し、無線受信装置では無線送信装置から通知された順に逐次的にデータ検出および除去していくことで、ユーザの受信品質が向上するため、スループットを向上させることが可能となる。
(第4の実施形態)
第2の実施形態では、予めMCS情報と検出順を関連付けする情報を、無線送信装置と無線受信装置との間で共有しておくことにより、新たな通信リソースを用いることなく、MCS情報に関連付けて検出順情報を通知する場合について説明した。また、第3の実施形態では、予め送信電力と検出順を関連付けする情報を、無線送信装置と無線受信装置との間で共有しておくことにより、新たな通信リソースを用いることなく、送信電力に関連付けて検出順情報を通知する場合について説明した。
第4の実施形態では、予め送信電力とMCS情報の組合せと検出順とを関連付けする情報を、無線送信装置と無線受信装置との間で共有しておくことにより、新たな通信リソースを用いることなく、送信電力とMCS情報の組合せに関連付けて検出順情報を通知する。
第4の実施形態による無線送信装置と無線受信装置(図4)は、第1の実施形態による無線送信装置(図1)と無線受信装置(図4)とほぼ同様の構成であるので、それらの説明を省略する。ただし、無線送信装置(図1)における適応変調制御部107、通知情報生成部108および変調部116と、無線受信装置(図4)における適応復調制御部409および受信データ検出部407が、第1の実施形態とは異なる。
適応変調制御部107は、報告情報用シンボル系列が示す報告情報に基づき、例えば変調方式や符号化率のような適応変調を行うための情報(適応変調制御情報)と送信電力制御を行うための情報(送信電力制御情報、振幅制御情報)を生成する。その際、多重する複数のコードチャネルにおいて、送信電力とMCSの組合せを少なくとも2種類設定する。生成した適応変調制御情報は符号部115と変調部116および通知情報生成部108に、送信電力制御情報は変調部116にそれぞれ出力する。
通知情報生成部108では、適応変調制御部107から出力された適応変調制御情報を無線受信装置に通知するための制御信号を生成し、マルチプレクス部102に出力する。
変調部116は、符号化部115から出力された信号をQPSK、16QAM等の変調シンボルにマッピングするとともに、適応変調制御部107から送られる送信電力制御情報に基づいて変調シンボルの振幅を変更して出力する。このとき、送信電力制御情報があるコードチャネルにおける送信電力を大きくすることを示している場合は、変調シンボルの振幅を大きく変更し、送信電力を小さくすることを示している場合は、変調シンボルの振幅を小さく変更するなどの処理を行う。
適応復調制御部409は、制御信号に基づいて、適応復調制御情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける変調方式および符号化率を示す情報)を生成し、受信データ検出部407に出力する。
図16は、本発明の第4の実施形態で用いるテーブルを示す図である。この図16のテーブルには、送信電力オフセット値と、MCSと、検出順とが対応付けられて記録されている。この図16に示すテーブルは、予め無線送信装置と無線受信装置との間で共有されている。例えば、C、C、C、Cの3個の拡散符号に対応するチャネルが用いられ、それぞれのチャネルに割り当てる送信データに対応する送信電力レベル(受信電力測定値、送信電力オフセット値)を+2、+1、0、+1であり、MCSレベルを1、2、1、3とする。この場合、送信装置がC、C、C、Cのそれぞれに対応する送信電力オフセット値およびMCSレベルを受信装置に通知する(あるいは単にMCSレベルのみを通知し、無線受信装置が受信電力を測定する)だけで、無線受信装置は図16に示すテーブルとC、C、C、Cのそれぞれに対応する送信電力オフセット値とMCSレベルの組合せとからC→C→C→Cの順で検出することができる。
図17は、本発明の第4の実施形態による無線受信装置の受信データ検出部407の構成を示す概略ブロック図である。受信データ検出部407は、検出順取得部1501、逐次キャンセラ部1502、受信電力取得部1503を備えている。
無線受信装置では、各無線送信装置で適応変調を行った信号が多重されて受信される。
受信電力取得部1503は、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値とデマルチプレクス部406で分離された信号とに基づいて、受信電力情報(各拡散符号に対応するチャネルにおける受信電力(送信電力オフセット値)を示す情報)を生成して、検出順取得部1501に出力する。
検出順取得部1501は、送信電力オフセット値−MCS−検出順対応情報を記憶しており、送信電力オフセット値−MCS−検出順対応情報と受信電力情報および適応復調制御部の出力である適応復調制御情報とから、通知されたコードチャネルの検出順を取得する。取得する方法としては、前述した図16を用いた例のような方法を用いることができる。
ただし、適応復調制御情報と送信電力オフセット値−MCS−検出順対応情報とから得られる検出順は、一意に決まるものでなくても良い。例えば、C1とC2のコードチャネルでは送信電力オフセット値が+2、MCSレベルはともに1であり、次にC3とC4のコードチャネルでは送信電力オフセット値が+1、MCSレベルはともに2であり、その他のコードチャネルでは送信電力オフセット値が0、MCSレベルはともに3である場合、受信装置は、C1→C2→C3→C4→・・・という順に検出しても良いし、C2→C1→C4→C3→・・・という順に検出しても良い。
検出順取得部1501は、検出順を取得した後、検出順を示す信号検出順通知信号を出力する。逐次キャンセラ部1502は、複数のデータが多重されている受信信号と、検出順取得部1501の出力である信号検出順通知信号と、適応復調制御409の出力である適応復調制御情報と、伝搬路推定部408の出力である伝搬路推定値が入力され、無線送信装置から送信されたデータの検出を行う。なお、受信電力取得部1502と逐次キャンセラ部1502は、それぞれ受信電力取得部1202と逐次キャンセラ部502と同様の構成で実現することができるため、それらの説明を省略する。
このように、無線送信装置から無線受信装置に検出順を、チャネルの送信電力とMCSレベルに関連付けて通知し、無線受信装置では無線送信装置から通知された順に逐次的にデータ検出および除去していくことで、ユーザの受信品質が向上するため、スループットを向上させることが可能となる。
なお、第2の実施形態から第4の実施形態では、送信パラメータとして送信データに施すMCS(変調方式や符号化率)と送信電力を例示し、無線送信装置において複数の異なるチャネルに対して複数種類の送信パラメータを適用することで、チャネルの検出順を通知し、無線受信装置は通知された検出順に基づいて信号検出を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、拡散率、送信アンテナ重み、使用する拡散符号など、復号結果の信頼度に影響を与える他の送信パラメータを用いることもできる。
以上、本発明の各実施形態をコード多重の場合について説明してきたが、MIMO(Multiple Input Multiple Output:多入力多出力)やIDMA(Interleaved Division Multiple Access)等のユーザ多重方式における信号検出にも適用可能である。また、上記各実施形態では、マルチキャリア伝送の場合の説明を行ったが、シングルキャリア伝送の場合に、例えばコード多重を行うCDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)の場合も同様に可能である。
なお、上記各実施形態では、無線送信装置と無線受信装置とを備える無線通信システムに適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、無線通信システム以外の通信システムに適用しても良い。例えば、PLC(Power Line Communications:電力線通信)などの有線通信システムに適用しても良い。
なお、以上説明した実施形態において、図1の無線送信装置100aの各部や、図4の無線受信装置200aの各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより無線送信装置や無線受信装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
本発明は、複数のチャネルが多重された信号を送信装置から受信した受信装置が、適切な順序で各コードチャネルを検出することができ、受信装置における処理量を減少させることができる送信装置、受信装置、通信システム及び送信方法などに適用できる。

Claims (15)

  1. 受信装置と通信する送信装置であって、
    多重するチャネルの信号検出順を決定する信号検出順決定部と、
    前記信号検出順を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部と、
    前記多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信部と、
    を備えることを特徴とする送信装置。
  2. 前記送信部は、前記送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、前記信号検出順を示す検出順情報とを前記受信装置に送信することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  3. 前記信号検出順を示す情報は、前記信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを示す送信パラメータ制御情報であり、
    前記送信部は、前記送信パラメータを用いて生成されるデータ信号と、前記送信パラメータ制御情報とを前記受信装置に送信することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  4. 前記信号検出順を示す情報は、前記信号検出順と関連付けられて設定された送信パラメータを用いて生成されたデータ信号であり、
    前記送信部は、前記データ信号を前記受信装置に送信することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  5. 前記送信パラメータ制御部は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信電力が他のチャネルの送信電力とは異なるように設定し、
    前記送信部は、チャネルの送信電力の違いを用いて前記信号検出順を送信することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  6. 前記信号検出順として、送信電力を高く設定したチャネルほど信号検出順を早くする信号検出順決定部を備えることを特徴とする請求項5に記載の送信装置。
  7. 前記送信パラメータ制御部は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの変調方式及び符号化率が他のチャネルの変調方式及び符号化率とは異なるように設定し、
    前記送信部は、チャネルの変調方式及び符号化率の違いを用いて前記信号検出順を送信することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  8. 前記信号検出順として、伝送レートの低い変調方式及び符号化率を設定したチャネルほど信号検出順を早くする信号検出順決定部を備えることを特徴とする請求項7に記載の送信装置。
  9. 前記送信パラメータ制御部は、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの変調方式及び符号化率と送信電力が他のチャネルの変調方式及び符号化率と送信電力とは異なるように設定し、
    前記送信部は、チャネルの変調方式及び符号化率と送信電力の違いを用いて前記信号検出順を送信することを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  10. 前記多重するチャネルをコード多重する多重部を備えることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  11. 前記多重するチャネルを空間多重する多重部を備えることを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
  12. 送信装置と通信する受信装置であって、
    多重するチャネルの信号検出順を決定する信号検出順決定部と、前記信号検出順を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部と、前記多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信部とを備える送信装置から信号検出順を取得する検出順取得部と、
    前記検出順取得部が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を検出する信号検出部と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
  13. 送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
    前記送信装置は、
    多重するチャネル信号検出順を決定する信号検出順決定部と、
    前記信号検出順を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部と、
    前記多重するチャネル信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信部とを備え、
    前記受信装置は、
    前記送信装置から信号検出順を取得する検出順取得部と、
    前記検出順取得部が取得した検出順に基づいて複数のチャネルから信号を検出する信号検出部とを備えることを特徴とする通信システム。
  14. 送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
    前記送信装置は、
    多重する複数のチャネルに連続する番号を割り当てる信号検出順決定部と、
    前記チャネル毎に割り当てられた番号を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御部と、
    前記多重するチャネルに割り当てられた番号の順を示す情報を前記受信装置に送信する送信部とを備え、
    前記受信装置は、
    前記送信装置から番号の順を示す情報を取得する検出順取得部と、
    前記検出順取得部が取得した番号の順に基づいて複数のチャネルから信号を検出する信号検出部とを備えることを特徴とする通信システム。
  15. 受信装置と通信する送信装置を用いた送信方法であって、
    前記送信装置は、
    多重するチャネルの信号検出順を決定する信号検出順決定過程と、
    前記信号検出順を用いて、多重するチャネルのうち少なくとも1つのチャネルの送信パラメータが異なるように設定する送信パラメータ制御過程と、
    前記多重するチャネルの信号検出順を示す情報を前記受信装置に送信する送信過程と、
    を実行することを特徴とする送信方法。
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