JP5385513B2 - ディジタル通信システム、ディジタル無線送信装置、ディジタル無線受信装置 - Google Patents

ディジタル通信システム、ディジタル無線送信装置、ディジタル無線受信装置 Download PDF

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Description

この発明は、例えば伝送フォーマットの開始位置を受信側で判定するディジタル通信システムに関する。
周知のように、ディジタル通信システムには、複数の伝送フォーマットの候補から適宜伝送フォーマットを選択してデータ伝送を行うものがある。このようなシステムでは、送信側から受信側に、使用する伝送フォーマットの識別情報を制御ビットなどを用いて示す場合と示さない場合がある。
後者の場合は、受信側では、どの伝送フォーマットが使用されるのかが未知であるため、受信信号から伝送フォーマットを検出する必要がある。この検出は、一般にブラインド検出と呼ばれ、例えばW-CDMAシステムの受信装置において行われることがある（例えば、非特許文献１参照）。
非特許文献１では、伝送データサイズの異なる、複数のフォーマットをブラインド検出する方法が示されている。この中に示されているA.1.2 Blind transport format detection using CRCは、畳み込み符号の誤り訂正復号を行いながら、各フォーマットに対応する位置でCRCにより誤り検出を行い、正しいCRCが検出され誤りがない位置に対応するフォーマットが、伝送フォーマットであると検出するものである。
しかしながら、この方法は、伝送フォーマットの開始位置から誤り訂正符号の復号を開始する必要があるので、伝送フォーマットの開始位置が一定で、かつ伝送フォーマットに応じてデータサイズが異なる場合にのみ適用でき、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数ある場合には適用できない。
実際の通信システムでは、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数ある構成もありうる。例えば、一組の伝送情報を複数のフレームに振り分けて伝送する場合で、この場合、どのフレームから情報が伝送されるかは、受信側では未知である。このような場合は、セルラシステムの初期サーチに見られる。
この場合、従来の方法では、受信側は、未知のフレームタイミングから開始する伝送フォーマットの複数の候補に対応するために、誤り訂正復号をそれぞれ別に行なわなければならない。このため、伝送フォーマットのブラインド判定を行なうと、膨大なデータ処理が必要になる。
3GPP TS 25.212 V5.10.0 (2005-06) Annex A (informative): Blind transport format detection
従来のディジタル通信システムでは、未知の伝送フォーマットをブラインド検出する場合に、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数ある場合には、その開始位置の検出に膨大なデータ処理が必要になるという問題があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数あっても、膨大なデータ処理を行うことなく、伝送フォーマットの開始位置を検出することが可能なディジタル通信システムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、この発明は、送信局と受信局との間でデータ伝送を行うディジタル通信システムにおいて、送信局は、複数のビットを含む１ブロックの伝送データの誤り検出符号化を行う際に、該１ブロックの伝送データに誤り検出符号を付加した送信データを生成する第１符号化手段と、符号化前のデータと、符号化後のデータとの間の周期性が対応する誤り訂正符号により、送信データを誤り訂正符号化する第２符号化手段と、第２符号化手段によって得られる符号化データを、複数のフレームに分割するフレーム分割手段と、フレーム分割手段で分割された複数のフレームを送信する送信手段と、受信局は、送信局から複数のフレームを受信する受信手段と、受信手段が受信した複数のフレームを合成する合成手段と、合成手段により合成された複数のフレームに対して、第２符号化手段による誤り訂正符号化に対応する復号を行う第１復号手段と、第１復号手段により復号されたデータに対して、フレームの境界を復号の先頭とする第１符号化手段による符号化に対応する復号を行う第２復号手段と、第２復号手段の復号結果に基づいて、受信手段が受信した複数のフレームからフレームの開始位置を検出する検出手段とを具備し、合成手段は、同期に使用するチャネルにより検出したフレームタイミングで、受信手段により受信された複数のフレームを合成することにより得られる複数の受信信号を出力し、第１復号手段は、合成手段からの複数の受信信号に対して、第２符号化手段による誤り訂正符号化に対応する復号を行うようにした。
以上述べたように、この発明では、送信局は、誤り検出符号を付加した送信データを、符号化の前後のデータの周期性が対応する誤り訂正符号により誤り訂正符号化し、複数のフレームに分割して送信する。これに対して受信局は、復号の前のデータの周期性に対応する周期性を有するデータを得て、複数のフレームに受信データを合成する。そして、この合成した合成データに対して、フレームの境界を復号の先頭とする復号を行い、その復号結果から伝送データの開始位置を検出するようにしている。
したがって、この発明によれば、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数あっても、膨大なデータ処理を行うことなく、伝送フォーマットの開始位置を検出することが可能なディジタル通信システムを提供できる。
図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。以下の説明では、ディジタル通信システムの一例として、携帯電話に代表されるセルラシステムの下り回線、すなわち基地局から移動局への伝送回線を例に挙げて説明する。
この発明に係わる通信システムでは、送信側である基地局において、テールバイティング(Tail biting)による畳み込み符号を用いた誤り訂正符号化方法を採用する。このため、符号化前の情報と、符号化によって得られる信号との間の周期性が対応する。テールバイティングによる畳み込み符号について説明する。
図１は、符号化率R=1/3、拘束長9の畳み込み符号器の一構成(3GPP TS25.212)を示すものである。符号化する情報は、（拘束長−１）の段数のシフトレジスタに入力される。図１において、「D」が各レジスタを示している。図２は、（ａ）通常の畳み込み符号と、（ｂ）テールバイティングによる畳み込み符号を比較するものであり、説明のため、図１のシフトレジスタ部のみ示したものである。
まず、（ａ）通常の畳み込み符号では、シフトレジスタD0〜D7の初期値を０とし、符号化する情報ビット列の最後に、テールビットとしてレジスタ数分の初期値０をつけ、情報の符号化後に初期状態に戻す。この符号化方法は、シフトレジスタの初期状態と終端状態が、受信側で既知のため、効率のよい復号が可能となるのでこの構成はよく用いられる。しかし、伝送ビット数が少ない場合は、テールビットをつけることによるオーバヘッドが問題となる。
一方、（ｂ）テールバイティングによる畳み込み符号では、シフトレジスタD0〜D7の初期値として、これから符号化する情報ビット列の最後の部分を入れることにより、テールビットなしの畳み込み符号が実現できる。しかしこの場合、初期状態と終端状態が受信側では未知であるため、復号処理は、（ａ）テールビットなしと比べて、複雑になる。しかし、テールビットのオーバヘッドを考慮すれば、情報ビットあたりの送信電力を増大できるため、有効な方法として検討が進められ、3GPP LTE(3GPP TS 36.212v1.2.0)で採用が決定されている。
また、（ｂ）テールバイティングによる畳み込み符号の場合、符号化する情報ビットがビットシフトされていれば、シフトレジスタの状態もビットシフトすることになり、図１に示した畳み込み符号器の各Output A,B,Cもそれぞれ同じだけビットシフトした信号になる。すなわち、図２（ｃ）に示すように、例えば１ビット左に情報ビットを周期的にシフトした場合、畳み込み符号器の各Output A,B,Cもそれぞれ１ビットだけ左にビットシフトした信号になる。２ビット以上シフトさせた場合も同様に考えることができる。このため、送信側でビットシフトした信号を受信側で受信して誤り訂正復号処理すると、同じ分だけビットシフトした情報が得られる。
次に、図３を参照して、セルラシステムの下り回線の初期同期に使用するチャネルについて説明する。セルラシステムにおいて下り回線の受信側、すなわち移動局では、図３に示すように、基地局から送信されるPSC(Primary Synchronization Channel)により、Sub-frameタイミングを検出し、その後、SSC(Secondary Synchronization Channel)により、frameタイミングを検出する。
そして、移動局は、frameタイミングを検出後、P-BCHを受信する。
図４を参照して、P-BCH情報の符号化の説明を行なう。１ブロックのP-BCH情報はｎビットの情報で構成される。まず、情報に対し誤り検出符号としてCRC(Cyclic Redundancy Check)ビットがｈビット付加され、ビット数がｇ（＝ｎ＋ｈ）ビットとなる。さらに誤り訂正符号化として、テールバイティングによる畳み込み符号化（Ｒ＝１／３）が行なわれ、３つのＯｕｔｐｕｔからｇビットづつ、全体で（３×ｇ）ビットが出力される。ここでは、１ブロックのP-BCH情報はの４フレームのP-BCHを用いて伝送される。移動局では、４フレームの内、P-BCH情報の最初のフレームであるか検出する必要がある。各フレームに順番にフレーム番号がついていれば、P-BCH情報の最初のフレームは、フレーム番号が４番おきとなる。
（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態に係わる上記セルラシステムの基地局の構成について説明する。図５は、この基地局が備える下り回線の送信系の構成を中心に示したものである。この基地局は移動通信網（図示しない）に収容され、移動局と移動通信網の間を中継するものである。
図５に示すように、基地局は、制御部１００と、CRC(Cyclic Redundancy Check)付加部１０１と、誤り訂正符号化部１０２と、フレーム分割部１０３と、符号化率調整部１０４と、変調部１０５と、サブキャリア割当部１０６と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部１０７と、GI(Guard Interval)付加部１０８と、無線送信部１０９と、受信系１１０とを備えている。
CRC付加部１０１は、制御部２００からの指示されるビット長で、データ系列に対する誤り検出符号を生成し、データ系列に付加する。
誤り訂正符号化部１０２は、例えば図１に示すように構成され、制御部２００から指示される符号化率で、テールバイティングによる畳み込み符号により、送信データを構成するビット列を誤り訂正符号化する。
フレーム分割部１０３は、制御部２００からの指示に基づき、誤り訂正符号化された送信データを各フレームに分割する。
符号化率調整部１０４は、制御部２００からの指示されるパラメータに基づいて、フレーム分割部１０３の出力にリピティション（ビット繰り返し）処理を施して、フレーム分割部１０３の出力のビット数を調整することにより符号化率を調整する。
変調部１０５は、制御部１００から指示される変調方式Ｍで、符号化率調整部１０４の出力を変調して、複素数値で表されるデータ信号を生成する。
サブキャリア割当部１０６は、制御部１００からの指示に基づいて、変調部１０５から出力されるデータ信号と、制御部１００から与えられる制御信号と位相基準信号とをそれぞれ対応するサブキャリアに割り当てた信号を生成する。
IFFT部１０７は、サブキャリア割当部１０６から出力される信号に対してOFDM変調を施すことにより、複数のOFDMシンボルの系列であるOFDM信号を生成する。すなわち、IFFT部１０７は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換することによって、OFDM信号を生成する。
GI付加部１０８は、IFFT部１０７から出力されるOFDM信号にガードインターバルを付加して出力する。
無線送信部１０９は、GI付加部１０８の出力をディジタル−アナログ変換するディジタル−アナログ変換器と、この出力をアップコンバートするアップコンバータと、この出力を電力増幅する電力増幅器を備え、これらにより無線（ＲＦ）信号を生成して、アンテナから送信する。
受信系１１０は、移動局から送信される無線信号を受信したり、移動局から受信した信号の品質を検出するものである。
制御部１００は、当該基地局の各部を制御して送信信号を生成し、移動局宛ての送信を行う。また制御部１００は、伝送フォーマットテーブルを記憶する。そして制御部１００は、受信系１１０により移動局から受信した制御情報（CQI）や、受信系１１０が検出した信号品質に基づいて、上記移動局に宛てた送信に、どの伝送フォーマットを用いるかを選択する。そしてこの選択した伝送フォーマットを示すMCS情報を制御情報に含めて上記移動局に宛てて送信する。
そして制御部１００は、伝送フォーマットを決定すると、この決定した伝送フォーマットを示すMCS情報を移動局に送信し、以後、上記移動局に対しては、上記伝送フォーマットでデータ信号を送信するように、当該移動局の各部を統括して制御する。
次に、第１の実施形態に係わる上記セルラシステムの移動局の構成について説明する。図６は、この移動局が備える下り回線の受信系の構成を中心に示したものである。この移動局は、上述した基地局および移動通信網を通じて通信相手と通信を行う。
図６に示すように、移動局は、制御部２００と、無線受信部２０１と、GI(Guard Interval)除去部２０２と、FFT(Fast Fourier Transform)部２０３と、信号分離部２０４と、復調部２０５と、符号化率調整部２０６と、フレーム合成部２０７と、誤り訂正復号化部２０８と、CRC(Cyclic Redundancy Check)誤り検出部２０９と、フレームタイミングブラインド検出部２１０と、送信系２１１とを備えている。
無線受信部２０１は、基地局から送信される無線信号を受信し、この受信した信号から所望帯域外の雑音を除去する帯域通過フィルタと、このフィルタを通過した信号をベースバンドのディジタル信号に変換するＡＤ変換器とを備える。
GI除去部２０２は、無線受信部２０１から出力されるベースバンドのディジタル信号からガードインターバルを除去する。
FFT部２０３は、GI除去部２０２にてガードインターバルが除去されたディジタル信号を高速フーリエ変換して、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換することで、サブキャリア毎の信号に分割する。
信号分離部２０４は、FFT部２０３にてサブキャリア毎に分割された信号を、制御信号や位相基準信号、データ信号等に分離し、分離した信号を、それぞれ対応するモジュールに出力する。
復調部２０５は、上記位相基準信号からサブキャリア周波数のチャネル推定値を求め、これを用いて信号分離部２０４が出力する信号をチャネル等価し、この等価結果を、制御部２００から指示される復調方式で復調することによって、データ信号を構成するビット列を再生する。
符号化率調整部２０６は、制御部２００からの指示されるパラメータに基づき、復調部２０５から繰り返し入力される信号を累積加算を施し１つのデータとして出力する。
フレーム合成部２０７は、制御部２００からの指示に従い、各フレームの受信信号を１つの受信データに合成する。
誤り訂正復号化部２０８は、制御部２００からの指示される符号化率で、フレーム合成部２０７が合成した受信データを誤り訂正復号化する。
CRC誤り検出部２０９は、誤り訂正復号化部２０８で復号化された受信データについて、制御部２００からの指示されるビット長で誤り検出を行う。
フレームタイミングブラインド検出部２１０は、制御部２００からの指示に基づき受信信号を巡回シフトし、CRC誤り検出結果を監視し、誤り無く受信されるシフト量から送信の初期タイミング（先頭フレームのタイミング）を検出する。
制御部２００は、図示しない品質測定部が基地局からの受信信号から求めた干渉レベルを示すCQIを含む制御情報を生成し、これを送信系２１１を通じて基地局に宛てて送信する。また制御部２００は、予め伝送フォーマットテーブルを記憶する。この伝送フォーマットテーブルは、伝送フォーマットを識別するMCS情報と、変調方式Ｍ、符号化率Ｒ、リピティション数および直交化を決定するパラメータＮなどの情報を対応づけたものである。
そして制御部２００は、復調部２０５が抽出した制御情報からMCS情報を検出し、これから基地局が当該移動局宛ての送信に用いる伝送フォーマットが上記MCS情報で示される伝送フォーマットであることを認識する。そして制御部２００は、伝送フォーマットテーブルを参照し、基地局から送信される情報が受信できるように、上記MCS情報に対応するパラメータで当該移動局の各部を統括して制御する。これにより、上記伝送フォーマットで基地局から送信される信号を受信する。
次に、上記構成のディジタル通信システムの動作について説明する。
まず基地局における送信動作について説明する。図７は、基地局における主な送信処理のフローを示すものであり、この処理は制御部１００が基地局の各部を制御することにより為される。また図８に、上記フローに対応する送信データの遷移を示す。以下、これらの図を参照して説明する。
ステップ７ａにおいて制御部１００は、CRC付加部１０１を制御して、これによりCRC付加部１０１が図８（ａ）に示すような送信データX0〜Xn-1に、図８（ｂ）に示すように誤り訂正用のチェックビットc0〜ch-1を付加し、ステップ７ｂに移行する。
ステップ７ｂにおいて制御部１００は、誤り訂正符号化部１０２を制御して、これにより誤り訂正符号化部１０２が図８（ｂ）に示すように誤り訂正用のチェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1を誤り訂正符号化（畳み込み符号化）処理し、これにより図８（ｃ）に示すような３つの出力Output A,B,Cを得る。なお、図２で説明したように、テールバイティングにより、符号化前の情報（チェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1）と３つの出力Output A,B,Cとの周期性が対応する。
ステップ７ｃにおいて制御部１００は、フレーム分割部１０３を制御して、これによりフレーム分割部１０３が図８（ｄ）に示すように出力Output A,B,Cをそれぞれ複数のフレームにマッピングして、これにより図８（ｄ）に示すような４つのP-BCHを生成する。ここでは、出力Output A,B,Cを４つのフレームに分割する場合を例に挙げる。なお、この時点でも、符号化前の情報（チェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1）とP-BCHとの周期性が対応する。
ステップ７ｄにおいて制御部１００は、符号化率調整部１０４、変調部１０５、およびサブキャリア割当部１０６を制御して、上記P-BCHについてチャネル多重化変調を行い、これによって得られた送信信号は、IFFT部１０７、GI付加部１０８および無線送信部１０９を通じて、移動局に向けて送信される。
これに対して移動局は、以下のような受信動作を行う。図９は、移動局における主な受信処理のフローを示すものであり、この処理は制御部２００が移動局の各部を制御することにより為される。また図１０に、上記フローに対応する受信データの遷移を示す。以下、これらの図を参照して説明する。なお、フレームタイミングの検出は、すでに図３を用いて説明したように、信号分離部２０４で分離された信号のうち、PSCとSSCに基づいて制御部２００が行なう。
ステップ９ａにおいて制御部２００は、信号分離部２０４を制御して、これにより信号分離部２０４が図１０（ａ）に示すように、無線受信部２０１、GI除去部２０２およびFFT部２０３を通じて得られた、多重化された受信データからP-BCHを分離する。この分離されたP-BCHは、制御部２００によって制御された復調部２０５によって復調されて、その後、制御部２００によって制御された符号化率調整部２０６によって復調部２０５の復調結果の符号化率が調整され、フレーム毎に４分割されたP-BCHが得られる。
ステップ９ｂにおいて制御部２００は、フレーム合成部２０７を制御して、これによりフレーム合成部２０７が符号化率調整部２０６の出力をフレーム合成する。すなわち、フレーム合成部２０７は、４フレーム分のP-BCHをフレーム合成する。なお、移動局側ではフレーム番号は未知であるため、任意のタイミングで４フレーム分の復調結果が合成される。したがって、図１０（ｂ−１）〜（ｂ−４）に示すように、フレーム合成のタイミングにより、４通りの受信信号が得られる可能性があり、実際には、このうち１つの受信信号が得られる。
ステップ９ｃにおいて制御部２００は、誤り訂正復号化部２０８を制御して、これにより誤り訂正復号化部２０８が誤り訂正符号化部１０２での符号化に対応する復号を行って、受信データを得る。なお、図１０に示すように、フレーム合成の開始タイミングに応じた４種の信号（ｂ−１）〜（ｂ−４）から、それぞれ（ｃ−１）〜（ｃ−４）に示すような受信データが得られることになる。
ステップ９ｄにおいて制御部２００は、CRC誤り検出部２０９を制御して、これによりCRC誤り検出部２０９が、４つのフレームタイミング毎に順次CRC検出を行って、この検出結果から、フレームタイミングブラインド検出部２１０が、４つのP-BCHからなる受信データの先頭フレームのタイミングをブラインド検出する。
すなわち、移動局側ではフレーム番号は未知であるが、４通りのフレームタイミングは、PSCおよびSSCに基づいて制御部２００により検出されているので、制御部２００から通知される４通りのフレームタイミングについて、CRC誤り検出部２０９が、図１１に示すように、それぞれ対応するビット位置においてCRC検出を行う。そして、その４つのCRC検出結果に基づいて、フレームタイミングブラインド検出部２１０が、正常なデータが得られたフレームタイミングを検出し、このタイミングに基づいて誤り訂正復号化部２０８にて得た受信データからチェックビットを切り捨て、必要に応じて送信データを所定の順序に入れ替えて、伝送されるべきデータを得る。
以上のように、上記構成のディジタル通信システムでは、基地局において、送信データに誤り検出符号としてCRCを付加した後、テールバイティングによる畳み込み符号による誤り訂正符号化を行ない、４フレームのP-BCHに分割して送信する。このため、移動局では、どのフレームのP-BCHから受信（合成）を開始しても、テールバイティングであることより伝送信号の周期的構造が維持され、フレーム単位でシフトした受信データが得られる。したがって、移動局においては、先頭フレームが未知であっても、１回の誤り訂正復号により復号が行える。そして、この復号結果に対して、４つのフレームタイミングでCRC検出を行い、先頭フレームを検出して、送信データを復元している。
したがって、上記構成のディジタル通信システムによれば、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数あっても、１回の誤り訂正復号により復号が行えるので、膨大なデータ処理を行うことなく、伝送フォーマットの開始位置を検出することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係わる上記セルラシステムの基地局の構成について説明する。図１２は、この基地局が備える下り回線の送信系の構成を中心に示したものである。この基地局は移動通信網（図示しない）に収容され、移動局と移動通信網の間を中継するものである。
図１２に示すように、基地局は、制御部３００と、CRC(Cyclic Redundancy Check)付加部３０１と、誤り訂正符号化部３０２と、フレーム分割部３０３と、符号化率調整部３０４と、変調部３０５と、サブキャリア割当部３０６と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部３０７と、GI(Guard Interval)付加部３０８と、無線送信部３０９と、受信系３１０と、チャネルインターリーバ３１１と、フレーム内インターリーバ３１２とを備えている。
CRC付加部３０１は、制御部３００からの指示されるビット長で、データ系列に対する誤り検出符号を生成し、データ系列に付加する。
誤り訂正符号化部３０２は、例えば図１に示すように構成され、制御部３００から指示される符号化率で、テールバイティングによる畳み込み符号送信データを構成するビット列を誤り訂正符号化する。
チャネルインターリーバ３１１は、制御部３００から指示されるインターリーブパターンに基づいて、誤り訂正符号化された全送信データを周期性を保持しながらインターリーブする。
フレーム分割部３０３は、制御部３００からの指示に基づき、インターリーブされた送信データを各フレームに分割する。
符号化率調整部３０４は、制御部３００からの指示されるパラメータに基づいて、各フレームの送信データにリピティション（ビット繰り返し）処理を施して、各フレームの送信データのビット数を調整することにより符号化率を調整する。
フレーム内インターリーバ３１２は、制御部３００からの指示されるインターリーブパターンに基づいて、符号化率調整部３０４が出力する各フレームの送信データをインターリーブする。
変調部３０５は、制御部３００から指示される変調方式Ｍで、フレーム内インターリーバ３１２の出力を変調して、複素数値で表されるデータ信号を生成する。
サブキャリア割当部３０６は、制御部３００からの指示に基づいて、変調部３０５から出力されるデータ信号と、制御部３００から与えられる制御信号と位相基準信号とをそれぞれ対応するサブキャリアに割り当てた信号を生成する。
IFFT部３０７は、サブキャリア割当部３０６から出力される信号に対してOFDM変調を施すことにより、複数のOFDMシンボルの系列であるOFDM信号を生成する。すなわち、IFFT部３０７は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換することによって、OFDM信号を生成する。
GI付加部３０８は、IFFT部３０７から出力されるOFDM信号にガードインターバルを付加して出力する。
無線送信部３０９は、GI付加部３０８の出力をディジタル−アナログ変換するディジタル−アナログ変換器と、この出力をアップコンバートするアップコンバータと、この出力を電力増幅する電力増幅器を備え、これらにより無線（ＲＦ）信号を生成して、アンテナから送信する。
受信系３１０は、移動局から送信される無線信号を受信したり、移動局から受信した信号の品質を検出するものである。
制御部３００は、当該基地局の各部を制御して送信信号を生成し、移動局宛ての送信を行う。また制御部３００は、伝送フォーマットテーブルを記憶する。そして制御部３００は、受信系３１０により移動局から受信した制御情報（CQI）や、受信系３１０が検出した信号品質に基づいて、上記移動局に宛てた送信に、どの伝送フォーマットを用いるかを選択する。そしてこの選択した伝送フォーマットを示すMCS情報を制御情報に含めて上記移動局に宛てて送信する。
そして制御部３００は、伝送フォーマットを決定すると、この決定した伝送フォーマットを示すMCS情報を移動局に送信し、以後、上記移動局に対しては、上記伝送フォーマットでデータ信号を送信するように、当該移動局の各部を統括して制御する。
次に、第２の実施形態に係わる上記セルラシステムの移動局の構成について説明する。図１３は、この移動局が備える下り回線の受信系の構成を中心に示したものである。この移動局は、上述した基地局および移動通信網を通じて通信相手と通信を行う。
図１３に示すように、移動局は、制御部４００と、無線受信部４０１と、GI(Guard Interval)除去部４０２と、FFT(Fast Fourier Transform)部４０３と、信号分離部４０４と、復調部４０５と、符号化率調整部４０６と、フレーム合成部４０７と、誤り訂正復号化部４０８と、CRC(Cyclic Redundancy Check)誤り検出部４０９と、フレームタイミングブラインド検出部４１０と、送信系４１１と、フレーム内デインターリーバ４１２と、チャネルデインターリーバ４１３とを備えている。
無線受信部４０１は、基地局から送信される無線信号を受信し、この受信した信号から所望帯域外の雑音を除去する帯域通過フィルタと、このフィルタを通過した信号をベースバンドのディジタル信号に変換するＡＤ変換器とを備える。
GI除去部４０２は、無線受信部４０１から出力されるベースバンドのディジタル信号からガードインターバルを除去する。
FFT部４０３は、GI除去部４０２にてガードインターバルが除去されたディジタル信号を高速フーリエ変換して、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換することで、サブキャリア毎の信号に分割する。
信号分離部４０４は、FFT部４０３にてサブキャリア毎に分割された信号を、制御信号や位相基準信号、データ信号等に分離し、分離した信号を、それぞれ対応するモジュールに出力する。
復調部４０５は、上記位相基準信号からサブキャリア周波数のチャネル推定値を求め、これを用いて信号分離部４０４が出力する信号をチャネル等価し、この等価結果を、制御部４００から指示される復調方式で復調することによって、データ信号を構成するビット列を再生する。
フレーム内デインターリーバ４１２は、基地局のフレーム内インターリーバ３１２に対応するものであって、制御部４００からの指示されるインターリーブパターンに基づいて、復調部４０５で得られたデータ信号を各フレーム毎にデインターリーブする。
符号化率調整部４０６は、制御部４００からの指示されるパラメータに基づき、フレーム内デインターリーバ４１２から繰り返し入力される信号を累積加算を施し１つのデータとして出力する。
フレーム合成部４０７は、制御部４００からの指示に従い、符号化率調整部４０６から出力された各フレームの受信信号を１つの受信データに合成する。
チャネルデインターリーバ４１３は、移動局のチャネルインターリーバ３１１に対応するものであって、制御部４００からの指示されるインターリーブパターンに基づいて、フレーム合成部４０７が合成した受信データをデインターリーブする。
誤り訂正復号化部４０８は、制御部４００からの指示される符号化率で、チャネルデインターリーバ４１３でデインターリーブされた受信データを誤り訂正復号化する。
CRC誤り検出部４０９は、誤り訂正復号化部４０８で復号化された受信データについて、制御部４００からの指示されるビット長で誤り検出を行う。
フレームタイミングブラインド検出部４１０は、制御部４００からの指示に基づき受信信号を巡回シフトし、CRC誤り検出結果を監視し、誤り無く受信されるシフト量から送信の初期タイミング（先頭フレームのタイミング）を検出する。
制御部４００は、図示しない品質測定部が基地局からの受信信号から求めた干渉レベルを示すCQIを含む制御情報を生成し、これを送信系４１１を通じて基地局に宛てて送信する。また制御部４００は、予め伝送フォーマットテーブルを記憶する。この伝送フォーマットテーブルは、伝送フォーマットを識別するMCS情報と、変調方式Ｍ、符号化率Ｒ、リピティション数および直交化を決定するパラメータＮなどの情報を対応づけたものである。
そして制御部４００は、復調部４０５が抽出した制御情報からMCS情報を検出し、これから基地局が当該移動局宛ての送信に用いる伝送フォーマットが上記MCS情報で示される伝送フォーマットであることを認識する。そして制御部４００は、伝送フォーマットテーブルを参照し、基地局から送信される情報が受信できるように、上記MCS情報に対応するパラメータで当該移動局の各部を統括して制御する。これにより、上記伝送フォーマットで基地局から送信される信号を受信する。
次に、上記構成のディジタル通信システムの動作について説明する。
まず基地局における送信動作について説明する。図１４は、基地局における主な送信処理のフローを示すものであり、この処理は制御部３００が基地局の各部を制御することにより為される。また図１５に、上記フローに対応する送信データの遷移を示す。以下、これらの図を参照して説明する。
ステップ１４ａにおいて制御部３００は、CRC付加部３０１を制御して、これによりCRC付加部３０１が図１５（ａ）に示すような送信データX0〜Xn-1に、図１５（ｂ）に示すように誤り訂正用のチェックビットc0〜ch-1を付加し、ステップ１４ｂに移行する。
ステップ１４ｂにおいて制御部３００は、誤り訂正符号化部３０２を制御して、これにより誤り訂正符号化部３０２が図１５（ｂ）に示すように誤り訂正用のチェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1を誤り訂正符号化（畳み込み符号化）処理し、これにより図１５（ｃ）に示すような３つの出力Output A,B,Cを得る。なお、図２で説明したように、テールバイティングにより、符号化前の情報（チェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1）と３つの出力Output A,B,Cとの周期性が対応する。
ステップ１４ｃにおいて制御部３００は、チャネルインターリーバ３１１を制御し、これによりチャネルインターリーバ３１１が、制御部３００から指示されるインターリーブパターンに基づいて、図１５（ｄ）に示すように出力Output A,B,Cをインターリーブする。
ステップ１４ｄにおいて制御部３００は、フレーム分割部３０３を制御して、これによりフレーム分割部３０３が、インターリーブされた出力Output A’,B’,C’をそれぞれ複数のフレームにマッピングして、これにより図１５（ｄ）に示すようにフレーム分割する。ここでは、インターリーブされた出力Output A’,B’,C’を４つのフレームに分割する場合を例に挙げる。なお、この時点でも、符号化前の情報（チェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1）と、４つにフレーム分割された出力Output A’,B’,C’との周期性が対応する。
ステップ１４ｅにおいて制御部３００は、フレーム内インターリーバ３１２を制御し、これによりフレーム内インターリーバ３１２は、制御部３００から指示されるインターリーブパターンに基づいて、４つにフレーム分割された出力Output A’,B’,C’をそれぞれインターリーブし、これにより図１５（ｅ）に示すような４つのP-BCHを生成する。なお、ここで各フレームに適用されるインターリーブパターンは共通である。
ステップ１４ｆにおいて制御部３００は、符号化率調整部３０４、変調部３０５、およびサブキャリア割当部３０６を制御して、上記P-BCHについてチャネル多重化変調を行い、これによって得られた送信信号は、IFFT部３０７、GI付加部３０８および無線送信部３０９を通じて、移動局に向けて送信される。
これに対して移動局は、以下のような受信動作を行う。図１６は、移動局における主な受信処理のフローを示すものであり、この処理は制御部４００が移動局の各部を制御することにより為される。また図１７に、上記フローに対応する受信データの遷移を示す。以下、これらの図を参照して説明する。なお、フレームタイミングの検出は、すでに図３を用いて説明したように、信号分離部４０４で分離された信号のうち、PSCとSSCに基づいて制御部４００が行なう。
ステップ１６ａにおいて制御部４００は、信号分離部４０４を制御して、これにより信号分離部４０４が図１７（ａ）に示すように、無線受信部４０１、GI除去部４０２およびFFT部４０３を通じて得られた、多重化された受信データからP-BCHを分離する。この分離されたP-BCHは、制御部４００によって制御された復調部４０５によって復調されて、フレーム毎に４分割されたP-BCHが得られる。
ステップ１６ｂにおいて制御部４００は、フレーム内デインターリーバ４１２を制御し、これによりフレーム内デインターリーバ４１２が、図１７（ｂ）に示すように、各フレームのP-BCHに対して、制御部４００から指示された共通のデインターリーブパターンでデインターリーブを行う。
ステップ１６ｃにおいて制御部４００は、符号化率調整部４０６を制御して、これにより符号化率調整部４０６が、デインターリーブされたデータの符号化率を調整する。そして、制御部４００は、フレーム合成部４０７を制御して、これによりフレーム合成部４０７が符号化率調整部４０６の出力をフレーム合成する。すなわち、フレーム合成部４０７は、図１７（ｃ）に示すように、４フレーム分のデインターリーブされたP-BCHをフレーム合成する。
ステップ１６ｄにおいて制御部４００は、チャネルデインターリーバ４１３を制御して、これによりチャネルデインターリーバ４１３がフレーム合成された信号を、図１７（ｄ）に示すようにデインターリーブする。なお、移動局側ではフレーム番号は未知であるため、任意のタイミングで４フレーム分の復調結果が合成される。したがって、図１７（ｅ−１）〜（ｅ−４）に示すように、フレーム合成のタイミングにより、４通りの受信信号が得られる可能性があり、実際には、このうち１つの受信信号が得られる。
ステップ１６ｅにおいて制御部４００は、誤り訂正復号化部４０８を制御して、これにより誤り訂正復号化部４０８が誤り訂正符号化部３０２での符号化に対応する復号を行って、受信データを得る。なお、図１７に示すように、フレーム合成のタイミングに応じた４種の信号（ｅ−１）〜（ｅ−４）から、それぞれ（ｆ−１）〜（ｆ−４）に示すような受信データが得られることになる。
ステップ１６ｆにおいて制御部４００は、CRC誤り検出部４０９を制御して、これによりCRC誤り検出部４０９が、４つのフレームタイミング毎に順次CRC検出を行って、この検出結果から、フレームタイミングブラインド検出部４１０が、４つのP-BCHからなる受信データの先頭フレームのタイミングをブラインド検出する。
すなわち、移動局側ではフレーム番号は未知であるが、４通りのフレームタイミングは、PSCおよびSSCに基づいて制御部４００により検出されているので、制御部４００から通知される４通りのフレームタイミングについて、CRC誤り検出部４０９が、図１８に示すように、それぞれ対応するビット位置においてCRC検出を行う。そして、その４つのCRC検出結果に基づいて、フレームタイミングブラインド検出部４１０が、正常なデータが得られたフレームタイミングを検出し、このタイミングに基づいて誤り訂正復号化部４０８にて得た受信データからチェックビットを切り捨て、必要に応じて送信データを所定の順序に入れ替えて、伝送されるべきデータを得る。
以上のように、上記構成のディジタル通信システムでは、基地局において、送信データに誤り検出符号としてCRCを付加した後、テールバイティングによる畳み込み符号による誤り訂正符号化を行ない、４フレームのP-BCHに分割して送信する。このため、移動局では、どのフレームのP-BCHから受信（合成）を開始しても、テールバイティングであることより伝送信号の周期的構造が維持され、フレーム単位でシフトした受信データが得られる。したがって、移動局においては、先頭フレームが未知であっても、１回の誤り訂正復号により復号が行える。そして、この復号結果に対して、４つのフレームタイミングでCRC検出を行い、先頭フレームを検出して、送信データを復元している。
したがって、上記構成のディジタル通信システムによれば、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数あっても、１回の誤り訂正復号により復号が行えるので、膨大なデータ処理を行うことなく、伝送フォーマットの開始位置を検出することができる。
また第２の実施形態では、第１の実施形態のディジタル通信システムに、インターリーブを行う構成を加えているが、フレーム毎に行われるインターリーブは共通のインターリーブパターンを使用するので、フレーム番号が未知であってもデインターリーブすることができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係わる上記セルラシステムの基地局の構成について説明する。図１９は、この基地局が備える下り回線の送信系の構成を中心に示したものである。この基地局は移動通信網（図示しない）に収容され、移動局と移動通信網の間を中継するものである。
図１９に示すように、基地局は、制御部５００と、CRC(Cyclic Redundancy Check)付加部５０１と、誤り訂正符号化部５０２と、フレーム分割部５０３と、符号化率調整部５０４と、変調部５０５と、サブキャリア割当部５０６と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部５０７と、GI(Guard Interval)付加部５０８と、無線送信部５０９と、受信系５１０と、フレーム内インターリーバ５１２と、シフトマッピング部５１３とを備えている。
CRC付加部５０１は、制御部５００からの指示されるビット長で、データ系列に対する誤り検出符号を生成し、データ系列に付加する。
誤り訂正符号化部５０２は、例えば図１に示すように構成され、制御部５００から指示される符号化率で、テールバイティングによる畳み込み符号により、送信データを構成するビット列を誤り訂正符号化する。
フレーム分割部５０３は、制御部５００からの指示に基づき、誤り訂正符号化された送信データを各フレームに複製する。４回同じデータを繰り返し（リピテーション）した後、１回づつ４つに分割する処理と同じである。すなわち、各フレームには同じ誤り訂正符号化された送信データが割り当てられる。
シフトマッピング部５１３は、各フレームの送信データをそれぞれOutput毎に所定のビット数だけ周期的にビットシフトさせる。周期的ビットシフトの例を以下に説明する。８ビットのデータ列｛a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7｝を２ビット周期的ビットシフトさせると｛a2,a3,a4,a5,a6,a7,a0,a1｝となる。
符号化率調整部５０４は、制御部５００からの指示されるパラメータに基づいて、シフトマッピング部５１３の出力にリピティション（ビット繰り返し）処理を施して、上記データ信号のビット数を調整することにより符号化率を調整する。
フレーム内インターリーバ５１２は、制御部５００からの指示されるインターリーブパターンに基づいて、符号化率調整部５０４の出力をフレーム毎にインターリーブする。
変調部５０５は、制御部５００から指示される変調方式Ｍで、フレーム内インターリーバ５１２の出力を変調して、複素数値で表されるデータ信号を生成する。
サブキャリア割当部５０６は、制御部５００からの指示に基づいて、変調部５０５から出力されるデータ信号と、制御部５００から与えられる制御信号と位相基準信号とをそれぞれ対応するサブキャリアに割り当てた信号を生成する。
IFFT部５０７は、サブキャリア割当部５０６から出力される信号に対してOFDM変調を施すことにより、複数のOFDMシンボルの系列であるOFDM信号を生成する。すなわち、IFFT部５０７は、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換することによって、OFDM信号を生成する。
GI付加部５０８は、IFFT部５０７から出力されるOFDM信号にガードインターバルを付加して出力する。
無線送信部５０９は、GI付加部５０８の出力をディジタル−アナログ変換するディジタル−アナログ変換器と、この出力をアップコンバートするアップコンバータと、この出力を電力増幅する電力増幅器を備え、これらにより無線（ＲＦ）信号を生成して、アンテナから送信する。
受信系５１０は、移動局から送信される無線信号を受信したり、移動局から受信した信号の品質を検出するものである。
制御部５００は、当該基地局の各部を制御して送信信号を生成し、移動局宛ての送信を行う。また制御部５００は、伝送フォーマットテーブルを記憶する。そして制御部５００は、受信系５１０により移動局から受信した制御情報（CQI）や、受信系５１０が検出した信号品質に基づいて、上記移動局に宛てた送信に、どの伝送フォーマットを用いるかを選択する。そしてこの選択した伝送フォーマットを示すMCS情報を制御情報に含めて上記移動局に宛てて送信する。
そして制御部５００は、伝送フォーマットを決定すると、この決定した伝送フォーマットを示すMCS情報を移動局に送信し、以後、上記移動局に対しては、上記伝送フォーマットでデータ信号を送信するように、当該移動局の各部を統括して制御する。
次に、第３の実施形態に係わる上記セルラシステムの移動局の構成について説明する。図２０は、この移動局が備える下り回線の受信系の構成を中心に示したものである。この移動局は、上述した基地局および移動通信網を通じて通信相手と通信を行う。
図２０に示すように、移動局は、制御部６００と、無線受信部６０１と、GI(Guard Interval)除去部６０２と、FFT(Fast Fourier Transform)部６０３と、信号分離部６０４と、復調部６０５と、符号化率調整部６０６と、フレーム合成部６０７と、誤り訂正復号化部６０８と、CRC(Cyclic Redundancy Check)誤り検出部６０９と、フレームタイミングブラインド検出部６１０と、送信系６１１と、フレーム内デインターリーバ６１２と、シフトデマッピング部６１４とを備えている。
無線受信部６０１は、基地局から送信される無線信号を受信し、この受信した信号から所望帯域外の雑音を除去する帯域通過フィルタと、このフィルタを通過した信号をベースバンドのディジタル信号に変換するＡＤ変換器とを備える。
GI除去部６０２は、無線受信部６０１から出力されるベースバンドのディジタル信号からガードインターバルを除去する。
FFT部６０３は、GI除去部６０２にてガードインターバルが除去されたディジタル信号を高速フーリエ変換して、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換することで、サブキャリア毎の信号に分割する。
信号分離部６０４は、FFT部６０３にてサブキャリア毎に分割された信号を、制御信号や位相基準信号、データ信号等に分離し、分離した信号を、それぞれ対応するモジュールに出力する。
復調部６０５は、上記位相基準信号からサブキャリア周波数のチャネル推定値を求め、これを用いて信号分離部６０4の出力をチャネル等価し、この等価結果を、制御部６００から指示される復調方式で復調することによって、データ信号を構成するビット列を再生する。
フレーム内デインターリーバ６１２は、移動局のフレーム内インターリーバ５１２に対応するものであって、制御部６００からの指示されるインターリーブパターンに基づいて、復調部６０５で得られたデータ信号を各フレーム毎にデインターリーブする。
符号化率調整部６０６は、制御部６００からの指示されるパラメータに基づき、フレーム内デインターリーバ６１２から繰り返し入力される信号を累積的に合成を施し１つのデータとして出力する。
シフトデマッピング部６１４は、移動局のシフトマッピング部５１３に対応するものであって、符号化率調整部６０６から出力される各フレームの送信データをそれぞれ所定のビット数だけシフトさせる。
フレーム合成部６０７は、制御部６００からの指示に従い、シフトデマッピング部６１４がビットシフトさせた各フレームの受信信号を１つの受信データに合成する。
誤り訂正復号化部６０８は、制御部６００からの指示される符号化率で、フレーム合成部６０７が合成した受信データを誤り訂正復号化する。
CRC誤り検出部６０９は、誤り訂正復号化部６０８で復号化された受信データについて、制御部２００からの指示されるビット長で誤り検出を行う。
フレームタイミングブラインド検出部６１０は、制御部６００からの指示に基づき受信信号を巡回シフトし、CRC誤り検出結果を監視し、誤り無く受信されるシフト量から送信の初期タイミング（先頭フレームのタイミング）を検出する。
制御部６００は、図示しない品質測定部が基地局からの受信信号から求めた干渉レベルを示すCQIを含む制御情報を生成し、これを送信系６１１を通じて基地局に宛てて送信する。また制御部６００は、予め伝送フォーマットテーブルを記憶する。この伝送フォーマットテーブルは、伝送フォーマットを識別するMCS情報と、変調方式Ｍ、符号化率Ｒ、リピティション数および直交化を決定するパラメータＮなどの情報を対応づけたものである。
そして制御部６００は、復調部６０５が抽出した制御情報からMCS情報を検出し、これから基地局が当該移動局宛ての送信に用いる伝送フォーマットが上記MCS情報で示される伝送フォーマットであることを認識する。そして制御部６００は、伝送フォーマットテーブルを参照し、基地局から送信される情報が受信できるように、上記MCS情報に対応するパラメータで当該移動局の各部を統括して制御する。これにより、上記伝送フォーマットで基地局から送信される信号を受信する。
次に、上記構成のディジタル通信システムの動作について説明する。
まず基地局における送信動作について説明する。図２１は、基地局における主な送信処理のフローを示すものであり、この処理は制御部３００が基地局の各部を制御することにより為される。また図２２に、上記フローに対応する送信データの遷移を示す。以下、これらの図を参照して説明する。
ステップ２１ａにおいて制御部５００は、CRC付加部５０１を制御して、これによりCRC付加部５０１が図２２（ａ）に示すような送信データX0〜Xn-1に、図２２（ｂ）に示すように誤り訂正用のチェックビットc0〜ch-1を付加し、ステップ２１ｂに移行する。
ステップ２１ｂにおいて制御部５００は、誤り訂正符号化部５０２を制御して、これにより誤り訂正符号化部５０２が図２２（ｂ）に示すように誤り訂正用のチェックビットc0〜chn-1が付加された送信データX0〜Xn-1を誤り訂正符号化（畳み込み符号化）処理し、これにより図２２（ｃ）に示すような３つの出力Output A,B,Cを得る。なお、図２で説明したように、テールバイティングにより、符号化前の情報（チェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1）と３つの出力Output A,B,Cとの周期性が対応する。
ステップ２１ｃにおいて制御部５００は、フレーム分割部５０３を制御して、これによりフレーム分割部５０３が図２２（ｄ）に示すように出力Output A,B,Cをそれぞれ複数のフレームにマッピングする。ここでは出力Output A,B,Cを４つのフレームに複製する場合を例に挙げる。なお、この時点でも、符号化前の情報（チェックビットc0〜ch-1が付加された送信データX0〜Xn-1）と、４つにフレームに複製された出力Output A,B,Cとの周期性が対応する。
ステップ２１ｄにおいて制御部５００は、シフトマッピング部５１３を制御して、これによりシフトマッピング部５１３が、図２２（ｄ）に示すように、各フレームのデータをOutput毎に所定のビット数だけシフトさせる。各Outputのビット数ｇ（＝ｎ＋ｈ）ビットなので、この例では４つのフレームで１周期のビットシフトを行なうため、はじめのフレームは、ビットシフト数０、２番目のフレームは各Outputのビット数の４分の１だけ、すなわち（ｇ／４）ビットビットシフトさせる。また、３番目のフレームは各Outputのビット数の４分の２だけ、すなわち（ｇ×２／４）ビットビットシフトさせ、４番目のフレームは各Outputのビット数の４分の３だけ、すなわち（ｇ×３／４）ビットビットシフトさせる。つまり同じデータを４回送信するため、１フレームの各Outputのビット列を４分割して各Output毎に４分の１ずつビットシフトさせる。
ステップ２１ｅにおいて制御部５００は、フレーム内インターリーバ５１２を制御し、これによりフレーム内インターリーバ５１２が、図２２（ｅ）に示すように、制御部５００から指示されるインターリーブパターンに基づいて、ビットシフトした４つのフレームのデータをそれぞれインターリーブし、これにより４つのP-BCHを生成する。なお、ここで各フレームに適用されるインターリーブパターンは共通である。
ステップ２１ｆにおいて制御部５００は、符号化率調整部５０４、変調部５０５、およびサブキャリア割当部５０６を制御して、上記P-BCHについてチャネル多重化変調を行い、これによって得られた送信信号は、IFFT部５０７、GI付加部５０８および無線送信部５０９を通じて、移動局に向けて送信される。
これに対して移動局は、以下のような受信動作を行う。図２３は、移動局における主な受信処理のフローを示すものであり、この処理は制御部６００が移動局の各部を制御することにより為される。また図２４に、上記フローに対応する受信データの遷移を示す。以下、これらの図を参照して説明する。なお、フレームタイミングの検出は、すでに図３を用いて説明したように、信号分離部６０４で分離された信号のうち、PSCとSSCに基づいて制御部６００が行なう。
ステップ２３ａにおいて制御部６００は、信号分離部６０４を制御して、これにより信号分離部６０４が図２４（ａ）に示すように、無線受信部６０１、GI除去部６０２およびFFT部６０３を通じて得られた、多重化された受信データからP-BCHを分離する。この分離されたP-BCHは、制御部６００によって制御された復調部６０５によって復調されて、フレーム毎に４つのP-BCH信号が得られる。
ステップ２３ｂにおいて制御部６００は、フレーム処理を行い、そして、フレーム内デインターリーバ４１２を制御し、これによりフレーム内デインターリーバ４１２が、図２４（ｂ）に示すように、各フレームのP-BCHに対して、制御部６００から指示された共通のデインターリーブパターンでデインターリーブを行う。
ステップ２３ｃにおいて制御部６００は、符号化率調整部６０６を制御して、これにより符号化率調整部６０６が、デインターリーブされたデータの符号化率を調整する。そして、制御部４００は、シフトデマッピング部６１４を制御し、これによりシフトデマッピング部６１４が、図２４（ｃ）に示すように、基地局のシフトマッピング部５１３と反対方向に、各フレームのデータをビットシフトする。
ステップ２３ｄにおいて制御部６００は、フレーム合成部６０７を制御して、これによりフレーム合成部６０７がシフトデマッピング部６１４の出力をフレーム合成することができる。すなわち、フレーム合成部６０７は、図２４（ｄ）に示すように、４フレーム分のデインターリーブされたP-BCHをフレーム合成することができる。
ステップ２３ｅにおいて制御部６００は、誤り訂正復号化部６０８を制御して、これにより誤り訂正復号化部６０８が誤り訂正符号化部３０２での符号化に対応する復号を行って、受信データを得る。なお、図２４に示すように、フレーム受信の開始タイミングに応じた４種の信号（ｅ−１）〜（ｅ−４）から、それぞれ（ｆ−１）〜（ｆ−４）に示すような受信データが得られることになる。
ステップ２３ｆにおいて制御部６００は、CRC誤り検出部６０９を制御して、これによりCRC誤り検出部６０９が、４つのフレームタイミング毎に順次CRC検出を行って、この検出結果から、フレームタイミングブラインド検出部４１０が、４つのP-BCHからなる受信データの先頭フレームのタイミングをブラインド検出する。
すなわち、移動局側ではフレーム番号は未知であるが、候補となる４通りのフレームタイミングは、PSCおよびSSCにより検出されているので、制御部６００から通知される４通りのフレームタイミングについて、CRC誤り検出部６０９が、図１８に示すように、それぞれ対応するビット位置においてCRC検出を行う。そして、その４つのCRC検出結果に基づいて、フレームタイミングブラインド検出部４１０が、正常なデータが得られたCRC検出の位置から、周期的ビットシフト量を検出し、このタイミングに基づいて誤り訂正復号化部６０８にて得た受信データからチェックビットを切り捨て、必要に応じて送信データを所定の順序に入れ替えて、伝送されるべきデータを得る。ビットシフト量は、フレーム番号に対応しているので、受信を開始したフレームのフレーム番号を得ることができる。
以上のように、上記構成のディジタル通信システムでは、基地局において、送信データに誤り検出符号としてCRCを付加した後、テールバイティングによる畳み込み符号による誤り訂正符号化を行ない、４フレームのP-BCHに同じデータを送信する。このとき、フレーム番号に対応する周期的ビットシフトを行なう。このため、移動局では、どのフレームのP-BCHから受信を開始しても、テールバイティングであることより伝送信号の周期的構造が維持され、フレームによりで周期的ビットシフト量が異なる受信データが得られる。したがって、移動局においては、受信先頭フレームが未知であっても、１回の誤り訂正復号により復号が行える。そして、この復号結果に対して、４つのビット位置でCRC検出を行い、送信データを復元するとともに、先頭フレームを検出している。
したがって、上記構成のディジタル通信システムによれば、伝送フォーマットの開始位置の候補が複数あっても、１回の誤り訂正復号により復号が行えるので、膨大なデータ処理を行うことなく、伝送フォーマットの開始位置を検出することができる。
また第３の実施形態では、基地局が、１つのフレームを４回送信する際に、１フレームのビット列が同じになるように４分割し、各回で４分の１ずつ周期的ビットシフトさせて送信する。このため、フレーム番号に応じて、周期的ビットシフト量が異なるため、移動局でフレーム番号の検出できる。、また、これに対して移動局が、基地局で行ったビットシフトとは逆方向に、連続する４つのフレームの各フレームを４分の１ずつビットシフトさせて受信するようにしている。このため、各フレーム間の受信信号が同じビット列になり、受信信号をフレーム間で合成することができる。
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
この発明に係わるディジタル通信システムの送信側で用いる畳み込み符号器の一例を示す図。 通常の畳み込み符号とテールバイティングによる畳み込み符号を説明するための図。 この発明に係わるディジタル通信システムで用いる初期同期用チャネルを説明するための図。 テールバイティングによる畳み込み符号を使用するP-BCHの符号化説明するための図。 この発明に係わるディジタル通信システムの第１の実施の形態の基地局の構成を示す回路ブロック図。 この発明に係わるディジタル通信システムの第１の実施の形態の移動局の構成を示す回路ブロック図。 図５に示した基地局の情報送信に係わる処理のフローを説明するための図。 図７に示したフローによる送信データの遷移を説明するための図。 図６に示した移動局の情報受信に係わる処理のフローを説明するための図。 図９に示したフローによる受信データの遷移を説明するための図。 図９に示したフローによる先頭フレームの検出動作を説明するための図。 この発明に係わるディジタル通信システムの第２の実施の形態の基地局の構成を示す回路ブロック図。 この発明に係わるディジタル通信システムの第２の実施の形態の移動局の構成を示す回路ブロック図。 図１２に示した基地局の情報送信に係わる処理のフローを説明するための図。 図１４に示したフローによる送信データの遷移を説明するための図。 図１３に示した移動局の情報受信に係わる処理のフローを説明するための図。 図１６に示したフローによる受信データの遷移を説明するための図。 図１６に示したフローによる先頭フレームの検出動作を説明するための図。 この発明に係わるディジタル通信システムの第３の実施の形態の基地局の構成を示す回路ブロック図。 この発明に係わるディジタル通信システムの第３の実施の形態の移動局の構成を示す回路ブロック図。 図１９に示した基地局の情報送信に係わる処理のフローを説明するための図。 図２１に示したフローによる送信データの遷移を説明するための図。 図２０に示した移動局の情報受信に係わる処理のフローを説明するための図。 図２３に示したフローによる受信データの遷移を説明するための図。 図２３に示したフローによる先頭フレームの検出動作を説明するための図。
符号の説明
１００，３００，５００…制御部、１０１，３０１，５０１…GI付加部、１０２，３０２，５０２…誤り訂正符号化部、１０３，３０２，５０３…フレーム分割部、１０４，３０４，５０４…符号化率調整部、１０５，２０４，３０５，５０５…変調部、１０６，３０６，５０６…サブキャリア割当部、１０７，３０７，５０７…IFFT部、１０８，３０８，５０８…GI付加部、１０９，３０９，５０９…無線送信部、１１０，３１０，５１０…受信系、３１１…チャネルインターリーバ、３１２，５１２…フレーム内インターリーバ、５１３…シフトマッピング部、２００，４００，６００…制御部、２０１，４０１，６０１…無線受信部、２０２，４０２，６０２…GI除去部、２０３，４０３，６０３…FFT部、２０４，４０４，６０４…信号分離部、２０６，４０６，６０６…符号化率調整部、２０５，４０５，６０５…復調部、２０７，４０７，６０７…フレーム合成部、２０８，４０８，６０８…誤り訂正復号化部、２０９，４０９，６０９…CRC誤り検出部、２１０，４１０，６１０…フレームタイミングブラインド検出部、２１１，４１１，６１１…送信系、４１２，６１２…フレーム内デインターリーバ、４１３…チャネルデインターリーバ、６１４…シフトデマッピング部。

Claims (15)

  1. 送信局と受信局との間でデータ伝送を行うディジタル通信システムにおいて、
    前記送信局は、
    複数のビットを含む１ブロックの伝送データの誤り検出符号化を行う際に、該１ブロックの伝送データに誤り検出符号を付加した送信データを生成する第１符号化手段と、
    符号化前のデータと、符号化後のデータとの間の周期性が対応する誤り訂正符号により、前記送信データを誤り訂正符号化する第２符号化手段と、
    該第２符号化手段によって得られる符号化データを、複数のフレームに分割するフレーム分割手段と、
    該フレーム分割手段で分割された複数のフレームを送信する送信手段と
    を備え、
    前記受信局は、
    前記送信局から前記複数のフレームを受信する受信手段と、
    該受信手段が受信した複数のフレームを合成する合成手段と、
    該合成手段により合成された複数のフレームに対して、前記第２符号化手段による誤り訂正符号化に対応する復号を行う第１復号手段と、
    該第１復号手段により復号されたデータに対して、フレームの境界を復号の先頭とする前記第１符号化手段による符号化に対応する復号を行う第２復号手段と、
    該第２復号手段の復号結果に基づいて、前記受信手段が受信した複数のフレームからフレームの開始位置を検出する検出手段と
    を備え、
    前記合成手段は、同期に使用するチャネルにより検出したフレームタイミングで、前記受信手段により受信された複数のフレームを合成することにより得られる複数の受信信号を出力する
    ことを特徴とするディジタル通信システム。
  2. 前記送信局は、さらに、
    前記第２符号化手段によって得られる符号化データを、インターリーブするチャネルインターリーブ手段
    を備え、
    前記フレーム分割手段は、前記チャネルインターリーブ手段によりインターリーブされた符号化データを、複数のフレームに分割し、
    前記受信局は、さらに、
    前記合成手段によって合成された複数のフレームをデインターリーブするチャネルデインターリーブ手段
    を備え、
    前記第１復号手段は、前記チャネルデインターリーブ手段によりデインターリーブされた複数のフレームに対して、前記第２符号化手段による誤り訂正符号化に対応する復号を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル通信システム。
  3. 前記送信局は、さらに、
    前記フレーム分割手段で分割されたフレーム毎のデータを、該フレーム毎にインターリーブするフレーム内インターリーブ手段
    を備え、
    前記送信手段は、前記フレーム内インターリーブ手段でインターリーブされたフレーム毎のデータを送信し、
    前記受信局は、さらに、
    前記受信手段が受信した複数のフレームのデータを、それぞれデインターリーブするフレーム内デインターリーブ手段
    を備え、
    前記合成手段は、前記フレーム内デインターリーブ手段によりデインターリーブされた複数のフレームのデータを合成する
    ことを特徴とする請求項１に記載のディジタル通信システム。
  4. 送信局と受信局との間でデータ伝送を行うディジタル通信システムにおいて、
    前記送信局は、
    複数のビットを含む１ブロックの伝送データの誤り検出符号化を行う際に、該１ブロックの伝送データに誤り検出符号を付加した送信データを生成する第１符号化手段と、
    符号化前のデータと、符号化後のデータとの間の周期性が対応する誤り訂正符号により、前記送信データを誤り訂正符号化する第２符号化手段と、
    該第２符号化手段によって得られる符号化データを、複数のフレームに分割するフレーム分割手段と、
    該フレーム分割手段で分割された複数のフレームのデータを、フレーム毎に異なるように予め設定されたビット数だけシフトさせる第１シフト手段と、
    該第１シフト手段でビットシフトされたデータを含む複数のフレームを送信する送信手段と
    を備え、
    前記受信局は、
    前記送信局から前記複数のフレームを受信する受信手段と、
    該受信手段により受信された複数のフレームのデータを、フレーム毎に異なるように予め設定されたビット数だけシフトさせる第２シフト手段と、
    該第２シフト手段でビットシフトさせたデータを含む複数のフレームを合成する合成手段と、
    該合成手段により合成された複数のフレームに対して、前記第２符号化手段による誤り訂正符号化に対応する復号を行う第１復号手段と、
    該第１復号手段により復号されたデータに対して、フレームの境界を復号の先頭とする前記第１符号化手段による符号化に対応する復号を行う第２復号手段と、
    該第２復号手段の復号結果に基づいて、前記受信手段が受信した複数のフレームからフレームの開始位置を検出する検出手段と
    を備え、
    前記合成手段は、同期に使用するチャネルにより検出したフレームタイミングで、前記第２シフト手段でビットシフトさせたデータを含む複数のフレームを合成することにより得られる複数の受信信号を出力する
    ことを特徴とするディジタル通信システム。
  5. 前記送信局は、さらに、
    前記第１シフト手段によりビットシフトされたフレーム毎のデータを、フレーム毎にインターリーブするフレーム内インターリーブ手段
    を備え、
    前記送信手段は、前記フレーム内インターリーブ手段でインターリーブされたフレーム毎のデータを送信し、
    前記受信局は、さらに、
    前記受信手段により受信された複数のフレームのデータを、それぞれデインターリーブするフレーム内デインターリーブ手段
    を備え、
    前記第２シフト手段は、前記フレーム内デインターリーブ手段にてデインターリーブされた複数のフレームのデータを、フレーム毎に異なるように予め設定されたビット数だけシフトさせることを特徴とする請求項４に記載のディジタル通信システム。
  6. 前記第２符号化手段は、テールバイティングにより前記送信データを誤り訂正符号化することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のディジタル通信システム。
  7. データ送信を行うディジタル無線送信装置において、
    複数のビットを含む１ブロックの伝送データの誤り検出符号化を行う際に、該１ブロックの伝送データに誤り検出符号を付加した送信データを生成する第１符号化手段と、
    符号化前のデータと、符号化後のデータとの間の周期性が対応する誤り訂正符号により、前記送信データを誤り訂正符号化する第２符号化手段と、
    該第２符号化手段によって得られる符号化データを、複数のフレームに分割するフレーム分割手段と、
    該フレーム分割手段で分割された複数のフレームのデータを、フレーム毎に異なるように予め設定されたビット数だけシフトさせるシフト手段と、
    該シフト手段でビットシフトされたデータを含む複数のフレームを送信する送信手段と
    を具備することを特徴とするディジタル無線送信装置。
  8. さらに、前記シフト手段でビットシフトされたフレーム毎のデータを、フレーム毎にインターリーブするフレーム内インターリーブ手段
    を備え、
    前記送信手段は、前記フレーム内インターリーブ手段でインターリーブされたフレーム毎のデータを送信することを特徴とする請求項７に記載のディジタル無線送信装置。
  9. 前記第２符号化手段は、テールバイティングにより前記送信データを誤り訂正符号化することを特徴とする請求項７又は８に記載のディジタル無線送信装置。
  10. 送信局から送信される複数のフレームを受信する受信手段と、
    該受信手段が受信した複数のフレームを合成する合成手段と、
    該合成手段により合成された複数のフレームに対して、送信局による誤り訂正符号化に対応する復号を行う第１復号手段と、
    該第１復号手段により復号されたデータに対して、フレームの境界を復号の先頭として、前記送信局により付加された誤り検出符号に対応する復号を行う第２復号手段と、
    該第２復号手段の復号結果に基づいて、前記受信手段が受信した複数のフレームからフレームの開始位置を検出する検出手段と
    を具備し、
    前記合成手段は、同期に使用するチャネルにより検出したフレームタイミングで、前記受信手段により受信された複数のフレームを合成することにより得られる複数の受信信号を出力する
    ことを特徴とするディジタル無線受信装置。
  11. さらに、前記合成手段によって合成された複数のフレームのデータをデインターリーブするチャネルデインターリーブ手段
    を備え、
    前記第１復号手段は、前記チャネルデインターリーブ手段によりデインターリーブされたデータに対して、前記送信局による誤り訂正符号化に対応する復号を行うことを特徴とする請求項１０に記載のディジタル無線受信装置。
  12. さらに、前記受信手段が受信した複数のフレームのデータを、それぞれデインターリーブするフレーム内デインターリーブ手段
    を備え、
    前記合成手段は、前記フレーム内デインターリーブ手段によりデインターリーブされた複数のフレームのデータを合成することを特徴とする請求項１０に記載のディジタル無線受信装置。
  13. 送信局から複数のフレームを受信する受信手段と、
    該受信手段により受信された複数のフレームのデータを、フレーム毎に異なるように予め設定されたビット数だけシフトさせるシフト手段と、
    該シフト手段でビットシフトされたデータを含む複数のフレームを合成する合成手段と、
    該合成手段により合成された複数のフレームに対して、前記送信局による誤り訂正符号化に対応する復号を行う第１復号手段と、
    該第１復号手段により復号されたデータに対して、フレームの境界を復号の先頭として、前記送信局により付加された誤り検出符号に対応する復号を行う第２復号手段と、
    該第２復号手段の復号結果に基づいて、前記受信手段が受信した複数のフレームのデータからフレームの開始位置を検出する検出手段と
    を具備し、
    前記合成手段は、同期に使用するチャネルにより検出したフレームタイミングで、前記第２シフト手段でビットシフトさせたデータを含む複数のフレームを合成することにより得られる複数の受信信号を出力する
    ことを特徴とするディジタル無線受信装置。
  14. 前記受信手段により受信された複数のフレームのデータを、それぞれデインターリーブするフレーム内デインターリーブ手段
    を備え、
    前記シフト手段は、前記フレーム内デインターリーブ手段にてデインターリーブされた複数のフレームのデータを、フレーム毎に異なるように予め設定されたビット数だけシフトさせることを特徴とする請求項１３に記載のディジタル無線受信装置。
  15. 前記第１復号手段は、前記送信局によるテールバイティングによる誤り訂正符号化に対する復号を行うことを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか１項に記載のディジタル無線受信装置。
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