JPWO2008029845A1 - 送受信装置、送受信システムおよび送受信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2006年9月6日に、日本に出願された特願2006−241674号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、上記インターリーブには、インターリーブを行なう信号の対象により複数の方式がある。例えば、ビットインターリーブ、シンボルインターリーブ、チップインターリーブなどがあり、特許文献1により開示されている。
従来、上記各インターリーブ方式は、MC−CDMシステムの通信環境により、得られるインターリーブ効果が異なり、通信環境に依存して、インターリーブ方式を選択することで、効率的な選択を可能としている技術が知られている(例えば、特許文献1)。例えば、周波数ダイバーシチ効果は大きいが、拡散符号の直交性の崩れが大きいチップインターリーブは、符号多重数が多いときは選択しない場合がある。通信環境とは、最大ドップラー周波数、遅延分散、送信パラメータ(変調多値数、符号多重数、拡散率等)にあたる。
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」、信学技報RCS200258、2002年5月
10、11 基地局
100、130、200、230、260、290、300、400、1500、1600、1601、1800 送受信装置
101、201 アンテナ
102、202 無線周波数変換部
103、133、205、235、265、295 受信部
104、209 伝搬路推定部
105、135 受信信号復元部
106、136、203、233、263、293、410、1633 送信部
107 送信パラメータ設定部
108、138、1508 インターリーブ選択部
109、139、1509、1809 記憶部
110−1〜110−n、214−1〜214−n、244−1〜244−n、274−1〜274−n、294−1〜294−n コードチャネル毎信号処理部
111、1702 信号合成部
112 IFFT部
113 並直列変換部
114 GI付加部
115 フィルタ部
116 D/A変換部
117 情報データ生成部
118、1711 誤り訂正符号化部
119 第1インターリーブ部
120、1712 変調部
121、211、1713 直並列変換部
122、1721 第2インターリーブ部
123、215 拡散符号生成部
124−1〜124−m、1714−1〜1714−m シンボル複製部
125―1−1〜125−m−l、216−1−1〜216−m−l、1715−1−1〜1715−m−l 乗算部
126、1716 第3インターリーブ部
204、234、264、284、1634 送信フレーム生成部
206 A/D変換部
207 フィルタ部
208 GI除去部
210 重み係数設定部
212 FFT部
213 伝搬路歪補償部
217−1〜217−m シンボル合成部
218、289、302、1618 第2デインターリーブ部
219 並直列変換部
220 復調部
221 誤り訂正復号化部
258、303 第3デインターリーブ部
259、1659、1660 干渉信号除去部
288、301 第1デインターリーブ部
310 制御信号復元部
401 制御信号生成合成部
1701−1〜1701−n、1730−1〜1730−n コードチャネル毎レプリカ生成部
1703 伝搬路変動乗算部
1704−1〜1704−ml 減算部
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、この発明の一実施形態によるMC−CDM方式の無線通信を行う送受信システムの構成を示す概略ブロック図である。同システムでは、基地局10が支配しているセル内に移動局1から移動局4が存在している。移動局1から移動局4は、各々があるカテゴリー(グレード)に属する移動局である。
図7A〜7Cにカテゴリー分けの一例を示す。図7Aは変調多値数でカテゴリー分けを行ない、各カテゴリーに対して選択するインターリーブ方式のテーブルであり、カテゴリー情報「1」に対応して、変調多値数「64QAM」、「キャンセラ有り」、インターリーブ方式「チップインターリーブ」を格納し、カテゴリー情報「2」に対応して、変調多値数「16QAM」、「キャンセラ無し」、インターリーブ方式「シンボルインターリーブ」を格納し、カテゴリー情報「3」に対応して、変調多値数「QPSK」、「キャンセラ無し」、インターリーブ方式「シンボルインターリーブ」を格納し、カテゴリー情報「4」に対応して、変調多値数「BPSK」、「キャンセラ無し」、インターリーブ方式「シンボルインターリーブ」を格納する。図7Bは使用周波数帯域によりカテゴリー分けを行ない、各カテゴリーに対して選択するインターリーブ方式のテーブルであり、カテゴリー情報「1」から「4」に対応して、それぞれ周波数帯域幅「20MHz」、「5MHz」、「2.5MHz、「1.25MHz」を格納する。さらに、図7Bは、図7Aと同様にキャンセラの有無とインターリーブ方式を記憶する。また、図7Cは、干渉キャンセラの有無によりカテゴリー分けをおこなう場合のテーブル一例であり、カテゴリー情報「1」に対応して、「キャンセラ有り」、インターリーブ方式「チップインターリーブ」を格納し、カテゴリー情報「2」に対応して、「キャンセラ無し」、インターリーブ方式「シンボルインターリーブ」を格納している。
記憶部109は、カテゴリー情報、あるいは、カテゴリー情報と伝搬路推定部104で推定した伝搬路推定値あるいは送信信号パラメータの少なくとも1つとに従ってインターリーブ方式の割り当て情報を記憶している。記憶部109は、上述した図7A〜7Cに示すテーブル形式で各情報を記憶している。また、記憶部109は、図7A〜7Cに示すカテゴリー情報と、各カテゴリーでインターリーブ方式を選択する基準となる項目情報と、インターリーブ方式割り当て情報とを対応付けて記憶しているが、カテゴリー情報と前記選択する基準となる項目情報により決定したインターリーブ方式割り当て情報との2つのみを対応付けて記憶してもよい。また、カテゴリー情報としては、前述のカテゴリーの分け方で挙げた、端末の種別、データの種別、サービス、Qos、変調多値数、周波数帯域、周波数帯域幅などの項目であってもよい。その場合、記憶部109は、該カテゴリー情報に対応したインターリーブ方式の割り当て情報を記憶している。
第3インターリーブ部126は、インターリーブ選択部108からインターリーブの実施を指示されたときは、乗算部125−1−1〜125−m−lから出力される拡散された各チップの信号にインターリーブを行なう。第3インターリーブ部126のインターリーブ方式は、チップインターリーブである。なお、本実施形態では、第1インターリーブ部119と第2インターリーブ部122と第3インターリーブ部126とでインターリーブ部として機能する。また、乗算部125−1−1〜125−m−lと信号合成部111とで符号多重部として機能する。
第1インターリーブ部119と第2インターリーブ部122と第3インターリーブ部126についてさらに説明する。
第3インターリーブ部126(チップインターリーブ)は、乗算部125−1−1〜125−m−lからの出力信号をあるパターンにしたがって配置の並び替えを行い、出力する。
図29Aおよび29Bに第3インターリーブ部126の並び替えの一例を示す。並び替えのパターンは、「3GPP,TS25,212 V5.1.0“Multiplexing and channel coding(FDD).”」を適用した場合の例である。横軸は周波数、縦軸は時間を示し、2つのMC−CDMシンボルを送信し、MC−CDMのサブキャリア数Nc=16、拡散率SF=4(シンボル複製部が4つの複製を生成する)の送受信機装置の場合、つまり、図2に示された例において、l=4、m=4の場合である。Z1,1〜Z1,16は第1番目のMC−CDMシンボルのサブキャリアに割り当てる乗算部125−1−1〜125−m−lからの出力信号を示し、Z2,1〜Z2,16は第2番目のMC−CDMシンボルのサブキャリアに割り当てる乗算部125−1−1〜125−m−lからの出力信号を示す。
図29Aは第3インターリーブ部126への入力信号を示す。図29Aを周波数方向において配置を並び替えた例が図29Bであり、インターリーブサイズはNcとなる。図29Aおよび29Bでは、第1番目と第2番目のMC−CDMシンボルで同じインターリーブパターンを適用しているが、異なっていてもよい。図2の送受信機装置が送信する信号を受信する図4の送受信装置(詳細は後述)の第3のデインターリーブ部258は、図29Bの配置を図29Aの配置へ元に戻す並び替えを行う。
第2インターリーブ部122(シンボルインターリーブ)は、直並列変換部121の出力であるデータ変調された信号を、あるパターンにしたがって配置の並び替えを行い、出力する。これは、図2において、第2インターリーブ部122が、シンボル複製部124−1〜124−mに割り当てる(入力する)信号を図29Aの周波数方向に配置し、図29Bと同様に、配置の並び替えを行うことで可能となる。ただし、インターリーブサイズ(周波数方向へ配置する信号数)はNc/SFとなり、チップインターリーブより小さくなる。また、シンボルインターリーブ同様に、MC−CDMシンボルによって異なるインターリーブパターンを用いてもよい。
第1インターリーブ部119(ビットインターリーブ)は、誤り訂正符号化部118からの出力データを、例えば図29Aおよび29Bに示すような、あるパターンにしたがって配置の並び替えを行い、出力する。インターリーブサイズは、ω×Nc/SF(ω:変調部120で行われるデータ変調の多値数。例えば、QPSKはω=2、16QAMはω=4)となる。
以下、実施形態におけるチップインターリーブ、シンボルインターリーブ、ビットインターリーブも同様に行われる。
GI除去部208は、フィルタ部207が出力する信号のうち、遅延波による歪を回避するために基地局10の送受信装置100で付加されたガード区間GIを除去する。
GI除去部208は、フィルタ部207が出力する信号のうち、遅延波による歪を回避するために基地局10で付加されたガード区間GIを除去する。
以下、第2の実施形態では、MC−CDM方式の無線通信を行う送受信システムにおいて、移動局が有する送受信装置の受信部の干渉キャンセラの有無によりインターリーブを選択する場合の実施形態について説明する。図8は、第2の実施形態における送受信システムの構成を示す概略ブロック図である。基地局11が支配しているセル内に移動局5、及び移動局6が存在している。移動局5、及び移動局6は、それぞれ異なる機能を備えた受信部を持つ送受信装置を有する。基地局11は、移動局5、及び移動局6から通知される干渉キャンセラ有無情報を受け、受けた情報にしたがって、各々の移動局に送信する情報データのインターリーブ方式を選択し、選択したインターリーブ方式によりインターリーブを行ない、信号を送信する。なお、干渉キャンセラ有無情報は、カテゴリー情報の一種である。
アンテナ201は、基地局11から送信された信号を受信し、あるいは、自装置で生成した信号を送信する。無線周波数変換部202は、アンテナ201により受信した基地局11からの信号をベースバンド信号に周波数変換する処理を行う。また、無線周波数変換部202は、自装置で生成した信号を送信可能な周波数帯域に変換する。送信部263は、送信フレーム生成部264を備える。送信部263は、MC−CDM方式、OFDM方式、CDMA方式、シングルキャリア変調方式などの無線通信方式により信号を出力することが可能であり、通信する相手が干渉キャンセラの有無情報を含む制御チャネル、情報チャネルのデータ復元が可能であればよい。
アンテナ201は、基地局11から送信された信号を受信し、あるいは、自装置で生成した信号を送信する。無線周波数変換部202は、アンテナ201により受信した基地局11からの信号をベースバンド信号に周波数変換する処理を行う。また、無線周波数変換部202は、自装置で生成した信号を送信可能な周波数帯域に変換する。送信部293は、送信フレーム生成部284を備え、送信用の信号を生成する。この送信用の信号は、MC−CDM方式、OFDM方式、CDMA方式、シングルキャリア変調方式などの無線通信方式とすることが可能であり、通信する相手がデータ復元可能であればよい。
基地局11では、受信した制御チャネル内の干渉キャンセラ有無情報を受信信号復元部135が取得し、インターリーブ選択部138が記憶部139を参照して該干渉キャンセラ有無に各々に対応するインターリーブ方式を選択し、前記選択したインターリーブ方式に従ったインターリーブを各移動局向けの情報データに対して行い、干渉キャンセラの有無情報送信元の移動局に送信するデータチャネルを生成し、前記データチャネルを移動局に送信する(Sb2)。
図25は、干渉キャンセラ有り、または無しのときに、チップインターリーブまたは、シンボルインターリーブを用いた場合の横軸に受信電力、縦軸にPER(Packet Error Rate)をとり、PER特性を示したグラフである。干渉キャンセラは、図22記載の干渉キャンセラを用いており、図25において、Canceller(iter=1)は干渉キャンセラ無し(繰り返し回数1回の干渉キャンセラ有りと同等)の場合を示し、Canceller(iter=5)は繰り返し回数5回の干渉キャンセラ有りの場合を示す。干渉キャンセラ無しにおいては、チップインターリーブを用いる(L1)よりシンボルインターリーブを用いる(L2)方が情報データの誤りを少なくできる。一方、干渉キャンセラ有りにおいては、シンボルインターリーブを用いる(L3)よりチップインターリーブを用いる(L4)の方が情報データの誤りを少なくできる。 以上から、干渉キャンセラ無しの場合は、シンボルインターリーブを選択し、干渉キャンセラ有りの場合は、チップインターリーブを選択することにより、移動局の受信性能を最大限に与えることが可能となる。
第3の実施形態は、第2の実施形態の変形例であり、干渉キャンセラ有無情報および送信パラメータに基づきインターリーブを選定した際に、選定結果を基地局から移動局に通知する送受信システムである。ここでは、送信パラメータとして、図13Bの多重数である場合を例にとり、説明する。
以下、第4の実施形態では、MC−CDM方式の無線通信システムにおいて、移動局が有する送受信装置の受信部が具備する干渉キャンセラのグレードによりインターリーブを選択する場合の実施形態について説明する。図18は、第4の実施形態における基地局が具備する送受信装置1500の構成を示す概略ブロック図である。図18において、図2の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
第2デインターリーブ部1618は、各シンボル合成部217−1〜217−mから出力する信号に対して第2インターリーブ部122で行なったシンボルインターリーブのパターンとは逆のパターンで並び替えを行なう。干渉信号除去部1660は、干渉信号除去部259、1659と同様に、誤り訂正復号化部221から入力される軟判定結果(対数尤度比でも可能)、あるいは硬判定結果からコード間干渉MCIの原因となる非所望信号のレプリカを作成し、さらに前記非所望信号レプリカをFFT部212の出力信号から除去する干渉キャンセラ機能を備える。干渉信号除去部1660の詳細について、図22を用いて説明する。
以降、図6におけるシーケンスSa3〜Sa6と同様に動作する。なお、図24では、干渉キャンセラの繰り返し回数に基づいたグレード情報を通知しているが、繰り返し回数を直接通知してもよい。
以上から、干渉信号除去部の繰り返し回数1回の場合は、シンボルインターリーブを選択し、干渉信号除去部の繰り返し回数5回の場合は、チップインターリーブを選択することにより、移動局の受信性能を最大限に与えることが可能となる。
さらに図28は、チップインターリーブ、またはシンボルインターリーブを用いた場合の、干渉信号除去部における繰り返し回数に対するPER特性を示したグラフである。横軸は干渉キャンセラの繰り返し回数、縦軸はPER(Packet Error Rate)である。干渉キャンセラは、図22の構成を有する。繰り返し回数1〜4の区間では、シンボルインターリーブを用いる(L5)方が情報データの誤りを少なくでき、繰り返し回数4〜8の区間では、チップインターリーブを用いる(L6)方が情報データの誤りを少なくできる。これは、繰り返し回数が多いほど、コード間干渉が精度よく除去できるためであり、図28の結果より、図23Aのテーブルを用いることにより移動局の受信性能を最大限に与えることが可能となる。さらに、図28において、繰り返し回数4では、チップインターリーブとシンボルインターリーブで略同等の特性であるので、図23Aではシンボルインターリーブを選択する。シンボルインターリーブはチップインターリーブよりも並び替えする範囲を小さくできるので(インターリーブサイズを小さくできるので)、演算量の削減が可能となる。
以下、第5の実施形態では、第4の実施形態の変形例として、干渉キャンセラのグレード情報が干渉キャンセラの種類に基づく場合について説明する。干渉キャンセラとしては、並列型干渉キャンセラ(PIC:Parallel Interference Canceller)と逐次型干渉キャンセラ(SIC:Successive Interference Canceller)とが知られている。並列型干渉キャンセラPICは、繰り返し処理により干渉成分を精度よく除去できるが、繰り返し処理において、初回の復号結果の誤りが、2回目以降の復号結果に伝搬するため、逐次型干渉キャンセラSICほど特性改善しない。また、並列型干渉キャンセラPICは、コードチャネル毎の信号処理が並列に行なえるため、処理遅延は符号多重数に依存せず、符号多重数が多いときは、逐次型干渉キャンセラSICに比較して小さくなる。逐次型干渉キャンセラSICは、繰り返し処理において、コードチャネル毎に順に復号、干渉除去を行なうため、誤り伝搬が少なく、並列型干渉キャンセラPIC以上に干渉成分を精度よく除去できる。また、逐次型干渉キャンセラSICは、コードチャンネル毎に信号処理を順番に行なっていくため、処理遅延は符号多重数に依存し、符号多重数が多い場合は、並列型干渉キャンセラPICに比較して処理遅延が大きい。
Claims (18)
- 対象装置として他の送受信装置の機能に関するカテゴリー情報を受信する受信部と、
前記カテゴリー情報に基づき、インターリーブ方式を選択する選択部と、
前記選択部によって選択されたインターリーブ方式により、前記他の送受信装置への送信信号にインターリーブを施すインターリーブ部と
を具備する送受信装置。 - 前記選択部によって選択されたインターリーブ方式を表す情報を含む制御信号を生成し、前記インターリーブ部にてインターリーブを施した送信信号に前記制御信号を合成する制御信号生成合成部を具備する請求項1に記載の送受信装置。
- 複数のコードチャネルの信号にそれぞれ固有の拡散符号を乗じ、前記固有の拡散符号を乗じた前記コードチャネルの信号を多重化して、前記送信信号を生成する符号多重部を具備する請求項1または請求項2に記載の送受信装置。
- 対象装置として自装置の機能に関するカテゴリー情報を送信する送信部と、
前記カテゴリー情報に対応するインターリーブ方式に応じて受信信号をデインターリーブするデインターリーブ部と
を具備する送受信装置。 - 対象装置として自装置の機能に関するカテゴリー情報を送信する送信部と、
受信した制御信号を復調して、インターリーブ方式を表す情報を取り出す制御信号復調部と、
前記制御信号復調部によって取り出されたインターリーブ方式に応じて受信信号をデインターリーブするデインターリーブ部と
を具備する送受信装置。 - 前記デインターリーブ部にてデインターリーブした受信信号に、拡散符号を乗じて、前記拡散符号に対応するコードチャネルの信号を抽出する符号分離部を具備する請求項4または請求項5に記載の送受信装置。
- 前記カテゴリー情報は、前記対象装置の受信信号から干渉信号を除去する干渉キャンセラ機能を具備するか否かを表す情報を含む請求項1、4または5のいずれかの項に記載の送受信装置。
- 前記カテゴリー情報は、干渉キャンセラ機能の能力を表すグレード情報を含む請求項7に記載の送受信装置。
- 前記グレード情報は、前記干渉キャンセラ機能の処理の繰り返し回数に基づく情報である請求項8に記載の送受信装置。
- 前記グレード情報は、前記干渉キャンセラ機能の干渉キャンセル方式に基づく情報である請求項8に記載の送受信装置。
- 前記カテゴリー情報は、前記対象装置の使用周波数帯域幅に基づく情報を含む請求項1、4または5に記載の送受信装置。
- 前記カテゴリー情報は、前記対象装置の送信可能な変調多値数に基づく情報を含む請求項1、4または5に記載の送受信装置。
- 前記カテゴリー情報は、前記対象装置のコード多重数に基づく情報を含む請求項1、4または5に記載の送受信装置。
- 前記カテゴリー情報は、前記対象装置の誤り訂正復号の繰り返し回数に基づく情報を含む請求項1、4または5に記載の送受信装置。
- 第1の送受信装置とインターリーブを施された信号を前記第1の送受信装置へ送信する第2の送受信装置とからなる送受信システムにおいて、
前記第1の送受信装置は、
自装置の機能に関するカテゴリー情報を送信する送信部と、
前記カテゴリー情報に対応するインターリーブ方式に応じて前記インターリーブを施された信号をデインターリーブするデインターリーブ部と
を具備し、
前記第2の送受信装置は、
前記第1の送受信装置のカテゴリー情報を受信する受信部と、
前記受信したカテゴリー情報に基づき、インターリーブ方式を選択する選択部と、
前記選択部によって選択されたインターリーブ方式により、前記第1の送受信装置へ送信する信号にインターリーブを施して、前記インターリーブを施された信号を生成するインターリーブ部と
を具備する送受信システム。 - 第1の送受信装置とインターリーブを施された信号を前記第1の送受信装置へ送信する第2の送受信装置とからなる送受信システムにおいて、
前記第1の送受信装置は、
自装置の機能に関するカテゴリー情報を送信する送信部と、
受信した前記インターリーブを施された信号に合成されている制御信号を復調して、インターリーブ方式を表す情報を取り出す制御信号復調部と、
受信した前記インターリーブを施された信号を、前記制御信号復調部によって取り出されたインターリーブ方式に応じてデインターリーブするデインターリーブ部と
を具備し、
前記第2の送受信装置は、
前記第1の送受信装置のカテゴリー情報を受信する受信部と、
前記受信したカテゴリー情報に基づき、インターリーブ方式を選択する選択部と、
前記選択部によって選択されたインターリーブ方式により、前記第1の送受信装置へ送信する信号にインターリーブを施して、前記インターリーブを施された信号を生成するインターリーブ部と、
前記選択したインターリーブ方式を表す情報を含む制御信号を生成し、前記インターリーブ部がインターリーブを施した信号に合成する制御信号生成合成部と
を具備する送受信システム。 - インターリーブを施された信号を送信する信号送信側と前記インターリーブを施された信号を受信する信号受信側とからなる送受信システムにおける送受信方法において、
前記信号受信側が、前記信号受信側の機能に関するカテゴリー情報を送信する第1の過程と、
前記信号送信側が、前記カテゴリー情報を受信する第2の過程と、
前記信号送信側が、前記受信したカテゴリー情報に基づき、インターリーブ方式を選択する第3の過程と、
前記信号送信側が、前記第3の過程において選択されたインターリーブ方式によりインターリーブを施すことで、前記インターリーブを施された信号を生成する第4の過程と、
前記信号受信側が、前記第4の過程にてインターリーブされた信号を受信し、前記インターリーブされた信号を前記カテゴリー情報に対応するインターリーブ方式に応じてデインターリーブする第5の過程と
を具備する送受信方法。 - インターリーブを施された信号を送信する信号送信側と前記インターリーブを施された信号を受信する信号受信側とからなる送受信システムにおける送受信方法において、
前記信号受信側が、前記信号受信側の機能に関するカテゴリー情報を送信する第1の過程と、
前記信号送信側が、前記カテゴリー情報を受信する第2の過程と、
前記信号送信側が、前記受信したカテゴリー情報に基づき、インターリーブ方式を選択する第3の過程と、
前記信号送信側が、前記第3の過程において選択されたインターリーブ方式を表す情報を含む制御信号を生成し、前記インターリーブを施された信号に合成する第4の過程と、
前記信号送信側が、前記選択したインターリーブ方式によりインターリーブを施すことで、前記インターリーブを施された信号を生成する第5の過程と、
前記信号受信側が、受信した前記インターリーブを施された信号に合成されている制御信号を復調して、インターリーブ方式を表す情報を取り出す第6の過程と、
前記信号受信側が、受信した前記インターリーブを施された信号を前記第6の過程にて取り出したインターリーブ方式に応じてデインターリーブする第7の過程と
を具備することを特徴とする送受信方法。
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