JPWO2009087743A1 - 無線送信装置及び無線送信方法 - Google Patents

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Abstract

制御チャネル用ＣＱＩメモリの増加を抑え、データチャネルのスループットを改善する無線送信装置及び無線送信方法を提供する。データチャネルと制御チャネルを多重送信し、両チャネルに適応変調を適用する場合、ＭＣＳ選択部（１０８）には、１つのデータチャネル用ＣＱＩテーブルと、複数の制御チャネル用ＣＱＩテーブルとを設け、テーブル選択ＭＣＳ決定部（２０１）は、端末の送信帯域幅に応じて前記複数のテーブルを切り替え、切り替えたＣＱＩテーブルを用いて制御チャネルのＭＣＳを決定する。

Description

本発明は、適応変調方式を採用した通信システムで使用される無線送信装置及び無線送信方法に関する。
現在、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ（Long Term Evolution）の上り回線において、低いＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を達成するために、シングル・キャリア伝送が注目されている。また、各ユーザの回線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）に応じてユーザ毎にＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）パターンを選択し、高いスループットを得るように適応変調（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）する方式が検討されている。
また、下り回線のデータチャネルに対して適応変調やハイブリッドＡＲＱを適用するために、上り回線においては、下りＣＱＩ情報や下りＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を制御チャネルで送信する。
図１に、端末がデータチャネルの適応変調等に用いるＭＣＳテーブル（以下、「ＣＱＩテーブル」という）を示す（例えば、非特許文献１参照）。ここでは、ＣＱＩ値、すなわち、ＳＮＲ等の回線品質情報に基づいて、さまざまな変調方式、符号化率が図１に示すテーブルから読み出され、データチャネルのＭＣＳが決定されることを表している。
また、上り回線におけるデータチャネルと制御チャネルは、同一のフレームで送信することが検討されており、さらに、制御チャネルのＭＣＳは、データチャネルのＭＣＳを決定するＣＱＩを用いて、データチャネルのＭＣＳと同時に決定される（例えば、非特許文献２参照）。
したがって、制御チャネルのＭＣＳも同様に、ＣＱＩによって、さまざまな変調方式及び符号化率（以下、「ＳＥ：Spectral Efficiency」という。なお、ＳＥはシンボル当りのビット数×符号化率で定義する）が決定される。図２は、データチャネルのＳＥと制御チャネルのＳＥとの相対関係を示したＣＱＩテーブルの具体例を示す図である。この制御チャネルはハイブリッドＡＲＱが適用されない。そのため、制御チャネルのＳＥは、受信環境が劣悪な場合においても所要品質を満たすように、それぞれのＣＱＩに対してロバスト、すなわち、低いＳＥとなるように設定される。
R1-073344, Nokia,"Update to 64QAM CQI tables" , 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #50 , Athens, Greece, August 20-24, 2007 3GPP TS36.212 V8.0.0
しかしながら、上記の技術では、受信環境が劣悪でない状況においては、テーブルから読み出されたＳＥでは制御チャネルの所要品質を充分に満たしてしまい、制御チャネルに無駄な無線リソースを使用してしまう。結果として、データチャネルのスループットが低下するという問題がある。
この様子を図３に示す場合を例に説明する。図３に示すように、データチャネルと制御チャネルを同一フレームで多重送信する場合、使用可能なリソースサイズが決定されている。受信環境が劣悪ではない場合、制御チャネルの所要品質を充分に満たせるＳＥが設定されるため、制御チャネル用リソースが無駄となる。しかしながら、この無駄なリソースは、データチャネル用リソースとして使用することができず、データチャネルのスループットが低下してしまう。
本発明の目的は、データチャネルのスループットを改善する無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。
本発明の無線送信装置は、無線通信端末装置のパラメータに応じて、ＣＱＩとＭＣＳとの対応関係を切り替え、切り替え後の対応関係に基づいて制御チャネルのＭＣＳを決定するＭＣＳ選択手段と、決定されたＭＣＳによって制御データを符号化及び変調する符号化変調手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線送信方法は、無線通信端末装置のパラメータに応じて、ＣＱＩとＭＣＳの対応関係を切り替える切り替えステップと、切り替えた後の対応関係に基づいて、制御チャネルのＭＣＳを決定するＭＣＳ選択ステップと、決定されたＭＣＳによって制御データを符号化及び変調する符号化変調ステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、データチャネルのスループットを改善することができる。
端末がデータチャネルの適応変調等に用いるＣＱＩテーブルを示す図 データチャネルのＳＥと制御チャネルのＳＥとの相対関係を示したＣＱＩテーブルの具体例を示す図 データチャネルと制御チャネルを同一フレームで多重送信する様子を示す図 データチャネルの所要ＢＬＥＲが１０％における受信ＳＮＲとＳＥとの関係を示す図 ＡＣＫ／ＮＡＣＫの所要ＢＥＲが０．０１％における受信ＳＮＲとＳＥとの関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線通信端末装置の構成を示すブロック図 図６に示したＭＣＳ選択部の内部構成を示すブロック図 制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図 制御チャネル用ＣＱＩテーブルの他の例を示す図 本発明の実施の形態２に係るＭＣＳ選択部の内部構成を示すブロック図 オフセット参照テーブルの一例を示す図 制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態３に係るＣＱＩテーブルを示す図 本発明の実施の形態４に係るＣＱＩテーブルを示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図４に、シミュレーション結果から得られたデータチャネルの所要ＢＬＥＲが１０％における受信ＳＮＲとＳＥ（Spectral Efficiency）との関係を示す。また、図５に、制御チャネルであるＡＣＫ／ＮＡＣＫの所要ＢＥＲが０．０１％における受信ＳＮＲとＳＥとの関係を示す。本実施の形態では、ＡＷＧＮでの性能と、周波数ホッピング無し（帯域幅１８０ｋＨｚ）との受信ＳＮＲ差がデータチャネルの場合５ｄＢであるのに対し、制御チャネルの場合９ｄＢであり、制御チャネルの性能が大きく劣化している点に着目している。すなわち、ある特定の条件において、データチャネルの性能と制御チャネルの性能が大きく異なっている点に着目している。
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１に係る無線通信端末装置の構成を示すブロック図である。以下、図６を参照して無線通信端末装置の構成について説明する。無線受信部１０２は、アンテナ１０１を介して受信した信号をベースバンド信号に変換し、ＣＰ除去部１０３に出力する。
ＣＰ除去部１０３は、無線受信部１０２から出力されたベースバンド信号のＣＰ（Cyclic Prefix）を除去し、得られた信号をＦＦＴ部１０４に出力する。
ＦＦＴ部１０４は、ＣＰ除去部１０３から出力された時間領域の信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を施し、得られた周波数領域の信号を伝送路推定部１０５及び復調部１０６に出力する。
伝送路推定部１０５は、ＦＦＴ部１０４から出力された信号に含まれるパイロット信号を用いて、受信信号の伝送路環境を推定し、推定結果を復調部１０６に出力する。
復調部１０６は、ＦＦＴ部１０４から出力された受信信号のうち、パイロット信号等の制御情報が除かれた信号、すなわち、データ情報に対し、伝送路推定部１０５から出力された伝送路環境の推定結果に基づいて伝送路補償を行う。また、復調部１０６は、通信相手の基地局が使用したＭＣＳと同一のＭＣＳに基づいて、伝送路補償後の信号に対し復調処理を施し、復号化部１０７に出力する。
復号化部１０７は、復調部１０６から出力された復調信号に対して誤り訂正を行い、受信信号から情報データ列とＣＱＩ情報、帯域幅情報を取り出す。ＣＱＩ情報と帯域幅情報は、ＭＣＳ選択部１０８に出力される。
ＭＣＳ選択部１０８は、後述するＣＱＩテーブルを備え、復号化部１０７から出力されたＣＱＩ情報に対応するＭＣＳパターンをＣＱＩテーブルから読み出し、読み出したＭＣＳパターンをデータチャネルのＭＣＳ（ＭＣＳ１）として決定する。また、ＭＣＳ選択部１０８は、後述する複数のＣＱＩテーブルを参照して、復号化部１０７から出力されたＣＱＩ情報と帯域幅情報とに基づいて、制御チャネルのＭＣＳパターン（ＭＣＳ２）を決定する。決定されたＭＣＳ１は符号化変調部１０９に出力され、ＭＣＳ２は符号化変調部１１０に出力される。
符号化変調部１０９は、入力されるユーザデータ（送信データ列）に対し、ＭＣＳ選択部１０８から出力されたＭＣＳ１に基づいて、符号化及び変調処理を施し、データチャネルの送信データを生成する。生成されたデータチャネルの送信データはチャネル多重化部１１１に出力される。
符号化変調部１１０は、入力される制御データに対し、ＭＣＳ選択部１０８から出力されたＭＣＳ２に基づいて、符号化及び変調処理を施し、制御チャネルの送信データを生成する。生成された制御チャネルの送信データはチャネル多重化部１１１に出力される。
チャネル多重化部１１１は、符号化変調部１０９から出力されたデータチャネル及び符号化変調部１１０から出力された制御チャネルの各送信データを時分割多重する。多重化された送信データはＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１１２に出力される。
ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１１２は、チャネル多重化部１１１から出力された送信データに離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を施し、周波数成分のデータに時間−周波数変換を行い、周波数領域信号を得る。そして、送信サブキャリアに周波数領域信号をマッピングした後、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行い、時間領域信号に変換する。得られた時間領域信号はＣＰ付加部１１３に出力される。
ＣＰ付加部１１３は、ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１１２から出力された送信データ列の各フレームにおいて、フレーム末尾のデータを複製してフレーム先頭に付加することにより、送信データ列にＣＰを付加し、無線送信部１１４に出力する。
無線送信部１１４は、ＣＰ付加部１１３から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯域へ周波数変換し、アンテナ１０１を介して送信する。
図７は、図６に示したＭＣＳ選択部１０８の内部構成を示すブロック図である。テーブル選択ＭＣＳ決定部２０１は、図８に示す制御チャネル用ＣＱＩテーブルのうち、該当する帯域幅のＣＱＩテーブルを参照して、入力されたＣＱＩに基づいて、制御チャネルのＭＣＳ２を決定する。
ＭＣＳ決定部２０２は、データ用ＣＱＩテーブルを参照して、入力されたＣＱＩに基づいて、データチャネルのＭＣＳ１を決定する。
図８は、制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図である。ここでは、帯域幅が５００ｋＨｚ以下の場合のＣＱＩテーブルをテーブル１とし、帯域幅が５００ｋＨｚより大きい場合のＣＱＩテーブルをテーブル２としている。また、テーブル１は、テーブル２と比較して同一ＣＱＩにおけるＳＥが低めに設定されている。帯域幅が５００ｋＨｚと狭い場合、すなわち、周波数ダイバーシチ効果が小さい場合においては、より低いＳＥが選択され、他方、周波数ダイバーシチ効果が大きい場合においては、テーブル１のＳＥよりも高いＳＥが選択される。したがって、周波数ダイバーシチ効果が大きい場合に、周波数ダイバーシチ効果が小さい場合と比較して、より少ない制御チャネルリソースで制御チャネルの所要品質を満たすことが可能となるため、データチャネルに使用するリソース量を増やすことが可能となる。
このように実施の形態１によれば、データチャネルと制御チャネルを多重送信し、両チャネルに適応変調が適用される場合、１つのデータチャネル用ＣＱＩテーブルと、複数の制御チャネル用ＣＱＩテーブルとを設け、端末の送信帯域幅により、前記複数のテーブルを切り替え、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、帯域幅に適切なＭＣＳを決定することが可能となり、制御チャネルに使用する無線リソースを適切に割り当てることができ、データチャネルに使用する無線リソースを増加させることができる。これにより、データチャネルのスループットを改善することができる。
なお、本実施の形態では、送信帯域幅のみに基づいてＣＱＩテーブルを選択するものとして説明したが、図９に示すように、帯域幅に加えて、データチャネルのスケジューリング方式と合わせ、４つのＣＱＩテーブルを選択するようにしてもよい。データチャネルにパーシステントスケジューリングが使用される場合、データチャネルのＭＣＳをロバストにするため、低めのＣＱＩが通知される。その場合、通常スケジューリング（ダイナミックスケジューリング）と、パーシステントスケジューリングの２種類のスケジューリングによるＣＱＩ差を考慮し、制御チャネル用のＣＱＩテーブルを複数持つ構成とし、制御チャネルのＭＣＳ及び使用リソースを適切にすることで、データチャネルに使用するリソース量を増加させることが可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る無線通信端末装置の構成は、実施の形態１の図６に示した構成と同様であるので、図６を援用し、重複する説明は省略する。
図１０は、本発明の実施の形態２に係るＭＣＳ選択部１０８の内部構成を示すブロック図である。ＣＱＩオフセットＭＣＳ決定部３０１は、図１１に示すオフセット参照テーブル、ＣＱＩ情報及び式（１）を用いて、制御チャネル用ＣＱＩを算出する。
制御チャネル用ＣＱＩ＝ＣＱＩ＋Σオフセット［条件］ …（１）
また、ＣＱＩオフセットＭＣＳ決定部３０１は、図１２に示す制御チャネル用ＣＱＩテーブルを参照して、その制御チャネル用ＣＱＩに基づいて、制御チャネルのＭＣＳ２を決定する。
図１１は、オフセット参照テーブルの一例を示す図である。ここでは、データチャネルのスケジューリング方式がダイナミックスケジューリングの場合はオフセットを０とし、パーシステントスケジューリングの場合はオフセットを２としている。この場合、通常スケジューリング（ダイナミックスケジューリング）と、パーシステントスケジューリングの２種類のスケジューリングによるＣＱＩ差を考慮し、オフセットを持たせている。
また、データチャネルの周波数ホッピング有りの場合はオフセットを０とし、周波数ホッピング無しで帯域幅が１ＲＢ（リソースブロック）の場合はオフセットを−４としている。フレーム内周波数ホッピングが適用されず、さらに、狭帯域送信されるような、周波数ダイバーシチ効果が小さい場合に、より低いＭＣＳを選択するようにオフセットを持たせている。制御チャネルは、送信するビット数が比較的少なく、符号化による利得が得られにくいためである。上記理由を考慮し、帯域幅によるオフセットを持たせている。
さらに、データチャネルの送信回数が初回送信である場合はオフセットを０とし、再送である場合はオフセットを−２としている。データチャネルが再送されるような状況においては、予想以上に受信品質が悪い場合であり、このような場合には、制御チャネルに関しても受信品質の低下を招く恐れがあるため、より低いＭＣＳを選択できるようにオフセットを持たせている。
以上のように、データスケジューリング方法、帯域幅、フレーム内周波数ホッピング、データチャネルの再送回数などの端末のパラメータによって、より適切なＭＣＳを設定することが可能となる。したがって、適切な制御チャネルリソースで制御チャネルの所要品質を満たすことが可能となるため、データチャネルに使用するリソース量を増やすことが可能となる。
図１２は、制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図である。ここでは、基本テーブルであるＣＱＩが０〜３０におけるＳＥに加えて、ＣＱＩが−１０〜−１の場合の低いＳＥと、３１〜３７の場合の高いＳＥを新たに設定している。ここで、低いＳＥ領域は、オフセットがマイナスの場合に主に用いられ、高いＳＥ領域は、オフセットがプラスの場合に主に用いられる。
このように実施の形態２によれば、データチャネルと制御チャネルとを多重送信し、両チャネルに適応変調が適用される場合、１つのデータチャネル用ＣＱＩテーブルと、そのデータチャネル用ＣＱＩテーブルよりも大きなサイズで構成される１つの連続した制御チャネル用ＣＱＩテーブルと、端末のパラメータからなるオフセット参照テーブルを用いて、データチャネルのＣＱＩに、オフセット参照テーブルから読み出した全オフセット量を加算したＣＱＩによって、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、メモリの増加を抑えるとともに、データチャネルのスループットを改善することができる。
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係るＣＱＩテーブルであり、式（１）に倍率（Ｎ）を乗算することにより、基本テーブルの設定範囲を拡大あるいは縮小することができる。制御チャネル用ＣＱＩは、式（２）を用いて算出される。
制御チャネル用ＣＱＩ＝floor(Ｎ×（ＣＱＩ＋Σオフセット［条件］）)…（２）
ここで、Ｎは小数である。
例えば、ＬＴＥで用いられる上りＣＱＩチャネルやＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルのように、符号化方式が異なる場合に対応可能とするため、Ｎの値を変えることで、異なる符号化方式を用いた制御チャネルに適用できる。すなわち、上りＣＱＩチャネルの場合においては、オフセットとＮの値を変えることで対応し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルの場合には、オフセットのみ（Ｎ＝１）で対応させることで、２種類の制御チャネルのＭＣＳを同一ＣＱＩテーブルから参照することが可能となる。
このように実施の形態３によれば、全オフセット量を加算した制御チャネル用ＣＱＩに対して、倍率を乗算することにより、新たな制御チャネル用ＣＱＩを算出し、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、符号化方法が異なる制御チャネルの場合でも、メモリの増加を抑え、データチャネルのスループットを改善することができる。
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４に係るＣＱＩテーブルであり、実施の形態３に示した式（２）を用いて算出される。ただし、Ｎは小数であり、Ｎ＝Ｎ＿Ａ（ＣＱＩ＜ＣＱＩ＿ＴＨ）、Ｎ＝Ｎ＿Ｂ（ＣＱＩ＞ＣＱＩ＿ＴＨ）とする。図１４は、具体的には、ＣＱＩ＿ＴＨ＝３、Ｎ＿Ａ＝０．７、Ｎ＿Ｂ＝１．３の場合を示している。このように、ＣＱＩの大きさによって倍率（Ｎ）を変えることにより、より精度よくＭＣＳを決定することができる。
このように実施の形態４によれば、全オフセット量を加算した制御チャネル用ＣＱＩに倍率を乗算し、その倍率をＣＱＩの大きさによって変え、制御チャネル用ＣＱＩを算出し、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、符号化方法が異なる制御チャネルの場合でも、メモリの増加を抑え、さらにデータチャネルのスループットを改善することができる。
なお、実施の形態３及び４では、Ｎを乗算するという一次の線形処理について説明したが、高次の線形処理を用いてもよい。
なお、上記各実施の形態では、制御チャネルのＣＱＩテーブルにおいて、一番低いＳＥ（ＭＣＳ）に制御チャネルを送信しないように、（Ｄｒｏｐ）を含めてもよい。
また、上記各実施の形態において、算出した制御チャネル用ＣＱＩが制御チャネル用ＣＱＩテーブルの範囲外の場合、ＣＱＩテーブルの両端のＳＥ（ＭＣＳ）としてもよいし、外挿補間により求めてもよい。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
２００８年１月４日出願の特願２００８−０００１９９の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる無線送信装置及び無線送信方法は、データチャネルのスループットを改善することができ、例えば、移動通信システム等に適用できる。
本発明は、適応変調方式を採用した通信システムで使用される無線送信装置及び無線送信方法に関する。
現在、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ（Long Term Evolution）の上り回線において、低いＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を達成するために、シングル・キャリア伝送が注目されている。また、各ユーザの回線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）に応じてユーザ毎にＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）パターンを選択し、高いスループットを得るように適応変調（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）する方式が検討されている。
また、下り回線のデータチャネルに対して適応変調やハイブリッドＡＲＱを適用するために、上り回線においては、下りＣＱＩ情報や下りＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を制御チャネルで送信する。
図１に、端末がデータチャネルの適応変調等に用いるＭＣＳテーブル（以下、「ＣＱＩテーブル」という）を示す（例えば、非特許文献１参照）。ここでは、ＣＱＩ値、すなわち、ＳＮＲ等の回線品質情報に基づいて、さまざまな変調方式、符号化率が図１に示すテーブルから読み出され、データチャネルのＭＣＳが決定されることを表している。
また、上り回線におけるデータチャネルと制御チャネルは、同一のフレームで送信することが検討されており、さらに、制御チャネルのＭＣＳは、データチャネルのＭＣＳを決定するＣＱＩを用いて、データチャネルのＭＣＳと同時に決定される（例えば、非特許文献２参照）。
したがって、制御チャネルのＭＣＳも同様に、ＣＱＩによって、さまざまな変調方式及び符号化率（以下、「ＳＥ：Spectral Efficiency」という。なお、ＳＥはシンボル当りのビット数×符号化率で定義する）が決定される。図２は、データチャネルのＳＥと制御チャネルのＳＥとの相対関係を示したＣＱＩテーブルの具体例を示す図である。この制御チャネルはハイブリッドＡＲＱが適用されない。そのため、制御チャネルのＳＥは、受信環境が劣悪な場合においても所要品質を満たすように、それぞれのＣＱＩに対してロバスト、すなわち、低いＳＥとなるように設定される。
R1-073344, Nokia,"Update to 64QAM CQI tables" , 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #50 , Athens, Greece, August 20-24, 2007 3GPP TS36.212 V8.0.0
しかしながら、上記の技術では、受信環境が劣悪でない状況においては、テーブルから読み出されたＳＥでは制御チャネルの所要品質を充分に満たしてしまい、制御チャネルに無駄な無線リソースを使用してしまう。結果として、データチャネルのスループットが低下するという問題がある。
この様子を図３に示す場合を例に説明する。図３に示すように、データチャネルと制御チャネルを同一フレームで多重送信する場合、使用可能なリソースサイズが決定されている。受信環境が劣悪ではない場合、制御チャネルの所要品質を充分に満たせるＳＥが設定
されるため、制御チャネル用リソースが無駄となる。しかしながら、この無駄なリソースは、データチャネル用リソースとして使用することができず、データチャネルのスループットが低下してしまう。
本発明の目的は、データチャネルのスループットを改善する無線送信装置及び無線送信方法を提供することである。
本発明の無線送信装置は、無線通信端末装置のパラメータに応じて、ＣＱＩとＭＣＳとの対応関係を切り替え、切り替え後の対応関係に基づいて制御チャネルのＭＣＳを決定するＭＣＳ選択手段と、決定されたＭＣＳによって制御データを符号化及び変調する符号化変調手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線送信方法は、無線通信端末装置のパラメータに応じて、ＣＱＩとＭＣＳの対応関係を切り替える切り替えステップと、切り替えた後の対応関係に基づいて、制御チャネルのＭＣＳを決定するＭＣＳ選択ステップと、決定されたＭＣＳによって制御データを符号化及び変調する符号化変調ステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、データチャネルのスループットを改善することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図４に、シミュレーション結果から得られたデータチャネルの所要ＢＬＥＲが１０％における受信ＳＮＲとＳＥ（Spectral Efficiency）との関係を示す。また、図５に、制御チャネルであるＡＣＫ／ＮＡＣＫの所要ＢＥＲが０．０１％における受信ＳＮＲとＳＥとの関係を示す。本実施の形態では、ＡＷＧＮでの性能と、周波数ホッピング無し（帯域幅１８０ｋＨｚ）との受信ＳＮＲ差がデータチャネルの場合５ｄＢであるのに対し、制御チャネルの場合９ｄＢであり、制御チャネルの性能が大きく劣化している点に着目している。すなわち、ある特定の条件において、データチャネルの性能と制御チャネルの性能が大きく異なっている点に着目している。
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１に係る無線通信端末装置の構成を示すブロック図である。以下、図６を参照して無線通信端末装置の構成について説明する。無線受信部１０２は、アンテナ１０１を介して受信した信号をベースバンド信号に変換し、ＣＰ除去部１０３に出力する。
ＣＰ除去部１０３は、無線受信部１０２から出力されたベースバンド信号のＣＰ（Cyclic Prefix）を除去し、得られた信号をＦＦＴ部１０４に出力する。
ＦＦＴ部１０４は、ＣＰ除去部１０３から出力された時間領域の信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を施し、得られた周波数領域の信号を伝送路推定部１０５及び復調部１０６に出力する。
伝送路推定部１０５は、ＦＦＴ部１０４から出力された信号に含まれるパイロット信号を用いて、受信信号の伝送路環境を推定し、推定結果を復調部１０６に出力する。
復調部１０６は、ＦＦＴ部１０４から出力された受信信号のうち、パイロット信号等の制御情報が除かれた信号、すなわち、データ情報に対し、伝送路推定部１０５から出力された伝送路環境の推定結果に基づいて伝送路補償を行う。また、復調部１０６は、通信相手の基地局が使用したＭＣＳと同一のＭＣＳに基づいて、伝送路補償後の信号に対し復調処理を施し、復号化部１０７に出力する。
復号化部１０７は、復調部１０６から出力された復調信号に対して誤り訂正を行い、受信信号から情報データ列とＣＱＩ情報、帯域幅情報を取り出す。ＣＱＩ情報と帯域幅情報は、ＭＣＳ選択部１０８に出力される。
ＭＣＳ選択部１０８は、後述するＣＱＩテーブルを備え、復号化部１０７から出力されたＣＱＩ情報に対応するＭＣＳパターンをＣＱＩテーブルから読み出し、読み出したＭＣＳパターンをデータチャネルのＭＣＳ（ＭＣＳ１）として決定する。また、ＭＣＳ選択部１０８は、後述する複数のＣＱＩテーブルを参照して、復号化部１０７から出力されたＣＱＩ情報と帯域幅情報とに基づいて、制御チャネルのＭＣＳパターン（ＭＣＳ２）を決定する。決定されたＭＣＳ１は符号化変調部１０９に出力され、ＭＣＳ２は符号化変調部１１０に出力される。
符号化変調部１０９は、入力されるユーザデータ（送信データ列）に対し、ＭＣＳ選択部１０８から出力されたＭＣＳ１に基づいて、符号化及び変調処理を施し、データチャネルの送信データを生成する。生成されたデータチャネルの送信データはチャネル多重化部１１１に出力される。
符号化変調部１１０は、入力される制御データに対し、ＭＣＳ選択部１０８から出力されたＭＣＳ２に基づいて、符号化及び変調処理を施し、制御チャネルの送信データを生成する。生成された制御チャネルの送信データはチャネル多重化部１１１に出力される。
チャネル多重化部１１１は、符号化変調部１０９から出力されたデータチャネル及び符号化変調部１１０から出力された制御チャネルの各送信データを時分割多重する。多重化された送信データはＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１１２に出力される。
ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１１２は、チャネル多重化部１１１から出力された送信データに離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を施し、周波数成分のデータに時間−周波数変換を行い、周
波数領域信号を得る。そして、送信サブキャリアに周波数領域信号をマッピングした後、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行い、時間領域信号に変換する。得られた時間領域信号はＣＰ付加部１１３に出力される。
ＣＰ付加部１１３は、ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１１２から出力された送信データ列の各フレームにおいて、フレーム末尾のデータを複製してフレーム先頭に付加することにより、送信データ列にＣＰを付加し、無線送信部１１４に出力する。
無線送信部１１４は、ＣＰ付加部１１３から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯域へ周波数変換し、アンテナ１０１を介して送信する。
図７は、図６に示したＭＣＳ選択部１０８の内部構成を示すブロック図である。テーブル選択ＭＣＳ決定部２０１は、図８に示す制御チャネル用ＣＱＩテーブルのうち、該当する帯域幅のＣＱＩテーブルを参照して、入力されたＣＱＩに基づいて、制御チャネルのＭＣＳ２を決定する。
ＭＣＳ決定部２０２は、データ用ＣＱＩテーブルを参照して、入力されたＣＱＩに基づいて、データチャネルのＭＣＳ１を決定する。
図８は、制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図である。ここでは、帯域幅が５００ｋＨｚ以下の場合のＣＱＩテーブルをテーブル１とし、帯域幅が５００ｋＨｚより大きい場合のＣＱＩテーブルをテーブル２としている。また、テーブル１は、テーブル２と比較して同一ＣＱＩにおけるＳＥが低めに設定されている。帯域幅が５００ｋＨｚと狭い場合、すなわち、周波数ダイバーシチ効果が小さい場合においては、より低いＳＥが選択され、他方、周波数ダイバーシチ効果が大きい場合においては、テーブル１のＳＥよりも高いＳＥが選択される。したがって、周波数ダイバーシチ効果が大きい場合に、周波数ダイバーシチ効果が小さい場合と比較して、より少ない制御チャネルリソースで制御チャネルの所要品質を満たすことが可能となるため、データチャネルに使用するリソース量を増やすことが可能となる。
このように実施の形態１によれば、データチャネルと制御チャネルを多重送信し、両チャネルに適応変調が適用される場合、１つのデータチャネル用ＣＱＩテーブルと、複数の制御チャネル用ＣＱＩテーブルとを設け、端末の送信帯域幅により、前記複数のテーブルを切り替え、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、帯域幅に適切なＭＣＳを決定することが可能となり、制御チャネルに使用する無線リソースを適切に割り当てることができ、データチャネルに使用する無線リソースを増加させることができる。これにより、データチャネルのスループットを改善することができる。
なお、本実施の形態では、送信帯域幅のみに基づいてＣＱＩテーブルを選択するものとして説明したが、図９に示すように、帯域幅に加えて、データチャネルのスケジューリング方式と合わせ、４つのＣＱＩテーブルを選択するようにしてもよい。データチャネルにパーシステントスケジューリングが使用される場合、データチャネルのＭＣＳをロバストにするため、低めのＣＱＩが通知される。その場合、通常スケジューリング（ダイナミックスケジューリング）と、パーシステントスケジューリングの２種類のスケジューリングによるＣＱＩ差を考慮し、制御チャネル用のＣＱＩテーブルを複数持つ構成とし、制御チャネルのＭＣＳ及び使用リソースを適切にすることで、データチャネルに使用するリソース量を増加させることが可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る無線通信端末装置の構成は、実施の形態１の図６に示した
構成と同様であるので、図６を援用し、重複する説明は省略する。
図１０は、本発明の実施の形態２に係るＭＣＳ選択部１０８の内部構成を示すブロック図である。ＣＱＩオフセットＭＣＳ決定部３０１は、図１１に示すオフセット参照テーブル、ＣＱＩ情報及び式（１）を用いて、制御チャネル用ＣＱＩを算出する。
制御チャネル用ＣＱＩ＝ＣＱＩ＋Σオフセット［条件］ …（１）
また、ＣＱＩオフセットＭＣＳ決定部３０１は、図１２に示す制御チャネル用ＣＱＩテーブルを参照して、その制御チャネル用ＣＱＩに基づいて、制御チャネルのＭＣＳ２を決定する。
図１１は、オフセット参照テーブルの一例を示す図である。ここでは、データチャネルのスケジューリング方式がダイナミックスケジューリングの場合はオフセットを０とし、パーシステントスケジューリングの場合はオフセットを２としている。この場合、通常スケジューリング（ダイナミックスケジューリング）と、パーシステントスケジューリングの２種類のスケジューリングによるＣＱＩ差を考慮し、オフセットを持たせている。
また、データチャネルの周波数ホッピング有りの場合はオフセットを０とし、周波数ホッピング無しで帯域幅が１ＲＢ（リソースブロック）の場合はオフセットを−４としている。フレーム内周波数ホッピングが適用されず、さらに、狭帯域送信されるような、周波数ダイバーシチ効果が小さい場合に、より低いＭＣＳを選択するようにオフセットを持たせている。制御チャネルは、送信するビット数が比較的少なく、符号化による利得が得られにくいためである。上記理由を考慮し、帯域幅によるオフセットを持たせている。
さらに、データチャネルの送信回数が初回送信である場合はオフセットを０とし、再送である場合はオフセットを−２としている。データチャネルが再送されるような状況においては、予想以上に受信品質が悪い場合であり、このような場合には、制御チャネルに関しても受信品質の低下を招く恐れがあるため、より低いＭＣＳを選択できるようにオフセットを持たせている。
以上のように、データスケジューリング方法、帯域幅、フレーム内周波数ホッピング、データチャネルの再送回数などの端末のパラメータによって、より適切なＭＣＳを設定することが可能となる。したがって、適切な制御チャネルリソースで制御チャネルの所要品質を満たすことが可能となるため、データチャネルに使用するリソース量を増やすことが可能となる。
図１２は、制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図である。ここでは、基本テーブルであるＣＱＩが０〜３０におけるＳＥに加えて、ＣＱＩが−１０〜−１の場合の低いＳＥと、３１〜３７の場合の高いＳＥを新たに設定している。ここで、低いＳＥ領域は、オフセットがマイナスの場合に主に用いられ、高いＳＥ領域は、オフセットがプラスの場合に主に用いられる。
このように実施の形態２によれば、データチャネルと制御チャネルとを多重送信し、両チャネルに適応変調が適用される場合、１つのデータチャネル用ＣＱＩテーブルと、そのデータチャネル用ＣＱＩテーブルよりも大きなサイズで構成される１つの連続した制御チャネル用ＣＱＩテーブルと、端末のパラメータからなるオフセット参照テーブルを用いて、データチャネルのＣＱＩに、オフセット参照テーブルから読み出した全オフセット量を加算したＣＱＩによって、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、メモリの増加を抑えるとともに、データチャネルのスループットを改善することができる。
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係るＣＱＩテーブルであり、式（１）に倍率（Ｎ）を乗算することにより、基本テーブルの設定範囲を拡大あるいは縮小することができる。制御チャネル用ＣＱＩは、式（２）を用いて算出される。
制御チャネル用ＣＱＩ＝floor(Ｎ×（ＣＱＩ＋Σオフセット［条件］）)…（２）
ここで、Ｎは小数である。
例えば、ＬＴＥで用いられる上りＣＱＩチャネルやＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルのように、符号化方式が異なる場合に対応可能とするため、Ｎの値を変えることで、異なる符号化方式を用いた制御チャネルに適用できる。すなわち、上りＣＱＩチャネルの場合においては、オフセットとＮの値を変えることで対応し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルの場合には、オフセットのみ（Ｎ＝１）で対応させることで、２種類の制御チャネルのＭＣＳを同一ＣＱＩテーブルから参照することが可能となる。
このように実施の形態３によれば、全オフセット量を加算した制御チャネル用ＣＱＩに対して、倍率を乗算することにより、新たな制御チャネル用ＣＱＩを算出し、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、符号化方法が異なる制御チャネルの場合でも、メモリの増加を抑え、データチャネルのスループットを改善することができる。
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４に係るＣＱＩテーブルであり、実施の形態３に示した式（２）を用いて算出される。ただし、Ｎは小数であり、Ｎ＝Ｎ＿Ａ（ＣＱＩ＜ＣＱＩ＿ＴＨ）、Ｎ＝Ｎ＿Ｂ（ＣＱＩ＞ＣＱＩ＿ＴＨ）とする。図１４は、具体的には、ＣＱＩ＿ＴＨ＝３、Ｎ＿Ａ＝０．７、Ｎ＿Ｂ＝１．３の場合を示している。このように、ＣＱＩの大きさによって倍率（Ｎ）を変えることにより、より精度よくＭＣＳを決定することができる。
このように実施の形態４によれば、全オフセット量を加算した制御チャネル用ＣＱＩに倍率を乗算し、その倍率をＣＱＩの大きさによって変え、制御チャネル用ＣＱＩを算出し、制御チャネルのＭＣＳを決定することにより、符号化方法が異なる制御チャネルの場合でも、メモリの増加を抑え、さらにデータチャネルのスループットを改善することができる。
なお、実施の形態３及び４では、Ｎを乗算するという一次の線形処理について説明したが、高次の線形処理を用いてもよい。
なお、上記各実施の形態では、制御チャネルのＣＱＩテーブルにおいて、一番低いＳＥ（ＭＣＳ）に制御チャネルを送信しないように、（Ｄｒｏｐ）を含めてもよい。
また、上記各実施の形態において、算出した制御チャネル用ＣＱＩが制御チャネル用ＣＱＩテーブルの範囲外の場合、ＣＱＩテーブルの両端のＳＥ（ＭＣＳ）としてもよいし、外挿補間により求めてもよい。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
２００８年１月４日出願の特願２００８−０００１９９の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる無線送信装置及び無線送信方法は、データチャネルのスループットを改善することができ、例えば、移動通信システム等に適用できる。
端末がデータチャネルの適応変調等に用いるＣＱＩテーブルを示す図 データチャネルのＳＥと制御チャネルのＳＥとの相対関係を示したＣＱＩテーブルの具体例を示す図 データチャネルと制御チャネルを同一フレームで多重送信する様子を示す図 データチャネルの所要ＢＬＥＲが１０％における受信ＳＮＲとＳＥとの関係を示す図 ＡＣＫ／ＮＡＣＫの所要ＢＥＲが０．０１％における受信ＳＮＲとＳＥとの関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る無線通信端末装置の構成を示すブロック図 図６に示したＭＣＳ選択部の内部構成を示すブロック図 制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図 制御チャネル用ＣＱＩテーブルの他の例を示す図 本発明の実施の形態２に係るＭＣＳ選択部の内部構成を示すブロック図 オフセット参照テーブルの一例を示す図 制御チャネル用ＣＱＩテーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態３に係るＣＱＩテーブルを示す図 本発明の実施の形態４に係るＣＱＩテーブルを示す図
本発明の無線送信装置は、データチャネルのＭＣＳと、制御データの種類毎の補正値とを用いて、前記制御データを符号化する符号化部と、前記データチャネルのデータと、前記制御データの種類に応じた符号化率の、前記符号化された制御データとを送信する送信部と、を有する構成を採る。
本発明の無線送信方法は、データチャネルのＭＣＳと、制御データの種類毎の補正値とを用いて、前記制御データを符号化し、前記データチャネルのデータと、前記制御データの種類に応じた符号化率の前記符号化された制御データとを送信する、ようにした。

Claims (11)

  1. 無線通信端末装置のパラメータに応じて、ＣＱＩとＭＣＳとの対応関係を切り替え、切り替え後の対応関係に基づいて制御チャネルのＭＣＳを決定するＭＣＳ選択手段と、
    決定されたＭＣＳによって制御データを符号化及び変調する符号化変調手段と、
    を具備する無線送信装置。
  2. 前記ＭＣＳ選択手段は、複数のＣＱＩテーブルを備え、前記パラメータに応じて、前記複数のＣＱＩテーブルを切り替え、切り替えたＣＱＩテーブルを用いて制御チャネルのＭＣＳを決定する請求項１記載の無線送信装置。
  3. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータとオフセット値とが対応付けられたオフセットテーブルを備え、該当する前記パラメータに対応するオフセット値を全て加算したＣＱＩに基づいて、制御チャネルのＭＣＳを決定する請求項１に記載の無線送信装置。
  4. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータに対応するオフセット値を全て加算したＣＱＩに倍率を乗算して求めた新たなＣＱＩに基づいて、制御チャネルのＭＣＳを決定する請求項２に記載の無線送信装置。
  5. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータが送信帯域幅であり、送信帯域幅が狭いほど、より低いＭＣＳを選択する請求項１に記載の無線送信装置。
  6. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータがデータチャネルのスケジューリング方法であり、パーシステントスケジューリングの場合にはより高いＭＣＳを選択する請求項１に記載の無線送信装置。
  7. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータがデータチャネルの送信方法であり、フレーム内周波数ホッピングが適用されず、かつ、送信帯域幅が狭い場合、より低いＭＣＳを選択する請求項１に記載の無線送信装置。
  8. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータがデータチャネルの再送回数であり、再送回数が多いほど、より低いＭＣＳを選択する請求項１に記載の無線送信装置。
  9. 前記ＭＣＳ選択手段は、前記パラメータに対応するオフセット値を全て加算したＣＱＩに乗算する倍率をＣＱＩの大きさに応じて制御する請求項４に記載の無線送信装置。
  10. 前記ＭＣＳ選択手段は、データチャネルのＭＣＳを決定する場合は前記パラメータに応じてＣＱＩとＭＣＳの対応関係を切り替えない請求項１に記載の無線送信装置。
  11. 無線通信端末装置のパラメータに応じて、ＣＱＩとＭＣＳの対応関係を切り替える切り替えステップと、
    切り替えた後の対応関係に基づいて、制御チャネルのＭＣＳを決定するＭＣＳ選択ステップと、
    決定されたＭＣＳによって制御データを符号化及び変調する符号化変調ステップと、
    を具備する無線送信方法。
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