KR101024427B1

KR101024427B1 - 계층형 변조 방법, 계층형 복조 방법, 계층형 변조를 행하는 송신 장치, 계층형 복조를 행하는 수신 장치

Info

Publication number: KR101024427B1
Application number: KR20090091172A
Authority: KR
Inventors: 지안밍 우; 가즈히사 오부찌; 도모히꼬 다니구찌
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-03-23
Also published as: CN101714962A; JP5163415B2; JP2010093487A; US8488714B2; EP2175583B1; CN101714962B; EP2175583A3; EP2175583A2; KR20100039221A; US20100086064A1

Abstract

전체의 시스템 포퍼먼스를 제한하지 않고, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스(MBMS)를 유니캐스트 서비스로서 이용할 수 있다. DB 셀렉터(1001)는, 복수의 DB(데이터 블록)의 각각으로부터 전송 정보를 취출하고, 각 DB에 대하여 소정의 변조 방식을 이용하여 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성한다. 게인 멀티플렉서(1002)는, 각 DB마다의 변조 심볼의 송신 전력을, 각 DB간에서 결정되는 송신 전력비로 제어한다. 변조 맵퍼(1003)는, 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 각 DB를 순차적으로 선택하고, 선택된 DB에 관하여 참조 부호 1002에 의해 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, RE(리소스 엘리먼트)의 집합에서 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 RE군을 결정하고, 결정된 RE군 중에서의 변조 심볼의 배치를 결정한다. 채널 RE 맵퍼(1004)는, 결정된 배치에 기초하여, 각 DB에 관하여 참조 부호 1002에 의해 얻어져 있는 변조 심볼을 RE의 집합에 맵핑한다. 그 RE의 집합으로부터 복소 송신 신호 s(t)가 생성된다.

리소스 엘리먼트, 변조 심볼, 송신 전력비, 계층형 변조

Description

계층형 변조 방법, 계층형 복조 방법, 계층형 변조를 행하는 송신 장치, 계층형 복조를 행하는 수신 장치{HIERARCHICAL MODULATING METHOD, HIERARCHICAL DE-MODULATING METHOD, TRANSMITTER PERFORMING HIERARCHICAL MODULATION AND RECEIVER PERFORMING HIERARCHICAL DE-MODULATION}

본 발명은, 변조 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 유니캐스트 서비스와 제휴하는 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스(MBMS)에 이용할 수 있다.

전기 통신의 분야에서는, 변조는 가장 중요한 처리 중 하나이다. 변조는, 주기적인 파형을 변화시킨다. 이 과정에서, 메시지는 일반적으로는, 사인파형의 진폭, 위상, 주파수 등의 몇가지의 파라미터를 변화시킴으로써 반송할 수 있다. 이들 모든 파라미터는 저주파수의 정보 신호에 따라서 변화시켜지고, 그 결과, 변조 신호가 얻어진다. 변조 방식으로서는 많은 것이 존재한다. 진폭 변조(AM : Amplitude Modulation), 주파수 변조(FM : Frequency Modulation), 위상 변조(PM : Phase Modulation), 펄스 변조(PM : Pulse Modulation) 등이다. 이들 변조 방식 중에서도, 펄스 변조(PM)는 가장 일반적인 변조 방식이며, 이것은 또한, 펄스 진폭 변조(PAM : Pulse Amplitude Modulation), 펄스 부호 변조(PCM : Pulse Code Modulation), 펄스 주파수 변조(PFM : Pulse Frequency Modulation), 펄스 위치 변조(PPM : Pulse Position Modulation), 펄스 폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation)로 분류할 수 있다.

변조 차원을 늘리기 위해서, 다차원 신호 변조라고 불리는, 잘 알려져 있는 변조 방식을 채용할 수 있고, 그 결과, 보다 고차원에 대응한 신호 파형이 구성된다. 이 높은 차원은, 시간 영역 혹은 주파수 영역, 또는 그 쌍방에 의존시킬 수 있다.

현재의 3GPP, 3GPP2, 802.16과 같은 전기 통신의 표준에서, 가장 일반적으로 사용되고 있는 변조는, 직교 진폭 변조(QAM : Quadrature Amplitude Modulation)이다. 이 방식에서는, 시간 영역, 주파수 영역, 또는 공간 영역에서의 수신기에서의 현재까지의 채널 상태에 따라서 전체적인 시스템 성능을 향상시키는 것을 목표로 한, 적응 변조 부호화 방식(AMC : Adaptive Modulation and channel Coding)을 용이하게 채용할 수 있다.

그러나, 전술한 QAM과 같은 모든 변조 방식은, 데이터 신호에 따라서 캐리어 신호 혹은 캐리어 파형(통상은 사인파)의 몇가지의 국면을 변경함으로써, 데이터를 반송하는 것이며, 대부분의 어플리케이션에서, 변조 방식 자체는 변화하지 않는다. 임의의 어플리케이션이 채용하는 방식이, 예를 들면 PPM과 QAM 사이에서 변경되는 일은 없거나, 혹은 조합되는 일은 없다. AMC 방식에서 조차도, 4위상 편이 변 조(QPSK : Quadrature Phase Shift Keying)로부터 16QAM 혹은 64QAM이라고 하는 바와 같이, 변조 오더가 변화될 뿐이다.

지금까지 기존의 변조의 방식을 최적으로 개량하기 위해서 많은 시도가 이루어졌지만, 개별의 방식의 개량이라고 하는 종래의 대응의 방법에서는, 전체의 시스템 퍼포먼스가 제한되게 된다고 하는 문제점을 갖고 있었다.

본 발명의 과제는, 복수의 고전적인 변조 방식을 조합하는 것을 가능하게 하여, 복수의 심볼을 효율적으로 다중화하는 것에 있다.

제1 양태는, 전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 송신하는 송신 장치 또는 그 송신 장치에 의해 실행되는 변조 방법이다.

데이터 블록 셀렉터(1001)는, 각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 전송 정보를 취출하고, 그 각 데이터 블록에 대하여 미리 정해진 소정의 변조 방식을 이용하여 그 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성한다.

게인 멀티플렉서(1002)는, 각 데이터 블록마다 생성된 변조 심볼의 송신 전력을, 각 데이터 블록간에서 결정되는 송신 전력비로 제어한다.

변조 맵퍼(1003)는, 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 각 데이터 블록을 순차적으로 선택하고, 그 선택된 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, 리소스 엘리먼트의 집합에서 그 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 리소스 엘리먼트군을 결정하고, 그 결정된 리소스 엘리먼트군 중에서의 그 변조 심볼의 배치를 결정한다. 여기서, 리소스 엘리먼트의 집합은, 계층형 변조의 단위로 되는, 소정수씩의 리소스 엘리먼트로 이루어지는 복수의 계층형 변조 워드로 분할되고, 그 경우에, 변조 맵퍼는 예를 들면, 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제1 처리와, 그 제1 처리에 계속해서, 각 계층형 변조 워드마다, 그 각 계층형 변조 워드의 선두부터 말미까지 순서대로, 리소스 엘리먼트에 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 채번하는 제2 처리와, 그 제2 처리에 계속해서, 현재의 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 각 변조 심볼에 대하여, 각 계층형 변조 워드 내에서 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 각 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제3 처리와, 그 제3 처리에 계속해서, 이미 배치가 결정되어 있는 리소스 엘리먼트를 제거함으로써, 각 계층형 변조 워드 내의 남은 리소스 엘리먼트에서 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 재채번하는 제4 처리와, 그 제4 처리에 계속해서, 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제5 처리와, 그 제5 처리에 계속해서, 데이터 블록 번호가 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 데이터 블록 번호가 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 제3 처리로 실행의 제어를 되돌 리고, 데이터 블록 번호가 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제6 처리와, 그 다음 처리로서, 최후의 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 각 계층형 변조 워드 내에서 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 모두를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제7 처리를 실행한다. 혹은, 변조 맵퍼는 예를 들면, 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제8 처리와, 그 제8 처리에 계속해서, 계층형 변조의 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 리소스 엘리먼트의 집합의 선두의 리소스 엘리먼트의 위치로 설정하는 제9 처리와, 그 제9 처리에 계속해서, 현재의 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼에 대하여, 현재의 기점 리소스 엘리먼트 위치를 기준으로 하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제10 처리와, 그 제10 처리에 계속해서, 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 제10 처리에 의해 배치가 결정된 위치의 다음 리소스 엘리먼트 위치로 갱신하는 제11 처리와, 현재의 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼이 리소스 엘리먼트의 집합의 말미까지 맵핑되었는지의 여부를 판정하고, 그 말미까지의 맵핑이 종료되지 않았다고 판정하였을 때에, 제10 처리로 실행의 제어를 되돌리고, 말미까지의 맵핑이 종료되었다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제12 처리와, 그 다음 처리로서, 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 리소스 엘리먼트의 집합 의 선두부터 검색하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 최초의 리소스 엘리먼트 위치로 설정하는 제13 처리와, 그 제13 처리에 계속해서, 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제14 처리와, 그 제14 처리에 계속해서, 데이터 블록 번호가 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 데이터 블록 번호가 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 제10 처리로 실행의 제어를 되돌리고, 데이터 블록 번호가 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제15 처리와, 그 다음 처리로서, 최후의 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 모두를 그 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제16 처리를 실행한다.

채널 리소스 엘리먼트 맵퍼(1004)는, 그 결정된 배치에 기초하여, 각 데이터 블록에 관하여 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼을 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑한다.

제2 양태는, 각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 취출된 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 얻어지는 변조 심볼이, 물리 채널 단위인 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합에 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 맵핑되고, 그 리소스 엘리먼트의 집합에 기초하여 송신 출력 신호가 생성되어 송신되어 전송된 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하고, 그 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 및 복호를 행하는 수신 장치 또는 그 수신 장치에 의해 실행되는 복조 방법이다.

제곱 법칙 연산기(1103)는, 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환한다.

위치 결정기(1104)는, 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 리소스 엘리먼트마다, 수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출한다. 여기서, 리소스 엘리먼트의 집합은, 계층형 변조의 단위로 되는, 소정수씩의 리소스 엘리먼트로 이루어지는 복수의 계층형 변조 워드로 분할되고, 그 경우에 위치 결정기는 예를 들면, 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로, 입력된 계층형 변조 워드수분의 수신 에너지 신호 중 그 계층의 처리 시점에서 가장 수신 에너지가 높은 수신 에너지 신호에 대응하는 리소스 엘리먼트를, 그 계층에 대응하는 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트로서 검출하고, 입력된 수신 에너지 신호로부터 그 계층에서 검출된 수신 에너지 신호 성분을 제거하고 그 결과 얻어지는 수신 에너지 신호를 다음 계층에 입력시키는 처리를 반복하여 실행한다. 혹은, 위치 결정기는 예를 들면, 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 리소스 엘리먼트마다, 수신 에너지 신호가 각 데이터 블록마다 설정된 각 임계값으로 구획되는 어느 값의 범위에 들어가는지를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출한다.

복조기(1105)는, 각 데이터 블록마다, 위치 결정기에 의해 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처리를 실행한다.

이상의 제1 또는 제2 양태의 구성에서, 복수의 데이터 블록 중 최후의 데이터 블록 이외의 데이터 블록은, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하고, 최후의 데이터 블록은, 유니캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하도록 구성할 수 있다.

계층형 변조 방식은, 종래의 변조 컨셉을 참신적으로 타파하여, 변조 기술의 혁신을 진행시키는 것이 가능하게 된다.

계층형 변조 방식은, 데이터 전송 레이트를 보증하는 것을 약속하여, 전체적인 시스템 능력을 현저하게 개선하는 것이 가능하게 된다.

또한, 어플리케이션의 시점으로부터, MBMS(멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스)와 유니캐스트 서비스가 동일한 주파수대에 공존하고 있을 때에, 계층형 변조 방식은, 피크 데이터 레이트를 개선하는 것이 가능하게 된다.

이하, 도면을 참조하면서, 최량의 실시 형태를 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에서는, 임의의 채널 엘리먼트군에서 포지션 베이스 변조 방식과 같은 제1 변조 방식에 의해 몇가지의 데이터 심볼이 변조되고, 다른 채널 엘리먼트군에서는 제２ 변조 방식에 의해 몇가지의 데이터 심볼이 계층적으로 변조되는 것이다.

<리소스 엘리먼트, 데이터 블록, 리소스 엘리먼트 위치 변조 워드, 계층형 변조 워드, 변조 심볼 인덱스>

본 실시 형태에서 언급되는 리소스 엘리먼트, 데이터 블록, 리소스 엘리먼트 위치 변조 워드, 계층형 변조 워드, 및 변조 심볼의 인덱스에 대하여, 이하에 설명한다.

리소스 엘리먼트(RE) :

리소스 엘리먼트(RE : Resouce Element)는, 최소의 물리 채널 단위로서 정의된다. 그것은, QPSK, 16QAM, 및 64QAM에 관련된 복소 변조 심볼을 맵핑하기 위해서 이용된다. RE는, 시간 영역(펄스), 주파수 영역(캐리어), 부호 영역(Walsh 코드), 또는 공간 영역(빔) 중 어느 하나 혹은 이들 조합의 영역 상의 채널 단위에 의해 구성된다.

도 1은 리소스 엘리먼트의 구성예를 도시하는 도면이다.

데이터 블록(DB) :

데이터 블록(DB : Data Block)은, 전송 정보로서의 많은 비트를 포함하는 전송 단위로서 정의된다. 데이터 블록은, 몇가지의 실제의 사용 장면이 설명될 때에는, 상이한 의미에서 이용된다. 예를 들면, 노드 B가 복수의 전송 블록을 복수의 유저에게 전송하는 경우, 데이터 블록은 각 유저 데이터를 위한 반송 블록으로서 해석된다. 혹은, 데이터 블록은, 반송 블록을 포함한 코드 블록으로서 표현된다.

리소스 엘리먼트 위치 변조(REPM) :

리소스 엘리먼트 위치 변조(REPM : Resource Element Position Modulation)는, 다차원 신호 변조와 마찬가지의 개념을 가진 변조 방식이지만, 리소스 엘리먼 트 내에서 실행된다. M개의 엘리먼트로 이루어지는 길이 M(M차원 신호)의 REPM 워드는, 모든 M-ary가 가능한 위상을 포함한 변조 워드로서 정의된다. 각 REPM 워드는, DB(데이터 블록)로부터 얻어지는 1조의 변조 심볼을 반송한다. X-QAM 방식에서 변조도를 δ(PPM에서는 δ=0, BPSK에서는 δ=1, QPSK에서는 δ=2, 16QAM에서는 δ=4, 64QAM에서는 δ=6)로 하면, 1개의 REPM 워드는, δ+log₂(M)의 정보 비트를, DB으로부터 반송한다.

계층형 변조(HM) :

계층형 변조(HM : Hierarchical Modulation)는, REPM을 이용하여 다수의 변조 심볼을 계층적으로 다중화하는 변조 방식으로 정의된다. HM 워드는, H 엘리먼트로 이루어지는 길이 H의 변조 워드로 정의된다. 여기서, H=M+L-2이고, L은 DB의 수, M은 REPM 워드의 길이이다. HM 워드는, L-1개의 REPM 워드를 포함하고，L-1개의 DB로부터의 L-1개의 변조 심볼이 계층적으로 변조되어, 각각 M-ary가 가능한 위상을 갖는 L-1개의 REPM 워드에 맵핑되는 것을 보증한다. 선행하는 DB 심볼의 내용에 의존하고 있는 REPM 워드는, HM 워드의 서브 세트이고, 특별한 경우로서 L=2 일 때 H=M이다.

변조 심볼의 인덱스 :

변조 심볼의 인덱스 Γ는, 이하의 룰에 기초하여 변조 심볼로부터 계산되는 수치로서 정의된다.

변조 심볼로서, 그레이 부호화가 이용되지 않는 경우에는, 변조 심볼의 인덱 스는 다음 수학식에 의해 정의된다.

여기서, (α₁, α₂, …, α_K)는 변조 심볼, α_K는 {0, 1}의 소스 비트이고, K=log₂(M)이다.

변조 심볼로서, 인접하는 변조 심볼의 진폭값이 1비트만 상이한 그레이 부호화가 이용되는 경우에는, 변조 워드 길이 M에 의존하는 변조 심볼의 인덱스는, M=4, 8의 경우가 표 1에 나타내어진다.

변조 심볼의 인덱스는, M-ary REPM 워드 중의 RE 위치를 결정하기 위해서 사용된다.

<계층형 변조 방식>

계층형 변조(HM) 방식이란, 복수의 고전적인 변조 방식을 이용하여 단일의 HM 워드 내의 다수의 심볼을 계층적으로 다중화하는 것이다. 본 실시 형태에서 제안되는 방식에서는, 임의의 채널 엘리먼트 내의 임의의 데이터 심볼은, 리소스 위치 변조(REPM)와 같은 변조 방식에 의해 변조되고, 다른 나머지 채널 엘리먼트 내의 임의의 데이터 심볼은 다른 변조 방식에 의해 계층적으로 변조된다.

제안하는 변조 방식의 개념은, 이하의 3개의 시나리오로 설명된다.

*시나리오 Ⅰ : 1개의 DB가 고전적인 변조 방법을 이용하여 보내어진다.

*시나리오 Ⅱ : 2개의 DB가 본 실시 형태에 따른 계층적 변조 방식을 이용하여 보내어진다.

*시나리오 Ⅲ : 일반적인 경우로서, L개의 DB가, 본 실시 형태에 따른 계층적 변조 방식을 이용하여 보내어진다.

계층적 변조 처리가 어떻게 동작하는지를 명확하게 또한 단계적으로 설명하기 위해서, 이들 3개의 시나리오에 대하여 순차적으로 설명한다.

단일 데이터 블록의 송신을 위한 변조(시나리오 Ⅰ)

단일의 DB의 송신이면, AM, FM, PM, PAM, PCM, PFM, PPM, PWM 등의 임의의 변조 방식을 이용한, 고전적인 변조 방법이 실장된다.

도 2는 PPM 워드의 길이 즉 각 워드 내의 위치 지정수가 M=4인, 종래의 PPM 변조 방식이 이용되는 경우의 예를 나타내고, 각 워드는 시간 영역에서 2개의 소스 비트를 구비한다. 이 예에서，1개의 DB로부터의 각 변조 심볼은, 1개의 PPM 워드 내의 위치로서 전송된다. 도 2에서, 왼쪽부터 순서대로, 시작 쪽부터 "01", "10", "00" 등이다.

2개의 데이터 블록의 송신을 위한 변조(시나리오 Ⅱ)

이 시나리오에서는, 2개의 DB(DB-1과 DB-2라고 함)가 있고, 그들은 1개의 수신기 혹은 2개의 수신기에 송신될 필요가 있는 것으로 한다. HM 워드 길이는 고정이고, 2개의 DB로부터의 모든 심볼은, N개의 RE 상에, 본 실시 형태에 따른 HM 방식을 이용하여 맵핑된다고 가정한다. 여기서 제안되는 HM 방식의 수순은, 이하의 2개의 스텝으로 이루어진다.

스텝 1 : DB-1로부터의 변조 심볼은, REPM 워드 길이 M, 변조도 δ=0이고, REPM 방식을 사용하여 변조된다. 이 경우, 1개의 RE 워드를 사용하여, DB-1로부터의 1조의 변조 심볼이, log₂(M) 비트로 배송된다.

스텝 2 : DB-2로부터의 변조 심볼이, BPSK를 사용하여 변조된다. 그 결과 얻어지는 BPSK 심볼은, 각 REPM 워드에서, 스텝 1에서 점유되지 않았던 (M-1)개의 RE에 맵핑된다.

여기서, DB-1의 심볼의 전송 파워는, DB-2의 그것보다도 다소 높고, 그 정도는, 수신된 신호가 노이즈나 간섭에 의해 어느 정도 영향을 받았는지에 의존한다. 이 방식은, RE마다의 비트수라고 하는 관점에서, 다음 수학식으로 표현되는 최대 캐패시티를 제공한다.

이 값 C는, BPSK 변조에 의해서만, 특히 M이 커졌을 때에, 1보다도 매우 높게 할 수 있다.

도 3은, 표 2에 나타내어져 있는 바와 같이, REPM 워드 길이 M=4이고, DB-1과 DB-2가 REPM 워드에 맵핑되는 예를 도시한다.

데이터 블록 인덱스=1의 데이터 블록 (DB-1)로부터의 송신 데이터의 변조 심볼은, 전술한 스텝 1에 따라서, REPM 워드 길이 M=4, 변조도 δ=0이고, REPM 방식에 기초하여 변조된다. 이들 변조 심볼은, 1워드째가 '01', 2워드째가 '10', 3워드째가 '00', 4워드째가 '11', 5워드째가 '01', 6워드째가 '10'이고, 수학수 1에 기초하여 계산되는 이들 변조 심볼의 인덱스는 각각, 1, 2, 0, 3, 1, 2로 된다. 이 경우, 1워드째의 변조 심볼은 2번째의 RE 즉 RE(2)에 맵핑되고, 2워드째는 RE(3), 3워드째는 RE(1), 4워드째는 RE(4), 5워드째는 RE(2), 6워드째는 RE(3)에, 각각 맵핑된다.

데이터 블록 인덱스=2의 데이터 블록 (DB-2)로부터의 송신 데이터의 변조 심볼은, 전술한 스텝 2에 따라서, BPSK 심볼로서 송신되고, 이들 심볼은, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 REPM 워드에서, 스텝 1에서 점유되지 않았던 (M-1)=3개의 RE에 맵핑된다. 1워드째는 RE(2) 이외의 RE, 2워드째는 RE(3) 이외의 RE, 3워드째는 RE(1) 이외의 RE, 4워드째는 RE(4) 이외의 RE, 5워드째는 RE(2) 이외의 RE, 6워드째는 RE(3) 이외의 RE에, 각각 맵핑된다.

L개의 데이터 블록의 송신을 위한 변조(시나리오 Ⅲ)

이 시나리오에서는, L개의 DB로부터의 모든 심볼이, HM 방식을 이용하여 N개의 RE에 맵핑된다. HM 워드의 길이는 H로 고정된다고 가정한다. 여기서 제안되는 변조의 수순은 이하와 같다.

스텝 1 : l(「l」은 알파벳의 「엘」)=1(「1」은 숫자의 「일」)로 된다. 또한, 각 HM 워드의 선두부터 말미까지 순서대로, RE 번호가 1부터 순서대로 채번된다.

스텝 2 : DB-l(「l」은 알파벳의 「엘」)로부터의 각 심볼이, 거기로부터의 모든 심볼이 완전하게 맵핑될 때까지, 각 HM 워드 내에서 RE 인덱스의 번호가 채번되어 있는 RE 집합 중의 1개의 RE에, REPM 방식에 의해 맵핑된다. 보다 구체적으로는, 각 심볼의 인덱스값+1에 대응하는 각 HM 워드 내에서 채번되어 있는 RE 번호의 RE에, 각 심볼이 맵핑된다.

스텝 3 : 선행하는 DB로부터의 심볼에 의해 이미 위치가 점유되어 있는 RE가 제거됨으로써, 각 HM 워드 내의 남은 RE에서 RE 번호가 1부터 순서대로 재채번된다.

스텝 4 : l=l(「l」은 알파벳의 「엘」)+1(「1」은 숫자의 「일」)로 되고, 스텝 2와 스텝 3의 처리가 반복된다.

스텝 5 : l=L-1까지, 스텝 2부터 스텝 4가 반복된다. l=L로 되었다면, 스텝 6이 실행된다.

스텝 6 : 최후의 DB로부터의 모든 심볼이, 각 HM 워드 내에서 채번되어 있는 남은 각 (M-1)개의 RE에 맵핑된다.

DB간의 전송 전력은 다음 룰에 따른다.

여기서 P_l은 l번째의 DB의 전송 전력이다. 또한, 「l」은 알파벳의 「엘」이다.

이 방식은, RE마다의 비트수라고 하는 관점에서, 다음 수학식으로 표현되는 최대 캐패시티를 제공한다.

물론, HM에 의해 얻어지는 상기 캐패시티는, 노이즈 레벨이 신호 레벨에 비해 충분히 낮다고 하는 이상적인 채널 조건 하에서 인출된다. 실용적 조건 하에서의 M의 값의 최적화에 대해서는 후술한다.

지금, DB수 L=3 또한 REPM 워드 길이 M=4이고, 표 3에 나타내어져 바와 같은 각 송신 데이터를 갖는 데이터 블록 DB1, DB2, DB3에 대한 HM의 예를 도 4에 도시한다.

DB의 수를 L개, 각 DB의 변조 심볼을 반송하기 위해서 필요한 REPM 워드 길이를 M엘리먼트로 하면, HM(계층형 변조)에 필요한 HM 워드 길이 H는, HM의 정의의 항에서 전술한 바와 같이, H=M+L-2=4+3-2=5엘리먼트이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 HM 워드1∼6은, {RE(1), RE(2), RE(3), RE(4), RE(5)}의 5개의 리소스 엘리먼트로 구성되어 있다.

그리고 우선，DB1에 주목하면, 전술한 스텝 1에 따라서, 도 4 및 표 4에 나타내어지는 바와 같이, DB1로부터의 변조 심볼은, 그 인덱스값에 기초하여, 각 HM 워드의 최초의 M=4개의 엘리먼트 {RE(1), RE(2), RE(3), RE(4)}의 집합(표 4 중에서는 「RE 1, 2, 3, 4」로 표기) 중 어느 하나의 위치의 RE에 맵핑된다.

이것을 근거로 하여, 구체적으로는，HM 워드1에서는, DB1의 1번째의 송신 데이터의 변조 심볼 '01'의 인덱스는 1이고, 그 심볼은 RE(2)에 맵핑된다. HM 워드2에서는, DB1의 2번째의 송신 데이터의 변조 심볼 '10'의 인덱스는 2이고, 그 심볼은 RE(3)에 맵핑된다. HM 워드3에서는, DB1의 3번째의 송신 데이터의 변조 심볼'00'의 인덱스는 0이고, 그 심볼은 RE(1)에 맵핑된다. HM 워드4에서는, DB1의 4번째의 송신 데이터의 변조 심볼 '11'의 인덱스는 3이고, 그 심볼은 RE(4)에 맵핑된다. HM 워드5에서는, DB1의 5번째의 송신 데이터의 변조 심볼 '01'의 인덱스는 1이고, 그 심볼은 RE(2)에 맵핑된다. HM 워드6에서는, DB1의 6번째의 송신 데이터의 변조 심볼 '10'의 인덱스는 2이고, 그 심볼은 RE(3)에 맵핑된다.

다음으로，DB2에 주목한 경우, 우선 전술한 스텝 2에 따라서, 도 4 및 표 4에 나타내어지는 바와 같이, 선행하는 DB1로부터의 심볼에 의해 이미 점유되어 있는 RE가 제거됨으로써, HM 워드1에서는, DB1의 변조 심볼이 맵핑되어 있는 RE(2)를 제외한 최초의 M=4개의 엘리먼트 {RE(1), RE(3), RE(4), RE(5)}의 집합(표 4 중에서는 「RE 1, 3, 4, 5」로 표기) 중 어느 하나의 위치의 RE에 대하여 맵핑된다. 이 때, 상기 M=4개의 엘리먼트에 대하여 1오리진이고, RE(1) : 1번, RE(2) : 2번, RE(3) : 3번, RE(4) : 4번으로 채번이 행해진다. 마찬가지로, HM 워드2에서는, DB1의 변조 심볼이 맵핑되어 있는 RE(3)을 제외한 최초의 M=4개의 엘리먼트 {RE(1), RE(2), RE(4), RE(5)}의 집합(표 4 중에서는 「RE 1, 2, 4, 5」로 표기) 중 어느 하나의 위치의 RE에 대하여 맵핑된다. 이 때, 상기 M=4개의 엘리먼트에 대하여 1오리진이며, RE(1) : 1번, RE(2) : 2번, RE(4) : 3번, RE(5) : 4번으로 채번이 행해진다. 이하, HM 워드3∼6에서도 마찬가지이다.

계속해서, 전술한 스텝 3에 따라서, DB-2로부터의 각 변조 심볼 '10', '00', '01', '10', '01', '11'이, 각각에 대한 각 인덱스값 2, 0, 1, 2, 1, 3에 따라서, 각 HM 워드마다 채번된 M=4개의 엘리먼트의 집합 중 어느 하나의 RE에 맵핑된다. 구체적으로는，HM 워드1에서는, DB2의 1번째의 변조 심볼 '10'은, 그 인덱스값=2에 기초하여, 엘리먼트 집합 {RE(1), RE(3), RE(4), RE(5)} 중 3번째의 리소스 엘리먼트 RE(4)에 맵핑된다. HM 워드2에서는, DB2의 2번째의 변조 심볼 '00'은, 그 인덱스값=0에 기초하여, 엘리먼트 집합 {RE(1), RE(2), RE(4), RE(5)} 중 1번째의 리소스 엘리먼트 RE(1)에 맵핑된다. 또한, 전술한 바와 같이, 변조 심볼의 인덱스는 0오리진이며, RE의 위치(채번)는 1오리진인 것에 주의한다. 이하, HM 워드3∼6에서도 마찬가지이다.

마지막으로, DB3에 주목한 경우, 우선 전술한 스텝 4의 판정에서, (L-1)=(3-1)=2개의 DB(DB1과 DB2)가 처리되었다고 판정되기 때문에, 전술한 스텝 5에 따라서, 최후의 DB3으로부터의 모든 변조 심볼은, BPSK 심볼로서 송신되고, 이들 심볼은, 각 HM 워드 내에서 점유되어 있지 않은 남은 (M-1)=(4-1)=3개의 RE에 맵핑된다. 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, HM 워드1에서는, DB3으로부터의 1번째의 BPSK 심볼은, 남은 3개의 엘리먼트 집합 {RE(1), RE(3), RE(5)}에 맵핑된다. HM 워드2에서는, DB3로부터의 2번째의 BPSK 심볼은, 남은 3개의 엘리먼트 집합 {RE(2), RE(4), RE(5)}에 맵핑된다. 이하, HM 워드3∼6에서도 마찬가지이다.

<일반화된 계층형 변조 방식>

이상, 몇개의 간소한 시나리오의 HM 방식에 대하여, (L-1)개의 DB에 대해서는 변조도 δ=0, 최후의 DB에 대해서는 BPSK를 사용한 REPM을 이용한 예에 대하여 설명하였다. 이하의 설명에서는, 다양한 DB를 사용한 다양한 변조를 포함한 경우로 일반화한다.

HM 워드 길이가 동일한 계층형 변조

우선，HM 워드 길이가 고정인 계층형 변조에 대하여 설명한다.

각 DB에서 사용되는 변조는, 일반적으로 PPM, BPSK, 16QAM, 64QAM 등의 변조 방식으로 분류할 수 있다. δ_li를 l(「l」은 알파벳의 「엘」)번째의 DB에서의 i번째의 변조 인덱스의 변조도를 나타내는 것으로 하면，δ_l1=0, δ_l1=1, δ_l2=2, δ_l3=4, δ_l4=6은 PPM, BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM을 각각 나타내고 있다.

HM 워드 길이가 동일한 HM에 기초하는 이 변조 처리의 수순은, 도 5의 동작 플로우차트로 도시된다.

우선，l(「l」은 알파벳의 「엘」)=1(「1」은 숫자의 「일」)로 된다(스텝 S501).

다음으로, 각 HM 워드의 선두부터 말미까지 순서대로, RE 번호가 1부터 순서대로 채번된다(스텝 S502).

다음으로，DB-l(「l」은 알파벳의 「엘」)로부터의 각 심볼이, 거기로부터의 모든 심볼이 완전하게 맵핑될 때까지, 각 HM 워드 내에서 RE 번호가 채번되어 있는 RE 집합 중의 각 심볼값에 대응하는 각 위치의 RE에, REPM 방식으로 맵핑된다(스텝 S503).

다음으로, 선행하는 DB로부터의 심볼에 의해 이미 위치가 점유되어 있는 RE가 제거됨으로써, 각 HM 워드 내의 남은 RE에서 RE 번호가 1부터 순서대로 재채번된다(스텝 S504).

다음으로，l=l(「l」은 알파벳의 「엘」)+1(「1」은 숫자의 「일」)로 된다(스텝 S505).

다음으로，l=L로 되었는지의 여부가 판정된다(스텝 S506).

l의 값이 1∼L-1까지의 범위이며, 스텝 S506의 판정이 '아니오'이면, DB-1부터 DB-L-1에 대하여, 스텝 S503부터 스텝 S505까지의 처리가 반복하여 실행된다.

l의 값이 L로 되어, 스텝 S506의 판정이 '예'로 되면, 최후의 DB-L로부터의 모든 심볼이, 각 HM 워드 내의 남은 각 RE에 맵핑된다(스텝 S507).

도 5의 동작 플로우차트로 도시되는 HM 처리 수순에서, HM 워드 길이는, 고정으로 되어 있고, H=M+L-2와 동등하다. 각 변조 심볼은, M-ary가 가능한 위상을 갖고 있어 RE당 δ_li+log₂(M) 비트가 반송되는 것이 보증된다. 여기서 l=1, 2, …, L-1이다. L번째의 DB 변조를 위해서 각 HM 워드에서 남겨진 RE의 수는 M-1이다. 따라서, l번째(l=1, 2, …, L-1)의 DB를 위한 캐패시티와 L번째의 DB(최후의 DB)를 위한 캐패시티는 각각 이하의 수학식으로 주어진다.

여기서 α_lli는 l번째의 DB에서의 i번째의 변조 인덱스를 위해서 현재 사용되고 있는 변조에 대한 확률을 나타내고, P는 변조의 최대 횟수이다. 따라서 α_li는, 다음 수학식으로 주어진다.

각 HM 워드 내에서 달성 가능한 전체적인 캐패시티는 이하와 같이 표현할 수 있다.

혹은 간단화된 식으로서, 다음 수학식으로 표현된다.

여기서,

이다.

δ_li가 2, 4, 6일 때, 각 신호의 진폭이 1비트 상이한 그레이 부호화를 사용하는 것이 좋다.

M에 대한 최적값은, M에 대하여 수학식 8을 미분함으로써, 다음과 같이 쓸 수 있다.

L=2는 특별한 경우이며, 그 때의 M(REPM 워드 길이)의 최적값은, 다음 수학식으로 주어진다.

서로 다른 DB에 대하여 REPM 워드 길이가 동일할 때에는, M의 최적값을 간단히 결정할 수 있다.

DB 심볼의 REPM 워드에의 맵핑 룰은, 도 6에 도시된 바와 같이, 이하의 룰에 기초하여 정의할 수 있다:

·i번째의 변조도에 기초하여, l번째의 DB로부터, δ_li+log₂(M)개의 비트가 취출된다.

·수학식 1 및 표 1에 의해 정의한 바와 같이, δ_li+log₂(M) 비트를 위한 각 변조 심볼(Γ_li ^(H)로 표시함)의 인덱스가 계산된다.

·하기 수학수 12에 따라서, 변조 심볼을 위한 RE의 위치가 결정된다.

여기서,

이고,

는,

로 정의되는 실링(ceiling) 함수이다.

·도 6에 도시된 바와 같이, 하기 수학식 15에 의해 나타내어지는 발생할 수 있는 위상에 따라서, 할당된 RE 내에 맵핑될 때의 배치가 결정된다.

이 맵핑 룰은, 그레이 부호화에 의존한다.

도 7은, DB수 L=2, REPM 워드 길이 M=4, HM 워드 길이 H=M+L-2=4+2-2=4(=REPM 워드 길이)인 경우의 HM의 예를 도시한다. 여기서, DB-1의 변조 심볼은 "010", "101", "001", "110", "011", "100"이고, DB-1에 대해서는, BPSK 변조가 가정되어 있다. 또한, 각 변조 심볼의 인덱스는, 수학식 1에 따라서, 3, 6, 2, 7, 4, 및 5로 설정된다. 맵핑 룰은, 상기 수학식 12 및 수학식 15에 기초하여 결정된다.

심볼 "010" 중의 상위 2비트 '01'은, 제1번째(RE1∼RE4)의 REPM 워드 내의 2번째의 RE 위치를 지정하고, "010"의 최하위 비트 '0'은, +1의 BPSK 변조를 지정한 다.

다음 심볼 "101" 중의 상위 2비트 "10"은, 제2번째(RE5∼RE8)의 REPM 워드 내의 3번째의 RE 위치를 지정하고, "101"의 최하위 비트 '1'은, -1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "001" 중의 상위 2비트 "00"은, 제3번째(RE9∼RE12)의 REPM 워드 내의 1번째의 RE 위치를 지정하고, "001"의 최하위 비트 "1"은 -1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "110" 중의 상위 2비트 "11"은, 제4번째(RE13∼RE16)의 REPM 워드 내의 4번째의 RE 위치를 지정하고, "110"의 최하위 비트 "0 "은 +1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "011"의 상위 2비트 "01"은, 제5번째(RE17∼RE20)의 REPM 워드 내의 2번째의 RE 위치를 지정하고, "011"의 최하위 비트 "1"은 -1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "100"의 상위 2비트 "10"은, 제6번째(RE21∼RE24)의 REPM 워드 내의 3번째의 RE 위치를 지정하고, "100"의 최하위 비트 "0"은 +1의 BPSK 변조를 지정한다.

HM 워드 길이가 동일하지 않은 계층형 변조

다음으로，HM 워드 길이가 고정이 아닌 경우의 계층형 변조에 대하여 설명한다.

이 경우, HM 워드 길이는, DB의 변조 심볼의 인덱스에 의존한다. 각 DB에서 사용되는 변조는 일반적으로, PPM, BPSK, 16QAM, 64QAM과 같은 것 중 어느 것도 채용할 수 있다.

HM 워드 길이가 동일하지 않은 HM에 기초하는 이 변조 처리의 수순은, 도 8의 동작 플로우차트로 도시된다.

우선，l(「l」은 알파벳의 「엘」)=1(「1」은 숫자의 「일」)로 된다(스텝 S801).

다음으로，REPM의 기점 RE 위치가, 처리 대상인 N개의 RE 집합의 선두 RE의 위치로 된다(스텝 S802).

다음으로，DB-l(「l」은 알파벳의 「엘」)로부터의 1개의 심볼이, 현재의 REPM의 기점 RE 위치를 기준으로 하여, 선행하는 DB로부터의 심볼에 의해 아직 점유되어 있지 않은 RE 집합 중의 각 심볼값에 대응하는 위치의 RE에, REPM 방식에 의해 맵핑된다(스텝 S803).

다음으로，REPM의 기점 RE 위치가, 스텝 2에서 맵핑이 행해진 RE 위치의 다음 RE 위치로 갱신된다(스텝 S804).

다음으로，DB-l(「l」은 알파벳의 「엘」)로부터의 모든 심볼이 완전하게 맵핑되었는지의 여부가 판정된다(스텝 S805).

DB-l로부터의 모든 심볼의 맵핑이 종료되지 않아, 스텝 S805의 판정이 '아니오'인 경우에는, DB-l로부터의 다음 심볼에 대하여, 스텝 S803과 스텝 S804의 처리가 반복된다.

DB-l로부터의 모든 심볼의 맵핑이 종료되어, 스텝 S805의 판정이 '예'로 되 면, REPM의 기점 RE 위치가, 처리 대상인 N개의 RE 집합의 선두측에 리세트되어, 선두로부터 검색하여, 선행하는 DB로부터의 심볼에 의해 아직 점유되어 있지 않은 최초의 RE 위치로 된다(스텝 S806).

다음으로，l=l(「l」은 알파벳의 「엘」)+1(「1」은 숫자의 「일」)로 된다(스텝 S807).

다음으로，l=L로 되었는지의 여부가 판정된다(스텝 S808).

l의 값이 1∼L-1까지의 범위이고, 스텝 S808의 판정이 '아니오'이면, DB-1부터 DB-L-1에 대하여, 스텝 S803부터 스텝 S807까지의 처리가 반복하여 실행된다.

l의 값이 L로 되어, 스텝 S808의 판정이 '예'로 되면, 최후의 DB-L로부터의 모든 심볼이, 남은 RE에 맵핑된다(스텝 S809).

여기서, 만약 각 DB 내의 비트수가 채널 조건과 맵핑의 확률에 적합시켜지게 되면, 달성 가능한 캐패시티는 다소 커지게 될 것이다. 복잡화를 피하기 위해서, 이하의 설명에서, L=2인 경우에 대해서만, 그 캐패시티가 도출된다.

DB수 L=2이고 HM 워드의 길이가 고정되어 있지 않은 경우에는, 워드 길이 m의 캐패시티는, 다음 수학식으로 주어진다.

이 수학식을 간략화하면 이하와 같이 된다.

고정되어 있지 않은 워드는 1/M의 확률로 동일한 길이를 갖고 있기 때문에, 평균 캐패시티는 다음과 같이 기술할 수 있다.

C_m에 수학식 17을 대입하면, 하기 수학식 19 또는 수학식 20이 얻어진다.

이하에, REPM 워드에의 DB 심볼의 맵핑 방법에 대하여 설명한다.

최대 REPM 워드 길이는 M이라고 가정한다. 맵핑 룰은 도 6에서 설명한 것과 마찬가지이다. 그러나, 각 REPM 워드의 기점은, 워드 길이가 서로 다르기 때문에, 선행하는 워드의 종료점이 어디인지에 의존하는 점이 상이하다. 선행하는 워드의 종료점이 n번째의 RE라고 가정하면, 현재의 워드의 기점은 (n+1)번째의 RE이어야만 한다.

도 9는, REPM 워드 길이 M=4, DB수 L=2인 경우의, HM 워드 길이가 상이한 HM의 예를 도시한다. 여기서, DB-1 심볼은 "010", "101", "001", "110", "011", "100"이고, DB-1에 대해서는, BPSK 변조가 가정되어 있다. 또한, 각 변조 심볼의 인덱스는, 수학식 1에 따라서, 3, 6, 2, 7, 4, 및 5로 설정된다.

심볼 "010" 중의 상위 2비트 '01'은, RE1을 기점(1번째)으로 하여 2번째의 위치의 RE2를 지정하고, "010"의 최하위 비트 '0'은, +1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "101" 중의 상위 2비트 "10"은, 상기 워드의 종료점 RE2의 다음 위치의 RE3을 기점으로 하여 3번째의 위치의 RE5를 지정하고, "101"의 최하위 비트'1'은, -1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "001" 중의 상위 2비트 "00"은, 상기 워드의 종료점 RE5의 다음 위치의 RE6을 기점으로 하여 1번째의 위치의 RE6을 지정하고, "001"의 최하위 비트 "1"은 -1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "110" 중의 상위 2비트 "11"은, 상기 워드의 종료점 RE6의 다음 위치의 RE7을 기점으로 하여 4번째의 위치의 RE10을 지정하고, "110"의 최하위 비트 "0 "은 +1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "011"의 상위 2비트 "01"은, 상기 워드의 종료점 RE10의 다음 위치의 RE11을 기점으로 하여 2번째의 위치의 RE12를 지정하고, "011"의 최하위 비트 "1"은 -1의 BPSK 변조를 지정한다.

다음 심볼 "100"의 상위 2비트 "10"은, 상기 워드의 종료점 RE12의 다음 위치의 RE13을 기점으로 하여 3번째의 위치의 RE15를 지정하고, "100"의 최하위 비트 "0"은 +1의 BPSK 변조를 지정한다.

이상 설명한 본 실시 형태의 HM 변조 방법을 이용한 송신기와 수신기의 실시 형태에 대하여, 이하에 설명한다.

우선, 도 10은 HM 방식을 기본으로 한 송신기의 실시 형태의 구성도이다.

이 송신기는, DB 셀렉터(1001), 게인 멀티플렉서(1002), 변조 맵퍼(1003), 채널 RE 맵퍼(1004), 및 타처리 프로세서(1005)로 구성된다.

DB 셀렉터(1001)는, 변조를 위해서 DB를 계층적으로 1개씩 선택한다. DB 셀렉터(1001)는 통상적으로，DB1, DB2부터 DBL까지, DB에 부여되어 있는 인덱스의 오름차순에 따라서, 각 DB를 선택해 간다. 임의의 DB가 변조를 위해서 선택되면，DB 셀렉터(1001)는, 그 DB에 대하여 가능한 변조도에 따라서 변조 심볼을 생성한다. 이 심볼의 생성은, 선택된 DB의 모든 심볼이 처리될 때까지 계속된다. 선택된 DB의 처리가 완료되면, 다음 DB에 대하여 마찬가지의 처리가 실행된다.

게인 멀티플렉서(1002)는, 생성된 변조 심볼에 대하여, 각 DB_l에 대하여 설정되어 있는 게인 팩터 β_l을 이용하여 게인 제어를 실행한다. 여기서, l=1, 2, …, L이다. 이 게인 팩터는, L개의 DB간의 송신 전력비를 결정한다. 일반적으로, 다음 수학식의 제약이 유지된다.

게인 멀티플렉서(1002)에 계속되는 변조 맵퍼(1003)는, 이하에 나타내어지는, 각 DB를 위한 HM 동작에서의 결정 처리를 실행한다.

·각 REPM 워드 중에서 변조 심볼을 배치 가능한 위치(RE 집합)의 결정.

·위치가 결정된 RE 집합 중에서 변조 심볼을 배치하는 RE의 결정.

보다 구체적으로는, 변조 맵퍼(1003)는, 전술한 도 5(HM 워드 길이가 동일한 HM의 경우) 또는 도 8(HM 워드 길이가 동일하지 않은 HM의 경우)의 동작 플로우차트로 나타내어지는 계층형 변조 처리를 실행한다. 이 처리는 예를 들면, 송신기를 구성하는 프로세서가, 메모리에 기억된 도 5 또는 도 8의 동작 플로우차트에 대응하는 프로그램을 실행하는 처리, 혹은, 도 5 또는 도 8의 동작 플로우차트에 대응하는 처리를 전용으로 실행하는 펌웨어 또는 하드웨어로서 실현할 수 있다.

채널 RE 맵퍼(1004)는, 변조 맵퍼(1003)에 의한 각 DB마다의 배치의 결정에 기초하여, 각 DB의 변조 심볼을 적절한 RE에 맵핑하고, 그 결과로서, 복소 송신 신호 s(t)를 출력한다.

타처리 프로세서(1005)는, 복소 송신 신호 s(t)에 대하여, 송신 방식에 의존한 신호 처리를 실행한다. 예를 들면, 송신 방식으로서 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 방식이 채용되는 경우에는, IFFT(역고속 푸리에 변환) 처리가 실행된다. 혹은, 송신 방식으로서 부호 분할 다중 액세스(CDMA) 방식이 채용되는 경우에는, 부호의 확산 처리가 실행된다.

물론, 변조된 DB는, 단일의 수신기에 송신되어도 되고, 복수의 수신기에 송신되어도 된다. 그러나, 송신기의 구성이나 처리 방식은, 수신자의 수에는 의하지 않는다.

다음으로，HM 방식에 기초하는 수신기에 대하여 설명한다.

도 11은 HM 방식을 위한 제곱 법칙 연산에 기초하는 최적 수신기의 실시 형태의 구성도이다.

이 수신기는, 매치드 필터(1101), 샘플러(1102), 제곱 법칙 연산기(1103), 위치 결정기(1104), 복조기(1106), 및 디코더(1106)로 구성된다.

l번째의 DB에 대하여 사용되는 변조는, M-ary의 위상편이 변조(PSK)라고 가정한다. 여기서, l=1, 2, …, L-1이고, L번째의 DB에 대하여 사용되는 변조는 M-ary의 QAM으로 한다.

매치드 필터(1101)는, 사용되고 있는 통신 방식에 따른 상관 연산 처리 등에 의해, 수신 신호로부터 통신 신호 성분만을 포함하는 복소 수신 신호 성분을 추출한다.

샘플러(1102)는, 매치드 필터(1101)로부터 출력되는 아날로그 복소 수신 신호에 대하여 샘플링 처리를 실행함으로써, 그 아날로그 복소 수신 신호를 복소 이산 시간 수신 신호로 변환한다.

수신 신호가 매치드 필터(1101)와 샘플러(1102)를 통하여 얻어지는 복소값의 이산 시간 수신 신호는, 다음 수학식에 의해 표현된다.

여기서, s_l은 변조 심볼, η_l은 분산이 N_O인 가우스 노이즈이다.

수학식 22에 의해 얻어지는 이산 시간 수신 신호는, 위치 검출을 위해서,

로 표현되는 제곱 법칙 연산을 실행하는 제곱 법칙 연산기(1103)에 입력한다.

이 제곱 법칙 연산의 출력은, 수신 신호의 에너지를 다음 수학식과 같이 공급한다.

여기서 η_lI와 η_lQ는 분산이 σ²=N_O/2인 결합 가우스 랜덤 변수이다.

S_lI와 S_lQ가 변조 심볼므로, 이들은 상수로 생각할 수 있고, 그 결과로서 수신 에너지 신호 γ_l은 비심 카이 제곱(non-central chi-square) 분포로 되고, 그 확률 밀도 함수는 다음 수학식으로 주어진다.

단，I₀(·)는, 0차 오더로 수정된 제1종의 베셀 함수로서, ξ_l=s_lI ²+s_lQ ²이다. M-ary의 PSK에서는, ξ_l은 송신 에너지 ε_l과 동등하다.

수정 베셀 함수의 성질에 따라서, I_n(x)의 x가 충분히 클 때(예를 들면 x>>n), 수학식 24는 이하와 같이 간단화할 수 있다.

위치 결정기(1104)는, 제곱 법칙 연산기(1103)로부터의 수학식 23에 의해 표현되는 수신 에너지 신호 γ_l을 입력으로 하여, 각 DB가 점유할 수 있는 RE 위치를 검출한다. 이 위치 결정기(1104)의 설계는, 후술하는 바와 같이, HM 워드 길이가 동일한 HM 방식, 혹은, HM 워드 길이가 동일하지 않은 HM 방식 등의, HM의 실현 방식에 의존한다.

복조기(1106)는, 샘플러(1102)로부터의 수학식 22에 의해 표현되는 이산 시간 수신 신호 중, 위치 결정기(1104)에 의해 결정된 각 DB가 점유할 수 있는 RE 위치에 기초한 수신 신호를 모아, 개별의 DB를 위한 코히어런트 복조 처리를 실행한다. 그 결과 얻어지는 소프트 비트가, 다음 단의 디코더(1106)에 입력된다.

디코더(1106)는, 예를 들면 터보 디코더를 사용하여, 송신된 정보 비트가 어떤 것인지를 산출하기 위한 처리를 실행한다.

도 12는, HM 워드 길이가 동일할 때의, 도 11의 위치 결정기(1104)의 구성 예를 도시하는 도면이다.

이 위치 결정기(1104)는, 입력되는 수신 에너지 신호 γ_l 중 그 값이 가장 높은 것을 선택하도록 동작한다.

도 12에 도시된 위치 결정기(1104)는, #1∼#L-1의 각 DB에 대응하여 계층적으로 구성되는, 결정기(1201), 셀렉터(1202), 제거기(1203)의 3개의 프로세서로 이루어지는 #1∼#L-1의 계층 모듈(1200)을 갖는다.

#i(i=1, 2, …, L-1)의 계층 모듈(1200)에서, 도 11의 제곱 법칙 연산기(1103)(i=1의 경우) 또는 전단의 제거기(1203)(i>1의 경우)로부터 입력되는 현재의 HM 워드 내의 수신 에너지 신호 γ_l에 따라서, 결정기(1201)는 그 수신 에너지 신호 중에서 가장 수신 에너지가 높은 에너지 신호를 검출한다.

셀렉터(1202)는, 결정기(1201)가 검출한 수신 에너지 신호에 대응하는 RE 위치의 정보를, 자계층 모듈(1200)(#i)에 대응하는 DB_i의 복조기(1105)(도 11 참조)에 통지한다.

DB_i의 복조기(1105)는, 샘플러(1102)로부터 입력되는 현재의 HM 워드 내의 이산 시간 수신 신호 r_l(l=1, 2, …, H) 중, 통지된 RE 위치의 수신 신호에 대하여, DB_i를 위한 복조 처리를 실행한다.

제거기(1203)는, 다음 단의 계층 모듈(1200)(#i+1)에서의 RE 위치 결정 처리를 위해서, 현재의 HM 워드 내의 수신 에너지 신호로부터 자계층 모듈(1200)(#i)에서 검출된 RE 위치의 수신 에너지 신호 성분을 제거한 후에, 그 결과 얻어지는 수신 에너지 신호를, 다음 단의 계층 모듈(1200)(#i+1)의 결정기(1201)에 출력한다. 이하, 마찬가지의 처리가 #1∼#L-1까지, DB의 인덱스의 오름차순으로, 각 계층 모듈(1200)마다 계층적으로 처리된다.

l번째의 DB에서의 심볼을 위해서 DB 위치를 정확하게 추출할 확률은, 다음과 같이 표현할 수 있다.

도 13은 HM 워드 길이가 동일하지 않을 때의, 도 11의 위치 결정기(1104)의 구성예를 도시하는 도면이다.

여기서의 처리는, 사전에 결정되는 각 DB_l마다의 임계값인 ξ_l(l=1, 2, …, L-1)에 크게 의존하고 있다. 도 12에 도시된 실시 형태와는 달리, 도 13에 도시된 위치 검출기(1104)는, 단순히, 사전에 임계값이 설정된, DB-1, DB-2, …, DB-L에 대응하는 L개의 셀렉터(1301(#1), 1301(#2), …, 1301(#L))에 의해 구성되어 있다.

#l(l=1, 2, …, L)의 셀렉터(1301)는, 도 11의 제곱 법칙 연산기(1103)로부터 입력되는 수신 에너지 신호 γ_l의 입력 타이밍마다, 그 수신 에너지 신호값 γ_l이 L-1개의 임계값 ξ_l(l=1, 2, …, L-1)에 의해 구획되는 어느 범위에 들어가는지를 판정함으로써, 현재의 수신 타이밍이 DB_l을 위한 수신 타이밍인지의 여부를 판정하고, 현재의 수신 타이밍이 DB_l을 위한 수신 타이밍이라고 판정한 경우에, 그 취지 를 DB_l에 대응하는 복조기(1105)에 통지한다.

DB_l에 대응하는 복조기(1105)는, 상기 통지를 수신한 타이밍에서, 샘플러(1102)로부터 입력되고 있는 이산 시간 수신 신호에 대하여, DB_l을 위한 복조 처리를 실행한다.

#1∼#L의 각 셀렉터(1301)는, 각각 독립된 임계값인 ξ_l에 의해, DB_l을 위한 RE 위치의 검출을 동시에 실행하는 것이 가능하기 때문에, 위치 결정기(1104)에서의 처리 지연은 작아진다.

도 14는 상기 실시 형태에서의 위치 검출의 예를 도시하는 도면이다. 이 예에서는, DB-1, DB-2, DB-3의 에너지 신호를, 미리 설정된 임계값에 의해, 용이하게 분리할 수 있다.

위치 검출을 위해서 미리 설정되는 임계값은, 가상적인 개념이며, 그것은 일정한 결정 규칙에 따라서 설정되어야 한다. 한번 각 DB의 송신 전력이 결정되면, 최적의 RE 위치의 결정 규칙은, 다음 수학식에 의해 표현할 수 있다.

여기서 l=1, 2, …, L-1이다.

여기서 ξ_l은 l번째의 DB의 에너지 신호에 대하여 미리 설정된 임계값이다.

<계층형 변조를 위한 맵핑 방법>

계층형 변조의 실시 형태에서의 구체적인 신호 배치에 대하여 이하에 설명한다.

계층형 변조에서 이용되는 M-ary 위상 편이 변조(MPSK)나 M-ary 직교 진폭 변조(MQAM) 등의 전형적인 변조 처리는, 타당하고 신뢰할 수 있는 송신 신호로서 사용할 수 있는 I-Q 포인트의 배치를 생성한다.

도 15는, BPSK, QPSK, 8PSK에 대한 IQ 평면상의 신호 배치를 도시하고 있다. 또한 도 16은 16QAM과 64QAM의 신호 배치를 도시한다.

지금 단순히, 계층형 변조에서, l=1, 2, …, L-1까지의 DB-l에 대해서는 MPSK가 채용되고, 남은 DB-L에 대해서는 MQAM이 채용된다고 가정한다(M은 적당한 자연수). 또한, 각 인접한 DB간의 전력 오프셋은 상수 Δ인 것으로 한다. 이 가정 하에서, L=3으로 하면，3개의 DB의 신호 배치는, 도 17에 도시되는 바와 같이 된다. 여기서 DB-1, DB-2, DB-3은 각각, 16PSK, 8PSK, 16QAM을 각각 이용하고 있다.

<DB간의 전력 배치>

이하에, 도 10에 도시된 송신기 내의 게인 멀티플렉서(1002)에서의 전력 제어를 실현하기 위한, DB간의 전력 배치에 대하여 설명한다.

HM을 위한 송신 에너지

서로 다른 DB에 분산시켜진 송신 전력을 결정하기 위해서, 인접 DB간의 오프셋은 상수 Δ인 것으로 가정한다. 모든 DB의 송신 대역 폭은 동일하므로, 전력보다는 오히려 에너지를 사용하는 것이 간소하다. 몇개의 파라미터는 다음과 같이 정의된다.

·

은, l번째의 DB의 변조 심볼마다의 송신 에너지이다. 여기서, l=1, 2, …, L-1이다.

은, L번째의 DB의 변조 심볼마다의 평균 송신 에너지이다.

·ε_Lmax는, L번째의 DB의 변조 심볼마다의 최대 송신 에너지이다. ε_Lmax와 상기 평균 송신 에너지 사이의 관계는 변조도 k에 의존한다. 그리고,

가 성립한다.

여기서, μ_k는 변조도 k의 에너지 계수이다. QPSK, 16QAM, 64QAM의 μ_k의 예를, 표 5에 나타낸다.

은 DB-l과 DB-(l+1)간의 오프셋 에너지이며, 이것은 상수로 된다.

·ε은, HM 워드 중의 변조 심볼마다의 평균 송신 에너지이고, 그 결과, HM 워드마다의 총 송신 에너지는, ε_total=H_ε이다.

이상의 정의에 의해, 모두 선형화적으로 계산하면, 다음 수학식의 관계가 얻어진다.

워드 길이 H의 HM 워드에 걸쳐 송신 에너지를 합계함으로써, HM 워드마다의 총 에너지는, 다음 수학식과 같이 표현할 수 있다.

동일한 에너지 오프셋을 설정한 특별한 경우, 즉,

으로 하면，수학식 31은, 다음 수학식과 같이 간략화된다.

수학식 31과 수학식 32는, HM 워드에 걸치는 변조 심볼마다의 평균 송신 에너지 ε이나, HM 워드에 걸치는 변조 심볼마다의 평균 SNR(신호 대 잡음비) χ가 주어지면, 각 DB를 위한 송신 심볼 에너지 ε_l을 결정할 수 있는 것을 의미하고 있다.

이와 같이 하여 결정되는 에너지값 ε_l에 기초하여, 게인 멀티플렉서(1002)에서의 각 DB_l에 대한 게인 팩터 β_l이 결정된다.

각 HM 워드를 위한 평균 송신 에너지

각 HM 워드를 위한 평균 송신 에너지를 정하기 위해서, 이하와 같은 일반적인 변조 방식을 위한 몇개의 가정을 한다.

·각 RE를 위한 수신 SNRχ는 상수이다.

·각 RE의 수신 에너지는 ε_l이다. 여기서, l=1, 2, …, L이다.

·수신 노이즈 파워 스펙트럼 밀도(PSD : Power Spectral Density)는 상이하 며，N_{O, l}로 표기한다. 여기서, l=1, 2, …, L이다.

이상에 의해, 다음 수학식이 얻어진다.

총 송신 에너지는, 다음 수학식과 같이 주어진다.

따라서, 평균 송신 에너지는, 다음 수학식과 같이 쓸 수 있다.

<계층형 변조의 어플리케이션>

이상 설명한 실시 형태에 따른 계층형 변조 방식은, 이하와 같은 특징을 갖는다.

·종래의 변조 방식에 대하여, 피크 데이터 레이트가 현저하게 개선된다.

·MBMS(멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스) 트래픽과 유니캐스트 트래픽이 다중화됨으로써, MBMS의 게인이 현저하게 향상된다.

본 실시 형태의 계층형 변조 방식은, 시간 영역과 주파수 영역에서는 서로 다른 특성을 갖는다. 본 변조 방식은, 피크 대 평균 전력비(PAPR : Peak to Average Power Ratio)의 관점에서, 시간 영역보다도 주파수 영역에서 심볼을 계층적으로 변조하는 것이 바람직하다.

·시간 영역에서는, 전력 증대가, 최대 PA 설계 문제를 일으킨다.

·주파수 영역에서는, 전력 증대는, 시스템의 퍼포먼스의 개선에 의해 자연스럽게 허용된다. 예를 들면, OFDMA 시스템의 전력 증대는, 제어 채널과 마찬가지로 레퍼런스 채널에서 용이하게 대처할 수 있다.

피크 데이터 레이트의 해석

본 실시 형태에서는, 복수의 DB를 1개의 반송 블록을 사용하여 1인의 유저에게 송신할 수 있으므로，QAM과 같은 종래의 변조 방식에 비해, 피크 데이터 레이트를 매우 높게 할 수 있다.

본 실시 형태의 변조 방식의 피크 레이트는, 각 DB에서의 확률 및 변조 방식에 의존하지만, 전술한 수학식 8에 의해 표현할 수 있다. 이에 대하여, 종래의 변조의 피크 레이트는, 다음 수학식으로 주어진다.

여기서 α_i와 δ_i는 각각, DB에서 사용되는 변조의 확률과, i번째의 변조도를 나타내고 있다. 종래의 변조 방식에 대한 본 실시 형태의 변조 방식의 수치적인 우위성에 대해서는 후술한다.

MBMS의 해석

MBMS(멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스)는, 이하와 같은 행동과 특징을 갖는다.

·MBMS 네트워크에서는, 복수의 노드 B(혹은 단일의 노드 B)가, 동일한 데이터 신호를, 복수의 유저 단말기(UE : User Equipment)에 멀티캐스트한다. 따라서, MBMS 시스템은, 복수의 노드 B로부터 수신되는 지연 신호에 의해, 주파수 다이버 시티를 받게 된다.

·노드 B로부터의 HARQ 처리와 마찬가지로，UE로부터의 제어 채널을 이용할 수 없기 때문에, 링크 적응은 실현할 수 없다. MBMS의 도달성을 보증하기 위해서, 각 노드 B는, 큰 신호 대 간섭·잡음 전력비(SINR : Signal to Interference plus Noise Ratio)의 마진을 확보해야 한다.

결과로서, 일반적으로 MBMS 서비스는, 유니캐스트 서비스보다도, 블록 에러 레이트의 점에서 보다 우수한 퍼포먼스가 요구된다. 현재에서, 예를 들면, 제3 세대 3G 휴대 전화 무선 액세스 방식의 하나인 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 표준화 단체 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에 의해 표준화된 LTE(Long Term Evolution) 기술에서는, MBMS와 유니캐스트 서비스가 동시에 혼재할 때, MBMS는 독립된 주파수대 혹은 시분할을 사용하여 처리된다. 이것은, 큰 MBMS SINR 마진 때문에, 큰 주파수 효율의 손실이 생긴다.

본 실시 형태에 따른 HM 방식은, MBMS와 유니캐스트 서비스가 공존하고 있는 환경에 대하여 바람직하다. 그들은 동일한 주파수대 상에서 용이하게 처리할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 변조 방식에서, MBMS 서비스를 위해서 DB1을, 유니캐스트 서비스를 위해서 DB2를 할당할 수 있다. MBMS UE를 위한 수신 SINR은 유니캐스트 UE를 위한 수신 SINR보다도 훨씬 높기 때문에, 본 실시 형태에 따른 HM 방식에서, MBMS DB 위치를 우선 정확하게 검출하고, 그것으로부터 유니캐스트 DB 심볼을 검출하는 것이 매우 용이해진다.

<수치 해석>

이하의 설명에서, 우선 SINR의 분포를 결정하고, QPSK, 16QAM, 64QAM에 대한 변조 부호화 방식(MCS : Modulation Coding Scheme) 정보의 적용의 가능성에 대하여 검토한다. 그와 같은 것을 달성하기 위해서, 우선, 도 18에 도시된 바와 같은 상호 정보량(MI : Mutual Information)을 도출한다. MI는, QPSK, 16QAM, 64QAM에 관련되는 SINR의 함수이다. 경험칙에 따르면, QPSK, 16QAM, 64QAM을 위해서 요구되는 SINR은, 하기 표 6의 중앙의 열에 나타내어진다. 표 6에 나타내어지는 각 변조의 확률을 산출하기 위해서, 수치적인 가정은, W-CDMA 방식의 데이터 통신을 고속화한 규격인 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 방식에 기초하고 있다고 가정한다. 이 가정은, 도 19에 도시된 바와 같이, 장기간 SINR(다른 전문 용어로 말하면 지오메트리)의 누적 확률 분포(CDF : Comulative Distribution Function)를 제공한다.

도 19로부터, 표 6의 오른쪽 열에 나타내어지는, QPSK, 16QAM, 64QAM의 확률을 관측할 수 있다. 이들은, 이하의 수치 계산에서 사용된다.

REPM 워드 길이의 다양한 지정의 값에 대한 시스템의 캐패시티를 수치 계산하기 위해서, 우선 비교 시나리오를 위해서 DB수 L=2를 가정한다. 여기서는, DB1은 MBMS 서비스에, DB2는 유니캐스트 서비스에 속한다. 표 7에, 관련된 전제를 나타낸다.

도 20은 워드 길이가 고정되었을 때의, 변조도 δ_li의 다양한 지정값에 대한, REPM 워드 길이의 함수로서의 전체적인 시스템 캐패시티를 도시하고 있다. 도 20으로부터, DB1에 대하여 QPSK 변조 방식이 채용되어 있을 때, 최적의 REPM 워드 길이는 4인 것을 알 수 있다. 일반적으로 QPSK는, MBMS를 위한 가장 합리적인 변조이며, REPM 방식에 의해 달성할 수 있는 게인은, 종래의 변조 방식에 비해, 20％이상이다.

종래의 변조 방식에 대한 본 실시 형태에 따른 HM 방식의 게인은, 다음 수학식으로 정의할 수 있다.

여기서, i는 변조 인덱스이다.

간략화를 위해서, 이하의 수치 해석에서는, δ_li ^(HM)=δ_2i ^(Conv)로 가정한다.

도 21은 워드 길이가 고정되었을 때의, 변조도 δ_li의 다양한 지정값에 대한, REPM 워드 길이의 함수로서의, MBMS만의 캐패시티 게인을 나타내고 있다. REPM 워드 길이가 클수록, 높은 게인이 달성되는 것을 알 수 있다.

도 20과 도 21로부터 도출된 결과로부터, REPM 워드 길이는 4보다도 작게 해서는 안된다고 결론지을 수 있다.

도 22는, 최대 워드 길이가 고정되었을(그러나 REPM 워드 길이는 고정되어 있지 않음) 때의, 변조도 δ_li의 다양한 지정값에 대한, REPM 워드 길이의 함수로서의 전체적인 시스템 캐패시티를 도시하고 있다. 도 22로부터, DB1에 대하여 QPSK변조 방식이 채용되어 있을 때에 최적의 REPM 워드 길이는 8인 것을 알 수 있다. 이 값은, 고정 길이 REPM 워드의 시나리오와 비교하여, 배의 값이다. 그 때 달성 되는 게인은, 종래의 변조 방식에 대하여, 25％ 이상이다.

도 23은 고정 길이 또는 비고정 길이 REPM 워드를 사용하였을 때의 최적값을 도시하고 있다. 고정 길이 워드를 위한 최적값은, 비고정 길이 워드를 위한 그것보다도, 항상 작다고 하는 것을 알 수 있다.

물론, 워드 길이가 길수록 캐패시티 게인은 높아지지만, 본 실시 형태에 따른 HM 방식을 위한 워드 길이는, 실제로는, 할당된 MCS와 마찬가지로, 페이로드 사이즈에 기초하여 결정되어야 한다.

전술한 실시 형태에 관하여, 또한 하기의 부기를 개시한다.

(부기 1)

전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 송신할 때의 변조 방법으로서,

각각 독립된 정보원으로부터의 상기 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 상기 전송 정보를 취출하고, 그 각 데이터 블록에 대하여 미리 정해진 소정의 변조 방식을 이용하여 그 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성하는 제1 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다 생성된 상기 변조 심볼의 송신 전력을, 상기 각 데이터 블록간에서 결정되는 송신 전력비로 제어하는 제2 스텝과,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택하고, 그 선택된 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, 상기 리소스 엘리먼트의 집합에서 그 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 리소스 엘리먼트군을 결정하고, 그 결정된 리소스 엘리먼트군 중에서의 그 변조 심볼의 배치를 결정하는 제3 스텝과,

그 결정된 배치에 기초하여, 상기 각 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼을 상기 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑하는 제4 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 변조 방법.

(부기 2)

상기 리소스 엘리먼트의 집합은, 계층형 변조의 단위로 되는, 소정수씩의 상기 리소스 엘리먼트로 이루어지는 복수의 계층형 변조 워드로 분할되고,

상기 제3 스텝은,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제5 스텝과,

상기 제5 스텝에 계속해서, 상기 각 계층형 변조 워드마다, 그 각 계층형 변조 워드의 선두부터 말미까지 순서대로, 상기 리소스 엘리먼트에 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 채번하는 제6 스텝과,

상기 제6 스텝에 계속해서, 현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 각 변조 심볼에 대하여, 상기 각 계층형 변조 워드 내에서 상기 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리 먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 각 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제7 스텝과,

상기 제7 스텝에 계속해서, 이미 배치가 결정되어 있는 리소스 엘리먼트를 제거함으로써, 상기 각 계층형 변조 워드 내의 남은 상기 리소스 엘리먼트에서 상기 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 재채번하는 제8 스텝과,

상기 제8 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제9 스텝과,

상기 제9 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 상기 제7 스텝으로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제10 스텝과,

그 다음 처리로서, 최후의 상기 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 상기 각 계층형 변조 워드 내에서 상기 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 모두를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제11 스텝

으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 계층형 변조 방법.

(부기 3)

상기 제3 스텝은,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으 로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제12 스텝과,

상기 제12 스텝에 계속해서, 상기 계층형 변조의 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 선두의 리소스 엘리먼트의 위치로 설정하는 제13 스텝과,

상기 제13 스텝에 계속해서, 현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼에 대하여, 현재의 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를 기준으로 하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제14 스텝과,

상기 제14 스텝에 계속해서, 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 제14 스텝에서 배치가 결정된 위치의 다음 리소스 엘리먼트 위치로 갱신하는 제15 스텝과,

현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼이 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 말미까지 맵핑되었는지의 여부를 판정하고, 그 말미까지의 맵핑이 종료되지 않았다고 판정하였을 때에, 상기 제14 스텝으로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 말미까지의 맵핑이 종료되었다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제16 스텝과,

그 다음 처리로서, 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 선두부터 검색하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 최초의 리소스 엘리먼트 위치로 설정하는 제17 스텝과,

상기 제17 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제18 스텝과,

상기 제18 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 상기 제14 스텝으로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제19 스텝과,

그 다음 처리로서, 최후의 상기 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 모두를 그 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제20 스텝

(부기 4)

복수의 상기 데이터 블록 중 최후의 상기 데이터 블록 이외의 상기 데이터 블록은, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하고, 최후의 상기 데이터 블록은, 유니캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 계층형 변조 방법.

(부기 5)

각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 취출된 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 얻어지는 변조 심볼이, 물리 채널 단위인 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합에 상기 각 데이터 블 록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 맵핑되고, 그 리소스 엘리먼트의 집합에 기초하여 송신 출력 신호가 생성되어 송신되어 전송된 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하고, 그 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 및 복호를 행할 때의 복조 방법으로서,

상기 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환하는 제1 스텝과,

상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 제2 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다, 상기 제2 스텝에서 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 상기 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처리를 실행하는 제3 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 복조 방법.

(부기 6)

상기 제2 스텝은, 상기 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로, 입력된 상기 계층형 변조 워드수분의 수신 에너지 신호 중 그 계층의 처리 시점에서 가장 수신 에너지가 높은 수신 에너지 신호에 대응하는 리소스 엘리먼트 를, 그 계층에 대응하는 상기 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트로서 검출하고, 상기 입력된 수신 에너지 신호로부터 그 계층에서 검출된 수신 에너지 신호 성분을 제거하고 그 결과 얻어지는 수신 에너지 신호를 다음 계층에 입력시키는 처리를 반복하여 실행하는

것을 특징으로 하는 부기 5에 기재된 계층형 복조 방법.

(부기 7)

상기 제2 스텝은, 상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기 수신 에너지 신호가 상기 각 데이터 블록마다 설정된 각 임계값으로 구획되는 어느 값의 범위에 들어가는지를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 것을 특징으로 하는 부기 5에 기재된 계층형 복조 방법.

(부기 8)

복수의 상기 데이터 블록 중 최후의 상기 데이터 블록 이외의 상기 데이터 블록은, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하고, 최후의 상기 데이터 블록은, 유니캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 부기 5 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 계층형 복조 방법.

(부기 9)

전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초 하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 통신을 행하는 통신 방법으로서,

송신 장치측에서,

상기 결정된 배치에 기초하여, 상기 각 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼을 상기 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑하는 제4 스텝

을 실행하고,

수신 장치측에서,

송신되어 전송된 상기 송신 출력 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하는 제5 스텝 과,

상기 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환하는 제6 스텝과,

상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 제7 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다, 상기 제2 스텝에서 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 상기 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처리를 실행하는 제8 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 통신 방법.

(부기 10)

전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 송신하는 송신 장치로서,

각각 독립된 정보원으로부터의 상기 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 상기 전송 정보를 취출하고, 그 각 데이터 블록에 대하여 미리 정해진 소정의 변조 방식을 이용하여 그 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성하는 데이터 블록 셀렉터와,

상기 각 데이터 블록마다 생성된 상기 변조 심볼의 송신 전력을, 상기 각 데 이터 블록간에서 결정되는 송신 전력비로 제어하는 게인 멀티플렉서와,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택하고, 그 선택된 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, 상기 리소스 엘리먼트의 집합에서 그 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 리소스 엘리먼트군을 결정하고, 그 결정된 리소스 엘리먼트군 중에서의 그 변조 심볼의 배치를 결정하는 변조 맵퍼와,

상기 결정된 배치에 기초하여, 상기 각 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼을 상기 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑하는 채널 리소스 엘리먼트 맵퍼

를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 변조를 행하는 송신 장치.

(부기 11)

상기 변조 맵퍼는,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제1 처리와,

상기 제1 처리에 계속해서, 상기 각 계층형 변조 워드마다, 그 각 계층형 변조 워드의 선두부터 말미까지 순서대로, 상기 리소스 엘리먼트에 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 채번하는 제2 처리와,

상기 제2 처리에 계속해서, 현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이 터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 각 변조 심볼에 대하여, 상기 각 계층형 변조 워드 내에서 상기 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 각 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제3 처리와,

상기 제3 처리에 계속해서, 이미 배치가 결정되어 있는 리소스 엘리먼트를 제거함으로써, 상기 각 계층형 변조 워드 내의 남은 상기 리소스 엘리먼트에서 상기 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 재채번하는 제4 처리와,

상기 제4 처리에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제5 처리와,

상기 제5 처리에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 상기 제3 처리로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제6 처리와,

그 다음 처리로서, 최후의 상기 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 상기 각 계층형 변조 워드 내에서 상기 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 모두를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제7 처리

를 실행하는 것을 특징으로 하는 부기 10에 기재된 계층형 변조를 행하는 송신 장치.

(부기 12)

상기 변조 맵퍼는,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제8 처리와,

상기 제8 처리에 계속해서, 상기 계층형 변조의 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 선두의 리소스 엘리먼트의 위치로 설정하는 제9 처리와,

상기 제9 처리에 계속해서, 현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼에 대하여, 현재의 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를 기준으로 하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제10 처리와,

상기 제10 처리에 계속해서, 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 제10 처리에서 배치가 결정된 위치의 다음 리소스 엘리먼트 위치로 갱신하는 제11 처리와,

현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼이 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 말미까지 맵핑되었는지의 여부를 판정하고, 그 말미까지의 맵핑이 종료되지 않았다고 판정하였을 때에, 상기 제10 처리로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 말미까지의 맵핑이 종료되었다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제12 처리와,

그 다음 처리로서, 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 선두부터 검색하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 최초의 리소스 엘리먼트 위치로 설정하는 제13 처리와,

상기 제13 처리에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제14 처리와,

상기 제14 처리에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 상기 제10 처리로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제15 처리와,

그 다음 처리로서, 최후의 상기 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 모두를 그 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제16 처리

(부기 13)

복수의 상기 데이터 블록 중 최후의 상기 데이터 블록 이외의 상기 데이터 블록은, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하고, 최후의 상기 데이터 블록은, 유니캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 부기 10 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 계층형 변조를 행하는 송 신 장치.

(부기 14)

각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 취출된 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 얻어지는 변조 심볼이, 물리 채널 단위인 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합에 상기 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 맵핑되고, 그 리소스 엘리먼트의 집합에 기초하여 송신 출력 신호가 생성되어 송신되어 전송된 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하고, 그 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 및 복호를 행하는 수신 장치로서,

상기 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환하는 제곱 법칙 연산기와,

상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기 수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 위치 결정기와,

상기 각 데이터 블록마다, 상기 위치 결정기에 의해 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 상기 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처리를 실행하는 복조기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 복조를 행하는 수신 장치.

(부기 15)

상기 리소스 엘리먼트의 집합은, 계층형 변조의 단위로 되는, 소정수씩의 상 기 리소스 엘리먼트로 이루어지는 복수의 계층형 변조 워드로 분할되고,

상기 위치 결정기는, 상기 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로, 입력된 상기 계층형 변조 워드수분의 수신 에너지 신호 중 그 계층의 처리 시점에서 가장 수신 에너지가 높은 수신 에너지 신호에 대응하는 리소스 엘리먼트를, 그 계층에 대응하는 상기 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트로서 검출하고, 상기 입력된 수신 에너지 신호로부터 그 계층에서 검출된 수신 에너지 신호 성분을 제거하고 그 결과 얻어지는 수신 에너지 신호를 다음 계층에 입력시키는 처리를 반복하여 실행하는

것을 특징으로 하는 부기 14에 기재된 계층형 복조를 행하는 수신 장치.

(부기 16)

상기 위치 결정기는, 상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기 수신 에너지 신호가 상기 각 데이터 블록마다 설정된 각 임계값으로 구획되는 어느 값의 범위에 들어가는지를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는

(부기 17)

복수의 상기 데이터 블록 중 최후의 상기 데이터 블록 이외의 상기 데이터 블록은, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하고, 최후의 상기 데이터 블록은, 유니캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하는

것을 특징으로 하는 부기 14 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 계층형 복조를 행하는 수신 장치.

도 1은 리소스 엘리먼트의 구성예를 도시하는 설명도.

도 2는 PPM 워드 길이가 M=4인 종래의 PPM 변조 방식이 적용되는 예를 도시하는 설명도.

도 3은 REPM 워드 길이 M=4이고, DB-1과 DB-2가 REPM 워드에 맵핑되는 계층형 변조 방식의 예를 도시하는 설명도.

도 4는 DB수 L=3, REPM 워드 길이 M=4에서의 DB1, DB2, DB3에 대한 HM의 예를 도시하는 설명도.

도 5는 HM 워드 길이가 동일한 HM에 기초하는 변조 처리를 설명하는 동작 플로우차트.

도 6은 DB 심볼의 REPM 워드에의 맵핑 룰의 설명도.

도 7은 DB수 L=2, REPM 워드 길이 M=4, HM 워드 길이 H=4인 경우의 HM의 예를 도시하는 설명도.

도 8은 HM 워드 길이가 동일하지 않은 HM에 기초하는 변조 처리를 설명하는 동작 플로우차트.

도 9는 REPM 워드 길이 M=4, DB수 L=2인 경우의, HM 워드 길이가 서로 다른 HM의 예를 도시하는 설명도.

도 10은 HM 방식을 기본으로 한 송신기의 실시 형태의 구성도.

도 11은 HM 방식을 위한 제곱 법칙 연산에 기초하는 최적 수신기의 실시 형태의 구성도.

도 12는 HM 워드 길이가 동일할 때의, 위치 결정기(1104)의 구성예를 도시하는 도면.

도 13은 HM 워드 길이가 동일하지 않을 때의, 위치 결정기(1104)의 구성예를 도시하는 도면.

도 14는 도 13의 구성을 갖는 위치 결정기(1104)에 의한 위치 검출의 예를 도시하는 설명도.

도 15는 BPSK, QPSK, 8PSK에 대한 IQ 평면 상의 신호 배치를 도시하는 설명도.

도 16은 16QAM과 64QAM의 신호 배치를 도시하는 설명도.

도 17은 3개의 DB의 신호 배치의 예를 도시하는 도면.

도 18은 상호 정보량 대 SNR의 특성을 도시하는 도면.

도 19는 HSDPA에 대한 지오메트리의 CDF의 특성을 도시하는 도면.

도 20은 고정 REPM에 기초하는 MBMS에 대한 전체 시스템 캐패시티 대 REPM 워드 길이의 특성을 도시하는 도면.

도 21은 MBMS에 대한 캐패시티 게인 대 REPM 워드 길이의 특성을 도시하는 도면.

도 22는 비고정 REPM에 기초하는 MBMS에 대한 전체 시스템 캐패시티 대 REPM 워드 길이의 특성을 도시하는 도면.

도 23은 고정 및 비고정 REPM에 기초하는 MBMS에 대한 최적 REPM 워드 길이의 특성을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1001 ; DB 셀렉터

1002 : 게인 멀티플렉서

1003 : 변조 맵퍼

1004 : 채널 RE 맵퍼

1005 : 타처리 프로세서

1006 : 매치드 필터

1101 : 샘플러

1102 : 제곱 법칙 연산기

1201 : 결정기

1104 : 복조기

1105 : 디코더

1200 : 계층 모듈

1201 : 결정기

1202 : 셀렉터

1203 : 제거기

1301 : 셀렉터

Claims

전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 송신할 때의 변조 방법으로서,

각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 전송 정보를 취출하고, 그 각 데이터 블록에 대하여 미리 정해진 소정의 변조 방식을 이용하여, 취출한 그 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성하는 제1 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다 생성된 상기 변조 심볼의 송신 전력을, 상기 각 데이터 블록간에서 결정되는 송신 전력비로 제어하는 제2 스텝과,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택하고, 그 선택된 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, 상기 리소스 엘리먼트의 집합에서 그 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 리소스 엘리먼트군을 결정하고, 그 결정된 리소스 엘리먼트군 중에서의 그 변조 심볼의 배치를 결정하는 제3 스텝과,

상기 결정된 배치에 기초하여, 상기 각 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼을 상기 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑하는 제4 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 변조 방법.
제1항에 있어서,

상기 리소스 엘리먼트의 집합은, 계층형 변조의 단위로 되는, 소정수씩의 상기 리소스 엘리먼트로 이루어지는 복수의 계층형 변조 워드로 분할되고,

상기 제3 스텝은,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제5 스텝과,

상기 제5 스텝에 계속하여, 상기 각 계층형 변조 워드마다, 그 각 계층형 변조 워드의 선두부터 말미까지 순서대로, 상기 리소스 엘리먼트에 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 채번하는 제6 스텝과,

상기 제6 스텝에 계속해서, 현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 각 변조 심볼에 대해서, 상기 각 계층형 변조 워드 내에서 상기 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 각 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제7 스텝과,

상기 제7 스텝에 계속해서, 이미 배치가 결정되어 있는 리소스 엘리먼트를 제거함으로써, 상기 각 계층형 변조 워드 내의 남은 상기 리소스 엘리먼트에서 상기 리소스 엘리먼트 번호를 1부터 순서대로 재채번하는 제8 스텝과,

상기 제8 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제9 스 텝과,

상기 제9 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 상기 제7 스텝으로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제10 스텝과,

그 다음 처리로서, 최후의 상기 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 상기 각 계층형 변조 워드 내에서 상기 리소스 엘리먼트 번호가 채번되어 있는 리소스 엘리먼트 모두를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제11 스텝

을 구비한 것을 특징으로 하는 계층형 변조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제3 스텝은,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택할 때의 데이터 블록 번호를 1로 설정하는 제12 스텝과,

상기 제12 스텝에 계속해서, 상기 계층형 변조의 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 선두의 리소스 엘리먼트의 위치로 설정하는 제13 스텝과,

상기 제13 스텝에 계속해서, 현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이 터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼에 대하여, 현재의 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를 기준으로 하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 중으로부터 그 각 변조 심볼의 값에 대응하는 위치를 그 각 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제14 스텝과,

상기 제14 스텝에 계속해서, 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 제14 스텝에서 배치가 결정된 위치의 다음 리소스 엘리먼트 위치로 갱신하는 제15 스텝과,

현재의 상기 데이터 블록 번호에 대응하는 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼이 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 말미까지 맵핑되었는지의 여부를 판정하고, 그 말미까지의 맵핑이 종료되지 않았다고 판정하였을 때에, 상기 제14 스텝으로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 말미까지의 맵핑이 종료되었다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제16 스텝과,

그 다음 처리로서, 상기 기점 리소스 엘리먼트 위치를, 상기 리소스 엘리먼트의 집합의 선두부터 검색하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 최초의 리소스 엘리먼트 위치로 설정하는 제17 스텝과,

상기 제17 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호를 1개 증가시키는 제18 스텝과,

상기 제18 스텝에 계속해서, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였는지의 여부를 판정하고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하지 않았다고 판정하였을 때에 상기 제14 스텝으로 실행의 제어를 되돌리고, 상기 데이터 블록 번호가 상기 데이터 블록의 최대수에 도달하였다고 판정하였을 때에 다음 처리를 실행하는 제19 스텝과,

그 다음 처리로서, 최후의 상기 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 모든 변조 심볼에 대하여, 배치가 아직 결정되어 있지 않은 리소스 엘리먼트 모두를 그 변조 심볼의 배치로서 결정하는 제20 스텝

을 구비한 것을 특징으로 하는 계층형 변조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 상기 데이터 블록 중 최후의 상기 데이터 블록 이외의 상기 데이터 블록은, 멀티미디어 브로드캐스트 멀티캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하고, 최후의 상기 데이터 블록은, 유니캐스트 서비스에서의 전송 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 계층형 변조 방법.
각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 취출된 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 얻어지는 변조 심볼이, 물리 채널 단위인 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합에 상기 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 맵핑되고, 그 리소스 엘리먼트의 집합에 기초하여 송신 출력 신호가 생성되어 송신되어 전송된 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하고, 그 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 및 복호를 행할 때의 복조 방법으 로서,

상기 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환하는 제1 스텝과,

상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 제2 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다, 상기 제2 스텝에서 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 상기 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처리를 실행하는 제3 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 복조 방법.
제5항에 있어서,

상기 리소스 엘리먼트의 집합은, 계층형 변조의 단위로 되는, 소정수씩의 상기 리소스 엘리먼트로 이루어지는 복수의 계층형 변조 워드로 분할되고,

상기 제2 스텝은, 상기 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로, 입력된 상기 계층형 변조 워드수분의 수신 에너지 신호 중 그 계층의 처리 시점에서 가장 수신 에너지가 높은 수신 에너지 신호에 대응하는 리소스 엘리먼트를, 그 계층에 대응하는 상기 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트로서 검출하고, 상기 입력된 수신 에너지 신호로부터 그 계층에서 검출된 수신 에너지 신호 성분을 제거하고 그 결과 얻어지는 수신 에너지 신호를 다음 계층에 입력시키는 처리 를 반복하여 실행하는 것을 특징으로 하는 계층형 복조 방법.
제5항에 있어서,

상기 제2 스텝은, 상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기 수신 에너지 신호가 상기 각 데이터 블록마다 설정된 각 임계값으로 구획되는 어느 값의 범위에 들어가는지를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 것을 특징으로 하는 계층형 복조 방법.
전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 통신을 행하는 통신 방법으로서,

송신 장치측에서,

각각 독립된 정보원으로부터의 상기 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 상기 전송 정보를 취출하고, 그 각 데이터 블록에 대하여 미리 정해진 소정의 변조 방식을 이용하여 그 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성하는 제1 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다 생성된 상기 변조 심볼의 송신 전력을, 상기 각 데 이터 블록간에서 결정되는 송신 전력비로 제어하는 제2 스텝과,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택하고, 그 선택된 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, 상기 리소스 엘리먼트의 집합에서 그 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 리소스 엘리먼트군을 결정하고, 그 결정된 리소스 엘리먼트군 중에서의 그 변조 심볼의 배치를 결정하는 제3 스텝과,

상기 결정된 배치에 기초하여, 상기 각 데이터 블록에 관하여 상기 제2 스텝에서 얻어져 있는 변조 심볼을 상기 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑하는 제4 스텝 을 실행하고,

수신 장치측에서,

송신되어 전송된 상기 송신 출력 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하는 제5 스텝과,

상기 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환하는 제6 스텝과,

상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 제7 스텝과,

상기 각 데이터 블록마다, 상기 제2 스텝에서 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 상기 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처 리를 실행하는 제8 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 통신 방법.
전송 정보를 변조하여 얻어지는 변조 심볼을 물리 채널 단위인 리소스 엘리먼트에 맵핑하고, 그 맵핑이 행해진 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합으로부터 송신 신호를 생성하고, 그 송신 신호에 대하여 소정의 통신 방식에 기초하는 신호 처리를 실행하여 송신 출력 신호를 생성하여 송신하는 송신 장치로서,

각각 독립된 정보원으로부터의 상기 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 상기 전송 정보를 취출하고, 그 각 데이터 블록에 대하여 미리 정해진 소정의 변조 방식을 이용하여 그 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 변조 심볼을 생성하는 데이터 블록 셀렉터와,

상기 각 데이터 블록마다 생성된 상기 변조 심볼의 송신 전력을, 상기 각 데이터 블록간에서 결정되는 송신 전력비로 제어하는 게인 멀티플렉서와,

상기 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 상기 각 데이터 블록을 순차적으로 선택하고, 그 선택된 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼의 값에 기초하여, 상기 리소스 엘리먼트의 집합에서 그 변조 심볼을 배치 가능한 미사용의 리소스 엘리먼트군을 결정하고, 그 결정된 리소스 엘리먼트군 중에서의 그 변조 심볼의 배치를 결정하는 변조 맵퍼와,

상기 결정된 배치에 기초하여, 상기 각 데이터 블록에 관하여 상기 게인 멀티플렉서에 의해 얻어져 있는 변조 심볼을 상기 리소스 엘리먼트의 집합에 맵핑하 는 채널 리소스 엘리먼트 맵퍼

를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 변조를 행하는 송신 장치.
각각 독립된 정보원으로부터의 전송 정보를 전송하는 복수의 데이터 블록의 각각으로부터 취출된 전송 정보에 대하여 변조를 행하여 얻어지는 변조 심볼이, 물리 채널 단위인 소정수로 이루어지는 리소스 엘리먼트의 집합에 상기 각 데이터 블록마다 송신 전력비가 큰 순으로 계층적으로 맵핑되고, 그 리소스 엘리먼트의 집합에 기초하여 송신 출력 신호가 생성되어 송신되어 전송된 신호를 수신 신호로서 수신하고, 그 수신 신호로부터 통신 신호 성분을 추출하여 이산 시간 수신 신호로 변환하고, 그 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 및 복호를 행하는 수신 장치로서,

상기 이산 시간 수신 신호를, 그 신호의 에너지를 나타내는 수신 에너지 신호로 변환하는 제곱 법칙 연산기와,

상기 이산 시간 수신 신호로부터 얻어지는 상기 리소스 엘리먼트마다, 상기 수신 에너지 신호를 판정함으로써, 그 각 리소스 엘리먼트가 상기 복수의 데이터 블록 중 어느 것에 대응하는지를 검출하는 위치 결정기와,

상기 각 데이터 블록마다, 상기 위치 결정기에 의해 검출된 그 각 데이터 블록에 대응하는 리소스 엘리먼트에 대응하는 상기 이산 시간 수신 신호에 대하여 복조 처리를 실행하는 복조기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층형 복조를 행하는 수신 장치.