KR20070043983A - 무선 송신 장치 및 무선 수신 장치 - Google Patents

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아키히코 니시오
켄이치 미요시
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마쓰시다 일렉트릭 인더스트리얼 컴패니 리미티드
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Abstract

스루풋을 향상시키는 무선 송신 장치를 개시한다. 이 장치에서는, 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 무선 송신 장치(100)에 있어서, FFT부(103)는, 제1 데이터에 대해서 FFT 처리를 가한다. 부반송파 할당부(106)는, FFT 처리가 가해진 제1 데이터와 제2 데이터를 서로 다른 주파수에 매핑한다. IFFT부(107)는, 매핑된 신호에 대해서 IFFT 변환을 가한다. 송신 무선 처리부(109)는, IFFT 처리가 가해진 신호를 단일 반송파로 송신한다.

Description

무선 송신 장치 및 무선 수신 장치{RADIO TRANSMISSION DEVICE AND RADIO RECEPTION DEVICE}
본 발명은, 무선 송신 장치 및 무선 수신 장치에 관한 것으로서, 특히, 단일반송파(single carrier) 주파수 등화 기술을 적용한 이동 통신 시스템에 있어서 이용되는 무선 송신 장치 및 무선 수신 장치에 관한 것이다.
최근, 차세대 이동 통신 시스템을 향하여, 예를 들면 100 Mbps를 초과하는 데이터 레이트를 실현하기 위해, 고속 패킷 전송에 적합한 무선 전송 방식의 검토가 행해지고 있다. 이러한 고속 전송을 위해서는 사용 주파수 대역의 광대역화가 필요하여, 예를 들면 100 MHz 정도의 대역폭 사용이 검토되고 있다.
이동 통신에 있어서, 이러한 광대역 전송을 단일 반송파를 이용하여 행하면, 멀티패스(지연파)에 의한 간섭에 기인하여 BER(Bit Error Rate) 성능이 현저하게 열화하는 일이 있다. 또한, 멀티패스가 존재하는 전파로(傳播路)는, 주파수 선택성 페이딩(fading)을 받는, 즉, 주파수에 따라 페이딩 변동이 다르다고 하는 성질을 가지고 있다.
멀티패스 간섭의 영향을 제거하고 파형을 재생하기 위한 기술로서, 단일 반송파 주파수 등화(等化) 기술이 검토되고 있다. 이 기술은, 간단하고 쉬운 구성으 로 실현될 수 있는 등화 기술이다. 또, 단일 반송파로 송신된 신호에 대해서, 주파수 영역에 있어서, 전파로의 주파수 특성 추정값의 역특성을 수신 신호에 곱셈함으로써 등화 처리를 행한다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조). 또, 단일 반송파로 전송하기 때문에, PAPR(Peak to Average Power Ratio:최대전력 대 평균전력비)가 복수 반송파(multi-carrier) 로의 전송에 비해 낮고, 복수 반송파 송신 장치만큼 선형 영역이 넓은 앰프를 필요로 하지않는다고 하는 이점이 있다.
[비특허 문헌 1] "Frequency Domain Equalization for single-Carrier Broadband Wireless Systems", IEEE Communications Magazine, April 2002, pp.58-66
발명이 해결하려고 하는 과제
그렇지만, 광대역 전송을 단일 반송파를 이용해 행하는 종래의 이동 통신 시스템에 있어서는, 전파로 특성이 주파수마다 달라 수신 품질이 좋은 주파수와 나쁜 주파수가 존재함에도 불구하고, 그들을 구별하여 적응적인 송신을 행하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 스루풋(throughput) 향상에 일정한 한계가 있다.
본 발명의 목적은, 스루풋을 향상시킬 수 있는 무선 송신 장치 및 무선 수신 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 무선 송신 장치는, 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 무선 송신 장치에 있어서, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 제1 신호에 대해서 가하는 변환 수단과, 변환이 가해진 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑하는 매핑 수단과, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 상기 매핑 수단의 매핑에 의해 생성된 신호에 대해서 가하는 역변환 수단과, 역변환이 가해진 신호를 단일 반송파로 송신하는 송신 수단을 가지는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서, 주파수 방향에 있어서 신호를 다중할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 무선 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3a는 실시형태 1에 있어서, FFT 처리된 제1 데이터의 송신 전력을 나타내는 도면이다.
도 3b는 실시형태 1에 있어서, 솎아내기 처리된 제1 데이터의 송신 전력을 나타내는 도면이다.
도 3c는 실시형태 1에 있어서, 송신 전력 보정된 제1 데이터의 송신 전력을 나타내는 도면이다.
도 3d는 실시형태 1에 있어서, 제2 데이터가 매핑된 제1 데이터의 송신 전력 을 나타내는 도면이다.
도 4a는 실시형태 1에 있어서, 각 주파수의 채널 품질을 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 4a에 나타내는 채널 품질에 기초하여 설정되는 변조 부호화 방식을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시형태 1에 있어서, 제2 데이터에 할당하는 부반송파 수의 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시형태 2에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 무선 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8a는 실시형태 2에 있어서, 설정 주파수의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8b는 실시형태 2에 있어서, 설정 주파수의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시형태 2에 따른 제1 데이터의 프레임 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 3에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 따른 무선 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태 3에 따른 부반송파 할당부의 매핑 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a는 본 발명의 실시형태 3에 따른 매핑 방법의 제1의 변형예를 나타내 는 도면이다.
도 13b는 본 발명의 실시형태 3에 따른 매핑 방법의 제2의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 13c는 본 발명의 실시형태 3에 따른 매핑 방법의 제3의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시형태 4에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태 4에 따른 무선 수신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 실시형태 4에 따른 사용자 할당부의 부반송파 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시형태 4에 따른 사용자 할당부의 부반송파 다중 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시형태 4에 따른 사용자 할당부의 부반송파 다중 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시형태 4에 따른 사용자 할당부의 부반송파 다중 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시형태 4에 따른 사용자 할당부의 부반송파 다중 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시형태 4에 따른 무선 수신장치의 구성을 나타내는 블 록도이다.
도 22는 Localized FDMA 방식을 이용한 경우의 주파수 할당의 양상을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 이용하여 상세히 설명한다.
(실시형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 도 2는, 도 1의 무선 송신 장치(100)와 무선 통신을 행하는 무선 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1의 무선 송신 장치(100)는, 부호화부(101), 변조부(102), FFT(Fast Fourier Transform)부(103), 펑쳐(puncture)부(104), 송신 전력 보정부(105), 부반송파 할당부(106), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)부(107), GI(Guard Interval) 삽입부(108), 송신 무선 처리부(109), 안테나(110), N개(N은 2이상의 정수)의 부호화부(111－1,…,111－N), N개의 변조부(112－1,…,112－N), 적응 제어부(113), 복호부(114), 복조부(115), 채널 추정부(116), 파일럿 추출부(117) 및 수신 무선 처리부(118)를 가진다.
부호화부(101) 및 부호화부(111－1~111－N)에는, 전단(前段)의 데이터 취득부(도시하지 않음)에서 취득한 제1 데이터 신호(이하「제1 데이터」라한다) 및 제1 데이터와 다른 제2 데이터 신호(이하「제2 데이터」라한다)가 각각 입력된다. 또, 제1 데이터에는, 파일럿 신호가 다중(예를 들면 시분할 다중) 되어 있다.
부호화부(101)는, 입력된 제1 데이터를 부호화한다. 여기서, 부호화부(101)는, 단일 반송파로 전송되는 제1 데이터에 대해서 부호화를 행한다. 따라서, 부호화부(101)를 이용한 부호화에 이용되는 부호화율은, 단일 반송파 대역내의 복수(예를 들면 K개)의 주파수에 대해서 개별적으로 설정되는 것은 아니다. 즉, 부호화부(101)는, 사용하는 부호화율을, K개의 주파수 사이에서 공통된 것으로 설정한다.
N개의 부호화부(111－1~111－N)는, 입력된 제2 데이터를, 적응 제어부(113)로부터 주파수마다 지시된 부호화율을 이용하여 부호화한다. 여기서 입력되는 제2 데이터는, N개의 패킷 또는 1개의 패킷을 직렬 병렬 변환한 후의 병렬 데이터로 한다.
또한, 본 실시형태 및 후속하는 실시형태에서는, 사용하는 단일 반송파 대역내의 각 주파수(또는 각 주파수대)를, 통신 대역에 있어서의 가상적 부반송파로 간주하여 취급할 수 있다. 또, 통신 대역을 세분화한 서브 밴드로 간주하여 취급할 수도 있다. 따라서 이하의 설명에서는, 편의상, 각 주파수(또는 각 주파수대)를 「부반송파」라고 말하는 일도 있다. 또, 각 주파수(또는 각 주파수대)에 해당하는 신호 성분, 즉 주파수 성분을 단지「성분」이라고 말한다.
변조부(102)는, 부호화부(101)에 의해 부호화된 제1 데이터를 변조한다. 여기서, 변조부(102)는, 단일 반송파로 전송되는 제1 데이터에 대해서 변조를 행한다. 따라서, 변조부(102)를 이용한 변조에 이용되는 변조 방식은, K개의 주파수에 대해서 개별적으로 설정되는 것은 아니다. 즉, 변조부(102)는, 사용하는 변조 방식을, K개의 주파수 사이에서 공통된 것으로 설정한다.
변조부(112－1~112－N)는, 부호화부(111－1~111－N)에 의해 각각 부호화된 제2 데이터를, 적응 제어부(113)로부터 매 주파수마다 지시된 변조 방식을 이용하여 변조한다.
적응 제어부(113)는, 복호부(114)에 의해 취득된 채널 품질 정보에 기초하여, 주파수마다 부호화율 및 변조 방식을 적응적으로 설정한다. 이 설정을 할 때는, 미리 준비된 테이블로서, 채널 품질 정보에 대응화된 변조 방식 및 부호화율의 조합을 표시한 테이블이 참조된다.
또한, 부호화율이나 변조 방식의 설정에 사용하는 정보는, 채널 품질 정보만으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 수신 전력, 간섭 전력, 오류율, 실현 가능한 전송 레이트, 스루풋, 소정 오류율을 달성하는데 필요한 송신 전력, SIR(Signal to Interference Ratio), SNR(Signal to Noise Ratio), CIR(Carrier to Interference Ratio), CNR(Carrier to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio), 수신 신호 강도(RSSI：Received Signal Strength Indicator), 소정 오류율을 달성하는데 필요한 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨 등을 이용해도 좋다.
또, 본 실시형태의 적응 제어부(113)에 있어서는, 전파로의 상태 또는 수신 품질에 기초하여 변조 방식 및 부호화율을 적응적으로 제어하는 적응 MCS 제어가 이용되고 있다. 다만, 적응 제어부(113)가 사용하는 제어 방식은 전술한 것만으로 한정되지 않는다. 적응 제어부(113)는, 전파로의 상태나 수신 품질이 비교적 양호한 사용자를 선택하여, 각 시간 슬롯에 선택 사용자앞으로의 데이터를 할당하는 적 응 스케줄링을, 단독으로, 또는, 적응 MCS 제어와 병용해도 좋다.
즉, 부호화부(101) 및 부호화부(111－1~111－N)의 조합은, 주파수 간에서 공통되게 설정된 부호화율로 제1 데이터를 부호화함과 동시에, 주파수마다 개별적으로 설정된 부호화율로 제2 데이터를 부호화하는 부호화 수단을 구성한다. 또, 변조부(102) 및 변조부(112－1~112－N)의 조합은, 주파수 간에서 공통되게 설정된 변조 방식으로 제1 데이터를 변조함과 동시에, 주파수마다 개별적으로 설정된 변조 방식으로 제2 데이터를 변조하는 변조 수단을 구성한다. 따라서, 주파수 간에서 공통되게 설정된 변조 방식으로 변조된 신호와 주파수마다 개별적으로 설정된 변조 방식으로 변조된 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다. 또, 주파수 간에서 공통되게 설정된 부호화율로 부호화된 신호와 주파수마다 개별적으로 설정된 부호화율로 부호화된 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
FFT부(103)는, 변조부(102)에 의해 변조된 제1 데이터에 대해서, FFT 처리를 가한다. 이 처리로 말미암아, 제1 데이터는 시간 영역의 신호로부터 주파수 영역의 신호로 변환된다. 주파수 영역으로 변환된 제1 데이터는, K개의 주파수에 각각 대응하는 K개의 성분으로 구성된다. 또한, 본 실시형태에서는, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환으로서 FFT 처리를 채용하고 있지만, 채용 가능한 변환 처리는 FFT 처리만으로 한정되지 않으며, 다른 적절한 처리, 예를 들면, DCT(Discrete Cosine Transform) 처리 또는 Wavelet 변환 처리 등을 채용하는 것도 가능하다.
펑쳐부(104)는, FFT 처리가 가해진 제1 데이터를 구성하는 K개의 성분중 소 정 주파수(예를 들면 N개의 주파수)에 해당하는 성분을 솎아낸다. 이와 같이, K개의 성분중 소정 주파수에 해당하는 성분을 솎아내기 때문에, 솎아내어진 성분에 해당하는 주파수에 관한 정보를 송수신기 간에서 시그널링하는 일 없이, 후술하는 신호 치환을 행할 수 있다.
또, 펑쳐부(104)는, 소정 주파수에 해당하는 성분, 즉 솎아내어진 성분의 합계 송신 전력을 계산한다. 그리고, 계산된 합계 송신 전력을 송신 전력 보정부(105)에 출력한다.
송신 전력 보정부(105)는, 펑쳐부(104)에 의한 솎아내기가 행해질 때, 제1 데이터의 송신 전력을 제어한다. 보다 구체적으로는, 어느 것인가의 성분이 솎아내어진 제1 데이터의 송신 전력을, 제1 데이터에 미리 할당된 송신 전력과 동일한 값이 되도록 증가시킴으로써, 제1 데이터의 송신 전력을 보정한다. 예를 들면, 펑쳐부(104)로부터 입력된 합계 송신 전력을, 어느 것인가의 성분이 솎아내어진 제1 데이터의 송신 전력에 가산한다.
이와 같이, 솎아내기가 행해질 때, 제1 데이터의 송신 전력을 제어하기 때문에, 솎아내기가 행해진 때의 수신기측에서의 오류율 특성을 개선할 수 있다. 또, 어느것인가의 성분이 솎아내어진 제1 데이터의 송신 전력을, 제1 데이터에 미리 할당된 송신 전력과 동일한 값이 되도록 증가시키기 때문에, 제1 데이터의 총송신 전력을 일정하게 유지할 수가 있음과 동시에 제1 데이터에 미리 할당된 송신 전력을 낭비없이 사용할 수 있어, 수신기의 오류율 특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 송신 전력의 보정을, 솎아내기가 행해진 후에 하 고 있지만, 솎아내기가 행해지기 전에 해도 좋다.
부반송파 할당부(106)에서는, 송신 전력 보정부(105)에 의해 송신 전력이 보정된 제1 데이터의 각 성분은, 대응하는 부반송파에 할당된 신호로서 그대로 출력된다. 한편, 변조부(112－1~112－N)에 의해 각각 변조된 제2 데이터는, 솎아내어진 성분에 해당하는 부반송파에 할당된다. 환언하면, 부반송파 할당부(106)는, 솎아내어진 성분에 해당하는 주파수에 제2 데이터를 매핑한다.
즉, 펑쳐부(104), 송신 전력 보정부(105) 및 부반송파 할당부(106)의 조합은, FFT 처리가 가해진 제1 데이터를 이루는 K개 성분의 어느 것인가를 제2 데이터로 옮겨놓는 치환부(置換部)를 구성한다.
IFFT부(107)는, 어느 것인가의 성분이 제2 데이터로 치환된 제1 데이터에 대해서 IFFT 처리를 가한다. 이 처리로 인해, 제1 데이터는, 주파수 영역의 신호로부터 시간 영역의 신호로 역변환된다. 또한, 본 실시형태에서는, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환으로서 IFFT 처리를 채용하고 있지만, 채용 가능한 역변환 처리는 IFFT 처리만으로 한정되지 않으며, 다른 적절한 처리, 예를 들면, 역DCT 처리 또는 역Wavelet 변환 처리 등을 채용하는 것도 가능하다.
GI 삽입부(108)는, IFFT 처리가 가해진 제1 데이터에, 심볼간 간섭의 영향을 저감하기 위한 GI를 삽입한다. 송신 무선 처리부(109)는, GI가 삽입된 제1 데이터에 대해서, D/A 변환이나 업컨버트 등을 포함한 소정의 송신 무선 처리를 가하여, 안테나(110)를 경유하여, 통신 상대 장치 즉 도 2의 무선 수신 장치(150)에 대해서 단일 반송파로 송신한다.
수신 무선 처리부(118)는, 안테나(110)를 경유하여 수신한 무선 신호에 대해서, 다운 컨버트나 A/D 변환 등을 포함한 소정의 수신 무선 처리를 가하여, 베이스밴드 수신 신호를 얻는다. 파일럿 추출부(117)는, 수신 무선 처리부(118)에서 얻어진 수신 신호로부터 파일럿 신호를 추출한다. 채널 추정부(116)는, 추출된 파일럿 신호를 이용해 채널 추정을 행한다. 복조부(115)는, 채널 추정부(116)에 의한 채널 추정의 결과에 기초하여, 수신 무선 처리부(118)에서 얻어진 수신 신호를 복조한다. 복호부(114)는, 복조된 수신 신호를 복호한다. 이 복호에 의해, 무선 수신장치(150)로부터 송신된 수신 데이터가 얻어짐과 동시에, 무선 수신 장치(150)로부터 보고된 채널 품질 정보가 취득된다.
도 2의 무선 수신 장치(150)는, 안테나(151), 수신 무선 처리부(152), GI제거부(153), FFT부(154), 주파수 등화부(155), 널 부반송파(null sub-carrier) 삽입부(156), IFFT부(157), 복조부(158), 복호부(159), 채널 측정부(160), 채널 품질 측정부(161), N개의 복조부(162－1,…, 162－N), N개의 복호부(163－1,…, 163－N), 부호화부(164), 변조부(165), 부호화부(166), 변조부(167), 다중부(168), 송신 무선 처리부(169) 및 부반송파 분리부(170)를 가진다.
수신 무선 처리부(152)는, 안테나(151)를 경유하여 수신한 무선 신호, 즉, 무선 송신 장치(100)로부터 단일 반송파로 송신된 제1 데이터에 대해서, 다운 컨버트나 A/D 변환 등을 포함한 소정의 수신 무선 처리를 가한다. GI 제거부(153)는, 제1 데이터에 삽입된 GI를 제거한다.
FFT부(154)는, GI가 제거된 제1 데이터에 대해서 FFT 처리를 가한다. 이 처 리에 의해, 제1 데이터는, 시간 영역의 신호로부터 주파수 영역의 신호로 변환된다, 즉, 변환된 제1 데이터는, K개의 성분으로 구성된다. 또한, 본 실시형태에서는, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환으로서 FFT 처리를 채용하고 있지만, 채용 가능한 변환 처리는 FFT 처리로 한정되지 않으며, 다른 적절한 처리, 예를 들면, DCT 처리 또는 Wavelet 변환 처리 등을 채용해도 좋다.
채널 추정부(160)는, GI가 제거된 제1 데이터에 다중된 파일럿 신호를 추출하고, 채널 추정을 행한다. 이 채널 추정의 결과로서, 전파로의 주파수 특성을 취득한다.
주파수 등화부(155)는, 채널 추정부(160)에서 취득된 주파수 특성의 역특성을, FFT 처리가 가해진 제1 데이터에 곱셈함으로써, 주파수 영역에서의 등화 처리를 한다.
부반송파 분리부(170)는, K개 성분중 제 1 데이터, 제2 데이터 각각에 대응하는 성분을 추출한다. 추출한 제1 데이터에 대응하는 모든 성분은, 널 부반송파 삽입부(156)에 출력된다. 또, 추출한 제2 데이터에 대응하는 성분(예를 들면 N개의 성분)의 각각은, N개의 복조부(162－1~162－N)의 어느 것인가에 출력된다.
널 부반송파 삽입부(156)는, 추출된 제2 데이터가 할당되어 있던 주파수(부반송파)에 「0」을 삽입한다.
IFFT부(157)는, 널 부반송파 삽입부(156)로부터 입력된 제1 데이터에 대해서, IFFT 처리를 가한다. 이 처리에 의해, 제1 데이터는, 주파수 영역의 신호로부터 시간 영역의 신호로 역변환된다. 또한, 본 실시형태에서는, 주파수 영역으로부 터 시간 영역으로의 역변환 처리로서 IFFT 처리가 채용되고 있지만, 채용 가능한 역변환 처리는 IFFT 처리로 한정되지 않으며, 다른 적절한 처리, 예를 들면 역DCT 처리 또는 역Wavelet 변환 처리를 채용해도 좋다.
복조부(158)는, 변조부(102)에서 이용된 변조 방식에 기초하여, IFFT 처리가 가해진 제1 데이터를 복조한다. 복호부(159)는, 부호화부(101)에서 이용된 부호화율에 기초하여, 복조부(158)에서 복조된 제1 데이터를 복호한다.
복조부(162－1~162－N)는, 변조부(112－1~112－N)에서 각각 이용된 변조 방식에 기초하여, 추출된 제2 데이터를 복조한다. 복호부(163－1~163－N)는, 부호화부(111－1~111－N)에서 각각 이용된 부호화율에 기초하여, 복조부(162－1~162－N)에서 각각 복조된 제2 데이터를 복호한다. 복조부(162－1~162－N) 및 복호부(163－1~163－N)는, 매 주파수마다 데이터의 복조 및 복호를 각각 행한다.
채널 품질 측정부(161)는, GI가 제거된 제1 데이터에 다중된 파일럿 신호를 이용하여, 제2 데이터가 매핑되는 주파수(부반송파)의 각각의 채널 품질, 즉 매 주파수마다 수신 SIR를 측정한다. 측정된 채널 품질은, 채널 품질 정보로서 부호화부(164)에 입력되어, 부호화부(164)에서 부호화되고 변조부(165)에서 변조된다.
부호화부(166)는, 무선 송신 장치(100) 앞으로의 송신 데이터를 부호화한다. 변조부(167)는, 부호화부(166)에서 부호화된 송신 데이터를 변조한다. 다중부(168)는, 변조부(165)에서 변조된 채널 품질 정보와 변조부(167)에서 변조된 송신 데이터를 다중한다. 다중에 의해 얻어진 신호는, 송신 무선 처리부(169)에서, D/A 변환이나 업컨버트 등을 포함한 소정의 송신 무선 처리가 가해져, 안테나(151) 를 경유하여, 무선 송신 장치(100)에 대해서 송신된다.
이어서, 무선 송신 장치(100)에 있어서의 신호 치환 동작 및 송신 전력 보정 동작에 대해 설명한다. 도 3은, 매 주파수마다 송신 전력의 변동을 나타내는 도면이다. 또한, 여기에서는, 8개의 주파수(주파수 f1~f8)를 이용하는 것으로 하며, 또, 치환 대상이 되는 주파수의 수를, 주파수 f2, f5, f7의 3개로 했을 경우를 예로 들어 설명한다.
FFT 처리에 의해, 주파수마다의 송신 전력이 도 3a에 나타내는대로 된 제1 데이터는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 펑쳐부(104)의 솎아내기 처리에 의해 주파수 f2, f5, f7의 성분이 솎아내어진다. 그리고, 송신 전력 보정부(105)에서는, 솎아내어진 성분의 합계 송신 전력을 예를 들면 균등하게 5 분할한다. 그리고, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 5 분할된 송신 전력을 보정분 송신 전력으로서, 주파수 f1, f3, f4, f6, f8의 각 성분에 가산한다. 그리고, 부반송파 할당부(106)에서는, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 제2 데이터에 할당되어 있는 주파수 f2, f5, f7에, 제2 데이터를 매핑한다. 제2 데이터에는, 송신 전력이 미리 할당되어 있어, 주파수 f2, f5, f7에 각각 매핑된 제2 데이터는, 일정값의 송신 전력으로 송신되게 된다. 이와 같이 신호 치환이 가해진 제1 데이터는, IFFT 처리가 가해진 다음, 단일 반송파로 송신된다.
전술한 바와 같이, 주파수 f1~f8중의 복수의 주파수(여기서는, 3개의 주파수 f2, f5, f7)에 제2 데이터가 매핑되었을 경우는, 복수의 주파수를 이용하여 제2 데이터를 송신할 수 있다. 즉, 제1 데이터를 단일 반송파로 송신함과 동시에, 제2 데이터를 복수 반송파로 송신할 수 있다.
이어서, 무선 송신 장치(100)에 있어서의 적응 제어부(113)의 적응 제어에 대해 도 4를 참조하면서 설명한다.
어느 타이밍에서의 각 주파수의 채널 품질이 도 4a에 나타내는 것이었다고 한다. 적응 제어부(113)는, 보고된 채널 품질 정보에 표시된, 제2 데이터에 할당되어 있는 주파수 f2, f5, f7의 각 채널 품질을 참조한다. 이 예시에 있어서는, 주파수 f2의 채널 품질은, 변조 방식이 QPSK로 설정되는 한편 부호화율이 1/3로 설정되는 범위에 해당한다. 따라서, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 부호화부(111－1~111－N)중 1개에는, 부호화율 R=1/3의 사용이 지시되고, 또, 변조부(112－1~ 112－N)중 1개에는, 변조 방식 QPSK의 사용이 지시된다.
또, 주파수 f5의 채널 품질은, 변조 방식이 QPSK로 설정되는 한편 부호화율이 3/4으로 설정되는 범위에 해당한다. 따라서, 부호화부(111－1~111－N) 중 다른 1개에는, 부호화율 R=3/4의 사용이 지시된다. 또, 변조부(112－1~112－N)중 다른 1개에는, 변조 방식 QPSK의 사용이 지시된다. 주파수 f7의 채널 품질은, 변조 방식이 16 QAM으로 설정되는 한편 부호화율이 3/4으로 설정되는 범위에 해당한다. 따라서, 부호화부(111－1~111－N)중 또다른 1개에는, 부호화율 R=3/4의 사용이 지시된다. 또, 변조부(112－1~112－N)중 또다른 1개에는, 변조 방식 16 QAM의 사용이 지시된다.
이와 같이 하여, 제2 데이터는, 매핑되는 주파수마다 적응적으로 부호화 및 변조된다.
계속하여, 제2 데이터에 할당되는 주파수(부반송파)의 수의 결정 방법에 대해 설명한다.
무선 송신 장치(100)에서는, 제2 데이터에 할당하는 부반송파 수를 늘릴수록 PAPR가 커진다. 또, 제2 데이터에 할당하는 부반송파 수를 늘릴수록, 부반송파마다의 적응적인 변조 및 부호화로 인해 전송 가능한 심볼수가 증가하여 스루풋을 향상시킬 수 있다. 그렇지만, PAPR가 일정한 레벨보다 커지면, 피크 신호가 앰프의 비선형 왜곡의 영향을 받아 BER 특성이 열화할 우려가 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 제2 데이터에 할당하는 부반송파 수를, 도 5에 나타내는 바와 같이, PAPR가 무선 송신 장치(100)에 있어서 허용되는 값(PAPR 허용값) 이하가 되도록 미리 결정해 둔다. 따라서, 펑쳐부(104)는, PAPR가 PAPR 허용값 이하가 되도록 결정된 수의 주파수에 해당하는 성분을 솎아낸다. 이렇게 함으로써, 앰프의 선형 영역의 확대를 막을 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 무선 송신 장치(100)에 있어서는, FFT 처리가 가해진 제1 데이터를 이루는 K개 성분의 어느 것인가를, 제1 데이터와 다른 제2 데이터로 치환한다. 또, 무선 수신 장치(150)에 있어서는, 수신된 제1 데이터에 대해서 FFT 처리를 행하고, FFT 처리가 가해진 제1 데이터로부터 제2 데이터를 추출함과 동시에, FFT 변환이 가해진 제1 데이터에 대해서 IFFT 처리를 가한다. 이 때문에, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서, 송신기측에서는 주파수 방향에 있어서 신호를 다중할 수 있어, 수신기측에서는 주파수 방향에 있어서 다중된 신호를 각각 수신할 수 있고, 따라서, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 데이터 취득부가 단일 반송파로 전송하는 신호를 제1 데이터로서 취득하고, 복수 반송파로 전송하는 신호를 제2 데이터로서 취득하여, 다중하여 동시에 송신하고 있다. 다만, 어떤 종류의 데이터를 제1 데이터로서 취급하고 어떤 종류의 데이터를 제2 데이터로서 취급할 지에 대해서는, 여러가지 베리에이션을 들 수 있다.
제1 데이터 및 제2 데이터는, 원래 서로 독립한 신호 계열이어도 좋고, 원래 동일 신호 계열에 속하고 있던 것이 데이터 취득부에 의해 2개의 신호 계열에 배분된 것이어도 좋다. 1개의 신호 계열로부터 제1 데이터 및 제2 데이터를 취득할 경우, 데이터 취득부는, 그 신호 계열에 속하는 각 정보의 종류에 따라, 1개의 신호 계열을 2개의 신호 계열 즉 제1 데이터 및 제2 데이터에 배분한다. 한편, 원래 서로 독립하고 있던 2개의 신호 계열로부터 제1 데이터 및 제2 데이터를 취득할 경우, 데이터 취득부는, 예를 들면, 고정 전송 레이트로 전송하는 신호를 제1 데이터로서 취득함과 동시에, 가변 전송 레이트로 전송하는 신호를 제2 데이터로서 취득한다. 또는, 예를 들면, 개런티(guarantee)형 통신 시스템으로 전송하는 신호를 제1 데이터로서 취득함과 동시에, 베스트 에포트(Best Effort)형 통신 시스템으로 전송하는 신호를 제2 데이터로서 취득한다. 또는, 예를 들면, 데이터 채널 신호인 데이터 신호를 제1 데이터로서 취득함과 동시에, 파일럿 채널의 신호인 파일럿 신호를 제2 데이터로서 취득한다. 또는, 예를 들면, 복수의 사용자앞 신호인 브로드캐스트 데이터나 멀티캐스트 데이터를 제1 데이터로서 취득하고, 개별 사용자앞 데 이터인 유니캐스트(unicast) 데이터를 제2 데이터로서 취득한다. 또는, 예를 들면, 제어 데이터는 제1 데이터로서 취득하고, 사용자 데이터는 제2 데이터로서 취득한다. 또한, 고정 전송 레이트로 전송하는 신호 또는 개런티형 통신 시스템으로 전송하는 신호의 일례로서는, 음성 신호, 영상 신호, 제어 정보 등을 들 수 있다. 또, 가변 전송 레이트로 전송하는 신호 또는 베스트 에포트형 통신 시스템으로 전송하는 신호의 일례로서는, 웹 열람용 데이터, 파일 전송용 데이터 등을 들 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 제1 데이터는 부호화부(101)에, 제2 데이터는 부호화부(111)에, 각각 입력되는 구성으로 되어 있지만, 제1 데이터가 부호화부(111)에, 제2 데이터가 부호화부(101)에, 각각 입력되는 구성이어도 좋다.
이로 말미암아, 고정 전송 레이트로 전송하는 신호와 가변 전송 레이트로 전송하는 신호를 주파수 방향에 있어서 다중하거나, 개런티형 통신 시스템으로 전송하는 신호와 베스트 에포트형 통신 시스템으로 전송하는 신호를 주파수 방향에 있어서 다중하거나, 데이터 신호와 파일럿 신호를 주파수 방향에 있어서 다중하거나, 브로드캐스트 데이터나 멀티캐스트 데이터와 개별 사용자앞 데이터를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다. 이 경우, 다른 종류의 데이터를 효율좋게 송신할 수 있어, 이러한 데이터를 전부 단일 반송파로 전송하는 경우 및 전부 복수 반송파로 전송하는 경우에 비해, BER 특성 및 스루풋 특성을 개선할 수 있다.
예를 들면, 고정 전송 레이트로 전송하는 신호와 가변 전송 레이트로 전송하는 신호를 다중할 경우에는, 고정 전송 레이트로 전송하는 신호는 단일 반송파로 전송함으로써 PAPR를 증가시키는 일이 없기 때문에, 복수 반송파로 전송하는 경우 에 비해 선형 영역이 넓은 고성능 송신 앰프를 이용할 필요성이 낮다. 즉, 선형 영역이 좁은 저성능 송신 앰프를 이용했을 경우에도 높은 송신 전력으로 송신할 수 있기 때문에, 전체의 BER 특성 및 스루풋 특성을 개선할 수 있다. 또한, 고정 전송 레이트로 전송하는 신호는 적응 제어를 행하더라도 스루풋은 변하지 않기 때문에, 복수 반송파로 전송하는 경우보다 스루풋이 저하할 일은 없다.
한편, 가변 전송 레이트로 전송하는 신호는, 복수 반송파 전송에 의한 주파수마다의 적응 제어를 행함으로써, 단일 반송파로 송신하는 것보다 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또, 브로드캐스트 데이터나 멀티캐스트 데이터와 개별 사용자앞 데이터를 다중하는 경우에서는, 브로드캐스트 데이터나 멀티캐스트 데이터는 단일 반송파로 전송함으로써 PAPR를 증가시키는 일이 없기 때문에, 복수 반송파로 전송하는 경우에 비해 선형 영역이 넓은 고성능 송신 앰프를 이용할 필요성이 낮다. 즉, 선형 영역이 좁은 저성능 송신 앰프를 이용했을 경우에도 높은 송신 전력으로 송신할 수 있기때문에, 전체의 BER 특성 및 스루풋 특성을 개선할 수 있다. 또한, 복수 사용자앞으로 송신되는 브로드캐스트 데이터나 멀티캐스트 데이터는, 사용자마다 전파로 상태가 다른 점을 고려하면, 복수 반송파 전송에 의한 주파수마다의 적응 제어를 행하더라도 스루풋의 향상은 기대할 수 없다. 그 때문에, 복수 반송파로 전송하는 경우에 비해 스루풋이 저하할 가능성은 낮다.
한편, 개별 사용자앞 데이터로 전송하는 신호는, 매 개별 사용자마다 복수 반송파 전송에 의한 주파수마다의 적응 제어를 행함으로써 단일 반송파로 전송하는 것보다도 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시형태의 무선 송신 장치(100) 및 무선 수신 장치(150)는, 단일 반송파 주파수 등화 기술을 적용한 이동 통신 시스템에 이용되는 기지국 장치 및 이동국 장치의 어느 쪽에도 적용할 수 있다.
(실시형태 2)
도 6은, 본 발명의 실시형태 2에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 도 7은, 도 6의 무선 송신 장치(200)와 무선 통신을 행하는 무선 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 무선 송신 장치(200) 및 도 7의 무선 수신 장치(250)는, 실시형태 1에서 설명한 무선 송신 장치(100) 및 무선 수신 장치(150)와 각각 동일한 기본적 구성을 가지고 있어, 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 붙이며, 그 상세한 설명을 생략한다.
무선 송신 장치(200)는, 실시형태 1에서 설명한 펑쳐부(104) 및 부반송파 할당부(106) 대신에, 펑쳐부(201) 및 부반송파 할당부(202)를 가진다. 또, 제어 정보처리부(203) 및 부반송파 설정부(204)를 더 추가시킨 구성을 취한다. 제어 정보처리부(203)는, 부호화부(205), 변조부(206) 및 스위치부(207)를 가진다.
부반송파 설정부(204)는, 복호부(114)에서 취득된 채널 품질 정보에 기초하여, 제2 데이터에 할당할 부반송파를 K개 부반송파중에서 설정한다. 바꾸어 말하면, K개 주파수중, 펑쳐부(201)에서 솎아내어질 성분의 주파수를, 채널 품질 정보에 기초하여 적응적으로 가변 설정한다. 예를 들면 수신 품질이 일정한 레벨보다 양호한 주파수가 선택되도록 가변 설정을 행한다. 설정된 주파수는, 펑쳐부(201), 부반송파 할당부(202) 및 부호화부(205)에 통지된다.
펑쳐부(201)는, 부반송파 설정부(204)로부터 통지된 주파수에 해당하는 성분을 솎아낸다. 또, 펑쳐부(201)는, 통지된 주파수에 해당하는 성분, 즉 솎아내어진 성분의 합계 송신 전력을 계산한다. 그리고, 계산된 합계 송신 전력을 송신 전력 보정부(105)에 출력한다.
부반송파 할당부(202)에서는, 송신 전력 보정부(105)에 의해 송신 전력이 보정된 제1 데이터의 각 성분은, 대응하는 부반송파에 할당된 신호로서 그대로 출력된다. 한편, 변조부(112－1~112－N)에 의해 각각 변조된 제2 데이터는, 솎아내어진 성분에 해당하는 부반송파에 할당된다. 즉, 부반송파 할당부(202)는, 부반송파 설정부(204)로부터의 통지에 따라, 솎아내어진 성분에 해당하는 주파수에 제2 데이터를 매핑한다.
제어 정보 처리부(203)에 있어서, 부호화부(205)는, 부반송파 설정부(204)로부터 통지된 주파수에 관한 정보를 제2 데이터용 부반송파 정보로서 부호화한다. 변조부(206)는, 부호화된 제2 데이터용 부반송파 정보를 변조한다. 스위치부(207)는, 소정의 타이밍으로, GI삽입부(108)에 출력하는 신호를 전환한다. 이 전환에 의해, 변조된 제2 데이터용 부반송파 정보와 IFFT 처리가 가해진 제1 데이터가 시분할 다중된다.
무선 수신 장치(250)는, 실시형태 1에서 설명한 무선 수신 장치(150)의 구성요소중, 부반송파 분리부(170), 널 부반송파 삽입부(156), 복호부(159) 및 채널 품질 측정부(161)를, 부반송파 분리부(251), 널 부반송파 삽입부(252), 복호부(253) 및 채널 품질 측정부(254)로 대체시킨 구성을 취한다.
복호부(253)는, 복호부(159)와 마찬가지로, 복조부(158)에서 복조된 제1 데이터를 복호한다. 이 복호에 의해, 제1 데이터에 다중되어 있던 제2 데이터용 부반송파 정보가 취득된다.
부반송파 분리부(251)는, 주파수 등화부(155)에서 등화 처리가 가해진 제1 데이터의 K개 성분 가운데, 취득된 제2 데이터용 부반송파 정보에 표시된 주파수에 해당하는 성분(즉 제2 데이터에 대응하는 성분)과, 그 이외의 성분(즉 제1의 데이터에 대응하는 성분)을 각각 추출하여, 서로 분리한다. 추출한 제1 데이터에 대응하는 모든 성분은, 널 부반송파 삽입부(252)에 출력된다. 또, 추출한 제2 데이터에 대응하는 성분(예를 들면 N개의 성분)의 각각은, N개의 복조부(162－1~162－N)의 어느 것인가에 출력된다.
널 부반송파 삽입부(252)는, 취득된 제2 데이터용 부반송파 정보에 따라, 추출된 제2 데이터가 할당되어 있던 주파수(부반송파)에 「0」을 삽입한다.
채널 품질 측정부(254)는, K개의 주파수의 각각의 채널 품질을 측정하고, 이 측정 결과를 채널 품질 정보로서 부호화부(164)에 출력한다.
이어서, 무선 송신 장치(200)에 있어서의 부반송파 설정부(204)의 부반송파 설정 동작에 대해 설명한다. 여기서는, 8개의 주파수(주파수 f1~f8)를 이용했을 경우를 전제로 하여 채널 품질이 높은 순서로 3개의 부반송파가 선택되는 경우를 예로 들어 설명한다.
어느 타이밍으로 보고된 각 주파수의 채널 품질이 도 8a에 나타내는대로 였 을 경우, 주파수 f1~f8 중에서 가장 채널 품질이 좋은 주파수 f5, 2번째로 채널 품질이 좋은 주파수 f4 및 3번째로 채널 품질이 좋은 주파수 f2가 선택된다. 이와 같이 하여, 주파수 f2, f4, f5가 제2 데이터용 부반송파로서 설정된다.
그리고, 그 다음 타이밍으로 보고된 각 주파수의 채널 품질이 도 8b에 나타내는대로 였을 경우, 주파수 f1~f8 중에서 가장 채널 품질이 좋은 주파수 f7, 2번째로 채널 품질이 좋은 주파수 f3 및 3번째로 채널 품질이 좋은 주파수 f5가 선택된다. 이와 같이 하여, 주파수 f3, f5, f7가 제2 데이터용의 부반송파로서 설정된다.
이와 같이, 가장 좋은 채널 품질을 가지는 주파수를 선택하기 때문에, 가장 좋은 채널 품질을 가지는 주파수에 제2 데이터를 매핑할 수 있고, 수신 품질이 가장 좋은 주파수를 효과적으로 이용할 수 있어, 스루풋을 한층 향상시킬 수 있다. 또, 소정 수의 주파수를, 채널 품질이 높은 순서로 선택하기 때문에, 비교적 수신 품질이 양호한 주파수에 제2 데이터를 매핑할 수 있으며, 수신 품질이 양호한 주파수를 효과적으로 이용할 수 있어, 스루풋을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 부반송파 설정부(204)에서는, 실시형태 1에서 도 5를 참조하면서 설명한 바와 같이, PAPR가 PAPR 허용값 이하가 되도록, 설정하는 주파수의 수를 결정한다. 이와 같이, 설정하는 주파수의 수를 PAPR가 허용값을 초과하지 않도록 결정하기 때문에, 앰프의 선형 영역의 확대를 막을 수 있다.
다음에, 제어 정보처리부(203)에 있어서 행해지는, 제1 데이터 및 제2 데이터용 부반송파 정보의 다중 동작에 대해 설명한다.
도 9에, 제2 데이터용 부반송파 정보가 다중된 제1 데이터의 프레임 구성을 나타낸다. 이 프레임에 있어서, 1시간 슬롯이 송신 단위이다. 또, 1 프레임은 10개의 시간 슬롯으로 구성된다. 제2 데이터용 부반송파 정보는, 부반송파 설정부(204)에서 1 프레임마다 갱신된다. 갱신된 제2 데이터용 부반송파 정보는, 프레임 선두부에 위치하는 파일럿 신호의 다음에 위치하는 제어 정보용 시간 슬롯으로 송신된다. 따라서, 제2 데이터용 부반송파 정보는, 제1 데이터와 마찬가지로 단일 반송파로 전송되게 된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제1 데이터를 이루는 K개의 성분에 각각 대응하는 K개의 주파수중, 솎아내어지는 성분에 해당하는 주파수를 가변 설정하기 때문에, 제2 데이터를 매핑하는 주파수를 가변할 수 있어, 예를 들면 수신 품질이 일정한 레벨보다 양호한 주파수가 선택되도록 가변 설정을 행했을 경우, 스루풋을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 부반송파 설정부(204)는, 채널 품질 정보에만 기초를 두고 주파수의 수를 결정하지만, 수의 결정 방법은, 이것만으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 부반송파 설정부(204)는, 데이터 취득부에서 취득된 제2 데이터의 양, 부호화부(111)에서 부호화된 제2 데이터의 양 또는 변조부(112)에서 변조된 제2 데이터의 양의 어느 것인가를 측정하고, 측정된 데이터량에 따라, 선택되는 주파수의 수를 적응적으로 결정해도 좋다. 이 경우, 제2 데이터의 데이터량이 증가했을 때는, PAPR가 허용값을 초과하지 않는 범위에서 제2 데이터용 부반송파 수를 늘릴 수가 있음과 동시에, 제2 데이터의 데이터량이 감소했을 때는, 제2 데이터용 부반송파 수를 줄일 수 있다.
또, 본 실시형태의 무선 송신 장치(200) 및 무선 수신 장치(250)는, 단일 반송파 주파수 등화 기술을 적용한 이동 통신 시스템에 이용되는 기지국 장치 및 이동국 장치의 어느 쪽에도 적용할 수 있다.
(실시형태 3)
도 10은, 본 발명의 실시형태 3에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 도 11은, 도 10의 무선 송신 장치(300)와 무선 통신을 하는 무선 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 10의 무선 송신 장치(300) 및 도 11의 무선 수신 장치(350)는, 실시형태 1에서 설명한 무선 송신 장치(100) 및 무선 수신 장치(150)와 각각 동일한 기본적 구성을 가지고 있어, 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 붙이며, 그 상세한 설명을 생략한다.
무선 송신 장치(300)는, 실시형태 1에서 설명한 펑쳐부(104) 및 송신 전력 보정부(105)를 가지지 않으며, 또, 부반송파 할당부(106)대신에 부반송파 할당부(301)를, IFFT부(107)대신에 IFFT부(302)를 각각 가지는 구성을 취한다.
부반송파 할당부(301)는, FFT부(103)에 의해 FFT 처리가 가해진 제1 데이터를 구성하는 K개 성분과, 주파수마다 변조 처리가 행해진 N개의 제2 데이터를 송신 신호의 각 주파수 성분에 매핑한다. 매핑 방법은 후술한다.
IFFT부(302)는, 부반송파 할당부(301)에 의해 각 주파수 성분에 매핑된 신호에 대해서 IFFT 처리를 가한다. IFFT부(302)에 있어서의 IFFT 포인트 수는, FFT부(103)의 FFT 포인트수(K)보다도 제2 데이터의 주파수 성분의 수(N)만큼 커져, K ＋N포인트가 된다.
무선 수신 장치(350)는, 실시형태 1에서 설명한 널(null) 부반송파 삽입부(156)를 가지지 않으며, 또, FFT부(154) 대신에 FFT부(351)를 가지는 구성을 취한다.
FFT부(351)는, GI 제거부(153)에 의해 GI가 제거된 제1 데이터에 대해서 FFT 처리를 가한다. 이 처리에 의해, 제1 데이터는, 시간 영역의 신호로부터 주파수 영역의 신호로 변환된다. IFFT부(157)의 IFFT 포인트수가 K인데 대해 FFT부(351)의 FFT 포인트수는 K＋N이기 때문에, 변환된 제1 데이터는 K＋N개의 성분으로 구성된다.
다음에, 무선 송신 장치(300)의 부반송파 할당부(301)에 있어서의 매핑 방법에 대해 설명한다. 여기에서는, K=8, N=8의 경우를 예로 들어 설명한다.
우선, FFT부(103)에 의해 FFT 처리가 가해진 제1 데이터의 주파수마다의 송신 전력이 도 3a에 나타내는대로 였다고 한다. 부반송파 할당부(301)에는, FFT 처리가 가해진 도 3a에 나타내는 신호와, 매 주파수 성분마다 변조된 8개의 신호가 입력된다. 부반송파 할당부(301)는, 이러한 신호를, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 각 주파수 성분(f1~f16)에 매핑한다. 이 예시에서는, 제1 데이터의 성분과 제2 데이터의 성분이 주파수축상에서 교대로 매핑된다.
또한, 매핑 방법은 전술한 것만으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 제1 데이터의 1개의 성분과 제2 데이터의 복수의 성분이 주파수축상에서 교대로 매핑되도록 해도 좋다(이 예시에서는, K=8, N=16). 또는, 도 13b에 나타내는 바와 같이, 제1 데이터의 복수의 성분과 제2 데이터의 1개의 성분이 주파수축상에서 교대로 매핑되도록 해도 좋다(이 예시에서는, K=8, N=4). 또는, 도 13c에 나타내는 바와 같이, 전대역(全帶域)중 저역측에 제 1 데이터의 성분이 매핑됨과 동시에 전대역중 고역측에 제 2 데이터의 성분이 매핑되도록 해도 좋다(이 예시에서는, K=8, N=4).
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제1 데이터의 주파수 성분을 솎아내지 않고 제2 데이터가 삽입되기 때문에, 제1 데이터를 이루는 K개의 주파수 성분은 보유된 채로 송신된다. 이로 말미암아, 제1 데이터의 전송 품질의 열화를 막을 수 있다.
또한, 제1 데이터가, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 주파수축상에서 주기적으로 나타나도록 매핑되었을 경우에는, IFFT부(302)로의 IFFT 처리 후의 시간 파형에 있어서의 제1 데이터의 성분은 시간 반복 파형이 된다. 따라서, 무선 송신 장치(300)에 있어서, 변조 후의 제1 데이터의 시간 파형을 여러 차례 반복한 신호에 대해서, 제2 데이터 즉 복수 반송파 신호의 시간상의 신호를 다중하는 다중부를 IFFT부(302)와 GI삽입부(108)의 사이에 설치해도 좋다.
또, 실시형태 2에서 설명한 바와 같이, 제2 데이터를 매핑하는 주파수 성분을 선택해도 좋다. 이 경우, 실시형태 2와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시형태 4)
상기 실시형태 1부터 실시형태 3까지는, 무선 송신 장치로서 기지국을 상정하고, 무선 수신 장치로서 이동국을 상정했을 경우에 대해 설명했지만, 본 발명의 실시형태 4에서는, 무선 송신 장치로서 이동국을 상정하고, 무선 수신 장치로서 기지국을 상정했을 경우에 대해 설명한다.
도 14는, 본 발명의 실시형태 4에 따른 무선 송신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 도 15는, 도 14의 무선 송신 장치(400)와 무선 통신을 행하는 무선 수신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
무선 송신 장치(400)는, 실시형태 1에서 설명한 적응 제어부(113) 및 부반송파 할당부(106) 대신에, 적응 제어부(401) 및 부반송파 할당부(402)를 가진다.
적응 제어부(401)는, 복호 데이터로부터 제2 데이터의 송신 파라미터(부호화율, 변조 방식 및 사용하는 부반송파의 정보)를 추출하고, 추출한 부호화율을 부호화부(111－1~111－N)에 설정하고, 변조 방식을 변조부(112－1~112－N)에 설정하며, 사용하는 부반송파를 부반송파 할당부(402)에 설정한다.
부반송파 할당부(402)는, 적응 제어부(401)에 의해 설정된 부반송파에 제2 데이터를 할당하고, 그 외의 부반송파에 제1 데이터를 할당한다.
무선 수신 장치(450)는, 실시형태 1에서 설명한 채널 품질 측정부(161) 및 부반송파 분리부(170) 대신에, 채널 품질 측정부(451) 및 부반송파 분리부(453)를 가지며, 사용자 할당부(452) 및 수신 처리부(454－1~454－N)를 더 추가시킨 구성을 취한다. 수신 처리부(454－1~454－N)는, IFFT부(157), 복조부(158), 복호부(159), 복조부(162－1~162－N), 복호부(163－1~163－N)를 각각 가진다.
채널 품질 측정부(451)는, GI가 제거된 제1 데이터에 다중된 파일럿 신호를 이용하여, 제2 데이터가 할당된 부반송파 각각의 채널 품질, 즉 주파수마다의 수신 품질(예를 들면 수신 SIR등)을 매 사용자마다 측정한다. 측정된 채널 품질은, 채널 품질 정보로서 사용자 할당부(452)에 입력된다.
사용자 할당부(452)는, 매 사용자마다 측정된 각 부반송파의 수신 품질에 기초하여, 매 사용자마다 제1 데이터와 제2 데이터를 할당함과 동시에, 매 사용자마다 사용하는 부반송파, 부호화율 및 변조 방식을 할당한다. 이러한 할당 정보는 송신 파라미터로서 부호화부(164)에 입력되고, 부반송파의 할당 정보는 부반송파 분리부(453)에도 입력된다. 또한, 제1 데이터 및 제2 데이터의 할당 방법, 부반송파 할당 방법의 상세한 것에 대하여는 후술한다.
부반송파 분리부(453)는, 주파수 영역 등화된 부반송파를 부반송파 할당 정보에 따라 매 사용자마다 제1 데이터 및 제2 데이터로 분리하고, 분리한 제1 데이터 및 제2 데이터를 매 사용자마다 수신 처리부(454－1~454－N)에 입력한다.
수신 처리부(454－1~454－N)는, 각각 사용자＃1~사용자＃n의 매 사용자마다 대응하고 있으며, 각 수신 처리부에 있어서, 제1 데이터에 대해서는 IFFT, 복조 및 복호 처리가 행해져, 수신 데이터가 얻어진다. 또, 제2 데이터에 대해서는 복조 및 복호 처리가 행해져, 수신 데이터가 얻어진다.
이어서, 상술한 사용자 할당부(452)에 있어서의 제1 데이터와 제2 데이터의 할당 방법에 대해 설명한다. 사용자 할당부(452)는, 채널 품질 측정부(451)에 의해 측정된 수신 품질이 높은 사용자는, 기지국의 근처에 존재하는 등의 이유로 인해 송신 전력에 여유가 있다고 간주하고, 이러한 사용자에게는 제2 데이터(OFDM 신호)를 할당한다. 한편, 수신 품질이 낮은 사용자는, 기지국으로부터 떨어져 존재 하는 등의 이유로 인해 송신 전력에 여유가 없는 것으로 간주하고, 이러한 사용자에게는 제1 데이터(단일 반송파 신호)를 할당한다.
구체적으로는, 채널 품질 측정부(451)에 의해 측정된 수신 SIR의 전부의 부반송파의 평균값이 소정의 임계값(예를 들면 15 dB) 이상이면, 제2 데이터를 할당하고, 임계값 미만이면, 제1 데이터를 할당한다.
이로 말미암아, 송신 전력에 여유가 있는 사용자는 높은 피크 전력으로 인한 신호 왜곡의 영향이 적기 때문에, OFDM 전송을 행함으로써 높은 스루풋을 얻을 수 있다. 또, 송신 전력에 여유가 없는 사용자는 높은 피크 전력이 존재하면 신호 왜곡의 영향으로 수신 품질이 열화해 버리기 문에, 단일 반송파 전송을 행함으로써 수신 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 사용자 할당부(452)는, 송신 데이터량이 많은 사용자에게는 제2 데이터(OFDM 신호)를 할당하고, 송신 데이터량이 적은 사용자에게는 제1 데이터(단일 반송파 신호)를 할당하도록 해도 좋다. 또, 데이터 종별에 따라 할당해도 좋으며, 예를 들면, 제어 정보를 송신하는 사용자에게는 제1 데이터를, 데이터 패킷을 송신하는 사용자에게는 제2 데이터를 할당하도록 해도 좋다. 또한, 제어 정보와 데이터 패킷을 송신하는 사용자에게는, 동시에 제1 데이터와 제2 데이터를 할당하도록 해도 좋다.
다음에, 상술한 사용자 할당부(452)에 있어서의 부반송파 할당 방법에 대해 설명한다. 여기서는, 사용자＃1~사용자＃4의 4 사용자에게 부반송파를 할당하는 경우를 상정하여, 사용자＃1, 사용자＃3이 기지국과 셀 엣지의 중간 부근에 위치하 고, 사용자＃2가 셀 엣지 부근에 위치하며, 사용자＃4가 기지국 부근에 위치하고 있는 것으로 한다.
우선, 단일 반송파 전송으로서 IFDMA 방식을 이용하는 경우에 대해 설명한다. IFDMA 방식은 1사용자당 분산시킨 대역을 이용함으로써 주파수축상에서 사용자 다중하는 방식으로서, IFDMA 원리를 이용하여 PAPR의 증가를 방지할 수 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 사용자＃2 및 사용자＃3에 할당된 제1 데이터(단일 반송파 신호)는 매 사용자마다 정해진 등간격(等間隔)의 부반송파에 할당된다. 또, 사용자＃1, 사용자＃3및 사용자＃4에 할당된 제2 데이터(OFDM 신호)는 매 사용자마다 수신 품질이 양호한 부반송파가 할당된다. 또한, 제2 데이터의 할당에는 Max CIR등의 스케줄링이 이용된다. 또, OFDM 신호는 1개의 부반송파에 할당해도 좋고, 복수의 부반송파에 할당해도 좋다.
여기서, 단일 반송파 신호와 OFDM 신호의 다중 방법에 대해 설명한다. 도 17에 제1의 다중 방법을 나타낸다. 이 도면에서는, 사용자＃1 및 사용자＃2의 제1 데이터(단일 반송파 신호)에는 등간격의 부반송파가 할당되고, 제2 데이터(OFDM 신호)에는 단일 반송파 신호에 이용되고 있는 성분 사이의 부반송파가 할당된다. 도 16에 나타낸 다중 방법도 도 17에 나타낸 제1의 다중 방법과 동일하다.
도 18에 제2의 다중 방법을 나타낸다. 이 도에서는, 사용자＃1 및 사용자＃2의 제1 데이터(단일 반송파 신호)에는 등간격의 부반송파가 할당되고, 제2 데이터(OFDM 신호)에는 단일 반송파 신호의 일부 부반송파를 치환하여 할당한다. 이로 말미암아, 도 19에 나타내는 바와 같이, 도 18에 있어서 신호가 할당되지않은 성분 에 다른 사용자(사용자＃3 및 사용자＃4)를 더 다중할 수 있게 되어, 수용 사용자 수를 증대시킬 수 있다. 여기서는, 사용자＃3및 사용자＃4는 단일 반송파 신호만을 송신하는 것으로 한다.
도 20에 제3의 다중 방법을 나타낸다. 이 도에서는, 사용자＃1 및 사용자＃2의 제1 데이터(단일 반송파 신호)에는 등간격의 부반송파가 할당되고, 제2 데이터(OFDM 신호)에는 다른 사용자의 단일 반송파 신호의 일부 부반송파와 동일한 부반송파가 할당된다. 이로 말미암아, 단일 반송파 신호를 송신하는 다른 사용자에 대해서 그 부반송파만 비송신한다는 취지의 통지를 생략할 수 있다.
여기서, 제3의 다중 방법에서는, 동일한 부반송파에 OFDM 신호와 단일 반송파 신호를 다중한다는 점에서, 이러한 신호간에서 간섭이 생긴다고 생각되겠지만, OFDM 신호가 단일 반송파 신호로부터 받는 간섭에 대해서는, 단일 반송파 신호의 부반송파당 전력이 작은 점을 고려하면 OFDM 신호에 중첩하는 간섭은 원래 작은 것이다. 또, 단일 반송파 신호의 전력이 떨어져 있는 부반송파(예를 들면, 수신 품질차가 10 dB이상 있는 부반송파)에 다른 사용자의 OFDM 신호를 할당하면, 간섭을 더욱 작게 할 수 있다. 한편, 단일 반송파 신호가 OFDM 신호로부터 받는 간섭에 대해서는, 무선 수신 장치(기지국)에 있어서 단일 반송파 신호를 복조할 때, 다른 사용자의 OFDM 신호가 할당되어 있는 부반송파를 0(널)로 치환하여 복조함으로써, 간섭의 영향을 작게 할 수 있다.
이 때, 무선 수신 장치(기지국)(460)의 구성은 도 21에 나타내는 바와 같이 되며, 널 부반송파 삽입부(461)를 구비한다. 널 부반송파 삽입부(461)는, 다른 사 용자의 OFDM 신호가 할당되어 있는 부반송파에 널을 삽입한다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 상향회선에 있어서도 사용자 간에서 단일 반송파 신호와 OFDM 신호를 다중하여 전송할 수 있기 때문에, 기지국에 있어서의 각 사용자의 PAPR의 증가를 억제하면서, 시스템 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 단일 반송파 전송으로서 IFDMA 방식을 이용하는 경우에 대해 설명했지만, 도 22에 나타내는 바와 같이, 1사용자당 국소적으로 모인 대역을 이용함으로써 주파수축상에서 사용자 다중하는 방식인 Localized FDMA 방식을 이용해도 좋다.
또, 본 실시형태에서는, 무선 수신 장치에 있어서 수신 처리를 매 사용자마다 행하도록 설명했지만, 사용자마다 수신 타이밍이 다른 경우가 있으므로, FFT 처리 및 주파수 등화 처리도 매 사용자마다 행하여도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 제2 데이터가 적응 변조되는 것으로서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않으며, 적응 변조되지 않는 경우도 이와 같이 실현할 수 있다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, PAPR를 저감하기 위해, 데이터량이 적은 정보를 제2 데이터로서 송신하고, 데이터량이 많은 정보를 제1 데이터로서 송신하도록 해도 좋다.
상기 각 실시형태에서는, 본 발명을 하드웨어로 구성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 소프트웨어로 실현되는 것도 가능하다.
또, 상기 각 실시형태의 설명에 이용한 각 기능 블록은, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화 되어도 좋고, 일부 또는 모두를 포함하도록 1칩화 되어도 좋다. 여기서는, LSI라고 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭되는 일도 있다.
또, 집적회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 좋다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블 프로세서를 이용해도 좋다.
또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별개 기술에 의해 LSI에 대체되는 집적회로화의 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용해 기능 블록의 집적화를 행하여도 좋다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
본 발명의 제1의 형태은, 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 무선 송신 장치에 있어서, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 제1 신호에 대해서 가하는 변환 수단과, 변환이 가해진 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑하는 매핑 수단과, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 상기 매핑 수단의 매핑에 의해 생성된 신호에 대해서 가하는 역변환 수단과, 역변환이 가해진 신호를 단일 반송파로 송신하는 송신 수단을 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서, 주파수 방향에 있어서 신호를 다중할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제2의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 매핑 수단은, 변환이 가해진 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분중 어느 것인가의 주파수 성분을, 제2 신호로 치환하는 무선 송신 장치이다.
본 발명의 제3의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 매핑 수단은, 변환이 가해진 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분중 어느 것인가의 주파수 성분을 솎아내는 솎아내기 수단과, 솎아내어진 주파수 성분에 해당하는 주파수에 제2 신호를 할당하는 할당 수단을 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분의 어느 것인가의 주파수 성분을 솎아내고, 솎아내어진 주파수 성분에 해당하는 주파수에 제2 신호를 매핑함으로써, 상기와 같은 작용 효과를 실현할 수 있다.
본 발명의 제4의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 솎아내기 수단에 의한 솎아내기가 행해지는 경우에, 제1 신호의 송신 전력을 제어하는 제어 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 솎아내기가 행해지는 경우에, 제1 신호의 송신 전력을 제어하기 때문에, 솎아내기가 행해진 경우의 수신기측에서의 오류율 특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 제5의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 제어 수단은, 어느 것인가의 주파수 성분이 솎아내어진 제1 신호의 송신 전력을, 제1의 신호에 미리 할당된 송신 전력과 동일한 값이 되도록 증가시키는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 어느 것인가의 주파수 성분이 솎아내어진 제1 신호의 송신 전력을, 제1 신호에 미리 할당된 송신 전력과 동일한 값이 되도록 증가시키기 때문에, 제1 신호의 총송신 전력을 일정하게 유지할 수 있음과 동시에 제1 신호에 미리 할당된 송신 전력을 낭비없이 사용할 수 있어, 수신기의 오류율 특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 제6의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 솎아내기 수단은, 상기 복수의 주파수 성분중 소정 주파수에 해당하는 주파수 성분을 솎아내는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분중 소정 주파수에 해당하는 주파수 성분을 솎아내기 때문에, 솎아내어진 주파수 성분에 해당하는 주파수에 관한 정보를 송수신기 간에서 시그널링하는 일 없이, 신호의 치환을 행할 수 있다.
본 발명의 제7의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 솎아내기 수단은, 최대전력 대 평균전력비에 대한 소정의 허용값에 기초하여 미리 결정된 수의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 솎아내는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 최대전력 대 평균전력비에 대한 소정의 허용값에 기초하여 미리 결정된 수의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 솎아내기 때문에, 예를 들면 PAPR가 허용값을 초과하지 않도록 주파수의 수가 결정된 경우, 앰프의 선형 영역의 확대를 막을 수 있다.
본 발명의 제8의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 복수의 주파수 성분에 각각 대응하는 복수의 주파수중, 상기 솎아내기 수단에 의해 솎아내어지는 주파수 성분에 해당하는 주파수를 가변 설정하는 설정 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 제1의 신호를 이루는 복수의 주파수 성분에 각각 대응하는 복수의 주파수중에서, 솎아내어지는 주파수 성분에 해당하는 주파수를 가변 설정하기 때문에, 복수의 주파수중에서 제2 신호를 매핑하는 주파수를 가변할 수 있어, 예를 들면 수신 품질이 일정 레벨보다 양호한 주파수가 선택되도록 가변 설정을 행했을 경우, 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제9의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 복수 주파수의 각각의 채널 품질을 취득하는 취득 수단을 더 가지며, 상기 설정 수단은, 취득된 채널 품질 중에서 가장 좋은 채널 품질을 가지는 주파수를 선택하는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 복수의 주파수의 각각의 채널 품질중에서 가장 좋은 채널 품질을 가지는 주파수를 선택하기 때문에, 가장 좋은 채널 품질을 가지는 주파수에 제2 신호를 매핑할 수 있어 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제10의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 복수 주파수의 각각의 채널 품질을 취득하는 취득 수단을 더 가지며, 상기 설정 수단은, 상기 복수의 주파수중에서 소정수의 주파수를, 취득된 채널 품질이 높은 순서로 선택하는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 복수의 주파수중에서 소정수의 주파수를, 취득된 채널 품질이 높은 순서로 선택하기 때문에, 복수의 주파수중에서 비교적 수신 품질이 양호한 주파수에 제2 신호를 매핑할 수 있어, 수신 품질이 양호한 주파수를 효과적으로 이용할 수 있어 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제11의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 설정 수단은, 설정하는 주파수의 수를, 최대전력 대 평균전력비에 대한 소정의 허용값에 기초하여 결정하는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 선택하는 주파수의 수를, 최대전력 대 평균전력비 즉 PAPR에 대한 소정의 허용값에 기초하여 결정하기 때문에, 예를 들면 PAPR가 허용값을 초과하지 않도록 주파수의 수를 결정하는 경우, 앰프의 선형 영역의 확대를 막을 수 있다.
본 발명의 제12의 형태는, 상기 구성에 있어서, 고정 전송 레이트로 전송해야 할 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 가변 전송 레이트로 전송해야 할 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 고정 전송 레이트로 전송해야 할 신호와 가변 전송 레이트로 전송해야 할 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제13의 형태는, 상기 구성에 있어서, 제어 정보를 전송하는 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 사용자 데이터를 전송하는 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 제어 정보를 전송하는 신호와 사용자 데이터를 송신하는 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제14의 형태는, 상기 구성에 있어서, 멀티캐스트 데이터 또는 브로드캐스트 데이터를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 유니캐스트 데이터를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 복수 사용자앞 신호인 멀티캐스트 데이터 또는 브로드캐 스트 데이터와 개별 사용자앞 신호인 유니캐스트 데이터를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제15의 형태는, 상기 구성에 있어서, 개런티형 통신 시스템으로 전송해야 할 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 베스트 에포트형 통신 시스템으로 전송해야 할 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 개런티형 통신 시스템으로 전송해야 할 신호와 베스트 에포트형 통신 시스템으로 전송해야 할 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제16의 형태는, 상기 구성에 있어서, 단일 반송파로 전송해야 할 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 복수 반송파로 전송해야 할 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 단일 반송파로 전송해야 할 신호와 복수 반송파로 전송해야 할 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제17의 형태는, 상기 구성에 있어서, 데이터 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 파일럿 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 데이터 신호와 파일럿 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제18의 형태는, 상기 구성에 있어서, 주파수 간에서 공통되게 설 정된 변조 방식으로 제1 신호를 변조함과 동시에, 주파수마다 개별적으로 설정된 변조 방식으로 제2 신호를 변조하는 변조 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 주파수 간에서 공통되게 설정된 변조 방식으로 변조된 신호와 주파수마다 개별적으로 설정된 변조 방식으로 변조된 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제19의 형태는, 상기 구성에 있어서, 주파수 간에서 공통되게 설정된 부호화율로 제1의 신호를 부호화함과 동시에, 주파수마다 개별적으로 설정된 부호화율로 제2의 신호를 부호화하는 부호화 수단을 더 가지는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 주파수 간에서 공통되게 설정된 부호화율로 부호화된 신호와 주파수마다 개별적으로 설정된 부호화율로 부호화된 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제20의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 매핑 수단은, 변환이 가해진 제1 신호에 제2 신호를 삽입하는 무선 송신 장치이다.
이 구성에 의하면, 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분의 어느 것인가를 솎아내는 일 없이, 제1 신호와 제2 신호를 주파수 방향에 있어서 다중 할 수 있어, 제1 신호의 품질의 열화를 회피할 수 있다.
본 발명의 제21의 형태는, 단일 반송파로 송신된 신호로서, 서로 다른 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑함으로써 생성된 신호를 수신하는 수신 수단과, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을, 수신 신호에 대해서 가하는 변환 수단과, 변환이 가해진 수신 신호로부터, 제1 신호 및 제2 신호를 추출하는 추출 수단과, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 추출된 제1 신호에 대해서 가하는 역변환 수단을 가지는 무선 수신 장치이다.
이 구성에 의하면, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서 주파수 방향에 있어서 다중된 신호를 각각 수신할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제22의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 수신 수단은, 복수의 사용자로부터 송신된 단일 반송파 신호 및 OFDM 신호를 수신하는 무선 수신 장치이다.
이 구성에 의하면, 복수의 사용자로부터 송신된 단일 반송파 신호와 OFDM 신호가 주파수 방향에 있어서 다중된 신호를 각각 수신할 수 있다.
본 발명의 제23의 형태는, 상기 구성에 있어서, 매 사용자마다 단일 반송파 신호 및 OFDM 신호를 할당하는 할당 수단을 더 가지는 무선 수신 장치이다.
이 구성에 의하면, 매 사용자마다 단일 반송파 신호 및 OFDM 신호를 할당함으로써, 복수의 사용자로부터 송신된 단일 반송파 신호와 OFDM 신호를 주파수 방향에 있어서 다중할 수 있다.
본 발명의 제24의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 할당 수단은, 수신 신호의 수신 품질이 소정의 임계값 이상이 되는 사용자에게는 OFDM 신호를 할당하고, 수신 품질이 상기 임계값 미만이 되는 사용자에게는 단일 반송파 신호를 할당하는 무선 수신 장치이다.
본 발명의 제25의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 할당 수단은, 사용자로부터 송신되는 데이터의 데이터량 또는 데이터 종별에 따라 단일 반송파 신호 또는 OFDM 신호를 할당하는 무선 수신 장치이다.
이러한 구성에 의하면, OFDM 신호를 할당함으로서, 스루풋을 향상시킬 수 있으며, 단일 반송파 신호를 할당함으로써, 수신 품질을 향상시킬 수 있으므로, 수신 품질, 데이터량, 데이터 종별에 따라 적절하게 단일 반송파 신호 또는 OFDM 신호를 할당할 수 있다.
본 발명의 제26의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 할당 수단은, 어느 사용자의 단일 반송파 신호의 일부 주파수 성분에 다른 사용자의 OFDM 신호를 겹쳐서 할당하는 무선 수신 장치이다.
이 구성에 의하면, OFDM 신호가 겹쳐진 주파수 성분의 단일 반송파 신호는 비송신(非送信)으로 할 필요가 없기 때문에, 이 단일 반송파 신호를 송신하는 사용자에 대해서, 이 단일 반송파 신호를 비송신 한다는 취지의 통지를 생략할 수 있다.
본 발명의 제27의 형태는, 상기 구성에 있어서, 상기 할당 수단은, 단일 반송파 신호로서 등간격으로 분산한 스펙트럼을 가지는 IFDMA 신호를 할당하는 무선 수신 장치이다.
이 구성에 의하면, IFDMA 원리를 이용하여, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제할 수 있다.
본 발명의 제28의 형태는, 상기의 무선 수신 장치를 가지는 무선 통신 기지 국 장치이다.
이 구성에 의하면, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서 주파수 방향에 있어서 다중된 신호를 각각 수신할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제29의 형태는, 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 무선 송신 방법에 있어서, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 제1 신호에 대해서 가하는 변환 스텝과, 변환이 가해진 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑하는 매핑 스텝과, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 매핑에 의해 생성된 신호에 대해서 가하는 역변환 스텝과, 역변환이 가해진 신호를 단일 반송파로 송신하는 송신 스텝을 가지는 무선 송신 방법이다.
이 방법에 의하면, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서, 주파수 방향에 있어서 신호를 다중할 수 있어, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제30의 형태는, 서로 다른 제1 신호와 제2의 신호를 서로 다른 주파수에 매핑함으로써 생성된 신호로서 단일 반송파로 송신된 신호를 수신하는 수신 스텝과, 시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을, 수신 신호에 대해서 가하는 변환 스텝과, 변환이 가해진 수신 신호로부터 제1 신호 및 제2 신호를 추출하는 추출 스텝과, 주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 추출된 제1 신호에 대해서 가하는 역변환 스텝을 가지는 무선 수신 방법이다.
이 방법에 의하면, 단일 반송파 전송에 있어서의 피크 전력의 증가를 억제하면서 주파수 방향에 있어서 다중된 신호를 각각 수신할 수 있어, 스루풋을 향상시 킬 수가 있다.
본 명세서는, 2004년 7월 29일에 출원한 특허출원 2004－221587, 2005년 3월 8일에 출원한 특허출원 2005－064183 및 2005년 7월 20일에 출원한 특허출원 2005－210253에 기초하고 있는 것이다. 이 내용은 모두 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명의 무선 송신 장치 및 무선 수신 장치는, 단일 반송파 주파수 등화 기술을 적용한 이동 통신 시스템에 이용되는 기지국 장치 또는 이동국 장치 등에 적용할 수 있다.

Claims (30)

  1. 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 무선 송신 장치에 있어서,
    시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 제1 신호에 대해서 가하는 변환 수단과,
    변환이 가해진 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑하는 매핑 수단과,
    주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 상기 매핑 수단의 매핑에 의해 생성된 신호에 대해서 가하는 역변환 수단과,
    역변환이 가해진 신호를 단일 반송파로 송신하는 송신 수단을 가지는 무선 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매핑 수단은,
    변환이 가해진 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분중 어느 것인가의 주파수 성분을, 제2 신호로 치환하는 무선 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매핑 수단은,
    변환이 가해진 제1 신호를 이루는 복수의 주파수 성분의 어느 것인가의 주파 수 성분을 솎아내는 솎아내기 수단과,
    솎아내어진 주파수 성분에 해당하는 주파수에 제2 신호를 할당하는 할당 수단을 가지는 무선 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 솎아내기 수단에 의한 솎아내기가 행해지는 경우에, 제1 신호의 송신 전력을 제어하는 제어 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    어느것인가의 주파수 성분이 솎아내어진 제1 신호의 송신 전력을, 제1 신호에 미리 할당된 송신 전력과 동일한 값이 되도록 증가시키는, 무선 송신 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 솎아내기 수단은,
    상기 복수의 주파수 성분중 소정 주파수에 해당하는 주파수 성분을 솎아내는, 무선 송신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 솎아내기 수단은,
    최대전력 대 평균전력비에 대한 소정 허용값에 기초하여 미리 결정된 수의 주파수에 해당하는 주파수 성분을 솎아내는, 무선 송신 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 성분에 각각 대응하는 복수의 주파수중, 상기 솎아내기 수단에 의해 솎아내어지는 주파수 성분에 해당하는 주파수를 가변 설정하는 설정 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 주파수의 각각의 채널 품질을 취득하는 취득 수단을 더 가지고,
    상기 설정 수단은,
    취득된 채널 품질 중에서 가장 좋은 채널 품질을 가지는 주파수를 선택하는, 무선 송신 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 주파수의 각각의 채널 품질을 취득하는 취득 수단을 더 가지고,
    상기 설정 수단은,
    상기 복수의 주파수중 소정수의 주파수를, 취득된 채널 품질이 높은 순서로 선택하는, 무선 송신 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 설정 수단은,
    설정하는 주파수의 수를, 최대전력 대 평균전력비에 대한 소정의 허용값에 기초하여 결정하는, 무선 송신 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    고정 전송 레이트로 전송해야 할 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 가변 전송 레이트로 전송해야 할 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    제어 정보를 전송하는 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 사용자 데이터를 전송하는 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    멀티캐스트 데이터 또는 브로드캐스트 데이터를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 유니캐스트 데이터를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    개런티형 통신 시스템으로 전송해야 할 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 베스트 에포트형 통신 시스템으로 전송해야 할 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    단일 반송파로 전송해야 할 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 복수 반송파로 전송해야 할 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    데이터 신호를 제1 신호로서 취득함과 동시에, 파일럿 신호를 제2 신호로서 취득하는 데이터 취득 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    주파수 간에서 공통되게 설정된 변조 방식으로 제1 신호를 변조함과 동시에, 주파수마다 개별적으로 설정된 변조 방식으로 제2 신호를 변조하는 변조 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    주파수 간에서 공통되게 설정된 부호화율로 제1 신호를 부호화함과 동시에, 주파수마다 개별적으로 설정된 부호화율로 제2신호를 부호화하는 부호화 수단을 더 가지는, 무선 송신 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 매핑 수단은,
    변환이 가해진 제1 신호에 제2신호를 삽입하는, 무선 송신 장치.
  21. 단일 반송파로 송신된 신호로서, 서로 다른 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑함으로써 생성된 신호를 수신하는 수신 수단과,
    시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을, 수신 신호에 대해서 가하는 변환 수단과,
    변환이 가해진 수신 신호로부터 제1 신호 및 제2 신호를 추출하는 추출 수단과,
    주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 추출된 제1 신호에 대해서 가하는 역변환 수단을 가지는 무선 수신 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 수신 수단은,
    복수의 사용자로부터 송신된 단일 반송파 신호 및 OFDM 신호를 수신하는, 무 선 수신 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    매 사용자마다 단일 반송파 신호 및 OFDM 신호를 할당하는 할당 수단을 더 가지는 무선 수신 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 할당 수단은,
    수신 신호의 수신 품질이 소정의 임계값 이상이 되는 사용자에게는 OFDM 신호를 할당하고, 수신 품질이 상기 임계값 미만이 되는 사용자에게는 단일 반송파 신호를 할당하는, 무선 수신 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 할당 수단은,
    사용자로부터 송신되는 데이터의 데이터량 또는 데이터 종별에 따라 단일 반송파 신호 또는 OFDM 신호를 할당하는, 무선 수신 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 할당 수단은,
    어느 사용자의 단일 반송파 신호의 일부 주파수 성분에 다른 사용자의 OFDM 신호를 겹쳐서 할당하는, 무선 수신 장치.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 할당 수단은,
    단일 반송파 신호로서 등간격으로 분산한 스펙트럼을 가지는 IFDMA 신호를 할당하는 무선 수신 장치.
  28. 청구항 23에 기재한 무선 수신 장치를 가지는 무선 통신 기지국 장치.
  29. 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 무선 송신 방법에 있어서,
    시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을 제1 신호에 대해서 가하는 변환 스텝과,
    변환이 가해진 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑하는 매핑 스텝과,
    주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 매핑에 의해 생성된 신호에 대해서 가하는 역변환 스텝과,
    역변환이 가해진 신호를 단일 반송파로 송신하는 송신 스텝을 가지는 무선 송신 방법.
  30. 서로 다른 제1 신호와 제2 신호를 서로 다른 주파수에 매핑함으로써 생성된 신호로서 단일 반송파로 송신된 신호를 수신하는 수신 스텝과,
    시간 영역으로부터 주파수 영역으로의 변환을, 수신 신호에 대해서 가하는 변환 스텝과,
    변환이 가해진 수신 신호로부터 제1 신호 및 제2 신호를 추출하는 추출 스텝과,
    주파수 영역으로부터 시간 영역으로의 역변환을, 추출된 제1 신호에 대해서 가하는 역변환 스텝을 가지는 무선 수신 방법.
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