KR20070122462A - Ｍｉｍｏ 송신 장치, ｍｉｍｏ 수신 장치 및 재송 방법 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 송신 장치, ｍｉｍｏ 수신 장치 및 재송 방법 Download PDF

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KR20070122462A
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transmission
mimo
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마사유키 호시노
료헤이 기무라
야스아키 유다
도모히로 이마이
겐이치 미요시
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감하는 MIMO 송신 장치를 개시한다. 버퍼(104)는 인터리브 후의 송신 비트를 재송에 대비하여 일시적으로 기억한다. 부호어내 인터리버(105)는 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 심볼에 포함되는 전부의 비트를 단위로 한 인터리브를 행한다. 또, 부호어내 인터리버(105)는, 부호어내 인터리브를 행할 때에, 인터리브 패턴 테이블(107)로부터 통지되는 인터리브 패턴에 따른 인터리브를 행한다. 카운터(106)는, 재송 요구를 카운트하여, 재송 횟수를 인터리브 패턴 테이블(107)에 출력한다. 인터리브 패턴 테이블(107)은, 재송 횟수별로 부호어내 인터리브에 사용하는 인터리브 패턴을 기억하고 있어, 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴을 부호어내 인터리버(105)에 통지한다.

Description

ＭＩＭＯ 송신 장치, ＭＩＭＯ 수신 장치 및 재송 방법{MIMO TRANSMITTING APPARATUS, MIMO RECEIVING APPARATUS, AND RETRANSMITTING METHOD}
본 발명은 MIMO(Multi Input Multi Output) 송신 장치, MIMO 수신 장치 및 재송 방법에 관한 것으로서, 특히 송신되는 비트를 인터리브(interleave)하여 오류를 랜덤(random)화하는 MIMO 송신 장치, MIMO 수신 장치 및 재송(再送) 방법에 관한 것이다.
최근, 무선 통신에 있어서는, 전송 효율의 향상을 꾀할 수 있는 기술로서 MIMO 통신이 주목되고 있다. MIMO 통신에 있어서는, 복수의 송신 안테나를 구비한 송신 장치가 각 송신 안테나에서 복수의 비트로 구성된 스트림(stream)을 동시에 송신하고, 복수의 수신 안테나를 구비한 수신 장치가 송신 장치에 있어서의 스트림을 분리하고, 분리 후의 스트림을 복조한다. 따라서, 송신 장치의 모든 송신 안테나에서 서로 다른 스트림이 동시에 송신될 경우, 이론적으로는 송신 안테나가 1개인 경우에 비해 전송 효율을 송신 안테나수 배(倍)로 향상시킬 수 있다.
또, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 각 송신 안테나의 송신 전력에 차(差)를 두어, 중요도가 높은 비트로 되어 있는 스트림을 송신 전력이 높은 송신 안테나에서 송신하고, 중요도가 낮은 비트로 되어 있는 스트림을 송신 전력이 낮은 송신 안테나에서 송신함으로써, MIMO 통신에 있어서의 전체적인 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 특허 문헌 1에는, 수신 장치로부터 재송 요구가 피드백된 경우, 송신 장치는, 각 스트림을 전회(前回) 송신시와는 다른 송신 안테나에서 송신하는 것이 개시되어 있다. 이에 의해, 특정 스트림만이 연속해서 잘못될 가능성을 낮추어, 재송 횟수를 삭감할 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-72427호 공보
발명의 개시
발명이 해결하려고 하는 과제
그렇지만, 상기 종래의 기술에 있어서는, 스트림 단위로 송신 안테나를 전환하는 등의 간단한 제어만이 행해지고 있어, 오류율 특성의 향상이나 재송 횟수의 삭감에는 한계가 있다고 하는 문제가 있다. 즉, 재송시마다 송신 안테나를 전환하는 경우, 예를 들면 오류 정정 부호화 등에 있어서의 한 덩어리의 비트로 되어 있는 스트림을 단위로 하여 송신 안테나를 전환하기 때문에, 유연한 제어를 행하지 못하고, 시시각각으로 변화하는 전파 환경에 제어를 추종할 수 없는 일이 있다. 그 결과, 재송 횟수를 충분히 삭감할 수 없는 일이 있다.
본 발명의 목적은, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있는 MIMO 송신 장치, MIMO 수신 장치 및 재송 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 따른 MIMO 송신 장치는, 복수의 송신 안테나를 구비하는 MIMO 송신 장치로서, 정보 비트를 오류 정정 부호화하여 송신 비트를 생성하는 오류 정정 부호화 수단과, 생성된 송신 비트 중 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 분량의 비트로 되어 있는 부호어(符號語) 내(內)의 인터리브를 행하는 인터리브 수단과, 인터리브 후의 부호어에 포함된 전부의 비트를 상기 복수의 안테나에서 동시에 송신하는 송신 수단을 가지며, 상기 인터리브 수단은, 상기 부호어를 재송하는 경우, 전회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 구성을 취한다.
본 발명에 따른 재송 방법은, 복수의 송신 안테나를 구비하는 MIMO 송신 장치에 있어서의 재송 방법으로서, 정보 비트를 오류 정정 부호화하여 송신 비트를 생성하는 스텝과, 생성된 송신 비트 중 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 분량의 비트로 되어있는 부호어내의 인터리브를 행하는 스텝과, 인터리브 후의 부호어에 포함되는 전부의 비트를 상기 복수의 안테나에서 동시에 송신하는 스텝과, 상기 부호어를 재송하는 경우, 전회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 스텝을 가지도록 했다.
이에 의하면, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 부호어 내의 인터리브를 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 행하기 때문에, 1 심볼 시간으로 송신되는 수십 비트 단위로의 세세한 제어를 행할 수 있음과 동시에, 재송시마다 각 비트에 있어서의 오류 발생을 균등하게 할 수 있다. 그 결과, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 MIMO 송신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 실시형태 1에 따른 인터리브 패턴 테이블의 일례를 나타내는 도면,
도 3은 실시형태 1에 따른 MIMO 수신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 실시형태 1에 따른 재송을 수반하는 동작을 나타내는 순서도,
도 5(a)는 실시형태 1에 따른 인터리브 패턴의 일례를 나타내는 도면,
도 5(b)는 도 5(a)에 계속되는 도면,
도 5(c)는 도 5(b)에 계속되는 도면,
도 6(a)는 실시형태 1에 따른 인터리브 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면,
도 6(b)는 도 6(a)에 계속되는 도면,
도 6(c)는 도 6(b)에 계속되는 도면,
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 따른 MIMO 송신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도,
도 8은 실시형태 2에 따른 인터리브 패턴 테이블의 일례를 나타내는 도면,
도 9는 실시형태 2에 따른 MIMO 수신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 본 발명의 실시형태 3에 따른 MIMO 수신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 골자는, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 전부의 비트를 단위로 하여, 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 인터리브를 행하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(실시형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 따른 MIMO 송신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타내는 MIMO 송신 장치는, FEC(Forward Error Correction : 전방 오류 정정) 부호화부(101), 레이트 매칭(rate matching)부(102), 인터리버(103), 버퍼(buffer)(104), 부호어내 인터리버(105), 카운터(counter)(106), 인터리브 패턴 테이블(Interleave Pattern Table)(107), 비트 분배부(108), 변조부(109-1~109-m) 및 송신 RF(Radio Frequency : 무선 주파수)부(110-1~110-m)를 가지고 있다.
FEC 부호화부(101)는, 정보 비트에 대한 오류 정정 부호화를 행하여, 정보 비트에 용장(冗長) 비트를 더한 송신 비트를 레이트 매칭부(102)에 출력한다.
레이트 매칭부(102)는, 송신 비트에 대한 리피티션(Repetition) 및 펑처링(puncturing)을 행하여, 송신 신호의 부호화율을 조정한다(레이트 매칭).
인터리버(103)는, 레이트 매칭 후의 송신 비트에 포함되는 정보 비트 및 용장 비트의 순서를 배치 변경하여(인터리브), 버스트(burst) 오류에 대한 내성(耐性)을 높인다.
버퍼(buffer)(104)는 인터리브 후의 송신 비트를 재송에 대비하여 일시적으로 기억한다. 그리고, 버퍼(104)는, 통신 상대가 되는 MIMO 수신 장치로부터의 재송 요구가 입력되면, 기억한 송신 비트를 부호어내(符號語內) 인터리브(Interleaver) (105)에 출력한다.
부호어내 인터리버(105)는, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 심볼에 포함된 전부의 정보 비트 및 용장 비트를 단위로 한 인터리브를 행한다. 즉, 부호어내 인터리버(105)는, 예를 들면 모든 송신 안테나로부터 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된 서로 다른 심볼이 동시에 송신될 경우, (2비트×송신 안테 나 수)의 비트를 단위로 한 인터리브를 행한다.
또 다른 예를 들면, QPSK로 변조된 서로 다른 심볼과 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)으로 변조된 서로 다른 심볼이 각각 절반수씩의 송신 안테나에서 동시에 송신될 경우는, 부호어내 인터리버(105)는, (2비트×송신 안테나수/2＋4비트×송신 안테나수/2)의 비트를 단위로 한 인터리브를 행한다. 즉, 부호어내 인터리버(105)에 있어서의 인터리브의 단위가 되는 비트수는, 송신 안테나수와 변조 다치수로 결정된다.
다만, 복수의 송신 안테나에서 동일한 심볼이 송신될 경우는, 이들 송신 안테나에서 동시에 송신되는 심볼을 모아 1개로 간주한다. 즉, 예를 들면 전부의 송신 안테나에서 QPSK로 변조된 동일한 심볼이 동시에 송신되는 경우는, 부호어내 인터리버(105)는, 송신 안테나수와 상관없이 2비트를 단위로 한 인터리브를 행한다. 또한, 이 인터리브 단위를 이하에서는 「부호어」라고 한다.
또, 부호어내 인터리버(105)는, 부호어 내의 인터리브를 행할 때에, 인터리브 패턴 테이블(107)로부터 통지되는 인터리브 패턴에 따른 인터리브를 행한다. 후술하는 바와 같이, 인터리브 패턴 테이블(107)로부터는, 부호어 내의 각 비트가 재송시마다 다른 위치로 배치 변경되는 인터리브 패턴이 통지된다.
카운터(106)는, MIMO 수신 장치로부터의 재송 요구를 카운트하여, 재송 횟수를 인터리브 패턴 테이블(107)에 출력한다.
인터리브 패턴 테이블(107)은, 재송 횟수별로 부호어내 인터리브에 이용할 인터리브 패턴을 기억하고 있어, 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴을 부호어내 인터 리버(105)에 통지한다. 즉, 인터리브 패턴 테이블(107)은, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 재송 횟수 0, 1, 2, …에 대해서 각각 패턴 0, 1, 2, …의 인터리브 패턴을 대응시켜 기억하고 있다. 그리고, 각 재송 횟수에 따른 패턴 0, 1, 2, …는, 각각 다르며, 부호어 내의 각 비트가 재송시마다 다른 위치로 배치 변경되게 된다.
비트 분배부(108)는 부호어에 포함되는 정보 비트 및 용장 비트를 변조부(109-1~109-m)에 분배하여 출력한다. 이 때, 비트 분배부(108)는 변조부(109-1~109-m) 각각에 있어서의 변조 방식에 따라 1 심볼분의 비트를 분배한다. 즉, 예를 들면 QPSK에 의해 변조를 행하는 변조부에는 2비트를 출력하고, 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)에 의해 변조를 행하는 변조부에는 4비트를 출력한다. 상술한 바와 같이, 부호어란 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 심볼에 포함되는 전부의 비트를 가리키고 있기 때문에, 비트 분배부(108)는 부호어에 포함되는 전부의 비트를 1 심볼씩 각 변조부(109-1~109-m)에 분배하게 된다.
또, 비트 분배부(108)는, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 서로 다른 심볼의 수(이하, 「공간 다중수(空間 多重數)」라고 함)를 고려하여, 비트의 분배를 행한다. 일반적으로, MIMO 송신 장치와 MIMO 수신 장치 사이의 전파로에 독립된 경로(path)가 많으면, 복수의 송신 안테나로부터 송신된 심볼을 MIMO 수신 장치에 있어서 정밀도 좋게 분리할 수 있다. 그렇지만, 전파로에 독립된 경로가 적으면, 각 송신 안테나로부터 송신된 심볼을 정밀도 좋게 분리할 수 없다.
그래서, 전파로에 독립된 경로가 많을 경우는, 복수의 송신 안테나에서 서로 다른 심볼이 동시에 송신되어 전송 효율의 향상이 도모되는 일이 있다. 한편, 전파로에 독립된 경로가 적을 경우는, 복수의 송신 안테나에서 동일한 심볼이 동시에 송신되어 다이버시티에 의한 오류율 특성의 향상이 도모되는 일이 있다.
이 때문에, 비트 분배부(108)는, 복수의 송신 안테나에서 동일한 심볼이 동시에 송신될 경우는, 필요에 따라서 부호어에 포함되는 비트를 복제(複製)하여, 각 비트를 동일 심볼을 동시에 송신하는 송신 안테나에 대응된 변조부에 출력한다. 환언하면, 비트 분배부(108)는, 부호어에 포함되는 전부의 비트를 공간 다중수분으로 분배하고, 필요에 따라 비트의 복제를 행하여, 각 비트를 변조부(109-1~109-m)에 출력한다.
변조부(109-1~109-m)는, 비트 분배부(108)로부터 출력된 비트를 변조하여, 심볼을 생성한다. 각 변조부(109-1~109-m)에 있어서의 변조 방식은 동일한 것이라도 서로 다른 것이라도 좋다.
송신 RF부(110-1~110-m)는, 변조부(109-1~109-m)에 의해 생성된 심볼에 대해서 소정의 무선 송신 처리(D/A 변환, 업 컨버트 등)를 실시하여, 무선 송신 처리 후의 심볼을 각각 대응하는 송신 안테나에서 송신한다.
또한, 도 1에 나타내는 MIMO 송신 장치는, 도시하지 않은 제어 신호 생성부에 있어서, 레이트 매칭부(102)에 의해 결정된 부호화율과, 펑처링시의 정보 비트의 우선도와, 용장 비트의 송신 개시 위치를 포함한 부호화 정보, 카운터(106)에 의해 카운트된 재송 횟수 정보, 비트 분배부(108)에 있어서의 공간 다중수 정보 및 각 변조부(109-1~109-m)에 있어서의 변조 방식 정보 등으로 되어 있는 제어 신호를 생성하여, 송신 RF부(110-1~110-m)에서 송신 안테나를 경유하여 송신한다.
도 3은 실시형태 1에 따른 MIMO 수신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 나타내는 MIMO 수신 장치는, 수신 RF부(201-1~201-n), 제어 신호 복조부(202), MIMO 복조부(203), 인터리브 패턴 테이블(204), 부호어내 디인터리버(de-interleaver)(205), 디인터리버(206), 레이트 디매칭부(de-matching)(207), 우도(尤度) 생성부 (208), 우도 기억부(209), FEC 복호화부(210), 오류 검출부(211), 및 재송 요구 생성부(212)를 가지고 있다.
수신 RF부(201-1~201-n)는, 각각 대응하는 수신 안테나에서 신호를 수신하고, 수신 신호에 대해서 소정의 무선 수신 처리(다운 컨버트(down-convert), A/D 변환 등)를 실시한다. 각 수신 RF부(201-1~201-n)에 의해 수신된 수신 신호에는, MIMO 송신 장치의 각 송신 안테나에서 송신된 심볼이 혼재해 있다.
제어 신호 복조부(202)는, 각 수신 안테나에 의해 수신된 제어 신호를 복조하여, 제어 신호에 포함되는 공간 다중수 및 변조 방식 정보를 MIMO 복조부(203)에 통지하고, 재송 횟수 정보를 인터리브 패턴 테이블(204)에 통지하고, 부호화 정보를 레이트 디매칭부(207)에 통지한다.
MIMO 복조부(203)는, 공간 다중수 및 변조 방식 정보를 이용해, 송신측의 각 송신 안테나에서 송신된 심볼을 분리하여 복조하고, 복조된 비트를 동시에 송신된 전부의 심볼에 포함된 정보 비트 및 용장 비트(즉, 부호어)를 단위로 하여 부호어내 디인터리버(205)에 출력한다. 또한, MIMO 복조부(203)는, 복수의 송신 안테나에서 동일한 심볼이 동시에 송신되고 있을 경우, 이러한 심볼을, 예를 들면 최대비 합성 등을 하고, 합성 후의 심볼을 복조한다.
인터리브 패턴 테이블(204)은, MIMO 송신 장치가 가지는 인터리브 패턴 테이블(107)과 동일하게, 재송 횟수별 부호어내 인터리브에 이용되는 인터리브 패턴을 기억하고 있다. 그리고, 인터리브 패턴 테이블(204)은 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴을 부호어내 디인터리버(205)에 통지한다.
부호어내 디인터리버(205)는, 인터리브 패턴 테이블(204)로부터 통지되는 인터리브 패턴에 따른 인터리브가 실시되어 있는 부호어를 디인터리브한다. 즉, 부호어내 디인터리버(205)는, 송신측의 부호어내 인터리버(105)에 의해 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 인터리브되어 있는 부호어 내의 비트를 원래로 되돌리도록 배치 변경한다.
디인터리버(206)는, 부호어내 디인터리브 후의 정보 비트 및 용장 비트를 복수 심볼분 축적하고, 송신측 인터리버(103)에 의한 인터리브를 원래로 되돌리도록 배치 변경한다.
레이트 디매칭부(207)는, 부호화 정보에 기초하여, 리피티션된 비트를 삭제하고, 펑처링된 비트를 보충한다. 리피티션 및 펑처링의 패턴에 대해서는, 부호화 정보에 포함되는 부호화율·펑처링시의 정보 비트의 우선도 및 용장 비트의 송신 개시 위치 등으로부터 한가지로 구할 수 있다.
우도 생성부(208)는, 레이트 디매칭 후의 각 비트를 연판정하여, 각 비트에 대응하는 우도값을 산출해서 우도 기억부(209) 및 FEC 복호화부(210)에 출력한다. 또, 우도 생성부(208)는, 재송된 비트에 관해서는, 전회의 연판정시까지 얻어진 우 도값과 이번 연판정에 의해 얻어진 우도값을 합성하고, 얻어진 합성 우도값을 우도 기억부(209) 및 FEC 복호화부(210)에 출력한다.
우도 기억부(209)는 우도 생성부(208)에 의해 생성된 우도값 또는 합성 우도값을 다음번 재송에 대비하여 기억한다.
FEC 복호화부(210)는, 정보 비트 및 용장 비트에 대응하는 우도값 또는 합성 우도값을 이용해 오류 정정 복호화를 행하고, 오류 정정 복호 후의 정보 비트에 대응하는 우도값을 경판정하여, 얻어진 정보 비트를 오류 검출부(211)에 출력한다.
오류 검출부(211)는, 정보 비트에 부가되어 있는 CRC(Cyclic Redundancy Check : 순환 잉여 검사) 부호 등의 오류 검출 부호를 이용해 정보 비트의 오류를 검출한다. 그리고, 오류 검출부(211)는, 오류 검출 결과를 재송 요구 생성부(212)에 통지함과 동시에, 오류가 검출되지 않았을 경우에는, 정보 비트를 수신 데이터로서 출력한다.
재송 요구 생성부(212)는, 오류 검출의 결과, 정보 비트에 오류가 검출되었을 경우에는, MIMO 송신 장치에 피드백하는 재송 요구를 생성한다. 생성된 재송 요구는 도시하지 않은 송신부로부터 MIMO 송신 장치에 송신된다.
이어서, 상기와 같이 구성된 MIMO 송수신 장치에 의한 재송을 수반하는 동작을 도 4에 나타내는 순서도를 참조하면서 설명한다.
우선, MIMO 송신 장치에 있어서, 정보 비트가 FEC 부호화부(101)에 의해 오류 정정 부호화되고(301), 정보 비트 및 용장 비트로 되어 있는 송신 비트가 레이트 매칭부(102)에 의해 레이트 매칭되어 인터리버(103)에 의해 인터리브된다.
인터리브된 송신 비트는, 재송에 대비하여 버퍼(104)에 기억되고, 부호어내 인터리버(105)에 의해, 복수의 송신 안테나로부터 동시에 송신되는 심볼이 되는 비트, 즉 부호어를 단위로 한 인터리브가 행해진다(302). 이 때, 인터리브 패턴 테이블(107)에 기억된 재송 횟수별 인터리브 패턴에 따라 부호어 내의 각 비트가 배치 변경된다. 여기에서는 첫회 송신이기 때문에, 재송 횟수가 0에 대응하는 인터리브 패턴에 따른 부호어내 인터리브가 행해진다. 즉, 인터리브 패턴 테이블(107)이, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같을 경우, 재송 횟수 0에 대응하는 패턴 0에 따라 부호어 내의 각 비트에 대한 인터리브가 행해진다.
그리고, 부호어내 인터리브가 행해지면, 비트 분배부(108)에 의해 부호어 내의 각 비트가 각 송신 안테나에 분배된다. 상술한 바와 같이, 비트 분배부(108)에 의한 비트의 분배는 변조부(109-1~109-m)에 있어서의 각각의 변조 방식 및 공간 다중수에 따라 행해진다. 구체적으로는, 각 변조부의 변조 방식에 있어서 1 심볼에 상당하는 수의 비트가 각각 변조부(109-1~109-m)에 출력된다. 또, 동일한 심볼을 송신하는 송신 안테나에 대응하는 변조부에 대해서는, 이 심볼을 구성하는 비트가 복제되어, 얻어진 동일한 비트가 각각의 변조부에 출력된다.
이와 같이 하여 1 심볼분의 비트가 변조부(109-1~109-m)에 출력되면, 변조부(109-1~109-m) 및 송신 RF부(110-1~110-m)에 의해 변조 등의 송신 처리가 행해져(303), 부호어 내의 전부의 비트에 대응하는 복수 심볼이 각 송신 안테나에서 동시에 송신된다(304). 또, 도시하지 않은 제어 신호 생성부에 의해 생성된, 부호화 정보, 재송 횟수 정보, 공간 다중수 정보, 및 변조 방식 정보를 포함한 제어 신호 가 동시에 송신된다(305).
복수의 송신 안테나에서 송신된 복수의 심볼 및 제어 신호는, MIMO 수신 장치에 있어서의 수신 안테나를 경유하여 수신 RF부(201-1~ 201-n)에 수신되어, 제어 신호는 제어 신호 복조부(202)에 출력되고, 복수 심볼이 혼재하는 각 수신 안테나에 있어서의 수신 신호가 MIMO 복조부(203)에 출력된다.
그리고, 제어 신호 복조부(202)에 의한 제어 신호의 복조 후, 송신측의 변조부(109-1~109-m)에 있어서의 변조 방식 및 공간 다중수가 MIMO 복조부(203)에 통지되고, MIMO 복조부(203)에 의해 수신 신호 중에 혼재해 있는 복수의 심볼의 분리·복조가 행해진다(306). 이에 의해, 송신측의 각 송신 안테나에서 동시에 송신된 각각의 심볼에 포함되는 비트(즉 부호어)가 부호어내 디인터리버(205)에 출력된다.
한편, 제어 신호 복조부(202)에 의한 제어 신호의 복조 후, 재송 횟수가 인터리브 패턴 테이블(204)에 통지된다. 여기에서는 첫회 송신이기 때문에, 재송 횟수로서 0이 통지되며, 인터리브 패턴 테이블(204)로부터 부호어내 디인터리버(205)에 재송 횟수 0에 대응하는 인터리브 패턴이 통지된다. 즉, 인터리브 패턴 테이블(204)이 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같은 것일 경우, 재송 횟수 0에 대응하는 패턴 0이 부호어내 디인터리버(205)에 통지된다.
그리고, 부호어내 디인터리버(205)에 의해, 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴에 의한 인터리브를 원래로 되돌리도록, 부호어 내의 각 비트가 배치 변경된다(307). 환언하면, 부호어내 디인터리버(205)에 의해, 송신측의 부호어내 인터리버(105)에 의한 부호어내 인터리브가 원래로 되돌려진다.
부호어내 디인터리브가 종료하면, 소정량의 부호어내의 비트가 디인터리버(206)에 축적되고, 디인터리버(206)에 의해, 송신측의 인터리버(103)에 의한 인터리브가 원래로 되돌려지고, 레이트 디매칭부(207)에 의해, 부호화 정보에 따른 레이트 디매칭이 행해진다. 레이트 디매칭 후의 전부의 비트는, 우도 생성부(208)에 의해 연판정되어, 얻어진 우도값이 우도 기억부(209)에 기억됨과 동시에, FEC 복호화부(210)에 출력된다.
우도 생성부(208)로부터 출력되는 우도값은, 송신측의 FEC 부호화부(101)로부터 출력되는 전부의 정보 비트 및 용장 비트에 대응하고 있기 때문에, 이러한 우도값이 FEC 복호화부(210)에 의해 오류 정정 복호화되고(308), 오류 정정 복호 후의 정보 비트에 대응하는 우도값이 경판정되어 정보 비트가 얻어진다. 그리고, 오류 검출부(211)에 의해, 정보 비트에 부가되어 있는 오류 검출 부호를 이용한 오류 검출이 행해지고(309), 오류 검출 결과가 재송 요구 생성부(212)에 통지됨과 동시에, 오류가 검출되지 않으면 정보 비트가 수신 데이터로서 출력된다.
이러한 오류 검출 결과, 정보 비트로부터 오류가 검출되었을 경우에는, 재송 요구 생성부(212)에 의해 재송 요구가 생성되어, MIMO 송신 장치에 피드백된다(310).
피드백된 재송 요구는 MIMO 송신 장치의 버퍼(104) 및 카운터(106)에 입력되어, 버퍼(104)에 기억된 송신 비트가 재차 부호어내 인터리버(105)에 출력되고, 카운터(106)에 의해 재송 횟수가 1로 카운트된다. 그리고, 카운터(106)에 의해 카운트된 재송 횟수는, 인터리브 패턴 테이블(107)에 출력되어, 재송 횟수에 따른 인터 리브 패턴이 인터리브 패턴 테이블(107)로부터 부호어내 인터리버(105)에 통지된다.
그리고, 부호어내 인터리버(105)에 의해, 버퍼(104)로부터 출력된 송신 비트에 대한 부호어내 인터리브가 첫회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 행해진다(311). 여기에서는, 재송 횟수가 1이기 때문에, 재송 횟수 1에 대응하는 인터리브 패턴에 따른 부호어내 인터리브가 행해진다. 즉, 인터리브 패턴 테이블(107)이 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같을 경우, 재송 횟수 1에 대응하는 패턴 1에 따라 부호어 내의 각 비트에 대한 인터리브가 행해진다.
이와 같이, 재송 횟수마다 다른 인터리브 패턴에 의해 부호어 내의 각 비트가 인터리브되기 때문에, 부호어 내의 각 비트는, 재송시마다 다른 송신 안테나에서 송신되거나, 동일한 송신 안테나에서 송신되더라도 재송시마다 심볼내 비트 위치 변경이 행해지거나 한다.
즉, 1개의 비트에 착안(着目)해 보면, 이 비트는 첫회 송신시와 1회째 재송시에서는, 부호어 내에서 다른 위치에 배치 변경되어 있기 때문에, 다른 송신 안테나에서 송신되도록 할 수가 있다. 그리고, 각 송신 안테나와 MIMO 수신 장치 사이의 전파로의 차이에 의해, 다이버시티 효과가 얻어지게 되어, 첫회 송신시와 재송시에서 동일한 송신 안테나에서 송신하는 것보다도, 이 비트의 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기의 비트가 예를 들면 16 QAM이나 64 QAM 등의 변조 방식에 의해 다치 변조될 경우에는, 이 비트는 첫회 송신시와 1회째 재송시에서는, 부호어 내에서 다른 위치에 배치 변경되기 때문에, 동일한 송신 안테나에서 송신되더라도 심볼 내의 비트 위치를 변경할 수 있다. 즉, 예를 들면 변조 방식이 16 QAM일 경우에는, 1 심볼에 4비트가 포함되는데, 심볼내 비트 위치에 따라 복조의 신뢰도가 다르며, 신뢰도에 따라 상위 2비트와 하위 2비트로 나누어진다.
이 때문에, 재송시마다 부호어내 인터리브가 행해짐으로써, 첫회 송신시에는 심볼 내의 하위 비트가 된 비트를, 재송시에는 심볼 내의 상위 비트로 할 수 있다. 이로 말미암아, 1개의 비트가 언제나 하위 비트가 되는 일이 없어, 이 비트의 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 부호어내 인터리브가 행해지기 때문에, 부호어 내의 각 비트의 오류율 특성을 향상시킬 수 있어, 그 결과 재송 횟수를 삭감할 수 있다. 또, 상술한 바와 같이, 부호어는, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 심볼에 포함되는 비트이기 때문에, 송신 안테나수와 변조 방식에 의해 규정되는 겨우 수십 비트로 구성되어 있다. 따라서, 1 심볼 시간으로 송신되는 수십 비트 단위로의 세세한 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 부호어내 인터리브가 행해지면, 첫회 송신시와 마찬가지로, 부호어 내의 각 비트가 각 송신 안테나에 분배되고, 변조 등의 송신 처리가 행해지고(312), 부호어 내의 전부의 비트에 대응하는 복수의 심볼이 각 송신 안테나에서 동시에 재송된다(313). 또, 첫회 송신시와 동일하게, 부호화 정보, 재송 횟수 정보, 공간 다중수 정보 및 변조 방식 정보를 포함한 제어 신호가 동시에 송신된다(314).
복수의 송신 안테나에서 송신된 복수의 심볼 및 제어 신호는, 첫회 송신시와 마찬가지로, MIMO 수신 장치에 의해 수신되어, 제어 신호 복조부(202)에 의해 제어 신호가 복조되고, MIMO 복조부(203)에 의해 복수의 심볼의 분리·복조가 행해진다(315). 이에 의해, 송신측의 각 송신 안테나에서 동시에 재송된 각각의 심볼에 포함되는 비트(즉 부호어)가 부호어내 디인터리버(205)에 출력된다. 다만, 이 비트의 순서는 첫회 송신시와는 다르다.
한편, 제어 신호에 포함되는 재송 횟수가 인터리브 패턴 테이블(204)에 통지된다. 여기에서는 재송 횟수가 1이기 때문에, 재송 횟수로서 1이 통지되고, 인터리브 패턴 테이블(204)로부터 부호어내 디인터리버(205)에 재송 횟수 1에 대응하는 인터리브 패턴이 통지된다. 즉, 인터리브 패턴 테이블(204)이, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같을 경우, 재송 횟수 1에 대응하는 패턴 1이 부호어내 디인터리버(205)에 통지된다.
그리고, 부호어내 디인터리버(205)에 의해, 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴에 의한 인터리브를 원래로 되돌리도록, 부호어 내의 각 비트가 배치 변경된다(316). 이어서, 첫회 송신시와 동일하게, 부호어 내의 비트가 디인터리버(206)에 의해 디인터리브되고, 레이트 디매칭부(207)에 의해 레이트 디매칭된다. 그리고, 레이트 디매칭 후의 전부의 비트는, 우도 생성부(208)에 의해 연판정되어, 얻어진 우도값이 우도 기억부(209)에 기억되어 있는 첫회 송신시의 우도값과 합성된다(317). 얻어진 합성 우도값은 우도 기억부(209)에 기억됨과 동시에, FEC 복호화부(210)에 출력된다.
이와 같이, 재송시마다 연판정에 의해 얻어지는 우도값을 합성함으로써, 재송시마다의 오류 정정 복호 정밀도가 향상한다. 특히, 본 실시형태에 있어서는, 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 부호어내 인터리브가 행해지기 때문에, 동일한 비트가 항상 열악한 전파로를 이용해 전송되는 등의 편향(偏向)이 생기지 않는다. 따라서, 재송시마다의 우도값을 합성함으로써 오류 정정 복호의 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.
이후, 첫회 송신시와 마찬가지로, 합성 우도값이 FEC 복호화부(210)에 의해 오류 정정 복호화 되고(318), 오류 검출부(211)에 의해 오류 검출이 행해지고(319), 정보 비트가 수신 데이터로서 출력되거나, 또는, 다시 재송 요구가 MIMO 송신 장치에 피드백된다.
다음에, 인터리브 패턴에 대해, 구체적인 예를 들어 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 인터리브 패턴 테이블(107)이 도 2에 나타내는 바와 같다고 한다.
도 5는, MIMO 송신 장치가 송신 안테나를 3개(ANT1, ANT2, 및 ANT3) 구비하는 한편, 각 송신 안테나로부터 QPSK에 의해 변조된 심볼이 송신되는 경우의 인터리브 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 송신 안테나가 3개이면서 또한 변조 방식이 QPSK일 경우는, 부호어는 6비트(=3개×2비트)로 구성되게 된다.
상술한 바와 같이, 첫회 송신시에는, 인터리브 패턴 테이블(107)로부터 부호어내 인터리버(105)에 패턴 0이 통지되고 있다. 따라서, 부호어내에 포함되는 비트 a1~a6은, 부호어내 인터리버(105)에 입력되면, 도 5(a)의 상단에 나타내는 패턴 0이 적용되며, 도 5(a)의 하단에 나타내는 출력 순서로 비트 분배부(108)에 출력된 다. 이 비트 a1~a6은, 비트 분배부(108)에 의해, 각 송신 안테나 ANT1~ANT3에 대응하는 변조부(109-1~109-3)에 분배된다. 여기에서는 전부의 변조부(109-1~109-3)가 변조 방식으로서 QPSK를 채용하기 때문에, 비트 a1~a6은 각 변조부에 2비트씩 분배되어 출력된다. 그 결과, 비트 a4 및 a3을 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT1로부터, 비트 a6 및 a2를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT2로부터, 비트 a1 및 a5를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT3으로부터, 각각 동시에 송신되게 된다.
이러한 첫회 송신이 행해진 후, MIMO 수신 장치로부터 재송 요구가 피드백된 경우, 1회째의 재송이 행해지게 된다. 상술한 바와 같이, 1회째 재송시에는, 인터리브 패턴 테이블(107)로부터 부호어내 인터리버(105)에 패턴 1이 통지되고 있다. 따라서, 부호어내에 포함되는 비트 a1~a6은, 부호어내 인터리버(105)에 입력되면, 도 5(b)의 상단에 나타내는 패턴 1이 적용되고, 도 5(b)의 하단에 나타내는 출력 순서로 비트 분배부(108)에 출력된다. 또한, 도 5(b)의 상단에 나타내는 바와 같이, 패턴 1은, 패턴 0의 최후미(最後尾)의 출력 순서 3을 선두로 이동하고, 다른 출력 순서 5, 4, 2, 1, 6을 각각 1개씩 뒤로 시프트(shift)한 패턴으로 되어 있다. 다만, 각 패턴의 관계는, 이러한 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면 각각의 패턴이 랜덤한 것이어도 좋다.
이러한 패턴 1에 따른 부호어내 인터리브의 결과, 비트 a5 및 a4를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT1로부터, 비트 a1 및 a3을 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT2로부터, 비트 a2 및 a6을 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT3으로부터, 각각 동시에 송신되게 된다.
마찬가지로, 2회째 재송시에는, 도 5(c)의 상단에 나타내는 패턴 2가 적용된다. 패턴 2에 따른 부호어내 인터리브의 결과, 비트 a6 및 a5를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT1로부터, 비트 a2 및 a4를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT2로부터, 비트 a3 및 a1을 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT3으로부터, 각각 동시에 송신된다.
이와 같이 인터리브 패턴에 따른 부호어내 인터리브의 결과, 각 비트 a1~a6은, 전회 송신시와는 다른 송신 안테나, 또는 전회 송신시와는 다른 심볼내 비트 위치로 송신되게 되어, 재송시마다 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 다른 구체적인 예를 든다.
도 6은, MIMO 송신 장치가 송신 안테나를 2개(ANT1 및 ANT2) 구비하는 한편, 송신 안테나 ANT1로부터 16 QAM에 의해 변조된 심볼이 송신되고, 송신 안테나 ANT2로부터 QPSK에 의해 변조된 심볼이 송신되는 경우의 인터리브 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 송신 안테나가 2개이면서 또한 변조 방식이 각각 16 QAM 및 QPSK일 경우는, 부호어는 6비트(=1개×4비트＋1개×2비트)로 구성되게 된다.
이러한 경우도, 첫회 송신시에는, 도 6(a)의 상단에 나타내는 패턴 0이 적용된다. 패턴 0에 따른 부호어내 인터리브의 결과, 비트 a4, a3, a6, 및 a2를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT1로부터, 비트 a1 및 a5를 포함한 심볼은 송신 안테나 ANT2로부터, 각각 동시에 송신된다.
여기서, 송신 안테나 ANT1에서 송신되는 4비트 중, 도 6(a) 하단의 점선으로 둘러싸인 비트 a4 및 a3은, 심볼내 상위 비트로서, 복조시의 신뢰도가 높다.
이하 마찬가지로, 1회째 재송시 및 2회째 재송시에 있어서는, 도 6(b) 및 도 6(c)에 나타내는 바와 같은 송신 안테나 및 심볼내 비트 위치의 할당으로 비트 a1~a6의 비트가 송신된다. 이로 말미암아, 각 비트 a1~a6은, 전회의 송신시와는 다른 송신 안테나, 또는 심볼 내의 전회의 송신시와는 다른 비트 위치로 송신되게 되어, 재송시마다 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 심볼에 포함되는 전부의 비트를 단위로 한 부호어내 인터리브를 행하고, 이 부호어내 인터리브에 이용되는 인터리브 패턴을 재송시마다 다르게 한다. 이 때문에, 1 심볼 시간으로 송신되는 비트를 단위로 한, 비교적 세세한 제어를 행할 수 있어, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 행할 수 있다. 또, 부호어 내에 포함되는 각 비트가, 재송시마다 다른 송신 안테나에서 송신되거나 재송시마다 심볼 내의 다른 비트 위치에 할당되어 송신되거나 하여, 각 비트에 있어서의 오류의 발생을 균등하게 할 수 있어, 그 결과 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 실시형태 2의 특징은, 전파 환경, 변조 방식, 또는 공간 다중수의 변화에 수반하여, 부호어내 인터리브에 사용되는 인터리브 패턴을 전환하는 점이다.
도 7은 실시형태 2에 따른 MIMO 송신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도이다. 동 도면에 있어서, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 생략한다. 도 7에 나타내는 MIMO 송신 장치는 FEC 부호화부(101), 레이트 매칭부(102), 인터리버(103), 버퍼(104), 부호어내 인터리버(105), 카운터(106), 인터리브 패턴 테이블(107a), 비트 분배부(108), 변조부(109-1~109-m), 송신 RF부(110-1~110-m) 및 인터리브 패턴 세트(Pattern set) 선택부(401)를 가지고 있다.
인터리브 패턴 테이블(107a)은, 재송 횟수별로 부호어내 인터리브에 사용하는 인터리브 패턴을 기억하고 있으며, 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴을 부호어내 인터리버(105)에 통지한다. 다만, 실시형태 1과는 달리, 인터리브 패턴 테이블(107a)은, 송신마다 각 비트를 송신하는 송신 안테나가 교체되는 것에 중점을 둔 패턴군(Pattern群)(이하에서, 「인터리브 패턴 세트」라고 함)과 송신마다 각 비트의 심볼 내의 상위·하위가 교체되는 것에 중점을 둔 인터리브 패턴 세트의 2 종류의 인터리브 패턴 세트를 기억하고 있다. 즉, 인터리브 패턴 테이블(107a)은, 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 재송 횟수 0, 1, 2, …에 대해서, 송신 안테나의 교체에 중점을 둔 패턴 x0, x1, x2, …로 되어 있는 인터리브 패턴 세트와, 심볼 내의 상위·하위의 교체에 중점을 둔 패턴 y0, y1, y2, …로 되어 있는 인터리브 패턴 세트의, 2 종류의 각 인터리브 패턴을 대응시켜 기억하고 있다. 그리고, 각 재송 횟수에 따른 패턴 x0, x1, x2, … 및 패턴 y0, y1, y2, …는, 각각 다르게 되어 있으며, 부호어 내의 각 비트가 재송시마다 다른 위치에 배치 변경된다.
인터리브 패턴 세트 선택부(401)는, MIMO 수신 장치로부터 피드백되는 피드백 정보에 따라, 인터리브 패턴 테이블(107a) 중의 어느 것의 인터리브 패턴 세트를 선택한다.
여기서, 피드백 정보란, 후술하는 바와 같이, 전파로에 있어서의 독립된 경 로수(path數) 등으로부터 MIMO수신 장치가 결정한 인터리브 패턴 세트 정보이다.
도 9는 실시형태 2에 따른 MIMO 수신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도이다. 동 도면에 있어서, 도 3과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 생략한다. 도 9에 나타내는 MIMO 수신 장치는, 수신 RF부(201-1~201-n), 제어 신호 복조부(202), MIMO 복조부(203), 인터리브 패턴 테이블(204), 부호어내 디인터리버(205), 디인터리버(206), 레이트 디매칭부(207), 우도 생성부(208), 우도 기억부(209), FEC 복호화부(210), 오류 검출부(211), 재송 요구 생성부(212), 경로수 측정부(501), 수신 품질 측정부(502) 및 판정부(503)를 가지고 있다.
경로수 측정부(501)는, MIMO 복조부(203)에 있어서의 심볼의 분리·복조의 결과로부터, 전파로 상에 있어서 분리 가능한 독립된 경로의 수를 측정한다. 일반적으로, MIMO 통신에 있어서는, 분리 가능한 독립된 경로가 많을수록 통신 품질이 양호하게 된다.
수신 품질 측정부(502)는 독립된 경로 각각의 수신 품질을 측정한다.
판정부(503)는, 독립된 경로의 수 및 각 경로의 수신 품질로부터, 송신 안테나의 교체에 중점을 둔 인터리브 패턴 세트 또는 심볼 내의 상위·하위의 교체에 중점을 둔 인터리브 패턴 세트의 어느 것을 선택할지 판정하고, 그 결과를 피드백 정보로 한다.
구체적으로는, 판정부(503)는, 독립된 경로가 비교적 많고, 또한 각 경로의 수신 품질이 비교적 양호할 경우에는, MIMO 통신에 적합한 전파 환경이기 때문에, 공간 다중수가 커진다고 판단하고, 송신 안테나의 교체에 중점을 둔 인터리브 패턴 세트를 선택한다. 한편, 독립된 경로가 비교적 적거나, 또는 각 경로의 수신 품질이 비교적 열악할 경우에는, MIMO 통신에 적합하지 않은 전파 환경이기 때문에, 공간 다중수가 작아진다고 판단하고, 심볼 내의 상위·하위의 교체에 중점을 둔 인터리브 패턴 세트를 선택한다.
본 실시형태에 있어서는, MIMO 수신 장치 내의 경로수 측정부(501)에 의해 전파로 상의 독립된 경로수가 측정되고, 수신 품질 측정부(502)에 의해 각 경로의 수신 품질이 측정되고, 독립된 경로수 및 수신 품질의 측정 결과로부터 판정부(503)에 의해 인터리브 패턴 세트가 결정된다. 이 때, 판정부(503)는, 전파 환경이 MIMO 통신에 적합하여, 복수의 송신 안테나로부터 서로 다른 심볼이 동시에 송신된다고 판단될 경우는, 재송시마다 송신 안테나를 교체시킴으로써 큰 다이버시티 효과를 얻을 수 있기 때문에, 이에 대응하는 인터리브 패턴 세트를 선택한다. 또, 판정부(503)는, 전파 환경이 MIMO 통신에 적합하지 않아, 복수의 송신 안테나로부터 동일한 심볼이 동시에 송신된다고 판단될 경우는, 재송시마다 송신 안테나를 교체하더라도 전회의 송신시와 변함없을 가능성이 높기 때문에, 상위·하위의 교체에 중점을 둔 인터리브 패턴 세트를 선택한다.
선택 결과는 피드백 정보로서 MIMO 송신 장치에 피드백된다. 그리고, MIMO 송신 장치내의 인터리브 패턴 세트 선택부(401)에 의해, 인터리브 패턴 테이블(107a)에 기억되어 있는 어느 것의 인터리브 패턴 세트가 선택된다.
그리고, 선택된 인터리브 패턴 세트에 있어서의 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴이 부호어내 인터리버(105)에 통지되어, 재송시마다 다른 부호어내 인터리브가 행해진다. 여기서의 부호어내 인터리브에는, 상술한 바와 같이 전파 환경에 다른 인터리브 패턴 세트의 패턴이 적용되고 있기 때문에, 가장 효율적으로 재송 횟수의 삭감을 꾀할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 재송시마다 송신 안테나를 교체하는 인터리브 패턴 세트 및 재송시마다 심볼 내의 상위·하위를 교체하는 인터리브 패턴 세트의 2 종류의 인터리브 패턴 세트를 기억해 두고, 전파 환경이 MIMO 통신에 적합한지 아닌지에 따라 어느 것의 인터리브 패턴 세트를 선택하고, 선택된 인터리브 패턴 세트 중 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴으로 부호어내 인터리브를 행한다. 이 때문에, 복수의 인터리브 패턴 세트를 준비하여 전파 환경에 적합한 인터리브 패턴 세트를 이용할 수 있어, 가장 효율적으로 재송 횟수의 삭감을 꾀할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 수신 장치가 인터리브 패턴 세트를 결정하고, 수신 장치로부터의 피드백 정보에 따라 송신 장치가 인터리브 패턴 세트를 선택하는 것으로 했지만, 송신 장치가 인터리브 패턴 세트를 결정하도록 해도 좋다. 즉, 예를 들면 송신 장치에 있어서의 적응 변조의 결과, 16 QAM이나 64 QAM등의 다치 변조가 행해지지 않을 경우는 송신 안테나를 교체하는 인터리브 패턴 세트를 선택하는 한편, 공간 다중수가 적어 다치 변조가 행해질 경우에는 상위·하위를 교체하는 인터리브 패턴 세트를 선택한다.
(실시형태 3)
본 발명의 실시형태 3의 특징은, 수신측에 있어서 오류 정정 복호를 반복하 여 행하여, 오류율 특성을 한층 더 향상시키는 점이다.
본 실시형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 실시형태 1(도 1)과 동일한 구성을 가지기 때문에, 그 설명을 생략한다.
도 10은 실시형태 3에 따른 MIMO 수신 장치의 요부(要部) 구성을 나타내는 블록도이다. 동 도면에 있어서, 도 3과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명을 생략한다. 도 10에 나타내는 MIMO 수신 장치는, 수신 RF부(201-1~201-n), 제어 신호 복조부(202), MIMO 복조부(203a), 인터리브 패턴 테이블(204), 부호어내 디인터리버(205), 디인터리버(206), 레이트 디매칭부(207), 우도 생성부(208), 우도 기억부(209), FEC 복호화부(210), 오류 검출부(211), 재송 요구 생성부(212), 레이트 매칭부(601), 인터리버(602), 부호어내 인터리버(603), 및 재(再)매핑부(604)를 가지고 있다.
MIMO 복조부(203a)는, 공간 다중수, 변조 방식 및 재매핑부(604)로부터 출력되는 레플리카(replica) 심볼을 이용하여, 송신측의 각 송신 안테나에서 송신된 심볼을 분리·복조한다. MIMO 복조부(203a)는, 실시형태 1과는 달리, 반복 복호의 과정에 있어서, FEC 복호화부(210)에 의한 오류 정정 복호화의 결과로부터 생성되는 레플리카 심볼을 외부 정보로서 심볼의 분리·복조를 행한다.
레이트 매칭부(601)는, FEC 복호화부(210)에 의한 오류 정정 복호화의 결과에 대해, MIMO 송신 장치내의 레이트 매칭부(102)와 동일한 레이트 매칭을 행한다.
인터리버(602)는, 레이트 매칭 후의 각 비트에 대해, MIMO 송신 장치내의 인터리버(103)와 동일한 인터리브를 행한다.
부호어내 인터리버(603)는, 인터리브후의 각 비트에 대해서, MIMO 송신 장치 내의 부호어내 인터리버(105)와 동일하게 재송 횟수에 따른 부호어내 인터리브를 행한다.
재매핑부(604)는, 부호어내 인터리브후의 각 비트를 심볼 매핑하여, MIMO 송신 장치에 의해 생성되는 심볼과 동일한 레플리카 심볼을 생성한다.
본 실시형태에 있어서는, MIMO 수신 장치에 있어서의 반복 복호의 과정에서, MIMO 송신 장치로부터 송신되는 심볼의 레플리카 심볼을 생성하고, 수신 신호의 복조시에, 레플리카 심볼을 외부 정보로서 이용한다. 이 때문에, 복조 정밀도가 높아져, 오류율 특성이 한층 더 향상한다.
반복 복호의 과정에 있어서는, MIMO 송신 장치에 있어서의 부호어내 인터리브와 동일한 부호어내 인터리브를 행할 필요가 있기 때문에, MIMO 수신 장치 내의 인터리브 패턴 테이블(204)로부터 부호어내 인터리버(603)에, 재송 횟수에 따른 인터리브 패턴이 통지된다.
이와 같이 반복 복호를 행함으로써, MIMO 복조부(203a)에 있어서는, 수신 신호에 포함되는 심볼의 분리·복조를 정확하게 행할 수 있어, 오류율 특성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 수신측에 있어서 반복 복호를 행하여, 반복 복호의 과정에서 송신측과 동일한 부호어내 인터리브가 실시된 비트로 되어 있는 레플리카 심볼을 이용한 복조가 행해진다. 이 때문에, 복조의 정밀도가 높아져, 오류율 특성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서는, 부호어내 인터리버와 함께 통상의 인터리버를 구비하는 구성으로 했지만, 통상의 인터리버는 구비하지 않는 구성으로 해도 좋다.
상기 각 실시형태에서는, 본 발명을 하드웨어로 구성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 소프트웨어로 실현하는 것도 가능하다.
또, 상기 각 실시형태의 설명에 이용한 각 기능 블록은, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로서 실현된다. 이들은 개별적으로 1칩화되어도 괜찮고, 일부 또는 전부를 포함하도록 1칩화되어도 괜찮다. 여기에서는, LSI라고 했지만, 집적도의 차이에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭되는 일도 있다.
또, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한하는 것은 아니며, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현해도 괜찮다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리컨피규러블 프로세서를 이용해도 괜찮다.
또, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 별개의 기술에 의해 LSI에 대체되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히 그 기술을 이용해 기능 블록의 집적화를 행하여도 좋다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.
본 발명의 제 1 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 복수의 송신 안테나를 구비하는 MIMO 송신 장치로서, 정보 비트를 오류 정정 부호화하여 송신 비트를 생성하는 오류 정정 부호화 수단과, 생성된 송신 비트 중 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 분량의 비트로 되어 있는 부호어 내의 인터리브를 행하는 인터리 브 수단과, 인터리브 후의 부호어에 포함되는 전부의 비트를 상기 복수의 안테나에서 동시에 송신하는 송신 수단을 가지며, 상기 인터리브 수단은, 상기 부호어를 재송하는 경우, 전회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 상기 부호어내 인터리브를 행하는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 비트로 되어 있는 부호어 내의 인터리브를 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 행하기 때문에, 1 심볼 시간으로 송신되는 수십 비트 단위로의 세세한 제어를 행할 수 있음과 동시에, 재송될 때마다 각 비트에 있어서의 오류의 발생을 균등하게 할 수 있다. 그 결과, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 인터리브 수단은, 통신 상대로부터 피드백되는 재송 요구를 카운트하는 카운터와, 재송 요구의 카운트수에 따른 서로 다른 인터리브 패턴을 기억하는 인터리브 패턴 테이블을 가지는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 통신 상대로부터 피드백되는 재송 요구수에 따른 서로 다른 인터리브 패턴을 기억하기 때문에, 용이하게 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 인터리브를 행할 수 있다.
본 발명의 제 3 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 인터리브 수단은, 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 서로 다른 심볼 각각의 변조 방식에 따른 수(數)의 비트를 부호어로 하는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 동시 송신되는 서로 다른 심볼수(數)와 각 심볼의 변조 방식에 따른 수로부터 부호어가 되는 비트가 규정되기 때문에, 공간 다중수와 변조 다치수로부터 부호어 내에 포함되는 비트수를 미리 구할 수가 있다.
본 발명의 제 4 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 인터리브 수단은, 동일한 비트가 전회 송신시와는 다른 송신 안테나에 할당되는 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 동일한 비트가 전회 송신시와는 다른 송신 안테나에 할당되기 때문에, 재송으로 인해 다이버시티 효과를 얻을 수 있어, 비트의 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 인터리브 수단은, 동일한 비트가 심볼 내의 전회 송신시와는 다른 비트 위치에 할당되는 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 동일한 비트가 심볼 내의 전회 송신시와는 다른 비트 위치에 할당되기 때문에, 동일한 비트가 언제나 심볼 내의 하위 비트가 되는 일이 없어, 비트의 오류율 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 6 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 1 형태에 있어서, 상기 인터리브 수단은, 통신 상대로부터 피드백되는 재송 요구를 카운트하는 카운터와, 동일한 비트가 전회 송신시와는 다른 송신 안테나에 할당되는 인터리브 패턴을 포함한 제 1 인터리브 패턴군과 동일한 비트가 심볼내의 전회 송신시와는 다른 비트 위치에 할당되는 인터리브 패턴을 포함한 제 2 인터리브 패턴군을 기억하는 인터리브 패턴 테이블과, 상기 제 1 인터리브 패턴군 또는 상기 제 2 인터리브 패턴군의 어느 한쪽을 선택하는 선택부를 가지며, 선택된 인터리브 패턴군에 있어서의 재송 요구의 카운트수에 따른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 성질이 다른 2 종류의 인터리브 패턴군 중 어느 한쪽을 선택하여 재송시마다 부호어내 인터리브를 행하기 때문에, 예를 들면 전파 환경에 맞는 인터리브 패턴군을 선택하여, 효율적으로 재송 횟수의 삭감을 꾀할 수 있다.
본 발명의 제 7 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 6 형태에 있어서, 상기 선택부는, 통신 상대와의 사이의 전파로에 있어서의 독립된 경로수가 소정수 이상이면서 또한 독립된 경로 각각의 수신 품질이 소정 품질 이상일 경우에 상기 제 1 인터리브 패턴군을 선택하는 구성을 취한다.
본 발명의 제 8 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 6 형태에 있어서, 상기 선택부는, 통신 상대와의 사이의 전파로에 있어서의 독립된 경로수가 소정수 미만, 또는 독립된 경로 각각의 수신 품질이 소정 품질 이하일 경우에 상기 제 2 인터리브 패턴군을 선택하는 구성을 취한다.
본 발명의 제 9 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 6 형태에 있어서, 상기 선택부는, 상기 복수의 송신 안테나에서 송신되는 전부의 심볼이 다치 변조되지 않을 경우에 상기 제 1 인터리브 패턴군을 선택하는 구성을 취한다.
본 발명의 제 10 형태에 따른 MIMO 송신 장치는, 상기 제 6 형태에 있어서, 상기 선택부는, 상기 복수의 송신 안테나에서 송신되는 어느 것의 심볼이 다치 변조되고, 또한 상기 복수의 송신 안테나에서 소정수 미만의 서로 다른 심볼이 송신되는 경우에 상기 제 2 인터리브 패턴군을 선택하는 구성을 취한다.
이러한 구성에 의하면, 전파 환경이 MIMO 통신에 적합하여, 공간 다중수가 많을 경우는, 동일한 비트가 전회 송신시와는 다른 송신 안테나에 할당되는 한편, 전파 환경이 MIMO 통신에 적합하지 않아, 공간 다중수가 적을 경우는, 동일한 비트가 심볼내의 전회 송신시와는 다른 비트 위치에 할당된다. 이 때문에, 전파 환경이 MIMO 통신에 적합한지 아닌지에 따라, 가장 효율적인 부호어내 인터리브를 행할 수 있어, 재송 횟수를 한층 더 삭감할 수 있다.
본 발명의 제 11 형태에 따른 MIMO 수신 장치는, 통신 상대에 구비되어 있는 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신된 분량의 비트로 되어 있는 부호어를 수신하는 수신 수단과, 수신된 부호어내의 비트에 대해서 상기 통신 상대에 있어서의 인터리브에 대응하는 디인터리브를 행하는 디인터리브 수단과, 디인터리브 후의 부호어를 오류 정정 복호화하는 오류 정정 복호화 수단을 가지는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 통신 상대에 구비된 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신된 비트로 되어 있는 부호어 내의 디인터리브를 통신 상대에 있어서의 인터리브에 대응하여 행하기 때문에, 부호어 단위의 세세한 제어가 실시되어 송신된 신호를 정확하게 수신할 수 있다.
본 발명의 제 12 형태에 따른 MIMO 수신 장치는, 상기 제 11 형태에 있어서, 상기 오류 정정 복호화 후의 부호어 내의 비트에 대해서 상기 통신 상대에 있어서 의 인터리브와 동일한 인터리브를 행하는 인터리브 수단과, 인터리브 후의 부호어를 심볼 매핑하여 상기 통신 상대에 구비된 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신된 심볼의 레플리카를 생성하는 매핑 수단과, 생성된 레플리카를 이용하여, 상기 수신 수단에 의해 수신된 부호어를 복조하는 복조 수단을 더 가지는 구성을 취한다.
이 구성에 의하면, 오류 정정 복호화 결과로부터 생성되는 레플리카를 이용하여, 수신된 부호어를 복조하기 때문에, 복조 및 오류 정정 복호화를 반복 실행하여 복조의 정밀도를 높여, 오류율 특성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 13 형태에 따른 재송 방법은, 복수의 송신 안테나를 구비하는 MIMO 송신 장치에 있어서의 재송 방법으로서, 정보 비트를 오류 정정 부호화하여 송신 비트를 생성하는 스텝과, 생성된 송신 비트 중 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 분량의 비트로 되어 있는 부호어 내의 인터리브를 행하는 스텝과, 인터리브 후의 부호어에 포함되는 전부의 비트를 상기 복수의 안테나에서 동시에 송신하는 스텝과, 상기 부호어를 재송하는 경우, 전회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 스텝을 가지도록 했다.
이 방법에 의하면, 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 부호어내의 인터리브를 재송시마다 다른 인터리브 패턴으로 행하기 때문에, 1 심볼 시간으로 송신되는 수십 비트 단위로의 세세한 제어를 행할 수 있음과 동시에, 재송될 때마다 각 비트에 있어서의 오류의 발생을 균등하게 할 수 있다. 그 결과, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있다.
본 명세서는 2005년 3월 29 일에 출원한 특허출원 2005-095344에 기초하고 있는 것이다. 이 내용은 모두 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명에 따른 MIMO 송신 장치, MIMO 수신 장치 및 재송 방법은, 전파 환경의 변화에 따른 유연한 제어를 가능하게 하여, 재송 횟수를 보다 삭감할 수 있어, 예를 들면, 송신되는 비트를 인터리브하여 오류를 랜덤화하는 MIMO 송신 장치, MIMO 수신 장치 및 재송 방법에 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 복수의 송신 안테나를 구비하는 MIMO 송신 장치로서,
    정보 비트를 오류 정정 부호화하여 송신 비트를 생성하는 오류 정정 부호화 수단과,
    생성된 송신 비트 중 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 분량의 비트로 되어 있는 부호어 내의 인터리브를 행하는 인터리브 수단과,
    인터리브 후의 부호어에 포함되는 전부의 비트를 상기 복수의 안테나에서 동시에 송신하는 송신 수단
    을 갖되,
    상기 인터리브 수단은,
    상기 부호어를 재송하는 경우, 전회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는
    MIMO 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터리브 수단은,
    통신 상대로부터 피드백되는 재송 요구를 카운트하는 카운터와,
    재송 요구의 카운트수에 따른 서로 다른 인터리브 패턴을 기억하는 인터리브 패턴 테이블을 가지는
    MIMO 송신 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터리브 수단은,
    상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 서로 다른 심볼 각각의 변조 방식에 따른 수의 비트를 부호어로 하는 MIMO 송신 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터리브 수단은,
    동일한 비트가 전회 송신시와는 다른 송신 안테나에 할당되는 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 MIMO 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터리브 수단은,
    동일한 비트가 심볼 내의 전회 송신시와는 다른 비트 위치에 할당되는 인터리브 패턴으로 상기 부호어내 인터리브를 행하는 MIMO 송신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터리브 수단은,
    통신 상대로부터 피드백되는 재송 요구를 카운트하는 카운터와,
    동일한 비트가 전회 송신시와는 다른 송신 안테나에 할당되는 인터리브 패턴을 포함한 제 1 인터리브 패턴군과, 동일한 비트가 심볼 내의 전회 송신시와는 다른 비트 위치에 할당되는 인터리브 패턴을 포함한 제 2 인터리브 패턴군을 기억하는 인터리브 패턴 테이블과,
    상기 제 1 인터리브 패턴군 또는 상기 제 2 인터리브 패턴군의 어느 한쪽을 선택하는 선택부를 가지며,
    선택된 인터리브 패턴군에 있어서의 재송 요구 카운트수에 따른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는
    MIMO 송신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    통신 상대와의 사이의 전파로에 있어서의 독립된 경로수가 소정수 이상이면서, 또한 독립된 경로 각각의 수신 품질이 소정 품질 이상일 경우에 상기 제 1 인터리브 패턴군을 선택하는 MIMO 송신 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    통신 상대와의 사이의 전파로에 있어서의 독립된 경로수가 소정수 미만, 또는 독립된 경로 각각의 수신 품질이 소정 품질 이하일 경우에 상기 제 2 인터리브 패턴군을 선택하는 MIMO 송신 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 복수의 송신 안테나에서 송신되는 전부의 심볼이 다치 변조되지 않을 경우에 상기 제 1 인터리브 패턴군을 선택하는 MIMO 송신 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 복수의 송신 안테나에서 송신되는 어느 것인가의 심볼이 다치 변조되면서, 또한 상기 복수의 송신 안테나에서 소정수 미만의 서로 다른 심볼이 송신되는 경우에 상기 제 2 인터리브 패턴군을 선택하는 MIMO 송신 장치.
  11. 통신 상대에 구비된 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신된 분량의 비트로 되어 있는 부호어를 수신하는 수신 수단과,
    수신된 부호어 내의 비트에 대해서 상기 통신 상대에 있어서의 인터리브에 대응하는 디인터리브를 행하는 디인터리브 수단과,
    디인터리브 후의 부호어를 오류 정정 복호화하는 오류 정정 복호화 수단
    을 가지는 MIMO 수신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오류 정정 복호화 후의 부호어 내의 비트에 대해서 상기 통신 상대에 있어서의 인터리브와 동일한 인터리브를 행하는 인터리브 수단과,
    인터리브 후의 부호어를 심볼 매핑하여 상기 통신 상대에 구비된 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신된 심볼의 레플리카를 생성하는 매핑 수단과,
    생성된 레플리카를 이용하여, 상기 수신 수단에 의해 수신된 부호어를 복조하는 복조 수단을 더 가지는
    MIMO 수신 장치.
  13. 복수의 송신 안테나를 구비하는 MIMO 송신 장치에 있어서의 재송 방법으로서,
    정보 비트를 오류 정정 부호화하여 송신 비트를 생성하는 스텝과,
    생성된 송신 비트 중 상기 복수의 송신 안테나에서 동시에 송신되는 분량의 비트로 되어 있는 부호어 내의 인터리브를 행하는 스텝과,
    인터리브 후의 부호어에 포함되는 전부의 비트를 상기 복수의 안테나에서 동시에 송신하는 스텝과,
    상기 부호어를 재송하는 경우, 전회 송신시와는 다른 인터리브 패턴으로 상기 부호어 내의 인터리브를 행하는 스텝
    을 가지는 재송 방법.
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