WO2000002359A1

WO2000002359A1 - Emetteur et recepteur et procede de transmission de donnees

Info

Publication number: WO2000002359A1
Application number: PCT/JP1999/003609
Authority: WO
Inventors: Mitsuru Uesugi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2000-01-13
Also published as: KR20010023712A; JP2000031944A; CN1273732A; AU4397299A; CA2301226A1; EP1011245A1

Description

明細書送信装置並びに受信装置及びデータ伝送方法技術分野

本発明は、無線通信装置に搭載され、回線状況に応じてデータ伝送レートを変化させる送信装置並びに受信装置及びデ一夕伝送方法に関する。背景技術

無線通信システムにおいて、回線状況に応じてデータ伝送レートを適応的に制御し、データの平均伝送効率を高めるデータ伝送方法を採用する場合がある。以下、従来のデータ伝送レートを適応制御する無線通信装置について、図面を用いて説明する。

図 1 A及び図 1 Bは、従来の T D D伝送方式における無線通信装置の構成を示すブロック図である。図 1 Aは、データ伝送レートを適応制御してデータを送信する側（以下、「送信側」という）の構成を示すブロック図であり、図 1 Bは、デ一タ伝送レートを適応制御されたデータを受信する側（以下、「受信側」という）の構成を示すブロック図である。

図 1 Aに示す無線通信装置の送信側は、送信信号を一時的に蓄えるデータバッファ 1と、送信信号に対して B P S K変調を行う変調器 2と、送信信号に対して Q P S K変調を行う変調器 3と、送信信号に対して 1 6 Q AM変調を行う変調器 4と、変調された信号を増幅する増幅器 5と、信号を無線送受するアンテナ 6と、アンテナ 6から受信された信号のレベルを測定するレベル測定器 7 と、受信信号レベルからデータ伝送レートを選択し、データ伝送レートを示すレート選択情報を生成するレート選択器 8と、レート選択器 8により切替え制御されるスィッチ 9、 1 0とから主に構成される。また、図 1 Bに示す無線通信装置の受信側は、信号を無線送受するアンテナ

21と、受信信号を増幅する増幅器 22と、受信信号に対して BPS K復調を行う復調器 23と、受信信号に対して QPSK復調を行う復調器 24と、受信信号に対して 16 QAM復調を行う復調器 25と、復調された信号を蓄えるデ一夕バッファ 26と、受信信号を BPS K復調してレート選択情報を抽出する

BPSK復調器 27と、 BPSK復調器 27の出力からデータ伝送レートを検出するレート検出器 28と、レート検出器 28により切替え制御されるスイツチ 29、 30とから主に構成される。

TDD伝送方式の場合、上り回線と下り回線の伝搬路が同一であるので、送信側にて受信信号のレベルを測定し、その受信信号のレベルに基づき送信信号の変調方式を選択することができる。

送信側のレート選択器 8は、受信信号のレベルが大きい場合に回線状況が良いと判断し、誤りやすいがデータ伝送レートの高い 16QAM等の変調方式を選択してスィッチ 9、 10を制御し、レベルが低い場合に回線状況が悪いと判断し、データ伝送レートは低いが誤りにくい BPSK等の変調方式を選択してスィッチ 9、 10を制御する。更に、レート選択器 8は、レート選択情報をデ一夕バッファ 1に格納する。

データバッファ 1に格納された送信信号は、レー卜選択器 8で選択された変調方式で変調される。ただし、レー卜選択情報は、誤りを生じにくくするため、常に、 BPSK方式で変調される。変調された信号は、増幅器 5にて増幅された後、アンテナ 6から無線送信される。

受信側のアンテナ 21に受信された信号は、増幅器 22で増幅された後、 B

PSK復調器 27でレート選択情報が抽出され、レート検出器 28でデータ伝送レートが検出される。そして、検出されたデータ伝送レートに基き、スイツチ 29、 30が切替制御され、受信信号は、変調方式と同じデータ伝送レートの復調方式で復調される。復調結果は、デ一夕バッファ 26に格納された後、受信信号として取り出される。

図 2は、従来の F D D伝送方式における無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 2 Aは送信側の構成を示し、図 2 Bは受信側の構成を示す。なお、図 2において、図 1と同様の構成要素については、図 1と同一符号を付して説明を省略する。

F D D伝送方式の場合、上り回線と下り回線の伝搬路が異なるので、受信側にて、受信信号のレベルを測定し、受信信号のレベルに基づき送信信号の変調方式を選択する。

図 2に示す無線通信装置の送信側は、図 1と比較して、レベル測定器 7及びレート選択器 8の代りに、受信信号を増幅する増幅器 1 1と、受信信号からレ —ト選択情報を抽出する復調器 1 2と、レート選択情報からデータ伝送レートを検出するレート検出器 1 3を具備する。

また、受信側は、 B P S K復調器 2 7及びレート選択器 2 8の代りに、受信信号レベルを測定するレベル測定器 3 1と、受信レベルからデータ伝送レートを選択し、デ一夕伝送レートを示すレート選択情報を生成するレート選択器 3 2と、レート選択情報を変調する変調器 3 3と、変調されたレー卜選択情報を増幅する増幅器 3 4を具備する。

受信側のレート選択器 3 2は、受信信号のレベルが大きい場合に回線状況が良好と判断し、誤りやすいがデータ伝送レートの高い 1 6 QAM等の変調方式を選択し、レート選択情報を変調器 3 3に出力する。また、レート選択器 3 2 は、受信信号のレベルが小さい場合に回線状況が劣悪と判断し、データ伝送レートは低いが誤りにくい B P S K等の変調方式を選択し、レート選択情報を変調器 3 3に出力する。レート選択情報は、変調器 3 3にて、誤りが生じにくい変調方式である B P S K方式で変調され、増幅器 3 4にて増幅された後、アンテナ 2 1から送信側に送信される。

また、レート選択器 3 2は、レート選択情報を出力すると同時に、スィッチ 2 9、 3 0を制御して、指定したデータ伝送レートに対応する復調を行う準備をする。復調結果は、データバッファ 2 6に格納された後、受信信号として取り出される。

送信側のアンテナ 6に受信された信号は、増幅器 1 1にて増幅された後、復調器 1 2にて復調され、レート選択情報が抽出される。そして、レート検出器 1 3にて、レート選択情報からデータ伝送レートが検出され、スィッチ 9、 1 0が制御され、送信信号のデータ伝送レー卜が決定される。

送信信号は、一旦データバッファ 1に蓄えられ，レート検出器 1 3の制御に従って、 B P S K変調器 2、 Q P S K変調器 3、 1 6 Q AM変調器 4のいずれかにて変調され、増幅器 5で増幅された後、アンテナ 6から受信側に送信される。

このように、従来のデータ伝送レートを適応制御する無線通信装置は、回線状況が良好な場合にデ一夕伝送レートの高い変調方式を使用して伝送効率を向上させ、回線状況が劣悪な場合にデータ伝送レートは低いが誤りにくい変調方式を使用して確実にデータを伝送させることにより、データの平均伝送効率を高めている。

しかしながら、上記従来の無線通信装置は、送信側と受信側とでレート選択情報の受け渡しを行わねばならず、レート選択情報が誤った場合、却って伝送効率が落ちてしまうという課題を有する。また、マルチパスフェージングが起こる場合、回線状況の判断材料として、受信レベルだけでは不十分であり、受信品質の推定精度が悪くなるという課題を有する。更に >フエージング速度が速い場合、レ一ト選択時点と信号送信時点の回線状況が変化するため、伝送効率を十分に向上できないという課題を有する。発明の開示

本発明の目的は、レート選択情報の受け渡しを行うことなく、回線状況にあわせて自動的にデータ伝送レートを切替える送信装置並びに受信装置及びデー夕伝送方法を提供することである。

この目的は、送信側にて、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分け、階層毎に誤り検出できる符号化処理を行ってから階層変調して送信し、受信側にて、受信信号を復調して階層毎に誤り検出を行い、階層毎に再送要求を行うことにより達成される。図面の簡単な説明

図 1 A及び図 1 Bは、従来の T D D伝送における適応変調を行う無線通信装置の構成を示すブロック図、

図 2 A及び図 2 Bは、従来の F D D伝送における適応変調を行う無線通信装置の構成を示すブロック図、

図 3 A及び図 3 Bは、本発明の実施の形態 1における無線通信装置の構成を示すブロック図、

図 4 A及び図 4 Bは、 Q P S K変調における階層変調の信号点配置を示す模式図、

図 5 A及び図 5 Bは、本発明の実施の形態 2における無線通信装置の構成を示すブロック図、

図 6及び図 7は、本発明の実施の形態 2における無線通信装置の送信制御器の処理動作を示すフロー図、

図 8は、本発明の実施の形態 2における無線通信装置の各階層の TM Pバッファに書き込まれるセルを表した模式図、

図 9 A及び図 9 Bは、本発明の実施の形態 3における無線通信装置の部分構成を示すブロック図、

図 1 O A及び図 1 0 Bは、本発明の実施の形態 4における無線通信装置の部分構成を示すブロック図、図 1 1 A及び図 1 I Bは、本発明の実施の形態 5における無線通信装置の部分構成を示すブロック図、及び、

図 1 2 A及び図 1 2 Bは、本発明の実施の形態 6における無線通信装置の部分構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

(実施の形態 1 )

図 3は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 3 Aは、データを階層変調して送信する側（以下、「送信側」という）を示し、図 3 Bは、階層変調されたデ一夕を受信する側（以下、「受信側」という）を示す。

図 3 Aに示す無線通信装置の送信側は、送信信号に対し誤り検出用の符号化を行う符号化器 1 0 1と、符号化された送信信号を一時的に格納するデータバッファ 1 0 2と、符号化された信号に対し階層変調を行う階層変調器 1 0 3と、階層変調された信号を増幅する増幅器 1 0 4と、信号を送受信するアンテナ 1 0 5と、受信側からの再送要求信号を増幅する増幅器 1 0 6と、再送要求信号を復調する復調器 1 0 7とから主に構成される。

図 3 Bに示す受信側は、信号を送受信するアンテナ 1 5 1と、受信信号を増幅する増幅器 1 5 2と、増幅された受信信号に対し階層復調を行う階層復調器 1 5 3と、受信信号の誤りを検出する誤り検出器 1 5 4、 1 5 5と、受信信号を一時的に格納するデータバッファ 1 5 7と、再送要求信号を変調する変調器 1 5 8と、再送要求信号を増幅する増幅器 1 5 9とから主に構成される。

送信側の符号化器 1 0 1は、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分け、階層毎に誤り検出ができるように符号化を行い、データバッファ 1 0 2に格納する。各階層に振り分けられたセルは、階層変調器 1 0 3にて階層変調され、増幅器 1 0 4にて増幅され、アンテナ 1 0 5から送信される。

ここで、階層変調とは、信号点配置の工夫等により、同一回線で送信された複数の信号の品質に差をつけて変調する方式である。

以下、階層変調について、図 4に示す Q P S K変調の信号点配置を示す図を用いて説明する。図 4 Aは、通常の Q P S K変調の信号点配置を示す。通常の Q P S K変調は、 I成分の信号点間の距離 2 0 1と Q成分の信号点間の距離 2 0 2が等しいため、 I成分の品質は Q成分の品質と同じである。図 4 Bは、階層変調処理を施した Q P S K変調の信号点配置を示す。階層変調処理を施した Q P S K変調は、 I成分の信号点間距離 2 5 1が Q成分の信号点間距離 2 5 2 より長いので、 I成分の品質の方が Q成分の品質より良い。また、図 4 Bは図

4 Aに対し、 Q成分の品質は悪いが I成分の品質は良い。

アンテナ 1 5 1で受信された信号は、増幅器 1 5 2にて増幅され、階層復調器 1 5 3にて階層復調され、各階層のセルが取り出される。階層変調されたセルは、誤り検出器 1 5 4、 1 5 5にて、階層毎に誤り検出処理され、誤りが検出されたセルに関する再送要求信号が出力される。再送要求信号は、変調器 1

5 8にて変調され、増幅器 1 5 9にて増幅され、アンテナ 1 5 1から送信される。

受信側から送信された再送要求信号は、アンテナ 1 0 5及び増幅器 1 0 6を経由し、復調器 1 0 7にて検出され、データバッファ 1 0 2に出力される。そして、再送要求があったセルは、自動的に再度デ一夕バッファ 1 0 2から読み出されて再送される。

例えば、図 3における階層 1を図 4 Bに示す I成分とし、図 3における階層 2を図 4 Bに示す Q成分とすると、回線状態が劣悪な場合でも、品質が高い階層 1はデータ伝送に成功できるので、 1シンポル当たり 1ビットのデ一夕伝送レートである B P S K並の伝送効率を確保できる。なお、階層 2から送信されたセルは、データ伝送に成功するまで再送が繰り返される。ただし、再送回数 W

8

がバッファサイズを超えた場合、当該セルは廃棄される。

一方、回線状況が良好な場合、階層 1に加え、品質が低い階層 2もデータ伝送に成功できるので、 1シンボル当たり 2ビットのデ一夕伝送レー卜である Q P S K並の伝送効率を得られる。

このように、送信側で、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分け、階層毎に誤り検出ができる符号化処理を行って階層変調を行い、受信側で階層毎に誤り検出を行うことにより、レート選択情報の受け渡しを行うことなく、回線状況に応じて自動的にデータ伝送レ一トを適応制御できる。

なお、実施の形態 1では、階層が 2段階の場合について説明しているが、本発明は階層の段階に制限はなく、何段階の階層を使用してもよい。

(実施の形態 2 )

図 5は、実施の形態 2における無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 5 Aは送信側を示し、図 5 Bは受信側を示す。なお、図 5において、図 3と同様の構成要素については、図 3と同一符号を付して説明を省略する。

図 5に示す無線通信装置の送信側には、図 3と比較して、送信信号の階層を制御する送信制御器 3 0 1と、セルを一時的に格納する TM Pバッファ 3 0 2、 3 0 3 , 3 0 4とが追加される。また、説明のために、図 3では階層数が 2の場合を示し、図 5では階層数が 3の場合を示しているが、これによる根本的な構成差はない。

送信制御器 3 0 1は、データバッファ 1 0 2に格納された各セルの階層を制御し、丁1^ ?バッファ3 0 2、 3 0 3、 3 0 4に格納する。また、データバッファ 1 0 2及び TM Pバッファ 3 0 2、 3 0 3、 3 0 4に書き込まれたセルの消去処理を行う。また、復調器 1 0 7から再送要求信号を入力した場合、該当セルを前回と異なる TM Pバッファに書き込むことにより、再送するセルを前回と異なる階層で送信するように制御する。

次に、送信制御器 3 0 1の制御動作について、図 6及び図 7に示すフロー図及び図 8に示す模式図を用いて説明する。なお、図 6及び図 7中の Iは階層数を示す。また、 iが小さいほど品質が良好な階層であり、階層 1が最も品質が良く、階層 Iが最も品質が悪いものとする。

まず、送信開始時に、全ての TMPバッファ 302、 303、 304に書き込まれたセルを消去する（ST401) 。次に、データバッファ 102から入力した送信セルを空いている TMPバッファ 302、 303、 304に書き込む（ST402) 。なお、各 TMPバッファに書き込まれたセルは、階層変調器 103にて階層変調され、増幅器 104にて振幅を増幅され、アンテナ 10 5から無線送信される。

送信セルの送信を完了すると（ST403) 、全ての TMPバッファ 302、 303、 304に書き込まれたセルを消去する（ST404) 。

次に、階層 2で送信したセルに対し、受信側から再送要求があつたかどうかを判断する（ST405、 ST406) 。そして、 ST406で該当セルに対し再送要求があった場合、当該セルの再送回数がバッファサイズを越えているかどうかを判断する（ST407) 。

そして、 ST407で該当セルの再送回数がバッファサイズを越えていない場合、前回送信した階層より 1ランク上げて TMPバッファに書き込む（ST 408、 ST409) 。再送するセルの階層を 1ランク上げて送信することにより、再送要求を繰り返すうちに自動的に最も誤りにくい階層で送信することができるため、再再送の確率を低減できセル廃棄率を低減でき、送信の確実性を高くすることができる。

また、 ST406で該当セルに対し再送要求がない場合、又は、 ST407 でバッファサイズを越えている場合、該当セルをデータバッファ 102から削除する（ST410) 。

そして、階層 3から階層 Iまでで送信したセルに対して、 3丁406から3 T 410の動作を繰り返す（ST41 1、 ST412、 ST413) 。次に、階層 1で送信したセルに対し、受信側から再送要求があつたかどうかを判断する（ST414、 ST406) 。そして、 ST406で再送要求があつた場合、当該セルの再送回数がバッファサイズを越えているかどうかを判断する（ST407) 。

そして、 ST407で該当セルの再送回数がバッファサイズを越えていない場合、階層 1の TMPバッファに既にセルが書込まれているかどうかを判断する（ST408、 ST415) 。

ST415で、階層 1の TMPバッファに既にセルが書込まれている場合、当該セルを階層 Iの TMPバッファに書き込む（ST416) 。

また、 ST415で、階層 1の TMPバッファが空いている場合、当該セルを階層 1の TMPバッファに書き込む（ST417) 。

また、 ST406で再送要求がない場合、又は、 ST407でバッファサイズを越えている場合、該当セルをデータバッファ 102から削除する（ST4 10) 。

そして、データバッファ 102に送信されていないセルが残っているかどうかを判断し、まだ送信されたいないセルが残っている場合、 3丁402から5 T417の動作を繰り返す。また、すべてのセルの送信を完了した場合、デー夕伝送を終了する（ST418) 。

図 8は、実施の形態 2における無線通信装置の各階層の TMPバッファに書き込まれるセルを表した模式図である。

まず、 F 501では、階層 1にセル P l、階層 2にセル P 2、階層 3にセル P 3を書き込む。

F 501における送信の結果、受信側にて、階層 3にのみ誤りが生じたとする送信側に階層 3の再送要求が出される。 F 502では、再送要求に従つてセル P 3を階層 2に書き込む。また、空いている階層 1と階層 3に新規のセル P 4とセル P 5を書き込む。 F 5 0 2における送信の結果、受信側にて、全てのセルが誤りなく受信されたとすると、送信側に再送要求は出されない。よって、 F 5 0 3では、全ての階層に新規のセル P 6、セル P 7、セル P 8を書き込む。

F 5 0 3における送信の結果、受信側にて、階層 2及び階層 3の両方に誤りが生じたとすると、送信側に階層 2及び階層 3の再送要求が出される。 F 5 0 4では、再送要求に従ってセル P 7を階層 1に書き込み、セル P 8を階層に書き込む。また、空いている階層 3にセル P 9を書き込む。

ここで、階層 3に誤りが生じず階層 3より品質がよい階層 2に誤りが生じることもありうる。 F 5 0 4における送信の結果、受信側にて、階層 2にのみ誤りが生じたとすると、送信側に階層 2の再送要求が出される。 F 5 0 5では、再送要求に従ってセル P 8を階層 1に書き込む。また、空いている階層 2と階層 3に新規のセル P 1 0とセル P 1 1を書き込む。

F 5 0 5における送信の結果、受信側にて、全ての階層 2に誤りが生じたとすると、送信側に全ての階層の再送要求が出される。 F 5 0 6では、再送要求に従ってセル P 1 0を階層 1に書き込み、セル P 1 1を階層 2に書き込み、セル 8を階層 3に書き込む。

F 5 0 6における送信の結果、受信側にて、階層 3にのみ誤りが生じたとすると、送信側に階層 3の再送要求が出される。 F 5 0 7では、再送要求に従つてセル P 8を階層 2に書き込む。また、空いている階層 1と階層 3に新規のセル P 1 2とセル P 1 3を書き込む。

F 5 0 7における送信の結果、受信側にて、階層 2及び階層 3に誤りが生じたとすると、送信側に階層 2及び階層 3の再送要求が出される。ここで、セル P 8はバッファサイズを超える遅延となるため廃棄される。よって、 F 5 0 8 では、再送要求に従ってセル P 1 3を階層 2に書き込む。また、空いている階層 1と階層 3に新規のセル P 1 4とセル P 1 5を書き込む。

F 5 0 8における送信の結果、受信側にて、階層 1のみに誤りが生じたとすると、送信側に階層 1の再送要求が出される。ここで、階層 2で誤りを生じていないため、 F 5 0 9では、セル P 1 4を再び階層 1に書込み、階層 2及び階層 3に新規のセル P 1 6、セル P 1 7を書き込む。

F 5 0 9における送信の結果、受信側にて、階層 1及び階層 2に誤りが生じたとすると、送信側に階層 1及び階層 2の再送要求が出される。ここで、階層 1に加えて、階層 2にも誤りを生じているため、 F 5 1 0では、前回階層 2で送信したセル P 1 6を階層 1に書込み、前回階層 1で送信したセル P 1 4を階層 3に書込む。また、空いている階層 2に新規のセル P 1 8を書き込む。

このように、再送時に階層をローテーションして前回と異なる階層にて送信することにより、回線が劣悪な状態が長時間続く場合でも、再送を繰り返せば、自動的に最も品質が高い階層でセルを送信することができ、再再送の確率を低減してセル廃棄率を低減できる。

なお、実施の形態 2において、階層数や制御アルゴリズムに制限はない。また、実施の形態 2では、再送の度にセルを書き込む階層を 1つづつ上げているが、再送するセルを書き込む階層を無条件で階層 1に上げる等、他の制御を行うこともできる。

(実施の形態 3 )

図 9は、本発明の実施の形態 3における無線通信装置の部分構成を示すプロック図である。図 9 Aは、無線通信装置の階層変調器の構成を示し、図 9 Bは、無線通信装置の階層復調器の構成を示す。

図 9 Aに示す階層変調器 1 0 3は、拡散処理を行う複数の拡散器 6 0 1、 6 0 2、 6 0 3と、各拡散器から出力された拡散信号を加算する加算器 6 0 4と、加算された拡散信号を変調する変調器 6 0 5とを具備する。

また、図 9 Bに示す階層復調器 1 2 3は、逆拡散処理を行う複数の逆拡散器 6 5 1、 6 5 2、 6 5 3と各逆拡散器の出力を R AK E合成する R AK E受信器 6 5 4、 6 5 5、 6 5 6を具備する。拡散器 6 0 1は、階層 1に振り分けられたセルに対して拡散符号 Aを用いて拡散処理を行い、レベル設定信号 Aに基づいて拡散信号を増幅する。同様に、拡散器 6 0 2は、階層 2に振り分けられたセルに対して拡散符号 Bを用いて拡散処理を行い、レベル設定信号 Bに基づいて拡散信号を増幅する。また、拡散器 6 0 3は、階層 3に振り分けられたセルに対して拡散符号 Cを用いて拡散処理を行い、レベル設定信号 Cに基づいて、拡散信号を増幅する。

ここで、各々の階層に品質差をつけるため、レベル設定信号 A、レベル設定信号 B及びレベル設定信号 Cは、それぞれ異なるレベルを指定する。なお、拡散符号 A、拡散符号 B、拡散符号 Cは、互いに直交性を有する。

各拡散器から出力された拡散信号は、加算器 6 0 4にて加算された後、変調器 6 0 5にて変調され、階層変調出力として階層変調器 1 0 3から出力される。逆拡散器 6 5 1は、入力した信号に対し、拡散器 6 0 1の拡散処理に用いたと同じ拡散符号 Aで逆拡散を行い、階層 1に振り分けられたセルを取り出す。 R AK E合成器 6 5 4は、逆拡散器 6 5 1から出力されたセルを R AK E合成する。

同様に、逆拡散器 6 5 2は、入力した信号に対し、拡散器 6 0 2の拡散処理に用いたと同じ拡散符号 Bで逆拡散を行い、階層 2に振り分けられたセルを取り出す。 R AK E合成器 6 5 5は、逆拡散器 6 5 2から出力されたセルを R A K E合成する。

また、逆拡散器 6 5 3は、入力した信号に対し、拡散器 6 0 3の拡散処理に用いたと同じ拡散符号 Cで逆拡散を行い、階層 3に振り分けられたセルを取り出す。 R AK E合成器 6 5 6は、逆拡散器 6 5 3から出力されたセルを R A K E合成する。

これにより、 C D MA方式の無線通信システムにおいて、送信側と受信側との間でレート選択情報を受け渡しすることなく回線状況にあわせて自動的にデ一夕伝送レートを切替えることができる。 (実施の形態 4 )

— - 図 1 0は、本発明の実施の形態 4における無線通信装置の部分構成を示すブロック図である。図 1 0 Aは、無線通信装置の階層変調器の構成を示し、図 1 0 Bは、無線通信装置の階層復調器の構成を示す。

図 1 O Aに示す階層変調器 1 0 3は、各々異なるサブキャリアを用いて変調する複数の変調器 7 0 1 、 7 0 2、 7 0 3と、各変調器から出力された変調信号を加算する加算器 7 0 4とを具備する。

また、図 1 0 Bに示す階層復調器 1 2 3は、復調処理を行う複数の復調器 7 5 1 、 7 5 2、 7 5 3を具備する。

変調器 7 0 1は、階層 1に振り分けられたセルに対してサブキャリア Aを用いて変調処理を行い、レベル設定信号 Aに基づいて、変調された信号を増幅する。同様に、変調器 7 0 2は、階層 2に振り分けられたセルに対してサブキヤリア Bを用いて変調処理を行い、レベル設定信号 Bに基づいて、変調された信号を増幅する。また、変調器 7 0 3は、階層 3に振り分けられたセルに対してサブキャリア Cを用いて変調処理を行い、レベル設定信号 Cに基づいて、変調された信号を増幅する。

ここで、各々の階層に品質差をつけるため、レベル設定信号 A、レベル設定信号 B及びレベル設定信号 Cは、それぞれ異なるレベルを指定する。なお、マルチキャリア伝送を行うため、サブキャリア A、サブキャリア B及びサブキヤリア Cは、互いに直交性を保つように、異なるサブキャリアを指定する。各変調器から出力された信号は、加算器 7 0 4にて加算され、階層変調出力として階層変調器 1 0 3から出力される。

復調器 7 5 1は、入力した信号に対し、変調器 7 0 1の変調処理と同じサブキャリア Aで復調処理を行い、階層 1に振り分けられたセルを取り出す。同様に、復調器 7 5 2は、入力した信号に対し、変調器 7 0 2の変調処理と同じサブキャリア Bで復調処理を行い、階層 2に振り分けられたセルを取り出す。また、復調器 7 5 3は、入力した信号に対し、変調器 7 0 3の変調処理と同じサブキャリア Cで復調処理を行い、階層 3に振り分けられたセルを取り出す。これにより、マルチキャリア方式の無線通信システムにおいて、送信側と受信側との間でレート選択情報を受け渡しすることなく回線状況にあわせて自動的にデータ伝送レートを切替えることができる。また、各周波数に直交関係を持たせることにより、マルチキヤリア方式の一種である O F D Mにて無線通信を行うことができる。

(実施の形態 5 )

図 1 1は、本発明の実施の形態 5における無線通信装置の部分構成を示すブロック図である。図 1 1 Aは、無線通信装置の階層変調器の構成を示し、図 1 1 Bは、無線通信装置の階層復調器の構成を示す。

図 1 1 Aに示す階層変調器 1 0 3は、各々異なるマッピング処理を行う複数のマッピング器 8 0 1、 8 0 2、 8 0 3と、各マッピング器の出力タイミングを調整する接続スィッチ 8 0 4、 8 0 5、 8 0 6と、マッピングされた信号を加算する加算器 8 0 7と、加算された信号を変調する変調器 8 0 8とを具備する。

また、図 1 1 Bに示す階層復調器 1 2 3は、復調処理を行う複数の復調器 8 5 1 、 8 5 2、 8 5 3を具備する。

マッピング器 8 0 1は、階層 1に振り分けられたセルに対して B P S K変調によるマッピングを行う。同様に、マッピング器 8 0 2は、階層 2に振り分けられたセルに対して Q P S K変調によるマッピングを行う。また、マッピング器 8 0 3は、階層 3に振り分けられたセルに対してサブキャリア Cを用いてマッピンクを行う。

各マッピング器の出力は、タイミング信号 A、タイミング信号 B及び夕イミング信号 Cの接続スィッチ 8 0 4、 8 0 5、 8 0 6に対する制御により、異なる時間に加算器 8 0 7に出力され、加算器 8 0 7にて加算された後,変調器 8 0 8にて変調され、階層変調出力として階層変調器 1 0 3から出力される。このように、マツピングが異なる信号を異なる時間に出力することにより、時間によつて品質が異なる信号を送信できる。

復調器 8 5 1は、入力した信号に対し、タイミング信号 Aを用いて復調処理を行い、階層 1に振り分けられたセルを取り出す。同様に、復調器 8 5 2は、入力した信号に対し、タイミング信号 Bを用いて復調処理を行い、階層 2に振り分けられたセルを取り出す。また、復調器 8 5 3は、入力した信号に対し、タイミング信号 Cを用いて復調処理を行い、階層 3に振り分けられたセルを取り出す。

これにより、 T D MA方式の無線通信装置において、送信側と受信側との間でレート選択情報を受け渡しすることなく回線状況にあわせて自動的にデータ伝送レートを切替えることができる。

(実施の形態 6 )

図 1 2は、本発明の実施の形態 6における無線通信装置の部分構成を示すブロック図である。図 1 2 Aは、無線通信装置の階層変調器の構成を示し、図 1 2 Bは、無線通信装置の階層復調器の構成を示す。

図 1 2 Aに示す階層変調器 1 0 3は、拡散処理を行う複数の拡散器 9 0 1、 9 0 2、 9 0 3と、各拡散器の出力タイミングを調整する接続スィッチ 9 0 4、 9 0 5、 9 0 6と、各拡散信号を加算する加算器 9 0 7と、加算された拡散信号を変調する変調器 9 0 8とを具備する。

また、図 1 2 Bに示す階層復調器 1 2 3は、逆拡散処理を行う複数の逆拡散器 9 5 1 、 9 5 2、 9 5 3と各逆拡散器の出力を R AK E合成する R AK E受信器 9 5 4、 9 5 5、 9 5 6を具備する。

拡散器 9 0 1は、階層 1に振り分けられたセルに対して拡散符号 Aを用いて拡散処理を行い、レベル設定信号 Aに基づいて拡散信号を増幅する。同様に、拡散器 9 0 2は、階層 2に振り分けられたセルに対して拡散符号 Bを用いて拡散処理を行い、レベル設定信号 Bに基づいて拡散信号を増幅する。また、拡散器 9 0 3は、階層 3に振り分けられたセルに対して拡散符号 Cを用いて拡散処理を行い、レベル設定信号 Cに基づいて、拡散信号を増幅する。

ここで、各々の階層に品質差をつけるため、拡散符号 A、拡散符号 B、拡散符号 Cは、それぞれ異なる拡散率を有する。また、各々の階層に品質差をつけるため、レベル設定信号 A、レベル設定信号 B及びレベル設定信号 Cは、それぞれ異なるレベルを指定することを併用してもよい。全ての送信レベルを一定とすれば、拡散率が大きい信号程品質が良い。

各拡散器から出力された拡散信号は、タイミング信号 A、タイミング信号 B 及びタイミング信号 Cの接続スィッチ 9 0 4、 9 0 5、 9 0 6に対する制御により、異なる時間に加算器に出力され、加算器 9 0 7にて加算された後、変調器 9 0 8にて変調され、階層変調出力として階層変調器 1 0 3から出力される。このように、拡散率が異なる信号を異なる時間に出力することにより、時間によって品質が異なる信号を送信できる。

逆拡散器 9 5 1は、入力した信号に対し、拡散器 9 0 1の拡散処理に用いたと同じ拡散符号 Aで逆拡散を行い、階層 1に振り分けられたセルを取り出す。 R AK E合成器 9 5 4は、逆拡散器 9 5 1から出力されたセルを R AK E合成する。同様に、逆拡散器 9 5 2は、入力した信号に対し、拡散器 9 0 2の拡散処理に用いたと同じ拡散符号 Bで逆拡散を行い、階層 2に振り分けられたセルを取り出す。 R AK E合成器 9 5 5は、逆拡散器 9 5 2から出力されたセルを R A K E合成する。また、逆拡散器 9 5 3は、入力した信号に対し、拡散器 9 0 3の拡散処理に用いたと同じ拡散符号 Cで逆拡散を行い、階層 3に振り分けられたセルを取り出す。 R AK E合成器 9 5 6は、逆拡散器 9 5 3から出力されたセルを R AK E合成する。

これにより、 C D MA方式の無線通信システムにおいて、送信側と受信側との間でレート選択情報を受け渡しすることなく回線状況にあわせて自動的にデ一夕伝送レートを切替えることができる導入できる。

以上説明したように、本発明の送信装置並びに受信装置及びデ一夕伝送方法によれば、送信側にて、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分け、階層毎に誤り検出できる符号化を施し、階層変調して送信し、受信側にて、階層毎に復調して誤り検出を行い >階層毎に再送要求を行うことにより、装置間でレ一ト選択情報の受け渡しを行うことなく、回線の状況に応じて自動的にデータ伝送レートを変更できる。これにより、制御信号の誤りによる誤動作を避けることができ、高速フェージング時でも対応でき、受信品質の推定精度を考慮する必要がない。

本明細書は、 1 9 9 8年 7月 7日出願の特願平 1 0年第 1 9 2 0 7 8号に基づくものである。この内容をここに含めておく。

Claims

請求の範囲

1 . 送信信号をセル単位で複数の階層に振り分けて階層毎に誤り検出用の符号化を行う符号化手段と、符号化されたセルを蓄積し、再送要求がない場合に新規セルを出力し、再送要求があった場合に当該セルを再出力する送信制御手段と、この送信制御手段から出力されたセルに対し階層変調を行う階層変調手段とを具備する送信装置。

2 . 送信制御手段は、符号化されたセルを蓄積する第 1バッファと、第 1バッファに書き込まれたセルの階層を制御する階層制御手段と、この階層制御手段により制御されたセルを階層毎に蓄積する第 2バッファとを具備する請求の範囲 1記載の送信装置。

3 . 階層制御手段は、再送要求があったセルを前回と異なる階層で再出力する請求の範囲 2記載の送信装置。

4 . 階層変調手段は、階層毎に異なる符号で拡散し、異なる送信レベルで出力する拡散手段と、この拡散手段の出力を加算する加算手段と、この加算手段の出力を変調する変調手段とを具備する請求の範囲 1記載の送信装置。

5 . 拡散手段は、階層毎に異なる拡散率の符号で拡散し、異なるタイミングで出力する請求の範囲 4記載の送信装置。

6 . 階層変調手段は、階層毎に異なる周波数で変調し、異なる送信レベルで出力するキヤリァ変調手段と、このキヤリァ変調手段の出力を加算する加算手段とを具備する請求の範囲 1記載の送信装置。

7 . キャリア変調手段は、各周波数が直交関係を有するように変調する請求の範囲 6記載の送信装置。

8 . 階層変調手段は、階層毎に異なるマッピング処理を行い、異なるタイミングで出力するマッピング手段と、このマッピング手段の出力を加算する加算手段と、この加算手段の出力を変調する変調手段とを具備する請求の範囲 1記載の送信装置。

9 . 通信相手から階層変調されて送信された信号を復調し、各階層のセルを取り出す階層復調手段と、各階層毎にセルの誤り検出を行う誤り検出手段と、誤りを検出したセルに関する再送要求信号を送信する再送要求送信手段とを具備する受信装置。

1 0 . 階層復調手段は、通信相手の拡散処理と同じ符号で逆拡散して、各階層のセルを取り出す逆拡散手段と、各階層のセルを R AK E合成する R AK E合成手段とを具備する請求の範囲 9記載の受信装置。

1 1 . 階層復調手段は、通信相手の変調処理と同じ周波数で復調し、各階層のセルを取り出す復調手段を具備する請求の範囲 9記載の受信装置。

1 2 . 階層復調手段は、通信相手のマッピング処理と同じタイミングで復調し、各階層のセルを取り出す復調手段を具備する請求の範囲 9記載の受信装置。

1 3 . 送信装置を搭載して無線通信を行う通信端末装置であり、前記送信装置は、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分けて階層毎に誤り検出用の符号化を行う符号化手段と、符号化されたセルを蓄積し、再送要求がない場合に新規セルを出力し、再送要求があった場合に当該セルを再出力する送信制御手段と、この送信制御手段から出力されたセルに対し階層変調を行う階層変調手段とを具備する。

1 4. 受信装置を搭載し、請求の範囲 1 3記載の通信端末装置と無線通信を行う基地局装置であり、前記受信装置は、通信相手から階層変調されて送信された信号を復調し、各階層のセルを取り出す階層復調手段と、各階層毎にセルの誤り検出を行う誤り検出手段と、誤りを検出したセルに関する再送要求信号を送信する再送要求送信手段とを具備する。

1 5 .送信装置を搭載して無線通信を行う基地局装置であり、前記送信装置は、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分けて階層毎に誤り検出用の符号化を行う符号化手段と、符号化されたセルを蓄積し、再送要求がない場合に新規セルを出力し、再送要求があった場合に当該セルを再出力する送信制御手段と、この送信制御手段から出力されたセルに対し階層変調を行う階層変調手段と、を具備する。

1 6 . 受信装置を搭載し、請求の範囲 1 5記載の基地局装置と無線通信を行う通信端末装置であり、前記受信装置は、通信相手から階層変調されて送信された信号を復調し、各階層のセルを取り出す階層復調手段と、各階層毎にセルの誤り検出を行う誤り検出手段と、誤りを検出したセルに関する再送要求信号を送信する再送要求送信手段とを具備する。

1 7 . 送信側にて、送信信号をセル単位で複数の階層に振り分けて階層毎に誤り検出用の符号化を行い、符号化されたセルに対し階層変調を行い、受信側にて、階層変調された信号を復調して各階層のセルを取り出し、各階層毎にセルの誤り検出を行うデ一夕伝送方法。

1 8 . 受信側にて、誤りを検出したセルに関する再送要求信号を送信し、送信側にて、再送要求がない場合に新規セルを出力し、再送要求があった場合に当該セルを再出力する請求の範囲 1 7記載のデータ伝送方法。

1 9 . 再送要求があったセルを前回と異なる階層で再出力する請求の範囲 1 7 のデータ伝送方法。