WO2003061171A1

WO2003061171A1 - Dispositif de transmission radio, dispositif de reception radio et procede de transmission radio

Info

Publication number: WO2003061171A1
Application number: PCT/JP2003/000104
Authority: WO
Inventors: Kenichi Miyoshi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2003-07-24
Also published as: EP1467509B1; EP1467509A4; EP1467509A1; JP3679759B2; US7263084B2; CN100514894C; CN101594194B; US20040114549A1; CN101594194A; CN101594193A; AU2003202484A1; JP2003218830A; CN1509540A; CN101594193B

Description

明細書

'無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法技術分野

本発明は無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法に関し、特に受信信号のビット誤り率等に応じて適応的に再送処理を行う場合に適用して好適なものである。背景技術

従来、無線通信システムにおいては、受信装置のビット誤り率が所定値を満たさない場合に、受信装置が送信装置に対して再送要求信号を送信し、送信装置ではこの要求に応じて同一の送信データを再び送信する自動再送要求（ A R Q (Automatic Repeat reQuest) ) が一般的に行われている。

特にデータトラフィックを伝送するバケツト伝送では、誤りのないデータ伝送を保証する必要があるため、 A R Qによる誤り制御が必要不可欠となっている。加えて、バケツト伝送においては、伝搬路の状態に応じて最適な変調方式、符号化方式を選択してスループットの向上を図る適応変調■誤り訂正の適用に際しても、測定誤差、制御遅延等に起因したバケツト誤りが避けられないため、 F E C (Forward Error Correction)機能を糸且み込んだハイブリッド A R Q (以下、 HA R Qと呼ぶ）を用いることが 3 G P Pでも規格化されている。

ところで、 C DMA (Code Division Multiple Access) 方式や、 C DMA方式と O F DM(Ortliogonal Frequency Division Multiplexing)方式を糸且み合わせた O F DM— C DMA方式の無線通信システムに、 A R Q技術や HA R Q技術を用いた場合、伝搬環境が高速で変化するようなときには有効であるが、伝搬環境が低速で変化するようなとき（すなわち伝搬環境の時間変動が小さい場合）には大きな効果が得られない欠点がある。 C DMA方式では、遅延波が存在すると拡散コード間の干渉が発生する。この拡散コード間の干渉の影響は、拡散コード毎に異なる。すなわち、干渉によつて受信品質が大きく劣化する拡散コードと、干渉によって受信品質があまり劣化しない拡散コードが存在する。

このため、伝搬環境の時間変動が小さい場合には、受信品質が大きく劣化する拡散コードを用いて送信された送信データは、再送しても相変わらず受信側での受信品質は悪いままとなる。つまり、最初の受信時に回線品質が悪いシンボルは、再送による 2回目以降の受信時でも回線品質が悪いままとなり、それらを合成したとしても十分な性能向上が得られない。この結果、再送により本来得られるべき受信信号の誤り率の向上が得られないばかり力 \ 再送による伝送効率の低下のみが際立つおそれがある。

発明の開示

本宪明の目的は、 C DMA方式を用いる無線通信において、送信側から同一の送信データを再送した場合に受信側での誤り率を向上し得る無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法を提供することである。

この目的は、 C DMA方式を用いる無線通信システムにおいて、送信データを再送するときに前の送信時とは異なる拡散コードを用いて送信データを拡散処理することにより達成される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の原理の説明に供する O F DM— C DMA信号送信時の各シンボルへの拡散コード割当て例を示す図；

図 2は、図 1の O F DM— C DMA信号受信時の各シンボルの受信品質（受信レベル）の説明に供する図；

図 3は、図 2の 1パケット目と 2パケット目の同一シンボル同士を合成したときの各シンボルの受信品質（受信レべノレ）を示す図；図 4は、本発明の原理の説明に供する O F DM— C DMA信号送信時の各シンポルへの拡散コード割当て例を示す図；

図 5は、図 4の O F DM— C DMA信号受信時の各シンポルの受信品質（受信レベル）の説明に供する図；

図 6は、図 5の 1パケット目と 2パケット目の同一シンポノレ同士を合成したときの各シンポルの受信品質（受信レベル）を示す図；

図 7は、実施の形態の比較例として、一般的な O F DM— C DMA信号送信時の各シンポノレへの拡散コード割当て例を示す図；

図 8は、図 7の O F DM— C DMA信号受信時の各シンボルの受信品質（受信レベル）の説明に供する図；

図 9は、図 8の 1パケット目と 2パケット目の同一シンボ^/同士を合成したときの各シンボルの受信品質（受信レベル）を示す図；

図 1 0は、本発明の構成を適用した場合に得られる受信品質と、従来の構成により得られる受信品質とを比較した特性曲線図；

図 1 1は、実施の形態による無線送信装置の構成を示すブロック図；図 1 2は、マッピングテープ^^の内容の一例を示す図；

図 1 3は、マッピングテーブルの内容の一例を示す図；

図 1 4は、実施の形態による無線受信装置の構成を示すブロック図；及び

図 1 5は、実施の形態による無線送信装置の構成を示すプロック図である,。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

( 1 ) 実施の形態の原理

先ず、実施の形態の原理構成について説明する。 C DMA方式では、遅延波が存在すると拡散コード間の干渉が発生する。この拡散コード間の干渉の影響は、拡散コード毎に異なる。すなわち、干渉によって受信品質が大きく劣化する拡散コードと、干渉によつて受信品質があまり劣化しない拡散コ一ドが存在する。本発明者は、この点に着目して、再送毎に割り当てる拡散コードを変更すれば、再送毎に各拡散コードにより拡散処理された各ビット（シンポノレ）の品質が変化して、 A R Qや H A R Qの合成の効果が高まつて受信品質が向上すると考え、本発明に至った。

つまり、送信された信号は同じフェージング回線を通過した場合でも、使用する拡散コードによつて受信信号の品質は異なるものになる。このため同一シンポルを再送毎に異なる拡散コードで拡散処理すれば、受信側では、再送されたシンボルを前回送信されたシンボルと合成して受信することによりダイバーシチ効果を得ることができる。

本発明は、複数の拡散コードを用いて、 1つの相手局に送信する場合（いわゆるマルチコード多重送信時）にも使用できる。この場合の実現方法として、

2つの方法を提案する。

第 1の方法は、予め送信に使用する拡散コードを信号多重数と同数に定めておいて、その拡散コードの中で使用する拡散コードの割当てを変更する方法である。この方法を、以下の（1— 1 ) の項で説明する。第 2の方法は、信号多重数よりも多くの数の拡散コードを用意しておき、その中から送信に使用する拡散コードの種類を再送毎に変更する方法である。この方法を、以下の（1 _ 2 ) の項で説明する。

また以下の実施の形態では、本発明による効果が顕著に現れる O F DM— C DMA方式に、本発明を適用した場合について説明する。

ここで本発明の具体的な例を説明する前に、先ず O F DM— C DMA方式について簡単に説明する。 O F DM— C DMA方式は、 O F DM変調方式により得られる送信シンボル長を長くできるといった長所と、 C DMA変調方式により得られる耐干渉に強いといった長所とを有効に利用することにより、多数の通信端末に高品質の送信データを伝送できるようにした通信方式である。

O F DM— C DM A方式は、大別して、時間領域拡散方式と周波数領域拡散方式とがある。時間領域拡散方式は、拡散コードによってチップ単位に拡散した各拡散データを同一のサブキヤリァ内で時間方向に配置するものである。一方、周波数領域拡散方式は、チップ単位に拡散した各拡散データを異なるサブキヤリァに割り当てて配置するものである。

以下の実施の形態では、 OF DM— CDMA方式のうち周波数領域拡散を行う場合について説明する。またこの実施の形態では、同一のサブキャリア内に複数シンボルを多重して伝送するために、各シンボルをそれぞれ互いに直交する拡散コードを用いて拡散する、いわゆるマルチコ一ド多重を行う場合について説明する。このようにマルチコード多重送信を行うことにより、大容量の送信データを高速で伝送することができる。

(1-1) 信号多重数と同数の拡散コードを用いる場合

図 1に、本発明を OFDM— CDMA方式の無線通信システムに適用した場合の原理を示す。図 1 (a) は拡散後の信号を重畳する OF DM信号を模式的に表した図である。図 1 (b) は 1回目の送信時の各シンボルへの拡散コードの割当てと、 2回目の送信（すなわち再送）時の各シンポルへの拡散コードの割当てとを示す図である。因みに、図 1 (b) 中の C o d e # 0〜C o d e # 3は拡散コードを示し、互いに直交する直交符号を用いる。

また図 1 (b) 中の数字「1」〜「16」は拡散の対象となる送信シンボルを示し、これらを送信毎に所定の拡散コード #0〜# 3を用いて拡散し、各サブキャリアに割り当てて送信する。具体的には、 1パケット目の送信（1回目の送信）では、シンボル「1」〜「4」を拡散コード #0により拡散し、シンボル「5」〜「8」を拡散コード# 1により拡散し、シンボル「9」〜「1 2」を拡散コード # 2により拡散し、シンボル「1 3」〜「16」を拡散コード # 3により拡散する。

これに対して、 2パケット目の送信（再送）では、シンポノレ「1」〜「4」を拡散コード # 1により拡散し、シンボル「5」〜「8」を拡散コード # 2により拡散し、シンボル「9」〜「12」を拡散コード # 3により拡散し、ボル「1 3」〜「： L 6」を拡散コード # 0により拡散する。

このように送信データを再送するときに、各系列の送信データを拡散するために用いる拡散コードの組み合わせを前の送信時と変更して拡散処理するようにしたことにより、受信機側で複数回の受信により得た各シンボルの逆拡散後の信号を合成すると、各シンポルの受信電力は平均化される。この結果、拡散コードの種類に起因する、極端に受信レベルの小さい受信シンボルを無くすることができるので、受信品質を向上させることができる。

因みに、図 1 ( b ) のシンポノレ「 1」〜「4」についてはおのおの拡散コード# 0を用いて拡散された後、各チップが異なるサブキヤリァに重畳される。例えば拡散コード # 0が 8倍拡散のコードであった場合には、各シンボルで 8 個のチップが得られるので、 3 2個のサブキャリアにシンボル「1」〜「 4」の拡散後のチップが周波数領域拡散される。シンボル「5」〜「8」、「9」〜「1 2」、「 1 3」〜「1 6」についても同様である。

ここで図 1に示す O F DM— C DMAの周波数領域拡散方式では、信号を周波軸方向に拡散して送信を行う。周波数選択性フェージングが存在する状態では、信号レベルはサブキヤリァ間で大きく変動する。このとき、拡散コード間の干渉が大きくなり、逆拡散後のシンポルの電力は使用された拡散コード及び重畳されたサブキャリアによって大きく異なる。図 1 ( b )に示すシンボル「1」、シンボル「5」、シンボル「9」、シンボル Γ 1 3 J はそれぞれ拡散コード # 0， # 1 ， # 2， # 3で拡散されて送信される力拡散コード間の干渉により、各シンポルの受信電力は大きく異なっている。またシンボル「1」、「2」、「3 J 、「4」については同一の拡散コード # 0で拡散されるが、重畳されるサブキャリアによつて各シンボルの受信電力は異なるものとなる。

その様子を、図 2に示す。図 2 ( a )は受信時の O F DM信号の様子を示し、周波数選択性フェージングによりあるサブキヤリァのレベルが落ち込んでいる。この影響によりレベルの落ち込んでいるサブキヤリァに重畳されたチップのレベルも落ち込むことになる。この結果、拡散コード間の直交性が崩れてしまう。

ここで説明を簡単化するために、同一のサブキャリアに重畳されたシンボルに着目する。図 2 (b) の受信品質に示すように、例えば最初の送信（1パケット目）で送られた、同一サブキャリアに重畳されるシンボル「1」、「5」、「9」、「1 3」のうち、拡散コード #0及び #2を用いて拡散されたシンポノレ「1」、「9」は、偶然このサブキャリアでの拡散コード #0及び # 2の直交性の崩れが小さかったため受信品質が良い。これに対して、拡散コード # 1 及び # 3を用いて拡散されたシンポル「5」、「1 3」は、拡散コード # 1及び # 3の直交性の崩れが大きいため受信品質が悪くなっている。

しかし、本発明では、 2回目の送信（2パケット目）では、各シンポノレに 1 回目の送信時とは異なる拡散コードを割り当てて拡散処理するようにしているので、受信品質の低下が抑制される。つまり図 2 (b) の 2パケット目の受信品質に示すように、 1回目の送信では受信品質の悪かったシンボル「5」、「13」の受信品質が、再送時に割り当てられた拡散コード #0及び # 2によつて良くなる。この結果、ダイバーシチ効果により、合成後の各シンポルの受信品質は一様となり（平均化され）、全体としての受信品質を向上させることができる。

ダイバーシチ効果について具体的に説明する。図 2 (b) に示すように 1回目の送信と 2回目の送信では、使用する拡散コードの組み合わせを変更しているので、 1回目の送信で受信電力の低いシンボルも、 2回目の送信では受信電力が高くなつている。これにより、図 3に示すように、 2パケット受信後に合成された信号の電力はすべてのシンボルにおいて平均的に向上しており、安定した受信が可能になる。

(1-2) 信号多重数よりも多くの数の拡散コードを用いる場合

次に図 4〜図 6を用いて、信号多重数よりも多くの数の拡散コードを用いる場合について説明する。（1— 1) の項では、最初の送信時と再送時とで同じ拡散コード # 0〜# 3を用い、かつ送信シンボルに割り当てる拡散コードを送信毎に変更する場合について説明した。

一方、この項では、図 4 ( b ) に示すように、 1パケット目の送信時（1回目の送信時）と 2パケット目の送信時（再送時）とで、用いる拡散コードを替えるようにする。この結果、一段とダイバーシチ効果が得られるので、一段と受信品質を向上させることができる。具体的には、図 4 ( b ) に示すように、 1バケツト目の送信時には拡散コード # 0〜# 3を用いて送信データを拡散処理すると共に、 2パケット目の送信時（再送時）には拡散コード # 2〜： 1Φ 5 を用いて拡散処理する。

図 5は、図 4に示す拡散処理及び O F DM処理を行って送信した送信データを復調したときの各シンポルの受信品質（信号レベル）を示す図である。各シンボル「1」〜「1 6」への拡散コード # 0〜# 5の割当てを送信毎に変更しているので、複数回の送信で同じシンボルの受信品質が連続して低くなる確率は、非常に低くなる。この結果、同一データについての 2回の受信により得られた合成後の各シンポルの品質は、図 6に示すように、一様となり（平均化され）、極端に品質の悪いシンポルが無くなるので、全体としての受信品質が向上する。このことは、再送回数を減らすことにもつながる。

なお図 4及び図 5では、 4系列の送信シンボルに対して # 0〜# 5の 6種類の拡散コードを割り当てて拡散処理を行う場合について述べた力例えば 8種類の拡散コード # 0〜# 7を準備しておき、その中から送信毎に任意の 4つの拡散コードを使用して拡散処理するようにしてもよい。このようにすれば、一段とダイバーシチ効果を得ることができるようになるので、一段と受信品質を向上させることができる。

( 1 - 3 ) 比較例

次に、実施の形態のように再送時に前の送信時と異なる拡散コードを用いて同一送信シンボルを送信する場合と、一般的な O F DM— C DMA方式により送信シンボルを再送する場合とを比較する。

一般的な O F DM— C DMA方式では、図 7 ( b ) に示すように、 1バケツト目の送信時（最初の送信）と、 2パケット目の送信時（再送時）とで、各シンポルを同じ拡散コード# 0〜# 3を用いて拡散処理する。例えば最初の送信で拡散コード # 0を用いて送信シンボル「1」〜「4」を拡散処理すると、再送時にも拡散コード # 0を用いて送信シンボル「1」〜「4」を拡散処理する。同様に送信シンボル「5」〜「8」については、最初の送信時及び再送時共に拡散コード # 1を用いて拡散処理する。

ここで、図 8 ( a ) に示すように、各サブキャリアに拡散後のチップが重畳された O F DM信号が周波数選択性フェージングを受けて、特定のサブキヤリァのレベルが落ち込んだとき、図 8 ( b ) に示すように、同一サブキャリアに重畳されたシンボル「1」、「5」、「9」、「1 3」に着目すると、拡散コ一ド # 0や拡散コード # 2のように直交性の崩れが小さい拡散コードを用いて拡散されたシンボル「1」、「9」は所望の受信レベル（受信品質）が得られる力拡散コード # 1や拡散コード # 3のように直交性の崩れが大きい拡散コードを用いて拡散されたシンボル「5」、「1 3」は所望の受信レベル（受信品質）が得られない。

伝搬環境の時間変動が小さい場合には、最初の送信時と再送時とでは、直交性の崩れの大きい拡散コードは同じものとなる。図 8 ( b ) の例では、拡散コード # 1及び # 3は最初の送信時及び再送時で共に直交性が大きく崩れた拡散コードとなっている。

この結果、初回の送信時と再送時とで、同じシンボルに同一の拡散コードを用いると、受信側での合成後の各シンポルの受信電力は、図 9に示すように、 1回の受信の単に 2倍の値となるにすぎず、直交性の崩れの大きい拡散コードを用いて拡散されたシンボルについては十分な受信品質が得られない。

実際上、図 1 0に示すように、この本発明の通信方法では、従来方法と比較して、受信性能を格段に向上させることができる。図 1 0は、ビットエラーレート（B E R) と受信 S I Rとの関係を示す特性曲線図である。ここで図中の実線は 1回の送受信による特性曲線を示し、一点鎖線は図 7〜図 9で説明したような一般的な O F DM— C DMA方式により送受信を行い 2バケツト合成した場合の特性曲線を示し、二点差線は実施の形態での O F DM- C DMA方式を用いて送受信を行い 2パケット合成した場合の特性曲線を示す。

図 1 0からも明らかなように、本発明では、同一シンポルに対して初回の送信時と再送時とで拡散コードを変更して送信することにより得られるダイバーシチ効果により、一般的な O F DM— C DMA方式と比較して、小さい受信 S I Rで所望 B E Rを得ることができ、受信性能が向上する。実際上、本発明の方法を用いれば、従来方式よりも受信性能のダラフは急峻になり、 2パケットの合成の場合でも従来方式の 3 d Bよりも大きいゲインが得られる。

( 2 ) 構成

次に、実施の形態の無線送信装置及び無線受信装置の具体的構成について説明する。実施の形態では、 1つの相手局に対して送信データを送信する場合の送信装置及び受信装置の構成と、複数の相手局に対して送信データを送信する場合の送信装置の構成を説明する。

( 2 - 1 ) 1つの相手局に送信データを送信する場合

図 1 1において、 1は全体として、上述した本発明の無線通信方法を実現するための無線送信装置の構成を示し、例えば無線基地局又は通信端末局に設けられている。

無線送信装置 1は、送信データを変調部 2に入力し、変調部 2によって Q P S K (Quadrature Phase Shift Keying)や 1 6 Q AM(Quadrature Amplitude Modulation)等の変調処理を施す。変調後のデータはー且バッファ部 3に保存される。再送回数検出部 5は、バッファ部 3に対して、パケットの再送回数の情報を通知し、再送が必要な場合にはバッファ 3からデータを出力すると共に、データが受信側に正しく到達した場合にはバッファ 3をクリアする。

マッピング部 4では、マッピングテーブル 6を参照し、再送回数に応じて、送信に使用する拡散コードの組み合わせを決定して、データのマツビングを行う。テーブルの例を図 1 2に示す。図 1 2の例では、第 1回目の送信では、 1 6ビットのデータを送信する際に、 4つの拡散コード（コード #0，コード # 1，コード # 2，コード # 3) を使用してそれぞれの拡散コードで 4ビットを送信する。

そこでマッピング部 4では、入力された 16ビットのデータを 4つに分割し、 4ビットずつのデータをそれぞれコード # 0〜# 3で拡散できるように拡散部 7 A〜7Dにデータを出力する。因みに、マッピング部 4を、図 12に示すようなテーブルにより構成した場合には、上述した（1— 1) の項で説明したように、信号多重数と同数の拡散コードを用い、送信毎に同一シンボルに用いる拡散コードを変更できる。

一方、マッビング部 4を、図 13に示すようなテーブルにより構成した場合には、上述した（1— 2) の項で説明したように、信号多重数よりも多くの数の拡散コードを用レ、、送信毎に同一シンボルに用いる拡散コードを変更できる。拡散部 7 A〜 7 Dでは、マツピング部 4によつて指示された拡散コ一ドでデータの拡散を行う。多重部 8では、拡散されたデータをマルチコ一ド多重する。コード多重された信号は、 O F DM処理部 9で I F F T (逆高速フーリェ変換）等の OF DM処理が施され、複数のサブキヤリァに周波数軸方向に拡散後の信号が配置される（つまり周波数拡散される）。 OF DM処理後の信号は無線送信部（送信 RF) 10により電力増幅等の所定の無線送信処理が施された後、アンテナ 1 1から相手局に送信される。

また無線送信装置 1は、相手局からの A C K (ACKnowledgment：肯定応答）信号及ぴ N AC K (Negative ACKnowledgment：否定応答）信号を受信復調する受信系を有する。無線送信装置 1の受信系では、受信した ACKZN 〇信号を受信1¾ 部1 2及ぴ復調部 1 3を介して復調した後、 ACK/N じ1 検出部14に送出する。

ACK/NACK検出部 14は、 A C K信号を検出した場合には、再送回数検出部 5に対して A C K信号を受信したことを通知する。この通知を受けると、再送回数検出部 5はバッファ部 3をクリアする。これに対して、 NACK信号が検出された場合には、再送回数検出部 5でパケットの送信回数が計算され、送信回数に応じて送信に使用する拡散コードを変更する。図 12のテーブルに示すように、 2パケット目の送信（再送時）においては、使用する拡散コードは、 # 1、 #2、 # 3、 #0とする。図 1 2や図 1 3のテーブルでは、 2回目までの送信コードのみしか示していないが、 3 回目以降の送信においても同様に拡散コードを変更しながら送信を行う。

次に図 14を用いて、無線送信装置 1から送信された信号を受信して復調する無線受信装置 20の構成を説明する。無線受信装置 20は、アンテナ 21で受信した信号に対して受信無線部（受信 R F) 22により所定の無線受信処理を施し、続く OF DM処理部 23により F FT (高速フーリエ変換）等の OF DM処理を施す。その後、逆拡散部 24 A〜 24 Dにより逆拡散処理を行う。ここで各逆拡散部 24A〜24Dは、 OF DM処理後の信号に対して異なる拡散コード #0、 # 1、 # 2、 # 3を用いて逆拡散を行う。

デマッピング部 25では、逆拡散後の信号から、送信時に使用された拡散コ一ドで逆拡散した信号同士を集めてデマッピング処理を行う。このとき、デマッビング部 25はマッビングテーブル 26を参照し、再送回数によってどの拡散コードが送信に使用されたかを認知して、データのデマッビングを行う。デマッピング処理された信号はバッファ部 28に蓄積される。この結果、同 —送信データを複数回受信した場合、バッファ部 28には各送信シンボ^/レについて複数回分の合成信号がシンボル毎に蓄積される。

復調部 29によって復調処理された信号は、バッファ部 30及ぴ誤り検出部 3 1に送出される。誤り検出部 31は復調後の信号に対して誤り検出処理を行う。誤り検出部 31は誤りを検出しなかった場合には、ノッファ部 30に対して受信データを出力するように指示すると共に、 ACKノNACK生成部32 に対して AC K信号を生成するように指示する。これに対して誤りを検出した場合には、バッファ部 30から受信データを出力しないように指示すると共に、 ACKZNACK生成部 3 2に対して N AC K信号を生成するように指示する。 ACKZNACK生成部 32により生成された ACK信号及び NACK信号は変調部 33、送信 R F部 34及びァンテナ 21を介して無線送信装置 1に送信される。

再送回数検出部 27では、現在までに送信した AC K信号及び NACK信号の数を数えることにより、再送回数を検出する。例えば一度も NACK信号が送信されていないときは、受信データは 1パケット目であり、 1回 NACK信号が送信されているときには、受信データは 2パケット目、つまり同一のデータについての再送データであることが分かる。このようにして無線受信装置 2 0は、無線送信装置 1によって拡散コードを変更しながら送信されたデ一タを良好に復調することができる。

(2-2) 複数の相手局に送信データを送信する場合

図 1 1との対応部分に同一符号を付して示す図 1 5において、無線送信装置 40は、複数の相手局にそれぞれ異なる送信データを送信するようになっている。このため無線送信装置 40では、送信相手局に対応した数の信号処理ュニット 41A、、 4 INを有する。

各信号処理ュニット 41 A、、 41 Nはそれぞれ同一の構成でなり、

(2- 1)の項でも説明したように、各送信相手局に対する再送回数を検出し、同一の送信データに対して再送毎に拡散する拡散コードを変更して拡散処理を行う。

ここで無線送信装置 40では、複数の相手局に異なる送信データを送信するため、各信号処理ュ-ット 41 A、、 41 Nの拡散部ではそれぞれ異なる拡散コードを用いるようになつている。つまり信号処理ュ-ット 41 Aの拡散部 7 A〜 7 Dと、信号処理ュニット 41 Nの拡散部（図示せず）とでは、拡散コードとして異なるものが用いられる。

この拡散コードの選択は、マッビングテーブル 43を参照することで行われる。具体的には、マッピングテーブル 43に、図 1 2や図 1 3に示したような送信回数毎の拡散コードの組み合わせを、信号処理ュニット分だけ格納しておけばよい。

各信号処理ュニット 41 A〜4 1 Nにより拡散処理されて得られた拡散処理後の信号は多重部 42により多重された後、 O F DM処理部 44により I F FT等の OFDM処理が施され、送信 RF部 45及びアンテナ 46を順次介して送信される。また無 #泉送信装置 4◦は、アンテナ 46で受信した AC K信号及び NACK信号を受信 RF部 47を介して各信号処理ュニット 41 A〜4 INに送出する。各信号処理ュニット 41Α〜41 Νに設けられている復調部 1 3はおのおの、対応する相手局からの AC Κ信号及び NACK信号を復調して ACK/NACK検出部 14に送出する。後の処理は図 1 1で説明したのと同様である。

(3) 効果

以上、図 1 1〜図 15に示した構成によれば、同一の送信シンボルを拡散する際の拡散コードを送信毎に変更するようにしたことにより、周波数選択性フエージングにより 1回目の送信時には特定の拡散コードによって拡散処理されたシンポルの受信品質が悪い場合でも、再送時には 1回目の異なる拡散コードによつて拡散処理されるので、ダイバーシチ効果により受信品質が良くなる確率を上げることができる。その結果、合成後のシンボルの受信品質を向上させることができる。

(4) 他の実施の形態

なお上述の実施の形態では、本発明を、 OF DM— CDMA方式の無線通信に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、拡散後のチップをシングルキヤリァに重畳する通常の CDMA方式に適用した場合にも同様の効果を得ることができる。

つまり、 W— CDMA方式のような拡散後のチップをシングルキヤリアを用いて送信する場合でも、拡散コードの符号間干渉により各拡散コードの直交性が崩れることになる。この直交性の崩れは上述した〇F DM— CDMA方式と同様に拡散コードによって異なるものとなる。よって、拡散コード毎に逆拡散後の信号の電力は異なるものとなる。このことから、本発明は、 OFDM— C DMA方式の無線通信に限らず、通常の C DMA方式に適用した場合でも同様の効果を得ることができる。伹し、本発明を OFDM— CDMAに適用すると、 QFDM—CDMA方式では、シングルキヤリァの C DMAと比較して逆拡散後の信号の電力が使用する拡散コードによって大きくばらつくので、一段と顕著な効果を得ることができる。

また上述の実施の形態では、主に 1つの相手局に対しての拡散コードの割り当て方法を送信毎に変更する場合について説明したが、複数の相手局に割り当てられた拡散コードを送信毎に相手局間で互いに変更しながら送信するようにしてもよレヽ。

例えば図 1 5に示す信号処理ュ-ット 4 A〜 4 Nが、 3つの信号処理ュニット 4A、 4B、 4 Cで構成され、各信号処理ユニット 4 A、 4 B、 4Cの拡散部がそれぞれ 1回目の送信時には拡散コード # 0〜# 3、 #4〜# 7、 #8〜 # 1 1を用いたとすると、再送時には各信号処理ュュット 4 A、 4B、 4Cがそれぞれ拡散コード # 8〜# 1 1、 #0〜# 3、 # 4〜# 7を用いるようにする。このようにすれば、上述した実施の形態よりも使用できる拡散コードの数が増えるので、特定の拡散コードにより生じる受信品質の劣化を再送毎に一段と分散化できるので、特定の受信シンポルが劣化する確率を一段と低減できる。また上述の実施の形態では、無線送信装置 1からの信号を受信する無線受信装置 20が、受信した信号の誤り率に応じて A C K信号又は N A C K信号を無線送信装置 1に送信する場合について述べたが、これに加えて、無線受信装置 20が NACK信号と共に拡散コードを変更することを指示する信号を無線送信装置 1に送信するようにしてもよい。

このようにすれば、一段と受信品質を向上させることができる。つまり、無線受信装置 20では、今回の送信においてどのシンボルがどの拡散コードを用いて拡散処理されたのかをマッピングテーブルにより認識しており、またそのシンボルの受信品質は誤り検出部 3 1により検出できる。従って、無線受信装置 2 0では、現在の伝搬環境下ではどの拡散コードを用いれば、受信品質が良くなるかを把握できる。

従って、無線受信装置 2 0では、前回迄に +分な受信品質が得られていないシンボルがある場合、 NA C K信号と共に、十分な受信品質が得られていないシンボルを前回に受信品質の良い結果が得られた拡散コードを用いて拡散処理することを指示する信号を送信すればよい。

また上述の実施の形態では、再送を行う際には最初に送信した全てのシンポルを送信して合成する方法について説明したが、再送を行う際には最初に送信した全てのシンボルを送信せず、一部の拡散コードで送信されたシンボルを他の拡散コードを用いて送信する構成としてもよい。この構成では、拡散コード毎に誤り検出（C R C等）を付加しておくことにより、誤りを含む拡散コードのシンボルのみ再送することが可能である。

この結果、誤ったシンポルの再送時に直交性の崩れの少ない拡散コードを用いてシンボルを送信できるようになるので、再送回数を減らすことが可能になる。また再送時には、最初の送信で誤りが発生しなかった拡散コードを用いて別のシンボルを送信することができるのでシステムスループットを向上させることが可能になる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更して実施することができる。

本発明の無線送信装置は、送信データを拡散コードを用いて拡散する拡散手段と、拡散後の信号を送信する送信手段とを具備し、拡散手段は、送信データを再送するときに前回の送信時とは異なる拡散コードを用いて送信データを拡散処理する構成を採る。 .

この構成によれば、信号伝搬時の符号間干渉によつて受信品質が大きく劣化する拡散コードと、干渉によって受信品質があまり劣化しない拡散コードが存在することを考慮して、再送時には前の送信時とは異なる拡散コードを用いて送信データを拡散処理する。この結果、受信側では再送によるダイバーシチ効果を高めることができ、受信データの品質を向上させることができる。

本発明の無線送信装置は、送信データを複数系列のデータに分割し、各系列の送信データをそれぞれ互いに直交性を有する複数の拡散コードを用いて拡散処理するようにして 1つの相手局に対して送信データを送信する場合、拡散手段は、前記複数系列の系列数と同じ数の拡散コードを用いて各系列の送信データを拡散処理すると共に、送信データを再送するときには、各系列の送信データを拡散するために用いる拡散コードの組み合わせを前回の送信時と変更して拡散処理する構成を採る。

この構成によれば、送信に使用する拡散コードの数を一定に保ったままでダィバーシチ効果を得ることができる。例えば送信データを 4系列のデータに分割した場合には、 4つの拡散コード # 0〜# 3を用い、 1回目の送信時には第 1系列、第 2系列、第 3系列、第 4系列の送信データをそれぞれ拡散コード # 0、 # 1、 # 2、 # 3で拡散処理し、再送時には第 1系列、第 2系列、第 3系列、第 4系列の送信データをそれぞれ拡散コード # 1、 # 2、 # 3、 # 0で拡散処理することで、 4系列の送信データをマルチコード多重する。

本発明の無線送信装置は、送信データを複数系列のデータに分割し、各系列の送信データをそれぞれ互いに直交性を有する複数の拡散コードを用いて拡散処理するようにして 1つの相手局に対して送信データを送信する場合、拡散手段は、前記複数系列の系列数よりも多くの数の拡散コードの中から拡散コードを選択して各系列の送信データを拡散処理すると共に、送信データを再送するときに、前の送信時とは異なる拡散コードを選択して各系列の送信データを拡散処理する構成を採る。

この構成によれば、より多くの拡散コードの中から前の送信時と再送時とで異なる拡散コードを選択して拡散処理するので、一段と大きなダイバーシチ効果を得ることができる。例えば送信データを 4系列のデータに分割した場合に、 6つの拡散コード # 0 ~ # 5を用い、 1回目の送信時には第 1系列、第 2系列、第 3系列、第 4系列の送信データをそれぞれ拡散コード # 0、 # 1、 # 2、 # 3で拡散処理し、再送時には第 1系列、第 2系列、第 3系列、第 4系列の送信データをそれぞれ拡散コード # 3、 # 4、 # 5、 # 2で拡散処理することで、 4系列の送信データをマルチコ一ド多重する。

本発明の無線送信装置は、複数の送信データを送信相手局に応じてそれぞれ異なる拡散コードを用いて拡散処理し、拡散処理後の送信データをそれぞれ異なる複数の相手局に送信する場舍、拡散手段は、前回の送信時には第 1の送信相手局宛の送信データの拡散処理に用いた拡散コードを再送時には第 2の送信相手局宛の送信データの拡散処理に用いるようにしながら送信データを拡散処理する構成を採る。

この構成によれば、同時に送信する複数の送信相手局に対して、使用する拡散コードの組み合わせの数を増やすことが可能となるので、受信時に大きなダィバーシチ効果を得ることが可能となる。つまり、使用できる拡散コードの数が増えるので、特定の拡散コードにより生じる受信品質の劣化を再送毎に一段と分散化できるので、特定の受信シンボルが劣化する確率を一段と低減できる。本菜明の無線送信装置は、拡散後の信号を互いに直交関係にある複数のサブキヤリァに振り分ける直交周波数分割多重手段を、さらに具備し、送信手段は、直交周波数分割多重後の信号を送信する構成を採る。

この構成によれば、 O F DM— C DMA方式において送信データを再送するときに前の送信時とは異なる拡散コードを用いて送信データを拡散処理するようになされているので、ダイバーシチ効果により一段と受信品質が向上する。つまり、 O F DM— C D MA方式では、シングルキャリアの C DMAと比較して逆拡散後の信号の電力が、使用する拡散コードによって大きくばらつくので、再送時に拡散コ一ドを変更することによるダイバーシチ効果が一段と顕著に現れる。

本発明の無線受信装置は、上記無線送信装置から送信された信号を受信する無線受信装置であって、再送された受信信号に対して前の受信時とは異なる拡散コードを用いて逆拡散する逆拡散手段を具備する構成を採る。この構成によれば、上記無線送信装置から送信された信号を良好に復調することができる。

本発明の無線受信装置は、再送により受信した複数の受信信号の逆拡散後の信号を合成する合成手段を、さらに具備する構成を採る。

この構成によれば、 1回目の受信時に用いられた拡散コードが干渉により劣化し易いものであり十分な品質が得られなかった受信データであっても、再送時には異なる拡散コードが用いられるので 1回目よりも品質の良い受信データが得られる可能性があり、これらを合成することによりかなりの確率で受信データの品質を向上させることができるようになる。

本発明の無線受信装置は、逆拡散後の信号の信号レベルに応じて無線送信装置に対して拡散コードを変更することを指示する信号を送信する変更指示信号送信手段を、さらに具備する構成を採る。

この構成によれば、例えば前回迄に十分な受信品質が得られていない送信データが存在する場合に、変更指示信号送信手段により、この送信データを拡散する拡散コードを変更する指示を送信側に通知すれば、次回の再送時には前記送信データの受信品質を向上させることができる。

本発明の無線受信装置は、上記無線送信装置から送信された信号を受信する無線受信装置であつて、受信信号に対して直交変換処理を施す直交変換手段と、直交変換後の信号に対して再送毎に異なる拡散コードを用いて逆拡散する逆拡散手段とを具備する構成を採る。

この構成によれば、上記無線送信装置から送信された信号を良好に復調することができる。

本発明の無茅泉送信装置は、相手局から拡散コードを変更することを指示する変更指示信号を受信する受信手段を、さらに具備し、拡散手段は、当該変更指示信号に従って変更した拡散コードを用いて送信データを拡散処理する構成を採る。

この構成によれば、相手局からの拡散コードの変更指示に従って再送時の拡散コードを良好に変更して送信データを拡散処理できる。

本発明の無線送信方法は、送信データを再送するときに前の送信時とは異なる拡散コードを用いて送信データを拡散処理するようにする。

この方法によれば、ダイバーシチ効果により受信側での再送による誤り率を向上させることができる。この結果、再送回数を低減することもできるようになる。

本発明の無線送信方法は、送信データを複数系列の信号に分割し、各系列の信号を異なる拡散コードを用いて拡散処理して送信する場合、再送するときに、各系列の送信データを拡散するために用いる拡散コードの組み合わせを前の送信時と変更するようにする。

この方法によれば、送信に使用する拡散コードの数を一定に保ったままでダィバーシチ効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、 CDMA方式を用いる無線通信システムにおいて、再送を行う毎に各シンボルを拡散する拡散コードを変更するようにしたことにより、受信側での誤り率を向上させることができる。

本明細書は、 2002年 Γ月 1 7日出願の特願 2002-009230に基づく。その内容はすべてここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、受信信号のビット誤り率等に応じて適応的に再送処理を行う CD MA方式の無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法に適用して好適なものである。

Claims

請求の範囲

1 . 送信データを拡散コードを用いて拡散する拡散手段と、拡散後の信号を送信する送信手段とを具備し、前記拡散手段は、前記送信データを再送するときに前回の送信時とは異なる拡散コードを用いて拡散処理する無線送信装置。

2 . 前記送信データを複数系列のデータに分割し、各系列の送信データをそれぞれ互いに直交性を有する複数の拡散コードを用いて拡散処理するようにして 1つの相手局に対して前記送信データを送信する場合、前記拡散手段は、前記複数系列の系列数と同じ数の拡散コードを用いて各系列の送信データを拡散処理すると共に、送信データを再送するときには、各系列の送信データを拡散するために用いる拡散コードの組み合わせを前回の送信時と変更して拡散処理する請求項 1に記載の無,锒送信装置。

3 . 前記送信データを複数系列のデータに分割し、各系列の送信データをそれぞれ互いに直交性を有する複数の拡散コードを用いて拡散処理するようにして 1つの相手局に対して前記送信データを送信する場合、前記拡散手段は、前記複数系列の系列数よりも多くの数の前記拡散コードの中から拡散コードを選択して各系列の送信データを拡散処理すると共に、送信データを再送するときに、前の送信時とは異なる拡散コードを選択して各系列の送信データを拡散処理する請求項 1に記載の無線送信装置。

4 . 複数の送信データを送信相手局に応じてそれぞれ異なる拡散コードを用いて拡散処理し、前記拡散処理後の送信データをそれぞれ異なる複数の相手局に送信する場合、前記拡散手段は、前回の送信時には第 1の送信相手局宛の送信データの拡散処理に用いた拡散コードを再送時には第 2の送信相手局宛の送信データの拡散処理に用いるようにしながら送信データを拡散処理する請求項 1に記載の無線送信装置。

5 . 拡散後の信号を互いに直交関係にある複数のサブキャリアに振り分ける直交周波数分割多重手段を、さらに具備し、前記送信手段は、直交周波数分割多重後の信号を送信する請求項 1に記載の無線送信装置。

6 . 送信データを拡散コードを用いて拡散する拡散手段と、拡散後の信号を送信する送信手段とを具備し、前記拡散手段は、前記送信データを再送するときに前回の送信時とは異なる拡散コードを用いて拡散処理する無線送信装置から送信された信号を受信する無線受信装置であって、再送された受信信号に対して前の'受信時とは異なる拡散コードを用いて逆拡散する逆拡散手段を具備する無線受信装置。

7 . 再送により受信した複数の受信信号の逆拡散後の信号を合成する合成手段を、さらに具備する請求項 6に記載の無線受信装置。

8 . 逆拡散後の信号の信号レベルに応じて前記無線送信装置に対して拡散コードを変更することを指示する信号を送信する変更指示信号送信手段を、さらに具備する請求項 6に記載の無線受信装置。

9 . 送信データを再送するときに前回の送信時とは異なる拡散コードを用いて拡散処理する拡散手段と、拡散後の信号を互いに直交関係にある複数のサブキヤリァに振り分ける直交周波数分割多重手段と、直交周波数分割多重後の信号を送信する送信手段とを有する無線送信装置から送信された信号を受信する無線受信装置であって、受信信号に対して直交変換処理を施す直交変換手段と、直交変換後の信号に対して再送毎に異なる拡散コードを用いて逆拡散する逆拡散手段とを具備する無線受信装置。

1 0 . 相手局から拡散コードを変更することを指示する変更指示信号を受信する受信手段を、さらに具備し、前記拡散手段は、当該変更指示信号に従って変更した拡散コードを用いて送信データを拡散処理する請求項 1に記載の無

1 1 . 送信データを再送するときに前の送信時とは異なる拡散コードを用いて前記送信データを拡散処理する無線送信方法。

1 2 . 送信データを複数系列の信号に分割し、各系列の信号を異なる拡散コードを用いて拡散処理して送信する場合、再送するときに、各系列の送信データを拡散するために用いる拡散コードの組み合わせを前の送信時と変更する請求項 1 1に記載の無線送信方法。