WO2004025883A1

WO2004025883A1 - 無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキャリアの選択方法

Info

Publication number: WO2004025883A1
Application number: PCT/JP2003/011476
Authority: WO
Inventors: Kenichi Miyoshi; Mitsuru Uesugi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2004-03-25
Also published as: EP1533926A1; US7583736B2; US20050208906A1; AU2003262010A1; CN1659817B; EP1533926B1; EP1533926A4; CN1659817A

Abstract

送信ビットを符号化（符号化率Ｒ＝１／３）することによって作成されるシステマチックビット（Ｓ）とパリティビット（Ｐ1、Ｐ2）のうち、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを送信キャンセル候補とし、それらの候補の中から送信を行わないサブキャリアを選択する。この選択を行う際、パリティビットの値とサブキャリア間の位相関係とから、ＯＦＤＭシンボルのピーク電力が最も小さくなるような選択パターンを用いる。

Description

無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキャリアの選択方

技術分野

本発明は、無線送信装置、無明線受信装置、および送信キャンセルサブキヤリアの選択方法に関し、特に、誤り訂正符号化が行われる無線通信システムにおける無線送信装置、無線受信装置田、および送信キャンセルサブキャリアの選択方法に関する。背景技術

近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になつている。今後は、多様なコンテンヅの伝送に対する需要がますます高くなることが予想されるため、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想される。しかしながら、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延.波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フエージングにより伝送特性が劣化する。

周波数選択性フヱ一ジング対策技術の一つとして、 O F D M (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 方式などのマレナャリァ（M C ) 変調方式が注目されている。マルチキャリア変調方式は、周波数選択性フエージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数の搬送波 (サブキャリア）を用いてデ一夕を伝送することにより、結果的に高速伝送を行う技術である。特に、 O F D M方式は、デ一夕が配置される複数のサブキヤリアが相互に直交しているため、マルチキヤリア変調方式の中で最も周波数利用効率が高い方式であり、また、比較的簡単なハードウェア構成で実現できることから、とりわけ注目されており、様々な検討が加えられているそのような検討の一例として、送信電力のピーク値（ピーク電力）が減少することを期待して、受信品質が低いサブキヤリァの送信を行わないように制御しているものがある。また、この制御を行う際に、送信しないサブキヤリアに割り当てるビヅトとパンクチヤされるビヅ卜とを一致させることにより B E R (Bit Error Eate) の劣化を最小限におさえようとしている（例えば、前田，三瓶，森永：「O F D MZF D Dシステムにおける遅延プロファィル情報チャネルを用いたサブキヤリャ送信電力制御方式の特性」，電子情報通信学会論文誌， B , Vol. J84-B, No.2, pp.205-213 (2001 年 2 月）参照)。

しかしながら、上記従来の方法では、送信を行わないサブキャリアが存在する場合、送信できるビット数が減少してしまい、誤り率特性が大きく劣化してしまうおそれがある。また、送信を行わないサブキャリアの位置情報を基地局から移動局に別途送信する必要があり、伝送効率が低下してしまう。さらに、受信品質が低いサブキヤリアの送信を行わないように制御しただけでは、 Q P S K変調等された各サブキャリア間の位相関係によっては、かえつてピーク電力が増加してしまうことがある。発明の開示

本発明の目的は、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキヤリァの選択方法を提供することである。

本発明者は、パリティビヅトがシステマチックビットよりも重要度が低いビヅトであり、同じ 1ビヅトでもシステマチックビヅトを除外するよりもパリテイビットを除外する方が誤り率特性の劣化に与える影響が小さい点に着目し、本発明をするに至った。

そこで、本発明は、上記課題を解決し、目的を達成するために、送信ビットを符号化することによつて作成されるシステマチヅクビヅトおよびパリティビットの一方または双方からなるシンボルがマッピングされるサブキヤリァのうち、送信を行わないサブキャリア（すなわち、送信をキャンセルするサブキヤリァ）を、パリティビヅトのみからなるシンボルがマヅピングされるサブキャリアの中から選択することを特徴とする。また、パリティビットのみからなるシンボルがマツビングされるサブキヤリァの中から送信をキヤンセルするサブキヤリアを選択する際に、ピーク電力が最も低くなるようなサブキャリアの組み合わせを選択することを特徴とする。さらに、送信をキヤンセルするサブキヤリアの位置情報を別途送信しないことを特徴とする。この特徴により、訂正符号化が行われる無線通信システムにおいて、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる。また、位置情報の送信による伝送効率の低下を防ぐことができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置の構成を示すプロック図である。

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置のキヤンセル部の構成を示すブロック図である。

図 3は、本発明の実施の形態 1に係る無線受信装置の構成を示すプロック図である。

図 4は、本発明の実施の形態 1に係る無線受信装置のキャンセル部の構成を示すブロヅク図である。

図 5は、本発明の実施の形態 1に係る 0 F D Mシンボルのサブキヤリァの構成を示す図である。

図 6は、本発明の実施の形態 1に係るキャンセルテーブルの内容を示す図である。

図 7は、本発明の実施の形態 1に係る送信キャンセルされるサブキヤリアを示す図である。図 8は、本発明の実施の形態 1に係る各サブキヤリアの受信電力を示す図である。

図 9は、本発明の実施の形態 1に係る復調除外対象となるサブキャリアを示す図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 2に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 2に係るピーク電力を示す図である。図 1 2は、本発明の実施の形態 3に係る無線送信装置の構成を示すプロック図である。

図 1 3は、本発明の実施の形態 4に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。

図 1 4 Aは、本発明の実施の形態 4に係るシステマチヅクビヅトおよびパリティビットからなるビット列を示す図である。

図 1 4 Bは、本発明の実施の形態 4に係るシステマチヅクビヅトおよびパリティビットからなるビット列を示す図である。

図 1 4 Cは、本発明の実施の形態 4に係るシステマチックビヅトおよびパリティビットからなるビット列を示す図である。

図 1 5は、本発明の実施の形態 4に係る送信キャンセルされるサブキヤリァを示す図である。

図 1 6は、本発明の実施の形態 5に係る無線送信装置の構成を示すプロッグ図である。

図 1 7は、本発明の実施の形態 5に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。

図 1 8は、本発明の実施の形態 5に係る送信キャンセルされるサブキヤリァを示す図である。

図 1 9は、本発明の実施の形態 6に係る無線受信装置の構成を示すプロック図である。図 20は、本発明の実施の形態 6に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。

図 21は、本発明の実施の形態 6に係る送信キャンセルされるサブキヤリァを示す図（初回送信時）である。

図 22は、本発明の実施の形態 6に係る送信キャンセルされるサブキヤリァを示す図（ 1回目の再送時）である。

図 23は、本発明の実施の形態 6に係る送信キャンセルされるサブキヤリァを示す図（2回目の再送時）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、図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態 1 )

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置の構成を示すプロック図である。図 1に示す無線送信装置は、符号化部 12、パラレル/シリアル変換（PZS) 部 14、変調部 16、シリアル Zパラレル変換（SZP) 部 18、選択部 20、キャンセルテーブル 22、キャンセル部 24、逆高速フ —リエ変換（Ί FFT) 部 26、パラレル Zシリアル変換（PZS) 部 28、ガードイン夕一バル（GI)部 30、送信 RF部 32を有し、マルチキヤリァ信号である 0 F D Mシンボルを構成する複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアを除いた OF DMシンボルを送信するものである。図 1に示す無線送信装置は、例えば、移動体通信システムにおいて使用される基地局装置に搭載される。

図 1に示す無線送信装置において、符号化部 12は、ターボ符号等の組織符号を用いて送信デ一夕（ビット列）を誤り訂正符号化する。符号化部 12 は、送信ビヅト列を組織符号を用いて符号化することによって、送信ビッ卜そのものであるシステマチックビヅト Sと、冗長ビヅトであるパリティビヅト Pとを作成する。ここでは符号化率 R= 1/3とするため、 1つの送信ビヅトに対して、 1つのシステマチックビヅト Sと 2つのパリティビット Pェ、 P₂ とが作成される。作成されたシステマチックビット Sとパリティビヅト P , , P₂ は、 3つ並列に P/S部 14に入力される。

P/S部 14は、並列に入力されたビット列を直列に変換して、 S、 P, , P₂ の順で変調部 1 6に入力する。

変調部 1 6は、入力されたシステマチヅクビット S、およびパリティビヅト P i、 P₂ を BP SK変調してシンボルを作成する。変調部 1 6は、入力されたビットが ' 0' であれば ' 1 ' のシンボルに変調し、 ' I ³ であれば 'ー 1' のシンボルに変調する。 BP SK変調なので、 1シンボルは 1 ッ卜からなる。変調後のシンボルは SZP部 1 8および選択部 20に入力される。

S/P部 1 8は、 1 OFDMシンボルを構成する複数のサブキャリア数分のシンボルが直列に入力される度に、それらのシンボルを並列に変換してキヤンセル部 24に入力する。ここでは、 10 FDMシンボルを構成するサブキャリアの数を K= 1 5本とする。

選択部 20は、変調部 1 6から入力されたシンボルのうちパリティビットのみからなるシンボルがマヅビングされるサブキャリアを判定する。本実施の形態では変調部 16は BP SK変調を行い 1シンボルは 1ビットで構成されるため、選択部 20は、つまり、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを判定する。〇 FDMシンボル每に、 1 OFDMシンボル内での各サブキャリアへのマッピング位置は予め既知であるため、選択部 20は、パリティビットがマッピングされるサブキヤリアを容易に判定することができる。例えば、 1 OFDMシンボルを構成するサブキャリアの数が K= 1 5本で符号化率 R= 1/3の場合、サブキャリア f i にはビット S、 f ₂ にはビット P i、： f ₃ にはビヅト P₂、 f 4にはビヅ卜 S、 f ₅ にはビヅト丄、 f ₆ にはビヅト p₂、 …ヽ f ！ 3にはビヅ hs、 f _{χ 4} にはビヅ、： e

！ ₅ にはビヅト P₂ がマヅビングされることが予め既知である。 K= 1 5本で R = 1 / 3の場合には、すべての O F D Mシンボルにおいて S、 P i、 P ₂ のマヅビングの位置関係は同じになる。なお、 K = 1 5本で R = 1 / 4等、 Kが Rで割り切れない場合には、各 0 F D Mシンボル毎にマヅピング位置は異なるが一定の規則性はあるため、この場合でも選択部 2 0は、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを容易に判定することができる。また、符号化されたビットがパンクチヤゃィン夕リーブされる場合でも、パンクチャパ夕一ンゃィン夕リーブパターンが予め既知であるため、それらのパ夕一ンに基づいて、選択部 2 0は、パリティビットがマッピングされるサブキヤリアを容易に判定することができる。

さらに、選択部 2 0は、パリティビヅトがマッビングされると判定したサブキャリア L本のうち N本（L > N ) を送信除外（送信キャンセル）対象として選択し、選択したサブキャリアをキャンセル部 2 4に指示する。この際、選択部 2 0は、 0 F M Dシンボルのピーク電力を小さくするために、変調部 1 6から入力されるシンボルの値に基づいてキャンセルテーブル 2 2を参照して送信キャンセルするサブキヤリアを選択する。キャンセルテーブル 2 2 の具体的な内容および送信キヤンセルするサブキヤリァの具体的な選択方法については後述する。

ここで、システマチックビットがマッピングされるサブキヤリアではなく、パリティビヅトがマッピングされるサブキヤリァの送信をキャンセルするのは、以下の理由による。すなわち、組織符号を用いて誤り訂正符号化する場合、パリティビットはシステマチックビットよりも重要度が低いビットといえる。すなわち、 O F D Mシンボルを受信する無線受信装置においては、システマチヅクビットが失われると著しく誤り率特性が劣化するが、パリティビットのうちいくつかが失われても所要の誤り率特性を維持できるからである。これは、システマチヅクビヅ卜が送信ビットそのものであるのに対し、システマチックビヅトが冗長ビットであることに起因する。

キャンセル部 2 4は、キャンセル部 2 4— 1〜2 4—Kで構成される。 K は、 1 OFDMシンボルに含まれる複数のサブキャリアの本数（ここでは K = 15) に一致し、キャンセル部 24— 1〜24—Kの各々は、サブキヤリァ i〜f κの各々に対応する。キャンセル部 24— 1〜24— Kは各々、図 2に示す構成を有し、選択部 20から指示されたサブキャリアに対応するキャンセル部が、スイッチを B側に接続する。例えば、選択部 20がサブキャリア: f₂ を送信キャンセル対象として選択した場合は、キャンセル部 24 一 2がスィツチを A側から B側に切り替える。スィヅチが B側に接続されることによりサブキャリア: f ₂ については振幅値 '0，の信号が IF FT部 2 6に入力されるため、 IFFT部 26ではサブキャリア f ₂ を含まないサンプル値が得られる。つまり、サブキャリア f ₂ の送信がキャンセルされることになる。

I FFT部 26は、キャンセル部 24— 1〜24— Kから入力されるシンボルまたは振幅値 '0' の信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域から時間領域に変換した後、時間領域のサンプル値を PZS部 28へ入力する。選択部 2◦によって選択されたサブキヤリアに対応するキャンセル部からは上記のように振幅値 '0' の信号が入力され、それ以外のキャンセル部からはシンボル値 'ー 1' または ' 1，の信号が入力されるため、 1 1¹1¹部26 では、選択部 20によって選択されたサブキャリア以外のサブキャリア（K 一 N本）を用いて I F F Tが行われる。 I FFT部 26で得られたサンプル値は、並列に P/S部 28に入力される。 P/S部 28では、 IFFT処理後の並列のサンプル値を直列に変換する。これにより、選択部 20によって選択されたサブキャリアを含まない 0 F D Mシンボルが作成される。

OFDMシンボルは、 G I部 30でガードィン夕一バルを付加された後、送信 RF部 32でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ 34から無線送信される。

次に、図 1に示す無線送信装置から送信された OF DMシンボルを受信する無線受信装置の構成について説明する。図 3は、本発明の実施の形態 1に T JP2003/011476

9 係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図 3に示す無線受信装置は、アンテナ 6 2、受信1¾ 部6 4、 0 1部6 6、 3 /卩部6 8、高速フ一リエ変換（F F T ) 部 7 0、キャンセル部 7 2、電力測定部 7 4、選択部 7 6、 PZ S部 7 8、復調部 8◦、 S /P部 8 2、復号部 8 4を有する。図 3 に示す無線受信装置は、例えば、移動体通信システムにおいて使用される移動局装置に搭載される。

図 3に示す無線受信装置では、図 1に示す無線送信装置から送信された 0 F D Mシンボルが、アンテナ 6 2で受信され、受信 R F部 6 4でダウンコンバートなどの所定の無線処理を施され、 G I部 6 6でガードィン夕一バルを除去され、 S /P部 6 8へ入力される。

S /P部 6 8は、 G I部 6 6から直列に入力される信号をサブキヤリア数分の並列信号にシリアル Zパラレル変換して、 F F T部 7 0へ入力する。

部ァりは、 S ZP部 6 8の出力信号を高速フ一リエ変換（F F T ) して時間領域から周波数領域に変換（つまり、サブキャリアごとのシンボルに変換）した後、キャンセル部 7 2および電力測定部 7 4へ入力する。電力測定部 7 4は、サブキヤリァ毎の受信電力（サブキャリア f 〜f _κ 各々の受信電力）を測定し、測定結果を選択部 7 6に入力する。

選択部 7 6は、電力測定部 7 4での測定結果を基に、サブキャリア f ₁〜 f κのうち復調除外対象とするサブキヤリアを選択し、選択したサブキヤリァをキャンセル部 7 2に指示する。具体的には、サブキャリア〜f _Kのうち相対的に受信電力が小さいサブキヤリァを N本を選択する。この本数 N は、無線送信装置において送信キャンセル対象として選択されたサブキヤリァの本数 Nであり、あらかじめ設定された値である。すなわち、無線送信装置において送信キャンセルされるサブキヤリアの数 Nをあらかじめ設定しておき、受信電力について下位 N本のサブキャリアを復調除外対象として選択する。これにより、送信キャンセルするサブキャリアの位置情報を無線送信装置から無線受信装置へ別途送信することなく、送信キャンセルされたサブキヤリアを無線受信装置で選択することができるため、位置情報を送信することによる伝送効率の低下を防止できる。

キャンセル部 72は、キャンセル部 72— 1〜72—Kで構成される。 K は、 1 OFDMシンボルに含まれる複数のサブキャリアの本数（ここでは K = 15) に一致し、キャンセル部 72— 1〜72— Kの各々は、サブキヤリァ: f ！〜： f _κの各々に対応する。キャンセル部 72— 1〜72— Κは各々、図 4に示す構成を有し、選択部 76から指示されたサブキャリアに対応するキャンセル部が、スイッチを Β側に接続する。例えば、選択部 76がサブキャリア f ₂ を復調除外対象として選択した場合は、キャンセル部 72— 2がスィヅチを A側から B側に切り替える。スィヅチが B側に接続されることにより、サブキャリア： f ₂ については振幅値 '0⁵ の信号が P/S部 78を介して復調部 80に入力される。これにより、復調部 80ではサブキャリア f

2 の復調がキャンセルされる。

P/S部 78は、キャンセル部 72— 1〜72— Kから並列に入力されるシンボルまたは振幅値 '0，の信号を直列に変換にして復調部 80に入力する。

復調部 80は、入力されたシンボルを BPSK復調して S/P部 82に入力する。入力されたシンボルが ' 1，であれば '0' のビットに復調し、 '_ 1，であれば '1' のビットに復調する。また、振幅値 '0' の信号については、 '0' のビヅトとして SZP部 82に入力する。これにより、システマチヅクビット S、およぴパリティビヅト P i、 P₂ の各ビヅトが得られる。無線送信装置で送信キャンセルされたパリティビヅトについては £ 0 ' のビヅトとなる。

S/P部 82は、 S、 P 、 P₂ の順で直列に入力される各ビットを並列に変換して復号部 84に入力する。

復号部 84では、入力されたビットを用いてターボ復号等の誤り訂正復号が行われる。これにより、受信データ (ビヅト列）が得られる。次いで、図 1記載の無線送信装置および図 3記載の無線受信装置の動作について、図 5〜9を用いて説明する。

図 5に示すように、例えば、 1 OF DMシンボルは f i〜f 丄 ₅ の K= 1 5本のサブキャリアで構成される。上記のように、符号化率 R= 1Z3の場合、サブキャリア: f 丄にはビヅト S、 f ₂ にはビット Pi、 f ₃ にはビヅト

P₂ 、 f₄ にはビヅ S、 f ₅ にはビット Pi、 f ₆ にはビット P₂ 、 ···、 f ！ 3 にはビヅ S、 f ！ ₄ にはビヅト Pi、 f ！ 5 にはビット P₂ がマヅビングされることが予め既知である。無線送信装置は、サブキャリア：〜 f ！ 5 のうち、パリティビヅトがマッピングされるサブキヤリア f ₂ ヽ f ₃ 、 f^? ₅ 、 f₆ 、 f ₈ 、 f ₉ 、 f _{1 1} 、：f _{1 2}、：f _{1 4}、：f _{1 5} を送信キャンセル候補とする。パリティビヅトがすべて失われると誤り訂正符号化の意味がなくなるので、複数のうちいくつかだけを送信キャンセルする。ここでは、パリティビットがマッピングされる L= 10本のサブキヤリアのうち N = 5 本のサブキャリアの送信をキャンセルする。この本数 Nは、あらかじめ設定された値である。この送信キャンセルにより、符号化率は R= 1Z2になる c 送信キャンセルする 5本のサブキヤリアは以下のようして選択する。図 6 は、サブキャリア: f i f i ₅ の各々にマッピングされるビットの値（すなわち、変調後のシンボルがとりうる値）のパターンと送信キャンセル対象として選択されるサプキャリアの選択パターンとの対応関係を示すキャンセルテーブルである。 1 OFDMシンボルは 15本のサブキャリアで構成されるため、各ビヅトの値のパターンは全部で 2^{1 5} = 32768通りある。このテ一ブルでは、パターン 1〜32768の各々に対して、送信キャンセルするサブキャリアが予め設定されている。この設定は、パリティビットの値とサブキャリア間の位相関係とから予測されるピーク電力の大きさに基づいてなされる。つまり、パターン 1〜32768の各々において、送信キャンセルするサブキャリアの組み合わせ i 0 C₅通りの中から最もピーク電力が小さくなる選択パターンが予め設定されている。そこで、無線送信装置は、サプキャリア f i〜f gの各々にマッピングされるビヅトの値に基づいて図

6に示すキャンセルテ一ブルを参照し、送信キャンセル対象とするサブキヤリアを決定する。例えば、ビット値がパターン 5の場合、パリティビットがマヅビングされるサブキャリア f ₂ 、 f a f 5 s f ₆ 、 f ₈ 、 f ₉ 、 f 1 f _{1 2} , f _{1 4} , f _{1 5} のうちサブキャリア f ₂ 、 f.₆ 、 f ₈ 、 f ! ₂ , f _{1 4} を送信キャンセルすると、 i Q C₅通りの選択パターンのうちで最もピーク電力が小さくなる。ビヅト値がパ夕一ン 5の場合、送信キャンセル後の各サブキャリアの様子は図 7に示すようになる。よって、無線送信装置は、 K_N= 10本のサブキャリア f i、 f ₃ 、 f ₄ 、 f ₅ 、 f ₇ 、 f ₉ 、 f ! ₀ 、 f _x ! s f _{1 3} 、 f _{1 5} から構成される OFDMシンボルを無線受信装置へ送信する。

無線受信装置で受信された OF DMシンボルの各サブキヤリアの受信電力は図 8に示すようになる。サブキャリア: f ₂ 、 f ₆ , f ₈ 、 f _{1 2} 、 f _{1 4} は無線送信装置で送信キャンセルされたため、他のサブキヤリアに比べて受信電力が小さくなる。無線受信装置は、受信電力が小さいものから順に N二 5本のサブキャリアを復調除外対象とするべく振幅値を '0，にする。その結果、各サブキャリアの様子は図 9に示すようになる。よって、無線受信装置では、サブキャリア f ₂ 、 f ₆ 、 f ₈ 、 f _{1 2} 、 f _{1 4} にマッピングされて送信されるはずだった P 、 P₂ 、 Pi、 P₂ 、 P ! については ' 0，のビットとして得られる。

このように、本実施の形態では、送信キャンセルするサブキャリアをパリティビヅトのみからなるシンボルがマヅビングされるサブキヤリアの中から選択する。また、送信キャンセルするサブキャリアの組み合わせは、ピーク電力が最も小さくなる組み合わせとする。よって、本実施の形態によれば、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる。また、送信キャンセルしたサブキヤリアの位置情報を別途送信しないので、位置情報の送信による伝送効率の低下を防ぐことができる。 (実施の形態 2)

本実施の形態に係る無線送信装置は、 0 F D Mシンボルのピーク電力がしきい値以上になる場合にのみ送信キャンセルを行うものである。換言すれば、ピーク電力がしきい値未満の場合には、送信キャンセルを行わず、 K= 15 本のすベてのサブキャリアを用いて OF DMシンボルを作成する。また、送信キャンセルするサブキヤリァの組み合わせパターンをすベて試してみて、最もピーク電力が小さくなるパターンを選択するものである。

図 10は、本発明の実施の形態 2に係る無線送信装置の構成を示すプロック図である。なお、図 10において実施の形態 1 (図 1) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

図 10に示す無線送信装置において、ノッファ 36は、変調部 16から入力されるシンボルを OF DMシンボル単位で記憶する。 1 OFDMシンボルを構成するサブキャリアの数が K= 15本である場合、ノ 'ッファ 36は、 1 5個ずつ分けてシンボルを記憶する。ピーク電力検出部 40は、 PZS部 2 8から入力される OF DMシンボルのピーク電力を検出する。検出されたピ —ク電力値は、選択部 20に入力される。また、バッファ 38は、 PZS部 28から入力される OFDMシンボルを記憶する。実施の形態 1同様、パリティビヅトがマッピングされる L= 10本のサブキヤリアのうち N= 5本のサブキャリアの送信をキャンセルする場合、選択部 20には、送信キャンセルするサブキャリアの i 。 C₅通りの選択パターンが記憶されている。

次いで、図 10記載の無線送信装置の動作について説明する。まず、上記図 2に示すキャンセル部 24— 1〜24—Kにおいてすべてのスィツチが A 側に接続されている。よって、ピーク電力検出部 40では、 K= 15本のすベてのサブキヤリアを用いて作成された〇 F DMシンボルのピーク電力が検出される。選択部 20は、検出されたピーク電力がしきい値未満の場合、ノ ' ヅファ 38に対してこの OFDMシンボルの出力を指示する。よって、〇F ： D Mシンボルのピーク電力がしきい値未満の場合は、送信キャンセルされたサブキャリアがない 0 F D Mシンボルが無線受信装置へ送信される。

一方、選択部 20は、図 1 1に示すように、検出されたピーク電力がしきい値以上の場合、バッファ 36に対してシンボル列の出力を指示する。バヅファ 36は、 1 OFDMシンボルにっき i 。 C₅ 回だけ同じシンボル列を S ZP部 18に入力する。また、選択部 20は、検出されたピーク電力がしきい値以上の場合にのみ、パリティビットがマヅビングされると判定したサブキャリア L= 10本のうち N= 5本を送信キャンセル対象として選択し、選択したサブキャリアをキャンセル部 24に指示する。この選択は。 C₅通りの選択パターンすべてについて行われる。そして、選択部 20で選択処理が行われる度に、それそれ異なる選択パ夕一ンで送信キヤンセルされた 0 F DMシンボルがバッファ 38に記憶されるとともに、ピーク電力検出部 40 でピーク電力を検出される。よって、バッファ 38には丄。 C₅個の OFD Mシンボルが記憶され、ピーク電力検出部 40では。 C₅個の OFDMシンボルのピーク電力が検出される。そして、選択部 20は、 i 。 C₅個の 0 シンボルのうちピーク電力が最も小さくなるものを選択して、その選択した OF DMシンボルを出力するようにバッファ 38に対して指示する。これにより、ピーク電力がしきい値未満で、かつ、ピ一ク電力が最も小さい 0 F DMシンボルが無線受信装置へ送信される。

なお、本実施の形態においては、上記のように i 。 C₅通りの選択パ夕一ンの中からピーク電力が最も小さいものを選択するのではなく、。 C₅通りの選択パターンについてピーク電力を順に検出していき、ピーク電力がしきい値未満になった時点で OFDMシンボルを送信するようにしてもよい。このようにすることにより、ピーク電力が最も小さくならないこともあるが、しきい値よりは確実に小さくすることはでぎる。よって、ピーク電力がしきい値未満でさえあればよい場合には、このようにすることにより、送信キヤンセルおよびピ一ク電力の減少にかかる処理量を削減することができる。このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態 1と同様の作用 ·効果を呈することに加え、さらに、 O F D Mシンボルのピーク電力がしきい値以上になる場合にのみ送信キャンセルを行うため、不要な送信キャンセルを省くことができ、その結果、ピーク電力を減少する際の誤り率特性の劣化をさらに抑えることができる。

(実施の形態 3 )

本実施の形態に係る無線送信装置は、送信されるサブキヤリアの送信電力の合計を一定に保つものである。

図 1 2は、本発明の実施の形態 3に係る無線送信装置の構成を示すプロック図である。なお、図 1 2において実施の形態 1 (図 1 ) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

選択部 2 0は、送信キャンセル対象として選択した N本のサブキャリアをキャンセル部 2 4および電力制御部 4 2に指示する。

電力制御部 4 2は、電力制御部 4 2 _ 1〜4 2— Kで構成される。 Kは、

1 O F D Mシンボルに含まれる複数のサブキヤリアの本数に一致し、電力制御部 4 2— 1〜4 2— Kの各々は、サブキヤリア！〜： f _κの各々に対応する。電力制御部 4 2は、送信キャンセルされるサブキャリア分の送信電力を、送信キャンセルされないサブキャリアに割り当てる。つまり、選択部 2 0によって選択されたサブキヤリアが送信キャンセルされることにより減少する分の送信電力を、送信キャンセル対象以外のサブキャリアに割り当てる。具体的には、以下のようにする。

選択部 2 0が 1 O F D Mシンボルに含まれる Κ本のサブキャリアのうち Ν 本のサブキヤリアを送信キャンセル対象として選択する場合、電力制御部 4 2— 1〜4 2—Kのうち選択部 2◦から指示された N本のサブキヤリアに対応する電力制御部は、送信キャンセル対象以外のサブキャリア（すなわち、送信されるサブキャリア） K一 N本の送信電力をそれぞれ K/ ( K - N ) 倍する。例えば、 K= 15本で N= 5本の場合、 N= 5本 ©サブキャリアの送信電力をそれぞれ、送信キャンセルを行わない場合の 1.5倍にする。このようにすることにより、送信キャンセルされることにより減少する分の送信電力を送信キヤンセル対象以外のサブキヤリァに均等に割り当てることができる。

このように、本実施の形態によれば、送信キャンセルされることにより減少する分の送信電力を送信キャンセル対象以外のサブキヤリァに割り当てるため、 0 FDMシンボルの送信電力を一定に保ったまま、ピーク電力を減少させることができる。

(実施の形態 4)

本実施の形態では、変調部 16が 2ビット以上のビットを 1シンポルに変調する場合について説明する。

図 13は、本発明の実施の形態 4に係る無線送信装置の構成を示すプロヅク図である。なお、図 13において実施の形態 1 (図 1) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

変調部 16は、入力順序制御部 46から入力されるビットに対して QP S K変調を行う。つまり、変調部 16は、連続して入力される 2ビット毎に 1 シンボルを作成する。

P/S部 14からは、図 14Aに示すように、 S、 P！ , P₂ の順で各ビヅトが出力される。よって、この時点では、符号化率 R= 1/3である。ここで例えば、パンクチヤ部 44がパンクチヤを行って符号化率を R= 1 /2にするものとする。この場合、パンクチヤ部 44は、パリティビヅトをパンクチヤする。符号化率を R= 1ノ 2とするためには、パンクチヤ部 44 から、システマチヅクビット 1ビヅトにつきパリティビットが 1ビット出力されるようにすればよい。そこで、パンクチヤ部 44は、と P₂ とを交互にパンクチヤする。その結果、パンクチヤ部 44から出力されるビヅト列 6

17 は、図 14Bに示すようになる。このビット列は入力順序制御部 46に入力される。

ここで、変調部 16は連続して入力される 2ビット毎に 1シンボルを作成する（QPSK変調を行う）ため、図 14Bのビット列をそのままの順番で変調部 16に入力したのでは、パリティビヅトのみからなるシンボルが作成されないことになる。これでは、送信キャンセルするサブキャリアを選択することができなくなってしまう。

そこで、入力順序制御部 46は、図 14Bに示すビット列を図 14 Cに示すように並べ替える。つまり、パンクチヤ部 44から入力されたシステマチックビットおよびパリティビットの変調部 16への入力順序を制御する。具体的には、パリティビットが 2ビヅト連続して変調部 16へ入力されるように制御する。これにより、変調部 16では、 1シンボルに含まれるビットがすべてパリティビヅトであるシンボルが作成される。

図 14 Cのように並べ替えられた場合、変調部 16では、 Sと Sからなるシンボルおよび P₂ と Piからなるシンボルが作成され、それぞれのシンポルは

サブキャリア f ₂ 〜 ₅ にマッピングされる。これらのシンボルがマヅピングされるサブキャリアのうち、選択部 20は、 P₂ とからなるシンポル、すなわち、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアを送信キャンセル候補とする（図 15)。そして、これらの候補のうちいくつかだけを送信キャンセルする。図 15では、 P₂ とからなるシンボルがマッピングされるサブキャリア： f₂、 f₄、 f ₆、 f ₈、 f ！

。、 f ! 2 , ： f 丄 ₄ のうち、サブキャリア f₄、 f i 。、 f ! ₂ の送信をキヤンセルする。これにより、符号化率は R= 2/3になる。

なお、本実施の形態では、 QP SK変調を一例として説明したが、 3ビヅト以上のビットが 1シンボルに変調される変調方式（8PSK、 16 QAM 64 QAM等）にも適用可能である。例えば、変調方式が 16 QAMの場合には、入力順序制御部 4 6は、パリティビットが 4ビット連続して変調部 1 6へ入力されるように制^]する。

このように、本実施の形態によれば、変調部が 2ビット以上のビットを 1 シンボルに変調する場合でも、パリティビットだけが送信されるサブキヤリァを確実に作ることができ、送信キャンセルするサブキャリアを選択することができる。

(実施の形態 5 )

本実施の形態に係る無線送信装置は、パリティビヅトのみからなるシンポルがマッピングされるサブキャリアのうち、無線受信装置での受信電力がしきい値以下となるサブキヤリアを送信キャンセル対象として選択するものである。

図 1 6は、本発明の実施の形態 5に係る無線送信装置の構成を示すプロック図である。なお、図 1 6において実施の形態 1 (図 1 ) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。また、図 1 7は、本発明の実施の形態 5 に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図 1 7において実施の形態 1 (図 3 ) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。図 1 6に示す無線送信装置において、パイ口ット信号が変調部 1 6で変調された後、 S ZP部 1 8およびキャンセル部 2 4を介して、 1 O F D Mシンボルを構成するサブキャリア f ~ f ！ 5 の各々にマッピングされる。そして、パイロット信号からなる O F D Mシンボルが図 1 7に示す無線受信装置へ送信される。

図 1 7に示す無線受信装置では、電力測定部 7 が、パイ口ット信号からなる O F D Mシンボルの各サブキャリア f i 〜f 5 の受信電力を測定する c そして、各サブキャリア毎の受信電力値を無線送信装置へ通知するための通知情報を変調部 8 6に入力する。この通知情報は、変調部 8 6で変調され、送信 R F部 8 8でァヅプコンバート等された後、アンテナ 6 2より無線送信装置へ送信される。

図 1 6に示す無線送信装置では、アンテナ 34を介して受信された通知倩報が、受信部 48でダウンコンバート等された後、復調部 5 0で復調される。復調後の通知情報は選択部 20に入力される。選択部 20では、各サブキャリア f 〜： ₅ の受信電力値としきい値と比較し、パリティビヅトのみからなるシンボルがマヅビングされるサブキャリアのうち、受信電力値がしきい値以下のサブキャリアを送信キャンセル対象として選択する。例えば、図 18に示すように、ノリティビヅト Pi、 P₂ がマッピングされるサブキヤ U yf s f s f s f e f B f g f i i f i s f i ₄、 f ₅ のうち、サブキヤ U7f ₅、 f ₉、 f i ₁、 f _{1 2} の受信電力がしきい値以下になった場合には、選択部 20は、これら 4本のサブキヤリアを送信キャンセル対象として選択する。

このように、本実施の形態によれば、パリティビヅトのみからなるシンポルがマッピングされるサブキヤリアのうち、無線受信装置での受信電力がしきい値以下となるサブキャリアを送信しないため、無線受信装置において正しく受信されないと予測されるパリティビットの無駄な送信を行わないようにすることができる。

(実施の形態 6)

ARQのうち特に H— ARQは、再送を行う度に受信信号（シンボル）を合成して誤り率を改善していく技術である。 H— ARQでは、誤り率を改善するためには無線受信装置において受信信号を合成することが必要となる。ところが、送信キャンセルするサブキャリアがある場合には、そのサブキヤリアにマッピングされたシンボルは送信されず、再送時においても初回送信時と同一のサブキャリアを送信キャンセルしたのでは、そのサブキャリアにマッピングされたシンボルは再送時においても送信されない。これでは、無線受信装置では合成できないシンボルが存在することになり、再送を行っても一向に誤り率が改善しない。そこで、本実施の形態に係る無線送信装置では、 H— A R Q (Hybrid Automatic； Repeat reQuest：ノ、ィブリヅド自動再送要求）が行われる通信システムにおいて、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキヤリアのうち、初回送信時と再送時とで送信キャンセル対象として選択するサブキヤリアを異ならせるようにした。図 19は、本発明の実施の形態 6に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図 19において実施の形態 1 (図 3) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。また、図 20は、本発明の実施の形態 6 に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図 20において実施の形態 1 (図 1) と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。図 19に示す無線受信装置において、復号部 84で得られた復号結果（ビット列）は誤り検出部 90に入力される。誤り検出部 90は、入力された復号結果に対し C R C (Cyclic Redundancy Check) 等の誤り検出を行う。そして誤り検出部 9 0 は、誤り検出結果に基づいて A C K ( ACKnowledgment ：肯定応答）または N A C K ( Negative ACKnowledgment：否定応答）を作成して送信 RF部 92に入力する。誤り検出部 90は、復号結果に誤りがなく OKの場合は AC Kを、誤りがあり NGの場合は N AC Kを誤り検出に対する応答信号として作成し、送信部 9 2に入力する。送信部 92は、 ACKZNACKをアンテナ 62を介して図 20に示す無線送信装置へ送信する。

図 20に示す無線送信装置において、図 19に示す無線受信装置から送信された ACKまたは NACKを含む信号がアンテナ 34で受信され、受信 R F部 52でダウンコンバートなどの所定の無線処理を施され、 ACK/NA CK検出部 54に入力される。 ACKZNACK検出部 54は、入力された信号から ACKまたは NACKを検出して再送制御部 56に入力する。変調部 16で作成されたシンボルは再送制御部 56に入力される。再送制御部 5 6は、変調部 16から入力されたシンボルを保持するとともに、そのシンポルを S/P部 18および選択部 20に入力する。そして、再送制御部 56は、 ACKZNACK検出部 54から NACKを入力された場合に、その NAC Kに対応するシンボルを再送する。再送シンボルも S/P部 18および選択部 20に入力される。

選択部 20は、初回送信時には実施の形態 1と同じ動作をし、選択結果を選択結果保持部 58に保持する。そして、選択部 20は、 1回目の再送時には、選択結果保持部 58に保持された初回送信時の選択結果を参照し、初回送信時とは異なるサブキヤリアを送信除外対象として選択する。この選択結果も選択結果保持部 58に保持される。さらに、選択部 20は、 2回目の再送時には、選択結果保持部 58に保持された初回送信時の選択結果および 1 回目の再送時の選択結果を参照し、初回送信時および 1回目の再送時とは異なるサブキャリアを送信除外対象として選択する。つまり再送時に選択部 2 0で送信キャンセル対象として選択されるサブキヤリアは、すでに選択されたサブキャリア以外のサブキャリアの中から選択される。換言すれば、再送時に送信キャンセル対象として遷択されるサブキャリアは、その再送時においてすでに送信済のサブキャリアの中からのみ選択される。以下図 21〜図 23を用いて具体的に説明する。図 21は初回送信の場合を示し、図 22は 1回目の再送の場合を示し、図 23は 2回目の再送の場合を示す。

図 21〜図 23では、サブキヤリア; f 〜f 5 のうち、パリティビヅトがマッピングされるサブキャリア f ₂、 f ₃、 f ₅、 f ₆、 f ₈、 f ₉、 f

！！ s f ! ₂ f _{1 4}、 f ！ 5 を送信キャンセル候補とし、この L= 10本の送信キャンセル候補のサブキヤリアのうち 3本のサブキヤリアの送信をキャンセルする。送信キャンセルする 3本のサブキヤリアは以下のようして選択される。すなわち、初回送信時に: f ₂、 f ₆、 f ₈ を送信キャンセル対象として選択したとすると（図 21)、 1回目の再送時に再び f ₂、 f ₆、 f 8 を選択したのでは、再び同一のサブキャリアが送信されないことになつてしまう。そこで、 1回目の再送時には、初回送信時と異なるサブキャリア f 3、 f 1 1、 f 1 4 を送信キャンセルする（図 2 2 )。これらのサブキヤリア f ₃、 f , ！ , f ！ ₄はいずれも初回送信時にすでに送信済のサブキヤリアである。さらに 2回目の再送時には、初回送信時および 1回目の再送時とは異なるサブキャリア: ₅、 f ₉ , ： f i ₂ を送信キャンセルする（図 2

3 )。このように選択部 2 0は、初回送信時と再送時とで送信キャンセル対象として選択するサブキヤリアを異ならせて、再送時には初回送信時にすでに送信済のサブキヤリアの中からのみ送信キャンセルするサブキヤリアを選択する。また、再送が複数回に渡る場合には、送信キャンセル候補のうち未だ送信キャンセルされていないサブキヤリアがある限り、その送信キャンセルされていないサブキヤリアの中から送信キャンセルするサブキヤリアを選択する。

このように、本実施の形態によれば、初回送信時と再送時とで送信キャンセル対象として選択するサブキヤリアを異ならせて、再送時には初回送信時にすでに送信済のサブキャリアの中からのみ送信キヤンセル対象のサプキャリアを選択するため、再送をしても送信されないサブキヤリアが発生することを防止でき、再送毎に誤り率特性を確実に改善することができる。

以上説明したように、本発明によれば、誤り訂正符号化が行われる無線通信システムにおいて、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる。

本明細書は、 2 0 0 2年 9月 1 2日出願の特願 2 0 0 2— 2 6 6 3 9 6に基づくものである。こ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、移動体通信システムにおいて使用される無線通信端末装置や無線通信基地局装置等に好適である。

Claims

請求の範囲

1 . 送信ビットを符号化してシステマチヅクビヅトおよびパリティビヅトを作成する符号化手段と、

前記符号化手段によつて作成されたシステマチックビットおょぴパリティビットを変調してシンボルを作成する変調手段と、

前記変調手段によって作成されたシンボルのうちパリティビッ卜のみからなるシンボルがマッピングされるサブキヤリァの少なくとも 1つを送信除外対象として選択する選択処理を行う選択手段と、

前記変調手段によって作成されたシンボルの各々がマッピングされる複数のサブキヤリアのうち前記選択手段によって選択されたサブキヤリア以外のサブキヤリァを用いて前記マルチキヤリァ信号を作成する作成手段と、前記作成手段によって作成されたマルチキヤリア信号を送信する送信手段と、

を具備する無線送信装置。

2 . 前記変調手段によって作成されたシンボルがとりうる値の複数のパ夕一ンと前記選択手段によって送信除外対象として選択されるサブキャリアの複数の選択パターンとの対応を示すテーブル、をさらに具備し、

前記選択手段は、前記変調手段によって作成されたシンボルの値に基づいて前記テーブル参照し、前記複数の選択ノ ^夕一ンのうち最もピーク電力が小さくなる選択パターンを選択する、

請求項 1記載の無線送信装置。

3 . 前記作成手段によって作成されたマルチキャリア信号のピーク電力を検出する検出手段、をさらに具備し、

前記選択手段は、送信除外対象となるサブキヤリァの複数の選択パ夕一ンのうち前記検出手段によって検出されたピーク電力が最も小さくなるものを選択する、

請求項 1記載の無線送信装置。

4 . 前記作成手段によって作成されたマルチキヤリア信号のピ一ク電力を検出する検出手段、をさらに具備し、

前記選択手段は、前記検出手段によって検出されたピーク電力がしきい値以上になる場合にのみ前記選択処理を行う、

請求項 1記載の無線送信装置。

5 . 前記作成手段によって作成されたマルチキヤリア信号のピーク電力を検出する検出手段、をさらに具備し、

前記送信手段は、前記作成手段によって作成されたマルチキヤリア信号のうち前記検出手段によって検出されたピーク電力がしきい値未満のものを送信する、

請求項 1記載の無線送信装置。

6 . 前記選択手段によって選択されたサブキャリアが送信除外されることにより減少する分の電力を、送信除外対象以外のサブキヤリアに割り当てる電力制御手段、をさらに具備する、

請求項 1記載の無線送信装置。

7 . 前記選択手段は、前記変調手段によって作成されたシンボルの各々がマッビングされる複数のサブキヤリア K本のうち N本のサブキヤリアを送信除外対象として選択し、

前記電力制御手段は、送信除外対象以外のサブキャリア（K一 N) 本の電力を ( K - N ) 倍に制御する、

請求項 6記載の無線送信装置。

8 . 前記変調手段は、連続して入力される 2つ以上のビヅト毎に 1シンボルを作成するものであり、

1シンボルに含まれるビヅトがすべてパリティビヅトであるシンボルが作成されるように、前記符号化手段によって作成されたシステマチヅクビットおよびパリティビヅトの前記変調手段への入力順序を制御する順序制御手段、をさらに具備する、請求項 1記載の無線送信装置。

9 . 前記選択手段は、前記変調手段によって作成されたシンボルのうちパリティビヅトのみからなるシンボルがマヅビングされるサブキヤリァであって、かつ、マルチキヤリア信号を受信する無線受信装置によって測定されたパイ口ットの受信電力がしきい値以下となるサブキヤリァを送信除外対象として選択する、

請求項 1記載の無線送信装置。

1 0 . 前記変調手段によって作成されたシンポルを再送する再送手段、をさらに具備し、

前記選択手段は、前記再送手段による再送時に初回送信時と異なるサブキャリァを選択する、

請求項 1記載の無線送信装置。

1 1 . 請求項 1記載の無線送信装置から送信されたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、

前記受信手段によって受信されたマルチキヤリア信号を構成する複数のサプキヤリァ各々の受信電力を測定する測定手段と、

前記複数のサブキヤリアのうち、前記測定手段によって測定された受信電力が小さいものから順に、前記無線送信装置によって送信除外対象とされる数までのサブキヤリアを復調除外対象として選択する選択手段と、

を具備する無線受信装置。

1 2 . 送信ビヅ 1、を符号化して作成されるシステマチックビットおよびパリティビットの一方または双方からなるシンポルがマッピングされるサブキヤリアのうち、送信をキャンセルするサブキャリアを、パリティビットのみからなるシンボルがマツビングされるサブキヤリァの中から選択する、

送信キヤンセルサブキヤリァの選択方法。