WO2004088853A1 - 無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法 - Google Patents

無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法 Download PDF

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Isamu Yoshii
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H03M13/151Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes using error location or error correction polynomials
    • H03M13/1515Reed-Solomon codes

Definitions

  • Wireless transmitting device wireless receiving device, and wireless transmitting method
  • the present invention relates to a radio transmission apparatus, a radio reception apparatus, and a radio transmission method that improve communication quality by using a retransmission technique such as the H-ARQ scheme.
  • a high-speed downstream bucket transmission scheme has been developed, which is shared by base stations and transmits buckets from a base station apparatus to a mobile station apparatus.
  • H-ARQ Hybrid-Automatic Repeat Request
  • H—ARQ is a method in which ARQ is combined with an error correction code, and aims to improve the error rate of a received signal by using error correction, thereby reducing the number of retransmissions and improving throughput.
  • CC type H_ARQ The above Chase Combining type H—ARQ (hereinafter referred to as “CC type H_ARQ”) is characterized in that the base station apparatus retransmits the same packet as the previously transmitted packet. Upon receiving the retransmitted packet, the mobile station device combines the previously received bucket and the currently retransmitted bucket, and performs error correction decoding on the combined signal. In this way, CC-type H—ARQ combines the codewords contained in the previously received bucket with the codewords contained in the retransmitted bucket to improve the reception level, so that each retransmission repeats an error. The rate characteristics are improved. This ensures that there are no errors with fewer retransmissions than normal ARQ Therefore, the throughput can be improved.
  • H-ARQ of Incremental Redundancy type (hereinafter referred to as “IR-type H—ARQ”) is a bucket configured by the base station apparatus to include a parity bit different from the parity bit included in the packet transmitted so far. Is retransmitted.
  • the mobile station device stores the received parity bits in a buffer, and upon receiving a retransmission packet, both the parity bits included in the previously received packet and the parity bits included in the packet received at the time of retransmission. To perform error correction decoding.
  • the parity bit used for error correction decoding is increased (incremented) each time retransmission is performed, so that the error correction capability of the mobile station device is improved, and as a result, the error rate characteristic is increased each time retransmission is repeated. Is improved. By this means, there is no error with a smaller number of retransmissions than the normal ARQ, and the throughput can be improved.
  • concatenated codes for H—ARQ further improves the error rate characteristics and improves the throughput.
  • a turbo code and a Reed-Solomon code are used as concatenated codes, the advantage that the turbo code is resistant to white Gaussian noise (that is, it is resistant to random errors) and that the Reed-Solomon code is resistant to impulse noise (that is, burst)
  • the error rate performance can be improved in various propagation environments because it can have the advantages such as strong error and error.
  • H—ARQ type 1 is a method of transmitting the same encoded data as the first packet in the retransmission packet.
  • the transmitting side applies error correction coding to the information bits and adds an error detection code (for example, CRC bits) and transmits the information bits.
  • error detection is performed using an error detection code. If an error is detected, the packet containing the error is discarded and a retransmission request is feed-packed to the sender.
  • the transmitting side encodes the packet with the same code and retransmits the packet based on the retransmission request. This series of processing is repeated until no error is detected.
  • OFDM signals having different hopping patterns are respectively transmitted from the base station BSA of the cell A and the base station BSB of the cellor B.
  • this hopping pattern is determined randomly by Senor A and Cell B, so that a collision may occur by accident at a certain subcarrier at a certain point in time.
  • FIG. 2 shows a frequency hopping OFDM signal transmitted from base station BSA in cell A and a frequency hopping OFDM signal transmitted from base station BSB in cell B.
  • One unit on the vertical axis indicates a subcarrier, and one unit on the horizontal axis indicates one burst period. In other words, one square in the figure It is assumed that one OFDM symbol is arranged.
  • the OFDM signal of cell A and the OFDM signal of cell B accidentally collide in a certain subcarrier at a certain point in time.
  • the reception quality of the data symbols arranged on the subcarriers at the time of collision deteriorates as compared with other data symbols.
  • An object of the present invention is to provide a radio transmission apparatus, a radio reception apparatus, and a radio transmission method that can further increase the effect of improving error rate characteristics by retransmission when a concatenated code and a retransmission technique are combined. .
  • This object is achieved by performing a different outer coding process for each retransmission of the transmission data when the transmission data is concatenated and transmitted.
  • the turbo coding method used in the conventional H-ARQ is performed for the inner coding processing, while the re-transmission processing is performed for the outer coding processing. It is proposed to perform a different Reed-Solomon encoding process.
  • Figure 1 shows neighboring cells
  • FIG. 2 is a diagram for explaining data symbol collision of the frequency hobbing OFDM signal
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of quality degradation of data symbols due to collision
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of a radio transmitting device to which the present invention is applied
  • FIG. 5 is a radio receiving device to which the present invention is applied
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding unit according to an embodiment
  • Figure 7 (A) is a diagram showing the format of encoded data output from the CRC adding unit at the time of initial transmission
  • Figure 7 (B) is a diagram showing the format of the encoded data output from the outer encoding processing unit at the time of the first transmission;
  • Figure 7 (C) is a diagram showing the format of the encoded data output from the inner encoding processing unit during the first transmission
  • Figure 8 (A) is a diagram showing the format of the encoded data output from the CRC adding unit at the time of the first retransmission
  • Fig. 8 (B) is a diagram showing the format of encoded data output from the outer encoding processing unit during the first retransmission;
  • Figure 8 (C) is a diagram showing the format of encoded data output from the inner encoding processing unit at the time of the first retransmission;
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding unit according to the embodiment.
  • FIG. 4 shows the overall configuration of the radio transmission apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the wireless transmission device 10 is configured to wirelessly transmit a transmission signal by the frequency hopping OFDM method.
  • the #Izumi transmission device 10 encodes transmission data by the encoding unit 11.
  • Encoding section 11 receives retransmission number information from a control section (not shown), and encoding section 11 performs different encoding processing according to the number of retransmissions.
  • the detailed configuration of the encoding unit 11 will be described later.
  • the coded data is subjected to digital modulation processing such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and 16-level QAM (Quadrature Amplitude Modulation) by the modulator 12 and then sent to the subcarrier mapping unit 13.
  • digital modulation processing such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and 16-level QAM (Quadrature Amplitude Modulation) by the modulator 12 and then sent to the subcarrier mapping unit 13.
  • Subcarrier mapping section 13 maps the modulated signal to a subcarrier of a predetermined hopping pattern.
  • the multiplexing unit 14 receives pilot sequence data and control data in addition to the modulated signal destined for other users and obtained in the same manner, multiplexes these, and performs serial-to-parallel conversion (SZP). Send to 15
  • the signal subjected to the serial / parallel conversion processing is subjected to inverse Fourier transform processing by a subsequent inverse Fourier transform section (IFFT) 16, and then a guard interval is input by a guard interval (GI) input section 17 and a radio section (RF section) Is sent to 18.
  • Radio section 18 performs processing such as digital-to-analog conversion processing, up-conversion and amplification on the input signal, and sends the processed signal to antenna 19. Thereby, the frequency-hopped OFDM signal is transmitted from antenna 19.
  • FIG. 5 shows the configuration of radio receiving apparatus 20 that receives a signal transmitted from radio transmitting apparatus 10.
  • the radio receiving apparatus 20 performs processing such as amplification, down-conversion, and analog-to-digital conversion by a radio section (RF section) 22 on the signal received by the antenna 21, and then performs a guard interval removal section 2 Send to 3.
  • the signal from which the guard interval has been removed is subjected to Fourier transform processing by a subsequent Fourier transform unit (FFT) 24, and then sent to a demodulation unit 25.
  • the demodulation unit 25 performs demodulation processing corresponding to the modulation unit 12 of the wireless transmission device 10, and sends out the demodulated signal to the decoding unit 26.
  • the decoding unit 26 also obtains received data by performing decoding processing corresponding to the encoding unit 11 of the facsimile transmission device 10.
  • FIG. 6 shows the configuration of the encoding unit 11.
  • the encoding unit 11 includes an outer encoding processing unit 32 and an inner encoding processing unit 33, and performs concatenated encoding processing on transmission data.
  • the encoding unit 11 first inputs the transmission data to a CRC (Cyclic Redundancy Check) adding unit 30 and attaches a CRC code for error detection by the CRC adding unit 30; ]
  • the transmission data to which the CRC has been added is sent to the interleaver 31.
  • Interleaver 31 receives retransmission count information, and interleaves transmission data with a different interleave pattern according to the retransmission count.
  • the interleaved data is sent to the outer encoding processing unit 32.
  • the outer encoding processing unit 32 is a Reed-Solomon encoder, and performs a Reed-Solomon encoding process on transmission data.
  • the inner encoding processing unit 33 is a turbo encoder, and performs turbo encoding on encoded data on which Reed-Solomon encoding has been performed.
  • the turbo-encoded data is sent to modulation section 12 in FIG.
  • FIGS. 7 (A) to 7 (C) and FIGS. 8 (A) to 8 (C) show the formats of the encoded data obtained by the encoding unit 11.
  • Fig. 7 (A) to Fig. 7 (C) show the format of the encoded data at the first transmission
  • Figs. 8 (A) to 8 (C) show the frame format of the encoded data at the first retransmission. Is shown.
  • FIGS. 7 (A) and 8 (A) show the output of CRC adding section 30. The CRC is added to the systematic bits at both the first transmission and the one retransmission.
  • FIGS. 7 (B) and 8 (B) show the output of the outer coding processing unit 32 to which Reed-Solomon parity bits (RS parity bits) are added.
  • RS parity bits Reed-Solomon parity bits
  • the Reed-Solomon encoding process by the outer encoding processing unit 32 is performed on the systematic bits in a different order for each retransmission by the interleaver 31, so that the RS parity bit R1 in FIG.
  • the RS parity bit R2 in Fig. 8 (B) is different. It will be.
  • error correction processing by Reed-Solomon decoding can be performed using different RS parity bits between the previous transmission and the current transmission, thereby reducing the probability of erroneous reception data. It will be.
  • FIGS. 7 (C) and 8 (C) show the output of inner encoding processing section 33, and different turbo parity bits T1 and T2 are added between the previous transmission and the current transmission.
  • different turbo parity bits are transmitted between the previous transmission and the current transmission, but the same turbo parity bit may be transmitted.
  • FIG. 9 shows the configuration of decoding section 26 in FIG.
  • the decoding unit 26 converts the demodulated data from the demodulation unit 25 by the branching unit 40 into a systematic bit + CRC bit (that is, the portion shown in FIGS. 7 (A) and 8 (A)) and a Reed-Solomon parity bit. And a turbo parity bit.
  • Reed-Solomon parity bits and turbo parity bits are sent to turbo decoder 41.
  • the systematic bit and the CRC bit are sent to Dinter Lever 42.
  • the interleaver 42 performs processing reverse to that of the interleaver 31 in FIG. 6 so that the systematic bits and the CRC bits whose order is rearranged at each retransmission are rearranged in the original order.
  • the output of the Dinter Lever 42 is sent to the synthesis unit 43.
  • the synthesizing unit 43 synthesizes the systematic bits and the CRC bits transmitted in the buffer 44 before the previous transmission and the systematic bits and the CRC bits transmitted this time. As a result, as the number of retransmissions increases, a combined gain of the systematic bits and the CRC bits can be obtained.
  • the turbo decoder 41 turbo-decodes the combined systematic bits, CRC bits and Reed-Solomon parity bits using the turbo parity bits. As a result, even if random errors occur in the systematic bits, CRC bits, and Reed-Solomon parity bits, these errors can be corrected well.
  • the output of the tapo decoder 41 is sent to the diverter 45.
  • Dividing section 45 divides the data after turbo decoding into systematic bits + CRC bits and Reed-Solomon parity bits. At this time, since the read-solomon parity bits are different for each retransmission as described above, they are stored in buffers 46 and 47 corresponding to the number of retransmissions.
  • the Read Solomon parity bit R1 for the first transmission is stored in the buffer 47
  • the Reed-Solomon parity bit R2 for the first retransmission is stored in the buffer 46
  • the second retransmission (this time At this time, the Reed-Solomon parity bit R 3 is sent directly to the Reed-Solomon decoder 48.
  • the systematic bits and the CRC bits are sent to all Reed-Solomon decoders 48, 49, 50.
  • the Reed-Solomon decoder 48 performs Reed-Solomon decoding using the Reed-Solomon parity bit R 3 whose systematic bits and CRC bits have been retransmitted this time (that is, transmitted by the second retransmission), and the Reed-Solomon decoder 49 has a systematic bit.
  • Bits and CRC bits are Reed-Solomon decoded using the Reed-Solomon ⁇ ⁇ ⁇ ° R bit 2 at the time of one retransmission, and the Reed-Solomon decoder 50 uses the Reed-Solomon parity bit R1 when the systematic bits and CRC bits are transmitted for the first time. Reed-Solomon decoding.
  • the data subjected to the lead Solomon decoding processing is output as received data after each of the CRC check sections 51 to 53 detects the presence or absence of an error.
  • decoding section 26 performs Reed-Solomon decoding using different Reed-Solomon parity bits R 1, R 2, and R 3 transmitted each time retransmission is performed, the diversity effect corresponding to the number of retransmissions is obtained. , And the probability of obtaining decoded data without burst errors increases.
  • Radio transmitting apparatus 10 transmits the transmission signal that has been subjected to the encoding processing and the modulation processing, as a frequency-hopped OFDM signal. For this reason, the frequency hopping OFDM signal transmitted from the radio transmission apparatus 10 is accidentally transmitted on a certain subcarrier with the frequency hopping OFDM signal transmitted from another radio transmission apparatus. A collision may occur. When this collision occurs, the symbol superimposed on the subcarrier deteriorates, so that a burst error easily occurs in the received data.
  • the radio transmitting apparatus 10 Since the radio transmitting apparatus 10 performs different Reed-Solomon encoding processing on transmission data for each retransmission and transmits different Reed-Solomon parity bits for each retransmission, a burst error occurs in the parity bits and CRC bits. However, there is a high possibility that the burst error can be corrected by any of the Reed-Solomon parity bits at the time of retransmission.
  • radio transmitting apparatus 10 since radio transmitting apparatus 10 performs turbo encoding as inner encoding processing, even if random errors occur in systematic bits, CRC bits, and Reed-Solomon parity bits, the combined gain due to retransmission during turbo decoding is obtained. Can correct random errors.
  • the outer coding processing unit 32 performs the strong error correction coding for the burst error
  • the inner coding processing unit 33 performs the strong error correction coding processing for the random error.
  • error resilience against burst errors and random errors increases as the number of retransmissions increases, and it is possible to suppress the deterioration of error rate characteristics and the increase in the number of retransmissions.
  • the decoding side uses the different outer code parity bits R1, R2, and R3 for the number of retransmissions to form the outer code.
  • the decoding process can be performed, the ability to correct a burst error is improved.
  • a radio transmission apparatus and a radio reception apparatus that can further improve the effect of improving the error rate characteristics by retransmission can be realized.
  • the present invention is applied to the radio transmitting apparatus 10 and the radio receiving apparatus 20 of the frequency hobbing OFDM scheme.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It can be widely applied to radio transmitters and radio receivers designed to improve the quality of radio waves.
  • a Reed-Solomon encoder is used as outer coding processing section 32 .
  • the present invention is not limited to this.
  • a BCH encoder may be used. That is, the process of the outer encoder that is resistant to burst errors at each retransmission may be made different according to the number of retransmissions.
  • interleaver 31 is provided to perform different outer coding processes according to the number of retransmissions.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this case.
  • a plurality of encoders may be provided, and an encoder for performing the outer encoding process may be selected according to the number of retransmissions.
  • turbo encoder is used as inner code processing section 33 .
  • the inner coding processing section of the present invention is not limited to this, and in short, is resistant to random errors. Any convolutional encoder other than the turbo encoder may be used as long as it can perform error correction.
  • One aspect of the wireless transmission apparatus of the present invention includes an outer encoding unit that performs different encoding processing on transmission data according to the number of retransmissions, and an inner encoding unit that performs encoded processing on the outer encoded processing.
  • a configuration including: an inner encoding unit that performs an encoding process; and a transmission unit that wirelessly transmits encoded data that has been subjected to the inner encoding process.
  • the decoding side can perform outer code decoding processing using a plurality of different outer code parity bits. Capacity is improved.
  • the outer encoding section interleaves transmission data with a different interleave pattern according to the number of retransmissions.
  • a Reed-Solomon encoder that performs a Reed-Solomon encoding process on the interleaved transmission data, and the inner encoding unit has a turbo encoder.
  • a Reed-Solomon encoder is used as the outer encoding unit, so that error correction encoding processing that is resistant to burst errors can be performed, and a turbo encoder is used as the inner encoding unit. Since it is used, it becomes possible to perform a strong error correction coding process on random errors. On the decoding side, it is possible to obtain a combined gain by retransmission for turbo-coded data by H-ARQ, and to read data after turbo decoding using a different read Solomon parity bit for each retransmission. By performing the Solomon decoding process, a diversity effect due to retransmission can be obtained.
  • the error rate characteristics can be improved by the combined gain by retransmission, and for burst errors, the error rate characteristics can be improved by the diversity effect by retransmission. As a result, both the random error characteristic and the burst error characteristic can be improved.
  • One aspect of the wireless transmission apparatus of the present invention employs a configuration in which the transmission unit performs OFDM processing of a frequency hobbing method on the encoded data and wirelessly transmits the encoded data.
  • One aspect of the wireless receiving apparatus of the present invention is a wireless receiving apparatus that performs a different outer coding process on transmission data for each retransmission and receives and decodes a transmitted signal, wherein the inner coding process is performed.
  • a combining unit that combines information bits for the number of retransmissions performed
  • An inner code decoder for decoding the information bits and outer code parity bits synthesized by the synthesizer into inner codes, and an outer code parity different in the number of times of retransmission of the information bits obtained by the inner code decoder.
  • An outer code decoding unit that decodes using bits is adopted.
  • the decoded data output from the code decoder has an error rate as the number of retransmissions increases.
  • the characteristics are improved.
  • the outer code decoder decodes information bits using different outer code parity bits for the number of retransmissions, a diversity effect for the number of retransmissions can be obtained, and the error rate characteristic increases as the number of retransmissions increases. Get better. As a result, it is possible to obtain decoded data with less random errors due to inner code decoding and less burst errors due to outer code decoding.
  • the present invention is suitable for application to, for example, a portable information terminal and its base station.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

リードソロモン符号化のようなバースト誤りに対する訂正能力が強い符号化処理を行う外符号化処理部32に、インターリーバ31を介して再送毎に異なるインターリーブパターンの送信データを入力させる。また内符号化処理部33はターボ符号化のようなランダム誤りに対する訂正能力が強い符号化処理を行う。これにより、再送毎に異なる外符号パリティビットが送信され、復号側では再送回数分の異なる外符号パリティビットを用いて外符号復号化処理を行うことができるので、バースト誤りの訂正能力が向上する。この結果、再送によって、内符号化処理による合成利得と外符号によるダイバーシチ効果とを獲得できるようになるので、再送による効果を十分に生かして、ランダム誤りとバースト誤りの両方を有効に低減し得る。

Description

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、 例えば H— ARQ方式等の再送技術を用いて通信品質を向上させ る無線送信装置、 無線受信装置及び無線送信方法に関する。
明 背景技術
近年、 無線通信の分野では、 高速大容量の下りチャネルを複数の移動局装置 書
が共有し、 基地局装置から移動局装置にバケツトを伝送する下り高速バケツト 伝送方式が開発されている。 この高速バケツト伝送を実現する一つの技術とし て、 例えば特開 2001 -35231 5号公報にも記載されているように、 H - A R Q (Hybrid- Automatic Repeat Request)が提案されている。
H— ARQは、 ARQに誤り訂正符号を組み合わせた方式であり、 誤り訂正 を用いて受信信号の誤り率を向上させることにより、 再送回数を減らしてスル ープットを向上させることを目的としている。 この H— ARQの有力な方式と して、 Chase Combining型と、 Incremental Redundancy型の 2つの方式が提 案されている。
上記 Chase Combining型の H— ARQ (以下 " C C型 H_ AR Q" と称す る) は、 基地局装置が、 前回送信したパケットと同一のパケットを再送するこ とを特徴とする。 移動局装置は、 再送されたパケットを受信すると、 前回まで に受信したバケツトと今回再送されたバケツトとを合成し、 合成後の信号に対 して誤り訂正復号を行う。 このように CC型 H— ARQでは、 前回までに受信 したバケツトに含まれる符号語と今回再送されたバケツトに含まれる符号語 とを合成して受信レベルを向上させるので、 再送を繰り返すたびに誤り率特性 が改善される。 これにより、 通常の ARQよりも少ない再送回数で誤り無しと なるので、 スループットを向上させることができる。
一方、 Incremental Redundancy型の H— A R Q (以下 " I R型 H— A R Q" と称する) は、 基地局装置が、 前回までに送信したパケットに含まれるパリテ イビットと異なるパリティビットを含んで構成されるバケツトを再送するこ とを特徴とする。 移動局装置は、 受信した各パリティビットをバッファに保持 しておき、 再送パケットを受信すると、 前回までに受信したパケットに含まれ るパリティビットと再送時に受信したパケットに含まれるパリティビットと を共に用いて誤り訂正復号を行う。 このように I R型では、 再送の度に誤り訂 正復号に用いるパリティビットが増加 (インクリメント) されるので、 移動局 装置の誤り訂正能力が向上し、 その結果、 再送を繰り返すたびに誤り率特性が 改善される。 これにより、 通常の A R Qよりも少ない再送回数で誤り無しとな るので、 スループットを向上させることができる。
さらに従来、 H— A R Qに連接符号を用いることにより、 一段と誤り率特性 を向上させ、 スループットを向上させることが考えられている。 例えば連接符 号として、 ターボ符号とリードソロモン符号を用いれば、 ターボ符号による白 色ガウス雑音に強い (すなわちランダム誤りに強い) といった利点と、 リード ソロモン符号によるインパルス的な雑音に強い (すなわちバース ト誤りに強 レ、) といった利点とを併せ持つことができるので、 多様な伝搬環境下で誤り率 特性を向上させることができると考えられる。
ところで、 上述したように H— A R Qに連接符号を用いれば、 確かに多様な 伝搬環境下での誤り率特性を向上させることができると考えられる力 単純に それらを組み合わせただけでは、 単にそれらを足しただけの効果しか得ること ができない。
例えば H— A R Qのタイプ 1と呼ばれる方式に、 ターボ符号とリードソロモ ン符号からなる連接符号を適用した場合について検討する。 H— A R Qのタイ プ 1は、 再送パケットで初回パケットと同一の符号化データを送信する方式で ある。 具体的には、 送信側において情報ビットに誤り訂正符号化処理を施すと共に 誤り検出符号 (例えば C R Cビット) を付加して送信する。 受信側では、 受信 パケットの誤り訂正復号後、 誤り検出符号を用いて誤り検出を行う。 誤りが検 出された場合、 誤りを含むパケットは破棄され、 再送要求が送信側にフィード パックされる。 送信側では、 この再送要求に基づいて、 そのパケットを同一の 符号で符号化し再送する。 この一連の処理を誤りが検出されなくなるまで繰り 返す。
ところで、 パケット中でインパルス的な雑音が発生する位置は、 再送を繰り 返したとしても同じとなる確率が高い。 このためリードソロモン符号は確かに バース ト誤りには強いが、 初回送信時のリ一ドソロモン符号で誤りを訂正しき れなかったシンボルは、 再送時にも誤る確率が高くなる。 つまり、 リードソロ モン符号と再送との関係でみた場合、 再送によるパケッ ト合成 (Chase Combining) の効果がほとんど得られていない。
このような不都合は、 例えば周波数ホッピング方式の O F DMシステムにお いて顕著となる。 ここで周波数ホッピング方式の O F DMシステムについて、 簡単に説明する。 周波数ホッピングを適用した O F DMシステムは、 複数のセ ル間で異なるホッビングパターンを用いることにより、 セル間の干渉を平均化 して通信を行うようになっている。 .
つまり、 図 1に示すような隣接する 2つのセル A、 Bを考えた場合、 セル A の基地局 B S A、 セノレ Bの基地局 B S Bから、 それぞれホッピングパターンの 異なる O F DM信号を送信する。 通常、 このホッピングパターンはセノレ Aとセ ル Bでランダムに決められているので、 ある時点のあるサブキャリアで偶然衝 突が生じる可能性がある。
これを図 2を用いて説明する。 図 2は、 セル Aの基地局 B S Aから送信され た周波数ホッピング O F DM信号と、 セル Bの基地局 B S Bから送信された周 波数ホッビング O F DM信号を示すものである。 縦軸の 1単位はサブキヤリァ を示し、 横軸の 1単位は 1バースト期間を示す。 つまり、 図中の 1つの四角に 1つの O F DMシンボルが配置されているものとする。
図 2からも分かるように、 ある時点のあるサブキヤリァでは偶然セル Aの O F DM信号とセル Bの O F DM信号が衝突する。 衝突した時点のサブキャリア に配置されたデータシンボルは、 図 3に示すように、 他のデータシンポノレと比 較して受信品質が劣化する。
このように周波数ホッピングを適用した O F DMシステムでは、 他セルから の干渉を受けたシンボルの品質が劣化するので、 復号時に誤り訂正処理を行つ て品質が劣化しているシンボルのデータを正しい復号データに訂正する必要 がある。
し力、し、このようなシンボルの衝突による劣化は、バースト誤りとなるので、 ターボ符号のようにランダム誤りを対象とした誤り訂正のみでは不十分であ り、例えばターボ符号とリードソロモン符号からなる連接符号が誤り率特性向 上の点で非常に有効となる。
しかし、 周波数ホッピング方式の O F DMシステムにおいて、 単純に連接符 号と H— A R Qを組み合わせた場合には、 上述したように、 単に連接符号によ る効果と、 H— A R Qによる効果を足しただけの効果しか得られず、 十分な誤 り率特性向上効果を得られない。 発明の開示
本発明の目的は、 連接符号と再送技術とを組み合わせた場合に、 再送による 誤り率特性の向上効果を一段と高めることができる無線送信装置、 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、 送信データを連接符号化して送信するにあたって、 送信データ に対して再送毎に異なる外符号化処理を行うことにより達成される。 以下の実 施の形態では、 好適な例として、 内符号化処理に対しては従来の H— A R Qで 用いられているターボ符号ィヒ処理を施す一方、 外符号化処理に対しては再送毎 に異なるリードソロモン符号化処理を行うことを提案する。 図面の簡単な説明
図 1は、 隣接セルを示す図;
図 2は、 周波数ホッビング O F D M信号のデータシンボルの衝突の説明に供 する図;
図 3は、 衝突によるデータシンボルの品質劣化の様子を示す図; 図 4は、 本発明が適用される無線送信装置の一例を示すブロック図; 図 5は、 本発明が適用される無線受信装置の一例を示すプロック図; 図 6は、 実施の形態による符号化部の構成を示すブロック図;
図 7 (A) は、 初回送信時に C R C付加部から出力される符号化データのフ ォーマツトを示す図;
図 7 ( B ) は、 初回送信時に外符号化処理部から出力される符号化データの フォーマツトを示す図;
図 7 ( C ) は、 初回送信時に内符号化処理部から出力される符号化データの フォーマットを示す図;
図 8 (A) は、 1回目再送時に C R C付加部から出力される符号化データの フォーマツトを示す図;
図 8 ( B ) は、 1回目再送時に外符号化処理部から出力される符号化データ のフォーマツトを示す図;
図 8 ( C ) は、 1回目再送時に内符号化処理部から出力される符号ィヒデータ のフォーマツトを示す図;
及ぴ
図 9は、 実施の形態による復号部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、 添付図面を参照して詳細に説明する。 図 4に、 本発明の実施の形態に係る無線送信装置の全体構成を示す。 無線送 信装置 1 0は、 周波数ホッピング O F DM方式により送信信号を無線送信する ようになされている。 無 #泉送信装置 1 0は、 送信データを符号化部 1 1により 符号化する。 符号化部 1 1には、 図示しない制御部からの再送回数情報が入力 され、 符号化部 1 1は再送回数に応じて異なる符号化処理を行う。 符号化部 1 1の詳細構成については後述する。
符号化データは、 変調部 1 2により Q P S K (Quadrature Phase Shift Keying)や 1 6値 Q AM(Quadrature Amplitude Modulation)等のディジタノレ 変調処理が施された後、 サブキャリアマッピング部 1 3に送られる。
サブキヤリアマッビング部 1 3は、 変調信号を予め決められたホッピングパ ターンのサブキャリアにマッピングする。 多重化部 1 4は、 同様にして得られ た他のユーザ宛のマッピング後の変調信号に加えて、 パイロット系列データや 制御データを入力し、 これらを多重化してシリアルパラレル変換 (SZ P ) 部 1 5に送出する。
シリアルパラレル変換処理された信号は、続く逆フーリェ変換部( I F F T) 1 6により逆フーリエ変換処理された後、 ガードインターバル (G I ) 揷入部 1 7によりガードインターバルが揷入されて無線部 (R F部) 1 8に送出され る。 無線部 1 8は、 入力信号に対してディジタルアナログ変換処理やアップコ ンバート、 増幅等の処理を施し、 処理後の信号をアンテナ 1 9に送出する。 こ れにより、 アンテナ 1 9からは周波数ホッピングされた O F DM信号が送信さ れる。
図 5に、 無線送信装置 1 0から送信された信号を受信する無線受信装置 2 0 の構成を示す。 無線受信装置 2 0は、 アンテナ 2 1で受信した信号に対して無 線部 ( R F部) 2 2により増幅やダウンコンバート、 アナ口グデイジタル変換 等の処理を施した後、 ガードィンターバル除去部 2 3に送出する。 ガードィン ターバルが除去された信号は、 続くフーリエ変換部 (F F T) 2 4によりフー リエ変換処理された後、 復調部 2 5に送られる。 復調部 25は無線送信装置 10の変調部 12に対応する復調処理を施し、 復 調後の信号を復号部 26に送出する。 復号部 26も無 f泉送信装置 10の符号化 部 1 1に対応する復号処理を施すことにより受信データを得る。
図 6に、 符号化部 1 1の構成を示す。 符号化部 1 1は、 外符号化処理部 32 及び内符号化処理部 33を有し、 送信データに対して連接符号化処理を施すよ うになされている。 符号化部 1 1は、 先ず、 送信データを CRC (Cyclic Redundancy Check) 付加部 30に入力し、 C R C付加部 30によつて誤り検 出用の C R C符号を付;!]口する。 C R Cが付カ卩された送信データはインターリー バ 31に送出される。 インターリーバ 3 1には再送回数情報が入力されており、 再送回数に応じて異なるインターリーブパターンで送信データをインターリ ープする。 インターリーブ後のデータは外符号化処理部 32に送られる。
この実施の形態の場合、外符号化処理部 32はリードソロモン符号器でなり、 送信データに対してリ一ドソロモン符号化処理を施す。 内符号化処理部 33は ターボ符号器でなり、 リードソロモン符号化処理が施された符号化データに対 してターボ符号化処理を施す。 ターボ符号化された符号化データは、 図 4の変 調部 12に送出される。
図 7 (A) 〜図 7 (C) 及び図 8 (A) 〜図 8 (C) に符号化部 1 1により 得られる符号化データのフォーマットを示す。 ここで図 7 (A) 〜図 7 (C) は初回送信時の符号化データのフォーマットを示し、 図 8 (A) 〜図 8 (C) は 1回目の再送時の符号化データのフレームフォーマットを示す。 図 7 (A) 及び図 8 (A) は CRC付加部 30の出力を示し、 初回送信時、 1回再送時共 にシステマティックビットに CRCが付カ卩される。
図 7 (B) 及び図 8 (B) は外符号化処理部 32の出力を示し、 リードソロ モンパリティビット (RSパリティビット) が付加される。 ここで外符号化処 理部 32によるリードソロモン符号化処理は、 インターリーバ 31により再送 毎に異なる順序とされたシステマティックビットに対して行われるので、 図 7 (B) の RSパリティビット R 1と図 8 (B) の RSパリティビット R 2は異 なるものとなる。 これにより、 受信側では、 前回送信時と今回送信時で異なる R Sパリティビッ トを使ってリードソロモン復号による誤り訂正処理を行う ことができるので、 受信データが連続して誤る確率を低減することができるよ うになる。
図 7 ( C ) 及び図 8 ( C ) は内符号化処理部 3 3の出力を示し、 前回送信時 と今回送信時で異なるターボパリティビット T 1、 T 2が付加される。因みに、 この実施の形態では、 前回送信時と今回送信時で異なるターボパリティビット を送信するが、 同一のターボパリティビットを送信するようにしてもよい。 図 9に、 図 5の復号部 2 6の構成を示す。 復号部 2 6は、 分流部 4 0により 復調部 2 5からの復調データを、 システマティックビット + C R Cビット (す なわち図 7 (A) 及び図 8 (A) の部分) と、 リードソロモンパリティビット と、 ターボパリティビットとに分流する。 このうちリードソロモンパリティビ ットとターボパリティビットはターボ復号器 4 1に送られる。
一方、 システマティックビットと C R Cビットはディンターリーバ 4 2に送 られる。 ディンターリーバ 4 2は、 図 6のインターリーバ 3 1と逆の処理を施 すことにより、 再送毎に順番が並べ換えられたシステマティックビットと C R Cビットを元の順番に並べ直すようになつている。 ディンターリーバ 4 2の出 力は合成部 4 3に送られる。 合成部 4 3は、 バッファ 4 4に格納されている前 回までに送られてきたシステマティックビット、 C R Cビットと、 今回送られ てきたシステマティックビット、 C R Cビットとを合成する。 これにより、 再 送が増えるに従ってシステマティックビットと C R Cビットの合成利得が得 られるようになっている。
ターボ復号器 4 1は、 ターボパリティビットを使って、 合成後のシステマテ ィックビット、 C R Cビットとリードソロモンパリティビットをターボ復号す る。 これにより、 システマティックビット、 C R Cビットとリードソロモンパ リティビットにランダム誤りが生じていても、 この誤りを良好に訂正すること ができる。 ターポ復号器 4 1の出力は分流部 4 5に送られる。 分流部 4 5は、 ターボ復号後のデータを、 システマティックビット + C R C ビットと、 リードソロモンパリティビットとに分ける。 このときリードソロモ ンパリティビットは、 上述したように再送毎に異なるものとされているので、 再送回数に応じたバッファ 4 6、 4 7に格納する。 すなわち初回送信時のリー ドソロモンパリティビット R 1はバッファ 4 7に格納しておき、 1回再送時の リードソロモンパリティビット R 2はバッファ 4 6に格納しておき、 2回再送 時 (今回再送時) のリードソロモンパリティビット R 3は直接リードソロモン 復号器 4 8に送出する。
システマティックビットと C R Cビットは、 全てのリードソロモン復号器 4 8、 4 9、 5 0に送出される。 リードソロモン復号器 4 8はシステマティック ビットと C R Cビットを今回再送された (すなわち 2回目の再送により送られ た) リードソロモンパリティビット R 3を使ってリードソロモン復号し、 リー ドソロモン復号器 4 9はシステマティックビットと C R Cビットを 1回再送 時のリードソロモ ヽ°リティビット R 2を使ってリードソロモン復号し、 リー ドソロモン復号器 5 0はシステマティックビットと C R Cビットを初回送信 時のリードソロモンパリティビット R 1を使ってリードソロモン復号する。 リ ードソロモン復号処理されたデータは、 それぞれ各 C R Cチェック部 5 1〜5 3により誤りの有無が検出された後、 受信データとして出力される。
このように、 復号部 2 6においては、 再送の度に送られてくる異なるリード ソロモンパリティビット R 1、 R 2、 R 3を使ってリードソロモン復号化処理 を行うので、 再送回数分のダイバーシチ効果を得ることができ、 バースト誤り の無い復号データを得ることができる確率が高まる。
次に本実施の形態の無線送信装置 1 0及び無線受信装置 2 0の動作につい て説明する。 無線送信装置 1 0は、 符号化処理及び変調処理を施した送信信号 を周波数ホッピングした O F DM信号として送信する。 このため、 無線送信装 置 1 0から送信された周波数ホッピング O F DM信号は、 他の無線送信装置か ら送信されている周波数ホッビング O F D M信号とあるサブキャリアで偶然 衝突が生じるおそれがある。 この衝突が生じるとそのサブキヤリァに重畳され たシンポ が劣化するので、 受信データにバースト誤りが生じ易い。
無線送信装置 1 0では、 送信データに対して再送毎に異なるリードソロモン 符号化処理を施して再送毎に異なるリ ドソロモンパリティビットを送信し ているので、 パリティビット及び C R Cビットにバースト誤りが生じても、 い ずれかの再送時のリードソロモンパリティビットによってバースト誤りを訂 正できる可能性が高くなる。
また無線送信装置 1 0は、 内符号化処理としてターボ符号化を行うようにし ているので、 システマティックビット、 C R Cビット及びリードソロモンパリ ティビットにランダム誤りが生じても、 ターボ復号時の再送による合成利得に よりランダム誤りを訂正できる。
か して以上の構成によれば、外符号化処理部 3 2によってバースト誤りに 強い誤り訂正符号化を施すと共に内符号化処理部 3 3によりランダム誤りに 強い誤り訂正符号化処理を施すようにしたことにより、 再送回数が増えるに従 つてバースト誤り及びランダム誤りに対する誤り耐性が強くなり、 誤り率特性 の劣化及び再送回数の増加を抑制することができる。 加えて、 外符号化処理部 3 2の処理を再送回数に応じて異なるものとしたことにより、 復号側では再送 回数分の異なる外符号パリティビット R 1、 R 2、 R 3を用いて外符号複号化 処理を行うことができるので、バースト誤りの訂正能力が向上する。この結果、 連接符号と再送技術とを組み合わせた場合に、 再送による誤り率特性の向上効 果を一段と高めることができる無線送信装置及び無線受信装置を実現できる。 なお上述した実施の形態では、 本発明を、 周波数ホッビング O F DM方式の 無線送信装置 1 0及び無線受信装置 2 0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、 再送により受信データの品質を上げるようになされた無 線送信装置及び無線受信装置に広く適用できる。
また上述した実施の形態では、外符号化処理部 3 2としてリードソロモン符 号化器を用いた場合について述べたが、 本発明の外符号化処理部 3 2はこれに 限らず、 例えば B C H符号器でもよく、 要は、 バースト誤りに強い誤り訂正符 号化処理を行うことができるものであればよい。 つまり、 再送毎にバースト誤 りに強い外符号化器の処理を再送回数に応じて異なるものとすればよい。
また上述した実施の形態では、 再送回数に応じて異なる外符号化処理を行う ためにインターリーバ 3 1を設けたが、 本発明はこれに限らず、 例えばそれぞ れ異なる符号化処理を行う外符号化器を複数設けておき、 再送回数に応じて外 符号化処理を行う符号化器を選択するようにしてもよい。
さらに上述した実施の形態では、 内符号ィヒ処理部 3 3としてターボ符号器を 用いた場合について述べたが、本発明の内符号化処理部はこれに限らず、要は、 ランダム誤りに強い誤り訂正を行うことができるものであればよく、 ターボ符 号器以外の他の畳み込み符号器を用いるようにしてもよい。
本発明は、 上述した実施の形態に限定されずに、 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の一つの態様は、 送信データに対して再送回数に応じ て異なる符号化処理を施す外符号化部と、 外符号化処理が施された符号化デー タに対して内符号化処理を施す内符号化部と、 内符号化処理が施された符号化 データを無線送信する送信部と、 を具備する構成を採る。
この構成によれば、 例えば外符号化部によってバースト誤りに強い誤り訂正 符号化を施すと共に内符号化部によりランダム誤りに強い誤り訂正符号化処 理を施すようにすれば、 再送回数が増えるに従ってバースト誤り及びランダム 誤りに対する誤り耐性が強くなり、 誤り率特性の劣化及び再送回数の増加を抑 制することができるようになる。 特に、 外符号化部の処理を再送回数に応じて 異なるものとしたことにより、 復号側では異なる複数の外符号パリティビット を用いて外符号復号化処理を行うことができるので、 バースト誤りの訂正能力 が向上する。
本発明の無線送信装置の一つの態様は、 前記外符号化部が、 送信データを再 送回数に応じて異なるインターリープパターンでィンターリーブするィンタ 一リーバと、 インターリーブ後の送信データに対してリードソロモン符号化処 理を施すリードソロモン符号器とを有し、 前記内符号化部が、 ターボ符号器を 有する構成を採る。
この構成によれば、 外符号化部としてリードソロモン符号化器を用いるよう にしたのでバースト誤りに強い誤り訂正符号化処理を施すことができると共 に、 内符号化部としてターボ符号化器を用いるようにしたのでランダム誤りに 強い誤り訂正符号化処理を施すことができるようになる。 また復号側では、 タ ーボ符号化されたデータについて H— A R Qにより再送による合成利得を得 ることができると共に、 ターボ復号後のデータに対して再送毎に異なるリード ソロモンパリティビットを用いたリードソロモン復号処理を行うことで再送 によるダイバーシチ効果を得ることができるようになる。 換言すれば、 ランダ ム誤りについては再送による合成利得により誤り率特性を向上させることが できると共にバースト誤りについては再送によるダイバーシチ効果により誤 り率特性を向上させることができるようになる。 この結果、 ランダム誤り特性 とバースト誤り特性の両方を向上させることができる。
本発明の無線送信装置の一つの態様は、 前記送信部が、 前記符号化データに 対して周波数ホッビング方式の O F DM処理を施して無線送信する構成を採 る。
この構成によれば、 周波数ホッピング O F DM信号は、 隣接する無線送信装 置間で、 あるサブキャリア同士が衝突する可能性があり、 この場合にそのサブ キャリアに重畳されたシンボルの品質が劣化して送信データにバースト誤り が生じ易い状態となるが、 外符号ィヒ部で再送毎に異なる外符号化処理を行うよ うにしているので、 ダイバーシチ効果により復号データを誤り無しとすること ができる確率を高くできる。
本発明の無線受信装置の一つの態様は、 送信データに対して再送毎に異なる 外符号化処理を施して送信された信号を受信して復号する無線受信装置であ つて、 内符号化処理が施されている再送回数分の情報ビットを合成する合成部 と、 合成部により合成された情報ビットと外符号パリティビットとを内符号復 ' 号化する内符号復号部と、 この内符号復号部により得られた情報ビットを再送 回数分の異なる外符号パリティビットを用いて復号する外符号復号部と、 を具 備する構成を採る。
この構成によれば、 内符号復号部に入力される情報ビットは、 再送による合 成利得が得られているので、 內符号復号部から出力される復号データは、 再送 回数が多くなるにつれて誤り率特性が良くなる。 また外符号復号部は、 再送回 数分の異なる外符号パリティビットを用いて情報ビットを復号するので、 再送 回数分のダイバーシチ効果を得ることができ、 再送回数が多くなるにつれて誤 り率特性が良くなる。 この結果、 内符号復号によりランダム誤りが少なくかつ 外符号復号によりバースト誤りが少ない復号データを得ることができるよう になる。
以上説明したように本発明によれば、 連接符号と再送技術とを組み合わせた 場合に、 送信データに対して再送毎に異なる外符号化処理を施すようにしたこ とにより、 再送によって、 内符号化処理による合成利得と外符号によるダイバ ーシチ効果とを獲得できるようになるので、 再送による効果を十分に生かして、 ランダム誤りとバースト誤りの両方を有効に低減し得る無線送信装置及び無 線受信装置を実現できる。
本明細書は、 2 0 0 3年 3月 2 8日出願の特願 2 0 0 3 - 9 1 7 4 9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、 例えば携帯情報端末やその基地局等に適用して好適なものである

Claims

請求の範囲
1 .送信データに対して再送回数に応じて異なる符号化処理を施す 外符号化部と、 外符号化処理が施された符号化データに対して内符号化処理を 施す内符号化部と、 内符号化処理が施された符号化データを無線送信する送信 部と、 を具備する無線送信装置。
2 . 前記外符号化部は、送信データを再送回数に応じて異なるイン ターリーブパターンでィンターリーブするィンターリーバと、 インターリーブ 後の送信データに対してリードソロモン符号化処理を施すリードソロモン符 号器とを有し、 前記内符号化部は、 ターボ符号器を有する、 請求項 1に記載の 無線送信装置。
3 . 前記送信部は、前記符号化データに対して周波数ホッピング方 式の O F DM処理を施して無線送信する、 請求項 1に記載の無線送信装置。
4 .送信データに対して再送毎に異なる外符号化処理を施して送信 された信号を受信して復号する無線受信装置であって、 内符号化処理が施され ている再送回数分の情報ビットを合成する合成部と、 前記合成部により合成さ れた情報ビットと外符号パリティビットとを内符号復号化する内符号復号部 と、 この内符号復号部により得られた情報ビットを再送回数分の異なる外符号 パリティビットを用いて復号する外符号復号部と、 を具備する無線受信装置。
5 .送信データに対して連接符号化処理を施して無線送信する無線 送信方法であって、 送信データに対して再送毎に異なる外符号化処理を施すよ うにする、 無線送信方法。
6 . 前記外符号化処理はリードソロモン符号ィヒ処理であり、前記内 符号処理はターボ符号ィヒ処理である、 請求項 5に記載の無線送信方法。
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