WO2005018125A1

WO2005018125A1 - マルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法

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Publication number: WO2005018125A1
Application number: PCT/JP2004/011750
Authority: WO
Inventors: Isamu Yoshii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2005-02-24
Also published as: CN1836392A; RU2365040C2; US8014454B2; US20060270431A1; KR20060132786A; JP4422682B2; JPWO2005018125A1; EP1655868A1; BRPI0413638A; RU2006108531A

Abstract

　フィードバックが必要な情報量を低減しつつ、送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができるマルチキャリア通信装置を開示する。この装置において、サブキャリアペア決定部（１１４２）は、マルチキャリア信号に含まれる複数のサブキャリアを２つ一組のペアにして、このサブキャリアのペアに関する情報を合成部（１０６）へ通知するとともに、各サブキャリアのペアの受信電力を合成し、得られた合成受信電力をコマンド作成部（１１４６）へ出力する。目標電力記憶部（１１４４）は、自装置におけるＳＩＲが所望のＳＩＲとなるような受信電力の目標電力を記憶している。コマンド作成部（１１４６）は、それぞれのサブキャリアのペアの合成受信電力と目標受信電力とを比較し、これら２つの受信電力の電力差を示すコマンドを作成し、作成されたコマンドを含む制御信号を生成する。

Description

明細書

マルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、マルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法に関し、特に、複数のサブキャリアの送信電力を個別に制御するマルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法に関する背景技術

[0002] 近年、移動体通信においては、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。これに伴って、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まっている。し力、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、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。

[0003] 周波数選択性フェージング対策技術の一つとして、 OFDM (Orthogonal

Frequency Division Multiplexing :直交周波数分割多重）方式に代表されるマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェ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サブキャリアを用いてデータを伝送することにより、高速伝送を行う技術である。特に、 OFDM方式は、データが配置される複数のサブキャリアの周波数が相互に直交しているため、マルチキャリア通信の中でも最も周波数利用効率が高ぐまた、比較的簡単なハードウェア構成で実現できる。このため、 OFDM方式は、第 4世代移動体通信に採用される通信方式の候補として注目されており、様々な検討が加えられている。

[0004] 例えば非特許文献 1では、 CDMA (Code Division Multiple Access：符号分割多元接続)方式の通信で一般に用いられる送信電力制御を OFDM方式に適用することが検討されている。この非特許文献 1では、複数のサブキャリアの送信電力を個別に制御する技術が記載されてレ、る。 [0005] サブキャリアの送信電力を個別に制御する動作について、図 1Aおよび図 1Bを参照して具体的に例を挙げて説明する。

[0006] 図 1Aは、送信電力制御を行う前の各サブキャリアの電力を示す図である。ここでは

、互いに直交する周波数 f一 f の 6個のサブキャリアの送信電力を制御する場合につ

1 6

いて説明する。

[0007] 各サブキャリアの電力をそれぞれ、例えば周波数 f のサブキャリアは 10、周波数 f

1 2 のサブキャリアは 8、周波数 f のサブキャリアは 6、周波数 f のサブキャリアは 5、周波

3 4

数 f のサブキャリアは 3、周波数 f のサブキャリアは 2とする。また、送信データは QPS

5 6

K (Quadrature Phase Shift Keying)方式により変調されているものとする。

[0008] 以上のような条件の下で、受信装置において所望の SIR (Signal to Interference Ratio :所望波対干渉波比）が得られる 1ビットあたりの目標送信電力を 3とすると、送信データは QPSK方式で変調されているため、 1シンボル（すなわち、 2ビット）の目標送信電力は 6である。この目標送信電力は、送信装置および受信装置のどちらであ決定すること力 Sでさる。

[0009] 送信装置で決定される場合は、周波数 f サブキャリアの受信装置に

1一 f のすベての

6

おける受信電力が送信装置へフィードバックされ、これらの受信電力を基に伝搬路における損失が考慮されて目標送信電力が決定される。

[0010] 一方、受信装置で決定される場合は、受信装置における受信電力から送信装置における目標送信電力が決定され、サブキャリアごとの送信電力が目標送信電力となるように、それぞれのサブキャリアに関する送信電力制御コマンド（以下、「TPC ( Transmission Power Control)コマンド」と略記する）が送信装置へフィードバックされる。

[0011] そして、送信装置は、自装置で決定した目標送信電力または受信装置からフィードバックされたサブキャリアごとの TPCコマンドに応じて、図 1Bに示すように、各サブキャリアの送信電力が目標送信電力である 6となるように制御する。

[0012] すなわち、周波数 f のサブキャリアの電力を 4低下させ、周波数 f のサブキャリアの

1 2

電力を 2低下させ、周波数 f のサブキャリアの電力は変動させず、周波数 f のサブキ

3 4 ャリアの電力を 1増加させ、周波数 f のサブキャリアの電力を 3増加させ、周波数 f の電力を 4増加させる。

[0013] このような送信電力制御を行うことにより、マルチキャリア通信に特有のピーク電力の発生を抑圧することができるとともに、受信装置においては、所望の SIRを達成すること力 Sできる。

非特許文献 1 :吉識，三瓶，森永：「〇FDMサブキャリア適応変調システムにおけるマルチレベル送信電力制御適用時の特性」，信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE. SSE2000-71, RCS2000- 60(2000- 07)， pp.63-68

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] し力、しながら、サブキャリアごとの送信電力を個別に制御する場合、受信装置は、各サブキャリアの受信電力または各サブキャリアに関する TPCコマンドをフィードバックする必要が生じて、受信装置から送信装置へ向かう回線の回線容量を圧迫するという問題がある。特に、サブキャリア数が多くなつた場合には、フィードバックする情報は膨大な量になる。

[0015] また、この送信電力制御においては、上述のように、例えば周波数 f のサブキャリア

1

の電力は 4低下し、周波数 f のサブキャリアの電力は 4増加して各サブキャリアの電力

6

が目標送信電力となるように制御される。ここで、周波数選択性フェージングの変動が大きい場合などは、送信電力制御前の各サブキャリアの電力から目標送信電力への変動幅が大きくなることがあり、例えばダイナミックレンジが大きい増幅器などが必要となることがある。

[0016] さらに、 TPCコマンドによって送信電力制御する場合は、送信電力は TPCコマンドの制御幅ずつ増減するため、目標送信電力への変動幅が大きくなると、送信電力が目標送信電力へ収束するまでに長時間を要してしまう。

[0017] 本発明の目的は、以上の課題を考慮し、フィードバックが必要な情報量を低減しつつ、送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができるマルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法を提供することである。

課題を解決するための手段 [0018] 本発明のマルチキャリア通信装置は、複数のサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組に、互いに対応する送信シンボルを重畳する重畳手段と、前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を制御する制御手段と、前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。すなわち、本発明は、マルチキャリア信号に含まれる複数のサブキャリアを少数ずつのサブキャリアの組にして、各組のサブキャリアの合成電力を制御し、これらのサブキャリアに重畳される送信データのビットあたりの送信電力が目標送信電力となるようにする。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、フィードバックが必要な情報量を低減しつつ、送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1A]従来の送信電力制御動作の一例を示す図

[図 1B]従来の送信電力制御動作の一例を示す図

[図 2]実施の形態 1に係る受信装置の要部構成を示すブロック図

[図 3]実施の形態 1に係る制御信号生成部の内部構成を示すブロック図

[図 4]実施の形態 1に係る送信装置の要部構成を示すブロック図

[図 5A]実施の形態 1に係る送信電力制御動作の一例を示す図

[図 5B]実施の形態 1に係る送信電力制御動作の一例を示す図

[図 6]実施の形態 2に係る送信装置の要部構成を示すブロック図

[図 7]実施の形態 2に係る変調ダイバーシチ部の内部構成を示すブロック図発明を実施するための最良の形態

[0021] 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。

[0022] (実施の形態 1)

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る受信装置の要部構成を示すブロック図である。図 2に示す受信装置は、無線受信部 100、 GI (Guard Interval :ガードインターバル )除去部 102、 FFT (Fast Fourier Transform :高速フーリエ変換）部 104、合成部 10 6、復調部 108、復号部 110、受信電力測定部 112、制御信号生成部 114、および無線送信部 116を有する。

[0023] 無線受信部 100は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理 (ダウンコンバート、 A/D変換など）を施す。

[0024] GI除去部 102は、受信信号に揷入されているガードインターバルを除去する。ガードインターバルとは、マルチキャリア信号の各シンボルについて、シンボルの末尾部分を先頭に複製して挿入した区間である。

[0025] FFT部 104は、受信信号を高速フーリエ変換し、サブキャリアごとのデータへ分離する。

[0026] 合成部 106は、後述するサブキャリアのペアに関する情報に従って、ペアとなってレ、るサブキャリアを合成し、復調部 108へ出力する。

[0027] 復調部 108は、合成されたサブキャリアのペアを復調し、復調データを復号部 110 へ出力する。

[0028] 復号部 110は、復調データを復号して、復号データを出力する。

[0029] 受信電力測定部 112は、受信信号の各サブキャリアの受信電力を測定し、測定結果を制御信号生成部 114へ出力する。

[0030] 制御信号生成部 114は、自装置における受信電力が目標受信電力となるように、各サブキャリアの受信電力測定結果に従って後述する送信装置の送信電力制御を行うための制御信号を生成する。

[0031] 具体的には、制御信号生成部 114は、図 3に示すようにサブキャリアペア決定部 11

42、目標電力記憶部 1144、およびコマンド作成部 1146を有する。

[0032] サブキャリアペア決定部 1142は、マルチキャリア信号に含まれる複数のサブキヤリァを 2つ一組のペアにして、このサブキャリアのペアに関する情報を合成部 106へ通知するとともに、各サブキャリアのペアの受信電力を合成し、得られた合成受信電力をコマンド作成部 1146へ出力する。

[0033] ここで、サブキャリアのペアは、ペアとなったサブキャリアの周波数が互いに大きく異なっていることが好ましい。周波数が大きく異なるサブキャリアをペアとすることにより、周波数選択性フェージングによって、一方のサブキャリアが劣化しても、他方のサブキャリアはそれほど劣化しない可能性を高めることができる。 [0034] また、本実施の形態においては、サブキャリアのペアは、周波数に応じてあらかじめ決定されているものとする力受信電力測定部 112によって測定されたサブキャリアごとの受信電力に応じて調整した上で決定しても良レ、。サブキャリアのペアが可変となる場合は、決定されたサブキャリアのペアを後述する送信装置に通知する。

[0035] 目標電力記憶部 1144は、自装置における SIRが所望の SIRとなるような受信電力の目標電力を記憶している。目標電力としては、例えばビットあたりの受信電力が記憶されており、変調方式が QPSKであれば 1シンボルに 2ビット含まれるため、 1シンボルの目標受信電力は、目標電力記憶部 1144に記憶されてレ、る目標電力の 2倍となる。同様に、変調方式が 16QAMであれば 1シンボルに 4ビット含まれるため、 1シンボルの目標受信電力は、目標電力記憶部 1144に記憶されている目標電力の 4倍となる。そして、このような 1シンボルの目標受信電力は、 1サブキャリアの目標受信電力となる。さらに、サブキャリアのペアの目標受信電力は、 1サブキャリアの目標受信電力の 2倍となる。

[0036] コマンド作成部 1146は、それぞれのサブキャリアのペアの合成受信電力と目標受信電力とを比較し、これら 2つの受信電力の電力差を示すコマンドを作成し、作成されたコマンドを含む制御信号を生成する。このコマンドによって示される電力差は、各サブキャリアのペアの合成送信電力について必要な増減分を示しており、サブキャリアのペアの合成送信電力がこの電力差分だけ増加または減少すれば、自装置において受信されるサブキャリアのペアの合成受信電力が目標受信電力に等しくなると考えられる。

[0037] また、コマンドは、サブキャリアのペアに対応して作成されるため、全体としては、サブキャリア数の半数のコマンドが作成されることになる。

[0038] 再び図 2を参照すると、この図 2に示す無線送信部 116は、制御信号生成部 114から出力される制御信号に対して所定の無線送信処理 (D/A変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

[0039] 図 4は、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。図 4に示す送信装置は、符号化部 200、リピテイシヨン部 202、変調部 204、多重部 206、 S

Z P (Serial/Parallel)変き 1^208、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform :； ^高速フ一リエ変換)部 210、送信電力制御部 212、 GI挿入部 214、無線送信部 216、無線受信部 218、および制御信号復号部 220を有する。

[0040] 符号化部 200は、送信データを符号化し、得られた符号ィ匕データをリピテイシヨン部

202へ出力する。

[0041] リピテイシヨン部 202は、符号化データを構成する各ビットを複製（リピテイシヨン）し、

2倍の長さとなった符号ィ匕データを変調部 204へ出力する。

[0042] 変調部 204は、リピテイシヨン部 202から出力される符号化データを変調し、得られた変調データを多重部 206へ出力する。本実施の形態においては、変調部 204は、変調方式として 16QAMを用いる。したがって、 4ビットが 1シンボルとなる力リピティシヨン部 202によってリピテイシヨンが行われるため、同一シンボルが 2つずつ得られ、単位時間で伝送可能な情報量は、変調方式として QPSKを用レ、る場合と同等となる

[0043] 多重部 206は、変調部 204から出力される変調データと既知のパイロットデータとを多重し、得られた多重シンボルを S/P変換部 208へ出力する。

[0044] S/P変換部 208は、多重シンボルをシリアル/パラレル変換し、複数系列の多重シンボルを IFFT部 210へ出力する。なお、 S/P変換部 208は、リピテイシヨンによつて得られた 2つの同一シンボルが同一のサブキャリアのペアに重畳されるようにシリアル/パラレル変換を行う。

[0045] IFFT部 210は、 S/P変換部 208から出力される複数系列の多重シンボルを逆高速フーリエ変換し、複数のサブキャリアに重畳する。このとき、 IFFT部 210は、上述したように、ペアとなっているサブキャリアには同一の多重シンボルを重畳する。

[0046] 送信電力制御部 212は、受信装置から送信された制御信号に含まれる送信電力制御のためのコマンドに従って、各サブキャリアの送信電力を制御した上で、これらのサブキャリアを含むマルチキャリア信号を GI揷入部 214へ出力する。具体的には、送信電力制御部 212は、サブキャリアのペアの合成電力を算出し、算出された合成電力を制御信号に含まれるコマンドが示す電力差分だけ増減させる。すなわち、送信電力制御部 212は、例えばコマンドが電力を 4増加させる旨を示す場合、ペアとなつているサブキャリアの電力をそれぞれ 2ずつ増加させる。 [0047] GI挿入部 214は、マルチキャリア信号の末尾部分のビットを複製して先頭に付加することにより、ガードインターバルを挿入する。

[0048] 無線送信部 216は、ガードインターバル挿入後のマルチキャリア信号に対して所定の無線送信処理 (D/A変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

[0049] 無線受信部 218は、受信装置から送信される制御信号をアンテナを介して受信し、所定の無線受信処理 (ダウンコンバート、 AZD変換など）を施す。

[0050] 制御信号復号部 220は、受信された制御信号を復号し、この制御信号に含まれる送信電力制御のためのコマンドを送信電力制御部 212へ出力する。

[0051] 次いで、上記のように構成された本実施の形態に係る受信装置および送信装置による送信電力制御動作について、具体的に例を挙げながら説明する。

[0052] まず、図 2に示す本実施の形態に係る受信装置の無線受信部 100によって、マルチキャリア信号が受信され、所定の無線受信処理 (ダウンコンバート、 A/D変換など )が行われる。そして、マルチキャリア信号は、 GI除去部 102によってガードインターバルが除去され、 FFT部 104によって高速フーリエ変換され、複数のサブキャリアに分離される。

[0053] 複数のサブキャリアは、合成部 106によって、制御信号生成部 114内のサブキヤリァペア決定部 1142からの通知に従ってペアのサブキャリアが合成される。ペアとなつているサブキャリアには、同一のシンボルが重畳されるため、これらを合成することにより、互いのサブキャリアが受けるフェージングの影響を補うことができる。合成されたサブキャリアのペアは、復調部 108によって復調され、復号部 110によって復号され、復号データが得られる。

[0054] 一方、受信電力測定部 112によって、複数のサブキャリアの受信電力が測定される。測定された各サブキャリアの受信電力は、制御信号生成部 114内のサブキャリアぺァ決定部 1142へ出力される。

[0055] そして、サブキャリアペア決定部 1142によって、あらかじめ決定されたサブキャリアのペアの合成受信電力が算出され、コマンド作成部 1146へ出力される。また、このサブキャリアのペアの情報は、合成部 106へ通知される。 [0056] サブキャリアのペアの合成受信電力は、コマンド作成部 1146によって目標電力記憶部 1144に記憶されている目標受信電力と比較され、合成受信電力と目標受信電力との電力差を示すコマンドが作成される。目標受信電力は、受信装置における SI Rが所望の SIRとなるような受信電力であるため、作成されたコマンドに従って送信装置における送信電力を増減することにより、結果として受信電力が増減し、所望の SI Rが達成されるようになる。

[0057] コマンド作成部 1146によって作成されたコマンドは、制御信号に含められた後、無線送信部 116によって所定の無線送信処理 (DZA変換、アップコンバートなど）が施され、アンテナを介して送信される。

[0058] ここで、コマンドは、サブキャリアのペアに対応して作成されるため、サブキャリアごとに送信電力制御のための情報がフィードバックされるのではなぐサブキャリア数の半数のコマンドがフィードバックされる。したがって、送信電力制御のためにフィードバックが必要な情報量を低減することができる。

[0059] また、本実施の形態においては、サブキャリアのペアについて合成受信電力と目標受信電力とを比較するものとした力必ずしもサブキャリアを 2つ一組のペアにする必要は無ぐ 3つ以上のサブキャリアを一組にして、その合成受信電力と目標受信電力とを比較するようにしても良い。 3つ以上のサブキャリアを一組にした場合は、サブキャリアの各組について 1つのコマンドが作成されるため、さらにフィードバックが必要な情報量を低減することができる。

[0060] 本実施の形態に係る受信装置から送信された制御信号は、図 4に示す本実施の形態に係る送信装置の無線受信部 218によって受信され、所定の無線受信処理 (ダウンコンバート、 AZD変換など）が行われる。そして、制御信号は、制御信号復号部 2 20によって復号され、制御信号に含まれるコマンドが送信電力制御部 212へ出力される。

[0061] 一方、この送信装置から送信される送信データは、符号化部 200によって符号化され、リピテイシヨン部 202によってリピテイシヨンが行われる。リピテイシヨン部 202によるリピテイシヨンは、符号化された送信データの各ビットを 2倍に複製するように行われる。このようにリピテイシヨンが行われることにより、同一ビットをペアとなっているサブキヤリア双方に重畳することができるようになる。つまり、本実施の形態においては、サブキャリアのペアの送信電力を制御するため、リピテイシヨン部 202は各ビットを 2倍に複製するが、 3つのサブキャリアを一組にして送信電力を制御する場合は、リピティション部 202は各ビットを 3倍に複製する。

[0062] リピテイシヨンされた送信データは、変調部 204によって 16QAM方式で変調される。すなわち、符号化されたビットは、 4ビットずつで 1シンボルとなる。このとき、リピティシヨン部 202によってリピテイシヨンが行われるため、同一ビットが 2つずつ変調される。このため、変調部 204からは同一シンボルが 2つずつ出力されることになる。したがつて、変調部 204は 16QAM方式の変調を行うものの、単位時間で伝送可能な情報量は、 QPSK方式で変調を行う場合と同じである。

[0063] また、サブキャリアのペアではなぐ 3つのサブキャリアを一組として送信電力制御する際には、変調部 204によって 64QAM変調が行われる場合に、単位時間で伝送可能な情報量が QPSK方式で変調を行う場合と同じになる。

[0064] そして、変調されて得られた変調データは、多重部 206によってパイロットデータと多重され、多重シンボルが S/P変換部 208へ出力される。多重シンボルは、 S/P 変換部 208によってシリアル/パラレル変換され、複数の多重シンボルが並列に IFF T部 210へ出力される。

[0065] S/P変換部 208によるシリアル/パラレル変換は、 2つの同一多重シンボル力ぺァとなっているサブキャリアにそれぞれ重畳されるように行われる。つまり、リピティションによって 2つの同一多重シンボルが多重部 206から出力されることになる力 S/P 変換部 208は、この同一多重シンボルが隣り合う周波数のサブキャリアに重畳されるようなシリアル/パラレル変換を行うのではなぐ周波数が互いに大きく異なるペアのサブキャリアに重畳されるような変換を行う。

[0066] SZP変換部 208から並列に出力された多重シンボルは、 IFFT部 210によって逆高速フーリエ変換され、複数のサブキャリアに重畳される。このとき、サブキャリアのぺァには同一の多重シンボルが重畳される。そして、多重シンボルが重畳されたサブキャリアは、送信電力制御部 212へ出力され、送信電力制御が行われる。

[0067] 以下、送信電力制御部 212の送信電力制御について、具体的に例を挙げて説明する。

[0068] 図 5Aは、 IFFT部 210から出力されるサブキャリアの電力の例を示す図である。ここでは、それぞれ周波数が f一 f の 6つのサブキャリア # 1

1 6 一 # 6が出力され、サブキヤリア # 1の電力は 10、サブキャリア # 2の電力は 8、サブキャリア # 3の電力は 6、サブキャリア # 4の電力は 5、サブキャリア # 5の電力は 3、サブキャリア # 6の電力は 2であるものとする。そして、ここでは、サブキャリア # 1とサブキャリア # 4、サブキャリア # 2 とサブキャリア # 5、サブキャリア # 3とサブキャリア # 6がそれぞれサブキャリアのペアであるとする。上述したように、ペアとなっているサブキャリアには、同一の多重シンポルが重畳される。

[0069] 上述の従来技術との比較を簡易に行うために、さらに、本実施の形態に係る受信装置において、サブキャリア # 1とサブキャリア # 4のペアについては合成送信電力を 3減少させるコマンドが作成され、サブキャリア # 2とサブキャリア # 5のペアにっレヽては合成送信電力を 1増加させるコマンドが作成され、サブキャリア # 3とサブキヤリァ # 6のペアについては合成送信電力を 4増加させるコマンドが作成されるものとする。すなわち、各サブキャリアのペアの合成送信電力をそれぞれ 12とするようなコマンド、換言すれば、 1サブキャリアあたりの送信電力が 6となるようなコマンドが受信装置から送信される。

[0070] 本実施の形態においては、サブキャリア # 1とサブキャリア # 4の合成送信電力を 1 2とするために、サブキャリア # 1の送信電力を 8· 5に、サブキャリア # 4の送信電力を 3· 5にそれぞれ減少させる。つまり、このサブキャリアのペアに対しては、合成送信電力を 3減少させる旨のコマンドが受信装置から送信されるため、ペアとなっているサブキャリア # 1およびサブキャリア # 4の送信電力を 1. 5ずつ減少させる。

[0071] 同様に、サブキャリア # 2とサブキャリア # 5の合成送信電力を 12とするために、サブキャリア # 2の送信電力を 8. 5に、サブキャリア # 5の送信電力を 3. 5にそれぞれ増加させる。つまり、このサブキャリアのペアに対しては、合成送信電力を 1増加させる旨のコマンドが受信装置から送信されるため、ペアとなっているサブキャリア # 2およびサブキャリア # 5の送信電力を 0. 5ずつ増加させる。

[0072] さらに、サブキャリア # 3とサブキャリア # 6の合成送信電力を 12とするために、サブキャリア # 3の送信電力を 8に、サブキャリア # 6の送信電力を 4にそれぞれ増加させる。つまり、このサブキャリアのペアに対しては、合成送信電力を 4増加させる旨のコマンドが受信装置から送信されるため、ペアとなっているサブキャリア # 3およびサブキャリア # 6の送信電力を 2ずつ増加させる。

[0073] この結果、各サブキャリア # 1一 # 6の送信電力は、図 5Bに示すようになる。この図

5Bを図 1Bと比較すると、図 1Bについては各サブキャリアの送信電力が 6に等しく揃つてレ、るのに対し、図 5Bにつレヽては各サブキャリアの送信電力が揃ってレヽなレ、ように見える。

[0074] し力、し、図 5Bにおいては、ペアとなっているサブキャリア # 1とサブキャリア # 4、サブキャリア # 2とサブキャリア # 5、サブキャリア # 3とサブキャリア # 6のそれぞれの合成送信電力は 12に等しい。そして、各ペアのサブキャリアには同一の多重シンボルが重畳されるため、送信データ 1ビットあたりの合計の送信電力は、図 5Bの場合と図 1Bの場合とで等しくなる。

[0075] 一方で、従来はサブキャリアの送信電力を 6に揃えるために、サブキャリア（周波数 f

および周波数 f のサブキャリア）の送信電力を最高で 4増減させる必要があつたのに

1 6

対し、本実施の形態によれば、最高でもサブキャリア # 3およびサブキャリア # 6の送信電力をそれぞれ 2増加させれば良くなる。つまり、サブキャリアをペアにして、その合成送信電力を制御することにより、必要とされる送信電力の変動幅を小さくすることができる。

[0076] このようにして送信電力制御されたサブキャリアを含むマルチキャリア信号は、 GI挿入部 214によって末尾部分が複製されて先頭部分に付加されることにより、ガードィンターバルが揷入され、無線送信部 216によって所定の無線送信処理 (D/A変換、アップコンバートなど）が施されてアンテナを介して送信される。

[0077] 送信されたマルチキャリア信号は、上述したように本実施の形態に係る受信装置によって受信され、サブキャリアのペアが合成された上で復調 '復号される。

[0078] このように、本実施の形態によれば、受信装置がサブキャリアのペアの合成受信電力と目標受信電力との電力差を示すコマンドを送信装置へフィードバックし、送信装置は、フィードバックされたコマンドによって示される電力差分だけ各サブキャリアのペアの合成送信電力を増減させるため、サブキャリアごとの送信電力を個々に目標送信電力へと変動させる場合に比べて、フィードバックが必要な情報量を低減しつつ、送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができる。

[0079] (実施の形態 2)

本発明の実施の形態 2の特徴は、モジュレーションダイバーシチ（modulation diversity：以下、「変調ダイバーシチ」とレ、う）の際に分離されるシンボルの同相成分（以下、「I (In_phase)成分」という）と直交成分（以下、「Q (Quadrature)成分」という）とがそれぞれペアとなるサブキャリアに重畳されるようにする点である。

[0080] 本実施の形態に係る受信装置の構成は、実施の形態 1に係る受信装置と同様であるため、その説明を省略する。

[0081] 図 6は、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図 4と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態に係る送信装置は、実施の形態 1に係る送信装置からリピテイシヨン部 202を削除し、変調ダイバーシチ部 300を追加した構成を有する。

[0082] 変調ダイバーシチ部 300は、変調部 204によって変調されて得られたシンボルを I 成分と Q成分に分離した上で、 V、ずれか一方の成分を他のシンボルの成分と入れ替えて合成して出力する。

[0083] 具体的には、変調ダイバーシチ部 300は、図 7に示すように回転部 3001、 IQ分離

¾3002,ノくッフ 3003、 / ッファ 3004、イン夕リー/ 3005、および音 ^3006を有する。

[0084] 回転部 3001は、変調部 204によって QPSK方式で変調されたシンボルを、 IQ平面上において 26. 6度回転させる。これにより、シンボルの位置は、 16QAMの信号点配置のいずれかの点に移動することになる。また、このような移動を行うことにより、シンボルの I成分または Q成分のいずれか一方のみ力シンボル位置を特定することができるようになる。

[0085] IQ分離部 3002は、回転後のシンボルの I成分および Q成分を分離する。

[0086] バッファ 3003は、分離されたシンボルの I成分を一時的に記憶する。

[0087] バッファ 3004は、分離されたシンボルの Q成分を一時的に記憶する。 [0088] インタリーバ 3005は、バッファ 3004に記憶された Q成分をインタリーブし、バッファ 3003から出力される I成分と合成する Q成分を決定する。ここで、インタリーバ 3005 によるインタリーバについて説明する。

[0089] 例として、変調部 204から、 QPSK方式で変調されてシンボル # 1一 # 6が順に出力されるものとする。このとき、各シンボルは、回転部 3001によって回転された後、それぞれのシンボル # 1一 # 6の I成分 # 1一 # 6はバッファ 3003に一時的に記憶され、 Q成分 # 1一 # 6はバッファ 3004に一時的に記憶される。

[0090] インタリーバ 3005は、 Q成分 # 1一 # 6をインタリーブして、例えばバッファ 3003力、ら I成分 # 1が出力されると同時に Q成分 # 4を出力する。その後、インタリーバ 3005 は、 I成分 # 2と同時に Q成分 # 5を出力し、 I成分 # 3と同時に Q成分 # 6を出力し、 I 成分 # 4と同時に Q成分 # 1を出力し、 I成分 # 5と同時に Q成分 # 2を出力し、 I成分 # 6と同時に Q成分 # 3を出力する。つまり、インタリーバ 3005は、変調部 204から出力されるシンボルを 2つずつ一組のペアにして、このペアのシンボル間で I成分または Q成分のいずれか一方のみが入れ替わるようなインタリーブを行う。

[0091] 合成部 3006は、バッファ 3003から出力される I成分とインタリーバ 3005から出力される Q成分とを合成して、多重部 206へ出力する。

[0092] 本実施の形態においては、実施の形態 1と異なり、送信データのリピテイシヨンを行うことがなぐ送信データを QPSK方式で変調する。しかし、回転部 3001によって IQ 平面上におけるシンボル位置が回転されることにより、各シンボルは 16QAMの信号点配置のいずれかの点に移動される。そして、移動されたシンボルは、このシンボルの Q成分ペアとなるシンボルのものと入れ替えられ、変調ダイバーシチ部 300から出力される。

[0093] このようにすることで、各シンボルが異なる周波数のサブキャリアに重畳されて伝送された場合、 I成分または Q成分のいずれか一方はフエージングの影響を受けずに正しく受信される可能性を高めることができ、 I成分または Q成分のレ、ずれか一方が正しく受信されれば、元のシンボルの IQ平面上におけるシンボル位置を特定することができる。

[0094] 次いで、上記のように構成された送信装置の送信電力制御動作について説明する [0095] まず、送信データは、符号化部 200によって符号化され、変調部 204によって QPS K方式で変調される。そして、 QPSK方式により変調されて得られたシンボルは、変調ダイバーシチ部 300内の回転部 3001によって 26. 6度だけ回転され、 IQ分離部 3 002によって I成分と Q成分に分離される。

[0096] そして、分離された I成分および Q成分はそれぞれバッファ 3003およびバッファ 30 04に一時的に記憶される。その後も引き続き QPSK方式で変調されたシンボルの I 成分および Q成分がそれぞれバッファ 3003およびバッファ 3004に記憶される。

[0097] 所定数のシンボルに対応する I成分および Q成分が記憶されると、バッファ 3003力、らは最初に記憶された I成分が合成部 3006へ出力される。一方、バッファ 3004からは、記憶された Q成分がインタリーバ 3005へ出力されてインタリーブされ、合成部 30 06へ出力された I成分を含んでいたシンボルとペアになっているシンボルの Q成分が合成部 3006へ出力される。これにより、各シンボルは、 Q成分がペアとなっているシンボルのものと入れ替えられ、多重部 206へ出力される。

[0098] そして、多重部 206によって変調ダイバーシチ部 300から出力されたシンボルと既知のパイロットデータとが多重され、 S/P変換部 208によってシリアル/パラレル変換され、複数の多重シンボルが並列に IFFT部 210へ出力される。

[0099] S/P変換部 208によるシリアル/パラレル変換は、互いに Q成分を入れ替えたぺァとなっているシンボルが、ペアとなっているサブキャリアにそれぞれ重畳されるように行われる。つまり、上記の例の場合、 I成分 # 1および Q成分 # 4からなるシンボルと I成分 # 4および Q成分 # 1からなるシンボルとが、隣り合う周波数のサブキャリアに重畳されるようなシリアル Zパラレル変換を行うのではなぐ周波数が互いに大きく異なるペアのサブキャリアに重畳されるような変換を行う。

[0100] SZP変換部 208から並列に出力された多重シンボルは、 IFFT部 210によって逆高速フーリエ変換され、複数のサブキャリアに重畳される。このとき、サブキャリアのぺァにはペアとなるシンボルがそれぞれ重畳される。そして、多重シンボルが重畳されたサブキャリアは、送信電力制御部 212へ出力され、実施の形態 1と同様にサブキヤリアのペアの合成送信電力に対する送信電力制御が行われる。 [0101] このように、本実施の形態によれば、変調ダイバーシチによって得られるシンボルのペアをそれぞれサブキャリアのペアに重畳し、サブキャリアのペアの合成送信電力を増減させるため、送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させるとともに、 1つのシンボルの I成分および Q成分が異なる周波数のサブキャリアによつて伝送されることによるダイバーシチ効果も得られる。

[0102] なお、上記各実施の形態においては、受信装置におけるサブキャリアのペアの合成受信電力から、合成送信電力の制御量を決定する構成としたが、例えば、受信装置から各サブキャリアのペアの合成受信電力を送信装置へフィードバックし、送信装置において伝搬路における損失を考慮した合成送信電力の制御量を決定するようにしても良い。この場合でも、フィードバックする情報量はサブキャリア数の半数に等しくなるため、フィードバック情報の増大を防ぐことができる。

[0103] 以上、本発明の各実施の形態について詳細に説明した。

[0104] なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップィ匕されていても良いし、一部または全てを含むように 1チップ化されていても良い。

[0105] また、ここでは LSIとした力集積度の違いによって、 IC、システム LSI、スーパー L SI、ゥノレトラ LSI等と呼称されることもある。

[0106] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。 LSI製造後に、プログラム化することが可能な FPGA (Field Programmable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギユラブル'プロセッサを利用しても良い。

[0107] さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、 LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用レ、て機能ブロックの集積化を行っても良い。ノォ技術の適応等が可能性としてあり得る。

[0108] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 1の態様は、複数のサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組に、互いに対応する送信シンボルを重畳する重畳手段と、前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を制御する制御手段と、前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。

[0109] この構成によれば、互いに対応する送信シンボルをサブキャリアの組に重畳し、サブキャリアの組の合成送信電力を制御して送信するため、受信装置は、サブキャリアの組ごとに送信電力制御のための情報をフィードバックすれば良くなつて、フィードバックが必要な情報量を低減することができるとともに、送信装置は、サブキャリアの組の合成送信電力制御量を当該サブキャリアの組に属する各サブキャリアに均等に分配することにより、各サブキャリアの送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができる。

[0110] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 2の態様は、前記重畳手段は、同一の送信シンボルを前記サブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分だけ取得する取得手段、を含み、取得された同一シンボルを前記サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳する構成を採る。

[0111] この構成によれば、サブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分の同一シンボルを当該サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳するため、周波数が異なるサブキヤリァによって同一シンボルが伝送されることになり、伝搬路における周波数選択性フエ一ジングの影響を低減することができる。

[0112] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 3の態様は、前記取得手段は、前記サブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分だけ送信ビットを複製するリピテイシヨン部と、複製された送信ビットを前記サブキャリア数に対応する変調多値数で変調して前記サブキャリア数分の同一シンボルを得る変調部と、を有する構成を採る。

[0113] この構成によれば、送信ビットをサブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分だけ複製し、このサブキャリア数に対応する変調多値数で変調するため、サブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分の同一シンボルを確実に生成することができる。

[0114] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 4の態様は、前記重畳手段は、送信シンポルの同相成分および直交成分を分離する分離部と、分離されて得られた同相成分および直交成分のいずれか一方を前記送信シンボルの対になるシンボルのものと入れ替えて合成する合成部と、を有し、合成後の前記送信シンボルと前記送信シンポルの対になるシンボルとを前記サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳する構成を採る。

[0115] この構成によれば、送信シンボルの同相成分および直交成分を分離し、いずれか一方の成分を対になるシンボルのものと入れ替えて合成し、合成後のシンボルをサブキャリアの組の各サブキャリアに重畳するため、周波数が異なるサブキャリアによつて送信シンボルのそれぞれ同相成分および直交成分が伝送されることになり、伝搬路における周波数選択性フェージングの影響を低減することができる。

[0116] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 5の態様は、前記制御手段は、通信相手局力、ら伝送されるコマンドであって、当該通信相手局における前記サブキャリアの組の合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を示すコマンドに従って前記合成送信電力を制御する構成を採る。

[0117] この構成によれば、通信相手局におけるサブキャリアの組の合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を示すコマンドに従って合成送信電力を制御するため、通信相手局におけるサブキャリアの組の合成受信電力を迅速に所望の目標受信電力に収束させること力 Sできる。

[0118] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 6の態様は、前記制御手段は、前記電力差に相当する電力を前記サブキャリアの組の各サブキャリアに均等に分配して各サブキャリアの送信電力を増減させる構成を採る。

[0119] この構成によれば、電力差に相当する電力をサブキャリアの組の各サブキャリアに均等に分配して送信電力を増減させるため、サブキャリアごとの送信電力制御を個別に行う場合に送信電力の変動幅が大きいサブキャリアについて、送信電力の変動幅を小さくすることができる。

[0120] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 7の態様は、前記制御手段は、通信相手局力通知される前記サブキャリアの組の合成受信電力情報に従って前記合成送信電力を制御する構成を採る。

[0121] この構成によれば、通信相手局から通知されるサブキャリアの組の合成受信電力情報に従って合成送信電力を制御するため、通信相手局は、合成受信電力情報を送信するのみで良ぐ通信相手局における送信電力制御のための演算処理量を低減すること力 Sできる。 [0122] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 8の態様は、複数のサブキャリアを含むマルチキャリア信号を受信する受信手段と、前記マルチキャリア信号に含まれるサブキヤリァを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組ごとに合成受信電力を測定する測定手段と、測定された合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を算出する算出手段と、算出された電力差を通信相手局へ通知する通知手段と、を有する構成を採る。

[0123] この構成によれば、サブキャリアの組ごとに合成受信電力を測定し、合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を通信相手局へ通知するため、通信相手局は、通知された電力差に相当する電力だけサブキャリアの組の合成送信電力を増減させることができ、迅速に送信電力制御を行うことができる。

[0124] 本発明のマルチキャリア通信装置の第 9の態様は、前記サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳されているシンボルを合成する合成手段と、合成されて得られたシンボルを復調する復調手段と、をさらに有する構成を採る。

[0125] この構成によれば、サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳されているシンボルを合成して復調するため、周波数選択性フェージングの影響が低減された正確な復調結果を得ること力 Sできる。

[0126] 本発明の送信電力制御方法の第 1の態様は、複数のサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組に、互いに対応する送信シンボルを重畳するステップと、前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を制御するステップと、前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信するステップと、を有するようにした。

[0127] この方法によれば、互いに対応する送信シンボルをサブキャリアの組に重畳し、サブキャリアの組の合成送信電力を制御して送信するため、受信装置は、サブキャリアの組ごとに送信電力制御のための情報をフィードバックすれば良くなつて、フィードバックが必要な情報量を低減することができるとともに、送信装置は、サブキャリアの組の合成送信電力制御量を当該サブキャリアの組に属する各サブキャリアに均等に分配することにより、各サブキャリアの送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができる。 [0128] 本発明の送信電力制御方法の第 2の態様は、受信装置における受信電力を用いて送信装置の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、前記受信装置は、複数のサブキャリアを含むマルチキャリア信号を受信し、前記マルチキャリア信号に含まれるサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組ごとに合成受信電力を測定し、測定された合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を算出し、算出された電力差を前記送信装置へ通知し、前記送信装置は、前記サブキャリアの組の各サブキャリアに、互いに対応する送信シンボルを重畳し、前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を前記受信装置から通知された電力差に応じて制御し、前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信するようにした。

[0129] この方法によれば、受信装置は、サブキャリアの組ごとに合成受信電力を測定し、合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を通信相手局へ通知し、送信装置は、互いに対応する送信シンボルをサブキャリアの組に重畳し、サブキャリアの組の合成送信電力を受信装置から通知された電力差に応じて制御して送信するため、受信装置は、サブキャリアの組ごとに送信電力制御のための情報をフィードバックすれば良くなつて、フィードバックが必要な情報量を低減することができるとともに、送信装置は、サブキャリアの組の合成送信電力制御量を当該サブキャリアの組に属する各サブキャリアに均等に分配することにより、各サブキャリアの送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができる。

[0130] 本明細書は、 2003年 8月 19日出願の特願 2003—295613に基づく。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

[0131] 本発明に係るマルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法は、フィードバックが必要な情報量を低減しつつ、送信電力の変動幅を小さくして迅速に目標送信電力に収束させることができ、複数のサブキャリアの送信電力を個別に制御するマルチキャリア通信装置、マルチキャリア通信システム、および送信電力制御方法などに有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組に、互いに対応する送信シンボルを重畳する重畳手段と、

前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を制御する制御手段と、

前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信する送信手段と、

を有するマルチキャリア通信装置。

[2] 前記重畳手段は、

同一の送信シンボルを前記サブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分だけ取得する取得手段、を含み、

取得された同一シンボルを前記サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳する、請求項 1記載のマルチキャリア通信装置。

[3] 前記取得手段は、

前記サブキャリアの組に含まれるサブキャリア数分だけ送信ビットを複製するリピテイシヨン咅 Bと、

複製された送信ビットを前記サブキャリア数に対応する変調多値数で変調して前記サブキャリア数分の同一シンボルを得る変調部と、

を有する請求項 2記載のマルチキャリア通信装置。

[4] 前記重畳手段は、

送信シンボルの同相成分および直交成分を分離する分離部と、

分離されて得られた同相成分および直交成分のいずれか一方を前記送信シンポルの対になるシンボルのものと入れ替えて合成する合成部と、を有し、

合成後の前記送信シンボルと前記送信シンボルの対になるシンボルとを前記サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳する、

請求項 1記載のマルチキャリア通信装置。

[5] 前記制御手段は、

通信相手局から伝送されるコマンドであって、当該通信相手局における前記サブキャリアの組の合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を示すコマンドに従つて前記合成送信電力を制御する、

請求項 1記載のマルチキャリア通信装置。

[6] 前記制御手段は、

前記電力差に相当する電力を前記サブキャリアの組の各サブキャリアに均等に分配して各サブキャリアの送信電力を増減させる、

請求項 5記載のマルチキャリア通信装置。

[7] 前記制御手段は、

通信相手局から通知される前記サブキャリアの組の合成受信電力情報に従って前記合成送信電力を制御する、

請求項 1記載のマルチキャリア通信装置。

[8] 複数のサブキャリアを含むマルチキャリア信号を受信する受信手段と、

前記マルチキャリア信号に含まれるサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組ごとに合成受信電力を測定する測定手段と、

測定された合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を算出する算出手段と、

算出された電力差を通信相手局へ通知する通知手段と、

を有するマルチキャリア通信装置。

[9] 前記サブキャリアの組の各サブキャリアに重畳されてレ、るシンボルを合成する合成手段と、

合成されて得られたシンボルを復調する復調手段と、

をさらに有する請求項 8記載のマルチキャリア通信装置。

[10] 複数のサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組に、互いに対応する送信シンボルを重畳するステップと、

前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を制御するステップと、

前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信するステップとを有する送信電力制御方法。

受信装置における受信電力を用いて送信装置の送信電力を制御するマルチキヤリァ通信システムであって、

前記受信装置は、

複数のサブキャリアを含むマルチキャリア信号を受信し、

前記マルチキャリア信号に含まれるサブキャリアを所定数ずつ組み合わせたサブキャリアの組ごとに合成受信電力を測定し、

測定された合成受信電力と所望の目標受信電力との電力差を算出し、

算出された電力差を前記送信装置へ通知し、

前記送信装置は、

前記サブキャリアの組の各サブキャリアに、互いに対応する送信シンボルを重畳し前記送信シンボルが重畳された前記サブキャリアの組の合成送信電力を前記受信装置から通知された電力差に応じて制御し、

前記合成送信電力が制御されて得られたマルチキャリア信号を送信する、マルチキャリア通信システム。