WO2006013729A1 - Ｏｆｄｍ送信装置、ｏｆｄｍ受信装置、およびこれらの方法 - Google Patents

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WO2006013729A1
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WO
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repetition
pattern
data channel
unit
ofdm
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PCT/JP2005/013388
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English (en)
French (fr)
Inventor
Atsushi Matsumoto
Masaru Fukuoka
Akihiko Nishio
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/08—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by repeating transmission, e.g. Verdan system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems

Definitions

  • OFDM transmitter OFDM transmitter, OFDM receiver, and methods thereof
  • the present invention relates to an OFDM transmitter that performs radio transmission using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method, an OFDM receiver corresponding to the OFDM transmitter, and a method thereof.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • Multi-carrier communication is a technology that performs high-speed transmission by transmitting data using a plurality of subcarriers whose transmission speed is suppressed to such an extent that frequency-selective fading does not occur.
  • the OFDM scheme has the highest frequency utilization efficiency among multicarrier communications because the frequencies of multiple subcarriers in which data is arranged are orthogonal to each other, and has a relatively simple hardware configuration. realizable. For this reason, the OFDM method is attracting attention as a candidate for the communication method adopted for the fourth generation mobile communication, and various studies have been added.
  • Patent Document 1 As a conventional OFDM transmitter, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
  • This OFDM transmitter selects a predetermined number of subcarriers with a plurality of subcarrier powers, and inserts a control channel necessary for data channel transmission control into the selected subcarrier.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-203665
  • the conventional OFDM transmission apparatus allocates the communication system resources separately from the data channel, and therefore, the resources used for the data channel by this control channel are reduced. There is a problem of being consumed. If resources for the data channel are consumed by the control channel, sufficient resources cannot be allocated to the data channel, and the throughput of the communication system may decrease.
  • the PDC (Personal Digital Cellular) system and the 3rd generation W—CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, which are currently commercial services, are not communication systems using the OFDM system, but these communications A similar problem can occur with V in the system.
  • an object of the present invention is to provide an OFDM transmitter, an OFDM receiver, and a method thereof that can prevent a decrease in throughput of a communication system without allocating communication system resources for control channel transmission. Is to provide.
  • the OFDM transmitter of the present invention has a determination means for determining a repetition pattern of the second information according to the content of the first information, and a transmission that repeats and transmits the second information by the repetition pattern. And a means comprising the means.
  • the first information and the second information are, for example, information transmitted on the control channel and information transmitted on the data channel.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of a transmission section according to Embodiment 1
  • FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration inside the mapping section according to Embodiment 1.
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of a repetition pattern generated by the pattern generation unit according to Embodiment 1
  • FIG. 3B is a diagram showing an example of a repetition pattern generated by the pattern generation unit according to Embodiment 1
  • FIG. 5 is a block diagram showing the main configuration of a receiving section according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the main components inside the determination unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the main configuration inside the synthesis section according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a block diagram showing main configurations of a transmission unit and a reception unit according to Embodiment 2
  • FIG. 10A is a diagram for explaining the processing content of the sign key section according to Embodiment 2
  • FIG. 10B is a diagram for explaining the processing content of the sign key section according to Embodiment 2
  • FIG. 12 is a block diagram showing main configurations of a transmission unit and a reception unit according to Embodiment 3
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a signal generated by an encoding unit according to Embodiment 3.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of transmitting section 100 in the OFDM communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Transmitting section 100 includes encoding section 101, modulating section 102, repetition section 103, mapping section 104, IFFT section 105, GI adding section 106, RF section 107, antenna 108, and encoding section 110.
  • data # 1 indicates packet data such as voice data, text data, and image data.
  • data # 2 indicates data such as control information necessary for transmission of data # 1, and this data is data multiplexed on data # 1.
  • Each unit of the transmission unit 100 performs the following operation.
  • the code key unit 101 performs encoding such as error correction on the data # 1.
  • encoding unit 110 performs encoding such as error correction on data # 2, and outputs the result to mapping unit 104.
  • the modulation unit 102 applies QPSK, 1 to the encoded data output from the encoding unit 101. Modulation processing such as 6QAM is performed and output to the repetition unit 103.
  • the repetition unit 103 generates a plurality of identical symbols by iterative processing with respect to the modulation signal symbols, and outputs them to the mapping unit 104.
  • Mapping section 104 arranges (maps) each data output from repetition section 103 in a radio transmission frame according to a plurality of repetition patterns registered in advance. Details of this mapping process will be described later.
  • IFFT section 105 performs inverse fast Fourier transform (IFFT) on the symbols arranged in the radio frame, and outputs the result to GI adding section 106.
  • GI adding section 106 adds a guard interval to the radio transmission frame and outputs the result to RF section 107.
  • the RF unit 107 performs predetermined radio processing such as up-conversion on the signal output from the GI addition unit 106, and wirelessly transmits the signal via the antenna 108.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration inside mapping section 104 described above.
  • the mapping unit 104 includes a switch 121, a non-turn generating unit 122 (122-1, 122-2), and an assigning unit 123, and the control channel code signal output from the code signal unit 110. Based on the data, a plurality of outputs from the repetition unit 103 are switched to generate a plurality of pre-registered repetition patterns and map the data. The operation of each part is described below.
  • the switch 121 outputs either the pattern generation unit 122-1 or the pattern generation unit 122-2 based on the code key data # 2 output from the code key unit 110 based on the output from the revision unit 103. Switch to. At this time, for example, when the pattern generation unit 122-2 is used as a repetition pattern, all the lines of the switch 121 are switched to the pattern generation unit 122-2. As a specific example of operation, for example, if there is only two (two values) of code key data that is also output by the code key unit 110, “0” or “1”, switch 121 When the code key data output from the key unit 110 is “0”, the output of the reliability unit 103 is connected to the pattern generation unit 122-1. When the output of the encoding unit 110 is “1”, the switch 121 connects the output of the repetition unit 103 to the pattern generation unit 122-2.
  • the pattern generator 122 corresponds to each of a predetermined number of repetition patterns.
  • Each circuit has a corresponding repetition pattern.
  • the number of repetition patterns is sufficient to express the control data by the difference of repetition patterns.
  • the case where there are two repetition patterns, that is, the case where the data of the control channel is binary is described as an example. This is just an example.
  • a predetermined number of pattern generation units 122 corresponding to each repetition pattern are installed.
  • Allocation unit 123 arranges each output of pattern generation unit 122 in a radio transmission frame.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams showing an example of a repetition pattern generated by the pattern generation unit 122.
  • a case where the same data symbol is duplicated into four symbols, that is, a case where the number of repetitions is four will be described as an example.
  • a lump of data that is generated by repetition and indicates the same information is called a repetition symbol.
  • Each pattern generation unit 122 has a plurality of different repetition patterns by differently arranging a plurality of repetition symbols on a two-dimensional plane composed of a time axis and a frequency axis. Is generated.
  • pattern generation unit 122-1 aligns each repetition symbol in the time axis direction (vertical direction) and connects the repetition symbols to each other. Generate repetition patterns that are regularly arranged.
  • symbol S1 forms a repetition symbol in which the same data symbol power is arranged vertically.
  • the pattern generation unit 1222 arranges the repetition symbols in the frequency axis direction (lateral direction) and connects the repetition symbols regularly to each other.
  • a repetition pattern that is in a stale state is generated.
  • symbol S1 forms a repetition symbol with the same data symbol side by side.
  • data constituted by symbols S1 to SN, that is, one block of data generated by the same repetition pattern is referred to as a pattern block.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining how a transmission symbol is caroéed by passing through each unit of the transmission unit 100.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining how a transmission symbol is caroéed by passing through each unit of the transmission unit 100.
  • Modulation symbols Sl, S2,..., SN are duplicated into a plurality of repetition symbols (here, four symbols) by repetition section 103 (FIG. 4B). Then, a pattern block as shown in FIG. 4C is formed by the pattern generation unit 122 and input to the allocation unit 123.
  • the transmission frame configuration of the data finally output from the allocation unit 123 is as shown in FIG. 4D. That is, one frame of transmission data is composed of a plurality of pattern blocks regularly arranged in the two-dimensional direction of time and frequency.
  • the OFDM receiver that has received this OFDM signal can determine the information indicated by data # 2 by determining according to which pattern the repetition pattern of data # 1 is transmitted.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the main configuration of receiving section 150 of the OFDM communication apparatus according to the present embodiment.
  • receiving section 150 is mounted on the same OFDM communication apparatus as transmitting section 100 described above.
  • the receiving unit 150 predicts and determines the repetition pattern that would have been used on the transmission side, and the accuracy of each repetition pattern, that is, the repetition pattern in which the repetition pattern was actually used.
  • the probability of matching with the pattern pattern is obtained, and the received signal is demodulated using the value indicating this probability.
  • the receiving unit 150 knows all repetition patterns that may be used on the transmission side! /. Therefore, using this all repetition pattern, the receiving unit 150 uses the pattern with the received signal. Try matching. Since the pattern matching result obtained for each repetition pattern is a correlation value, it is a soft decision value. The error correction decoding process of the multiplexed data is performed using the value. Then, using the obtained multiplexed data, that is, control channel information, receiving section 150 performs demodulation processing on the received signal
  • receiving section 150 can extract (decode) control channel information, which is multiplexed data, from the received signal, so that the used levitation pattern is separately notified from the transmitting side. There is no need to ask.
  • multiple data can be extracted (decoded) from the received signal with a small amount of computation processing.
  • the signal received via the antenna 151 is subjected to radio processing by the RF unit 152 to be a baseband signal, the guard interval is deleted by the GI deletion unit 153, and the high-speed Fourier transform is performed by the FFT unit 154. Thereafter, the data is input to the demapping unit 155.
  • the demapping unit 155 sequentially cuts out the received radio frame signals in units of pattern blocks, and outputs them to the determination unit 156. That is, the above process is an operation reverse to the data allocation process of the transmission unit 100.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the main configuration inside determination section 156.
  • the received signal from which the GI has been removed is subjected to fast Fourier transform in FFT section 154 and input to demapping section 155, and data is also extracted from the subcarrier power.
  • the output of the demapping unit 155 is input to the pattern determination unit 161-1 and the pattern determination unit 161-2.
  • the pattern determination unit 161-1 holds pattern information corresponding to the pattern generation unit 122-1 of the transmission unit 100. Similarly, the pattern determination unit 161-2 generates a pattern for the transmission unit 100. The pattern information corresponding to the section 122-2 is held. The pattern judgment unit 161 (161-1, 161-2) judges the repetition pattern by pattern matching based on the retained pattern information for the input signal, and the correlation value as the judgment result is obtained. The determination value is output to the calculation unit 162.
  • the determination value calculation unit 162 uses a force “a” indicating that the repetition pattern of the transmission signal indicates “0”. The coincidence probability of indicating “1” is calculated and output to the decoding unit 157.
  • Decoding unit 157 performs error correction decoding on the calculated value (soft decision value) of decision value calculation unit 162. Perform processing, obtain a hard decision value, which is higher quality data, and output as data # 2. At the same time, the hard decision value output from the decoding unit 157, that is, the information force synthesizer 158 indicating whether the repetition pattern of the transmission signal corresponds to “0” or “1”. Entered.
  • Combining section 158 combines the repetition symbol input from demapping section 155 in the combining direction based on the information from decoding section 157. The combined received signal is demodulated by demodulation section 159, subjected to error correction decoding processing by decoding section 160, and becomes received data # 1.
  • the pattern determination unit 161-1 corresponds to the repetition pattern in the vertical direction
  • the pattern determination unit 161-2 corresponds to the repetition pattern in the horizontal direction.
  • the transmission signal is assumed to be formed by a repetition pattern in the vertical direction by the pattern generation unit 122-1.
  • Pattern determination section 161-1 performs in-phase addition with the resolution pattern in the vertical direction on the received signal after channel compensation, and performs pattern matching. Similarly, the pattern determination unit 161-2 performs in-phase addition with the repetition pattern in the horizontal direction and performs pattern matching.
  • the output result of the pattern determination unit 161-1 matches the repetition pattern and shows a large correlation value.
  • the output result of the pattern determination unit 161-2 shows a small correlation value because the repetition pattern does not match.
  • the correlation value force judgment value calculation unit 162 obtained by this pattern matching is subjected to processing such as scale adjustment, and the above-mentioned matching probability is obtained.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the main configuration inside synthesis section 158.
  • the repetition symbol input from demapping section 155 is sent to rearrangement section 172-1 or rearrangement section 172-2 based on the input from decoding section 157 in switch 171. Switched output.
  • the repetition symbol is rearranged in any of the rearrangement units, whereby the synthesis unit 173 restores the data before repetition (duplication) in a different composition direction in the vertical or horizontal direction. That is, since the output (data # 2) itself of the decoding unit 157 is the repetition pattern information of the transmission signal, The reception quality SNR (or SINR) is improved by synthesizing the received signal that has been replicated based on the received information.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a series of transmission / reception processes of transmission unit 100 and reception unit 150 for data # 2.
  • data # 2 is subjected to an encoding process to become an encoded sequence.
  • the repetition pattern of data # 1 is determined. That is, if the encoded sequence of data # 2 is “0”, data # 1 is the repetition pattern in the vertical direction, and if the encoded sequence of data # 2 is “1”, data # 1 Is transmitted as a repetition pattern in the horizontal direction.
  • the determination unit 156 of the reception unit 150 performs a matching process or the like on each of the pattern blocks of the reception signal using a repetition pattern in both the vertical and horizontal directions.
  • a soft decision value indicating whether it is certain is calculated. In this example, if the probability of being a repetition pattern in the vertical direction is high, a soft decision value with a + (plus) sign is added, and if the probability of being a repetition pattern in the horizontal direction is high, a 1 (minus) code is set. It is designed to be an added soft decision value.
  • Decoding unit 157 directly uses this soft decision value to perform soft decision error correction decoding processing, and finally makes a hard decision on the decoding result to obtain data # 2.
  • soft decision error correction decoding is performed is that soft decision error correction decoding generally has better error correction capability than hard decision error correction decoding. Further, since the correlation value obtained by pattern matching using a repetition pattern is a soft decision value, it is advantageous that this soft decision value can be directly used for error correction decoding.
  • control information can be transmitted without allocating communication system resources for transmission of the control channel, so that a reduction in throughput of the communication system can be prevented.
  • a communication channel is roughly classified into a data channel and a control channel.
  • This control channel is a channel necessary for controlling transmission of the data channel. Yes, this is information necessary for the data receiver to demodulate the data channel normally.
  • the control channel itself is information that is necessary in addition to the information that the user of the wireless transmission device desires to transmit. Therefore, in the present invention, channels other than the data channel, as represented by this control channel, associate control information with each of a plurality of repetition patterns used in the repetition of the data channel, and the data channel. Send. That is, the control channel is multiplexed with the data channel according to the repetition pattern and transmitted.
  • the force mapping unit 104 in which two channels, that is, the data channel and the control channel, exist!
  • the control channel is multiplexed onto the data channel, and apparently there is only one data channel. Therefore, it appears that only the data channel is transmitted on the air where radio signals fly.
  • the control channel itself is important information for the receiving device (a channel that cannot demodulate the data channel itself if reception fails). Strong tolerance) Modulation method is often adopted. For example, modulation schemes such as BPSK are often used rather than modulation schemes with high transmission rates such as 16QAM.
  • the repetition pattern is strong in receiving error because it is only necessary to determine how a predetermined code is repeated on the receiving side. In the present invention, the control channel is expressed by a repetition pattern for this reason.
  • the repetition symbol power has been described by taking as an example the case where one repetition pattern is formed side by side as shown in FIG. 3A or FIG. 3B.
  • Each repetition symbol does not necessarily have to be regularly arranged in one repetition pattern.
  • the repetition pattern itself may be interleaved to change the arrangement of each data symbol within one repetition pattern.
  • repetition symbols composed of the same data are arranged discretely. A plurality of different interleave patterns may be used properly according to the situation.
  • the repetition pattern that is, how the repetition symbol is represented on the two-dimensional plane that is the force of the time axis and the frequency axis. It is necessary to know the power that is deployed.
  • data # 2 is a binary value of "0" and "1" has been described as an example.
  • the data # 2 is not necessarily a binary value.
  • 2 is data consisting of four values “00”, “01”, “10”, “11”, and this data # 2 may be multiplexed with data # 1.
  • each repetition symbol is used in four different repetition patterns in which each repetition symbol is oriented in the vertical, horizontal, right-up diagonal direction, and left-up diagonal direction. It is possible.
  • the force repetition factor described by taking the case of repetition force as an example is not limited to this.
  • the no-turn block when the no-turn block is close to a square and has a shape! /, That is, the data length in the time axis direction and the data length in the frequency axis direction are the same length.
  • the shape of the pattern block may be, for example, a rectangle.
  • control channel need not be transmitted, the resource consumption of the communication system is reduced. Therefore, this reduced amount of resources can be used for other purposes. Specifically, error correction coding is performed on the data channel. Then, high-quality multiplexed data can be transmitted even at low SNR by performing error correction.
  • reception section 150 attempts pattern matching with a received signal using all repetition patterns, and uses the obtained soft decision value to perform error correction decoding processing of multiplexed data.
  • the case of performing is described as an example.
  • a configuration in which the soft decision value obtained by pattern matching is determined hard is also conceivable.
  • error correction decoding of the multiplexed data may be performed using the hard decision value obtained by the hard decision, or error correction decoding may not be performed on the multiplexed data at all.
  • the error correction capability is lowered as compared with the configuration shown in the present embodiment, but multiple data can be extracted from the received signal.
  • FIG. 9 is a block diagram showing main configurations of transmitting section 200 and receiving section 250 of the OFDM communication apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the transmission unit 200 and the reception unit 250 have the same basic configuration as the transmission unit 100 and the reception unit 150 shown in Embodiment 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
  • transmission section 200 performs error correction code ⁇ in units of non-turn blocks, and reception section 250 attempts to decode all repetition patterns in units of pattern blocks. Extract multiple data. That is, the transmitting unit 200 attaches a CRC (Cyclic Redundancy Check) code to each pattern block, and the receiving unit 250 performs CRC determination for each pattern block, and the pattern block for which the CRC determination is OK.
  • the repetition pattern is determined as the repetition pattern actually transmitted. That is, receiving section 250 determines the repetition pattern that would have been used on the transmitting side as in the first embodiment, but uses pattern matching with the received signal as in the first embodiment. If the signal is demodulated and decoded using all repetition patterns, the repetition pattern is determined. As a result, the determination accuracy of the repetition pattern is improved, and reception errors of the control channel can be reduced.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • transmission unit 200 differs from transmission unit 100 shown in Embodiment 1 in that there is no encoding unit for encoding data # 2 that is multiplexed data, and data # 1 is This is the operation of the encoding unit to process. First, the operation of transmitting section 200 will be described.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams for explaining the processing content of the code key unit 201.
  • FIG. 10A shows a configuration of a signal generated by the code key unit 201.
  • FIG. 10B shows a configuration of a signal generated by encoding section 101 of Embodiment 1.
  • code encoder 101 a CRC code is added to all information sequences, and error correction coding is performed on the entire sequence after the CRC code is added. Note that the length of the encoded sequence is the length that can be accommodated in one radio frame.
  • the code key unit 201 the information sequence is finely divided and a CRC code is added in units of subdivided pattern blocks, and error correction is performed in units of pattern blocks after the CRC code is added. A sign key process is performed.
  • the mapping unit 104 changes the repetition pattern for each pattern block after the encoding. The repetition pattern changing method is performed based on the value of data # 2 as in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining how a transmission symbol is covered by passing through each unit of the transmission unit 200.
  • the modulation symbol (FIG. 11A) with the CRC code added at the end is copied to a plurality of repetition symbols by the repetition unit 103 (FIG. 11B). Then, a repetition pattern as shown in FIG. 11C is formed by the pattern generation unit 122 and input to the allocation unit 123. The transmission frame configuration of the data symbols finally output from allocating section 123 is as shown in FIG. 11D.
  • demapping section 155 cuts out the radio frame power in units of pattern blocks and outputs them to combining sections 251-1 and 251-2 that exist in two systems.
  • the synthesis unit 251-1 synthesizes repetition symbols based on the repetition pattern generated by the pattern generation unit 122-1 of the transmission unit 200.
  • the combining unit 251-2 also combines the repetition symbol based on the repetition pattern generated by the pattern generation unit 122-2 of the transmission unit 200. For example, if the pattern generation unit 122-1 is a repetition pattern in the vertical direction, the synthesis unit 251-1 combines the repetition symbols in the vertical direction. Similarly, if the pattern generator 122-2 is a repetition pattern in the horizontal direction, Unit 251-2 synthesizes the symbols in the horizontal direction.
  • the outputs of the synthesis units 251-1 and 251-2 are input to the demodulation units 252-1 and 252-2, demodulated, and then subjected to error correction decoding processing by the decoding units 253-1 and 253-2.
  • the Judgment unit 254 performs CRC judgment on the output of each decoding power, and switches switch 255 so that a sequence in which the CRC judgment result is OK is adopted as data # 1. Further, the determination unit 254 outputs a signal corresponding to the CRC determination result as data # 2.
  • control information can be transmitted without allocating resources of the communication system for transmission of the control channel, thereby preventing a decrease in throughput of the communication system. can do.
  • FIG. 12 is a block diagram showing main configurations of transmitting section 300 and receiving section 350 of the OFDM communication apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the transmission unit 300 and the reception unit 350 have the same basic configuration as the transmission unit 200 and the reception unit 250 shown in Embodiment 2, and the same components are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
  • transmitting section 300 performs error correction code encoding on a non-turn block basis.
  • a CRC code is not added to each pattern block, and one CRC code is added to one transmission frame.
  • the receiving unit 350 attempts error correction decoding using all repetition patterns for each pattern block.
  • this decoded signal becomes the likelihood information of each repetition pattern without determining which repetition pattern is correct.
  • further decoding process using this likelihood information By performing the processing on a unit basis, final multiplexed data (control data) is obtained. That is, a two-stage decoding process is performed, that is, a decoding function for each pattern block and a decoding function for each frame. As a result, repetition pattern determination accuracy can be improved, and control channel reception errors can be reduced.
  • transmitting section 300 is provided with encoding section 301 instead of encoding section 201, and receiving section 350 includes decoding sections 253-1 and 252-2.
  • decoding sections 353-1 and 353-2 are installed instead of the above, a likelihood calculating section 351 is installed instead of the determining section 254, and a decoding section 352 is further added.
  • the decoding unit 352 performs decoding corresponding to the encoding unit 110.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a signal generated by the encoding unit 301.
  • decoding key units 353-1, 353-2, likelihood calculation unit 351, and decoding unit 352 in reception unit 350 will be described.
  • Decoding key sections 353-1, 353-2 perform the same operation. These decoding units perform decoding processing for each pattern block, and output the obtained decoded signal to the likelihood calculation unit 351. Demodulated signals with different synthesis patterns are input to the decoding key sections 353-1 and 353-2, respectively. Therefore, when a demodulated signal synthesized with a pattern that matches the repetition pattern transmitted from transmitting section 300 is decoded, a highly reliable decoding result can be obtained. Even if a decoding signal synthesized with a pattern different from the repetition pattern is decoded, only a decoding result with low reliability can be obtained. That is, the decoded signals obtained by the decoding units 353-1 and 352-2 are soft decision values, which are likelihood information of each repetition pattern.
  • Likelihood calculation section 351 outputs the output from decoding section 353-1, 353-2. From the reliability information (likelihood information) to be generated, an input signal to the decoding unit 352 of the data # 2 is generated and output to the decoding unit 352.
  • Decoding unit 352 performs error correction decoding processing using the likelihood information output from likelihood calculating unit 351, and outputs a data # 2 sequence.
  • the switch 255 switches the output from the decoding unit 353-1, 353-2 based on the decoding result of the decoding unit 352, that is, data # 2, and outputs data # 1.
  • the decoding key unit 352 further includes a code key processing function similar to that of the transmission unit 300.
  • control information can be transmitted without allocating a communication system resource for transmission of a control channel, thereby preventing a decrease in throughput of the communication system. can do.
  • the CRC code is not added to the segmented pattern block unit as in the second embodiment.
  • a CRC code is added to each pattern block, and the receiving unit 350 may perform CRC judgment on the output result power of the decoding units 353-1 and 353-2, and the hard decision value may be input to the decoding unit 352. .
  • the OFDM transmitter and OFDM receiver according to the present invention are not limited to Embodiments 1 to 3 above, and can be implemented with various modifications.
  • the OFDM transmission apparatus and OFDM reception apparatus can be mounted on a communication terminal apparatus and a base station apparatus in a mobile communication system, and thereby a communication terminal having the same effects as described above.
  • Apparatus and base station apparatus can be provided
  • the present invention can also be realized by software.
  • an OFDM transmission method algorithm according to the present invention is described in a programming language, the program is stored in a memory, and is executed by an information processing means, so that it is similar to the OFDM transmission apparatus according to the present invention.
  • the function can be realized.
  • Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically an integrated circuit. It is realized as an LSI. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include some or all of them.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. It is also possible to use a field programmable gate array (FPGA) that can be programmed after LSI manufacturing, or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection or setting of circuit cells inside the LSI.
  • FPGA field programmable gate array
  • the OFDM transmission apparatus and OFDM reception apparatus according to the present invention are useful as a communication terminal apparatus or base station apparatus in a mobile communication system.

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Abstract

　制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てることなく、通信システムのスループット低下を防止することができるＯＦＤＭ送信装置を開示する。この装置において、スイッチ（１２１）は、符号化部（１１０）から出力される制御チャネルの符号化データに基づいてレピティション部（１０３）からの複数の出力を各パターン生成部（１２２－１、１２２－２）に切り替えて出力する。これにより、複数種類のレピティションパターンによる送信データの生成が可能となる。割り当て部（１２３）は、いずれかのパターン生成部で生成された送信データをサブキャリアにマッピングする。

Description

OFDM送信装置、 OFDM受信装置、およびこれらの方法 技術分野
[0001] 本発明は、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いて無 線送信を行う OFDM送信装置、これに対応する OFDM受信装置、およびこれらの 方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、移動体通信においては、音声以外にも、画像や文書ファイルなどの様々な 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。しかし、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] 従来の OFDM送信装置として、例えば、特許文献 1に開示されているものがある。
この OFDM送信装置は、複数のサブキャリア力 所定数個のサブキャリアを選択し、 選択されたサブキャリアにデータチャネルの伝送制御に必要な制御チャネルを挿入 している。
特許文献 1：特開 2001— 203665号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0005] し力しながら、従来の OFDM送信装置は、制御チャネルを伝送するために、通信 システムのリソースをデータチャネルとは別に割り当てて 、るので、この制御チャネル によってデータチャネルに使用するリソースが消費されてしまうという問題がある。デ ータチャネル用のリソースが制御チャネルによって消費されれば、データチャネルに 充分なリソースを割り当てることができなくなり、通信システムのスループットが低下す ることも起こり得る。現在商用サービスとなっている PDC (Personal Digital Cellular)シ ステム、第 3世代の W— CDMA (Wideband - Code Division Multiple Access)システ ム等は、 OFDM方式を用いた通信システムではないが、これらの通信システムにお V、ても同様の問題が起こり得る。
[0006] よって、本発明の目的は、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り 当てることなぐ通信システムのスループット低下を防止することができる OFDM送信 装置、 OFDM受信装置、およびこれらの方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] OFDM方式においては、受信誤り対策として、同一のデータシンボルを複数個の シンボルに複製して、複数のサブキャリアにマッピングして力も送信するレビティショ ンと呼ばれる技術が存在する。そこで、本発明の OFDM送信装置は、第 1情報の内 容に応じて第 2情報のレピテイシヨンパターンを決定する決定手段と、前記レピテイシ ヨンパターンで前記第 2情報をレピテイシヨンして送信する送信手段と、を具備する構 成を採る。ここで、第 1情報、第 2情報とは、例えば、制御チャネルで送信される情報 、データチャネルで送信される情報のことである。
発明の効果
[0008] 本発明によれば、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てること なぐ通信システムのスループット低下を防止することができる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]実施の形態 1に係る送信部の主要な構成を示すブロック図
[図 2]実施の形態 1に係るマッピング部内部の主要な構成を示すブロック図
[図 3A]実施の形態 1に係るパターン生成部で生成されるレピテイシヨンパターンの一 例を示す図 [図 3B]実施の形態 1に係るパターン生成部で生成されるレピテイシヨンパターンの一 例を示す図
[図 4]送信シンボルがどのように加工されるかを説明するための図
[図 5]実施の形態 1に係る受信部の主要な構成を示すブロック図
[図 6]実施の形態 1に係る判定部内部の主要な構成を示すブロック図
[図 7]実施の形態 1に係る合成部内部の主要な構成を示すブロック図
[図 8]データ # 2に対する一連の送受信処理を説明するための図
[図 9]実施の形態 2に係る送信部および受信部の主要な構成を示すブロック図
[図 10A]実施の形態 2に係る符号ィ匕部の処理内容を説明するための図
[図 10B]実施の形態 2に係る符号ィ匕部の処理内容を説明するための図
[図 11]送信シンボルがどのように加工されるかを説明するための図
[図 12]実施の形態 3に係る送信部および受信部の主要な構成を示すブロック図
[図 13]実施の形態 3に係る符号化部によって生成される信号の構成を示す図 発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
[0011] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1に係る OFDM通信装置内の送信部 100の主要な 構成を示すブロック図である。
[0012] 送信部 100は、符号化部 101、変調部 102、レピテイシヨン部 103、マッピング部 10 4、 IFFT部 105、 GI付加部 106、 RF部 107、アンテナ 108、および符号化部 110を 備え、送信データであるデータ # 1およびデータ # 2の無線送信処理を行う。ここで、 データ # 1は、音声データ、テキストデータ、画像データ等のパケットデータを示す。 一方、データ # 2は、データ # 1の送信に必要な制御情報等のデータを示し、このデ ータはデータ # 1に多重されるデータである。
[0013] 送信部 100の各部は以下の動作を行う。
[0014] 符号ィ匕部 101は、データ # 1に対して誤り訂正等の符号化を施す。一方、符号ィ匕 部 110は、データ # 2に対して誤り訂正等の符号化を施し、マッピング部 104に出力 する。変調部 102は、符号化部 101から出力された符号化データに対し、 QPSK、 1 6QAM等の変調処理を施し、レピテイシヨン部 103に出力する。レピテイシヨン部 103 は、変調信号シンボルに対して、繰り返し処理により複数の同一のシンボルを生成し 、マッピング部 104に出力する。
[0015] マッピング部 104は、予め登録された複数パターンのレピテイシヨンパターンに従つ て、レピテイシヨン部 103から出力された各データを無線送信フレームに配置 (マツピ ング)する。このマッピング処理の詳細にっ 、ては後述する。
[0016] IFFT部 105は、無線フレームに配置されたシンボルに逆高速フーリエ変換 (IFFT )を施し、 GI付加部 106に出力する。 GI付加部 106は、無線送信フレームにガードィ ンターバルを付加し、 RF部 107に出力する。 RF部 107は、 GI付加部 106から出力 された信号にアップコンバート等の所定の無線処理を施し、アンテナ 108を介してこ れを無線送信する。
[0017] 図 2は、上記のマッピング部 104内部の主要な構成を示すブロック図である。
[0018] このマッピング部 104は、スィッチ 121、ノ《ターン生成部 122 (122— 1、 122— 2)、 および割り当て部 123を備え、符号ィ匕部 110から出力される制御チャネルの符号ィ匕 データに基づいて、レピテイシヨン部 103からの複数の出力を切り替えて、予め登録 された複数のレピテイシヨンパターンを生成し、データをマッピングする。以下各部の 動作について説明する。
[0019] スィッチ 121は、符号ィ匕部 110から出力される符号ィ匕データ # 2に基づいて、レビ テイシヨン部 103からの出力をパターン生成部 122— 1またはパターン生成部 122— 2のいずれかに切り替える。このとき、例えば、レピテイシヨンパターンとしてパターン 生成部 122— 2の方が使用される場合には、スィッチ 121の各ライン全てがパターン 生成部 122— 2の方に切り替わる。具体的な動作例としては、例えば、符号ィ匕部 110 力も出力される符号ィ匕データが" 0"または" 1"の 2通り（2値）しかないのであれば、ス イッチ 121は、符号ィ匕部 110から出力される符号ィ匕データが" 0"の場合に、レビティ シヨン部 103の出力をパターン生成部 122— 1に接続する。また、符号化部 110の出 力が" 1"の場合は、スィッチ 121は、レピテイシヨン部 103の出力をパターン生成部 1 22— 2に接続する。
[0020] パターン生成部 122は、所定個数のレピテイシヨンパターンのそれぞれに対応した 回路を有しており、各回路は対応する各レピテイシヨンパターンを生成する。ここで、 レピテイシヨンパターンの個数は、制御データをレピテイシヨンパターンの違いによつ て表現するのに充分な数となっている。ここでは、説明を簡単にして理解を容易にす るため、レピテイシヨンパターンが 2つの場合、すなわち、制御チャネルのデータが 2 値である場合を例にとって説明しており、パターン生成部 122は 2つしか存在しない 力 これはあくまでも一例で、実装置ではレピテイシヨンパターンのそれぞれに対応す る所定個数のパターン生成部 122を設置する。
[0021] 割り当て部 123は、パターン生成部 122のそれぞれの出力を無線送信フレームに 配置する。
[0022] 図 3Aおよび図 3Bは、パターン生成部 122で生成されるレピテイシヨンパターンの 一例を示す図である。なお、ここでは、同一のデータシンボルを 4つのシンボルに複 製する場合、すなわち、レピテイシヨン数が 4である場合を例にとって説明する。また、 レピテイシヨンによって生成される、同一情報を示すデータの 1固まり（レビテイシヨン 数力 であれば、 4つのデータシンボルからなるデータ）をレピテイシヨンシンボルと呼 ぶこととする。
[0023] 各パターン生成部 122は、時間軸と周波数軸とからなる 2次元平面上において、複 数のレピテイシヨンシンボルの配置方法を異ならせることにより、互いに異なる複数種 類のレピテイシヨンパターンを生成する。本実施の形態では、パターン生成部 122— 1は、図 3Aに示すように、時間軸方向（縦方向）に各レピテイシヨンシンボルが配向し 、かつ、各レピテイシヨンシンボルが互いに連結して規則的に並んだ状態となってい るレピテイシヨンパターンを生成する。例えば、シンボル S1は縦に同一のデータシン ボル力 つ並んだレピテイシヨンシンボルを形成している。シンボル S2、 S3、 · · ·、 S M、 SM+ 1、 SM + 2、 · · ·、 SNについても同様である。一方、パターン生成部 122 2は、図 3Bに示すように、周波数軸方向（横方向）に各レピテイシヨンシンボルが配 向し、かつ、各レピテイシヨンシンボルが互いに連結して規則的に並んだ状態となつ ているレピテイシヨンパターンを生成する。例えば、シンボル S1は横に同一のデータ シンボル力 つ並んだレピテイシヨンシンボルを形成している。シンボル S2、 · · ·、 SM —1、 SM、 SM+ 1、 · · ·、 SN— 1、 SNについても同様である。 [0024] なお、本明細書においては、シンボル S1〜SNによって構成されるデータ、すなわ ち、同一のレピテイシヨンパターンによって生成されるデータの 1固まりをパターンブロ ックと呼ぶこととする。
[0025] 図 4は、送信部 100の各部を経由することによって、送信シンボルがどのようにカロェ されるかを説明するための図である。
[0026] 変調シンボル Sl、 S2、 · · ·、 SN (図 4A)は、レピテイシヨン部 103で複数のレビティ シヨンシンボル（ここでは 4つのシンボル）に複製される（図 4B)。そして、パターン生 成部 122によって図 4Cに示すようなパターンブロックを形成し、割り当て部 123に入 力される。最終的に割り当て部 123から出力されるデータの送信フレーム構成は、図 4Dに示すようなものとなる。すなわち、送信データの 1フレームは、時間、周波数の 2 次元方向に規則的に配列された複数のパターンブロックによって構成される。
[0027] この構成を採ることにより、データ # 1のレピテイシヨンパターンがデータ # 2に基づ いて決定される。よって、この OFDM信号を受信した OFDM受信装置では、データ # 1のレピテイシヨンパターンがどのパターンに従って送信されたかを判定することに より、データ # 2の示す情報を判別することができる。
[0028] 次いで、上記の送信部 100から無線送信される OFDM信号の無線受信処理を行 う受信部 150の詳細について説明する。
[0029] 図 5は、本実施の形態に係る OFDM通信装置の受信部 150の主要な構成を示す ブロック図である。ここでは、受信部 150が、先に示した送信部 100と同一の OFDM 通信装置に搭載されている例を示す。
[0030] 受信部 150は、送信側で使用されたであろうレピテイシヨンパターンを予測判定し、 各レピテイシヨンパターンの確力もしさ、すなわち、そのレピテイシヨンパターンが実際 に使用されたレピテイシヨンパターンと一致する確率 (一致確率)を求め、この確率を 示す値を利用して受信信号の復調処理を行う。
[0031] より詳細には、受信部 150は、送信側で使用される可能性のある全レピテイシヨンパ ターンを知って!/、るので、この全レピテイシヨンパターンを用いて受信信号とのパター ンマッチングを試みる。各レピテイシヨンパターンに対応して得られるパターンマッチ ングの結果は相関値であるため軟判定値となっており、受信部 150は、この軟判定 値を用いて多重データの誤り訂正復号ィ匕処理を行う。そして、得られた多重データ、 すなわち、制御チャネル情報を用いて、受信部 150は、受信信号の復調処理を行う
[0032] 上記の構成を採ることにより、受信部 150は、受信信号から多重データである制御 チャネル情報を抽出 (復号化)することができるので、送信側から、使用したレビティ シヨンパターンを別途通知してもらう必要はない。また、少ない演算処理量で受信信 号から多重データの抽出 (復号化）が可能となる。
[0033] アンテナ 151を介して受信された信号は、 RF部 152で無線処理を施されてベース バンド信号となり、 GI削除部 153でガードインターバルが削除され、 FFT部 154で高 速フーリエ変換された後、デマッピング部 155に入力される。デマッピング部 155は、 受信した無線フレーム信号をパターンブロック単位で順次切り出し、判定部 156に出 力する。すなわち、上記の処理は、送信部 100のデータ割り当て処理と逆の動作で ある。
[0034] 図 6は、判定部 156内部の主要な構成を示すブロック図である。
[0035] GIが除去された後の受信信号は、 FFT部 154において高速フーリエ変換され、デ マッピング部 155に入力され、サブキャリア力もデータが抽出される。デマッピング部 155の出力は、パターン判定部 161— 1およびパターン判定部 161— 2へそれぞれ 入力される。
[0036] パターン判定部 161— 1は、送信部 100のパターン生成部 122— 1に対応するパタ ーン情報を保持しており、同様にパターン判定部 161— 2は、送信部 100のパターン 生成部 122— 2に対応するパターン情報を保持している。パターン判定部 161 (161 —1、 161— 2)は、入力信号に対し、保持しているパターン情報を基にパターンマツ チングによりレピテイシヨンパターンの判定を行 、、判定結果である相関値を判定値 算出部 162に出力する。
[0037] 判定値算出部 162は、パターン判定部 161— 1、 161— 2から出力される相関値に 基づ 、て、送信信号のレピテイシヨンパターンが「0」を示すものである力「1」を示すも のであるかの一致確率を算出し、復号ィ匕部 157へ出力する。
[0038] 復号ィ匕部 157は、判定値算出部 162の算出値 (軟判定値)に対し誤り訂正復号ィ匕 処理を行い、より高品質なデータである硬判定値を得て、データ # 2として出力する。 同時に、復号ィ匕部 157から出力される硬判定値、すなわち送信信号のレピテイシヨン パターンが「0」に対応するものであるのか「1」に対応するものであるのかを示す情報 力 合成部 158に入力される。合成部 158は、デマッピング部 155から入力されてく るレピテイシヨンシンボルを、復号ィ匕部 157からの情報に基づいた合成方向で合成す る。合成後の受信信号は、復調部 159によって復調され、復号ィ匕部 160によって誤り 訂正復号処理が施され、受信データ # 1となる。
[0039] 次に、パターン判定部 161におけるレピテイシヨンパターンの判定処理について、よ り詳細に説明する。なお、パターン判定部 161— 1は、縦方向のレピテイシヨンパター ンに対応し、パターン判定部 161— 2は、横方向のレピテイシヨンパターンに対応して いるものとする。また、送信信号はパターン生成部 122— 1で縦方向のレピテイシヨン パターンにより形成されて 、るものとする。
[0040] パターン判定部 161— 1は、チャネル補償後の受信信号に対し、縦方向でレビティ シヨンパターンとの同相加算を行い、パターンマッチングを行う。同様に、パターン判 定部 161— 2は、横方向でレピテイシヨンパターンとの同相加算を行い、パターンマツ チングを行う。その結果、送信信号はパターン生成部 122— 1で縦方向のレピテイシ ヨンパターンにより形成されているので、パターン判定部 161— 1の出力結果はレビ テイシヨンパターンが合致し、大きな相関値を示す。一方、パターン判定部 161— 2の 出力結果は、レピテイシヨンパターンが合致しないため、小さな相関値を示す。このパ ターンマッチングによって得られる相関値力 判定値算出部 162でスケール調整等 の処理を施され、上記の一致確率となる。
[0041] 図 7は、合成部 158内部の主要な構成を示すブロック図である。
[0042] デマッピング部 155から入力されてくるレピテイシヨンシンボルは、スィッチ 171にお いて、復号ィ匕部 157からの入力に基づいて、並び替え部 172—1または並び替え部 172— 2に切り替えて出力される。レピテイシヨンシンボルは、いずれかの並び替え部 において並び替えられることにより、合成部 173において、縦もしくは横の異なる合成 方向でレピテイシヨン (複製)前のデータに復元される。すなわち、復号化部 157の出 力（データ # 2)そのものが送信信号のレピテイシヨンパターン情報であることから、こ の情報に基づいてレピテイシヨンされている受信信号を合成することにより、受信品質 SNR (または SINR)を高める。
[0043] 図 8は、データ # 2に対する送信部 100および受信部 150の一連の送受信処理を 説明するための図である。
[0044] 送信部 100において、データ # 2は符号化処理を施され符号化系列になる。この 符号化系列に従って、データ # 1のレピテイシヨンパターンが決定される。すなわち、 データ # 2の符号化系列が「0」であれば、データ # 1は縦方向のレピテイシヨンパタ ーン、データ # 2の符号ィ匕系列が「1」であれば、データ # 1は横方向のレピテイシヨン パターンとなって送信される。
[0045] 一方、受信部 150の判定部 156において、受信信号のパターンブロックのそれぞ れについて、縦と横の両方向のレピテイシヨンパターンでマッチング処理等を行い、 いずれのレピテイシヨンパターンがより確からしいかを示す軟判定値を算出する。この 例の場合、縦方向のレピテイシヨンパターンである確率が高ければ + (プラス)符号を 付加した軟判定値となり、横方向のレピテイシヨンパターンである確率が高ければ一（ マイナス)符号を付加した軟判定値となるように設計されている。復号ィ匕部 157は、こ の軟判定値を直接用いて、軟判定誤り訂正復号処理を施し、最終的に復号結果を 硬判定してデータ # 2を得る。ここで、軟判定誤り訂正復号ィ匕を行う理由は、一般に、 軟判定誤り訂正復号ィ匕は、硬判定誤り訂正復号ィ匕よりも誤り訂正能力に優れて ヽる ためである。また、レピテイシヨンパターンを用いたパターンマッチングによって得られ る相関値が軟判定値となっているため、この軟判定値を誤り訂正復号ィ匕に直接使うこ とができるのちメリッ卜である。
[0046] このように、本実施の形態によれば、制御情報のそれぞれに対応する複数のレピテ イシヨンパターンを用意し、この各レピテイシヨンパターンに従って、データチャネルの データをレピテイシヨンして送信する。これにより、制御チャネルの伝送用に通信シス テムのリソースを割り当てることなく制御情報を送信することができるので、通信システ ムのスループット低下を防止することができる。
[0047] 無線通信システムにおいて通信チャネルは、データチャネルと制御チャネルとに大 別される力 この制御チャネルは、データチャネルの伝送の制御に必要なチャネルで あり、データチャネルを受信装置にお 、て正常に復調するために必要な情報である 。しかし、この制御チャネル自体は、無線送信装置のユーザが送信を希望している情 報ではなぐ付カ卩的に必要となる情報である。そこで、本発明では、この制御チャネル に代表されるような、データチャネル以外のチャネルは、データチャネルのレピテイシ ヨンにおいて使用される複数のレピテイシヨンパターンのそれぞれに制御情報を対応 させて、データチャネルの送信を行う。すなわち、レピテイシヨンパターンによってデ ータチャネルに制御チャネルを多重して伝送する。
[0048] 換言すると、本発明にお ヽては、送信処理を開始するまでは、データチャネルおよ び制御チャネルと 、う 2つのチャネルが存在する力 マッピング部 104にお!/、てデ一 タをマッピングする段階で、制御チャネルはデータチャネルに多重され、見かけ上、 チャネルはデータチャネルの 1つのみとなる。よって、無線信号が飛び交うエア上で はデータチャネルのみが送信されて 、るように見える。
[0049] 制御チャネルをレピテイシヨンパターンによって表現することに着目したのは、多くの 種類のレピテイシヨンパターンを設定することは却って通信システムのリソースを消費 するおそれがあるところ、制御チャネルはデータチャネルと比較すると情報量が少な V、ために、少な 、レビテイシヨンパターンによって制御チャネルを表現可能であること に気付いた力もである。また、制御チャネルは、それ自体は受信装置にとって重要な 情報 (受信に失敗した場合、データチャネルの復調自体が不可能となる性質のチヤ ネル)であるため、受信誤りしにく ヽ (受信誤り耐性の強 ヽ)変調方式が採用される場 合が多い。例えば、 16QAMのような高伝送レートの変調方式よりも、 BPSK等の変 調方式が用いられることが多い。一方、レピテイシヨンパターンは、受信側では所定の コードがどのように繰り返されているかどうかを判別すれば良いだけなので、受信誤り 耐性が強い。本発明において、制御チャネルをレピテイシヨンパターンで表現するの はこの理由にもよる。
[0050] なお、本実施の形態では、各レピテイシヨンシンボル力 図 3Aまたは図 3Bに示した ように規則的に並んで 1つのレピテイシヨンパターンを形成している場合を例にとって 説明したが、必ずしも各レピテイシヨンシンボルは、 1つのレピテイシヨンパターンにお いて規則的に並んでいる必要はない。例えば、レピテイシヨンパターンを生成した後 で、このレピテイシヨンパターン自体をインタリーブして、 1つのレピテイシヨンパターン 内で各データシンボルの配置を変更するようにしても良い。このとき、最終的に得られ るレピテイシヨンパターンにお 、ては、同一のデータからなるレピテイシヨンシンボルが それぞれ離散的に配置される状況となる。また、状況に応じて複数の異なるインタリ ーブパターンを使い分けるようにしても良い。ただし、送信側でいずれのレビティショ ンパターンを使用するにしても、受信側では、そのレピテイシヨンパターン、すなわち、 時間軸と周波数軸と力 なる 2次元平面上でレピテイシヨンシンボルがどのように配置 されている力、知っていることが必要である。
[0051] また、本実施の形態では、データ # 2が" 0"および" 1"の 2値である場合を例にとつ て説明したが、必ずしも 2値である必要はなぐ例えば、データ # 2が" 00"、 "01"、 " 10"、 "11"の 4値からなるデータであって、このデータ # 2をデータ # 1に多重しても 良い。かかる場合、レピテイシヨンパターンの例としては、各レピテイシヨンシンボルが 、縦、横、右上がりの斜め、左上がりの斜めの方向に配向される 4種類の異なるレピテ イシヨンパターン等を使用することが考えられる。
[0052] また、本実施の形態では、レピテイシヨン数力 である場合を例にとって説明した力 レピテイシヨン数はこれに限定されな 、。
[0053] また、本実施の形態では、ノターンブロックが正方形に近 、形状となって!/、る場合 、すなわち、時間軸方向のデータ長と周波数軸方向のデータ長とが同等の長さであ る場合を例にとって説明したが、パターンブロックの形状は、例えば長方形であって も良い。
[0054] また、制御チャネルを送信しなくて済むことになつたため、通信システムのリソースの 消費量が低減する。よって、この削減した分のリソースを他の用途に用いることができ る。具体的には、データチャネルに対して誤り訂正符号化を施す。そうすれば、誤り 訂正を施すことにより低 SNR時においても高品質な多重データの伝送が可能となる
[0055] また、原理的には、さらにレピテイシヨンパターンを種々に変更することにより、制御 チャネルのみならずデータチャネルをも多重することができる。この構成によれば、リ ソースを消費せずにデータ伝送量をさらに増加させることができるので、通信システ ムのスループットをさらに向上させることが可能となる。
[0056] また、本実施の形態では、受信部 150において、全レピテイシヨンパターンを用いて 受信信号とのパターンマッチングを試み、得られる軟判定値を用いて多重データの 誤り訂正復号ィ匕処理を行う場合を例にとって説明した。しかし、パターンマッチングで 得られる軟判定値を硬判定する構成も考えられる。かかる場合、硬判定によって得ら れる硬判定値を用いて多重データの誤り訂正復号ィ匕を行っても良 、し、多重データ に対し全く誤り訂正復号ィ匕を行わなくても良い。そして、上記の構成を採ることにより 、本実施の形態で示した構成と比較して誤り訂正能力は低くなるが、受信信号から多 重データを抽出することができる。
[0057] (実施の形態 2)
図 9は、本発明の実施の形態 2に係る OFDM通信装置の送信部 200および受信 部 250の主要な構成を示すブロック図である。なお、この送信部 200および受信部 2 50は、実施の形態 1に示した送信部 100および受信部 150と同様の基本的構成を 有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[0058] 本実施の形態では、送信部 200が、ノターンブロック単位で誤り訂正符号ィ匕を実施 し、受信部 250は、このパターンブロック単位で全てのレピテイシヨンパターンによる 復号化を試み、多重データを取り出す。すなわち、送信部 200は、各パターンブロッ クごとに CRC (Cyclic Redundancy Check)符号を付カ卩し、受信部 250は、各パターン ブロックごとに CRC判定を行 、、 CRC判定が OKとなるパターンブロックのレピテイシ ヨンパターンを実際に送信されてきたレピテイシヨンパターンと判定する。すなわち、 受信部 250は、実施の形態 1と同様、送信側で使用されたであろうレピテイシヨンバタ ーンの判定を行うが、実施の形態 1のように受信信号とのパターンマッチングにより判 定を行うのではなぐ全レピテイシヨンパターンを用いて復調、復号された後の信号を 用いてレピテイシヨンパターンの判定を行う。これにより、レピテイシヨンパターンの判 定精度が向上し、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
[0059] なお、送信部 200が実施の形態 1で示した送信部 100と異なるのは、多重データで あるデータ # 2を符号化する符号化部が存在しな ヽ点と、データ # 1を処理する符号 化部の動作である。 [0060] まず、送信部 200の動作について説明する。
[0061] 図 10Aおよび図 10Bは、符号ィ匕部 201の処理内容を説明するための図である。図 10Aが符号ィ匕部 201によって生成される信号の構成を示す。なお、比較のために、 図 10Bに、実施の形態 1の符号化部 101によって生成される信号の構成を示す。
[0062] 符号ィ匕部 101においては、全情報系列に対して CRC符号が付加され、 CRC符号 付加後の系列全体に対して誤り訂正符号化が施される。なお、符号化系列の長さは 1無線フレームに収まる長さである。しかし、符号ィ匕部 201においては、情報系列は 細カゝく細分ィ匕され、細分ィ匕されたパターンブロック単位で CRC符号が付加され、かつ 、 CRC符号付加後のパターンブロック単位で誤り訂正符号ィ匕処理が施される。マツピ ング部 104は、この符号化後のパターンブロック単位でレピテイシヨンパターンを変更 する。レピテイシヨンパターン変更の方法は、実施の形態 1と同様、データ # 2の値に 基づいて行われる。
[0063] 図 11は、送信部 200の各部を経由することによって、送信シンボルがどのようにカロ ェされるかを説明するための図である。
[0064] 後尾に CRC符号が付加されている変調シンボル（図 11A)は、レピテイシヨン部 10 3で複数のレピテイシヨンシンボルに複製される（図 11B)。そして、パターン生成部 1 22によって図 11Cに示すようなレピテイシヨンパターンを形成し、割り当て部 123に入 力される。最終的に割り当て部 123から出力されるデータシンボルの送信フレーム構 成は、図 11Dに示すようなものとなる。
[0065] 次いで、受信部 250について説明する。
[0066] デマッピング部 155は、実施の形態 1と同様、無線フレーム力もパターンブロック単 位で切り出して、 2系統存在する合成部 251— 1、 251— 2に出力する。合成部 251 — 1は、送信部 200のパターン生成部 122— 1で生成されたレピテイシヨンパターンに 基づいてレピテイシヨンシンボルを合成する。また、合成部 251—2も、送信部 200の パターン生成部 122— 2で生成されたレピテイシヨンパターンに基づいてレビティショ ンシンボルを合成する。例えば、パターン生成部 122— 1が縦方向のレピテイシヨン パターンだとすると、合成部 251— 1は、レピテイシヨンシンボルを縦方向に合成する 。同様に、パターン生成部 122— 2が横方向のレピテイシヨンパターンの場合、合成 部 251— 2は、横方向にシンボルを合成する。合成部 251— 1、 251— 2の出力は、 復調部 252—1、 252— 2に入力され、復調された後、復号化部 253— 1、 253— 2で 誤り訂正復号化処理が施される。判定部 254は、それぞれの復号ィ匕部力 の出力に ついて CRC判定を行い、 CRC判定結果が OKとなる系列をデータ # 1として採用す るようにスィッチ 255を切り替える。また、判定部 254は、 CRC判定結果に対応した信 号をデータ # 2として出力する。すなわち、実施の形態 1と同様のレピテイシヨンパタ ーン生成方法（"0"が縦方向、 "1"が横方向のレピテイシヨン)の場合、合成部 251— 1の CRC判定結果が OKの場合は" 0"を、合成部 251—2の CRC判定結果が OKの 場合は" 1"を出力する。
[0067] このように、本実施の形態によれば、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソ ースを割り当てることなく制御情報を送信することができるので、通信システムのスル 一プット低下を防止することができる。また、レピテイシヨンパターンの判定精度を向上 させ、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
[0068] なお、本実施の形態では、判定部 254における判定基準として CRC符号を用いる 場合を例にとって説明したが、復号ィ匕部 253— 1、 253— 2の軟判定出力を用いても 良い。
[0069] (実施の形態 3)
図 12は、本発明の実施の形態 3に係る OFDM通信装置の送信部 300および受信 部 350の主要な構成を示すブロック図である。なお、この送信部 300および受信部 3 50は、実施の形態 2に示した送信部 200および受信部 250と同様の基本的構成を 有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[0070] 本実施の形態では、送信部 300は、ノターンブロック単位で誤り訂正符号ィ匕を実施 する。ただし、実施の形態 2と異なり、各パターンブロックごとに CRC符号を付加する ことはせず、 1送信フレームに 1つの CRC符号を付加する。一方、受信部 350は、パ ターンブロック単位で全てのレピテイシヨンパターンによる誤り訂正復号ィ匕を試みる。 しかし、この誤り訂正復号ィ匕によって得られる復号信号の段階ではどのレピテイシヨン パターンが正し 、かを判断せずに、この復号信号が各レピテイシヨンパターンの尤度 情報となっていることに着目し、この尤度情報を用いた更なる復号ィ匕処理を 1フレー ム単位で行うことにより、最終的な多重化データ（制御データ）を得る。すなわち、パタ ーンブロック単位の復号ィ匕とフレーム単位の復号ィ匕の 2段階の復号ィ匕処理を行う。こ れにより、レピテイシヨンパターンの判定精度を向上させ、制御チャネルの受信誤りを 減少、させることができる。
[0071] 実施の形態 2と異なるのは、送信部 300において、符号ィ匕部 201の代わりに符号ィ匕 部 301が設置され、受信部 350において、復号ィ匕部 253— 1、 253— 2の代わりに復 号化部 353— 1、 353— 2が設置され、判定部 254の代わりに尤度計算部 351が設 置され、さらに復号ィ匕部 352が追加されていることである。この復号化部 352は、符 号化部 110に対応した復号ィ匕を行うものである。
[0072] まず、送信部 300内のデータ # 1対応の符号ィ匕部 301について説明する。
[0073] 符号ィ匕部 301において、情報系列が細かく細分化され、細分ィ匕されたパターンプロ ック単位で誤り訂正符号ィ匕処理が施されるのは、実施の形態 2の符号ィ匕部 201と同 様である。実施の形態 2と異なるのは、 CRC符号がパターンブロック単位では付加さ れない (フレーム単位で付加される）点である。以降の処理は、実施の形態 2と同一で ある。図 13は、符号化部 301によって生成される信号の構成を示す図である。
[0074] 次に、受信部 350内の復号ィ匕部 353— 1、 353— 2、尤度計算部 351、および復号 化部 352について説明する。
[0075] 復号ィ匕部 353— 1、 353— 2は双方同一の動作を行う。これらの復号ィ匕部は、パタ ーンブロック単位で復号ィ匕処理を行 ヽ、得られる復号信号を尤度計算部 351に出力 する。復号ィ匕部 353— 1、 353— 2にはそれぞれ合成パターンの異なる復調信号が 入力される。よって、送信部 300から送信されたレピテイシヨンパターンと一致するパ ターンで合成された復調信号を復号化すると、信頼度の高!ヽ復号結果を得ることが できるが、逆に、送信されたレピテイシヨンパターンと異なるパターンで合成された復 調信号を復号処理しても、信頼度の低い復号結果しか得られない。すなわち、復号 化部 353— 1、 353— 2で得られる復号信号は、軟判定値となっており、各レピテイシ ヨンパターンの尤度情報となっている。従って、この尤度情報をそのまま利用して、フ レーム単位でさらに軟判定誤り訂正復号ィ匕を行うことにより、データ # 2の復号を行う ことができる。尤度計算部 351は、復号ィ匕部 353— 1、 353— 2からそれぞれ出力さ れる信頼度情報 (尤度情報)から、データ # 2の復号ィ匕部 352への入力信号を生成し 、復号化部 352へ出力する。復号ィ匕部 352は、尤度計算部 351から出力される尤度 情報を用いて誤り訂正復号ィ匕処理を行い、データ # 2系列を出力する。スィッチ 255 は、復号化部 352の復号結果、すなわちデータ # 2に基づいて復号ィ匕部 353— 1、 3 53— 2からの出力を切り替え、データ # 1を出力する。なお、復号ィ匕部 352は、送信 部 300と同様の符号ィ匕処理機能をさらに備えているものとする。
[0076] このように、本実施の形態によれば、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソ ースを割り当てることなく制御情報を送信することができるので、通信システムのスル 一プット低下を防止することができる。また、レピテイシヨンパターンの判定精度を向上 させ、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
[0077] なお、本実施の形態では送信部 300のデータ # 1の符号ィ匕処理について、細分化 したパターンブロック単位には CRC符号を付加しな 、構成とした力 実施の形態 2の ようにパターンブロック毎に CRC符号を付加し、受信部 350においては、復号化部 3 53— 1、 353— 2の出力結果力も CRC判定を行い、硬判定値を復号化部 352の入 力としても良い。
[0078] 以上、本発明に係る実施の形態 1〜3について説明した。
[0079] 本発明に係る OFDM送信装置および OFDM受信装置は、上記の実施の形態 1 〜3に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
[0080] 本発明に係る OFDM送信装置および OFDM受信装置は、移動体通信システムに おける通信端末装置および基地局装置に搭載することも可能であり、これにより上記 と同様の作用効果を有する通信端末装置および基地局装置を提供することができる
[0081] なお、ここでは、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって説明したが、本 発明はソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る OFDM送信 方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記 憶してお!、て情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る OFDM送 信装置と同様の機能を実現することができる。
[0082] また、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チップ化されても良いし、一部または 全てを含むように 1チップィ匕されても良い。
[0083] 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、ウノレ卜ラ LSI等と呼称されることちある。
[0084] 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 Pro grammable 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 、。
[0085] 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、その技術を用いて機能ブロックの集積ィ匕を行って も良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
[0086] 本明細書は、 2004年 8月 2日出願の特願 2004— 225676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
[0087] 本発明に係る OFDM送信装置および OFDM受信装置は、移動体通信システムに おける通信端末装置または基地局装置等として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1情報のレピテイシヨンパターンを第 2情報の内容に応じて決定する決定手段と、 前記レピテイシヨンパターンで前記第 1情報をレピテイシヨンして送信する送信手段 と、
を具備する OFDM送信装置。
[2] データチャネルのデータシンボルを複数個に複製してレピテイシヨンシンボルを生 成する複製手段と、
前記レピテイシヨンシンボルの、時間軸と周波数軸とからなる 2次元平面における配 置であるレピテイシヨンパターンを、前記データチャネルの制御情報の内容に応じて 決定する決定手段と、
前記レピテイシヨンパターンに基づいて前記レピテイシヨンシンボルを送信サブキヤ リアに割り当てる割り当て手段と、
を具備する OFDM送信装置。
[3] 前記データチャネルに誤り訂正符号化を施す符号化手段、
をさらに具備する請求項 2記載の OFDM送信装置。
[4] 前記決定手段において同一のレピテイシヨンパターンによって配置される複数のレ ピテイシヨンシンボルの一群に対し、 CRC (Cyclic Redundancy Check)符号を付カロす る付加手段、
をさらに具備する請求項 2記載の OFDM送信装置。
[5] 複数の所定レピテイシヨンパターンを用いて、受信信号で使用されているレピテイシ ヨンパターンを判定し、この判定結果に基づ 、て前記受信信号の制御情報を抽出す る判定手段と、
判定されたレピテイシヨンパターンを用いて、前記受信信号からデータチャネル信 号を合成する合成手段と、
を具備する OFDM受信装置。
[6] 前記判定手段は、
前記受信信号を前記複数の所定レピテイシヨンパターンのそれぞれと比較する比 較手段と、 前記比較手段の比較結果から、前記制御情報に相当する軟判定値を算出する算 出手段と、
前記軟判定値を用いて前記制御情報に軟判定誤り訂正復号化を施す復号化手段 と、
を具備する請求項 5記載の OFDM受信装置。
[7] 複数の所定レピテイシヨンパターンを用いて、受信信号力 複数のデータチャネル 信号を合成する合成手段と、
前記複数のデータチャネル信号を用いて、受信信号で使用されて ヽるレビティショ ンパターンを判定し、この判定結果に基づ 、て前記受信信号の制御情報を抽出する 判定手段と、
前記複数のデータチャネル信号の中から、判定されたレピテイシヨンパターンに対 応するデータチャネル信号を選択する選択手段と、
を具備する OFDM受信装置。
[8] 前記判定手段は、
前記複数のデータチャネル信号に誤り訂正復号化を施し、複数の復号信号を得る 復号化手段と、
前記複数の復号信号に対し CRC判定を行い、この CRC判定結果に基づいて、前 記制御情報を抽出する CRC判定手段と、
を具備し、
前記選択手段は、
前記 CRC判定結果に応じて、前記複数の復号信号から 1つを選択する、 請求項 7記載の OFDM受信装置。
[9] 前記判定手段は、
前記複数のデータチャネル信号に誤り訂正復号化を施し、複数の復号信号を得る 第 1の復号化手段と、
前記複数の復号信号から、前記制御情報に相当する軟判定値をそれぞれ算出す る算出手段と、
前記軟判定値を用いて前記制御情報に軟判定誤り訂正復号化を施し、前記制御 情報の復号信号を得る第 2の復号化手段と、
を具備し、
前記選択手段は、
前記第 2の復号化手段で得られる復号信号に基づいて、前記第 1の復号化手段で 得られる複数の復号信号から 1つを選択する、
請求項 7記載の OFDM受信装置。
[10] 請求項 1記載の OFDM送信装置を具備する通信端末装置。
[11] 請求項 1記載の OFDM送信装置を具備する基地局装置。
[12] 請求項 5記載の OFDM受信装置を具備する通信端末装置。
[13] 請求項 5記載の OFDM受信装置を具備する基地局装置。
[14] 請求項 7記載の OFDM受信装置を具備する通信端末装置。
[15] 請求項 7記載の OFDM受信装置を具備する基地局装置。
[16] データチャネルのレピテイシヨンパターンを前記データチャネルの制御情報の内容 に応じて決定する決定ステップと、
前記レピテイシヨンパターンで前記データチャネルをレピテイシヨンして送信する送 信ステップと、
を具備する OFDM送信方法。
[17] 複数の所定レピテイシヨンパターンを用いて、受信信号で使用されているレピテイシ ヨンパターンを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの結果に基づ!、て、前記受信信号の制御情報を抽出する抽出ス テツプと、
判定されたレピテイシヨンパターンを用いて、前記受信信号からデータチャネル信 号を合成する合成ステップと、
を具備する OFDM受信方法。
[18] 複数の所定レピテイシヨンパターンを用いて、受信信号力 複数のデータチャネル 信号を合成する合成ステップと、
前記複数のデータチャネル信号を用いて、受信信号で使用されて ヽるレビティショ ンパターンを判定する判定ステップと、 前記判定ステップの結果に基づ!、て、前記受信信号の制御情報を抽出する抽出ス テツプと、
前記複数のデータチャネル信号の中から、判定されたレピテイシヨンパターンに対 応するデータチャネル信号を選択する選択ステップと、
を具備する OFDM受信方法。
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