WO2007102344A1 - 無線通信装置および中継送信方法 - Google Patents

無線通信装置および中継送信方法 Download PDF

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WO2007102344A1
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communication device
systematic
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Ayako Horiuchi
Kenichi Miyoshi
Hiroaki Morino
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0097—Relays

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication apparatus and a relay transmission method.
  • a wireless communication relay station device (hereinafter referred to as a mobile station) between the base station and the wireless communication mobile station device (hereinafter referred to as a mobile station).
  • Relay transmission technology is being studied in which communication between a base station and a mobile station is performed via a relay station.
  • relay transmission technologies there is one that performs communication between a base station and a mobile station through a plurality of relay stations at the same time.
  • a plurality of relay stations can perform relay transmission in cooperation or cooperation, and a signal receiving base station or mobile station can receive signals from the plurality of relay stations to obtain a diversity effect.
  • Non-Patent Document 1 Kanno et al., “Cooperative relaying using STBC in multi-hop communication between single antenna terminals”, IEICE Technical Report, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, March 2004, ⁇ ⁇ ⁇ 2 003 -342, RCS2003-365, pp.71-76
  • Non-Patent Document 1 a signal with an error is not relayed to the signal receiving base station or mobile station, so that error propagation can be prevented. Thus, the diversity effect cannot be obtained at the base station or the mobile station.
  • An object of the present invention is to provide a radio communication apparatus and a relay transmission method that can obtain a diversity effect even when a relay station detects an error in a relay signal.
  • a wireless communication device of the present invention is a wireless communication device that performs relay transmission between a first wireless communication device and a second wireless communication device, and includes first error correction encoded first systematic bits and Receiving means for receiving the first data symbol comprising the first parity bit and the first wireless communication device; demodulating the first data symbol to obtain the first systematic bit and the first parity bit; A decoding means for obtaining the decoding result having the second systematic bit power after error correction decoding by performing error correction decoding on the first systematic bit using the first parity bit, and the decoding result An error determination means for determining whether or not there is an error in the data, a modulation means for generating a second data symbol including the second systematic bit when the decoding result has an error, and the second The Tashinboru adopts a configuration and a transmitting means for transmitting to said second non-line communication device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a mobile communication system according to each embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a relay station according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 Decoding result according to Embodiment 1 (modulation method: 16QAM)
  • FIG. 5 shows a bit string after the sign according to the first embodiment.
  • FIG. 6 Decoding result according to Embodiment 1 (modulation method: QPSK)
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a relay station according to Embodiment 2
  • FIG. 8 A combined bit string according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a relay station according to Embodiment 3.
  • FIG. 10 shows a bit string after repetition according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a relay station according to Embodiment 4.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a relay station according to Embodiment 5
  • the wireless communication device described below is a wireless communication device that relays and transmits a signal transmitted from the first wireless communication device to the second wireless communication device, for example, installed in a relay station used in a mobile communication system. It is what is done.
  • a radio communication apparatus that performs relay transmission will be described as a relay station, a first radio communication apparatus as a mobile station, and a second radio communication apparatus as a base station.
  • relay station 1 there are a plurality of relay stations (relay station 1, relay station 2), and these relay stations are The mobile station power transmission signal is relayed to the base station.
  • relay station 2 the relay station
  • these multiple relay stations cooperate or cooperate to perform relay transmission.
  • the mobile station, the relay station, and the base station perform transmission / reception in synchronization with each other in units of frames having a predetermined time length.
  • the mobile station performs error correction coding on transmission data (bit string) using a systematic code such as a turbo code.
  • the mobile station encodes the transmission bit string into a systematic bit that is an information bit itself and a parity bit that is a redundant bit by performing error correction coding on the transmission bit string using a systematic code. Therefore, the data symbols transmitted from the mobile station to the relay station are systematic bits with error correction codes. And parity bits.
  • the relay station After receiving and demodulating this data symbol, the relay station performs error correction decoding of the systematic bit using the parity bit by iterative decoding such as Tabo decoding, and obtains the systematic bit after error correction decoding.
  • the relay station in each of the following embodiments may be a relay station installed in advance, or other mobile stations such as an ad hoc network (see, for example, JP-A-2001-189971). It may be used as a relay station.
  • decoding is performed repeatedly using reliability information (for example, likelihood information) of the decoding result, thereby improving the reliability of determination and improving the error rate characteristics. Therefore, when iterative decoding is used as error correction decoding, even if there is an error in any bit of the decoding result, the number of bits is small, and the decoding result is likely to be close to the correct one. . In other words, if iterative decoding is used as error correction decoding, even if an error is detected in the decoding result by CRC (Cyclic Redundancy Check) etc., it is only a part, and most systematic bits can be correct. High nature.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the base station can obtain a diversity effect for systematic bits. Furthermore, since the base station can sufficiently correct the error during error correction decoding due to the diversity effect, it is possible to prevent error propagation.
  • the relay station when there is an error in the decoding result composed of systematic bits after error correction decoding, the relay station according to the present embodiment transmits a data symbol including the systematic bits to the base station.
  • FIG. 2 shows the configuration of relay station 100 according to the present embodiment.
  • the above relay station 1 and relay station 2 have the same configuration. Further, in the following description, the description is limited to relay transmission on the uplink, but downlink transmission can be performed in the same manner as the uplink.
  • radio receiving section 102 receives a data symbol transmitted from a mobile station via antenna 101, performs radio processing such as down-conversion, and performs demodulation section 103. Output to.
  • Data symbols # 1 to # 4 received by radio receiving section 102 are shown in FIG. As shown in this figure, received data symbols # 1 to # 4 also have systematic bit (S) and parity bit (P) powers that are error-corrected codes.
  • 16QAM is used as the modulation method in the mobile station.
  • Demodulation section 103 demodulates received data symbols # 1 to # 4 to obtain systematic bits S to S and parity bits P to P, and outputs them to decoding section 104.
  • Decoding section 104 performs error correction decoding on the systematic bits using the notation bits by iterative decoding such as turbo decoding, and obtains a decoding result including the systematic bits after error correction decoding.
  • Decoding section 104 uses systematic bits S to S using NORITY bits P to P.
  • the decoding unit 104 transmits the decoding result to the error determination unit 105.
  • Error determination section 105 determines whether or not there is an error in the decoding result using CRC. That is, the error determination unit 105 determines whether or not there is an error in any of the systematic bits S ′ to S ′.
  • error determination section 105 outputs the determination result (when there is an error: NG, when there is no error: OK) to selection section 107. Note that the presence / absence of an error is usually determined for each frame.
  • the code unit 106 performs error correction coding on the decoding result to obtain systematic bits and parity bits subjected to error correction coding.
  • the code key unit 106 uses a systematic code such as a turbo code to error-code the decoded result.
  • the parity bit P ' ⁇ ⁇ ' which is a bit is obtained.
  • the sign key 106 has this bit.
  • the column is output to the selection unit 107.
  • the selection unit 107 is input from the decoding unit 104 according to the determination result in the error determination unit 105.
  • the decoding result (FIG. 4) or the bit string (FIG. 5) input from the code key unit 106 is selected and output to the modulation unit 108.
  • selection section 107 selects the decoding result and outputs it to modulation section 108. . Therefore, when there is an error in the decoding result in the decoding unit 104, the modulation unit 108 modulates the decoding result to generate data symbols 2 having only the systematic bits S ′ to S ′ as shown in FIG.
  • selection section 107 receives the bit string input from coding section 106 (see FIG. Select 5) and output to modulation section 108. Therefore, when there is no error in the decoding result in the decoding unit 104, the modulation unit 10 8 modulates the bit string as shown in FIG. 5, and systematic bits S ′ to S ′ and
  • the modulation method here is 16QAM as above.
  • Radio transmission section 109 performs radio processing such as up-conversion on the data symbols input from modulation section 108, and transmits the result to the base station via antenna 101.
  • the modulation unit 108 As shown in FIG. 1, it becomes easy for base stations to synthesize data symbols composed of the same systematic bits. If the channel between relay station 1 and base station can be separated from the channel between relay station 2 and base station, data symbols composed of the same systematic bits are relayed at the same timing. There is no need to transmit from station 1 and relay station 2.
  • relay station 100 transmits the parity bit generated by the error correction code key in code key section 106 to the base station. This is because, when there is an error in the decoding result in the decoding unit 104, the reliability of the parity bit that can obtain the decoding result power is very low.
  • the modulation level when there is an error in the decoding result at decoding section 104 is different from the modulation level when there is no error in the decoding result at decoding section 104. It may be small. For example, when the modulation scheme when there is no error is 16QAM as described above, the modulation scheme when there is an error is QPSK as shown in FIG. This is because the parity bit is not transmitted when there is an error in the decoding result in the decoding unit 104. Therefore, the systematic bit with the error is also reduced by reducing the modulation level using the band allocated to the parity bit. This is to reduce the probability of further mistakes at the base station.
  • the relay station when there is an error in the decoding result including the systematic bits after error correction decoding, transmits a data symbol including the systematic bits to the base station. Is the same as in the first embodiment, but differs from the first embodiment in that the data symbol includes a parity bit after hard decision.
  • FIG. 7 shows the configuration of relay station 200 according to the present embodiment.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the systematic bits S to S and the parity bits P to P obtained by the demodulation unit 103 are:
  • Hard decision section 201 makes a hard decision on NOR bits P to P, and NOR bit after the hard decision P "
  • the hard decision unit 201 sends the parity bit string after the hard decision to the combining unit 202.
  • the decoding result (FIG. 4) obtained by decoding section 104 is input to error determination section 105, encoding section 106, and combining section 202.
  • the combining unit 202 combines the bit string input from the hard decision unit 201 and the bit string input from the decoding unit 104 as shown in FIG.
  • the selection unit 107 determines whether the bit string input from the combining unit 202 (FIG. 8) or the bit string input from the code key unit 106 (FIG. 5) is shifted according to the determination result in the error determination unit 105. Select and output to modulation section 108.
  • selection section 107 selects the bit string (FIG. 8) to which combining section 202 is also input and outputs it to modulation section 108. Therefore, the decryption unit 10
  • the modulation unit 108 modulates the bit string as shown in FIG. 8 to form a data symbol composed of systematic bits S ′ to S ′ and parity bits P ′′ to P ′′. # 1 to # 4 are generated and output to radio transmission section 109.
  • the base station can obtain the diversity effect even with the parity bit.
  • FIG. 9 shows the configuration of relay station 300 according to the present embodiment.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the decoding result (FIG. 4) obtained by decoding section 104 is input to error determination section 105, encoding section 106, and repetition section 301. [0047]
  • the repetition unit 301 converts the systematic bits S and S 'of the decoding result into a repetition (
  • the repetition factor (RF) is selected even when the selection unit 107 selects the bit string input from the repetition unit 301, and the bit string (FIG. 5) input from the code unit 106 is selected.
  • repetition unit 301 outputs the bit string shown in FIG. 10 to selection unit 107.
  • the selection unit 107 selects either the bit string input from the repetition unit 301 (FIG. 10) or the bit string input from the code unit 106 (FIG. 5) according to the determination result in the error determination unit 105. Is output to the modulation unit 108.
  • selection section 107 selects the bit string (FIG. 10) input from repetition section 301 and outputs it to modulation section 108. To do. Therefore, when there is an error in the decoding result in the decoding unit 104, the modulation unit 108 modulates the bit string including the same plurality of systematic bits as shown in FIG. 10, and systematic bits S ′ to S 'Data symbols # 1 to # 4 consisting only of'
  • the systematic bits generated by duplication are also subject to relay transmission.
  • the diversity effect of the systematic bit can be further enhanced.
  • FIG. 11 shows the configuration of relay station 400 according to the present embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the decoding result (FIG. 4) obtained by decoding section 104 is input to error determination section 105, encoding section 106, and transmission power control section 401.
  • error determination section 105 error determination section 105
  • encoding section 106 encoding section 106
  • transmission power control section 401 transmission power control section 401.
  • the transmission power control unit 401 transmits the systematic bits S ′ to S ′ of the decoding result.
  • the transmission power control unit 40 1 then decodes the transmission result after increasing the transmission power (systematic bits S ′ to S ′ after increasing the transmission power.
  • the number of decoding units 104 is expected to increase. In this way, when there are many systematic bits with errors in the decoding result in decoding section 104, if data symbols generated from the decoding results are transmitted to the base station, it becomes impossible to prevent error propagation, On the contrary, the error rate characteristics may be degraded.
  • the relay station does not transmit data symbols including erroneous systematic bits to the base station when the channel quality of the received data symbols is less than the threshold.
  • FIG. 12 shows the configuration of relay station 500 according to the present embodiment.
  • the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the data symbol subjected to radio processing by radio reception section 102 is input to demodulation section 103 and channel quality measurement section 501.
  • Channel quality measurement section 501 measures the channel quality of received data symbols and sends the measurement results. To the communication control unit 502. The line quality measurement unit 501 measures the line quality by, for example, SIR, SNR, SINR, CIR, CNR, CINR, RSSI, received strength, received power, interference power, error rate, transmission rate, throughput, and interference amount. This is done using MCS that can achieve the specified error rate, line fluctuation, mobile station moving speed, or the specified error rate. In addition, channel quality may be expressed as reception quality, CQI (nannel quality information), or CSI (Cnannei State Information).
  • the determination result in error determination unit 105 is input to selection unit 107 and transmission control unit 502.
  • Transmission control section 502 controls the operation of radio transmission section 109 according to the line quality of the received data symbol and the determination result in error determination section 105.
  • transmission control section 502 operates radio transmission section 109 regardless of the channel quality of the received data symbol. Therefore, in this case, the radio transmission unit 109 performs systematic bits S ′ to S ′ and parity bits P ′ to
  • transmission control section 502 compares the channel quality of the received data symbol with! / And the value.
  • transmission control section 502 causes radio transmission section 109 to operate. Therefore, in this case, radio transmission section 109 transmits a data symbol (FIG. 4) consisting only of systematic bits S ′ to S ′.
  • transmission control section 502 stops the operation of radio transmission section 109. Therefore, in this case, the wireless transmission unit 109 stops transmission. That is, in this case, the wireless transmission unit 109 performs systematic bits S ′ to S.
  • a plurality of threshold values! / And values may be used.
  • two threshold values, threshold A and threshold B higher than threshold A, are used, and data consisting of systematic bits S, ⁇ S 'is determined by threshold A.
  • threshold value B determines whether parity bit P " ⁇ P" Control whether or not to transmit data symbols. This is because both the systematic bit and the parity bit are transmitted when the channel quality is high, so the error is less likely to occur, and when the channel quality is low, the error is more likely to occur. This is because only the systematic bits are transmitted.
  • the number of relay stations may be three or more.
  • another relay station may exist between the relay station and the base station, or between the mobile station and the relay station.
  • the relay station in each of the above embodiments may transmit information to the base station that can distinguish between data symbols including erroneous systematic bits and data symbols not including them. For example, the relay station adds a flag '1' to the head of a frame composed of data symbols that contain systematic bits with errors, and adds data symbol power that does not contain systematic bits with errors. A flag “0” is added at the head so that both data symbols can be distinguished at the base station.
  • the base station in each of the above embodiments may be represented as Node B, and the mobile station as UE.
  • the relay station in each of the above embodiments may be called a repeater, a simple base station, a cluster head, or the like.
  • each functional block used in the description of the above embodiments is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. Here, it is sometimes called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI, depending on the difference in power integration.
  • circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible.
  • FPGA Field Progra
  • FPGA Field Progra
  • reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of circuit cells inside the LSI.
  • the present invention can be applied to a communication system (for example, a multi-hop system) in which a wireless communication device such as a mobile station or a base station performs wireless communication via a relay station.
  • a communication system for example, a multi-hop system
  • a wireless communication device such as a mobile station or a base station performs wireless communication via a relay station.

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Abstract

　基地局と移動局との間の通信を中継局を介して行う場合に、中継局が中継信号に誤りを検出した場合でもダイバーシチ効果を得ることができる中継送信方法。この方法に用いられる中継局において、復号部（１０４）は、ターボ復号等の繰り返し復号により、パリティビットを用いてシステマチックビットを誤り訂正復号して、誤り訂正復号後のシステマチックビットからなる復号結果を得る。誤り判定部（１０５）は、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いて復号結果の誤りの有無を判定する。符号化部（１０６）は、復号結果を誤り訂正符号化して、誤り訂正符号化されたシステマチックビットおよびパリティビットを得る。選択部（１０７）は、誤り判定部（１０５）での判定結果に従って、復号部（１０４）から入力された復号結果または符号化部（１０６）から入力されたビット列のいずれかを選択して変調部（１０８）に出力する。

Description

明 細 書
無線通信装置および中継送信方法
技術分野
[0001] 本発明は、無線通信装置および中継送信方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、携帯電話機等に代表されるセルラ移動体通信システムにお 、ては、情報の マルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像、動画像等の大容量デ ータを伝送することが一般化しつつある。大容量データの伝送を実現するために、高 周波の無線帯域を利用して高伝送レートを実現する技術に関して盛んに検討がなさ れている。
[0003] しかし、高周波の無線帯域を利用した場合、近距離では高伝送レートを期待できる 一方、遠距離になるにしたがい伝送距離による減衰が大きくなる。よって、高周波の 無線帯域を利用した移動体通信システムを実際に運用する場合は、各無線通信基 地局装置（以下、基地局と省略する）のカバーエリアが小さくなり、このため、より多く の基地局を設置する必要が生じる。基地局の設置には相応のコストがかかるため、基 地局数の増加を抑制しつつ、高周波の無線帯域を利用した通信サービスを実現す るための技術が強く求められている。
[0004] このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と無線 通信移動局装置 (以下、移動局と省略する）との間に無線通信中継局装置 (以下、中 継局と省略する)を設置し、基地局と移動局との間の通信を中継局を介して行う中継 送信技術が検討されている。
[0005] また、中継送信技術の 1つに、基地局と移動局との間の通信を同時に複数の中継 局を介して行うものがある。この技術では、複数の中継局が協力または協同して中継 送信を行い、信号受信側の基地局または移動局では複数の中継局からの信号を受 信してダイバーシチ効果を得ることができる。
[0006] また、中継送信において誤りの伝搬を防ぐために、中継局が中継信号に対して誤り 検出を行い、誤りが有る信号を中継しないという中継送信技術が提案されている（非 特許文献 1参照)。
非特許文献 1：宫野他，「単一アンテナ端末間マルチホップ通信における STBCを利 用した協力中継方式」，信学技報，社団法人電子情報通信学会， 2004年 3月， Α·Ρ2 003-342、 RCS2003- 365, pp.71- 76
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、上記非特許文献 1記載の中継送信技術では、誤りが有る信号は信号 受信側の基地局または移動局へ中継送信されないため、誤りの伝搬を防ぐことがで きる一方で、基地局または移動局ではダイバーシチ効果は得られなくなってしまう。
[0008] 本発明の目的は、中継局が中継信号に誤りを検出した場合でもダイバーシチ効果 を得ることができる無線通信装置および中継送信方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明の無線通信装置は、第 1無線通信装置と第 2無線通信装置との間で中継送 信を行う無線通信装置であって、誤り訂正符号化された第 1システマチックビットおよ び第 1パリティビットからなる第 1データシンボルを前記第 1無線通信装置力 受信す る受信手段と、前記第 1データシンボルを復調して前記第 1システマチックビットおよ び前記第 1パリティビットを得る復調手段と、前記第 1パリティビットを用いて前記第 1 システマチックビットを誤り訂正復号して、誤り訂正復号後の第 2システマチックビット 力 なる復号結果を得る復号手段と、前記復号結果に誤りが有る力否かを判定する 誤り判定手段と、前記復号結果に誤りが有る場合、前記第 2システマチックビットを含 む第 2データシンボルを生成する変調手段と、前記第 2データシンボルを前記第 2無 線通信装置へ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、中継局が中継信号に誤りを検出した場合でもダイバーシチ効果 を得ることができる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]各実施の形態に係る移動体通信システムの構成図 [図 2]実施の形態 1に係る中継局の構成を示すブロック図
[図 3]実施の形態 1に係る受信データシンボル
[図 4]実施の形態 1に係る復号結果 (変調方式： 16QAM)
[図 5]実施の形態 1に係る符号ィ匕後のビット列
[図 6]実施の形態 1に係る復号結果 (変調方式： QPSK)
[図 7]実施の形態 2に係る中継局の構成を示すブロック図
[図 8]実施の形態 2に係る結合後のビット列
[図 9]実施の形態 3に係る中継局の構成を示すブロック図
[図 10]実施の形態 3に係るレピテイシヨン後のビット列
[図 11]実施の形態 4に係る中継局の構成を示すブロック図
[図 12]実施の形態 5に係る中継局の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
[0012] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。以下に説明 する無線通信装置は、第 1無線通信装置から送信された信号を第 2無線通信装置へ 中継送信する無線通信装置であって、例えば、移動体通信システムにおいて使用さ れる中継局に搭載されるものである。なお、以下の各実施の形態では、中継送信を 行う無線通信装置を中継局、第 1無線通信装置を移動局、第 2無線通信装置を基地 局として説明する。
[0013] また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、図 1に示すように、複 数の中継局（中継局 1,中継局 2)が存在し、これら複数の中継局が移動局力 の送 信信号を基地局へ中継送信する。また、これら複数の中継局は協力または協同して 中継送信を行う。移動局、中継局および基地局は、所定の時間長を有するフレーム を単位として互いに同期して送受信を行う。
[0014] また、この移動体通信システムでは、移動局は、ターボ符号等の組織符号を用いて 送信データ (ビット列)を誤り訂正符号化する。移動局は、送信ビット列を組織符号を 用いて誤り訂正符号ィ匕することによって、送信ビット列を情報ビットそのものであるシ ステマチックビットと冗長ビットであるパリティビットとに符号ィ匕する。よって、移動局か ら中継局へ送信されるデータシンボルは、誤り訂正符号ィ匕されたシステマチックビット およびパリティビットからなる。中継局は、このデータシンボルを受信し復調した後、タ 一ボ復号等の繰り返し復号によりパリティビットを用いてシステマチックビットを誤り訂 正復号して、誤り訂正復号後のシステマチックビットを得る。
[0015] なお、以下の各実施の形態における中継局は予め設置された中継局であってもよ いし、アドホック網（例えば、特開 2001— 189971号公報参照）のように他の移動局 を中継局として利用してもよい。
[0016] (実施の形態 1)
ターボ復号等の繰り返し復号では、復号結果の信頼度情報 (例えば、尤度情報)を 用いて繰り返して復号を行うことにより、判定の信頼性を向上させて誤り率特性を向 上させている。よって、誤り訂正復号として繰り返し復号を用いると、復号結果のいず れかのビットに誤りが有ったとしても、そのビット数は少なぐ復号結果は正しいものに 近くなつている可能性が高い。つまり、誤り訂正復号として繰り返し復号を用いると、 C RC (Cyclic Redundancy Check)等により復号結果に誤りが検出された場合でも、そ く一部であり、ほとんどのシステマチックビットは正しいものである可能性が高い。よつ て、このような復号結果はたとえ誤りが有っても中継送信の対象とすることで、基地局 ではシステマチックビットについてダイバーシチ効果を得ることができる。さらに、基地 局では、ダイバーシチ効果により、誤り訂正復号時にその誤りを十分訂正可能なため 、誤りの伝搬も防ぐことができる。
[0017] そこで、本実施の形態に係る中継局は、誤り訂正復号後のシステマチックビットから なる復号結果に誤りが有る場合、そのシステマチックビットを含むデータシンボルを基 地局へ送信する。
[0018] 本実施の形態に係る中継局 100の構成を図 2に示す。なお、上記の中継局 1およ び中継局 2は同一の構成を有する。また、以下の説明では、上り回線での中継送信 に限定して説明するが、上り回線と同様にして下り回線の中継送信を行うことができ る。
[0019] 中継局 100において、無線受信部 102は、移動局から送信されたデータシンボル をアンテナ 101を介して受信し、ダウンコンバート等の無線処理を行って復調部 103 に出力する。
[0020] 無線受信部 102によって受信されるデータシンボル # 1〜# 4を図 3に示す。この 図に示すように、受信データシンボル # 1〜# 4は、誤り訂正符号ィ匕されたシステマ チックビット（S)およびパリティビット（P)力もなる。ここでは、移動局における誤り訂正 符号化の符号化率を R=1Z2とする。よって、システマチックビットとパリティビットの 割合は 1 : 1となる。また、ここでは、移動局における変調方式として 16QAMを用いる ものとする。
[0021] 復調部 103は、受信データシンボル # 1〜 # 4を復調してシステマチックビット S〜 Sおよびパリティビット P〜Pを得て、復号部 104に出力する。
8 1 8
[0022] 復号部 104は、ターボ復号等の繰り返し復号により、ノ^ティビットを用いてシステマ チックビットを誤り訂正復号して、誤り訂正復号後のシステマチックビットからなる復号 結果を得る。復号部 104は、ノ リティビット P〜Pを用いてシステマチックビット S〜S
1 8 1 を誤り訂正復号して、図 4に示すように、誤り訂正復号後のシステマチックビット S '〜
8 1
S 'からなる復号結果を得る。そして、復号部 104は、この復号結果を誤り判定部 105
8
,符号化部 106および選択部 107に出力する。
[0023] 誤り判定部 105は、 CRCを用いて復号結果に誤りが有る力否かを判定する。つまり 、誤り判定部 105は、システマチックビット S '〜S 'のいずれかに誤りが有る力否かを
1 8
判定する。そして、誤り判定部 105は、判定結果 (誤りが有る場合: NG,誤りが無い 場合: OK)を選択部 107に出力する。なお、誤りの有無の判定は、通常、フレーム毎 に行われる。
[0024] 符号ィ匕部 106は、復号結果を誤り訂正符号ィ匕して、誤り訂正符号化されたシステマ チックビットおよびパリティビットを得る。符号ィ匕部 106は、ターボ符号等の組織符号 を用いて復号結果を誤り訂正符号ィ匕する。ここでの符号ィ匕率は移動局における符号 化率と同様、 R=1Z2とする。よって、符号ィ匕部 106での誤り訂正符号ィ匕により、図 5 に示すように、復号結果そのものであるシステマチックビット S '〜S 'と、新たな冗長
1 8
ビットであるパリティビット P '〜Ρ 'とが得られる。そして、符号ィ匕部 106は、このビット
1 8
列を選択部 107に出力する。
[0025] 選択部 107は、誤り判定部 105での判定結果に従って、復号部 104から入力され た復号結果 (図 4)または符号ィ匕部 106から入力されたビット列（図 5)のいずれかを選 択して変調部 108に出力する。
[0026] ここで、通常、 CRCを用いた誤り検出では、復号結果に誤りが有るか否かを判定す ることはできるが、復号結果中のどのビットに誤りが有る力、および、誤りが有るビット の数までは検出することができない。よって、誤り判定部 105により復号結果に誤りが 有ると判定された場合でも、上記のように、システマチックビット S，〜S 'のうち誤りの
1 8
有るシステマチックビットはごく一部であり、ほとんどのシステマチックビットには誤りが 無い可能性が高い。
[0027] そこで、選択部 107は、復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが有る場合 (誤り判 定結果が NGの場合）、その復号結果を選択して変調部 108に出力する。よって、復 号部 104での復号結果に誤りが有る場合、変調部 108は、図 4に示すように、その復 号結果を変調してシステマチックビット S '〜S 'のみ力もなるデータシンボル 2
1 8
を生成し、無線送信部 109に出力する。ここでは、変調方式として、移動局同様、 16 QAMを用いるものとする。
[0028] 一方、復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが無い場合 (誤り判定結果が OKの場 合）は、選択部 107は、符号ィ匕部 106から入力されたビット列（図 5)を選択して変調 部 108に出力する。よって、復号部 104での復号結果に誤りが無い場合、変調部 10 8は、図 5に示すように、そのビット列を変調してシステマチックビット S '〜S 'および
1 8 ノ リティビット P '〜Ρ 'からなるデータシンボル # 1〜# 4を生成し、無線送信部 109
1 8
に出力する。ここでの変調方式は上記同様 16QAMとする。
[0029] そして、無線送信部 109は、変調部 108から入力されたデータシンボルに対しアツ プコンバート等の無線処理を行って、アンテナ 101を介して基地局へ送信する。
[0030] ここで、図 1に示す移動体通信システムにおいて、中継局 1では復号結果に誤りが 有り、中継局 2では復号結果に誤りが無い場合もある。この場合でも基地局において 中継局 1からのシステマチックビットと中継局 2からのシステマチックビットとを合成しや すいように、変調部 108は、図 5に示すように、システマチックビットとパリティビットとを 別々に分けて変調する。このように変調することで中継局 1と中継局 2が同じタイミン グで同じシステマチックビットで構成されるデータシンボルを基地局へ送信できるため (図 4,図 5)、基地局では互いに同じシステマチックビットから構成されるデータシン ボル同士を合成することが容易となる。なお、中継局 1—基地局間のチャネルと、中 継局 2—基地局間のチャネルとを分離できる場合は、このように同じシステマチックビ ットで構成されるデータシンボルが同じタイミングで中継局 1と中継局 2から送信され る必要は特にない。
[0031] なお、復号部 104での復号結果に誤りが無い場合にのみ、中継局 100が符号ィ匕部 106での誤り訂正符号ィ匕により生成されたパリティビットを基地局へ送信するのは、 復号部 104での復号結果に誤りが有る場合は、その復号結果力も得られるパリティビ ットの信頼度が非常に低いからである。
[0032] また、本実施の形態では、変調部 108において、復号部 104での復号結果に誤り が有る場合の変調レベルを、復号部 104での復号結果に誤りが無い場合の変調レ ベルより小さくしてもよい。例えば、誤りが無い場合の変調方式が上記のように 16QA Mである場合、誤りが有る場合の変調方式を図 6に示すように QPSKとする。これは、 復号部 104での復号結果に誤りが有る場合パリティビットが送信されないので、パリ ティビットに割り当てられている帯域も使用して変調レベルを下げることにより、誤りが 有るシステマチックビットが中継局 基地局でさらに誤る確率を低下させるためであ る。
[0033] このようにして、本実施の形態では、誤りの伝搬を防ぎつつ基地局においてダイバ ーシチ効果を得ることができる。
[0034] (実施の形態 2)
復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが有る場合でも、受信データシンボル（図 3) に含まれるパリティビット P〜Pの
1 8 信頼度は高いこともある。
[0035] そこで、本実施の形態に係る中継局は、誤り訂正復号後のシステマチックビットから なる復号結果に誤りが有る場合、そのシステマチックビットを含むデータシンボルを基 地局へ送信する点においては実施の形態 1と同一である力 そのデータシンボルに 硬判定後のパリティビットを含める点において実施の形態 1と相違する。
[0036] 本実施の形態に係る中継局 200の構成を図 7に示す。図 7において実施の形態 1 ( 図 2)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。 [0037] 復調部 103で得られたシステマチックビット S〜Sおよびパリティビット P〜Pは、
1 8 1 8 復号部 104および硬判定部 201に入力される。
[0038] 硬判定部 201は、ノ リティビット P〜Pを硬判定して、硬判定後のノ リティビット P "
1 8 1
〜P "を得る。そして、硬判定部 201は、硬判定後のパリティビット列を結合部 202に
8
出力する。
[0039] 復号部 104で得られた復号結果（図 4)は、誤り判定部 105,符号化部 106および 結合部 202に入力される。
[0040] 結合部 202は、硬判定部 201から入力されるビット列と復号部 104から入力される ビット列とを図 8に示すように結合して選択部 107に出力する。
[0041] 選択部 107は、誤り判定部 105での判定結果に従って、結合部 202から入力され たビット列（図 8)または符号ィ匕部 106から入力されたビット列（図 5)の 、ずれかを選 択して変調部 108に出力する。
[0042] 復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが無い場合の選択部 107の動作は実施の 形態 1と同じであるため説明を省略する。
[0043] 一方、復号部 104での復号結果に誤りが有る場合は、選択部 107は、結合部 202 力も入力されたビット列（図 8)を選択して変調部 108に出力する。よって、復号部 10
4での復号結果に誤りが有る場合、変調部 108は、図 8に示すように、そのビット列を 変調して、システマチックビット S '〜S 'およびパリティビット P "〜P "からなるデータ シンボル # 1〜# 4を生成し、無線送信部 109に出力する。
[0044] このように、本実施の形態によれば、復号部 104での復号結果に誤りが有る場合は
、硬判定後のパリティビットも中継送信の対象とするため、復号部 104での復号結果 に誤りが有る場合でも、基地局ではさらにパリティビットにっ 、てもダイバーシチ効果 を得ることができる。
[0045] (実施の形態 3)
本実施の形態に係る中継局 300の構成を図 9に示す。図 9において実施の形態 1 ( 図 2)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
[0046] 復号部 104で得られた復号結果（図 4)は、誤り判定部 105,符号化部 106および レピテイシヨン部 301に入力される。 [0047] レピテイシヨン部 301は、復号結果のシステマチックビット S，〜S 'をレピテイシヨン（
1 8
複製)する。ここでのレピテイシヨン'ファクター (RF)は、選択部 107においてレビティ シヨン部 301から入力されたビット列が選択される場合でも、符号ィ匕部 106から入力さ れたビット列（図 5)が選択される場合でも、伝送レートを一定にするため、符号化部 1 06での符号化率 R= lZ2に合わせて RF= 2とする。よって、レピテイシヨン後のビッ ト列は図 10に示すようになり、 RF = 2では同一のシステマチックビットが 2つずつ得ら れる。そして、レピテイシヨン部 301は、図 10に示すビット列を選択部 107に出力する
[0048] 選択部 107は、誤り判定部 105での判定結果に従って、レピテイシヨン部 301から 入力されたビット列（図 10)または符号ィ匕部 106から入力されたビット列（図 5)の 、ず れかを選択して変調部 108に出力する。
[0049] 復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが無い場合の選択部 107の動作は実施の 形態 1と同じであるため説明を省略する。
[0050] 一方、復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが有る場合は、選択部 107は、レピテ イシヨン部 301から入力されたビット列（図 10)を選択して変調部 108に出力する。よ つて、復号部 104での復号結果に誤りが有る場合、変調部 108は、図 10に示すよう に、同一の複数のシステマチックビットが含まれるそのビット列を変調してシステマチ ックビット S '〜S 'のみからなるデータシンボル # 1〜# 4を生成し、無線送信部 109
1 8
に出力する。
[0051] このように、本実施の形態によれば、復号部 104での復号結果に誤りが有る場合は 、複製して生成したシステマチックビットも中継送信の対象とするため、基地局では同 一のシステマチックビット同士を合成することにより、システマチックビットについての ダイバーシチ効果をさらに高めることができる。
[0052] (実施の形態 4)
本実施の形態に係る中継局 400の構成を図 11に示す。図 11にお 、て実施の形態 1 (図 2)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
[0053] 復号部 104で得られた復号結果（図 4)は、誤り判定部 105,符号化部 106および 送信電力制御部 401に入力される。 [0054] ここで、本実施の形態では、復号部 104での復号結果に誤りが有る場合は、実施 の形態 1同様、システマチックビットのみ力もなりパリティビットを含まな 、データシンポ ルを生成するため、パリティビットの送信に要する分の送信電力をシステマチックビッ トに割り当てることが可能である。
[0055] そこで、送信電力制御部 401は、復号結果のシステマチックビット S '〜S 'の送信
1 8 電力をパリティビットの送信に要する分だけ増力 tlさせる。そして、送信電力制御部 40 1は、送信電力増加後の復号結果 (送信電力増加後のシステマチックビット S '〜S '
1 8
)を選択部 107に出力する。
[0056] 以降の処理は実施の形態 1と同一であるため、説明を省略する。
[0057] このように、本実施の形態によれば、復号部 104での復号結果に誤りが有る場合は
、送信電力を増加させたシステマチックビットを中継送信の対象とするため、システマ チックビットの誤り率特性が向上し、基地局ではシステマチックビットにっ 、てのダイ バーシチ効果をさらに高めることができる。
[0058] (実施の形態 5)
中継局 100 (図 2)での受信データシンボルの回線品質が低 ヽ場合は、復号部 104 数が多くなると予想される。このように復号部 104での復号結果に誤りの有るシステマ チックビットが多く存在する場合、その復号結果から生成されたデータシンボルを基 地局へ送信すると、誤りの伝搬を防ぐことができなくなり、かえって誤り率特性が劣化 してしまうことがある。
[0059] そこで、本実施の形態に係る中継局は、受信データシンボルの回線品質がしきい 値未満の場合は、誤りの有るシステマチックビットを含むデータシンボルの基地局へ の送信を行わない。
[0060] 本実施の形態に係る中継局 500の構成を図 12に示す。図 12において実施の形態 1 (図 2)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
[0061] 無線受信部 102で無線処理を施されたデータシンボルは、復調部 103および回線 品質測定部 501に入力される。
[0062] 回線品質測定部 501は、受信データシンボルの回線品質を測定して測定結果を送 信制御部 502に出力する。回線品質測定部 501は、回線品質の測定を、例えば、 SI R、 SNR、 SINR、 CIR、 CNR、 CINR、 RSSI、受信強度、受信電力、干渉電力、誤 り率、伝送レート、スループット、干渉量、回線変動、移動局の移動速度、または、所 定の誤り率を達成できる MCS等を用いて行う。また、回線品質は、受信品質、 CQI ( し nannel Quality Information)ま 7こは CSI (Cnannei State Informationノ等と表 れるこ とがある。
[0063] また、誤り判定部 105での判定結果が、選択部 107および送信制御部 502に入力 される。
[0064] 送信制御部 502は、受信データシンボルの回線品質および誤り判定部 105での判 定結果に従って、無線送信部 109の動作を制御する。
[0065] 送信制御部 502は、復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが無い場合は、受信デ ータシンボルの回線品質にかかわらず、無線送信部 109を動作させる。よって、この 場合は、無線送信部 109は、システマチックビット S '〜S 'およびパリティビット P '〜
1 8 1
P 'からなるデータシンボル # 1〜# 4 (図 5)を送信する。
8
[0066] 一方、復号部 104での復号結果（図 4)に誤りが有る場合は、送信制御部 502は、 受信データシンボルの回線品質としき!/、値とを比較する。
[0067] そして、受信データシンボルの回線品質がしき 、値以上の場合は、送信制御部 50 2は無線送信部 109を動作させる。よって、この場合は、無線送信部 109は、システ マチックビット S '〜S 'のみからなるデータシンボル（図 4)を送信する。
1 8
[0068] 一方、受信データシンボルの回線品質がしき!/、値未満の場合は、送信制御部 502 は無線送信部 109の動作を停止させる。よって、この場合は、無線送信部 109は送 信を停止する。つまり、この場合は、無線送信部 109は、システマチックビット S '〜S
1 8
'のみからなるデータシンボル（図 4)を送信しな！、。
[0069] なお、本実施の形態は実施の形態 2と組み合わせて実施することも可能である。
[0070] また、本実施の形態を実施の形態 2と組み合わせて実施した場合、複数のしき!/、値 を用いるようにしてもよい。例えば、しきい値 Aと、そのしきい値 Aよりも高いしきい値 B の 2つのしきい値を用い、しきい値 Aによりシステマチックビット S，〜S 'からなるデー
1 8
タシンボルを送信する力否か制御し、しきい値 Bによりパリティビット P "〜P "からな るデータシンボルを送信するか否か制御する。これは、回線品質が高いときは誤りが 発生する確率は低いのでシステマチックビットおよびパリティビットの双方を送信し、 回線品質が低いときは誤りが発生する確率が高いので、ノ^ティビットよりは誤りが発 生する確率が低 、システマチックビットのみを送信するようにするためである。
[0071] このようにして、本実施の形態によれば、受信データシンボルの回線品質が低い場 合に発生するおそれがある誤りの伝搬を防ぐことができ、その誤りの伝搬による誤り率 特性の劣化を防ぐことができる。
[0072] 以上、本発明の実施の形態について説明した。
[0073] なお、上記各実施の形態では、中継局の数が 3つ以上であってもよい。
[0074] また、上記各実施の形態では、中継局と基地局との間、または、移動局と中継局と の間に、さらに他の中継局が存在してもよい。
[0075] また、上記各実施の形態における中継局は、誤りの有るシステマチックビットを含む データシンボルと含まないデータシンボルとを区別できる情報を基地局へ送信しても よい。例えば、中継局は、誤りの有るシステマチックビットを含むデータシンボルから 構成されるフレームの先頭にフラグ ' 1，を付加し、誤りの有るシステマチックビットを含 まないデータシンボル力 構成されるフレームの先頭にフラグ' 0，を付カ卩して、基地 局にお 、て双方のデータシンボルを区別できるようにする。
[0076] また、上記各実施の形態における基地局は Node B、移動局は UEと表されることが ある。また、上記各実施の形態における中継局は、リピータ、簡易基地局、クラスタへ ッド等と呼ばれることもある。
[0077] また、上記各実施の形態では、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。
[0078] 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チップ化されてもよいし、一部または全 てを含むように 1チップィ匕されてもよい。ここでは、 LSIとした力 集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ウルトラ LSIと呼称されることもある。
[0079] 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 サで実現してもよい。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Progra mmable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフ ィギユラブル'プロセッサーを利用してもよい。
[0080] さらには、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 もよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
[0081] 2006年 2月 28曰出願の特願 2006— 053900の曰本出願に含まれる明細書、図 面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
産業上の利用可能性
[0082] 本発明は、移動局や基地局等の無線通信装置が中継局を介して無線通信を行う 通信システム (例えば、マルチホップシステム)等に適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1無線通信装置と第 2無線通信装置との間で中継送信を行う無線通信装置であ つて、
誤り訂正符号化された第 1システマチックビットおよび第 1パリティビットからなる第 1 データシンボルを前記第 1無線通信装置から受信する受信手段と、
前記第 1データシンボルを復調して前記第 1システマチックビットおよび前記第 1パ リティビットを得る復調手段と、
前記第 1パリティビットを用いて前記第 1システマチックビットを誤り訂正復号して、誤 り訂正復号後の第 2システマチックビットからなる復号結果を得る復号手段と、 前記復号結果に誤りが有るか否かを判定する誤り判定手段と、
前記復号結果に誤りが有る場合、前記第 2システマチックビットを含む第 2データシ ンボルを生成する変調手段と、
前記第 2データシンボルを前記第 2無線通信装置へ送信する送信手段と、 を具備する無線通信装置。
[2] 前記変調手段は、前記復号結果に誤りが有る場合、前記第 2システマチックビット のみ力もなる前記第 2データシンボルを生成する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[3] 前記第 2システマチックビットの送信電力をパリティビットの送信に要する分だけ増 カロさせる制御手段、をさらに具備し、
前記変調手段は、送信電力増加後の前記第 2システマチックビットのみ力 なる前 記第 2データシンボルを生成する
請求項 2記載の無線通信装置。
[4] 前記第 2システマチックビットを複製して同一の複数の第 2システマチックビットを得 る複製手段、をさらに具備し、
前記変調手段は、それら複数の第 2システマチックビットのみ力 なる前記第 2デー タシンボルを生成する、
請求項 2記載の無線通信装置。
[5] 前記第 1パリティビットを硬判定して、硬判定後の第 2パリティビットを得る硬判定手 段、をさらに具備し、
前記変調手段は、前記復号結果に誤りが有る場合、前記第 2システマチックビット および前記第 2パリティビットからなる前記第 2データシンボルを生成する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[6] 前記復号結果を誤り訂正符号化して、誤り訂正符号化された第 3システマチックビ ットおよび第 3パリティビットを得る符号ィ匕手段、をさらに具備し、
前記変調手段は、前記復号結果に誤りが無い場合、前記第 3システマチックビット および前記第 3パリティビットからなる前記第 2データシンボルを生成する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[7] 第 1無線通信装置と第 2無線通信装置との間で中継送信を行う無線通信装置にお ける中継送信方法であって、
誤り訂正符号化された第 1システマチックビットおよび第 1パリティビットからなる第 1 データシンボルを前記第 1無線通信装置から受信する受信工程と、
前記第 1データシンボルを復調して前記第 1システマチックビットおよび前記第 1パ リティビットを得る復調工程と、
前記第 1パリティビットを用いて前記第 1システマチックビットを誤り訂正復号して、誤 り訂正復号後の第 2システマチックビットからなる復号結果を得る復号工程と、 前記復号結果に誤りが有るか否かを判定する誤り判定工程と、
前記復号結果に誤りが有る場合、前記第 2システマチックビットを含む第 2データシ ンボルを生成する変調工程と、
前記第 2データシンボルを前記第 2無線通信装置へ送信する送信工程と、 を具備する中継送信方法。
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