(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化された符号語系列を送信する無線通信装置であって、
Ｋ個のビットからなる固定情報ブロックを符号化する符号化手段と、
前記符号化手段における符号化処理により得られた符号語系列をパンクチャパタンに基づいてパンクチャする手段であって、前記固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列において、パリティビットよりもシステマチックビットを優先してパンクチャし、前記先頭部及び前記末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列において、前記第１の符号語部分系列と異なるパンクチャパタンでパンクチャを行うパンクチャ手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記パンクチャ手段は、前記第２の符号語部分系列において、システマチックビットをパンクチャせず、パリティビットをパンクチャする
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信された符号語系列に関する受信側での受信成否に基づいて再送処理を制御する再送制御手段をさらに具備し、
前記パンクチャ手段は、再送回数に基づいて前記第２の符号語部分系列に対するパンクチャパタンを切り替える、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記パンクチャ手段は、前記第２の符号語部分系列よりも前記第１の符号語部分系列においてパンクチャビット数を多くする、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記符号化手段は、前記固定情報ブロックを畳み込み符号化し、
前記先頭部及び前記末尾部のそれぞれを構成するビットの数Ｍは、畳み込み符号拘束長Ｖに比例する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日広く普及している移動体通信では、様々な伝搬路環境でも高精度の通信が求められる。そして、厳しい伝搬路環境でも高精度の通信を実現する１つの手段として、誤り訂正符号化処理が送信データに施される。
【０００３】
３ＧＰＰ（非特許文献１参照）では、一連の送信データ列から、所定のビット数Ｋからなる複数の固定情報ブロックを形成し、この固定情報ブロックごとに対して誤り訂正符号化処理を行う。その一連の送信データ列がＫで割り切れる場合には問題がない。これに対して、その一連の送信データ列がＫで割り切れない場合には、その一連の送信データ列に対してビットパディングを行うことにより、その一連の送信データ列の先頭部分にパディングビットを配置して、ビット総数をＫで割り切れる数にする。そして、パディングビットが配置されたデータ列に対して、固定情報ブロックごとに符号化処理を行う。こうして拘束長Ｋの符号化処理を画一的に行うことができる。
【０００４】
また、誤り訂正符号化方式には、畳み込み符号化方式（例えば、特許文献１参照）、またはターボ符号化方式（例えば、非特許文献２）などがある。
【０００５】
そして、誤り訂正符号化処理によって得られた符号語はその後、変調部において変調処理されるが、レートマッチングを行うために変調処理の前にパンクチャ（つまり、間引き）が行われる。３ＧＰＰにも、ターボ符号化器及びパンクチャを行うレートマッチング装置に関する規定がある。また、パンクチャ処理を行ってレートマッチングを行う場合、ターボ符号化したデータ列の中から情報ビット（つまり、システマチックビット）を削除せず、パリティビットのみを削除する規定がある。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０３５８８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１１Ｖ８００
【非特許文献２】Claude Berrou, “Near Optimum Error Correcting Coding And Decoding: Turbo-Codes,” IEEE Trans. On Communications, Vol.44, No.10, Oct. 1996.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで一般的に、受信側での受信精度特性は、送信側の符号化処理に応じて異なることが知られている。
【０００９】
しかしながら、上記した従来の符号化処理では、受信側の受信精度特性について何ら配慮がなされていない。また、上記した従来のように符号語に対して行われるパンクチャ処理においても畳み込み符号化、ターボ符号化の特徴、そして受信精度特性に関する配慮が何らなされていない。
【００１０】
本発明の目的は、符号語に対するパンクチャ処理を符号化方式ごとに工夫することにより、受信精度特性を向上する無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無線通信装置は、符号化された符号語系列を送信する無線通信装置であって、Ｋ個のビットからなる固定情報ブロックを畳み込み符号化する畳み込み符号器を含む符号化手段と、前記符号化手段における符号化処理により得られた符号語系列をパンクチャパタンに基づいてパンクチャする手段であって、前記固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列と、前記先頭部及び前記末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列とで、前記パンクチャパタンを切り替えるパンクチャ手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、符号語に対するパンクチャ処理を符号化方式ごとに工夫することにより、受信精度特性を向上する符号化処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図２】図１における符号化処理部の構成を示すブロック図
【図３】図２に示されるインターリーバで用いられるインターリーバパラメータを示すテーブル
【図４】拘束長Ｋの固定情報ブロックにおけるビット位置ごとの誤り特性を示す図（畳み込み符号方式）
【図５】拘束長Ｋの固定情報ブロックにおけるビット位置ごとの誤り特性を示す図（ターボ符号方式）
【図６】パンクチャパタンの切り替えの説明に供する図
【図７】符号化率に応じたパンクチャパタンを示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１に示すように無線通信システム１０は、無線通信装置１００と、無線通信装置２００を有する。
【００１６】
図１において無線送信装置１００は、バッファ１１０と、符号化処理部１２０と、パンクチャ部１３０と、変調部１４０と、送信無線部１５０と、無線受信部１６０と、復調部１７０と、再送制御部１８０とを有する。
【００１７】
バッファ１１０は、初回送信の送信データを保持するとともに、その送信データを符号化処理部１２０に出力する。また、バッファ１１０は、再送制御部１８０からの再送制御信号に基づいて、当該再送制御信号に対応する保持データを符号化処理部１２０に出力する。
【００１８】
符号化処理部１２０は、畳み込み符号器を含む。この畳み込み符号器は、Ｋ個のビットからなる固定情報ブロックを入力とし、固定情報ブロック単位で畳み込み符号化処理を行う。畳み込み符号器は、符号拘束長Ｖで畳み込み符号化処理を行う。符号拘束長Ｖは、畳み込み符号器が備えるシフトレジスタの数＋１である。
【００１９】
具体的には、符号化処理部１２０は、図２に示すようにインターリーバ１２２と、要素符号器１２４−１，２とを有する。そして、上記した畳み込み符号器は、要素符号器１２４−１，２のそれぞれに設けられている。
【００２０】
インターリーバ１２２は、固定情報ブロックが入力され、この固定情報ブロックに対して所定のインターリーブパタンによりインターリーブ処理を施す。
【００２１】
このインターリーブ処理は、次の式で表される。
【００２２】
ｃ’ｉ＝ＣΠ（ｉ）
ただし、固定情報ブロックのビット列をｃ０，ｃ１，…，ｃＫ−１で表し、インターリーブ後のビット列をｃ’０，ｃ’１，…，ｃ’Ｋ−１で表す。また、ｉ＝０，１，…，（Ｋ−１）であり、Π（ｉ）＝（ｆ１・ｉ＋ｆ２・ｉ２）ｍｏｄＫであり、ｆ１およびｆ２はＫに依存する自然数である。
【００２３】
例えば、ｉ、Ｋｉ、ｆ１、ｆ２のインターリーバパラメータは、図３のテーブルを用いることができる。
【００２４】
要素符号器１２４−１，２は、入力データ列に対して畳み込み符号化処理を行う。要素符号器１２４−１は、固定情報ブロックそのものを畳み込み符号化処理する。要素符号器１２４−２は、インターリーバ１２２でインターリーブされた後の固定情報ブロックに対して畳み込み符号化処理を行う。
【００２５】
こうして符号化処理部１２０における誤り訂正符号化処理によって得られた符号語系列はパンクチャ部１３０へ出力される。
【００２６】
パンクチャ部１３０は、符号化処理部１２０から受け取る符号語系列をパンクチャする。パンクチャ部１３０は、固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列と、先頭部及び末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列とで、パンクチャパタンを切り替える。また、パンクチャ部１３０は、再送制御部１８０から再送回数情報を受け取り、再送回数に基づいて第２の符号語部分系列に対するパンクチャパタンを切り替える。さらに、パンクチャ部１３０は、第１の符号語部分系列において、パリティビットよりもシステマチックビットを優先してパンクチャする。
【００２７】
変調部１４０は、パンクチャ部１３０にてパンクチャされた後の送信データに変調処理を施し、得られる変調信号を送信無線部１５０へ出力する。
【００２８】
送信無線部１５０は、変調信号に対して所定の送信無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等）を施して、得られる無線信号をアンテナを介して無線通信装置２００へ送信する。
【００２９】
無線受信部１６０は、無線通信装置２００から送信された信号をアンテナを介して受信する。無線受信部１６０は、無線受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を施して、得られる信号を復調部１７０へ出力する。
【００３０】
復調部１７０は、無線受信部１６０から受け取る信号を復調する。
【００３１】
再送制御部１８０は、復調部１７０にて復調された信号から、受信成否情報（つまり、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報）を抽出する。この受信成否情報は、無線通信装置１００から送信された信号を受信した無線通信装置２００が受信信号の受信成否を判定し、この判定結果に応じてフィードバックしてくる情報である。
【００３２】
再送制御部１８０は、ＮＡＣＫ情報を受け取ると、このＮＡＣＫ情報に対応する送信データの再送を命じるために、バッファ１１０へ再送制御情報を出力するとともに、再送回数情報をパンクチャ部１３０へ出力する。
【００３３】
以上の構成を有する無線通信装置１００の動作について説明する。
【００３４】
バッファ１１０から出力された送信データは、符号化処理部１２０で符号化される。この符号化処理によって得られた符号語系列は、パンクチャ部１３０にてパンクチャされる。このとき、パンクチャ部１３０は、「符号語系列の部位」によってパンクチャパタンを切り替える。
【００３５】
ここで畳み込み符号が採用される場合の、Ｋビットからなる固定情報ブロックにおけるビット位置ごとの誤り特性が図４に示されている。図４において、横軸はビット位置を表し、縦軸はビット誤り率（ＢＥＲ）を表す。
【００３６】
図４に示されるように固定情報ブロックのうち先頭部および末尾部を除く中央部のビット位置群のＢＥＲが悪い。一方で、Ｍビットからなる先頭部および末尾部は、中央部に比べて、ＢＥＲが良い。ただしＭビットは、符号拘束長Ｖに比例する。
【００３７】
また、図５は、ターボ符号方式が採用される場合の、Ｋビットからなる固定情報ブロックにおけるビット位置ごとの誤り特性を示す図である。図５において、横軸はビット位置を表し、縦軸はビット誤り率（ＢＥＲ）を表す。
【００３８】
図５に示されるように固定情報ブロックのうち先頭部のＭビットからなるビット位置群のＢＥＲが良い。なお、Ｍビットは、符号拘束長Ｖに比例する。
【００３９】
一方で上記先頭部を除く部分では、先頭部のＢＥＲに比べてＢＥＲが悪いが、所定のビット位置でＢＥＲが高くなっている。ここでＢＥＲが高くなっている所定のビット位置は、インターリーバ１２２でインターリーブされた後の固定情報ブロックにおいて先頭部のＭビットに入るビット位置に対応する。
【００４０】
すなわち、畳み込み符号器へ入力される直前の固定情報ブロックにおいて、Ｍビットからなる先頭部および末尾部は、中央部に比べて、ＢＥＲが良い傾向がある。すなわち、固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列と、先頭部及び前記末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列とでは、ＢＥＲ特性に差が生じる。これは、固定情報ブロックの末尾にはテイルビット（Tail bits）が付加されることにより、畳み込み符号化器が備えるシフトレジスタの値がすべて０に戻されることに起因する。
【００４１】
そこで、パンクチャ部１３０は、固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列と、先頭部及び末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列とで、パンクチャパタンを切り替える。こうすることで、符号語系列の部位に応じた受信精度特性の差を考慮したパンクチャを行うことができる。
【００４２】
図６は、パンクチャパタンの切り替えの説明に供する図である。図６には、特に、符号化率が１／３の場合が示されている。また、図６中のＸａはシステマチックビットを意味し、Ｘｂ及びＸｃはパリティビットを意味しており、Ｘａ、Ｘｂ、及びＸｃは図２中の符号と一致している。
【００４３】
図６において、固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列（図６における、最初の３×Ｍビット及びテイルビット前の３×Ｍビット）に対しては、パンクチャパタンＰ１が適用される。パンクチャパタンＰ１は、システマチックビットＸａをパンクチャするパタンである。なお、パンクチャパタンを示す行列において、要素０がパンクチャすることを示し、要素１がパンクチャしないことを意味する。また、１行目はシステマチックビットＸａに対応し、２行目及び３行目はそれぞれパリティビットＸｂ及びＸｃに対応する。
【００４４】
一方、先頭部及び前記末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列には、パンクチャパタンＰ２が適用される。パンクチャパタンＰ２は、システマチックビットをパンクチャせずに、パリティビットをパンクチャする。
【００４５】
すなわち、パンクチャ部１３０は、受信特性の良い第１の符号語部分系列においては、パリティビットよりもシステマチックビットを優先してパンクチャする。
【００４６】
またパンクチャ部１３０は、再送時には、受信特性が相対的に悪い第２の符号語部分系列のパンクチャパタンを、前回送信時のパンクチャパタンと異なるパタンに切り替える。すなわち、パンクチャ部１３０は、再送回数に基づいて第２の符号語部分系列に対するパンクチャパタンを切り替える。図７には、冗長バージョン（ＲＶ：Redundancy Version）１、２に対応するパンクチャパタンが、符号化率１／３、３／８、５／１２のそれぞれについて示されている。パンクチャ部１３０は、例えば、設定符号化率にマッチしたＲＶ１のパンクチャパタンとＲＶ２のパンクチャパタンとを、再送回数に応じて切り替える。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、符号語系列の部位に応じた受信精度特性の差を考慮したパンクチャを行うことができるので、受信側における受信精度特性を向上できる。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２では、ターボ符号でなく、畳み込み符号を用いる。
【００４９】
図８は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置３００の構成を示すブロックである。図８において、無線通信装置３００は、符号化処理部３１０と、パンクチャ部３２０とを有する。符号化処理部３１０は、畳み込み符号器を含む。この畳み込み符号器は、Ｋ個のビットからなる固定情報ブロックを入力とし、固定情報ブロック単位で畳み込み符号化処理を行う。畳み込み符号器は、符号拘束長Ｖで畳み込み符号化処理を行う。符号拘束長Ｖは、畳み込み符号器が備えるシフトレジスタの数＋１である。ただし、符号化処理部３１０には、ターボ符号を行う符号化処理部１２０と異なり、インターリーバは設けられない。
【００５０】
従って、符号化処理部３１０で得られる、Ｋビットからなる固定情報ブロックにおけるビット位置ごとの誤り特性は、図４に示したものになる。
【００５１】
そこで、パンクチャ部３２０は、固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部に基づいて得られた第１の符号語部分系列と、先頭部及び前記末尾部を除く中央部に基づいて得られた第２の符号語部分系列とで、パンクチャパタンを切り替える。このとき、パンクチャ部３２０は、第２の符号語部分系列よりも第１の符号語部分系列においてパンクチャビット数を多くする。
【００５２】
また、パンクチャ部３２０は、再送制御部１８０から再送回数情報を受け取り、再送回数に基づいて第２の符号語部分系列に対するパンクチャパタンを切り替える。
【００５３】
以上のように本実施の形態によれば、符号語系列の部位に応じた受信精度特性の差を考慮したパンクチャを行うことができるので、受信側における受信精度特性を向上できる。
【００５４】
（他の実施の形態）
実施の形態１及び実施の形態２においては、再送回数に基づいて第２の符号語部分系列をパンクチャするパンクチャパタンを切り替える実施形態について説明した。畳み込み符号化又はターボ符号化の特徴、及び、受信精度特性に配慮する場合、次のような再送制御を行っても良い。すなわち、再送時には、符号化する前に、固定情報ブロックにおける先頭部及び末尾部以外のビット（つまり、先頭部及び末尾部を除く中央部）のみを符号化した後に送信しても良い。なお、初回送信時については、実施の形態１及び実施の形態２と同様の処理を行っても良い。
【００５５】
２００９年２月５日出願の特願２００９−０２５１２０の日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】
【００５６】
本発明の無線通信装置は、符号語に対するパンクチャ処理を符号化方式ごとに工夫することにより、受信精度特性を向上するものとして有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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