(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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多値変調する手段であって、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符号語部分系列の中では、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いビットに、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マッピングする変調手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
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、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。
【請求項３】
前記変調手段は、
前記符号語系列を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に振り分けるビット振り分け手段と、
前記第１の符号語部分系列を構成するビット群をシステマチックビットとパリティビットとが分かれるように配列するビット再配置手段と、
前記第１の符号語部分系列と前記第２の符号語部分系列をそれぞれシンボルにマッピングするマッピング手段と、を具備し、
前記マッピング手段は、前記第１の符号語部分系列において、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いビットに、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マッピングする、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記符号化手段は、畳み込み符号器である、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
Ｋ個のビットからなる固定情報ブロックをターボ符号化およびインターリーブする符号化手段と、
前記符号化手段におけるターボ符号化処理により得られた符号語系列を多値変調する手段であって、インターリーブされた後の固定情報ブロックにおける先頭部、又は、該先頭部及びＢＥＲ特性が良くなっている所定のビット位置に基づいて得られた符号語部分系列の中では、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いビットに、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マッピングする変調手段と、
を具備する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誤り訂正符号化された信号を送信する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。多値変調により得られるシンボルを構成する構成ビット群は、コンスタレーションとの関係で、ＢＥＲ特性に応じたグループに分けることができる（例えば、特許文献２参照）。例えば、グレイコード化されたコンスタレーションが用いられる場合、１６ＱＡＭでは、４つの構成ビットのうち１番目及び２番目のビットのＢＥＲ特性が良い。また、６４ＱＡＭでは、６つの構成ビットのうち１番目から３番目までのビットのＢＥＲ特性が良い。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０３５８８号公報
【特許文献２】特開２００２−１７１２９８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、従来、変調処理においては、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、符号語に対する変調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、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多値変調する手段であって、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符号語部分系列の中では、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いビットに、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マッピングする変調手段と、を具備する構成を採る。また、本発明の無線通信装置は、Ｋ個のビットからなる固定情報ブロックをターボ符号化およびインターリーブする符号化手段と、前記符号化手段におけるターボ符号化処理により得られた符号語系列を多値変調する手段であって、インターリーブされた後の固定情報ブロックにおける先頭部、又は、該先頭部及びＢＥＲ特性が良くなっている所定のビット位置に基づいて得られた符号語部分系列の中では、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いビットに、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マッピングする変調手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、符号語に対する変調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に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】畳み込み符号器の一例を示す図
【図３】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４】図１に示される変調部における処理の説明に供する図
【図５】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
【図６】図５における符号化処理部の構成を示すブロック図
【図７】図６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８】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９】図５に示される変調部における処理の説明に供する図
【図１０】図５に示される変調部における処理の説明に供する図
【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は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、無線通信装置１００は、セグメンテーション処理部１１０と、符号化処理部１２０と、変調部１３０と、送信無線部１４０とを有する。
【００１６】
セグメンテーション処理部１１０は、送信データ列を複数の分割ブロックに分割し、分割ブロックごとに符号化処理部１２０へ出力する。
【００１７】
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。図２は、畳み込み符号器の一例を示す図である。図２における畳み込み符号器は、シフトレジスタを６個含む構成を有している。すなわち、符号拘束長Ｖは、７である。図２において、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する。なお、符号化処理部１２０に入力される分割ブロックは通常Ｋ個のビットで構成されるが、Ｋビットに満たない場合には、ビットパディングが行われる。
【００１８】
変調部１３０は、符号化処理部１２０で得られた符号語系列を変調する。この変調の際には、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の符号語部分系列の中では、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、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００１９】
具体的には、変調部１３０は、ビット振り分け部１３２と、ビット再配置部１３４と、マッピング部１３６とを有する。
【００２０】
ビット振り分け部１３２は、入力される符号語系列を、第１の符号語部分系列と、第２の符号語部分系列とに振り分ける。
【００２１】
ビット再配置部１３４は、第１の符号語部分系列を構成する系列構成ビット群を、システマチックビットとパリティビットとが分かれるように、配列する。
【００２２】
マッピング部１３６は、ビット再配置部１３４にて配列された第１の符号語部分系列及び第２の符号語部分系列を入力とし、第１の符号語部分系列及び第２の符号語部分系列をそれぞれマッピングする。マッピング部１３６は、特に、第１の符号語部分系列の中では、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品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００２３】
送信無線部１４０は、変調部１３０で得られた変調信号を送信無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等）し、得られた無線信号をアンテナを介して送信する。
【００２４】
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。
【００２５】
まずセグメンテーション処理部１１０で形成された分割ブロックが、符号化処理部１２０に入力される。
【００２６】
符号化処理部１２０では、固定情報ブロック単位で畳み込み符号化処理が行われ、符号語系列が出力される。
【００２７】
変調部１３０では、符号化処理部１２０で得られた符号語系列がマッピング処理される。
【００２８】
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３に示されている。図３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。
【００２９】
図３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。
【００３０】
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。
【００３１】
そこで、変調部１３０は、第２の符号語部分系列に比べて誤り特性の良い第１の符号語部分系列の中では、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、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００３２】
図４は、変調部１３０における処理の説明に供する図である。図４には、特に、符号化率が１／３で、且つ、変調方式が１６ＱＡＭの場合が示されている。また、図４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。
【００３３】
変調部１３０において、ビット再配置部１３４は、図４の上段に示すように、第１の符号語部分系列（図４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）を構成する系列構成ビット群を、システマチックビットとパリティビットとが分かれるように、配列する。
【００３４】
そして、マッピング部１３６は、図４の下段に示すように、第１の符号語部分系列の中では、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品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００３５】
こうすることにより、誤り特性の良い第１の符号語部分系列の中での受信品質特性が平準化される。従って、第１の符号語部分系列のうち際立って受信品質特性の悪い部分が生じることを防止できるので、結果として、システムスループットを向上できる。
【００３６】
以上のように本実施の形態によれば、無線通信装置１００において、符号化処理部１２０が、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み、変調部１３０が、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符号語部分系列の中では、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、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００３７】
こうすることで、誤り特性の良い第１の符号語部分系列の中での受信品質特性が平準化される。従って、第１の符号語部分系列のうち際立って受信品質特性の悪い部分が生じることを防止できるので、結果として、受信品質特性、システムスループットを向上できる。
【００３８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、畳み込み符号化方式が採用される場合について説明を行った。これに対して、本実施の形態では、ターボ符号化形式が採用される場合について説明する。
【００３９】
図５は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置２００の構成を示すブロック図である。図５において、無線通信装置２００は、符号化処理部２１０と、変調部２２０とを有する。
【００４０】
符号化処理部２１０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。
【００４１】
具体的には、符号化処理部２１０は、図６に示すようにインターリーバ２１２と、要素符号器２１４−１，２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２１
４−１，２のそれぞれに設けられている。
【００４２】
インターリーバ２１２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。
【００４３】
このインターリーブ処理は、次の式で表される。
【００４４】
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。
【００４５】
例えば、ｉ、Ｋｉ、ｆ１、ｆ２のインターリーバパラメータは、図７のテーブルを用いることができる。
【００４６】
要素符号器２１４−１，２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２１４−１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２１４−２は、インターリーバ２１２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。
【００４７】
変調部２２０は、符号化処理部２１０で得られた符号語系列を変調する。この変調の際には、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の符号語部分系列の中では、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、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００４８】
具体的には、変調部２２０は、ビット振り分け部２２２と、ビット再配置部２２４と、マッピング部２２６とを有する。
【００４９】
ビット振り分け部２２２は、入力される符号語系列を、第１の符号語部分系列と、第２の符号語部分系列とに振り分ける。
【００５０】
ビット再配置部２２４は、第１の符号語部分系列を構成する系列構成ビット群を、システマチックビットとパリティビットとが分かれるように、配列する。
【００５１】
マッピング部２２６は、ビット再配置部２２４にて配列された第１の符号語部分系列及び第２の符号語部分系列を入力とし、第１の符号語部分系列及び第２の符号語部分系列をそれぞれマッピングする。マッピング部２２６は、特に、第１の符号語部分系列の中では、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品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００５２】
以上の構成を有する無線通信装置２００の動作について説明する。
【００５３】
符号化処理部２１０では、固定情報ブロック単位でターボ符号化処理が行われ、符号語系列が出力される。
【００５４】
変調部２２０では、符号化処理部２１０で得られた符号語系列がマッピング処理される。
【００５５】
ここで、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が図８に示されている。図８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。
【００５６】
図８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。
【００５７】
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２１２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。
【００５８】
そこで、変調部２２０は、第２の符号語部分系列に比べて誤り特性の良い第１の符号語部分系列の中では、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、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００５９】
図９及び図１０は、変調部２２０における処理の説明に供する図である。図９及び図１０には、特に、符号化率が１／３で、且つ、変調方式が１６ＱＡＭの場合が示されている。また、図９及び図１０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６中の符号と一致している。ただし、図９には、第１の符号語部分系列のうちインターリーバ２１２におけるインターリーブの影響によりＢＥＲが高くなっている部分を考慮していない第１の態様が示され、一方、図１０にはそれを考慮した第２の態様が示されている。
【００６０】
第１の態様の場合、変調部２２０において、ビット再配置部２２４は、図９の上段に示すように、第１の符号語部分系列（図９における、最初の３×Ｍビット）を構成する系列構成ビット群を、システマチックビットとパリティビットとが分かれるように、配列する。
【００６１】
そして、マッピング部２２６は、図９の下段に示すように、第１の符号語部分系列の中では、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品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。図９の下段における斜線でハッチングされたビットには、パリティビットがマッピングされる。
【００６２】
また、第２の態様の場合、変調部２２０において、ビット再配置部２２４は、図１０の上段に示すように、第１の符号語部分系列（図１０における、最初の３×Ｍビット及びＢＥＲの良くなる特定のビット群）を構成する系列構成ビット群を、システマチックビットとパリティビットとが分かれるように、配列する。
【００６３】
そして、マッピング部２２６は、図１０の下段に示すように、第１の符号語部分系列の中では、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品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。図１０の下段における斜線でハッチングされたビットには、パリティビットがマッピングされる。
【００６４】
以上のようにすることで、誤り特性の良い第１の符号語部分系列の中での受信品質特性が平準化される。従って、第１の符号語部分系列のうち際立って受信品質特性の悪い部分が生じることを防止できるので、結果として、システムスループットを向上できる。
【００６５】
なお、１６ＱＡＭのときは第１の態様を選択し、６４ＱＡＭのときは第２の態様を選択するようにしても良い。すなわち、変調多値数に応じて第１の態様と第２の態様とを切り替えても良い。
【００６６】
以上のように本実施の形態によれば、無線通信装置２００において、符号化処理部２１０が、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み、変調部２２０が、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符号語部分系列の中では、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、１シンボルを構成するビット群のうち品質特性の悪いグループに属するビットにマッピングする。
【００６７】
こうすることで、誤り特性の良い第１の符号語部分系列の中での受信品質特性が平準化される。従って、第１の符号語部分系列のうち際立って受信品質特性の悪い部分が生じることを防止できるので、結果として、受信品質特性、システムスループットを向上できる。
【００６８】
２００９年２月５日出願の特願２００９−０２５１２１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】
【００６９】
本発明の無線通信装置は、符号語に対する変調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】
0005451647.tif 000008
【図８】
0005451647.tif 000009
【図９】
0005451647.tif 000010
【図１０】
0005451647.tif 000011