(57)【要約】復調器が事前情報を用いて無線信号を復調し第１のビット情報を出力し、インタリーブ処理部が前記第１のビット情報に対しビットの順序を入れ替えるインタリーブ処理で入れ替えられたビットの順序を元に戻すデインタリーブ処理を行い第２のビット情報を出力し、復号器が前記第２のビット情報を復号して第３のビット情報を出力し、デインタリーブ処理部が前記第３のビット情報に対し前記デインタリーブ処理の逆処理となるインタリーブ処理を行い第４のビット情報を生成し、前記第４のビット情報を前記事前情報として前記復調器へ入力することにより繰り返し復号処理を行い、符号最適化処理部が前記繰り返し復号処理で得られた尤度情報に基づいて冗長ビットの制御情報を生成し送信装置へ通知し、前記送信装置が生成された制御情報に基づいて追加の冗長ビットを送信する。
2017168821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置から受信装置へデータを送信する無線通信方法であって、
前記受信装置は、
無線信号を復調し、ビット情報を出力する復調器と、
前記ビット情報を復号する復号器と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるインタリーブ処理部と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるデインタリーブ処理部と、
冗長ビットの制御情報を生成する第１の符号最適化処理部とを有し、
前記方法は、
前記復調器が、事前情報を用いて無線信号を復調し、第１のビット情報を出力し、
前記インタリーブ処理部が、前記第１のビット情報に対し、ビットの順序を入れ替えるインタリーブ処理で入れ替えられたビットの順序を元に戻すデインタリーブ処理を行い、第２のビット情報を出力し、
前記復号器が、前記第２のビット情報を復号して、第３のビット情報を出力し、
前記デインタリーブ処理部が、前記第３のビット情報に対し、前記デインタリーブ処理の逆処理となるインタリーブ処理を行い、第４のビット情報を生成し、前記第４のビット情報を前記事前情報として前記復調器へ入力することにより、繰り返し復号処理を行い、
前記第１の符号最適化処理部が、前記繰り返し復号処理で得られた尤度情報に基づいて冗長ビットの制御情報を生成し、前記生成された制御情報を前記送信装置へ通知し、
前記送信装置が、前記生成された制御情報に基づいて追加の冗長ビットを送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づく値であり、
前記第１の符号最適化処理部と前記第２の符号最適化処理部とは、前記制御情報に基づいて符号の構成を決定する同一のアルゴリズムを有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づいて決定された符号の構成であることを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記第２の符号最適化処理部は、前記送信装置が送信する冗長ビットの構成を前記受信装置に送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
送信装置から受信装置へデータを送信する無線通信方法であって、
前記受信装置は、
無線信号を復調し、ビット情報を出力する復調器と、
前記ビット情報を復号する復号器と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるインタリーブ処理部と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるデインタリーブ処理部と、
冗長ビットの制御情報を生成する第１の符号最適化処理部とを有し、
前記方法は、
前記復調器が、事前情報を用いて無線信号を復調し、第１のビット情報を出力し、
前記インタリーブ処理部が、前記第１のビット情報に対し、ビットの順序を入れ替えるインタリーブ処理で入れ替えられたビットの順序を元に戻すデインタリーブ処理を行い、第２のビット情報を出力し、
前記復号器が、前記第２のビット情報を復号して、第３のビット情報を出力し、
前記デインタリーブ処理部が、前記第３のビット情報に対し、前記デインタリーブ処理の逆処理となるインタリーブ処理を行い、第４のビット情報を生成し、前記第４のビット情報を前記事前情報として前記復調器へ入力することにより、繰り返し復号処理を行い、
前記第１の符号最適化処理部が、前記繰り返し復号処理による尤度の増加が停止した点において前記復号器に入力される尤度に対して前記復号器が出力する尤度が再送により大きくなるような冗長ビットの制御情報を生成し、前記生成された制御情報を前記送信装置へ通知し、
前記送信装置が、前記生成された制御情報に基づいて追加の冗長ビットを送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信方法であって、
前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づく値であり、
前記第１の符号最適化処理部と前記第２の符号最適化処理部とは、前記制御情報に基づいて符号の構成を決定する同一のアルゴリズムを有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
請求項５に記載の無線通信方法であって、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づいて決定された符号の構成であることを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
請求項５に記載の無線通信方法であって、
前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記第２の符号最適化処理部は、前記送信装置が送信する冗長ビットの構成を前記受信装置に送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
送信装置から受信装置へデータを送信する無線通信システムであって、
前記受信装置は、
無線信号を復調し、ビット情報を出力する復調器と、
前記ビット情報を復号する復号器と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるインタリーブ処理部と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるデインタリーブ処理部と、
冗長ビットの制御情報を生成する第１の符号最適化処理部とを有し、
前記復調器は、事前情報を用いて無線信号を復調し、第１のビット情報を出力し、
前記インタリーブ処理部は、前記第１のビット情報に対し、ビットの順序を入れ替えるインタリーブ処理で入れ替えられたビットの順序を元に戻すデインタリーブ処理を行い、第２のビット情報を出力し、
前記復号器は、前記第２のビット情報を復号して、第３のビット情報を出力し、
前記デインタリーブ処理部が、前記第３のビット情報に対し、前記デインタリーブ処理の逆処理となるインタリーブ処理を行い、第４のビット情報を生成し、前記第４のビット情報を前記事前情報として前記復調器へ入力することにより、繰り返し復号処理を行い、
前記第１の符号最適化処理部は、前記繰り返し復号処理で得られた尤度情報に基づいて冗長ビットの制御情報を生成し、前記生成された制御情報を前記送信装置へ通知し、
前記送信装置は、前記生成された制御情報に基づいて追加の冗長ビットを送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づく値であり、
前記第１の符号最適化処理部と前記第２の符号最適化処理部とは、前記制御情報に基づいて符号の構成を決定する同一のアルゴリズムを有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づいて決定された符号の構成であることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記第２の符号最適化処理部は、前記送信装置が送信する冗長ビットの構成を前記受信装置に送信することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【参照による取り込み】
【０００１】
本出願は、平成２８年（２０１６年）３月２９日に出願された日本出願である特願２０１６−６５９３９の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、無線伝搬路を介してデータを送受信する無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本技術分野の背景技術として、Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ（ＨＡＲＱ）が広く知られている。ＨＡＲＱは、ＡＲＱと誤り訂正符号を組み合わせた方法であり、以前の送信結果を復号時に利用して再送時の誤り訂正能力を向上させる技術である。例えば、非特許文献１では、優れた誤り訂正能力を持つターボ符号を用いたＨＡＲＱ方式が開示されている。非特許文献１に開示された方法では、符号化後のパリティ系列をパンクチャして送信し、誤りが発生した場合に、再送毎にパンクチャされたパリティ系列を順次追加して送信する。【０００４】
また、ＢＩＣＭ−ＩＤ（Bit Interleaved Coded Modulation with Iterative decoding）という技術が提案されている。例えば、特許文献１や非特許文献２に記載されるように、ＢＩＣＭ−ＩＤでは、変調に対する復調処理と符号化に対する復号処理とを繰り返して優れた特性を得ることができる。ＢＩＣＭ−ＩＤの特性は、復調器と復号器の各々の特性ではなく、それらの整合（マッチング）によって決定される。このため、ＥＸＩＴ（Extrinsic Information Transfer）解析を用いて収束特性を解析し、優れた特性を実現する復調器と復号器を設計することができる（例えば、非特許文献３参照）。また、非特許文献４には、単純な符号である反復符号を基本とした符号により符号化を行い、非Ｇｒａｙマッピングと拡張マッピングを用いた多値変調を行うことにより伝送レート損失が小さく、復号器の処理量が小さいＢＩＣＭ−ＩＤを提供する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２４３６７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】D. Garg, F. Adachi, "Rate Compatible Punctured Turbo-Coded Hybrid ARQ for OFDM in a Frequency Selective Fading Channel", IEEE VTC 2003 Spring, pp. 2725-2729, April 2003.
【非特許文献２】X. Li and J. A. Ritcey, "Bit-Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding," IEEE Communications Letters, vol. 1, pp. 169171, 1997.
【非特許文献３】S. ten Brink, "Convergence Behavior of Iteratively Decoded Parallel Concatenated Codes," IEEE Transactions on Communications, vol. 49, No. 10, pp. 1727-1737, October 2001.
【非特許文献４】T. Yano and T. Matsumoto, "Arithmetic extended-mapping for BICM-ID with repetition codes,"International ITG Workshop on Smart Antennas, WSA 2009, Berlin, Germany, February 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＨＡＲＱ方式は、実効的な信号対雑音電力比（ＳＮＲ）に相当する値や、誤り回数、チャネル容量の推定値に基づいて誤り訂正符号の符号化率を変化させることにより誤りのない通信を行う。しかしながら、本発明で必要とされるＢＩＣＭ−ＩＤにＨＡＲＱを適用する場合、ＢＩＣＭ−ＩＤでは復調器の収束特性と復号器の収束特性によって性能が決定される。このため、ＳＮＲやチャネル容量が同一であっても、伝搬路の特性や変調方式によって復調器の収束特性が異なり、復調器の収束特性と整合する復号器の特性が異なる。従って、ＳＮＲやチャネル容量に基づいて決定した符号の構成では、不適切な冗長ビットが再送に用いられ、必要な冗長ビットより大きい場合や、誤りが多い通信となる状況が発生し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、送信装置から受信装置へデータを送信する無線通信方法であって、前記受信装置は、無線信号を復調し、ビット情報を出力する復調器と、前記ビット情報を復号する復号器と、前記ビット情報のビット順序を入れ替えるインタリーブ処理部と、前記ビット情報のビット順序を入れ替えるデインタリーブ処理部と、冗長ビットの制御情報を生成する第１の符号最適化処理部とを有し、前記方法は、前記復調器が、事前情報を用いて無線信号を復調し、第１のビット情報を出力し、前記インタリーブ処理部が、前記第１のビット情報に対し、ビットの順序を入れ替えるインタリーブ処理で入れ替えられたビットの順序を元に戻すデインタリーブ処理を行い、第２のビット情報を出力し、前記復号器が、前記第２のビット情報を復号して、第３のビット情報を出力し、前記デインタリーブ処理部が、前記第３のビット情報に対し、前記デインタリーブ処理の逆処理となるインタリーブ処理を行い、第４のビット情報を生成し、前記第４のビット情報を前記事前情報として前記復調器へ入力することにより、繰り返し復号処理を行い、前記第１の符号最適化処理部が、前記繰り返し復号処理で得られた尤度情報に基づいて冗長ビットの制御情報を生成し、前記生成された制御情報を前記送信装置へ通知し、前記送信装置が、前記生成された制御情報に基づいて追加の冗長ビットを送信する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の代表的な実施の形態によれば、再送による冗長ビットの増加を抑えて通信できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の再送方法の再送手順を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施例における受信側の繰り返し復号処理部を示す図である。
【図３Ｂ】初回送信時のＥＸＩＴ解析結果を示す図である。
【図３Ｃ】Ｎ回送信後のＥＸＩＴ解析結果を示す図である。
【図４】本発明の再送方法を用いる符号化変調処理部の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の再送方法で用いる符号の特性の一例を示す図である。
【図６】本発明の再送方法を用いる符号化処理の一例を示す図である。
【図７】本発明の再送方法における復号器の収束特性の一例を示す図である。
【図８】本発明の再送方法を用いる符号化変調処理部の構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の再送方法で用いる符号の特性の一例を示す図である。
【図１０】本発明の再送方法を用いる符号化処理の一例を示す図である。
【図１１】本発明の再送方法における復号器の収束特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例の無線通信システムの構成を示す図である。
【００１３】
本実施例の無線通信システムは、符号器１０、インタリーバ１１、変調器１２、符号最適化処理部１９及びアンテナ１３を有する送信機、及び繰り返し復号処理部１８、符号最適化処理部２１及びアンテナ２２を有する受信機によって構成される。送信機と受信機との間は、無線伝搬路１４を介して接続されている。
【００１４】
送信機では、符号器１０が情報ビットを符号化し、符号器１０から出力される符号語内のビット順序をインタリーバ１１が入れ替え、変調器１２が変調し、アンテナ１３から出力する。
【００１５】
受信機の繰り返し復号処理部１８は、復調器１５、デインタリーバ１６、復号器１７及びインタリーバ２０を有する。受信機では、無線伝搬路１４を介して信号を受信し、受信した信号を復調器１５が復調し、インタリーバ１１の逆処理を行うデインタリーバ１６がビット順序を元に戻し、復号器１７が復号する。復号結果はインタリーバ２０を介して復調器１５に入力され、復調器１５は復号器１７の復号結果を参照してさらに高精度の復調結果を出力する。本実施例の無線通信システムでは、送信機で、符号器１０、インタリーバ１１、変調器１２を用いて符号化、変調を行い、受信機で、復調器１５、デインタリーバ１６、復号器１７及びインタリーバ２０を用いて繰り返し復号処理を行うことにより、ＢＩＣＭ−ＩＤを構成する。
【００１６】
本実施例の無線通信システムでは、送信機の符号最適化処理部１９が、ＢＩＣＭ−ＩＤでの繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づいて、冗長ビットの生成方法を制御する機能を有する。受信機では、ＢＩＣＭ−ＩＤの繰り返し処理の結果、誤りが残留した場合、復調器１５から出力される外部情報（Extrinsic Information）と復調器１５に入力される事前情報（A Priori Information）とを尤度情報として用いて、送信機から再送する追加の冗長ビットを決定するための制御情報（冗長ビットの情報又は尤度情報）を生成する。受信機では、再送要求と共に、制御情報（冗長ビットの情報又は尤度情報）を送信機へフィードバックする。送信機では、受信機からの制御情報に基づいて、再送する追加の冗長ビットを決定し、符号器１０を制御する。符号最適化に用いる尤度情報は、インタリーバ２０、デインタリーバ１６の前後で等価であり、そのどちらを用いてもよい。
【００１７】
図２は、本実施例の再送手順を示す図である。
【００１８】
送信機から初回送信が行われ（２４）、受信機でエラーが検出された場合、受信機から送信機へ再送要求と符号最適化情報とがフィードバックされる（２５）。送信機では、フィードバックされた符号最適化情報に基づいて再送に用いる符号を生成し、冗長ビットを追加して２回目の送信を行う（２６）。受信機では、バッファに蓄積された初回送信時の受信信号と２回目に追加された冗長ビットとを合わせて繰り返し復号処理を行い、エラーが残留する場合には、再度、受信機から送信機へ再送要求と符号最適化情報とをフィードバックする（２７）。以後、受信機でのエラーが無くなるか、又は再送回数の上限値に達するまで繰り返し再送処理を行い（２８）、受信機でエラー無く復号処理が完了した場合に受信確認応答を送信機へフィードバックし（２９）、通信処理を終了する。
【００１９】
なお、送信機の符号最適化処理部１９が設計した冗長ビットの構成を明示的に受信機へ通知しないことにより再送に必要なオーバーヘッドを削減してもよい。この場合、送信機の符号最適化処理部１９と受信機の符号最適化処理部２１とで同一の冗長ビットを決定するアルゴリズムを用い、復号器１７は受信機の符号最適化処理部２１から冗長ビットの構成を得て復号処理を行う。
【００２０】
図３Ａは、本実施例における受信機の繰り返し復号処理部１８を示す図であり、図３Ｂは、初回送信時のＥＸＩＴ解析結果を示す図であり、図３Ｃは、Ｎ回送信後のＥＸＩＴ解析結果を示す図である。
【００２１】
ＢＩＣＭ−ＩＤで復調器と復号器の間でやり取りされる尤度情報としては、ビット単位の対数尤度比（ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）が一般的に用いられる。ＬＬＲは、当該ビットｂが０である確率と１である確率の比の対数表現であり、数式（１）で表される。
【００２２】
【数１】
2017168821.tif 000003
【００２３】
数式（１）において、Ｐ（ｂ＝０）はｂが０である確率、Ｐ（ｂ＝１）はｂが１である確率を示す。
【００２４】
ＢＩＣＭ−ＩＤの繰り返し復号処理の収束特性は、非特許文献３に記載されたＥＸＩＴ（Extrinsic Information Transfer）解析によって解析できる。ＥＸＩＴ解析では、復号器、復調器の入出力特性を、数式（２）で表わされるビットの相互情報量Ｉｍの形で表示し、両者の特性を重ねて一つのチャートにプロットすることによって繰り返し復号処理で得られる情報量を解析できる。
【００２５】
【数２】
2017168821.tif 000004
【００２６】
数式（２）の相互情報量は、ビットの相互情報量の符号語全体の平均であり、０〜１の値で表され、１に近いほど符号語全体のビット尤度が大きいことを示す。
【００２７】
復調器の事前情報ＩＡ，ＤＥＭと復号器の外部情報ＩＥ，ＤＥＣを横軸に、復調器の外部情報ＩＥ，ＤＥＭ、復号器の事前情報ＩＡ，ＤＥＣを縦軸に取ると、繰り返し復号処理により相互情報量はそれぞれの特性に沿って増加する。図３Ｂに示す初回送信時のＥＸＩＴ解析結果３０で、両者の特性が交差している点で相互情報量の増加が停止し、復号結果に誤りが残留する。この交差点における相互情報量から、復号器の特性を、交差点の座標の事前情報を与えた際の外部情報の値が大きくなるように変更することによって、交差点がより１に近付く。つまり、再送による追加の情報ビットを変更し、交差点がより１に近づくように復号器の特性を変更することによって、再送後の繰り返し復号での残留誤りを低減できる。この処理を繰り返すことによって、図３Ｃに示すように、Ｎ回送信後のＥＸＩＴ解析結果３１で復調器と復号器の収束特性が交差しないように復号器の特性を変更し、誤りのない結果を得ることが可能となる。
【００２８】
図４は、本実施例の再送方法を用いる符号化変調処理部の一例として反復符号を用いた構成例を示す図である。
【００２９】
図４に示す符号化変調処理部は反復符号を用いるので、符号器１０が反復符号器４０で構成される。
【００３０】
反復符号では、複数種類の次数を持つ符号を組み合わせることによって、同一の符号化率の符号であっても復号器の収束特性が変化するため、受信機からの符号最適化情報に基づいて追加の符号の生成を制御することによって、伝搬路の変動に応じた繰り返し復号の収束特性を実現することができる。
【００３１】
図５は、本実施例で反復符号の復号器の収束特性の一例を示す図である。
【００３２】
図５は、次数４の反復符号を用いた場合の収束特性５０と、次数２の反復符号（符号化率１／２）と次数６の反復符号（符号化率１／６）を５０％ずつ組み合わせて符号化率１／４の符号とした場合の収束特性５１とを示す。収束特性５０及び５１は、同じ符号化率でありながら、異なる収束特性を持つため、復調器の特性に応じて符号を設計することによって特性の良い繰り返し復号が実現できる。
【００３３】
図６は、本実施例の反復符号を用いた再送方法の一例を示す図である。
【００３４】
まず、情報ビットを複製し、次数２の反復符号を生成し、１回目の送信に用いる符号語６０を生成し、初回送信を行う。初回送信後、受信機からの再送要求を受信した場合、フィードバックされる符号最適化情報に基づいて追加の冗長ビットとして一部の符号を複製し、複製した符号を２回目以降の追加の冗長ビット（６１、６２、６３）として送信する。受信機では、誤りなく復号できることが確認されるまで、初回送信時からの全ての符号語を蓄積しており、蓄積された全ての符号語を用いて繰り返し復号処理を行う。結果として、Ｎ回目の送信後には複数種類の次数を持つ反復符号が組み合わされるため、再送を繰り返すことによって伝搬路を介した送信信号から情報を取り出す復調器の特性に合わせた復号器の特性を実現することができる。
【００３５】
図７は、本実施例の反復符号を用いた再送方法における復号器の収束特性の一例を示す図である。
【００３６】
説明のため、１回あたりの再送で送信する追加の冗長ビット数は初回送信時の符号語の１／５のサイズとし、冗長ビットは符号語の１／１０のサイズで任意に制御できるものとする。符号最適化情報はＥＸＩＴチャートの交差点とし、冗長ビットの選択は、選択候補の中で、交差点における復号器の事前情報を与えた際の外部情報の大きさが最大となる候補を選択する。復号器の外部情報の大きさは、次の復号器の収束特性の数式（３）を用いて算出する。
【００３７】
【数３】
2017168821.tif 000005
【００３８】
数式（３）において、ｄｖは反復符号の次数、ａｉは反復符号の割合である。
【００３９】
冗長ビットの選択方法は、前述したように、任意の評価指標に基づいて各候補を比較して選択する方法や、符号最適化情報に基づいて割合を増やしたい反復符号の次数を決定して冗長ビットを追加する方法などを用いることができる。また、符号最適化情報として、復調器の収束特性を推定し、推定された収束特性に基づいて符号を設計してもよい。
【００４０】
図７において、初回送信時は次数４の反復符号が２０％、次数２の反復符号が８０％であり、初回送信時の復号器の収束特性７１は、復調器の収束特性７０と、横軸０．１２、縦軸０．０７３の点で交差しており、復号結果に誤りが生じる。
【００４１】
この交差点の座標に基づいて、２回目の送信に用いる追加の冗長ビットの生成方法を制御し、追加の冗長ビットを選択する。追加の冗長ビットの選択肢は、次数６の反復符号の割合を１／５増やす、次数５と次数３の反復符号の割合をそれぞれ１／１０増やす、次数４の反復符号の割合を１／５増やす、次数３の反復符号の割合を１／５増やす、の４通りの方法がある。各方法において符号を再送した場合に符号器が出力する外部情報はそれぞれ、０．１７、０．１５、０．１４、０．１４となる。このため、次数６の反復符号の割合を１／５増やす方法が、交差点における復号器の事前情報を与えた際の外部情報が大きくなる。以下、同様の手順を繰り返し、４回目の送信後の復号器の収束特性７４は、復調器の収束特性７０と座標（１，１）の近くで交差する。本実施例では説明のため、符号として反復符号のみを用いているが、座標（１，１）近くで交差する場合に関しては、反復符号とＳＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号を組み合わせる手法や、変調器の前に符号化率１のアキュムレータを挿入し、符号語の一部をアキュムレータ出力と置き換える手法等の対策方法が知られており、これらの手法と組み合わせることにより、誤りのない繰り返し復号結果を得ることができる。
【００４２】
図８は、本実施例の畳み込み符号を用いた符号化変調処理部の構成の一例を示す図である。
【００４３】
図８に示す符号化変調処理部は畳み込み符号を用いるので、符号器１０が畳み込み符号器８０で構成される。また、畳み込み符号器８０とインタリーバ１１との間に、符号をパンクチャ処理するパンクチャ処理部８１が設けられる。
【００４４】
畳み込み符号では、拘束長の異なる複数の符号語を組み合わせることによって、同一の符号化率の符号でも、復号器の収束特性を変化させることができる。畳み込み符号を用いる場合、受信機からの符号最適化情報に基づいて畳み込み符号の生成と、そのパンクチャ処理を制御する。
【００４５】
図９は、本実施例の畳み込み符号の復号器の収束特性の一例を示す図である。
【００４６】
図９は、拘束長Ｋ＝２、符号化率１／２の畳み込み符号の収束特性９０と、拘束長Ｋ＝７、符号化率１／２の畳み込み符号の復号器の収束特性９１とを示す。収束特性９０及び９１は同じ符号化率でありながら異なる収束特性を持つため、復調器の特性に応じて符号を設計することによって良好な特性の繰り返し復号が実現できる。
【００４７】
図１０は、本実施例の畳み込み符号を用いた再送方法の一例を示す図である。
【００４８】
まず、情報ビットを複数の拘束長を持つ畳み込み符号で符号化し、符号語を生成し、パンクチャ処理により一部の符号語１００を取り出し初回の送信を行う。初回送信の後、受信機からの再送要求があった場合、フィードバックされる符号最適化情報に基づいて追加の冗長ビットをパンクチャした符号の中から選択し、２回目以降の追加の冗長ビット（１０１、１０２）として送信する。受信機では、誤りなく復号できることが確認されるまでは、初回送信時からのすべての符号語を蓄積しており、蓄積された全ての符号語を用いて繰り返し復号処理を行う。
【００４９】
図１１は、畳み込み符号を用いた再送方法における復号器の収束特性の一例を示す図である。
【００５０】
説明のため、１回あたりの再送で送信する追加の冗長ビット数は初回送信時の符号語の１／８のサイズとし、冗長ビットは符号語の１／８のサイズで任意に制御できるものとする。また、拘束長Ｋ＝２と拘束長Ｋ＝７の符号化率１／２の畳み込み符号を用いた符号化率１／４の畳み込み符号を用いる。
【００５１】
図１１において、初回送信時は拘束長Ｋ＝２の畳み込み符号を５０％パンクチャした符号と、拘束長Ｋ＝７の畳み込み符号を５０％パンクチャした符号とを組み合わせた符号を用いており、初回送信時の復号器の収束特性１１１は、復調器の収束特性１１０と、横軸０．０１３、縦軸０．１６の点で交差しており、復号結果に誤りが生じる。
【００５２】
この交差点の座標に基づいて、２回目の送信に用いる追加の冗長ビットの生成方法を制御し、追加の冗長ビットを選択する。追加の冗長ビットの選択肢は、拘束長Ｋ＝２、又は、拘束長Ｋ＝７の畳み込み符号のパンクチャされた未送信の符号語を１／８追加で送信する方法の２通りの方法がある。各方法において符号を再送した場合に符号器が出力する外部情報はそれぞれ、０．０３８、０．０２２となる。このため、拘束長Ｋ＝２のパンクチャビットを送信する方法が、交差点における復号器の事前情報を与えた際の外部情報が大きくなる。以下、同様の手順を繰り返し、３回目の送信後の復号器の収束特性１１３において、復調器の出力が１に到達する。このため、誤りのない繰り返し復号結果を得ることができる。
【００５３】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、復調器の収束特性に応じて符号生成方法を制御するため、信号対雑音電力比や通信容量のみでは特性が決定できないＢＩＣＭ−ＩＤを用いたシステムでも再送による冗長ビットの増加を抑えて通信できる。
【００５４】
また、繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づく値を制御情報として受信装置から送信装置へ通知するので、受信装置から送信装置へフィードバックする情報の量を少なくすることができる。また、受信装置の符号最適化処理部２１と送信装置の符号最適化処理部１９とが同一のアルゴリズムを用いて、冗長ビットの構成を明示的に受信機に通知しない場合には、再送に必要なオーバーヘッドを少なくすることができる。
【００５５】
また、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づいて決定された符号の構成を制御情報として受信装置から送信装置へ通知する場合には、送信側で冗長ビットの構成を決定するアルゴリズムを持つ必要がなく、送信側での処理量を低減することができる。
【００５６】
また、冗長ビットの構成を明示的に受信機に通知する場合には、受信側で冗長ビットの構成を決定するアルゴリズムを持つ必要がなく、受信側での処理量を低減することができる。
【００５７】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
（１）送信装置から受信装置へデータを送信する無線通信システムであって、
前記受信装置は、
無線信号を復調し、ビット情報を出力する復調器と、
前記ビット情報を復号する復号器と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるインタリーブ処理部と、
前記ビット情報のビット順序を入れ替えるデインタリーブ処理部と、
冗長ビットの制御情報を生成する第１の符号最適化処理部とを有し、
前記復調器は、事前情報を用いて無線信号を復調し、第１のビット情報を出力し、
前記デインタリーブ処理部が、前記第１のビット情報に対し、ビットの順序を入れ替えるインタリーブ処理で入れ替えられたビットの順序を元に戻すデインタリーブ処理を行い、第２のビット情報を出力し、
前記復号器は、前記第２のビット情報を復号して、第３のビット情報を出力し、
前記インタリーブ処理部が、前記第３のビット情報に対し、前記デインタリーブ処理の逆処理となるインタリーブ処理を行い、第４のビット情報を生成し、前記第４のビット情報を前記事前情報として前記復調器へ入力することにより、繰り返し復号処理を行い、
前記第１の符号最適化処理部は、繰り返し復号処理による尤度の増加が停止した点において前記復号器に入力される尤度に対して前記復号器が出力する尤度が再送により大きくなるような冗長ビットの制御情報を生成し、前記生成された制御情報を前記送信装置へ通知し、
前記送信装置は、前記生成された制御情報に基づいて追加の冗長ビットを送信することを特徴とする無線通信システム。
【００５８】
（２）前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づく値であり、
前記第１の符号最適化処理部と前記第２の符号最適化処理部とは、前記制御情報に基づいて符号の構成を決定する同一のアルゴリズムを有することを特徴とする（１）に記載の無線通信システム。
【００５９】
（３）前記受信装置から前記送信装置へ通知される制御情報は、前記繰り返し復号処理で得られる尤度情報に基づいて決定された符号の構成であることを特徴とする（１）に記載の無線通信システム。
【００６０】
（４）前記送信装置は、第２の符号最適化処理部を有し、
前記第２の符号最適化処理部は、前記送信装置が送信する冗長ビットの構成を前記受信装置に送信することを特徴とする（１）に記載の無線通信システム。
【００６１】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【００６２】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【００６３】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【００６４】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【図１】
2017168821.tif 000006
【図２】
2017168821.tif 000007
【図３Ａ】
2017168821.tif 000008
【図３Ｂ】
2017168821.tif 000009
【図３Ｃ】
2017168821.tif 000010
【図４】
2017168821.tif 000011
【図５】
2017168821.tif 000012
【図６】
2017168821.tif 000013
【図７】
2017168821.tif 000014
【図８】
2017168821.tif 000015
【図９】
2017168821.tif 000016
【図１０】
2017168821.tif 000017
【図１１】
2017168821.tif 000018
【国際調査報告】
2017168821.tif 000019
2017168821.tif 000020
2017168821.tif 000021
2017168821.tif 000022