(57)【要約】  直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)システムにおいて、アップリンク制御情報の一種である高速フィードバック情報を伝送するための方法及び装置を提供する。直交周波数分割多重接続方式を使用する通信システムにおける高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法において、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成し、高速フィードバック情報に応じて、すべて可能な２つの符号ワード間の任意の対に対する最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するステップと、その出力された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調し、その直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てるステップと、副搬送波群からなる伝送信号を逆高速フーリエ変換し、逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと、を含む。
2008500763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法であって、
伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成するステップと、
前記アップリンク高速フィードバック情報に応じて、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するステップと、
前記出力された符号ワードに対応する伝送シンボルに関して直交変調を遂行するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てるステップと、
前記副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、
前記逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項２】
前記伝送シンボルは、前記直交変調を用いてＰ０、Ｐ１、Ｐ２及びＰ３のように定義された直交ベクトルの集合からなり、前記直交変調されたシンボルはＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調シンボルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【数１】
2008500763.tif 000004
【請求項３】
前記直交ベクトルの集合は、次のように定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【表１】
2008500763.tif 000005
【請求項４】
前記直交変調に使用されるパターンに応じて、前記アップリンク高速フィードバック情報として５ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記直交変調に使用されるパターンに応じて、前記アップリンク高速フィードバック情報として６ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記符号ワードは、次のように定義された５ビットの情報データビットを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【表２】
2008500763.tif 000006
【請求項７】
前記符号ワードは、次のように定義された６ビットの情報データビットを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【表３】
2008500763.tif 000007
【請求項８】
前記直交変調を遂行するステップは、
前記高速フィードバック情報に対応して所定サイズの情報データビットを受信すると、予め設定された変調パターンに応じて、前記符号ワードを決定するステップと、
前記決定された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとを前記副搬送波群に割り当てるステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルに用いられるアップリンク高速フィードバック情報を伝送するための方法であって、
前記アップリンク高速フィードバック情報の５ビットの情報データビットを受信するステップと、
前記情報データビットに対応する符号ワードを出力するステップと、
前記受信されたデータビットの該当符号ワードに対応するシンボルを直交変調するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルを出力するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとが割り当てられた副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、
前記逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項１０】
前記符号ワードは、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記直交変調に使用されるパターンに応じて、前記アップリンク高速フィードバック情報として５ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記符号ワードは、次のように定義された５ビットの情報データビットを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【表４】
2008500763.tif 000008
【請求項１３】
前記直交変調を遂行するステップは、
前記５ビットの情報データビットを受信すると、予め設定された変調パターンに応じて、符号ワードを決定するステップと、
前記決定された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとを前記副搬送波群に割り当てるステップと
を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルに用いられるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法であって、
前記アップリンク高速フィードバック情報の６ビットの情報データビットを受信するステップと、
前記情報データビットに対応する符号ワードを出力するステップと、
前記受信されたデータビットの該当符号ワードに対応するシンボルを直交変調するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルを出力するステップと、
前記直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとが割り当てられた副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、
前記逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送方法。
【請求項１５】
前記符号ワードは、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記伝送シンボルは、前記直交変調を用いてＰ０，Ｐ１，Ｐ２及びＰ３のように定義された直交ベクトルの集合からなり、前記直交変調されたシンボルはＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調シンボルを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【数２】
2008500763.tif 000009
【請求項１７】
前記直交ベクトルの集合は、次のように定義されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【表５】
2008500763.tif 000010
【請求項１８】
前記直交変調に使用されるパターンに応じて、前記アップリンク高速フィードバック情報として６ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記符号ワードは、次のように定義された６ビットの情報データビットを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【表６】
2008500763.tif 000011
【請求項２０】
前記直交変調を遂行するステップは、
前記６ビットの情報データビットを受信すると、予め設定された変調パターンに応じて、符号ワードを決定するステップと、
前記決定された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調するステップと、
前記直交変調された副搬送波の伝送シンボルとパイロットシンボルとを前記副搬送波群に割り当てるステップと
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する装置であって、
伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成し、前記高速フィードバック情報に応じて、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するチャンネル符号器と、
前記出力された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調し、前記直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てて出力するnon-coherent変調器と、
前記副搬送波群からなる伝送信号に関して逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行し、前記逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送する逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)器と
を含むことを特徴とする高速フィードバック情報伝送装置。
【請求項２２】
前記チャンネル符号器は、前記直交変調に使用されるパターンに応じて、前記アップリンク高速フィードバック情報として５ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記チャンネル符号器は、前記直交変調に使用されるパターンに応じて、前記アップリンク高速フィードバック情報として６ビットの情報データビットを用いることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記チャンネル符号器は、次のように定義された５ビットの情報データビットを含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【表７】
2008500763.tif 000012
【請求項２５】
前記チャンネル符号器は、次のように定義された６ビットの情報データビットを含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【表８】
2008500763.tif 000013
【請求項２６】
前記non-coherent変調器は、
前記高速フィードバック情報に対応して所定サイズの情報データビットを受信すると、予め設定された変調パターンに応じて前記符号ワードを決定し、前記決定された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記non-coherent変調器は、所定サイズの情報データビットに対応する予め設定された変調パターンに応じて、伝送シンボル値を設定することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムにおける制御情報伝送方法及び装置に係り、特に、直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:ＯＦＤＭＡ)システムにおいて、アップリンク制御情報の一種である高速フィードバック情報を伝送するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、移動通信システムは、アナログ方式の第１世代、デジタル方式の第２世代、ＩＭＴ-２０００の高速マルチメディアサービスを提供する第３世代に引き続いて、超高速マルチメディアサービスを提供する第４世代の移動通信システムへ発展しつつある。このような第４世代移動通信システムにおいて、ユーザは一つの端末機で衛星ネットワーク、無線ＬＡＮ(Local Area Network)及びインターネットネットワークなどを使用することが可能である。すなわち、音声、映像、マルチメディア、インターネットデータ、音声メール及びインスタントメッセージ(Instant Message)などのすべてのサービスを一つの移動端末機を用いて楽しむことができる。第４世代の移動通信システムは、超高速マルチメディアサービスのために２０Ｍｂｐｓの伝送速度を目指し、主として直交周波数分割多重化(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ)方式を用いる。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式は、多数の直交搬送波(carrier)信号を多重化するデジタル変調方式であって、単一データストリームを数個の低速ストリームに分割して低い伝送率の数個の副搬送波(sub-carrier)を用いて同時に伝送する。
【０００４】
一方、ＯＦＤＭ方式を用いる多重接続方式が、直交周波数分割多重接続(以下、‘ＯＦＤＭＡ'と称する)として知られている。ＯＦＤＭＡ方式においては、一つのＯＦＤＭシンボル内の副搬送波を、多数のユーザ、すなわち、多数の加入者端末機が分割して使用する。ＯＦＤＭＡ方式に基づく通信システムは、アップリンク制御情報の一種であるアップリンク高速フィードバック(Fast Feedback)情報を伝送するための別途の物理的チャンネルを備える。このアップリンク高速フィードバック情報には、完全信号対雑音比(Signal to Noise ratio：ＳＮＲ)、バンド別の差分ＳＮＲ、高速多重入力多重出力(Multi Input Multi Output：ＭＩＭＯ)フィードバック及びモード選択フィードバックなどが含まれる。
【０００５】
図１は、従来の技術によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク 制御情報伝送のための送信機の構造を示した図である。図１を参照すると、送信機１０は、２進(binary)のチャンネル符号器１１、変調器１２及び逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform:ＩＦＦＴ)器１３を含む。２進のチャンネル符号器１１は、伝送しようとするアップリンク制御情報の情報データビットが発生すると、その情報データビットを２進のブロックコード、例えば、(２０，５)ブロックコードを用いて符号ワード(codeword)で符号化する。
【０００６】
変調器１２は、コヒーレント変調器(Coherent Modulator)または差動変調器(Differential Modulator)を含む。変調器１２は、２進のチャンネル符号器１１から出力される符号ワードに該当する伝送シンボルを、コヒーレントまたは差動変調方式を用いて求めた後に、その伝送シンボルをＩＦＦＴ器１３に出力する。ここで、変調器は、予め設定されている設定変調方式、例えば、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)方式またはＤＱＰＳＫ(Differential Quadrature Phase Shift Keying)方式などを用いることができる。
【０００７】
ＩＦＦＴ器１３は、変調器１２から出力された伝送シンボルに関して、ＩＦＦＴを遂行した後に、その伝送シンボルを伝送する。
【０００８】
図２は、従来の技術によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク制御情報受信のための受信機の構造を示した図である。図２を参照すると、受信機２０は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform：ＦＦＴ)器２３、復調器２２及び２進のチャンネル復号器２１を含む。
【０００９】
送信機１０から伝送される信号が受信されると、ＦＦＴ器２３は受信信号に関してＦＦＴを遂行して、その受信シンボルを復調器２２に出力する。復調器２２は、コヒーレント復調器または差動復調器からなる。上記復調器２２は、ＦＦＴ器２３から出力される受信シンボルを受信して、その軟判定(soft decision)値を送信機１０の変調方式に対応する復調方式、例えば、コヒーレント復調や差動復調方法を用いて求める。
【００１０】
２進のチャンネル復号器２１は、復調器２２から求められた軟判定値を受信して、どの符号ワードが伝送されたかを判定した後に、その該当するデータビットを出力する。
【００１１】
上述したような構造を有する送信機１０及び受信機２０を通じて送信・受信されるアップリンク高速フィードバック情報は、全体的な通信サービスにおいてはその量があまり多くない。しかしながら、アップリンク高速フィードバック情報は非常に重要な情報なので、伝送の際に高い信頼度が保証されるべきである。しかしながら、オーバーヘッド(overhead)比率を低めるために、アップリンク高速フィードバック情報を伝送するための物理的チャンネルには、周波数-時間軸資源が多く割り当てられないことが一般的である。したがって、トラフィックチャンネルのように多くの資源が割り当てられる一方、多量の情報を伝送するべきチャンネルとは異なる伝送方法が求められる。
【００１２】
一般に、アップリンク制御情報を伝送するために、２進のチャンネル符号とコヒーレント変調または差動変調を結合させる方法を用いている。
【００１３】
しかしながら、少ない周波数-時間軸資源を用いて、上述した方法でアップリンク制御情報を伝送する場合、誤り率が高まる。これにより、通信システムの運用安定性は劣る。すなわち、パイロットトーンの数が十分なダウンリンクの場合やアップリンクトラフィック伝送の場合とは異なり、アップリンク制御情報伝送の場合には、パイロットトーンの数が足りなくなる。したがって、チャンネル推定性能が劣り、これによるコヒーレント変調/復調方法の性能も悪くなる。
【００１４】
この際、チャンネル推定性能のみを考慮してパイロットトーンの数を増やす場合、データトーンの数が不十分になる。かつ、２進のチャンネル符号と変調との分離は、最適化した性能を達成できない原因となる。
【００１５】
その上、安定性を高めるために、多くの周波数-時間軸資源をアップリンク高速フィードバック情報伝送に使用する場合、オーバーヘッド率が増えて通信システムの処理率(throughput)を低める。
【００１６】
従来のアップリンク高速フィードバック情報伝送方式は、一つのアップリンクサブチャンネルを使用し、４ビットの情報を伝送する。しかしながら、４ビットの情報伝送では、完全ＳＮＲの伝送において十分な精度を保証せず、バンド別の差分ＳＮＲは四つのバンドのみを伝送するなど、各種の限界が存在する。かつ、４ビットの情報伝送は、簡単な別の情報伝送のために符号ワードを割り当てようとしても、符号ワードが１６個に過ぎないため、容易でないなど、運用の柔軟性も十分でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の目的は、non-coherent変調方法を用いてアップリンク高速フィードバック情報を伝送するための方法及び装置を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、アップリンク高速フィードバック情報を、与えられた周波数-時間軸資源を用いて効率的に伝送するための方法及び装置を提供することである。
【００１９】
本発明のまた他の目的は、通信システムにおいて、制御情報伝送の精度及び運用の柔軟性を高める５ビットまたは６ビットのアップリンク高速フィードバック情報を効率的に伝送するための方法及び装置を提供することである。
【００２０】
また、本発明の他の目的は、Ｍ進(M-ary)のチャンネル符号とnon-coherent変調方式とを結合して、最適化した性能を得ることのできるアップリンク高速フィードバック情報伝送方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような目的を達成するための本発明の第１の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法を提供する。この方法は、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成するステップと、アップリンク高速フィードバック情報に応じて、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するステップと、その出力された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調するステップと、直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てるステップと、副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第２の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルに用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送するための方法を提供する。この方法は、アップリンク高速フィードバック情報の５ビットの情報データビットを受信するステップと、情報データビットに対応する符号ワードを出力するステップと、その受信されたデータビットの該当符号ワードに対応するシンボルを直交変調するステップと、直交変調された伝送シンボルを出力するステップと、直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとが割り当てられた副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、その逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第３の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルに用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する方法を提供する。この方法は、アップリンク高速フィードバック情報の６ビットの情報データビットを受信するステップと、情報データビットに対応する符号ワードを出力するステップと、受信されたデータビットの該当符号ワードに対応するシンボルを直交変調するステップと、直交変調された伝送シンボルを出力するステップと、その直交変調された伝送シンボルとパイロットシンボルとが割り当てられた副搬送波群からなる伝送信号に関して、逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行するステップと、逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第４の特徴によれば、直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)方式を使用する通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルを用いるアップリンク高速フィードバック情報を伝送する装置を提供する。この装置は、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報を生成し、高速フィードバック情報に応じて、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となる符号ワードを出力するチャンネル符号器と、その出力された符号ワードに対応する伝送シンボルを直交変調し、直交変調された伝送シンボルを副搬送波群に割り当てて出力するnon-coherent変調器と、副搬送波群からなる伝送信号に関して逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を遂行し、逆高速フーリエ変換された伝送信号を伝送する逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)器と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上述した本発明は、アップリンク高速フィードバック情報を、与えられた周波数-時間軸資源を用いて伝送する場合、伝送する情報データのビットを５ビットまたは６ビットに増加させることにより、正確な情報を伝えることができ、かつ、より安定したシステムを運用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、関連した公知の機能や構成についての具体的な説明は、適宜省略する。
【００２７】
本発明による方法及び装置は、アップリンク制御情報の一種であるアップリンク高速フィードバック情報の伝送による信頼性を高める一方、オーバーヘッド率を低めるために、Ｍ進(M-ary)のチャンネル符号及びnon-coherent変調方式を用いる。すなわち、本発明は、Ｍ進のチャンネル符号及びnon-coherent変調方式を用いて、アップリンク高速フィードバック情報を効率的に伝送することのできる方法及び装置に関する。
【００２８】
また、non-coherent変調/復調方式を用いることによって、周波数-時間軸資源の使用を減らす。これにより、多数のパイロットトーンが割り当てられないアップリンク高速フィードバック情報を効率的に伝送することが可能である。
【００２９】
本発明は、アップリンク高速フィードバック情報伝送に、５ビットまたは６ビットの情報を伝送する方法を提案することによって、伝送情報の精度及び運用の柔軟性を高める。
【００３０】
上述したように、通信システムに用いられるアップリンク高速フィードバック情報量はごくわずかである。しかしながら、通信システムの運用においては、アップリンク高速フィードバック情報は非常に重要である。したがって、本発明で提案する方法及び装置は、アップリンク高速フィードバック情報を伝送するために直交変調方式を適用する。
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態を直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムに適用して説明する。また、Ｍ進の位相変調(ＰＳＫ:Phase Shift Keying、以下、‘ＰＳＫ’と称する)方式を用いて、アップリンク高速フィードバック情報伝送方法について説明する。
【００３２】
図３は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のための送信機の構造を示した図である。図３を参照すると、送信機１００は、アップリンク制御情報、例えば、アップリンク高速フィードバック情報のデータビットを符号化するチャンネル符号器１１０と、上記情報データビットをnon-coherent方式で変調するnon-coherent変調器１２０と、送信する信号を逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)して伝送するＩＦＦＴ器１３０と、を含む。
【００３３】
チャンネル符号器１１０は、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報のデータビットが発生すると、その情報データビットを該当符号ワードで符号化して、その符号ワードをnon-coherent変調器１２０に出力する。ここで、チャンネル符号器１１０は、入力ビットに応じて２進のチャンネル符号器またはＭ進のブロックコード(M-ary Block Code)などを用いるＭ進のチャンネル符号器を含むことができる。
【００３４】
Non-coherent変調器１２０は、チャンネル符号器１１０から出力された符号ワードに該当する伝送シンボルを、non-coherent変調方式を用いて求めた後に、これをＩＦＦＴ器１３０に出力する。ここで、non-coherent変調器１２０は、予め設定されている変調方式、例えば、直交変調方式などを用いることができる。
【００３５】
ＩＦＦＴ器１３０は、non-coherent変調器１２０から出力された伝送シンボルに関して、ＩＦＦＴを遂行した後、その伝送シンボルを伝送する。
【００３６】
図４は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報受信のための受信機の構造を示した図である。図４を参照すると、受信機２００は、時間領域の受信信号を高速フーリエ変換(ＦＦＴ)して周波数領域の受信信号に変換するＦＦＴ器２３０と、周波数領域の受信信号を復調するnon-coherent復調器２２０と、その復調された受信シンボルからアップリンク高速フィードバック情報のデータビットを復号するチャンネル復号器２１０と、を含む。
【００３７】
ＦＦＴ器２３０は、送信機１００から受信信号が入力されると、ＦＦＴを遂行して受信シンボルをnon-coherent復調器２２０に出力する。上記non-coherent復調器２２０は、ＦＦＴ器２３０から出力される受信シンボルを受信し、その受信シンボルの柔判定値をnon-coherent復調方法を用いて求めた後に、該柔判定値をチャンネル復号器２１０に出力する。チャンネル復号器２１０は、non-coherent復調器２２０から柔判定値を受信して、送信機１００からどの符号ワードが伝送されたかを判定し、その判定結果に該当するデータビットを出力する。ここで、チャンネル復号器２１０は、入力ビットに応じて、２進のチャンネル復号器またはＭ進のチャンネル復号器を含むことができる。
【００３８】
以下、本発明の実施形態によるアップリンク高速フィードバック情報伝送を、ＯＦＤＭＡ通信システムのアップリンクに周波数-時間軸上の６つの３ｘ３副搬送波群(sub-carrier clusters)が割り当てられる場合の伝送方法を例として説明する。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、高速フィードバックチャンネルにアップリンク高速フィードバック情報伝送のために、６つの３ｘ３副搬送波群が割り当てられる場合の周波数-時間軸資源を示した図である。図６は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、３ｘ３個の副搬送波群に割り当てられる符号ワードの一例を示した図である。図７は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、３ｘ３個の副搬送波群に割り当てられる符号ワードの他の例を示した図である。詳しくは、図５は、Ｍ進のＰＳＫ直交変調に使用するパターンに応じて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のために割り当てられる周波数-時間軸資源を示し、ここで、情報データビットの数は４であり、Ｍ＝８進のチャンネル符号器を使用する場合を示す。
【００４０】
以下、図５乃至図７を参照して高速フィードバック情報として４ビットの情報データビットを伝送する方法を説明する。その後、図５、図８及び図９を参照して、本発明の実施形態における高速フィードバック情報として５ビット及び６ビットの情報データビットを伝送する方法について説明する。
【００４１】
図５を参照すると、伝送しようとするアップリンク高速フィードバック情報データビットは、チャンネル符号器を通じてnon-coherent変調器に入力される。このとき、情報データビットの数は４であり、８進のチャンネル符号器を使用する場合を仮定する。すると、non-coherent変調器は、伝送信号を直交変調方法を用いて変調する。その後、non-coherent変調器から出力された変調シンボルは、ＩＦＦＴ器を通じてＩＦＦＴされて伝送される。以下、図６を参照して図５による情報データビット伝送過程をより詳しく説明する。
【００４２】
図６は、８進のチャンネル符号器から出力される可能な１６種類の符号ワードを示した図である。８進のチャンネル符号器は、情報データビットが入力されると、図６のような可能な１６種類の符号ワードのうち、一つをnon-coherent変調器に出力する。ここで、８進のチャンネル符号器は、与えられた符号ワードの個数及び長さに対して、符号ワード間の最小ハミング距離(minimum Hamming distance)が最大となるように設定される。この“ハミング距離”とは、２つの符号ワード間の該当ビットのうち、異なったビットの数をいう。“最小ハミング距離”とは、ハミング距離の最小値をいう。
【００４３】
上述したような伝送方法において、符号ワードエラー確率性能に主な影響を与える最小ハミング距離は、５となる。すなわち、可能な１６種類の符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“０”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“００００００”である。また、符号ワードが“８”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“０１２３４５”となる。その結果、２つの符号ワード、すなわち、符号ワード“０”と符号ワード“８”とのハミング距離は、５となる。ここで、最小ハミング距離が５というのは、すべて可能な符号ワードの対に対して、２つの符号ワード間のハミング距離が５以上となることを示す。
【００４４】
上記non-coherent変調器は、８進のチャンネル符号器から入力される符号ワードに対して直交変調方法を使用する。すなわち、non-coherent変調器は、直交変調方式を用いて、８進のチャンネル符号器で符号化された情報データビットを変調する。ここで、変調に使用するパターンによる伝送シンボルを図７に示す。
【００４５】
図７を参照すると、伝送シンボルは、直交ベクトルの集合からなり、副搬送波群に直接にマッピングされる。この直交変調に使用する直交ベクトルは、例えば、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のように示す。各直交変調シンボルは、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調シンボルであって、次の数１のように求めることができる。
【００４６】
【数１】
2008500763.tif 000003
【００４７】
一方、３ｘ３個の副搬送波群の８つの縁部の副搬送波は、図７に示したようなシンボルを伝送する。残った１つの中心部の副搬送波は、パイロットシンボルを伝送する。ここで、パイロットシンボルは任意に設定されることができる。また、伝送シンボルの値は、該当ベクトルインデックスに対する直交ベクトルとして設定される。
【００４８】
より詳しくは、伝送しようとする４ビットの情報データが与えられると、送信機は、図６に応じて、符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を決定する。その後、送信機は、一番目の３ｘ３個の副搬送波群にＡ０に該当する直交ベクトルを、二番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ１に該当する直交ベクトルを割り当てて伝送する。したがって、最後の六番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ５に該当する直交ベクトルを割り当て、図７に示した方法で直交ベクトルを伝送する。
【００４９】
ここで、図７を参照すると、情報データ、例えば、ベクトルインデックス０に該当する伝送シンボル値には、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が設定され、ベクトルインデックス４に該当する伝送シンボル値には、Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ０が設定され、ベクトルインデックス７に該当する伝送シンボル値には、Ｐ０，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ０，Ｐ２，Ｐ０，Ｐ０，Ｐ２が設定されることをわかる。
【００５０】
一方、受信機は、送信機から伝送された伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器を通じて受信信号に関してＦＦＴを遂行する。次に、受信機内のnon-coherent復調器は、６つの３ｘ３副搬送波群の各々に対して、８種類の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算する。その後、Ｍ進のチャンネル復号器は、１６種類のすべて可能な符号ワードに該当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算した後に、その計算値のうち、最大値を有する符号ワードに該当する情報データビットを、送信機が伝送したものとして決定する。
【００５１】
一般的なアップリンク高速フィードバック情報伝送は、上述したように、１つのアップリンクサブチャンネルを用いて４ビットの情報を伝送する。しかしながら、４ビットの使用は、完全ＳＮＲの伝送において十分な精度を保証せず、バンド別の差分ＳＮＲは、４つのバンドのみを伝送することができる。かつ、４ビットの情報伝送は、別の情報伝送のために符号ワードを割り当てようとしても、符号ワードが１６個に過ぎないため、容易でないなど、運用の柔軟性が十分でない。
【００５２】
したがって、上述した問題点を解決するために、本発明は、アップリンク高速フィードバック情報伝送に、５ビットまたは６ビットの情報を伝送する方法を適用することによって、伝送情報の精度や運用の柔軟性を高める。
【００５３】
次に、本発明の実施形態によるアップリンク高速フィードバック伝送方法について説明する。図５においては、高速フィードバック伝送チャンネルに周波数-時間軸上の６つの３ｘ３副搬送波群が割り当てられる場合、周波数-時間軸資源が割り当てられる。ここで、情報データビットの数は５であり、Ｍ＝８進のチャンネル符号器を使用する。
【００５４】
図８は、本発明の実施形態による８進のチャンネル符号器から出力される３２種類の可能な符号ワードを示した図である。図８を参照すると、８進のチャンネル符号器は、情報データビットが入力されると、３２種類の可能な符号ワードのうち、１つをnon-coherent変調器に出力する。ここで、８進のチャンネル符号器は、与えられた符号ワードの数及び長さに対して、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定される。このとき、図８に示したように、最初の１６個の符号ワードは、４ビット情報伝送のための図６の符号ワードと一致し、次の１６個の符号ワードが新たに加えられたことをわかる。
【００５５】
このように符号ワードの数が二倍になるとしても、符号ワードエラー確率性能に主な影響を与える最小ハミング距離は、まだ５である。すなわち、３２種類の可能な符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“１６”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“４７２５１６”であり、符号ワードが“２４”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“４６０２５７”となる。その結果、２つの符号ワード、すなわち、符号ワード“１６”と符号ワード“２４”とのハミング距離は、５となる。ここで、最小ハミング距離＝５とは、すべて可能な２つの符号ワードに対して、符号ワード間のハミング距離が５以上となることを示す。
【００５６】
上記non-coherent変調器は、８進のチャンネル符号器から出力される符号ワードに対して直交変調方法を用い、このような直交変調に使用する直交ベクトルを図７に示す。すなわち、図７の直交ベクトル、例えば、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はＱＰＳＫ変調シンボルであって、次の数１のように示すことができる。
【００５７】
このとき、３ｘ３個の副搬送波群の８つの縁部の副搬送波は、図７に示したようなシンボルを伝送する。残った１つの中心部の副搬送波はパイロットシンボルを伝送する。ここで、パイロットシンボルは任意に設定されることができる。
【００５８】
より詳しくは、伝送しようとする５ビットの情報データが与えられると、送信機は、図８に応じて、符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を決定する。その後、一番目の３ｘ３個の副搬送波群にＡ０に該当する直交ベクトルを、二番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ１に該当する直交ベクトルを割り当てて伝送する。したがって、最後の六番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ５に該当する直交ベクトルを割り当て、図７に示した方法で直交ベクトルを伝送する。
【００５９】
一方、受信機は、送信機から伝送された伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器を通じて受信信号に関して、ＦＦＴを遂行する。次に、受信機内のnon-coherent復調器は、６つの３ｘ３個の副搬送波群に対して、８種類の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算する。その後、Ｍ進のチャンネル復号器は、３２種類のすべて可能な符号ワードに該当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算した後に、その計算値のうち、最大値を有する符号ワードに該当する情報データビットを、送信機が伝送したものとして決定する。
【００６０】
本発明の実施形態による高速フィードバック情報チャンネルに、周波数-時間軸上の資源は、図５に示したように、６つの３ｘ３個の副搬送波群が割り当てられる。ここで、データビットの数は６であり、Ｍ＝８進のチャンネル符号器を用いる。
【００６１】
図９は、本発明の実施形態による８進のチャンネル符号器から出力される６４種類の可能な符号ワードを示した図である。図９を参照すると、８進のチャンネル符号器は、情報データビットが入力されると、６４種類の符号ワードのうち、１つをnon-coherent復調器に出力する。ここで、８進のチャンネル符号器は、与えられた符号ワードの数及び長さに対して、符号ワード間の最小ハミング距離が最大となるように設定される。このとき、図９から、４ビット情報伝送のための図６の符号ワードに比べて、符号ワードの数は４倍だけ増えたことがわかる。
【００６２】
しかしながら、符号ワードの数が４倍だけ増えるとしても、符号ワードのエラー確率特性に主な影響を与える最小ハミング距離は、まだ５である。すなわち、６４種類の可能な符号ワードのうち、例えば、符号ワードが“３２”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“６７５１２４”であり、符号ワードが“４１”の場合、副搬送波群に対する符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５のパターンは、“６４０３５２”となる。その結果、２つの符号ワード、すなわち、符号ワード“３２”と符号ワード“４１”とのハミング距離は、５となる。ここで、最小ハミング距離＝５とは、すべて可能な２つの符号ワードに対して、符号ワード間のハミング距離が５以上となることを示す。
【００６３】
さらに、図８のように３２個の符号ワードのみを用いて、５ビットのみを伝送することも可能なのは明らかである。
【００６４】
上記non-coherent変調器は、８進のチャンネル符号器から出力される符号ワードに対して直交変調を用い、このような直交変調に使用する直交ベクトルを図７に示す。すなわち、図７の直交ベクトル、例えば、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はＱＰＳＫ変調シンボルであって、数１のように示すことができる。
【００６５】
このとき、３ｘ３個の副搬送波群の８つの縁部の副搬送波は、図７に示したようなシンボルを伝送する。残った１つの中心部の副搬送波はパイロットシンボルを伝送する。ここで、パイロットシンボルは任意に設定されることができる。
【００６６】
より詳しくは、伝送しようとする６ビットの情報データが与えられると、送信機は、図９に示したような符号ワードを通じて６つの副搬送波群に割り当てられて伝送される符号ワードＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を決定する。その後、一番目の３ｘ３個の副搬送波群にＡ０に該当する直交ベクトルを、二番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ１に該当する直交ベクトルを割り当てて伝送する。このように最後の六番目の３ｘ３個の副搬送波群にはＡ５に該当する直交ベクトルを割り当てて、図７に示した方法で直交ベクトルを伝送する。
【００６７】
一方、受信機は、送信機から伝送された伝送信号を受信すると、ＦＦＴ器を通じて受信信号に関して、ＦＦＴを遂行する。次に、受信機内のnon-coherent復調器は、６つの３ｘ３個の副搬送波群の各々に対して、８種類の可能な直交ベクトルに対する相関値の絶対値の二乗を計算する。その後、Ｍ進のチャンネル復号器は、６４種類のすべて可能な符号ワードに該当する直交ベクトルの相関値に対する絶対値の二乗の和をそれぞれ計算した後に、その計算値のうち、最大値を有する符号ワードに該当する情報データビットを、送信機が伝送したものとして決定する。
【００６８】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来の技術による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のための送信機の構造を示した図である。
【図２】従来の技術による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報受信のための受信機の構造を示した図である。
【図３】本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のための送信機の構造を示した図である。
【図４】本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報受信のための受信機の構造を示した図である。
【図５】本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、アップリンク高速フィードバック情報伝送のために割り当てられる周波数-時間軸資源を示した図である。
【図６】本発明の実施形態による直交周波数分割多重接続(ＯＦＤＭＡ)通信システムにおいて、１６種類の符号ワードを示した図である。
【図７】本発明の実施形態によるnon-coherent変調器において、直交変調に使用する直交ベクトルを示した図である。
【図８】本発明の実施形態による８進(8-ary)のチャンネル符号器から出力される３２種類の符号ワードを示した図である。
【図９】本発明の実施形態による８進のチャンネル符号器から出力される６４種類の符号ワードを示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１１  二進チャンネル符号器
１２  変調器
１３  ＩＦＦＴ器
【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】
2008500763.tif 000018
【図６】
2008500763.tif 000019
【図７】
2008500763.tif 000020
【図８】
2008500763.tif 000021
【図９】
2008500763.tif 000022
【国際調査報告】
2008500763.tif 000023
2008500763.tif 000024