(57)【要約】【課題】周期的なフェージングが生じた時のある特定のデータビットへの誤りが集中することを防止し、誤り訂正符号の能力を有効に利用できるようにするインタリーブ方式を行う。【解決手段】誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、この長方形マトリックスの行毎に先頭の初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生させ、この擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すことによりインタリーブを行うようにした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号のデータビット系列をインタリーブ処理およびデインタリーブ処理して通信を行うインタリーブ無線通信方法において、
誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、
この長方形マトリックスの行毎に先頭の初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生させ、
この擬似乱数の番号順に前記長方形マトリックス中の前記データビットの並べ替えを行い、
並べ替えたデータビットを前記長方形マトリックスの列毎に読み出すことによりインタリーブを行うことを特徴とするインタリーブ無線通信方法。
【請求項２】
擬似乱数が、長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、この初期値がシフトレジスタ上でシフトされることにより発生することを特徴とする請求項１記載のインタリーブ無線通信方法。
【請求項３】
誤り訂正符号のデータビット系列をインタリーブ処理およびデインタリーブ処理して通信を行う無線通信装置において、
誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、この長方形マトリックスの行番号を行毎に先頭の初期値として設定し、この初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生する擬似乱数発生手段と、
変化した前記擬似乱数の番号順に前記長方形マトリックス中の前記データビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを前記長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブ手段またはデインタリーブ手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
擬似乱数発生手段が、行毎に長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、設定された初期値をシフトレジスタ上でシフトさせることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
誤り訂正符号のデータビット系列をインタリーブ処理およびデインタリーブ処理して通信を行うと共に、送受信時にスクランブル処理およびデスクランブル処理を行うＷ−ＣＤＭＡ無線通信装置において、
スクランブリングコード発生器を擬似乱数を発生させる擬似乱数手段とし、
発生した擬似乱数の初期値を行毎にビットシフトさせるビットシフト手段と、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスの行毎に書き込み、ビットシフトされた前記擬似乱数の番号順に前記長方形マトリックス中の前記データビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを前記長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブ手段およびデインタリーブ手段とを備えたことを特徴とするＷ−ＣＤＭＡ無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はビット入れ替えを改良したインタリーブ方式を適用したインタリーブ無線通信方法、無線通信装置およびＷ−ＣＤＭＡ無線通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の無線通信システムの多くがデジタル化されているが、このようなシステムでは、通信品質を改善するために誤り訂正技術を採用している。ところが、無線通信ではフェージングの影響を受け易く、フェージングの影響によりデータがバースト誤りを受け、誤り訂正復号器が正常な復号動作を行えず通信障害を引き起こす場合がある。この問題を解決する方法としてインタリーブ方式が適用されている。このインタリーブ方式は、誤り訂正符号化した後のデータをビット単位で並べ替えるインタリーブを行って送信し、受信時には誤り訂正復号する前に受信データを元の順序のデータビット列に戻すデインタリーブを行うものである。このことにより、伝送中に実際に受けたバースト誤りを見かけ上のランダム誤りに変換し、そのランダム誤りを、誤り訂正符号で訂正するものである。このようなインタリーブ方式では、送信したいデータビットに対して、特定の順番で並び替えを行うものである。
【０００３】
図９は従来の代表的なインタリーブ方式を示すデータ配列を示す説明図である。図９（１）はインタリーブ前のデータビット系列で、データ長１００ビットのデータビット系列である。データビット系列を構成するデータビットは、図９（２）に示すような１０行×１０行の長方形マトリックスに行毎に書き込まれる。データの順序を入れ替えるために、読み出しの際に、列毎に縦読みを行うことで図９（３）のようなデータビット系列になり、データビットの入れ替えが行われる。すなわち、この方式は、送信したいデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、それを列毎に読み出すことで、データの順序を入れ替える「横書き縦読み」方式である。
【０００４】
図１０は従来のインタリーブ処理後のデータビット系列とフェージングとの関係を示す説明図である。図１０（１）はデータ長７０ビットのデータビット系列、図１０（２）はデータ長３０ビットのデータビット系列で、この２つのデータビット系列を結合したデータビット系列が図１０（３）である（ビット長１００ビット）。図１０（２）と（３）のデータビット系列を図９に示した方法でインタリーブを行った結果が図１０（４）となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインタリーブ無線通信方法は以上のように構成されているので、データビット系列が無線で送信され、フェ−ジングを受けた場合について観ると、フェ−ジング周期とインタリーバ周期が一致した場合、図１０（２）のデータビット系列の方に、フェ−ジングがかかり、誤りがこのデータビット系列、すなわち結合前の片方のデータに集中してしまい、受信装置側で復調するとき、誤り訂正能力以上に誤りが集中した場合には、そのデータの誤り訂正が正しく行われないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、周期的なフェージングが生じた時のある特定のデータビットへの誤りが集中することを防止し、誤り訂正符号の能力を有効に利用できるようにしたインタリーブ無線通信方法、無線通信装置およびＷ−ＣＤＭＡ無線通信装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るインタリーブ無線通信方法は、誤り訂正符号のデータビット系列をインタリーブ処理およびデインタリーブ処理して通信を行うインタリーブ無線通信方法において、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、この長方形マトリックスの行毎に先頭の初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生させ、この擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すことによりインタリーブを行うものである。
【０００８】
この発明に係るインタリーブ無線通信方法は、擬似乱数が、長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、この初期値がシフトレジスタ上でシフトされることにより発生するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る無線通信装置は、誤り訂正符号のデータビット系列をインタリーブ処理およびデインタリーブ処理して通信を行う無線通信装置において、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、この長方形マトリックスの行番号を行毎に先頭の初期値として設定し、この初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生する擬似乱数発生手段と、変化した擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブ手段またはデインタリーブ手段とを備えたものである。
【００１０】
この発明に係る無線通信装置は、擬似乱数発生手段が、行毎に長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、設定された初期値をシフトレジスタ上でシフトさせるものである。
【００１１】
この発明に係るＷ−ＣＤＭＡ無線通信装置は、スクランブリングコード発生器を擬似乱数を発生させる擬似乱数手段とし、発生した擬似乱数の初期値を行毎にビットシフトさせるビットシフト手段と、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスの行毎に書き込み、ビットシフトされた擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブ手段およびデインタリーブ手段とを備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるインタリーブ方式を適用した無線通信システムの構成を示すブロック図である。図において１０は送信装置、２０は受信装置である。送信装置１０において、１１は誤り訂正符号部、１２はインタリーブ部、１３は擬似乱数発生器（Ｍ系列発生器）、１４は送信部、１５は送信アンテナである。受信装置２０において、２１は受信アンテナ、２２は受信部、２３はデインタリーブ部、２４は擬似乱数発生器、２５は誤り訂正復号部である。なお、ここでは、送信装置１０と受信装置２０のシステムで示したが、無線電話のように双方向通信システムを構成する場合、それぞれの通信装置が、送信および受信機能を備え、同一機能の部分は共通化されることになる。
【００１３】
次に一般動作について説明する。
送信装置１０において、入力データは誤り訂正符号部１１で符号化されてデータビット系列１０１に生成される。データビット系列１０１はインタリーブ部１２に入力され、擬似乱数発生器１３からの擬似乱数に基づいてインタリーブ処理され、データビット系列１０２に変換される。このインタリーブされたデータビット系列１０２は送信部１４により所定の送信波に変換され、送信アンテナ１５から送られる。
受信装置２０側では、受信アンテナ２１による受信信号が受信部２２でデータビット系列１０３として復調される。このデータビット系列１０３はデインタリーブ部２３で擬似乱数発生器２４からの擬似乱数に基づいてデインタリーブ処理され、インタリーブ前のデータビット系列１０１と同じ配列のデータビット系列１０４として取り出される。データビット系列１０４は、誤り訂正復号部２５により復号されフェージングによる影響が除去され、送信時のデータに実質的に近いものとして復調される。
【００１４】
次に実施の形態１によるインタリーブ処理の詳細動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１によるインタリーブ方式のデータ配列を示す説明図である。インタリーブ部１２において、まず従来のインタリーブ方式と同様に、図２（１）に示すようなデータビット長１００ビットの送信すべきデータビット系列を長方形マトリックスに行毎に書き込む。ここでは、インタリーバの行数を１５列とし、横書きを行う。データビット長１００ビットであるから、横書きする長方形のマトリックスは、図２（２）に示されるように、１５列×７行のマトリックスとなる。足りないビットには０パディング（Ｐａｄｄｉｎｇ）を行っておく。
【００１５】
上記長方形マトリックスに誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを行毎に書き込むが、この発明では、この長方形マトリックスの行毎に先頭の初期値をシフトさせてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生させるようにしている。そのために、例えば後述する動作を行う擬似乱数発生器１３を用いている。
図３はこの擬似乱数発生器１３の構成を示す回路図で、１３１はシフトレジスタ、１３２は加算器である。
擬似乱数発生器（Ｍ系列生成回路）１３は擬似乱数を発生するが、４段のシフトレジスタ１３１で周期１５ビットであるＭ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｅｎｇｔｈ　ＣｏｄｅまたはＭａｘｉｍｕｍ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を発生させるＭ系列発生回路を構成している。図４は擬似乱数発生器１３で発生する擬似乱数の表を示す説明図で、円で囲った数字０，１，２，…の欄はシフト回数の各時のレジスタ４ビットの２進値を１０進値に変換した値を示したものである。次に、このＭ系列の初期値、すなわちシフトレジスタ１３１に設定する初期値を変化させるが、その例としてここでは、長方形マトリックスの行番号を行毎の初期値に設定する。このことは、図４において、各行０の欄の数字を１，２，…，７と設定するようにしたことである。この初期値をシフトレジスタ１３１上でシフトすることで、長方形マトリックスの行単位毎に得られる擬似乱数（シフトレジスタ値）を生成する。
【００１６】
図５はこの発明の実施の形態１に係るインタリーブ動作について示す説明図である。図５（１）のように行単位毎に得られる擬似乱数の順番（図４の擬似乱数表）にデータビットの入れ替えを行う。このデータを縦読みすることで図５（２）のデータビット系列が得られ、図５（２）で０パディングしたビットを刈り取ることで、図５（３）のデータビット系列が得られる。これによって、非周期的なインタリーブが実現できる。
一方、受信装置２０においても、デインタリーブ部２３と擬似乱数発生器２４によって同様な動作を行うことで、デインタリーブを行いデータビット系列の復元を行う。
【００１７】
以上のように、この実施の形態１によれば、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、擬似乱数発生器（擬似乱数発生手段）１３，２４により、この長方形マトリックスの行毎に先頭の初期値をシフトさせてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生させており、インタリーブ部（インタリーブ手段）１２またはデインタリーブ部（デインタリーブ手段）２３において、この擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブを行うようにしたものである。また、特に、長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、この初期値がシフトレジスタ上でシフトされることにより擬似乱数を発生するようにしているものである。したがって、ランダム的なデータビットのインタリーブを行うことで周期的なフェージングが生じた時にある特定のデータブロックに誤りが集中するのを防止することができ、誤り訂正符号の能力を有効に利用できる効果が得られる。
【００１８】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２によるインタリーブ方式を適用したＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式の無線通信システムの構成を示すブロック図で、下り回線にインタリーブ部を適用したものである。図において、図１と同一および相当する部分には同一符号を付し、原則としてその説明を省略する。１６，２６はシフトレジスタ値ビットシフト操作部である。１７，２７は送受信時にスクランブル処理およびデスクランブル処理を行うためのスクランブルコードを発生するスクランブリングコード（Ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ　Ｃｏｄｅ）発生器である。
実施の形態１で述べたインタリーブ方式をＷ−ＣＤＭＡシステムに適用した無線通信方式および無線通信装置が提案できる。Ｗ−ＣＤＭＡ（ＦＤＤ方式）の通信路符号化（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｃｏｄｉｎｇ）では、規格３ＧＰＰＴＳ２５．２１２に記載されているが、インタリーブは１ｓｔインタリーブおよび２ｎｄインタリーブと２段階で行われている。また、ＣＤＭＡ方式ではデータビットに拡散符号を乗算することにより、スペクトルの帯域を広げて通信を行うが、その拡散符号には、直交列である階層化直交符号と擬似乱数であるＭ系列を基本とするＧｏｌｄ系列が用いられている。
【００１９】
図７は規格３ＧＰＰＴＳ２５．２１３で規定された下り回線時に使用されるスクランブリングコード発生器の構成を示す回路図である。１５１はシフトレジスタ、１５２は加算器である。
インタリーブ部１２において、送信すべきデータビット系列を長方形マトリックスに行毎に書き込む。長方形マトリックスの列数に合わせて、スクランブリングコード発生器１７からの擬似乱数（シフトレジスタ値）の上位ビットについてシフトレジスタ値ビットシフト操作部１６によりビットシフトを行ってＭ系列の初期値を行毎に変化させ、行毎にランダムな並べ替えを行う。図８はシフトレジスタ値ビットシフト操作部１６の動作を示す説明図で、インタリーブの長方形マトリックスが１５列を意識した場合のビットシフトを表している。
【００２０】
なお、受信装置２０側のデインタリーブにおいても同様な動作を行うことになる。また、このインタリーブ方式は、２段階ある１ｓｔインタリーブと２ｎｄインタリーブのいずれに適用してもよい。
以上のように、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムの場合には、元からシステム内に組み込まれているスクランブリングコード発生器１７を利用して擬似乱数を発生させることができるので、その分装置の簡略化が図れる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態２によれば、スクランブリングコード発生器１７，２７をＭ系列の擬似乱数を発生させる擬似乱数手段とし、シフトレジスタ値ビットシフト操作部（ビットシフト手段）１６，２６により擬似乱数の初期値を行毎にビットシフトさせ、インタリーブ部（インタリーブ手段）１２またはデインタリーブ部（デインタリーブ手段）２３において、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスの行毎に書き込み、ビットシフトされた擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すようにしたので、実施の形態１と同様な効果が得られることに加え、元からあるスクランブリングコード発生器１７，２７をそのまま用いることができるため、インタリーブを行うために新たに擬似乱数を発生する装置を組み込む必要がなく、携帯装置の構成上の簡素化が図れる効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、誤り訂正符号のデータビット系列をインタリーブ処理およびデインタリーブ処理して通信を行うインタリーブ無線通信方法において、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、この長方形マトリックスの行毎に先頭の初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生させ、この擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すことによりインタリーブを行うように構成したので、ランダム的なデータビットのインタリーブを行うことで周期的なフェージングが生じた時に、ある特定のデータブロックに誤りが集中するのを防止することができ、誤り訂正符号の能力を有効に利用できる効果がある。
【００２３】
この発明によれば、擬似乱数が、長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、この初期値がシフトレジスタ上でシフトされることにより発生するように構成したので、シフトさせた擬似乱数を用いることで、ランダム的なデータビットのインタリーブを行うことができ、周期的なフェージングが生じた時に、ある特定のデータブロックに誤りが集中するのを防止することができ、誤り訂正符号の能力を有効に利用できる効果がある。
【００２４】
この発明によれば、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスに行毎に書き込み、この長方形マトリックスの行番号を行毎に先頭の初期値として設定し、この初期値を変化させてそれぞれ行毎に擬似乱数を発生する擬似乱数発生手段と、シフトした擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブ手段またはデインタリーブ手段とを備えるように構成したので、ランダム的なデータビットのインタリーブを行うことで周期的なフェージングが生じた時に、ある特定のデータブロックに誤りが集中するのを防止することができ、誤り訂正符号の能力を有効に利用できる効果がある。
【００２５】
この発明によれば、擬似乱数発生手段が、行毎に長方形マトリックスの行番号をＭ系列の初期値に設定し、設定された初期値をシフトレジスタ上でシフトさせるように構成したので、シフトさせた擬似乱数を用いることで、ランダム的なデータビットのインタリーブを行うことができ、周期的なフェージングが生じた時に、ある特定のデータブロックに誤りが集中するのを防止することができ、誤り訂正符号の能力を有効に利用できる効果がある。
【００２６】
この発明によれば、スクランブリングコード発生器をＭ系列の擬似乱数を発生させる擬似乱数手段とし、発生した擬似乱数の初期値を行毎にビットシフトさせるビットシフト手段と、誤り訂正符号処理後または誤り訂正復号処理前のデータビットを長方形マトリックスの行毎に書き込み、ビットシフトされた擬似乱数の番号順に長方形マトリックス中のデータビットの並べ替えを行い、並べ替えたデータビットを長方形マトリックスの列毎に読み出すインタリーブ手段およびデインタリーブ手段とを備えるように構成したので、ランダム的なデータビットのインタリーブを行うことで周期的なフェージングが生じた時に、ある特定のデータブロックに誤りが集中するのを防止することができ、誤り訂正符号の能力を有効に利用できる効果がある。また、Ｗ−ＣＤＭＡ無線通信装置に元来組み込まれているスクランブリングコード発生器をそのまま用いることができるため、インタリーブを行うために新たに擬似乱数を発生する装置を組み込む必要がなく、携帯装置の構成上の簡素化が図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るインタリーブ通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態１に係るインタリーブ方式のデータ配列を示す説明図である。
【図３】同実施の形態１に係る擬似乱数発生器の構成を示す回路図である。
【図４】同実施の形態１に係る擬似乱数の例を示す説明図である。
【図５】同実施の形態１に係るインタリーブ動作について示す説明図である。
【図６】同実施の形態２に係るインタリーブ方式を適用したＷ−ＣＤＭＡシステムの構成を示すブロック図である。
【図７】同実施の形態２に係るスクランブリングコード発生器の構成を示す回路図である。
【図８】同実施の形態２に係るシフトレジスタ値ビットシフト操作部の動作を示す説明図である。
【図９】従来のインタリーブ方式のデータ配列を示す説明図である。
【図１０】従来のインタリーブ処理後のデータビット系列とフェージングとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　送信装置、１１　誤り訂正符号部、１２　インタリーブ部（インタリーブ手段）、１３，２４　擬似乱数発生器（擬似乱数発生手段）、１４　送信部、１５　送信アンテナ、１６，２６　シフトレジスタ値ビットシフト操作部（ビットシフト手段）、１７，２７　スクランブリングコード発生器、１８，２８，１３２，１５２　加算器、２０　受信装置、２１　受信アンテナ、２２　受信部、２３　デインタリーブ部（デインタリーブ手段）、２５　誤り訂正復号部、１３１，１５１　シフトレジスタ。
【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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【図９】
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【図１０】
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