(57)【要約】【課題】干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止すること。【解決手段】ターボ符号化部１００は、送信データをターボ符号化し、システマチックビットおよびパリティビットを出力する。選択部２００は、ターボ符号化部１００から出力された２系列のパリティビットのうちいずれか一方を選択し、マッピング部３００−２へ出力する。マッピング部３００−１は、システマチックビットを変調してシンボルマッピングを行う。マッピング部３００−２は、パリティビットを変調してシンボルマッピングを行う。このとき、マッピング部３００−１、３００−２は、変調方式指示部５００によって指示された変調方式によって変調を行う。マッピング部３００−２に指示される変調方式は、マッピング部３００−１に指示される変調方式とは異なっている。【選択図】      図１
2004297182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを出力する符号化手段と、
出力されたシステマチックビットおよびパリティビットを互いに異なる変調方式によって変調する変調手段と、
変調されたシステマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ対応する複数のアンテナから送信する送信手段と、
を有することを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
前記変調手段は、
前記システマチックビットおよびパリティビットに対して互いに異なる変調方式を適用する変調方式指示部と、
適用された変調方式に従って前記システマチックビットおよびパリティビットのビット配置を決定するビット配置決定部と、
決定されたビット配置で前記システマチックビットおよびパリティビットをシンボルマッピングするマッピング部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
【請求項３】
前記変調方式指示部は、
前記パリティビットに対して前記システマチックビットより変調多値数が大きい変調方式を適用し、
前記ビット配置決定部は、
前記パリティビットを同相軸および直交軸に配置するビット配置を決定することを特徴とする請求項２記載の符号化装置。
【請求項４】
前記符号化手段は、
１つのシステマチックビットに対して複数のパリティビットを出力し、
前記ビット配置決定部は、
前記複数のパリティビットに対して互いに異なるビット配置を決定することを特徴とする請求項２記載の符号化装置。
【請求項５】
前記変調手段は、
前記ビット配置決定部によって決定されたビット配置を行うための座標の配置軸を入れ替える配置軸入替部、をさらに有し、
前記マッピング部は、
配置軸の入れ替え後の座標におけるビット配置で前記システマチックビットおよびパリティビットをシンボルマッピングすることを特徴とする請求項２記載の符号化装置。
【請求項６】
送信データの再送回数を検出する検出手段、をさらに有し、
前記ビット配置決定部は、
検出された再送回数に応じて前記システマチックビットおよびパリティビットのビット配置を変更することを特徴とする請求項２記載の符号化装置。
【請求項７】
送信データを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを出力するステップと、
出力したシステマチックビットおよびパリティビットを互いに異なる変調方式によって変調するステップと、
変調したシステマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ対応する複数のアンテナから送信するステップと、
を有することを特徴とする符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号化装置および符号化方法に関し、特に、送信データを時空ターボ符号化する符号化装置および符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信の誤り訂正符号において、誤りなしで送信可能な伝送速度の理論上の限界であるシャノンの限界に迫るターボ符号が注目を浴びている。ターボ符号化では、一般に、情報ビットであるシステマチックビットそのものの系列と、システマチックビットに対して畳み込み符号化して得られる冗長ビットであるパリティビットの系列と、システマチックビットに対してインタリーブを施した上で畳み込み符号化して得られるパリティビットの系列と、のように複数のビット系列が出力される。
【０００３】
このように出力された複数のビット系列を、それぞれ対応する複数の送信アンテナから送信する技術は、時空ターボ符号化と呼ばれている。時空ターボ符号化は、送信側で複数の信号を空間的に多重するＳＤＭ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の一種である。
【０００４】
時空ターボ符号化においては、ターボ符号化によって生成された複数のビット系列を変調し、シンボルマッピングを行い、それぞれのビット系列に割り当てられた複数の送信アンテナから送信する（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【０００５】
これにより、複数の送信アンテナを用いて送信することによるダイバーシチ利得と、ターボ符号が有する大きな符号化利得とを両立することができる。
【０００６】
【非特許文献１】
ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，  ＶＯＬ．  ４９，  ＮＯ．  １，  ＪＡＮＵＡＲＹ  ２００１  ”Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｔｕｒｂｏ  Ｃｏｄｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｆｕｌｌ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ”
【非特許文献２】
ＩＥＥＥ  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＮ  ＳＥＬＥＣＴＥＤ  ＡＲＥＡＳ  ＩＮ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，  ＶＯＬ．  １９，  ＮＯ．  ５，  ＭＡＹ  ２００１  ”Ｔｕｒｂｏ−Ｃｏｄｅｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  ａｎｄ  Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｖｅｒ  Ｂｌｏｃｋ  Ｆａｄｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ：  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍｏｄｅｌ，  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ，  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ”
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、時空ターボ符号化を行う際に、さらに伝送効率を向上させるために多値変調を利用すると、シンボルマッピングにおいて信号点の重なり（以下、「縮退」と呼ぶ）が多数発生するという問題がある。
【０００８】
以下、この問題について、図８を参照しながら具体的に説明する。図８は、時空ターボ符号化の例として、ターボ符号化により得られた複数のビット系列を２本の送信アンテナから送信する場合の信号点配置を示す図である。
【０００９】
図８（ａ）は、２本の送信アンテナから送信される各ビット系列に対してＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を行った場合の信号点配置の一例を示す図である。
【００１０】
それぞれＢＰＳＫ変調されたビット系列をシンボルマッピングして多重した場合、本来であれば４（＝２×２）点の信号点候補が存在するはずである。しかし、図８（ａ）に示すような場合には、図中白点で示す点は、４点のうち２点が重なった点であり縮退が発生している。
【００１１】
同様に、図８（ｂ）は、２本の送信アンテナから送信される各ビット系列に対してＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を行った場合の信号点配置の一例を示す図である。
【００１２】
それぞれＱＰＳＫ変調されたビット系列をシンボルマッピングして多重した場合、本来であれば１６（＝４×４）点の信号点候補が存在するはずである。しかし、図８（ｂ）に示すような場合には、図中黒点で示す４点以外の点は、２点または４点が重なった点であり縮退が発生している。つまり、ＱＰＳＫ変調の場合は、全体の７５％の点で縮退が発生していることとなり、ＢＰＳＫ変調の場合よりも縮退が発生する確率が高い。
【００１３】
さらに、図８（ｃ）は、２本の送信アンテナから送信される各ビット系列に対して１６ＱＡＭ（１６  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調を行った場合の信号点配置の一例を示す図である。
【００１４】
それぞれ１６ＱＡＭ変調されたビット系列をシンボルマッピングして多重した場合、本来であれば２５６（＝１６×１６）点の信号点候補が存在するはずである。しかし、図８（ｃ）に示すような場合には、図中黒点で示す４点以外の点は、２〜４点が重なった点であり縮退が発生している。つまり、１６ＱＡＭ変調の場合は、全体の約９８％の点で縮退が発生していることとなり、ＱＰＳＫ変調の場合よりも縮退が発生する確率がさらに高い。
【００１５】
このように時空ターボ符号化において多値変調を行うと、縮退が多数発生するため、受信装置での復調性能が劣化してしまう。復調性能が劣化することを防ぐためには、受信装置での受信品質が高くなるように送信装置が送信電力を高める必要があるが、その結果として、送信対象以外の受信装置に対して与える干渉電力が増大し、無線通信システム全体へ悪影響を及ぼすこととなる。
【００１６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができる符号化装置および符号化方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の符号化装置は、送信データを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを出力する符号化手段と、出力されたシステマチックビットおよびパリティビットを互いに異なる変調方式によって変調する変調手段と、変調されたシステマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ対応する複数のアンテナから送信する送信手段と、を有する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、符号化して得られたシステマチックビットおよびパリティビットに対して互いに異なる変調方式で変調し、それぞれ対応する複数のアンテナから送信するため、送信されたシステマチックビットとパリティビットが多重されても、縮退が発生する確率が低く、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができる。
【００１９】
本発明の符号化装置は、前記変調手段は、前記システマチックビットおよびパリティビットに対して互いに異なる変調方式を適用する変調方式指示部と、適用された変調方式に従って前記システマチックビットおよびパリティビットのビット配置を決定するビット配置決定部と、決定されたビット配置で前記システマチックビットおよびパリティビットをシンボルマッピングするマッピング部と、を有する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、システマチックビットおよびパリティビットに対して互いに異なる変調方式を適用し、ビット配置を決定し、シンボルマッピングするため、システマチックビットおよびパリティビットの変調方式が互いに異なり、例えば時空ターボ符号化において多値変調を適用しても、縮退が発生する確率を小さくすることができる。
【００２１】
本発明の符号化装置は、前記変調方式指示部は、前記パリティビットに対して前記システマチックビットより変調多値数が大きい変調方式を適用し、前記ビット配置決定部は、前記パリティビットを同相軸および直交軸に配置するビット配置を決定する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、システマチックビットよりパリティビットに対して変調多値数が大きい変調方式を適用し、パリティビットを同相軸および直交軸に配置するため、例えばターボ符号化において生じる２つのパリティビット間の干渉を低減することができる。
【００２３】
本発明の符号化装置は、前記符号化手段は、１つのシステマチックビットに対して複数のパリティビットを出力し、前記ビット配置決定部は、前記複数のパリティビットに対して互いに異なるビット配置を決定する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、１つのシステマチックビットに対して複数のパリティビットを出力し、複数のパリティビットに対して互いに異なるビット配置を決定するため、例えばターボ符号化において生じる２種類のパリティビットのうち、１種類のパリティビットのみが常に受信装置における受信品質が悪くなることを防止し、受信品質の均一化を図ることができる。
【００２５】
本発明の符号化装置は、前記変調手段は、前記ビット配置決定部によって決定されたビット配置を行うための座標の配置軸を入れ替える配置軸入替部、をさらに有し、前記マッピング部は、配置軸の入れ替え後の座標におけるビット配置で前記システマチックビットおよびパリティビットをシンボルマッピングする構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、ビット配置の配置軸を入れ替えてシステマチックビットおよびパリティビットをシンボルマッピングするため、配置軸の入れ替えによってビット配置にバリエーションを加えることができ、伝搬路上で常に同じ誤りが生じることを防止することができる。
【００２７】
本発明の符号化装置は、送信データの再送回数を検出する検出手段、をさらに有し、前記ビット配置決定部は、検出された再送回数に応じて前記システマチックビットおよびパリティビットのビット配置を変更する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、送信データの再送回数に応じてシステマチックビットおよびパリティビットのビット配置を変更するため、再送した送信データに同じ誤りが生じることを防止することができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００２９】
本発明の符号化方法は、送信データを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを出力するステップと、出力したシステマチックビットおよびパリティビットを互いに異なる変調方式によって変調するステップと、変調したシステマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ対応する複数のアンテナから送信するステップと、を有するようにした。
【００３０】
この方法によれば、符号化して得られたシステマチックビットおよびパリティビットに対して互いに異なる変調方式で変調し、それぞれ対応する複数のアンテナから送信するため、送信されたシステマチックビットとパリティビットが多重されても、縮退が発生する確率が低く、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、符号化されて得られるシステマチックビットおよびパリティビットを複数の送信アンテナから送信する際に、それぞれのビット系列を互いに異なる変調方式によって変調することである。
【００３２】
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。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る時空ターボ符号化装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す時空ターボ符号化装置は、ターボ符号化部１００、選択部２００、マッピング部３００−１、３００−２、無線送信部４００−１、４００−２、および変調方式指示部５００から主に構成されている。また、ターボ符号化部１００は、インタリーバ１１０、符号化部１２０−１、１２０−２、パンクチャ部１３０−１、１３０−２、およびデインタリーバ１４０を有している。
【００３４】
ターボ符号化部１００は、送信データをターボ符号化し、送信データの情報ビットそのものであるシステマチックビット、およびシステマチックビットに対して畳み込み符号化して得られる冗長ビットであるパリティビットを出力する。
【００３５】
具体的には、ターボ符号化部１００は、送信データそのものをシステマチックビットの系列としてマッピング部３００−１へ出力するとともに、以下に説明するように、２つのパリティビットの系列を選択部２００へ出力する。
【００３６】
すなわち、符号化部１２０−１は、送信データを畳み込み符号化する。パンクチャ部１３０−１は、符号化部１２０−１によって畳み込み符号化されて得られた符号化ビット系列に対してパンクチャリングを行い、ビットを間引く。このパンクチャ部１３０−１からの出力は、１つのパリティビットの系列（以下、「パリティビット１」という）として選択部２００へ出力される。
【００３７】
また、インタリーバ１１０は、送信データのビットの順番を並べ替える（インタリーブする）。符号化部１２０−２は、インタリーバ１１０によるインタリーブ後のビット系列を畳み込み符号化する。パンクチャ部１３０−２は、符号化部１２０−２によって畳み込み符号化されて得られた符号化ビット系列に対してパンクチャリングを行い、ビットを間引く。デインタリーバ１４０は、パンクチャ部１３０−２から出力されたビット系列について、インタリーバ１１０によって並び替えられたビットの順番を元に戻す（デインタリーブする）。このデインタリーバ１４０からの出力は、もう１つのパリティビットの系列（以下、「パリティビット２」という）として選択部２００へ出力される。
【００３８】
なお、パンクチャ部１３０−１、１３０−２は、畳み込み符号化後の符号化ビット系列からビットを間引く際、変調方式指示部５００から通知される変調方式に基づいてビットを間引くが、この点については後述する。
【００３９】
また、デインタリーバ１４０がインタリーバ１１０によるインタリーブを元に戻すことにより、ターボ符号化部１００から同時に出力される２系列のパリティビットは、いずれも同時に出力されるシステマチックビットに対応するものとなる。
【００４０】
選択部２００は、ターボ符号化部１００から出力された２系列のパリティビットのうちいずれか一方を選択し、マッピング部３００−２へ出力する。
【００４１】
マッピング部３００−１は、ターボ符号化部１００から出力されたシステマチックビットを変調してシンボルマッピングを行う。このとき、マッピング部３００−１は、変調方式指示部５００によって指示された変調方式でシステマチックビットを変調する。
【００４２】
無線送信部４００−１は、システマチックビットに所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。
【００４３】
マッピング部３００−２は、選択部２００から出力されたパリティビットを変調してシンボルマッピングを行う。このとき、マッピング部３００−２は、変調方式指示部５００によって指示された変調方式でパリティビットを変調する。マッピング部３００−２に指示される変調方式は、マッピング部３００−１に指示される変調方式とは異なっている。換言すれば、システマチックビットとパリティビットはそれぞれ異なる変調方式で変調されることになる。
【００４４】
無線送信部４００−２は、パリティビットに所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。
【００４５】
変調方式指示部５００は、パンクチャ部１３０−１、１３０−２、およびマッピング部３００−１、３００−２へ変調方式を指示する。このとき、変調方式指示部５００は、システマチックビットを変調するための変調方式をマッピング部３００−１へ指示し、この変調方式とは異なる変調方式をパリティビットを変調するための変調方式としてマッピング部３００−２へ指示する。また、変調方式指示部５００は、システマチックビットおよびパリティビットに対する変調方式をパンクチャ部１３０−１、１３０−２へ通知する。
【００４６】
次いで、上記のように構成された時空ターボ符号化装置の動作について説明する。
【００４７】
まず、ターボ符号化部１００によって送信データがターボ符号化される。すなわち、送信データからシステマチックビットがマッピング部３００−１へ出力される。同時に、送信データが符号化部１２０−１によって畳み込み符号化され、パンクチャ部１３０−１によってパンクチャリングされ、選択部２００へパリティビット１が出力される。また、送信データは、インタリーバ１１０によってインタリーブされ、符号化部１２０−２によって畳み込み符号化され、パンクチャ部１３０−２によってパンクチャリングされ、デインタリーバ１４０によってデインタリーブされ、選択部２００へパリティビット２が出力される。
【００４８】
ここで、パンクチャ部１３０−１、１３０−２におけるパンクチャリングは、変調方式指示部５００から通知されるシステマチックビットおよびパリティビットの変調方式に基づいて行われる。すなわち、システマチックビットとパリティビットの変調方式が互いに異なるため、１シンボルあたりで伝送されるビット数が異なるが、このためシステマチックビットとパリティビットの対応関係が崩れてしまうことがないように、符号化ビット系列からビットを間引く。
【００４９】
例えば、システマチックビットをＢＰＳＫ変調し、パリティビットをＱＰＳＫ変調する場合には、システマチックビットは１シンボルで１ビット伝送されるのに対し、パリティビットは１シンボルで２ビット伝送される。したがって、パンクチャ部１３０−１、１３０−２は、符号化ビット系列から間引くビット数を多くしなくても、システマチックビットとパリティビットの対応関係が崩れることはない。
【００５０】
一方、システマチックビットをＱＰＳＫ変調し、パリティビットをＢＰＳＫ変調する場合には、システマチックビットは１シンボルで２ビット伝送されるのに対し、パリティビットは１シンボルで１ビット伝送される。したがって、パンクチャ部１３０−１、１３０−２は、通常よりも多くのビットを符号化ビット系列から間引く必要が生じる。
【００５１】
このように、システマチックビットとパリティビットの変調方式の違いを吸収できるようにパンクチャリングが行われ、それぞれパリティビット１およびパリティビット２が選択部２００へ出力される。
【００５２】
そして、選択部２００によって、パリティビット１またはパリティビット２のいずれか一方が選択され、マッピング部３００−２へ出力される。選択部２００によるパリティビットの選択は、パリティビット１とパリティビット２を交互に選択するようにしても良く、所定の規則に従うようにしても良い。パリティビット１またはパリティビット２のいずれを選択する場合でも、マッピング部３００−１へ出力されるシステマチックビットに対応したパリティビットがマッピング部３００−２へ出力される。
【００５３】
そして、マッピング部３００−１によって、変調方式指示部５００から指示された変調方式で、システマチックビットが変調され、シンボルマッピングされる。一方、マッピング部３００−２によって、変調方式指示部５００から指示された変調方式で、パリティビットが変調され、シンボルマッピングされる。
【００５４】
変調方式指示部５００は、システマチックビットおよびパリティビットに対して適用する変調方式として、それぞれ異なる変調方式を指示するため、マッピング部３００−１およびマッピング部３００−２は、それぞれ異なる変調方式の変調を行う。
【００５５】
例えば、変調方式指示部５００は、マッピング部３００−１へＢＰＳＫ変調を行うように指示し、マッピング部３００−２へＱＰＳＫ変調を行うように指示する。この場合、システマチックビットに比べてパリティビットの伝送効率が高くなるため、ターボ符号化による誤り符号化利得がさらに大きくなり、受信装置において得られる復調データの精度が高くなる。
【００５６】
また、例えば、変調方式指示部５００は、マッピング部３００−１へＱＰＳＫ変調を行うように指示し、マッピング部３００−２へＢＰＳＫ変調を行うように指示する。この場合、システマチックビットの伝送効率が高くなり、情報の伝送レートの高速化を図ることができる。
【００５７】
さらに、上記のいずれの場合も、後述するように、システマチックビットおよびパリティビットの双方に対してＱＰＳＫ変調を行う場合よりも、受信装置において縮退が発生しにくい。
【００５８】
このように変調されてシンボルマッピングされたシステマチックビットおよびパリティビットは、それぞれ無線送信部４００−１、４００−２によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が施され、対応するアンテナから送信される。これらのアンテナから送信された信号は、空中で多重された後、受信装置によって受信される。
【００５９】
図２は、互いに異なる変調方式で変調されたシステマチックビットおよびパリティビットが空中で多重される様子の一例を示す図である。なお、図２は、受信装置において最も多く縮退が発生する場合の例を示している。
【００６０】
例えば、システマチックビットまたはパリティビットのいずれか一方をＱＰＳＫ変調し、他方をＢＰＳＫ変調した場合は、本来であれば８（＝４×２）点の信号点候補が存在するはずである。本実施の形態の時空ターボ符号化装置によれば、図２（ａ）に示すように、図中白点で示す点のみが、８点のうち２点が重なった点であり縮退が発生しているものの、縮退が発生する確率は２５％である。これは、システマチックビットおよびパリティビットの双方をＱＰＳＫ変調した場合の７５％に比べて非常に小さい確率である。
【００６１】
また、例えば、システマチックビットまたはパリティビットのいずれか一方を１６ＱＡＭ変調し、他方をＱＰＳＫ変調した場合は、本来であれば６４（＝１６×４）点の信号点候補が存在するはずである。本実施の形態の時空ターボ符号化装置によれば、図２（ｂ）に示すように、図中黒点で示す１６点以外の点で、縮退が発生しており、その発生確率は７５％である。この場合も、システマチックビットおよびパリティビットの双方を１６ＱＡＭ変調した場合の９８％に比べて小さい。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、システマチックビットおよびパリティビットに対して用いられる互いに異なる変調方式の違いを吸収するようにパリティビットのパンクチャリングを行い、互いに異なる変調方式でシステマチックビットおよびパリティビットを変調し、シンボルマッピングし、システマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ異なるアンテナから送信するため、時空ターボ符号化によるダイバーシチ利得と符号化利得とを両立するとともに、受信装置における縮退の発生確率を抑え、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、パリティビット間の干渉を低減するため、パリティビット１およびパリティビット２をそれぞれ同相軸と直交軸にマッピングする点である。
【００６４】
図３は、本実施の形態に係る時空ターボ符号化装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す時空ターボ符号化装置において、図１に示す時空ターボ符号化装置と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図３に示す時空ターボ符号化装置は、ターボ符号化部１００、選択部２００、マッピング部３００−１、３００−２、無線送信部４００−１、４００−２、変調方式指示部５００、およびビット配置決定部６００から主に構成されている。
【００６５】
ビット配置決定部６００は、変調方式指示部５００から指示されるパリティビットの変調方式の下で、選択部２００から出力される２つのパリティビットが同相軸と直交軸にマッピングされるようにビット配置を決定し、決定したビット配置をマッピング部３００−２へ通知する。
【００６６】
次いで、上記のように構成された時空ターボ符号化装置の動作について説明する。
【００６７】
まず、実施の形態１と同様に、ターボ符号化部１００によって送信データがターボ符号化される。ターボ符号化の結果、得られたシステマチックビットはマッピング部３００−１へ出力され、パリティビットは選択部２００からマッピング部３００−２へ出力される。
【００６８】
そして、マッピング部３００−１によって、変調方式指示部５００によって指示された変調方式で、かつ、ビット配置決定部６００によって決定されたビット配置になるように、システマチックビットが変調され、シンボルマッピングされる。一方、マッピング部３００−２によって、変調方式指示部５００によって指示された変調方式で、かつ、ビット配置決定部６００によって決定されたビット配置になるように、パリティビットが変調され、シンボルマッピングされる。
【００６９】
本実施の形態においても、変調方式指示部５００は、システマチックビットおよびパリティビットに対して適用する変調方式として、それぞれ異なる変調方式を指示するため、マッピング部３００−１およびマッピング部３００−２は、それぞれ異なる変調方式の変調を行う。ただし、本実施の形態においては、パリティビットに対して、より伝送効率が高くなる変調方式を適用するものとする。
【００７０】
また、ビット配置決定部６００は、図４に示すように、パリティビットが同相軸と直交軸にマッピングされるようにビット配置を決定する。
【００７１】
すなわち、例えば、システマチックビットにＢＰＳＫ変調を適用し、パリティビットにＱＰＳＫ変調を適用するように変調方式指示部５００から指示された場合、図４（ａ）に示すように、１番目のパリティビット（Ｐ１）を同相軸上に配置し、２番目のパリティビット（Ｐ２）を直交軸上に配置するようにビット配置を決定する。
【００７２】
また、例えば、システマチックビットにＱＰＳＫ変調を適用し、パリティビットに１６ＱＡＭ変調を適用するように変調方式指示部５００から指示された場合、図４（ｂ）に示すように、符号化部１２０−１によって畳み込み符号化された１番目のパリティビット（Ｐ１１）および符号化部１２０−２によって畳み込み符号化された１番目のパリティビット（Ｐ１２）を同相軸上に配置し、符号化部１２０−１によって畳み込み符号化された２番目のパリティビット（Ｐ２１）および符号化部１２０−２によって畳み込み符号化された２番目のパリティビット（Ｐ２２）を直交軸上に配置するようにビット配置を決定する。
【００７３】
これにより、それぞれ符号化部１２０−１、１２０−２によって畳み込み符号化されたパリティビット間での干渉を低減することができる。
【００７４】
このようにビット配置が決定されると、決定されたビット配置は、それぞれマッピング部３００−１、３００−２へ通知される。そして、マッピング部３００−１ではシステマチックビットが変調され、シンボルマッピングされる。また、マッピング部３００−２ではパリティビットが変調され、シンボルマッピングされる。
【００７５】
変調されてシンボルマッピングされたシステマチックビットおよびパリティビットは、それぞれ無線送信部４００−１、４００−２によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が施され、対応するアンテナから送信される。これらのアンテナから送信された信号は、空中で多重された後、受信装置によって受信される。
【００７６】
受信装置において信号が受信されるまでの間、伝搬路上でフェージングなどによる位相回転が加わったとしても、図２に示した場合が最も多くの縮退が発生する最悪の場合であることになる。したがって、システマチックビットおよびパリティビットに同じ変調方式を適用する場合に比べ、縮退の発生確率は小さくなる。
【００７７】
このように、本実施の形態によれば、互いに異なる変調方式でシステマチックビットおよびパリティビットを変調し、パリティビットをそれぞれ同相軸および直交軸に配置するようにシンボルマッピングし、システマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ異なるアンテナから送信するため、受信装置における縮退の発生確率を抑え、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができ、さらに、パリティビット間の干渉を低減することができる。
【００７８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、ターボ符号化の結果生成されるパリティビット１およびパリティビット２が受信される際の受信品質を均一化するようなビット配置を行う点である。
【００７９】
本実施の形態に係る時空ターボ符号化装置の要部構成は、実施の形態２に係る時空ターボ符号化装置（図３）と同様であるため、その説明を省略する。ただし、本実施の形態においては、ビット配置決定部６００の動作が実施の形態２と異なる。
【００８０】
ビット配置決定部６００は、変調方式指示部５００から指示されるパリティビットの変調方式の下で、選択部２００から出力される２つのパリティビットが同相軸と直交軸にマッピングされるようにビット配置を決定する。さらに、ビット配置決定部６００は、符号化部１２０−１によって畳み込み符号化されたパリティビット１と符号化部１２０−２によって畳み込み符号化されたパリティビット２との配置が異なるようにビット配置を決定する。
【００８１】
具体的には、ビット配置決定部６００は、例えば、システマチックビットにＱＰＳＫ変調を適用し、パリティビットに１６ＱＡＭ変調を適用するように変調方式指示部５００から指示された場合、図５に示すように、符号化部１２０−１によって畳み込み符号化されたパリティビット（Ｐ１１、Ｐ１２）については実施の形態２と同様に同相軸上に配置する。一方、符号化部１２０−２によって畳み込み符号化されたパリティビット（Ｐ２１、Ｐ２２）については、ビットの順番を入れ替えた上で直交軸上に配置する。
【００８２】
実施の形態２（図４）においては、符号化部１２０−１によって畳み込み符号化されたパリティビット（Ｐ１１、Ｐ２１）に関しては、ビットの取る値が異なれば、配置軸からなる座標上の象限が常に異なるのに対し、符号化部１２０−２によって畳み込み符号化されたパリティビット（Ｐ１２、Ｐ２２）に関しては、ビットが取る値が異なっても座標上の象限が同じ場合がある。したがって、パリティビットＰ１１、Ｐ２１については、受信装置における受信品質が比較的良好であるのに対し、パリティビットＰ１２、Ｐ２２については、受信装置における受信品質が常に悪くなってしまう。
【００８３】
本実施の形態においては、パリティビットＰ２１とパリティビットＰ２２とのビット配置を入れ替えるため、符号化部１２０−２によって畳み込み符号化されたパリティビットＰ２２の受信品質が比較的良好となり、符号化部１２０−１または符号化部１２０−２のどちらで畳み込み符号化されたかに関わらず、パリティビットの受信品質が均一になる。
【００８４】
このように、本実施の形態によれば、互いに異なる変調方式でシステマチックビットおよびパリティビットを変調し、パリティビットをそれぞれ同相軸および直交軸に配置するようにシンボルマッピングする際に、パリティビット１とパリティビット２との間で一部のビット配置を入れ替え、システマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ異なるアンテナから送信するため、受信装置における縮退の発生確率を抑え、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができ、さらに、パリティビット間の干渉を低減することができるとともに、複数のパリティビットの系列間で受信品質が均一になる。
【００８５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の特徴は、再送回数に応じてシステマチックビットおよびパリティビットのビット配置を変更する点である。
【００８６】
図６は、本実施の形態に係る時空ターボ符号化装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す時空ターボ符号化装置において、図１および図３に示す時空ターボ符号化装置と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６に示す時空ターボ符号化装置は、ターボ符号化部１００、選択部２００、マッピング部３００−１、３００−２、無線送信部４００−１、４００−２、変調方式指示部５００、ビット配置決定部６００、配置軸入替部７００、および再送制御部８００から主に構成されている。
【００８７】
ビット配置決定部６００は、再送制御部８００の制御に従って、実施の形態２または実施の形態３のようにパリティビットのビット配置を決定する。すなわち、ビット配置決定部６００は、パリティビットをそれぞれ同相軸と直交軸にマッピングするようなビット配置、または、パリティビットをそれぞれ同相軸と直交軸にマッピングするとともにパリティビット１とパリティビット２との配置が異なるようなビット配置を決定する。
【００８８】
配置軸入替部７００は、再送制御部８００の制御に従って、ビット配置決定部６００によって決定されたビット配置において、配置軸を入れ替える。
【００８９】
再送制御部８００は、受信装置から同一データに対して再送要求があった回数を示す再送回数情報に応じて、ビット配置決定部６００および配置軸入替部７００を制御する。具体的には、再送制御部８００は、再送回数ごとにシステマチックビットおよびパリティビットのビット配置が異なるように、ビット配置決定部６００および配置軸入替部７００を動作させるか否かを決定する。
【００９０】
一般に、同一データの再送が必要となるのは、伝搬路上におけるフェージングなどの影響により、受信装置において受信されたデータが多くの誤りを含んでしまうようになり、所定の品質を満たさなくなるためである。したがって、例えばフェージング変動が遅いような場合には、再送時に同じビット配置の信号を送信しても、再度同じように誤る可能性が高いと考えられる。
【００９１】
そこで、本実施の形態においては、再送回数ごとにビット配置を異ならせて信号を送信する。
【００９２】
次いで、上記のように構成された時空ターボ符号化装置の動作について説明する。なお、以下の説明では、変調方式指示部５００によって、システマチックビットにはＱＰＳＫ変調を適用し、パリティビットには１６ＱＡＭ変調を適用する旨の指示が出されているものとする。
【００９３】
まず、実施の形態１と同様に、ターボ符号化部１００によって送信データがターボ符号化される。ターボ符号化の結果、得られたシステマチックビットはマッピング部３００−１へ出力され、パリティビットは選択部２００からマッピング部３００−２へ出力される。
【００９４】
一方、再送回数情報が再送制御部８００へ入力されると、再送制御部８００によって、再送回数が検出され、ビット配置決定部６００および配置軸入替部７００を動作させるか否かが決定される。
【００９５】
ここでは、再送は発生していない（再送回数は０）ものとして説明する。
【００９６】
再送回数が０の場合、ビット配置決定部６００が再送制御部８００によって制御されることにより、システマチックビットおよびパリティビットがいずれも同相軸と直交軸に配置され、さらに、符号化部１２０−１および符号化部１２０−２から２番目に出力されるパリティビットのビット配置が入れ替えられる（図７（ａ）参照）。また、配置軸入替部７００は動作しない。すなわち、再送回数が０の場合は、上述した実施の形態３と同様のビット配置が採られる。
【００９７】
このようにビット配置が決定されると、決定されたビット配置は、それぞれマッピング部３００−１、３００−２へ通知される。そして、マッピング部３００−１ではシステマチックビットが変調され、シンボルマッピングされる。また、マッピング部３００−２ではパリティビットが変調され、シンボルマッピングされる。
【００９８】
変調されてシンボルマッピングされたシステマチックビットおよびパリティビットは、それぞれ無線送信部４００−１、４００−２によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が施され、対応するアンテナから送信される。これらのアンテナから送信された信号は、空中で多重された後、受信装置によって受信される。
【００９９】
このとき、受信装置において受信された信号に誤りが多く、所望の品質のデータが得られなかった場合、この受信装置から再送要求が発せられる。再送要求は、図示しない受信部で受信され、再送要求が受信された回数が再送回数情報として再送制御部８００へ入力される。
【０１００】
これにより、再送制御部８００は、再送回数が１であることを検出する。
【０１０１】
また、再送要求が図示しない受信部で受信されると、再送が要求された送信データが再びターボ符号化部１００によってターボ符号化される。そして、上記と同様に、得られたシステマチックビットはマッピング部３００−１へ出力され、パリティビットは選択部２００からマッピング部３００−２へ出力される。
【０１０２】
再送回数が１の場合、ビット配置決定部６００が再送制御部８００によって制御されることにより、システマチックビットおよびパリティビットがいずれも同相軸と直交軸に配置され、さらに、符号化部１２０−１および符号化部１２０−２から１番目に出力されるパリティビットのビット配置が入れ替えられる（図７（ｂ）参照）。また、配置軸入替部７００は動作しない。
【０１０３】
このように再送回数が１の場合には、再送回数が０の場合とビット配置を変更することにより、伝搬路上で同じ誤りが生じるのを防止する。
【０１０４】
ここでは、さらに受信装置において受信された信号に誤りが多く、所望の品質のデータが得られなかったものとして説明を続ける。すなわち、受信装置から２回目の再送要求が発せられ、再送回数情報が再送制御部８００へ入力される。
【０１０５】
これにより、再送制御部８００は、再送回数が２であることを検出する。
【０１０６】
そして、再送が要求された送信データが再びターボ符号化部１００によってターボ符号化される。そして、上記と同様に、得られたシステマチックビットはマッピング部３００−１へ出力され、パリティビットは選択部２００からマッピング部３００−２へ出力される。
【０１０７】
再送回数が２の場合、ビット配置決定部６００が再送制御部８００によって制御されることにより、システマチックビットおよびパリティビットがいずれも同相軸と直交軸に配置され、さらに、符号化部１２０−１および符号化部１２０−２から２番目に出力されるパリティビットのビット配置が入れ替えられる。そして、配置軸入替部７００によって、システマチックビットおよびパリティビットが配置される座標の配置軸が入れ替えられる（図７（ｃ）参照）。
【０１０８】
このように再送回数が２の場合には、ビット配置を変更するのではなく、ビット配置のための座標において、配置軸の入れ替えを行い、伝搬路上で同じ誤りが生じるのを防止する。
【０１０９】
このように、本実施の形態によれば、互いに異なる変調方式でシステマチックビットおよびパリティビットを変調し、再送が要求されるごとにビット配置を変更し、システマチックビットおよびパリティビットをそれぞれ異なるアンテナから送信するため、受信装置における縮退の発生確率を抑え、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができ、また、フェージング変動が遅いような場合に、再送をしても同じ誤りが生じることを防止することができ、システム全体のスループットを向上させることができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態においては、再送回数が２の場合に配置軸の入れ替えを行うようにしたが、ビット配置の変更と配置軸の入れ替えとの組み合わせに関しては様々に変更して実施することができる。
【０１１１】
また、上記各実施の形態においては、ＢＰＳＫ変調とＱＰＳＫ変調の組み合わせ、およびＱＰＳＫ変調と１６ＱＡＭ変調の組み合わせを例にとって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば１６ＱＡＭ変調と６４ＱＡＭ変調の組み合わせやＢＰＳＫ変調と１６ＱＡＭ変調の組み合わせなど、互いに異なっていれば、いかなる変調方式の組み合わせでも良い。
【０１１２】
さらに、上記各実施の形態においては、アンテナ数を２本として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数であればアンテナ数は何本でも良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、干渉電力を増大させることなく復調性能の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る時空ターボ符号化装置の要部構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る信号点配置の例を示す図
【図３】本発明の実施の形態２に係る時空ターボ符号化装置の要部構成を示すブロック図
【図４】実施の形態２に係るビット配置の例を示す図
【図５】本発明の実施の形態３に係るビット配置の例を示す図
【図６】本発明の実施の形態４に係る時空ターボ符号化装置の要部構成を示すブロック図
【図７】実施の形態４に係るビット配置の例を示す図
【図８】時空ターボ符号化において多値変調を適用した場合の信号点配置の例を示す図
【符号の説明】
１００  ターボ符号化部
１１０  インタリーバ
１２０−１、１２０−２  符号化部
１３０−１、１３０−２  パンクチャ部
１４０  デインタリーバ
２００  選択部
３００−１、３００−２  マッピング部
４００−１、４００−２  無線送信部
５００  変調方式指示部
６００  ビット配置決定部
７００  配置軸入替部
８００  再送制御部
【図１】
2004297182.tif 000003
【図２】
2004297182.tif 000004
【図３】
2004297182.tif 000005
【図４】
2004297182.tif 000006
【図５】
2004297182.tif 000007
【図６】
2004297182.tif 000008
【図７】
2004297182.tif 000009
【図８】
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