(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データチャネルのデータシンボルをリピティションして配置するレピティションパターンを、前記データチャネルの制御情報の内容に応じて決定する決定手段と、
前記レピティションパターンで前記データシンボルをレピティションして送信する送信手段と、
を具備するＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
データチャネルのデータシンボルを複数個に複製してレピティションシンボルを生成する複製手段と、
前記レピティションシンボルの、時間軸と周波数軸とからなる２次元平面における配置であるレピティションパターンを、前記データチャネルの制御情報の内容に応じて決定する決定手段と、
前記レピティションパターンに基づいて前記レピティションシンボルを送信サブキャリアに割り当てる割り当て手段と、
を具備するＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
前記データチャネルに誤り訂正符号化を施す符号化手段、
をさらに具備する請求項２記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項４】
前記決定手段において同一のレピティションパターンによって配置される複数のレピティションシンボルの一群に対し、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を付加する付加手段、
をさらに具備する請求項２記載のＯＦＤＭ送信装置。
【請求項５】
複数の所定レピティションパターンを用いて、受信信号で使用されているレピティションパターンを判定し、この判定結果に基づいて前記受信信号の制御情報を抽出する判定手段と、
判定されたレピティションパターンを用いて、前記受信信号からデータチャネル信号を合成する合成手段と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記受信信号を前記複数の所定レピティションパターンのそれぞれと比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果から、前記制御情報に相当する軟判定値を算出する算出手段と、
前記軟判定値を用いて前記制御情報に軟判定誤り訂正復号化を施す復号化手段と、
を具備する請求項５記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項７】
複数の所定レピティションパターンを用いて、受信信号から複数のデータチャネル信号を合成する合成手段と、
前記複数のデータチャネル信号を用いて、受信信号で使用されているレピティションパターンを判定し、この判定結果に基づいて前記受信信号の制御情報を抽出する判定手段と、
前記複数のデータチャネル信号の中から、判定されたレピティションパターンに対応するデータチャネル信号を選択する選択手段と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項８】
前記判定手段は、
前記複数のデータチャネル信号に誤り訂正復号化を施し、複数の復号信号を得る復号化手段と、
前記複数の復号信号に対しＣＲＣ判定を行い、このＣＲＣ判定結果に基づいて、前記制御情報を抽出するＣＲＣ判定手段と、
を具備し、
前記選択手段は、
前記ＣＲＣ判定結果に応じて、前記複数の復号信号から１つを選択する、
請求項７記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項９】
前記判定手段は、
前記複数のデータチャネル信号に誤り訂正復号化を施し、複数の復号信号を得る第１の復号化手段と、
前記複数の復号信号から、前記制御情報に相当する軟判定値をそれぞれ算出する算出手段と、
前記軟判定値を用いて前記制御情報に軟判定誤り訂正復号化を施し、前記制御情報の復号信号を得る第２の復号化手段と、
を具備し、
前記選択手段は、
前記第２の復号化手段で得られる復号信号に基づいて、前記第１の復号化手段で得られる複数の復号信号から１つを選択する、
請求項７記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１０】
請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置を具備する通信端末装置。
【請求項１１】
請求項１記載のＯＦＤＭ送信装置を具備する基地局装置。
【請求項１２】
請求項５記載のＯＦＤＭ受信装置を具備する通信端末装置。
【請求項１３】
請求項５記載のＯＦＤＭ受信装置を具備する基地局装置。
【請求項１４】
請求項７記載のＯＦＤＭ受信装置を具備する通信端末装置。
【請求項１５】
請求項７記載のＯＦＤＭ受信装置を具備する基地局装置。
【請求項１６】
データチャネルのデータシンボルをリピティションして配置するレピティションパターンを、前記データチャネルの制御情報の内容に応じて決定する決定ステップと、
前記レピティションパターンで前記データシンボルをレピティションして送信する送信ステップと、
を具備するＯＦＤＭ送信方法。
【請求項１７】
複数の所定レピティションパターンを用いて、受信信号で使用されているレピティションパターンを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの結果に基づいて、前記受信信号の制御情報を抽出する抽出ステップと、
判定されたレピティションパターンを用いて、前記受信信号からデータチャネル信号を合成する合成ステップと、
を具備するＯＦＤＭ受信方法。
【請求項１８】
複数の所定レピティションパターンを用いて、受信信号から複数のデータチャネル信号を合成する合成ステップと、
前記複数のデータチャネル信号を用いて、受信信号で使用されているレピティションパターンを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの結果に基づいて、前記受信信号の制御情報を抽出する抽出ステップと、
前記複数のデータチャネル信号の中から、判定されたレピティションパターンに対応するデータチャネル信号を選択する選択ステップと、
を具備するＯＦＤＭ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用いて無線送信を行うＯＦＤＭ送信装置、これに対応するＯＦＤＭ受信装置、およびこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信においては、音声以外にも、画像や文書ファイルなどの様々な情報が伝送の対象になっている。これに伴って、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まっている。しかし、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。
【０００３】
周波数選択性フェージング対策技術の一つとして、ＯＦＤＭ方式に代表されるマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数のサブキャリアを用いてデータを伝送することにより、高速伝送を行う技術である。特に、ＯＦＤＭ方式は、データが配置される複数のサブキャリアの周波数が相互に直交しているため、マルチキャリア通信の中でも最も周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成で実現できる。このため、ＯＦＤＭ方式は、第４世代移動体通信に採用される通信方式の候補として注目されており、様々な検討が加えられている。
【０００４】
従来のＯＦＤＭ送信装置として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。このＯＦＤＭ送信装置は、複数のサブキャリアから所定数個のサブキャリアを選択し、選択されたサブキャリアにデータチャネルの伝送制御に必要な制御チャネルを挿入している。
【特許文献１】特開２００１−２０３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＯＦＤＭ送信装置は、制御チャネルを伝送するために、通信システムのリソースをデータチャネルとは別に割り当てているので、この制御チャネルによってデータチャネルに使用するリソースが消費されてしまうという問題がある。データチャネル用のリソースが制御チャネルによって消費されれば、データチャネルに充分なリソースを割り当てることができなくなり、通信システムのスループットが低下することも起こり得る。現在商用サービスとなっているＰＤＣ（Personal Digital Cellular）システム、第３世代のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband - Code Division Multiple Access）システム等は、ＯＦＤＭ方式を用いた通信システムではないが、これらの通信システムにおいても同様の問題が起こり得る。
【０００６】
よって、本発明の目的は、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てることなく、通信システムのスループット低下を防止することができるＯＦＤＭ送信装置、ＯＦＤＭ受信装置、およびこれらの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＯＦＤＭ方式においては、受信誤り対策として、同一のデータシンボルを複数個のシンボルに複製して、複数のサブキャリアにマッピングしてから送信するレピティションと呼ばれる技術が存在する。そこで、本発明のＯＦＤＭ送信装置は、データチャネルのデータシンボルをリピティションして配置するレピティションパターンを、前記データチャネルの制御情報の内容に応じて決定する決定手段と、前記レピティションパターンで前記データシンボルをレピティションして送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てることなく、通信システムのスループット低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置内の送信部１００の主要な構成を示すブロック図である。
【００１１】
送信部１００は、符号化部１０１、変調部１０２、レピティション部１０３、マッピング部１０４、ＩＦＦＴ部１０５、ＧＩ付加部１０６、ＲＦ部１０７、アンテナ１０８、および符号化部１１０を備え、送信データであるデータ＃１およびデータ＃２の無線送信処理を行う。ここで、データ＃１は、音声データ、テキストデータ、画像データ等のパケットデータを示す。一方、データ＃２は、データ＃１の送信に必要な制御情報等のデータを示し、このデータはデータ＃１に多重されるデータである。
【００１２】
送信部１００の各部は以下の動作を行う。
【００１３】
符号化部１０１は、データ＃１に対して誤り訂正等の符号化を施す。一方、符号化部１１０は、データ＃２に対して誤り訂正等の符号化を施し、マッピング部１０４に出力する。変調部１０２は、符号化部１０１から出力された符号化データに対し、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の変調処理を施し、レピティション部１０３に出力する。レピティション部１０３は、変調信号シンボルに対して、繰り返し処理により複数の同一のシンボルを生成し、マッピング部１０４に出力する。
【００１４】
マッピング部１０４は、予め登録された複数パターンのレピティションパターンに従っ
て、レピティション部１０３から出力された各データを無線送信フレームに配置（マッピング）する。このマッピング処理の詳細については後述する。
【００１５】
ＩＦＦＴ部１０５は、無線フレームに配置されたシンボルに逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施し、ＧＩ付加部１０６に出力する。ＧＩ付加部１０６は、無線送信フレームにガードインターバルを付加し、ＲＦ部１０７に出力する。ＲＦ部１０７は、ＧＩ付加部１０６から出力された信号にアップコンバート等の所定の無線処理を施し、アンテナ１０８を介してこれを無線送信する。
【００１６】
図２は、上記のマッピング部１０４内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００１７】
このマッピング部１０４は、スイッチ１２１、パターン生成部１２２（１２２−１、１２２−２）、および割り当て部１２３を備え、符号化部１１０から出力される制御チャネルの符号化データに基づいて、レピティション部１０３からの複数の出力を切り替えて、予め登録された複数のレピティションパターンを生成し、データをマッピングする。以下各部の動作について説明する。
【００１８】
スイッチ１２１は、符号化部１１０から出力される符号化データ＃２に基づいて、レピティション部１０３からの出力をパターン生成部１２２−１またはパターン生成部１２２−２のいずれかに切り替える。このとき、例えば、レピティションパターンとしてパターン生成部１２２−２の方が使用される場合には、スイッチ１２１の各ライン全てがパターン生成部１２２−２の方に切り替わる。具体的な動作例としては、例えば、符号化部１１０から出力される符号化データが“０”または“１”の２通り（２値）しかないのであれば、スイッチ１２１は、符号化部１１０から出力される符号化データが“０”の場合に、レピティション部１０３の出力をパターン生成部１２２−１に接続する。また、符号化部１１０の出力が“１”の場合は、スイッチ１２１は、レピティション部１０３の出力をパターン生成部１２２−２に接続する。
【００１９】
パターン生成部１２２は、所定個数のレピティションパターンのそれぞれに対応した回路を有しており、各回路は対応する各レピティションパターンを生成する。ここで、レピティションパターンの個数は、制御データをレピティションパターンの違いによって表現するのに充分な数となっている。ここでは、説明を簡単にして理解を容易にするため、レピティションパターンが２つの場合、すなわち、制御チャネルのデータが２値である場合を例にとって説明しており、パターン生成部１２２は２つしか存在しないが、これはあくまでも一例で、実装置ではレピティションパターンのそれぞれに対応する所定個数のパターン生成部１２２を設置する。
【００２０】
割り当て部１２３は、パターン生成部１２２のそれぞれの出力を無線送信フレームに配置する。
【００２１】
図３Ａおよび図３Ｂは、パターン生成部１２２で生成されるレピティションパターンの一例を示す図である。なお、ここでは、同一のデータシンボルを４つのシンボルに複製する場合、すなわち、レピティション数が４である場合を例にとって説明する。また、レピティションによって生成される、同一情報を示すデータの１固まり（レピティション数が４であれば、４つのデータシンボルからなるデータ）をレピティションシンボルと呼ぶこととする。
【００２２】
各パターン生成部１２２は、時間軸と周波数軸とからなる２次元平面上において、複数のレピティションシンボルの配置方法を異ならせることにより、互いに異なる複数種類のレピティションパターンを生成する。本実施の形態では、パターン生成部１２２−１は、
図３Ａに示すように、時間軸方向（縦方向）に各レピティションシンボルが配向し、かつ、各レピティションシンボルが互いに連結して規則的に並んだ状態となっているレピティションパターンを生成する。例えば、シンボルＳ１は縦に同一のデータシンボルが４つ並んだレピティションシンボルを形成している。シンボルＳ２、Ｓ３、・・・、ＳＭ、ＳＭ＋１、ＳＭ＋２、・・・、ＳＮについても同様である。一方、パターン生成部１２２−２は、図３Ｂに示すように、周波数軸方向（横方向）に各レピティションシンボルが配向し、かつ、各レピティションシンボルが互いに連結して規則的に並んだ状態となっているレピティションパターンを生成する。例えば、シンボルＳ１は横に同一のデータシンボルが４つ並んだレピティションシンボルを形成している。シンボルＳ２、・・・、ＳＭ−１、ＳＭ、ＳＭ＋１、・・・、ＳＮ−１、ＳＮについても同様である。
【００２３】
なお、本明細書においては、シンボルＳ１〜ＳＮによって構成されるデータ、すなわち、同一のレピティションパターンによって生成されるデータの１固まりをパターンブロックと呼ぶこととする。
【００２４】
図４は、送信部１００の各部を経由することによって、送信シンボルがどのように加工されるかを説明するための図である。
【００２５】
変調シンボルＳ１、Ｓ２、・・・、ＳＮ（図４Ａ）は、レピティション部１０３で複数のレピティションシンボル（ここでは４つのシンボル）に複製される（図４Ｂ）。そして、パターン生成部１２２によって図４Ｃに示すようなパターンブロックを形成し、割り当て部１２３に入力される。最終的に割り当て部１２３から出力されるデータの送信フレーム構成は、図４Ｄに示すようなものとなる。すなわち、送信データの１フレームは、時間、周波数の２次元方向に規則的に配列された複数のパターンブロックによって構成される。
【００２６】
この構成を採ることにより、データ＃１のレピティションパターンがデータ＃２に基づいて決定される。よって、このＯＦＤＭ信号を受信したＯＦＤＭ受信装置では、データ＃１のレピティションパターンがどのパターンに従って送信されたかを判定することにより、データ＃２の示す情報を判別することができる。
【００２７】
次いで、上記の送信部１００から無線送信されるＯＦＤＭ信号の無線受信処理を行う受信部１５０の詳細について説明する。
【００２８】
図５は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の受信部１５０の主要な構成を示すブロック図である。ここでは、受信部１５０が、先に示した送信部１００と同一のＯＦＤＭ通信装置に搭載されている例を示す。
【００２９】
受信部１５０は、送信側で使用されたであろうレピティションパターンを予測判定し、各レピティションパターンの確からしさ、すなわち、そのレピティションパターンが実際に使用されたレピティションパターンと一致する確率（一致確率）を求め、この確率を示す値を利用して受信信号の復調処理を行う。
【００３０】
より詳細には、受信部１５０は、送信側で使用される可能性のある全レピティションパターンを知っているので、この全レピティションパターンを用いて受信信号とのパターンマッチングを試みる。各レピティションパターンに対応して得られるパターンマッチングの結果は相関値であるため軟判定値となっており、受信部１５０は、この軟判定値を用いて多重データの誤り訂正復号化処理を行う。そして、得られた多重データ、すなわち、制御チャネル情報を用いて、受信部１５０は、受信信号の復調処理を行う。
【００３１】
上記の構成を採ることにより、受信部１５０は、受信信号から多重データである制御チャネル情報を抽出（復号化）することができるので、送信側から、使用したレピティションパターンを別途通知してもらう必要はない。また、少ない演算処理量で受信信号から多重データの抽出（復号化）が可能となる。
【００３２】
アンテナ１５１を介して受信された信号は、ＲＦ部１５２で無線処理を施されてベースバンド信号となり、ＧＩ削除部１５３でガードインターバルが削除され、ＦＦＴ部１５４で高速フーリエ変換された後、デマッピング部１５５に入力される。デマッピング部１５５は、受信した無線フレーム信号をパターンブロック単位で順次切り出し、判定部１５６に出力する。すなわち、上記の処理は、送信部１００のデータ割り当て処理と逆の動作である。
【００３３】
図６は、判定部１５６内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００３４】
ＧＩが除去された後の受信信号は、ＦＦＴ部１５４において高速フーリエ変換され、デマッピング部１５５に入力され、サブキャリアからデータが抽出される。デマッピング部１５５の出力は、パターン判定部１６１−１およびパターン判定部１６１−２へそれぞれ入力される。
【００３５】
パターン判定部１６１−１は、送信部１００のパターン生成部１２２−１に対応するパターン情報を保持しており、同様にパターン判定部１６１−２は、送信部１００のパターン生成部１２２−２に対応するパターン情報を保持している。パターン判定部１６１（１６１−１、１６１−２）は、入力信号に対し、保持しているパターン情報を基にパターンマッチングによりレピティションパターンの判定を行い、判定結果である相関値を判定値算出部１６２に出力する。
【００３６】
判定値算出部１６２は、パターン判定部１６１−１、１６１−２から出力される相関値に基づいて、送信信号のレピティションパターンが「０」を示すものであるか「１」を示すものであるかの一致確率を算出し、復号化部１５７へ出力する。
【００３７】
復号化部１５７は、判定値算出部１６２の算出値（軟判定値）に対し誤り訂正復号化処理を行い、より高品質なデータである硬判定値を得て、データ＃２として出力する。同時に、復号化部１５７から出力される硬判定値、すなわち送信信号のレピティションパターンが「０」に対応するものであるのか「１」に対応するものであるのかを示す情報が、合成部１５８に入力される。合成部１５８は、デマッピング部１５５から入力されてくるレピティションシンボルを、復号化部１５７からの情報に基づいた合成方向で合成する。合成後の受信信号は、復調部１５９によって復調され、復号化部１６０によって誤り訂正復号処理が施され、受信データ＃１となる。
【００３８】
次に、パターン判定部１６１におけるレピティションパターンの判定処理について、より詳細に説明する。なお、パターン判定部１６１−１は、縦方向のレピティションパターンに対応し、パターン判定部１６１−２は、横方向のレピティションパターンに対応しているものとする。また、送信信号はパターン生成部１２２−１で縦方向のレピティションパターンにより形成されているものとする。
【００３９】
パターン判定部１６１−１は、チャネル補償後の受信信号に対し、縦方向でレピティションパターンとの同相加算を行い、パターンマッチングを行う。同様に、パターン判定部１６１−２は、横方向でレピティションパターンとの同相加算を行い、パターンマッチングを行う。その結果、送信信号はパターン生成部１２２−１で縦方向のレピティションパターンにより形成されているので、パターン判定部１６１−１の出力結果はレピティショ
ンパターンが合致し、大きな相関値を示す。一方、パターン判定部１６１−２の出力結果は、レピティションパターンが合致しないため、小さな相関値を示す。このパターンマッチングによって得られる相関値が、判定値算出部１６２でスケール調整等の処理を施され、上記の一致確率となる。
【００４０】
図７は、合成部１５８内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００４１】
デマッピング部１５５から入力されてくるレピティションシンボルは、スイッチ１７１において、復号化部１５７からの入力に基づいて、並び替え部１７２−１または並び替え部１７２−２に切り替えて出力される。レピティションシンボルは、いずれかの並び替え部において並び替えられることにより、合成部１７３において、縦もしくは横の異なる合成方向でレピティション（複製）前のデータに復元される。すなわち、復号化部１５７の出力（データ＃２）そのものが送信信号のレピティションパターン情報であることから、この情報に基づいてレピティションされている受信信号を合成することにより、受信品質ＳＮＲ（またはＳＩＮＲ）を高める。
【００４２】
図８は、データ＃２に対する送信部１００および受信部１５０の一連の送受信処理を説明するための図である。
【００４３】
送信部１００において、データ＃２は符号化処理を施され符号化系列になる。この符号化系列に従って、データ＃１のレピティションパターンが決定される。すなわち、データ＃２の符号化系列が「０」であれば、データ＃１は縦方向のレピティションパターン、データ＃２の符号化系列が「１」であれば、データ＃１は横方向のレピティションパターンとなって送信される。
【００４４】
一方、受信部１５０の判定部１５６において、受信信号のパターンブロックのそれぞれについて、縦と横の両方向のレピティションパターンでマッチング処理等を行い、いずれのレピティションパターンがより確からしいかを示す軟判定値を算出する。この例の場合、縦方向のレピティションパターンである確率が高ければ＋（プラス）符号を付加した軟判定値となり、横方向のレピティションパターンである確率が高ければ−（マイナス）符号を付加した軟判定値となるように設計されている。復号化部１５７は、この軟判定値を直接用いて、軟判定誤り訂正復号処理を施し、最終的に復号結果を硬判定してデータ＃２を得る。ここで、軟判定誤り訂正復号化を行う理由は、一般に、軟判定誤り訂正復号化は、硬判定誤り訂正復号化よりも誤り訂正能力に優れているためである。また、レピティションパターンを用いたパターンマッチングによって得られる相関値が軟判定値となっているため、この軟判定値を誤り訂正復号化に直接使うことができるのもメリットである。
【００４５】
このように、本実施の形態によれば、制御情報のそれぞれに対応する複数のレピティションパターンを用意し、この各レピティションパターンに従って、データチャネルのデータをレピティションして送信する。これにより、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てることなく制御情報を送信することができるので、通信システムのスループット低下を防止することができる。
【００４６】
無線通信システムにおいて通信チャネルは、データチャネルと制御チャネルとに大別されるが、この制御チャネルは、データチャネルの伝送の制御に必要なチャネルであり、データチャネルを受信装置において正常に復調するために必要な情報である。しかし、この制御チャネル自体は、無線送信装置のユーザが送信を希望している情報ではなく、付加的に必要となる情報である。そこで、本発明では、この制御チャネルに代表されるような、データチャネル以外のチャネルは、データチャネルのレピティションにおいて使用される複数のレピティションパターンのそれぞれに制御情報を対応させて、データチャネルの送
信を行う。すなわち、レピティションパターンによってデータチャネルに制御チャネルを多重して伝送する。
【００４７】
換言すると、本発明においては、送信処理を開始するまでは、データチャネルおよび制御チャネルという２つのチャネルが存在するが、マッピング部１０４においてデータをマッピングする段階で、制御チャネルはデータチャネルに多重され、見かけ上、チャネルはデータチャネルの１つのみとなる。よって、無線信号が飛び交うエア上ではデータチャネルのみが送信されているように見える。
【００４８】
制御チャネルをレピティションパターンによって表現することに着目したのは、多くの種類のレピティションパターンを設定することは却って通信システムのリソースを消費するおそれがあるところ、制御チャネルはデータチャネルと比較すると情報量が少ないために、少ないレピティションパターンによって制御チャネルを表現可能であることに気付いたからである。また、制御チャネルは、それ自体は受信装置にとって重要な情報（受信に失敗した場合、データチャネルの復調自体が不可能となる性質のチャネル）であるため、受信誤りしにくい（受信誤り耐性の強い）変調方式が採用される場合が多い。例えば、１６ＱＡＭのような高伝送レートの変調方式よりも、ＢＰＳＫ等の変調方式が用いられることが多い。一方、レピティションパターンは、受信側では所定のコードがどのように繰り返されているかどうかを判別すれば良いだけなので、受信誤り耐性が強い。本発明において、制御チャネルをレピティションパターンで表現するのはこの理由にもよる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、各レピティションシンボルが、図３Ａまたは図３Ｂに示したように規則的に並んで１つのレピティションパターンを形成している場合を例にとって説明したが、必ずしも各レピティションシンボルは、１つのレピティションパターンにおいて規則的に並んでいる必要はない。例えば、レピティションパターンを生成した後で、このレピティションパターン自体をインタリーブして、１つのレピティションパターン内で各データシンボルの配置を変更するようにしても良い。このとき、最終的に得られるレピティションパターンにおいては、同一のデータからなるレピティションシンボルがそれぞれ離散的に配置される状況となる。また、状況に応じて複数の異なるインタリーブパターンを使い分けるようにしても良い。ただし、送信側でいずれのレピティションパターンを使用するにしても、受信側では、そのレピティションパターン、すなわち、時間軸と周波数軸とからなる２次元平面上でレピティションシンボルがどのように配置されているか、知っていることが必要である。
【００５０】
また、本実施の形態では、データ＃２が“０”および“１”の２値である場合を例にとって説明したが、必ずしも２値である必要はなく、例えば、データ＃２が“００”、“０１”、“１０”、“１１”の４値からなるデータであって、このデータ＃２をデータ＃１に多重しても良い。かかる場合、レピティションパターンの例としては、各レピティションシンボルが、縦、横、右上がりの斜め、左上がりの斜めの方向に配向される４種類の異なるレピティションパターン等を使用することが考えられる。
【００５１】
また、本実施の形態では、レピティション数が４である場合を例にとって説明したが、レピティション数はこれに限定されない。
【００５２】
また、本実施の形態では、パターンブロックが正方形に近い形状となっている場合、すなわち、時間軸方向のデータ長と周波数軸方向のデータ長とが同等の長さである場合を例にとって説明したが、パターンブロックの形状は、例えば長方形であっても良い。
【００５３】
また、制御チャネルを送信しなくて済むことになったため、通信システムのリソースの消費量が低減する。よって、この削減した分のリソースを他の用途に用いることができる
。具体的には、データチャネルに対して誤り訂正符号化を施す。そうすれば、誤り訂正を施すことにより低ＳＮＲ時においても高品質な多重データの伝送が可能となる。
【００５４】
また、原理的には、さらにレピティションパターンを種々に変更することにより、制御チャネルのみならずデータチャネルをも多重することができる。この構成によれば、リソースを消費せずにデータ伝送量をさらに増加させることができるので、通信システムのスループットをさらに向上させることが可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態では、受信部１５０において、全レピティションパターンを用いて受信信号とのパターンマッチングを試み、得られる軟判定値を用いて多重データの誤り訂正復号化処理を行う場合を例にとって説明した。しかし、パターンマッチングで得られる軟判定値を硬判定する構成も考えられる。かかる場合、硬判定によって得られる硬判定値を用いて多重データの誤り訂正復号化を行っても良いし、多重データに対し全く誤り訂正復号化を行わなくても良い。そして、上記の構成を採ることにより、本実施の形態で示した構成と比較して誤り訂正能力は低くなるが、受信信号から多重データを抽出することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の送信部２００および受信部２５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、この送信部２００および受信部２５０は、実施の形態１に示した送信部１００および受信部１５０と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態では、送信部２００が、パターンブロック単位で誤り訂正符号化を実施し、受信部２５０は、このパターンブロック単位で全てのレピティションパターンによる復号化を試み、多重データを取り出す。すなわち、送信部２００は、各パターンブロックごとにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を付加し、受信部２５０は、各パターンブロックごとにＣＲＣ判定を行い、ＣＲＣ判定がＯＫとなるパターンブロックのレピティションパターンを実際に送信されてきたレピティションパターンと判定する。すなわち、受信部２５０は、実施の形態１と同様、送信側で使用されたであろうレピティションパターンの判定を行うが、実施の形態１のように受信信号とのパターンマッチングにより判定を行うのではなく、全レピティションパターンを用いて復調、復号された後の信号を用いてレピティションパターンの判定を行う。これにより、レピティションパターンの判定精度が向上し、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
【００５８】
なお、送信部２００が実施の形態１で示した送信部１００と異なるのは、多重データであるデータ＃２を符号化する符号化部が存在しない点と、データ＃１を処理する符号化部の動作である。
【００５９】
まず、送信部２００の動作について説明する。
【００６０】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、符号化部２０１の処理内容を説明するための図である。図１０Ａが符号化部２０１によって生成される信号の構成を示す。なお、比較のために、図１０Ｂに、実施の形態１の符号化部１０１によって生成される信号の構成を示す。
【００６１】
符号化部１０１においては、全情報系列に対してＣＲＣ符号が付加され、ＣＲＣ符号付加後の系列全体に対して誤り訂正符号化が施される。なお、符号化系列の長さは１無線フレームに収まる長さである。しかし、符号化部２０１においては、情報系列は細かく細分化され、細分化されたパターンブロック単位でＣＲＣ符号が付加され、かつ、ＣＲＣ符号付加後のパターンブロック単位で誤り訂正符号化処理が施される。マッピング部１０４は
、この符号化後のパターンブロック単位でレピティションパターンを変更する。レピティションパターン変更の方法は、実施の形態１と同様、データ＃２の値に基づいて行われる。
【００６２】
図１１は、送信部２００の各部を経由することによって、送信シンボルがどのように加工されるかを説明するための図である。
【００６３】
後尾にＣＲＣ符号が付加されている変調シンボル（図１１Ａ）は、レピティション部１０３で複数のレピティションシンボルに複製される（図１１Ｂ）。そして、パターン生成部１２２によって図１１Ｃに示すようなレピティションパターンを形成し、割り当て部１２３に入力される。最終的に割り当て部１２３から出力されるデータシンボルの送信フレーム構成は、図１１Ｄに示すようなものとなる。
【００６４】
次いで、受信部２５０について説明する。
【００６５】
デマッピング部１５５は、実施の形態１と同様、無線フレームからパターンブロック単位で切り出して、２系統存在する合成部２５１−１、２５１−２に出力する。合成部２５１−１は、送信部２００のパターン生成部１２２−１で生成されたレピティションパターンに基づいてレピティションシンボルを合成する。また、合成部２５１−２も、送信部２００のパターン生成部１２２−２で生成されたレピティションパターンに基づいてレピティションシンボルを合成する。例えば、パターン生成部１２２−１が縦方向のレピティションパターンだとすると、合成部２５１−１は、レピティションシンボルを縦方向に合成する。同様に、パターン生成部１２２−２が横方向のレピティションパターンの場合、合成部２５１−２は、横方向にシンボルを合成する。合成部２５１−１、２５１−２の出力は、復調部２５２−１、２５２−２に入力され、復調された後、復号化部２５３−１、２５３−２で誤り訂正復号化処理が施される。判定部２５４は、それぞれの復号化部からの出力についてＣＲＣ判定を行い、ＣＲＣ判定結果がＯＫとなる系列をデータ＃１として採用するようにスイッチ２５５を切り替える。また、判定部２５４は、ＣＲＣ判定結果に対応した信号をデータ＃２として出力する。すなわち、実施の形態１と同様のレピティションパターン生成方法（“０”が縦方向、“１”が横方向のレピティション）の場合、合成部２５１−１のＣＲＣ判定結果がＯＫの場合は“０”を、合成部２５１−２のＣＲＣ判定結果がＯＫの場合は“１”を出力する。
【００６６】
このように、本実施の形態によれば、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てることなく制御情報を送信することができるので、通信システムのスループット低下を防止することができる。また、レピティションパターンの判定精度を向上させ、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、判定部２５４における判定基準としてＣＲＣ符号を用いる場合を例にとって説明したが、復号化部２５３−１、２５３−２の軟判定出力を用いても良い。
【００６８】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の送信部３００および受信部３５０の主要な構成を示すブロック図である。なお、この送信部３００および受信部３５０は、実施の形態２に示した送信部２００および受信部２５０と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
本実施の形態では、送信部３００は、パターンブロック単位で誤り訂正符号化を実施する。ただし、実施の形態２と異なり、各パターンブロックごとにＣＲＣ符号を付加するこ
とはせず、１送信フレームに１つのＣＲＣ符号を付加する。一方、受信部３５０は、パターンブロック単位で全てのレピティションパターンによる誤り訂正復号化を試みる。しかし、この誤り訂正復号化によって得られる復号信号の段階ではどのレピティションパターンが正しいかを判断せずに、この復号信号が各レピティションパターンの尤度情報となっていることに着目し、この尤度情報を用いた更なる復号化処理を１フレーム単位で行うことにより、最終的な多重化データ（制御データ）を得る。すなわち、パターンブロック単位の復号化とフレーム単位の復号化の２段階の復号化処理を行う。これにより、レピティションパターンの判定精度を向上させ、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
【００７０】
実施の形態２と異なるのは、送信部３００において、符号化部２０１の代わりに符号化部３０１が設置され、受信部３５０において、復号化部２５３−１、２５３−２の代わりに復号化部３５３−１、３５３−２が設置され、判定部２５４の代わりに尤度計算部３５１が設置され、さらに復号化部３５２が追加されていることである。この復号化部３５２は、符号化部１１０に対応した復号化を行うものである。
【００７１】
まず、送信部３００内のデータ＃１対応の符号化部３０１について説明する。
【００７２】
符号化部３０１において、情報系列が細かく細分化され、細分化されたパターンブロック単位で誤り訂正符号化処理が施されるのは、実施の形態２の符号化部２０１と同様である。実施の形態２と異なるのは、ＣＲＣ符号がパターンブロック単位では付加されない（フレーム単位で付加される）点である。以降の処理は、実施の形態２と同一である。図１３は、符号化部３０１によって生成される信号の構成を示す図である。
【００７３】
次に、受信部３５０内の復号化部３５３−１、３５３−２、尤度計算部３５１、および復号化部３５２について説明する。
【００７４】
復号化部３５３−１、３５３−２は双方同一の動作を行う。これらの復号化部は、パターンブロック単位で復号化処理を行い、得られる復号信号を尤度計算部３５１に出力する。復号化部３５３−１、３５３−２にはそれぞれ合成パターンの異なる復調信号が入力される。よって、送信部３００から送信されたレピティションパターンと一致するパターンで合成された復調信号を復号化すると、信頼度の高い復号結果を得ることができるが、逆に、送信されたレピティションパターンと異なるパターンで合成された復調信号を復号処理しても、信頼度の低い復号結果しか得られない。すなわち、復号化部３５３−１、３５３−２で得られる復号信号は、軟判定値となっており、各レピティションパターンの尤度情報となっている。従って、この尤度情報をそのまま利用して、フレーム単位でさらに軟判定誤り訂正復号化を行うことにより、データ＃２の復号を行うことができる。尤度計算部３５１は、復号化部３５３−１、３５３−２からそれぞれ出力される信頼度情報（尤度情報）から、データ＃２の復号化部３５２への入力信号を生成し、復号化部３５２へ出力する。復号化部３５２は、尤度計算部３５１から出力される尤度情報を用いて誤り訂正復号化処理を行い、データ＃２系列を出力する。スイッチ２５５は、復号化部３５２の復号結果、すなわちデータ＃２に基づいて復号化部３５３−１、３５３−２からの出力を切り替え、データ＃１を出力する。なお、復号化部３５２は、送信部３００と同様の符号化処理機能をさらに備えているものとする。
【００７５】
このように、本実施の形態によれば、制御チャネルの伝送用に通信システムのリソースを割り当てることなく制御情報を送信することができるので、通信システムのスループット低下を防止することができる。また、レピティションパターンの判定精度を向上させ、制御チャネルの受信誤りを減少させることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では送信部３００のデータ＃１の符号化処理について、細分化したパターンブロック単位にはＣＲＣ符号を付加しない構成としたが、実施の形態２のようにパターンブロック毎にＣＲＣ符号を付加し、受信部３５０においては、復号化部３５３−１、３５３−２の出力結果からＣＲＣ判定を行い、硬判定値を復号化部３５２の入力としても良い。
【００７７】
以上、本発明に係る実施の形態１〜３について説明した。
【００７８】
本発明に係るＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置は、上記の実施の形態１〜３に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００７９】
本発明に係るＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することも可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置および基地局装置を提供することができる。
【００８０】
なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るＯＦＤＭ送信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るＯＦＤＭ送信装置と同様の機能を実現することができる。
【００８１】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
【００８２】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。
【００８３】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００８４】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
【００８５】
本明細書は、２００４年８月２日出願の特願２００４−２２５６７６に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明に係るＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置または基地局装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施の形態１に係る送信部の主要な構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係るマッピング部内部の主要な構成を示すブロック図
【図３Ａ】実施の形態１に係るパターン生成部で生成されるレピティションパターンの一例を示す図
【図３Ｂ】実施の形態１に係るパターン生成部で生成されるレピティションパターンの一例を示す図
【図４】送信シンボルがどのように加工されるかを説明するための図
【図５】実施の形態１に係る受信部の主要な構成を示すブロック図
【図６】実施の形態１に係る判定部内部の主要な構成を示すブロック図
【図７】実施の形態１に係る合成部内部の主要な構成を示すブロック図
【図８】データ＃２に対する一連の送受信処理を説明するための図
【図９】実施の形態２に係る送信部および受信部の主要な構成を示すブロック図
【図１０Ａ】実施の形態２に係る符号化部の処理内容を説明するための図
【図１０Ｂ】実施の形態２に係る符号化部の処理内容を説明するための図
【図１１】送信シンボルがどのように加工されるかを説明するための図
【図１２】実施の形態３に係る送信部および受信部の主要な構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態３に係る符号化部によって生成される信号の構成を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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