(57)【要約】  送信ストリームの誤り耐性を向上させ、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無線送信装置を開示する。この装置において、レピティション制御部（１１０）は、無線受信装置からのフィードバック情報に基づいて、各ストリームのランキング順位を決定し、上位ストリームほど高いレピティションレートを設定し、これをレピティション部（１０３−１〜１０３−Ｎ）へ指示する。レピティション部（１０３−１〜１０３−Ｎ）は、レピティション制御部（１１０）で決定されるレピティションレートに基づいて、変調部（１０２−１〜１０２−Ｎ）から出力されるストリームに対しレピティションを施し、送信ＲＦ部（１０４−１〜１０４−Ｎ）へ出力する。
2007102363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信ストリームに対し、無線受信装置における受信品質に基づいて順位付けを行う順位付け手段と、
高品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性を、低品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性よりも強く設定する設定手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームを高いレピティションレートでレピティションすることによって、当該送信ストリームの誤り耐性を強く設定する、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記設定手段は、
前記低品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションレートを所要品質に応じたレピティションレートに設定する、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションレートを、当該送信ストリームのＭＣＳパラメータの誤り耐性に応じて決定する、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームの一部分を、高いレピティションレートでレピティションし、
当該高いレピティションレートでレピティションされる部分には、重要なデータが割り当てられる、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームの一部分を、高いレピティションレートでレピティションし、
当該高いレピティションレートでレピティションされる部分と同位置のストリーム部分であって、前記低品質に順位付けされた送信ストリームの一部分、に重要なデータが割り当てられる、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記高品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションシンボルを分散配置し、前記低品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションシンボルを密集配置する配置手段、
をさらに具備する請求項２記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記高品質に順位付けされた送信ストリームのレピティション配置パターンと、前記低品質に順位付けされた送信ストリームのレピティション配置パターンとに、同一のパターンを用いる配置手段、
をさらに具備する請求項２記載の無線送信装置。
【請求項９】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームの一部のデータの変調多値数を低下させることによって、当該送信ストリームの誤り耐性を強く設定する、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項１０】
請求項１記載の無線送信装置を具備する通信端末装置。
【請求項１１】
請求項１記載の無線送信装置を具備する基地局装置。
【請求項１２】
複数の送信ストリームに対し、無線受信装置における受信品質に基づいて順位付けを行うステップと、
高品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性を、低品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性よりも強く設定するステップと、
を具備する無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ方式の通信システム等に用いられる無線送信装置および無線送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される移動体通信システムにおいては、サービス態様が多様化し、音声データだけではなく、静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求される。そして、次世代の移動体通信システムにおける高速大容量のデータ伝送方式としてＭＩＭＯ（Multi-Input / Multi-Output）システムの研究が盛んに行われている。ＭＩＭＯシステムは、送受信双方に複数のアンテナを用い、複数の独立なストリームを同一帯域において同時に送受信するシステムであって、周波数帯域を拡張することなしに通信システムのスループットを増大させることができるメリットがある。【０００３】
また、ＭＩＭＯシステムにおいて伝送レートを向上させる技術の１つとして、ＳＤＭ（Space Division Multiplexing：空間分割多重）がある。ＳＤＭとは、複数のアンテナにより送信される複数のストリームを空間的に多重して送信し、受信装置で信号を分離する技術である。このＳＤＭによれば、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）システムと比較して送信アンテナ数倍のスループット増加を実現することができる。【０００４】
このＳＤＭでは、異なるストリームが混ざり合って受信されるので、これらのストリームを分離することが必要である。ＳＤＭシステムにおける受信方式として、さまざまなものが検討されているが、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratories layered Space-Time）に代表されるＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）方式が、有力な候補として注目されている。それは、ＳＩＣ方式が他の受信方式に比べて、演算処理量が比較的少なく、また受信特性が比較的良いので、実現性が高いからである。他の受信方式としては、ＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）によるフィルタリング方式、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Decoding）方式等がある。【０００５】
ＳＤＭシステムにおいてＳＩＣ受信方式を使用した技術として、特許文献１に開示の技術がある。これは、ＳＩＣ方式を使ってストリーム毎の適応変調をする技術であり、各ストリームの処理においてＳＩＮＲに基づいてＣＳＩ（Channel State Information）をフィードバックし、そのＣＳＩに基づいて適応変調を行う技術である。特許文献１には、各ストリームの伝搬路の状態に応じて誤り訂正符号化の符号化率と変調方式とを適応させることにより、スループットの向上が得られると記載されている。
【特許文献１】特表２００４−５３３１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳＩＣ方式は、最初に処理するストリームにおいて誤りが発生すると、他のストリームにも誤りが伝播し、通信システムのスループットが低下するという問題がある。すなわち、ＳＩＣ方式における処理は、まず、受信信号からフィルタリングにより１つのストリーム（例えばストリーム１）を取り出し、次に、この取り出したストリーム１を受信信号からキャンセルする処理を行う。そして、この処理を繰り返すことにより、全てのストリームを分離する。しかし、例えば、フィルタリング後のストリーム１に誤りが発生すると、正確なキャンセルが不可能となるため、キャンセル後の受信信号からは、正確な他のストリーム２、ストリーム３等を分離することができない。【０００７】
図１は、上記誤り伝播を具体的に説明するための図である。図１(Ａ)〜(Ｈ)は、各ステップにおいてそれぞれ得られるストリームを表している。また、図２は、図１におけるハッチング等の表記方法が、どのストリームを表しているかを示す図である。この表記方法は、本明細書において一貫して使用される。なお、ここでは、送信ストリーム数が３つである場合を例にとって説明する。【０００８】
図１(Ａ)、図１(Ｂ)、図１(Ｃ)は、送信ストリームＡ、送信ストリームＢ、送信ストリームＣをそれぞれ示す。各ストリームは、無線受信装置における受信品質が異なり、ここでは、ストリームＡの品質が最も良く、次にストリームＢの品質がよく、ストリームＣの品質が最も悪いとする。無線送信装置は、フィードバック回線等によって無線受信装置における各ストリームの品質を入手し、この品質に応じて所要誤り率を達成する符号化率および変調方式を選択する。そして、送信ストリームＡ〜Ｃが送信され、無線受信装置ではこれらのストリームが混ざり合って受信される。この受信信号は、図１（Ｄ）に示されている。なお、ここでは説明を簡単にするために、受信信号として図１（Ｄ）だけを示しているが、実際には、受信アンテナ本数分の受信信号がある。【０００９】
ＳＩＣ受信方式では、受信品質の良い順にストリームをランキングして、ランキング順位の上位のストリームから、すなわち、受信品質の良い方のストリームから取り出す。すなわち、具体的な受信処理としては、まず、図１（Ｄ）の信号からフィルタリングにより最上位のストリームＡを取り出す。このとき、フィルタリングしたストリームＡの判定において誤りが発生すると図１（Ｅ）のようになる。次に、この図１（Ｅ）のストリームＡを使って、図１（Ｄ）の受信信号からキャンセルを行った受信信号が図１（Ｆ）である。図１（Ｆ）では、ストリームＡからの誤り伝播に起因する誤りが発生していることがわかる。次に、図１（Ｆ）からフィルタリングにより次の順位のストリームＢを取り出す。そして、フィルタリングしたストリームＢの判定において誤りが発生した場合、そのストリームＢは図１（Ｇ）のようになる。次に、この図１（Ｇ）のストリームＢを使って、図１（Ｆ）の受信信号からストリームＢをキャンセルして、残ったものがストリームＣである。このストリームＣの判定において誤りが発生すれば図１（Ｈ）に示すストリームのようになる。このように、先に判定したストリームにおいて誤りが発生すると、後のストリームにおいて誤りが伝播する。このように発生した誤り伝播により通信システムのスループットは低下する。【００１０】
例えば、無線送信装置において誤り訂正符号化が施されている場合には、判定時に発生したある程度の誤りは、復号化によって訂正することができる。しかし、誤り伝播に起因して発生する誤りは、そのストリームの受信品質とは関係なく上位ストリームの受信品質が原因で発生するものなので、誤り訂正符号化によっては、誤り伝播に起因する誤りを訂正することができない。【００１１】
誤り伝播を解決するための容易に考えられる手段として、各ストリームにおいて誤りを発生しにくくする方法がある。従来、ストリーム毎の適応変調を行う場合、フィードバックされたＣＳＩに応じて、所要誤り率を達成できるような誤り耐性の信号を用いて送信信号が生成される。これに対し、この所要誤り率に対応する誤り耐性よりも強い誤り耐性の信号を使って送信を行うことで、各ストリームにおいて誤りを発生しにくくすることができる。誤り耐性を強くするというのは、例えば、送信電力を増加させたり、符号化率を下げたり、変調多値数を下げること等である。【００１２】
しかし、この解決手段では、次のような課題がある。例えば、スループットを一定に保ちたい場合は、誤り耐性を強化するためには送信電力を増加させる必要がある。また、逆に送信電力を一定に保ちたい場合には、誤り耐性を強化するために符号化率や変調多値数を下げることが必要となる。送信電力を増加させることは、無線送信装置に対する負担が大きくなり、また、かかる場合、隣接するエリアで通信している他の通信装置に対して干渉を増大させてしまうことから、送信電力は一定であることが望ましい。すると、送信電力一定が前提条件となり、各ストリームの誤り耐性を強化するためには符号化率や変調多値数を低下させることが必要となり、結局、通信システムのスループットが低下する。【００１３】
本発明の目的は、送信ストリームの誤り耐性を向上させ、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無線送信装置および無線送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の無線送信装置は、複数の送信ストリームに対し、無線受信装置における受信品質に基づいて順位付けを行う順位付け手段と、高品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性を、低品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性よりも強く設定する設定手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送信ストリームの誤り耐性を向上させ、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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】誤り伝播を具体的に説明するための図
【図２】ハッチング等の表記方法がどのストリームを表しているかを示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係るレピティション制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図５】レピティション数を増加させることの効果を具体的に説明する図
【図６】各送信ストリームの構成を示す図
【図７】実施の形態１に係る無線送信方法を示すフロー図
【図８】実施の形態１に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図９】実施の形態１に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態２に係る送信信号制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１２】各送信ストリームの構成を示す図
【図１３】実施の形態２に係る無線送信方法を示すフロー図
【図１４】実施の形態２に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態２に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１７】実施の形態３に係る送信信号制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態３に係るレピティションの例を示す図
【図１９】実施の形態３に係るシステマチックビットを配置する例を示す図
【図２０】実施の形態３に係る無線送信方法を示すフロー図
【図２１】実施の形態３に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態４に係る送信信号制御部の主要な構成を示すブロック図
【図２３】実施の形態４に係る配置パターンの例を示す図
【図２４】実施の形態４に係る配置パターンの例を示す図
【図２５】実施の形態４に係る配置パターンの例を示す図
【図２６】実施の形態４に係る無線送信方法を示すフロー図
【図２７】実施の形態４に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２９】実施の形態５に係る送信信号制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図３０】実施の形態５に係るストリームの構成を示す図
【図３１】実施の形態５に係る無線送信方法を説明するフロー図
【図３２】実施の形態５に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３３】実施の形態５に係る復調制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。なお、ここでは、同様の機能を有する複数の構成に対し同一の符号を付すこととし、さらに各符号に続けて異なる枝番を付して互いを区別することとする。【００１８】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置１００の主要な構成を示すブロック図である。【００１９】
無線送信装置１００は、ストリーム生成部１０６、符号化部１０１−１〜１０１−Ｎ、変調部１０２−１〜１０２−Ｎ、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎ、送信ＲＦ部１０４−１〜１０４−Ｎ、アンテナ１０５−１〜１０５−Ｎ、およびレピティション制御部１１０を備え、Ｎ本のストリームを処理するＮ本の送信系統からなり、各部は以下の動作を行う。【００２０】
ストリーム生成部１０６は、入力される送信データからＮ本のストリームデータ（以下、単にストリームと呼ぶことがある）を生成し、それぞれ符号化部１０１−１〜１０１−Ｎへ出力する。【００２１】
符号化部１０１−１〜１０１−Ｎは、ストリーム生成部１０６から出力されるストリームに対してターボ符号等の誤り訂正符号化を施し、符号化後のストリームを変調部１０２−１〜１０２−Ｎへ出力する。【００２２】
変調部１０２−１〜１０２−Ｎは、符号化部１０１−１〜１０１−Ｎから出力されるストリームに対し、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の所定の変調方式で変調処理を施し、変調後のストリームをレピティション部１０３−１〜１０３−Ｎへ出力する。【００２３】
レピティション制御部１１０は、無線受信装置からのフィードバック回線により入手したフィードバック情報に基づいて、後述の方法に従い、各ストリームのレピティションレートを決定し、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎへ出力する。【００２４】
レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎは、レピティション制御部１１０で決定される各ストリームのレピティションレートに基づいて、変調部１０２−１〜１０２−Ｎから出力されるストリームに対しレピティションを施し、送信ＲＦ部１０４−１〜１０４−Ｎへ出力する。【００２５】
送信ＲＦ部１０４−１〜１０４−Ｎは、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎから出力されるストリームに対し、Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等の所定の無線（ＲＦ）送信処理を施し、得られる無線信号をアンテナ１０５−１〜１０５−Ｎを介して送信する。【００２６】
図４は、上記レピティション制御部１１０内部の主要な構成を示すブロック図である。【００２７】
レピティション制御部１１０は、ランキング順位決定部１１１およびレピティションレート決定部１１２を備える。【００２８】
ランキング順位決定部１１１は、フィードバック情報に含まれるＣＱＩに基づいて各ストリームのランキング順位を決定する。【００２９】
レピティションレート決定部１１２は、ランキング順位決定部１１１で決定されたランキング順位に従って、各ストリームのレピティションレートを決定し出力する。ここで、ランキング上位のストリームほど高いレートのレピティションが設定される。【００３０】
このように、無線送信装置１００では、レピティションレート決定部１１２が、ランキング上位のストリームほど高いレートのレピティションを設定することにより、送信ストリームの誤り耐性を強化する。また、各ストリームのレピティションレートは、ランキング順位に従って決定される。よって、誤り伝播に起因する誤りの発生を低減することができる。また、下位ストリームにおいて誤り耐性を強化することに起因するスループットの低下を防ぐこともできる。【００３１】
ここで、上位ストリームにおける誤りが下位ストリームに与える誤り伝播の影響をさらに考察する。【００３２】
ＳＩＣ受信における誤り伝播では、誤りが発生するストリームのランキング順位が高いほど、ストリーム全体の受信特性に大きな影響を及ぼす。すなわち、上位ストリームにおける誤りは、そのストリームよりも下位の全てのストリームに対して誤りを発生させる要因となる。一方、下位ストリームにおける誤りは、そのストリームよりも下位のストリーム数が少ないため、上位ストリームと比べてストリーム全体に及ぼす影響は小さい。そこで、上位ストリームほど誤りにくくすることが、ストリーム全体の受信特性を改善する効果が大きいといえる。本発明は、この点に着目している。【００３３】
そこで本発明では、上位ストリームを誤りにくくするために、上位ストリームほど、所要品質に応じた誤り耐性よりもさらに強い誤り耐性の送信信号を生成する。さらに、下位ストリームでは、所要品質に応じた誤り耐性に設定するか、これよりもわずかに強い誤り耐性に設定する。この点、例えば特許文献１に開示の適応変調では、無線受信装置におけるストリーム毎の実際の受信品質に応じて、所要誤り率を満たす誤り耐性の送信信号を生成する。【００３４】
特に本実施の形態では、誤り耐性を強化する手段として、データシンボルのレピティション数（レピティションレート）を増加させることを行う。レピティションは、送信シンボルと、そのシンボルをコピーしたシンボルとを別々の位置に配置（マッピング）して送信する技術である。無線受信装置では、別々に送信された同一内容のシンボルを合成することで、ダイバーシチ利得を得たり、同相合成してＳＮＲを改善したりすることができる。すなわち、レピティション数を増加させることにより、シンボルは誤りにくくなり、誤り耐性を強化することができる。【００３５】
一方、誤り耐性を強化する手段として符号化率を下げることも考えられるが、この手段で誤り耐性を強化して効果を得るためには、無線受信装置においてキャンセル処理の前に復号処理を行うことが必要であり、無線受信装置における処理遅延が大きくなってしまう。この処理遅延は、復号処理に必要となるビット尤度の算出、復号処理、復号後の信号を再符号化する際に発生する。そして、処理遅延が大きくなれば、単一ストリーム送信時と同じタイミングで受信処理を行うためには、無線受信装置において、演算処理速度のさらなる高速化が必要になり、実現しにくくなる。【００３６】
このように、誤り耐性を強化する手段としてレピティション数を増加させる方法を用いると、無線受信装置では、シンボル合成だけでよく、ビット尤度の算出、復号処理等の処理が不要となり、処理遅延がほとんど発生しない。よって、無線受信装置における処理遅延をほとんど発生させずに、送信信号の誤り耐性を強化することができる。【００３７】
また、ＳＩＣ方式を含め、反復処理を用いるＳＤＭ受信方式では、処理遅延が増幅し易いという傾向があるので、上記のようなレピティション数を増加させる方法はＳＤＭ方式と相性が良い。【００３８】
図５を用いて、上記のレピティション数を増加させることの効果を具体的に説明する。ここで、ストリームＡおよびストリームＢにおいて、太線を付して示しているデータは、レピティションシンボルである。また、送信ストリームは３つとし、それぞれ無線受信装置における品質により、Ａ、Ｂ、Ｃの順にランキングされているとする。【００３９】
無線送信装置では、最上位ストリームであるストリームＡに対してレート４／３のレピティションを用いて送信し（図５（Ａ））、次のストリームＢではレート８／７のレピティションを用いて送信している（図５（Ｂ））。ストリームＣは、レピティションを用いずに送信されている（図５（Ｃ））。また、無線送信装置は、ストリーム毎の適応変調を行っており、ストリーム毎の無線受信装置の受信品質に応じた符号化率および変調方式が選択されている。【００４０】
無線受信装置における受信信号は図５（Ｄ）である。この信号からフィルタリングにより最上位のストリームＡを取り出す。フィルタリングしたストリームＡの判定において、誤りが検出されると図５（Ｅ）のようになる。図５（Ｅ）におけるレピティションシンボルに対して、シンボル合成した結果は図５（Ｆ）である。図５（Ｆ）では、図５（Ｅ）で発生した誤りが訂正されている。次に、図５（Ｆ）のストリームを使って、図５（Ｄ）の受信信号からストリームＡをキャンセルしたものが図５（Ｇ）である。キャンセルに使用したストリームＡに誤りが発生していないので、図５（Ｇ）では誤り伝播が見られない。次に、図５（Ｇ）からフィルタリングにより次の順位のストリームＢを取り出す。フィルタリングしたストリームＢの判定において誤りが検出されると図５（Ｈ）のようになる。図５（Ｈ）におけるレピティションシンボルに対して、シンボル合成した結果は図５（Ｉ）のようになる。図５（Ｉ）では、図５（Ｈ）で発生した誤りが訂正されている。次に、図５（Ｉ）のストリームを使って、図５（Ｇ）からストリームＢをキャンセルして残ったものがストリームＣであり、このストリームＣの判定において誤りが検出されると図５（Ｊ）に示す受信信号となる。【００４１】
このように、上位ストリームほど高いレートのレピティションを用いて誤り耐性を強化することにより、誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくし、かつ下位ストリームではレピティション数が相対的に低いので、これによるスループットの低下も小さい。よって、ストリーム全体のスループットが大きく低下することはない。【００４２】
次いで、各ストリームにおけるレピティションレートの具体的な決定方法について説明する。本実施の形態では、レピティションレート決定部１１２がストリームのランキング順位を用いて各ストリームのレピティションレートを決定する。【００４３】
ストリームのランキング順位は、各ストリームの無線受信装置における受信品質に基づいて、ランキング順位決定部１１１において決定される。受信品質が良い順にランキングを行う場合、最も受信品質が高いストリームが最上位ストリームとなり、最も受信品質が低いストリームが最下位ストリームとなる。無線受信装置が各ストリームの受信品質を無線送信装置にフィードバックすることで、無線送信装置においてランキング順位を決定することができる。【００４４】
本実施の形態では、このランキング順位とレピティションレートとの対応関係をあらかじめデータテーブルに設定しておくことで、ランキング順位に基づくレピティションレートを決定する。この関係では、ランキング順位が高いストリームの誤り耐性が強くなるように、レピティションレートを高く設定しておき、ランキング順位が低いストリームは強い誤り耐性が必要ないので、レピティションレートを低く設定しておく。これにより、各ストリームのレピティションレートの決定において、各ストリームの受信品質を確実に反映することができる。【００４５】
例えば、最上位ストリームには、１よりも大きなレピティションレートを設定しておく。そのレピティションレートの目安としては、レピティションを無線受信装置でシンボル合成を行うことで、ＳＮＲやＳＩＮＲ等の受信品質が１ｄＢ〜２ｄＢ程度改善するレピティションレートとするのが望ましい。なお、数ｄＢ改善できるレピティションレートとしても良い。【００４６】
一方、下位ストリームには、レピティションレートとして１を設定しておく。レピティションレートが１であるということはレピティションを全く行っていないことと同じである。ここで、下位ストリームとは、最下位ストリームを含めた複数のストリームを指す。これは、下位ストリームで発生する誤りは全体に及ぼす影響が小さいため、レピティションレートに差をつける必要がないからである。なお、下位ストリームを最下位ストリームに限定してもよい。【００４７】
最上位ストリームと、レピティションレート１の下位ストリームとの間にさらに他のストリームが存在する場合には、それらのストリームのレピティションレートが、最上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレート１との間に入るように設定する。かかる場合、各ストリームのレピティションレートが、最上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレート１との間で、ほぼ等間隔となるように設定することが望ましい。これは、シンボル合成による受信品質の改善を、ほぼ等間隔にできるからである。【００４８】
ストリーム４本を伝送する場合を例にとって、より具体的に説明する。以下の表１は、かかる場合のランキング順位とレピティションレートとの対応関係を示した例である。
【表１】
2007102363.tif 000003
【００４９】
表１において、「ストリーム番号」は各ストリームの識別番号を示しており、「受信品質」は各ストリームの受信品質を示している。受信品質としては、ＳＮＲやＳＩＮＲ等がある。「ランキング順位」は、受信品質の良い順にランキングされた場合の各ストリームの順位を示している。そして、ランキング順位とレピティションレートとの間に以下の表２のような関係をあらかじめ設定しておくとする。この関係により、表１におけるレピティションレートが決定される。例えば、表１におけるストリーム番号１について説明する。各ストリームの受信品質が表１に示されている状況では、ストリーム番号１の受信品質は１０ｄＢであるから、他のストリームの品質と比較して、ランキング順位が１位であると決定される。ここで、表２の関係を使うと、レピティションレートが４／３と決定される。
【表２】
2007102363.tif 000004
【００５０】
表２の関係では、ランキング１位のレピティションレートが最も高く設定されており、ランキング３位と４位のレピティションレートが１に設定されている。ランキング２位のレピティションレートは、ランキング１位のレピティションレートとランキング３位のレピティションレートとの中間ぐらいのレピティションレートとなるように設定されている。また、ここでは、ランキング３位と４位のレピティションレートが同じに設定されている。これは、下位ストリームで発生する誤りは全体に及ぼす影響が小さいため、レピティションレートに差をつける必要がないからである。なお、ランキング３位と４位とで、ランキング３位の方をより高いレピティションレートに設定してもよい。【００５１】
そして、このようにランキング順位を使ってレピティションレートを決定した際の、各送信ストリームの構成を図６に示す。この図に示すように、レピティション処理を施す前のストリームに対して、ランキング情報を使ってレピティションレートを決定してレピティションを行うことで、上位ストリームほど高いレートのレピティションを実現している。【００５２】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図７に示すフロー図を用いて説明する。【００５３】
まず、送信データが生成されると共に、各ストリームについての受信品質が入手される（ＳＴ１０１０、ＳＴ１０２０）。入手元としては、無線受信装置からのフィードバック情報がある。【００５４】
次に、ＳＴ１０２０で入手された各ストリームの受信品質に応じて、ストリーム毎に所要誤り率を達成するＭＣＳパラメータ、すなわち変調方式および符号化率が決定される（ＳＴ１０３０）。また、ＳＴ１０２０で入手された各ストリームの受信品質に応じて、受信品質が良い順にランキングが行われ、各ストリームのランキング順位が判定される（ＳＴ１０４０）。【００５５】
ＳＴ１０５０〜ＳＴ１０７０の処理は、各ストリームごとに行われる。すなわち、ランキング順、アンテナ番号順等に従って、まず１つのストリームが選択され（ＳＴ１０５０）、ＳＴ１０４０で求まった各ストリームのランキング順位に従って、各ストリームのレピティションレートが決定される（ＳＴ１０６０）。ＳＴ１０７０では全ストリームが選択されたかが判定される。【００５６】
全ストリームが選択された場合にはＳＴ１０８０に移り、ＳＴ１０１０で生成された送信データを複数のストリームに分割する（ＳＴ１０８０）。そして、ＳＴ１０３０で決定されたＭＣＳパラメータと、ＳＴ１０６０で決定されたレピティションレートとを用いて、各ストリームが送信される（ＳＴ１０９０）。【００５７】
次いで、無線送信装置と無線受信装置との間における制御情報伝送方法について説明する。【００５８】
本実施の形態では、ランキング順位とレピティションレートとの対応関係があらかじめ定められており、この対応関係が記録されたデータテーブルを送受信双方において共有することで、送受信双方においてランキング順位が分かれば各ストリームのレピティションレートを求めることができる。このランキング順位は、無線受信装置からのフィードバック情報に基づいて決定されるもので、ストリーム送信時に制御情報として伝送する必要のないものである。但し、フィードバック情報が誤って受信されることで、無線送信装置における判定結果と無線受信装置における判定結果とに差異が生ずる可能性もあるので、この対策としては、ストリーム送信時にランキング順位を制御情報として伝送するような構成としても良い。【００５９】
次いで、上記の無線送信装置１００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置１５０について説明する。図８は、無線受信装置１５０の主要な構成を示すブロック図である。【００６０】
受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−Ｎは、アンテナ１５１−１〜１５１−Ｎを介して受信された信号に対し、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の所定の無線受信処理を施す。【００６１】
チャネル推定部１５８は、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−Ｎから出力される信号に含まれるパイロットを用いて、受信信号のチャネル推定を行い、得られるチャネル推定値を出力する。【００６２】
品質測定部１５９は、チャネル推定部１５８から出力されるチャネル推定値を用いて、受信品質を測定し、測定結果をシンボル合成制御部１６０およびＣＱＩ生成部１６１へ出力する。【００６３】
ＣＱＩ生成部１６１は、品質測定部１５９での測定結果に基づいてＣＱＩを生成し、これをフィードバック情報として出力する。【００６４】
シンボル合成制御部１６０は、品質測定部１５９での測定結果に基づいて、各ストリームのレピティションレートを決定し、シンボル合成部１５５へ出力する。【００６５】
メモリ１５３は、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−Ｎから出力される信号を記憶しておき、フィルタリング部１５４およびキャンセル部１５７へ出力する。【００６６】
フィルタリング部１５４は、受信信号からフィルタリングにより各ストリームを取り出し、シンボル合成部１５５へ出力する。最上位ストリームを取り出す際には、メモリ１５３に記憶されている信号から最上位ストリームを取り出す。また、それ以外のストリームを取り出す際には、キャンセル部１５７から出力される信号から、それらのストリームを取り出す。フィルタリング方法としてはＺＦやＭＭＳＥがあり、チャネル推定部１５８から出力されるチャネル推定値を使ってウエイトを計算し、フィルタリングを行う。【００６７】
キャンセル部１５７は、フィルタリングにより取り出したストリームを受信信号からキャンセルを行い、フィルタリング部１５４へ出力すると同時に、次のストリームのキャンセルのために記憶しておく。最上位ストリームをキャンセルする際には、メモリ１５３に記憶されている信号から、シンボル合成部１５５から出力された信号をキャンセルする。それ以外のストリームをキャンセルする際には、記憶しておいたキャンセル後の信号から、シンボル合成１５５から出力された信号をキャンセルする。ここでは、チャネル推定部１５８から出力されるチャネル推定値を使って、キャンセルするストリームの伝搬路変動を再現してキャンセルを行う。【００６８】
シンボル合成部１５５は、シンボル合成制御部１６０から出力される各ストリームのレピティションレートに従って、フィルタリング部１５４から出力される受信データのうち、レピティションシンボルに対してシンボル合成を行う。このシンボル合成は、無線送信装置１００と同じレピティションレートに基づくシンボル合成となる。【００６９】
復号部１５６は、シンボル合成された信号に対して誤り訂正復号化を施し、受信データを復号する。【００７０】
図９は、上記シンボル合成制御部１６０内部の主要な構成を示すブロック図である。【００７１】
シンボル合成制御部１６０は、ランキング順位決定部１７１、レピティションレート決定部１７２、およびメモリ１７３を備える。【００７２】
ランキング順位決定部１７１は、入力される品質測定情報に基づいて、各ストリームのランキング順位を決定する。レピティションレート決定部１７２では、ランキング順位決定部１７１で決定されたランキング順位に従って、各ストリームのレピティションレートを決定する。この際、ランキング順位の決定方法、レピティションレートの決定方法は、送受信双方において同じである。そして、決定されたレピティションレートは、ＣＱＩのフィードバックによる遅延が発生するので、無線送信装置１５０から送信されるまでメモリ１７３において保存される。【００７３】
このように、無線受信装置１５０は、無線送信装置１００から送信された信号を受信し、データを復号することができる。【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、上位ストリームほど、所要品質に応じた誤り耐性よりも強い誤り耐性で送信信号を生成する。これにより、下位ストリームへの誤り伝播の発生を低減し、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、下位ストリームほど誤り耐性強化によるスループットの低下が少ないので、全ストリームのスループットを維持することができる。【００７５】
また、以上の構成において、レピティションレートを増加させることにより、上位ストリームの誤り耐性を強化する。これにより、無線受信装置における処理遅延を抑えることができる。【００７６】
また、本実施の形態では、各ストリームのレピティションレートを、そのストリームのランキング順位に従って決定する。これにより、各ストリームのレピティションレートの決定において、各ストリームの受信品質を確実に反映することができる。【００７７】
なお、本実施の形態では、無線受信装置の受信品質を無線送信装置にフィードバックすることにより、無線送信装置においてランキング順位を決定する構成を示したが、無線受信装置で決定したランキング結果を無線送信装置にフィードバックするような構成としても良い。なお、各ストリームにおいて決定されたレピティションレートに応じて、符号化率を変えるような構成としてもよい。これにより、各ストリームのスループット低下を防止することができる。例えば、あるストリームのレピティションレートが４／３と決定された場合において、そのストリームの符号化率をレピティションレートの逆数である３／４倍することで、スループットを下げずにレピティションを行うことができる。【００７８】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置２００の主要な構成を示すブロック図である。この無線送信装置２００は、実施の形態１に示した無線送信装置１００（図３参照）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。【００７９】
実施の形態１と異なる点は、レピティション制御部１１０の代わりに、送信信号制御部２０１、制御信号生成部２０２、および多重部２０３−１〜２０３−Ｎが新たに設けられ、各ストリームのランキング順位だけでなく、さらにＭＣＳパラメータ（以下、単にＭＣＳと呼ぶ）にも基づいて、各ストリームのレピティションレートを決定することである。【００８０】
送信信号制御部２０１は、各ストリームのレピティションレートを決定する。制御信号生成部２０２は、送信信号制御部２０１から出力された送信信号の制御情報から、無線受信装置に伝送する制御信号を生成する。多重部２０３−１〜２０３−Ｎは、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎから出力されたデータと、制御信号生成部２０２から出力された制御信号とを多重する。【００８１】
図１１は、送信信号制御部２０１内部の主要な構成を示すブロック図である。【００８２】
送信信号制御部２０１は、ランキング順位決定部２１２、ＭＣＳ決定部２１１、レピティションレート決定部２１３、および合成部２１４を備える。【００８３】
ＭＣＳ決定部２１１は、入力されるフィードバック情報の各ストリームのＣＱＩに基づいてＭＣＳを決定する。ランキング順位決定部２１２は、同じく入力される各ストリームのＣＱＩに基づいてランキング順位を決定する。レピティションレート決定部２１３は、ＭＣＳ決定部２１１で決定されたＭＣＳと、ランキング順位決定部２１２で決定されたランキング順位とに基づいて、各ストリームのレピティションレートを決定する。合成部２１４は、ＭＣＳ決定部２１１で決定された各ストリームのＭＣＳ情報と、レピティションレート決定部２１３で決定された各ストリームのレピティションレート情報とを合成して、１つの信号として出力する。【００８４】
実施の形態１と異なる点は、既に述べたように、レピティションレート決定方法であり、具体的には、実施の形態１では、各ストリームのランキング順位のみを使ってレピティションレートを決定していたが、本実施の形態では、各ストリームのランキング順位に加え、さらにＭＣＳを使ってレピティションレートを決定することである。【００８５】
各ストリームのレピティションレート決定方法について説明する。【００８６】
ランキング順位は、実施の形態１と同様に決定される。また、各ストリームのＭＣＳは、無線受信装置からフィードバックされた各ストリームのＣＱＩに基づいて決定される。【００８７】
そして、ランキング順位と、ＭＣＳと、レピティションレートとの対応関係をあらかじめ設定しておくことで、各ストリームのレピティションレートを決定することができる。この関係では、各ＭＣＳにおいて、ランキング順位が高いストリームには誤り耐性が強くなるようにレピティションレートを高く設定しておき、ランキング順位が低いストリームには強い誤り耐性が必要ないので、レピティションレートを低く設定しておく。そして、ＭＣＳにより、レピティションレートを設定する段階を変える。【００８８】
各ＭＣＳにおいて、複数のレピティションレートの段階が設定されており、その設定方法は実施の形態１と同じである。つまり、各ＭＣＳにおいて、最上位ストリームのレピティションレートの設定方法と、最下位ストリームのレピティションレートの設定方法と、その間のストリームのレピティションレートの設定方法とは、実施の形態１で示したものと同じである。【００８９】
本実施の形態では、各ＭＣＳに対応するレピティションレートが複数設定され、かつ、レピティションレートの段階数が変化する。これにより、選択されたＭＣＳの受信特性により、より最適なレピティションレートを選択することができる。すなわち、受信特性が良いと判断されるＭＣＳでは、レピティションによる誤り耐性強化はそれほど必要ないので、レピティションレートの段階数を少なく設定し、受信特性が悪いと判断されるＭＣＳでは、レピティションによる誤り耐性をランキング順位に基づいて決定できるようにレピティションレートの段階数を多く設定する。これにより、各ストリームのレピティションレート決定において、そのストリームのＭＣＳでの受信特性およびランキング順位の双方に適したレピティションレートを決定することができる。【００９０】
例えば、ストリーム順位とＭＣＳとレピティションレートとの対応関係が、以下の表３で示される場合について説明する。
【表３】
2007102363.tif 000005
【００９１】
表３では、ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝５／６」の場合には、ランキング順位により、レピティションレートが２段階に設定されている。これに対して、ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝１／２」の場合には、ランキング順位によりレピティションレートが３段階に設定されている。【００９２】
ＳＩＣ受信方式においてキャンセル処理の前に復号処理を行わない場合には、変調方式の受信特性が重要である。同一の変調方式では、受信品質が良い場合に、高い符号化率が設定される。ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝５／６」である場合と、ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝１／２」である場合とでは、変調方式は同じであるが、前者の方が受信品質の良い場合に選択されるべきものである。このような同じ変調方式において、受信品質が良い場合は、上位ストリームにおいても誤りが発生しにくいので、誤り耐性をそれほど強化する必要がないので、レピティションレートの段階数を少なく設定する。これに対して、同じ変調方式において受信品質が悪い場合は、レピティションによる誤り耐性の強化が必要であり、またレートの段階はランキング順位により決定するために、レピティションレートの段階数を多く設定する。【００９３】
ここで、ストリーム４本を伝送する場合を例にとって、以下の表４を使って説明する。
【表４】
2007102363.tif 000006
【００９４】
表４において、ストリーム番号、受信品質、ランキング順位は、実施の形態１における表１と同じものを用いている。この各ストリームにおけるＭＣＳとランキング順位とを使い、表３の関係から、各ストリームのレピティションレートを決定することができる。【００９５】
そして、このようにランキング順位を使ってレピティションレートを決定した際の、各送信ストリームの構成を図１２に示す。この図に示すように、レピティション処理を施す前のストリームに対して、ランキング順位とＭＣＳとに基づいたレピティションレートを用いてレピティションを行うことで、各ストリームの状況に適したレートのレピティションを実現することができる。【００９６】
次いで、無線送信装置と無線受信装置間における制御情報伝送方法について説明する。【００９７】
送信信号のＭＣＳは、無線受信装置における復調や復号の処理に必要な情報であるので、制御情報として無線送信装置から無線受信装置にフィードバックする必要がある。一般的には、送受信双方で同じＭＣＳテーブルを有し、該当するＭＣＳを示す制御情報を伝送することで、送受信間でＭＣＳを共有することができる。【００９８】
そこで本実施の形態では、このＭＣＳテーブルの中に、レピティションレートをさらに含めることで、ＭＣＳ情報と同様にレピティションレートを送受信間で共有することができる。例えば、以下の表５は、レピティションレートを含めたＭＣＳテーブルの一例である。
【表５】
2007102363.tif 000007
【００９９】
表５において、ＭＣＳレベルを、ＭＣＳとレピティションレートの双方を示す情報として用いる。すなわち、各ＭＣＳレベルには、ＭＣＳとレピティションレートとが割当てられているので、このＭＣＳレベルを制御情報として伝送することで、送受信間でＭＣＳとレピティションレートとを共有することができる。【０１００】
また、ＭＣＳテーブルとは別に、レピティションレート独自のデータテーブルを用いて、制御情報として、このテーブル情報を伝送することで、送受信間でレピティションレートを共有することも可能である。しかし、本実施の形態では、各ＭＣＳレベルの中で設定されているレピティションレートが等間隔ではないので、表５に示すようなテーブルを用いることで、設定されていない不要なレピティションレートの情報を割当てなくても良いという効果がある。【０１０１】
また、このように制御情報を使って送受信間でレピティションレートを共有する場合、無線受信装置において、ＭＣＳとランキング順位とからレピティションレートを決定する必要がないので、シンボル合成の制御が簡易であるという効果もある。【０１０２】
なお、実施の形態１と同様に、無線受信装置でランキング順位を決定して、決定したランキング順位とＭＣＳ情報とを用いて、レピティションレートを決定しても良い。この場合、無線送信装置におけるレピティションレート決定基準と、無線受信装置におけるレピティションレート決定基準とが同じである必要がある。【０１０３】
図１３は、本実施の形態に係る無線送信方法の手順を示すフロー図である。【０１０４】
ＳＴ２０６０では、ＳＴ１０３０で決定した各ストリームのＭＣＳと、ＳＴ１０４０で判定した各ストリームのランキング順位とを使い、ＭＣＳとランキング順位とレピティションレートとの対応関係から、各ストリームのレピティションレートを決定する。他のステップは、実施の形態１で示したフロー図（図７参照）と同一なので、同一の符号を付し、その説明を省略する。【０１０５】
次いで、上記の無線送信装置２００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置２５０について説明する。図１４は、無線受信装置２５０の主要な構成を示すブロック図である。【０１０６】
実施の形態１と異なる点は、制御信号抽出部２５１が追加され、この制御信号抽出部２５１からの出力のみがシンボル合成制御部２５２に入力されることである。【０１０７】
図１５は、上記シンボル合成制御部２５２内部の主要な構成を示すブロック図である。【０１０８】
シンボル合成制御部２５２は、レピティションレート抽出部２６１およびメモリ２６２を備える。レピティションレート抽出部２６１は、入力される制御信号の中から各ストリームのレピティションレートを抽出する。メモリ２６２は、そのレピティションレートを無線送信装置の送信タイミングまで記憶しておく。【０１０９】
以上説明してように、本実施の形態によれば、各ストリームのレピティションレートを、そのストリームのＭＣＳとランキング順位とを用いて決定する。これにより、各ストリームのレピティションレート決定において、該当するストリームのＭＣＳの受信特性とランキング順位とに適したレピティションレートを決定することができる。【０１１０】
（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置３００の主要な構成を示すブロック図である。この無線送信装置３００は、実施の形態２に示した無線送信装置２００（図１０参照）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。また、基本的動作が実施の形態２と同様であるが、詳細な点で違いがある構成要素には、同一の番号にアルファベットａを付した符号を付して区別し、適宜説明を加える。【０１１１】
実施の形態２と大きく異なる点は、シンボル配置部３０１−１〜３０１−Ｎが追加されたことである。【０１１２】
シンボル配置部３０１−１〜３０１−Ｎは、送信信号制御部２０１ａで決定された各ストリームのシンボル配置パターンを従って、変調シンボルを配置する。すなわち、レピティションシンボルもしくは上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに対して、重要度の高い信号を配置する。これにより、受信特性やスループットを改善することができる。【０１１３】
図１７は、上記の送信信号制御部２０１ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。【０１１４】
シンボル配置パターン決定部３１１は、レピティションレート決定部２１３で決定された各ストリームのレピティションレートの情報を使って、各ストリームにおけるシンボルの配置パターンを決定する。ここで、配置パターンとしては、例えば、レピティションシンボルもしくは上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、優先的にシステマチックビットや変調多値数が高いシンボルを配置する配置パターンがある。そして、シンボル配置パターン決定部３１１で決定された配置パターンは、ＭＣＳ情報やレピティションレート情報と共に制御情報として、無線受信装置に伝送される。【０１１５】
実施の形態１、２において、誤り耐性を強化する手段として、レピティションを用いた。このレピティションシンボルは、無線受信装置においてシンボル合成することにより、レピティションしていないシンボルに比べてＳＮＲが改善するので誤りが発生しにくい特性がある。そこで本実施の形態では、このようなレピティションシンボルに重要度の高いシンボルを配置することとしたものである。重要度の高いデータとしては、例えば、ターボ符号のシステマチックビットや、変調多値数が高い信号等がある。【０１１６】
レピティションシンボルにターボ符号のシステマチックビットを配置する場合を例にとって説明する。各ストリームのレピティションレートは、実施の形態１もしくは実施の形態２のように決定されているとする。【０１１７】
送信データをターボ符号化すると、システマチックビットとパリティビットとが出力される。それぞれを別々に変調すると、システマチックビットを変調したシンボルと、パリティビットを変調したシンボルとなる。そして、レピティションシンボルに優先的にシステマチックビットを変調したシンボルを配置してレピティションを行う。このようにレピティションを行った例が図１８である。この図に示すように、本実施の形態では、各ストリームにおいて、レピティションシンボルにシステマチックビットを変調したシンボルを配置している。【０１１８】
仮にレピティションシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数より多い場合には、まず、システマチックビットを変調したシンボルからレピティションシンボル上に配置していき、次に、残りのレピティションシンボルおよびレピティションをしていないシンボルに、パリティビットを変調したシンボルを配置する。逆に、レピティションシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数以下の場合には、まず、レピティションシンボル数分のシステマチックビットを変調したシンボルをレピティションシンボルに配置して、次に、残ったシステマチックビットを変調したシンボルとパリティビットを変調したシンボルとを、レピティションをしていないシンボルに配置する。【０１１９】
このように、レピティションシンボルにシステマチックビットを変調したシンボルを優先的に配置してレピティションすることで、シンボル合成によりシステマチックビットのＳＮＲが改善してビット尤度が高くなる。よって、復号特性を改善することができる。【０１２０】
また、レピティションシンボルに変調多値数が高い信号を配置した場合、各ストリームで変調多値数が一定の場合に比べて、スループットを改善する効果がある。また、レピティションすることによるスループットの低下を改善する効果もある。【０１２１】
また、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルでは、レピティションシンボルが配置されていないシンボルに比べて、上位ストリームからの誤り伝播に起因する誤りが発生しにくい。そこで、このような上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、重要度の高いシンボルを配置することで、誤り率を低減することができる。ここで、重要度の高いデータとしては、例えば、先述のターボ符号のシステマチックビットや、変調多値数が高い信号等がある。【０１２２】
図１９は、レピティションシンボルが配置されている上位ストリームのシンボルに、システマチックビットを配置する例を示した図である。各ストリームのレピティションレートは、実施の形態１もしくは実施の形態２のように決定されているとする。【０１２３】
送信データをターボ符号化すると、システマチックビットとパリティビットとが出力される。それぞれを別々に変調すると、システマチックビットを変調したシンボルと、パリティビットを変調したシンボルとなる。そこで、この図に示すように、上位ストリームでは、システマチックビットを変調したシンボルとパリティビットを変調したシンボルとをそれぞれ配置する。配置方法としては、上記の通り、レピティションシンボルにシステマチックビットを優先的に配置する方法等がある。そして、下位ストリームでは、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに優先的にシステマチックビットを変調したシンボルを配置する。【０１２４】
仮に上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数よりも多い場合には、まず、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、システマチックビットを変調したシンボルから配置していき、次に、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されている残りのシンボルおよび配置されていないシンボルに、パリティビットを変調したシンボルを配置する。逆に、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数以下の場合には、まず、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボル数分のシステマチックビットを変調したシンボルを配置して、次に、残ったシステマチックビットを変調したシンボルとパリティビットを変調したシンボルとを、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されていないシンボルに配置する。【０１２５】
このように、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルにシステマチックビットを変調したシンボルを優先的に配置してレピティションすることで、上位ストリームからの誤り伝播に起因する誤りが発生しにくくなる。よって、システマチックビットのビット尤度が高くなり、復号特性が改善する効果がある。また、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、変調多値数の高い信号を配置した場合では、各ストリームで変調多値数が一定の場合に比べて、スループットが改善する効果がある。【０１２６】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図２０に示すフロー図を用いて説明する。なお、実施の形態１のフローと同じステップについては説明を省略する。【０１２７】
異なる点は、ＳＴ３０１０において各ストリームのレピティションレートが決定され、ＳＴ３０２０において全ストリームの処理が完了したかを判断した後、シンボル配置パターンを決定するステップ（ＳＴ３０３０）が追加されている点である。【０１２８】
ＳＴ３０３０では、各ストリームのレピティションレートを使って、各ストリームのシンボル配置パターンを決定する。各ストリームの配置パターンとしては、例えば、先に示したように、レピティションシンボルもしくは上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、優先的にシステマチックビットを変調したシンボルや変調多値数が高いシンボルを配置する配置パターンがある。【０１２９】
次いで、上記の無線送信装置３００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置について説明する。しかし、その基本的構成は実施の形態２において示した無線受信装置２５０と同様なので、図示および説明を省略し、実施の形態２と異なる構成であるシンボル合成制御部２５２ａについてのみ説明する。【０１３０】
図２１は、シンボル合成制御部２５２ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。【０１３１】
シンボル配置パターン抽出部３５１は、制御信号から各ストリームのシンボル配置パターンを抽出し、メモリ２６２は、無線送信装置で送信されるまでそのシンボル配置パターンを記憶しておく。【０１３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レピティションするデータには、重要度の高いデータを配置する。これにより、レピティションされたデータは他のデータに比べて誤りにくくなり、これら重要度の高いデータを確実に伝送することができる。【０１３３】
また、本実施の形態によれば、上位ストリームのレピティションするデータが配置されているデータに重要度の高いデータを配置する。これにより、当該データは他のデータに比べて誤り伝播に起因する誤りが発生しにくくなり、重要度の高いデータを確実に伝送することができる。【０１３４】
（実施の形態４）
図２２は、本発明の実施の形態４に係る送信信号制御部４０１の主要な構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る無線送信装置の構成は、実施の形態２で示した無線送信装置２００と同様なので、異なる構成である送信信号制御部４０１のみを示したものである。【０１３５】
送信信号制御部４０１は、実施の形態２に示した送信信号制御部２０１（図１１参照）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。【０１３６】
実施の形態２と異なる点は、レピティションパターン決定部４０２が追加され、ストリーム毎にレピティション配置パターンを変えることで、ストリーム毎に異なる効果を得、受信特性を改善することである。【０１３７】
レピティションパターン決定部４０２は、レピティションレート決定部２１３で決定された各ストリームのレピティションレートと、ランキング順位決定部２１２で決定された各ストリームのランキング順位とを使って、各ストリームのレピティションパターンを決定する。ここで、レピティションパターンとしては、例えば、上位ストリームでは相関が低くなるようにレピティションシンボルを配置し、下位ストリームでは相関が高くなるようにレピティションシンボルを配置する配置パターンがある。【０１３８】
実施の形態１、２では、誤り耐性を強化する手段としてレピティションを用いた。しかし、各ストリームのランキング順位によりレピティションパターンを変えることで、ストリーム毎に異なる効果を得ることができる。ＳＩＣ受信方式では、上位ストリームでは空間ダイバーシチ利得が得られないので、レピティションによって、時間ダイバーシチもしくは周波数ダイバーシチを得ることで、受信特性を改善することができる。これに対し、下位ストリームでは、空間ダイバーシチ利得が得られ受信状態が良くなるので、レピティションによるダイバーシチ利得を得るよりも、レピティションシンボルを同相合成する方が、より受信ＳＮＲを改善する効果がある。【０１３９】
ストリームの順位に応じてレピティションパターンを変更する例を示す。上位ストリームでは、レピティションによるダイバーシチ利得が得られやすいように、相関が低くなる配置パターンでレピティションを行う。これに対し、下位ストリームでは、相互間の変動を小さくして同相合成がしやすいように、相関が高くなる配置パターンでレピティションを行う。この配置パターンの例を図２３に示す。この図に示すように、上位ストリームでは、相関が低くなるように、複数のレピティションシンボルを互いに離れた位置に配置する。一方、下位ストリームでは、相関が高くなるように、複数のレピティションシンボルを互いに近い位置に配置する。これにより、上位ストリームでは、ダイバーシチ利得を得ることができる。また、下位ストリームでは、空間ダイバーシチ利得が得られ受信状態が良くなるので、同相合成することでＳＮＲを改善することができる。よって、全体的に特性が改善してスループットが向上する。【０１４０】
なお、相関が低くなるような配置としては、時間相関が低くなるように（時間領域で）互いに離れた位置のシンボルに配置する方法や、周波数相関が低くなるように（周波数領域で）互いに離れた周波数に配置する方法等がある。【０１４１】
また、その他のレピティション配置パターンとして、上位ストリームおよび下位ストリームのレピティションシンボルを重ねて配置するパターンがある。この配置パターンでは、各ストリームで発生する誤りは独立であるから、上位ストリームにおける誤り訂正効果を下位ストリームに確実に伝えることができ、下位ストリームの誤りが発生しにくくなる。【０１４２】
例えば、上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレートとが同じ場合の配置パターンを図２４に示す。【０１４３】
また、上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレートとが異なる場合の配置パターンを図２５に示す。この図の例では、上位ストリームにおけるレピティションシンボルの一部に、下位ストリームのレピティションシンボルを配置する。【０１４４】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図２６に示すフロー図を用いて説明する。なお、実施の形態３で示した無線送信方法と基本的手順は同様であるので、同一のステップについては同一の符号を付し、その説明を省略する。【０１４５】
異なる点は、ＳＴ１０５０〜ＳＴ３０２０によって各ストリームのレピティションレートが決定された後に、ＳＴ４０３０においてレピティションパターンを決定することである。ＳＴ４０３０では、各ストリームのランキング順位とレピティションレートの双方を使って、各ストリームのレピティションパターンを決定する。各ストリームのレピティションパターンとしては、例えば、先に示したように、上位ストリームでは相関が低くなるようにレピティションシンボルを配置し、下位ストリームでは相関が高くなるようにレピティションシンボルを配置する配置パターンがある。【０１４６】
次いで、上記無線送信装置４００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置のうち、シンボル合成制御部２５２ｂについて説明する。なお、基本的動作は実施の形態２に示したシンボル合成制御部２５２と同様である。図２７は、このシンボル合成制御部２５２ｂ内部の主要な構成を示すブロック図である。【０１４７】
実施の形態２と異なる点は、レピティションパターン抽出部４５１が追加されていることである。レピティションパターン抽出部４５１は、入力される制御信号から各ストリームのレピティションパターンを抽出する。メモリ２６２ｂは、レピティションレート抽出部２６１が抽出したレピティションレートと共に、レピティションパターン抽出部４５１が抽出したレピティションパターンを、無線送信装置の送信タイミングまで記憶しておく。【０１４８】
このように、本実施の形態によれば、上位ストリームでは相関の低い配置パターンでレピティションを行い、下位ストリームでは相関の高い配置パターンでレピティションを行う。これにより、上位ストリームでは、ダイバーシチ利得を得ることができる。また、下位ストリームでは、空間ダイバーシチが得られ受信状態が良くなるので、同相合成することでＳＮＲを改善することができる。よって、全体的に特性が改善して通信システムのスループットを向上させることができる。【０１４９】
また、本実施の形態によれば、上位ストリームおよび下位ストリームにおいて、同一のレピティション配置パターンを用いる。これにより、上位ストリームの誤り訂正効果を、下位ストリームに確実に伝えることができるので、下位ストリームにおいて誤り伝播に起因する誤りが発生しにくくなる。【０１５０】
なお、実施の形態３と本実施の形態４とを組み合わせることもできる。無線送信装置の送信信号制御部において、シンボル配置パターン決定部およびレピティションパターン決定部の双方を備えることで、各ストリームにおける変調シンボルを配置するシンボル配置パターンを決定し、また、レピティションシンボルを配置するレピティションパターンを決定することができる。これにより、各ストリームにおいて、レピティションパターンによる実施の形態４の効果を得ることができ、かつ、シンボル配置パターンによる実施の形態３の効果を得ることができる。【０１５１】
（実施の形態５）
図２８は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置５００も、実施の形態２に示した無線送信装置２００（図１０参照）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。また、基本的動作が実施の形態２と同一であるが、詳細な点で違いがある構成要素には、同一の番号にアルファベットｃを付した符号を付して区別し、適宜説明を加える。【０１５２】
本実施の形態では、上位ストリームほど誤り耐性の強いＭＣＳに変更して送信することで、誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくし、下位ストリームにおける誤り耐性強化によるスループットの低下を改善する。そして、各ストリームのＭＣＳの変更は、ランキング順位に基づいて決定する。【０１５３】
無線送信装置５００は、送信信号制御部２０１ｃの動作が一部異なる。図２９は、送信信号制御部２０１ｃ内部の主要な構成を示すブロック図である。【０１５４】
送信信号制御部２０１ｃは、変調多値数変更シンボル数決定部５０１をさらに備えている。この変調多値数変更シンボル数決定部５０１は、各ストリームのランキング順位を使って、各ストリームにおいて変調多値数を変更するシンボルの総数（シンボル数）を決定する。シンボル数の決定方法は、例えば、ランキング順位と変調多値数を変更するシンボル総数との関係を使うことで決定する方法がある。そして、各ストリームの変調部１０２−１〜１０２−Ｎは、変調多値数変更シンボル数決定部５０１において決定されたシンボル数に相当するシンボルを選択し、このシンボルの変調多値数を下げて変調を行う。また、変調多値数を変更したシンボルの総数やシンボル配置パターン等は、制御情報として無線受信装置に送信する。【０１５５】
このように、誤り耐性を強化する手段として、誤り耐性の強いＭＣＳに変更する方法を用いる。誤り耐性の強いＭＣＳに変更する具体的な方法としては、符号化率を下げる方法や、変調多値数を下げる方法がある。また、フィードバックされるＣＱＩと符号化率と変調方式との組み合わせの関係を示すＭＣＳテーブルを用いる場合には、ＣＱＩに基づいて所要誤り率に対応するＭＣＳを求め、このＭＣＳよりも数段階誤り耐性が強いＭＣＳを選択する方法がある。ストリーム毎に適応変調を行う場合、ストリーム毎にフィードバックされたＣＱＩに基づいて、ＭＣＳテーブルから所要誤り率に対応するＭＣＳが選択される。そこで、上位ストリームでは、選択されたＭＣＳよりも数段階誤り耐性の強いＭＣＳを選択することで、上位ストリームほど誤りにくくすることができる。これにより、下位ストリームでは、上位ストリームで発生した誤りに起因する誤りが発生しにくくなるので、誤り耐性を強化する必要がなくなる。【０１５６】
上位ストリームほど誤り耐性が強いＭＣＳを選択する方法として、例えば次のような方法がある。まず、各ストリームにおいて、フィードバックされたＣＱＩに基づいて、ＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択する。また、それらのＣＱＩからストリームのランキング順位を決定しておく。そのランキング順位に応じて、例えば以下の表６に示すような関係を用いてＭＣＳを変更することで、上位ストリームほど誤り耐性を強くすることができる。
【表６】
2007102363.tif 000008
【０１５７】
例えば、ランキング順位が１位のストリームでは、フィードバックＣＱＩに基づいて選択されたＭＣＳより、２段階誤り耐性が強いＭＣＳを選択する。また、ランキング２位のストリームでは、１段階誤り耐性が強いＭＣＳを選択する。そして、上位ストリームにおいて誤りが発生しにくくなっているので、ランキング３位と４位のストリームでは、フィードバックＣＱＩに基づいて選択されるＭＣＳのままを使用する。【０１５８】
このように、上位ストリームほどＣＱＩに基づいて選択されたＭＣＳより誤り耐性の強いＭＣＳを選択することで、誤り伝播に起因する誤りを発生にくくすることができる。そして、下位ストリームでは誤り耐性を強化する必要がないので、ＣＱＩに基づいて選択されたＭＣＳで送信することで、ストリーム全体のスループットを大きく低下させることがない。【０１５９】
また、誤り耐性を強化する手段として、変調多値数を下げる方法を用いる場合、次のような方法もある。すなわち、ストリーム全体で変調多値数を下げた場合、そのストリームのスループットが極端に下がってしまう。そこで、ストリームの一部のシンボルだけ変調多値数を下げることで、極端なスループットの低下を防止し、誤り耐性を強化することができる。そして、上位ストリームほど変調多値数を下げるシンボルの比率を高くすることで、上位ストリームほど誤りにくくすることができる。これにより、下位ストリームでは、上位ストリームの誤りに起因する誤りが発生しにくくなるので、誤り耐性を強化する必要がなくなる。【０１６０】
例えば、ストリームの一部のシンボルだけ変調多値数を下げる場合のストリームの構成を図３０に示す。この図では、ストリーム数を３とし、ストリームのランキング順位は、品質が良好な方から、ストリームＡ、ストリームＢ、ストリームＣの順であるとする。【０１６１】
送信ストリームＡは、ＣＱＩに基づく変調方式は１６ＱＡＭであるが、４シンボルの中で１シンボルだけは変調多値数を下げ、このシンボルの変調方式をＱＰＳＫにして送信する。また、送信ストリームＢは、送信ストリームＡと同様に、ＣＱＩに基づく変調方式は１６ＱＡＭであるが、８シンボルの中で１シンボルだけ変調多値数を下げてＱＰＳＫにして送信する。ここで、ストリームＢはストリームＡの下位ストリームであるので、変調多値数を下げるシンボルの割合を少なくしている（ストリームＡでは１／４、ストリームＢでは１／８）。そして、送信ストリームＣでは、ＣＱＩに基づく変調方式そのままで送信する。【０１６２】
このように、ストリームの一部のシンボルだけ変調多値数を下げる場合に、上位ストリームほど変調多値数を下げるシンボルの比率を高くすることで、誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくすることができる。そして、下位ストリームでは誤り耐性を強化する必要がなく、シンボルの変調多値数を下げる必要がないので、ストリーム全体のスループットを大きく低下させることがない。【０１６３】
また、各ストリームにおいて、変調多値数を下げるシンボルの比率を決定する方法として、ランキング順位に応じてこれを行うことができる。例えば、次のような方法がある。まず、各ストリームにおいて、フィードバックされたＣＱＩに基づいて、ＭＣＳテーブルを参照してＭＣＳを決定すると共に、ストリームのランキング順位も決定する。このランキング順位に応じて、以下の表７の関係を使って変調多値数を下げるシンボル数を決定する。
【表７】
2007102363.tif 000009
【０１６４】
例えば、ランキング順位が１位のストリームでは、４シンボルの中で１シンボルの変調多値数を下げる。また、ランキング２位のストリームでは、８シンボルの中で１シンボルの変調多値数を下げる。そして、ランキング３位と４位のストリームでは、ＣＱＩに基づく変調方式をそのまま用いて送信する。【０１６５】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図３１に示すフロー図を用いて説明する。なお、実施の形態１で示した無線送信方法と基本的手順は同様であるので、同一のステップについては同一の符号を付し、その説明を省略する。【０１６６】
異なる点は、レピティションレートを決定するステップ（ＳＴ１０６０）の代わりに、変調多値数を下げるシンボル数を決定するステップ（ＳＴ５０６０）を実行する点である。ＳＴ５０６０では、各ストリームのランキング順位を使って変調多値数を下げるシンボル数を決定する。例えば、上記表７で示した関係を使って、変調多値数を下げるシンボル数を決定する。【０１６７】
次いで、上記の無線送信装置５００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置５５０について説明する。図３２は、無線受信装置５５０の主要な構成を示すブロック図である。【０１６８】
基本的構成は、実施の形態２に示した無線受信装置２５０と同様である。異なる点は、復調制御部５５１および復調部５５２を備えることである。図３３は、復調制御部５５１内部の主要な構成を示すブロック図である。【０１６９】
復調制御部５５１は、変調多値数変更情報抽出部５６１およびメモリ５６２を備えている。変調多値数変更情報抽出部５６１は、各ストリームにおいて変調多値数が変更されたシンボル数やシンボル配置パターン等の情報を、入力される制御情報から抽出する。メモリ５６２は、その情報を記憶しておき、無線送信装置の送信タイミングで復調部５５２へ出力する。【０１７０】
復調部５５２は、復調制御部５５１から出力される変調多値数変更情報に基づいて、各ストリームのシンボルの復調を行う。【０１７１】
このように、本実施の形態によれば、誤り耐性を強化する手段として、ストリーム内で部分的に変調多値数を低下させるようにし、上位ストリームほど変調多値数を低下させるデータの比率を高くする。これにより、無線受信装置の処理遅延を抑え、下位ストリームにおいて誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくする。よって、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。【０１７２】
なお、本実施の形態のようなストリームの一部のシンボルの変調多値数を低下させる方法において、実施の形態３と同様に、変調多値数を下げるシンボルに重要度の高いデータを配置したり、または、上位ストリームにおいて変調多値数を下げたシンボルが配置されているシンボルに重要度の高いデータを配置することで、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態４と同様に、変調多値数を下げたシンボルを配置するパターンをストリーム間で変えることで、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。【０１７３】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。【０１７４】
なお、本発明に係る無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ通知方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。【０１７５】
また、本発明において受信品質は、ＳＩＮＲまたはＳＮＲの例を示したが、ＳＩＲ、ＣＩＲ、ＣＮＲ、ＣＩＮＲ、ＲＳＳＩ、受信強度、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、干渉量、または、所定の誤り率を達成できるＭＣＳ等を用いても良い。【０１７６】
また、本発明においては受信品質を、量子化してＣＱＩで表す場合を例にとって説明したが、ＣＳＩ（Channel State Information）等で表しても良い。【０１７７】
また、本発明に係る無線送信装置は、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が可能であり、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、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。【０１７８】
また、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、本発明を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ＣＱＩ通知方法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、本発明に係る無線受信装置、無線送信装置と同様の機能を実現することができる。【０１７９】
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。【０１８０】
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。【０１８１】
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。【０１８２】
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。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。【０１８３】
２００６年３月１日出願の特願２００６−０５５５１６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明に係る無線受信装置、無線送信装置およびＣＱＩ通知方法は、ＳＤＭ方式のシステムにおけるストリーム毎の適応変調等の用途に適用することができる。
【図１】
2007102363.tif 000010
【図２】
2007102363.tif 000011
【図３】
2007102363.tif 000012
【図４】
2007102363.tif 000013
【図５】
2007102363.tif 000014
【図６】
2007102363.tif 000015
【図７】
2007102363.tif 000016
【図８】
2007102363.tif 000017
【図９】
2007102363.tif 000018
【図１０】
2007102363.tif 000019
【図１１】
2007102363.tif 000020
【図１２】
2007102363.tif 000021
【図１３】
2007102363.tif 000022
【図１４】
2007102363.tif 000023
【図１５】
2007102363.tif 000024
【図１６】
2007102363.tif 000025
【図１７】
2007102363.tif 000026
【図１８】
2007102363.tif 000027
【図１９】
2007102363.tif 000028
【図２０】
2007102363.tif 000029
【図２１】
2007102363.tif 000030
【図２２】
2007102363.tif 000031
【図２３】
2007102363.tif 000032
【図２４】
2007102363.tif 000033
【図２５】
2007102363.tif 000034
【図２６】
2007102363.tif 000035
【図２７】
2007102363.tif 000036
【図２８】
2007102363.tif 000037
【図２９】
2007102363.tif 000038
【図３０】
2007102363.tif 000039
【図３１】
2007102363.tif 000040
【図３２】
2007102363.tif 000041
【図３３】
2007102363.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月23日(2008.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信ストリームに対し、無線受信装置における受信品質に基づいて順位付けを行う順位付け手段と、
高品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性を、低品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性よりも強く設定する設定手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームを高いレピティションレートでレピティションすることによって、当該送信ストリームの誤り耐性を強く設定する、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記設定手段は、
前記低品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションレートを所要品質に応じたレピティションレートに設定する、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションレートを、当該送信ストリームのＭＣＳパラメータの誤り耐性に応じて決定する、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームの一部分を、高いレピティションレートでレピティションし、
当該高いレピティションレートでレピティションされる部分には、重要なデータが割り当てられる、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームの一部分を、高いレピティションレートでレピティションし、
当該高いレピティションレートでレピティションされる部分と同位置のストリーム部分であって、前記低品質に順位付けされた送信ストリームの一部分、に重要なデータが割り当てられる、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記高品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションシンボルを分散配置し、前記低品質に順位付けされた送信ストリームのレピティションシンボルを密集配置する配置手段、
をさらに具備する請求項２記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記高品質に順位付けされた送信ストリームのレピティション配置パターンと、前記低品質に順位付けされた送信ストリームのレピティション配置パターンとに、同一のパターンを用いる配置手段、
をさらに具備する請求項２記載の無線送信装置。
【請求項９】
前記設定手段は、
前記高品質に順位付けされた送信ストリームの一部のデータの変調多値数を低下させる
ことによって、当該送信ストリームの誤り耐性を強く設定する、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項１０】
請求項１記載の無線送信装置を具備する通信端末装置。
【請求項１１】
請求項１記載の無線送信装置を具備する基地局装置。
【請求項１２】
複数の送信ストリームに対し、無線受信装置における受信品質に基づいて順位付けを行うステップと、
高品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性を、低品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性よりも強く設定するステップと、
を具備する無線送信方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ方式の通信システム等に用いられる無線送信装置および無線送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される移動体通信システムにおいては、サービス態様が多様化し、音声データだけではなく、静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求される。そして、次世代の移動体通信システムにおける高速大容量のデータ伝送方式としてＭＩＭＯ（Multi-Input / Multi-Output）システムの研究が盛んに行われている。ＭＩＭＯシステムは、送受信双方に複数のアンテナを用い、複数の独立なストリームを同一帯域において同時に送受信するシステムであって、周波数帯域を拡張することなしに通信システムのスループットを増大させることができるメリットがある。
【０００３】
また、ＭＩＭＯシステムにおいて伝送レートを向上させる技術の１つとして、ＳＤＭ（Space Division Multiplexing：空間分割多重）がある。ＳＤＭとは、複数のアンテナにより送信される複数のストリームを空間的に多重して送信し、受信装置で信号を分離する技術である。このＳＤＭによれば、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）システムと比較して送信アンテナ数倍のスループット増加を実現することができる。
【０００４】
このＳＤＭでは、異なるストリームが混ざり合って受信されるので、これらのストリームを分離することが必要である。ＳＤＭシステムにおける受信方式として、さまざまなものが検討されているが、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratories layered Space-Time）に代表されるＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）方式が、有力な候補として注目されている。それは、ＳＩＣ方式が他の受信方式に比べて、演算処理量が比較的少なく、また受信特性が比較的良いので、実現性が高いからである。他の受信方式としては、ＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）によるフィルタリング方式、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Decoding）方式等がある。
【０００５】
ＳＤＭシステムにおいてＳＩＣ受信方式を使用した技術として、特許文献１に開示の技術がある。これは、ＳＩＣ方式を使ってストリーム毎の適応変調をする技術であり、各ストリームの処理においてＳＩＮＲに基づいてＣＳＩ（Channel State Information）をフィードバックし、そのＣＳＩに基づいて適応変調を行う技術である。特許文献１には、各ストリームの伝搬路の状態に応じて誤り訂正符号化の符号化率と変調方式とを適応させることにより、スループットの向上が得られると記載されている。
【特許文献１】特表２００４−５３３１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳＩＣ方式は、最初に処理するストリームにおいて誤りが発生すると、他のストリームにも誤りが伝播し、通信システムのスループットが低下するという問題がある。すなわち、ＳＩＣ方式における処理は、まず、受信信号からフィルタリングにより１つのストリーム（例えばストリーム１）を取り出し、次に、この取り出したストリーム１を受信信号からキャンセルする処理を行う。そして、この処理を繰り返すことにより、全てのストリームを分離する。しかし、例えば、フィルタリング後のストリーム１に誤りが発生すると、正確なキャンセルが不可能となるため、キャンセル後の受信信号からは、正確な他のストリーム２、ストリーム３等を分離することができない。
【０００７】
図１は、上記誤り伝播を具体的に説明するための図である。図１(Ａ)〜(Ｈ)は、各ステップにおいてそれぞれ得られるストリームを表している。また、図２は、図１におけるハッチング等の表記方法が、どのストリームを表しているかを示す図である。この表記方法は、本明細書において一貫して使用される。なお、ここでは、送信ストリーム数が３つである場合を例にとって説明する。
【０００８】
図１(Ａ)、図１(Ｂ)、図１(Ｃ)は、送信ストリームＡ、送信ストリームＢ、送信ストリームＣをそれぞれ示す。各ストリームは、無線受信装置における受信品質が異なり、ここでは、ストリームＡの品質が最も良く、次にストリームＢの品質がよく、ストリームＣの品質が最も悪いとする。無線送信装置は、フィードバック回線等によって無線受信装置における各ストリームの品質を入手し、この品質に応じて所要誤り率を達成する符号化率および変調方式を選択する。そして、送信ストリームＡ〜Ｃが送信され、無線受信装置ではこれらのストリームが混ざり合って受信される。この受信信号は、図１（Ｄ）に示されている。なお、ここでは説明を簡単にするために、受信信号として図１（Ｄ）だけを示しているが、実際には、受信アンテナ本数分の受信信号がある。
【０００９】
ＳＩＣ受信方式では、受信品質の良い順にストリームをランキングして、ランキング順位の上位のストリームから、すなわち、受信品質の良い方のストリームから取り出す。すなわち、具体的な受信処理としては、まず、図１（Ｄ）の信号からフィルタリングにより最上位のストリームＡを取り出す。このとき、フィルタリングしたストリームＡの判定において誤りが発生すると図１（Ｅ）のようになる。次に、この図１（Ｅ）のストリームＡを使って、図１（Ｄ）の受信信号からキャンセルを行った受信信号が図１（Ｆ）である。図１（Ｆ）では、ストリームＡからの誤り伝播に起因する誤りが発生していることがわかる。次に、図１（Ｆ）からフィルタリングにより次の順位のストリームＢを取り出す。そして、フィルタリングしたストリームＢの判定において誤りが発生した場合、そのストリームＢは図１（Ｇ）のようになる。次に、この図１（Ｇ）のストリームＢを使って、図１（Ｆ）の受信信号からストリームＢをキャンセルして、残ったものがストリームＣである。このストリームＣの判定において誤りが発生すれば図１（Ｈ）に示すストリームのようになる。このように、先に判定したストリームにおいて誤りが発生すると、後のストリームにおいて誤りが伝播する。このように発生した誤り伝播により通信システムのスループットは低下する。
【００１０】
例えば、無線送信装置において誤り訂正符号化が施されている場合には、判定時に発生したある程度の誤りは、復号化によって訂正することができる。しかし、誤り伝播に起因して発生する誤りは、そのストリームの受信品質とは関係なく上位ストリームの受信品質が原因で発生するものなので、誤り訂正符号化によっては、誤り伝播に起因する誤りを訂正することができない。
【００１１】
誤り伝播を解決するための容易に考えられる手段として、各ストリームにおいて誤りを発生しにくくする方法がある。従来、ストリーム毎の適応変調を行う場合、フィードバックされたＣＳＩに応じて、所要誤り率を達成できるような誤り耐性の信号を用いて送信信号が生成される。これに対し、この所要誤り率に対応する誤り耐性よりも強い誤り耐性の信号を使って送信を行うことで、各ストリームにおいて誤りを発生しにくくすることができる。誤り耐性を強くするというのは、例えば、送信電力を増加させたり、符号化率を下げたり、変調多値数を下げること等である。
【００１２】
しかし、この解決手段では、次のような課題がある。例えば、スループットを一定に保ちたい場合は、誤り耐性を強化するためには送信電力を増加させる必要がある。また、逆に送信電力を一定に保ちたい場合には、誤り耐性を強化するために符号化率や変調多値数を下げることが必要となる。送信電力を増加させることは、無線送信装置に対する負担が
大きくなり、また、かかる場合、隣接するエリアで通信している他の通信装置に対して干渉を増大させてしまうことから、送信電力は一定であることが望ましい。すると、送信電力一定が前提条件となり、各ストリームの誤り耐性を強化するためには符号化率や変調多値数を低下させることが必要となり、結局、通信システムのスループットが低下する。
【００１３】
本発明の目的は、送信ストリームの誤り耐性を向上させ、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無線送信装置および無線送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の無線送信装置は、複数の送信ストリームに対し、無線受信装置における受信品質に基づいて順位付けを行う順位付け手段と、高品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性を、低品質に順位付けされた送信ストリームの誤り耐性よりも強く設定する設定手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、送信ストリームの誤り耐性を向上させ、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】
【００１６】
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。なお、ここでは、同様の機能を有する複数の構成に対し同一の符号を付すこととし、さらに各符号に続けて異なる枝番を付して互いを区別することとする。
【００１７】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置１００の主要な構成を示すブロック図である。
【００１８】
無線送信装置１００は、ストリーム生成部１０６、符号化部１０１−１〜１０１−Ｎ、変調部１０２−１〜１０２−Ｎ、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎ、送信ＲＦ部１０４−１〜１０４−Ｎ、アンテナ１０５−１〜１０５−Ｎ、およびレピティション制御部１１０を備え、Ｎ本のストリームを処理するＮ本の送信系統からなり、各部は以下の動作を行う。
【００１９】
ストリーム生成部１０６は、入力される送信データからＮ本のストリームデータ（以下、単にストリームと呼ぶことがある）を生成し、それぞれ符号化部１０１−１〜１０１−Ｎへ出力する。
【００２０】
符号化部１０１−１〜１０１−Ｎは、ストリーム生成部１０６から出力されるストリームに対してターボ符号等の誤り訂正符号化を施し、符号化後のストリームを変調部１０２−１〜１０２−Ｎへ出力する。
【００２１】
変調部１０２−１〜１０２−Ｎは、符号化部１０１−１〜１０１−Ｎから出力されるストリームに対し、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の所定の変調方式で変調処理を施し、変調後のストリームをレピティション部１０３−１〜１０３−Ｎへ出力する。
【００２２】
レピティション制御部１１０は、無線受信装置からのフィードバック回線により入手したフィードバック情報に基づいて、後述の方法に従い、各ストリームのレピティションレートを決定し、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎへ出力する。
【００２３】
レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎは、レピティション制御部１１０で決定される各ストリームのレピティションレートに基づいて、変調部１０２−１〜１０２−Ｎから出力されるストリームに対しレピティションを施し、送信ＲＦ部１０４−１〜１０４−Ｎへ出力する。
【００２４】
送信ＲＦ部１０４−１〜１０４−Ｎは、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎから出力されるストリームに対し、Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等の所定の無線（ＲＦ）送信処理を施し、得られる無線信号をアンテナ１０５−１〜１０５−Ｎを介して送信する。
【００２５】
図４は、上記レピティション制御部１１０内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００２６】
レピティション制御部１１０は、ランキング順位決定部１１１およびレピティションレート決定部１１２を備える。
【００２７】
ランキング順位決定部１１１は、フィードバック情報に含まれるＣＱＩに基づいて各ストリームのランキング順位を決定する。
【００２８】
レピティションレート決定部１１２は、ランキング順位決定部１１１で決定されたランキング順位に従って、各ストリームのレピティションレートを決定し出力する。ここで、ランキング上位のストリームほど高いレートのレピティションが設定される。
【００２９】
このように、無線送信装置１００では、レピティションレート決定部１１２が、ランキング上位のストリームほど高いレートのレピティションを設定することにより、送信ストリームの誤り耐性を強化する。また、各ストリームのレピティションレートは、ランキング順位に従って決定される。よって、誤り伝播に起因する誤りの発生を低減することができる。また、下位ストリームにおいて誤り耐性を強化することに起因するスループットの低下を防ぐこともできる。
【００３０】
ここで、上位ストリームにおける誤りが下位ストリームに与える誤り伝播の影響をさらに考察する。
【００３１】
ＳＩＣ受信における誤り伝播では、誤りが発生するストリームのランキング順位が高いほど、ストリーム全体の受信特性に大きな影響を及ぼす。すなわち、上位ストリームにおける誤りは、そのストリームよりも下位の全てのストリームに対して誤りを発生させる要因となる。一方、下位ストリームにおける誤りは、そのストリームよりも下位のストリーム数が少ないため、上位ストリームと比べてストリーム全体に及ぼす影響は小さい。そこで、上位ストリームほど誤りにくくすることが、ストリーム全体の受信特性を改善する効果が大きいといえる。本発明は、この点に着目している。
【００３２】
そこで本発明では、上位ストリームを誤りにくくするために、上位ストリームほど、所要品質に応じた誤り耐性よりもさらに強い誤り耐性の送信信号を生成する。さらに、下位ストリームでは、所要品質に応じた誤り耐性に設定するか、これよりもわずかに強い誤り耐性に設定する。この点、例えば特許文献１に開示の適応変調では、無線受信装置におけるストリーム毎の実際の受信品質に応じて、所要誤り率を満たす誤り耐性の送信信号を生成する。
【００３３】
特に本実施の形態では、誤り耐性を強化する手段として、データシンボルのレピティション数（レピティションレート）を増加させることを行う。レピティションは、送信シンボルと、そのシンボルをコピーしたシンボルとを別々の位置に配置（マッピング）して送信する技術である。無線受信装置では、別々に送信された同一内容のシンボルを合成することで、ダイバーシチ利得を得たり、同相合成してＳＮＲを改善したりすることができる。すなわち、レピティション数を増加させることにより、シンボルは誤りにくくなり、誤り耐性を強化することができる。
【００３４】
一方、誤り耐性を強化する手段として符号化率を下げることも考えられるが、この手段で誤り耐性を強化して効果を得るためには、無線受信装置においてキャンセル処理の前に復号処理を行うことが必要であり、無線受信装置における処理遅延が大きくなってしまう。この処理遅延は、復号処理に必要となるビット尤度の算出、復号処理、復号後の信号を再符号化する際に発生する。そして、処理遅延が大きくなれば、単一ストリーム送信時と同じタイミングで受信処理を行うためには、無線受信装置において、演算処理速度のさらなる高速化が必要になり、実現しにくくなる。
【００３５】
このように、誤り耐性を強化する手段としてレピティション数を増加させる方法を用いると、無線受信装置では、シンボル合成だけでよく、ビット尤度の算出、復号処理等の処理が不要となり、処理遅延がほとんど発生しない。よって、無線受信装置における処理遅延をほとんど発生させずに、送信信号の誤り耐性を強化することができる。
【００３６】
また、ＳＩＣ方式を含め、反復処理を用いるＳＤＭ受信方式では、処理遅延が増幅し易いという傾向があるので、上記のようなレピティション数を増加させる方法はＳＤＭ方式と相性が良い。
【００３７】
図５を用いて、上記のレピティション数を増加させることの効果を具体的に説明する。ここで、ストリームＡおよびストリームＢにおいて、太線を付して示しているデータは、レピティションシンボルである。また、送信ストリームは３つとし、それぞれ無線受信装置における品質により、Ａ、Ｂ、Ｃの順にランキングされているとする。
【００３８】
無線送信装置では、最上位ストリームであるストリームＡに対してレート４／３のレピティションを用いて送信し（図５（Ａ））、次のストリームＢではレート８／７のレピティションを用いて送信している（図５（Ｂ））。ストリームＣは、レピティションを用いずに送信されている（図５（Ｃ））。また、無線送信装置は、ストリーム毎の適応変調を行っており、ストリーム毎の無線受信装置の受信品質に応じた符号化率および変調方式が選択されている。
【００３９】
無線受信装置における受信信号は図５（Ｄ）である。この信号からフィルタリングにより最上位のストリームＡを取り出す。フィルタリングしたストリームＡの判定において、誤りが検出されると図５（Ｅ）のようになる。図５（Ｅ）におけるレピティションシンボルに対して、シンボル合成した結果は図５（Ｆ）である。図５（Ｆ）では、図５（Ｅ）で発生した誤りが訂正されている。次に、図５（Ｆ）のストリームを使って、図５（Ｄ）の受信信号からストリームＡをキャンセルしたものが図５（Ｇ）である。キャンセルに使用したストリームＡに誤りが発生していないので、図５（Ｇ）では誤り伝播が見られない。次に、図５（Ｇ）からフィルタリングにより次の順位のストリームＢを取り出す。フィルタリングしたストリームＢの判定において誤りが検出されると図５（Ｈ）のようになる。図５（Ｈ）におけるレピティションシンボルに対して、シンボル合成した結果は図５（Ｉ）のようになる。図５（Ｉ）では、図５（Ｈ）で発生した誤りが訂正されている。次に、図５（Ｉ）のストリームを使って、図５（Ｇ）からストリームＢをキャンセルして残ったものがストリームＣであり、このストリームＣの判定において誤りが検出されると図５（Ｊ）に示す受信信号となる。
【００４０】
このように、上位ストリームほど高いレートのレピティションを用いて誤り耐性を強化することにより、誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくし、かつ下位ストリームではレピティション数が相対的に低いので、これによるスループットの低下も小さい。よって、ストリーム全体のスループットが大きく低下することはない。
【００４１】
次いで、各ストリームにおけるレピティションレートの具体的な決定方法について説明する。本実施の形態では、レピティションレート決定部１１２がストリームのランキング順位を用いて各ストリームのレピティションレートを決定する。
【００４２】
ストリームのランキング順位は、各ストリームの無線受信装置における受信品質に基づいて、ランキング順位決定部１１１において決定される。受信品質が良い順にランキングを行う場合、最も受信品質が高いストリームが最上位ストリームとなり、最も受信品質が低いストリームが最下位ストリームとなる。無線受信装置が各ストリームの受信品質を無
線送信装置にフィードバックすることで、無線送信装置においてランキング順位を決定することができる。
【００４３】
本実施の形態では、このランキング順位とレピティションレートとの対応関係をあらかじめデータテーブルに設定しておくことで、ランキング順位に基づくレピティションレートを決定する。この関係では、ランキング順位が高いストリームの誤り耐性が強くなるように、レピティションレートを高く設定しておき、ランキング順位が低いストリームは強い誤り耐性が必要ないので、レピティションレートを低く設定しておく。これにより、各ストリームのレピティションレートの決定において、各ストリームの受信品質を確実に反映することができる。
【００４４】
例えば、最上位ストリームには、１よりも大きなレピティションレートを設定しておく。そのレピティションレートの目安としては、レピティションを無線受信装置でシンボル合成を行うことで、ＳＮＲやＳＩＮＲ等の受信品質が１ｄＢ〜２ｄＢ程度改善するレピティションレートとするのが望ましい。なお、数ｄＢ改善できるレピティションレートとしても良い。
【００４５】
一方、下位ストリームには、レピティションレートとして１を設定しておく。レピティションレートが１であるということはレピティションを全く行っていないことと同じである。ここで、下位ストリームとは、最下位ストリームを含めた複数のストリームを指す。これは、下位ストリームで発生する誤りは全体に及ぼす影響が小さいため、レピティションレートに差をつける必要がないからである。なお、下位ストリームを最下位ストリームに限定してもよい。
【００４６】
最上位ストリームと、レピティションレート１の下位ストリームとの間にさらに他のストリームが存在する場合には、それらのストリームのレピティションレートが、最上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレート１との間に入るように設定する。かかる場合、各ストリームのレピティションレートが、最上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレート１との間で、ほぼ等間隔となるように設定することが望ましい。これは、シンボル合成による受信品質の改善を、ほぼ等間隔にできるからである。
【００４７】
ストリーム４本を伝送する場合を例にとって、より具体的に説明する。以下の表１は、かかる場合のランキング順位とレピティションレートとの対応関係を示した例である。
【表１】
2007102363.tif 000043
【００４８】
表１において、「ストリーム番号」は各ストリームの識別番号を示しており、「受信品質」は各ストリームの受信品質を示している。受信品質としては、ＳＮＲやＳＩＮＲ等がある。「ランキング順位」は、受信品質の良い順にランキングされた場合の各ストリームの順位を示している。そして、ランキング順位とレピティションレートとの間に以下の表２のような関係をあらかじめ設定しておくとする。この関係により、表１におけるレピテ
ィションレートが決定される。例えば、表１におけるストリーム番号１について説明する。各ストリームの受信品質が表１に示されている状況では、ストリーム番号１の受信品質は１０ｄＢであるから、他のストリームの品質と比較して、ランキング順位が１位であると決定される。ここで、表２の関係を使うと、レピティションレートが４／３と決定される。
【表２】
2007102363.tif 000044
【００４９】
表２の関係では、ランキング１位のレピティションレートが最も高く設定されており、ランキング３位と４位のレピティションレートが１に設定されている。ランキング２位のレピティションレートは、ランキング１位のレピティションレートとランキング３位のレピティションレートとの中間ぐらいのレピティションレートとなるように設定されている。また、ここでは、ランキング３位と４位のレピティションレートが同じに設定されている。これは、下位ストリームで発生する誤りは全体に及ぼす影響が小さいため、レピティションレートに差をつける必要がないからである。なお、ランキング３位と４位とで、ランキング３位の方をより高いレピティションレートに設定してもよい。
【００５０】
そして、このようにランキング順位を使ってレピティションレートを決定した際の、各送信ストリームの構成を図６に示す。この図に示すように、レピティション処理を施す前のストリームに対して、ランキング情報を使ってレピティションレートを決定してレピティションを行うことで、上位ストリームほど高いレートのレピティションを実現している。
【００５１】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図７に示すフロー図を用いて説明する。
【００５２】
まず、送信データが生成されると共に、各ストリームについての受信品質が入手される（ＳＴ１０１０、ＳＴ１０２０）。入手元としては、無線受信装置からのフィードバック情報がある。
【００５３】
次に、ＳＴ１０２０で入手された各ストリームの受信品質に応じて、ストリーム毎に所要誤り率を達成するＭＣＳパラメータ、すなわち変調方式および符号化率が決定される（ＳＴ１０３０）。また、ＳＴ１０２０で入手された各ストリームの受信品質に応じて、受信品質が良い順にランキングが行われ、各ストリームのランキング順位が判定される（ＳＴ１０４０）。
【００５４】
ＳＴ１０５０〜ＳＴ１０７０の処理は、各ストリームごとに行われる。すなわち、ランキング順、アンテナ番号順等に従って、まず１つのストリームが選択され（ＳＴ１０５０）、ＳＴ１０４０で求まった各ストリームのランキング順位に従って、各ストリームのレピティションレートが決定される（ＳＴ１０６０）。ＳＴ１０７０では全ストリームが選択されたかが判定される。
【００５５】
全ストリームが選択された場合にはＳＴ１０８０に移り、ＳＴ１０１０で生成された送信データを複数のストリームに分割する（ＳＴ１０８０）。そして、ＳＴ１０３０で決定されたＭＣＳパラメータと、ＳＴ１０６０で決定されたレピティションレートとを用いて、各ストリームが送信される（ＳＴ１０９０）。
【００５６】
次いで、無線送信装置と無線受信装置との間における制御情報伝送方法について説明する。
【００５７】
本実施の形態では、ランキング順位とレピティションレートとの対応関係があらかじめ定められており、この対応関係が記録されたデータテーブルを送受信双方において共有することで、送受信双方においてランキング順位が分かれば各ストリームのレピティションレートを求めることができる。このランキング順位は、無線受信装置からのフィードバック情報に基づいて決定されるもので、ストリーム送信時に制御情報として伝送する必要のないものである。但し、フィードバック情報が誤って受信されることで、無線送信装置における判定結果と無線受信装置における判定結果とに差異が生ずる可能性もあるので、この対策としては、ストリーム送信時にランキング順位を制御情報として伝送するような構成としても良い。
【００５８】
次いで、上記の無線送信装置１００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置１５０について説明する。図８は、無線受信装置１５０の主要な構成を示すブロック図である。
【００５９】
受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−Ｎは、アンテナ１５１−１〜１５１−Ｎを介して受信された信号に対し、ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の所定の無線受信処理を施す。
【００６０】
チャネル推定部１５８は、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−Ｎから出力される信号に含まれるパイロットを用いて、受信信号のチャネル推定を行い、得られるチャネル推定値を出力する。
【００６１】
品質測定部１５９は、チャネル推定部１５８から出力されるチャネル推定値を用いて、受信品質を測定し、測定結果をシンボル合成制御部１６０およびＣＱＩ生成部１６１へ出力する。
【００６２】
ＣＱＩ生成部１６１は、品質測定部１５９での測定結果に基づいてＣＱＩを生成し、これをフィードバック情報として出力する。
【００６３】
シンボル合成制御部１６０は、品質測定部１５９での測定結果に基づいて、各ストリームのレピティションレートを決定し、シンボル合成部１５５へ出力する。
【００６４】
メモリ１５３は、受信ＲＦ部１５２−１〜１５２−Ｎから出力される信号を記憶しておき、フィルタリング部１５４およびキャンセル部１５７へ出力する。
【００６５】
フィルタリング部１５４は、受信信号からフィルタリングにより各ストリームを取り出し、シンボル合成部１５５へ出力する。最上位ストリームを取り出す際には、メモリ１５３に記憶されている信号から最上位ストリームを取り出す。また、それ以外のストリームを取り出す際には、キャンセル部１５７から出力される信号から、それらのストリームを取り出す。フィルタリング方法としてはＺＦやＭＭＳＥがあり、チャネル推定部１５８から出力されるチャネル推定値を使ってウエイトを計算し、フィルタリングを行う。
【００６６】
キャンセル部１５７は、フィルタリングにより取り出したストリームを受信信号からキャンセルを行い、フィルタリング部１５４へ出力すると同時に、次のストリームのキャン
セルのために記憶しておく。最上位ストリームをキャンセルする際には、メモリ１５３に記憶されている信号から、シンボル合成部１５５から出力された信号をキャンセルする。それ以外のストリームをキャンセルする際には、記憶しておいたキャンセル後の信号から、シンボル合成１５５から出力された信号をキャンセルする。ここでは、チャネル推定部１５８から出力されるチャネル推定値を使って、キャンセルするストリームの伝搬路変動を再現してキャンセルを行う。
【００６７】
シンボル合成部１５５は、シンボル合成制御部１６０から出力される各ストリームのレピティションレートに従って、フィルタリング部１５４から出力される受信データのうち、レピティションシンボルに対してシンボル合成を行う。このシンボル合成は、無線送信装置１００と同じレピティションレートに基づくシンボル合成となる。
【００６８】
復号部１５６は、シンボル合成された信号に対して誤り訂正復号化を施し、受信データを復号する。
【００６９】
図９は、上記シンボル合成制御部１６０内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００７０】
シンボル合成制御部１６０は、ランキング順位決定部１７１、レピティションレート決定部１７２、およびメモリ１７３を備える。
【００７１】
ランキング順位決定部１７１は、入力される品質測定情報に基づいて、各ストリームのランキング順位を決定する。レピティションレート決定部１７２では、ランキング順位決定部１７１で決定されたランキング順位に従って、各ストリームのレピティションレートを決定する。この際、ランキング順位の決定方法、レピティションレートの決定方法は、送受信双方において同じである。そして、決定されたレピティションレートは、ＣＱＩのフィードバックによる遅延が発生するので、無線送信装置１５０から送信されるまでメモリ１７３において保存される。
【００７２】
このように、無線受信装置１５０は、無線送信装置１００から送信された信号を受信し、データを復号することができる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、上位ストリームほど、所要品質に応じた誤り耐性よりも強い誤り耐性で送信信号を生成する。これにより、下位ストリームへの誤り伝播の発生を低減し、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、下位ストリームほど誤り耐性強化によるスループットの低下が少ないので、全ストリームのスループットを維持することができる。
【００７４】
また、以上の構成において、レピティションレートを増加させることにより、上位ストリームの誤り耐性を強化する。これにより、無線受信装置における処理遅延を抑えることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、各ストリームのレピティションレートを、そのストリームのランキング順位に従って決定する。これにより、各ストリームのレピティションレートの決定において、各ストリームの受信品質を確実に反映することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、無線受信装置の受信品質を無線送信装置にフィードバックすることにより、無線送信装置においてランキング順位を決定する構成を示したが、無線受信装置で決定したランキング結果を無線送信装置にフィードバックするような構成としても良い。なお、各ストリームにおいて決定されたレピティションレートに応じて、符号化率を変えるような構成としてもよい。これにより、各ストリームのスループット低下を防
止することができる。例えば、あるストリームのレピティションレートが４／３と決定された場合において、そのストリームの符号化率をレピティションレートの逆数である３／４倍することで、スループットを下げずにレピティションを行うことができる。
【００７７】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置２００の主要な構成を示すブロック図である。この無線送信装置２００は、実施の形態１に示した無線送信装置１００（図３参照）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。
【００７８】
実施の形態１と異なる点は、レピティション制御部１１０の代わりに、送信信号制御部２０１、制御信号生成部２０２、および多重部２０３−１〜２０３−Ｎが新たに設けられ、各ストリームのランキング順位だけでなく、さらにＭＣＳパラメータ（以下、単にＭＣＳと呼ぶ）にも基づいて、各ストリームのレピティションレートを決定することである。
【００７９】
送信信号制御部２０１は、各ストリームのレピティションレートを決定する。制御信号生成部２０２は、送信信号制御部２０１から出力された送信信号の制御情報から、無線受信装置に伝送する制御信号を生成する。多重部２０３−１〜２０３−Ｎは、レピティション部１０３−１〜１０３−Ｎから出力されたデータと、制御信号生成部２０２から出力された制御信号とを多重する。
【００８０】
図１１は、送信信号制御部２０１内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００８１】
送信信号制御部２０１は、ランキング順位決定部２１２、ＭＣＳ決定部２１１、レピティションレート決定部２１３、および合成部２１４を備える。
【００８２】
ＭＣＳ決定部２１１は、入力されるフィードバック情報の各ストリームのＣＱＩに基づいてＭＣＳを決定する。ランキング順位決定部２１２は、同じく入力される各ストリームのＣＱＩに基づいてランキング順位を決定する。レピティションレート決定部２１３は、ＭＣＳ決定部２１１で決定されたＭＣＳと、ランキング順位決定部２１２で決定されたランキング順位とに基づいて、各ストリームのレピティションレートを決定する。合成部２１４は、ＭＣＳ決定部２１１で決定された各ストリームのＭＣＳ情報と、レピティションレート決定部２１３で決定された各ストリームのレピティションレート情報とを合成して、１つの信号として出力する。
【００８３】
実施の形態１と異なる点は、既に述べたように、レピティションレート決定方法であり、具体的には、実施の形態１では、各ストリームのランキング順位のみを使ってレピティションレートを決定していたが、本実施の形態では、各ストリームのランキング順位に加え、さらにＭＣＳを使ってレピティションレートを決定することである。
【００８４】
各ストリームのレピティションレート決定方法について説明する。
【００８５】
ランキング順位は、実施の形態１と同様に決定される。また、各ストリームのＭＣＳは、無線受信装置からフィードバックされた各ストリームのＣＱＩに基づいて決定される。
【００８６】
そして、ランキング順位と、ＭＣＳと、レピティションレートとの対応関係をあらかじめ設定しておくことで、各ストリームのレピティションレートを決定することができる。この関係では、各ＭＣＳにおいて、ランキング順位が高いストリームには誤り耐性が強くなるようにレピティションレートを高く設定しておき、ランキング順位が低いストリームには強い誤り耐性が必要ないので、レピティションレートを低く設定しておく。そして、
ＭＣＳにより、レピティションレートを設定する段階を変える。
【００８７】
各ＭＣＳにおいて、複数のレピティションレートの段階が設定されており、その設定方法は実施の形態１と同じである。つまり、各ＭＣＳにおいて、最上位ストリームのレピティションレートの設定方法と、最下位ストリームのレピティションレートの設定方法と、その間のストリームのレピティションレートの設定方法とは、実施の形態１で示したものと同じである。
【００８８】
本実施の形態では、各ＭＣＳに対応するレピティションレートが複数設定され、かつ、レピティションレートの段階数が変化する。これにより、選択されたＭＣＳの受信特性により、より最適なレピティションレートを選択することができる。すなわち、受信特性が良いと判断されるＭＣＳでは、レピティションによる誤り耐性強化はそれほど必要ないので、レピティションレートの段階数を少なく設定し、受信特性が悪いと判断されるＭＣＳでは、レピティションによる誤り耐性をランキング順位に基づいて決定できるようにレピティションレートの段階数を多く設定する。これにより、各ストリームのレピティションレート決定において、そのストリームのＭＣＳでの受信特性およびランキング順位の双方に適したレピティションレートを決定することができる。
【００８９】
例えば、ストリーム順位とＭＣＳとレピティションレートとの対応関係が、以下の表３で示される場合について説明する。
【表３】
2007102363.tif 000045
【００９０】
表３では、ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝５／６」の場合には、ランキング順位により、レピティションレートが２段階に設定されている。これに対して、ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝１／２」の場合には、ランキング順位によりレピティションレートが３段階に設定されている。
【００９１】
ＳＩＣ受信方式においてキャンセル処理の前に復号処理を行わない場合には、変調方式の受信特性が重要である。同一の変調方式では、受信品質が良い場合に、高い符号化率が設定される。ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝５／６」である場合と、ＭＣＳが「１６ＱＡＭ、Ｒ＝１／２」である場合とでは、変調方式は同じであるが、前者の方が受信品質の良い場合に選択されるべきものである。このような同じ変調方式において、受信品質が良い場合は、上位ストリームにおいても誤りが発生しにくいので、誤り耐性をそれほど強化する必要がないので、レピティションレートの段階数を少なく設定する。これに対して、同じ
変調方式において受信品質が悪い場合は、レピティションによる誤り耐性の強化が必要であり、またレートの段階はランキング順位により決定するために、レピティションレートの段階数を多く設定する。
【００９２】
ここで、ストリーム４本を伝送する場合を例にとって、以下の表４を使って説明する。
【表４】
2007102363.tif 000046
【００９３】
表４において、ストリーム番号、受信品質、ランキング順位は、実施の形態１における表１と同じものを用いている。この各ストリームにおけるＭＣＳとランキング順位とを使い、表３の関係から、各ストリームのレピティションレートを決定することができる。
【００９４】
そして、このようにランキング順位を使ってレピティションレートを決定した際の、各送信ストリームの構成を図１２に示す。この図に示すように、レピティション処理を施す前のストリームに対して、ランキング順位とＭＣＳとに基づいたレピティションレートを用いてレピティションを行うことで、各ストリームの状況に適したレートのレピティションを実現することができる。
【００９５】
次いで、無線送信装置と無線受信装置間における制御情報伝送方法について説明する。
【００９６】
送信信号のＭＣＳは、無線受信装置における復調や復号の処理に必要な情報であるので、制御情報として無線送信装置から無線受信装置にフィードバックする必要がある。一般的には、送受信双方で同じＭＣＳテーブルを有し、該当するＭＣＳを示す制御情報を伝送することで、送受信間でＭＣＳを共有することができる。
【００９７】
そこで本実施の形態では、このＭＣＳテーブルの中に、レピティションレートをさらに含めることで、ＭＣＳ情報と同様にレピティションレートを送受信間で共有することができる。例えば、以下の表５は、レピティションレートを含めたＭＣＳテーブルの一例である。
【表５】
2007102363.tif 000047
【００９８】
表５において、ＭＣＳレベルを、ＭＣＳとレピティションレートの双方を示す情報として用いる。すなわち、各ＭＣＳレベルには、ＭＣＳとレピティションレートとが割当てられているので、このＭＣＳレベルを制御情報として伝送することで、送受信間でＭＣＳとレピティションレートとを共有することができる。
【００９９】
また、ＭＣＳテーブルとは別に、レピティションレート独自のデータテーブルを用いて、制御情報として、このテーブル情報を伝送することで、送受信間でレピティションレートを共有することも可能である。しかし、本実施の形態では、各ＭＣＳレベルの中で設定されているレピティションレートが等間隔ではないので、表５に示すようなテーブルを用いることで、設定されていない不要なレピティションレートの情報を割当てなくても良いという効果がある。
【０１００】
また、このように制御情報を使って送受信間でレピティションレートを共有する場合、無線受信装置において、ＭＣＳとランキング順位とからレピティションレートを決定する必要がないので、シンボル合成の制御が簡易であるという効果もある。
【０１０１】
なお、実施の形態１と同様に、無線受信装置でランキング順位を決定して、決定したランキング順位とＭＣＳ情報とを用いて、レピティションレートを決定しても良い。この場合、無線送信装置におけるレピティションレート決定基準と、無線受信装置におけるレピティションレート決定基準とが同じである必要がある。
【０１０２】
図１３は、本実施の形態に係る無線送信方法の手順を示すフロー図である。
【０１０３】
ＳＴ２０６０では、ＳＴ１０３０で決定した各ストリームのＭＣＳと、ＳＴ１０４０で判定した各ストリームのランキング順位とを使い、ＭＣＳとランキング順位とレピティションレートとの対応関係から、各ストリームのレピティションレートを決定する。他のステップは、実施の形態１で示したフロー図（図７参照）と同一なので、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０４】
次いで、上記の無線送信装置２００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置２５０について説明する。図１４は、無線受信装置２５０の主要な構成を示すブロック図である。
【０１０５】
実施の形態１と異なる点は、制御信号抽出部２５１が追加され、この制御信号抽出部２５１からの出力のみがシンボル合成制御部２５２に入力されることである。
【０１０６】
図１５は、上記シンボル合成制御部２５２内部の主要な構成を示すブロック図である。
【０１０７】
シンボル合成制御部２５２は、レピティションレート抽出部２６１およびメモリ２６２を備える。レピティションレート抽出部２６１は、入力される制御信号の中から各ストリームのレピティションレートを抽出する。メモリ２６２は、そのレピティションレートを無線送信装置の送信タイミングまで記憶しておく。
【０１０８】
以上説明してように、本実施の形態によれば、各ストリームのレピティションレートを、そのストリームのＭＣＳとランキング順位とを用いて決定する。これにより、各ストリームのレピティションレート決定において、該当するストリームのＭＣＳの受信特性とランキング順位とに適したレピティションレートを決定することができる。
【０１０９】
（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置３００の主要な構成を示すブロック図である。この無線送信装置３００は、実施の形態２に示した無線送信装置２００（図１０参照）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。また、基本的動作が実施の形態２と同様であるが、詳細な点で違いがある構成要素には、同一の番号にアルファベットａを付した符号を付して区別し、適宜説明を加える。
【０１１０】
実施の形態２と大きく異なる点は、シンボル配置部３０１−１〜３０１−Ｎが追加されたことである。
【０１１１】
シンボル配置部３０１−１〜３０１−Ｎは、送信信号制御部２０１ａで決定された各ストリームのシンボル配置パターンを従って、変調シンボルを配置する。すなわち、レピティションシンボルもしくは上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに対して、重要度の高い信号を配置する。これにより、受信特性やスループットを改善することができる。
【０１１２】
図１７は、上記の送信信号制御部２０１ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。
【０１１３】
シンボル配置パターン決定部３１１は、レピティションレート決定部２１３で決定された各ストリームのレピティションレートの情報を使って、各ストリームにおけるシンボルの配置パターンを決定する。ここで、配置パターンとしては、例えば、レピティションシンボルもしくは上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、優先的にシステマチックビットや変調多値数が高いシンボルを配置する配置パターンがある。そして、シンボル配置パターン決定部３１１で決定された配置パターンは、ＭＣＳ情報やレピティションレート情報と共に制御情報として、無線受信装置に伝送される。
【０１１４】
実施の形態１、２において、誤り耐性を強化する手段として、レピティションを用いた。このレピティションシンボルは、無線受信装置においてシンボル合成することにより、レピティションしていないシンボルに比べてＳＮＲが改善するので誤りが発生しにくい特
性がある。そこで本実施の形態では、このようなレピティションシンボルに重要度の高いシンボルを配置することとしたものである。重要度の高いデータとしては、例えば、ターボ符号のシステマチックビットや、変調多値数が高い信号等がある。
【０１１５】
レピティションシンボルにターボ符号のシステマチックビットを配置する場合を例にとって説明する。各ストリームのレピティションレートは、実施の形態１もしくは実施の形態２のように決定されているとする。
【０１１６】
送信データをターボ符号化すると、システマチックビットとパリティビットとが出力される。それぞれを別々に変調すると、システマチックビットを変調したシンボルと、パリティビットを変調したシンボルとなる。そして、レピティションシンボルに優先的にシステマチックビットを変調したシンボルを配置してレピティションを行う。このようにレピティションを行った例が図１８である。この図に示すように、本実施の形態では、各ストリームにおいて、レピティションシンボルにシステマチックビットを変調したシンボルを配置している。
【０１１７】
仮にレピティションシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数より多い場合には、まず、システマチックビットを変調したシンボルからレピティションシンボル上に配置していき、次に、残りのレピティションシンボルおよびレピティションをしていないシンボルに、パリティビットを変調したシンボルを配置する。逆に、レピティションシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数以下の場合には、まず、レピティションシンボル数分のシステマチックビットを変調したシンボルをレピティションシンボルに配置して、次に、残ったシステマチックビットを変調したシンボルとパリティビットを変調したシンボルとを、レピティションをしていないシンボルに配置する。
【０１１８】
このように、レピティションシンボルにシステマチックビットを変調したシンボルを優先的に配置してレピティションすることで、シンボル合成によりシステマチックビットのＳＮＲが改善してビット尤度が高くなる。よって、復号特性を改善することができる。
【０１１９】
また、レピティションシンボルに変調多値数が高い信号を配置した場合、各ストリームで変調多値数が一定の場合に比べて、スループットを改善する効果がある。また、レピティションすることによるスループットの低下を改善する効果もある。
【０１２０】
また、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルでは、レピティションシンボルが配置されていないシンボルに比べて、上位ストリームからの誤り伝播に起因する誤りが発生しにくい。そこで、このような上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、重要度の高いシンボルを配置することで、誤り率を低減することができる。ここで、重要度の高いデータとしては、例えば、先述のターボ符号のシステマチックビットや、変調多値数が高い信号等がある。
【０１２１】
図１９は、レピティションシンボルが配置されている上位ストリームのシンボルに、システマチックビットを配置する例を示した図である。各ストリームのレピティションレートは、実施の形態１もしくは実施の形態２のように決定されているとする。
【０１２２】
送信データをターボ符号化すると、システマチックビットとパリティビットとが出力される。それぞれを別々に変調すると、システマチックビットを変調したシンボルと、パリティビットを変調したシンボルとなる。そこで、この図に示すように、上位ストリームでは、システマチックビットを変調したシンボルとパリティビットを変調したシンボルとをそれぞれ配置する。配置方法としては、上記の通り、レピティションシンボルにシステマ
チックビットを優先的に配置する方法等がある。そして、下位ストリームでは、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに優先的にシステマチックビットを変調したシンボルを配置する。
【０１２３】
仮に上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数よりも多い場合には、まず、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、システマチックビットを変調したシンボルから配置していき、次に、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されている残りのシンボルおよび配置されていないシンボルに、パリティビットを変調したシンボルを配置する。逆に、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルの数が、システマチックビットを変調したシンボルの数以下の場合には、まず、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボル数分のシステマチックビットを変調したシンボルを配置して、次に、残ったシステマチックビットを変調したシンボルとパリティビットを変調したシンボルとを、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されていないシンボルに配置する。
【０１２４】
このように、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルにシステマチックビットを変調したシンボルを優先的に配置してレピティションすることで、上位ストリームからの誤り伝播に起因する誤りが発生しにくくなる。よって、システマチックビットのビット尤度が高くなり、復号特性が改善する効果がある。また、上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、変調多値数の高い信号を配置した場合では、各ストリームで変調多値数が一定の場合に比べて、スループットが改善する効果がある。
【０１２５】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図２０に示すフロー図を用いて説明する。なお、実施の形態１のフローと同じステップについては説明を省略する。
【０１２６】
異なる点は、ＳＴ３０１０において各ストリームのレピティションレートが決定され、ＳＴ３０２０において全ストリームの処理が完了したかを判断した後、シンボル配置パターンを決定するステップ（ＳＴ３０３０）が追加されている点である。
【０１２７】
ＳＴ３０３０では、各ストリームのレピティションレートを使って、各ストリームのシンボル配置パターンを決定する。各ストリームの配置パターンとしては、例えば、先に示したように、レピティションシンボルもしくは上位ストリームにおいてレピティションシンボルが配置されているシンボルに、優先的にシステマチックビットを変調したシンボルや変調多値数が高いシンボルを配置する配置パターンがある。
【０１２８】
次いで、上記の無線送信装置３００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置について説明する。しかし、その基本的構成は実施の形態２において示した無線受信装置２５０と同様なので、図示および説明を省略し、実施の形態２と異なる構成であるシンボル合成制御部２５２ａについてのみ説明する。
【０１２９】
図２１は、シンボル合成制御部２５２ａ内部の主要な構成を示すブロック図である。
【０１３０】
シンボル配置パターン抽出部３５１は、制御信号から各ストリームのシンボル配置パターンを抽出し、メモリ２６２は、無線送信装置で送信されるまでそのシンボル配置パターンを記憶しておく。
【０１３１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レピティションするデータには、重要度
の高いデータを配置する。これにより、レピティションされたデータは他のデータに比べて誤りにくくなり、これら重要度の高いデータを確実に伝送することができる。
【０１３２】
また、本実施の形態によれば、上位ストリームのレピティションするデータが配置されているデータに重要度の高いデータを配置する。これにより、当該データは他のデータに比べて誤り伝播に起因する誤りが発生しにくくなり、重要度の高いデータを確実に伝送することができる。
【０１３３】
（実施の形態４）
図２２は、本発明の実施の形態４に係る送信信号制御部４０１の主要な構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る無線送信装置の構成は、実施の形態２で示した無線送信装置２００と同様なので、異なる構成である送信信号制御部４０１のみを示したものである。
【０１３４】
送信信号制御部４０１は、実施の形態２に示した送信信号制御部２０１（図１１参照）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。
【０１３５】
実施の形態２と異なる点は、レピティションパターン決定部４０２が追加され、ストリーム毎にレピティション配置パターンを変えることで、ストリーム毎に異なる効果を得、受信特性を改善することである。
【０１３６】
レピティションパターン決定部４０２は、レピティションレート決定部２１３で決定された各ストリームのレピティションレートと、ランキング順位決定部２１２で決定された各ストリームのランキング順位とを使って、各ストリームのレピティションパターンを決定する。ここで、レピティションパターンとしては、例えば、上位ストリームでは相関が低くなるようにレピティションシンボルを配置し、下位ストリームでは相関が高くなるようにレピティションシンボルを配置する配置パターンがある。
【０１３７】
実施の形態１、２では、誤り耐性を強化する手段としてレピティションを用いた。しかし、各ストリームのランキング順位によりレピティションパターンを変えることで、ストリーム毎に異なる効果を得ることができる。ＳＩＣ受信方式では、上位ストリームでは空間ダイバーシチ利得が得られないので、レピティションによって、時間ダイバーシチもしくは周波数ダイバーシチを得ることで、受信特性を改善することができる。これに対し、下位ストリームでは、空間ダイバーシチ利得が得られ受信状態が良くなるので、レピティションによるダイバーシチ利得を得るよりも、レピティションシンボルを同相合成する方が、より受信ＳＮＲを改善する効果がある。
【０１３８】
ストリームの順位に応じてレピティションパターンを変更する例を示す。上位ストリームでは、レピティションによるダイバーシチ利得が得られやすいように、相関が低くなる配置パターンでレピティションを行う。これに対し、下位ストリームでは、相互間の変動を小さくして同相合成がしやすいように、相関が高くなる配置パターンでレピティションを行う。この配置パターンの例を図２３に示す。この図に示すように、上位ストリームでは、相関が低くなるように、複数のレピティションシンボルを互いに離れた位置に配置する。一方、下位ストリームでは、相関が高くなるように、複数のレピティションシンボルを互いに近い位置に配置する。これにより、上位ストリームでは、ダイバーシチ利得を得ることができる。また、下位ストリームでは、空間ダイバーシチ利得が得られ受信状態が良くなるので、同相合成することでＳＮＲを改善することができる。よって、全体的に特性が改善してスループットが向上する。
【０１３９】
なお、相関が低くなるような配置としては、時間相関が低くなるように（時間領域で）互いに離れた位置のシンボルに配置する方法や、周波数相関が低くなるように（周波数領域で）互いに離れた周波数に配置する方法等がある。
【０１４０】
また、その他のレピティション配置パターンとして、上位ストリームおよび下位ストリームのレピティションシンボルを重ねて配置するパターンがある。この配置パターンでは、各ストリームで発生する誤りは独立であるから、上位ストリームにおける誤り訂正効果を下位ストリームに確実に伝えることができ、下位ストリームの誤りが発生しにくくなる。
【０１４１】
例えば、上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレートとが同じ場合の配置パターンを図２４に示す。
【０１４２】
また、上位ストリームのレピティションレートと下位ストリームのレピティションレートとが異なる場合の配置パターンを図２５に示す。この図の例では、上位ストリームにおけるレピティションシンボルの一部に、下位ストリームのレピティションシンボルを配置する。
【０１４３】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図２６に示すフロー図を用いて説明する。なお、実施の形態３で示した無線送信方法と基本的手順は同様であるので、同一のステップについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４４】
異なる点は、ＳＴ１０５０〜ＳＴ３０２０によって各ストリームのレピティションレートが決定された後に、ＳＴ４０３０においてレピティションパターンを決定することである。ＳＴ４０３０では、各ストリームのランキング順位とレピティションレートの双方を使って、各ストリームのレピティションパターンを決定する。各ストリームのレピティションパターンとしては、例えば、先に示したように、上位ストリームでは相関が低くなるようにレピティションシンボルを配置し、下位ストリームでは相関が高くなるようにレピティションシンボルを配置する配置パターンがある。
【０１４５】
次いで、上記無線送信装置４００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置のうち、シンボル合成制御部２５２ｂについて説明する。なお、基本的動作は実施の形態２に示したシンボル合成制御部２５２と同様である。図２７は、このシンボル合成制御部２５２ｂ内部の主要な構成を示すブロック図である。
【０１４６】
実施の形態２と異なる点は、レピティションパターン抽出部４５１が追加されていることである。レピティションパターン抽出部４５１は、入力される制御信号から各ストリームのレピティションパターンを抽出する。メモリ２６２ｂは、レピティションレート抽出部２６１が抽出したレピティションレートと共に、レピティションパターン抽出部４５１が抽出したレピティションパターンを、無線送信装置の送信タイミングまで記憶しておく。
【０１４７】
このように、本実施の形態によれば、上位ストリームでは相関の低い配置パターンでレピティションを行い、下位ストリームでは相関の高い配置パターンでレピティションを行う。これにより、上位ストリームでは、ダイバーシチ利得を得ることができる。また、下位ストリームでは、空間ダイバーシチが得られ受信状態が良くなるので、同相合成することでＳＮＲを改善することができる。よって、全体的に特性が改善して通信システムのスループットを向上させることができる。
【０１４８】
また、本実施の形態によれば、上位ストリームおよび下位ストリームにおいて、同一の
レピティション配置パターンを用いる。これにより、上位ストリームの誤り訂正効果を、下位ストリームに確実に伝えることができるので、下位ストリームにおいて誤り伝播に起因する誤りが発生しにくくなる。
【０１４９】
なお、実施の形態３と本実施の形態４とを組み合わせることもできる。無線送信装置の送信信号制御部において、シンボル配置パターン決定部およびレピティションパターン決定部の双方を備えることで、各ストリームにおける変調シンボルを配置するシンボル配置パターンを決定し、また、レピティションシンボルを配置するレピティションパターンを決定することができる。これにより、各ストリームにおいて、レピティションパターンによる実施の形態４の効果を得ることができ、かつ、シンボル配置パターンによる実施の形態３の効果を得ることができる。
【０１５０】
（実施の形態５）
図２８は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置５００の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置５００も、実施の形態２に示した無線送信装置２００（図１０参照）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。また、基本的動作が実施の形態２と同一であるが、詳細な点で違いがある構成要素には、同一の番号にアルファベットｃを付した符号を付して区別し、適宜説明を加える。
【０１５１】
本実施の形態では、上位ストリームほど誤り耐性の強いＭＣＳに変更して送信することで、誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくし、下位ストリームにおける誤り耐性強化によるスループットの低下を改善する。そして、各ストリームのＭＣＳの変更は、ランキング順位に基づいて決定する。
【０１５２】
無線送信装置５００は、送信信号制御部２０１ｃの動作が一部異なる。図２９は、送信信号制御部２０１ｃ内部の主要な構成を示すブロック図である。
【０１５３】
送信信号制御部２０１ｃは、変調多値数変更シンボル数決定部５０１をさらに備えている。この変調多値数変更シンボル数決定部５０１は、各ストリームのランキング順位を使って、各ストリームにおいて変調多値数を変更するシンボルの総数（シンボル数）を決定する。シンボル数の決定方法は、例えば、ランキング順位と変調多値数を変更するシンボル総数との関係を使うことで決定する方法がある。そして、各ストリームの変調部１０２−１〜１０２−Ｎは、変調多値数変更シンボル数決定部５０１において決定されたシンボル数に相当するシンボルを選択し、このシンボルの変調多値数を下げて変調を行う。また、変調多値数を変更したシンボルの総数やシンボル配置パターン等は、制御情報として無線受信装置に送信する。
【０１５４】
このように、誤り耐性を強化する手段として、誤り耐性の強いＭＣＳに変更する方法を用いる。誤り耐性の強いＭＣＳに変更する具体的な方法としては、符号化率を下げる方法や、変調多値数を下げる方法がある。また、フィードバックされるＣＱＩと符号化率と変調方式との組み合わせの関係を示すＭＣＳテーブルを用いる場合には、ＣＱＩに基づいて所要誤り率に対応するＭＣＳを求め、このＭＣＳよりも数段階誤り耐性が強いＭＣＳを選択する方法がある。ストリーム毎に適応変調を行う場合、ストリーム毎にフィードバックされたＣＱＩに基づいて、ＭＣＳテーブルから所要誤り率に対応するＭＣＳが選択される。そこで、上位ストリームでは、選択されたＭＣＳよりも数段階誤り耐性の強いＭＣＳを選択することで、上位ストリームほど誤りにくくすることができる。これにより、下位ストリームでは、上位ストリームで発生した誤りに起因する誤りが発生しにくくなるので、誤り耐性を強化する必要がなくなる。
【０１５５】
上位ストリームほど誤り耐性が強いＭＣＳを選択する方法として、例えば次のような方法がある。まず、各ストリームにおいて、フィードバックされたＣＱＩに基づいて、ＭＣＳテーブルからＭＣＳを選択する。また、それらのＣＱＩからストリームのランキング順位を決定しておく。そのランキング順位に応じて、例えば以下の表６に示すような関係を用いてＭＣＳを変更することで、上位ストリームほど誤り耐性を強くすることができる。
【表６】
2007102363.tif 000048
【０１５６】
例えば、ランキング順位が１位のストリームでは、フィードバックＣＱＩに基づいて選択されたＭＣＳより、２段階誤り耐性が強いＭＣＳを選択する。また、ランキング２位のストリームでは、１段階誤り耐性が強いＭＣＳを選択する。そして、上位ストリームにおいて誤りが発生しにくくなっているので、ランキング３位と４位のストリームでは、フィードバックＣＱＩに基づいて選択されるＭＣＳのままを使用する。
【０１５７】
このように、上位ストリームほどＣＱＩに基づいて選択されたＭＣＳより誤り耐性の強いＭＣＳを選択することで、誤り伝播に起因する誤りを発生にくくすることができる。そして、下位ストリームでは誤り耐性を強化する必要がないので、ＣＱＩに基づいて選択されたＭＣＳで送信することで、ストリーム全体のスループットを大きく低下させることがない。
【０１５８】
また、誤り耐性を強化する手段として、変調多値数を下げる方法を用いる場合、次のような方法もある。すなわち、ストリーム全体で変調多値数を下げた場合、そのストリームのスループットが極端に下がってしまう。そこで、ストリームの一部のシンボルだけ変調多値数を下げることで、極端なスループットの低下を防止し、誤り耐性を強化することができる。そして、上位ストリームほど変調多値数を下げるシンボルの比率を高くすることで、上位ストリームほど誤りにくくすることができる。これにより、下位ストリームでは、上位ストリームの誤りに起因する誤りが発生しにくくなるので、誤り耐性を強化する必要がなくなる。
【０１５９】
例えば、ストリームの一部のシンボルだけ変調多値数を下げる場合のストリームの構成を図３０に示す。この図では、ストリーム数を３とし、ストリームのランキング順位は、品質が良好な方から、ストリームＡ、ストリームＢ、ストリームＣの順であるとする。
【０１６０】
送信ストリームＡは、ＣＱＩに基づく変調方式は１６ＱＡＭであるが、４シンボルの中で１シンボルだけは変調多値数を下げ、このシンボルの変調方式をＱＰＳＫにして送信する。また、送信ストリームＢは、送信ストリームＡと同様に、ＣＱＩに基づく変調方式は１６ＱＡＭであるが、８シンボルの中で１シンボルだけ変調多値数を下げてＱＰＳＫにして送信する。ここで、ストリームＢはストリームＡの下位ストリームであるので、変調多値数を下げるシンボルの割合を少なくしている（ストリームＡでは１／４、ストリームＢでは１／８）。そして、送信ストリームＣでは、ＣＱＩに基づく変調方式そのままで送信
する。
【０１６１】
このように、ストリームの一部のシンボルだけ変調多値数を下げる場合に、上位ストリームほど変調多値数を下げるシンボルの比率を高くすることで、誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくすることができる。そして、下位ストリームでは誤り耐性を強化する必要がなく、シンボルの変調多値数を下げる必要がないので、ストリーム全体のスループットを大きく低下させることがない。
【０１６２】
また、各ストリームにおいて、変調多値数を下げるシンボルの比率を決定する方法として、ランキング順位に応じてこれを行うことができる。例えば、次のような方法がある。まず、各ストリームにおいて、フィードバックされたＣＱＩに基づいて、ＭＣＳテーブルを参照してＭＣＳを決定すると共に、ストリームのランキング順位も決定する。このランキング順位に応じて、以下の表７の関係を使って変調多値数を下げるシンボル数を決定する。
【表７】
2007102363.tif 000049
【０１６３】
例えば、ランキング順位が１位のストリームでは、４シンボルの中で１シンボルの変調多値数を下げる。また、ランキング２位のストリームでは、８シンボルの中で１シンボルの変調多値数を下げる。そして、ランキング３位と４位のストリームでは、ＣＱＩに基づく変調方式をそのまま用いて送信する。
【０１６４】
次いで、本実施の形態に係る無線送信方法について、図３１に示すフロー図を用いて説明する。なお、実施の形態１で示した無線送信方法と基本的手順は同様であるので、同一のステップについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６５】
異なる点は、レピティションレートを決定するステップ（ＳＴ１０６０）の代わりに、変調多値数を下げるシンボル数を決定するステップ（ＳＴ５０６０）を実行する点である。ＳＴ５０６０では、各ストリームのランキング順位を使って変調多値数を下げるシンボル数を決定する。例えば、上記表７で示した関係を使って、変調多値数を下げるシンボル数を決定する。
【０１６６】
次いで、上記の無線送信装置５００に対応する本実施の形態に係る無線受信装置５５０について説明する。図３２は、無線受信装置５５０の主要な構成を示すブロック図である。
【０１６７】
基本的構成は、実施の形態２に示した無線受信装置２５０と同様である。異なる点は、復調制御部５５１および復調部５５２を備えることである。図３３は、復調制御部５５１内部の主要な構成を示すブロック図である。
【０１６８】
復調制御部５５１は、変調多値数変更情報抽出部５６１およびメモリ５６２を備えている。変調多値数変更情報抽出部５６１は、各ストリームにおいて変調多値数が変更されたシンボル数やシンボル配置パターン等の情報を、入力される制御情報から抽出する。メモリ５６２は、その情報を記憶しておき、無線送信装置の送信タイミングで復調部５５２へ出力する。
【０１６９】
復調部５５２は、復調制御部５５１から出力される変調多値数変更情報に基づいて、各ストリームのシンボルの復調を行う。
【０１７０】
このように、本実施の形態によれば、誤り耐性を強化する手段として、ストリーム内で部分的に変調多値数を低下させるようにし、上位ストリームほど変調多値数を低下させるデータの比率を高くする。これにより、無線受信装置の処理遅延を抑え、下位ストリームにおいて誤り伝播に起因する誤りを発生しにくくする。よって、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。
【０１７１】
なお、本実施の形態のようなストリームの一部のシンボルの変調多値数を低下させる方法において、実施の形態３と同様に、変調多値数を下げるシンボルに重要度の高いデータを配置したり、または、上位ストリームにおいて変調多値数を下げたシンボルが配置されているシンボルに重要度の高いデータを配置することで、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態４と同様に、変調多値数を下げたシンボルを配置するパターンをストリーム間で変えることで、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
【０１７２】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【０１７３】
なお、本発明に係る無線通信システム、無線受信装置、無線送信装置、およびＣＱＩ通知方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【０１７４】
また、本発明において受信品質は、ＳＩＮＲまたはＳＮＲの例を示したが、ＳＩＲ、ＣＩＲ、ＣＮＲ、ＣＩＮＲ、ＲＳＳＩ、受信強度、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、干渉量、または、所定の誤り率を達成できるＭＣＳ等を用いても良い。
【０１７５】
また、本発明においては受信品質を、量子化してＣＱＩで表す場合を例にとって説明したが、ＣＳＩ（Channel State Information）等で表しても良い。
【０１７６】
また、本発明に係る無線送信装置は、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が可能であり、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、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。
【０１７７】
また、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、本発明を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ＣＱＩ通知方法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、本発明に係る無線受信装置、無線送信装置と同様の機能を実現することができる。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【０１８２】
２００６年３月１日出願の特願２００６−０５５５１６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明に係る無線受信装置、無線送信装置およびＣＱＩ通知方法は、ＳＤＭ方式のシステムにおけるストリーム毎の適応変調等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】誤り伝播を具体的に説明するための図
【図２】ハッチング等の表記方法がどのストリームを表しているかを示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係るレピティション制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図５】レピティション数を増加させることの効果を具体的に説明する図
【図６】各送信ストリームの構成を示す図
【図７】実施の形態１に係る無線送信方法を示すフロー図
【図８】実施の形態１に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図９】実施の形態１に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態２に係る送信信号制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１２】各送信ストリームの構成を示す図
【図１３】実施の形態２に係る無線送信方法を示すフロー図
【図１４】実施の形態２に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態２に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図１７】実施の形態３に係る送信信号制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態３に係るレピティションの例を示す図
【図１９】実施の形態３に係るシステマチックビットを配置する例を示す図
【図２０】実施の形態３に係る無線送信方法を示すフロー図
【図２１】実施の形態３に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態４に係る送信信号制御部の主要な構成を示すブロック図
【図２３】実施の形態４に係る配置パターンの例を示す図
【図２４】実施の形態４に係る配置パターンの例を示す図
【図２５】実施の形態４に係る配置パターンの例を示す図
【図２６】実施の形態４に係る無線送信方法を示すフロー図
【図２７】実施の形態４に係るシンボル合成制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２９】実施の形態５に係る送信信号制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【図３０】実施の形態５に係るストリームの構成を示す図
【図３１】実施の形態５に係る無線送信方法を説明するフロー図
【図３２】実施の形態５に係る無線受信装置の主要な構成を示すブロック図
【図３３】実施の形態５に係る復調制御部内部の主要な構成を示すブロック図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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