(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の送信相手宛てのそれぞれ異なる複数のデータを、複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ（Multi-Input/Multi-Output）方式の送信装置であって、
前記複数のデータを前記複数の送信アンテナにそれぞれ配置する信号配置手段と、
前記各送信アンテナにそれぞれ配置されたデータを、それぞれ対応した送信アンテナを用いて送信する送信手段と、を具備し、
前記信号配置手段は、システマティックビットについては複製を生成し、前記システマティックビットと複製したシステマティックビットとが同一時刻にそれぞれ異なるアンテナから重複して送信されるようにそれらのシステマティックビットを前記複数の送信アンテナにそれぞれ配置し、
前記送信手段は、前記システマティックビットと前記複製したシステマティックビットを重複して送信する各送信アンテナにおいて、前記システマティックビット以外のそれぞれ異なるデータを前記システマティックビットに符号分割多重して同一時刻に送信する、
送信装置。
【請求項２】
請求項１記載の送信装置を具備する通信端末装置。
【請求項３】
請求項１記載の送信装置を具備する基地局装置。
【請求項４】
同一の送信相手宛てのそれぞれ異なる複数のデータを、複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の送信方法であって、
前記複数のデータを前記複数の送信アンテナにそれぞれ配置する信号配置工程と、
前記各送信アンテナにそれぞれ配置されたデータを、それぞれ対応した送信アンテナを用いて送信する送信工程と、を具備し、
前記信号配置工程は、システマティックビットについては複製を生成し、前記システマティックビットと複製したシステマティックビットとが同一時刻にそれぞれ異なるアンテナから重複して送信されるようにそれらのシステマティックビットを前記複数の送信アンテナにそれぞれ配置し、
前記送信工程は、前記システマティックビットと前記複製したシステマティックビットを重複して送信する各送信アンテナにおいて、前記システマティックビット以外のそれぞれ異なるデータを前記システマティックビットに符号分割多重して同一時刻に送信する、
送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ（Multi-Input/Multi-Output）通信のように複数の送信アンテナから信号を送信し、かつ、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用した送信装置および送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像等の大容量のデータ通信を可能にする技術としてＭＩＭＯ（Multi-Input / Multi-Output）通信が注目されている。ＭＩＭＯ通信では送信側の複数のアンテナからそれぞれ異なる送信データ（サブストリーム）を送信し、受信側では伝搬路上で混ざり合った複数の送信データを伝搬路推定値を用いて元の送信データに分離する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
実際上、ＭＩＭＯ通信では、送信装置から送信された信号を、送信装置の数と同数又はそれよりも多いアンテナ数で受信し、当該各アンテナによって受信された信号にそれぞれ挿入されているパイロット信号に基づいてアンテナ間の伝搬路特性を推定する。この推定された伝搬路特性Ｈは、例えば送信側アンテナが２つであり、受信アンテナが２つである場合には、２行×２列の行列によって表される。ＭＩＭＯ通信では、この伝搬路特性Ｈの逆行列と各受信アンテナで得られた受信信号とに基づいて、各送信アンテナから送信された送信信号を求める。
【０００４】
このようにＭＩＭＯ通信においては、複数の送信アンテナから同一タイミング・同一周波数で送られた信号を受信側で各サブストリームごとに分離することができるので、送信アンテナ数に比例した分のデータ量を伝送することができ、高速大容量の通信が可能となる。
【特許文献１】特開２００２−４４０５１号公報（第４図）
【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ＭＩＭＯ通信を行う受信装置では、複数の送信データを分離（干渉補償）する処理において雑音等の影響で干渉補償誤差が生じた場合、受信データの誤り率特性が劣化するという問題がある。特に、回線品質が悪いユーザ宛てのデータ、通信システムの制御情報、または再送情報のように、他のデータより良好な回線品質が望まれるデータの誤り率特性が劣化すれば通信システムに与える影響は大きい。
【０００６】
なお、干渉補償誤差による受信データの誤り率特性の劣化を防ぐため、特定のデータは１本のアンテナのみに割り当てて送信する方法や、同一のデータを複数のアンテナに割り当てて送信する方法もある。しかし、かかる場合、逆に通信システムの伝送レートが低下するので、データの伝送効率が悪化するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信システムの伝送効率を維持したまま、特定のデータに対しては受信側の受信性能を向上させることができる送信装置および送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の送信装置は、同一の送信相手宛てのそれぞれ異なる複数のデータを、複数の送信アンテナを介して並列送信するＭＩＭＯ方式の送信装置であって、前記複数のデータを前記複数の送信アンテナにそれぞれ配置する信号配置手段と、前記各送信アンテナにそれぞれ配置されたデータを、それぞれ対応した送信アンテナを用いて送信する送信手段と、を具備し、前記信号配置手段は、システマティックビットについては複製を生成し、前記システマティックビットと複製したシステマティックビットとが同一時刻にそれぞれ異なるアンテナから重複して送信されるようにそれらのシステマティックビットを前記複数の送信アンテナにそれぞれ配置し、前記送信手段は、前記システマティックビットと前記複製したシステマティックビットを重複して送信する各送信アンテナにおいて、前記システマティックビット以外のそれぞれ異なるデータを前記システマティックビットに符号分割多重して同一時刻に送信する構成を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、通信システムの伝送効率を維持したまま、特定のデータに対しては受信側の受信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、ここでは、このＣＤＭＡ送信装置が２本のアンテナを有する場合を例にとって説明するが、アンテナ数はこれに限定されず３本以上でも良い。
【００１３】
このＣＤＭＡ送信装置は、Ｓ／Ｐ変換部１０１、拡散部１０２（１０２−１〜１０２−Ｎ）、１０３（１０３−１〜１０３−Ｎ）、加算部１０４−１、１０４−２、送信部１０５−１、１０５−２、アンテナ１０６−１、１０６−２、拡散制御部１０７、および制御部１１０を有する。このうち、拡散部１０２からアンテナ１０６−１までを第１送信系統と呼び、拡散部１０３からアンテナ１０６−２までを第２送信系統と呼ぶこととする。
【００１４】
図１において、ユーザ１、２、・・・、Ｎ、Ｎ＋１、・・・、２Ｎ（つまり、ユーザ数２Ｎ）に対し送信されるデータＤ１、Ｄ２、・・・、ＤＮ、ＤＮ＋１、・・・、Ｄ２Ｎを含む送信信号が制御部１１０に入力される。
【００１５】
制御部１１０は、入力された送信信号に含まれるデータの種類を認識した後、送信信号をＳ／Ｐ変換部１０１に出力する。また、制御部１１０は、認識されたデータの種類に応じて制御信号Ｃ１をＳ／Ｐ変換部１０１および拡散制御部１０７に出力する。さらに、制御部１１０は、受信側からの再送要求を受信した受信部（図示せず）から通知される再送フラグに応じて制御信号Ｃ２をＳ／Ｐ変換部１０１および拡散制御部１０７に出力する。制御部１１０の詳しい動作については、後述する。
【００１６】
Ｓ／Ｐ変換部１０１は、制御部１１０から出力された送信信号を各送信系統ごとに分離された並列化データに変換し、それぞれ対応する拡散部１０２−１〜１０２−Ｎおよび拡散部１０３−１〜１０３−Ｎに出力する。
【００１７】
拡散部１０２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力された並列化データのそれぞれのデータに対応する拡散部１０２−１〜１０２−Ｎにおいて、拡散制御部１０７の制御の下それぞれのデータに対し拡散処理を施し、加算部１０４−１に出力する。同様に、拡散部１０３は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力された並列化データのそれぞれのデータに対応する拡散部１０３−１〜１０３−Ｎにおいて、拡散制御部１０７の制御の下それぞれのデータに対し拡散処理を施し、加算部１０４−２に出力する。
【００１８】
加算部１０４−１、１０４−２は、拡散部１０２、１０３からそれぞれ出力された並列化データを加算（多重）し、送信部１０５−１、１０５−２に出力する。
【００１９】
送信部１０５−１、１０５−２は、加算部１０４−１、１０４−２から出力された多重化信号に対しアップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、アンテナ１０６−１、１０６−２を介してこのデータを無線送信する。
【００２０】
図２は、制御部１１０の内部の主要な構成を示すブロック図である。制御部１１０は、データ認識部１１１、バッファ１１２、および再送制御部１１３を有する。
【００２１】
データ認識部１１１は、回線品質測定部および移動速度測定部（共に図示せず）から出力された受信側の回線品質および移動速度に基づいて、送信信号に含まれるデータの種類を認識した後、送信信号をバッファ１１２に書き込む。また、データ認識部１１１は、認識されたデータの種類に応じて制御信号Ｃ１をＳ／Ｐ変換部１０１および拡散制御部１０７に出力する。再送制御部１１３は、受信側からの再送要求を受信した受信部（図示せず）から通知される再送フラグに応じて制御信号Ｃ２をＳ／Ｐ変換部１０１およびバッファ１１２に出力する。バッファ１１２は、再送制御部１１３から出力される制御信号Ｃ２に基づいてバッファリングされているデータをＳ／Ｐ変換部１０１に出力する。
【００２２】
次いで、上記構成を有するＣＤＭＡ送信装置の動作について説明する。
【００２３】
データ認識部１１１が行う上述のデータの種類の認識処理とは、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置が送信時に優先したいデータ（以下、特定データという）を、他のデータと区別して認識する処理のことである。ここで、特定データとは、具体的には、受信側との通信を制御するための制御信号、または、回線品質が悪い（回線品質が所定レベル以下の）受信側もしくは移動速度が速い（移動速度が所定値以上である）受信側にこれから送信しようとしているデータである。データ認識部１１１は、どのデータが特定データであるかを示す特定データ情報を、制御信号Ｃ１を用いてＳ／Ｐ変換部１０１および拡散制御部１０７に通知する。
【００２４】
また、特定データとして、受信側から再送を要求されているデータ（再送データ）、または、再送回数が多い（再送回数が所定回数以上となっている）データも含まれる。これらの特定データは、再送制御部１１３が制御信号Ｃ２を用いてＳ／Ｐ変換部１０１および拡散制御部１０７に通知する。
【００２５】
Ｓ／Ｐ変換部１０１は、制御信号Ｃ１、Ｃ２で通知された特定データ情報に基づいて、制御部１１０から出力される送信データを拡散部１０２−１〜１０２−Ｎ、１０３−１〜１０３−Ｎに振り分ける。送信データが、特定データでなく単なる情報を示すデータである場合は、伝送効率を上げるために各送信データは各拡散部にほぼ均等に振り分けられる。一方、送信データが特定データである場合には、このデータをバッファ１１２から少なくとも２回以上読み出し、このデータが第１送信系統および第２送信系統の双方（３以上の送信系統を有する場合には、少なくとも２以上の送信系統）を用いて送信されるように、振り分けられる。
【００２６】
拡散制御部１０７は、第１送信系統および第２送信系統に振り分けられた特定データに対しては互いに異なる（第１送信系統および第２送信系統で異なる）拡散符号によって拡散変調が行われるように、制御信号Ｃ３を用いて拡散部１０２、１０３を制御する。
【００２７】
各拡散部で拡散変調された特定データおよびそれ以外のデータは、加算部１０４−１、１０４−２でそれぞれ送信系統ごとに多重され、送信部１０５−１、１０５−２およびアンテナ１０６−１、１０６−２を介して無線送信される。
【００２８】
図３は、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置の送信信号の構成の一例を示す図である。ここでは、特定データが再送データである場合を例にとっている。
【００２９】
この図に示すように、最初の送信タイミングで送信されるデータ１は、ユーザ１からユーザ２Ｎまでのユーザ宛に送信されるデータであり、第１送信系統（アンテナ１）からはユーザ１からユーザＮまでに宛てたデータ１が送信され、第２送信系統（アンテナ２）からはユーザ（Ｎ＋１）からユーザ２Ｎまでに宛てたデータ１が送信される。なお、これらのデータは特定データではない。一方、データ１に伴って再送データも送信される。この再送データは特定データであり、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置の構成により、第１送信系統および第２送信系統の双方に振り分けられ、かつ、互いに異なる拡散符号により拡散変調されている。次の送信タイミングで送信されるデータ２も、図中に示すように、データ１と同様の構成を採る。
【００３０】
図４は、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置の送信信号の構成の他の一例を示す図である。ここでは、最初の送信タイミングでは、ユーザ１からユーザＮまでに宛てたデータ１と、同じくユーザ１からユーザＮまでに宛てたデータ２を、第１送信系統（アンテナ１）および第２送信系統（アンテナ２）を用いて同時に送信する場合を例にとって示している。先程と同様に、これらのデータは特定データではない。一方、データ１およびデータ２に伴って再送データも送信される。この再送データは特定データであり、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置の構成により、第１送信系統および第２送信系統の双方に振り分けられ、かつ、互いに異なる拡散符号により拡散変調されている。次の送信タイミングで送信されるデータは、図中に示すように、ユーザ（Ｎ＋１）からユーザ２Ｎまでに宛てたデータである。
【００３１】
図５は、上記と同じ条件設定の下、従来のＣＤＭＡ送信装置が送信する信号の構成の一例を示す図である。例えば、アンテナ１から送信される信号に干渉補償誤差が生じた場合、再送データは受信誤りとなるので、送信側はさらに再送を繰り返すこととなり、通信システムの伝送効率は悪化する。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置は、２つの送信系統を用いて別々のデータを送信するため、ＭＩＭＯ通信本来の特徴である伝送効率の高さは維持している。一方、優先して送信したいデータに対しては、必ず２つの送信系統（送信系統が３以上ある場合には、少なくとも２以上の送信系統）を用い、かつ、互いに異なる拡散符号により拡散変調するので、受信側で雑音の混入等の影響で干渉補償誤差が大きくなる場合であっても、すなわち、ＭＩＭＯ技術による分離性能が充分に得られない場合であっても、逆拡散処理によって信号を分離することができる。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、通信システムの伝送効率を維持したまま、特定のデータに対しては受信側の受信性能を向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態に係るＣＤＭＡ送信装置において、誤り訂正符号としてターボ符号を用いる場合には、システマティックビットを特定データとしても良い。システマティックビットは、システマティックビットおよびパリティビットを用いてターボ復号を行った際に、ターボ復号後のデータの誤り率特性に大きな影響を及ぼす。よって、特定データとしてシステマティックビットを用いることにより、システマティクビットの受信品質を向上させることができ、ターボ復号後のデータの誤り率特性を向上させることができる。
【００３５】
また、送信電力制御を行っている場合には、回線品質の代わりに送信電力を使用しても良い。送信電力制御を行っている場合には、回線品質が劣悪な場合、送信電力も回線品質に応じ増加しているはずだからである。
【００３６】
また、回線品質の代わりに、データの再送回数を使用しても良い。回線品質が劣悪な場合、データの再送回数が増加しているはずだからである。
【００３７】
なお、本発明に係るＣＤＭＡ送信装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）等のマルチキャリア方式を用いた送信装置にも利用可能であり、これにより、上記と同様の作用効果を有するマルチキャリア送信装置を提供することができる。マルチキャリアを用いた伝送方式は、シンボルレートが低く（シンボル長が長く）設定されるため、マルチパス環境下においてマルチパスによる符号間干渉を低減する効果がある。また、ガードインターバルを挿入することにより、マルチパスによる符号間干渉を除去することもできる。
【００３８】
さらに、ここでは、本発明を構成する各要素が１つのＣＤＭＡ送信装置に装備されている場合を例にとって説明したが、本発明は、拡散部１０２〜アンテナ１０６−１、拡散部１０３〜アンテナ１０６−２、拡散制御部１０７、および制御部１１０がそれぞれ別の装置に装備され、全体として１つの通信システムを構成しているような場合においても適用可能である。
【００３９】
さらに、ここでは、ＭＩＭＯ通信を例にとって説明したが、本発明はＭＩＭＯ通信に限定されず、複数のアンテナ（送信系統）からそれぞれ異なるデータを並列送信する場合に適用し得る。
【００４０】
本発明に係るＣＤＭＡ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および基地局装置を提供することができる。
【００４１】
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、ソフトウェアで実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る送信装置および送信方法は、ＭＩＭＯ通信のように複数の送信アンテナから信号を送信し、かつ、ＣＤＭＡ方式を採用する送信装置および送信方法等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ送信装置の主要な構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ送信装置の送信信号の構成の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係るＣＤＭＡ送信装置の送信信号の構成の他の一例を示す図
【図５】従来のＣＤＭＡ送信装置が送信する信号の構成の一例を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１０１  Ｓ／Ｐ変換部
１０２、１０３  拡散部
１０４  加算部
１０５  送信部
１０６  アンテナ
１０７  拡散制御部
１１０  制御部
１１１  データ認識部
１１２  バッファ
１１３  再送制御部
Ｃ１〜３  制御信号
【図１】
0004351672.tif 000002
【図２】
0004351672.tif 000003
【図３】
0004351672.tif 000004
【図４】
0004351672.tif 000005
【図５】
0004351672.tif 000006