(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、
前記送信装置は、
前記受信装置に送信する信号を間引くパンクチャ処理を行うパンクチャ部と、
前記パンクチャ部がパンクチャ処理を行った信号を前記受信装置に送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、
前記復調部が算出した軟判定値に対してデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、
前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、
前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、
前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値を、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に挿入するデパンクチャ処理を行うこと特徴とする通信システム。
【請求項２】
送信装置と通信する受信装置であって、
復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、
前記復調部が算出した軟判定値に対してデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、
前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、
前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、
前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値を、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に挿入するデパンクチャ処理を行うことを特徴とする受信装置。
【請求項３】
干渉レプリカ生成部、減算部、信号検出部、伝搬路推定部を更に備え、
前記受信パンクチャ部は、前記送信装置が信号を間引いた位置の軟判定値とパンクチャ処理した軟判定値とを求め、
前記干渉レプリカ生成部は、前記受信パンクチャ部でパンクチャ処理された軟判定値に基づき干渉信号のレプリカを生成し、
前記減算部は、受信信号から前記干渉信号のレプリカを減算して干渉除去を行い、
前記信号検出部は、前記干渉除去後の信号に対して信号検出を行い、
前記復調部は、前記信号検出部が信号検出を行った信号を復調処理することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記デパンクチャ部は、繰り返し処理の最後の回のみ前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値のデパンクチャ処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
送信装置と通信する受信装置を用いた通信方法であって、
復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調過程と、
前記復調部が算出した軟判定値に対してデパンクチャ処理を行うデパンクチャ過程と、
前記デパンクチャ過程でデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号過程と、
前記復号過程で誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ過程とを有し、
前記デパンクチャ過程では、前記受信パンクチャ過程で求めた軟判定値を、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に挿入するデパンクチャ処理を行うことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、受信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
畳み込み符号やターボ符号等の誤り訂正符号は、データを伝送した際に生じる誤りを訂正するために用いられる。誤り訂正符号の誤り訂正能力は符号化率によって表される。符号化率Ｒは、一般に、情報ビット数ｍと符号化されたビット数ｎとの比、Ｒ＝ｍ／ｎで表され、Ｒが小さくなればなるほど誤り訂正符号の訂正能力は向上するが、冗長ビット数（パリティビット数）が増加するため伝送効率が劣化してしまう。
【０００３】
ある所望の符号化率に設定するために符号化ビットを間引く、パンクチャリング（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）技術が知られている。ターボ符号におけるパンクチャリングについて説明すると、通常用いられるターボ符号器は、情報ビット系列ｂ、第１パリティビット系列ｐ１、第２パリティビット系列ｐ２を出力するため、符号化率１／３の符号化ビット系列ｃが生成される。情報ビット長をＮとすると、ｂ、ｐ１、ｐ２、ｃは以下の式（１）〜式（４）のように表される。
【０００４】
【数１】
0004854091.tif 000002
【０００５】
【数２】
0004854091.tif 000003
【０００６】
【数３】
0004854091.tif 000004
【０００７】
【数４】
0004854091.tif 000005
【０００８】
この符号化率１／３の符号化ビット系列ｃをパンクチャリングすることで、誤り訂正符号の符号化率を変えることが可能となる。符号化率１／２の系列を生成するには、例えば、ｃからｐ１，２ｍ、ｐ２，２ｍ−１を間引けば良い。ただし、ｍ＝１〜Ｎ／２の整数である。
例えば、Ｎ＝２の場合について説明すると、符号化率１／３の系列は［ｂ１，ｐ１，１，ｐ２，１，ｂ２，ｐ１，２，ｐ２，２］であるが、パンクチャリングを行って符号化率１／２の系列を生成すると［ｂ１，ｐ１，１，ｂ２，ｐ２，２］となる。
【０００９】
この場合は、ｐ２，１とｐ１，２がパンクチャリングされている。ここで、符号化率１／２のデータを送信したとすると、受信装置側における符号率１／２のビット系列を［ｘ１，ｙ１，１，ｘ２，ｙ２，２］と表すことができる。
ただし、ｘ１、ｙ１，１、ｘ２、ｙ２，２は軟判定値であるビット対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）であり、それぞれ受信処理で得られた情報ビット、パリティビットに対応している。
【００１０】
このとき受信装置側ではパンクチャリングの逆処理であるデパンクチャリング（ｄｅｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）を行った後に誤り訂正復号を行う。デパンクチャリングは送信装置側でパンクチャリングされたビットの位置に、所定の値、例えば０を挿入することで行う。
つまり、受信装置側におけるビット系列［ｘ１，ｙ１，１，ｘ２，ｙ２，２］を［ｘ１，ｙ１，１，０，ｘ２，０，ｙ２，２］のようにデパンクチャしてから誤り訂正復号処理を行う。ＬＬＲが０というのはそのビットが１であるか０であるか不明である状態を示している。
【００１１】
このようなパンクチャリング処理、デパンクチャリング処理は、例えば、特許文献１に記載されている。
このように送信装置側でパンクチャリング処理、受信装置側でデパンクチャリング処理を行うことによって符号化率を変えることができ、伝送レートの制御が可能となる。
【特許文献１】特開２０００−６８８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の技術では、受信装置におけるデパンクチャリングの際に、所定の値や０のような不確定の値を挿入していたため、誤り訂正復号の性能が劣化するという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤り訂正復号の性能が劣化することを防ぐことができ、受信性能の性能を向上させることができる通信システム、受信装置及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）  本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による通信システムは、送信装置と受信装置とを備える通信システムであって、前記送信装置は、前記受信装置に送信する信号を間引くパンクチャ処理を行うパンクチャ部と、前記パンクチャ部がパンクチャ処理を行った信号を前記受信装置に送信する送信部とを備え、前記受信装置は、復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【００１５】
（２）  また、本発明の一態様による受信装置は、送信装置と通信する受信装置であって、復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調部と、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ部と、前記デパンクチャ部がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号部と、前記復号部が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を求める受信パンクチャ部とを備え、前記デパンクチャ部は、前記受信パンクチャ部が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【００１６】
（３）  また、本発明の一態様による受信装置は、干渉レプリカ生成部、減算部、信号検出部、伝搬路推定部を更に備え、前記受信パンクチャ部は、前記送信装置が信号を間引いた位置の軟判定値とパンクチャ処理した軟判定値とを求め、前記干渉レプリカ生成部は、前記受信パンクチャ部でパンクチャ処理された軟判定値に基づき干渉信号のレプリカを生成し、前記減算部は、受信信号から前記干渉信号のレプリカを減算して干渉除去を行い、前記信号検出部は、前記干渉除去後の信号に対して信号検出を行い、前記復調部は、前記信号検出部が信号検出を行った信号を復調処理する。
【００１７】
（４）  また、本発明の一態様による受信装置の前記デパンクチャ部は、繰り返し処理の最後の回のみ軟判定値のデパンクチャ処理を行う。
【００１８】
（５）  また、本発明の一態様による通信方法は、送信装置と通信する受信装置を用いた通信方法であって、復調処理を行うことにより軟判定値を算出する復調過程と、前記送信装置による信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理を行うデパンクチャ過程と、前記デパンクチャ過程でデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を行う復号過程と、前記復号過程で誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち前記送信装置でのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を算出する受信パンクチャ過程とを有し、前記デパンクチャ過程では、前記受信パンクチャ過程で求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の通信システム、受信装置及び通信方法では、誤り訂正復号の性能が劣化することを防ぐことができ、受信性能の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】
【００２０】
（第１の実施形態）
始めに、本発明の第１の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、送信装置１００ａと受信装置２００ａとを備えている。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態による送信装置１００ａの構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００ａは、符号部１、パンクチャ部２、変調部３、パイロット多重部４、無線部５、アンテナ部６を備えている。
情報ビットは、符号部１で例えば畳み込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：低密度パリティ検査）符号などによって誤り訂正符号化される。
【００２２】
パンクチャ部２は、符号部１の出力であるビット系列に対し、所与の符号化率やビットレートにするために、ビットを間引いて変調部３に出力する。ここでは、ターボ符号化を行った場合について説明する。
以下の実施形態でもターボ符号を用いた場合について説明するが、本発明は、ターボ符号を用いる場合に限定されるものではなく、畳み込み符号、ＬＤＰＣ符号などその他の誤り訂正符号を用いる通信システムにも適用できる。
【００２３】
ターボ符号を用いた場合の符号部１の出力ビット系列をｃとする。ビット系列ｃは情報ビット系列ｂ、第１パリティビット系列ｐ１、第２パリティビット系列ｐ２を用いて以下の式（５）〜式（８）のように表される。
【００２４】
【数５】
0004854091.tif 000006
【００２５】
【数６】
0004854091.tif 000007
【００２６】
【数７】
0004854091.tif 000008
【００２７】
【数８】
0004854091.tif 000009
【００２８】
このときｃの符号化率は１／３である。ｃはパンクチャ部２に入力され、パンクチャリング処理が施される。例えば、パンクチャリングにより符号化率１／２の系列を生成する場合には、ｃからｐ１，２ｍ、ｐ２，２ｍ−１を間引けば良い。ただし、ｍは１〜Ｎ／２の整数である。
【００２９】
変調部３は、入力されたビット系列をＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（１６  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：１６値直交振幅変調）などの変調シンボルにマッピングし、パイロット多重部４はパイロット信号を多重する。
無線部５は、入力信号をＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇｕｅ：デジタル／アナログ）変換し、送信フィルタ（図示省略）で波形整形し、無線周波数変換に変換して、アンテナ部６から受信装置に送信する。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａの構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００ａはアンテナ部７、無線部８、伝搬路推定部９、伝搬路補償部１０、復調部１１、記憶部１５、デパンクチャ部１２、復号部１３、受信パンクチャ部１４を備えている。
受信装置２００ａは、アンテナ部７で受信信号を受信し、無線部８では無線周波数からベースバンド信号に変換し、受信フィルタ（図示省略）で波形整形し、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇｕｅ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ：アナログ／デジタル）変換を行う。
【００３１】
そして、伝搬路推定部９がパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、伝搬路補償部１０が伝搬路推定値に基づいて伝搬路補償を行い、復調部１１が復調処理を行い、軟判定値であるビットＬＬＲ（対数尤度比：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）を算出する。
復調部１１が算出したビットＬＬＲは、記憶部１５に記憶される。デパンクチャ部１２は、送信装置１００ａのパンクチャ部２で間引いたビットの位置に、記憶部１５に記憶されているビットＬＬＲを挿入し、復号部１３で誤り訂正復号処理を行う。
【００３２】
ここで、復号処理で得られる情報ビットに誤りがない場合には、情報ビットを出力して受信処理を終了する。一方、誤りが検出された場合には、ビットＬＬＲを受信パンクチャ部１４に出力する。ただし、一度も復号処理が行われていない場合には、受信パンクチャ部１４には、０のような固定値が出力される。
【００３３】
復号部１３への入力である符号化ビットｃｎのＬＬＲをＬ（ｃｎ）とし、符号化ビットｃｎの復号部１３の出力ビットＬＬＲをＬＤ（ｃｎ）とする。Ｎは符号化ビット数を表しており、ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数である。ＬＤ（ｃｎ）は、Ｌ（ｃ１）〜Ｌ（ｃＮ）を用いて求めることができ、復号部１３は例えば以下の式（９）によりＬＤ（ｃｎ）を計算して、受信パンクチャ部１４に出力する。
【００３４】
【数９】
0004854091.tif 000010
【００３５】
ただし、Ｐ（ｘ）はｘが起こる確率を表し、Ｐ（ｘ｜ｙ）はｙが起こったときにｘが起こる確率（条件付確率）を表す。式（９）中のＰ（ｃｎ＝＋１｜Ｌ（ｃ１），・・・，Ｌ（ＣＮ））は、例えば、Ｌ（ｃ１）〜Ｌ（ｃＮ）が与えられたときにｃｎ＝＋１となるメトリック（距離）を求めることで得られる。
【００３６】
復号部１３が出力するビットＬＬＲは、送信装置側でパンクチャリングする前のＬＬＲであり、情報ビットのＬＬＲとパリティビットのＬＬＲで構成される。デパンクチャ時に０を挿入したビットも尤度を持って出力される。つまり、ＬＬＲの値は０ではなくなる。
復号部１３が出力したビットＬＬＲは受信パンクチャ部１４に入力される。受信パンクチャ部１４は入力されたビットＬＬＲのうち、送信装置１００ａ側で間引かれたビットＬＬＲを抽出し、デパンクチャ部１２に出力する。
【００３７】
復号部１３で誤り訂正復号処理が行われると、１度も復号処理が行われていない場合に０でデパンクチャしていたとしても、値を持っている他のビットから尤度が計算されるため、デパンクチャしたビットも尤度を持つことになる。
従って、ある固定値を挿入するよりも、復号処理で得られた尤度を用いてデパンクチャすることで復号性能が向上する。
【００３８】
図３は、本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａの処理を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、記憶部１５から信号を読み出したところから始まっている。ステップＳ１０１では、復調処理後のビットＬＬＲに対し、ステップＳ１０４の出力をデパンクチャする。
デパンクチャしたビットＬＬＲに対して、ステップＳ１０２で誤り訂正復号処理が行われる。ステップＳ１０３では、復号処理の結果に対して誤りが検出されないか、または、規定の処理回数に達したか否かを判定する。誤りが検出されない、または、規定の処理回数に達していれば情報ビットを出力して、図３のフローチャートの処理を終了する。
【００３９】
誤りがあれば符号化ビットＬＬＲを受信パンクチャ部１４へ出力する。ステップＳ１０４は復号処理で得られる符号化ビットＬＬＲのうち、送信装置１００ａ側でパンクチャされたビットＬＬＲを出力する。そして、再度ステップＳ１０１でデパンクチャ処理が行われる。
デパンクチャ処理は、記憶部１５で記憶されている復調処理後のビットＬＬＲに対して行われる。デパンクチャ後は、ステップＳ１０２で復号処理が行われ、誤りが検出されると、再びステップＳ１０４、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２の処理が行われる。
【００４０】
本発明の第１の実施形態による通信システムの送信装置１００ａは、受信装置２００ａに送信する信号を間引くパンクチャ処理をパンクチャ部２が行い、パンクチャ部２がパンクチャ処理を行った信号を受信装置２００ａに無線部５（送信部とも称する）が送信する。
また、本発明の第１の実施形態による通信システムの受信装置２００ａは、復調処理を行うことにより軟判定値を復調部１１が算出し、送信装置１００ａによる信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理をデパンクチャ部１２が行い、デパンクチャ部１２がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を復号部１３が行い、復号部１３が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち送信装置１００ａでのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を受信パンクチャ部１４が求める。
また、本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａのデパンクチャ部１２は、受信パンクチャ部１４が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【００４１】
上述した本発明の第１の実施形態では、送信装置１００ａからパンクチャ処理によって送信していないデータでも、受信装置２００ａ側で誤り訂正復号処理をすることにより、受信装置２００ａで送信装置１００ａでパンクチャ処理されたデータの軟判定値を算出し、その軟判定値をデパンクチャ処理に用いて再度誤り訂正復号処理を行うことで、受信装置２００ａの受信性能を向上させることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、送信装置１００ｂと受信装置２００ｂとを備えている。第２の実施形態では、本発明を、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ：多入力多出力）システムに適用した場合について説明する。
【００４３】
図４は、本発明の第２の実施形態による送信装置１００ｂの構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００ｂは、符号部１−１〜１−ＮＴ（ＮＴは、２又は２以上の整数）、パンクチャ部２−１〜２−ＮＴ、変調部３−１〜３−ＮＴ、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ガードインターバル）挿入部３３−１〜３３−ＮＴ、パイロット多重部４−１〜４−ＮＴ、無線部５−１〜５−ＮＴ、アンテナ部６−１〜６−ＮＴを備えている。
【００４４】
第２の実施形態における送信装置１００ｂは、ＮＴ本の送信アンテナから各々独立な信号を同一タイミング、同一周波数を用いて受信装置２００ｂに送信する。すなわち、ＮＴ組の情報ビットは、ＮＴ組の符号部１−１、・・・、１−ＮＴでそれぞれ誤り訂正符号化される。パンクチャ部２−１、・・・、２−ＮＴは、符号部１−１、・・・、１−ＮＴの出力であるビット系列に対し、所与の符号化やビットレートにするために、ビットを間引いて変調部３−１、・・・３−ＮＴに出力する。変調部３−１、・・・３−ＮＴは、入力されたビット系列を変調シンボルにマッピングし、ＧＩ挿入部３３−１、・・・、３３−ＮＴにおいてガードインターバルを挿入する。ＧＩ挿入部３３−１、・・・、３３−ＮＴの出力は、パイロット多重部４−１、・・・４−ＮＴにおいてパイロット信号を多重され、送信フィルタ（図示省略）において波形整形され無線部５−１、・・・、５−ＮＴに導かれる。無線部５−１、・・・、５−ＮＴは、送信フィルタの出力を無線周波数に変換して、アンテナ部６−１、・・・、６−ＮＴから送信する。
第２の実施形態における受信装置２００ｂは、誤り訂正復号処理の結果を利用して、ＭＩＭＯの分離を繰り返し行う。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００ｂは、アンテナ部７−１〜７−ＮＲ（ＮＲは、２又は２以上の整数）、無線部８−１〜８−ＮＲ、ＧＩ除去部３６−１〜３６−ＮＲ、伝搬路推定部１６、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）部２６−１〜２６−ＮＲ、信号検出部１７、復調部１８−１〜１８−ＮＲ、デパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲ、復号部２０−１〜２０−ＮＲ、受信パンクチャ部２１−１〜２１−ＮＲ、シンボルレプリカ生成部２２−１〜２２−ＮＲを備えている。
【００４６】
受信装置２００ｂは、送信装置１００ａ側のＮＴ本のアンテナ部６−１〜６−ＮＴから送信された信号が空間的に多重された信号を、ＮＲ本のアンテナ部７−１〜７−ＮＲで受信する。
各アンテナ部７−１〜７−ＮＲで受信した信号は、無線部８−１〜８−ＮＲで無線周波数からベースバンド信号に変換され、受信フィルタ（図示省略）で波形整形され、Ａ／Ｄ変換が行われ、伝搬路推定部１６やＧＩ除去部３６−１〜３６−ＮＲに出力される。
【００４７】
伝搬路推定部１６ではパイロット信号を用いて伝搬路推定が行われ、伝搬路推定値を信号検出部１７に出力する。
ＧＩ除去部３６−１〜３６−ＮＲは、受信信号からガードインターバルを取り除き、ＦＦＴ部２６−１〜２６−ＮＲは時間周波数変換を行い、信号検出部１７に出力する。信号検出部１７は入力された受信信号とビットＬＬＲと伝搬路推定値とを用いて、送信装置１００ｂの各アンテナ部６−１〜６−ＮＴから送信された信号を検出する。
【００４８】
復調部１８−１〜１８−ＮＲは、信号検出部１７が検出した信号ごとに復調処理を行い、ビットＬＬＲをデパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲに出力する。デパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲは、受信パンクチャ部２１−１〜２１−ＮＲから出力される信号を、送信装置１００ｂ側でパンクチャされた位置に挿入する。
デパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲから出力される信号は、復号部２０−１〜２０−ＮＲで復号処理される。規定の回数の受信処理が行われた場合は、情報ビットを出力して処理を終了する。規定の回数の受信処理が行われていない場合は、尤度が更新されたビットＬＬＲを出力し、繰り返し処理に移行する。
【００４９】
繰り返し処理では、受信パンクチャ部２１−１〜２１−ＮＲは、復号部２０−１〜２０−ＮＲが出力したビットＬＬＲを送信装置１００ｂ側で行われたのと同じパンクチャパターンでパンクチャ処理を行う。
受信パンクチャ部２１−１〜２１−ＮＲは、パンクチャ処理を行ったビットＬＬＲをシンボルレプリカ生成部２２−１〜２２−ＮＲに出力し、パンクチャ処理によって間引いたビットＬＬＲをデパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲに出力する。
【００５０】
図６は、本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂの信号検出部１７の構成を示す概略ブロック図である。信号検出部１７は、干渉レプリカ生成部２３、減算部２４−１〜２４−ＮＲ、信号分離部２５、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部２７−１〜２７−ＮＲを備えている。
【００５１】
干渉レプリカ生成部２３は、シンボルレプリカ生成部２２−１〜２２−ＮＲで生成されたシンボルレプリカと伝搬路推定部より入力された伝搬路推定値より他のアンテナ部からの干渉信号のレプリカを生成する。
干渉レプリカ生成部２３で生成された干渉信号のレプリカは、減算部２４−１〜２４−ＮＲで受信信号から減算されることで干渉除去が行われる。信号分離部２５は、干渉除去後の信号に対して、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：最小二乗誤差）などを用いて空間的に多重された信号の分離を行い、ＩＦＦＴ部２７−１〜２７−ＮＲは周波数時間変換を行う。
【００５２】
図７は、本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂの処理を示すフローチャートである。始めに、ＦＦＴ後の信号からステップＳ２０８で生成された干渉レプリカを減算して干渉除去を行う（ステップＳ２０１）。
干渉除去後の信号に対しＭＩＭＯ信号検出を行う（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０３では、復調処理によりビットＬＬＲを算出する。ステップＳ２０４では、デパンクチャ処理を行う。デパンクチャする際に挿入するビットＬＬＲはステップＳ２０７で得られるパンクチャビットＬＬＲである。
【００５３】
デパンクチャ処理後、ステップＳ２０５で誤り訂正復号処理を行う。そして、ステップＳ２０６で復号処理の結果に対して誤りが検出されない場合、または、規定の処理回数に達した場合は図７のフローチャートの処理を終了する。誤りが検出された場合であって、規定の処理回数に達していない場合には、ステップＳ２０７に移行する。
ステップＳ２０７では、復号処理で得られる符号化ビットＬＬＲのうち、送信装置１００ｂ側のパンクチャ処理で間引かれた位置のビットＬＬＲをステップＳ２０４のデパンクチャ処理で使用し、パンクチャ処理後のビットＬＬＲをステップＳ２０８で使用する。
ステップＳ２０８はビットＬＬＲからＭＩＭＯの他のアンテナ部からの干渉レプリカを生成し、ステップＳ２０１で使用する。
【００５４】
本発明の第２の実施形態による通信システムの送信装置１００ｂは、受信装置２００ｂに送信する信号を間引くパンクチャ処理をパンクチャ部２−１〜２−ＮＴが行い、パンクチャ部２−１〜２−ＮＴがパンクチャ処理を行った信号を受信装置２００ｂに無線部５−１〜５−ＮＴ（送信部とも称する）が送信する。
また、本発明の第２の実施形態による通信システムの受信装置２００ｂは、復調処理を行うことにより軟判定値を復調部１８−１〜１８−ＮＲが算出し、送信装置１００ｂによる信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理をデパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲが行い、デパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲがデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を復号部２０−１〜２０−ＮＲが行い、復号部２０−１〜２０−ＮＲが誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち送信装置１００ｂでのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を受信パンクチャ部２１−１〜２１−ＮＲが求める。
また、本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂのデパンクチャ部１９−１〜１９−ＮＲは、受信パンクチャ部２１−１〜２１−ＮＲが求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【００５５】
上述した本発明の第２の実施形態では、送信装置１００ｂから送信していないデータでも、受信装置２００ｂ側で誤り訂正復号処理をすることにより、受信装置２００ｂ側で軟判定値を算出し、その軟判定値を再度誤り訂正復号処理に用いることで、受信装置２００ｂの受信性能を向上させることができる。
【００５６】
従来の技術では、干渉除去と復号処理の繰り返し処理によって、送信されたビット尤度は更新されていき、受信性能が徐々に向上していくが、デパンクチャされるビットの尤度だけは０で変わらない。
しかし、復号処理を行ったビット尤度をデパンクチャに用いると、送信装置１００ｂ側でパンクチャしたビット尤度も更新されるため、誤り訂正復号性能が向上し、受信性能がさらに向上する。
【００５７】
なお、第２の実施形態では、毎回の繰り返し処理でデパンクチャする場合について説明したが、復号処理で得られるビットＬＬＲをデパンクチャするのは必ずしも繰り返し処理毎に行わなくても良く、任意回目の繰り返し処理でデパンクチャを行うことにしても良い。例えば、繰り返し処理における規定回数の最後の回のみデパンクチャを行っても良い。
また、第２の実施形態では送信装置１００ｂのアンテナ部ごとに異なるデータストリームを送信したが、これに限るものではなく、送信装置１００ｂのアンテナ部の数以下の複数のデータストリームを受信装置２００ｂに送信し、受信装置２００ｂ側で送信された複数のデータストリームを検出するようにしても良い。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による通信システムについて説明する。この通信システムは、送信装置１００ｃと受信装置２００ｃとを備えている。第３の実施形態では、本発明を、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ：マルチキャリア−符号分割多重接続）に適用する場合について説明する。
【００５９】
図８は、本発明の第３の実施形態による送信装置１００ｃの構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００ｃは、コードチャネル信号生成部２９−１〜２９−Ｃｎ（Ｃｎは、２又は２以上の整数）、コード多重部３０、ＩＦＦＴ部２７、並直列変換部３１、パイロット多重部３２、ＧＩ挿入部３３、無線部３４、アンテナ部６、パイロット信号生成部３５を備えている。
【００６０】
コードチャネル信号生成部２９−１〜２９−Ｃｎは、符号部１、パンクチャ部２、変調部３、直並列変換部２８、拡散部２９−１〜２９−Ｃｎを備えている。送信装置１００ｃは、各コードチャネル信号生成部２９−１〜２９−Ｃｎの符号部１で情報ビットを誤り訂正符号化して符号化ビットを出力し、パンクチャ部２は符号化ビットに対し所定のビットを間引くパンクチャリング処理を行う。
パンクチャされた符号化ビットは変調部３で変調シンボルにマッピングされ、直並列変換部２８で直並列変換され、拡散部２９−１〜２９−Ｃｎで対応する拡散コードで拡散処理が行われる。
【００６１】
コード多重部３０では各コードチャネル信号生成部で生成された信号が多重される。コード多重された信号は、ＩＦＦＴ部２７で周波数時間変換され、並直列変換部３１で並列直列変換され、パイロット多重部３２ではパイロット信号生成部３５で生成されたパイロット信号が多重される。
そして、ＧＩ挿入部３３でガードインターバルが挿入され、無線部３４で入力信号がＤ／Ａ変換され、送信フィルタ（図示省略）で波形整形され、無線周波数変換に変換されて、アンテナ部６から受信装置２００ｃに送信される。
【００６２】
図９は、本発明の第３の実施形態による受信装置２００ｃの構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００ｃは、アンテナ部７、無線部８、ＧＩ除去部３６、直並列変換部２８、ＦＦＴ部２６、コードチャネル信号検出部４０−１〜４０−Ｃｎ、受信パンクチャ部２１、コードチャネルレプリカ生成部４４−１〜４４−Ｃｎ、干渉レプリカ生成部４５、伝搬路推定部４６を備えている。
【００６３】
コードチャネル信号検出部４０−１〜４０−Ｃｎは、減算部２４１、２４２、伝搬路補償部３７、逆拡散部３９−１〜３９−Ｃｎ、並直列変換部３１、復調部１８、デパンクチャ部１９、復号部２０を備えている。
コードチャネルレプリカ生成部４４−１〜４４−Ｃｎはそれぞれ、シンボルレプリカ生成部４１、直並列変換部４２、拡散部４３−１〜４３−Ｃｎを備えている。
【００６４】
アンテナ部７で受信した信号は、無線部８で無線周波数からベースバンド信号に変換され、受信フィルタ（図示省略）で波形整形され、Ａ／Ｄ変換が行われ、伝搬路推定部４６やＦＦＴ部２６に出力される。
伝搬路推定部４６は、パイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、ＦＦＴ部２６は時間周波数変換を行う。コードチャネル信号検出部４０−１〜４０−Ｃｎは、ＦＦＴ後の信号からコードチャネル信号の検出を行う。
【００６５】
コードチャネル信号検出部４０−１〜４０−Ｃｎは、まず干渉レプリカ生成部４５で生成されたコード間干渉レプリカを減算し、干渉除去を行う。干渉除去後の信号は、伝搬路補償部３７で伝搬路補償され、逆拡散部３９−１〜３９−Ｃｎで対応する拡散コードを用いて逆拡散が行われる。
逆拡散後の信号は、並直列変換部３１で並列直列変換され、復調部１８は復調処理によりビットＬＬＲが算出される。そして、デパンクチャ部１９は、送信装置１００ｃ側でパンクチャされた位置に受信パンクチャ部２１から得られたパンクチャビットＬＬＲを挿入する。
【００６６】
そして、復号部２０で誤り訂正復号処理を行う。復号処理の結果、情報ビットに誤りがない、もしくは、規定の回数処理が行われていれば受信処理は終了する。情報ビットに誤りがあり、規定の回数処理が行われていなければ復号部２０は復号処理で得られる符号化ビットＬＬＲを出力する。
復号部２０から出力される符号化ビットＬＬＲは受信パンクチャ部２１に入力される。受信パンクチャ部２１は、符号化ビットＬＬＲを送信装置１００ｃ側のパンクチャ部２と同じパターンのパンクチャリング処理を行う。
【００６７】
パンクチャ処理で間引かれたビットＬＬＲはデパンクチャ部２１に出力される。パンクチャ後のビットＬＬＲはコードチャネルレプリカ生成部４４−１〜４４−Ｃｎに出力される。コードチャネルレプリカ生成部４４−１〜４４−Ｃｎではシンボルレプリカ生成部４１でビットＬＬＲから変調シンボルのレプリカを生成する。
シンボルレプリカは直並列変換部４２で直列並列変換され、拡散部４３−１〜４３−Ｃｎで対応する拡散コードで拡散され、干渉レプリカ生成部４５に入力される。干渉レプリカ生成部４５は、コード間干渉のレプリカを生成する。
【００６８】
本発明の第３の実施形態による通信システムの送信装置１００ｃは、受信装置２００ｃに送信する信号を間引くパンクチャ処理をパンクチャ部２が行い、パンクチャ部２がパンクチャ処理を行った信号を受信装置２００ｃに無線部３４（送信部とも称する）が送信する。
また、本発明の第３の実施形態による通信システムの受信装置２００ｃは、復調処理を行うことにより軟判定値を復調部１８が算出し、送信装置１００ｃによる信号の送信時にパンクチャ処理により間引かれた信号の位置に、軟判定値を挿入するデパンクチャ処理をデパンクチャ部１９が行い、デパンクチャ部１９がデパンクチャ処理を行った信号に対して誤り訂正復号処理を復号部２０が行い、復号部２０が誤り訂正復号処理を行った信号に含まれる軟判定値のうち送信装置１００ｃでのパンクチャ処理時に間引かれた位置の軟判定値を受信パンクチャ部２１が求める。
また、本発明の第３の実施形態による受信装置２００ｃのデパンクチャ部１９は、受信パンクチャ部１９が求めた軟判定値をデパンクチャ処理に用いる。
【００６９】
上述した本発明の第３の実施形態では、送信装置１００ｃから送信していないデータでも、受信装置２００ｃ側で誤り訂正復号処理をすることにより、受信装置２００ｃ側で軟判定値を算出し、その軟判定値を再度誤り訂正復号処理に用いることで、受信装置２００ｃの受信性能を向上させることができる。
【００７０】
上述した第２又は第３の実施形態では、干渉信号として他のアンテナ部からの干渉、コード間干渉を考慮する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、シンボル間干渉、キャリア間干渉などその他の干渉を考慮するようにしても良い。
また、上述した第２又は第３の実施形態では、誤り訂正復号処理で得られるビットＬＬＲのうち、間引いたビットＬＬＲをデパンクチャ処理に用い、間引かれたビットＬＬＲを干渉レプリカ生成に用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、受信信号を記憶しておき、干渉キャンセラを規定の回数行った後、最後に得られた復号後のビットＬＬＲのうち、受信パンクチャ処理で間引くビットＬＬＲのみを用い、記憶しておいた受信信号を受信処理しても良い。記憶しておいた受信信号を受信処理する場合、干渉キャンセル処理の初回については、干渉除去は行わない。
【００７１】
なお、以上説明した実施形態において、本発明の第１〜第３の実施形態による送信装置の各部や受信装置の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより送信装置や受信装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００７２】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００７３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態による送信装置１００ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による受信装置２００ａの処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態による送信装置１００ｂの構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂの信号検出部１７の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による受信装置２００ｂの処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態による送信装置１００ｃの構成を示す概略ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態による受信装置２００ｃの構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・符号部、１−１〜１−ＮＴ・・・符号部、２・・・パンクチャ部、２−１〜２−ＮＴ・・・パンクチャ部、３・・・変調部、３−１〜３−ＮＴ・・・変調部、４・・・パイロット多重部、４−１〜４−ＮＴ・・・パイロット多重部、５・・・無線部、５−１〜５−ＮＴ・・・無線部、６・・・アンテナ部、６−１〜６−ＮＴ・・・アンテナ部、７・・・アンテナ部、７−１〜７−ＮＲ・・・アンテナ部、８・・・無線部、８−１〜８−ＮＲ・・・無線部、９・・・伝搬路推定部、１０・・・伝搬路補償部、１１・・・復調部、１２・・・デパンクチャ部、１３・・・復号部、１４・・・受信パンクチャ部、１５・・・記憶部、１６・・・伝搬路推定部、１７・・・信号検出部、１８−１〜１８−ＮＲ・・・復調部、１９−１〜１９−ＮＲ・・・デパンクチャ部、２０−１〜２０−ＮＲ・・・復号部、２１・・・受信パンクチャ部、２１−１〜２１−ＮＲ・・・受信パンクチャ部、２２−１〜２２−ＮＲ・・・シンボルレプリカ生成部、２６・・・ＦＦＴ部、２６−１〜２６−ＮＲ・・・ＦＦＴ部、２７・・・ＩＦＦＴ部、２８・・・直並列変換部、２９−１〜２９−Ｃｎ・・・コードチャネル信号生成部、３０・・・コード多重部、３１・・・並直列変換部、３２・・・パイロット多重部、３３・・・ＧＩ挿入部、３３−１〜３３−ＮＴ・・・ＧＩ挿入部、３４・・・無線部、３５・・・パイロット信号生成部、３６・・・ＧＩ除去部、３６−１〜３６−ＮＲ・・・ＧＩ除去部、４０−１〜４０−Ｃｎ・・・コードチャネル信号検出部、４４−１〜４４−Ｃｎ・・・コードチャネルレプリカ生成部、４５・・・干渉レプリカ生成部、４６・・・伝搬路推定部、１００ａ〜１００ｃ・・・送信装置、２００ａ〜２００ｃ・・・受信装置
【図１】
0004854091.tif 000011
【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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