(57)【要約】使用する帯域制限フィルタの減衰特性に関わらず情報伝送効率を向上させることができるマルチキャリア送信装置。本装置において、ＢＰＦ（１２４、１２６）は、送信データの帯域を制限する。パディング位置算出部（１０２）は、ＢＰＦ（１２４、１２６）の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する。パディング部（１０３）は、パディング位置算出部（１０２）によって決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信装置において、
送信データの帯域を制限する制限手段と、
前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定手段と、
決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入手段と、
を有するマルチキャリア送信装置。
【請求項２】
パディングビットが挿入された送信データを前記複数のサブキャリアに割り当てる割当手段をさらに有し、
前記決定手段は、
送信データに挿入されるパディングビットが、送信データの割当が行われるときに前記複数のサブキャリアの帯域の端部のサブキャリアに配置されるよう、パディングビットの挿入位置を決定する、
請求の範囲１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項３】
パディングビットが挿入された送信データを拡散して拡散チップを生成する拡散手段と、
生成された拡散チップのうちパディングビットを構成する拡散チップを、前記複数のサブキャリアの帯域の両端部のサブキャリアに再配置する再配置手段と、
をさらに有する請求の範囲２記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項４】
前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアにパディングビットのみが割り当てられたときに前記一のサブキャリアの送信が行われないよう、送信データの送信を制御する制御手段をさらに有する、
請求の範囲１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項５】
送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信手段と、
前記挿入位置を特定する特定手段と、
受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディング手段と、
を有するマルチキャリア受信装置。
【請求項６】
送信データの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置において、複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信方法であって、
前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定ステップと、
決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入ステップと、
を有するマルチキャリア送信方法。
【請求項７】
送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信ステップと、
前記挿入位置を特定する特定ステップと、
受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディングステップと、
を有するマルチキャリア受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を適用した無線通信システムにおいて用いられる、マルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置、マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、有線通信並みの伝送データレート（例えば１００Ｍｂｐｓ）を実現することができる無線通信方式に関する検討が行われている。特に、例えば携帯電話用の無線通信システムであるセルラシステムと、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のようなホットスポット（孤立セル）と、に対応するために、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式とＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式とを組み合わせたＭＣ−ＣＤＭＡ方式が注目されている。【０００３】  以下、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式に基づく従来のマルチキャリア送信装置について概説する。【０００４】  図１Ａは、従来のマルチキャリア送信装置の構成の一例を示すブロック図であり、図１Ｂは、当該マルチキャリア送信装置と無線通信を行うマルチキャリア受信装置の構成の一例を示すブロック図である。このマルチキャリア送信装置１０においては、サブキャリア割り当て制御装置１１からの制御情報に基づいて、複数（例えばＡ本）のサブキャリアのうち所要の回線品質を満たすＢ本（Ｂは１以上Ａ以下の整数）のサブキャリアが使用される（例えば、特許文献１参照）。サブキャリア割り当て制御装置１１は、マルチキャリア受信装置２０のサブキャリア配置決定装置２８で回線品質測定の結果として選択されたサブキャリアに関するフィードバック情報に基づいて、サブキャリア割当てに関する制御情報を生成する。【０００５】  マルチキャリア送信装置１０の送信電力に関して、未使用となるサブキャリアの分の送信電力は、使用されるサブキャリアに割り当てられる。そして、逆フーリエ変換装置１６で送信データに対するＯＦＤＭ変調が行われ、ガードインターバル（ＧＩ）付加装置１７でＯＦＤＭ変調信号にＧＩが挿入された後、多重装置１８でＯＦＤＭ変調信号に制御情報が多重され、多重後の信号がマルチキャリア受信装置２０に送信される。【０００６】  一方、マルチキャリア受信装置２０では、分離装置２１で制御情報とＯＦＤＭ変調信号とを分離する。そして、ガードインターバル除去装置２３でＯＦＤＭ変調信号からＧＩが除去され、フーリエ変換装置２４でＯＦＤＭ復調が行われる。そして、逆サブキャリアマッピング装置２５でサブキャリア配置信号再生装置２２からの情報に基づいて有効サブキャリアを判別し、これにより受信信号が得られる。このように、所要の回線品質を満たすサブキャリアのみを使用して無線通信を行うことにより、情報の伝送効率を向上させる。【０００７】  また、例えば特許文献２には、送信データを周波数軸方向に拡散率Ｃで拡散することにより各シンボルをＣ本のサブキャリアに割り当てるマルチキャリア送信装置が開示されている。このマルチキャリア送信装置においては、１シンボルを割り当てられたＣ本のサブキャリアのうち受信品質の悪いＤ本のサブキャリアの分の送信電力を残りの（Ｃ−Ｄ）本のサブキャリアに割り当てる。このようにして、１シンボル分の全てのサブキャリアの送信が停止されてしまうことを避け、送信ビット数を保ちながら効率的に情報を伝送する。
【特許文献１】特開２００３−１５８５００号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、上記従来のマルチキャリア送信装置においては、無線送信処理を行う際に隣接チャネルへ漏洩する電力を抑えるための帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）が一般に必要であるが、そのフィルタ特性のうち特に減衰特性が考慮されていない。効率的な情報伝送を実現するには、フィルタ特性を考慮に入れることが重要であるにもかかわらず、フィルタ特性を考慮に入れたマルチキャリア送信に関する検討はあまり進んでいない。【０００９】  ここで、サブキャリア配置とフィルタ特性との関係について説明する。図２は、理想的なサブキャリア配置およびフィルタ特性を示す図である。周波数利用効率を最大限に高め且つ伝送効率を最大限に良くする方法は、隣接チャネルの境界までサブキャリアを配置し、減衰特性が理想的なフィルタ特性を持つＢＰＦを用いて帯域制限を行うことである。ところが、図２に示すようなフィルタ特性を持つＢＰＦを実現することは不可能であり、現実的なフィルタ特性を考慮する必要がある。例えば、図３に示すような周波数利用法が考えられる、すなわち、サブキャリア数を減らし、チャネル境界部にガードバンドを配置し、ガードバンド内で隣接チャネルへの干渉を抑えるためにＢＰＦによる帯域制限を行う。ただし、この方法では、周波数利用効率が制限されるため、情報伝送の効率化には一定の限界がある。【００１０】  また、図３に示すような減衰特性が比較的急峻なフィルタ特性も得られない場合、隣接チャネルに漏洩する電力が増大しないようにするには、図４に示すように、高周波側のカットオフ周波数と低周波数側のカットオフ周波数との間隔を狭める必要がある。この場合、使用帯域両端部のサブキャリアのＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は低くなり、その結果受信誤り率が高くなり得る。したがって、この場合も効率的な情報伝送が実現されているとは言えない。【００１１】  本発明の目的は、使用する帯域制限フィルタの減衰特性に関わらず情報伝送効率を向上させることができるマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置、マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア受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】
【００１２】  本発明のマルチキャリア送信装置は、複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信装置において、送信データの帯域を制限する制限手段と、前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定手段と、決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入手段と、を有する構成を採る。【００１３】  本発明のマルチキャリア受信装置は、送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信手段と、前記挿入位置を特定する特定手段と、受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディング手段と、を有する構成を採る。【００１４】  本発明のマルチキャリア送信方法は、送信データの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置において、複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信方法であって、前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定ステップと、決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入ステップと、を有するようにした。【００１５】  本発明のマルチキャリア受信方法は、送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信ステップと、前記挿入位置を特定する特定ステップと、受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディングステップと、を有するようにした
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、使用する帯域制限フィルタの減衰特性に関わらず情報伝送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】従来のマルチキャリア送信装置の構成の一例を示すブロック図
【図１Ｂ】従来のマルチキャリア受信装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】理想的なサブキャリア配置とフィルタ特性とを説明するための図
【図３】サブキャリア配置とフィルタ特性との従来例を説明するための図
【図４】サブキャリア配置とフィルタ特性との他の従来例を説明するための図
【図５】本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態のマルチキャリア送信装置における無線送信部の構成を示すブロック図
【図７】本実施の形態のマルチキャリア送信装置における送信制御部の構成を示すブロック図
【図８】本実施の形態のマルチキャリア送信装置により処理されるデータのフォーマットを示す図
【図９】本実施の形態のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図１０】本実施の形態のマルチキャリア受信装置における無線受信部の構成を示すブロック図
【図１１】本実施の形態のマルチキャリア送信装置の動作例を説明するための図
【図１２】本実施の形態のマルチキャリア送信装置におけるビット数算出部において算出されるパディングビット数の一覧を示す図
【図１３】本実施の形態のマルチキャリア送信装置の他の動作例を説明するための図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。【００１９】  図５は、本発明の一実施の形態に係るＭＣ−ＣＤＭＡ方式のマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図である。図５のマルチキャリア送信装置１００は、誤り訂正符号化部１０１、パディング位置算出部１０２、パディング部１０３、ディジタル変調部１０４、シリアルパラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１０５、コピー部１０６−１、…、１０６−ＮＣＯＰ、拡散部１０７−１、…、１０７−ＮＳＰＲ（ＮＳＰＲ＝ＮＣＯＰ）、送信制御部１０８、制御情報多重部１０９、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１１０、ＧＩ挿入部１１１、無線送信部１１２、アンテナ１１３およびビット数算出部１１４を有する。また、無線送信部１１２は、図６に示すように、Ｄ／Ａ（ディジタルアナログ変換）部１２１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２２、直交変調部１２３、ＢＰＦ１２４、ＭＩＸ部１２５、ＢＰＦ１２６およびＴｘＡｍｐ部１２７を有する。また、送信制御部１０８は、図７に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ部１３１および再配置部１３２を有する。なお、以下の説明において、コピー部１０６−１〜１０６−ＮＣＯＰについて述べるときは単に「コピー部１０６」と言い、拡散部１０７−１〜１０７−ＮＳＰＲについて述べるときは単に「拡散部１０７」と言う。【００２０】  誤り訂正符号化部１０１は、制御情報に含まれる符号化率情報に従って、送信するデータに対する誤り訂正符号化、例えばターボ符号化を行う。ここで、制御情報は、データに対して行われる各処理において必要な情報、例えば、データに対して適応的に設定された符号化率、拡散率および変調方式を示す情報ならびにパイロット信号などを含む。また、誤り訂正符号化部１０１に入力されるデータは、例えば図８に示すようなフォーマットを有する。図８に示すフォーマットでは、１コードの送信データに含まれるターボブロック数はＮＢＬＫであり、各ターボブロックに含まれるＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）数はＮＰＤＵである。また、１ＰＤＵは１４１オクテットの情報から成り、各ＰＤＵに付加されるＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）は２オクテットの情報から成る。【００２１】  ビット数算出部１１４は、制御情報に含まれる符号化率情報、拡散率情報および変調方式情報に基づいて、パケット毎のデータに挿入すべきパディングビット数を算出する。ここで、パディングビットとは、データ量がマルチキャリア送信装置１００の使用帯域に満たない場合にその不足分を補うための情報である。【００２２】  決定手段としてのパディング位置算出部１０２は、マルチキャリア送信装置１００の無線送信部１１２における無線送信処理に用いられる制限手段としてのＢＰＦ１２４、１２６のフィルタ特性に関する情報を予め取得している。また、そのフィルタ特性を考慮に入れて、ビット数算出部１１４によりビット数が算出されたパディングビットをデータ内のどの位置に挿入すべきか、つまりパディングビットの挿入位置を算出する。好ましくは、挿入位置は、使用帯域内の複数のサブキャリアのうち少なくとも一端部のサブキャリアにパディングビットが配置されるように、算出される。パディング位置算出部１０２は、算出された挿入位置へのパディングビット挿入の指示をパディング部１０３に出力する。なお、好ましくは、パディングビット数から一意に決定される挿入位置に関する情報は、パディング位置算出部１０２と通信相手との間で共有されている。また、好ましくは、算出された挿入位置に関する情報は、送信制御部１０８に通知される。【００２３】  挿入手段としてのパディング部１０３は、パディング位置算出部１０２からの指示に従って、誤り訂正符号化部１０１からのデータに、パディングビットを挿入する。ディジタル変調部１０４は、制御情報に含まれる変調方式情報に従って、パディング部１０３からのデータを変調する。【００２４】  Ｓ／Ｐ変換部１０５、コピー部１０６、拡散部１０７の組合せは、ディジタル変調されたデータを、マルチキャリア送信装置１００の使用帯域内の複数のサブキャリアに割り当てる割当て部を構成する。割当て部において、Ｓ／Ｐ変換部１０５は、ディジタル変調部１０４から受けたデータを、制御情報に含まれる拡散率情報に応じてシリアルパラレル変換する。コピー部１０６は、制御情報に含まれる拡散率情報に応じて、Ｓ／Ｐ変換部１０５から受けたデータを複製することによりデータ分配を行う。拡散部１０７は、制御情報に含まれる拡散率情報に従って、コピー部１０６からのデータを周波数軸方向に拡散する。なお、割当て部は、送信制御部１０８をさらに含んでも良い。【００２５】  送信制御部１０８は、拡散部１０７から受けたデータに対して後述する送信制御を行う。好ましくは、送信制御部１０８は、送信制御を行うときに、パディング位置算出部１０２から通知された挿入位置に関する情報を参照する。送信制御部１０８において、ＯＮ／ＯＦＦ部１３１は、サブキャリア毎のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、再配置部１３２は、拡散チップの再配置を行う。サブキャリア毎のＯＮ／ＯＦＦ制御および拡散チップの再配置については後で詳述する。【００２６】  制御情報多重部１０９は、送信制御部１０８からのデータに制御情報を多重する。ＩＦＦＴ部１１０は、制御情報多重部１０９から受けたデータに対してＩＦＦＴを行うことによりＯＦＤＭ変調を行う。ＧＩ挿入部１１１は、ＩＦＦＴ部１１０から受けたデータの所定位置にＧＩを挿入する。【００２７】  無線送信部１１２は、ＧＩ挿入部１１１から受けたデータに対して無線送信処理を施す。無線送信処理されたデータはアンテナ１１３を介して送信される。【００２８】  無線送信部１１２において、Ｄ／Ａ部１２１は、ＧＩ挿入部１１１からのデータをディジタルアナログ変換する。ＬＰＦ１２２は、Ｄ／Ａ部１２１からのデータを帯域制限する。直交変調部１２３は、ＬＰＦ１２２からのデータをベースバンド信号から中間周波数信号に変換する。ＢＰＦ１２４は、マルチキャリア送信装置１００の使用帯域に応じた固有の減衰特性を有し、直交変調部１２３からのデータを帯域制限する。ＭＩＸ部１２５は、ＢＰＦ１２４からのデータを直交変調し中間周波数信号から高周波数信号に変換する。ＢＰＦ１２６は、マルチキャリア送信装置１００の使用帯域に応じた固有の減衰特性を有し、ＭＩＸ部１２５からのデータを帯域制限する。ＴｘＡｍｐ部１２７は、ＢＰＦ１２６からのデータを増幅する。このようにしてパケット毎の送信信号が生成され、生成された送信信号は、アンテナ１１３より送信される。【００２９】  図９は、本実施の形態のマルチキャリア送信装置１００と無線通信を行うマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図である。図９のマルチキャリア受信装置１５０は、アンテナ１５１、無線受信部１５２、ＧＩ削除部１５３、ＦＦＴ部１５４、制御情報分離部１５５、逆拡散部１５６−１、…、１５６−ＮＤＥＳ、パラレルシリアル（Ｐ／Ｓ）変換部１５７、ディジタル復調部１５８、デパディング部１５９、デパディング位置算出部１６０、誤り訂正復号化部１６１およびビット数算出部１６２を有する。また、無線受信部１５２は、図１０に示すように、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１７１、ＭＩＸ部１７２、ＢＰＦ１７３、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１７４、直交復調部１７５、ＬＰＦ１７６およびＡ／Ｄ（アナログディジタル変換）部１７７を有する。なお、以下の説明において、逆拡散部１５６−１〜１５６−ＮＤＥＳ、について述べるときは単に「逆拡散部１５６」と言う。【００３０】  無線受信部１５２は、アンテナ１５１を介して受信されたデータに対して無線受信処理を施す。無線受信部１５２において、ＬＮＡ１７１は、アンテナ１５１で受信されたデータを増幅する。ＭＩＸ部１７２は、ＬＮＡ１７１からのデータを高周波数信号から中間周波数信号に変換する。ＢＰＦ１７３は、固有のフィルタ特性を有し、ＭＩＸ部１７２からのデータを帯域制限する。ＡＧＣ１７４は、ＢＰＦ１７３からのデータのゲインを調整する。直交復調部１７５は、ＡＧＣ１７４からのデータを直交復調し中間周波数信号からベースバンド信号に変換する。ＬＰＦ１７６は、直交復調部１７５からのデータを帯域制限する。Ａ／Ｄ部１７７は、ＬＰＦ１７６からのデータをアナログディジタル変換する。【００３１】  ＧＩ削除部１５３は、Ａ／Ｄ部１７７からのデータの所定位置に挿入されているＧＩを削除する。ＦＦＴ部１５４は、ＧＩ削除部１５３からのデータに対してＦＦＴを行うことによりＯＦＤＭ復調を行う。制御情報分離部１５５は、ＦＦＴ部１５４からのデータに多重されていた制御情報を分離する。逆拡散部１５６は、制御情報分離部１５５からのデータを、分離された制御情報に含まれる拡散率情報に従って逆拡散する。Ｐ／Ｓ変換部１５７は、逆拡散部１５６からのデータを、分離された制御情報に含まれる拡散率情報に応じてパラレルシリアル変換する。ディジタル復調部１５８は、分離された制御情報に含まれる変調方式情報に従ってディジタル復調する。【００３２】  ビット数算出部１６２は、分離された制御情報に含まれる変調方式情報、拡散率情報および符号化率情報に基づいて、受信されたデータに挿入されているパディングビット数を算出する。【００３３】  特定手段としてのデパディング位置算出部１６０は、パディング位置算出部１０２によりパディングビット数に応じて一意に決定される挿入位置に関する情報を予め取得している、つまり挿入位置情報はパディング位置算出部１０２とデパディング位置算出部１６０との間で共有されている。このように、パディングビットの挿入位置が使用帯域内の複数のサブキャリアのうち少なくとも一端部のサブキャリアに配置されるように決定されているデータを、パディングビットの挿入ビット数および挿入位置に関する情報をマルチキャリア送信装置１００から受けることなく受信することができるため、当該制御情報の無線伝送の必要性をなくすことができる。【００３４】  また、デパディング位置算出部１６０は、データに挿入されているパディングビットの挿入位置を特定する。つまり、ビット数算出部１６２からパディングビット数の通知を受けるとともに挿入位置情報を参照することにより、パディングビットの削除位置を算出する。また、算出された削除位置からのパディングビット削除の指示をデパディング部１５９に出力する。【００３５】  デパディング部１５９は、デパディング位置算出部１６０からの指示に従って、ディジタル復調部１５８からのデータからパディングビットを削除する。誤り訂正復号化部１６１は、分離された制御情報に含まれる符号化率情報に従って、デパディング部１５９からのデータに対して誤り訂正復号化を施す。【００３６】  次いで、上記構成を有するマルチキャリア送信装置１００における動作について、２つの例を挙げて説明する。【００３７】  なお、２つの動作説明を理解しやすくするために、下記の条件を前提とする。まず、誤り訂正符号化方式にはターボ符号化を採用し、ターボ符号は３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔｓ）規格に準拠したものとする。つまり、最大ブロックサイズは５１１４ビットであり、符号化後のデータに対して１２ビットのテイルビットが付加される。５１１４ビットを超過するサイズのデータを符号化する場合には、そのデータを等分割し各分割データが５１１４ビット以下となるようにする。１ＰＤＵ＝１４１オクテット＝１１２８ビットであり、１ＰＤＵあたり１６ビットのＣＲＣが付加されることから、符号化前の送信ビットは１１４４（＝１１２８＋１６）の倍数となり、かつ、ターボ符号化における最大ブロックサイズが５１１４ビットであるため、ＮＰＤＵは、４以下となる。【００３８】  また、図１１に示すように、１パケットのＯＦＤＭシンボル数ＮＯＦＤＭは４８とし、使用帯域内のサブキャリア数ＮＳＵＢは７６８とし、かつ、コード多重数ＮＣＯＤＥは１とし、拡散は周波数軸方向のみの拡散とし、その拡散率ＳＦは４とし、ディジタル変調方式にＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を設定し、誤り訂正符号化における符号化率Ｒは１／２とする。また、ＮＯＦＤＭ＝４８およびＮＳＵＢ＝７６８であるため、１パケットのデータにおける最大送信チップ数は３６８６４（＝４８×７６８）となる。また、ＳＦ＝４であるため、最大送信シンボル数は９２１６（＝３６８６４／４）となる。また、ディジタル変調方式がＱＰＳＫである、つまり１送信シンボルあたり２ビットとなり、パディングビット挿入後の最大送信ビット数は１８４３２（＝９２１６×２）となる。【００３９】  また、入力されるデータのターボブロック数ＮＢＬＫは２とし、各ターボブロック内の��ＤＵ数ＮＰＤＵは４とする。【００４０】  ちなみに、変調方式、符号化率および拡散率に関する前述の前提条件以外の場合でもマルチキャリア送信装置１００は動作可能である。１コードあたりのパディングビット数は、様々な変調方式、符号化率および拡散率の組合せに対応して算出される。図１２は、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の変調方式と、１／２または３／４の符号化率と、１または４の拡散率と、を考慮する場合において、ビット数算出部１１４で算出される１コードあたりのパディングビット数の一覧を示す図である。【００４１】  以下、第１の動作例について説明する。誤り訂正符号化部１０１には、ＮＰＤＵ＝４およびＮＢＬＫ＝２のデータが入力される。また、Ｒ＝１／２となっているため、誤り訂正符号化部１０１から出力されるデータの全送信ビット数は、（１１４４×ＮＰＤＵ×１／Ｒ＋１２）×ＮＢＬＫ＝１８３２８ビットとなる。したがって、ビット数算出部１１４で算出されるパディングビット数は、最大送信ビット数（１８４３２ビット）と全送信ビット数（１８３２８ビット）との差、すなわち１０４ビットとなる。この１０４ビットのパディングビットが送信データに付加されることとなる。なお、１０４ビットのパディングビットは、ＱＰＳＫ変調が行われる場合は５２送信シンボルに相当する。【００４２】  このようにしてパディングビット数が求められると、次に、パディング位置算出部１０２でパディングビットの挿入位置が決定される。本実施の形態ではＮＯＦＤＭ＝４８としている。よって、本実施の形態では、パディングビット（１０４ビット：５２送信シンボル）を、９６ビット（４８送信シンボル）から成る第１のグループと、８ビット（４送信シンボル）から成る第２のグループと、に分割して扱う。そして、第１のグループに属する４８送信シンボルのパディングビットが、割当て部による割当て処理が行われるときに使用帯域内の一端部のサブキャリア（つまり、サブキャリア＃１〜＃４）に配置されるように、パディングビットの挿入位置を決定する。また、第２のグループに属する４送信シンボルのパディングビットが、割当て部により割当て処理が行われるときに使用帯域内の他端部のサブキャリア（つまり、サブキャリア＃７６５〜＃７６８）に配置されるように、パディングビットの挿入位置を決定する。また、好ましくは、第２グループに属する４送信シンボルが、ＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４８のうちデータ先頭側のＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４にそれぞれ配置されるように、パディングビットの挿入位置を決定する。ただし、１つのグループに属するパディングビットの送信シンボル数がＯＦＤＭシンボル数よりも小である場合の送信シンボルの配置については、前述のものに限定されない。【００４３】  そして、パディングビットの挿入位置を示した指示がパディング位置算出部１０２からパディング部１０３に入力される。パディング部１０３では、その指示に従って、パディングビットのデータへの挿入が行われる。本実施の形態の場合は、先頭側のＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４の各々を構成するデータについては、最初に２ビット（１送信シンボル）のパディング��ットを挿入し、続いて３８０ビット（１９０送信シンボル）の誤り訂正符号化データを挟んで２ビット（１送信シンボル）のパディングビットを挿入する。また、ＯＦＤＭシンボル＃５〜＃４８については、最初に２ビット（１送信シンボル）のパディングビットを挿入し、その次に３８２ビット（１９１送信シンボル）の誤り訂正符号化データを配置する。【００４４】  そして、ディジタル変調部１０４でＱＰＳＫ変調が行われる。ＱＰＳＫ変調後の１ＯＦＤＭシンボルには、１９２送信シンボル（３８４ビット）が存在する。そして、Ｓ／Ｐ変換部１０５でシリアルパラレル変換が行われる。本実施の形態では拡散率ＳＦを４としている。よって、ＱＰＳＫ変調されたデータの連続する１９２送信シンボルを先頭から順にシリアルパラレル変換する。シリアルパラレル変換されたデータの各送信シンボルは４つに複製される。複製された各送信シンボルは、拡散部１０７で周波数方向に拡散される。このようにして、データが各サブキャリア＃１〜＃７６８に割り当てられる。【００４５】  前述の一連の処理を実行することにより、全てのＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４８において少なくとも一端側のサブキャリア＃１〜＃４にパディングビットを配置させることができ、さらに、ＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４については、両端側のサブキャリア＃１〜＃４、＃７６５〜＃７６８にパディングビットを配置させることができる。【００４６】  そして、送信制御部１０８のＯＮ／ＯＦＦ部１３１で、サブキャリア毎の送信制御を行う。この例において、サブキャリア＃１〜＃４の信号は、パディングビットのみで構成されているため、サブキャリア＃１〜＃４の送信をオフとする、つまり送信振幅をゼロとする。これにより、無駄な送信電力の浪費を防止することができる。【００４７】  次いで、第２の動作例について説明する。第２の動作例では、上記第１の動作例と同様の処理が行われるが、第１の動作例との相違点として、割当て部によるデータ割当てが行われた後に送信制御部１０８の再配置部１３２で拡散チップの再配置が行われる。再配置部１３２では、周波数軸方向の拡散率ＳＦが４以上の場合に、パディングビットを構成する拡散チップを２等分しそれぞれが両端側のサブキャリアにマッピングされるよう再配置する。【００４８】  第１の動作例で説明したデータ割当てによれば、ＯＦＤＭシンボル＃５〜＃４８については、使用帯域の一端側のサブキャリア（すなわちサブキャリア＃７６８）にはパディングビットが配置されていない。そこで、再配置部１３２では、図１３に示すように、拡散された４チップの信号（つまりサブキャリア＃１〜＃４に割り当てられていた送信シンボル＃１）を、２チップずつに等分し、チップ＃１〜＃２をそれぞれサブキャリア＃１〜＃２に割り当て、チップ＃３〜＃４をそれぞれサブキャリア＃７６７〜＃７６８に割り当てる。算出された挿入ビット数の関係で一端側のサブキャリアの信号がパディングビットのみで構成されない場合は当該サブキャリアのＣＮＲ特性劣化による影響を受ける場合があるが、拡散チップの再配置を行うことにより、算出された挿入個数に起因して発生し得るＣＮＲ特性劣化の影響を回避することができる。【００４９】  このように、��実施の形態によれば、１パケットの送信データにおけるパディングビットの挿入位置を、送信データの割当てが行われるときに使用帯域の少なくとも一端部のサブキャリア＃１〜＃４に配置されるように決定する、すなわち、ＢＰＦ１２４、１２６のフィルタ特性にばらつきが含まれていてもそれを考慮に入れたマルチキャリア送信処理が行われるため、フィルタ特性に関わらず情報伝送効率を向上させることができる。また、使用するＢＰＦ１２４、１２６に対する要求性能を高くする必要がなくなるため、製造コストを削減することができる。【００５０】  また、本実施の形態によれば、パディングビットの挿入位置が少なくとも一端部のサブキャリア＃１〜＃４に配置されるように決定されている送信データを、挿入ビット数および挿入位置に関する情報をマルチキャリア送信装置１００から通知することなくマルチキャリア受信装置１５０で受信することができるため、当該情報の無線伝送の必要性をなくすことができ、余分な無線リソースおよび送信電力を必要としない効率的な情報通信を可能にする。【００５１】  なお、本実施の形態では、周波数軸方向の拡散が行われているが、拡散方法はこれに限定されない。本発明は、時間軸方向の拡散が行われるマルチキャリア送信装置にも適用可能であり、周波数軸方向および時間軸方向の二次元拡散が行われるマルチキャリア送信装置にも適用可能である。【００５２】  本明細書は、２００４年５月６日出願の特願２００４−１３７７６１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００５３】  本発明のマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置、マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア受信方法は、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式を適用した無線通信システムにおいて有用である。
【図１Ａ】
2005109709.tif 000002
【図１Ｂ】
2005109709.tif 000003
【図２】
2005109709.tif 000004
【図３】
2005109709.tif 000005
【図４】
2005109709.tif 000006
【図５】
2005109709.tif 000007
【図６】
2005109709.tif 000008
【図７】
2005109709.tif 000009
【図８】
2005109709.tif 000010
【図９】
2005109709.tif 000011
【図１０】
2005109709.tif 000012
【図１１】
2005109709.tif 000013
【図１２】
2005109709.tif 000014
【図１３】
2005109709.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月18日(2006.10.18)
【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】
複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信装置において、
送信データの帯域を制限する制限手段と、
前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定手段と、
決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入手段と、
を有するマルチキャリア送信装置。
【請求項２】
パディングビットが挿入された送信データを前記複数のサブキャリアに割り当てる割当手段をさらに有し、
前記決定手段は、
送信データに挿入されるパディングビットが、送信データの割当が行われるときに前記複数のサブキャリアの帯域の端部のサブキャリアに配置されるよう、パディングビットの挿入位置を決定する、
請求の範囲１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項３】
パディングビットが挿入された送信データを拡散して拡散チップを生成する拡散手段と、
生成された拡散チップのうちパディングビットを構成する拡散チップを、前記複数のサブキャリアの帯域の両端部のサブキャリアに再配置する再配置手段と、
をさらに有する請求の範囲２記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項４】
前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアにパディングビットのみが割り当てられたときに前記一のサブキャリアの送信が行われないよう、送信データの送信を制御する制御手段をさらに有する、
請求の範囲１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項５】
送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信手段と、
前記挿入位置を特定する特定手段と、
受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディング手段と、
を有するマルチキャリア受信装置。
【請求項６】
送信データの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置において、複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信方法であって、
前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定ステップと、
決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入ステップと、
を有するマルチキャリア送信方法。
【請求項７】
送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信ステップと、
前記挿入位置を特定する特定ステップと、
受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディングステップと、
を有するマルチキャリア受信方法。
【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、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier - Code Division Multiple Access）方式を適用した無線通信システムにおいて用いられる、マルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置、マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有線通信並みの伝送データレート（例えば100Mbps）を実現することができる無線通信方式に関する検討が行われている。特に、例えば携帯電話用の無線通信システムであるセルラシステムと、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）のようなホットスポット（孤立セル）と、に対応するために、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式とＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式とを組み合わせたＭＣ−ＣＤＭＡ方式が注目されている。
【０００３】
以下、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式に基づく従来のマルチキャリア送信装置について概説する。
【０００４】
図１Ａは、従来のマルチキャリア送信装置の構成の一例を示すブロック図であり、図１Ｂは、当該マルチキャリア送信装置と無線通信を行うマルチキャリア受信装置の構成の一例を示すブロック図である。このマルチキャリア送信装置１０においては、サブキャリア割り当て制御装置１１からの制御情報に基づいて、複数（例えばＡ本）のサブキャリアのうち所要の回線品質を満たすＢ本（Ｂは１以上Ａ以下の整数）のサブキャリアが使用される（例えば、特許文献１参照）。サブキャリア割り当て制御装置１１は、マルチキャリア受信装置２０のサブキャリア配置決定装置２８で回線品質測定の結果として選択されたサブキャリアに関するフィードバック情報に基づいて、サブキャリア割当てに関する制御情報を生成する。
【０００５】
マルチキャリア送信装置１０の送信電力に関して、未使用となるサブキャリアの分の送信電力は、使用されるサブキャリアに割り当てられる。そして、逆フーリエ変換装置１６で送信データに対するＯＦＤＭ変調が行われ、ガードインターバル（ＧＩ）付加装置１７でＯＦＤＭ変調信号にＧＩが挿入された後、多重装置１８でＯＦＤＭ変調信号に制御情報が多重され、多重後の信号がマルチキャリア受信装置２０に送信される。
【０００６】
一方、マルチキャリア受信装置２０では、分離装置２１で制御情報とＯＦＤＭ変調信号とを分離する。そして、ガードインターバル除去装置２３でＯＦＤＭ変調信号からＧＩが除去され、フーリエ変換装置２４でＯＦＤＭ復調が行われる。そして、逆サブキャリアマッピング装置２５でサブキャリア配置信号再生装置２２からの情報に基づいて有効サブキャリアを判別し、これにより受信信号が得られる。このように、所要の回線品質を満たすサブキャリアのみを使用して無線通信を行うことにより、情報の伝送効率を向上させる。
【０００７】
また、例えば特許文献２には、送信データを周波数軸方向に拡散率Ｃで拡散することにより各シンボルをＣ本のサブキャリアに割り当てるマルチキャリア送信装置が開示されている。このマルチキャリア送信装置においては、１シンボルを割り当てられたＣ本のサブキャリアのうち受信品質の悪いＤ本のサブキャリアの分の送信電力を残りの（Ｃ−Ｄ）本のサブキャリアに割り当てる。このようにして、１シンボル分の全てのサブキャリアの送信が停止されてしまうことを避け、送信ビット数を保ちながら効率的に情報を伝送する。
【特許文献１】特開２００３−１５８５００号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のマルチキャリア送信装置においては、無線送信処理を行う際に隣接チャネルへ漏洩する電力を抑えるための帯域制限フィルタ（ＢＰＦ）が一般に必要であるが、そのフィルタ特性のうち特に減衰特性が考慮されていない。効率的な情報伝送を実現するには、フィルタ特性を考慮に入れることが重要であるにもかかわらず、フィルタ特性を考慮に入れたマルチキャリア送信に関する検討はあまり進んでいない。
【０００９】
ここで、サブキャリア配置とフィルタ特性との関係について説明する。図２は、理想的なサブキャリア配置およびフィルタ特性を示す図である。周波数利用効率を最大限に高め且つ伝送効率を最大限に良くする方法は、隣接チャネルの境界までサブキャリアを配置し、減衰特性が理想的なフィルタ特性を持つＢＰＦを用いて帯域制限を行うことである。ところが、図２に示すようなフィルタ特性を持つＢＰＦを実現することは不可能であり、現実的なフィルタ特性を考慮する必要がある。例えば、図３に示すような周波数利用法が考えられる、すなわち、サブキャリア数を減らし、チャネル境界部にガードバンドを配置し、ガードバンド内で隣接チャネルへの干渉を抑えるためにＢＰＦによる帯域制限を行う。ただし、この方法では、周波数利用効率が制限されるため、情報伝送の効率化には一定の限界がある。
【００１０】
また、図３に示すような減衰特性が比較的急峻なフィルタ特性も得られない場合、隣接チャネルに漏洩する電力が増大しないようにするには、図４に示すように、高周波側のカットオフ周波数と低周波数側のカットオフ周波数との間隔を狭める必要がある。この場合、使用帯域両端部のサブキャリアのＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）は低くなり、その結果受信誤り率が高くなり得る。したがって、この場合も効率的な情報伝送が実現されているとは言えない。
【００１１】
本発明の目的は、使用する帯域制限フィルタの減衰特性に関わらず情報伝送効率を向上させることができるマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置、マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア受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】
【００１２】
本発明のマルチキャリア送信装置は、複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信装置において、送信データの帯域を制限する制限手段と、前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定手段と、決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入手段と、を有する構成を採る。
【００１３】
本発明のマルチキャリア受信装置は、送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信手段と、前記挿入位置を特定する特定手段と、受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディング手段と、を有する構成を採る。
【００１４】
本発明のマルチキャリア送信方法は、送信データの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置において、複数のサブキャリアを用いて送信データを送信するマルチキャリア送信方法であって、前記制限手段の減衰特性に基づいて、送信データに挿入するパディングビットの挿入位置を決定する決定ステップと、決定された挿入位置に、パディングビットを挿入する挿入ステップと、を有するようにした。
【００１５】
本発明のマルチキャリア受信方法は、送信するデータの帯域を制限する制限手段を有するマルチキャリア送信装置から複数のサブキャリアを用いて送信されたデータであって、前記制限手段の減衰特性に基づいて決定された挿入位置にパディングビットが挿入されたデータを受信する受信ステップと、前記挿入位置を特定する特定ステップと、受信されたデータから、特定された挿入位置に挿入されたパディングビットを除去するデパディングステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、使用する帯域制限フィルタの減衰特性に関わらず情報伝送効率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】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図５は、本発明の一実施の形態に係るＭＣ−ＣＤＭＡ方式のマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図である。図５のマルチキャリア送信装置１００は、誤り訂正符号化部１０１、パディング位置算出部１０２、パディング部１０３、ディジタル変調部１０４、シリアルパラレル（Ｓ／Ｐ）変換部１０５、コピー部１０６−１、…、１０６−ＮＣＯＰ、拡散部１０７−１、…、１０７−ＮＳＰＲ（ＮＳＰＲ＝ＮＣＯＰ）、送信制御部１０８、制御情報多重部１０９、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１１０、ＧＩ挿入部１１１、無線送信部１１２、アンテナ１１３およびビット数算出部１１４を有する。また、無線送信部１１２は、図６に示すように、Ｄ／Ａ（ディジタルアナログ変換）部１２１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２２、直交変調部１２３、ＢＰＦ１２４、ＭＩＸ部１２５、ＢＰＦ１２６およびＴｘＡｍｐ部１２７を有する。また、送信制御部１０８は、図７に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ部１３１および再配置部１３２を有する。なお、以下の説明において、コピー部１０６−１〜１０６−ＮＣＯＰについて述べるときは単に「コピー部１０６」と言い、拡散部１０７−１〜１０７−ＮＳＰＲについて述べるときは単に「拡散部１０７」と言う。
【００１９】
誤り訂正符号化部１０１は、制御情報に含まれる符号化率情報に従って、送信するデータに対する誤り訂正符号化、例えばターボ符号化を行う。ここで、制御情報は、データに対して行われる各処理において必要な情報、例えば、データに対して適応的に設定された符号化率、拡散率および変調方式を示す情報ならびにパイロット信号などを含む。また、誤り訂正符号化部１０１に入力されるデータは、例えば図８に示すようなフォーマットを有する。図８に示すフォーマットでは、１コードの送信データに含まれるターボブロック数はＮＢＬＫであり、各ターボブロックに含まれるＰＤＵ（Protocol Data Unit）数はＮＰＤＵである。また、１ＰＤＵは１４１オクテットの情報から成り、各ＰＤＵに付加されるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）は２オクテットの情報から成る。
【００２０】
ビット数算出部１１４は、制御情報に含まれる符号化率情報、拡散率情報および変調方式情報に基づいて、パケット毎のデータに挿入すべきパディングビット数を算出する。ここで、パディングビットとは、データ量がマルチキャリア送信装置１００の使用帯域に満たない場合にその不足分を補うための情報である。
【００２１】
決定手段としてのパディング位置算出部１０２は、マルチキャリア送信装置１００の無線送信部１１２における無線送信処理に用いられる制限手段としてのＢＰＦ１２４、１２６のフィルタ特性に関する情報を予め取得している。また、そのフィルタ特性を考慮に入れて、ビット数算出部１１４によりビット数が算出されたパディングビットをデータ内のどの位置に挿入すべきか、つまりパディングビットの挿入位置を算出する。好ましくは、挿入位置は、使用帯域内の複数のサブキャリアのうち少なくとも一端部のサブキャリアにパディングビットが配置されるように、算出される。パディング位置算出部１０２は、算出された挿入位置へのパディングビット挿入の指示をパディング部１０３に出力する。なお、好ましくは、パディングビット数から一意に決定される挿入位置に関する情報は、パディング位置算出部１０２と通信相手との間で共有されている。また、好ましくは、算出された挿入位置に関する情報は、送信制御部１０８に通知される。
【００２２】
挿入手段としてのパディング部１０３は、パディング位置算出部１０２からの指示に従って、誤り訂正符号化部１０１からのデータに、パディングビットを挿入する。ディジタル変調部１０４は、制御情報に含まれる変調方式情報に従って、パディング部１０３からのデータを変調する。
【００２３】
Ｓ／Ｐ変換部１０５、コピー部１０６、拡散部１０７の組合せは、ディジタル変調されたデータを、マルチキャリア送信装置１００の使用帯域内の複数のサブキャリアに割り当てる割当て部を構成する。割当て部において、Ｓ／Ｐ変換部１０５は、ディジタル変調部１０４から受けたデータを、制御情報に含まれる拡散率情報に応じてシリアルパラレル変換する。コピー部１０６は、制御情報に含まれる拡散率情報に応じて、Ｓ／Ｐ変換部１０５から受けたデータを複製することによりデータ分配を行う。拡散部１０７は、制御情報に含まれる拡散率情報に従って、コピー部１０６からのデータを周波数軸方向に拡散する。なお、割当て部は、送信制御部１０８をさらに含んでも良い。
【００２４】
送信制御部１０８は、拡散部１０７から受けたデータに対して後述する送信制御を行う。好ましくは、送信制御部１０８は、送信制御を行うときに、パディング位置算出部１０２から通知された挿入位置に関する情報を参照する。送信制御部１０８において、ＯＮ／ＯＦＦ部１３１は、サブキャリア毎のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、再配置部１３２は、拡散チップの再配置を行う。サブキャリア毎のＯＮ／ＯＦＦ制御および拡散チップの再配置については後で詳述する。
【００２５】
制御情報多重部１０９は、送信制御部１０８からのデータに制御情報を多重する。ＩＦ
ＦＴ部１１０は、制御情報多重部１０９から受けたデータに対してＩＦＦＴを行うことによりＯＦＤＭ変調を行う。ＧＩ挿入部１１１は、ＩＦＦＴ部１１０から受けたデータの所定位置にＧＩを挿入する。
【００２６】
無線送信部１１２は、ＧＩ挿入部１１１から受けたデータに対して無線送信処理を施す。無線送信処理されたデータはアンテナ１１３を介して送信される。
【００２７】
無線送信部１１２において、Ｄ／Ａ部１２１は、ＧＩ挿入部１１１からのデータをディジタルアナログ変換する。ＬＰＦ１２２は、Ｄ／Ａ部１２１からのデータを帯域制限する。直交変調部１２３は、ＬＰＦ１２２からのデータをベースバンド信号から中間周波数信号に変換する。ＢＰＦ１２４は、マルチキャリア送信装置１００の使用帯域に応じた固有の減衰特性を有し、直交変調部１２３からのデータを帯域制限する。ＭＩＸ部１２５は、ＢＰＦ１２４からのデータを直交変調し中間周波数信号から高周波数信号に変換する。ＢＰＦ１２６は、マルチキャリア送信装置１００の使用帯域に応じた固有の減衰特性を有し、ＭＩＸ部１２５からのデータを帯域制限する。ＴｘＡｍｐ部１２７は、ＢＰＦ１２６からのデータを増幅する。このようにしてパケット毎の送信信号が生成され、生成された送信信号は、アンテナ１１３より送信される。
【００２８】
図９は、本実施の形態のマルチキャリア送信装置１００と無線通信を行うマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図である。図９のマルチキャリア受信装置１５０は、アンテナ１５１、無線受信部１５２、ＧＩ削除部１５３、ＦＦＴ部１５４、制御情報分離部１５５、逆拡散部１５６−１、…、１５６−ＮＤＥＳ、パラレルシリアル（Ｐ／Ｓ）変換部１５７、ディジタル復調部１５８、デパディング部１５９、デパディング位置算出部１６０、誤り訂正復号化部１６１およびビット数算出部１６２を有する。また、無線受信部１５２は、図１０に示すように、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１７１、ＭＩＸ部１７２、ＢＰＦ１７３、ＡＧＣ（Automatic Gain Controller）１７４、直交復調部１７５、ＬＰＦ１７６およびＡ／Ｄ（アナログディジタル変換）部１７７を有する。なお、以下の説明において、逆拡散部１５６−１〜１５６−ＮＤＥＳ、について述べるときは単に「逆拡散部１５６」と言う。
【００２９】
無線受信部１５２は、アンテナ１５１を介して受信されたデータに対して無線受信処理を施す。無線受信部１５２において、ＬＮＡ１７１は、アンテナ１５１で受信されたデータを増幅する。ＭＩＸ部１７２は、ＬＮＡ１７１からのデータを高周波数信号から中間周波数信号に変換する。ＢＰＦ１７３は、固有のフィルタ特性を有し、ＭＩＸ部１７２からのデータを帯域制限する。ＡＧＣ１７４は、ＢＰＦ１７３からのデータのゲインを調整する。直交復調部１７５は、ＡＧＣ１７４からのデータを直交復調し中間周波数信号からベースバンド信号に変換する。ＬＰＦ１７６は、直交復調部１７５からのデータを帯域制限する。Ａ／Ｄ部１７７は、ＬＰＦ１７６からのデータをアナログディジタル変換する。
【００３０】
ＧＩ削除部１５３は、Ａ／Ｄ部１７７からのデータの所定位置に挿入されているＧＩを削除する。ＦＦＴ部１５４は、ＧＩ削除部１５３からのデータに対してＦＦＴを行うことによりＯＦＤＭ復調を行う。制御情報分離部１５５は、ＦＦＴ部１５４からのデータに多重されていた制御情報を分離する。逆拡散部１５６は、制御情報分離部１５５からのデータを、分離された制御情報に含まれる拡散率情報に従って逆拡散する。Ｐ／Ｓ変換部１５７は、逆拡散部１５６からのデータを、分離された制御情報に含まれる拡散率情報に応じてパラレルシリアル変換する。ディジタル復調部１５８は、分離された制御情報に含まれる変調方式情報に従ってディジタル復調する。
【００３１】
ビット数算出部１６２は、分離された制御情報に含まれる変調方式情報、拡散率情報および符号化率情報に基づいて、受信されたデータに挿入されているパディングビット数を
算出する。
【００３２】
特定手段としてのデパディング位置算出部１６０は、パディング位置算出部１０２によりパディングビット数に応じて一意に決定される挿入位置に関する情報を予め取得している、つまり挿入位置情報はパディング位置算出部１０２とデパディング位置算出部１６０との間で共有されている。このように、パディングビットの挿入位置が使用帯域内の複数のサブキャリアのうち少なくとも一端部のサブキャリアに配置されるように決定されているデータを、パディングビットの挿入ビット数および挿入位置に関する情報をマルチキャリア送信装置１００から受けることなく受信することができるため、当該制御情報の無線伝送の必要性をなくすことができる。
【００３３】
また、デパディング位置算出部１６０は、データに挿入されているパディングビットの挿入位置を特定する。つまり、ビット数算出部１６２からパディングビット数の通知を受けるとともに挿入位置情報を参照することにより、パディングビットの削除位置を算出する。また、算出された削除位置からのパディングビット削除の指示をデパディング部１５９に出力する。
【００３４】
デパディング部１５９は、デパディング位置算出部１６０からの指示に従って、ディジタル復調部１５８からのデータからパディングビットを削除する。誤り訂正復号化部１６１は、分離された制御情報に含まれる符号化率情報に従って、デパディング部１５９からのデータに対して誤り訂正復号化を施す。
【００３５】
次いで、上記構成を有するマルチキャリア送信装置１００における動作について、２つの例を挙げて説明する。
【００３６】
なお、２つの動作説明を理解しやすくするために、下記の条件を前提とする。まず、誤り訂正符号化方式にはターボ符号化を採用し、ターボ符号は３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Projects）規格に準拠したものとする。つまり、最大ブロックサイズは５１１４ビットであり、符号化後のデータに対して１２ビットのテイルビットが付加される。５１１４ビットを超過するサイズのデータを符号化する場合には、そのデータを等分割し各分割データが５１１４ビット以下となるようにする。１ＰＤＵ＝１４１オクテット＝１１２８ビットであり、１ＰＤＵあたり１６ビットのＣＲＣが付加されることから、符号化前の送信ビットは１１４４（＝１１２８＋１６）の倍数となり、かつ、ターボ符号化における最大ブロックサイズが５１１４ビットであるため、ＮＰＤＵは、４以下となる。
【００３７】
また、図１１に示すように、１パケットのＯＦＤＭシンボル数ＮＯＦＤＭは４８とし、使用帯域内のサブキャリア数ＮＳＵＢは７６８とし、かつ、コード多重数ＮＣＯＤＥは１とし、拡散は周波数軸方向のみの拡散とし、その拡散率ＳＦは４とし、ディジタル変調方式にＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を設定し、誤り訂正符号化における符号化率Ｒは１／２とする。また、ＮＯＦＤＭ＝４８およびＮＳＵＢ＝７６８であるため、１パケットのデータにおける最大送信チップ数は３６８６４（＝４８×７６８）となる。また、ＳＦ＝４であるため、最大送信シンボル数は９２１６（＝３６８６４／４）となる。また、ディジタル変調方式がＱＰＳＫである、つまり１送信シンボルあたり２ビットとなり、パディングビット挿入後の最大送信ビット数は１８４３２（＝９２１６×２）となる。
【００３８】
また、入力されるデータのターボブロック数ＮＢＬＫは２とし、各ターボブロック内のＰＤＵ数ＮＰＤＵは４とする。
【００３９】
ちなみに、変調方式、符号化率および拡散率に関する前述の前提条件以外の場合でもマ
ルチキャリア送信装置１００は動作可能である。１コードあたりのパディングビット数は、様々な変調方式、符号化率および拡散率の組合せに対応して算出される。図１２は、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の変調方式と、１／２または３／４の符号化率と、１または４の拡散率と、を考慮する場合において、ビット数算出部１１４で算出される１コードあたりのパディングビット数の一覧を示す図である。
【００４０】
以下、第１の動作例について説明する。誤り訂正符号化部１０１には、ＮＰＤＵ＝４およびＮＢＬＫ＝２のデータが入力される。また、Ｒ＝１／２となっているため、誤り訂正符号化部１０１から出力されるデータの全送信ビット数は、（１１４４×ＮＰＤＵ×１／Ｒ＋１２）×ＮＢＬＫ＝１８３２８ビットとなる。したがって、ビット数算出部１１４で算出されるパディングビット数は、最大送信ビット数（１８４３２ビット）と全送信ビット数（１８３２８ビット）との差、すなわち１０４ビットとなる。この１０４ビットのパディングビットが送信データに付加されることとなる。なお、１０４ビットのパディングビットは、ＱＰＳＫ変調が行われる場合は５２送信シンボルに相当する。
【００４１】
このようにしてパディングビット数が求められると、次に、パディング位置算出部１０２でパディングビットの挿入位置が決定される。本実施の形態ではＮＯＦＤＭ＝４８としている。よって、本実施の形態では、パディングビット（１０４ビット：５２送信シンボル）を、９６ビット（４８送信シンボル）から成る第１のグループと、８ビット（４送信シンボル）から成る第２のグループと、に分割して扱う。そして、第１のグループに属する４８送信シンボルのパディングビットが、割当て部による割当て処理が行われるときに使用帯域内の一端部のサブキャリア（つまり、サブキャリア＃１〜＃４）に配置されるように、パディングビットの挿入位置を決定する。また、第２のグループに属する４送信シンボルのパディングビットが、割当て部により割当て処理が行われるときに使用帯域内の他端部のサブキャリア（つまり、サブキャリア＃７６５〜＃７６８）に配置されるように、パディングビットの挿入位置を決定する。また、好ましくは、第２グループに属する４送信シンボルが、ＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４８のうちデータ先頭側のＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４にそれぞれ配置されるように、パディングビットの挿入位置を決定する。ただし、１つのグループに属するパディングビットの送信シンボル数がＯＦＤＭシンボル数よりも小である場合の送信シンボルの配置については、前述のものに限定されない。
【００４２】
そして、パディングビットの挿入位置を示した指示がパディング位置算出部１０２からパディング部１０３に入力される。パディング部１０３では、その指示に従って、パディングビットのデータへの挿入が行われる。本実施の形態の場合は、先頭側のＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４の各々を構成するデータについては、最初に２ビット（１送信シンボル）のパディングビットを挿入し、続いて３８０ビット（１９０送信シンボル）の誤り訂正符号化データを挟んで２ビット（１送信シンボル）のパディングビットを挿入する。また、ＯＦＤＭシンボル＃５〜＃４８については、最初に２ビット（１送信シンボル）のパディングビットを挿入し、その次に３８２ビット（１９１送信シンボル）の誤り訂正符号化データを配置する。
【００４３】
そして、ディジタル変調部１０４でＱＰＳＫ変調が行われる。ＱＰＳＫ変調後の１ＯＦＤＭシンボルには、１９２送信シンボル（３８４ビット）が存在する。そして、Ｓ／Ｐ変換部１０５でシリアルパラレル変換が行われる。本実施の形態では拡散率ＳＦを４としている。よって、ＱＰＳＫ変調されたデータの連続する１９２送信シンボルを先頭から順にシリアルパラレル変換する。シリアルパラレル変換されたデータの各送信シンボルは４つに複製される。複製された各送信シンボルは、拡散部１０７で周波数方向に拡散される。このようにして、データが各サブキャリア＃１〜＃７６８に割り当てられる。
【００４４】
前述の一連の処理を実行することにより、全てのＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４８におい
て少なくとも一端側のサブキャリア＃１〜＃４にパディングビットを配置させることができ、さらに、ＯＦＤＭシンボル＃１〜＃４については、両端側のサブキャリア＃１〜＃４、＃７６５〜＃７６８にパディングビットを配置させることができる。
【００４５】
そして、送信制御部１０８のＯＮ／ＯＦＦ部１３１で、サブキャリア毎の送信制御を行う。この例において、サブキャリア＃１〜＃４の信号は、パディングビットのみで構成されているため、サブキャリア＃１〜＃４の送信をオフとする、つまり送信振幅をゼロとする。これにより、無駄な送信電力の浪費を防止することができる。
【００４６】
次いで、第２の動作例について説明する。第２の動作例では、上記第１の動作例と同様の処理が行われるが、第１の動作例との相違点として、割当て部によるデータ割当てが行われた後に送信制御部１０８の再配置部１３２で拡散チップの再配置が行われる。再配置部１３２では、周波数軸方向の拡散率ＳＦが４以上の場合に、パディングビットを構成する拡散チップを２等分しそれぞれが両端側のサブキャリアにマッピングされるよう再配置する。
【００４７】
第１の動作例で説明したデータ割当てによれば、ＯＦＤＭシンボル＃５〜＃４８については、使用帯域の一端側のサブキャリア（すなわちサブキャリア＃７６８）にはパディングビットが配置されていない。そこで、再配置部１３２では、図１３に示すように、拡散された４チップの信号（つまりサブキャリア＃１〜＃４に割り当てられていた送信シンボル＃１）を、２チップずつに等分し、チップ＃１〜＃２をそれぞれサブキャリア＃１〜＃２に割り当て、チップ＃３〜＃４をそれぞれサブキャリア＃７６７〜＃７６８に割り当てる。算出された挿入ビット数の関係で一端側のサブキャリアの信号がパディングビットのみで構成されない場合は当該サブキャリアのＣＮＲ特性劣化による影響を受ける場合があるが、拡散チップの再配置を行うことにより、算出された挿入個数に起因して発生し得るＣＮＲ特性劣化の影響を回避することができる。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、１パケットの送信データにおけるパディングビットの挿入位置を、送信データの割当てが行われるときに使用帯域の少なくとも一端部のサブキャリア＃１〜＃４に配置されるように決定する、すなわち、ＢＰＦ１２４、１２６のフィルタ特性にばらつきが含まれていてもそれを考慮に入れたマルチキャリア送信処理が行われるため、フィルタ特性に関わらず情報伝送効率を向上させることができる。また、使用するＢＰＦ１２４、１２６に対する要求性能を高くする必要がなくなるため、製造コストを削減することができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、パディングビットの挿入位置が少なくとも一端部のサブキャリア＃１〜＃４に配置されるように決定されている送信データを、挿入ビット数および挿入位置に関する情報をマルチキャリア送信装置１００から通知することなくマルチキャリア受信装置１５０で受信することができるため、当該情報の無線伝送の必要性をなくすことができ、余分な無線リソースおよび送信電力を必要としない効率的な情報通信を可能にする。
【００５０】
なお、本実施の形態では、周波数軸方向の拡散が行われているが、拡散方法はこれに限定されない。本発明は、時間軸方向の拡散が行われるマルチキャリア送信装置にも適用可能であり、周波数軸方向および時間軸方向の二次元拡散が行われるマルチキャリア送信装置にも適用可能である。
【００５１】
本明細書は、２００４年５月６日出願の特願２００４−１３７７６１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置、マルチキャリア送信方法およびマルチキャリア受信方法は、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式を適用した無線通信システムにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】従来のマルチキャリア送信装置の構成の一例を示すブロック図
【図１Ｂ】従来のマルチキャリア受信装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】理想的なサブキャリア配置とフィルタ特性とを説明するための図
【図３】サブキャリア配置とフィルタ特性との従来例を説明するための図
【図４】サブキャリア配置とフィルタ特性との他の従来例を説明するための図
【図５】本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態のマルチキャリア送信装置における無線送信部の構成を示すブロック図
【図７】本実施の形態のマルチキャリア送信装置における送信制御部の構成を示すブロック図
【図８】本実施の形態のマルチキャリア送信装置により処理されるデータのフォーマットを示す図
【図９】本実施の形態のマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図１０】本実施の形態のマルチキャリア受信装置における無線受信部の構成を示すブロック図
【図１１】本実施の形態のマルチキャリア送信装置の動作例を説明するための図
【図１２】本実施の形態のマルチキャリア送信装置におけるビット数算出部において算出されるパディングビット数の一覧を示す図
【図１３】本実施の形態のマルチキャリア送信装置の他の動作例を説明するための図
【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１Ａ】
2005109709.tif 000016
【図１Ｂ】
2005109709.tif 000017
【図２】
2005109709.tif 000018
【図３】
2005109709.tif 000019
【図４】
2005109709.tif 000020
【図５】
2005109709.tif 000021
【図６】
2005109709.tif 000022
【図７】
2005109709.tif 000023
【図８】
2005109709.tif 000024
【図９】
2005109709.tif 000025
【図１０】
2005109709.tif 000026
【図１１】
2005109709.tif 000027
【図１２】
2005109709.tif 000028
【図１３】
2005109709.tif 000029
【国際調査報告】
2005109709.tif 000030
2005109709.tif 000031
2005109709.tif 000032
2005109709.tif 000033