JP4628081B2

JP4628081B2 - 送信装置および送信方法

Info

Publication number: JP4628081B2
Application number: JP2004361101A
Authority: JP
Inventors: 良平木村; 勝義中
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006173866A

Description

本発明は、送信装置および送信方法に関し、特に受信側からフィードバックされるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に従って再送制御を行い、周波数が異なる複数のキャリアを含むマルチキャリア信号を送信する送信装置および送信方法に関する。

従来、無線通信におけるエラーフリー実現のためのデータ伝送方法として、ターボ符号化などの誤り訂正符号化方式および受信側で伝送エラーが発生した場合に送信データを再送信する自動再送要求方式（Automatic Repeat Request：以下「ＡＲＱ」と略記する）がある。また、近年では、誤り訂正符号化方式とＡＲＱとを組み合わせたハイブリッドＡＲＱ（以下「ＨＡＲＱ」と略記する）が注目されており、第３世代の移動体通信方式の標準化機関である３ＧＰＰでも規格化されている。

ＨＡＲＱにおいては、まず、例えば移動体端末などの受信装置は、誤り検出符号（Cyclic Redundancy Check：以下「ＣＲＣ」と略記する）を用いて、例えば基地局などの送信装置からの信号が正しく受信されたか否かを検出し、正しく受信された場合はＡＣＫ信号を、正しく受信されなかった場合はＮＡＣＫ信号を送信装置にフィードバック（送信）する。

送信装置は、受信した信号がＡＣＫ信号であった場合は、新規の信号の送信処理を行う一方、受信した信号がＮＡＣＫ信号であった場合には、前回受信装置に送った信号の再送処理を行う。再送処理においては、前回受信装置に送った信号の全てではなく、適応的にその一部（情報ビットであるシステマチックビットのみ、冗長ビットであるパリティビットのみ、もしくはその組み合わせ）を送ることによって、伝送レートを相対的に増大させている。

一方、ＨＡＲＱには、再送が完了するまでに送信装置から送信されたデータを受信装置が保持しておく必要があるため、受信装置のメモリが大幅に増大するという問題や、パリティビットを分割して再送するため、送信遅延が増大するという問題がある。

上記問題を解決するためには、再送回数をできるだけ少なく、理想的には１回のみの再送で送信を完了させることが必要となる。具体的には、複数回に分割して送信していたパリティビットを最初の再送時にまとめて送信する方法がある（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平７−３３６３３１号公報特表２００２−５２７９３９号公報

しかしながら、上述のように再送回数を少なくすると、時間ダイバーシチ利得による高い受信品質が失われるという問題がある。すなわち、パリティビットを複数回に分割して送信すると、送信遅延は大きくなるものの、初回送信時と最後の再送時との伝搬環境の相関が低くなるため、時間ダイバーシチ利得が得られる。これに対し、再送回数を少なくすると、初回送信時と最後の再送時との時間間隔が小さくなり、伝搬環境の相関が高くなって時間ダイバーシチ利得が得られなくなる。したがって、再送回数が少ないと、パリティビットを複数回に分割して送信する場合と同量のパリティビットを送信しても、受信装置における受信品質が大きく向上しないことがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上す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。

本発明の態様の一つに係る送信装置は、周波数が異なる複数のサブキャリアをグループ化した複数のグループを用いてデータを送信する送信装置であって、受信装置との間の伝搬チャネルの環境を示す伝搬チャネル情報を取得する取得手段と、前記伝搬チャネル情報に応じた符号化率で前記受信装置宛ての前記データを符号化し、システマティックビットとパリティビットとからなる送信データを生成する符号化手段と、前記伝搬チャネル情報に応じた周波数間隔を算出する算出手段と、生成された前記送信データを、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループに割り当てる割当手段と、割り当てられた前記送信データを送信する送信手段と、を有し、前記割当手段は、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、一つのグループに、前記システマティックビットを割り当て、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、前記システマティックビットを割り当てた前記グループ以外のグループに、前記パリティビットを割り当てる構成を採る。

本発明の態様の一つに係る送信方法は、周波数が異なる複数のサブキャリアをグループ化した複数のグループを用いてデータを送信する送信方法であって、受信装置との間の伝搬チャネルの環境を示す伝搬チャネル情報を取得するステップと、前記伝搬チャネル情報に応じた符号化率で前記受信装置宛ての前記データを符号化し、システマティックビットとパリティビットとからなる送信データを生成するステップと、前記伝搬チャネル情報に応じた周波数間隔を算出するステップと、生成された前記送信データを、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループに割り当てるステップと、割り当てられた前記送信データを送信するステップと、を有し、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、一つのグループに、前記システマティックビットを割り当て、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、前記システマティックビットを割り当てた前記グループ以外のグループに、前記パリティビットを割り当てるようにした。

これらによれば、伝搬チャネル情報に応じた符号化率および周波数間隔で送信データを送信するため、通常のＨＡＲＱを行う場合に複数回に分割して送信されるすべてのシステマチックビット系列およびパリティビット系列をまとめて送信するとともに、送信回数が減少したことによる時間ダイバーシチ利得の減少を周波数ダイバーシチ利得で補償することができ、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上することができる。

本発明によれば、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上することができる。

本発明の骨子は、時間ダイバーシチ利得に相当する周波数ダイバーシチ利得が得られるように、同一の受信装置宛てのシステマチックビットおよびパリティビットを周波数方向の間隔が離れた異なるキャリアに重畳することである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態においては、送信装置１００から送信される信号を受信装置２００が受信し、受信信号の誤り検出が行われた結果、受信装置２００は、誤りなく信号を受信したことを示すＡＣＫまたは信号の再送を要求するＮＡＣＫを送信装置１００へフィードバックする。

図１は、本実施の形態に係る送信装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、送信装置１００は、誤り訂正符号化部１０１、パンクチャ部１０２、ディジタル変調部１０３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０４、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）挿入部１０５、送信ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部１０６、受信ＲＦ部１０７、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部１０８、伝搬チャネル情報復調部１０９、符号化率決定部１１０、時間／周波数相関値算出部１１１、およびセグメント割当部１１２を有している。

誤り訂正符号化部１０１は、誤り訂正能力の向上を目的として送信データを誤り訂正符号化し、得られたシステマチックビット系列とパリティビット系列をパンクチャ部１０２に出力する。

パンクチャ部１０２は、符号化率決定部１１０から出力される符号化率に基づいて、パリティビット系列にパンクチャ処理を施し、システマチックビット系列およびパンクチャ処理後のパリティビット系列をディジタル変調部１０３に出力する。

ディジタル変調部１０３は、パンクチャ部１０２から出力されるシステマチックビット系列とパリティビット系列をディジタル変調し、変調後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列をＩＦＦＴ部１０４に出力する。

ＩＦＦＴ部１０４は、セグメント割当部１１２の指示に従って、システマチックビット系列およびパリティビット系列をそれぞれセグメントに割り当て、ＩＦＦＴ処理を施してマルチキャリア信号を生成する。ここで、セグメントとは、周波数が異なる複数のキャリアからなるグループのことである。

ＧＩ挿入部１０５は、マルチキャリア信号の各シンボル間にガードインターバルを挿入し、ガードインターバル挿入後のマルチキャリア信号を送信ＲＦ部１０６に出力する。

送信ＲＦ部１０６は、ＧＩ挿入部１０５から出力されるマルチキャリア信号に送信処理（Ｄ／Ａ変換、無線周波数帯へのアップコンバートなど）を行い、アンテナを介して送信する。また、送信ＲＦ部１０６は、セグメント割当部１１２によるセグメントの割り当てに関するセグメント情報および符号化率決定部１１０によって決定された符号化率を示す符号化率情報を送信する。

受信ＲＦ部１０７は、受信装置２００からフィードバックされるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ならびに、遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数等の伝搬チャネル情報を受信し、受信信号に所定の受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を行う。

ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部１０８は、受信信号からＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を検出し、ＡＣＫが受信されたか、またはＮＡＣＫが受信されたかをセグメント割当部１１２に通知する。

伝搬チャネル情報復調部１０９は、受信信号から伝搬チャネル情報を抽出し、抽出した伝搬チャネル情報を復調して、符号化率決定部１１０および時間／周波数相関値算出部１１１に出力する。

符号化率決定部１１０は、あらかじめ伝搬チャネル情報と符号化率を対応づけた符号化率テーブルを保持しており、この符号化率テーブルに基づいて伝搬チャネル情報復調部１０９から出力される伝搬チャネル情報に対応する符号化率を決定する。具体的には、符号化率決定部１１０は、通常のＨＡＲＱを行うと仮定した場合に、遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数等の伝搬チャネル情報に含まれるパラメータが変化した時のそれぞれのパラメータとＡＣＫ信号が受信されるまで（すなわち、再送が完了するまで）に送信されるパリティビット数とを対応づけた符号化率テーブルをあらかじめ保持している。そして、符号化率決定部１１０は、伝搬チャネル情報復調部１０９から出力される伝搬チャネル情報に対応するパリティビット数を保持された符号化率テーブルから読み出し、符号化率を決定する。

時間／周波数相関値算出部１１１は、通常のＨＡＲＱを行う場合の各送信間（すなわち、例えば初回送信完了からＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が受信されて１回目の再送が開始されるまで）の時間間隔における伝搬路特性の相関値に相当する周波数間隔を算出する。具体的には、時間／周波数相関値算出部１１１は、まず、通常のＨＡＲＱを行う場合の各送信間の時間間隔RTTに対応する伝搬路特性の時間相関値ρ_t(RTT)を以下の式（１）から求める。式（１）において、ｆ_Dは伝搬チャネル情報に含まれる最大ドップラー周波数、Ｊ₀は第０次ベッセル関数である。

ρ_t(RTT)＝Ｊ₀(２πｆ_DRTT) …（１）
なお、時間／周波数相関値算出部１１１は、通常のＨＡＲＱを行うと仮定した場合に、遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数等の伝搬チャネル情報に含まれるパラメータが変化した時のそれぞれのパラメータとＡＣＫ信号が受信されるまで（すなわち、すべての再送が完了するまで）の再送回数および再送に要する時間とを対応づけた再送回数テーブルを保持している。したがって、時間／周波数相関値算出部１１１は、この再送回数テーブルを参照して、伝搬チャネル情報復調部１０９から出力される伝搬チャネル情報に対応する時間間隔RTTを決定し、上記式（１）の演算を行う。

時間相関値ρ_t(RTT)は、再送回数を少なくすることによって減少する時間ダイバーシチ利得を示す指標となる。つまり、時間相関値ρ_t(RTT)が小さいほど時間間隔RTTにおける伝搬路特性の変動が大きく、再送回数を少なくすることによって減少する時間ダイバーシチ利得は大きいと考えられる。

次に、時間／周波数相関値算出部１１１は、以下の式（２）によって表される、周波数間隔がB_segであるセグメント間の周波数相関値ρ_f(B_seg)と、式（１）によって求められる時間相関値ρ_t(RTT)とから、周波数相関値ρ_f(B_seg)が時間相関値ρ_t(RTT)以下となる周波数間隔B_segを求める。式（２）において、τ_rmsは伝搬チャネル情報に含まれる遅延スプレッドである。

ここでも同様に、周波数相関値ρ_f(B_seg)が小さいほど周波数間隔B_segに対応する伝搬路特性の差が大きく、周波数ダイバーシチによって得られる利得は大きいと考えられる。

したがって、時間／周波数相関値算出部１１１は、以下の式（３）の条件を満たす周波数間隔B_segを求めることにより、通常のＨＡＲＱを行う場合の時間ダイバーシチ利得を１回の送信で補償する周波数間隔を求めることができる。すなわち、以下の式（３）の条件を満たす周波数間隔B_segだけ離れた２つの周波数においては、通常のＨＡＲＱを行う場合の各送信（すなわち、初回送信および各再送）間の時間間隔RTTにおける時間ダイバーシチ利得以上の周波数ダイバーシチ利得を得ることができる。したがって、互いに以下の式（３）の条件を満たす周波数間隔B_segだけ離れた周波数のサブキャリアに、通常のＨＡＲＱを行う場合の再送１回分のデータを割り当てることにより、再送によって得られるはずの時間ダイバーシチ利得以上の周波数ダイバーシチ利得が得られる。

ρ_f(B_seg)≦ρ_t(RTT) …（３）
さらに、時間／周波数相関値算出部１１１は、式（３）の条件を満たす周波数間隔B_segから以下の式（４）により、周波数間隔B_seg内に含まれるセグメント数ｘを算出する。式（４）において、ΔＦは１セグメントあたりの周波数間隔である。

このように、時間／周波数相関値算出部１１１は、上記式（１）〜（４）から、通常のＨＡＲＱを行った場合に得られる時間ダイバーシチ利得を補償する周波数間隔に対応するセグメント数ｘを算出し、セグメント割当部１１２に出力する。

セグメント割当部１１２は、ＡＣＫが受信された場合は、同一の受信装置宛てのシステマチックビット系列およびパリティビット系列がセグメント数ｘ以上おきに配置されるようにセグメント割り当てを決定し、ＮＡＣＫが受信された場合は、前回システマチックビット系列を割り当てたセグメントに再送用のパリティビット系列が配置されるようにセグメント割り当てを決定する。すなわち、セグメント割当部１１２は、ＡＣＫが受信され新規の送信データを送信する場合には、時間／周波数相関値算出部１１１によって算出されたセグメント数ｘ以上おきにシステマチックビット系列およびパリティビット系列を配置するセグメント割り当てを決定する。このため、通常のＨＡＲＱを行う場合に送信されるすべてのシステマチックビットおよびパリティビットが初回送信時に送信されることになるとともに、周波数ダイバーシチ利得によって再送回数の減少による時間ダイバーシチ利得の減少が補償される。一方、セグメント割当部１１２は、ＮＡＣＫが受信され送信済みの送信データを再送する場合には、この送信データの初回送信時にシステマチックビット系列を配置したセグメントに再送用のパリティビット系列を配置するセグメント割り当てを決定する。

図２は、本実施の形態に係る受信装置２００の構成を示すブロック図である。図２において、受信装置２００は、受信ＲＦ部２０１、ＧＩ除去部２０２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部２０３、ディジタル復調部２０４、デパンクチャ部２０５、誤り訂正復号部２０６、誤り検出部２０７、フィードバック情報生成部２０８、および送信ＲＦ部２０９を有している。

受信ＲＦ部２０１は、送信装置１００から送信される信号を受信し、受信信号に所定の受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を行う。

ＧＩ除去部２０２は、受信信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバル除去後の信号をＦＦＴ部２０３に出力する。

ＦＦＴ部２０３は、ガードインターバル除去後の信号にＦＦＴ処理を施して、セグメントごとのシステマチックビット系列およびパリティビット系列を取得し、送信装置１００から通知されるセグメント情報に基づいて、自装置宛てのセグメントのシステマチックビット系列およびパリティビット系列をディジタル復調部２０４に出力する。

ディジタル復調部２０４は、セグメントごとのシステマチックビット系列およびパリティビット系列をディジタル復調し、復調後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列をデパンクチャ部２０５に出力する。

デパンクチャ部２０５は、送信装置１００から通知される符号化率情報に基づいて、復調後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列にデパンクチャ処理を施し、誤り訂正復号部２０６に出力する。

誤り訂正復号部２０６は、システマチックビット系列およびパリティビット系列を誤り訂正復号して、受信データを出力する。

誤り検出部２０７は、誤り訂正復号部２０６の誤り訂正復号結果について、ＣＲＣなどの誤り検出符号を用いて誤り検出を行い、誤りの有無をフィードバック情報生成部２０８に通知する。

フィードバック情報生成部２０８は、送信装置１００へフィードバックするためのフィードバック情報を生成する。具体的には、フィードバック情報生成部２０８は、図示しない測定部で測定した遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数などを示す伝搬チャネル情報を生成するとともに、誤りの有無に応じてＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を生成する。

送信ＲＦ部２０９は、フィードバック情報生成部２０８によって生成されたフィードバック情報を送信装置１００へ送信する。

次いで、上述のように構成された送信装置１００および受信装置２００の動作について、図３および図４を参照しながら説明する。以下では、受信装置２００からＡＣＫおよび伝搬チャネル情報が送信装置１００へフィードバックされた後の動作について説明する。

受信装置２００からフィードバックされるＡＣＫおよび伝搬チャネル情報は、送信装置１００の受信ＲＦ部１０７によって受信され、所定の受信処理が行われる。受信されたＡＣＫおよび伝搬チャネル情報は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部１０８および伝搬チャネル情報復調部１０９へ出力され、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部１０８によってＡＣＫが検出され、伝搬チャネル情報復調部１０９によって伝搬チャネル情報が復調される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部１０８によってＡＣＫが検出されると、その旨がセグメント割当部１１２へ通知される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がＡＣＫであるということは、前回送信した送信データが受信装置２００によって正常に受信されたことを意味しており、送信装置１００は、新規の送信データを送信することになる。

また、伝搬チャネル情報復調部１０９によって得られた伝搬チャネル情報は、符号化率決定部１１０および時間／周波数相関値算出部１１１へ出力され、符号化率決定部１１０によって、符号化率テーブルが参照されることにより、伝搬チャネル情報に対応するパリティビット数から符号化率が決定される。すなわち、符号化率決定部１１０によって、現在の伝搬チャネルの状態で通常のＨＡＲＱを行う場合に複数回に分割して送信されるすべてのパリティビットを、初回送信のみで送信するための符号化率が決定される。決定された符号化率を示す符号化率情報は、パンクチャ部１０２へ出力される。

この間、送信データは、誤り訂正符号化部１０１によって誤り訂正符号化され、システマチックビット系列とパリティビット系列が生成される。すなわち、例えば図３に示すように、Ｎビットの送信データからＮビットのシステマチックビット系列およびそれぞれＮビットのパリティビット系列（図中、パリティビット１およびパリティビット２）が生成される。生成されたシステマチックビット系列およびパリティビット系列は、パンクチャ部１０２によって符号化率決定部１１０から出力された符号化率に基づいてパンクチャ処理が施される。パンクチャ処理後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列は、ディジタル変調部１０３によってディジタル変調され、ＩＦＦＴ部１０４へ出力される。ここでのパリティビット系列は、通常のＨＡＲＱを行う場合には初回送信時から再送完了時までに送信されるすべてのパリティビット数に等しいパリティビットを含んでいる。つまり、通常のＨＡＲＱでは複数回に分割して送信されるパリティビットがすべて初回送信時に送信されることになり、大幅に再送回数を少なくすることができる。

一方、伝搬チャネル情報が時間／周波数相関値算出部１１１へ出力されると、時間／周波数相関値算出部１１１によって、再送回数の減少によって失われる時間ダイバーシチ利得を補償する周波数間隔B_segが上述した式（１）〜（３）から求められる。すなわち、まず、時間／周波数相関値算出部１１１によって、通常のＨＡＲＱを行う場合の各送信間の時間間隔RTTに対応する伝搬路特性の時間相関値ρ_t(RTT)が式（１）から求められる。このとき、通常のＨＡＲＱにおいては、伝搬環境によって時間間隔RTTも変化するが、時間／周波数相関値算出部１１１は、伝搬チャネル情報に含まれるパラメータが変化した場合の再送回数および再送に要する時間を再送回数テーブルとして保持しているため、伝搬チャネル情報復調部１０９によって復調される伝搬チャネル情報から適切な時間間隔RTTを決定することができる。

そして、時間／周波数相関値算出部１１１によって、式（２）によって表される周波数相関値ρ_f(B_seg)が式（３）の条件を満たす周波数間隔B_segが求められる。すなわち、周波数相関値ρ_f(B_seg)が通常のＨＡＲＱを行う場合の時間相関値ρ_t(RTT)以下になる周波数間隔B_segが算出される。このとき、周波数間隔B_segだけ離れた周波数における伝搬路特性の相関は、通常のＨＡＲＱを行う場合の各送信間における伝搬路特性の相関と同等であるため、初回送信時に互いに周波数間隔B_segだけ離れた周波数で送信される信号は、通常のＨＡＲＱにおける再送完了時までの時間ダイバーシチ利得と同等の周波数ダイバーシチ利得を得ることになる。

さらに、時間／周波数相関値算出部１１１によって、周波数間隔B_segに対応するセグメント数ｘが式（４）によって算出され、算出されたセグメント数ｘがセグメント割当部１１２へ通知される。

そして、セグメント割当部１１２によって、同一の受信装置宛てのシステマチックビット系列およびパリティビット系列がセグメント数ｘ以上おきに配置されるようにセグメント割り当てが決定される。すなわち、図４に示すセグメント数ｘを基準としたセグメント間隔で、同一の受信装置宛てのシステマチックビット系列およびパリティビット系列がセグメントに割り当てられる。この結果、例えば図３に示すように、同一の受信装置宛てのシステマチックビット系列およびパリティビット系列は、互いに周波数間隔B_seg以上離れたセグメントに割り当てられることになる。このため、同一の受信装置宛てのシステマチックビット系列およびパリティビット系列は、周波数ダイバーシチ利得を得ることができ、受信品質を向上することができる。決定されたセグメント割り当てを示すセグメント情報は、ＩＦＦＴ部１０４へ出力される。なお、システマチックビット系列およびパリティビット系列を割り当てるセグメントの周波数間隔は、大きければ大きいほど周波数ダイバーシチ利得が大きくなるため、周波数間隔を大きくしてパリティビット数を削減することも可能である。

ＩＦＦＴ部１０４には、システマチックビット系列およびパリティビット系列が入力されているため、これらのシステマチックビット系列およびパリティビット系列は、セグメント情報に従って各セグメントに割り当てられ、ＩＦＦＴ処理されることによりマルチキャリア信号が生成される。このマルチキャリア信号は、通常のＨＡＲＱを行う場合の初回送信時から再送完了時までに送信されるすべてのシステマチックビット系列およびパリティビット系列が含まれており、これらのビット系列は互いに周波数間隔B_seg以上離れた周波数のセグメントに重畳されている。

生成されたマルチキャリア信号は、ＧＩ挿入部１０５によってガードインターバルが挿入され、送信ＲＦ部１０６によって所定の送信処理が行われ、符号化率情報およびセグメント情報とともにアンテナを介して送信される。

送信されたマルチキャリア信号は、受信装置２００の受信ＲＦ部２０１によって受信され、所定の受信処理が行われる。受信信号は、ＧＩ除去部２０２によってガードインターバルが除去され、ＦＦＴ部２０３によってＦＦＴ処理が行われることにより、セグメントごとのシステマチックビット系列およびパリティビット系列が取得される。さらに、ＦＦＴ部２０３によって、マルチキャリア信号とともに送信されたセグメント情報から、自装置宛てのシステマチックビット系列およびパリティビット系列が割り当てられているセグメントが抽出され、抽出されたセグメントのシステマチックビット系列およびパリティビット系列がディジタル復調部２０４へ出力される。

そして、ディジタル復調部２０４によってディジタル復調が行われ、復調後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列がデパンクチャ部２０５へ出力される。デパンクチャ部２０５では、マルチキャリア信号とともに送信された符号化率情報が用いられ、復調後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列がデパンクチャ処理される。デパンクチャ処理後のシステマチックビット系列およびパリティビット系列は、誤り訂正復号部２０６によって誤り訂正復号されて受信データが出力される一方、誤り検出部２０７によって誤り訂正復号結果の誤り検出が行われ、誤りの有無がフィードバック情報生成部２０８へ通知される。

誤りの有無がフィードバック情報生成部２０８へ出力されると、フィードバック情報生成部２０８によって、ＡＣＫまたはＮＡＣＫが生成される。すなわち、誤りが無ければ送信装置１００から新規データを送信させるためにＡＣＫが生成され、誤りがあれば送信装置１００から再送用のパリティビット系列を送信させるためにＮＡＣＫが生成される。さらに、フィードバック情報生成部２０８によって、図示しない測定部で測定された遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数などを示す伝搬チャネル情報が生成され、生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号および伝搬チャネル情報を含むフィードバック情報は、送信ＲＦ部２０９へ出力される。そして、フィードバック情報は、送信ＲＦ部２０９によって所定の送信処理が行われ、アンテナを介して送信装置１００へ送信される。

以下、フィードバック情報が送信装置１００によって受信され、フィードバック情報に含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がＡＣＫである場合は上述した送信動作が繰り返され、ＮＡＣＫである場合は再送用のパリティビット系列がいずれかのセグメントに割り当てられて送信される。

以上のように、本実施の形態によれば、通常のＨＡＲＱを行う場合の時間ダイバーシチ利得を補償できる周波数間隔を算出し、算出された周波数間隔以上離れた周波数のセグメントに、通常のＨＡＲＱを行う場合の初回送信時から再送完了時までに送信されるすべてのシステマチックビット系列およびパリティビット系列を割り当てて送信する。換言すれば、通常のＨＡＲＱを行う場合には複数回に分割して送信されるすべてのデータを１回で送信するとともに、送信回数が減少したことによる時間ダイバーシチ利得の減少を周波数ダイバーシチ利得で補償して、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上することができる。

なお、本実施の形態においては、符号化率決定部１１０によって、伝搬チャネル情報に対応づけられたパリティビット数から符号化率が決定されるものとしたが、符号化率決定部１１０は、過去に送信されたパリティビット数の履歴を保持しておき、忘却計数α（ただし、０≦α≦１）を用いて、以下の式（５）によって求められるパリティビット数ｎから符号化率を算出するようにしても良い。

ｎ＝α（前回の送信時に使用されたパリティビット数）＋（１−α）（前回以前の送信時に使用されたパリティビット数の平均値） …（５）
ここで、忘却係数αは、最大ドップラー周波数が大きい場合は大きく、最大ドップラー周波数が小さい場合は小さく設定する。こうすることにより、符号化率の決定に伝搬チャネルの状況を反映させることが可能となる。

また、本実施の形態においては、初回送信時のみですべてのシステマチックビット系列およびパリティビット系列を送信するものとしたが、２回以上に分割して送信するようにしても良い。この場合でも、通常のＨＡＲＱを行うよりは送信回数を減らすことができる。そして、２回以上に分割して送信することによる時間ダイバーシチ利得が得られるため、この時間ダイバーシチ利得と周波数ダイバーシチ利得との総和が通常のＨＡＲＱを行う場合の時間ダイバーシチ利得の総和以上となるようにしても良い。

本発明の第１の態様に係る送信装置は、受信装置との間の伝搬チャネルの環境を示す伝搬チャネル情報を取得する取得手段と、前記伝搬チャネル情報に応じた符号化率で前記受信装置宛ての送信データを符号化する符号化手段と、前記伝搬チャネル情報に応じた周波数間隔を算出する算出手段と、符号化された送信データを算出された周波数間隔以上離れた周波数のセグメントに割り当てる割当手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、伝搬チャネル情報に応じた符号化率および周波数間隔で送信データを送信するため、通常のＨＡＲＱを行う場合に複数回に分割して送信されるすべてのシステマチックビット系列およびパリティビット系列をまとめて送信するとともに、送信回数が減少したことによる時間ダイバーシチ利得の減少を周波数ダイバーシチ利得で補償することができ、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上することができる。

本発明の第２の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記算出手段は、ハイブリッド自動再送要求方式によって送信データを再送する場合の送信時間間隔を前記伝搬チャネル情報に基づいて仮定し、仮定された送信時間間隔に対応する伝搬路特性の時間相関値を算出し、伝搬路特性の周波数相関値が前記時間相関値以下となる周波数間隔を算出する構成を採る。

この構成によれば、通常のＨＡＲＱを行う場合の送信時間間隔の時間相関値以下の周波数相関値となる周波数間隔を算出するため、再送回数が減少することによって失われる時間ダイバーシチ利得を周波数ダイバーシチ利得で確実に補償することができる。

本発明の第３の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記符号化手段は、ハイブリッド自動再送要求方式によって送信データを送信する場合に送信されるすべての冗長ビット数を前記伝搬チャネル情報に基づいて仮定し、仮定された冗長ビット数を同時に送信するための符号化率を決定する符号化率決定部、を含み、決定された符号化率で送信データを符号化する構成を採る。

この構成によれば、通常のＨＡＲＱを行う場合に複数回に分割されて送信されるすべてのパリティビット数に等しいパリティビットを同時に送信するため、誤り訂正符号化による誤り耐性を保ったまま再送回数を少なくすることができる。

本発明の第４の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、少なくとも遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数の情報を含む伝搬チャネル情報を取得する構成を採る。

この構成によれば、少なくとも遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数の情報を含む伝搬チャネル情報を取得するため、伝搬路特性の時間相関値および周波数相関値を算出することができ、周波数ダイバーシチ利得が得られる周波数間隔を正確に算出することができる。

本発明の第５の態様に係る送信方法は、受信装置との間の伝搬チャネルの環境を示す伝搬チャネル情報を取得するステップと、前記伝搬チャネル情報に応じた符号化率で前記受信装置宛ての送信データを符号化するステップと、前記伝搬チャネル情報に応じた周波数間隔を算出するステップと、符号化された送信データを算出された周波数間隔以上離れた周波数のセグメントに割り当てるステップと、を有するようにした。

この方法によれば、伝搬チャネル情報に応じた符号化率および周波数間隔で送信データを送信するため、通常のＨＡＲＱを行う場合に複数回に分割して送信されるすべてのシステマチックビット系列およびパリティビット系列をまとめて送信するとともに、送信回数が減少したことによる時間ダイバーシチ利得の減少を周波数ダイバーシチ利得で補償することができ、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上することができる。

本発明の送信装置および送信方法は、再送回数を少なくしつつ、受信品質を向上することができ、例えば受信側からフィードバックされるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に従って再送制御を行い、周波数が異なる複数のキャリアを含むマルチキャリア信号を送信する送信装置および送信方法として有用である。

本発明の一実施の形態における送信装置の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態における受信装置の構成を示すブロック図本発明におけるセグメント割当換算の一例を示す図本発明におけるセグメント割当の様子の一例を示す図

符号の説明

１０１誤り訂正符号化部
１０２パンクチャ部
１０３ディジタル変調部
１０４ＩＦＦＴ部
１０５ＧＩ挿入部
１０６送信ＲＦ部
１０７受信ＲＦ部
１０８ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部
１０９伝搬チャネル情報復調部
１１０符号化率決定部
１１１時間／周波数相関値算出部
１１２セグメント割当部

Claims

周波数が異なる複数のサブキャリアをグループ化した複数のグループを用いてデータを送信する送信装置であって、
受信装置との間の伝搬チャネルの環境を示す伝搬チャネル情報を取得する取得手段と、
前記伝搬チャネル情報に応じた符号化率で前記受信装置宛ての前記データを符号化し、システマティックビットとパリティビットとからなる送信データを生成する符号化手段と、
前記伝搬チャネル情報に応じた周波数間隔を算出する算出手段と、
生成された前記送信データを、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループに割り当てる割当手段と、
割り当てられた前記送信データを送信する送信手段と、
を有し、
前記割当手段は、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、一つのグループに、前記システマティックビットを割り当て、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、前記システマティックビットを割り当てた前記グループ以外のグループに、前記パリティビットを割り当てる、
送信装置。
前記パリティビットは、ハイブリッド自動再送要求方式を用いる場合に分割して再送されるべきビットである、
請求項１に記載の送信装置。
前記算出手段は、ハイブリッド自動再送要求方式によって前記送信データを分割して再送する場合の送信時間間隔を前記伝搬チャネル情報に基づいて仮定し、仮定された前記送信時間間隔に対応する伝搬路特性の時間相関値を算出し、伝搬路特性の周波数相関値が前記時間相関値以下となる周波数間隔を算出する、
請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
前記符号化手段は、ハイブリッド自動再送要求方式によって前記送信データを分割して送信する場合に送信されるべきすべての前記パリティビットの数を前記伝搬チャネル情報に基づいて仮定し、仮定された前記数のパリティビットを同時に送信するための符号化率を決定する符号化率決定部、を含み、
決定された符号化率で前記データを符号化する、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の送信装置。
前記取得手段は、
少なくとも遅延スプレッドおよび最大ドップラー周波数の情報を含む前記伝搬チャネル情報を取得する、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の送信装置。
周波数が異なる複数のサブキャリアをグループ化した複数のグループを用いてデータを送信する送信方法であって、
受信装置との間の伝搬チャネルの環境を示す伝搬チャネル情報を取得するステップと、
前記伝搬チャネル情報に応じた符号化率で前記受信装置宛ての前記データを符号化し、システマティックビットとパリティビットとからなる送信データを生成するステップと、
前記伝搬チャネル情報に応じた周波数間隔を算出するステップと、
生成された前記送信データを、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループに割り当てるステップと、
割り当てられた前記送信データを送信するステップと、
を有し、
前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、一つのグループに、前記システマティックビットを割り当て、前記周波数間隔以上離れた前記複数のグループのうち、前記システマティックビットを割り当てた前記グループ以外のグループに、前記パリティビットを割り当てる、
送信方法。