WO2003088537A1 - Multi-carrier communication device and multi-carrier communication method - Google Patents

Multi-carrier communication device and multi-carrier communication method Download PDF

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Atsushi Matsumoto
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Definitions

  • the present invention relates to a multi-carrier communication device and method adapted to improve an error rate by adopting a retransmission technique.
  • a multi-carrier communication system which improves the error rate characteristics at the time of decoding on the receiving side.
  • various devices have been proposed to achieve a desired error rate with a small number of retransmissions, with the aim of improving data throughput.
  • the reception level differs for each subcarrier due to frequency selective fading. Therefore, the reception level of a signal superimposed on a subcarrier of a certain frequency increases, but the reception level of a signal superimposed on another subcarrier decreases. As a result, the error rate of the signal superimposed on the subcarrier having a low reception level does not reach the desired value, and the number of retransmissions increases.
  • the interleave processing increases the dispersion of transmission symbols. Therefore, symbols with extremely low error rate can be reduced, and data throughput can be effectively improved.
  • An object of the present invention is to further improve the effect of improving the error rate characteristic by retransmission in multicarrier communication and improve the throughput characteristic.
  • the purpose of this is to perform multi-level modulation on transmission data, and when performing multi-symbol transmission of the modulated symbols, multi-level modulation is performed by replacing upper bits that are less prone to errors and lower bits that are prone to errors every retransmission. It is achieved by applying. Further, by performing bit interleaving processing such that the bits constituting one symbol of multi-level modulation differ for each retransmission, the throughput characteristics can be further improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multi-carrier transmitting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • Figure 2 (A) is a diagram showing the arrangement of bits input to the sequence converter;
  • Figure 2 (B) shows the arrangement of the bits that make up each symbol at the time of the first transmission;
  • Figure 2 (C) shows the arrangement of the bits that make up each symbol at the time of retransmission (at the time of the first retransmission) Figure;
  • Figure 2 (D) is a diagram showing the arrangement of bits output from the sequence converter at the time of retransmission (at the time of the first retransmission);
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the multicarrier receiving apparatus according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a determination threshold at the time of mapping and demodulation by 16 QAM;
  • Figure 5 illustrates the quality of the upper and lower bits
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the multi-carrier transmitting apparatus according to the second embodiment.
  • Figure 8 is a diagram for explaining the input and output data of the separation unit
  • Figure 9 is a diagram for explaining the input and output data of the multiplexing unit
  • Figure 10 (A) shows the bit arrangement of the signal output from the multiplexing unit at the time of the first transmission
  • FIG. 10 (B) is a diagram showing the bit arrangement of a signal output from the multiplexing unit at the time of retransmission
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the effect of performing bit interleaving processing with a different interleave pattern for each retransmission ;
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the multicarrier receiving apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a multi-carrier transmitting apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the multicarrier receiving apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a multicarrier transmission apparatus according to another embodiment
  • FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a multicarrier receiving apparatus according to another embodiment
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a transmission system of the multicarrier communication apparatus according to the fourth embodiment.
  • Figure 18 shows an example of symbol layout
  • Figure 19 shows an example of symbol arrangement
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a symbol arrangement
  • Figure 21 shows an example of symbol arrangement
  • Figure 22 shows an example of symbol arrangement
  • Figure 23 shows an example of symbol arrangement
  • FIG. 24 is a pictorial diagram showing a configuration of a receiving system of the multicarrier communication apparatus according to the fourth embodiment.
  • 100 generally indicates the configuration of the multi-carrier transmitting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Multicarrier transmission apparatus 100 is used as a transmission system of a multicarrier communication apparatus according to the present invention.
  • Multicarrier transmitting apparatus 100 is provided in a radio base station apparatus and a communication terminal apparatus.
  • Multi-carrier transmitting apparatus 100 performs multi-level modulation processing on transmission data, spreads symbols obtained by modulation, and further superimposes the chips obtained by spreading on a plurality of subcarriers orthogonal to each other and transmits the resultant. . That is, the multi-carrier transmitting apparatus 100 of this embodiment transmits transmission data using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing—CDMA (Code Division Multiple Access)). Multicarrier transmitting apparatus 100 encodes transmission data by encoding section 101 and sends the encoded data to storage section 102. The reading of the storage unit 102 is controlled based on the count value of the counter 103.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing—CDMA (Code Division Multiple Access)
  • the counter 103 increments the count value each time a NACK signal (retransmission request signal) is sent from the receiving side, and resets the count value to 0 when the ACK signal is sent.
  • the storage unit 102 sends the stored data to the sequence conversion unit 104 every time the count value is incremented (that is, sends out retransmission data).
  • the count value becomes 0, the data from code part 101 is transmitted as it is to sequence conversion section 104 (that is, the first transmission data is transmitted).
  • the sequence conversion unit 104 modulates the order of the error-prone upper bits, the error-prone bits, and the lower bits, which are modulated by the subsequent multi-level modulation unit 105. Replace it.
  • Multi-level modulation section 105 modulates a plurality of bits of the data input from sequence conversion section 104 into one symbol.
  • the multi-level modulation section 105 performs 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) on input data to modulate 4 bits into 1 symbol.
  • FIG. 2A shows an arrangement of bits input to sequence conversion section 104.
  • FIG. 2B shows an arrangement of bits forming each symbol at the time of the first transmission.
  • Figure 2 (C) shows the bit arrangement of each symbol at the time of retransmission (at the time of the first retransmission).
  • FIG. 2D shows an arrangement of bits output from sequence conversion section 104 at the time of retransmission (at the time of first retransmission).
  • b0 and bl indicate the upper bits that are unlikely to cause errors when 16 QAM modulation is performed
  • b2 and b3 are the lower bits where errors are likely to occur. Is shown.
  • upper bits and lower bits are exchanged by sequence converter 104 between the first transmission and the retransmission.
  • sequence converter 104 For example, a symphony number Looking at the symbol of 1, the first and second bits are set to the upper bits and the third and fourth bits are set to the lower bits during the first transmission (Fig. 2 (B)), whereas the third and fourth bits are set to the higher bits during retransmission. Bits and the first and second bits are the lower bits (Fig. 2 (C)).
  • the symbol after multi-level modulation is input to selection circuit 106.
  • the output side of the selection circuit 106 is connected to a plurality of interleavers 107-11, 107-2,..., 107-N each having a different interleave pattern.
  • the selection circuit 106 switches among interleavers 107-1, 107-2,..., 107-N for inputting modulation symbols according to the count value from the counter 103. As a result, the symbols with different arrangement orders are transmitted to spreading section 108 each time retransmission is performed.
  • the OFDM transmitting section 109 spreads the symbols in chip units by multiplying the input symbols by a spreading code.
  • the OFDM transmitting section 109 includes an IFFT (Inverse Fourier Transform circuit), a radio transmitting circuit, and the like, and superimposes chips obtained by spreading on a plurality of orthogonal subcarriers.
  • the signal after OFDM transmission processing is transmitted via antenna 110.
  • FIG. 3 shows a configuration of a multi-carrier receiving apparatus 200 that receives a multi-carrier signal transmitted by multi-carrier transmitting apparatus 100.
  • Multicarrier receiving apparatus 200 is used as a receiving system of the multicarrier communication apparatus of the present invention.
  • Multicarrier receiving apparatus 200 inputs a received signal to OFDM receiving section 202 via antenna 201.
  • the OFDM receiving section 202 includes a radio receiving section, an FFT (Fourier transform circuit), and the like, and extracts each chip superimposed on a plurality of subcarriers.
  • the despreading section 203 despreads the input signal using a spreading code, thereby restoring the symbol before spreading, and sends the restored symbol to the selection circuit 204.
  • the output side of the selection circuit 204 is connected to a plurality of dinterleavers 206-1, 206-12,..., 206-1N, each having a different interleave pattern.
  • Each of the interleavers 206—1, 206—2,..., 206—N is the reverse of the interleavers 107—1, 107-2,. By doing so, each symbol is returned to the original arrangement.
  • the selection circuit 204 selects one of the Dinter livers 2066-1, 206-6-2, '..., 206-N which outputs an input signal according to the count value of the counter 205.
  • the counter 205 is incremented each time the NACK signal is input, similarly to the counter 103 on the transmission side (FIG. 1). That is, between the multi-carrier transmitting apparatus 100 and the multi-carrier receiving apparatus 200, the corresponding interleaver 107-1-1, 107--2,. N (Fig. 1) and Din taliva 20 6—1, 20 6-2, ⁇ ⁇ 20 6—N are selected, and Din taliva 20 6—1, 20 6—2, ⁇ ' ⁇ , 20 6-N restores the sympol sequence.
  • the symbols returned to the original arrangement by the din tallers 206-6, 206-6, '..., 206-N are input to the multi-level demodulation unit 207.
  • the multi-level demodulation unit 2007 demodulates 4-bit data from one symbol by performing demodulation processing corresponding to the multi-level modulation unit 105 (FIG. 1).
  • Sequence conversion section 208 performs sequence conversion opposite to that of transmission-side sequence conversion section 104 (FIG. 1) according to the number of retransmissions. Specifically, when receiving the first transmission data, the input bits are output in the same arrangement, whereas when the retransmission signal is received, the arrangement of the upper bits and the lower bits is switched every retransmission. As a result, a signal having the same bit array as the transmission data is obtained.
  • the output of sequence conversion section 208 is input to synthesis circuit 209 for synthesizing a retransmission bucket.
  • the synthesizing circuit 209 includes a storage unit 211 and an addition unit 210, and stores the bucket data stored in the storage unit 211 up to the current retransmission and the bucket retransmitted this time.
  • the data and calorie are calculated by the adder 210. For example, if the packet data input this time is the packet data from the second retransmission, the combined packet data from the first and first retransmissions stored in the storage unit 211 and the packet data from the current retransmission The data is synthesized.
  • the combined bucket data is decoded by the decoding unit 212, and the error detection unit 213 performs error detection such as CRC (CvcHc Redundancy Check).
  • CRC CvcHc Redundancy Check
  • decoded data is output from error detection section 213, and an ACK signal is output when CRC is ⁇ K, and a NACK signal is output when CRC is NG.
  • This ACKZN ACK signal is sent to the counter 205 and also sent to the multi-carrier transmitter 100 (FIG. 1).
  • the multi-carrier transmitting apparatus 100 replaces the high-order bit and the low-order bit at the time of multi-level modulation for each retransmission, thereby improving the bit-unit error rate on the receiving side. become able to. First, this will be described with reference to FIGS.
  • Fig. 4 shows the mapping position of each symbol on the I-Q plane by 16Q AM.
  • the soft-decision processing is performed for the upper 2 bits using the judgment threshold value of width i1 in the figure for the in-phase component and the judgment threshold value of width ql in the figure for the quadrature component.
  • a soft threshold value is used for the in-phase component
  • a soft threshold value is used for the quadrature component, using a threshold value of q2.
  • the lower two bits of the decision threshold ⁇ 2 and q2 are narrower than the upper two bits of the decision threshold width i1 and q1, the symbol phase and amplitude fluctuate depending on the propagation path. In this case, an error is more likely to occur than in the upper two bits.
  • FIG. 5 shows the relationship between SIR (Signal to Interference Ratio) and BER (Bit Error Rate) of the upper two bits S0 and S1 and the lower two bits S2 and S3. As is evident from the figure, the BER is lower for the upper bits for the same SIR.
  • bits S 0 and S 1 are transmitted as high-order bits with high quality at the time of the first transmission
  • bits S 2 and S 3 are transmitted with high-order bits at the time of the second transmission (at the time of retransmission). Bits are transmitted with high quality.
  • all the bits S 0, S 1 ′, S 2 ′, and S 3 can be restored with a quality that does not cause errors.
  • the bits that were set as the lower bits at the time of the first transmission are also As compared with the case of transmitting the packet data, the time diversity effect in bit units by retransmission is obtained, and the error rate characteristic of the bucket data after the combination can be improved. Further, in this embodiment, since the symbols after multi-level modulation are interleaved with a different interleave pattern for each retransmission and multi-carrier transmission is performed, an improvement in the error rate characteristics in symbol units can be expected. In other words, even if the signal level of a specific subcarrier drops due to frequency selective fading, the probability that the same symbol is continuously allocated to that subcarrier is reduced, so that a time diversity effect in bit units by retransmission is obtained. The error rate characteristics of the bucket data after synthesis can be further improved.
  • multi-level modulation is performed by exchanging upper bits and lower bits every retransmission.
  • a time diversity effect due to retransmission can be obtained for each bit, and the error rate characteristic of the bucket data after combining can be improved.
  • the number of retransmissions can be reduced, thereby improving data throughput.
  • the bits assigned to the upper bits and the lower bits during the multi-level modulation are added to the bits.
  • the allocated bits are divided, and each divided bit sequence is subjected to an interleaving process using a different interleave pattern for each retransmission.
  • multicarrier transmitting apparatus 300 of this embodiment separates transmission bits output from storage section 102 by separating section 301. I do.
  • 16 QAM is performed with 4 bits as 1 symbol, so that input bits are separated every 2 bits. More specifically, as shown in FIG. 8, the separating unit 301 separates an input bit for every two bits into a separating unit output 1 and a separating unit output 2 and then selects a subsequent selecting circuit 302. Supply to each input end.
  • the output terminal of the selection circuit 302 is connected via a movable contact to interleavers 3003-1 and 302-2 having different interleave patterns.
  • the selection circuit 302 selects the interleaver 303-1, 302-2 that supplies the input bit string in accordance with the count value (that is, the number of retransmissions) from the counter 305. I have.
  • the separation unit output 1 shown in FIG. 8 is supplied to the interleaver 303-1, and the separation unit output 2 is supplied to the interleaver 303-2.
  • the output 1 of the demultiplexer is supplied to the interleaver 3 ⁇ 3-2, and the output 2 of the demultiplexer is supplied to the interleaver 303-1.
  • the output of the interleaver 3003-1, 302_2 is supplied to each input terminal of the subsequent selection circuit 304.
  • the output terminal of the selection circuit 304 is connected to two input terminals of the multiplexing section 360 via a movable contact.
  • the selection circuit 304 switches the input terminal of the multiplexing section 306 that supplies the output of the interleaver 313—1, 322, according to the count value (that is, the number of retransmissions) from the counter 305. It is like that.
  • the multiplexing section 306 converts the two systems of bit strings input from the two input terminals into a single-column bit sequence by time-division multiplexing, and outputs the result. At this time, the two bits supplied to the first input terminal are output first, and then the two bits supplied to the second input terminal are output. Select and output.
  • the state of input and output of the multiplexing section 306 will be described with reference to FIG.
  • 1, 2, 5, 6,..., n 0, n 1 are input to the first input as multiplexing section input 1
  • 3, 4, 7, 8,..., N2, and n3 are input to the second input terminal as the multiplexing unit input 2.
  • the multiplexing unit 306 outputs a bit string in the order of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,..., N 0, n 1, n 2, n 3 as the multiplexing unit output.
  • the multiplexing unit 306 outputs a bit sequence in the order of 3, 4, 1, 2, 7, 8, 5, 6,..., N2, n3, n0, and n1 as the multiplexing unit output ( However, in FIG. 9, for simplicity of explanation, the bit arrangement is such that the interleaving process by the interleavers 303-1, 302_2 is ignored. Actually, each bit is interleaved).
  • the multi-level modulation section 105 can perform multi-level modulation processing in which the upper bits and the lower bits are exchanged between the first transmission and the retransmission, so that the reception quality of the lower bits continuously deteriorates.
  • the same effect as in the first embodiment, such as avoidance of the above, can be obtained.
  • FIG. 10 shows an arrangement of bits actually output from multiplexing section 306.
  • the upper and lower bits are exchanged, and The assigned bits have also been swapped.
  • each symbol is assigned to the same subcarrier at the time of initial transmission and retransmission, each bit is allocated to a different subcarrier at the time of initial transmission and retransmission.
  • the time diversity effect can be reliably obtained.
  • FIG. 12 shows a configuration of a multicarrier receiving apparatus 400 that receives and demodulates a signal transmitted from multicarrier transmitting apparatus 300 (FIG. 7).
  • multicarrier receiving apparatus 400 inputs the despread signal to multilevel demodulation section 401.
  • the multi-level demodulation section 401, the separation section 402, the selection circuit 403, the din taller 4004-1, 4004-2, the selection circuit 405, and the multiplexing section 406 are basically Specifically, the processing is performed in a manner opposite to that of the corresponding part of the multi-carrier transmitting apparatus 300.
  • the multi-level demodulation section 401 is a multi-level modulation section 107
  • the demultiplexing section 402 is a multiplexing section 106
  • the selection circuit 400 is a selection circuit 304
  • a 0 4—1, 4 0—4—2 is an interleaver 3 0—3—1, 3 0—3—2
  • selection circuit 4 05 is a selection circuit 3 02
  • multiplexing section 4 6 is a separation section 3 Perform the reverse process.
  • a bit sequence similar to the bit sequence input to the demultiplexing unit 301 (FIG. 7) except for transmission degradation is restored and output from the multiplexing unit 406.
  • the subcarrier for arranging the bits by interleaving the upper and lower bits with a different interleave pattern for each retransmission is provided.
  • the time diversity effect by retransmission for each bit can be further enhanced in addition to the effect of the first embodiment.
  • the error rate characteristics after bucket combination can be further improved.
  • the multi-level modulation unit 107 Without changing the constellation mapping configuration, the upper bits and the lower bits for each retransmission and the bits constituting one symbol for each retransmission can be exchanged. As a result, a simple device configuration can be obtained.
  • multi-carrier transmission apparatus 500 of this embodiment is configured such that upper bits and lower bits separated by separation section 301 are independent of each other. It is arranged to interleave in the interleave pattern. As a result, the variation between the upper bits and the lower bits can be further increased as compared with the second embodiment, so that the time diversity effect due to retransmission for each bit can be further enhanced, and the effect of improving the bit error rate characteristics due to retransmission can be improved. It is becoming possible to raise it further.
  • the upper bit and the lower bit separated by the separation unit 301 are input to the selection circuit 501, and each of the selection circuits 5101 is selected according to the count value of the counter 507 (that is, the number of retransmissions). 0 2 or selection circuit 503.
  • the output terminals of the selection circuit 502 are provided with interleavers 504-1, 5044-2,..., 504-N having different interleave patterns, respectively.
  • the interleavers 505-1-5005-2,..., 505-N having different interleave patterns are also provided at the output terminal of No.3.
  • the selection circuits 502 and 503 respectively provide interleavers 504-1, 5044-2,..., 504-1N for supplying data according to the count value of the counter 507. , 5 0 5—1, 5 0 5—2, ' ⁇ , 5 0 5—N.
  • the upper bits and the lower bits are interleaved independently of each other with completely different interleave patterns.
  • the interleaved upper bits and lower bits are input to the multiplexing unit 306 via the selection circuit 506.
  • the upper and lower bits input to the input terminal to multiplexing section 306 are switched by selecting section 506 every retransmission, so that multi-level modulation section
  • the upper bit and lower bit handled in 107 can be switched every time retransmission is performed.
  • FIG. 14 shows a configuration of a multicarrier receiving apparatus 600 that receives a signal transmitted from multicarrier transmitting apparatus 500 and performs demodulation.
  • multi-carrier receiving apparatus 600 inputs the signal after multi-direct demodulation to demultiplexing section 402.
  • the selection unit 606 and the multiplexing unit 607 basically perform processing reverse to that of the corresponding part of the multi-carrier transmitting apparatus 500.
  • the demultiplexing unit 402 is a multiplexing unit 306, the selecting unit 601 is a selecting unit 506, the selecting unit 602 is a selecting unit 502, the selecting unit 603 is a selecting unit 503, and the dint lovers 604-1, 604-2. , ..., 604-1 N is an interleaver 504-1,
  • the multiplexing unit 607 outputs a bit sequence similar to the bit sequence input to the demultiplexing unit 301 except for transmission degradation.
  • the upper bits and the lower bits separated by the separation unit 301 are interleaved with independent interleave patterns, so that compared to the second embodiment, Since the variation between the upper bits and the lower bits can be further increased, the time diversity effect by retransmission for each bit can be further enhanced.
  • the bits that make up one symbol of multi-level modulation for each retransmission are scattered for each upper bit and each lower bit. Even if the reception level of the same symbol is lowered between the first transmission and the next transmission (retransmission), the probability that the reception level of the same bit becomes lower can be reduced. As a result, the effect of improving the bit error rate characteristics by retransmission can be further enhanced.
  • each bit string can be easily restored on the receiving side.
  • the original bit sequence can be restored by simply performing the reverse process for the upper and lower bits for the transmitting side.
  • Embodiment 1 by providing sequence conversion section 104, the high-order bits and low-order bits are replaced at the time of multi-level modulation every time retransmission is performed.
  • separation section 304 is used.
  • 1 and interleaver 303-3, 303-3-2, selection section 304 and multiplex section 306 different bit interleaving processing is performed for each retransmission, and upper bits and lower bits are exchanged.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this.
  • the interleaver may have a function of exchanging upper bits and lower bits together with a bit interleaving function. For example, as shown in FIG.
  • a plurality of interleavers 701-1-1, 7 each having a function of exchanging upper bits and lower bits during multi-level modulation and each having a different interleave pattern.
  • the multi-transmission apparatus 700 has a function of exchanging upper bits and lower bits during multi-level modulation. , And a plurality of interleavers each having a different interleaving pattern are provided.
  • the multi-carrier transmitter 700 is provided with one of the interleavers 7 0 1—1, 7 0 1—2,..., 7 0—N to which transmission data is supplied by the selection circuit 7 One is selected according to the number of retransmissions.
  • the multi-carrier signal transmitted from the multi-carrier transmitting apparatus 700 shown in FIG. 15 can be received and demodulated by the multi-carrier receiving apparatus 800 having the configuration shown in FIG. In FIG. 16 in which parts corresponding to those in FIG. 3 are assigned the same reference numerals, multi-carrier receiving apparatus 800 inputs a signal demodulated by multi-level demodulating section 801 to selecting section 802.
  • the selection unit 802, the ding livers 800-3-1, 800-3-2, ..., 8003-N are basically the inverse of the corresponding parts of the multicarrier transmission apparatus 700. Is performed.
  • the multi-level demodulation section 801 is a multi-level modulation section 107
  • the selection section 802 is a selection section 701
  • a deinterleaver 803-1, 8, 03-2, ... ⁇ 8 0 3—N performs the reverse processing of the interleavers 7 0 2—1, 7 0 2—2, ⁇ , 7 0 2—N.
  • the present invention is not limited to this, and for example, when 64 QAM ⁇ 16 PSK or the like is used. Also applicable to In short, the present invention can be widely applied to the case of using multi-level modulation in which there are upper bits in which transmission errors are unlikely to occur and lower bits in which transmission errors are likely to occur. Further, in Embodiments 1 to 3 described above, the configuration of OFDM transmitting section 109 was not described in detail, but even if the spread chips are spread in the frequency axis direction, they may not spread in the time axis direction. Even in the case of diffusion, effects similar to those of the above-described embodiment can be obtained. Furthermore, the same effect can be obtained even in multi-carrier transmission without spreading.
  • the counter is provided on the receiving side, and the NACK signal is counted to detect the number of retransmission signals received this time.
  • the number of retransmission signals may be detected based on the transmission number signal transmitted.
  • a detection means for detecting the reception level of each subcarrier is provided on the transmission side or the reception side, and based on the detection result, the interleaving at the time of retransmission is performed so that the same bit is not allocated to a subcarrier having a low reception level.
  • This embodiment proposes an apparatus and a method for improving the error rate characteristic improvement effect by retransmission when multi-carrier communication is combined with multi-antenna communication technology such as MIMO (Multi Input Multi Output).
  • MIMO Multi Input Multi Output
  • Diversity technology is a technology that improves the error rate characteristics by combining a plurality of received signals containing the same information.
  • One of the diversity techniques is transmission diversity.
  • transmit diversity signals are transmitted from two antennas (branches) with low fading correlation to the same communication partner, so that high-quality transmission is achieved by the diversity effect without making the receiving equipment complex. Can receive.
  • a transmit diversity system using multiple transmit antennas for example, STTD-Space Time Transmit Diversity
  • the fading correlation between branches is high, the diversity gain decreases and the effect cannot be obtained sufficiently.
  • the size of the housing of a mobile device it is highly likely that it is difficult to arrange the antennas with a sufficiently wide interval, and the above-mentioned problem becomes remarkable.
  • the receiving side detects an error in the packet, the same packet is retransmitted and the received packet is In an H-ARQ system that performs combining with a packet, if the retransmission interval is short-if the maximum Doppler frequency is low, the fading correlation in the time direction will be high, and sufficient diversity gain during bucket combining cannot be obtained. .
  • a conventional multi-carrier communication device when transmitting a plurality of burst signals in a time series, an interleaving process is performed for each burst signal so that time intervals are not unnecessarily increased in a low-speed fading transmission path environment and a high transmission rate environment. In some cases, the effect is almost the same as when the time interval is increased.
  • the interleave pattern is changed without distinguishing whether or not the data was correctly received, even if the data rearranged in the interleaved pattern suitable for the transmission path environment is transmitted, it is transmitted next. Since the data is sorted by different interleaving patterns, the interleaving effect may not be fully obtained.
  • the diversity gain decreases and the reception error increases due to reasons such as a high correlation between branches, a short retransmission interval, a low maximum Doppler frequency, and a high fading correlation in the time direction. This causes a problem that sufficient throughput cannot be obtained as a result.
  • the present inventors cannot improve the transmission diversity effect even if transmission is performed with the same subcarrier when an error occurs in received data, but the transmission diversity effect is not improved for each subcarrier.
  • the correlation is different, and we thought that using this could enhance the transmit diversity effect.
  • the feature of this embodiment is that in multi-carrier communication to which transmission diversity (multi-antenna) is applied, when an error occurs in received data, the sub-carrier for transmitting data is changed and retransmitted, thereby enabling correlation between branches to be obtained. This is to increase the diversity gain by increasing the opportunities for reduction and improve the throughput.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the multicarrier communication apparatus according to Embodiment 4.
  • the radio receiving unit 1001 converts the received fence-free signal into a baseband frequency and demodulates it, extracts an ACK signal or a NACK signal, and outputs it to the counter 1002.
  • the counter 1002 counts the number of times the NACK signal is received for each data to be transmitted, and stores the number of times that the storage unit 1004 and the mapping controller
  • Encoder 1003 performs error correction coding on the data to be transmitted, and outputs the result to storage unit 1004.
  • the storage unit 1004 stores the encoded data. Then, when receiving a counter value (for example, “1”) indicating the first transmission from the power counter 1002, the storage unit 1004 outputs the next encoded data to the modulator 1005. When receiving a counter value indicating retransmission (for example, other than “1”) from counter 1002, storage section 1004 outputs the previously stored data to modulator 105 again.
  • Modulator 1005 modulates the data and outputs the result to transmit diversity changer 10061 and transmit diversity encoder 1006-2.
  • the transmission diversity changer 1006-1 outputs the input data sequence to the mapping device 1008-1 as it is.
  • the transmit diversity encoder 1006--2 takes the complex conjugate of the data, rearranges the order of two adjacent symbols, performs an X (—1) operation on one of the symbols, and sends it to the mapper 1008-2. Output.
  • the mapping controller 1007 determines a subcarrier for data mapping based on the number of times a NACK signal is received for each data to be transmitted, and Instruct the weighing device 1008-1 and the mapping device 1008-2. The subcarrier indicated by the mapping controller 1007 differs depending on the number of times the NACK signal has been received.
  • mapping unit 1008-1 maps the data to be transmitted with the phase and amplitude by using the subcarrier designated by the mapping controller 1007, and outputs the data to the interleaving unit 1010 _ 1.
  • mapping device 1008_2 maps the data to be transmitted to a phase and amplitude using a subcarrier designated by mapping controller 1007, and outputs the data to interleaving section 1010-2.
  • Interleaver controller 1009 instructs interleave section 101010-1 and interleave section 1010-2 based on the number of times the NACK signal has been received in units of data to be transmitted.
  • the interleave pattern indicated by interleaver controller 1009 differs depending on the number of times the NACK signal has been received.
  • the interleave section 1010-1 comprises a selection circuit 1021 and an interleaver 102 2; 1021022—Consists of n and force. According to the instruction of the interleaver controller 1009, the data is rearranged by changing the interleave pattern. Then, the interleaving section 10 10 _ 1 outputs the rearranged data to the IFFT section 101 1-1.
  • the selection circuit 1021 outputs data to an interleaver that rearranges in an interleave pattern corresponding to an instruction of the interleaver controller 1009 among the interleavers 1022-1 to 1022 -n.
  • Interleavers 1022-1 to 1022 — n rearrange the order of the data with different interleave patterns, and output the rearranged data to IFFT section 101 1-1-1.
  • the selection circuit 1021 outputs the data to the interleaver 1022-1, and at the time of the first retransmission, the selection circuit 1021 outputs the data to the interleaver 1022-2, and the second time At the time of retransmission, selection circuit 1021 outputs data to interleaver 1022_3. And succeeded in data transmission, the next When transmitting data, the selection circuit 1021 again outputs the data to the interleaver 1022-2.
  • the interleave unit 101-0-2 rearranges data by changing the interleave pattern in accordance with the instruction of the interleaver controller 109. Then, the interleaving section 11010-2 outputs the rearranged data to the IFFT section 1011-1-2.
  • the IFFT section 1 0 1 1—1 converts the data rearranged in interleave section 1 0 0—1 into frequency-domain data by orthogonal transform into time-domain signals, and wireless transmission section 1 0 1 2—1
  • the IFFT section 1011-1_2 converts the data rearranged in the interleave section 101010-2 into data in the time domain by orthogonal transform into signals in the time domain, and the radio transmission section 1011-2. Output to 2.
  • the IFFT units 1011-1_1 and the IFFT units 1011-1_2 perform inverse fast Fourier transform on data.
  • the wireless transmission section 1012-1-1 converts the signal output from the IFFT section 1011-1 to a radio frequency and transmits the signal.
  • radio transmission section 101-2-2 converts the signal output from IFFT section 101-1-2 to a radio frequency and transmits it.
  • FIGS. 18 to 23 are diagrams illustrating an example of the symbol arrangement.
  • the vertical axis indicates the frequency of the subcarrier, and the horizontal axis indicates the time.
  • FIG. 18, FIG. 19, and FIG. 20 are diagrams of the arrangement of symbols transmitted from wireless transmission section 1012-1-1, respectively.
  • FIG. 21, FIG. 22, and FIG. 23 are diagrams of the arrangement of symbols transmitted from the radio transmission section 101_2_2, respectively.
  • a branch transmitting a signal from the radio transmission unit 1012-1-2 is referred to as a branch # 1
  • a branch transmitting a signal from the radio transmission unit 1012-2 is referred to as a branch # 2.
  • FIG. 18 and FIG. 21 are diagrams of the arrangement of the symphony when data is transmitted first.
  • Figure 19 and Figure 22 show the symbol arrangement when retransmitting the same data.
  • FIGS. 20 and 23 are diagrams of symbol arrangement in the case of the second retransmission.
  • the multi-carrier communication apparatus 1000 transmits the symbols S 0, S 1, S 2, and S 3 using the subcarrier having the frequency f 6 from the non-transmitting section 1012-1.
  • the signals are transmitted in order, and symbols S4, S5, S6, and S7 are transmitted in the order of subcarriers of frequency f3.
  • the multi-carrier communication apparatus 1000 includes the symbols S 1 *, S 0 *, —S 3 *, and S 2 * in the order of the subcarriers of frequency 26 from the radio transmission section 101 2-2. Transmit and transmit symbols S5 *, S4 *, S7 *, and S6 * in the order of subcarrier of frequency f3.
  • These symbols S 1 *, S 0 *, —S 3 *, S 2 *, S 5 *, S 4 *, — S 7 *, S 6 * are symbols SO, S l, S, respectively. 2.
  • the complex conjugate of S3, S4, S5, S6, and S7. Symbols with the "one" symbol are further X (-1) operations. It is.
  • the two branches # 1 and # 2 may have high or low correlation depending on the subcarrier to be transmitted. If the correlation between the branches is high, the transmission diversity effect cannot be sufficiently obtained.
  • multi-carrier communication apparatus 1000 of the present embodiment retransmits data using a different sub-carrier than the first data transmission. As shown in FIG. 19 and FIG. 22, the multi-carrier communication apparatus 1000 transmits data transmitted by the subcarrier of f3 at f5 when retransmitting, and transmits data transmitted by the subcarrier of f6 at f2 at retransmission. I do.
  • the multi-carrier communication apparatus 1000 includes a wireless transmission unit 1012-1. Then, transmit symbols S0, S1, S2, and S3 in the order of subcarriers of frequency ⁇ 2, and transmit symbols S4, S5, S6, and S7 in the order of subcarriers of frequency f5. In addition, from the line transmission unit 1012-2, the symbols S1 *, S0 *, S3 *, and S2 * are transmitted in the order of the subcarrier of the frequency f2, and the symbol S is transmitted by the subcarrier of the frequency f5. Send 5 *, S4 *, one S7 *, S6 * in that order.
  • multicarrier communication apparatus 1000 of the present embodiment further retransmits the data at a different frequency from the subcarrier used at the time of retransmission. For example, as shown in FIGS. 20 and 23, the data transmitted by the subcarrier of f2 is transmitted by f4 when retransmitting, and the data transmitted by the subcarrier of f5 is transmitted by f2 when retransmitting.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a receiving system of the multicarrier communication apparatus according to Embodiment 4.
  • the multi-carrier communication apparatus 2000 shown in FIG. 24 includes a radio receiving section 2001, an FFT section 2002, a dinterleave section 2003, a demapping section 2004, a transmission diversity decoder 2005, a combining circuit 2006, a demodulator 2007, and a decoding section. It is mainly composed of a demodulator 2008, an error detector 2009, a counter 2010, a dinter liver controller 201 1, a demapping controller 2012, and a wireless transmission unit 2013.
  • Radio receiving section 2001 receives the radio signal, converts it to a baseband frequency, and outputs the obtained baseband signal to FFT section 2002.
  • the FFT unit 2002 converts the baseband signal from a time-domain signal to frequency-domain data by orthogonal transform, and outputs the converted data to the ding leave unit 2003.
  • the ding leave section 2003 is composed of a selection circuit 2031 and ding tales 203 2-1 to 2032-n, and rearranges data by changing the ding leave pattern in accordance with an instruction of the ding tale controller 201 1, and the multi-carrier communication device 1000 Restores the original order of the data to be sent. Then, the dentive section 2003 outputs the rearranged data to the demapper 2004. Selection The selection circuit 2031 outputs the data to any of the dinter lypers 2032-l to 2032-n according to the number of NACKs. Dinter Reaver 2032—1 to 2032-1 rearrange the data order using different interleave patterns.
  • the demapper 2004 demaps the rearranged data and outputs it to the transmission diversity decoder 2005.
  • Transmission diversity decoder 2005 decodes the demapped data and outputs the result to synthesis circuit 2006.
  • the combining circuit 2006 stores the data, and when the data is retransmitted, combines the data combining result up to the previous reception with the data received this time and outputs the combined data to the demodulator 2007.
  • the synthesis circuit 2006 includes a synthesizer 2041 and a storage unit 2042.
  • the combiner 2041 combines the data output from the transmission diversity decoder 2005 with the data stored in the storage unit 2042, and outputs the combined data to the storage unit 2042 and the demodulator 2007.
  • Storage section 2042 stores the symbols output from combiner 2041. When receiving an ACK signal from error detector 2009, storage section 2042 resets the storage content.
  • Demodulator 2007 demodulates the data and outputs it to decoder 2008.
  • the decoding device 2008 decodes the data and outputs it to the error detector 2009.
  • the error detector 2009 determines whether there is an error in the data. Then, the error detector 2009 transmits a NACK signal to the combining circuit 2006, the counter 2010, and the wireless transmission unit 2013 when there is an error in the data, and transmits an ACK when there is no error in the data.
  • the counter 2010 counts the number of times the NACK signal has been received for each data to be received, and outputs the number to the Dinter Lever controller 2011 and the demapping controller 2012.
  • Dinter leaver controller 2011 instructs dinter leave section 2003 on the basis of the number of times a NACK signal has been received for each data to be received, that is, the number of times an error has occurred in data.
  • Din taliva controller 2 The interleaving pattern designated by 0111 depends on the number of times the NACK signal has been received, and is a pattern for interleaving data interleaved by the interleaver controller 109.
  • the demapping controller 200 decides a subcarrier for demapping the data based on the number of times the NACK signal has been received in the data unit to be transmitted, and instructs the demapper 2004.
  • the subcarrier indicated by the demapping controller 201 depends on the number of times the NACK signal has been received, and corresponds to the mapping pattern indicated by the mapping controller 1007.
  • the wireless transmission section 201 modulates the ACK signal or the NACK signal, converts the modulated signal into a radio frequency, and transmits the signal.
  • transmission space diversity is performed using a plurality of antennas
  • transmission is performed on the transmission side.
  • the correlation value between branches is changed at each retransmission, and the average of this correlation value is reduced, so that the gain of transmission space diversity can be increased. Overall throughput can be improved.
  • the interleaving pattern for rearranging the data to be transmitted on the transmitting side is changed to reduce the time required for retransmission. It is possible to reduce the fading correlation value, and the diversity effect is enhanced, so that the throughput of the entire communication can be improved.
  • the interleave pattern that is rearranged when transmitting data for the first time is fixed, but the interleave pattern that succeeds in transmitting data first is rearranged using the next data that is transmitted first. Is also good. For example, if the correct data can be transmitted in the second retransmission, the first transmission is performed by rearranging the data to be transmitted next according to the interleave pattern used in the second retransmission.
  • an interleave pattern that has succeeded in transmitting data first is used when transmitting the next data for the first time.
  • the data can be transmitted using an interleaving pattern suitable for the state of the transmission path, and the overall communication throughput can be improved even in an environment where a burst error occurs.
  • the fast Fourier transform is used in the process of transforming the data in the frequency domain into the signal in the time domain by orthogonal transform, but other transforms may be used as long as they are orthogonal transforms.
  • a discrete cosine transform, a discrete Fourier transform, or the like may be used.
  • the number of transmission diversity branches is not limited to two, and may be any number as long as it is plural.
  • the counter 2100 is provided to count the number of transmissions.
  • the number of transmissions of the transmission data is determined by the multi-carrier communication apparatus 10000.
  • a configuration for notifying to 0 0 0 may be used.
  • the multi-carrier communication apparatus 2000 is configured to perform bucket combining at the time of retransmission in the combining circuit 206 and then demodulate by the demodulator 2007. After demodulation by the demodulator 200 7, the demodulated output may be synthesized by the synthesizing circuit 200 6.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various changes.
  • a case has been described in which each function is implemented by a hardware configuration.
  • the present invention is not limited to this, and the above-described multicarrier communication method can be performed as software.
  • a program for executing the above multi-carrier communication method may be stored in a ROM (Read Only Memory) in advance, and the program may be operated by a CPU (Central Processor Unit). Further, a program for executing the above-described multi-carrier communication method is stored in a computer-readable storage medium, and the program stored in the storage medium is recorded in a RAM (Random Access Memory) of a computer, and the computer is stored in the computer as the program. Therefore, it may be operated.
  • ROM Read Only Memory
  • CPU Central Processor Unit
  • the multi-carrier communication apparatus is a multi-carrier communication apparatus that modulates transmission data of 3 bits or more into one symbol, and a higher-order bit when performing modulation processing by multi-level modulation means. And a multi-carrier transmitting means for superimposing and transmitting the symbols obtained by the multi-level modulation means on a plurality of subcarriers.
  • the lower-order bits that are likely to cause an error in the previous transmission are transmitted in the next transmission.
  • the multicarrier communication apparatus employs the configuration according to (1), further including an interleaver for interleaving bits before multi-level modulation with a different interleave pattern for each retransmission.
  • the bits that make up one symbol of multi-level modulation differ for each retransmission, so even if the reception level of the same symbol becomes lower between the previous transmission and the next transmission (retransmission).
  • the probability that the reception level of the same bit continuously decreases can be reduced.
  • the time diversity effect due to retransmission of each bit can be further enhanced, and the error rate characteristics of the bucket data after combination are further improved.
  • the upper bits and the lower bits are independent interleaving nodes. It takes a configuration of interleaving on turns.
  • each bit string can be easily restored on the receiving side.
  • the transmitting side can perform the processing when the high-order bits and low-order bits are exchanged and interleave each bit, and the receiving side can restore the original bit sequence by simply performing the reverse processing.
  • the multicarrier communication apparatus is the multicarrier communication apparatus according to (1), wherein the bit separation means for separating transmission data consisting of one system of bit strings into two systems of bit sequences; A plurality of interleavers for interleaving each with a different interleave pattern for each retransmission, and multiplexing means for time-division multiplexing by rearranging the bit sequence of each interleaved sequence for each retransmission, and a multi-level modulation means. A configuration is adopted in which the bit string multiplexed by the multiplexing means is modulated.
  • the multicarrier communication apparatus in any one of (2) to (4), further comprising: a detecting means for detecting a reception level of each subcarrier; Based on the result, a configuration is adopted in which an interleave pattern is selected so that the same bit is not arranged in a subcarrier having a low reception level.
  • a multi-carrier communication apparatus is a multi-carrier communication apparatus for receiving and demodulating a multi-carrier signal transmitted from the multi-carrier communication apparatus according to (2), wherein the multi-carrier communication apparatus transmits a transmission symbol from the received multi-carrier signal.
  • Symbolonole extraction means for extracting the symbol
  • demodulation means for restoring the transmission bit by softly determining the extracted symbol
  • the multi-carrier transmission method is characterized in that a multi-level modulation step of modulating transmission data of 3 bits or more into one symbol and a multi-level modulation step in performing a modulation process in a multi-linear modulation step. And a multi-carrier transmission step of superimposing and transmitting a symbol obtained in the multi-level modulation step on a plurality of sub-carriers.
  • the lower bits that are prone to errors in the previous transmission are the upper bits that are less prone to errors in the next transmission (retransmission). Is prevented from continuously worsening. As a result, a time diversity effect by retransmission for each bit is obtained, and The error rate of packet data is improved.
  • a multicarrier communication apparatus is a multicarrier communication apparatus that transmits a multicarrier signal from a plurality of different antennas, and includes a subcarrier mapped in the first transmission when retransmitting data.
  • Mapping means for mapping the data to different subcarriers to change the correlation between signals transmitted from the plurality of antennas; and transmitting means for transmitting the data mapped to subcarriers in the mapping means from the plurality of antennas. , Is adopted.
  • the correlation value between the branches is changed between the first transmission and the retransmission, and the average of the correlation values is reduced, so that the gain of the transmission space diversity can be increased. Overall throughput can be improved.
  • the multicarrier communication apparatus takes a complex conjugate of data to be transmitted, changes the order of symbols of one of the complex conjugate data, and performs a predetermined operation on one of the symbols. And a transmission diversity encoding unit for executing the transmission diversity encoding unit, wherein the transmission unit transmits complex conjugate data from different antennas.
  • the multicarrier communication apparatus includes an interleaving means for rearranging data in different interleaving patterns corresponding to the number of retransmissions, wherein the transmitting means is capable of rearranging the data. Configuration to transmit the data.
  • the multicarrier communication apparatus has a configuration in which the interleaving means uses an interleave pattern when data can be transmitted correctly for rearranging data to be transmitted next. take.
  • the data is transmitted using an interleave pattern suitable for the state of the transmission path by rearranging the interleave pattern that has been successfully transmitted first by using the next data for the first transmission. Therefore, even in an environment where a burst error occurs, the overall communication throughput can be improved.
  • the multi-carrier communication method on the transmitting side, when retransmitting data, maps the data to a subcarrier different from the subcarrier mapped in the first transmission, and Data is transmitted from a plurality of different antennas, and the receiving side demaps the data received during retransmission to a different subcarrier from the data received first.
  • the correlation value between branches is changed between the first transmission and the retransmission, and the average of the correlation values is reduced, so that the gain of transmission space diversity can be increased, and Overall throughput can be improved.
  • multi-level modulation when multi-level modulation is performed on transmission data and a modulated symbol is transmitted by multi-carrier transmission, an upper bit that is less likely to cause an error and a lower bit that is less likely to cause an error are transmitted every retransmission.
  • multi-level modulation by performing bit interleaving so that the bits that make up one symbol of multi-level modulation differ for each retransmission, thereby improving the error rate characteristics due to retransmission.
  • the subcarrier for data transmission is changed and retransmitted, reducing correlation between branches. And increase the diversity gain during transmission and bucket synthesis at the same time. As a result, the throughput characteristics can be improved.
  • the present invention can be applied to, for example, a wireless base station apparatus and a communication terminal apparatus that perform multicarrier communication such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

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Description

通信装置及びマルチキヤリァ通信方法
技術分野
本発明は、 再送技術を取り入れて誤り率を向上させるようになされたマルチ キヤリァ通信装置及び方法に関する。
明 背景技術
従来、 初回送信により得られたバケツトと再送されたバケツトを合成して復 書
号することにより、受信側での復号時の誤り率特性を向上させるようになされ たマルチキャリア通信システムが提案されている。 そして従来、 データのスル ープットを向上させることを目的として、 少ない再送回数で所望の誤り率を達 成するために種々の工夫が提案されている。
特にマルチキヤリァ通信システムでは、 周波数選択性フェージングが原因と なって、 サブキャリア毎の受信レベルが異なる。 従って、 ある周波数のサブキ ャリアに重畳された信号の受信レベルは高くなるが、 別のサブキヤリアに重畳 された信号の受信レベルは低くなる。 この結果、 受信レベルの低いサプキヤリ ァに重畳された信号の誤り率はなかな力所望の値に達せず、 再送回数が増大す る。
この点に着目して従来、 特開 2 0 0 1— 6 0 9 3 4号公報、 特開 2 0 0 0— 2 6 9 9 2 9号公報等に開示されている方法がある。 これらの方法では、 再送 毎にインタリーブパターンを変えることにより、 再送毎にシンボルを配置する サブキャリアを変化させる。 この結果、 パケット合成時の各シンポルの信号レ ベノレを一様化することができ、 誤り率特性を向上させることができる。
ところで、従来提案されている再送毎にィンタリーブパターンを変える方法 によれば、 確かに、 インタリーブ処理により送信シンポルのばらつきを大きく できるので、 誤り率の極端に悪いシンボルを減らすことができ、 有効にデータ のスループットを向上させることができる。
しかしながら、 近年、 画像データ等の大容量のデータを高速で伝送すること が求められており、 これを達成するためには、 誤り率特性をさらに向上させ、 再送回数を減らすことでスループットを一段と向上させることが必要となつ ている。 発明の開示
本発明の目的は、 マルチキャリア通信での、 再送による誤り率特性の向上効 果を一段と高め、 スループット特性を向上させることである。
この目的は、 送信データに対して多値変調を施し、 変調後のシンボルをマル チキヤリァ送信する場合に、 誤りの生じ難い上位ビットと誤りの生じ易い下位 ビットを再送毎に入れ替えて多値変調を施すことにより達成される。 また再送 毎に多値変調の 1シンポルを構成するビットが異なるようにビットインタリ ーブ処理を行うことにより一段とスループット特性を向上させることができ る。
つまり、 このようにすることにより、 前回の送信と次回の送信 （再送） で同 じシンポルの受信レベルが低くなったとしても、 同一ビットの受信レベルが連 続して小さくなる確率が低くなり、 受信側での再送による時間ダイバーシチ効 果を高めることができるようになる。 この結果、 受信側でのパケット合成後の 誤り率特性を向上させることができるので、 再送回数を減らし、 データのスル ープットを向上させることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1に係るマルチキヤリァ送信装置の構成を示す ブロック図；
図 2 (A) は、 系列変換部に入力されるビットの配列を示す図； 図 2 ( B) は、 初回送信時の各シンボルを構成するビットの配列を示す図； 図 2 ( C) は、 再送時 （1回目の再送時） の各シンボルを構成するビットの 配列を示す図；
図 2 (D) は、 再送時 （1回目の再送時） に系列変換部から出力されるビッ トの配列を示す図；
図 3は、 実施の形態 1のマルチキャリア受信装置の構成を示すプロック図； 図 4は、 1 6 Q AMによるマッピングと復調時の判定閾値の説明に供する 図；
図 5は、 上位ビットと下位ビットの品質の説明に供する図；
図 6は、 実施の形態 1の効果の説明に供する図；
図 7は、実施の形態 2に係るマルチキヤリァ送信装置の構成を示すプロック 図；
図 8は、 分離部の入出力データの説明に供する図；
図 9は、 多重部の入出力データの説明に供する図；
図 1 0 (A) は、 初回送信時に多重部から出力される信号のビット配列を示 す図；
図 1 0 (B )は、再送時に多重部から出力される信号のビット配列を示す図； 図 1 1は、 再送毎に異なるインタリーブパターンでビットインタリーブ処理 を行ったときの効果の説明に供する図；
図 1 2は、 実施の形態 2のマルチキヤリァ受信装置の構成を示すプロック 図；
図 1 3は、 実施の形態 3に係るマルチキヤリァ送信装置の構成を示すプロッ ク図；
図 1 4は、 実施の形態 3のマルチキヤリァ受信装置の構成を示すプロック 図；
図 1 5は、 他の実施の形態のマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック 図； 図 1 6は、他の実施の形態のマルチキヤリァ受信装置の構成を示すプロック 図；
図 1 7は、 実施の形態 4のマルチキヤリァ通信装置の送信系の構成を示すブ ロック図；
図 1 8は、 シンボル配置の一例を示す図；
図 1 9は、 シンボル配置の一例を示す図；
図 2 0は、 シンボル配置の一例を示す図；
図 2 1は、 シンボル配置の一例を示す図；
図 2 2は、 シンボル配置の一例を示す図；
図 2 3は、 シンボル配置の一例を示す図；
及び
図 2 4は、 実施の形態 4のマルチキヤリァ通信装置の受信系の構成を示すプ 口ック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態について、 添付図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態 1 )
図 1において、 1 0 0は全体として、 本発明の実施の形態 1に係るマルチキ ャリァ送信装置の構成を示す。 マルチキヤリァ送信装置 1 0 0は、 本発明によ るマルチキャリア通信装置の送信系として用いられる。 マルチキャリア送信装 置 1 0 0は、 無線基地局装置や通信端末装置に設けられる。
マルチキヤリァ送信装置 1 0 0は、 送信データに対して多値変調処理を施し、 変調により得たシンボルを拡散処理し、 さらに拡散により得たチップを互いに 直交する複数のサブキャリアに重畳して送信する。 つまり、 この実施の形態の マルチキャリア送信装置 1 0 0は、 送信データを O F D M(Orthogonal Frequency Division Multiplexing — C D M A ( Code Division Multiple Access) 方式により送信するようになっている。 マルチキャリア送信装置 1 00は送信データを符号化部 1 01によって符 号化し、 符号ィ匕したデータを記憶部 102に送出する。 記憶部 102はカウン タ 103のカウント値に基づいて読み出し制御される。 ここでカウンタ 103 は受信側から NACK信号 （再送要求信号） が送られてくる度にカウント値を インクリメントし、 ACK信号が送られてきたときにカウント値を 0リセット するようになつている。 記憶部 102はカウント値がインクリメントされる度 に記憶したデータを系列変換部 104に送出する （つまり、 再送データを送出 する） 。 これに対して、 カウント値が 0になったときには符号ィヒ部 101から のデータをそのまま系列変換部 104に送出する （つまり、 初回送信データを 送出する） 。
系列変換部 104は、 カウンタ 103.からのカウント値がインクリメントさ れる度に、 続く多値変調部 105で変調される、 誤りの生じ難い上位ビットと 誤りの生じ易レ、下位ビットとの順序を入れ替える。
多値変調部 105は、 系列変換部 104から入力されたデータの複数ビット を 1シンボルに変調する。 この実施の形態の場合、 多値変調部 105は入力デ 一タに対して 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)を施して、 4ビ ットを 1シンポルに変調するようになっている。
図 2を用いて、 系列変換部 104と多値変調部 105の処理について説明す る。 ここで図 2 (A) は系列変換部 104に入力されるビットの配列を示す。 図 2 (B)は初回送信時の各シンボルを構成するビットの配列を示す。図 2 (C) は再送時 （1回目の再送時） の各シンボルを構成するビットの配列を示す。 図 2 (D) は再送時 （1回目の再送時） に系列変換部 104から出力されるビッ トの配列を示す。
ここで図 2 (B) 、 図 2 (C) において、 b 0、 b lは 16 QAM変調され た際に誤りの生じ難い上位ビットを示し、 b 2、 b 3は誤りの生じ易い下位ビ ットを示す。 図 2からも分かるように、 系列変換部 104によって初回送信時 と再送時とで上位ビットと下位ビットが入れ替えられる。 例えばシンポノレ番号 1のシンボルを見ると、初回送信時には 1、 2ビットが上位ビットとされ、 3、 4ビットが下位ビットとされる （図 2 (B) ) のに対して、 再送時には 3、 4 ビットが上位ビットとされ、 1、 2ビットが下位ビットとされる（図 2 (C) )。
多値変調後のシンボルは選択回路 106に入力される。 選択回路 106の出 力側には、 それぞれィンタリーブパターンの異なる複数のィンタリーバ 107 一 1、 107— 2、 ···、 107—Nが接続されている。 選択回路 106はカウ ンタ 10 3からのカウント値に応じて変調シンボルを入力させるインタリー ノ 107— 1、 107— 2、 ···、 107— Nを切り替える。 これにより、 再送 毎に配列順序の異なるシンポルが拡散部 108に送出される。
拡散部 108は、 入力されたシンボルに拡散コードを乗じることにより、 シ ンボルをチップ単位に拡散する。 OFDM送信部 109は、 I FFT (逆フー リエ変換回路） 及び無線送信回路等により構成されており、 拡散により得られ たチップを互いに直交する複数サブキャリアに重畳する。 OF DM送信処理後 の信号はアンテナ 1 10を介して送信される。
図 3に、 マルチキャリア送信装置 100により送信されたマルチキャリア信 号を受信するマルチキヤリァ受信装置 200の構成を示す。 マルチキヤリァ受 信装置 200は、本発明のマルチキャリア通信装置の受信系として用いられる。 マルチキヤリァ受信装置 200は受信信号をアンテナ 201を介して OF D M受信部 202に入力する。
OF DM受信部 202は、 無線受信部及び F FT (フーリヱ変換回路） 等か ら構成されており、 複数サブキャリアに重畳された各チップを抽出する。 逆拡 散部 203は、 拡散コードを用いて入力信号を逆拡散することにより、 拡散前 のシンボルを復元し、 復元したシンボルを選択回路 204に送出する。
選択回路 204の出力側には、 それぞれィンタリーブパターンの異なる複数 のディンタリーバ 206- 1, 206一 2、 ···、 206一 Nが接続されている。 各ディンタリーバ 206— 1、 206— 2、 …ヽ 206—Nは、 それぞれ送信 側のインタリーバ 107— 1、 107-2, …ヽ 107— N (図 1) と逆の処 理を行うことにより、 各シンボルを元の配列に戻すようになっている。
選択回路 2 0 4はカウンタ 2 0 5のカウント値に応じて入力信号を出力す るディンタリーバ 2 0 6— 1、 2 0 6— 2、 '··、 2 0 6— Nを選択する。 ここ でカウンタ 2 0 5は送信側のカウンタ 1 0 3 (図 1 ) と同様に N A C K信号が 入力される度にインクリメントされる。 つまり、 マルチキャリア送信装置 1 0 0とマルチキヤリァ受信装置 2 0 0との間では、 再送回数に応じて対応するィ ンタリーバ 1 0 7—1、 1 0 7—2、 ·'·、 1 0 7 - N (図 1 ) とディンタリー バ 2 0 6— 1、 2 0 6 - 2 , …ヽ 2 0 6— Nが選択され、 ディンタリーバ 2 0 6— 1、 2 0 6— 2、 ·'·、 2 0 6—Nによりシンポルの配列が元に戻される。 ディンタリーバ 2 0 6— 1、 2 0 6— 2、 '··、 2 0 6—Nにより元の配列に 戻されたシンボルは多値復調部 2 0 7に入力される。 多値復調部 2 0 7は多値 変調部 1 0 5 (図 1 ) に対応した復調処理を行うことにより、 1シンボルから 4ビットのデータを復調する。
系列変換部 2 0 8は、再送回数に応じて、送信側の系列変換部 1 0 4 (図 1 ) と逆の系列変換を行う。 具体的には、 初回送信データの受信時には入力したビ ットをそのままの配列で出力するのに対して、 再送信号の受信時には再送毎に 上位ビットと下位ビットの配列を入れ替える。 これにより、 送信データと同様 のビット配列の信号が得られる。 系列変換部 2 0 8の出力は再送バケツトを合 成する合成回路 2 0 9に入力される。
合成回路 2 0 9は記憶部 2 1 1と加算部 2 1 0とにより構成されており、 記 憶部 2 1 1に記憶された今回の再送までのバケツトデータと、 今回再送された バケツトデータとが加算部 2 1 0によりカロ算される。 例えば今回入力されたパ ケットデータが 2回目の再送によるバケツトデータであった場合には、記憶部 2 1 1に記憶された初回及び 1回目の再送による合成パケットデータと、 今回 の再送によるパケットデータが合成される。
合成されたバケツトデータは復号化部 2 1 2により復号され、誤り検出部 2 1 3により C R C (CvcHc Redundancy Check) 等の誤り検出が施される。 こ れにより、 誤り検出部 213からは復号データが出力されると共に、 CRCが 〇 Kの場合には AC K信号が、 NGの場合には NACK信号が出力される。 こ の AC KZN AC K信号はカウンタ 205に送出されると共に、 マルチキヤリ ァ送信装置 100 (図 1) に送信される。
次にこの実施の形態の動作について説明する。 この実施の形態では、 マルチ キャリア送信装置 100によって再送毎に多値変調時の上位ビットと下位ビ ットとを入れ替えるようにしたことにより、 受信側でのビット単位の誤り率を 向上させることができるようになる。 まず、 これを図 4、 図 5及び図 6を用い て説明する。
図 4は、 16 Q AMによる各シンボルの I— Q平面上でのマッピング位置を 示す。 復調時、 上位 2ビットは、 同相成分については図中 i 1の幅の判定閾値 が用いられ、 直交成分については図中 qlの幅の判定閾値が用いられて、 軟判 定処理が行われる。 一方、 下位 2ビットは、 同相成分については i 2の幅の判 定閾値が用いられ、 直交成分については q 2の幅の判定閾値が用いられて、 軟 判定処理が行われる。 図からも明らかなように、 下位 2ビットの判定閾値の ί 2、 q2は上位 2ビットの判定閾値の幅 i 1、 q 1に対して狭いので、 シンポ ルの位相や振幅が伝搬路により変動した場合に、 上位 2ビットと比較して誤り が生じ易くなる。
図 5に、上位 2ビット S 0、 S 1と下位 2ビット S 2、 S 3の S I R (Signal to Interference Ratio) と B E R (Bit Error Rate) との関係を示す。 図からも 明らかなように、 同じ S I Rであれば上位ビットの方が BERが低くなる。 この実施の形態では、 図 6に示すように、 初回送信時にはビット S 0、 S 1 を上位ビットとして高品質で伝送し、 2回目送信時（再送時）にはビット S 2、 S 3を上位ビットとして高品質で伝送するようにしている。 これにより、 受信 側でパケット合成すると全てのビット S 0， 、 S 1 ' 、 S 2' 、 S 3， を誤り が生じない程度の品質で復元できるようになる。
すなわち、初回送信時に下位ビットとしたビットを再送時にも下位ビットと して送信する場合と比較して、 再送によるビット単位での時間ダイバーシチ効 果が得られ、 合成後のバケツトデータの誤り率特性を向上させることができる。 またこの実施の形態では、 多値変調後のシンボルを再送毎に異なるインタリ ーブパターンによりインタリーブしてマルチキヤリァ送信しているので、 シン ボル単位での誤り率特性の向上も見込める。 つまり、 周波数選択性フェージン グにより特定のサブキヤリァの信号レベルが落ち込んでも、 同一のシンボルが 連続してそのサブキャリアに割り当てられる確率が低くなるので、 再送による ビット単位での時間ダイバーシチ効果が得られ、 合成後のバケツトデータの誤 り率特性を一段と向上させることができる。
以上の構成によれば、 送信データに対して多ィ直変調を施し、 変調後のシンポ ルをマルチキヤリァ送信する場合に、 上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ 替えて多値変調を施すようにしたことにより、 各ビットについて再送による時 間ダイバーシチ効果を得ることができ、 合成後のバケツトデータの誤り率特性 を向上させることができる。 この結果、 再送回数を減らすことができることに より、 データのスループットを向上させることができる。
(実施の形態 2 )
この実施の形態では、 実施の形態 1と同様に上位ビットと下位ビットを再送 毎に入れ替えて多値変調を施すのに加えて、 多値変調時に上位ビットに割り当 てられるビットと下位ビットに割り当てられるビットを分割し、 分割したビッ ト列それぞれに対して再送毎に異なるインタリーブパターンを用いてィンタ リーブ処理を施す。
この結果、 再送毎に上位ビットと下位ビットが入れ替わるのに加えて、 多値 変調による 1シンボルを構成するビットも再送毎に入れ替わる。 これにより、 再送間で見た場合、 各ビットを一段とばらかせる （つまり、 再送毎に同一ビッ トが同一サブキャリアに配置される確率を低くする） ことができるようになる ので、'各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めること ができる。 図 1との対応部分に同一符号を付して示す図 7において、 この実施の形態の マルチキャリア送信装置 3 0 0は記憶部 1 0 2から出力された送信ビットを 分離部 3 0 1により分離する。 この実施の形態では、 4ビットを 1シンポルと する 1 6 QAMを行うので、 入力ビットを 2ビット毎に分離するようになって いる。 具体的には、 分離部 3 0 1は、 図 8に示すように、 2ビット毎に入力ビ ットを分離部出力 1及ぴ分離部出力 2に分離して、 続く選択回路 3 0 2の各入 力端に供給する。
選択回路 3 0 2の出力端は、 可動接点を介して、 それぞれインタリーブパタ ーンの異なるインタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 2 - 2に接続されている。 選択回 路 3 0 2は、カウンタ 3 0 5からのカウント値（すなわち再送回数）に応じて、 入力したビット列を供給するインタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 2 - 2を選択する ようになつている。 例えば初回送信時には、 図 8に示す分離部出力 1をインタ リーバ 3 0 3— 1に供給し、 分離部出力 2をインタリーバ 3 0 3— 2に供給す る。 これに対して、 1回目の再送時には分離部出力 1をインタリーバ 3◦ 3— 2に供給し、 分離部出力 2をインタリーバ 3 0 3— 1に供給する。
インタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 2 _ 2の出力は続く選択回路 3 0 4の各入力 端に供給される。 選択回路 3 0 4の出力端は、 可動接点を介して、 多重部 3 0 6の 2つの入力端に接続されている。 選択回路 3 0 4はカウンタ 3 0 5からの カウント値 （すなわち再送回数） に応じて、 インタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 2 一 2の出力を供給する多重部 3 0 6の入力端を切り替えるようになつている。 ここで多重部 3 0 6は 2つの入力端から入力された 2系統のビット列を時 分割多重することにより、 1列のビット系列に変換して出力する。 この際、 ま ず第 1の入力端に供給されている 2ビット分を出力し、 続いて第 2の入力端に 供給されている 2ビット分を出力するといったように、 2ビットずつ交互に選 択して出力する。
多重部 3 0 6の入力と出力の様子を、 図 9を用いて説明する。 初回送信時に は第 1の入力端に多重部入力 1として 1 , 2 , 5 , 6 , …， n 0 , n 1が入力 され、 第 2の入力端に多重部入力 2として 3, 4, 7, 8， ···, n 2, n 3が 入力される。 このとき多重部 306は多重部出力として 1, 2， 3， 4， 5, 6, 7, 8， ···, n 0, n 1 , n 2, n 3の順序のビット列を出力する。
一方、図示しないが、再送時には第 1の入力端に多重部入力 1として 3， 4， 7, 8， ···， n 2, n 3が入力され、 第 2の入力端に多重部入力 2として 1， 2, 5， 6， ···, n 0, n lが入力される。 このとき多重部 306は多重部出 力として 3， 4， 1， 2， 7, 8， 5, 6， ···, n 2, n 3, n0， n 1の順 序のビット列を出力する （但し、 図 9では、 説明を簡単化するために、 インタ リーバ 303— 1、 302 _ 2によるインタリーブ処理を無視したビット配列 となっている力 実際には各ビットはインタリーブされたものとなる） 。
これにより、 多値変調部 105では、 初回送信時と再送時で上位ビットと下 位ビットが入れ替わつた多値変調処理を行うことができるので、 下位ビットの 受信品質が連続して悪くなることを回避できるといった、 実施の形態 1と同様 の効果が得られることになる。
図 10に、 実際に多重部 306から出力されるビットの配列を示す。 この図 からも明らかなように、 図 10 (A) に示す初回送信時と図 10 (B) に示す 再送時とでは、 上位ビットと下位ビットが入れ替えられているのに加えて、 各 シンボルに割り当てられるビットも入れ替えられている。 この結果、 例えば各 シンボルが初回送信時と再送時で同じサブキヤリアに割り当てられた場合で も、 各ビットは初回送信時と再送時で異なるサブキャリアに配置されることに なるので、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果を確実に得るこ とができるようになる。
ここで図 1 1を用いて、 初回送信時と再送時でビットを配置するサブキヤリ ァを替えることで誤り率特性が向上する理由について簡単に説明する。 初回送 信時と再送時で同じィンタリーブパターン # 1を用いた場合には、 初回送信時 と再送時で同じサブキャリアに同じデータが配置されることになるので、初回 送信信号と再送信号とを合成したとしても、周波数選択性フェージングにより 受信レベルが落ち込んでいるサブキャリアに割り当てられたデータは殆ど再 送によるダイバーシチ効果が得られない。 図中 Xで示すデータ 2、 7がこれに 相当する。
これに対して、 初回送信時と再送時で同じ異なるインタリーブパターン # 1、 # 2を用いた場合には、 初回送信時と再送時で同一データが異なるサブキヤリ ァに配置されることになるので、 初回送信信号と再送信号とを合成すると、 1 回目の送信では+分な受信レベルが得られなかったデータも、 2回目の送信で は十分な受信レベルが得られる可能性が高くなる。 この結果、 再送によるダイ バーシチ効果が得られる。 図中〇で示すデータ 2、 7がこれに相当する。
図 1 2に、 マルチキャリア送信装置 3 0 0 (図 7 ) から送信された信号を受 信して復調するマルチキヤリァ受信装置 4 0 0の構成を示す。 図 3との対応部 分に同一符号を付して示す図 1 2において、 マルチキヤリァ受信装置 4 0 0は 逆拡散後の信号を多値復調部 4 0 1に入力する。 ここで多値復調部 4 0 1、 分 離部 4 0 2、 選択回路 4 0 3、 ディンタリーバ 4 0 4—1、 4 0 4— 2、 選択 回路 4 0 5、 多重部 4 0 6は、 基本的には、 マルチキヤリァ送信装置 3 0 0の 対応部分と逆の処理を行うようになっている。
具体的には、 多値復調部 4 0 1は多値変調部 1 0 7と、 分離部 4 0 2は多重 部 3 0 6と、選択回路 4 0 3は選択回路 3 0 4と、ディンタリーバ 4 0 4— 1、 4 0 4— 2はインタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 3— 2と、 選択回路 4 0 5は選択 回路 3 0 2と、 多重部 4 0 6は分離部 3 0 1と、 それぞれ逆の処理を行う。 こ れにより、 多重部 4 0 6からは、 伝送劣化を除けば分離部 3 0 1 (図 7 ) に入 力されたビット列と同様のビット列が復元されて出力される。
以上の構成によれば、 再送毎に多値変調の上位ビットと下位ビットを入れ替 えるのに加えて、 当該上位ビットと下位ビットを再送毎に異なるインタリーブ パターンでィンタリーブしてビットを配置するサブキヤリアを再送毎に入れ 替えるようにしたことにより、 実施の形態 1での効果に加えて、 各ビットにつ いて再送による時間ダイバーシチ効果を一段と高めることができる。 この結果、 バケツト合成後の誤り率特性を一段と向上し得る。
また分離部 3 0 1、選択回路 3 0 2、インタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 3— 2、 選択回路 3 0 4及び多重部 3 0 6を設けたことにより、 多値変調部 1 0 7のコ ンスタレーションマッビングの構成を変更することなく、 再送毎の上位ビット と下位ビットの入れ替え及び再送毎の 1シンボルを構成するビットの入れ替 えを行うことができるようになる。 これにより、 簡易な装置構成とすることが できる。
(実施の形態 3 )
図 7との対応部分に同一符号を付して示す図 1 3において、 この実施の形態 のマルチキヤリァ送信装置 5 0 0は、 分離部 3 0 1で分離した上位ビットと下 位ビットを各々独立のィンタリーブパターンでィンタリーブするようになつ ている。 これにより、 実施の形態 2と比較して上位ビットと下位ビットのばら つきを一層大きくできるので、各ビットについて再送による時間ダイバーシチ 効果を一段と高めることができ、 再送によるビット誤り率特性の向上効果を一 段と高めることができるようになつている。
具体的に説明すると、 分離部 3 0 1により分離された上位ビットと下位ビッ トは選択回路 5 0 1に入力され、 カウンタ 5 0 7のカウント値 （すなわち再送 回数） に応じてそれぞれ選択回路 5 0 2又は選択回路 5 0 3に振り分けられる。 選択回路 5 0 2の出力端にはそれぞれ異なるインタリーブパターンのインタ リーバ 5 0 4— 1、 5 0 4— 2、 ·· ·、 5 0 4—Nが設けられていると共に、 選 択回路 5 0 3の出力端にもそれぞれ異なるインタリーブパターンのインタリ ーバ 5 0 5— 1、 5 0 5— 2、 · ·'、 5 0 5—Nが設けられている。
そして選択回路 5 0 2、 5 0 3はそれぞれ、 カウンタ 5 0 7のカウント値に 応じて、 データを供給するインタリーバ 5 0 4— 1、 5 0 4— 2、 · ··、 5 0 4 一 N、 5 0 5— 1、 5 0 5— 2、 '· ·、 5 0 5— Nを切り替える。 これにより、 再送毎に上位ビット及び下位ビットがそれぞれ独立に全く異なるインタリー ブパターンでインタリーブされる。 インタリーブされた上位ビット及び下位ビットは選択回路 506を介して 多重部 306に入力される。 このとき実施の形態 2で説明したのと同様に、 選 択部 506により多重部 306への入力端に入力される上位ビットと下位ビ ットが再送毎に切り替えられることにより、 多値変調部 107で扱う上位ビッ トと下位ビットが再送毎に切り替えられるようになる。
図 14に、 マルチキャリア送信装置 500から送信された信号を受信して復 調するマルチキヤリァ受信装置 600の構成を示す。 図 1 2との対応部分に同 —符号を付して示す図 14において、 マルチキヤリァ受信装置 600は多ィ直復 調後の信号を分離部 402に入力する。 ここで分離部 402、 選択部 601、 選択部 602、 選択部 603、 ディンタリーバ 604— 1、 604— 2、 '··、 604— N、 ディンタリーバ 605— 1、 605— 2、 …ヽ 605一 N、 選択 部 606、 多重部 607は、 基本的には、 マルチキヤリァ送信装置 500の対 応部分と逆の処理を行う。
具体的には、 分離部 402は多重部 306と、 選択部 601は選択部 506 と、 選択部 602は選択部 502と、 選択部 603は選択部 503と、 ディン タリーバ 604— 1、 604— 2、 ···、 604一 Nはィンタリーバ 504— 1、
504- 2, …ヽ 504— Nと、デインタリーバ 605— 1、 605— 2、 …ヽ
605—Nはインタリーバ 505— 1、 505— 2、 ···、 505—Nと、 選択 部 606は選択部 501と、 多重部 607は分離部 301と、 それぞれ逆の処 理を行う。 これにより、 多重部 607力 らは、 伝送劣化を除けば分離部 301 に入力されたビット列と同様のビット列が出力される。
以上の構成によれば、 実施の形態 2に加えて、 分離部 301で分離した上位 ビットと下位ビットを各々独立のインタリーブパターンでインタリーブする ようにしたことにより、 実施の形態 2と比較して、 上位ビットと下位ビットの ばらつきを一層大きくできるので、 各ビットについて再送による時間ダイバー シチ効果を一段と高めることができる。 換言すれば、 再送毎に多値変調の 1シ ンボルを構成するビットを上位ビットと下位ビット毎にばらっかせるので、 前 回の送信と次回の送信 （再送） で同じシンボルの受信レベルが低くなつたとし ても、 同一のビットの受信レベルが低くなる確率を低くできる。 この結果、 再 送によるビット誤り率特性の向上効果を一段と高めることができる。
また分離部 3 0 1で分離した上位ビットと下位ビットを各々独立のィンタ リーブパターンでィンタリーブするようにしたことにより、 受信側で各ビット 列を容易に復元することができるようになる。 つまり、 受信側では、 上位ビッ トと下位ビット毎に、 単純に送信側と逆の処理を行うことで元のビット列を復 元できるようになる。
なお上述の実施の形態 1では、 系列変換部 1 0 4を設けることにより、 再送 毎に多値変調時の上位ビットと下位ビットの入替処理を行い、 実施の形態 2で は、 分離部 3 0 1とインタリーバ 3 0 3— 1、 3 0 3— 2と選択部 3 0 4と多 重部 3 0 6とを設けることにより、 再送毎に異なるビットインタリーブ処理を 行うと共に上位ビットと下位ビットの入替処理を行う場合について説明した 力 本発明はこれに限らず、 インタリーバにビットインタリーブの機能と共に 上位ビットと下位ビットを入れ替える機能を持たせるようにしてもよい。 例えば、 図 1 5に示すように、 それぞれが多値変調時の上位ビットと下位ビ ットとを入れ替える機能を有し、 かつそれぞれが異なるインタリーブパターン を有する複数のインタリーバ 7 0 1— 1、 7 0 1— 2、 ··'、 7 0 2— Nを設け れば、 上述した実施の形態 1、 2と同様の効果を得ることができる。
すなわち、 図 1との対応部分に同一符号を付して示す図 1 5において、 マル チキヤリァ送信装置 7 0 0は、 それぞれが多値変調時の上位ビットと下位ビッ トとを入れ替える機能を有し、 かつそれぞれが異なるインタリーブパターンを 有する複数のインタリーバ 7 0 1— 1、 7 0 1— 2、 '··、 7 0 2—Nが設けら れている。 マルチキヤリァ送信装置 7 0 0は、 選択回路 7 0 1により、 送信デ ータが供給されるィンタリーバ 7 0 1— 1、 7 0 1— 2、 ···、 7 0 2— Nのい ずれか一つが再送回数に応じて選択される。 これにより、 実施の形態 1や実施 の形態 2で述べたのと同様の効果が、 図 1 5に示すような構成によっても達成 できる。
因みに、 図 1 5に示すマルチキヤリァ送信装置 7 0 0から送信されたマルチ キヤリァ信号は、 図 1 6に示すような構成のマルチキヤリァ受信装置 8 0 0に より受信復調することができる。 図 3との対応部分に同一符号を付して示す図 1 6において、 マルチキヤリァ受信装置 8 0 0は多値復調部 8 0 1により復調 された信号を選択部 8 0 2に入力する。 ここで選択部 8 0 2、 ディンタリーバ 8 0 3— 1、 8 0 3— 2、 ···、 8 0 3—Nは、 基本的には、 マルチキャリア送 信装置 7 0 0の対応部分と逆の処理を行う。
具体的には、 多値復調部 8 0 1は多値変調部 1 0 7と、 選択部 8 0 2は選択 部 7 0 1と、 デインタリーバ 8 0 3— 1、 8 0 3— 2、 …ヽ 8 0 3— Nはイン タリーバ 7 0 2— 1、 7 0 2— 2、 · · -、 7 0 2— Nと、 それぞれ逆の処理を行 う。 これにより、 ディンタリーバ 8 0 3— 1、 8 0 3— 2、 ···、 8 0 3— Nか らは、伝送劣化を除けば送信側の選択部 7 0 1に入力されたビット列と同様の ビット列が出力されるようになる。
また上述の実施の形態 1 ~ 3では、 多値変調として 1 6 Q AMを用いた場合 について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えば 6 4 Q AM^ 1 6 P S K等 を用いた場合にも適用できる。 要は、 伝送誤りの生'じ難い上位ビットと伝送誤 りの生じ易い下位ビットが存在する多値変調を用いる場合に広く適用できる。 また上述の実施の形態 1〜 3では、 O F DM送信部 1 0 9の構成については 詳述しなかったが、 拡散後のチップを周波数軸方向に拡散する場合であっても、 時間軸方向に拡散する場合であつても、 上述した実施の形態と同様の効果が得 られる。 さらには、 拡散を行わないマルチキャリア送信であっても同様の効果 を得ることができる。
また上述の実施の形態 1〜3では、 受信側にカウンタを設け、 NA C K信号 をカウントすることで今回受信した信号が何回目の再送信号かを検出する場 合について述べた力 送信側から伝送される送信回数信号に基づいて何回目の 再送信号かを検出するようにしてもよい。 さらに、送信側又は受信側に各サブキヤリァの受信レベルを検出する検出手 段を設け、 この検出結果に基づいて、 受信レベルが低いサブキャリアに同一の ビットが配置されないように再送時のィンタリーブパターンを選択するよう にすれば、 前回の送信と次回の送信 （再送） で同一ビットの受信レベルが連続 して低くなることを確実に回避できるので、 一段と誤り率特性を向上させるこ とができるようになる。
さらに上述の実施の形態 1 〜 3では、 本発明をハードウエアにより実現する 場合について述べたが、 実施の形態と同様の機能をプログラムにより実現する ようにしてもよい。
(実施の形態 4 )
この実施の形態では、 マルチキヤリァ通信と M I MO (Multilnput Multi Output)等のマルチアンテナ通信技術とを組み合わせた場合に、再送による誤 り率特性の向上効果を高める装置及び方法を提案する。
先ず、 この実施の形態を提案するに至った過程について説明する。 無線通信 において、誤り率特性を積極的に改善する技術としてダイバーシチ技術がある。 ダイバーシチ技術は、 同一情報を含む複数の受信信号を合成することにより誤 り率特性の改善を行う技術である。
ダイバーシチ技術の一つとして、 送信ダイバーシチがある。 送信ダイバーシ チでは、 フェージング相関が低い 2つのアンテナ （ブランチ） から同一の通信 相手に対して信号を伝送することにより、 受信側の装置を複雑な構成とするこ となく、 タイバーシチ効果により高品質な受信ができる。
複数の送信アンテナを使用する送信ダイバーシチシステム （例えば、 S T T D -Space Time Transmit Diversity) において、 ブランチ間のフェージング相 関が高いと、 ダイバーシチゲインが減少し、 その効果が十分に得られない。 特 に、 移動機に関しては、 その筐体の大きさを考慮すると、 複数アンテナの間隔 を十分に広げた配置が困難である可能性が高く、上記課題は顕著となる。また、 受信側でパケット中の誤りを検出した場合に同一パケットを再送し既受信パ ケットと合成を行う H— A R Qシステムにおいては、 再送間隔が短い場合ゃ最 大ドップラー周波数が低い場合などは、 時間方向のフェージング相関が高くな り、 バケツト合成時のダイバーシチゲインが十分に得られない。
従来のマルチキヤリァ通信装置では、 時系列で複数のバースト信号を伝送す る場合に、 バースト信号毎にィンタリーブ処理して低速フェージング伝送路環 境および高い伝送速度環境において必要以上に時間間隔を離さずに時間間隔 を離した時とほぼ同様な効果を得るようにしたものもある。
しかしながら上記の例では、 データが正しく受信されたか否かの区別なしに インタリーブパターンを変えるため、 伝送路環境に適したィンタリーブパター ンで並べ替えたデータを送信した場合でも、 次に送信するデータは、 異なるィ ンタリーブパターンで並べ替えられるため、 インタリーブの効果が充分に得ら れない可能性がある。
このように、 従来の装置においては、 ブランチ間の相関が高い、 または再送 間隔が短い場合や最大ドップラー周波数が低く、 時間方向のフェージング相関 が高い等の理由により、 ダイバーシチゲインが減少して受信誤りが発生し、 こ の結果充分なスループットが得られないという問題がある。
本発明者らはこれらの考察のもと、 受信したデータに誤りが発生した場合に は、 同じサブキヤリァで送信を行っても送信ダイバーシチ効果を高めることが できないが、 サブキャリア毎に送信ダイバーシチでの相関は異なり、 これを用 いれば送信ダイバーシチ効果を高めることができると考えた。
この実施の形態の特徴は、 送信ダイバーシチ （マルチアンテナ） を適用した マルチキヤリァ通信において、 受信したデータに誤りが発生した場合にデータ を伝送するサブキヤリァを変更して再送することにより、 ブランチ間の相関を 低減する機会を増やしてダイバーシチゲインを増加させ、 スループットを向上 させたことである。
図 1 7は、実施の形態 4に係るマルチキヤリァ通信装置の構成を示すプロッ ク図である。 図 1 7のマルチキヤリァ通信装置 1 0 0 0は、 無線受信部 1 0 0 1と、 カウンタ 1002と、 符号化器 1003と、 記憶部 1004と、 変調器 1005と、 送信ダイバーシチエンコーダ 1006— 1と、 送信ダイバーシチ エンコーダ 1006— 2と、 マッピング制御器 1007と、 マッピング器 10
08— 1と、 マツビング器 1008— 2と、 インタリーバ制御器 1009と、 インタリーブ部 10 10—1と、 インタリーブ部 1 010— 2と、 I F FT部
101 1— 1と、 I FF T部 1011— 2と、 無 f泉送信部 1012— 1と、 無 線送信部 10 12— 2と力 ら主に構成される。
図 1 7において、 無線受信部 1001は、 受信した無 f泉信号をベースバンド 周波数に変換して復調し、 A C K信号または N A C K信号を取り出してカウン タ 1002に出力する。 カウンタ 1002は、 送信するデータ単位で NACK 信号を受け取った回数を計り、 この回数を記憶部 1 004とマッピング制御器
1007とインタリーバ制御器 1009に出力する。
符号化器 1003は、 送信するデータを誤り訂正符号化して記憶部 1004 に出力する。 記憶部 1004は、 符号化されたデータを記憶する。 そして、 力 ゥンタ 1002から初回送信を示すカウンタ値 （例えば "1" など） を受け取 つた場合、 記憶部 1004は、 次に符号化されたデータを変調器 1005に出 力する。 また、 カウンタ 1002から再送を示すカウンタ値 （例えば " 1" 以 外） を受け取った場合、 記憶部 1004は、 先に記憶したデータを再び変調器 105に出力する。
変調器 1005は、 データを変調して送信ダイバーシチェンコーダ 1006 一 1と送信ダイバーシチエンコーダ 1006— 2に出力する。 送信ダイバーシ チェンコーダ 1006 _ 1は、 入力されたデ一タ系列をそのままマツピング器 1008- 1に出力する。 送信ダイバーシチエンコーダ 1006— 2は、 デー タの複素共役をとり、 隣り合う 2つのシンボルの順序を並べ替え、 一方のシン ボルに X (— 1) の演算を施して、 マッピング器 1 008— 2に出力する。 マッピング制御器 1007は、 送信するデータ単位で NACK信号を受け取 つた回数に基づいてデータをマツビングするサブキヤリァを決定してマツピ ング器 1008— 1及びマッビング器 1008— 2に指示する。 マッビング制 御器 1007が指示するサブキャリアは、 N AC K信号を受け取った回数によ り異なる。
マッビング器 1008— 1は、送信するデータをマッビング制御器 1007 が指示するサブキヤリアで位相と振幅の大きさをマッビングしてィンタリー ブ部 1010 _ 1に出力する。 同様に、 マッビング器 1008 _ 2は、 送信す るデータをマッビング制御器 1007が指示するサブキヤリァで位相と振幅 の大きさをマッピングしてインタリーブ部 1010— 2に出力する。
インタリーバ制御器 1009は、送信するデータ単位で N AC K信号を受け 取った回数に基づいてインタリーブパターンをインタリーブ部 1 01 0— 1 及ぴィンタリーブ部 1010— 2に指示する。 インタリーバ制御器 1009が 指示するインタリーブパターンは、 NACK信号を受け取った回数により異な る。
インタリーブ部 1010— 1は、 選択回路 1021と、 インタリーバ 102 2—；！〜 1022— nと力、ら構成され、 インタリーバ制御器 1009の指示に 従い、 インタリーブパターンを変えてデータを並べ替える。 そして、 インタリ —ブ部 10 10 _ 1は、 並べ替えたデータを I FF T部 101 1— 1に出力す る。
選択回路 1021は、 インタリーバ 1022— 1〜 1022— nのうち、 ィ ンタリーバ制御器 1009の指示に対応するインタリーブパターンで並べ替 えるインタリーバにデータを出力する。 インタリーバ 1022— 1〜 1022 _nは、 それぞれ相異なるインタリーブパターンでデータの順序を並ぺ替え、 並べ替えたデータを I FF T部 101 1— 1に出力する。
例えば、 最初の送信の時、 選択回路 1021は、 データをィンタリーバ 10 22— 1に出力し、 1回目の再送時、 選択回路 1021は、 データをインタリ ーバ 1022— 2に出力し、 2回目の再送時、 選択回路 1021は、 データを インタリーバ 1022_ 3に出力する。 そして、 データの伝送に成功し、 次の データを送信する場合、 再び選択回路 1 0 2 1は、 データをィンタリーバ 1 0 2 2 - 1に出力する。
同様に、 インタリーブ部 1 0 1 0— 2は、 インタリーバ制御器 1 0 0 9の指 示に従い、 インタリーブパターンを変えてデータを並べ替える。 そして、 イン タリーブ部 1 0 1 0— 2は、 並べ替えたデータを I F F T部 1 0 1 1— 2に出 力する。
I F F T部 1 0 1 1— 1は、 インタリーブ部 1 0 1 0— 1において並べ替え られたデータを直交変換で周波数領域のデータを時間領域の信号に変換して 無線送信部 1 0 1 2— 1に出力する。 I F F T部 1 0 1 1 _ 2は、 インタリー プ部 1 0 1 0— 2において並べ替えられたデータを直交変換で周波数領域の データを時間領域の信号に変換して無線送信部 1 0 1 2— 2に出力する。 例え ば、 I F F T部 1 0 1 1 _ 1及び I F F T部 1 0 1 1 _ 2は、 データを高速フ 一リエ逆変換する。
無線送信部 1 0 1 2— 1は、 I F F T部 1 0 1 1— 1から出力された信号を 無線周波数に変換して送信する。 同様に、 無線送信部 1 0 1 2— 2は、 I F F T部 1 0 1 1— 2から出力された信号を無線周波数に変換して送信する。
次に、本実施の形態に係るマルチキヤリァ通信装置におけるキヤリァ変更の 動作について説明する。図 1 8〜 2 3は、シンポル配置の一例を示す図である。 図 1 8 ~ 2 3において、 縦軸はサブキャリアの周波数を示し、 横軸は時刻を示 す。
図 1 8、 図 1 9、 及び図 2 0は、 それぞれ無線送信部 1 0 1 2— 1から送信 されるシンボル配置の図である。 図 2 1、 図 2 2、 及び図 2 3は、 それそれ無 線送信部 1 0 1 2 _ 2から送信されるシンボル配置の図である。 ここでは、 無 線送信部 1 0 1 2— 1から信号を送信するブランチをブランチ # 1とし、 無線 送信部 1 0 1 2— 2から信号を送信するブランチをブランチ # 2とする。 また、 図 1 8及び図 2 1は、 最初にデータを送信する場合のシンポノレ配置の 図である。 図 1 9及び図 2 2は、 同じデータを再送する場合のシンボル配置の 図である。 そして図 20及び図 23は、 二回目の再送する場合のシンボル配置 の図である。
最初にデータを送る場合、 図 18に示すように、 マルチキャリア通信装置 1 000は、 無,锒送信部 1012— 1から周波数 f 6のサブキヤリァでシンボル S 0、 S 1、 S 2、 S 3の順に送信し、 周波数 f 3のサブキヤリァでシンボル S4、 S 5、 S 6、 S 7の順に送信する。
また、 図 21に示すように、 マルチキヤリァ通信装置 1000は、 無線送信 部 101 2— 2から周波数 ί 6のサブキャリアでシンボル一 S 1 *、 S 0 *、 — S 3 *、 S 2 *の順に送信し、 周波数 f 3のサブキヤリァでシンボル一 S 5 *、 S4 *、 一S 7 *、 S 6 *の順に送信する。 これらのシンボル一 S 1 *、 S 0 *、 —S 3 *、 S 2 *、 一 S 5 *、 S 4 *、 — S 7 *、 S 6 *は、 それぞ れシンボル S O、 S l、 S 2、 S 3、 S 4、 S 5、 S 6、 S 7の複素共役をと つたものであり、 "一"記号が付加されているシンボルは更に X (— 1) の演 算を施したものである。
ここで、 2つのブランチ # 1と # 2は、 送信するサブキャリアにより相関が 高い場合と低い場合がある。 そして、 ブランチ間の相関が高い場合には、 送信 ダイバーシチ効果が充分に得られなレ、。
例えば、 周波数 f 3と f 6とのブランチ間の相関が高い場合に周波数 f 3と f 6でデータを送信して誤りが発生したとき、 再び、 周波数 f 3と f 6でデー タを送信しても、 送信ダイバーシチ効果が充分に得られず、 再び誤りが発生す る可能性が高い。 - そこで、 本実施の形態のマルチキヤリァ通信装置 1000は、 受信側で誤り が発生した場合に、 最初のデータ送信時と異なるサブキヤリァを用いてデータ を再送する。 マルチキヤリァ通信装置 1000は、 図 1 9及ぴ図 22に示すよ うに、 f 3のサブキヤリァで送信したデータを再送時に f 5で送信し、 f 6の サブキヤリァで送信したデータを再送時に f 2で送信する。
具体的には、 マルチキヤリァ通信装置 1000は、 無線送信部 1012— 1 から周波数 ί 2のサブキャリアでシンポル S 0、 S l、 S 2、 S 3の順に送信 し、 周波数 f 5のサブキヤリァでシンボル S 4、 S 5、 S 6、 S 7の順に送信 する。 また、 無,線送信部 1012— 2から周波数 f 2のサブキャリアでシンポ ルー S l *、 S 0 *、 一S 3 *、 S 2 *の順に送信し、 周波数 f 5のサブキヤ リアでシンポルー S 5 *、 S 4*、 一 S 7 *、 S 6 *の順に送信する。
また、 データを再送しても、 受信したデータに誤りが発生した場合、 本実施 の形態のマルチキヤリァ通信装置 1000は、 再送時に使用したサブキヤリ了 と異なる周波数でデータをさらに再送する。 例えば、 図 20及び図 23に示す ように f 2のサブキヤリァで送信したデータを再送時に f 4で送信し、 f 5の サブキヤリァで送信したデータを再送時に f 2で送信する。
次に、 受信側について説明する。 図 24は、 実施の形態 4に係るマルチキヤ リア通信装置の受信系の構成を示すプロック図である。 図 24のマルチキヤリ ァ通信装置 2000は、 無線受信部 2001と、 FFT部 2002と、 ディン タリープ部 2003と、 デマッビング器 2004と、 送信ダイバーシチデコー ダ 2005と、合成回路 2006と、復調器 2007と、復号化器 2008と、 誤り検出器 2009と、 カウンタ 2010と、 ディンタリーバ制御器 201 1 と、 デマッピング制御器 2012と、 無 ,棣送信部 201 3とから主に構成され る。
無線受信部 2001は、 無線信号を受信してベースバンド周波数に変換し、 得られたベースバンド信号を FFT部 2002に出力する。 F FT部 2002 は、 ベースバンド信号を直交変換で時間領域の信号から周波数領域のデータに 変換してディンタリーブ部 2003に出力する。
ディンタリーブ部 2003は、 選択回路 2031と、 ディンタリーバ 203 2— 1〜2032— nとから構成され、 ディンタリーバ制御器 201 1の指示 に従ってディンタリーブパターンを変えてデータを並べ替え、 マルチキヤリ了 通信装置 1000が送信するデータの元の順序に戻す。 そして、 ディンタリ一 ブ部 2003は、 並べ替えたデータをデマッピング器 2004に出力する。 選 択回路 2031は、 データを N AC K回数に応じてディンタリーパ 2032- l〜2032— nのいずれかに出力する。 ディンタリーバ 2032— 1〜 20 32- 1 は、 それぞれ相異なるインタリープパターンでデータの順序を並べ替 える。
デマッビング器 2004は、 並べ替えられたデータをデマッビングして送信 ダイバーシチデコーダ 2005に出力する。 送信ダイバーシチデコーダ 200 5は、 デマッピングされたデータをデコードして合成回路 2006に出力する。 合成回路 2006は、 データを記憶し、 データが再送された場合に、 前回受 信までのデータ合成結果と今回受信したデータとを合成して復調器 2007 に出力する。 具体的には、 合成回路 2006は、 合成器 2041と、 記憶部 2 042力、ら構成される。 合成器 2041は、 送信ダイバーシチデコーダ 200 5から出力されたデータと記憶部 2042に記憶されたデータを合成して記 憶部 2042と復調器 2007に出力する。 記憶部 2042は、 合成器 204 1から出力されるシンボルを記憶する。 また、 記憶部 2042は、 誤り検出器 2009から ACK信号を受け取った場合、 記憶内容をリセットする。
復調器 2007は、 データを復調して復号化器 2008に出力する。 復号ィ匕 器 2008は、 データを復号化して誤り検出器 2009に出力する。 誤り検出 器 2009は、 データに誤りがあるかないか判定する。 そして、 誤り検出器 2 009は、 データに誤りがある場合、 合成回路 2006、 カウンタ 2010、 及ぴ無線送信部 201 3に NACK信号を送信し、 データに誤りが無い場合は A CKを送信する。
カウンタ 2010は、 受信するデータ毎に NACK信号を受け取った回数を 計り、 この回数をディンタリーバ制御器 201 1とデマッピング制御器 201 2に出力する。
ディンタリーバ制御器 2011は、 受信するデータ単位で N A C K信号を受 け取った回数、すなわちデータに誤りが発生した回数に基づいてディンタリー ブパターンをディンタリープ部 2003に指示する。 ディンタリーバ制御器 2 0 1 1が指示するディンタリーブパターンは、 NA C K信号を受け取った回数 により異なり、 インタリーバ制御器 1 0 0 9でインタリーブしたデータをディ ンタリーブするパターンである。
デマッピング制御器 2 0 1 2は、 送信するデータ単位で NA C K信号を受け 取った回数に基づいてデータをデマッピングするサブキャリアを決定してデ マッビング器 2 0 0 4に指示する。 デマッビング制御器 2 0 1 2が指示するサ ブキャリアは、 NA C K信号を受け取った回数により異なり、 マッピング制御 器 1 0 0 7が指示するマッピングのパターンに対応する。 無線送信部 2 0 1 3 は、 A C K信号または N A C K信号を変調して無線周波数に変換し、送信する。 このように、 本実施の形態のマルチキャリア通信装置によれば、 複数のアン テナを用いて送信空間ダイバーシチを行う場合に、 受信側で受信したデータに 誤りが発生した場合、送信側で送信するサブキヤリァを変更してデータを再送 することにより、 再送毎にブランチ間の相関値を変化させて、 この相関値の平 均を下げることにより、 送信空間ダイバーシチのゲインを増大させることがで き、 通信全体のスループットを向上させることができる。
また、 本実施の形態のマルチキャリア通信装置によれば、 受信側で受信した データに誤りが発生した場合、 送信側で送信するデータを並ぺ替えるインタリ ーブパターンを変えることにより、 再送時の時間的なフェージング相関値を下 げることが可能となり、 ダイバーシチ効果が高まるので、 通信全体のスループ ットを向上させることができる。
なお、 上記説明では、 データを最初に送信する時に並べ替えるインタリーブ パターンを固定しているが、 先にデータの伝送に成功したインタリーブパター ンを次のデータを最初に送信する時に用いて並べ替えてもよい。 例えば、 2回 目の再送で正しいデータが伝送できた場合、 2回目の再送で用いたインタリー ブパターンで次に送信するデータを並べ替えて最初の送信を行う。
このように、 本実施の形態のマルチキヤリァ通信装置によれば、 先にデータ の伝送に成功したインタリーブパターンを次のデータを最初に送信する時に 用いて並べ替えることにより、伝送路の状況に適したィンタリーブパターンを 用いてデータを伝送することができ、 バースト誤りが発生する環境においても 通信全体のスループットを向上させることができる。
なお、 上記説明では、 データを直交変換で周波数領域のデータを時間領域の 信号に変換する処理において、 高速フーリエ変換を用いているが、 直交変換で あれば他の変換でもよい。 例えば、 離散コサイン変換、 離散フーリエ変換等を 用いても良い。
また、 送信ダイバーシチのブランチの数は、 2つに限定されず複数であれば 良い。
また、 マルチキャリア通信装置 2 0 0 0において、 カウンタ 2 0 1 0を設け て送信回数をカウントする構成としたが、 当該送信データの送信回数をマルチ キヤリァ通信装置 1 0 0 0よりマルチキヤリァ通信装置 2 0 0 0に通知する 構成でも良い。
また、 再送を行わないシステムや再送を必要としないほど伝搬環境が良好な 状況においては、 固定のインタリーバを用いても本実施の形態のマッピングに よりブランチ間の相関を低くして、 送信ダイバーシチ効果を得ることができる。 また、 マ^/チキャリア通信装置 2 0 0 0を、 合成回路 2 0 0 6において、 再 送時のバケツト合成を行った後、 復調器 2 0 0 7で復調を行う構成としたが、 復調器 2 0 0 7で復調した後、 復調出力を合成回路 2 0 0 6で合成する構成で も良い。
また、 上記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。 例えば、 上記実施の形態では、 ハードウェア構成により各機能を実現した 場合について説明しているが、 これに限られるものではなく、 上述したマルチ キャリア通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
例えば、 上記マルチキャリア通信方法を実行するプログラムを予め R OM (Read Only Memory) に格納しておき、 そのプログラムを C P U (Central Processor Unit) によって動作させるようにしても良い。 また、 上記マルチキヤリァ通信方法を実行するプログラムをコンピュータで 読み取り可能な記憶媒体に格納し、 記憶媒体に格納されたプログラムをコンビ ユータの R AM (Random Access Memory) に記録して、 コンピュータをその プログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
( 1 ) 本発明の第 1の態様のマルチキヤリァ通信装置は、 3ビット以上の送 信データを 1シンポルに変調する多ィ直変調手段と、 多値変調手段による変調処 理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手段 と、 多値変調手段により得られたシンボルを複数のサブキヤリァに重畳して送 信するマルチキャリア送信手段と、 を具備する構成を採る。
この構成によれば、 前回の送信で誤りの生じ易い下位ビットが、 次回の送信
(再送） では誤りの生じ難い上位ビットとされるので、 受信側で変調シンポル を復調した際に下位ビットの品質が連続して悪くなることが回避される。 この 結果、 各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果が得られ、 合成後の バケツトデータの誤り率が向上する。
( 2 ) 本発明の第 2の態様のマルチキャリア通信装置は、 （1 ) において、 多値変調前のビットを再送毎に異なるインタリーブパターンでィンタリープ するインタリーバを、 さらに具備する構成を採る。
この構成によれば、 再送毎に多値変調の 1シンポルを構成するビットが異な るようになるので、 前回の送信と次回の送信 （再送） で同じシンポ の受信レ ベルが低くなつたとしても、 同一ビットの受信レベルが連続して小さくなる確 率を低くすることができる。 この結果、 各ビットについての再送による時間ダ ィバーシチ効果を一段と高めることができ、 合成後のバケツトデータの誤り率 特性が一段と向上する。
( 3 ) 本発明の第 3の態様のマルチキャリア通信装置は、 （2 ) のインタリ ーバは、 再送毎に、 上位ビット及び下位ビットをそれぞれ独立のィンタリーブ ノヽ。ターンでィンタリーブする構成を採る。
この構成によれば、 再送毎に多値変調の 1シンボルを構成するビットを上位 ビットと下位ビット毎にばらっかせるので、 前回の送信と次回の送信 （再送） で同じシンポルの受信レベルが低くなったとしても、 同一のビットの受信レべ ルが低ぐなる確率を低くできるのに加えて、 受信側で各ビット列を容易に復元 することができるようになる。 つまり、 送信側では、 確実に上位ビットと下位 ビットを入れ替えかつ各ビットをインタリーブするといつた処理を行うこと ができ、 受信側では単純にその逆の処理を行うことで元のビット列を復元でき るようになる。
( 4 ) 本発明の第 4の態様のマルチキャリア通信装置は、 （1 ) において、 1系統のビット列からなる送信データを 2系統のビット列に分離するビット 分離手段と、 分離された各系統のビット列をそれぞれ再送毎に異なるインタリ ーブパターンでィンタリーブする複数のィンタリーバと、 インタリープ後の各 系列のビット列を再送毎に順番を入れ替えて時分割多重する多重手段と、 を具 備し、 多値変調手段は、 多重手段により多重されたビット列を変調する構成を 採る。
この構成によれば、 多値変調手段のコンスタレーシヨンマツピングの構成を 変更することなく、再送毎に上位ビットと下位ビットを入れ替えかつ再送毎の 1シンポルを構成するビットの入れ替えといった処理を容易に行うことがで きるようになる。
( 5 ) 本発明の第 5の態様のマルチキャリア通信装置は、 （2 ) 〜 （4 ) に おいて、 各サブキャリアの受信レベルを検出する検出手段を、 さらに具備し、 インタリーバは、 当該検出結果に基づいて、 受信レベルが低いサブキヤリァに 同一のビットが配置されないようにインタリーブパターンを選択する構成を 採る。
この構成によれば、 前回の送信と次回の送信 （再送） で同一ビットの受信レ ベルが連続して低くなることを確実に回避できる。
( 6 ) 本努明の第 6の態様のマルチキャリア通信装置は、 （1 ) 〜 （4 ) に おいて、 多値変調手段により得られたシンボルを再送毎に異なるインタリーブ パターンでインタリーブするインタリーバを、 さらに具備し、 マルチキャリア 送信手段は、 インタリーブされたシンボルを複数のサブキヤリアに重畳して送 信する構成を採る。
この構成によれば、 さらに前回の送信と次回の送信 （再送） で同じシンボル の受信レベルが低くなることを回避できるので、 （1 ) 〜 （4 ) の場合と比較 して、 同一のビットの受信レベルが連続して低くなる確率が一段と低くなる。
( 7 ) 本発明の第 7の態様のマルチキャリア通信装置は、 （2 ) のマルチキ ャリァ通信装置から送信されたマルチキヤリァ信号を受信復調するマルチキ ャリァ通信装置であって、 受信したマルチキヤリァ信号から送信シンボルを抽 出するシンポノレ抽出手段と、抽出されたシンボルを軟判定することにより送信 ビットを復元する復調手段と、 当該復調手段により得られたビット列に対して 再送毎に （2 ) のインタリーバと逆のインタリーブ処理を施すディンタリーバ と、 （2 )の入替手段で入れ替えられたビット列を元に戻すビット並替手段と、 元に戻されたビット列を用いて再送毎にバケツト合成を行う合成手段と、 を具 備する構成を採る。
この構成によれば、 送信側で再送毎にビットインタリーブされ、 かつ上位ビ ットと下位ビットが入れ替えられたビットを元の順序に戻して、 良好に元の送 信データを復元することができる。
( 8 ) 本発明の第 8の態様のマルチキヤリァ送信方法は、 3ビット以上の送 信データを 1シンボルに変調する多値変調ステツプと、 多ィ直変調ステップにお いて変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎に入れ替えるビッ ト入替ステップと、 多値変調ステップで得たシンボルを複数のサブキヤリァに 重畳して送信するマルチキヤリァ送信ステップと、 を含むようにする。
この方法によれば、 前回の送信で誤りの生じ易い下位ビットが、 次回の送信 (再送） では誤りの生じ難い上位ビットとされるので、 受信側で変調シンボル を復調した際に下位ビットの品質が連続して悪くなることが回避される。 この 結果、 各ビットについて再送による時間ダイバーシチ効果が得られ、 合成後の パケットデータの誤り率が向上する。
( 9 ) 本発明の第 9の態様のマルチキャリア通信装置は、 相異なる複数のァ ンテナからマルチキヤリァ信号を送信するマルチキヤリァ通信装置であって、 データを再送する時に最初の送信でマッピングしたサブキャリアと異なるサ ブキヤリアに前記データをマッピングして前記複数のアンテナから送信され る信号間の相関を変えるマッピング手段と、 前記マッピング手段においてサブ キャリアにマッピングしたデータを前記複数のァンテナから送信する送信手 段と、 を具備する構成を採る。
この構成によれば、 最初の送信と再送時とでブランチ間の相関値を変化させ て、 この相関値の平均を下げるようにしたことにより、 送信空間ダイバーシチ のゲインを増大させることができ、 通信全体のスループットを向上させること ができる。
( 1 0 ) 本発明の第 1 0の態様のマルチキャリア通信装置は、 送信するデー タの複素共役をとり、 複素共役の一方のデータのシンボルの順序を入れ替え、 一方のシンポルに所定の演算を実行する送信ダイバーシチエンコード手段を 具備し、 前記送信手段は、 複素共役なデータをそれぞれ相異なるアンテナから 送信する構成を採る。
この構成によれば、 時空間送信ダイバーシチを用いた通信においてダイバー シチのゲインを増大させることができ、 通信全体のス —プットを向上させる ことができる。
( 1 1 ) 本発明の第 1 1の態様のマルチキャリア通信装置は、 再送回数に対 応した相異なるィンタリーブパターンでデータを並べ替えるインタリーブ手 段を具備し、 送信手段は、 並べ替えられたデータを送信する構成を採る。
この構成によれば、 受信側で受信したデータに誤りが発生した場合、 送信側 で送信するデータを並べ替えるインタリーブパターンを変えることにより、 再 送時のフェージング相関を低くすることが可能となり、 時間ダイバーシチ効果 が高まるので、 通信全体のスループットを向上させることができる。 ( 1 2 ) 本発明の第 1 2の態様のマルチキャリア通信装置は、 前記インタリ ーブ手段は、 正しくデータを伝送できたときのインタリーブパターンを次に送 信するデータの並べ替えに用いる構成を採る。
この構成によれば、先にデータの伝送に成功したインタリーブパターンを次 のデータを最初に送信する時に用いて並べ替えることにより、 伝送路の状況に 適したインタリーブパターンを用いてデータを伝送することができ、 バースト 誤りが発生する環境においても通信全体のスループットを向上させることが できる。
( 1 3 ) 本発明の第 1 3の態様のマルチキャリア通信方法は、 送信側におい て、 データを再送する時に最初の送信でマッビングしたサブキヤリアと異なる サブキャリアに前記データをマッピングし、 前記データを相異なる複数のァン テナから送信し、 受信側において、 再送時に受信したデータを最初に受信した データと異なるサブキャリアにデマッピングする。
この方法によれば、 最初の送信と再送時とでブランチ間の相関値を変化させ て、 この相関値の平均を下げるようにしたので、 送信空間ダイバーシチのゲイ ンを増大させることができ、 通信全体のスループットを向上させることができ る。
以上説明したように本発明によれば、 送信データに対して多値変調を施し、 変調後のシンボルをマルチキヤリァ送信する場合に、 誤りの生じ難い上位ビッ トと誤りの生じ難い下位ビットを再送毎に入れ替えて多値変調を施し、 また再 送毎に多値変調の 1シンボルを構成するビットが異なるようにビットインタ リーブ処理を行うようにしたことにより、 再送による誤り率特性を向上し得る マルチキヤリァ通信装置及び方法を実現できる。
また複数のアンテナを用いてマルチキャリア通信を行う場合に、 受信したデ ータに誤りが発生したときはデータを伝送するサブキヤリァを変更して再送 するようにしたことにより、 ブランチ間の相関を低減する機会を増やして送信 およびバケツト合成時のダイバーシチゲインを同時に増加させることができ るようになり、 スループット特性を向上させることができる。
本明細書は、 2002年 4月 12日出願の特願 2002-1 1 1 171及び 2002年 9月 19日出願の特願 2002-273569に基づく。 その内容 はすべてここに含めておく。 産業上の利用可能性
本発明は、 例えば OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 方式等のマルチキヤリァ通信を行う無線基地局装置や通信端末装置に適用し 得る。

Claims

請求の範囲
1 . 3ビット以上の送信データを 1シンボルに変調する多値変調手段と、 前 記多値変調手段による変調処理を行う際の上位ビットと下位ビットを再送毎 に入れ替えるビット入替手段と、 前記多値変調手段により得られたシンボルを 複数のサブキヤリァに重畳して送信するマルチキヤリァ送信手段と、 を具備す るマルチキャリア通信装置。
2 . 多値変調前のビットを再送毎に異なるインタリーブパターンでインタリ ーブするインタリーバを、 さらに具備する、 請求項 1に記載のマルチキャリア
3 . 前記ィンタリーバは、 再送毎に、 上位ビット及ぴ下位ビッ トをそれぞれ 独立のィンタリーブパターンでィンタリーブする、 請求項 2に記載のマルチキ ャリァ通信装置。
4 . 1系統のビット列からなる送信データを 2系統のビット列に分離するビ ット分離手段と、 分離された各系統のビット列をそれぞれ再送毎に異なるイン タリーブパターンでインタリーブする複数のインタリーバと、 インタリーブ後 の各系列のビット列を再送毎に順番を入れ替えて時分割多重する多重手段と、 を具備し、 前記多値変調手段は、 前記多重手段により多重されたビット列を変 調する、 請求項 1に記載のマルチキャリア通信装置。
5 . 各サブキャリアの受信レベルを検出する検出手段を、 さらに具備し、 前 記ィンタリーバは、 当該検出結果に基づいて、 受信レベルが低いサブキヤリァ に同一のビットが配置されないようなインタリーブパターンを選択する、 請求 項 2に記載のマルチキヤリァ通信装置。
6 . 前記多値変調手段により得られたシンポルを再送毎に異なるインタリ一 プパターンでインタリーブするインタリーバを、 さらに具備し、 前記マルチキ ャリァ送信手段は、 インタリーブされたシンボルを複数のサブキヤリァに重畳 して送信する、 請求項 1に記載のマルチキヤリァ通信装置。
7 . 請求項 2に記載のマルチキヤリァ通信装置から送信されたマルチキヤリ ァ信号を受信復調するマルチキヤリァ通信装置であって、 受信したマルチキヤ リァ信号から送信シンボルを抽出するシンボル抽出手段と、 抽出されたシンポ ルを軟判定することにより送信ビットを復元する復調手段と、 当該復調手段に より得られたビット列に対して再送毎に前記インタリーバと逆のインタリー ブ処理を施すディンタリーバと、 前記入替手段で入れ替えられたビット列を元 に戻すビット並替手段と、 元に戻されたビット列を用いて再送毎にパケット合 成を行う合成手段と、 を具備するマルチキャリア通信装置。
8 . 3ビット以上の送信データを 1シンポルに変調する多値変調ステップと、 前記多値変調ステップにおいて変調処理を行う際の上位ビットと下位ビット を再送毎に入れ替えるビット入替ステップと、 前記多値変調ステップで得たシ ンポルを複数のサブキヤリァに重畳して送信するマルチキャリア送信ステツ プと、 を含むマルチキャリア通信方法。
9 . 多値変調前のビットを再送毎に異なるインタリーブパターンでィンタリ ーブするステップを、 さらに含む、請求項 8に記載のマルチキヤリァ通信方法。
1 0 . コンピュータに、 3ビット以上の送信データを 1シンボルに変調する 多値変調手順と、 多値変調手順において変調処理を行う際の上位ビットと下位 ビットを再送毎に入れ替えるビット入替手順と、 多値変調手順で得たシンボル を複数のサブキヤリアに重畳して送信するマルチキヤリァ送信手順とを実行 させるプログラム。
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