WO2006114932A1

WO2006114932A1 - 無線通信装置および無線通信方法

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Publication number: WO2006114932A1
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Inventors: Naoki Okamoto
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Publication date: 2006-11-02
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Abstract

【課題】　ＭＣ－ＣＤＭＡ通信方式において、多重した信号の干渉を減少させる。【解決手段】　マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、通信相手先から受信した各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報に基づいて、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位付けを行ない、前記順位の高い順または低い順に、拡散率に応じてサブキャリアをグループ化する並び替え制御部９と、前記グループ毎に拡散符号を振り分ける並び替え部１０と、を備える。

Description

明細書

無線通信装置および無線通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置および無線通信方法に関する。

背景技術

[0002] 従来から、次世代の移動体通信技術の有力候補として、マルチキャリア伝送技術とスペクトル拡散による CDMA技術を組み合わせたマルチキャリア CDMA (以下、「M C— CDMA」と呼称する。）が注目されている。この MC— CDMAでは、データシンボルにスペクトル拡散を施し、拡散後の信号を OFDMのサブキャリアに割り当てることを行なっている。図 15は、 MC— CDMA通信を行なう送信機の概略構成を示すブロック図である。送信機 150において、送信すべきデータは、符号ィ匕部 151によって誤り訂正符号が付加され、変調部 152によって変調される。

[0003] 多重化部（Mux部） 153は、サブキャリア数に並列変換された変調データを、受信側が受信 SIRを推定するためのパイロット信号と多重化する。その後、 SZP変換部 1 54でパラレル信号になる。さらに各々の信号は、コピー部 155で複数個の信号になる。ここでコピーされる数は、拡散率と等しい。つまり、例えば拡散率を 16とすると、 1 6個にコピーされることになる。コピーされた信号に対して、拡散符号発生部 156で発生した拡散符号が順番に乗算器 157で乗算される。

[0004] その後、 IFFT部 158でフーリエ変換処理され、ガードインターバル揷入部 159でガードインターバルが挿入され、 OFDM信号となる。ここで、各サブキャリアは、順番に拡散されていることになる。つまり、 SB1 (サブキャリア 1)力も SB16までは 1番目のデータシンボルを拡散符号の 1— 16で拡散され、 SB17— 32は、 2番目のデータシンボルを拡散符号の 1— 16で拡散されることになる。このように、拡散処理によって本来のデータシンボルが 16倍の拡散シンボルに変換されるので、伝送レートが 1Z16 に落ちてしまうが、スペクトル拡散では、異なった拡散コードを用いて多重できるため、伝送レートを保つことができる。 [0005] 図 16は、拡散されたシンボルと逆拡散されたシンボルの様子を示す図である。各々の拡散された信号は、図 16に示すように、多重した形で送られるが、逆拡散したときには、符号間が直交しているため、多重した信号は干渉成分とはならずに完全に分離できる。つまり、拡散コード a (t)と b (t)の間には、次式の関係が成り立つている。

[0006] [数 1]

16

> a{t) * b{t) = 0

このように、完全に直交した信号は拡散率 16に対して、最大 16個とれるため、 16 多重した場合には伝送レートは拡散しない場合と同一になり、スペクトル拡散によるレートの低下の影響は無くなることになる。

[0007] 一方、 MC— CDMAの変形として、周波数と時間軸の 2次元を用いて拡散を行なう方式が提案されている。この 2次元拡散では、 1つのデータ変調シンボル力 SF

Time 個の連続する OFCDM (Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing)シンボル、および SF 個の連続するサブキャリアにわたって拡散され、全体の拡散率

Freq

は、 SF = SF X SF で表わすことができる。ここで、 SF は、時間領域におけ

Ί ime Freq Time

る拡散率を表わし、 SF

^reqは、周波数領域における拡散率を表わす。

[0008] 2次元拡散では、セル構成に応じて全体の拡散率を制御する。すなわち、基地局力の制御情報に基づいて、移動局が拡散率を設定する。さらに、伝搬条件、チヤネル負荷および無線パラメータなどに応じて、 SF SF

Ί imeおよび Freqを適応的に制御することにより、セルラシステムや孤立セル環境の双方においてチャネル容量の増加を図つている。

非特許文献 1：信学技報 RCS2000— 136「ブロードバンドパケット無線アクセスの検討」

非特許文献 2 : NTTドコモテク-カルジャーナル Vol. 11 No2「第 4世代無線ァクセス技術特集」

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0009] し力しながら、図 17に示すように、伝搬路の状況によっては、送信した信号がマルチパスにより周波数選択性フェージングを受けていることがある。図 17の左側では送信側の周波数スペクトルを示し、右側では端末側の周波数スペクトルを示して、る。同図に示すように、端末側の周波数スペクトルでは、受信レベルの強いところと弱いところが発生する。この結果、図 17の右上に示すように、各サブキャリアの受信レべルはまちまちとなる。このような状況で、受信信号を逆拡散した場合、 16サブキャリアの振幅レベルが異なるため、多重している符号が直交性を失ってしまう。

[0010] すなわち、 16サブキャリアの振幅レベルが同一である場合は、図 18の上側に示すように、信号のみの検出ができる力 16サブキャリアの振幅レベルが異なる場合は、図 18の下側に示すように、多重していた符号が干渉となり受信感度が大幅に劣化する。これは、次式のように示される。

[0011] [数 2]

16

a{t) * s(t) * b(t)≠ 0

i この解決策として、各サブキャリアの振幅に計算した倍率を力けて、逆拡散前の振幅を同一とする処理方法や、干渉成分が最小となるように数値計算を行な!ヽ処理する方法が採られている。

[0012] し力しながら、これらの方法では、干渉成分を除去できずに、劣化したままの性能となることが報告されている。

[0013] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、多重した信号の干渉を減少させることができる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする課題を解決するための手段

[0014] (1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る無線通信装置は、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、通信相手先から受信した各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報に基づいて、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位付けを行ない、前記順位の高い順または低い順に、拡散率に応じてサブキャリアをグループィヒする並び替え制御部と、前記グループ毎に拡散符号を振り分ける並び替え部と、を備えることを特徴として、る。

[0015] このように、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位の高い順または低い順に、拡散率に応じてサブキャリアをグループィ匕し、グループ毎に拡散符号を振り分けるので、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルとなる。従って、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

[0016] (2)また、本発明に係る無線通信装置は、通信相手先から受信した伝搬路情報に基づいて各サブキャリアにおける適応変調パラメータを決定し、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、前記決定された適応変調パラメータが同一であるサブキャリアを拡散率に応じてグループ化する適応変調制御部と、前記グループ毎に送信信号を振り分けると共に、前記グループ毎に拡散符号を振り分ける並び替え部と、を備えることを特徴としている。

[0017] このように、適応変調パラメータが同一であるサブキャリアを拡散率に応じてグループ化し、グループ毎に送信信号を振り分けると共に、グループ毎に拡散符号を振り分けるので、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルとなる。すなわち、適応変調システムでは、受信電力が異なるサブキャリアに対して、ある程度、等間隔でレベル分けが行なわれているので、変調度または符号ィ匕率が同一であるサブキャリアは、受信側での電力も等しくなる。従って、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

[0018] (3)また、本発明に係る無線通信装置は、通信相手先から受信した伝搬路情報に基づいて、複数のサブキャリア力なる複数のサブキャリア群における適応変調パラメータを決定し、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、前記サブキャリア群毎に送信信号を振り分けると共に、前記サブキャリア群毎に拡散符号を振り分ける並び替え部を備えることを特徴としている。

[0019] このように、サブキャリアをグループ化し、グループ毎に拡散するため、サブキャリア毎に拡散符号を割り当てる場合よりも処理を簡略化させることができる。また、適応変調パラメータが同一であるサブキャリア群毎に送信信号を振り分けると共に、サブキヤリア群毎に拡散符号を振り分けるので、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルとなる。適応変調システムでは、変調度または符号ィ匕率が同一であるサブキャリア群は、受信側での電力も等しくなる。従って、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

[0020] (4)また、本発明に係る無線通信装置は、周波数軸および時間軸の両方向で拡散を行なって、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう請求項 1から請求項 3のいずれかに記載の無線通信装置であって、周波数軸方向の拡散率と時間軸方向の拡散率との積が一定値となるように、前記周波数軸方向に拡散するサブキャリア数を計算する周波数拡散率計算部を更に備えることを特徴としている。

[0021] このように、周波数軸方向の拡散率と時間軸方向の拡散率との積が一定値となるように、周波数軸方向に拡散するサブキャリア数を計算するので、ほぼ同一の振幅レべルに合わせるべきサブキャリア数が少なくて済む。その結果、サブキャリア間での振幅のばらつきが少なくなるので、直交性を失うことがより少なくなり、干渉の増大を防止することが可能となる。

[0022] (5)また、本発明に係る無線通信装置は、一定の時間長で定められるひとつ以上の時間チャネルと、一定の周波数帯域で定められるひとつ以上の周波数チャネルとによって特定される通信スロットを制御対象である端末装置毎に割り当てて無線通信を行なう無線通信装置であって、前記端末装置毎にサブキャリアを割り当てる並び替え制御部と、前記各端末装置に割り当てられたサブキャリアに拡散符号を振り分ける並び替え部と、を備えることを特徴としている。

[0023] このように、端末装置毎にサブキャリアを割り当てて、各端末装置に割り当てられたサブキャリアに拡散符号を振り分けるので、各端末装置における受信電力がほぼ一定となる。すなわち、上記通信スロットを端末装置毎に割り当てるシステムにおいては、サブキャリアに対して無作為に振り分けられた場合よりも、サブキャリアの振幅レべルのばらつきが非常に少なくなる。従って、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

[0024] (6)また、本発明に係る無線通信装置にぉ、て、前記並び替え制御部は、通信相手先力受信した各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報に基づいて、概略同一の受信電力を有するサブキャリアを拡散率に応じてグループ化し、グループィ匕されたサブキャリアを前記各端末装置に割り当てることを特徴としている。

[0025] このように、概略同一の受信電力を有するサブキャリアを拡散率に応じてグループ化し、グループ化されたサブキャリアを各端末装置に割り当てるので、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルとなる。従って、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

[0026] (7)また、本発明に係る無線通信方法は、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信方法であって、通信相手先から各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報を受信するステップと、前記受信した受信電力情報に基づいて、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位付けを行なうステップと、前記順位の高い順または低い順に、拡散率に応じてサブキヤリァをグループィヒするステップと、前記グループ毎に拡散符号を振り分けるステップと、を少なくとも含むことを特徴として、る。

[0027] このように、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位の高い順または低い順に、拡散率に応じてサブキャリアをグループィ匕し、グループ毎に拡散符号を振り分けるので、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルとなる。従って、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

発明の効果

[0028] 本発明によれば、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルとなるので、受信側で逆拡散すると、多重している別の拡散符号で拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散符号で拡散された信号が干渉成分となることが無くなり、信号の劣化が防止され、高品質の通信を実現することが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

[0029] 次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0030] (第 1の実施形態）

図 1は、第 1の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。送信機 1において、送信すべきデータは、符号ィ匕部 2によって誤り訂正符号が付加され、サブキャリア変調部 3によって変調される。多重化部（Mux部) 4は、サブキャリア数に並列変換された変調データを、受信側が受信 SIRを推定するためのパイロット信号と多重化する。その後、 SZP変換部 5でパラレル信号になる。さらに各々の信号は、コピ一部 6で複数個の信号になる。ここでコピーされる数は、拡散率と等しい。つまり、例えば拡散率を 16とすると、 16個にコピーされることになる。コピーされた信号に対して、拡散符号発生部 7で発生した拡散符号が順番に乗算器 8で乗算される。

[0031] 並び替え制御部 9は、受信機側での受信電力がほぼ同一レベルのものをグループ化して拡散した各信号が、受信機側での受信レベルに大きな差が出ないように制御する。送信信号並び替え部 10は、拡散符号にて乗算された信号の順番を入れ替える。その後、 IFFT部 11でフーリエ変換処理され、ガードインターノレ揷入部 12でガードインターバルが挿入され、 OFDM信号となる。

[0032] ここで、各サブキャリアは、順番に拡散されていることになる。つまり、 SB1 (サブキヤリア 1)力も SB16までは 1番目のデータシンボルを拡散符号の 1— 16で拡散され、 S B17— 32は、 2番目のデータシンボルを拡散符号の 1— 16で拡散されることになる。このように、拡散処理によって本来のデータシンボルが 16倍の拡散シンボルに変換されるので、伝送レートが 1Z16に落ちてしまうが、スペクトル拡散では、異なった拡散コードを用いて多重できるため、伝送レートを保つことができる。

[0033] 図 2は、サブキャリアの受信電力に応じて並び替えを行なう様子を示す模式図である。図 2では、模式図であるため、全サブキャリアが 11本、ほぼ同一のレベルのサブキャリアは 3本としている力実際のシステムでは、全サブキャリアが数百本であり、ほぼ同一のレベルのものも数十本存在する。その場合、ほぼ同一のレベルのサブキヤリァについて、拡散コードを振り分けることができるようになる。

[0034] 図 3は、並び替え動作を示すフローチャートである。まず、受信側での受信電力情報に基づいて、サブキャリア別の電力情報を入力する (ステップ Sl)。次に、電力の基準によるサブキャリアの番号付けが行われる (ステップ S2)。ここでは、受信電力が高い順に、番号が付される。例えば、図 3に示す例では、サブキャリア番号が 38番のサブキャリアが最も受信電力が高ぐサブキャリア番号が 12番のサブキャリアは 3番目に受信電力が高いこととなっている。次に、拡散率に基づいてサブキャリアのブロックィ匕 (グループ化）が行われる (ステップ S3)。第 1のブロックは、最も高い基準値よりも受信電力が高いサブキャリア力もなり、受信電力が 1番目から 16番目のサブキャリア力も構成される。例えば、図 3に示すように、サブキャリア番号が 11番、 12番、 38番、 39番' · ·となっている。第 2のブロックは、 2番目に高い基準値よりも受信電力が高いサブキャリア力もなり、受信電力が 17番目から 32番目のサブキャリア力も構成される。例えば、図 3に示すように、サブキャリア番号が 35番、 36番、 100番、 105番 · · ·となっている。

[0035] この後、拡散した 1データシンボルは各ブロックの 16サブキャリアに拡散されて (ステツプ S4)、送信される。

[0036] このように並び替えることによって、拡散した信号がほぼ同一の振幅レベルになるので、受信側で逆拡散することにより、多重している別の拡散コードで拡散された信号は、ほぼ直交関係が保たれることとなる。その結果、別の拡散コードで拡散された信号が干渉成分とはならず、受信信号の劣化を防ぐことができるようになる。 [0037] この場合、振幅レベルを並び替えるには、受信機側でのサブキャリアごとの受信レベルを送信機側に知らせることが必要になる力この方法は、各種の方法が適応変調システムで提案されているので、同様の処理により、送信機側で受信側のレベルを知ることができる。

[0038] また、本発明にお、て、グループィ匕する場合には、拡散率の個数、あるいは整数倍にする必要があり、ほぼ同一の受信電力のサブキャリアといいながらも、若干振幅差が発生する場合もある。その場合には、送信サブキャリアの電力を若干調整して、送信出力調整をサブキャリアごとに行い、受信レベルをそろえることも有効である。

[0039] (第 2の実施形態）

OFDMの変調においては、受信機側での受信レベルにより、変調度を変える適応変復調方式が知られている。適応変復調方式では、受信機側の受信レベルに対して、複数の変調度、符号化率を用意し、各々が必要とする所要 CNR (Carrier to Noise ratio)にあわせてそれらを変えて送信するシステムになっている。

[0040] 図 4は、変調方式と符号化率と、所要 CNRとの関係を示す図である。図 4においては、 8種類の符号化 Z変調方式の組み合わせが示されている。適応変調システムでは、このように所要 CNRが異なる複数の方式を用意し、サブキャリアごとの受信状態によって、この中から最適な変調方式を選択することが行われる。

[0041] なお、これは一例であり、実際にはさらに多くの符号ィ匕率が選ばれることもある。また、記載の所要 CNRは、全体システムや誤り訂正方式によっても変わるので、図 4に示す例は一例に過ぎないが、図 4のように、各方式は、所要 CNRとしてはある程度の等間隔性をもって準備される。

[0042] 第 2の実施形態では、本発明を適応変調システムに応用する。図 5は、変調方式や符号ィ匕率でグループィ匕する例を示す図である。すなわち、第 2の実施形態では、図 5 に示すように、同一の変調、符号化方式グループを拡散の単位とする。

[0043] 図 6は、第 2の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。送信信号並び替え部 61は、適応変調制御部 62から入力される信号によって、各変調方式、符号化方式に対応した信号を振り分ける。図 4に示す例では、 8種類に分けることになる。振り分けられた各信号は、それぞれ符号化部 63において、各振り分けられたグループ内で同一の符号化が施される。そして、拡散符号発生部 64が発生した拡散符号が乗算器 65によって乗算されて拡散されたのち、サブキャリア変調部 66で変調が施される。

[0044] その後、多重化部（Mux部） 67にお、てパイロット信号が付カ卩 ·多重され、 SZP変換部 68によって並列直列変換が行なわれ、各サブキャリアに割り振られる。そして、 I FFT部 69でフーリエ変換処理され、ガードインターバル揷入部 70でガードインターバルが挿入され、 OFDM信号となる。

[0045] なお、ここでは、わかりやすくするために符号化部 63、サブキャリア変調部 66を別々に示している力実際の構成としては、同一の符号ィ匕率や同一の変調方式は、同じ回路ブロックを使うことで、省回路化できる。

[0046] 第 2の実施形態では、このように、適応変調制御部 62で制御して、る同一の変調度や符号ィ匕率にサブキャリアが分離、グループ化されているシステムに対して、そのグループを流用し、その中で拡散処理を行うことを特徴とする。適応変調システムにおいては、受信電力が異なるサブキャリアに対して、ある程度、等間隔でレベル分けが行われているので、同一の変調度、符号ィ匕率のレベル選定されたサブキャリアは、ほぼ受信機側での電力は等しくなつているはずである。実際には前述のように、変調度、符号ィ匕率の取りうる数は数種類であるので、所要電力も l〜2dB程度ばらつきはあるが、第 1の実施形態で必要だった端末側での受信電力によるグループィ匕が不要とすることができるようになる。

[0047] なお、第 2の実施形態においては、拡散処理によって、変調データは拡散率分増えることになる。従って、適応変調制御部の信号でデータを振り分ける場合には、その数は 1Z (拡散率）になる。例えば、拡散率 16のシステムでは、適応変復調システムで制御された同一符号率、同一の変調方式が使えるサブキャリアグループのサブキャリア数 Nに対して、信号データシンボル数は NZ16となる。例えば、同一クラスに選定されたサブキャリアが 48本であった場合には、 48/16 = 3 となり、データ 3シンボルを送信することができることになる。

[0048] し力しながら、適応変復調システムにおける制御では、受信 CNR等で区別しているために、そのグループィ匕のままのキャリア数では、拡散率 (前例では 16)の倍数とはならないことが発生する。そこで、第 2の実施形態では、適応変復調のグループ化と拡散グループを一致させることが必要になる。方法としては二つ考えることができる。

[0049] 第 1の方法は、除算したあまりをひとつ下（所要 CNRが少ないレベル）のグループに配しなおす。その結果、 16で割り切れるようになる。

[0050] 図 7は、適応変復調のグループィヒと拡散グループを一致させるための動作を示すフローチャートである。まず、クラス Nのサブキャリア数を求め（ステップ T1)、それが 1 6の倍数であるかどうかを判断する (ステップ T2)。 16の倍数である場合は、ステップ Τ4へ移行し、 16の倍数でない場合は、端数をクラス N—1に移動させる (ステップ S3

) ο

[0051] 次に、クラス Ν用のサブキャリアを決定し (ステップ Τ4)、 Ν = Ν— 1とする（ステップ Τ 5)。そして、 Νが 0であるかどうかを判断し (ステップ Τ6)、 Νが 0で無い場合は、ステツプ T1へ移行する。一方、 Νが 0である場合は、終了する。このように、クラスの高い方 (所要 CNRが大きい）に属していたサブキャリアは、クラスの低いほうに下げても、受信能力には余裕ができるだけであるので問題に成らない。従って、振り分けはクラスの高、ほう力も振り分けられる。

[0052] 第 2の方法は、四捨五入し、 16の倍数にあわせる。このフローチャートを図 8に示す。まず、クラス Νのサブキャリア数を求め（ステップ R1)、それが 16の倍数であるかどうかを判断する（ステップ R2)。 16の倍数である場合は、ステップ R4へ移行し、 16の倍数でない場合は、四捨五入する (ステップ R3)。四捨五入することによって、クラス N —1のサブキャリア数は減ることもあるし、増えることもある。

[0053] 次に、クラス N用のサブキャリアを決定し (ステップ R4)、 N = N— 1とする（ステップ R 5)。そして、 Nが 0であるかどうかを判断し (ステップ R6)、 Nが 0で無い場合は、ステツプ T1へ移行する。一方、 Nが 0である場合は、終了する。この場合、グループを 16の倍数としたことでグループ内のサブキャリア数を、受信レベルの低、サブキャリアから持ってきて追加する必要性も出てくる力この場合には、レベルが低いために、適応変調する場合に送信側の出力を調整し、拡散率を適応変調単位と合わせることで解決が図られる。

[0054] (第 3の実施形態）図 9は、第 3の実施形態におけるサブキャリアのブロック化の概念を示す図である。適応変調システムでは、最も基本となる方式はサブキャリアごとに変調方式、符号ィ匕方式の最適化を行うが、現実のシステムでは、処理の煩雑さを避けるため、ある程度のサブキャリアをブロック化して適応させる場合がある。その様子を示したの力図 9 である。このような適応変調方式では、その単位を拡散の基準とすることで、上記各実施形態と同様の処理を行なうことができる。なお、この場合、各サブキャリア単位で処理をしないために、サブブロック内の振幅のばらつきは、上記各実施形態より大きくなるが、反対にサブブロックのサブキャリア数を拡散率の整数倍にすることで、前述のように割り切れな、場合の処理が不要になる。

[0055] (第 4の実施形態）

MC— CDMAを変形させた方式として、周波数と時間軸の 2次元を用いて拡散を行う方式が提案されている。本発明をこの方式に適用する場合には、前述のグループ化の自由度をあげることができるようになる。すなわち、前記の例では、拡散率 16 の場合には、最低単位が 16であり、同レベルの振幅にそろえること力切り捨てるサブキャリアが多くなり効率が劣化したり、所要 CNRに合わせるには、かなりサブキヤリァ電力を調整したりする必要があり、実現困難な場合がある。特に、適応変復調を用いる場合には、前述のように適応変復調で分類したグループを拡散率の整数倍にすることが困難な場合も発生する。

[0056] そのような場合には、グループィ匕の単位を小さくするために時間拡散を用いることが有効となる。また、拡散率としては、（周波数 X時間）が一定になればいいので、本来の適応変調で分けたグループィ匕をモディファイせずに、時間軸のみ伸ばせばょヽ

[0057] 図 10は、 2次元での拡散の様子を示す図である。また、図 11は、 2次元拡散を行なう送信機の概略構成を示すブロック図である。基本的な方式は、第 2の実施形態で示した適応変調方式と同様である。しかし、第 2の実施形態では、拡散率が 16に固定されていて（拡散率 16のシステムの場合）、周波数軸上に 16の倍数としてグループィ匕していく必要があった。

[0058] 第 4の実施形態では、 16の倍数にこだわる必要が無ぐ 1, 2, 4, 8の倍数にあわせればよいので、ほぼ同一の振幅レベルに合わせるサブキャリアが少なくても良い。その結果、振幅のばらつきの少ないサブキャリアだけとなり、結果として直交性崩れ、干渉の増大を防ぐことが可能になる。具体的な回路としては、図 11に示す送信機 100 において、適応変調制御部 62の前段に、周波数軸に拡散するサブキャリア数を計算する周波数拡散率計算部 110を設ける。その他の構成は、図 6に示す第 2の実施形態に係る送信機と同様である。なお、図 11は、適応変調に 2次元拡散を適用した例を示して、るが、変調自体は適応変調でなくても良、。

[0059] (第 5の実施形態）

上記の各実施形態では、すべてのサブキャリアを用いて、 1つの端末と通信する場合を示していた力サブキャリアをいくつかに分けて、端末に送る OFDMA方式が知られている。図 12は、 OFDMAの概念を示す図である。基地局と各端末との伝搬特性は 1台ずつ異なるので、同一の送信パワーで送っても、各端末で受信する受信電力はサブキャリアごとに異なり、受信電力は様々である。強い電力で受信したサブキャリアは誤り率がよいので、サブキャリアを順番に各端末に割り当てる方式に比べて、各端末に対して各々の受信が強いサブキャリアを割り当てて送信することで全体の特性を向上できるようになる。

[0060] 従って、 OFDMAで各端末に振り分けられたサブキャリアは、各端末における受信電力が一定となっているため、振り分けを拡散率の倍数で行うことで、振幅のばらつきの少な、割り当てが可能になる。

[0061] 図 13は、 OFDMAの送信機の概略構成を示すブロック図である。送信機 130において、送信信号並び替え部 131は、 OFDMA制御部 132から入力される信号によつて、各変調方式、符号化方式、および各ユーザ (端末装置）に対応した信号を振り分ける。振り分けられた各信号は、それぞれ符号化部 133において、各振り分けられたユーザ毎に符号ィ匕が施される。そして、拡散符号発生部 134が発生した拡散符号が乗算器 135によって乗算されて拡散されたのち、サブキャリア変調部 136で変調が施される。

[0062] その後、多重化部（Mux部） 137においてパイロット信号が付加'多重され、 SZP 変換部 138によって並列直列変換が行なわれ、各サブキャリアに割り振られる。そして、 IFFT部 139でフーリエ変換処理され、ガードインターバル揷入部 140でガードィンターバルが挿入され、 OFDM信号となる。

[0063] OFDMAでは、 OFDMA制御部 132にて、ユーザ毎に、どのサブキャリアを割り当てるかが決定される。この振り分けられたサブキャリアは、各ユーザの受信機では、無作為に振り分けられた場合よりも、振幅レベルが良好なもので揃っている。第 5の実施形態では、振り分けられたユーザ単位に対して拡散を行う。その結果、大幅な振幅レベルの差のな、サブキャリア内で拡散できるようになる。

[0064] (第 6の実施形態）

OFDMA方式では、各端末に対しては、いろいろな振り分けルールが考えられる力例えば 3端末に割り当てる場合においては、オーソドックスな方法としては、各々に対してよいサブキャリアから 3つに分ける方法が考えられる。し力しながら、その場合、各々が受信電力のもっとも高いものから割り当てていっても、全端末に対して電力の弱いサブキャリア等があり、 1つの受信端末に割り当てられたサブキャリアが同一の受信レベルになるとは限らない。

[0065] そこで、振り分けにお、ては、各端末で同一のレベルとなる拡散サブキャリア (例えば 16)単位に振り分けることで、順番に振り分ける方式よりも、より振幅の揃ったサブキャリアをそろえることができるようになる。これにより、干渉を下げることが可能となる

[0066] なお、図 14に示すように、 OFDMAにおいてサブキャリアをある一定数束ねてサブチャンネル化することも有効である。すなわち、 1つのサブチャンネルのブロック単位で拡散を行なうのである。これにより、サブキャリア毎に拡散を行なう場合よりも処理を簡略化させることが可能となる。

[0067] 以上説明したように、上記各実施形態によれば、 MC— CDMA方式において、多重した他の拡散符号による干渉を抑えることができるようになる。

図面の簡単な説明

[0068] [図 1]第 1の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。

[図 2]サブキャリアの受信電力に応じて並び替えを行なう様子を示す模式図である。

[図 3]並び替え動作を示すフローチャートである。 [図 4]変調方式と符号化率と、所要 CNRとの関係を示す図である。

[図 5]変調方式や符号ィ匕率でグループィ匕する例を示す図である。

[図 6]第 2の実施形態に係る送信機の概略構成を示すブロック図である。

[図 7]適応変復調のグループ化と拡散グループを一致させるための動作を示すフロ一チャートである。

[図 8]適応変復調のグループ化と拡散グループを一致させるための動作を示すフロ一チャートである。

[図 9]第 3の実施形態におけるサブキャリアのブロック化の概念を示す図である。

[図 10]2次元での拡散の様子を示す図である。

[図 11]2次元拡散を行なう送信機の概略構成を示すブロック図である。

[図 12]OFDMAの概念を示す図である。

[図 13]OFDMAの送信機の概略構成を示すブロック図である。

[図 14]OFDMAにおけるサブチャネル化を示す図である。

[図 15]MC— CDMA通信を行なう送信機の概略構成を示すブロック図である。

[図 16]拡散されたシンボルと逆拡散されたシンボルの様子を示す図である。

[図 17]伝搬路状態に応じて検出される受信信号が異なる様子を示す図である。

[図 18]伝搬路状態に応じて信号が劣化し雑音が増加する様子を示す図である。符号の説明

1 送信機

2 符号化部

3 サブキャリア変調部

4 多重化部（Mux部）

5 SZP変換部

6 コピー部

7 拡散符号発生部

8 乗算器

9 並び替え制御部

10 送信信号並び替え部 IFFT咅

ガードインターバル揷入部送信信号並び替え部適応変調制御部符号化部

拡散符号発生部乗算器

サブキャリア変調部多重化部（Mux部） SZP変換部

IFFT咅

ガードインターバル揷入部送信機

周波数拡散率計算部送信機

送信信号並び替え部 OFDMA制御部符号化部

拡散符号発生部乗算器

サブキャリア変調部多重化部（Mux部） SZP変換部

IFFT部

ガードインターバル揷入部

Claims

請求の範囲

[1] マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、

通信相手先力受信した各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報に基づいて、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位付けを行ない、前記順位の高、順または低、順に、拡散率に応じてサブキャリアをグループィ匕する並び替え制御部と、

前記グループ毎に拡散符号を振り分ける並び替え部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。

[2] 通信相手先力受信した伝搬路情報に基づいて各サブキャリアにおける適応変調ノメータを決定し、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、

前記決定された適応変調パラメータが同一であるサブキャリアを拡散率に応じてグループ化する適応変調制御部と、

前記グループ毎に送信信号を振り分けると共に、前記グループ毎に拡散符号を振り分ける並び替え部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。

[3] 通信相手先力受信した伝搬路情報に基づいて、複数のサブキャリア力なる複数のサブキャリア群における適応変調パラメータを決定し、マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信装置であって、

前記サブキャリア群毎に送信信号を振り分けると共に、前記サブキャリア群毎に拡散符号を振り分ける並び替え部を備えることを特徴とする無線通信装置。

[4] 周波数軸および時間軸の両方向で拡散を行なって、マルチキャリア伝送方式にスベクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう請求項 1から請求項 3のいずれかに記載の無線通信装置であって、

周波数軸方向の拡散率と時間軸方向の拡散率との積が一定値となるように、前記周波数軸方向に拡散するサブキャリア数を計算する周波数拡散率計算部を更に備えることを特徴とする無線通信装置。

[5] 一定の時間長で定められるひとつ以上の時間チャネルと、一定の周波数帯域で定められるひとつ以上の周波数チャネルとによって特定される通信スロットを制御対象である端末装置毎に割り当てて無線通信を行なう無線通信装置であって、

前記端末装置毎にサブキャリアを割り当てる並び替え制御部と、

前記各端末装置に割り当てられたサブキャリアに拡散符号を振り分ける並び替え部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。

[6] 前記並び替え制御部は、通信相手先力受信した各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報に基づいて、概略同一の受信電力を有するサブキャリアを拡散率に応じてグループィ匕し、グループィ匕されたサブキャリアを前記各端末装置に割り当てることを特徴とする請求項 5記載の無線通信装置。

[7] マルチキャリア伝送方式にスペクトル拡散を組み合わせて無線通信を行なう無線通信方法であって、

通信相手先力各サブキャリアの受信電力を示す受信電力情報を受信するステツプと、

前記受信した受信電力情報に基づいて、各サブキャリアに対して受信電力の大きさに応じた順位付けを行なうステップと、

前記順位の高、順または低、順に、拡散率に応じてサブキャリアをグループィ匕するステップと、

前記グループ毎に拡散符号を振り分けるステップと、を少なくとも含むことを特徴とする無線通信方法。