WO2008050788A1 - Appareil émetteur, appareil récepteur, appareil de communication et système de communication - Google Patents

Description

明 細 書

送信装置、受信装置、通信装置および通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信システムにおける送信装置に関するものであり、特に MIMO ( Multiple -Input Multiple— Output)多重伝送を行う送信装置、受信装置、通信装置 および通信システムに関するものである。

背景技術

[0002] MIMO多重伝送においては、複数の空間ストリームに送信信号を割り当てる力 送 信信号に対して固定的に空間ストリームを割り当てると、送信信号ごとに通信品質に ばらつき力 S生じる。この問題を解決するため、従来は、送信信号と空間ストリームの対 応を周期的に変え、送信信号ごとの通信品質を均一化することによって、通信路の 変動などに起因するチャネル推定誤差への耐性を向上させている。たとえば、下記 非特許文献 1には、固有ビーム空間分割多重（E— SDM : Eigenbeam— Space Divisi on Multiplexing)システムにおいて、各送信信号の信号電力対干渉雑音電力比（SI NR： Signal to Interference plus Noise power Ratio)を均一とするために固 ビ ーム間のインタリーブを行う方式が示されている。このシステムでは、 MIMO空間スト リームを固有ビームとし、固有ビームごとの送信電力および変調方式を同一として、 固有ビーム間のインタリーブを行つて!/、る。

[0003] 一方、一般に、各送信アンテナから送信される信号の受信品質 (信号電力対干渉 雑音電力比など）に差がある場合は、その品質に応じて送信信号ごとに伝送レート制 御（変調多値数や誤り訂正符号の符号化率などの制御)や送信電力制御などを行う ことによって、より周波数利用効率の高い情報伝送を行うことができる。

[0004] 非特許文献 1 :内田大誠，太田厚，藤田隆史，浅井裕介，加々見修，梅比良正弘， " OFDM/E- SDM システムにおける固有ビーム間インタリーブ方式の提案"， 20 05年電子情報通信学会総合大会講演論文集 B— 5— 25

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0005] しかしながら、上記従来の MIMO多重伝送における空間ストリーム間インタリーブ 方式では、インタリーブによって送信データの受信品質が均一化されてしまうので、 上記のように、各空間ストリームの伝送品質に応じて伝送レート制御や送信電力制御 などを行うことはできない。このため、高品質な空間ストリームにより多くの送信情報を 割り当てることが不可能となり、限られた周波数帯域をより効率的に利用することがで きない、という問題があった。

[0006] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、 MIMO多重伝送において、空間 ストリーム間のインタリーブによる高い通信品質を実現するとともに、従来の空間ストリ ーム間のインタリーブに比べて、周波数利用効率，情報伝送速度を向上させることの できる送信装置、受信装置および通信システムを得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上述した課題を解決し、 目的を達成するために、本発明は、 MIMO通信システム において、送信データを空間ストリームごとに分割して並列伝送する送信装置であつ て、空間ストリームごとに変調方式を選択するとともに、当該変調方式に基づき各々 の空間ストリームに対するデータ分配方法を決定する制御手段と、前記制御手段で 決定されたデータ分配方法に基づき、空間ストリームごとに送信データを分配する分 配手段と、前記分配手段の出力である空間ストリームごとの分配データを、それぞれ 前記制御手段にて空間ストリームごとに選択された変調方式で変調する変調手段と 、を備えることを特徴とする。

発明の効果

[0008] この発明によれば、各空間ストリームに対応する送信ブランチの各々の受信品質に 基づ!/、て送信ブランチごとにシグナルマッピング方式を選択し、送信ブランチ 9— 1 〜9— Nごとに伝送レートを変えられるようにしたので、従来の空間ストリームのインタ リーブ方式に比べて、伝送品質，周波数利用効率，情報伝送速度を向上させること 力 Sできると!/、う効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1-1]図 1 1は、実施の形態 1の機能構成例を示す図である。

[図 1-2]図 1 2は、実施の形態 1の別の一例の機能構成例を示す図である。 [図 2]図 2は、実施の形態 1の動作を示すフローチャートである。

[図 3]図 3は、実施の形態 1の分配方法の一例を示す図である。

[図 4]図 4は、実施の形態 1の分配方法の一例を示す図である。

[図 5]図 5は、実施の形態 2の機能構成例を示す図である。

[図 6]図 6は、実施の形態 2の分配方法の一例を示す図である。

[図 7]図 7は、実施の形態 2の動作を示すフローチャートである。

[図 8]図 8は、実施の形態 3の機能構成例を示す図である。

[図 9]図 9は、実施の形態 4の機能構成例を示す図である。

[図 10]図 10は、実施の形態 3にレートマッチングを追加した機能構成例を示す図で ある。

[図 11]図 11は、実施の形態 5の機能構成例を示す図である。

[図 12]図 12は、実施の形態 6の機能構成例を示す図である。

[図 13]図 13は、実施の形態 7の機能構成例を示す図である。

[図 14]図 14は、実施の形態 8の機能構成例を示す図である。

[図 15]図 15は、実施の形態 9の機能構成例を示す図である。

符号の説明

1 送信データ生成部

2 符号化部

3 分配部

4 ι〜4 N 変調部

5 ι〜5— N DAC

6— i〜6— N RF部

7— ι〜 Ν 送信アンテナ

8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h 制徒 P部

9 1〜9 N 送信ブランチ

10- 1, 10-2, 13-1, 13-2, 16— 1, 16— 2 送信データブロック

11- 1~11-3, 12-1~12-3, 14-1~14-3, 15-1~15-3, 17~1~ 7-3, 18-1-18-3 分配データ 21- 1~21-N, 23 インタ!;ーノ

22- 1~22-Ν, 24 レートマッチング

31- 1— 31-M 受信アンテナ

32- l~32-M RF部

33- l~33-M ADC

34, 34a, 34b 信号分離部

35 合成部

36 復号部

37, 37a ウェイト乗算部

38- 1— 38-N OFDM変調部

39- 1— 39-M OFDM復調部

40 MIMO伝送路

100-1, 100-2, 100a - 1, 100a— 2, 100b— 1, 100b— 2 通信装置 発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下に、本発明にかかる送信装置、受信装置、通信装置および通信システムの実 施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明 が限定されるものではない。

[0012] 実施の形態 1.

図 1 1は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 1の機能構成例を示す図であ る。図 1—2は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 1の機能構成の別の一例を 示す図である。図 1 1,図 1 2に示すように、本実施の形態の送信装置は、送信デ ータ生成部 1,符号化部 2,分配部 3,変調部 4 4 N(N:送信アンテナの個数 ), DAC (Digital Analog Converter) 5—；! 5— N, RF部 6—；! 6— N,送信アン テナ ₇ 1 7 N,制御部 8で構成される。また、同じ枝番を持つ、変調部 4, DAC 5, RF部 6,送信アンテナ 7で構成される部分を 1つの送信ブランチ 9 9 Nとよ ぶ。本実施の形態では、 1つの送信ブランチがひとつの空間ストリームに対応する。 以下、まず、図 1 1に示す機能構成例に基づいて説明する。

[0013] つづいて、各部の機能について説明する。送信データ生成部 1は、送信すべきデ ータを送信データブロックとして生成し、符号化部 2に出力する。符号化部 2は、送信 データ生成部 1から出力された送信データブロックに対して、巡回冗長検査 (CRC)ビ ットの付加処理、および畳み込み符号，ターボ符号，低密度パリティ検査 (LDPC)符 号などの誤り訂正符号化処理を行い、分配部 3に出力する。分配部 3は、符号化部 2 力、ら出力された送信データブロックを各々の送信ブランチ 9一;!〜 9一 Nに割り当て、 変調部 4一;!〜 4一 Nに対して、その変調部 4一;!〜 4一 Nが含まれる送信ブランチ 9 1 Nに割り当てたデータを分配データとして分配する。

[0014] 変調部 4一;!〜 4 Nは、分配データに対してシンボルマッピングなどの信号処理を 行い、信号処理済みの送信データを、それぞれ対応する DAC5— ;! 5— Nにデジ タル信号として出力する。 DAC5— ;! 5— Nは、変調部 4一;!〜 4— Nから出力され たデジタル信号をデジタル アナログ変換し、変換後のアナログ信号を、それぞれ対 応する RF部 6—；! 6— Nに出力する。 RF部 6—；! 6— Nは、 DAC5—；! 5— N 力、ら出力されたアナログ信号に対して、周波数変換や増幅処理、フィルタ処理などの 所定のアナログ信号処理を行い、その結果を、それぞれ対応する送信アンテナ 7— 1 7— Nに出力する。送信アンテナ 7— ;! 7— Nは、 RF部 6— ;! 6— Nから出力さ れた信号を電波として並列送信する。

[0015] 制御部 8は、受信装置の動作に必要な制御として、たとえば、受信品質情報の取得 ,送信データ生成部 1に対する送信データブロックのサイズの指示，符号化部 2に対 する誤り訂正符号化方式および符号化率の指示と、分配部 3に対する分配方法の指 示，変調部 4一;!〜 4 Nに対するシンボルマッピング方式に関する指示などを行う。

[0016] つづいて、本実施の形態の動作について説明する。図 2は、本実施の形態の動作 を示すフローチャートである。まず、制御部 8は、送信ブランチ 9—；! 9— Nごとの受 信品質情報を取得する (ステップ Sl l)。送信ブランチ 9—；! 9— Nごとの受信品質 情報の取得方法としては、たとえば、送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとの信号電力対干 渉雑音電力比（SINR) , SINRをインデックス化した CQI (Channel Quality Index) などの受信品質を表す指標を、受信側から対向回線により取得する方法がある。ま た、 TDD (Time Division Duplex)の場合であれば対向回線の信号を受信した際に 取得するチャネル推定値など力も品質を表す指標を得ることができる。また、対向回 線の受信品質を用いる方法でもよい。なお、送信ブランチ 9一;!〜 9— Nごとの受信 品質を表す指標であれば、これに限らずどのようなものでも使用可能である。

[0017] つぎに、制御部 8は、ステップ S11で取得した送信ブランチ 9—；!〜 9— Nごとの受 信品質情報を用いて送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとのシンボルマッピング方式を選 択し、情報ビットの伝送レートを算出し、分配方法を指示する (ステップ S 12)。変調部 4 ι〜4— Νは、後述のステップ S20の一部として、ここで選択されたシンボルマツピ ング方式に基づいて、信号処理を行う。シンボルマッピング方式としては、たとえば、 受信品質が高い送信ブランチには変調多値数の大きいもの（情報ビットの伝送レート の高いもの）を割り当て、受信品質が低いものには変調多値数の小さいもの（情報ビ ットの伝送レートの低!/、もの）を割り当てる。

[0018] たとえば N = 2の場合で、送信ブランチ 9 1の方が送信ブランチ 9 2より受信品 質が高いときは、送信ブランチ 9—1に対しては変調多値数の大きな 16— QAMマツ ビングを割り当て、送信ブランチ 9 2に対しては QPSKマッピングを割り当てる。また 、送信ブランチごとの受信品質に大きな差が見られない場合には、送信ブランチ 9 1 , 9— 2で同じシンボルマッピングを割り当てる。

[0019] また、本実施の形態では、レートマッチングなどのレート調整を行わないため、情報 ビットの伝送レートは、変調多値数に比例する。したがって、情報ビットの伝送レート R 'は、変調多値数が 1の場合の情報ビットの伝送レートを R、変調多値数を Aとすると き、 IT =AX Rとして算出すること力 Sできる。 Rは、送信条件などに応じてあらかじめ

8¾疋し "おく。

[0020] また、本実施の形態の分配方法は、各々の送信データブロックにつ!/、て、送信ブラ ンチ 9一;!〜 9— Nごとの情報ビットの伝送レートの比率でわける方法であり、シンボル マッピング方式が選択されると、情報ビットの伝送レートの比率が決まり分配比率が決 まる。したがって、この分配比率を分配部 3に対して指示する。

[0021] つぎに、送信データ生成部 1は、制御部 8から指定された送信データブロックサイズ に基づき情報送信データブロックを生成し、符号化部 2が、その情報送信データプロ ックに対して誤り訂正符号化処理を行い、送信データブロックを生成する（ステップ S 13)。なお、送信データブロックサイズと個数に対して制約はなぐ制御部 8が送信ブ ランチ数 Nや送信データ量などに応じて決定しておく。以下、送信すべき送信データ ブロックの数を DNとする。

[0022] つぎに、分配部 3は、 i (送信ブロックの生成順の番号）を 1に設定し (ステップ S 14)

、 n (送信ブランチの枝番号)を 1に設定する (ステップ S 15)。

[0023] つぎに、分配部 3は、指示された分配方法に基づきステップ S 12で生成された送信 データブロックのうちの i番目の送信データブロックを、送信ブランチ 9一;!〜 9 Nに 割り当て、送信ブランチ 9— nに割り当てた分割データを変調部 4— nに分配する (ス テツプ S 16)。

[0024] つぎに、分配部 3は、 n = n+ lとする（ステップ S17)。そして、 nが Nより小さい場合 にはステップ S 16に戻り（ステップ S 18 Yes)、ステップ S 16〜S 18を繰り返し実行す る。 n = Nとなった場合には（ステップ S18 No)、 i = i+ lとする（ステップ S19)。そし て、 iが DNより小さい場合にはステップ S15に戻り（S20 Yes)、ステップ S15〜ステ ップ S20を繰り返し実行する。 i = DNとなった場合には、ステップ S21に進む（ステツ プ S20 No)。

[0025] たとえば、 i = DNとなった場合には、変調部 4—；!〜 Nが各々に分配部 3から出力さ れた分配データをステップ S 12で選択されたシグナルマッピング方式に基づいて信 号処理し、 DAC5—；!〜 5— Nがその信号をアナログ信号に変換し、 RF部 6—；!〜 6 Nがそのアナログ信号をアナログ信号処理して、送信アンテナ 7— ;!〜 7— Nがそ のアナログ信号処理された信号を電波として送信する（ステップ S21)。

[0026] ステップ S21が終了すると、制御部 8は、全ての送信すべきデータが送信されたか どうかを確認し、送信されている場合、処理の終了を指示し終了する（ステップ S22 Yes)。すべてのデータが送信されていない場合には（ステップ S22 No)、ステップ S 11に戻り、以降ステップ S11からステップ S21を繰り返し実行する。

[0027] つづいて、本実施の形態の分配方法を、例をあげて詳細に説明する。図 3は、送信 データブロックの、分配部 3における分配方法の一例を示す図である。図 3は、 N = 3 , DN = 2の例である。図 3において、送信データブロック 10— 1 , 10— 2は符号化部 2によって誤り訂正符号化済みの送信データブロックである。送信データブロック 10 - 1 , 10— 2のデータサイズは同一とする。分配データ 11一;!〜 11 3は、分配部 3 が送信データブロック 10— 1をそれぞれ送信ブランチ 9 9 3に分配したデータ であり、 12— ;! 12 3は、分配部 3が送信データブロック 10— 2をそれぞれ送信ブ ランチ 9一；!〜 9一 3に分配したデータである。

[0028] 分配部 3は、送信データブロック 10— 1 , 10— 2を、変調部 4 4— 3に対して、 各々の送信ブランチ 9一;!〜 9 3の情報ビットの伝送レートに応じて分配する。前述 のとおり、本実施の形態では情報ビットの伝送レートが変調多値数に比例するため、 以下の説明では、情報ビットの伝送レートの比率のかわりに変調多値数の比率を用 いて説明する。

[0029] たとえば、図 2のステップ S12において、送信ブランチ 9 1 , 9 2, 9— 3に対して 、それぞれ 64— QAM (Quadrature Amplitude Modulation) , 16 -QAM, QPSK のシンボルマッピング方式が選択された場合を想定する。この場合、送信データプロ ック 10— 1 , 10— 2は、変調部 4— 1 , 4- 2, 4— 3に対して、それぞれのシンボルマ ッビング方式の変調多値数の比率 6 : 4 : 2 (64-QAM : 16 - QAM： QPSK)に従つ て分配される。

[0030] したがって、分配部 3は、まず、送信データブロック 10— 1を、データ量が 6 : 4 : 2の 比率になるように、各々分配データ 11 1 ,分配データ 11 2,分配データ 11 3に 分割する。そして、変調部 4 1に対して分配データ 11— 1 ,変調部 4 2に対して分 配データ 11 2,変調部 4 3に対して分配データ 11 3を分配する。

[0031] 同様に、送信データブロック 10— 2も、 6 : 4 : 2のデータ量になるように、分配データ

12 - 1 ,分配データ 12— 2,分配データ 12— 3に分割し、それぞれ各々変調部 4 1、変調部 4 2,変調部 4 3に分配する。

[0032] また、図 4は、誤り訂正符号化済みの送信データブロックの、分配部 3における分配 方法の別の一例を示す図である。図 4は、 N = 3, DN = 2の例である。図 4において 、送信データブロック 13— 1 , 13— 2は符号化部 2によって誤り訂正符号化済みの送 信データブロックである。分配データ 14 14— 3は、分配部 3が送信データブロ ック 13— 1をそれぞれ送信ブランチ 9一；!〜 3に分配したデータであり、 15— ;! 15 3は、分配部 3が送信データブロック 13— 2をそれぞれ送信ブランチ 9 3に分 配したデータである。図 4の例が、図 3の例と異なる点は、送信データブロック 13— 1 , 13— 2のサイズが同一でない点である。

[0033] 送信データブロック 13 - 1 , 13- 2のようにサイズが送信データブロックごとに異な る図 4に示す例は、 HARQ イブリツド ARQ (Automatic Repeat Request) )では一 般的に生じる事象である。たとえば" Incremental Redundancy (IR)法"に基づく HAR Qでは、初送時についてはそれ自身で復号可能なデータパケットを送信し、再送時 については再送データに冗長ビットを追加する手法が用いられることがある。この場 合、再送時には、符号化率が初送時よりも下がり、誤り訂正符号化後の送信データブ ロックのデータ量が初送時と異なる。

[0034] したがって、本実施の形態では、送信データブロック 13— 1 , 13— 2のサイズが異 なる場合についても、図 4に示すように送信データブロック 13— 1 , 13— 2を、各々送 信ブランチ 9 9 3ごとの情報ビットの伝送レートの比（本実施の形態では変調 多値数の比と同一）で、図 3の例と同様に分配する。

[0035] なお、図 3および図 4では、 DN = 2, N = 3の場合について一例を示したが、 DNお よび Nはこれに限定されるものではない。 DNおよび Nに応じて、各送信ブランチの 情報ビットの伝送レートの比率で、前述の説明のように送信データブロックを分配す れば'よい。

[0036] つづいて、図 1—2の機能構成例について説明する。図 1—2の構成では、図 1—1 の分配部 3と符号化部 2の順序を変え、送信データを分配部 3で分配をした後に符号 化部 2で誤り訂正符号化を行う。図 1 2の機能構成例におけるは、図 1 1の機能 構成例の動作である図 2の処理において、ステップ S12,ステップ S 13,ステップ S16 、ステップ S21が以下のように異なる力 それ以外は同様である。

[0037] 図 1—2の構成では、ステップ S12において、情報ビットの伝送レートの比率で分配 する代わりに、送信ブランチごとに誤り訂正の符号化率を設定し、情報ビットの伝送レ ートと誤り訂正の符号化率の両方を考慮した伝送レート（以下、符号化伝送レートとよ ぶ）を用いて分配比率を決定する。まず、送信ブランチ 9 9 Nごとの受信品質 情報を用いて送信ブランチ 9 9 Nごとに誤り訂正符号の符号化率と符号化方 法を設定する。受信品質の良い送信ブランチには符号化率を高ぐ受信品質の悪い 送信ブランチには符号化率を低く設定するが、誤り訂正符号の符号化率と符号化方 法の決定方法に特に制約はなぐ一般的に受信品質などから誤り訂正符号の符号 化率を決定する方法を用いればよい。そして、図 1 1の構成例の場合と同様にシン ボルマッピング方式を選択して情報ビットの伝送レートを算出する。その後、情報ビッ トの伝送レートに対して誤り訂正符号の符号化率の逆数を乗じることにより、符号化 伝送レートを算出する。そして、情報ビットの伝送レートの変わりに符号化伝送レート に基づいて分配比率を決定し、その分配比率を分配部 3に指示するとともに、誤り訂 正の符号化率と符号化方法を符号化部 2に指示する。

[0038] また、ステップ S 13において、送信データ生成部 1は、情報送信データブロックを生 成すると、符号化部 2に出力せずに、分配部 3に情報送信データブロックを送信デー タフ"ロックとして出力する。

[0039] そして、ステップ S 16において、分配部 3は、符号化部 2から出力された送信データ ブロックを分配するかわりに、送信データ生成部 1から出力された送信データブロック を分配する。そして、符号化部 2が、その分配されたデータに対して、制御部 8からの 送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとの誤り訂正符号化率と符号化方法の指示に基づき、 誤り訂正の符号化処理を行!/、、誤り訂正の符号化処理後のデータを分配データとし て、変調部 4— nに出力する。そして、ステップ S21では、変調部 4— nは、分配部 3か ら出力された分配データに代えて、符号部 2から出力された分配データに対して信 号処理する。

[0040] また、本発明の実施の形態の送信装置は、 OFDM (Orthogonal Frequency Divis ion Multiplexing) や OFDMA (Ortnogonal Frequency Division Multiple Ac cess)伝送を行う場合にも適用可能である。その場合は、制御部 8は、サブキャリアご と、複数のサブキャリアをまとめたサブキャリアグループごと、または全サブキャリアー 括で、送信データブロックの分配方法を選択し、分配部 3は、その指示の基づき各送 信ブランチ 9一;!〜 9— Nに分配する。

[0041] このように、本実施の形態では、送信ブランチ 9 9 Nの各々の受信品質に 基づいて送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとにシグナルマッピング方式を選択することに より、送信ブランチ 9一;!〜 9— Nごとの情報ビットの伝送レートを変えられるようにした 。このため、空間ストリーム間のインタリーブによる高い通信品質を実現しつつ、従来 の空間ストリーム間インタリーブに比べ周波数利用効率を向上させることができる。

[0042] 実施の形態 2.

図 5は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 2の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の送信装置は、実施の形態 1の図 1 1の構成例の制御部 8に代えて 制御部 8aを備えている。それ以外の構成は実施の形態 1と同様である。実施の形態 1と同様の機能のものは、図 1 1と同一の符号を付して説明を省略する。

[0043] 本実施の形態では、送信データブロックごとに送信の優先度を設定し、その優先度 に応じて送信ブランチ 9一；!〜 9 Nに送信データを分配する。図 6に本実施の形態 における誤り訂正符号化済みの送信データブロックの分配方法の一例を示す。図 6 は、 N = 3, DN = 2の例である。図 6において、送信データブロック 16— 1 , 16— 2は 符号化部 2によって誤り訂正符号化済みの送信データブロックである。分配データ 1 7 1〜1_{7 3}は、分配部 3が送信データブロック 16— 1をそれぞれ送信ブランチ 9 一；!〜 9— 3に分配したデータであり、 18— ;!〜 18— 3は、分配部 3が送信データブロ ック 16— 2をそれぞれ送信ブランチ 9一；!〜 9一 3に分配したデータである。

[0044] 図 6の例では、送信ブランチ 9 1 , 9- 2, 9 3の順に受信品質が高ぐ送信ブラ ンチ 9— 1 , 9- 2, 9— 3に対して、それぞれ 64— QAM, 16 -QAM, QPSKのシン ボルマッピング方式が選択された場合を想定する。また、送信データブロック 16— 1 の優先度が、送信データブロック 16— 2の優先度より高く設定されている場合を想定 する。

[0045] 実施の形態 1では、各々の送信データブロックを各送信ブランチ 9 1 , 9- 2, 9 3の情報ビットの伝送レートの比率に基づ!/、て分配した力 本実施の形態では、情報 ビットの伝送レートの比率を考慮した上で、優先度の高レ、送信データブロックは受信 品質の高い送信ブランチに大きい比率で分配されるようにする。受信品質は送信ブ ランチ 9 1 , 9- 2, 9 3の順に高いため、たとえば、図 6の例の場合は、優先度の 高レ、送信データブロック 16— 1を送信ブランチ 9 1に高!/、比率で分配する。

[0046] つづいて、本実施の形態の動作について説明する。図 7は、本実施の形態の動作 を示すフローチャートである。本実施の形態の動作は、実施の形態 1の動作にステツ プ S13a,ステップ SI 3b,ステップ S I 3c力カ口わり、ステップ S 16の代わりにステップ S 16aの処理を行う。実施の形態 1と同様の処理ステップについては、図 2と同一の番 号を付して説明を省略する。

[0047] まず、ステップ S 11〜ステップ S 13を実施する。ただし、ステップ S 12では、情報ビッ トレートを算出するだけで、分配部 3に分配比率を出力しない。つぎに、制御部 8aは 、ステップ S13により生成された送信データブロックのデータの優先度を決定する (ス テツプ S 13a)。優先度は、たとえば、送信データブロックごとの QoSに基づいて定め る。また、優先度の決定方法は、これに限るわけでなぐあらかじめ優先度の決定ノレ ールを決めておき、送信データブロックのデータに応じて設定することとしてもよい。 なお、ステップ S13で生成される送信データブロックの同一ブロック内のデータは、同 一の優先度（たとえば、同一の QoS)であることが望ましいが、同一でなくてもよぐ優 先度の異なるデータが同一ブロック内で混在する場合には、たとえば、同一ブロック 内の優先度のうち最も高い優先度に決定する。

[0048] つぎに、制御部 8aは、ステップ S 13により生成された送信データブロックのデータを ステップ S 13aで決定した優先度に基づき、優先度順に並び替える（ステップ S13b) 。同一の優先度の誤り訂正符号化済みの送信データブロックが複数あるときには、そ れらを生成時間順に並べる。

[0049] つぎに、制御部 8aは、ステップ S 11で取得した送信ブランチ 9 9— Nごとの受 信品質情報，ステップ S12で算出した送信ブランチ 9 9— Nごとの情報ビットの 伝送レート，ステップ S13aで決定した優先度に基づき、各送信ブランチ 9—；! 9— Nに対するデータの分配比率を決定する（ステップ S 13c)

[0050] 分配比率の決定方法としては、たとえば、次のような方法がある。まず、送信データ ブロックのサイズ DSと送信ブロックの数 DNから、トータルの送信すべきデータ量 DS T¾「DST = DS X DN」として求める。そして、送信ブランチ 9— jに対する分配デー タの合計値 DSTを、情報ビットの伝送レートの比率「A/∑ A (Aは、送信ブランチ 9

j j j j

の情報ビットの伝送レート）」を用いて、「DST =DST XA/∑A」として求める。

j j j

そして、各送信ブランチ 9一;!〜 9 Nへの分配データの合計が各々 DSTになり、か

j

つ、送信データブロックの優先順位の高いものが、受信品質の高い送信ブランチ 9 ；! 9 Nに高い比率で含まれるように分配していく。 [0051] 図 6の例では、 DSTを求めた後、送信データブロック 16— 1 , 16— 2の各々を、全 j

ての送信ブランチ 9一;!〜 9— 3に配分している。このようにする場合は、たとえば、優 先度ごとに、受信品質が 1番目， 2番目， 3番目に良い送信ブランチ（この例では、送 信ブランチ 9 1 , 9- 2, 9 3の順）に対して、それぞれどのように割り当てるかを決 めておく。たとえば、「優先度の高い送信データブロック (この場合は送信データプロ ック 16— 1)については、受信品質が 1番目， 2番目， 3番目に良い送信ブランチ 9— ；! 9 3に対して、それぞれ 10 : 3 : 1の比率のデータ量で配分する」と決めておく。 図 6の例では、送信データブロックが 2つであるため、優先度の低い送信データプロ ック（この場合は送信データブロック 16— 2)の各々の送信ブランチ 9 9— 3への 配分データ量は、各々の送信ブランチ 9一;!〜 9— 3の DSTから、各々の送信ブラン チに送信データブロック 16— 1の配分されたデータ量を引いたものになる。

[0052] なお、図 6の例は一例であり、配分の比率の決め方は、各送信ブランチ 9 9 Nへの分配データの合計が各々 DSTになり、かつ、送信データブロックの優先順位

J

の高いものが受信品質の高い送信ブランチ 9一;!〜 9 Nに高い比率で含まれるよう になっていれば、どのようなものでもよい。たとえば、送信ブランチ 9 1が最も受信品 質の良いときは、優先順位の最も高い送信データブロックを合計が DSTになるまで

1 送信ブランチ 9 1に配分し、残りのデータは、次に受信品質の良い送信ブランチ 9 — 1 9— Nに同様に配分する、と!/、うように順次配分して!/、つてもよ!/、。

[0053] つぎに、前述と同様に、ステップ S14およびステップ S15を実行した後、分配部 3は 、ステップ S13cで決定した分配比率に基づき i番目の送信データブロックを、送信ブ ランチ 9一;!〜 9 Nに割り当て、送信ブランチ 9 nに割り当てた分割データを変調 部 4— nに配分する（ステップ S 16a)。そして、前述と同様に、ステップ S 17〜ステップ S22の処理を行う。

[0054] なお、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例の制御部 8を制御部 8aに変え、図 7の ステップ S 12,ステップ S 13,ステップ S13C,ステップ S21を以下のように変えて優 先度を考慮した分配を行うようにしてもよい。

[0055] この場合、ステップ S 12では、実施の形態の図 1 2の機能構成の動作で述べたの と同様に送信ブランチごとに誤り訂正の符号化率を設定し、情報ビットの伝送レートと 誤り訂正の符号化率の両方を考慮した符号化伝送レートを算出する。そして、ステツ プ S13では、実施の形態の図 1—2の機能構成の動作で述べたのと同様に、送信デ ータ生成部 1は、情報送信データブロックを生成すると、符号化部 2に出力せずに、 分配部 3に情報送信データブロックを送信データブロックとして出力する。

[0056] また、ステップ S 13c処理では、情報ビットの伝送レートの代わりに符号化伝送レート を用いる。そして、ステップ S16cでは、分配部 3は、符号化部 2から出力された送信 データブロックを分配するかわりに、送信データ生成部 1から出力された送信データ ブロックを分配する。そして、符号化部 2が、その分配されたデータに対して、制御部 8aからの送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとの誤り訂正符号化率と符号化方法の指示に 基づき、誤り訂正の符号化処理を行い、誤り訂正の符号化処理後のデータを分配デ ータとして、変調部 4— nに出力する。そして、ステップ S21では、変調部 4— nは、分 配部 3から出力された分配データに代えて、符号部 2から出力された分配データに対 して信号処理する。

[0057] 以上のように、送信データブロックの優先度に応じて送信ブランチ 9 9 Nへ の分配比率を変えて、さらに、たとえば HARQ適用時に、初送パケットよりも再送パ ケットの優先度を高く設定することにより、再送回数を減少させることが可能となる。こ れは、再送パケットをより受信品質の良い送信ブランチ 9一;!〜 9 Nで送信すること により、再度の再送の発生の確率を減少させることができるからである。したがって、 たとえば、移動体端末のように回路規模に制限がある場合には、 HARQのために準 備するバッファメモリの容量を小さくすることが可能となる。

[0058] このように、本実施の形態では、送信データブロックごとに優先度を設定し、優先度 の高い送信データブロックを受信品質の高い送信ブランチ 9一;!〜 9一 Nに高い比率 で分配するようにした。このため、優先度の高いデータを高品質で送信することがで きる。また、 HARQ適用時には HARQの再送回数が減ることができ、これにより、ス ループットの改善および端末の回路規模や消費電力の削減，小型化といった効果が 得られる。

[0059] 実施の形態 3.

図 8は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 3の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の送信装置は、実施の形態 1の図 1 1の機能構成例にインタリーブ を行うインタリーバ 21—;! 21— Nを追加し、実施の形態 1の制御部 8に代えて制御 部 8bを備えている。制御部 8bは、実施の形態 1の制御部 8の機能に加え、インタリー バ₂₁ 1 ₂₁—Nに対してインタリーブ処理方法の指示を行う機能が追加されてレ、 る。それ以外の構成は実施の形態 1と同様である。実施の形態 1と同様の機能のもの は、図 1 1と同一の符号を付して説明を省略する。

[0060] つづいて、本実施の形態の送信装置の動作を説明する。本実施の形態の動作は、 分配部 3から分配されるデータが、インタリーバ 21—；! 21—Nによりインタリーブさ れて変調部 4 4 Nに出力されることを除き、実施の形態 1または実施の形態 2 と同様である。以下、実施の形態 1または実施の形態 2と異なる部分について説明す

[0061] まず、本実施の形態では、図 2に示した実施の形態 1のステップ S11〜ステップ S 1 5、または図 7に示した実施の形態 2のステップ S 11〜ステップ S15の処理を実施す る。実施の形態 1ではステップ S 16において、実施の形態 2ではステップ S 16aにお いて、分配部 3が変調部 4一;!〜 4一 Nにデータを分配した力 S、本実施の形態におけ る分配部 3は、各々の送信ブランチに分配するデータを同じ枝番号をもつインタリー ノ 21—；! 21— Nにそれぞれ配分する。そして、インタリーバ 21—；! 21— Nは、 制御部 8bにより指示されたインタリーブ方法に基づき分配部 3から出力されたデータ を各々インタリーブし、各々同じ枝番号をもつ変調部 4一;!〜 4— Nに出力する。以降 の処理は実施の形態 1と同様である。

[0062] そして、受信側では、インタリーバ 21—；! 21— Nが行った処理と逆の手順でディ ンタリーブを行い、送信されたデータの並びを元に戻す。このようにインタリーブ処理 を追加することによって、送信ブランチごとのデータビットが時間方向に分散され、誤 り訂正符号の効果が向上する。

[0063] なお、本実施の形態では、インタリーバ 21—;! 21— Nを分配部 3とは別の機能ブ ロックとして記述した力 インタリーブ処理を分配部 3で行い、インタリーバ 21—;! 2 1—Nを削除した構成にしてもよい。

[0064] また、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例、または実施の形態 2で述べた図 1 2 に優先度処理を追加した構成例に、本実施の形態と同様にインタリーブ処理を追加 してもよい。その場合には、インタリーバ 21—；! 21— Nを変調部 4—；! 4— Nの前 に配置する。そして、実施の形態 1の図 1—2の符号化部 2から出力された分配デー タがインタリーバ 21—;! 21— Nへの入力となり、それ以外の処理は、実施の形態 1 、実施の形態 2または本実施の形態で述べた処理と同様である。

[0065] このように、本実施の形態では、インタリーバ 21—;! 21— Nを追加し、送信ブラン チ 9 1 Nごとにインタリーブを行うようにした。このため、実施の形態 1および実 施の形態 2に比べて通信品質を改善することができる。

[0066] 実施の形態 4.

図 9は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 4の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の送信装置は、実施の形態 1の図 1 1の機能構成例にレートマッチ ングを行うレートマッチング 22— ;! 22— Nを追加し、実施の形態 1の制御部 8に代 えて制御部 8cを備えている。制御部 8cは、実施の形態 1の制御部 8の機能に加え、 レートマッチング ₂₂— 1 ₂₂— Nに対してレートマッチング処理方法を指示する機能 が追加されている。それ以外の構成は実施の形態 1と同様である。実施の形態 1と同 様の機能のものは、図 1—1と同一の符号を付して説明を省略する。

[0067] つづ!/、て、本実施の形態の受信装置の動作につ!/、て説明する。本実施の形態の 動作は、分配部 3から分配されるデータが、レートマッチング 22—；! 22— Nによりレ ートマッチング処理されて変調部 4 4— 2に出力されること、および、制御部 8c が情報ビットの伝送レート算出時にレートマッチング処理を考慮することを除き、実施 の形態 1または実施の形態 2と同様である。以下、実施の形態 1または実施の形態 2 と異なる部分につ!/、て説明する。

[0068] まず、本実施の形態では、図 2に示した実施の形態 1または実施の形態 2のステツ プ S 11の処理を実施する。そして、実施の形態 1または実施の形態 2のステップ S 12 と同様に、制御部 8cは、ステップ S 11によって取得した送信ブランチ 9 9— Nご との受信品質を用いて、各々の送信ブランチのシンボルマッピング方式を選択する。 そして、情報ビットの伝送レートを算出して分配部 3に分配比率を指示する。ここでは 、情報ビットの伝送レートを、レートマッチング前の情報ビットの伝送レートとする。した がって、分配比率は、実施の形態 1と同様に変調値数の比率となる。

[0069] つぎに、実施の形態 1のステップ S13〜ステップ S 15まで、または、実施の形態 2の ステップ S 13〜ステップ S 15までを実施する。実施の形態 1のステップ S 16にお!/、て 、または、実施の形態 2のステップ S16aにおいて、分配部 3は、変調部 4—；! 4— N にデータを分配した力 本実施の形態では、分配部 3は、各々の送信ブランチに分 配するデータを同じ枝番号をもつレートマッチング 22—；! 22— Nにそれぞれ出力 する。そして、レートマッチング 22—；! 22— Nは、制御部 8cにより指示されたレート マッチング方法に基づいて分配部 3から出力されたデータに対してパンクチャリング（ 符号化ビットの間引）ゃレペティシヨン (符号化ビットの繰り返し）などの伝送レート変 換処理を行い、各々同じ枝番号をもつ変調部 4一;!〜 4 Nに出力する。以降の処理 は実施の形態 1と同様である。

[0070] そして、受信側はレートマッチング 22—；! 22— Nによって変更された情報ビットの 伝送レートを元に戻す処理（レートデマッチング）を行う。

[0071] なお、本実施の形態では、分配部 3による配分比率として、実施の形態 1および実 施の形態 2と同様に、変調多値数 (情報ビットの伝送レート）の比率を用いた力 これ に限らず、たとえば、レートマッチング処理でレートの調整が可能であることを利用し て、レートマッチング処理において吸収できる範囲で任意の分配比率を用いることが できる。

[0072] 以上のようにレートマッチング処理を追加することにより、変調多値数のみにより制 御する場合と比べて、送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとの伝送レートを細力べ調整する こと力 Sできる。その結果、実施の形態；!〜 3に比べ、送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとに より適切な伝送レートの選択が可能となる。

[0073] また、本実施の形態のレートマッチング 22—；! 22— Nを、実施の形態 3に追加す ることもできる。図 10に、実施の形態 3にレートマッチング 22— 〜 22— Nを追加した 機能構成例を示す。図 10に示す例では、実施の形態 3の構成に対してレートマッチ ング 22—；! 22— Nが追加され、制御部 bに代えてレートマッチング処理に関する処 理機能が追加された制御部 8dを備えている。図 10に示すように、各送信ブランチ 9 1 Nに対して、インタリーバ 21—;! 21— Nの前にそれぞれレートマッチング 22—；! 22— Nを追力□し、インタリーバ 21—；! 21— Nは、レートマッチング処理後 のデータをインタリーブする。このような構成にすると、インタリーブによる誤り訂正能 力の向上とレートマッチングによる適切な伝送レート選択の両立が実現可能となる。

[0074] また、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例、または実施の形態 2で述べた図 1 2 に優先度処理を追加した構成例に、本実施の形態と同様にレートマッチング処理を 追加してもよい。その場合には、レートマッチング 22— ;! 22— Nを変調部 4 4 Nの前に配置する。そして、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例による動作のス テツプ S 16において符号化部 2から出力された分配データがレートマッチング 22— 1 22— Nへの入力となる力 それ以外の処理は、実施の形態 1、実施の形態 2また は本実施の形態で述べた処理と同様である。

[0075] このように、本実施の形態では、レートマッチング 22— ;! 22— Nを追加し、送信ブ ランチ 9一;!〜 9— Nごとの伝送レートを細力、く選択できるようにした。このため、実施 の形態 1 3に比べ、伝送レートをより適切に設定することができる。また、送信デー タの各送信ブランチ 9一;!〜 9 Nへの配分比率の選択自由度を高めることができる

[0076] 実施の形態 5.

図 11は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 5の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の送信装置は、実施の形態 1の図 1 1の機能構成例にインタリーブ を行うインタリーバ 23を追加し、実施の形態 1の制御部 8に代えて制御部 8eを備えて いる。制御部 8eは、実施の形態 1の制御部 8の機能に加え、インタリーバ 23に対して インタリーブ処理方法の指示を行う機能が追加されている。それ以外の構成は実施 の形態 1と同様である。実施の形態 1と同様の機能のものは、図 1—1と同一の符号を 付して説明を省略する。

[0077] 実施の形態 3では、分配部 3の後に、送信ブランチ 9 9 Nごとにインタリーバ 21—；! 21— Nを配置した力 本実施の形態では、分配部 3の前にインタリーバ 23 を配置し、送信ブランチ 9一；!〜 9 Nに分配される前のデータに対してインタリーブ を行う。

[0078] つづいて、本実施の形態の送信装置の動作を説明する。実施の形態 1では、符号 化部 2が送信データブロックを分配部 3に出力していたが、本実施の形態では、符号 化部 2が送信データブロックをインタリーバ 23に出力し、インタリーバ 23が、送信デー タブロックをインタリーブした後に、分配部 3にインタリーブ後の送信データブロックを 出力する。これらの処理を除き、本実施の形態の動作は、実施の形態 1または実施 の形態 2と同様である。以下、実施の形態 1または実施の形態 2と異なる部分につい て説明する。

[0079] まず、本実施の形態では、図 2に示した実施の形態 1のステップ S11〜ステップ S 1 3の処理を実施する。そして、インタリーバ 23は、制御部 8eにより指示されたインタリ ーバ処理方法に基づき、送信データブロックをインタリーブする。このとき、制御部 8e が指示するインタリーバ処理方法は、送信データブロックを個別にインタリーブする方 法でもよいし、複数の送信データブロックを一括してインタリーブをする方法でもよい 。後者の場合は、一括インタリーブされる送信データブロックの個数は、伝送路の状 況ゃ生成される送信データブロックのサイズなどを考慮して事前にあるいは適応的に 選択される。そして、インタリーバ 23は、インタリーブ後の送信データブロックを分配 部 3に出力する。以降は、実施の形態 1のステップ S 14以降の処理、または、実施の 形態 2のステップ S 13a以降の処理と同様である。

[0080] また、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例、または実施の形態 2で述べた図 1 2 に優先度処理を追加した構成例に、本実施の形態と同様にインタリーブ処理を追加 してもよい。その場合には、インタリーバ 23を分配部 3の前に配置する。そして、実施 の形態 1の図 1 2の機能構成例による動作において、ステップ S13において送信デ ータ生成部 1が出力した情報送信データブロックは、インタリーバ 23に出力される。ィ ンタリーバ 23は、情報送信データブロックに対して本実施の形態で述べたインタリー ブ処理を行った後に、インタリーブ後の送信データブロックを分配部 3に出力する。 以降の処理は、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例による動作のステップ S14以 降または実施の形態 2のステップ S 13a以降の処理と同様である。

[0081] このように、本実施の形態では、インタリーバ 23を追加し、インタリーブを行うように した。このため、実施の形態 1および実施の形態 2に比べてさらに通信品質を改善す ること力 Sでさる。 [0082] 実施の形態 6.

図 12は、本発明にかかる送信装置の実施の形態 6の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の送信装置は、実施の形態 1の図 1 1の機能構成例にレートマッチ ングを行うレートマッチング 24を追加し、実施の形態 1の制御部 8に代えて制御部 8f を備えている。制御部 8fは、実施の形態 1の制御部 8の機能に加え、レートマツチン グ 24に対してレートマッチング処理方法の指示を行う機能が追加されている。それ以 外の構成は実施の形態 1と同様である。実施の形態 1と同様の機能のものは、図 1— 1と同一の符号を付して説明を省略する。

[0083] 実施の形態 4では、分配部 3の後に、送信ブランチ 9 9 Nごとにレートマッチ ング 22—；! 22— Nを配置した力 本実施の形態では、分配部 3の前にレートマッチ ング 24を配置し、送信ブランチ 9 9— Nに分配される前のデータに対してレート マッチング処理を行う。

[0084] つづいて、本実施の形態の送信装置の動作を説明する。実施の形態 1では、符号 化部 2が送信データブロックを分配部 3に出力していたが、本実施の形態では、符号 化部 2が送信データブロックをレートマッチング 24に出力し、レートマッチング 24が、 送信データブロックをレートマッチング処理した後に、分配部 3にレートマッチング処 理後の送信データブロックを出力する。これらの処理を除き、本実施の形態の動作は 、実施の形態 1または実施の形態 2と同様である。以下、実施の形態 1または実施の 形態 2と異なる部分について説明する。

[0085] まず、本実施の形態では、図 2に示した実施の形態 1のステップ S11〜ステップ S 1 3の処理を実施する。そして、レートマッチング 24は、制御部 8fにより指示されたレー トマッチング処理方法に基づき、訂正符号化済みの送信データブロックに対して、パ ンクチャリングゃレペティシヨンなどのレート変換処理（レートマッチング処理）を行う。 そして、レートマッチング 24は、インタリーブ後の送信データブロックを分配部 3に出 力する。以降は、実施の形態 1のステップ S14以降の処理と同様である。

[0086] なお、本実施の形態では、実施の形態 1の送信装置にレートマッチング 24を追加し た力 同様に実施の形態 2, 3, 5のいずれかにレートマッチング 24を追加し、それぞ れ制御部 8, 8a, 8b, 8eにレートマッチング 24に対してレートマッチング処理方法の 指示を行う機能を追加して、本実施の形態と同様のレートマッチング処理を行うように してもよい。

[0087] このように、本実施の形態においては、レートマッチング処理を追加することとした ので、実施の形態 1〜3よりもさらに伝送レートを細力べ調整することができる。また、レ ートマッチング 24のみの追加となるため、実施の形態 4に比べて、ハードウェア構成 が簡略化できる。

[0088] 実施の形態 7.

図 13は、本発明にかかる通信装置の実施の形態 7の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の通信装置は、実施の形態 1の図 1 1の機能構成例の通信装置に、 受信アンテナ 31—；!〜 31—M (Mは受信アンテナの本数）， RF部 32—；!〜 32— M , ADC33- 1-33-M,信号分離部 34,合成部 35,復号部 36が追加されている。 実施の形態 1と同様の機能のものは、図 1— 1と同一の符号を付して説明を省略する 。また、以下、実施の形態 1と同様の機能構成部分を送信部とよび、受信アンテナ 31 一；!〜 31— M (Mは受信アンテナの本数）， RF部 32—；!〜 32— M, ADC33—；!〜 33— M,信号分離部 34,合成部 35,復号部 36を受信部と呼ぶ。図 13では、 2つの 同一の構成をもつ通信装置 100— 1 , 100— 2を示し、通信装置 100— 1については 送信部を、通信装置 100— 2については受信部を示している。図示していないが、通 信装置 100— 1は、 100— 2同様に受信部を備え、通信装置 100— 2は、 100— 1同 様に送信部を備えている。また、 MIMO伝送路 40は、送信アンテナ 7—；!〜 7— Nか ら送信された信号が伝送され、受信アンテナ 31—;!〜 31— Mが受信する信号が伝 送される伝送路である。

[0089] なお、送信アンテナ本数 Nと受信アンテナ本数 Mの関係は、信号分離部 34の信号 分離処理の種類により、制約がある場合と無い場合がある。信号分離部 34において 、空間フィルタリング処理による信号分離処理を行う場合は N≤Mの関係を満足する 必要がある。一方、最尤検出（MLD)による信号分離処理を行う場合は N〉Mであつ ても信号分離が可能であるため、 Nと Mの関係に制約は無い。本実施の形態では、 信号分離部 34の信号分離処理の種類に制約は無いが、空間フィルタリング処理に よる信号分離処理を行う場合には、上記 Nと Mの関係を満たすものとする。 [0090] 次に本実施の形態の通信装置の動作を説明する。通信装置 100— 1の送信部から 電波が送信され、通信部 100— 2の受信部で受信する場合について説明する。なお 、本実施の形態の送信部の処理は実施の形態 1と同様であるため、その部分に関し ては説明を省略し、以降においては、実施の形態 1と異なる部分について説明する。

[0091] まず、通信装置 100— 1の送信部から、図 2に示した実施の形態 1の処理により信 号が送信される。送信された信号は、 MIMO伝送路 40を経由して、通信装置 100— 2の受信アンテナ 31—；!〜 31— Mに到達する。そして、受信アンテナ 31—；!〜 31— Mは、 MIMO伝送路 40を通過してきた信号を受信し、各々のアンテナと同じ枝番を 持つ RF部 32— ;!〜 32— Mにそれぞれ出力する。つぎに、 RF部 32— ;!〜 32— Mは 、受信アンテナ 31—；!〜 31— Mから出力された信号に対し、周波数変換，増幅，フ ィルタリングなどの所定のアナログ信号処理を行って、各々のアンテナと同じ枝番を 持つ ADC33— ;!〜 33— Mにそれぞれ出力する。つぎに、 ADC33— ;!〜 33— Mは 、 RF部 32—；!〜 32— Mから出力された信号をアナログ—デジタル変換し、信号分 離部 34に出力する。

[0092] つぎに、信号分離部 34は、 ADC33—；!〜 33— Mから出力された信号を符号化情 報ビットに分離し、合成部 35に出力する。なお、信号が OFDM信号または ODFMA 信号の場合は、信号分離部 34においてサブキャリア分離処理も合わせて行われる。 つぎに、合成部 35は、信号分離部 34から出力された符号化情報ビットを、送信側の 分配部 3で行った分配前のデータに再構成し、復号部 36に出力する。つぎに、復号 部 36は、合成部 35から出力された再構成されたデータブロックに対して誤り訂正復 号や HARQ処理を行う。

[0093] なお、本実施の形態では、送信部の構成として実施の形態 1の図 1 1で示した送 信装置を用いているが、これに限らず、実施の形態 1の図 1 2,実施の形態 2〜6で 示した送信装置を用いることとしてもよい。このとき、送信部として実施の形態 3および 実施の形態 5の通信装置を用いる場合には、送信部で行うインタリーブ処理と逆の処 理を行うディンターリーブ処理を受信部に追加する。また、送信部として実施の形態 4および実施の形態 6の通信装置を用いる場合には、送信部で行うレートマッチング 処理と逆の処理を行うレートデマッチング処理を受信部に追加する。 [0094] このように、本実施の形態では、送信ブランチ 9 9 Nの各々の受信品質に 基づいて送信ブランチ 9一;!〜 9 Nごとにシグナルマッピング方式を選択することに より、送信ブランチ 9一;!〜 9— Nごとの情報ビットの伝送レートを変えられるようにした 。このため、上記通信装置を含む通信システムにおいて、空間ストリームのインタリー ブによる高い通信品質を実現するとともに、従来の空間ストリーム間インタリーブに比 ベ周波数利用効率を向上させることができる。

[0095] 実施の形態 8.

図 14は、本発明にかかる通信装置の実施の形態 8の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の通信装置は、実施の形態 7の機能構成に、ウェイト乗算部 37を追加 し、変調部 4の個数を L個に変え、信号分離部 34の代わりに信号分離部 34aを、制 御部 8の代わりにウェイト乗算部 37にウェイト乗算処理方法を指示する制御部 8gを 備えている。実施の形態 1または実施の形態 7と同様の機能のものは、図 1—1およ び図 13と同一の符号を付して説明を省略する。図 14では、 2つの同一の構成をもつ 通信装置 100a— 1 , 100a— 2を示し、通信装置 100a— 1については送信部を、通 信装置 100a— 2については受信部を示している。図示していないが、通信装置 100 a— 1 ίま、 100a— 2同様 ίこ受信 を備免、通信装置 100a— 2ίま、 100a— 1同様 ίこ送 信部を備えている。

[0096] 本実施の形態では、 Ν本の送信アンテナによって形成される L個の送信ビームを形 成し、各々の送信ビームを L個の空間ストリームに対応させる。このような送信ビーム の個数とアンテナの本数が異なる方式としては、たとえば、「大鐘武雄、西村寿彦、小 川恭孝、 "ΜΙΜΟチャネルにおける空間分割多重方式とその基本特性， "電子情報 通信学会論文誌 B Vol.J87-B N0.9 pp.1162-1173, 2004年 9月」に記載の固有 ビーム空間分割多重方式（E— SDM)がある。 E— SDM方式では、通常の SDM方 式に比べ高レ、通信品質を実現することができる。

[0097] つづ!/、て、本実施の形態の通信装置の動作につ!/、て説明する。以下では、実施の 形態 1または実施の形態 7と異なる部分について説明する。本実施の形態では、まず 、通信装置 100a— 1の送信部が、実施の形態 1のステップ S 11を実施し、ステップ S 12と同様に送信ビームごとの受信品質に応じて、送信ビームごとにシグナルマツピン グ方式を選択し、送信ビームごとに情報ビットの伝送レートを算出し、分配比率を分 配部 3に指示する。そして、実施の形態 1のステップ S13〜S 15を実施する。ただし、 ステップ S idでは nのかわりに kとし、ステップ S 16では、分配部 3は、 n番目の送信ブ ランチにデータを分配する代わりに k番目の送信ビームにデータを分配し、変調部 4 kに出力する。

[0098] つぎに、実施の形態 1のステップ S17〜S20を実施する。ただし、ステップ S 17,ス テツプ S 18では、 nの代わりに kとし、 Nの代わりにしとする。つぎに、ウェイト乗算部 37 は、制御部 8gに指示されたウェイト乗算処理方法に従って、後述のウェイト乗算処理 を行う。以降は、実施の形態 1の S21以降の処理と同様である。

[0099] 通信装置 100a— 2の受信部の処理については、実施の形態 7と同様である。ただ し、実施の形態 7の信号分離部 34の処理の代わりに、本実施の形態の信号分離部 3 4aでは、送信ビームごとの符号化情報ビットに分離し、合成部 35は、それらの符号 化情報ビットから分配前のデータブロックを再構成する。

[0100] つづ!/、て、ウェイト乗算部 37のウェイト乗算処理につ!/、て説明する。まず、通信装 置 100a— 1の変調部 4—；!〜 4— Lの出力をベクトル A= [a , · · · , a ]^Tと表現する。こ

1 し

こで、 aは変調部 4 nの出力信号である。また []^Tはベクトルの転置を表わす。同様 η

に、ウェイト乗算部 37の出力信号（DAC5—；!〜 5 Νの入力信号）をベクトル B= [b , · · · , b ]^Tと表現する。ここで、 bは DAC5— nの入力信号である。

1 N n

[0101] 送信ウェイト行列 Wを N行 L列の行列とするとき、ウェイト乗算部 37の出力は、送信 ウェイト行列を Aに乗算したものとなる。すなわち、 B=WAとなる。送信ウェイト行列 Wは、 E— SDM方式のウェイト行列の算出方法に従って算出する。ウェイト行列の 算出に必要な情報などは、制御部 8gがウェイト乗算処理方法として指示する。

[0102] 通信装置 100a— 2では、信号分離部 34aが、 ADC33— ;!〜 33— Mの出力信号を 送信ビームごとのデータブロックに分離する。合成部 35は、分離されたデータブロッ クに対して実施の形態 7と同様に、分配部 3で行われた分配方法をもとに逆の処理を 行レ、データの再構成を行う。

[0103] なお、送信部を実施の形態 1の図 1 2の機能構成例として、ウェイト乗算部 37を 追加し、変調部 4の個数を L個に変え、信号分離部 34の代わりに信号分離部 34aを 、制御部 8の代わりにウェイト乗算部 37にウェイト乗算処理方法を指示する制御部 8 gを備えてるようにしてもよい。その場合、実施の形態 1の図 1 2の機能構成例の動 作で述べたステップ S 15までの処理を行い（ただし、上記と同様に nを kとする）、ステ ップ S 16で、分配部 3は、 n番目の送信ブランチにデータを分配する代わりに k番目 の送信ビームにデータを分配して、符号化部 2に出力する。そして、符号化部 2は、 誤り訂正の符号化処理を行!/、、誤り訂正の符号化処理後のデータを分配データとし て、変調部 4— kに出力する。ステップ S17以降の処理は、本実施の形態で述べたス テツプ S 18以降の処理と同様とする。

[0104] このように、本実施の形態では、送信ビームと送信アンテナの個数を同一とせず、 送信ビームごとのデータをウェイト乗算して送信するようにした。このため、実施の形 態 1 7に比べさらに通信品質を向上させることができる。

[0105] 実施の形態 9.

図 15は、本発明にかかる通信装置の実施の形態 9の機能構成例を示す図である。 本実施の形態の通信装置は、実施の形態 8の機能構成に、 OFDM変調部 38—；! 38— N, OFDM復調部 39— ;! 39— Mを追加し、変調部 4 4— L,ウェイト乗 算部 37の代わりにそれぞれ変調部 4a—;! 4a— L,ウェイト乗算部 37aを備えてい る。実施の形態 1または実施の形態 8と同様の機能のものは、図 1—1および図 14と 同一の符号を付して説明を省略する。図 15では、 2つの同一の構成をもつ通信装置 100b— 1 , 100b— 2を示し、通信装置 lOOb— lについては送信部を、通信装置 10 0b— 2については受信部を示している。図示していないが、通信装置 100b— 1は、 1 00b— 2同様に受信部を備え、通信装置 100b— 2は、 100b— 1同様に送信部を備 えている。

[0106] つづ!/、て、本実施の形態の通信装置の動作につ!/、て説明する。以下では、実施の 形態 1または実施の形態 8と異なる部分について説明する。本実施の形態では、実 施の形態 8と同様、通信装置 100b— 1の分配部 3が送信ビームごとにデータを分配 し、変調部 4a—;! 4a— Lに出力する。変調部 4a—;! 4a— Lは、 OFDMの各サブ キャリア（OFDMAの場合には割り当てられたサブキャリア）変調信号をウェイト乗算 部 37aに出力する。 [0107] 通信装置 100b— 1のウェイト乗算部 37aは、実施の形態 8のウェイト乗算部 37と同 様にウェイト行列を入力信号に乗算する。そして、乗算した結果を、それぞれ対応す る OFDM変調部 38— ;!〜 38— Nに出力する。なお、 OFDMまたは OFDMAにお いて送信ビームを形成する場合は、サブキャリア単位、あるいは複数のサブキャリア をまとめたサブキャリアグループ単位で、乗算される送信ウェイト行列の値が異なる。 そのため、ウェイト乗算部 37aは、サブキャリアまたはサブキャリアグノレープごとに、異 なる送信ウェイトを乗算する機能を持つ。また、全サブキャリアで共通の送信ウェイト 行列を乗算する場合は、全てのサブキャリアからなるサブキャリアグループを考えれ ばよい。

[0108] OFDM変調部 38— ;!〜 38— Nは、入力された信号をそれぞれ OFDM変調し、そ れぞれ対応する DAC5— ;!〜 5— Nに出力する。 DAC5— ;!〜 5— Nから出力された 信号は、それぞれ対応する RF部 6—；!〜 6— N,送信アンテナ 7—；!〜 7— N経由で 送信される。

[0109] 通信装置 100b— 2の受信部の処理としては、まず、実施の形態 8と同様に、受信ァ ンテナ 31—；!〜 31— Mが各々信号を受信する。受信信号は、それぞれ RF部 32— 1 〜32— M, ADC33— ;!〜 33— M経由で、それぞれ OFDM復調部 39— ;!〜 39— Mに出力される。 OFDM復調部 39—；!〜 39— Mは、それぞれの受信信号に対して OFDM復調を行い、信号分離部 34bに出力する。信号分離部 34bは、 OFDM復調 部 39—；!〜 39— Mから出力された信号に対してサブキャリアごとに信号分離を行い 、合成部 35に出力する。合成部 35は、信号分離部 34bからの出力に対して、分配部 3で行われた分配方法に基づ!/、て逆の処理を行い、データの再構成を行う。

[0110] なお、本実施の形態では、インタリーブ処理やレートマッチング処理を行っていない ヽ本実施の形態に実施の形態 3〜6のいずれかと同様に、インタリーブ処理やレー トマッチング処理の機能を追加してもよレ、。

[0111] このように、本実施の形態では、 OFDM変調部 38— ;!〜 38— Nを追加し、サブキ ャリアごとにウェイト乗算部でウェイト乗算処理を行うようにした。このため、 OFDM変 調を行う場合にも空間ストリームのインタリーブ方式による高い通信品質を実現すると ともに、従来の空間ストリーム間インタリーブ方式に比べ周波数利用効率を向上させ ること力 Sできる。また、ウェイト乗算処理を行うことにより、実施の形態 1〜7に比べさら に通信品質を向上させることができる。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる送信装置および通信装置は、 MIMO送受信システ ムに有用であり、特に、空間ストリームインタリーブを行う MIMO送受信システムに適 している。

Claims

請求の範囲

[1] MIMO通信システムにおいて、送信データを空間ストリームごとに分割して並列伝 送する送信装置であって、

空間ストリームごとに変調方式を選択するとともに、当該変調方式に基づき各々の 空間ストリームに対するデータ分配方法を決定する制御手段と、

前記制御手段で決定されたデータ分配方法に基づき、空間ストリームごとに送信デ ータを分配する分配手段と、

前記分配手段の出力である空間ストリームごとの分配データを、それぞれ前記制御 手段にて空間ストリームごとに選択された変調方式で変調する変調手段と、 を備えることを特徴とする送信装置。

[2] 前記分配手段は、前記送信データを誤り訂正符号化後に分配し、当該分配後のデ ータを前記「空間ストリームごとの分配データ」として出力することを特徴とする請求項 1に記載の送信装置。

[3] 前記制御手段は、空間ストリームごとに符号化率を決定し、

前記分配手段は、前記送信データを分配した後に、前記制御手段で決定された符 号化率に基づき空間ストリーム毎に誤り訂正符号化を行い、当該符号化後のデータ を前記「空間ストリームごとの分配データ」として出力することを特徴とする請求項 1に 記載の送信装置。

[4] 前記制御手段は、前記変調方式と前記分配方法を前記空間ストリームごとの受信 品質に基づいて選択することを特徴とする請求項 2に記載の送信装置。

[5] 前記制御手段は、前記変調方式、前記分配方法および前記符号化率を、前記空 間ストリームごとの受信品質に基づいて選択することを特徴とする請求項 3に記載の 送信装置。

[6] 前記制御手段は、さらに、送信データの優先度を決定し、当該優先度と前記受信 品質に基づいて分配方法を選択することを特徴とする請求項 4に記載の送信装置。

[7] 前記制御手段は、さらに、送信データの優先度を決定し、当該優先度と前記受信 品質に基づいて分配方法を選択することを特徴とする請求項 5に記載の送信装置。

[8] 前記受信品質を対向回線からのフィードバックにより取得することを特徴とする請求 項 4に記載の送信装置。

前記受信品質を対向回線からのフィードバックにより取得することを特徴とする請求 項 5に記載の送信装置。

前記受信品質として、受信側で測定した信号電力対干渉雑音電力値または信号 電力対干渉雑音電力値をインデックス化した数値を用いることを特徴とする請求項 8 に記載の送信装置。

前記受信品質として、受信側で測定した信号電力対干渉雑音電力値または信号 電力対干渉雑音電力値をインデックス化した数値を用いることを特徴とする請求項 9 に記載の送信装置。

前記受信品質として、対向回線の受信品質を用いることを特徴とする請求項 4に記 載の送信装置。

前記受信品質として、対向回線の受信品質を用いることを特徴とする請求項 5に記 載の送信装置。

前記誤り訂正符号化の方式として畳み込み符号を用いることを特徴とする請求項 2 に記載の送信装置。

前記誤り訂正符号化の方式としてターボ符号を用いることを特徴とする請求項 2に 記載の送信装置。

前記誤り訂正符号化の方式として LDPC符号を用いることを特徴とする請求項 2に 記載の送信装置。

前記分配手段は、さらに、前記送信データを分配してから前記空間ストリームごとの 分配データを出力するまでの間で、空間ストリーム毎にインタリーブを行うことを特徴 とする請求項 1に記載の送信装置。

前記分配手段は、さらに、分配処理を行う前に、前記送信データに相当するデータ 単位でインタリーブを行うか、または、複数の送信データに相当するデータ単位で一 括インタリーブを行うことを特徴とする請求項 1に記載の送信装置。

前記分配手段は、さらに、前記送信データを分配してから前記空間ストリームごとの 分配データを出力するまでの間で、空間ストリーム毎に、伝送レートの変更処理であ るレートマッチング処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載の送信装置。

[20] 前記制御手段は、前記レートマッチング処理のレート変換比率を、空間ストリームご との受信品質に基づいて決定することを特徴とする請求項 19に記載の送信装置。

[21] 前記制御手段は、さらに、伝送レートの変更処理であるレートマッチング処理方法 を決定し、

前記分配手段は、さらに、分配処理を行う前に、前記制御手段の決定に基づいて、 前記送信データに相当するデータ単位でレートマッチング処理を行うか、または、複 数の送信データに相当するデータ単位で一括レートマッチング処理を行うことを特徴 とする請求項 1に記載の送信装置。

[22] 前記レートマッチング処理としてビット間引（パンクチャリング)を用いることを特徴と する請求項 19に記載の送信装置。

[23] 前記レートマッチング処理としてビット間引（パンクチャリング)を用いることを特徴と する請求項 21に記載の送信装置。

[24] 前記レートマッチング処理としてビット揷入（レペティシヨン）を用いることを特徴とす る請求項 19に記載の送信装置。

[25] 前記レートマッチング処理としてビット揷入（レペティシヨン）を用いることを特徴とす る請求項 21に記載の送信装置。

[26] 請求項 1に記載の変調手段の出力に対して OFDM変調を行う OFDM変調手段、 をさらに備え、

前記分配手段は、サブキャリアごと、複数のサブキャリアごと、またはサブキャリアー 括で、送信データをそれぞれの空間ストリームに分配することを特徴とする送信装置

[27] 請求項 1に記載の変調手段の出力に対して OFDMA変調を行う OFDMA変調手 段、

をさらに備え、

前記分配手段は、サブキャリアごと、複数のサブキャリアごと、またはサブキャリアー 括で、送信データをそれぞれの空間ストリームに分配することを特徴とする送信装置

[28] 前記各々の空間ストリームを、送信アンテナごとに生成される送信ビームとすること を特徴とする請求項;!〜 27のいずれか 1つに記載の送信装置。

[29] 前記各々の空間ストリームを、複数の送信アンテナによって生成される送信ビーム とすることを特徴とする請求項;!〜 27のいずれか 1つに記載の送信装置。

[30] 請求項 1に記載の送信装置から送信された信号を受信する受信装置であって、 前記分配手段による処理と逆の処理を行うことにより、データを再構成することを特 徴とする受信装置。

[31] 請求項 1に記載の送信装置としての機能と、

請求項 30に記載の受信装置としての機能と、

を有することを特徴とする通信装置。

[32] 請求項 1に記載の送信装置としての機能を有する送信側の通信装置と、

請求項 30に記載の受信装置としての機能を有する受信側の通信装置と、 を備えたことを特徴とする通信システム。