JP3657948B2 - 無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキャリアの選択方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキャリアの選択方法に関し、特に、誤り訂正符号化が行われる無線通信システムにおける無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキャリアの選択方法に関する。

近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、多様なコンテンツの伝送に対する需要がますます高くなることが予想されるため、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想される。しかしながら、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。

周波数選択性フェージング対策技術の一つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式などのマルチキャリア（ＭＣ）変調方式が注目されている。マルチキャリア変調方式は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数の搬送波（サブキャリア）を用いてデータを伝送することにより、結果的に高速伝送を行う技術である。特に、ＯＦＤＭ方式は、データが配置される複数のサブキャリアが相互に直交しているため、マルチキャリア変調方式の中で最も周波数利用効率が高い方式であり、また、比較的簡単なハードウエア構成で実現できることから、とりわけ注目されており、様々な検討が加えられている。

そのような検討の一例として、送信電力のピーク値（ピーク電力）が減少することを期待して、受信品質が低いサブキャリアの送信を行わないように制御しているものがある。また、この制御を行う際に、送信しないサブキャリアに割り当てるビットとパンクチャされるビットとを一致させることによりＢＥＲ（Bit Error Rate）の劣化を最小限におさえようとしている（例えば、非特許文献１参照）。
前田，三瓶，森永:「ＯＦＤＭ／ＦＤＤシステムにおける遅延プロファイル情報チャネルを用いたサブキャリヤ送信電力制御方式の特性」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ，Vol. J84-B, No.2, pp.205-213（2001年2月）

しかしながら、上記従来の方法では、送信を行わないサブキャリアが存在する場合、送信できるビット数が減少してしまい、誤り率特性が大きく劣化してしまうおそれがある。また、送信を行わないサブキャリアの位置情報を基地局から移動局に別途送信する必要があり、伝送効率が低下してしまう。さらに、受信品質が低いサブキャリアの送信を行わないように制御しただけでは、ＱＰＳＫ変調等された各サブキャリア間の位相関係によっては、かえってピーク電力が増加してしまうことがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる無線送信装置、無線受信装置、および送信キャンセルサブキャリアの選択方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決し、目的を達成するために、送信ビットを符号化することによって作成されるシステマチックビットおよびパリティビットの一方または双方からなるシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、送信を行わないサブキャリア（すなわち、送信をキャンセルするサブキャリア）を、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアの中から選択することを特徴とする。また、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアの中から送信をキャンセルするサブキャリアを選択する際に、ピーク電力が最も低くなるようなサブキャリアの組み合わせを選択することを特徴とする。さらに、送信をキャンセルするサブキャリアの位置情報を別途送信しないことを特徴とする。この特徴により、誤り訂正符号化が行われる無線通信システムにおいて、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる。また、位置情報の送信による伝送効率の低下を防ぐことができる。

本発明によれば、誤り訂正符号化が行われる無線通信システムにおいて、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる。

本発明者は、パリティビットがシステマチックビットよりも重要度が低いビットであり、同じ１ビットでもシステマチックビットを除外するよりもパリティビットを除外する方が誤り率特性の劣化に与える影響が小さい点に着目し、本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、送信キャンセルするサブキャリアをパリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアの中から選択することである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す無線送信装置は、符号化部１２、パラレル／シリアル変換（Ｐ／Ｓ）部１４、変調部１６、シリアル／パラレル変換（Ｓ／Ｐ）部１８、選択部２０、キャンセルテーブル２２、キャンセル部２４、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２６、パラレル／シリアル変換（Ｐ／Ｓ）部２８、ガードインターバル（ＧＩ）部３０、送信ＲＦ部３２を有し、マルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアを除いたＯＦＤＭシンボルを送信するものである。図１に示す無線送信装置は、例えば、移動体通信システムにおいて使用される基地局装置に搭載される。

図１に示す無線送信装置において、符号化部１２は、ターボ符号等の組織符号を用いて送信データ（ビット列）を誤り訂正符号化する。符号化部１２は、送信ビット列を組織符号を用いて符号化することによって、送信ビットそのものであるシステマチックビットＳと、冗長ビットであるパリティビットＰとを作成する。ここでは符号化率Ｒ＝１／３とするため、１つの送信ビットに対して、１つのシステマチックビットＳと２つのパリティビットＰ_１、Ｐ_２とが作成される。作成されたシステマチックビットＳとパリティビットＰ_１、Ｐ_２は、３つ並列にＰ／Ｓ部１４に入力される。

Ｐ／Ｓ部１４は、並列に入力されたビット列を直列に変換して、Ｓ、Ｐ_１、Ｐ_２の順で変調部１６に入力する。

変調部１６は、入力されたシステマチックビットＳ、およびパリティビットＰ_１、Ｐ_２をＢＰＳＫ変調してシンボルを作成する。変調部１６は、入力されたビットが‘０’であれば‘１’のシンボルに変調し、‘１’であれば‘−１’のシンボルに変調する。ＢＰＳＫ変調なので、１シンボルは１ビットからなる。変調後のシンボルはＳ／Ｐ部１８および選択部２０に入力される。

Ｓ／Ｐ部１８は、１ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリア数分のシンボルが直列に入力される度に、それらのシンボルを並列に変換してキャンセル部２４に入力する。ここでは、１ＯＦＤＭシンボルを構成するサブキャリアの数をＫ＝１５本とする。

選択部２０は、変調部１６から入力されたシンボルのうちパリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアを判定する。本実施の形態では変調部１６はＢＰＳＫ変調を行い１シンボルは１ビットで構成されるため、選択部２０は、つまり、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを判定する。ＯＦＤＭシンボル毎に、１ＯＦＤＭシンボル内での各サブキャリアへのマッピング位置は予め既知であるため、選択部２０は、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを容易に判定することができる。例えば、１ＯＦＤＭシンボルを構成するサブキャリアの数がＫ＝１５本で符号化率Ｒ＝１／３の場合、サブキャリアｆ_１にはビットＳ、ｆ_２にはビットＰ_１、ｆ_３にはビットＰ_２、ｆ_４にはビットＳ、ｆ_５にはビットＰ_１、ｆ_６にはビットＰ_２、…、ｆ_１３にはビットＳ、ｆ_１４にはビットＰ_１、ｆ_１５にはビットＰ_２がマッピングされることが予め既知である。Ｋ＝１５本でＲ＝１／３の場合には、すべてのＯＦＤＭシンボルにおいてＳ、Ｐ_１、Ｐ_２のマッピングの位置関係は同じになる。なお、Ｋ＝１５本でＲ＝１／４等、ＫがＲで割り切れない場合には、各ＯＦＤＭシンボル毎にマッピング位置は異なるが一定の規則性はあるため、この場合でも選択部２０は、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを容易に判定することができる。また、符号化されたビットがパンクチャやインタリーブされる場合でも、パンクチャパターンやインタリーブパターンが予め既知であるため、それらのパターンに基づいて、選択部２０は、パリティビットがマッピングされるサブキャリアを容易に判定することができる。

さらに、選択部２０は、パリティビットがマッピングされると判定したサブキャリアＬ本のうちＮ本（Ｌ＞Ｎ）を送信除外（送信キャンセル）対象として選択し、選択したサブキャリアをキャンセル部２４に指示する。この際、選択部２０は、ＯＦＭＤシンボルのピーク電力を小さくするために、変調部１６から入力されるシンボルの値に基づいてキャンセルテーブル２２を参照して送信キャンセルするサブキャリアを選択する。キャンセルテーブル２２の具体的な内容および送信キャンセルするサブキャリアの具体的な選択方法については後述する。

ここで、システマチックビットがマッピングされるサブキャリアではなく、パリティビットがマッピングされるサブキャリアの送信をキャンセルするのは、以下の理由による。すなわち、組織符号を用いて誤り訂正符号化する場合、パリティビットはシステマチックビットよりも重要度が低いビットといえる。すなわち、ＯＦＤＭシンボルを受信する無線受信装置においては、システマチックビットが失われると著しく誤り率特性が劣化するが、パリティビットのうちいくつかが失われても所要の誤り率特性を維持できるからである。これは、システマチックビットが送信ビットそのものであるのに対し、システマチックビットが冗長ビットであることに起因する。

キャンセル部２４は、キャンセル部２４−１〜２４−Ｋで構成される。Ｋは、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアの本数（ここではＫ＝１５）に一致し、キャンセル部２４−１〜２４−Ｋの各々は、サブキャリアｆ_１〜ｆ_Ｋの各々に対応する。キャンセル部２４−１〜２４−Ｋは各々、図２に示す構成を有し、選択部２０から指示されたサブキャリアに対応するキャンセル部が、スイッチをＢ側に接続する。例えば、選択部２０がサブキャリアｆ_２を送信キャンセル対象として選択した場合は、キャンセル部２４−２がスイッチをＡ側からＢ側に切り替える。スイッチがＢ側に接続されることによりサブキャリアｆ_２については振幅値‘０’の信号がＩＦＦＴ部２６に入力されるため、ＩＦＦＴ部２６ではサブキャリアｆ_２を含まないサンプル値が得られる。つまり、サブキャリアｆ_２の送信がキャンセルされることになる。

ＩＦＦＴ部２６は、キャンセル部２４−１〜２４−Ｋから入力されるシンボルまたは振幅値‘０’の信号を逆高速フーリエ変換して周波数領域から時間領域に変換した後、時間領域のサンプル値をＰ／Ｓ部２８へ入力する。選択部２０によって選択されたサブキャリアに対応するキャンセル部からは上記のように振幅値‘０’の信号が入力され、それ以外のキャンセル部からはシンボル値‘−１’または‘１’の信号が入力されるため、ＩＦＦＴ部２６では、選択部２０によって選択されたサブキャリア以外のサブキャリア（Ｋ−Ｎ本）を用いてＩＦＦＴが行われる。ＩＦＦＴ部２６で得られたサンプル値は、並列にＰ／Ｓ部２８に入力される。Ｐ／Ｓ部２８では、ＩＦＦＴ処理後の並列のサンプル値を直列に変換する。これにより、選択部２０によって選択されたサブキャリアを含まないＯＦＤＭシンボルが作成される。

ＯＦＤＭシンボルは、ＧＩ部３０でガードインターバルを付加された後、送信ＲＦ部３２でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ３４から無線送信される。

次に、図１に示す無線送信装置から送信されたＯＦＤＭシンボルを受信する無線受信装置の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図３に示す無線受信装置は、アンテナ６２、受信ＲＦ部６４、ＧＩ部６６、Ｓ／Ｐ部６８、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部７０、キャンセル部７２、電力測定部７４、選択部７６、Ｐ／Ｓ部７８、復調部８０、Ｓ／Ｐ部８２、復号部８４を有する。図３に示す無線受信装置は、例えば、移動体通信システムにおいて使用される移動局装置に搭載される。

図３に示す無線受信装置では、図１に示す無線送信装置から送信されたＯＦＤＭシンボルが、アンテナ６２で受信され、受信ＲＦ部６４でダウンコンバートなどの所定の無線処理を施され、ＧＩ部６６でガードインターバルを除去され、Ｓ／Ｐ部６８へ入力される。

Ｓ／Ｐ部６８は、ＧＩ部６６から直列に入力される信号をサブキャリア数分の並列信号にシリアル／パラレル変換して、ＦＦＴ部７０へ入力する。

ＦＦＴ部７０は、Ｓ／Ｐ部６８の出力信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して時間領域から周波数領域に変換（つまり、サブキャリアごとのシンボルに変換）した後、キャンセル部７２および電力測定部７４へ入力する。

電力測定部７４は、サブキャリア毎の受信電力（サブキャリアｆ_１〜ｆ_Ｋ各々の受信電力）を測定し、測定結果を選択部７６に入力する。

選択部７６は、電力測定部７４での測定結果を基に、サブキャリアｆ_１〜ｆ_Ｋのうち復調除外対象とするサブキャリアを選択し、選択したサブキャリアをキャンセル部７２に指示する。具体的には、サブキャリアｆ_１〜ｆ_Ｋのうち相対的に受信電力が小さいサブキャリアをＮ本を選択する。この本数Ｎは、無線送信装置において送信キャンセル対象として選択されたサブキャリアの本数Ｎであり、あらかじめ設定された値である。すなわち、無線送信装置において送信キャンセルされるサブキャリアの数Ｎをあらかじめ設定しておき、受信電力について下位Ｎ本のサブキャリアを復調除外対象として選択する。これにより、送信キャンセルするサブキャリアの位置情報を無線送信装置から無線受信装置へ別途送信することなく、送信キャンセルされたサブキャリアを無線受信装置で選択することができるため、位置情報を送信することによる伝送効率の低下を防止できる。

キャンセル部７２は、キャンセル部７２−１〜７２−Ｋで構成される。Ｋは、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアの本数（ここではＫ＝１５）に一致し、キャンセル部７２−１〜７２−Ｋの各々は、サブキャリアｆ_１〜ｆ_Ｋの各々に対応する。キャンセル部７２−１〜７２−Ｋは各々、図４に示す構成を有し、選択部７６から指示されたサブキャリアに対応するキャンセル部が、スイッチをＢ側に接続する。例えば、選択部７６がサブキャリアｆ_２を復調除外対象として選択した場合は、キャンセル部７２−２がスイッチをＡ側からＢ側に切り替える。スイッチがＢ側に接続されることにより、サブキャリアｆ_２については振幅値‘０’の信号がＰ／Ｓ部７８を介して復調部８０に入力される。これにより、復調部８０ではサブキャリアｆ_２の復調がキャンセルされる。

Ｐ／Ｓ部７８は、キャンセル部７２−１〜７２−Ｋから並列に入力されるシンボルまたは振幅値‘０’の信号を直列に変換にして復調部８０に入力する。

復調部８０は、入力されたシンボルをＢＰＳＫ復調してＳ／Ｐ部８２に入力する。入力されたシンボルが‘１’であれば‘０’のビットに復調し、‘−１’であれば‘１’のビットに復調する。また、振幅値‘０’の信号については、‘０’のビットとしてＳ／Ｐ部８２に入力する。これにより、システマチックビットＳ、およびパリティビットＰ_１、Ｐ_２の各ビットが得られる。無線送信装置で送信キャンセルされたパリティビットについては‘０’のビットとなる。

Ｓ／Ｐ部８２は、Ｓ、Ｐ_１、Ｐ_２の順で直列に入力される各ビットを並列に変換して復号部８４に入力する。

復号部８４では、入力されたビットを用いてターボ復号等の誤り訂正復号が行われる。これにより、受信データ（ビット列）が得られる。

次いで、図１記載の無線送信装置および図３記載の無線受信装置の動作について、図５〜９を用いて説明する。

図５に示すように、例えば、１ＯＦＤＭシンボルはｆ_１〜ｆ_１５のＫ＝１５本のサブキャリアで構成される。上記のように、符号化率Ｒ＝１／３の場合、サブキャリアｆ_１にはビットＳ、ｆ_２にはビットＰ_１、ｆ_３にはビットＰ_２、ｆ_４にはビットＳ、ｆ_５にはビットＰ_１、ｆ_６にはビットＰ_２、…、ｆ_１３にはビットＳ、ｆ_１４にはビットＰ_１、ｆ_１５にはビットＰ_２がマッピングされることが予め既知である。無線送信装置は、サブキャリアｆ_１〜ｆ_１５のうち、パリティビットがマッピングされるサブキャリアｆ_２、ｆ_３、ｆ_５、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_９、ｆ_１１、ｆ_１２、ｆ_１４、ｆ_１５を送信キャンセル候補とする。パリティビットがすべて失われると誤り訂正符号化の意味がなくなるので、複数のうちいくつかだけを送信キャンセルする。ここでは、パリティビットがマッピングされるＬ＝１０本のサブキャリアのうちＮ＝５本のサブキャリアの送信をキャンセルする。この本数Ｎは、あらかじめ設定された値である。この送信キャンセルにより、符号化率はＲ＝１／２になる。

送信キャンセルする５本のサブキャリアは以下のようして選択する。図６は、サブキャリアｆ_１〜ｆ_１５の各々にマッピングされるビットの値（すなわち、変調後のシンボルがとりうる値）のパターンと送信キャンセル対象として選択されるサブキャリアの選択パターンとの対応関係を示すキャンセルテーブルである。１ＯＦＤＭシンボルは１５本のサブキャリアで構成されるため、各ビットの値のパターンは全部で２^１５＝３２７６８通りある。このテーブルでは、パターン１〜３２７６８の各々に対して、送信キャンセルするサブキャリアが予め設定されている。この設定は、パリティビットの値とサブキャリア間の位相関係とから予測されるピーク電力の大きさに基づいてなされる。つまり、パターン１〜３２７６８の各々において、送信キャンセルするサブキャリアの組み合わせ_１０Ｃ_５通りの中から最もピーク電力が小さくなる選択パターンが予め設定されている。そこで、無線送信装置は、サブキャリアｆ_１〜ｆ_１５の各々にマッピングされるビットの値に基づいて図６に示すキャンセルテーブルを参照し、送信キャンセル対象とするサブキャリアを決定する。例えば、ビット値がパターン５の場合、パリティビットがマッピングされるサブキャリアｆ_２、ｆ_３、ｆ_５、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_９、ｆ_１１、ｆ_１２、ｆ_１４、ｆ_１５のうちサブキャリアｆ_２、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_１２、ｆ_１４を送信キャンセルすると、_１０Ｃ_５通りの選択パターンのうちで最もピーク電力が小さくなる。ビット値がパターン５の場合、送信キャンセル後の各サブキャリアの様子は図７に示すようになる。よって、無線送信装置は、Ｋ−Ｎ＝１０本のサブキャリアｆ_１、ｆ_３、ｆ_４、ｆ_５、ｆ_７、ｆ_９、ｆ_１０、ｆ_１１、ｆ_１３、ｆ_１５から構成されるＯＦＤＭシンボルを無線受信装置へ送信する。

無線受信装置で受信されたＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアの受信電力は図８に示すようになる。サブキャリアｆ_２、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_１２、ｆ_１４は無線送信装置で送信キャンセルされたため、他のサブキャリアに比べて受信電力が小さくなる。無線受信装置は、受信電力が小さいものから順にＮ＝５本のサブキャリアを復調除外対象とするべく振幅値を‘０’にする。その結果、各サブキャリアの様子は図９に示すようになる。よって、無線受信装置では、サブキャリアｆ_２、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_１２、ｆ_１４にマッピングされて送信されるはずだったＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_１については‘０’のビットとして得られる。

このように、本実施の形態では、送信キャンセルするサブキャリアをパリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアの中から選択する。また、送信キャンセルするサブキャリアの組み合わせは、ピーク電力が最も小さくなる組み合わせとする。よって、本実施の形態によれば、誤り率特性の劣化を抑えつつ、ピーク電力を減少させることができる。また、送信キャンセルしたサブキャリアの位置情報を別途送信しないので、位置情報の送信による伝送効率の低下を防ぐことができる。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る無線送信装置は、ＯＦＤＭシンボルのピーク電力がしきい値以上になる場合にのみ送信キャンセルを行うものである。換言すれば、ピーク電力がしきい値未満の場合には、送信キャンセルを行わず、Ｋ＝１５本のすべてのサブキャリアを用いてＯＦＤＭシンボルを作成する。また、送信キャンセルするサブキャリアの組み合わせパターンをすべて試してみて、最もピーク電力が小さくなるパターンを選択するものである。

図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

図１０に示す無線送信装置において、バッファ３６は、変調部１６から入力されるシンボルをＯＦＤＭシンボル単位で記憶する。１ＯＦＤＭシンボルを構成するサブキャリアの数がＫ＝１５本である場合、バッファ３６は、１５個ずつ分けてシンボルを記憶する。ピーク電力検出部４０は、Ｐ／Ｓ部２８から入力されるＯＦＤＭシンボルのピーク電力を検出する。検出されたピーク電力値は、選択部２０に入力される。また、バッファ３８は、Ｐ／Ｓ部２８から入力されるＯＦＤＭシンボルを記憶する。実施の形態１同様、パリティビットがマッピングされるＬ＝１０本のサブキャリアのうちＮ＝５本のサブキャリアの送信をキャンセルする場合、選択部２０には、送信キャンセルするサブキャリアの_１０Ｃ_５通りの選択パターンが記憶されている。

次いで、図１０記載の無線送信装置の動作について説明する。まず、上記図２に示すキャンセル部２４−１〜２４−ＫにおいてすべてのスイッチがＡ側に接続されている。よって、ピーク電力検出部４０では、Ｋ＝１５本のすべてのサブキャリアを用いて作成されたＯＦＤＭシンボルのピーク電力が検出される。選択部２０は、検出されたピーク電力がしきい値未満の場合、バッファ３８に対してこのＯＦＤＭシンボルの出力を指示する。よって、ＯＦＤＭシンボルのピーク電力がしきい値未満の場合は、送信キャンセルされたサブキャリアがないＯＦＤＭシンボルが無線受信装置へ送信される。

一方、選択部２０は、図１１に示すように、検出されたピーク電力がしきい値以上の場合、バッファ３６に対してシンボル列の出力を指示する。バッファ３６は、１ＯＦＤＭシンボルにつき_１０Ｃ_５回だけ同じシンボル列をＳ／Ｐ部１８に入力する。また、選択部２０は、検出されたピーク電力がしきい値以上の場合にのみ、パリティビットがマッピングされると判定したサブキャリアＬ＝１０本のうちＮ＝５本を送信キャンセル対象として選択し、選択したサブキャリアをキャンセル部２４に指示する。この選択は_１０Ｃ_５通りの選択パターンすべてについて行われる。そして、選択部２０で選択処理が行われる度に、それぞれ異なる選択パターンで送信キャンセルされたＯＦＤＭシンボルがバッファ３８に記憶されるとともに、ピーク電力検出部４０でピーク電力を検出される。よって、バッファ３８には_１０Ｃ_５個のＯＦＤＭシンボルが記憶され、ピーク電力検出部４０では_１０Ｃ_５個のＯＦＤＭシンボルのピーク電力が検出される。そして、選択部２０は、_１０Ｃ_５個のＯＦＤＭシンボルのうちピーク電力が最も小さくなるものを選択して、その選択したＯＦＤＭシンボルを出力するようにバッファ３８に対して指示する。これにより、ピーク電力がしきい値未満で、かつ、ピーク電力が最も小さいＯＦＤＭシンボルが無線受信装置へ送信される。

なお、本実施の形態においては、上記のように_１０Ｃ_５通りの選択パターンの中からピーク電力が最も小さいものを選択するのではなく、_１０Ｃ_５通りの選択パターンについてピーク電力を順に検出していき、ピーク電力がしきい値未満になった時点でＯＦＤＭシンボルを送信するようにしてもよい。このようにすることにより、ピーク電力が最も小さくならないこともあるが、しきい値よりは確実に小さくすることはできる。よって、ピーク電力がしきい値未満でさえあればよい場合には、このようにすることにより、送信キャンセルおよびピーク電力の減少にかかる処理量を削減することができる。

このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態１と同様の作用・効果を呈することに加え、さらに、ＯＦＤＭシンボルのピーク電力がしきい値以上になる場合にのみ送信キャンセルを行うため、不要な送信キャンセルを省くことができ、その結果、ピーク電力を減少する際の誤り率特性の劣化をさらに抑えることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る無線送信装置は、送信されるサブキャリアの送信電力の合計を一定に保つものである。

図１２は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１２において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

選択部２０は、送信キャンセル対象として選択したＮ本のサブキャリアをキャンセル部２４および電力制御部４２に指示する。

電力制御部４２は、電力制御部４２−１〜４２−Ｋで構成される。Ｋは、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアの本数に一致し、電力制御部４２−１〜４２−Ｋの各々は、サブキャリアｆ_１〜ｆ_Ｋの各々に対応する。電力制御部４２は、送信キャンセルされるサブキャリア分の送信電力を、送信キャンセルされないサブキャリアに割り当てる。つまり、選択部２０によって選択されたサブキャリアが送信キャンセルされることにより減少する分の送信電力を、送信キャンセル対象以外のサブキャリアに割り当てる。具体的には、以下のようにする。

選択部２０が１ＯＦＤＭシンボルに含まれるＫ本のサブキャリアのうちＮ本のサブキャリアを送信キャンセル対象として選択する場合、電力制御部４２−１〜４２−Ｋのうち選択部２０から指示されたＮ本のサブキャリアに対応する電力制御部は、送信キャンセル対象以外のサブキャリア（すなわち、送信されるサブキャリア）Ｋ−Ｎ本の送信電力をそれぞれＫ／（Ｋ−Ｎ）倍する。例えば、Ｋ＝１５本でＮ＝５本の場合、Ｎ＝５本のサブキャリアの送信電力をそれぞれ、送信キャンセルを行わない場合の１.５倍にする。このようにすることにより、送信キャンセルされることにより減少する分の送信電力を送信キャンセル対象以外のサブキャリアに均等に割り当てることができる。

このように、本実施の形態によれば、送信キャンセルされることにより減少する分の送信電力を送信キャンセル対象以外のサブキャリアに割り当てるため、ＯＦＤＭシンボルの送信電力を一定に保ったまま、ピーク電力を減少させることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、変調部１６が２ビット以上のビットを１シンボルに変調する場合について説明する。

図１３は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１３において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

変調部１６は、入力順序制御部４６から入力されるビットに対してＱＰＳＫ変調を行う。つまり、変調部１６は、連続して入力される２ビット毎に１シンボルを作成する。

Ｐ／Ｓ部１４からは、図１４（Ａ）に示すように、Ｓ、Ｐ_１、Ｐ_２の順で各ビットが出力される。よって、この時点では、符号化率Ｒ＝１／３である。

ここで例えば、パンクチャ部４４がパンクチャを行って符号化率をＲ＝１／２にするものとする。この場合、パンクチャ部４４は、パリティビットをパンクチャする。符号化率をＲ＝１／２とするためには、パンクチャ部４４から、システマチックビット１ビットにつきパリティビットが１ビット出力されるようにすればよい。そこで、パンクチャ部４４は、Ｐ_１とＰ_２とを交互にパンクチャする。その結果、パンクチャ部４４から出力されるビット列は、図１４（Ｂ）に示すようになる。このビット列は入力順序制御部４６に入力される。

ここで、変調部１６は連続して入力される２ビット毎に１シンボルを作成する（ＱＰＳＫ変調を行う）ため、図１４（Ｂ）のビット列をそのままの順番で変調部１６に入力したのでは、パリティビットのみからなるシンボルが作成されないことになる。これでは、送信キャンセルするサブキャリアを選択することができなくなってしまう。

そこで、入力順序制御部４６は、図１４（Ｂ）に示すビット列を図１４（Ｃ）に示すように並べ替える。つまり、パンクチャ部４４から入力されたシステマチックビットおよびパリティビットの変調部１６への入力順序を制御する。具体的には、パリティビットが２ビット連続して変調部１６へ入力されるように制御する。これにより、変調部１６では、１シンボルに含まれるビットがすべてパリティビットであるシンボルが作成される。

図１４（Ｃ）のように並べ替えられた場合、変調部１６では、ＳとＳからなるシンボルおよびＰ_２とＰ_１からなるシンボルが作成され、それぞれのシンボルはサブキャリアｆ_１〜ｆ_１５にマッピングされる。これらのシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、選択部２０は、Ｐ_２とＰ_１からなるシンボル、すなわち、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアを送信キャンセル候補とする（図１５）。そして、これらの候補のうちいくつかだけを送信キャンセルする。図１５では、Ｐ_２とＰ_１からなるシンボルがマッピングされるサブキャリアｆ_２、ｆ_４、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_１０、ｆ_１２、ｆ_１４のうち、サブキャリアｆ_４、ｆ_１０、ｆ_１２の送信をキャンセルする。これにより、符号化率はＲ＝２／３になる。

なお、本実施の形態では、ＱＰＳＫ変調を一例として説明したが、３ビット以上のビットが１シンボルに変調される変調方式（８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等）にも適用可能である。例えば、変調方式が１６ＱＡＭの場合には、入力順序制御部４６は、パリティビットが４ビット連続して変調部１６へ入力されるように制御する。

このように、本実施の形態によれば、変調部が２ビット以上のビットを１シンボルに変調する場合でも、パリティビットだけが送信されるサブキャリアを確実に作ることができ、送信キャンセルするサブキャリアを選択することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態に係る無線送信装置は、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、無線受信装置での受信電力がしきい値以下となるサブキャリアを送信キャンセル対象として選択するものである。

図１６は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１６において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。また、図１７は、本発明の実施の形態５に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１７において実施の形態１（図３）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

図１６に示す無線送信装置において、パイロット信号が変調部１６で変調された後、Ｓ／Ｐ部１８およびキャンセル部２４を介して、１ＯＦＤＭシンボルを構成するサブキャリアｆ_１〜ｆ_１５の各々にマッピングされる。そして、パイロット信号からなるＯＦＤＭシンボルが図１７に示す無線受信装置へ送信される。

図１７に示す無線受信装置では、電力測定部７４が、パイロット信号からなるＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアｆ_１〜ｆ_１５の受信電力を測定する。そして、各サブキャリア毎の受信電力値を無線送信装置へ通知するための通知情報を変調部８６に入力する。この通知情報は、変調部８６で変調され、送信ＲＦ部８８でアップコンバート等された後、アンテナ６２より無線送信装置へ送信される。

図１６に示す無線送信装置では、アンテナ３４を介して受信された通知情報が、受信ＲＦ部４８でダウンコンバート等された後、復調部５０で復調される。復調後の通知情報は選択部２０に入力される。選択部２０では、各サブキャリアｆ_１〜ｆ_１５の受信電力値としきい値と比較し、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、受信電力値がしきい値以下のサブキャリアを送信キャンセル対象として選択する。

例えば、図１８に示すように、パリティビットＰ_１、Ｐ_２がマッピングされるサブキャリアｆ_２、ｆ_３、ｆ_５、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_９、ｆ_１１、ｆ_１２、ｆ_１４、ｆ_１５のうち、サブキャリアｆ_５、ｆ_９、ｆ_１１、ｆ_１２の受信電力がしきい値以下になった場合には、選択部２０は、これら４本のサブキャリアを送信キャンセル対象として選択する。

このように、本実施の形態によれば、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、無線受信装置での受信電力がしきい値以下となるサブキャリアを送信しないため、無線受信装置において正しく受信されないと予測されるパリティビットの無駄な送信を行わないようにすることができる。

（実施の形態６）
ＡＲＱのうち特にＨ−ＡＲＱは、再送を行う度に受信信号（シンボル）を合成して誤り率を改善していく技術である。Ｈ−ＡＲＱでは、誤り率を改善するためには無線受信装置において受信信号を合成することが必要となる。ところが、送信キャンセルするサブキャリアがある場合には、そのサブキャリアにマッピングされたシンボルは送信されず、再送時においても初回送信時と同一のサブキャリアを送信キャンセルしたのでは、そのサブキャリアにマッピングされたシンボルは再送時においても送信されない。これでは、無線受信装置では合成できないシンボルが存在することになり、再送を行っても一向に誤り率が改善しない。そこで、本実施の形態に係る無線送信装置では、Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest：ハイブリッド自動再送要求）が行われる通信システムにおいて、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、初回送信時と再送時とで送信キャンセル対象として選択するサブキャリアを異ならせるようにした。

図１９は、本発明の実施の形態６に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１９において実施の形態１（図３）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。また、図２０は、本発明の実施の形態６に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２０において実施の形態１（図１）と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

図１９に示す無線受信装置において、復号部８４で得られた復号結果（ビット列）は誤り検出部９０に入力される。誤り検出部９０は、入力された復号結果に対しＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）等の誤り検出を行う。そして誤り検出部９０は、誤り検出結果に基づいてＡＣＫ（ACKnowledgment：肯定応答）またはＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgment：否定応答）を作成して送信ＲＦ部９２に入力する。誤り検出部９０は、復号結果に誤りがなくＯＫの場合はＡＣＫを、誤りがありＮＧの場合はＮＡＣＫを誤り検出に対する応答信号として作成し、送信ＲＦ部９２に入力する。送信ＲＦ部９２は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫをアンテナ６２を介して図２０に示す無線送信装置へ送信する。

図２０に示す無線送信装置において、図１９に示す無線受信装置から送信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫを含む信号がアンテナ３４で受信され、受信ＲＦ部５２でダウンコンバートなどの所定の無線処理を施され、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部５４に入力される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部５４は、入力された信号からＡＣＫまたはＮＡＣＫを検出して再送制御部５６に入力する。変調部１６で作成されたシンボルは再送制御部５６に入力される。再送制御部５６は、変調部１６から入力されたシンボルを保持するとともに、そのシンボルをＳ／Ｐ部１８および選択部２０に入力する。そして、再送制御部５６は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出部５４からＮＡＣＫを入力された場合に、そのＮＡＣＫに対応するシンボルを再送する。再送シンボルもＳ／Ｐ部１８および選択部２０に入力される。

選択部２０は、初回送信時には実施の形態１と同じ動作をし、選択結果を選択結果保持部５８に保持する。そして、選択部２０は、１回目の再送時には、選択結果保持部５８に保持された初回送信時の選択結果を参照し、初回送信時とは異なるサブキャリアを送信除外対象として選択する。この選択結果も選択結果保持部５８に保持される。さらに、選択部２０は、２回目の再送時には、選択結果保持部５８に保持された初回送信時の選択結果および１回目の再送時の選択結果を参照し、初回送信時および１回目の再送時とは異なるサブキャリアを送信除外対象として選択する。つまり再送時に選択部２０で送信キャンセル対象として選択されるサブキャリアは、すでに選択されたサブキャリア以外のサブキャリアの中から選択される。換言すれば、再送時に送信キャンセル対象として選択されるサブキャリアは、その再送時においてすでに送信済のサブキャリアの中からのみ選択される。以下図２１〜図２３を用いて具体的に説明する。図２１は初回送信の場合を示し、図２２は１回目の再送の場合を示し、図２３は２回目の再送の場合を示す。

図２１〜図２３では、サブキャリアｆ_１〜ｆ_１５のうち、パリティビットがマッピングされるサブキャリアｆ_２、ｆ_３、ｆ_５、ｆ_６、ｆ_８、ｆ_９、ｆ_１１、ｆ_１２、ｆ_１４、ｆ_１５を送信キャンセル候補とし、このＬ＝１０本の送信キャンセル候補のサブキャリアのうちＮ＝３本のサブキャリアの送信をキャンセルする。送信キャンセルする３本のサブキャリアは以下のようして選択される。すなわち、初回送信時にｆ_２、ｆ_６、ｆ_８を送信キャンセル対象として選択したとすると（図２１）、１回目の再送時に再びｆ_２、ｆ_６、ｆ_８を選択したのでは、再び同一のサブキャリアが送信されないことになってしまう。そこで、１回目の再送時には、初回送信時と異なるサブキャリアｆ_３、ｆ_１１、ｆ_１４を送信キャンセルする（図２２）。これらのサブキャリアｆ_３、ｆ_１１、ｆ_１４はいずれも初回送信時にすでに送信済のサブキャリアである。さらに２回目の再送時には、初回送信時および１回目の再送時とは異なるサブキャリアｆ_５、ｆ_９、ｆ_１２を送信キャンセルする（図２３）。このように選択部２０は、初回送信時と再送時とで送信キャンセル対象として選択するサブキャリアを異ならせて、再送時には初回送信時にすでに送信済のサブキャリアの中からのみ送信キャンセルするサブキャリアを選択する。また、再送が複数回に渡る場合には、送信キャンセル候補のうち未だ送信キャンセルされていないサブキャリアがある限り、その送信キャンセルされていないサブキャリアの中から送信キャンセルするサブキャリアを選択する。

このように、本実施の形態によれば、初回送信時と再送時とで送信キャンセル対象として選択するサブキャリアを異ならせて、再送時には初回送信時にすでに送信済のサブキャリアの中からのみ送信キャンセル対象のサブキャリアを選択するため、再送をしても送信されないサブキャリアが発生することを防止でき、再送毎に誤り率特性を確実に改善することができる。

本発明は、移動体通信システムにおいて使用される無線通信端末装置や無線通信基地局装置等に好適である。

本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線送信装置のキャンセル部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線受信装置のキャンセル部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭシンボルのサブキャリアの構成を示す図 本発明の実施の形態１に係るキャンセルテーブルの内容を示す図 本発明の実施の形態１に係る送信キャンセルされるサブキャリアを示す図 本発明の実施の形態１に係る各サブキャリアの受信電力を示す図 本発明の実施の形態１に係る復調除外対象となるサブキャリアを示す図 本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るピーク電力を示す図 本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係るシステマチックビットおよびパリティビットからなるビット列を示す図 本発明の実施の形態４に係る送信キャンセルされるサブキャリアを示す図 本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る送信キャンセルされるサブキャリアを示す図 本発明の実施の形態６に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係る送信キャンセルされるサブキャリアを示す図（初回送信時） 本発明の実施の形態６に係る送信キャンセルされるサブキャリアを示す図（１回目の再送時） 本発明の実施の形態６に係る送信キャンセルされるサブキャリアを示す図（２回目の再送時）

符号の説明

１２ 符号化部
１４，２８，７８ Ｐ／Ｓ部
１６，８６ 変調部
１８，６８，８２ Ｓ／Ｐ部
２０ 選択部
２２ キャンセルテーブル
２４，２４−１〜２４−Ｋ，７２，７２−１〜７２−Ｋ キャンセル部
２６ ＩＦＦＴ部
３０，６６ ＧＩ部
３２，８８ 送信ＲＦ部
３４，６２ アンテナ
３６，３８ バッファ
４０ ピーク電力検出部
４２，４２−１〜４２−Ｋ 電力制御部
４４ パンクチャ部
４６ 入力順序制御部
４８，６４ 受信ＲＦ部
７０ ＦＦＴ部
５０，８０ 復調部
８４ 復号部

Claims (12)

1. 送信ビットを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを作成する符号化手段と、
   前記符号化手段によって作成されたシステマチックビットおよびパリティビットを変調してシンボルを作成する変調手段と、
   前記変調手段によって作成されたシンボルのうちパリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアの少なくとも１つを送信除外対象として選択する選択処理を行う選択手段と、
   前記変調手段によって作成されたシンボルの各々がマッピングされる複数のサブキャリアのうち前記選択手段によって選択されたサブキャリア以外のサブキャリアを用いて前記マルチキャリア信号を作成する作成手段と、
   前記作成手段によって作成されたマルチキャリア信号を送信する送信手段と、
   を具備することを特徴とする無線送信装置。
2. 前記変調手段によって作成されたシンボルがとりうる値の複数のパターンと前記選択手段によって送信除外対象として選択されるサブキャリアの複数の選択パターンとの対応を示すテーブル、をさらに具備し、
   前記選択手段は、前記変調手段によって作成されたシンボルの値に基づいて前記テーブル参照し、前記複数の選択パターンのうち最もピーク電力が小さくなる選択パターンを選択する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
3. 前記作成手段によって作成されたマルチキャリア信号のピーク電力を検出する検出手段、をさらに具備し、
   前記選択手段は、送信除外対象となるサブキャリアの複数の選択パターンのうち前記検出手段によって検出されたピーク電力が最も小さくなるものを選択する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
4. 前記作成手段によって作成されたマルチキャリア信号のピーク電力を検出する検出手段、をさらに具備し、
   前記選択手段は、前記検出手段によって検出されたピーク電力がしきい値以上になる場合にのみ前記選択処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
5. 前記作成手段によって作成されたマルチキャリア信号のピーク電力を検出する検出手段、をさらに具備し、
   前記送信手段は、前記作成手段によって作成されたマルチキャリア信号のうち前記検出手段によって検出されたピーク電力がしきい値未満のものを送信する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
6. 前記選択手段によって選択されたサブキャリアが送信除外されることにより減少する分の電力を、送信除外対象以外のサブキャリアに割り当てる電力制御手段、をさらに具備する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
7. 前記選択手段は、前記変調手段によって作成されたシンボルの各々がマッピングされる複数のサブキャリアＫ本のうちＮ本のサブキャリアを送信除外対象として選択し、
   前記電力制御手段は、送信除外対象以外のサブキャリア（Ｋ−Ｎ）本の電力をＫ／（Ｋ−Ｎ）倍に制御する、
   ことを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
8. 前記変調手段は、連続して入力される２つ以上のビット毎に１シンボルを作成するものであり、
   １シンボルに含まれるビットがすべてパリティビットであるシンボルが作成されるように、前記符号化手段によって作成されたシステマチックビットおよびパリティビットの前記変調手段への入力順序を制御する順序制御手段、をさらに具備する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
9. 前記選択手段は、前記変調手段によって作成されたシンボルのうちパリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアであって、かつ、マルチキャリア信号を受信する無線受信装置によって測定されたパイロットの受信電力がしきい値以下となるサブキャリアを送信除外対象として選択する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
10. 前記変調手段によって作成されたシンボルを再送する再送手段、をさらに具備し、
    前記選択手段は、前記再送手段による再送時に初回送信時と異なるサブキャリアを選択する、
    ことを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
11. 請求項１記載の無線送信装置から送信されたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリア各々の受信電力を測定する測定手段と、
    前記複数のサブキャリアのうち、前記測定手段によって測定された受信電力が小さいものから順に、前記無線送信装置によって送信除外対象とされる数までのサブキャリアを復調除外対象として選択する選択手段と、
    を具備することを特徴とする無線受信装置。
12. 送信ビットを符号化して作成されるシステマチックビットおよびパリティビットの一方または双方からなるシンボルがマッピングされるサブキャリアのうち、送信をキャンセルするサブキャリアを、パリティビットのみからなるシンボルがマッピングされるサブキャリアの中から選択する、
    ことを特徴とする送信キャンセルサブキャリアの選択方法。

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