JP4634672B2 - サイトダイバーシチ送受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルキャリアＣＤＭＡ方式あるいはマルチキャリアＣＤＭＡ方式などの多元接続方式の移動体通信システムに関し、特に移動局と複数の基地局とでサイトダイバーシチ通信を行うためのサイトダイバーシチ送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信の特徴は、マルチパスが存在することである。マルチパスとは、送信された信号が、直接波、反射波、透過波、回折波など複数の伝送路を経て受信点に到達することである。このため、信号の強度や位相が互いに異なり受信レベルの強弱が生じるフェージングが起こる。さらに移動体通信では、基地局と移動局の通信のため、建物などの障害物で直接波が遮断される場合や基地局と移動局の距離の変化などでもフェージングが起こる。
【０００３】
これらの問題を改善するために、サイトダイバーシチが使用されている。サイトダイバーシチにおいては、移動局は、複数の基地局からの信号を受信、復調、合成するため、１つの基地局との通信がフェージングの影響で著しく劣化した場合でも、他の基地局との通信で品質を保つことが可能となる。
【０００４】
また、多元接続にＣＤＭＡ方式を用いて、ＲＡＫＥ受信によりマルチパスフェージング波を分離し、位相を揃えて合成することによりマルチパスによるフェージングの影響も受けにくくなる。
【０００５】
サイトダイバーシチに関する従来技術として、特開平１０−２４７８７３号公報あるいは特開２０００−４２１５号公報がある。
【０００６】
特開平１０−２４７８７３号公報には、複数の基地局は、移動端末局から誤り訂正符号化処理を施した信号を受信し、誤り訂正復号化処理を施した信号を基地局上位装置に送信し、基地局上位装置において、誤り訂正符号化、合成、誤り訂正復号化を行うことにより、基地局、基地局上位装置間の信号流量を増大させることなく、受信信号の誤り率の改善を行うことが開示されている。
【０００７】
特開２０００−４２１５号公報には、同一情報データ群に対し、相異なるパンクチャリングパターンを用いてパンクチャリング畳込み符号化を行い、得られた相異なるパンクチャドデータ群をダイバーシチブランチとして時間ダイバーシチ送信し、受信手段において送信側と同一のパンクチャリングパターンを用いて夫々パンクチャリングを行った後に合成して畳込み復号化を行うことが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来技術では、複数の基地局が同じ信号を送信する方式を採っている。複数基地局が同一信号を送信する場合、移動局が受信する信号品質は、伝送路の状態で大きく異なる。誤り訂正の一例として、畳込み符号、ターボ符号を用い、誤り訂正のためにパンクチャリングを行って送信する場合、パンクチャリングする割合が多ければ多いほど、伝送路の状態の影響を受けやすいという課題があった。
【０００９】
また、後者の従来技術では、変調方式を伝送路の状態に拘わらず、固定としている。基地局からの送信される信号の変調多値数が増加すると各位相状態の距離が近くなるため、伝送路の状態が悪い基地局と移動局の間では、フェージングの影響により、移動局では受信信号を良好に復調できず、サイトダイバーシチの効果が十分に得にくいという課題があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、伝送路の状態が悪い場合の基地局と移動局の通信であっても、サイトダイバーシチの効果が十分に得られるようなサイトダイバーシチ送受信装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、移動局と複数の基地局とでサイトダイバーシチ通信を行うサイトダイバーシチ送受信装置において、前記複数の基地局は、前記移動局から送られた受信信号品質情報に基づき、変調方式、インターリーブ長、符号化率およびパンクチャリング則を各基地局毎に適応的に可変設定して送信信号を送信し、前記移動局は、前記複数の基地局から送信された信号を別々に復調し、これら復調結果から得られる軟判定値をデインターリーブし、これらデインターリーブ結果を適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、各基地局は、移動局から送信される受信信号品質情報を用いて、基地局毎に変調方式とインターリーブ長と符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定して送信信号を送信する。移動局は、送信信号を復調し軟判定結果をデインターリーブして、適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行う。
【００１３】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局から送信される送信信号は、各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を有し、前記移動局は、前記制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、各基地局から送信される送信信号に各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を含ませ、移動局は、この受信した制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うようにしている。
【００１５】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、移動局から各基地局に送られる受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれるようにしている。
【００１７】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更するようにしている。
【００１９】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局は、変調方式を適応的に変更する場合に、送信する１シンボル中でビット数の増加が可能な多値の変調方式を用いることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、各基地局が変調方式を変更する場合は、送信する１シンボル中でビット数を増加できる変調方式を用いる。
【００２１】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすことにより、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信する。
【００２３】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局は、前記パンクチャリング則にターボ符号を適用する場合、情報ビットはそのまま送信し、パリティビットをパンクチャリングすることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、各基地局は、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、全ての基地局は情報ビットをそのままにして、パリティビットだけをパンクチャリングして通信をおこなう。
【００２５】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局は、前記パンクチャリング則にターボ符号を適用する場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングすることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、各基地局は、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングして通信をおこなう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
図２は、３つの基地局によるサイトダイバーシチの例を示している。図２では３つの基地局が１つの移動局に送信している。このように複数個の基地局と移動局が通信して、サイトダイバーシチが行われる。
【００２９】
図１は、この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置の本実施の形態の構成を示すブロック図である。誤り訂正方式にはいくつか種類があるが、本実施の形態ではターボ符号を用いて説明する。また、本実施の形態では、ＣＤＭＡ方式を採用している。
【００３０】
サイトダイバーシチ送受信装置１は、ターボ符号化部３と、設定部４と、Ｎｂ個の基地局５と、移動局１２を備えている。
【００３１】
ターボ符号化部３は、図６に示すように、入力データを符号化し、出力データとして情報ビットｕとパリティビットｖ１を出力するＲＳＣ符号化器２２と、入力データをインターリーブするビットインターリーバ２１と、インターリーブされた入力データからパリティビットｖ２を出力するＲＳＣ符号化器２３とを備えている。
【００３２】
設定部４は、移動局１２から送られる受信信号品質情報に基づき、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則についての基準情報を決定する。この基準情報は、各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）で、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定する際に参照される。
【００３３】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）は、送信制御部６と、符号選択部７と、インターリーブ部８と、変調部９と、基地局アンテナ１０を備えている。この場合、各基地局における受信側の構成については図示を省略している。
【００３４】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の送信制御部６は、設定部４から入力される前記基準情報と各基地局毎の個別の信号品質（移動局１２から送られる各基地局毎の受信信号品質情報）との比較に基づいて、当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を決定する。また、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を考慮してインターリーブ長も決定する。また、決定した当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を制御情報として、変調部９を介して移動局１２に送信させる。
【００３５】
符号選択部７は、当該基地局の送信制御部６によって設定された符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を用いて、ターボ符号化部３から入力される情報ビットｕとパリティビットｖ１，ｖ２を選択する。
【００３６】
インターリーブ部８は、当該基地局の送信制御部６によって設定されたインターリーブ長を用いて符号選択部７から出力されたデータをスロット単位でインターリーブする。
【００３７】
変調部９は、当該基地局の送信制御部６によって設定された変調方式を用いてインターリーブ後のデータを変調して当該基地局のアンテナ１０に出力する。
【００３８】
移動局１２は、複数の基地局に対応してＮｍ個の受信部１３と、符号合成部１７と、ターボ復号部１８と、移動局アンテナ１１を備えている。この場合、移動局における送信側の構成については図示を省略している。各受信部１３は、受信制御部１４と、復調部１５と、デインターリーブ部１６を備えている。
【００３９】
受信制御部１４は、各移動局から送られてきた制御情報中の変調方式、符号化率、パンクチャリング則に応じて、復調部１５、デインターリーブ部１６および符号合成部１７の可変設定を行う。
【００４０】
復調部１５は、設定された変調方式の多値数に応じて復調方式が変更され、この変更された（変更されない場合もある）復調方式を用いて復調処理を実行する。
【００４１】
デインターリーブ部１６は、受信制御部１４によって設定されたインターリーブ長を用いて復調された信号をデインターリーブする。
【００４２】
符号合成部１７は、受信制御部１４で設定されたパンクチャリング則に従い、複数の受信部１３（＃１〜＃Ｎｍ）からのデインターリーブ出力を用いてデインターリーブ後に得られる軟判定値の合成を行う。ターボ復号部１８は、符号合成後の軟判定値を用いてターボ復号処理を実行して、出力信号１９を得る。
【００４３】
つぎに、図３〜図１１を用いて、図１のサイトダイバーシチ送受信装置１の各構成要素の動作を説明する。
【００４４】
まず、移動局１２では、各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）から送信された送信信号の個々の信号品質（例えば、信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）および遅延広がり（delay spread））を測定し、測定した基地局毎の信号品質（ＳＩＲおよび遅延広がり）を受信信号品質情報として上り回線を用いて基地局に通知する。
【００４５】
図３は基地局から移動局に送信される信号の信号フォーマットを示している。この信号フォーマットでは、制御チャネルと各基地局からの個別データチャネルが符号多重化されている。移動局１２は、基地局から送信された信号のスロット内の既知系列部を用いて、各基地局のＳＩＲおよび遅延広がりを測定する。測定されたＳＩＲと遅延広がりで各基地局の信号品質をあらわす。なお、後述するが、各基地局で可変設定された変調方式と符号化率とパンクチャリング則を移動局１２に通知するために各基地局から移動局１２に送られる制御情報は、図３の信号中の各基地局の制御チャネルに載せられて送信される。
【００４６】
図４は、移動局１２が基地局５に送信する信号の信号フォーマットを示している。移動局１２は、図５の信号のスロット内のデータ部に、測定した基地局毎の受信信号品質情報（ＳＩＲおよび遅延広がり）を挿入することで、各基地局からの送信号の受信信号品質情報を基地局に通知する。基地局では、この受信信号品質情報を受信することで、各基地局毎の受信信号品質情報を得ることができる。これら各基地局毎の受信信号品質情報は、設定部４にも入力される。
【００４７】
設定部４は、移動局１２から受信した受信信号品質情報に基づき、各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の信号品質の中で、最も信号品質のよい基地局のＳＩＲおよび遅延広がりを用いて、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則についての基準情報を決定する。
【００４８】
図５を参照して、設定部４で行われる変調方式、符号化率についての基準情報の選択方法を説明する。図５はＳＩＲと遅延広がりに応じて、変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ）および符号化率Ｒが選択するための選択テーブルを概念的に示している。
【００４９】
移動局１２で測定された信号品質の中で最も品質の良い基地局のＳＩＲおよび遅延広がりを用いて変調方式をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭのなかから選択する。各変調方式の境界は実線で示されている。図５に示すように、この場合は、ＳＩＲが大きく遅延広がりが小さいほど変調方式の多値数が大きいものが使用可能となり、信号品質が最良の場合は４ビットの伝送が可能な１６ＱＡＭが選択される。遅延広がりが大きくなるにつれて所要品質を満たす変調方式の多値数が減少して、遅延広がりが最大の場合は最も伝送路の影響を受けにくい１ビットの伝送が可能なＢＰＳＫが選択される。つまり、信号品質が悪い基地局には、変調方式の多値数が小さいものが割り当てられる。このようにして、設定部４では、移動局１２で測定された信号品質の中で最も品質の良い基地局のＳＩＲおよび遅延広がりに対応する変調方式を選択して、該選択した変調方式を変調方式の基準情報とする。なお、この場合、送信する１シンボル中でビット数を増加できるＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式を用いるようにしているので、情報伝送速度を低下することなくサイトダイバーシチによる受信信号の品質を改善できる。
【００５０】
つぎに、符号化率の基準情報の決定方法を説明する。図５のＲは符号化率を表し、各符号化率（Ｒ1＜Ｒ2＜…＜Ｒ7＜Ｒ8）の境界は、実線及び破線で示されている。すなわち、実線および点線で区切られた領域ごとに符号化率Ｒが異なる。図５では、ＳＩＲが小さく遅延広がりが大きくなるほど伝送路の状態が悪くなるので、符号化率は上記伝送路の状態が悪くなるほど小さくしている。例えば、ＱＰＳＫ変調では、符号化率Ｒ3とＲ4が使用されるが、伝送路の状態が境界ｋよりも悪いほうにある場合は符号化率Ｒ3が選択され、伝送路の状態が境界ｋよりも良いほうにある場合は符号化率Ｒ4が選択される。このようにして、設定部４では、移動局１２で測定された信号品質の中で最も品質の良い基地局のＳＩＲおよび遅延広がりに対応する符号化率Ｒを選択して、該選択した符号化率を符号化率の基準情報とする。
【００５１】
つぎに、図７〜図１１を参照して、設定部４で行われるパンクチャリング則の基準情報の決定方法を説明する。図７および図８は、信号品質が最も良好な基地局と、この基地局とほぼ同じ品質が得られる１〜複数の他の基地局で設定されるパンクチャリング則を示すものである。パンクチャリング則において、“０”となっている部分は送信データとして扱わず（パンクチャリングされる）、“１”となっている部分は、送信するデータとして扱うものとする（パンクチャリングされない）。
【００５２】
図７は、全ての基地局は情報ビットｕをそのままにして（パンクチャリングしない）、パリティビットｖ１，ｖ２だけをパンクチャリングして通信をおこなうパンクチャリング則を示している。
【００５３】
図８は、情報ビットｕについては、１つの基地局（最も信号品質が良い基地局のなかの１つ）だけが送信するようにし、他の基地局では情報ビットをすててパンクチャリングするように設定したパンクチャリング則を示している。図７および図８に示すパンクチャリング則は、いずれも、基準のパンクチャリング則（a）の場合と伝送速度が変わらないように設定されている。
【００５４】
図７のパンクチャリング則を採用するとき、設定部４は、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが１/２の場合には、符号化率Ｒ＝１／２に対応するパンクチャリング則（ａ）〜（ｄ）の何れかをパンクチャリング則の基準情報として設定する。選択されたパンクチャリング則以外のパンクチャリング則が、他の１〜複数の基地局で選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。同様にして、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが２／３の場合には、符号化率Ｒ＝２／３に対応するパンクチャリング則（ｅ）〜（ｈ）の何れかをパンクチャリング則の基準情報として設定する。また、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが３／４の場合には、符号化率Ｒ＝３／４に対応するパンクチャリング則（ｉ）〜（ｌ）の何れかをパンクチャリング則の基準情報として設定する。
【００５５】
図８のパンクチャリング則を採用するとき、設定部４は、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが１/２の場合には、符号化率Ｒ＝１／２に対応するパンクチャリング則（ａ）をパンクチャリング則の基準情報として設定する。選択されたパンクチャリング則以外のパンクチャリング則（ｂ）（ｃ）が、他の１〜複数の基地局で選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。同様にして、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが２／３の場合には、符号化率Ｒ＝２／３に対応するパンクチャリング則（ｅ）をパンクチャリング則の基準情報として設定する。また、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが３／４の場合には、符号化率Ｒ＝３／４に対応するパンクチャリング則（ｈ）をパンクチャリング則の基準情報として設定する。
【００５６】
図９〜図１１は、信号品質が最も良好な基地局と、この基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局で設定される変調方式およびパンクチャリング則の複数の例を示すものである。
【００５７】
図９では、設定部４は、変調方式としてＱＰＳＫを、符号化率Ｒとして１／２を、パンクチャリング則として（ａ）を基準情報として決定している例を示している。この場合、前記他の基地局では、変調方式としてＢＰＳＫが選択され、パンクチャリング則として（ｂ）〜（ｉ）の何れかが選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。
【００５８】
図１０では、設定部４は、変調方式として１６ＱＡＭを、符号化率Ｒとして３／４を、パンクチャリング則として（ａ）を基準情報として決定している例を示している。この場合、前記他の基地局では、変調方式としてＱＰＳＫが選択され、パンクチャリング則として（ｂ）〜（ｊ）の何れかが選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。
【００５９】
図１１では、設定部４は、変調方式として１６ＱＡＭを、符号化率Ｒとして３／４を、パンクチャリング則として（ａ）を基準情報として決定している例を示している。この場合、前記他の基地局では、変調方式としてＢＰＳＫが選択され、パンクチャリング則として（ｂ）〜（ｌ）の何れかが選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。
【００６０】
図９〜図１１に示したように、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合には、パンクチャリングするビット数を増やすことにより、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信するようにしている。例えば、図９の場合は、信号品質が最も良好な基地局と、この基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局とで、変調方式がＱＰＳＫ（多数値４）とＢＰＳＫ（多数値２）と異なっているが、ＢＰＳＫの変調方式が行われる場合、パンクチャリングするビット数を、ＱＰＳＫのものに比べ、２から４に倍増しており、これにより伝達速度を低下させることなく送信信号を送信している。
【００６１】
このようにして、設定部４では、最も信号品質のよい基地局についての受信信号品質情報に基づいて変調方式、符号化率およびパンクチャリング則の基準情報を決定する。決定された基準情報は、各基地局の送信制御部６に送られる。
【００６２】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の送信制御部６は、設定部４から入力された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則についての基準情報と各基地局毎の個別の信号品質（移動局１２から送られる各基地局毎の受信信号品質情報）との比較に基づいて、当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を決定する。また、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を考慮してインターリーブ長も決定する。また、決定した当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を制御情報として、変調部９を介して移動局１２に送信する。
【００６３】
まず、変調方式については、最も信号品質の良好であった基地局とほぼ同じ信号品質が得られている基地局の場合は、同一の変調方式が選択される。一方、最も信号品質の良好であった基地局よりも信号品質が悪い基地局では、変調方式の多数値が小さなものが選択され、これにより移動局１２側での復調部出力の劣化を抑えるようにしている。
【００６４】
つぎに、符号化率に関しては、最も信号品質の良好であった基地局の符号化率に合わせ、同じ符号化率を選択する。すなわち、設定部４から入力された符号化率と同じ符号化率を選択する。
【００６５】
つぎに、パンクチャリング則に関しては、信号品質が最も良好な基地局と、この信号品質が最も良好な基地局とほぼ同じ品質が得られる基地局では、例えば、図７あるいは図８に示したパンクチャリング則を用いて、パンクチャリング則を設定する。
【００６６】
例えば、図７のパンクチャリング側が採用され、基準情報の符号化率Ｒが１/２であって、図７（ａ）に示すものが信号品質が最も良好な基地局で行われるパンクチャリング則として設定部４で設定された場合は、信号品質が最も良好な基地局とほぼ同じ品質が得られる１〜複数の基地局では、図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示したパンクチャリング則の何れかが選択される。この選択に当たっては、１つの基地局が図７（ｂ）に示したパンクチャリング則を選択すると、他の基地局では、図７（ｃ）あるいは（ｄ）のパンクチャリング則を選択するという具合に、各基地局５のパンクチャリングの結果を集めると、できるだけ全てのビットが送信されるように各基地局５の送信制御部６はパンクチャリング則を選択する。図８のパンクチャリング側が採用される場合も同様であり、各基地局で、パリティビットｖ１、ｖ２について、できるだけ異なるビットが送信されるように選択する。
【００６７】
一方、信号品質が最も良好な基地局と、この信号品質が最も良好な基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局では、例えば、図９〜図１１に示したパンクチャリング則を用いて、パンクチャリング則を設定する。
【００６８】
例えば、基準情報の符号化率Ｒが１/２であって、図９（ａ）に示すものが信号品質が最も良好な基地局で行われるパンクチャリング則として設定部４で設定された場合は、信号品質が最も良好な基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局では、図９（ｂ）〜図９（ｉ）に示したパンクチャリング則の何れかが選択される。この選択に当たっては、前記同様、１つの基地局が図９（ｂ）に示したパンクチャリング則を選択すると、他の基地局では、図９（ｃ）〜図９（ｉ）の何れかのパンクチャリング則を選択するという具合に、各基地局５のパンクチャリングの結果を集めると、できるだけ全てのビットが送信されるように各基地局５の送信制御部６はパンクチャリング則を選択する。図１０あるいは図１１のパンクチャリング側が採用される場合も同様である。なお、前述したように、図９〜図１１の場合のように、変調方式が異なる場合は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定される基地局では、パンクチャリングするビット数を増やすことにより、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信するようにしている。
【００６９】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の送信制御部６は、このようにして決定した符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を当該基地局の符号選択部７に設定する。また、上記のようにして決定した変調方式を当該基地局の変調部９に設定する。さらに、当該基地局で選択される変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を考慮してインターリーブ長を決定し、この決定したインターリーブ長をインターリーブ部８に設定する。さらに、決定した当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を制御情報として、変調部９を介して移動局１２に送信する。
【００７０】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の符号選択部７は、当該基地局の送信制御部６によって設定された符号化率およびパンクチャリング則を用いてパンクチャリングをおこなう。パンクチャリング則の“０”の部分は、送信データとあつかわず、“１”の部分を送信データとしてインターリーブ部８に出力する。
【００７１】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）のインターリーブ部８は、当該基地局の符号選択部７から出力されるパンクチャリングされたデータをスロット単位でインターリーブする。インターリーブ長は送信制御部６によって設定されている。
インターリーブ部８でインターリーブされた出力は、変調部９に出力される。
【００７２】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の変調部９は、送信制御部６によって設定された変調方式を用いて、インターリーブ後のデータを変調する。変調されるデータには、各基地局で設定される変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を含む制御情報が含まれている。各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の変調部９の出力は、基地局アンテナ１０へ出力され、移動局１２に送信される。
【００７３】
このようにして、図３に示したように、制御チャネルに各基地局の制御情報が載せられた送信信号が移動局１２に送信される。例えばＣＤＭＡ方式の場合、制御情報には、変調方式と符号化率とパンクチャリング則と拡散率など、移動局１２が基地局５から送信される信号を復調するために必要なさまざまな情報が含まれている。
【００７４】
移動局１２では、移動局アンテナ１１を介して受信した信号を、複数の基地局に対応して設けられるＮｍ個の受信部１３に出力する。各受信部１３の受信制御部１４では、受信した信号から担当する基地局に対応する制御情報を抽出し、該抽出した制御情報中の変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を復調部１５および符号合成部１７に出力する。変調方式は復調部１５に入力され、符号化率およびパンクチャリング則は符号合成部１７に入力される。また、受信制御部１４では、制御情報中の変調方式、符号化率およびパンクチャリング則に用いてインターリーブ長などデインターリーブ部１６でのデインターリーブに必要な情報を求め、これをデインターリーブ部１６に出力する。
【００７５】
各受信部１３の復調部１５は、当該受信部１３の受信制御部１４によって設定された変調方式の多値数に応じて復調方式を可変設定し、この設定された復調方式を用いて復調データを出力する。復調されたデータはデインターリーブ部１６に出力される。
【００７６】
デインターリーブ部１６は、当該受信部１３の受信制御部１４の設定に基づいて、対応する基地局のインターリーブ部８と同一のインターリーブ長、インターリーブ構成となるよう、復調データをデインターリーブする。デインターリーブされたデータは符号合成部１７に出力される。
【００７７】
符号合成部１７には、複数の受信部１３のデインターリーブ出力がすべて入力され、符号合成部１７は、受信制御部１４で設定されたパンクチャリング則および符号化率に従い、デインターリーブ後に得られる軟判定値の合成を行う。符号合成部１７で符号合成された軟判定値は、ターボ復号部１８に入力される。ターボ復号部１８では、ターボ復号処理が行われ、復号結果として出力信号１９が得られる。
【００７８】
このように本実施の形態では、複数の基地局５は、移動局１２から送信され受信信号品質情報に基づいて、それぞれの変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を選択し、該選択した変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を移動局１２に送信するとともに、移動局１２では、受信した制御情報に基づいて各基地局５に対応する受信部１３や符号合成部１７で行われる復調や軟判定値の合成処理を選択するようにしているので、各基地局５と移動局１２間の伝送路の影響を考慮した基地局送信および移動局受信が可能となる。
【００７９】
また、本実施の形態では、変調方式と誤り訂正用のパンクチャリング則の決定は、情報伝送速度を最も高速化できる基地局（多数値の大きな変調方式が設定される基地局）を基準に、各基地局の変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則が選択されるため、情報伝送速度を低下させることなく、サイトダイバーシチによる受信信号の品質を改善できる。
【００８０】
また、本実施の形態では、移動局では、複数基地局から送信された信号を、個々の基地局から送信される変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則に基づき、適応的に合成しているので、復号結果を改善できると共に、サイトダイバーシチによる良好な改善効果が得られる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、符号化率を選択可能にしているので、伝送路状態に応じて伝送速度をきめ細かく設定できるため、周波数利用効率を高めることができる。
【００８２】
なお、ＣＤＭＡ方式を用いる場合、拡散率を各基地局毎に可変設定し、この拡散率を制御情報に含めて移動局１２に送信するようにしてもよい。また、受信信号品質情報としては、ＳＩＲおよび遅延広がりの何れか一方を用いるようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、移動局から送信される受信信号品質情報を用いて、基地局ごとに変調方式とインターリーブ長と符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定して移動局に送信し、移動局は受信した信号を復調し軟判定結果をデインターリーブして、適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行うようにしているので、基地局−移動局間の伝送路の影響を考慮した基地局送信および移動局受信が可能となり、伝送路の状態が悪い場合も良好なサイトダイバーシチによる改善効果を得ることができる。
【００８４】
つぎの発明によれば、各基地局から送信される送信信号に各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を含ませ、移動局は、この受信した制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うようにしているので、各基地局ごとの軟判定結果を合成することで、受信信号品質を改善することができる。
【００８５】
つぎの発明によれば、移動局から各基地局に送られる受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれるようにしているので、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりに応じて基地局ごとに変調方式とインターリーブ長と符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定することができる。
【００８６】
つぎの発明によれば、各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更するようにしているので、信号品質が悪い基地局に対しては、変調方式の多値数の小さいものが割り当てられて、移動局受信部の復調部出力の信号劣化を抑えることができる。
【００８７】
つぎの発明によれば、各基地局が変調方式を変更する場合は、送信する１シンボル中でビット数を増加できる変調方式を用いるようにしているので、情報伝送速度を低下することなくサイトダイバーシチによる受信信号の品質を改善できる。
【００８８】
つぎの発明によれば、各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすようにしているので、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信することができる。
【００８９】
つぎの発明によれば、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、全ての基地局は情報ビットをそのままにして、パリティビットだけをパンクチャリングして通信を行うようにしているので、基地局と移動局間の伝送路の影響を考慮してサイトダイバーシチの品質を改善できる。
【００９０】
つぎの発明によれば、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングして通信を行うので、基地局と移動局間の伝送路の影響を考慮してサイトダイバーシチの品質を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 ３つの基地局間でのサイトダイバーシチのモデルを示す図である。
【図３】 基地局から移動局への送信信号のデータフォーマットを示す図である。
【図４】 移動局から基地局への送信信号のデータフォーマットを示す図である。
【図５】 信号品質と設定される変調方式および符号化率の関係を示す図である。
【図６】 ターボ符号化部の構成を示すブロック図である。
【図７】 複数の基地局で同一の変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【図８】 複数の基地局で同一の変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の他の例を示す図である。
【図９】 複数の基地局でＱＰＳＫとＢＰＳＫの２つの異なる変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【図１０】 複数の基地局で１６ＱＡＭとＱＰＳＫの２つの異なる変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【図１１】 複数の基地局で１６ＱＡＭとＢＰＳＫの２つの変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ サイトダイバーシチ送受信装置、３ ターボ符号化部、４ 設定部、５ 基地局、６ 送信制御部、７ 符号選択部、８ インターリーブ部、９ 変調部、１０ 基地局アンテナ、１１ 移動局アンテナ、１２ 移動局、１３ 受信部、１４ 受信制御部、１５ 復調部、１６ デインターリーブ部、１７ 符号合成部、１８ ターボ復号部、１９ 出力信号、２１ ビットインターリーバ、２２，２３ ＲＳＣ符号化器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルキャリアＣＤＭＡ方式あるいはマルチキャリアＣＤＭＡ方式などの多元接続方式の移動体通信システムに関し、特に移動局と複数の基地局とでサイトダイバーシチ通信を行うためのサイトダイバーシチ送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信の特徴は、マルチパスが存在することである。マルチパスとは、送信された信号が、直接波、反射波、透過波、回折波など複数の伝送路を経て受信点に到達することである。このため、信号の強度や位相が互いに異なり受信レベルの強弱が生じるフェージングが起こる。さらに移動体通信では、基地局と移動局の通信のため、建物などの障害物で直接波が遮断される場合や基地局と移動局の距離の変化などでもフェージングが起こる。
【０００３】
これらの問題を改善するために、サイトダイバーシチが使用されている。サイトダイバーシチにおいては、移動局は、複数の基地局からの信号を受信、復調、合成するため、１つの基地局との通信がフェージングの影響で著しく劣化した場合でも、他の基地局との通信で品質を保つことが可能となる。
【０００４】
また、多元接続にＣＤＭＡ方式を用いて、ＲＡＫＥ受信によりマルチパスフェージング波を分離し、位相を揃えて合成することによりマルチパスによるフェージングの影響も受けにくくなる。
【０００５】
サイトダイバーシチに関する従来技術として、特開平１０−２４７８７３号公報あるいは特開２０００−４２１５号公報がある。
【０００６】
特開平１０−２４７８７３号公報には、複数の基地局は、移動端末局から誤り訂正符号化処理を施した信号を受信し、誤り訂正復号化処理を施した信号を基地局上位装置に送信し、基地局上位装置において、誤り訂正符号化、合成、誤り訂正復号化を行うことにより、基地局、基地局上位装置間の信号流量を増大させることなく、受信信号の誤り率の改善を行うことが開示されている。
【０００７】
特開２０００−４２１５号公報には、同一情報データ群に対し、相異なるパンクチャリングパターンを用いてパンクチャリング畳込み符号化を行い、得られた相異なるパンクチャドデータ群をダイバーシチブランチとして時間ダイバーシチ送信し、受信手段において送信側と同一のパンクチャリングパターンを用いて夫々パンクチャリングを行った後に合成して畳込み復号化を行うことが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来技術では、複数の基地局が同じ信号を送信する方式を採っている。複数基地局が同一信号を送信する場合、移動局が受信する信号品質は、伝送路の状態で大きく異なる。誤り訂正の一例として、畳込み符号、ターボ符号を用い、誤り訂正のためにパンクチャリングを行って送信する場合、パンクチャリングする割合が多ければ多いほど、伝送路の状態の影響を受けやすいという課題があった。
【０００９】
また、後者の従来技術では、変調方式を伝送路の状態に拘わらず、固定としている。基地局からの送信される信号の変調多値数が増加すると各位相状態の距離が近くなるため、伝送路の状態が悪い基地局と移動局の間では、フェージングの影響により、移動局では受信信号を良好に復調できず、サイトダイバーシチの効果が十分に得にくいという課題があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、伝送路の状態が悪い場合の基地局と移動局の通信であっても、サイトダイバーシチの効果が十分に得られるようなサイトダイバーシチ送受信装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、移動局と複数の基地局とでサイトダイバーシチ通信を行うサイトダイバーシチ送受信装置において、前記複数の基地局は、前記移動局から送られた受信信号品質情報に基づき、変調方式、インターリーブ長、符号化率およびパンクチャリング則を各基地局毎に適応的に可変設定して送信信号を送信し、前記移動局は、前記複数の基地局から送信された信号を別々に復調し、これら復調結果から得られる軟判定値をデインターリーブし、これらデインターリーブ結果を適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、各基地局は、移動局から送信される受信信号品質情報を用いて、基地局毎に変調方式とインターリーブ長と符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定して送信信号を送信する。移動局は、送信信号を復調し軟判定結果をデインターリーブして、適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行う。
【００１３】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局から送信される送信信号は、各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を有し、前記移動局は、前記制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、各基地局から送信される送信信号に各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を含ませ、移動局は、この受信した制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うようにしている。
【００１５】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、移動局から各基地局に送られる受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれるようにしている。
【００１７】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更するようにしている。
【００１９】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局は、変調方式を適応的に変更する場合に、送信する１シンボル中でビット数の増加が可能な多値の変調方式を用いることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、各基地局が変調方式を変更する場合は、送信する１シンボル中でビット数を増加できる変調方式を用いる。
【００２１】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすことにより、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信する。
【００２３】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局は、前記パンクチャリング則にターボ符号を適用する場合、情報ビットはそのまま送信し、パリティビットをパンクチャリングすることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、各基地局は、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、全ての基地局は情報ビットをそのままにして、パリティビットだけをパンクチャリングして通信をおこなう。
【００２５】
つぎの発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置は、上記の発明において、前記各基地局は、前記パンクチャリング則にターボ符号を適用する場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングすることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、各基地局は、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングして通信をおこなう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
図２は、３つの基地局によるサイトダイバーシチの例を示している。図２では３つの基地局が１つの移動局に送信している。このように複数個の基地局と移動局が通信して、サイトダイバーシチが行われる。
【００２９】
図１は、この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置の本実施の形態の構成を示すブロック図である。誤り訂正方式にはいくつか種類があるが、本実施の形態ではターボ符号を用いて説明する。また、本実施の形態では、ＣＤＭＡ方式を採用している。
【００３０】
サイトダイバーシチ送受信装置１は、ターボ符号化部３と、設定部４と、Ｎｂ個の基地局５と、移動局１２を備えている。
【００３１】
ターボ符号化部３は、図６に示すように、入力データを符号化し、出力データとして情報ビットｕとパリティビットｖ１を出力するＲＳＣ符号化器２２と、入力データをインターリーブするビットインターリーバ２１と、インターリーブされた入力データからパリティビットｖ２を出力するＲＳＣ符号化器２３とを備えている。
【００３２】
設定部４は、移動局１２から送られる受信信号品質情報に基づき、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則についての基準情報を決定する。この基準情報は、各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）で、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定する際に参照される。
【００３３】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）は、送信制御部６と、符号選択部７と、インターリーブ部８と、変調部９と、基地局アンテナ１０を備えている。この場合、各基地局における受信側の構成については図示を省略している。
【００３４】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の送信制御部６は、設定部４から入力される前記基準情報と各基地局毎の個別の信号品質（移動局１２から送られる各基地局毎の受信信号品質情報）との比較に基づいて、当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を決定する。また、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を考慮してインターリーブ長も決定する。また、決定した当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を制御情報として、変調部９を介して移動局１２に送信させる。
【００３５】
符号選択部７は、当該基地局の送信制御部６によって設定された符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を用いて、ターボ符号化部３から入力される情報ビットｕとパリティビットｖ１，ｖ２を選択する。
【００３６】
インターリーブ部８は、当該基地局の送信制御部６によって設定されたインターリーブ長を用いて符号選択部７から出力されたデータをスロット単位でインターリーブする。
【００３７】
変調部９は、当該基地局の送信制御部６によって設定された変調方式を用いてインターリーブ後のデータを変調して当該基地局のアンテナ１０に出力する。
【００３８】
移動局１２は、複数の基地局に対応してＮｍ個の受信部１３と、符号合成部１７と、ターボ復号部１８と、移動局アンテナ１１を備えている。この場合、移動局における送信側の構成については図示を省略している。各受信部１３は、受信制御部１４と、復調部１５と、デインターリーブ部１６を備えている。
【００３９】
受信制御部１４は、各移動局から送られてきた制御情報中の変調方式、符号化率、パンクチャリング則に応じて、復調部１５、デインターリーブ部１６および符号合成部１７の可変設定を行う。
【００４０】
復調部１５は、設定された変調方式の多値数に応じて復調方式が変更され、この変更された（変更されない場合もある）復調方式を用いて復調処理を実行する。
【００４１】
デインターリーブ部１６は、受信制御部１４によって設定されたインターリーブ長を用いて復調された信号をデインターリーブする。
【００４２】
符号合成部１７は、受信制御部１４で設定されたパンクチャリング則に従い、複数の受信部１３（＃１〜＃Ｎｍ）からのデインターリーブ出力を用いてデインターリーブ後に得られる軟判定値の合成を行う。ターボ復号部１８は、符号合成後の軟判定値を用いてターボ復号処理を実行して、出力信号１９を得る。
【００４３】
つぎに、図３〜図１１を用いて、図１のサイトダイバーシチ送受信装置１の各構成要素の動作を説明する。
【００４４】
まず、移動局１２では、各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）から送信された送信信号の個々の信号品質（例えば、信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）および遅延広がり（delay spread））を測定し、測定した基地局毎の信号品質（ＳＩＲおよび遅延広がり）を受信信号品質情報として上り回線を用いて基地局に通知する。
【００４５】
図３は基地局から移動局に送信される信号の信号フォーマットを示している。この信号フォーマットでは、制御チャネルと各基地局からの個別データチャネルが符号多重化されている。移動局１２は、基地局から送信された信号のスロット内の既知系列部を用いて、各基地局のＳＩＲおよび遅延広がりを測定する。測定されたＳＩＲと遅延広がりで各基地局の信号品質をあらわす。なお、後述するが、各基地局で可変設定された変調方式と符号化率とパンクチャリング則を移動局１２に通知するために各基地局から移動局１２に送られる制御情報は、図３の信号中の各基地局の制御チャネルに載せられて送信される。
【００４６】
図４は、移動局１２が基地局５に送信する信号の信号フォーマットを示している。移動局１２は、図５の信号のスロット内のデータ部に、測定した基地局毎の受信信号品質情報（ＳＩＲおよび遅延広がり）を挿入することで、各基地局からの送信号の受信信号品質情報を基地局に通知する。基地局では、この受信信号品質情報を受信することで、各基地局毎の受信信号品質情報を得ることができる。これら各基地局毎の受信信号品質情報は、設定部４にも入力される。
【００４７】
設定部４は、移動局１２から受信した受信信号品質情報に基づき、各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の信号品質の中で、最も信号品質のよい基地局のＳＩＲおよび遅延広がりを用いて、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則についての基準情報を決定する。
【００４８】
図５を参照して、設定部４で行われる変調方式、符号化率についての基準情報の選択方法を説明する。図５はＳＩＲと遅延広がりに応じて、変調方式（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ）および符号化率Ｒが選択するための選択テーブルを概念的に示している。
【００４９】
移動局１２で測定された信号品質の中で最も品質の良い基地局のＳＩＲおよび遅延広がりを用いて変調方式をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭのなかから選択する。各変調方式の境界は実線で示されている。図５に示すように、この場合は、ＳＩＲが大きく遅延広がりが小さいほど変調方式の多値数が大きいものが使用可能となり、信号品質が最良の場合は４ビットの伝送が可能な１６ＱＡＭが選択される。遅延広がりが大きくなるにつれて所要品質を満たす変調方式の多値数が減少して、遅延広がりが最大の場合は最も伝送路の影響を受けにくい１ビットの伝送が可能なＢＰＳＫが選択される。つまり、信号品質が悪い基地局には、変調方式の多値数が小さいものが割り当てられる。このようにして、設定部４では、移動局１２で測定された信号品質の中で最も品質の良い基地局のＳＩＲおよび遅延広がりに対応する変調方式を選択して、該選択した変調方式を変調方式の基準情報とする。なお、この場合、送信する１シンボル中でビット数を増加できるＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式を用いるようにしているので、情報伝送速度を低下することなくサイトダイバーシチによる受信信号の品質を改善できる。
【００５０】
つぎに、符号化率の基準情報の決定方法を説明する。図５のＲは符号化率を表し、各符号化率（Ｒ1＜Ｒ2＜…＜Ｒ7＜Ｒ8）の境界は、実線及び破線で示されている。すなわち、実線および点線で区切られた領域ごとに符号化率Ｒが異なる。図５では、ＳＩＲが小さく遅延広がりが大きくなるほど伝送路の状態が悪くなるので、符号化率は上記伝送路の状態が悪くなるほど小さくしている。例えば、ＱＰＳＫ変調では、符号化率Ｒ3とＲ4が使用されるが、伝送路の状態が境界ｋよりも悪いほうにある場合は符号化率Ｒ3が選択され、伝送路の状態が境界ｋよりも良いほうにある場合は符号化率Ｒ4が選択される。このようにして、設定部４では、移動局１２で測定された信号品質の中で最も品質の良い基地局のＳＩＲおよび遅延広がりに対応する符号化率Ｒを選択して、該選択した符号化率を符号化率の基準情報とする。
【００５１】
つぎに、図７〜図１１を参照して、設定部４で行われるパンクチャリング則の基準情報の決定方法を説明する。図７および図８は、信号品質が最も良好な基地局と、この基地局とほぼ同じ品質が得られる１〜複数の他の基地局で設定されるパンクチャリング則を示すものである。パンクチャリング則において、“０”となっている部分は送信データとして扱わず（パンクチャリングされる）、“１”となっている部分は、送信するデータとして扱うものとする（パンクチャリングされない）。
【００５２】
図７は、全ての基地局は情報ビットｕをそのままにして（パンクチャリングしない）、パリティビットｖ１，ｖ２だけをパンクチャリングして通信をおこなうパンクチャリング則を示している。
【００５３】
図８は、情報ビットｕについては、１つの基地局（最も信号品質が良い基地局のなかの１つ）だけが送信するようにし、他の基地局では情報ビットをすててパンクチャリングするように設定したパンクチャリング則を示している。図７および図８に示すパンクチャリング則は、いずれも、基準のパンクチャリング則（a）の場合と伝送速度が変わらないように設定されている。
【００５４】
図７のパンクチャリング則を採用するとき、設定部４は、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが１/２の場合には、符号化率Ｒ＝１／２に対応するパンクチャリング則（ａ）〜（ｄ）の何れかをパンクチャリング則の基準情報として設定する。選択されたパンクチャリング則以外のパンクチャリング則が、他の１〜複数の基地局で選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。同様にして、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが２／３の場合には、符号化率Ｒ＝２／３に対応するパンクチャリング則（ｅ）〜（ｈ）の何れかをパンクチャリング則の基準情報として設定する。また、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが３／４の場合には、符号化率Ｒ＝３／４に対応するパンクチャリング則（ｉ）〜（ｌ）の何れかをパンクチャリング則の基準情報として設定する。
【００５５】
図８のパンクチャリング則を採用するとき、設定部４は、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが１/２の場合には、符号化率Ｒ＝１／２に対応するパンクチャリング則（ａ）をパンクチャリング則の基準情報として設定する。選択されたパンクチャリング則以外のパンクチャリング則（ｂ）（ｃ）が、他の１〜複数の基地局で選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。同様にして、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが２／３の場合には、符号化率Ｒ＝２／３に対応するパンクチャリング則（ｅ）をパンクチャリング則の基準情報として設定する。また、最も信号品質のよい基地局の符号化率Ｒが３／４の場合には、符号化率Ｒ＝３／４に対応するパンクチャリング則（ｈ）をパンクチャリング則の基準情報として設定する。
【００５６】
図９〜図１１は、信号品質が最も良好な基地局と、この基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局で設定される変調方式およびパンクチャリング則の複数の例を示すものである。
【００５７】
図９では、設定部４は、変調方式としてＱＰＳＫを、符号化率Ｒとして１／２を、パンクチャリング則として（ａ）を基準情報として決定している例を示している。この場合、前記他の基地局では、変調方式としてＢＰＳＫが選択され、パンクチャリング則として（ｂ）〜（ｉ）の何れかが選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。
【００５８】
図１０では、設定部４は、変調方式として１６ＱＡＭを、符号化率Ｒとして３／４を、パンクチャリング則として（ａ）を基準情報として決定している例を示している。この場合、前記他の基地局では、変調方式としてＱＰＳＫが選択され、パンクチャリング則として（ｂ）〜（ｊ）の何れかが選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。
【００５９】
図１１では、設定部４は、変調方式として１６ＱＡＭを、符号化率Ｒとして３／４を、パンクチャリング則として（ａ）を基準情報として決定している例を示している。この場合、前記他の基地局では、変調方式としてＢＰＳＫが選択され、パンクチャリング則として（ｂ）〜（ｌ）の何れかが選択される。この選択は、各基地局の送信制御部６によって行われる。
【００６０】
図９〜図１１に示したように、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合には、パンクチャリングするビット数を増やすことにより、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信するようにしている。例えば、図９の場合は、信号品質が最も良好な基地局と、この基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局とで、変調方式がＱＰＳＫ（多数値４）とＢＰＳＫ（多数値２）と異なっているが、ＢＰＳＫの変調方式が行われる場合、パンクチャリングするビット数を、ＱＰＳＫのものに比べ、２から４に倍増しており、これにより伝達速度を低下させることなく送信信号を送信している。
【００６１】
このようにして、設定部４では、最も信号品質のよい基地局についての受信信号品質情報に基づいて変調方式、符号化率およびパンクチャリング則の基準情報を決定する。決定された基準情報は、各基地局の送信制御部６に送られる。
【００６２】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の送信制御部６は、設定部４から入力された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則についての基準情報と各基地局毎の個別の信号品質（移動局１２から送られる各基地局毎の受信信号品質情報）との比較に基づいて、当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を決定する。また、変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を考慮してインターリーブ長も決定する。また、決定した当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を制御情報として、変調部９を介して移動局１２に送信する。
【００６３】
まず、変調方式については、最も信号品質の良好であった基地局とほぼ同じ信号品質が得られている基地局の場合は、同一の変調方式が選択される。一方、最も信号品質の良好であった基地局よりも信号品質が悪い基地局では、変調方式の多数値が小さなものが選択され、これにより移動局１２側での復調部出力の劣化を抑えるようにしている。
【００６４】
つぎに、符号化率に関しては、最も信号品質の良好であった基地局の符号化率に合わせ、同じ符号化率を選択する。すなわち、設定部４から入力された符号化率と同じ符号化率を選択する。
【００６５】
つぎに、パンクチャリング則に関しては、信号品質が最も良好な基地局と、この信号品質が最も良好な基地局とほぼ同じ品質が得られる基地局では、例えば、図７あるいは図８に示したパンクチャリング則を用いて、パンクチャリング則を設定する。
【００６６】
例えば、図７のパンクチャリング側が採用され、基準情報の符号化率Ｒが１/２であって、図７（ａ）に示すものが信号品質が最も良好な基地局で行われるパンクチャリング則として設定部４で設定された場合は、信号品質が最も良好な基地局とほぼ同じ品質が得られる１〜複数の基地局では、図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示したパンクチャリング則の何れかが選択される。この選択に当たっては、１つの基地局が図７（ｂ）に示したパンクチャリング則を選択すると、他の基地局では、図７（ｃ）あるいは（ｄ）のパンクチャリング則を選択するという具合に、各基地局５のパンクチャリングの結果を集めると、できるだけ全てのビットが送信されるように各基地局５の送信制御部６はパンクチャリング則を選択する。図８のパンクチャリング側が採用される場合も同様であり、各基地局で、パリティビットｖ１、ｖ２について、できるだけ異なるビットが送信されるように選択する。
【００６７】
一方、信号品質が最も良好な基地局と、この信号品質が最も良好な基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局では、例えば、図９〜図１１に示したパンクチャリング則を用いて、パンクチャリング則を設定する。
【００６８】
例えば、基準情報の符号化率Ｒが１/２であって、図９（ａ）に示すものが信号品質が最も良好な基地局で行われるパンクチャリング則として設定部４で設定された場合は、信号品質が最も良好な基地局より低い品質しか得られない１〜複数の他の基地局では、図９（ｂ）〜図９（ｉ）に示したパンクチャリング則の何れかが選択される。この選択に当たっては、前記同様、１つの基地局が図９（ｂ）に示したパンクチャリング則を選択すると、他の基地局では、図９（ｃ）〜図９（ｉ）の何れかのパンクチャリング則を選択するという具合に、各基地局５のパンクチャリングの結果を集めると、できるだけ全てのビットが送信されるように各基地局５の送信制御部６はパンクチャリング則を選択する。図１０あるいは図１１のパンクチャリング側が採用される場合も同様である。なお、前述したように、図９〜図１１の場合のように、変調方式が異なる場合は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定される基地局では、パンクチャリングするビット数を増やすことにより、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信するようにしている。
【００６９】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の送信制御部６は、このようにして決定した符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を当該基地局の符号選択部７に設定する。また、上記のようにして決定した変調方式を当該基地局の変調部９に設定する。さらに、当該基地局で選択される変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を考慮してインターリーブ長を決定し、この決定したインターリーブ長をインターリーブ部８に設定する。さらに、決定した当該基地局の変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を制御情報として、変調部９を介して移動局１２に送信する。
【００７０】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の符号選択部７は、当該基地局の送信制御部６によって設定された符号化率およびパンクチャリング則を用いてパンクチャリングをおこなう。パンクチャリング則の“０”の部分は、送信データとあつかわず、“１”の部分を送信データとしてインターリーブ部８に出力する。
【００７１】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）のインターリーブ部８は、当該基地局の符号選択部７から出力されるパンクチャリングされたデータをスロット単位でインターリーブする。インターリーブ長は送信制御部６によって設定されている。
インターリーブ部８でインターリーブされた出力は、変調部９に出力される。
【００７２】
各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の変調部９は、送信制御部６によって設定された変調方式を用いて、インターリーブ後のデータを変調する。変調されるデータには、各基地局で設定される変調方式、符号化率、誤り訂正用パンクチャリング則を含む制御情報が含まれている。各基地局５（ＢＳ＃１〜ＢＳ＃Ｎｂ）の変調部９の出力は、基地局アンテナ１０へ出力され、移動局１２に送信される。
【００７３】
このようにして、図３に示したように、制御チャネルに各基地局の制御情報が載せられた送信信号が移動局１２に送信される。例えばＣＤＭＡ方式の場合、制御情報には、変調方式と符号化率とパンクチャリング則と拡散率など、移動局１２が基地局５から送信される信号を復調するために必要なさまざまな情報が含まれている。
【００７４】
移動局１２では、移動局アンテナ１１を介して受信した信号を、複数の基地局に対応して設けられるＮｍ個の受信部１３に出力する。各受信部１３の受信制御部１４では、受信した信号から担当する基地局に対応する制御情報を抽出し、該抽出した制御情報中の変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を復調部１５および符号合成部１７に出力する。変調方式は復調部１５に入力され、符号化率およびパンクチャリング則は符号合成部１７に入力される。また、受信制御部１４では、制御情報中の変調方式、符号化率およびパンクチャリング則に用いてインターリーブ長などデインターリーブ部１６でのデインターリーブに必要な情報を求め、これをデインターリーブ部１６に出力する。
【００７５】
各受信部１３の復調部１５は、当該受信部１３の受信制御部１４によって設定された変調方式の多値数に応じて復調方式を可変設定し、この設定された復調方式を用いて復調データを出力する。復調されたデータはデインターリーブ部１６に出力される。
【００７６】
デインターリーブ部１６は、当該受信部１３の受信制御部１４の設定に基づいて、対応する基地局のインターリーブ部８と同一のインターリーブ長、インターリーブ構成となるよう、復調データをデインターリーブする。デインターリーブされたデータは符号合成部１７に出力される。
【００７７】
符号合成部１７には、複数の受信部１３のデインターリーブ出力がすべて入力され、符号合成部１７は、受信制御部１４で設定されたパンクチャリング則および符号化率に従い、デインターリーブ後に得られる軟判定値の合成を行う。符号合成部１７で符号合成された軟判定値は、ターボ復号部１８に入力される。ターボ復号部１８では、ターボ復号処理が行われ、復号結果として出力信号１９が得られる。
【００７８】
このように本実施の形態では、複数の基地局５は、移動局１２から送信され受信信号品質情報に基づいて、それぞれの変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を選択し、該選択した変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を移動局１２に送信するとともに、移動局１２では、受信した制御情報に基づいて各基地局５に対応する受信部１３や符号合成部１７で行われる復調や軟判定値の合成処理を選択するようにしているので、各基地局５と移動局１２間の伝送路の影響を考慮した基地局送信および移動局受信が可能となる。
【００７９】
また、本実施の形態では、変調方式と誤り訂正用のパンクチャリング則の決定は、情報伝送速度を最も高速化できる基地局（多数値の大きな変調方式が設定される基地局）を基準に、各基地局の変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則が選択されるため、情報伝送速度を低下させることなく、サイトダイバーシチによる受信信号の品質を改善できる。
【００８０】
また、本実施の形態では、移動局では、複数基地局から送信された信号を、個々の基地局から送信される変調方式、符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則に基づき、適応的に合成しているので、復号結果を改善できると共に、サイトダイバーシチによる良好な改善効果が得られる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、符号化率を選択可能にしているので、伝送路状態に応じて伝送速度をきめ細かく設定できるため、周波数利用効率を高めることができる。
【００８２】
なお、ＣＤＭＡ方式を用いる場合、拡散率を各基地局毎に可変設定し、この拡散率を制御情報に含めて移動局１２に送信するようにしてもよい。また、受信信号品質情報としては、ＳＩＲおよび遅延広がりの何れか一方を用いるようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、移動局から送信される受信信号品質情報を用いて、基地局ごとに変調方式とインターリーブ長と符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定して移動局に送信し、移動局は受信した信号を復調し軟判定結果をデインターリーブして、適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行うようにしているので、基地局−移動局間の伝送路の影響を考慮した基地局送信および移動局受信が可能となり、伝送路の状態が悪い場合も良好なサイトダイバーシチによる改善効果を得ることができる。
【００８４】
つぎの発明によれば、各基地局から送信される送信信号に各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を含ませ、移動局は、この受信した制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うようにしているので、各基地局ごとの軟判定結果を合成することで、受信信号品質を改善することができる。
【００８５】
つぎの発明によれば、移動局から各基地局に送られる受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれるようにしているので、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりに応じて基地局ごとに変調方式とインターリーブ長と符号化率および誤り訂正用パンクチャリング則を決定することができる。
【００８６】
つぎの発明によれば、各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更するようにしているので、信号品質が悪い基地局に対しては、変調方式の多値数の小さいものが割り当てられて、移動局受信部の復調部出力の信号劣化を抑えることができる。
【００８７】
つぎの発明によれば、各基地局が変調方式を変更する場合は、送信する１シンボル中でビット数を増加できる変調方式を用いるようにしているので、情報伝送速度を低下することなくサイトダイバーシチによる受信信号の品質を改善できる。
【００８８】
つぎの発明によれば、各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすようにしているので、伝達速度を低下させることなく送信信号を送信することができる。
【００８９】
つぎの発明によれば、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、全ての基地局は情報ビットをそのままにして、パリティビットだけをパンクチャリングして通信を行うようにしているので、基地局と移動局間の伝送路の影響を考慮してサイトダイバーシチの品質を改善できる。
【００９０】
つぎの発明によれば、誤り訂正にターボ符号を用いる場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングして通信を行うので、基地局と移動局間の伝送路の影響を考慮してサイトダイバーシチの品質を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかるサイトダイバーシチ送受信装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 ３つの基地局間でのサイトダイバーシチのモデルを示す図である。
【図３】 基地局から移動局への送信信号のデータフォーマットを示す図である。
【図４】 移動局から基地局への送信信号のデータフォーマットを示す図である。
【図５】 信号品質と設定される変調方式および符号化率の関係を示す図である。
【図６】 ターボ符号化部の構成を示すブロック図である。
【図７】 複数の基地局で同一の変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【図８】 複数の基地局で同一の変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の他の例を示す図である。
【図９】 複数の基地局でＱＰＳＫとＢＰＳＫの２つの異なる変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【図１０】 複数の基地局で１６ＱＡＭとＱＰＳＫの２つの異なる変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【図１１】 複数の基地局で１６ＱＡＭとＢＰＳＫの２つの変調方式を用いる場合のパンクチャリング則の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ サイトダイバーシチ送受信装置、３ ターボ符号化部、４ 設定部、５ 基地局、６ 送信制御部、７ 符号選択部、８ インターリーブ部、９ 変調部、１０ 基地局アンテナ、１１ 移動局アンテナ、１２ 移動局、１３ 受信部、１４ 受信制御部、１５ 復調部、１６ デインターリーブ部、１７ 符号合成部、１８ ターボ復号部、１９ 出力信号、２１ ビットインターリーバ、２２，２３ ＲＳＣ符号化器。
Claims (8)
- 移動局と複数の基地局とでサイトダイバーシチ通信を行うサイトダイバーシチ送受信装置において、
前記複数の基地局は、
前記移動局から送られた受信信号品質情報に基づき、変調方式、インターリーブ長、符号化率およびパンクチャリング則を各基地局毎に適応的に可変設定して送信信号を送信し、
前記移動局は、
前記複数の基地局から送信された信号を別々に復調し、これら復調結果から得られる軟判定値をデインターリーブし、これらデインターリーブ結果を適応的に符号合成した後、誤り訂正の復号処理を行うことを特徴とするサイトダイバーシチ送受信装置。 - 前記各基地局から送信される送信信号は、各基地局で可変設定された変調方式、符号化率およびパンクチャリング則を含む制御情報を有し、
前記移動局は、前記制御情報に基づいて各基地局に対応する復調を行うことを特徴とする請求項１に記載のサイトダイバーシチ送受信装置。 - 前記受信信号品質情報には、信号電力対干渉電力比あるいは遅延広がりが含まれることを特徴とする請求項１または２に記載のサイトダイバーシチ送受信装置。
- 前記各基地局は、前記受信信号品質情報に基づき自基地局の送信による移動局での受信状態を判断し、この判断に応じて多値数が増加あるいは減少された変調方式に変調方式を変更することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のサイトダイバーシチ送受信装置。
- 前記各基地局は、変調方式を適応的に変更する場合に、送信する１シンボル中でビット数の増加が可能な多値の変調方式を用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載のサイトダイバーシチ送受信装置。
- 各基地局は、他の基地局の変調方式の多数値より多数値が小さな変調方式が設定された場合、パンクチャリングするビット数を増やすことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のサイトダイバーシチ送受信装置。
- 前記各基地局は、前記パンクチャリング則にターボ符号を適用する場合、情報ビットはそのまま送信し、パリティビットをパンクチャリングすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載のサイトダイバーシチ送受信装置。
- 前記各基地局は、前記パンクチャリング則にターボ符号を適用する場合、１つの基地局以外は情報ビットを削除し、パリティビットをパンクチャリングすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載のサイトダイバーシチ送受信装置。
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