JP5085458B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）やＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）といった複数の信号を送受信するデジタル無線通信システムの誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、複数の信号を送信側及び受信側の各アンテナ切替部を介して送受信する無線通信システムに係り、特に、ビタビ復号による誤り訂正の特性を改善するために、受信側に各伝搬路の状態を判定する伝搬路状態判定部を設けて該伝搬路状態判定部からの伝搬路特性情報を送信側にフィードバックすることにより、該フィードバックされた伝搬路特性情報に基づいて送信の形態を制御する通信装置に関する。

従来より、この種の通信装置として図２の（ａ）、（ｂ）に示すように構成されたものが知られている。

すなわち、図２の（ａ）、（ｂ）は、上記のような通信装置の従来技術における符号化（送信側）・復号化（受信側）の構成を示すブロック図である。

この場合、送信側では、２つの送信機としてそれぞれ無線部２０６、２０７から送信アンテナ２０８、２０９を介して２つの信号を別々に送信する例を示したものである。

図３は、図２の（ａ）に示す符号化部２０１に用いられる畳込み符号化器の構成の一例を示したものである。

図２の（ａ）に示すように、送信側は、符号化部２０１、パンクチャ部２０２、変調部２０３、アンテナ切替部２０４、制御部２０５、無線部２０６、２０７、送信アンテナ２０８、２０９により構成されている。

また、図２の（ｂ）に示すように、受信側は、受信アンテナ２１０、無線部２１１、分離部２１２、切替部２１３、制御部２１４、デパンクチャ部２１５、ビタビ復号部２１６により構成されている。

送信側では、送信ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…）を符号化部２０１に入力し、符号化したデータ（２ビット）を出力する。

ここでは、符号化部２０１は畳込み符号化を行うものとしており、その構成の一例としては、図３に示すように、送信ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…）を畳込み符号化を行うことにより、符号化した２ビットデータとしてＧ０，Ｇ１，Ｇ２，…及びＰ０，Ｐ１，Ｐ２…を出力する。

この符号化部２０１からの出力は、パンクチャ部２０２に入力されて、所望の符号化率になるように部分的にビットが間引かれた後、変調部２０３に入力される。

変調部２０３では、パンクチャ部２０２からの出力に対しシンボル変調を行う。

ここで、図２の（ａ）では、符号化率３／４を例として示している。

アンテナ切替部２０４は制御部２０５の制御に応じて経路を切り替えることにより、変調部２０３からの出力を無線部２０６、無線部２０７に振り分ける。

このとき、制御部２０５は、特別な条件を基に切り替え制御を行うものではなく、例えば、切替部２０４を単純に交互に切り替えるように制御する。

切替部２０４で振り分けられたデータは無線部２０６、無線部２０７を介して送信アンテナ２０８、送信アンテナ２０９から受信側に向けて送信される。

受信側では、図２の（ｂ）に示すように、受信アンテナ２１０を介して受信した信号を無線部２１１にてベースバンド信号に変換し、分離部２１２にて受信信号に含まれる２つの送信信号を分離する。

ここで、分離部２１２にて分離する方法としては、例えば、ＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が挙げられる。

そして、分離部２１２にてそれぞれ分離された２つの信号は、切替部２１３で１つの信号にまとめられ、デパンクチャ部２１５に入力される。

アンテナ切替部２１３は、制御部２１４によって制御され、送信側の制御部２０５と同様に動作する。

デパンクチャ部２１５では、送信側で間引いた部分を不確定なデータとして取り扱い、その結果をビタビ復号部２１６に入力する。

ビタビ復号部２１６では、復号処理の過程で不確定なデータ部分は考慮しないという条件の下、デパンクチャ部２１５の出力を基に誤り訂正を行い、訂正後のビット（ｂ＾０，ｂ＾１，ｂ＾２，…）を出力する。

なお、特許文献１には、図２の（ａ）、（ｂ）に示した従来の通信装置の開示に加えて、「ビタビ復号による誤り訂正の特性を改善するために、受信側に各伝搬路の状態を判定する伝搬路状態判定部を設けて該伝搬路状態判定部からの伝搬路特性情報を送信側にフィードバックすることにより、該フィードバックされた伝搬路特性情報に基づいて送信の形態を制御するように構成された通信装置が開示されている。
特開２００４−４０２３２

一般的に、パンクチャ（デパンクチャ）を採用する場合には、それを採用しない場合よりも特性が劣化するものであり、これはデータが間引かれたことにより復号能力が低下することを示している。

つまり、間引かれていない対（図２の（ａ）、（ｂ）中の（１））と間引かれている対（図２の（ａ）、（ｂ）中の（２））とでは、復号誤りを引き起こす度合が異なる。

パンクチャ（デパンクチャ）を採用する場合には、間引いたデータ部分については考慮せずに復号を行うため、残りの１ビット（図２の（ａ）、（ｂ）中のＧ２，Ｐ３）が誤った場合の影響が大きい。

そこで、間引かれたデータ部分については、アンテナ切替部の制御によって、より誤りにくい経路で伝送するように、データを振り分けることが望まれる。

しかし、図２の（ａ）、（ｂ）に示したような従来の通信装置では、上記のように間引かれたデータ部分については、より誤りにくい経路で伝送することについては一切考えられておらず、アンテナ切替部ではある規則（例えば、単純に交互に切り替え）でデータを振り分けている。

また、特許文献１には、「ビタビ復号による誤り訂正の特性を改善するために、受信側に各伝搬路の状態を判定する伝搬路状態判定部を設けて該伝搬路状態判定部からの伝搬路特性情報を送信側にフィードバックすることにより、該フィードバックされた伝搬路特性情報に基づいて送信の形態を制御する」際に、アンテナ切替部を制御して、誤りに対する耐性が低くなったデータ部分をより誤りにくい経路で伝送することについては何等考慮されていないと共に、受信側での伝搬路状態の判定結果に応じて制御部がアンテナ切替部を制御する際に、アンテナ切替を符号化データのパンクチャパターンに応じて行うということについては何等考慮されていない。

そこで、本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、複数の信号を送受信するデジタル無線通信システムの誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、複数の信号を送信側及び受信側の各アンテナ切替部を介して送受信する無線通信システムにおいて、受信側において伝搬路の状態を監視し、より誤りにくい経路を判定し、その結果に応じてアンテナ切替部を制御する際に、符号化データのパンクチャパターンに応じて行う切替部を制御することにより、間引かれたデータ部分については、アンテナ切替部の制御によって、より誤りにくい経路で伝送するように、データを振り分ける通信装置を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題を解決するために、
誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、送信側のパンクチャ部及び受信側のデパンクチャ部による符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれた複数の信号を前記送信側及び受信側の各制御部により制御される前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部を介して送受信する無線通信システムにおいて、
前記受信側に、前記複数の信号を伝搬する伝搬路の状態を判定して伝搬路特性情報を出力する伝搬路状態判定部を設け、
前記受信側に設けた伝搬路状態判定部から出力される伝搬路特性情報を前記送信側の制御部にフィードバックすると共に、前記受信側の制御部に通知することにより、前記送信側の制御部及び前記受信側の制御部により前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部を制御して、
前記符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれることでデータ誤りに対する耐性が低くなったデータ部分をより誤りにくい経路で伝送するために、前記受信側での伝搬路状態の判定結果に応じて前記送信側の制御部及び前記受信側の制御部が前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部を制御する際に、アンテナ切替を前記符号化データのパンクチャパターンに応じて行うことを特徴とする通信装置が提供される。

本発明では、複数の信号を送受信するデジタル無線通信システムの誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、複数の信号を送信側及び受信側の各アンテナ切替部を介して送受信する無線通信システムにおいて、受信側において伝搬路の状態を監視し、より誤りにくい経路を判定し、その結果に応じて切替部を制御することにより、間引かれたデータ部分については、各アンテナ切替部の制御によって、より誤りにくい経路で伝送するように、データを振り分けるようにし、パンクチャ（デパンクチャ）処理により間引かれることでデータ誤りへの耐性が低くなった部分を、より誤りにくい経路にて伝送することが可能になり、それにより、ビタビ復号結果の特性を向上させることができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１の（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態による通信装置の符号化（送信側）・復号化（受信側）の構成を示すブロック図である。

すなわち、本発明による通信装置は、基本的には、図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、送信側のパンクチャ部２０２及び受信側のデパンクチャ部２１５による符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれた複数の信号を前記送信側及び受信側の各制御部２０５、２１４により制御される送信側及び受信側の各アンテナ切替部２０４、２１３を介して送受信する無線通信システムにおいて、前記受信側に、前記複数の信号を伝搬する伝搬路の状態を判定して伝搬路特性情報を出力する伝搬路状態判定部１０１を設け、前記受信側に設けた伝搬路状態判定部１０１から出力される伝搬路特性情報を前記送信側の制御部２０５にフィードバックすると共に前記受信側の制御部２１４に通知することにより、前記送信側の制御部２０５及び前記受信側の制御部２１４により前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部２０４、２１３を制御して、前記符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれることでデータ誤りに対する耐性が低くなったデータ部分をより誤りにくい経路で伝送するために、前記受信側での伝搬路状態の判定結果に応じて前記送信側の制御部２０５及び前記受信側の制御部２１４が前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部２０４、２１３を制御する際に、アンテナ切替を前記符号化データのパンクチャパターンに応じて行うことを特徴としている。

ここで、図１の（ａ）に示すように、送信側では、２つの無線機としてそれぞれ無線部２０６、２０７から送信アンテナ２０８、２０９を介して２つの信号を別々に送信するものである。

図１の（ａ）に示すように、送信側は、符号化部２０１、パンクチャ部２０２、変調部２０３、切替部２０４、制御部２０５、無線部２０６、２０７、送信アンテナ２０８、２０９により構成されている。

また、図１の（ｂ）に示すように、受信側は、受信アンテナ２１０、無線部２１１、分離部２１２、切替部２１３、伝搬路状態判定部１０１、制御部２１４、デパンクチャ部２１５、ビタビ復号部２１６により構成されている。

送信側では、送信ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…）を符号化部２０１に入力し、符号化したデータ（２ビット）を出力する。

ここでは、符号化部２０１は畳込み符号化を行うものとしており、その構成の一例としては、図３に示すように、送信ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２，…）に対して畳込み符号化を行うことにより、符号化された２ビットデータとしてＧ０，Ｇ１，Ｇ２，…及びＰ０，Ｐ１，Ｐ２…を出力する。

この符号化部２０１から出力される符号化された２ビットデータＧ０，Ｇ１，Ｇ２，…及びＰ０，Ｐ１，Ｐ２…は、パンクチャ部２０２に入力されて、所望の符号化率になるように部分的にビットが間引かれた後、変調部２０３に入力される。

変調部２０３では、パンクチャ部２０２からの出力に対しシンボル変調を行う。

ここで、図１の（ａ）では、符号化率３／４を例として示している。

アンテナ切替部２０４は、制御部２０５の制御に応じて経路を切り替えることにより、変調部２０３からの出力を無線部２０６、無線部２０７に振り分ける。

このとき、制御部２０５は、後述するように、受信側に設けた伝搬路状態判定部１０１からフィードバックされる伝搬路特性情報に基づいて、送信側のアンテナ切替部２０４を制御するようになされている。

すなわち、制御部２０５は、前記符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれることでデータ誤りに対する耐性が低くなったデータ部分をより誤りにくい経路で伝送するために、前記受信側での伝搬路状態の判定結果に応じて送信側のアンテナ切替部２０４を制御する際に、アンテナ切替を前記符号化データのパンクチャパターンに応じて行うことを特徴としている。

アンテナ切替部２０４で振り分けられたデータは無線部２０６、無線部２０７を介して送信アンテナ２０８、送信アンテナ２０９から受信側に向けて送信される。

送信側の処理は、制御部２０５によるアンテナ切替を除いては、基本的に、図２の（ａ）に基づいて説明した従来の通信装置のそれと同様である。

すなわち、制御部２０５は、受信側に設けた伝搬路状態判定部１０１からフィードバックされる伝搬路状態の判定結果に応じてアンテナ切替部２０４の切替えを制御するようにしている。

また、送信側では、信号を送信するにあたり、送信データの他にプリアンブル信号やパイロット信号などの既知信号を送信する手段が、例えば、無線部２０６、無線部２０７ないに備えられているものとする。

これらの既知信号は、後述する伝搬路状態を判定する際に必要な信号である。

受信側では、受信した信号を無線部２１１にてべースバンド信号に変換し、伝搬路状態判定部１０１に入力する。

伝搬路状態判定部１０１では、無線部２１１からの受信信号に含まれている既知信号から伝搬路特性を算出し、より誤りにくい経路を判定し、その判定結果を送信側の制御部２０５にフィードバックすると共に、受信側の制御部２１４にも通知する。

この場合、伝搬路状態判定部１０１における伝搬路状態の判定基準としては、例えば、伝搬路での減衰量が小さな方を誤りにくい経路と判定することができる。

図１の（ａ）では、送信アンテナ２０８から送信する経路の方が減衰量が小さい場合の例を示しており、伝搬路状態判定部１０１ではこの経路をより誤りにくい経路であると判定する。

そして、この伝搬路状態判定部１０１での判定結果を送信側の制御部２０５にフィードバックすることにより、送信側の制御部２０５では、間引かれた対（図１の（ａ）、（ｂ）中の（２））を送信アンテナ２０８から送信するようにアンテナ切替部２０４を切り替える。

また、受信側でも送信側と同様の切り替え動作を行う必要があるため、伝搬路状態判定部１０１の判定結果を制御部２１４にも通知する。

受信側のこの他の処理については、図２の（ｂ）に基づいて説明した従来の通信装置のそれと同様である。

従って、以上のように、本発明では、複数の信号を送受信するデジタル無線通信システムの誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、複数の信号を送信側及び受信側の各アンテナ切替部を介して送受信する無線通信システムにおいて、受信側において伝搬路の状態を監視し、より誤りにくい経路を判定し、その結果に応じて切替部を制御することにより、間引かれたデータ部分については、切替部の制御によって、より誤りにくい経路で伝送するように、データを振り分けるようにし、パンクチャ（デパンクチャ）処理により間引かれることでデータ誤りへの耐性が低くなった部分を、より誤りにくい経路にて伝送することが可能になり、それにより、ビタビ復号結果の特性を向上させることができる通信装置を提供することが可能となる。

図１の（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態による通信装置の符号化（送信側）・復号化（受信側）の構成を示すブロック図である。 図２の（ａ）、（ｂ）は、従来技術における通信装置の符号化（送信側）・復号化（受信側）の構成を示すブロック図である。 図３は、図１及び図２の符号化部２０１に用いられる畳込み符号化器の具体的な構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０１：伝搬路状態判定部
２０１：符号化部
２０２：パンクチャ部
２０３：変調部
２０４：アンテナ切替部
２０５：制御部
２０６，２０７：無線部
２０８，２０９：送信アンテナ
２１０：受信アンテナ
２１１：無線部
２１２：分離部
２１３：アンテナ切替部
２１４：制御部
２１５：デパンクチャ部
２１６：ビタビ復号部

Claims (1)

1. 誤り訂正方式としてビタビ復号方式を用い、送信側のパンクチャ部及び受信側のデパンクチャ部による符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれた複数の信号を前記送信側及び受信側の各制御部により制御される前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部を介して送受信する無線通信システムにおいて、
   前記受信側に、前記複数の信号を伝搬する伝搬路の状態を判定して伝搬路特性情報を出力する伝搬路状態判定部を設け、
   前記受信側に設けた伝搬路状態判定部から出力される伝搬路特性情報を前記送信側の制御部にフィードバックすると共に、前記受信側の制御部に通知することにより、前記送信側の制御部及び前記受信側の制御部により前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部を制御して、
   前記符号化データのパンクチャ処理及びデパンクチャ処理により間引かれることでデータ誤りに対する耐性が低くなったデータ部分をより誤りにくい経路で伝送するために、前記受信側での伝搬路状態の判定結果に応じて前記送信側の制御部及び前記受信側の制御部が前記送信側及び受信側の各アンテナ切替部を制御する際に、アンテナ切替を前記符号化データのパンクチャパターンに応じて行うことを特徴とする通信装置。

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