JP5843579B2 - 送信装置、受信装置および変調方法 - Google Patents

Description

本発明は、優先度の異なる複数のデータストリームを通信するための送受信方法に関するものであり、特に、送信するデータストリームに対しては予め定められた所要受信品質が存在し、所要受信品質については送受信側の双方で既知であることを前提としてデータを送信する送信装置に関するものである。

複数のデータストリームを通信する従来方式の一例が下記特許文献１に記載されている。以下、この特許文献１に記載された技術について説明する。

下記特許文献１には、１つの基地局と複数の移動局に対して通信を行う無線通信システムにおいて、移動局からの通信品質情報をもとに、基地局では各移動局の通信品質に応じて、階層変調に使用する多値変調方式およびマッピング時に割り当てるビット位置を適応的に制御する発明が記載されている。

この無線通信システムにおける具体的な動作を示すと、まず送信装置としての基地局側では、受信装置としての複数の移動局（特許文献１では移動局を２台として説明されている）に対して送信するデータストリームそれぞれを符号化し、変調処理を行う。ここでの変調処理では、２つのデータストリームを同時送信するため、階層変調処理を行う。階層変調する際、使用する多値変調方式および、各データストリームにおけるマッピングのビット割り当て位置は、各移動局から通知された通信品質情報より決定する。すなわち、通信品質に応じた多値変調方式とデータストリームごとのビット割り当て位置との組み合わせを予め決定してテーブル化し、階層ＭＣＳテーブルとして基地局が記憶しておき、各移動局から通信品質情報を受信すると、受信した各通信品質情報に対応する各階層ＭＣＳテーブルから多値変調方式およびデータストリームごとのビット割り当て位置に関する情報を読み出し、読み出した情報に従って２つのデータストリームを階層変調する。一方、移動局は、基地局が保持しているものと同様の階層ＭＣＳテーブルを記憶しており、階層変調されたデータを受信すると、基地局へ前回送信した通信品質情報に対応する階層ＭＣＳテーブルから多値変調方式およびビット割り当て位置に関する情報を読み出し、復調処理を行う。移動局は、さらに、復調結果から通信品質を推定し、得られた通信品質情報を基地局へと送信する。

このように、基地局は、データストリームを送信する際に使用する多値変調方式とビット割り当て位置の組み合わせの候補（階層ＭＣＳテーブル）を通信品質に応じて複数パターン記憶しておき、送信時には、移動局から通達される通信品質情報に応じた多値変調方式とビット割り当て位置の組み合わせを複数候補の中から選択して使用する適応変調を行う。つまり、特許文献１に記載の発明では、移動局ごとの通信品質を、多値変調方式とビット割り当て位置により決定している。

国際公開第２０１０／０２９６４３号

しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、多値変調方式を変更するため、基地局と移動局間の伝送レートを低下させることによって通信品質を向上させ、また通信品質を低下させることによって伝送レートを向上させるといった制御になり、これは一定の伝送レートを保証するような通信システムには適用できない。そのため、一定の伝送レートを保証する通信システムでは、伝送レートに依存しない、様々な通信品質に対応する階層変調が必要となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送レートが個別に設定された複数のデータストリームを同時に伝送する通信システムにおいて、データストリームそれぞれの伝送レートを保証しつつ所望の通信品質を満足する通信を実現可能な送信装置および変調方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、所要通信品質および所要伝送レートが個別に定められた複数のデータストリームを階層変調して同時に送信する送信装置であって、ＩＱ平面上におけるＩ成分およびＱ成分それぞれのマッピング位置を示すマッピングパターンと各データストリームを割り当てるビット位置を示すビット割り当て位置パターンの組み合わせを複数保持しておく記憶手段と、前記複数のデータストリームそれぞれの所要通信品質および所要伝送レートを共に満足するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンの組み合わせを選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたマッピングパターンとビット割り当て位置パターンとに従って前記複数のデータストリームを階層変調する変調手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、Ｉ軸およびＱ軸に対して非対称のマッピングパターンを選択候補に加えることにより、各データストリームに定められた伝送レートを保証しつつ所望の通信品質を満足する通信が実現できるという効果を奏する。また、通信品質設定の自由度を高めることができるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる送信装置である送信機の構成例を示す図である。 図２は、受信機の構成例を示す図である。 図３は、６４ＱＡＭの変調方式の信号点を示す図である。 図４は、マッピングパターンの一例を示す図である。 図５は、マッピングパターンの一例を示す図である。 図６は、マッピングパターンの一例を示す図である。

以下に、本発明にかかる送信装置および変調方法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。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる送信装置である送信機１の構成例を示す図である。また、図２は、図１に示した送信機１からの信号を受信する受信装置である受信機２の構成例を示す図である。本実施の形態では、送信側と受信側が１対１の無線通信システムを想定する。また、送信側の通信装置を構成している送信機（図１に示した送信機１）は、受信側の通信装置を構成している受信機（図２に示した受信機２）に対して、２つのデータストリームを送信するものとする。各データストリームには、所要受信品質（所要通信品質）および所要伝送レートが個別に規定されており、送信機１は、各データストリームが所要受信品質および所要伝送レートを満たすように、階層変調を行う。なお、図１および図２に示したストリーム＃１を高優先度データ、ストリーム＃２を低優先度データとする。

図１に示した送信機１は、ストリーム＃１のデータを誤り訂正符号化する符号化部１１と、ストリーム＃２のデータを誤り訂正符号化する符号化部１２と、階層変調に用いるマッピングパターンとビット割り当て位置パターンを記憶するテーブル記憶部１３と、予め定められたストリーム＃１および＃２のそれぞれの所要受信品質及び所要伝送レートをもとに、対応するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンをテーブル記憶部１３から選択する制御部１４と、符号化された２つのデータストリームを制御部１４で選択されたマッピングパターンとビット割り当て位置パターンに従って階層変調する変調部１５と、階層変調されたマッピングデータから送信信号を生成する送信部１６と、送信部１６で生成した送信信号を出力するアンテナ１７と、を備えて構成されている。

図２に示した受信機２は、送信機１から送信された信号を受信するアンテナ２１と、アンテナ２１の出力データを復調処理用の受信信号に変換する受信部２２と、階層変調で使用されるマッピングパターンとビット割り当て位置パターン（送信機１での階層変調で使用されうるマッピングパターンとビット割り当て位置パターン）を記憶するテーブル記憶部２３と、予め定められたストリーム＃１および＃２のそれぞれの所要受信品質及び所要伝送レートをもとに、対応するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンをテーブル記憶部２３から選択する制御部２４と、受信部２２からの受信信号に対し、制御部２４で選択されたマッピングパターンとビット割り当て位置パターンの情報をもとにデマッピング処理を行う復調部２５と、復調部２５から出力されるストリーム＃１のデマッピングデータに対して復号処理を行う復号部２６と、復調部２５から出力されるストリーム＃２のデマッピングデータに対して復号処理を行う復号部２７と、を備えて構成されている。

以下、図１および図２に示した送信機１および受信機２のなかで特徴的な動作を行う構成要素に関して、詳しく説明する。ここでは、説明を容易にするために、階層変調の変調方式を６４ＱＡＭ（ストリーム＃１，＃２共通）、階層変調に用いるマッピングパターン数を２種類とする。ただし、本発明は上記のデータストリーム数、階層変調の変調方式、マッピングパターン数に限定されるものではない。

［送信機１］
まず、送信機１の構成要素について説明する。
＜符号化部１１，１２＞
符号化部１１は、ストリーム＃１、つまり高優先度データに対する符号化処理を行うものである。また符号化部１２は、ストリーム＃２、つまり低優先度データに対する符号化処理を行うものである。ストリーム＃１および＃２に対して、予め定められた個別の所要伝送レートが存在するため、符号化部１１および１２は、それぞれ固定符号化率の符号化処理を行うものとする。

＜テーブル記憶部１３＞
テーブル記憶部１３では、階層変調時に用いる変調方式とそれに対応するマッピングパターンおよびビット割り当て位置パターンの情報とを記憶しており、制御部１４からの読み出し指示内容に対応するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンの情報を出力する。ここで、階層変調に用いる変調方式については、ストリーム＃１とストリーム＃２の所要伝送レートが予め定められているため、必要とする伝送レートに応じた変調方式を使用する。例えば、ストリーム＃１が２ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ、ストリーム＃２が４ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌの伝送レートが要求されているとした場合、階層変調処理では図３に示す６４ＱＡＭの変調方式を使用する。６４ＱＡＭは６ｂｉｔのデータを１信号点で送信することから、送信機１では、６４ＱＡＭの６ｂｉｔのうち、２ｂｉｔをストリーム＃１、残り４ｂｉｔをストリーム＃２に使用する。このとき、どのビットをどちらのストリームに割り当てるかは、マッピングパターンに従う。マッピングパターンとは、図３に示した各信号点に割り当てるビットのマッピング規則を意味する。例えば、マッピングパターンとして、図４と図５の２種類のパターンを使用する。図４はＩ軸およびＱ軸に対して対称にマッピングしたパターン（以降、マッピングパターンＡと称する）であり、図５はＩ軸およびＱ軸に対して非対称にマッピングしたパターン（以降、マッピングパターンＢと称する）である。マッピングパターンＡはグレイ符号であるが、本発明はグレイ符号に限定されるものではない。マッピングパターンＢのような非グレイ符号であっても構わない。

（マッピングパターンＡ）
図４のマッピングパターンＡの場合、ｂ１〜ｂ６の６ビットのうち、ｂ１，ｂ２，ｂ３はＩ軸へ、ｂ４，ｂ５，ｂ６はＱ軸へマッピングしている。これは、ｂ１，ｂ２，ｂ３はＩ軸成分のみでビット判定が可能であり、ｂ４，ｂ５，ｂ６はＱ軸成分のみでビット判定が可能であることを意味する。なお、本発明は、Ｉ軸，Ｑ軸へのマッピンングに限定するものではなく、ここではマッピングの一例として挙げている。

また、マッピングパターンＡでは、Ｉ軸，Ｑ軸において対称的なマッピングであるため、ｂ１，ｂ２，ｂ３とｂ４，ｂ５，ｂ６のビット判定は同じである。このとき、各ビットにおける信頼度の大きさは以下の通り順序付けすることができる。
[信頼度]
（ｂ１，ｂ４）＞（ｂ２，ｂ５）＞（ｂ３，ｂ６）

すなわち、ｂ１とｂ４、ｂ２とｂ５、ｂ３とｂ６はそれぞれ同じ信頼度である。ここで、同じ信頼度のビットがあるのは、Ｉ軸とＱ軸で対称的にマッピングしているためである。「対称的」とは、Ｉ軸上でのｂ１，ｂ２，ｂ３のビット変化とＱ軸上でのｂ４，ｂ５，ｂ６の変化が同一であることをいう。すなわち、Ｉ成分が徐々に増加していく場合の“ｂ１，ｂ２，ｂ３”の変化が“０００”→“００１”→“０１１”→・・・→“１０１”→“１００”であり、一方、Ｑ成分が徐々に増加していく場合の“ｂ４，ｂ５，ｂ６”の変化も“０００”→“００１”→“０１１”→・・・→“１０１”→“１００”で同一となっている。そのため、上述したように、ｂ１とｂ４、ｂ２とｂ５、ｂ３とｂ６はそれぞれ同じ信頼度となっている。

このように、各ビットで信頼度が異なるため、使用するビットに応じて各ストリームの受信品質が異なる。ここで、マッピングパターンＡとした場合のビット割り当てパターン（上記ストリーム＃１と＃２をどのビットに割り当てるか）は以下の通り、合計６通り（パターンＡ１〜Ａ６）である。

パターンＡ１：ｓ１＝［ｂ１，ｂ４］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ３，ｂ５，ｂ６］
パターンＡ２：ｓ１＝［ｂ１，ｂ２］，ｓ２＝［ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＡ３：ｓ１＝［ｂ２，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ３，ｂ４，ｂ６］
パターンＡ４：ｓ１＝［ｂ１，ｂ３］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＡ５：ｓ１＝［ｂ２，ｂ３］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＡ６：ｓ１＝［ｂ３，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ４，ｂ５］

ここで、ｓ１はストリーム＃１に対して割り当てるビットの組を表し、ｓ２はストリーム＃２に対して割り当てるビットの組を表す。上記パターンＡ１〜Ａ６はストリーム＃１，ストリーム＃２ともにすべて異なる受信品質になり、同じ受信品質となるパターンは省略している。

（マッピングパターンＢ）
図５のマッピングパターンＢの場合、ｂ１〜ｂ６のビットのうち、ｂ１，ｂ３，ｂ６はＩ軸へ、ｂ２，ｂ４，ｂ５はＱ軸へマッピングしている。また、マッピングパターンＢはＩ軸，Ｑ軸に対して非対称のマッピングパターンである。これは、ｂ１〜ｂ６のビット判定が、ビットごと異なることを意味している。

また、マッピングパターンＢでは、各ビットにおける信頼度の大きさを以下の通り順序付けすることができる。
［信頼度］
ｂ１＞ｂ２＞ｂ３＞ｂ４＞ｂ５＞ｂ６

各ビット異なる信頼度を持つマッピングパターンＢとした場合のビット割り当てパターンは以下の通り、合計１５通り（パターンＢ１〜Ｂ１５）ある。
パターンＢ１：ｓ１＝［ｂ１，ｂ２］，ｓ２＝［ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＢ２：ｓ１＝［ｂ１，ｂ３］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＢ３：ｓ１＝［ｂ１，ｂ４］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ３，ｂ５，ｂ６］
パターンＢ４：ｓ１＝［ｂ１，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ６］
パターンＢ５：ｓ１＝［ｂ１，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５］
パターンＢ６：ｓ１＝［ｂ２，ｂ３］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＢ７：ｓ１＝［ｂ２，ｂ４］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ３，ｂ５，ｂ６］
パターンＢ８：ｓ１＝［ｂ２，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ３，ｂ４，ｂ６］
パターンＢ９：ｓ１＝［ｂ２，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ３，ｂ４，ｂ５］
パターンＢ１０：ｓ１＝［ｂ３，ｂ４］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ５，ｂ６］
パターンＢ１１：ｓ１＝［ｂ３，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ４，ｂ６］
パターンＢ１２：ｓ１＝［ｂ３，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ４，ｂ５］
パターンＢ１３：ｓ１＝［ｂ４，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ６］
パターンＢ１４：ｓ１＝［ｂ４，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ５］
パターンＢ１５：ｓ１＝［ｂ５，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４］

上記パターンＢ１〜Ｂ１５はストリーム＃１，ストリーム＃２ともにすべて異なる受信品質であり、マッピングパターンＡ（パターンＡ１〜Ａ６）ともすべて異なる受信品質になる。

ここでは、マッピングパターンを２種類としているが、本発明ではマッピングパターンの数は特に限定されるものではない。ビット割り当てパターンを合計２１パターンとしているが、これはマッピングパターンの数と、それぞれのマッピングパターンにおける対称性、非対称性に依存するものであり、本発明はここで挙げるパターン数に限定されるものではない。

＜制御部１４＞
制御部１４では、ストリーム＃１およびストリーム＃２に使用する階層変調のマッピングパターンとビット割り当て位置のパターンをテーブル記憶部１３より読み出し、読み出したパターンを変調部１５へと通達する処理を行う。ストリーム＃１およびストリーム＃２は予め決められた所要受信品質で伝送するため、ストリームごとの所要受信品質をもとに、テーブル記憶部１３から読み出すマッピングパターンとビット割り当て位置のパターンを決定する。テーブル記憶部１３には、パターンＡ１〜Ａ６とパターンＢ１〜Ｂ１５の合計２１パターンが記憶されているので、制御部１４は、この中からストリーム＃１とストリーム＃２の所要受信品質を満たすパターンを選択する。

＜変調部１５＞
変調部１５は符号化されたストリーム＃１とストリーム＃２のデータに対して、制御部１４から通達される階層変調のパターンに応じて階層変調処理を行う。例えば、制御部１４から通達された階層変調のパターンをパターンＡ１とした場合、パターンＡ１はｓ１＝［ｂ１，ｂ４］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ３，ｂ５，ｂ６］である。そのため、変調部１５は、ストリーム＃１の２ｂｉｔを第１ビット（ｂ１）と第４ビット（ｂ４）に割り当て、ストリーム＃２の４ｂｉｔを第２ビット（ｂ２）、第３ビット（ｂ３）、第５ビット（ｂ５）、第６ビット（ｂ６）に割り当てる。変調部１５は、割り当てた６ｂｉｔ（ｂ１〜ｂ６）の値に応じた信号点（図４参照）を選択し、マッピングデータを生成する。生成したマッピングデータは送信部１６に出力する。

［受信機２］
次に、受信機２の構成要素について説明する。
＜テーブル記憶部２３＞
テーブル記憶部２３では、送信側のテーブル記憶部１３と同じマッピングパターンを記憶しており、制御部２４からの読み出し指示に対応するマッピングパターンを出力する。

＜制御部２４＞
制御部２４は、送信側で使用されたものと同じマッピングパターンをテーブル記憶部２３から読み出し、読み出したマッピングパターンを復調部２５へ出力する。ここで、ストリーム＃１およびストリーム＃２の所要受信品質と所要伝送レートは予め定められているため、送信側からの情報なしに、送信側で使用されたものと同一のマッピングパターンを選択できる。よって、送信側（送信機１）でパターンＡ１が使用された場合には、マッピングパターンとしてパターンＡ１を読み出し、復調処理で使用するマッピングパターンとして復調部２５へ通知する。

＜復調部２５＞
復調部２５は、受信部２２から入力される受信信号に対して復調処理を行う。復調処理におけるデマッピング処理では、制御部２４から通知されたマッピングパターンを使用し、受信信号１シンボル分から、６ｂｉｔ分の尤度情報を生成する。ここでは、マッピングパターンはパターンＡ１であることから、復調部２５は、まず、図４に示したマッピングパターンＡを使用してデマッピングを行う。次に、デマッピングにより生成したビット当たりの尤度情報を、パターンＡ１に従って、ストリーム＃１とストリーム＃２に分配する。第ｎビット（n=1,2,…,6）の尤度情報をｌｎとすると、ビット割り当てパターンがパターンＡ１の場合の具体的な分配処理は以下の通りとなる。

［尤度情報の分配処理（パターンＡ１の場合）］
ｌ１ → ストリーム＃１
ｌ２ → ストリーム＃２
ｌ３ → ストリーム＃２
ｌ４ → ストリーム＃１
ｌ５ → ストリーム＃２
ｌ６ → ストリーム＃２

復調部２５は、ストリーム＃１に分配した尤度情報ｌ１，ｌ４を復号部２６へ出力し、ストリーム＃２に分配した尤度情報ｌ２，ｌ３，ｌ５，ｌ６を復号部２７へ出力する。

＜復号部２６，２７＞
復号部２６は、入力されるストリーム＃１の尤度情報に対して復号処理を行い、復号結果を出力する。同様に、復号部２７は、入力されるストリーム＃２の尤度情報に対して復号処理を行い、復号結果を出力する。ここで、復号部２６および２７では符号化時の符号化率は既知である。これは、ストリーム＃１，ストリーム＃２の所要受信品質および所要伝送レートが予め定められていることから、固定の符号化率が使用されるためである。

これまで説明したように、本実施の形態の送信機および受信機は、階層変調時に使用する階層変調パターンとして、Ｉ軸、Ｑ軸に対して対称および非対称のマッピングパターンとそれぞれに対応するビット割り当てパターンの組み合わせを予めテーブル化して複数記憶しておき、ストリームごとに予め定められた所要受信品質および所要伝送レートに応じて、１つの組み合わせ（マッピングパターンとビット割り当てパターン）を選択して使用する。Ｉ軸、Ｑ軸に対して対称のマッピングパターン（図４のマッピングパターンＡ）では、同じ信頼度のビットが２ずつできる。これに対して、Ｉ軸、Ｑ軸に対して非対称のマッピングパターン（図５のマッピングパターンＢ）では、各ビットが異なる信頼度になる。そのため、マッピングパターンＢに対するビット割り当てパターン（選択可能な受信品質に相当する）は、マッピングパターンＡに対するビット割り当てパターンよりも多くなる。このように、マッピングパターンとして、Ｉ軸、Ｑ軸に対して非対称のマッピングパターンＢを選択候補として追加することにより、各ストリームに定められた所要受信品質に対して、より自由度が高い受信品質設定ができる（設定する受信品質の自由度を高めることができる）。

実施の形態２．
実施の形態１では、Ｉ軸，Ｑ軸に対して対称および非対称のマッピングパターン（マッピングパターンＡ，Ｂ）を階層変調時に使用するマッピングパターンとする方法について示した。Ｉ軸，Ｑ軸に対して非対称のマッピングパターンＢを使用する場合には、復調時のデマッピング処理において、Ｉ軸，Ｑ軸に対して別のデマッピング処理を行う必要がある。これに対して、本実施の形態では、Ｉ軸に対するデマッピング処理とＱ軸に対するデマッピング処理として同様の処理を行う。すなわち、Ｉ軸，Ｑ軸に対して非対称のマッピングパターンを使用せず、Ｉ軸，Ｑ軸に対して対称のマッピングパターンのみを使用する。マッピングパターンについては複数種類用意する。

以下、本実施の形態の無線通信システムにおけるデータストリーム動作について説明する。なお、無線通信システム、送信機および受信機の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分を説明し、共通部分については説明を省略する。

本実施の形態においても２種類のマッピングパターンを使用する。そのうちの一つは図４に示したマッピングパターンＡとする。もう一つは図６に示したマッピングパターンＣとする。図６のマッピングパターンＣはマッピングパターンＡとは異なる規則でマッピングされている。ただし、マッピングパターンＣはマッピングパターンＡと同様に、Ｉ軸，Ｑ軸に対して対称にマッピングを行ったものである。

（マッピングパターンＣ）
図６のマッピングパターンＣの場合、ｂ１〜ｂ６の６ビットのうち、ｂ１，ｂ３，ｂ６はＩ軸へ、ｂ２，ｂ４，ｂ５はＱ軸へマッピングしている。また、各ビットにおける信頼度の大きさは以下の通り順序付けすることができる。
［信頼度］
（ｂ１，ｂ２）＞（ｂ３，ｂ４）＞（ｂ５，ｂ６）

すなわち、ｂ１とｂ２、ｂ３とｂ４、ｂ５とｂ６はそれぞれ同じ信頼度である。また、マッピングパターンＣのビット割り当てパターンは以下の通り、合計６通り（パターンＣ１〜Ｃ６）である。

パターンＣ１：ｓ１＝［ｂ１，ｂ２］，ｓ２＝［ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＣ２：ｓ１＝［ｂ１，ｂ３］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ４，ｂ５，ｂ６］
パターンＣ３：ｓ１＝［ｂ１，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ６］
パターンＣ４：ｓ１＝［ｂ３，ｂ４］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ５，ｂ６］
パターンＣ５：ｓ１＝［ｂ３，ｂ５］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ４，ｂ６］
パターンＣ６：ｓ１＝［ｂ５，ｂ６］，ｓ２＝［ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４］

このように、マッピングパターンＣは、各ビットの信頼度がマッピングパターンＡとは異なるが、信頼度の順序およびビット割り当てパターンは同じ構成になる。

この実施の形態２でも実施の形態１と同様に、ストリーム＃１の所要伝送レートを２ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ，ストリーム＃２の所要伝送レートを４ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌとし、使用する変調方式を６４ＱＡＭとする。このとき、マッピングパターンＡ，Ｃによるビット割り当てパターンの合計は１２パターンであり、この中から、ストリーム＃１、ストリーム＃２の所要受信品質に合わせて１つのパターンを選択する。

受信側では、用いたマッピングパターンがすべてＩ軸，Ｑ軸に対して対称であるため、復調部におけるデマッピング処理では、Ｉ軸成分，Ｑ軸成分に受信信号を分離し、各成分に対して同じデマッピング処理をする。これにより、実施の形態１よりも容易にデマッピング処理を行うことができる。

なお、説明を簡単化するため、変調方式を固定とした場合について示したが、複数の変調方式を使用可能とする場合には、変調方式ごとにテーブル（マッピングパターンとビット割り当て位置パターンの組み合わせ）を準備しておく。

以上のように、本発明は、複数のデータストリームを階層変調して同時に伝送する無線通信システムの送信側の通信装置を構成する送信装置として有用である。

１ 送信機
２ 受信機
１１，１２ 符号化部
１３，２３ テーブル記憶部
１４，２４ 制御部
１５ 変調部
１６ 送信部
１７，２１ アンテナ
２２ 受信部
２５ 復調部
２６，２７ 復号部

Claims (7)

1. 所要通信品質および所要伝送レートが個別に定められた複数のデータストリームを階層変調して同時に送信する送信装置であって、
   ＩＱ平面上におけるＩ成分およびＱ成分それぞれのマッピング位置を示すマッピングパターンと各データストリームを割り当てるビット位置を示すビット割り当て位置パターンの組み合わせを複数保持しておく記憶手段と、
   前記複数のデータストリームそれぞれの所要通信品質および所要伝送レートを共に満足するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンの組み合わせを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択されたマッピングパターンとビット割り当て位置パターンとに従って前記複数のデータストリームを階層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. 前記記憶手段が保持しているマッピングパターンは、Ｉ成分を示す各ビットのそれぞれの信頼度の組み合わせとＱ成分を示す各ビットのそれぞれの信頼度の組み合わせが同一となるパターンを含むことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記記憶手段が保持しているマッピングパターンは、Ｉ成分を示す各ビットのそれぞれの信頼度の組み合わせとＱ成分を示す各ビットのそれぞれの信頼度の組み合わせが同一とならないパターンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
4. 前記記憶手段が保持しているマッピングパターンは、Ｉ成分を示す各ビットのそれぞれの信頼度の組み合わせとＱ成分を示す各ビットのそれぞれの信頼度の組み合わせが同一となるパターンのみを含むことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
5. 記憶手段が保持している各マッピングパターンにおいて、各信号点はグレイ符号を示すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の送信装置。
6. 所要通信品質および所要伝送レートが個別に定められた複数のデータストリームを階層変調して同時に送信する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、
   ＩＱ平面上におけるＩ成分およびＱ成分それぞれのマッピング位置を示すマッピングパターンと各データストリームを割り当てるビット位置を示すビット割り当て位置パターンの組み合わせを複数保持しておく記憶手段と、
   前記複数のデータストリームそれぞれの所要通信品質および所要伝送レートを共に満足するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンの組み合わせを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択されたマッピングパターンとビット割り当て位置パターンとに従って前記送信装置からの受信信号を復調する復調手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
7. 所要通信品質および所要伝送レートが個別に定められた複数のデータストリームを階層変調して同時に伝送する無線通信システムの送信側の通信装置が実行する変調方法であって、
   ＩＱ平面上におけるＩ成分およびＱ成分それぞれのマッピング位置を示すマッピングパターンと各データストリームを割り当てるビット位置を示すビット割り当て位置パターンとの組み合わせ複数保持しておき、
   前記複数のデータストリームを送信する際、送信するデータストリームそれぞれの所要通信品質および所要伝送レートを共に満足するマッピングパターンとビット割り当て位置パターンの組み合わせを選択する選択ステップと、
   前記選択したマッピングパターンとビット割り当て位置パターンとに従って前記複数のデータストリームを階層変調する変調ステップと、
   を含むことを特徴とする変調方法。

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