JP2013042452A - 通信装置、通信方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】組織ビットとパリティビットとを区別して周波数クリッピングを適用する処理を、簡易にし、伝送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。
【解決手段】情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する符号部と、パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、符号ビットの並び順を決定するビットローディング部と、複数の符号ビットを分割したビット列であって、上述の並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づき、周波数信号を生成する周波数信号生成部と、周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する送信部とを具備し、各々の周波数信号ブロックは、各々一つの上述のビット列に基づく周波数信号により構成されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信装置、通信方法およびプログラムに関する。

第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムの標準化が完了し、最近ではＬＴＥシステムをより発展させたＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）が、第４世代の無線通信システム（ＩＭＴ−Ａなどとも称する。）の一つとして標準化が行われている。

さらに、新しい伝送方式として、送信側で周波数スペクトル（周波数信号）をクリッピング（削除、欠落）するスペクトル整形技術が開示されている（特許文献１）。受信側では、クリッピングされたサブキャリアを伝搬路利得がゼロの伝搬路を介して受信されたものとみなす。このとき、強いシンボル間干渉が新たに発生するため、非線形繰り返し等化であるターボ等化のような強力なシンボル間干渉を除去できる等化器が必要であり、このような受信処理を採用する。

図１３に、従来の通信装置（送信装置）の構成例を示す概略ブロック図である。送信対象の情報ビットは、ターボ符号部１００１によりターボ符号化される。符号ビットは、変調部１００２において、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭなどの変調シンボルに変換される。ＤＦＴ部１００３において、変調を施された信号はＮ_ＤＦＴポイントの離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により周波数信号に変換される。得られた周波数信号は、クリッピング部１００４によりＮ_ｃｌｉｐ（ただし、Ｎ_ｃｌｉｐ＜Ｎ_ＤＦＴ）ポイントだけ削除（クリッピング）され、Ｎ_ＤＦＴ−Ｎ_ｃｌｉｐポイントの周波数信号が生成される。

クリッピングされた周波数信号は、周波数マッピング部１００５によりシステム帯域内の任意のサブキャリアに割り当てられる。任意のサブキャリアは、制御局となる他の通信装置から通知された割当情報に基づいて決定されてもよいし、当該通信装置で決定してもよいし、予め定義された割当でもよい。サブキャリアに割り当てられた周波数信号は、ＩＦＦＴ部１００６によりＮ_ＦＦＴポイントの逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により時間信号に変換され、参照信号多重部１００７により復調用の参照信号が多重される。参照信号が多重された後、時間信号はＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）部１００８によりＣＰが付加される。最後に、無線部１００９により無線周波数にアップコンバージョンされ、アンテナ１０１０から送信される。

これに対し、非特許文献１では、組織ビット（システマティックビットともいう）に基づくＤＦＴブロックと、パリティビットに基づくＤＦＴブロックとの各々に対して、異なるクリッピング率でクリッピングを行う方法が提案されている。

特開２００８−２１９１４４号公報

田原興一、樋口健一、"周波数領域パンクチャリングを行うターボ符号化におけるシステマティックビットとパリティビットを区別したパンクチャリングの検討"、電子情報通信学会、信学技法ＳＩＰ２０１０−９９、ＲＣＳ２０１０−２２９（２０１１−０１）

しかしながら、非特許文献１に記載の方法においては、演算式以外の具体的な送信処理が開示されておらず、演算式をそのまま実現しようとすると、組織ビットのみに基づく周波数信号と、パリティビットのみに基づく周波数信号とを生成し、これらに対して周波数パンクチャリングを別々に施した上で多重するため、処理が煩雑になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、組織ビットとパリティビットとを区別して周波数クリッピングを適用する処理を、簡易にし、伝送特性を向上させることができる通信装置、通信方法およびプログラムを提供することにある。

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する符号部と、前記パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、前記符号ビットの並び順を決定するビットローディング部と、前記並び順が決定された符号ビットを分割したビット列であって、前記並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づく周波数信号を生成する周波数信号生成部と、前記周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する送信部とを具備し、各々の前記周波数信号ブロックは、各々一つの前記ビット列に基づく周波数信号により構成されることを特徴とする通信装置である。

（２）また、本発明の他の態様は、上述の通信装置であって、前記ビットローディング部が決定する並び順は、前記パリティビットのみからなる一つビット列と、前記組織ビットのみからなる一つのビット列とを連結したビット列の並び順であることを特徴とする。

（３）また、本発明の他の態様は、上述の通信装置であって、前記誤り訂正符号化は、ターボ符号であることを特徴とする。

（４）また、本発明の他の態様は、上述の通信装置であって、前記ビット列のうち、前記パリティビットのみからなるビット列のビット数は、その他の前記ビット列のビット数よりも大きいことを特徴とする。

（５）また、本発明の他の態様は、上述の通信装置であって、前記周波数信号ブロックを構成する周波数信号のうち、一部を削除するクリッピング部と、前記周波数信号ブロックを構成する周波数信号が、パリティビットのみに基づくか否かに応じて、前記クリッピング部が削除するサブキャリア数を決定するクリッピング制御部とを具備することを特徴とする。

（６）また、本発明の他の態様は、上述の通信装置であって、前記周波数信号ブロックを構成する周波数信号のうち、一部を削除するクリッピング部と、前記ビット列が前記パリティビットのみからなるか否かに応じて、該ビット列に基づく前記周波数信号ブロックから、前記クリッピング部が削除する周波数信号の数を、決定するクリッピング制御部とを具備することを特徴とする。

（７）また、本発明の他の態様は、情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する第１の過程と、前記パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、前記符号ビットの並び順を決定する第２の過程と、複数の前記符号ビットを分割したビット列であって、前記並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づき、周波数信号を生成する第３の過程と、前記周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する第４の過程とを有し、各々の前記周波数信号ブロックは、各々一つの前記ビット列に基づく周波数信号により構成されることを特徴とする通信方法である。

（８）また、本発明の他の態様は、コンピュータを、情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する符号部、前記パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、前記符号ビットの並び順を決定するビットローディング部、複数の前記符号ビットを分割したビット列であって、前記並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づき、周波数信号を生成する周波数信号生成部、前記周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する送信部として機能させるためのプログラムであって、一つの前記周波数信号ブロックは、一つの前記ビット列に基づく周波数信号により構成されるプログラムである。

この発明によれば、組織ビットとパリティビットとを区別して周波数クリッピングを適用する処理を、簡易にし、伝送特性を向上させることができる。

この発明の第１の実施形態における移動通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態の概念を示すための、上りリンクのサブフレーム構成の一例を示す概念図である。 同実施形態における第１の通信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるクリッピングされないＤＦＴブロックの周波数信号を示す概念図である。 同実施形態におけるクリッピングされるＤＦＴブロックの周波数信号を示す概念図である。 同実施形態におけるターボ符号部１およびビットローディング部２の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるバーチャルサーキュラーバッファ１６の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるバーチャルサーキュラーバッファ１６の概念を示す概念図である。 同実施形態におけるＤＦＴ部４の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における第２の通信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。 この発明の第２の実施形態におけるサブフレームの構成の一例を示す図である。 同実施形態におけるビットローディング部２ａの構成を示す概略ブロック図である。 従来の通信装置の構成例を示す概略ブロック図である。

以下、図面を参照しながら、この発明を実施するための実施の形態について説明する。なお、以下の各実施形態では、誤り訂正符号化方式としてターボ符号化を前提とするが、組織ビット（システマティックビットともいう）とパリティビットで構成される誤り訂正符号であれば他の誤り訂正符号でもよい。また、以下の実施形態では、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；離散フーリエ変換）により変換することで生成した周波数信号を、任意の連続する周波数に割り当てるシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式を例に述べるが、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭＡ（DFT-Spread Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式や周波数拡散するマルチキャリア方式でもよい。また、複数の送信アンテナ（アンテナポート）を用いる送信ダイバーシチやＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）多重などのマルチアンテナ技術にも適用可能である。また、以下の実施形態では上りリンク（移動局装置から基地局装置への通信）を対象とするが、これに限定されない。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態における移動通信システムの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態における移動通信システム３００は、移動局である複数の第１の通信装置１００と、基地局である第２の通信装置２００とを含んで構成される。各第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００と双方向に無線通信する。

図２は、本実施形態の概念を示すための、上りリンクのサブフレーム構成の一例を示す概念図である。サブフレーム４３は、複数の変調シンボルから構成される複数のＤＦＴブロック（周波数信号ブロック）を時間多重することで構成されている。図２では、符号４１が付された各矩形は、組織ビットから構成される変調シンボルを含むＤＦＴブロックを示す。また、符号４２が付された各矩形は、パリティビットのみから構成される変調シンボルのみから成るＤＦＴブロックを示す。なお、本実施形態では、１サブフレームを構成するＤＦＴブロック数は５であり、１ＤＦＴブロックあたりＮ_ＤＦＴ１ポイントの周波数信号が送信される。本実施形態は、ＤＦＴブロック４１とＤＦＴブロック４２とで、クリッピングするか否かを変更することを特徴としている。そのため、ＤＦＴブロック４１はＮ_ＤＦＴ１個の変調シンボルから成り、ＤＦＴブロック４２はクリッピングを行うためＮ_ＤＦＴ１＋Ｎ_ｃｌｉｐ個の変調シンボルから成る。すなわち、パリティビットのみに基づくＤＦＴブロック（例えば、ＤＦＴブロック４２）が表すビット列のビット数は、その他のＤＦＴブロック（例えば、ＤＦＴブロック４１）が表すビット列のビット数よりも大きい。このとき、クリッピングをするか否かを制御するために、ＤＦＴブロックのブロック番号というパラメータを新たに設定し、クリッピングを行うＤＦＴブロックの最初のブロック番号を、クリッピングするか否かの制御に使用する。なお、図２の場合、１〜５のブロック番号が存在し、クリッピングを行うＤＦＴブロックの最初のブロック番号は３である。

図３は、第１の通信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。第１の通信装置１００は、ターボ符号部１、ビットローディング部２、変調部３、ＤＦＴ部４、クリッピング制御部５、クリッピング部６、周波数マッピング部７、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）部８、参照信号多重部９、ＣＰ挿入部１０、無線部１１、送信アンテナ１２、受信アンテナ１３、受信部１４を含んで構成される。受信アンテナ１３は、基地局装置である第２の通信装置２００が送信した信号を受信する。受信部１４は、受信アンテナ１３が受信した信号から、少なくとも当該第１の通信装置１００に対する制御情報であるトランスポートブロックサイズＴＢＳ、変調方式情報Ｓ、サブキャリア割当情報ＭＩを抽出する。トランスポートブロックサイズＴＢＳは、ターボ符号部１、ビットローディング部２に出力される。変調方式情報Ｓは、ビットローディング部２、変調部３に出力される。サブキャリア割当情報ＭＩは、周波数マッピング部７に出力される。なお、トランスポートブロックサイズＴＢＳは、１サブフレームで送信する情報ビットＢのビット数を示す情報である。変調方式情報Ｓは、送信に用いる変調方式（ＢＰＳＫ（Binary Phase-Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase-shift Keyingなど）を示す情報である。サブキャリア割当情報ＭＩは、周波数信号を配置するサブキャリアを示す情報である。

情報ビットＢは、第２の通信装置２００から制御情報として通知された情報ビット数（トランスポートブロックサイズＴＢＳ）の情報ビットがターボ符号部１に入力される。ターボ符号部１は、情報ビットＢをターボ符号化し、組織ビットとパリティビットとからなる符号ビットを生成する。ここで、ターボ符号部１で符号化する情報ビットＢの単位をコードブロックとしてコードブロック単位で符号化してもよい。ビットローディング部２は、符号ビットの並び順を決定し、該並び順に符号ビットをバーチャルサーキュラーバッファに保存する。ビットローディング部２は、バーチャルサーキュラーバッファから順番に符号ビットを出力する。すなわち、ビットローディング部２は、決定した並び順で符号ビットを出力する。ビットローディング部２の詳細は後述する。

変調部３は、ビットローディング部２が出力した順に、符号ビットから変調シンボルを生成する。このとき、変調方式は、変調方式情報Ｓにより指定された変調方式を用いる。ＤＦＴ部４（周波数信号生成部）は、変調部３が生成した変調シンボルを、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）して、周波数信号を生成する。このとき、ビットローディング部２においてトランスポートブロックサイズから、パリティビットのみで構成されるＤＦＴブロックのブロック番号（パリティビットのみから構成されたＤＦＴブロックを示す情報ならその他の情報でもよい）を算出し、ＤＦＴ部４に入力する。

ＤＦＴ部４は、ビットローディング部２から通知されるブロック番号に基づき、ＤＦＴを施す変調シンボルに組織ビットに基づく変調シンボルが含まれているか否かを判定する。ＤＦＴ部４は、組織ビットに基づく変調シンボルが含まれているときは、ポイント数Ｎ_ＤＦＴ１ポイントでＤＦＴを施し、組織ビットで構成された変調シンボルの周波数信号を生成する。なお、ポイント数Ｎ_ＤＦＴ１は、第２の通信装置２００からサブキャリア割当情報ＭＩにより指定された伝送帯域のサブキャリア数である。また、ＤＦＴ部４は、組織ビットに基づく変調シンボルが含まれていない、すなわちパリティビットに基づく変調シンボルのみのときは、Ｎ_ＤＦＴ１＋Ｎ_ｃｌｉｐポイントでＤＦＴを施し、Ｎ_ｃｌｉｐポイントだけ帯域幅の広い周波数信号を生成する。すなわち、組織ビットに基づく変調シンボルが含まれるときよりも、パリティビットに基づく変調シンボルのみのときの方が、ＤＦＴの対象となる変調シンボルの元となったビット数が多くなっている。ＤＦＴ部４から出力された周波数信号は、クリッピング部６に入力される。なお、ポイント数ＸでＤＦＴを施すとは、変調部３が生成した順で連続するＸ個の変調シンボルを離散フーリエ変換して、Ｘ個の周波数信号を生成することである。そして、このＸ個の周波数信号が、一つのＤＦＴブロック（周波数信号ブロック）を構成する。また、ＤＦＴ部４は、クリッピングするポイント（サブキャリア）数Ｎ_ｃｌｉｐを、後述するクリッピング制御部５から取得する。

一方、ビットローディング部２から出力されたブロック番号は、クリッピング制御部５にも入力される。クリッピング制御部５は、ブロック番号に基づき、組織ビットを含むビットに基づく変調シンボルから生成された周波数信号に対してはクリッピングしないような制御信号をクリッピング部６に出力する。また、クリッピング制御部５は、パリティビットに基づく変調シンボルのみから生成された周波数信号に対してはＮ_ｃｌｉｐポイント削除するような制御信号をクリッピング部６に出力する。なお、本実施形態では、Ｎ_ｃｌｉｐは、誤り率が大きくならない範囲で変調方式に応じた最適化された値が予め設定されている。クリッピング制御部５は、変調方式情報Ｓにて指定された変調方式に応じた値を、該予め設定された値の中から選択することで、Ｎ_ｃｌｉｐを取得する。なお、予め設定されている値が、Ｎ_ｃｌｉｐそのものではなく、クリッピング率であり、クリッピング制御部５は、選択したクリッピング率を、サブキャリア割当情報ＭＩにて指定されたサブキャリア数に乗じることで、Ｎ_ｃｌｉｐを算出するようにしてもよい。また、第２の通信装置２００から変調方式のみでなく、符号化率も合わせて指定されるような形態の場合、変調方式と符号化率との組み合わせに応じた値が設定されていてもよい。クリッピング部６では、ＤＦＴ部４から出力された周波数信号に対し、クリッピング制御部５から出力される制御信号（例えば、パリティビットのみから構成される変調シンボルの周波数信号であるか否か、あるいは、クリッピングしないことを指示する制御信号、クリッピング数を指示する制御信号）に基づいて、クリッピングが行われる。

図４、図５に、各ＤＦＴブロックの周波数信号の概念を示す。図４はクリッピングをしない場合の周波数信号を表している。また、図５はクリッピングする場合の周波数信号を表しており、Ｎ_ＤＦＴ１＋Ｎ_ｃｌｉｐポイントのＤＦＴ後の周波数信号に対して、Ｎ_ｃｌｉｐサブキャリア（ハッチングされた部分）を削除し、残りのＮ_ＤＦＴ１サブキャリアを送信する。ここでは、高周波成分を削除しているが、どのサブキャリアを削除してもよい。

クリッピング部６は、クリッピング制御部５からの制御信号に従い、組織ビットを含む変調シンボルから生成された周波数信号に対しては、図４のようなクリッピングを適用し、パリティビットのみに基づく変調シンボルから生成された周波数信号に適用する。

周波数マッピング部７は、クリッピング部６が出力したＮ_ＤＦＴ１ポイントの周波数信号を、サブキャリア割当情報ＭＩに基づき、サブキャリアに配置する。ＩＦＦＴ部８は、サブキャリアに配置された周波数信号を、逆高速フーリエ変換して、時間信号に変換する。その後、参照信号多重部９が、時間信号に参照信号を多重する。ＣＰ挿入部１０は、参照信号が多重された時間信号に、ＣＰ（Cyclic Prefix；サイクリックプレフィクス）を挿入する。最後に、無線部１１は、ＣＰが挿入された時間信号を、デジタル／アナログ変換し、さらに無線周波数にアップコンバージョンして、送信アンテナ１２から送信する。

次に、本実施形態の特徴を示す。ターボ符号部１からビットローディング２にかかる詳細な処理を説明する。図６は、ターボ符号部１およびビットローディング部２の構成を示す概略ブロック図である。ビットローディング部２は、サブブロックインターリーブ部１５−１、１５−２、１５−３、バーチャルサーキュラーバッファ１６、ブロック番号算出部１７を含んで構成される。

トランスポートブロックサイズＴＢＳが入力されたターボ符号部１は、トランスポートブロックサイズＴＢＳが示すビット数の情報ビットＢをターボ符号化する。このとき、ターボ符号のマザーレートは１／３であるから、トランスポートブロックサイズＴＢＳと同じビット数の組織ビット系列ＢＳ、第１のパリティビット系列ＢＰ１、第２のパリティビット系列ＢＰ２が出力される。それぞれは、ビットローディング部２に入力される。各ビット系列に対して、それぞれサブブロックインターリーブ部１５−１、１５−２、１５−３は、これらのビット系列ＢＳ、ＢＰ１、ＢＰ２に対して、同一のブロックインターリーブを施す。そして、サブブロックインターリーブ部１５−１、１５−２、１５−３は、ブロックインターリーブした組織ビット系列ＢＳ’、第１のパリティビット系列ＢＰ１’、第２のパリティビット系列ＢＰ２’を、バーチャルサーキュラーバッファ１６に出力する。これにより、これらのビット系列は、１つのビット系列にまとめられる。なお、ブロックインターリーブは、例えば文献（3GPP TS36.212）に開示されている方法などを適用するが、該文献と同様に、順番にバーチャルサーキュラーバッファ１６から呼び出した際に呼び出した符号ビット数の数により任意の符号化率を設定できる効果のあるインターリーブであればそれぞれのサブブロックインターリーブ部は同一である必要はなく、さらに他の方法でもよい。

一方、ブロック番号算出部１７は、トランスポートブロックサイズＴＢＳと変調方式情報Ｓとから、パリティビットのみで構成されるＤＦＴブロックのブロック番号ＢＮ（開始番号）を以下の式（１）により算出する。ここで、ＤＦＴブロックのブロック番号は、次式で表される。

式（１）において、Ｎ_Ｂはブロック番号、ＴＢＳはトランスポートブロックサイズ、Ｑは１変調シンボルで送信できるビット数である（変調多値数が４のＱＰＳＫの場合、Ｑ＝２、変調多値数１６の１６ＱＡＭの場合、Ｑ＝４）。また、Ｎ_ＤＦＴ１は、信号送信に使用するサブキャリア数（クリッピングしない場合のＤＦＴポイント数）を表す。また、ｃｅｉｌ（ｘ）は天井関数であり、実数ｘ以上の最小の整数を表す。このようにしてビットローディング部２は算出したブロック番号も同時に出力する。

図７は、バーチャルサーキュラーバッファ１６の構成を示す概略ブロック図である。バーチャルサーキュラーバッファ１６は、符号ビット収集部２１と、レートマッチング部２２とを含んで構成される。符号ビット収集部２１は、得られたビット系列ＢＳ’、ＢＰ１’、ＢＰ２’を、組織ビットから先に順番に並べ、第１のパリティビットと第２のパリティビットを交互に並べて、直列化する。この並び順は、組織ビットのあとに、パリティビットが連続して並んでいる。したがって、該順に変調およびＤＦＴを行うと、パリティビットのみに基づくＤＦＴブロックが少なくとも一つ生成される。例えば、トランスポートブロックサイズを１６とすると、１６×３＝４８ビットの符号ビットがあるが、以下の式（２）のように直列化する。

式（２）において、ｓ（ｍ）は組織ビット系列ＢＳ’のｍ番目のビットであり、ｃ_１（ｍ）は第１のパリティビット系列ＢＰ１’のｍ番目のビットであり、ｃ_２（ｍ）は第２のパリティビット系列ＢＰ２’のｍ番目のビットである。これを、レートマッチング部２２に入力し、レートマッチング部２２において符号ビットをサーキュラーバッファ１６から呼び出す。出力された符号ビットは、変調部３に入力される。図８は、バーチャルサーキュラーバッファの概念を示す概念図である。レートマッチング部２２は、符号ビットを３１のようなバーチャルな円形のバッファに保存するものとし、３２の位置を１番目の符号ビットを保存するバッファとし、図の矢印の方向に符号ビットを保存する。なお、実際の回路では最後まで符号ビットを呼び出したら、その続きの符号ビットとして最初の符号ビットをロードする手段を有するものとなる。なお、ここではバーチャルサーキュラーバッファとしたが、トランスポートブロックサイズ×３のビット数のバッファでも構わない。

次に、レートマッチング部２２に入力されたトランスポートブロックサイズから、ビットを呼び出す手段について説明する。上述したブロック番号ＢＮは、図２の例では３となっている。このことを考慮し、バーチャルサーキュラーバッファ１６から、送信可能な符号ビットをレートマッチング部２２から変調部３へロードする。ロードされる符号ビットの符号ビット数は、次式（３）で表される。

式（３）において、Ｎ_ｓｙｓは組織ビットから構成される変調シンボルを含むＤＦＴブロック数、Ｎ_ｐａｒはパリティビットのみから構成される変調シンボルのみを含むＤＦＴブロック数である。また、Ｎ_ｓｙｓ＋Ｎ_ｐａｒはサブフレームに含まれるＤＦＴブロック数を満たす。

図９は、ＤＦＴ部４の構成を示す概略ブロック図である。ＤＦＴ部４は、ＤＦＴ演算部５１と、ＤＦＴポイント算出部５２とを含んで構成される。入力された変調シンボルは、ＤＦＴポイント算出部５２から入力されたＤＦＴポイントに基づいて、ＤＦＴ演算部５１により離散フーリエ変換が行われる。ＤＦＴポイント算出部６２では、ＤＦＴを適用するブロックが、入力されたブロック番号ＢＮより小さい場合には、Ｎ_ＤＦＴ１ポイントをＤＦＴ演算部５１に入力し、入力されたブロック番号以上になれば、Ｎ_ＤＦＴ１＋Ｎ_ｃｌｉｐポイントをＤＦＴ演算部５１に入力する。

図１０は、基地局装置である第２の通信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。第２の通信装置２００は、受信アンテナ７０、無線部７１、ＣＰ除去部７２、参照信号分離部７３、ＦＦＴ部７４、周波数デマッピング部７５、キャンセル部７６、等化部７７、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform；逆離散フーリエ変換）部７８、復調部７９、復号部８０、レプリカ生成部８１、受信信号レプリカ生成部８２、伝搬路推定部８３、ゼロ挿入部８４、スケジューリング部８５、送信部８６、送信アンテナ８７を含んで構成される。

受信アンテナ７０から受信された受信信号は、無線部７１においてベースバンド信号にダウンコンバージョンされる。ベースバンド信号は、ＣＰ除去部７２によりＣＰが除去され、参照信号分離部７３により参照信号が分離される。分離された参照信号は、伝搬路推定部８３に入力される。一方、参照信号が分離された受信信号、つまりデータ信号は、ＦＦＴ部７４により周波数信号に変換され、周波数デマッピング部７５により伝送に使用したサブキャリアのみを抽出される。その後、周波数デマッピング部７５からキャンセル部７６に入力された受信信号は、受信信号レプリカ生成部８２より入力された受信信号レプリカがキャンセルされ、等化部７７において無線伝搬路による歪みを等化される。その後、ＩＤＦＴにより時間信号に変換され、復調部により符号ビットのＬＬＲ(Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ;対数尤度比)が算出される。

符号ビットのＬＬＲは、復号部８０によりターボ復号が行われることで誤り訂正される。復号部８０は、情報ビットのＬＬＲと符号ビットのＬＬＲを算出する。情報ビットのＬＬＲは復号ビットを得るために出力され、符号ビットのＬＬＲはレプリカ生成部８１によりＬＬＲからソフトレプリカに変換され、受信信号レプリカ生成部８２に入力される。

一方、伝搬路推定部８３では、入力された参照信号から、伝送に用いたサブキャリアの伝搬路特性を推定し、推定された伝搬路特性は、ゼロ挿入部８４により、周波数クリッピングを適用したＮ_ｃｌｉｐサブキャリア分だけ、伝搬路推定部８３で推定した伝搬路推定値にゼロを挿入し、周波数クリッピングを周波数軸の伝搬路利得とみなした等価的な伝搬路特性を生成する。このとき、ゼロ挿入部８４では、パリティビットのみから構成される変調方式のＤＦＴブロックのみに対して、Ｎ_ｃｌｉｐサブキャリアだけゼロを挿入することを特徴としている。

受信信号レプリカ生成部８２では、上述のように算出した等価的な伝搬路特性をレプリカに乗算することで受信信号レプリカを生成し、キャンセル部７６に入力する。以上の処理を任意の回数（例えば、所定の回数、復号ビットに誤りがなくなるまで）繰り返し、最後に、復号部８０から出力された情報ビットのＬＬＲを硬判定することで復号ビットを得る。

また、伝搬路推定部８３は、第１の通信装置１００の各々について、各サブキャリアの伝搬路特性を推定する。スケジューリング部８５は、この伝搬路特性の推定結果に基づき、各第１の通信装置１００に対して、上りリンクで用いるサブキャリアを割り当てるとともに、変調方式とトランスポートブロックサイズを決定する。そして、スケジューリング部８５は、これらを表すサブキャリア割当情報ＭＩ、変調方式情報Ｓ、トランスポートブロックサイズＴＢＳを制御情報として、送信部８６に出力する。送信部８６は、制御情報を、送信データＴＤと多重して、送信アンテナ８７から第１の通信装置１００に送信する。

なお、本実施形態では、クリッピング制御部５は、組織ビットに基づく変調シンボルを含むＤＦＴブロックに対して、クリッピングを行わず、パリティビットに基づく変調シンボルのみからなるＤＦＴブロックに対してクリッピングを行うように、クリッピング部６を制御した。しかし、組織ビットに基づく変調シンボルを含むＤＦＴブロックと、パリティビットに基づく変調シンボルのみからなるＤＦＴブロックとで、クリッピングするサブキャリア数を変更し、どちらのＤＦＴブロックについても、クリッピングを行うようにしてもよい。この場合、組織ビットに基づく変調シンボルを含むＤＦＴブロックのほうが、クリッピングするサブキャリア数が少ない方が好ましい。

また、本実施形態では、ビットローディング部２が出力する符号ビットの並び順は、組織ビットのみからなるビット列のあとに、パリティビットのみからなるビット列が連結されているが、逆の順にして、パリティビットのみからなるビット列のあとに組織ビットのみからなるビット列を連結されている順であってもよい。また、一部の符号ビットを削除してから並べてもよい。

このように、符号ビットの並び順を決定し、並び順に基づき、パリティビットのみからなるＤＦＴブロックのブロック番号を算出することで、簡易な処理で周波数クリッピングを適切に行うことができる。処理を簡易にすることができるので、これらの処理を専用ハードウェアにて実現するときは、ハードウェアのコストを下げることができる。また、これらの処理をコンピュータとプログラムとで実現するときは、プログラムが煩雑になるのを防ぐことができ、また、コンピュータに要求される性能を抑えることができるので、コストを下げることができる。

［第２の実施形態］
以下、この発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態では、パリティビットに基づく変調シンボルのみで構成されたＤＦＴブロックを一律にクリッピングすることで多くのパリティビットを送信している。一方、本実施形態における移動通信システムでは、パリティビットの信頼性を一様にせず、高い信頼性のパリティビットと低い信頼性のパリティビットを混在させる。

図１１は、本実施形態におけるサブフレームの構成の一例を示す図である。同図は、図２と同様に５つのＤＦＴブロックからなるサブフレーム９３の構成例である。図２と同様に、符号９１を付したＤＦＴブロック、すなわちサブフレーム９３の最初の２つのＤＦＴブロック９１についてはクリッピングを適用しない。しかし、そのあとの符号９２を付した３つのＤＦＴブロック９２−１、９２−２、９２−３については、これらに対して交互にクリッピングする。例えば、ＤＦＴブロック９２−１に対してＮ_ｃｌｉｐサブキャリアをクリッピングする場合、ＤＦＴブロック９２−２にはクリッピングを適用せず、ＤＦＴブロック９２−３にはＤＦＴブロック９２−１と同じくクリッピングを適用する。

本実施形態において、図１１における符号９１を付した２つのＤＦＴブロックと、ＤＦＴブロック９２−２と対しては図４の方法を採用する。そして、ＤＦＴブロック９２−１、９２−３に対しては図５の方法を採用する。なお、第１の実施形態においては、図２における符号４１のＤＦＴブロックに対して図４の方法を採用し、符号４２のＤＦＴブロックに対して図５の方法を採用している。本実施形態を適用することにより、パリティビットの信頼性に偏りを持たせることができ、誤り訂正能力が高まり、伝送特性が向上する。

本実施形態における移動通信システムは、図１に示す移動通信システム３００と同様の構成であるが、第１の通信装置１００がビットローディング部２に変えて、ビットローディング部２ａを有する点のみ異なる。

図１２は、ビットローディング部２ａの構成を示す概略ブロック図である。同図において、図６の各部に対応する部分については、同じ符号（１、１５−１、１５−２、１５−３、１６）を付し、説明を省略する。ビットローディング部２ａは、サブブロックインターリーブ部１５−１、１５−２、１５−３、バーチャルサーキュラーバッファ１６、クリッピングブロック番号算出部１７ａを含んで構成される。クリッピングブロック番号算出部１７ａは、クリッピングを施すＤＦＴブロックのブロック番号ＢＮを算出する。例えば、図１１の場合、クリッピングを施すＤＦＴブロックは３番目と５番目であるため、３と５というブロック番号を出力し、バーチャルサーキュラーバッファ１６およびクリッピング制御部５、ＤＦＴ部４に出力する。他の処理は、このブロック番号によりクリッピングするか否かの制御が行われ、信号を送信する。

なお、このブロック番号算出部１７ａは、本実施形態のように交互にクリッピングすると予めシステムで決められたものを使用してもよく、パリティビットから構成される変調シンボルに対して周波数クリッピングにおけるクリッピングするサブキャリア数が全てのＤＦＴブロックで同一でなければよい。

これまで述べた方式は、組織ビットに基づく変調シンボルを含むＤＦＴブロックにクリッピングを適用せず、パリティビットに基づく変調シンボルのみのＤＦＴブロックにクリッピングを適用することを記載した。しかし、組織ビットとパリティビットの重要性からクリッピングするサブキャリア数を、組織ビットから構成される変調シンボルを含むＤＦＴブロックにクリッピングを適用せず、パリティビットの身から構成される変調シンボルのみのＤＦＴブロックで変える方法を用いてもよく、このような方法でもよい。

また、上述の各実施形態において、Ｎ_ｃｌｉｐは、クリッピング制御部５が算出するとして説明したが、第２の通信装置２００のスケジューリング部８５が算出して、トランスポートブロックサイズＴＢＳなどと同様に送信したものを、第１の通信装置１００が受信し、用いるようにしてもよい。Ｎ_ｃｌｉｐではなく、クリッピング率を第２の通信装置２００のスケジューリング部８５が算出して、トランスポートブロックサイズＴＢＳなどと同様に送信したものを、第１の通信装置１００が受信し、用いるようにしてもよい。あるいは、クリッピング制御部５が、トランスポートブロックサイズＴＢＳと、変調方式情報Ｓと、ターボ符号化部１の符号化率とに基づき、該トランスポートブロックを送信するための変調シンボル数を算出し、サブキャリア割当情報ＭＩにて指定されたサブキャリア数で、該変調シンボル数を送信可能なようにＮ_ｃｌｉｐを決定するようにしてもよい。

また、上述の各実施形態において、クリッピング制御部５が選択したＮ_ｃｌｉｐを用いたときに、サブキャリア割当情報ＭＩで指定されたサブキャリア数では、全てのＤＦＴブロックを配置できないときは、配置しきれないＤＦＴブロックを送信しないようにしてもよい。この場合、一部の符号ビットが送信されないので、ターボ符号部１の符号化率が固定であっても、第１の通信装置１００全体として、任意の符号化率で送信することができるようになる。このとき、ビットローディング部２は、符号ビットの並び順を、パリティビットが後ろになるように決定しているので、送信されない符号ビットはパリティビットのみとなる。

また、上述の各実施形態において、ターボ符号部１の符号化率が１／３で固定の場合を説明した。しかし、以下のようにしてもよい。まず、第２の通信装置２００のスケジューリング部８５が符号化率を決定し、トランスポートブロックサイズＴＢＳなどと同様に送信する。第１の通信装置１００の受信部１４は、これを受信し、ターボ符号化部１は、受信した符号化率となるように、符号ビットに対して、パンクチャリングを行う。
また、上述の各実施形態において、ＤＦＴ部４が、各ＤＦＴブロックの周波数信号を算出するのに必要な変調シンボル数を算出しているが、ビットローディング部２が、各ＤＦＴブロックの周波数信号を算出するのに必要な符号ビットのビット数を算出し、該ビット数の符号ビット列を出力するようにし、ＤＦＴ部４は、該符号ビット列に基づく変調シンボル群から、一つのＤＦＴブロックを構成する周波数信号を算出するようにしてもよい。

上述の各実施形態における第１の通信装置１００および第２の通信装置２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各装置の機能を実現してもよい。上述の各実施形態における第１の通信装置１００および第２の通信装置２００の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。

また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

本発明は、携帯電話装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。

１…ターボ符号
２、２ａ…ビットローディング
３…変調部
４…ＤＦＴ部
５…クリッピング制御部
６…クリッピング部
７…周波数マッピング部
８…ＩＦＦＴ部
９…参照信号多重部
１０…ＣＰ挿入部
１１…無線部
１２…送信アンテナ
１３…受信アンテナ
１４…受信部
１５−１、１５−２、１５−３…サブブロックインターリーブ部
１６…バーチャルサーキュラーバッファ
１７…ブロック番号算出部
１７ａ…クリッピングブロック番号算出部
２１…符号ビット収集部
２２…レートマッチング部
５１…ＤＦＴ演算部
５２…ＤＦＴポイント算出部
７０…受信アンテナ
７１…無線部
７２…ＣＰ除去部
７３…参照信号分離部
７４…ＦＦＴ部
７５…周波数マッピング部
７６…キャンセル部
７７…等化部
７８…ＩＤＦＴ部
７９…復調部
８０…復号部
８１…レプリカ生成部
８２…受信信号レプリカ生成部
８３…伝搬路推定部
８４…ゼロ挿入部
８５…スケジューリング部
８６…送信部
８７…送信アンテナ
１００…第１の通信装置
２００…第２の通信装置
３００…移動通信システム

Claims (8)

1. 情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する符号部と、
   前記パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、前記符号ビットの並び順を決定するビットローディング部と、
   前記並び順が決定された符号ビットを分割したビット列であって、前記並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づく周波数信号を生成する周波数信号生成部と、
   前記周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する送信部と
   を具備し、
   各々の前記周波数信号ブロックは、各々一つの前記ビット列に基づく周波数信号により構成されること
   を特徴とする通信装置。
2. 前記ビットローディング部が決定する並び順は、前記パリティビットのみからなる一つビット列と、前記組織ビットのみからなる一つのビット列とを連結したビット列の並び順であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記誤り訂正符号化は、ターボ符号であることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
4. 前記ビット列のうち、前記パリティビットのみからなるビット列のビット数は、その他の前記ビット列のビット数よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
5. 前記周波数信号ブロックを構成する周波数信号のうち、一部を削除するクリッピング部と、
   前記周波数信号ブロックを構成する周波数信号が、パリティビットのみに基づくか否かに応じて、前記クリッピング部が削除するサブキャリア数を決定するクリッピング制御部と
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
6. 前記周波数信号ブロックを構成する周波数信号のうち、一部を削除するクリッピング部と、
   前記ビット列が前記パリティビットのみからなるか否かに応じて、該ビット列に基づく前記周波数信号ブロックから、前記クリッピング部が削除する周波数信号の数を、決定するクリッピング制御部と
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
7. 情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する第１の過程と、
   前記パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、前記符号ビットの並び順を決定する第２の過程と、
   複数の前記符号ビットを分割したビット列であって、前記並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づき、周波数信号を生成する第３の過程と、
   前記周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する第４の過程と
   を有し、
   各々の前記周波数信号ブロックは、各々一つの前記ビット列に基づく周波数信号により構成されること
   を特徴とする通信方法。
8. コンピュータを、
   情報ビットを誤り訂正符号化して、組織ビットとパリティビットとを含む符号ビットを生成する符号部、
   前記パリティビットのみに基づく周波数信号ブロックが少なくとも一つ生成されるように、前記符号ビットの並び順を決定するビットローディング部、
   複数の前記符号ビットを分割したビット列であって、前記並び順で連続する複数の符号ビットからなるビット列に基づき、周波数信号を生成する周波数信号生成部、
   前記周波数信号をサブキャリアに配置した信号を送信する送信部
   として機能させるためのプログラムであって、
   一つの前記周波数信号ブロックは、一つの前記ビット列に基づく周波数信号により構成される
   プログラム。

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