JP2009225343A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】劣悪なチャネル環境下でも無線通信のスループットを維持する。
【解決手段】無線通信装置１の分割手段１ａは、無線信号のフレームフォーマットのデータ領域３で送信されるデータを複数のセグメントに分割する。符号化手段１ｂは、分割手段１ａによってセグメント化されたデータ３ａ，３ｂ，…，３ｎをセグメント単位で符号化する。無線通信装置２の受信手段２ａは、データ領域３のデータが複数のセグメントに分割されたフレームフォーマットの無線信号を受信する。復号化手段２ｂは、受信手段２ａによって受信された無線信号のデータ３ａ，３ｂ，…，３ｎをセグメント単位で復号化する。
【選択図】図１

Description

本発明は無線通信装置に関し、特に無線信号を送信する無線通信装置および無線信号を受信する無線通信装置に関する。

無線通信では、複数のブロックからなる送信フレームフォーマットを用いる形態が一般的である。例えば、送信フレームフォーマットの１フレームには、ＲＳ（Reference Signal）、制御情報、制御情報のＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）、データ、およびデータのＣＲＣが含まれる。

無線通信では、チャネル推定精度の向上が課題である。現在の３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＲＳがとびとびに配置される。このため、ＲＳで挟まれた制御情報およびデータのチャネル推定は、ＲＳの平均や線形補完等の処理を行って、精度を上げている。しかし、このような方法を用いても、チャネル変動が速い場合には、追従性が低下し、チャネル推定精度の劣化は免れない。

そこで、正しく復号された制御情報やデータの一部をＲＳと同等とみなし、順次送信されてくるデータを復号する受信信号の伝搬路特性の推定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、あるフレームにおいて、制御情報が正しく復号されたとする。この場合、制御情報は既知の情報となるため、その制御情報をＲＳと同等に見なすことが可能である。よって、次に送られてくるフレームのＲＳと、既知となった制御情報とを用いて、ＲＳの幅を擬似的に広くし、次に送られてくるデータのチャネル推定の劣化を抑制する。
特開２００３−１１５７８３号公報

しかし、従来のチャネル推定方法では、前の制御情報等の復号に誤りがあると、その制御情報等を擬似的にＲＳとして用いることができない。そのため、劣悪なチャネル環境下では、機能しない場合もあり、スループットが低下する恐れがあるという問題点があった。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、劣悪なチャネル環境下でもスループットを維持することができる無線通信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、無線信号を送信する無線通信装置が提供される。この無線通信装置は、前記無線信号のフレームフォーマットのデータ領域で送信されるデータを複数のセグメントに分割する分割手段と、前記分割手段によってセグメント化された前記データをセグメント単位で符号化する符号化手段と、を有する。

上記無線通信装置によれば、セグメント単位でデータを符号化する。
また、上記課題を解決するために、無線信号を受信する無線通信装置が提供される。この無線通信装置は、データ領域のデータが複数のセグメントに分割されたフレームフォーマットの前記無線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前記無線信号の前記データをセグメント単位で復号化する復号化手段と、を有する。

上記無線通信装置によれば、セグメント単位でデータを復号化する。

開示の装置では、劣悪なチャネル環境下でもスループットを維持することができる。

図１は、無線通信装置の概要を説明する図である。図１に示す無線通信装置１は、データを送信する側の無線通信装置である。無線通信装置２は、データを受信する側の無線通信装置である。図１には、無線通信装置１から無線通信装置２に送信される無線信号のフレームフォーマットが示してある。

無線通信装置１は、分割手段１ａおよび符号化手段１ｂを有している。無線通信装置２は、受信手段２ａおよび復号化手段２ｂを有している。
無線通信装置１の分割手段１ａは、無線信号のフレームフォーマットのデータ領域３で送信されるデータを複数のセグメントに分割する。

符号化手段１ｂは、分割手段１ａによってセグメント化されたデータ３ａ，３ｂ，…，３ｎをセグメント単位で符号化する。
無線通信装置２の受信手段２ａは、データ領域３のデータが複数のセグメントに分割されたフレームフォーマットの無線信号を受信する。

復号化手段２ｂは、受信手段２ａによって受信された無線信号のデータ３ａ，３ｂ，…，３ｎをセグメント単位で復号化する。
以上のように送信側で送信データをセグメント化して符号化すると、例えば、セグメントごとにデータ３ａ，３ｂ，…，３ｎの送信レートを可変とすることができるようになる。具体的には、ＲＳに近いセグメントのデータ３ａの送信レートを高く、ＲＳに遠いセグメントのデータ３ｎの送信レートを低く設定することが可能となる。

これにより、受信側では、ＲＳから離れた位置にあるセグメントのデータ３ｎでも、送信レートが低いため、チャネル環境が悪い状況でも適切に復号することが可能となる。
このように、データをセグメント化して符号化することにより、劣悪なチャネル環境下でもスループットを維持することができる。

次に、第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示した図である。図２には、無線基地局１１および端末１２が示してある。端末１２は、例えば、携帯電話である。無線基地局１１および端末１２は、例えば、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）などの様々な通信方式を適用することができる。

図３は、フレームフォーマットの例を示した図である。無線基地局１１および端末１２は、図３に示すフレームフォーマットによって、データの送受信を行う。
図３に示すように、１フレームには、ＲＳ２１、制御情報２２、制御情報２２のＣＲＣ２３が割り当てられる。データが割り当てられるデータ領域においては、１フレームは、複数のセグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎに分割され、セグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎ単位で符号化されたデータおよびそのＣＲＣが割り当てられる。セグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎに割り当てられたデータは、セグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎ単位で復号される。

無線基地局１１は、セグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎで送信するデータの送信レート（変調方式、符号化率）を、ＲＳ２１からの距離に応じて決定する。
図４は、セグメント間で送信レートを可変としたフレームフォーマットの例を示した図である。図４に示すように、ＲＳ２１に近いセグメント２４ａでは、データの送信レートを高くする。逆に、ＲＳ２１から遠いセグメント２４ｎでは、データの送信レートを低くする。

ＲＳ２１に近い位置にあるセグメント２４ａでは、ＲＳ２１を用いて求めたチャネル推定値と、セグメント２４ａでの実際のチャネル推定値との差は小さい。従って、セグメント２４ａのデータの復号精度は高くなるため、送信レートの高い（冗長度の低い）データでも正確に復号することが可能である。

一方、ＲＳ２１から遠い位置にあるセグメント２４ｎでは、ＲＳ２１を用いて求めたチャネル推定値と、セグメント２４ｎでの実際のチャネル推定値との差は大きくなる。従って、セグメント２４ｎのデータの復号精度は低くなるため、送信レートの低い（冗長度の高い）データで送受信し、正確に復号できるようにする。

図４の例の場合、ＲＳ２１に一番近い位置のセグメント２４ａの変調方式は、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）であり、符号化率は、０．６となっている。ＲＳ２１に一番遠い位置のセグメント２４ｎの変調方式は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）であり、符号化率は、０．５となっている。

このように、ＲＳ２１からの距離に応じて、セグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎの送信レートを可変とすることにより、劣悪なチャネル環境下でもスループットを維持することが可能となる。

なお、図４では、変調多値数と符号化率をともに可変としているが、一方を固定にし、他方のみを可変としてもよい。また、図４では、ＣＲＣの図示を省略している。
図５は、無線基地局の構成を示すブロック図である。図５に示すように、無線基地局１１は、データ生成部３１、制御情報生成部３２、ＲＳ生成部３３、受信部３４、上り送信フレーム復調・復号部３５、スケジューラ３６、データ構成部３７、変調部３８，４０、制御情報構成部３９、多重部４１、および送信部４２を有している。

データ生成部３１は、端末１２に送信するデータを生成する。制御情報生成部３２は、端末１２に送信する制御情報を生成する。ＲＳ生成部３３は、端末１２に送信するＲＳを生成する。

受信部３４は、アンテナＲｘを介して、端末１２から無線送信される無線信号を受信する。
上り送信フレーム復調・復号部３５には、スケジューラ３６からＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）が入力される。ＭＣＳは、端末１２の送信する上り方向の無線信号の変調方式および符号化率を含む情報である。上り送信フレーム復調・復号部３５は、スケジューラ３６から通知されるＭＣＳに基づいて、受信部３４により受信された上り方向の無線信号を復調および復号する。

端末１２から受信したデータには、制御情報が含まれている。制御情報には、例えば、データの再送要求を示すＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）情報などが含まれている。上り送信フレーム復調・復号部３５は、復調したこの制御情報をスケジューラ３６に出力する。

スケジューラ３６は、下り方向および上り方向のデータのスケジューリングを行う。スケジューラ３６は、上り方向のデータのスケジューリングを行うとき、端末１２の変調方式および符号化率（ＭＣＳ：Modulation and coding scheme）も決定し、上り送信フレーム復調・復号部３５に通知する。また、スケジューラ３６は、上り方向の変調方式および符号化率を端末１２に通知するため、これらを制御情報として制御情報構成部３９に出力する。

スケジューラ３６は、端末１２に送信する下り方向のデータのレート指示情報を決定する。レート指示情報は、セグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎの送信レートを示した情報であり、例えば、セグメント２４ａは、１６ＱＡＭ、符号化率０．６の送信レート、セグメント２４ｂは、１６ＱＡＭ、符号化率０．５の送信レートといった情報である。

図６は、レート指示情報のデータ構成例を示した図である。図６に示すように、レート指示情報は、セグメント番号の欄およびＭＣＳの欄を有している。
セグメント番号は、例えば、図４に示したセグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎに対応する。セグメント番号は、その番号が小さいほど、対応するセグメントがＲＳ２１に近く、番号が大きいほど、対応するセグメントがＲＳ２１から離れている。よって、セグメント番号が小さいほど、送信レートが高く、セグメント番号が大きいほど送信レートが低くなっている。

図６に示すレート指示情報は、記憶装置（記憶部）に記憶されており、スケジューラ３６は、記憶装置からレート指示情報を取得する。レート指示情報は、複数パターン存在し、記憶装置に複数記憶されている。

図５の説明に戻る。スケジューラ３６は、上り送信フレーム復調・復号部３５から出力される制御情報のＣＱＩ情報に基づいて記憶装置を参照し、複数のレート指示情報の中から所定のレート指示情報を取得する。すなわち、スケジューラ３６は、フェージング変動などの無線品質に応じて、レート指示情報を決定する。スケジューラ３６は、決定したレート指示情報をデータ構成部３７および変調部３８に出力する。また、スケジューラ３６は、決定したレート指示情報を端末１２に通知するため、制御情報として制御情報構成部３９に通知する。

スケジューラ３６は、上り送信フレーム復調・復号部３５から出力される制御情報のＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を、データ生成部３１、制御情報生成部３２、およびＲＳ生成部３３に出力する。データ生成部３１、制御情報生成部３２、およびＲＳ生成部３３は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に応じて、再送データを生成する。

スケジューラ３６は、上り方向のデータを適切に受信できなかった場合、端末１２に再送要求を行うため、その旨の制御情報を制御情報構成部３９に出力する。
データ構成部３７には、スケジューラ３６からレート指示情報が入力される。データ構成部３７は、レート指示情報に含まれるセグメント番号と符号化率とに基づき、データ生成部３１から出力されるデータをセグメントに分離し、符号化する。符号化には、例えば、リードソロモン符号やターボ符号などがある。

変調部３８には、スケジューラ３６からレート指示情報が入力される。変調部３８は、レート指示情報に含まれるセグメント番号と符号化率とに基づき、データ構成部３７から出力されるデータをセグメントごとに変調する。

制御情報構成部３９は、制御情報生成部３２から出力される制御情報と、スケジューラ３６から出力される制御情報とを符号化する。変調部４０は、制御情報構成部３９から出力される制御情報を変調する。なお、制御情報の符号化率および変調方式は、一般的には固定であるが、例えば、ＲＮＣ（Radio Network Control）など、無線基地局１１の上位装置からの指示によって変わることもある。

多重部４１は、変調部３８から出力されるデータと、変調部４０から出力される制御情報と、ＲＳ生成部３３から出力されるＲＳとを多重し、送信部４２に出力する。多重部４１からは、図４に示したようなフレームフォーマットが出力されることになる。

送信部４２は、多重部４１から出力されるデータを無線信号に変換し、アンテナＴｘを介して、端末１２に無線送信する。
図７は、端末の構成を示すブロック図である。図７に示すように、端末１２は、受信部５１、分離部５２、チャネル推定部５３、復調部５４，５６、制御情報復号部５５、データ復号部５７、誤り検出部５８、上り制御情報生成部５９、上り送信フレーム構成部６０、および送信部６１を有している。

受信部５１は、アンテナＲｘを介して、無線基地局１１から無線送信される無線信号を受信する。
分離部５２は、受信部５１によって受信された無線信号をＲＳ、制御情報、およびデータに分離する。

チャネル推定部５３は、分離部５２によって分離されたＲＳに基づき、チャネル推定値を算出する。
復調部５４は、チャネル推定部５３によって算出されたチャネル推定値に基づいて、制御情報を復調する。制御情報復号部５５は、復調された制御情報を復号する。

復調部５６は、チャネル推定部５３により算出されたチャネル推定値と、制御情報復号部５５により復号された制御情報に基づいて、分離部５２により分離されたデータを復調する。制御情報には、レート指示情報が含まれており、復調部５６は、レート指示情報に従って、セグメント化されたデータの復調を行う。すなわち、復調部５６は、レート指示情報に基づいて、セグメント単位でデータを復調する。

データ復号部５７は、制御情報に含まれるレート指示情報に基づいて、セグメント化されたデータを復号する。すなわち、データ復号部５７は、レート指示情報に基づいて、セグメント単位でデータを復号する。

誤り検出部５８は、復号されたデータのＣＲＣに基づき、データの誤り検出を行う。
上り制御情報生成部５９は、制御情報復号部５５によって復号された制御情報に基づき、上り方向の制御情報を生成する。

上り送信フレーム構成部６０は、無線基地局１１に送信するフレームを生成する。上り送信フレーム構成部６０には、ＲＳ、制御情報、およびデータが入力され、上り方向の送信フレームが生成される。

送信部６１は、上り送信フレーム構成部６０から出力されるデータを無線信号に変換し、アンテナＴｘを介して、端末１２に無線送信する。
図５、図７では、無線基地局１１のみがデータをセグメント化して送信するように説明したが、端末１２もデータをセグメント化して送信することができる。この場合、無線基地局１１のスケジューラ３６は、端末１２のレート指示情報も決定する。端末１２のレート指示情報は、図６の説明と同様に、記憶装置に記憶されており、スケジューラ３６は、記憶装置を参照して、端末１２のレート指示情報を決定する。無線基地局１１は、決定した端末１２のレート指示情報を制御情報に含めて、端末１２に送信する。端末１２は、受信したレート指示情報に基づいて、データをセグメント化し、図４に示したフレームフォーマットのデータを生成して無線基地局１１に無線送信する。具体的には、図７の上り送信フレーム構成部６０は、図５のデータ構成部３７および変調部３８と同様のデータ構成部および変調部を有する。このデータ構成部および変調部は、制御情報復号部５５によって復号された制御情報に含まれるレート指示情報に基づいてデータをセグメント化し、復号および変調を行う。

このように、無線基地局１１および端末１２は、データをセグメント化し、セグメント化したデータごとに送信レートを可変とする。これにより、劣悪なチャネル環境下でもスループットを維持することができる。

次に第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、データをセグメント化し、セグメント化したデータの送信レートを可変とした。第２の実施の形態では、セグメント化したデータの送信電力を可変とする。

図８は、第２の実施の形態に係るフレームフォーマットの例を示した図である。図８に示すように、１フレームには、ＲＳ７１、制御情報７２、制御情報７２のＣＲＣ７３が割り当てられる。データが割り当てられるデータ領域においては、１フレームは、複数のセグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎに分割され、セグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎ単位で符号化されたデータおよびそのＣＲＣが割り当てられる。セグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎに割り当てられたデータは、セグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎ単位で復号される。

ＲＳ７１から近い位置にあるセグメント７４ａでは、ＲＳ７１を用いて求めたチャネル推定値と、セグメント７４ａでの実際のチャネル推定値との差は小さい。従って、セグメント７４ａのデータの復号精度は高くなるため、送信電力の小さいデータでも正確に復号することが可能である。

一方、ＲＳ７１から遠い位置にあるセグメント７４ｎでは、ＲＳ７１を用いて求めたチャネル推定値と、セグメント７４ｎでの実際のチャネル推定値との差は大きくなる。従って、セグメント７４ａのデータの復号精度は低くなるため、送信電力の大きいデータで送信し、正確に復号できるようにする。

このように、ＲＳ７１からの距離に応じて、セグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎの送信電力を可変とすることにより、劣悪なチャネル環境下でも、スループットを維持することが可能となる。

図９は、無線基地局の構成を示すブロック図である。図９において、図５と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
スケジューラ８１は、端末１２に送信するデータのパワー指示情報を決定する。パワー指示情報は、セグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎの送信電力を示した情報であり、例えば、セグメント７４ａは、９ｄＢ、セグメント７４ｂは、１０ｄＢといった送信電力の情報である。

図１０は、パワー指示情報のデータ構成例を示した図である。図１０に示すように、パワー指示情報は、セグメント番号の欄および送信電力の欄を有している。
セグメント番号は、例えば、図８に示したセグメント７４ａ，７４ｂ，…，７４ｎに対応する。セグメント番号は、その番号が小さいほど、対応するセグメントがＲＳ２１から近く、番号が大きいほど、対応するセグメントがＲＳ２１から離れている。よって、セグメント番号が小さいほど、送信電力が小さく、セグメント番号が大きいほど送信電力が大きくなっている。

図１０に示すパワー指示情報は、記憶装置に記憶されており、スケジューラ８１は、記憶装置からパワー指示情報を取得する。パワー指示情報は、複数パターン存在し、記憶装置（記憶部）に複数記憶されている。

図９の説明に戻る。スケジューラ８１は、上り送信フレーム復調・復号部３５から出力される制御情報のＣＱＩ情報に基づいて記憶装置を参照し、パワー指示情報を取得する。すなわち、スケジューラ８１は、フェージング変動などの無線品質に応じて、所定のパワー指示情報を決定する。スケジューラ８１は、決定したパワー指示情報を送信部８２に出力する。

データ構成部３７には、スケジューラ８１からパワー指示情報が入力される。データ構成部３７は、パワー指示情報に含まれるセグメント番号に基づいてデータをセグメント化し符号化する。

送信部８２には、スケジューラ８１からパワー指示情報が入力される。送信部８２は、パワー指示情報に含まれるセグメント番号と送信電力とに基づき、多重部４１から出力される各セグメントのデータの電力を可変とする。

なお、図９のその他の処理は、図５と同様である。また、端末１２に送信する下り方向の制御情報には、パワー指示情報は含まれない。端末１２は、パワー指示情報がなくても復号および復調できるからである。また、端末１２のブロック構成は、図７と同様となる。

上記では、無線基地局１１のみがデータをセグメント化して送信するように説明したが、端末１２もデータをセグメント化して送信することができる。この場合、無線基地局１１のスケジューラ８１は、端末１２のパワー指示情報も決定する。端末１２のパワー指示情報は、図１０の説明と同様に、記憶装置に記憶されており、スケジューラ８１は、記憶装置を参照して、端末１２のパワー指示情報を決定する。無線基地局１１は、決定した端末１２のパワー指示情報を制御情報に含めて、端末１２に送信する。端末１２は、受信したパワー指示情報に基づいて、データをセグメント化し、図８に示したフレームフォーマットのデータを生成して無線基地局１１に無線送信する。具体的には、図７の上り送信フレーム構成部６０は、図９のデータ構成部３７と同じ機能を有し、制御情報復号部５５によって復号された制御情報に含まれるパワー指示情報に基づいてデータをセグメント化し、符号化する。送信部６１は、図９の送信部８２と同様の機能を有し、制御情報復号部５５によって復号された制御情報に含まれるパワー指示情報に基づいて、セグメント化されたデータの送信電力を可変とする。

このように、無線基地局１１および端末１２は、データをセグメント化し、セグメント化したデータごとに送信電力を可変とする。これにより、劣悪なチャネル環境下でもスループットを維持することができる。

次に第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、セグメント化したデータの送信レートを小さくなるように可変とした。第３の実施の形態では、セグメント化したデータの送信レートを大きくなるように可変とする。まず、疑似ＲＳについて説明する。

図１１は、疑似ＲＳを説明する図である。図１１には、フレーム９１，９２が示してある。フレーム９１の後にフレーム９２が続くものとする。
無線基地局１１または端末１２は、相手装置からフレーム９２を受信したとき、すでにフレーム９１のデータは既知となっている。従って、無線基地局１１または端末１２は、フレーム９１の制御情報およびデータの一部または全部を、擬似的にフレーム９２のＲＳとして用いることが可能である。

例えば、無線基地局１１または端末１２は、フレーム９２のチャネル推定を行う場合、フレーム９２のＲＳのみならず、既知となってフレーム９１の制御情報とデータとを、疑似ＲＳとして用いる。

このように、先に受信したフレームの既知のデータ等を疑似ＲＳとして用いることにより、ＲＳの幅を擬似的に長くして、チャネル推定の劣化を抑制する。
一方、疑似ＲＳでは、制御情報またはデータの復号に誤りがあると、その制御情報およびデータを疑似ＲＳとして用いることができない。この場合、疑似ＲＳの幅が短くなり、チャネル推定が劣化する。

そこで、ＲＳに近いほど、送信レートを低くし、データの復号による誤りを低減するようにして、疑似ＲＳの幅を長くなるようにする。
図１２は、第３の実施の形態に係るフレームフォーマットの例を示した図である。図１２に示すように、１フレームには、ＲＳ１０１、制御情報１０２、制御情報１０２のＣＲＣ１０３が割り当てられる。データが割り当てられるデータ領域においては、１フレームは、複数のセグメント１０４ａ，１０４ｂ，…，１０４ｎに分割され、セグメント１０４ａ，１０４ｂ，…，１０４ｎ単位で符号化されたデータおよびそのＣＲＣ（図示を省略）が割り当てられる。セグメント１０４ａ，１０４ｂ，…，１０４ｎに割り当てられたデータは、セグメント１０４ａ，１０４ｂ，…，１０４ｎ単位で復号される。

ＲＳ１０１から近い位置にあるセグメント１０４ａでは、誤りなく確実に復号されるよう、送信レートを低く設定する。そして、ＲＳ１０１から遠くなるにつれて、送信レートを高く設定する。

図１２の例の場合、ＲＳ１０１に一番近いセグメント１０４ａの変調方式は、ＱＰＳＫであり、符号化率は、０．５となっている。ＲＳ１０１に一番遠いセグメント１０４ｎの変調方式は、１６ＱＡＭであり、符号化率は、０．６となっている。

このように、ＲＳ１０１に近いセグメントの送信レートを低くすることにより、ＲＳ１０１に近いセグメントのデータは、確実に復号されることになる。これにより、チャネル環境の悪い環境下でも、疑似ＲＳの幅を確実に伸ばすことができ、チャネル推定の劣化を抑制し、スループットを維持することができる。

図１３は、図１２を時間−周波数軸で示した図である。図１３の横軸は時間、縦軸は周波数を示す。図１３に示すように、ＲＳに近いセグメントのデータは、送信レートを低くする。ＲＳから遠い位置（図１３の送信レートの高いデータの中央部分）のセグメントのデータは、送信レートを高くする。図１３に示すＲＳの領域は、近くのデータの復号に誤りがなければ、疑似ＲＳにより、その範囲が図の送信レートの高いデータの中央部分へと広がる。これにより、図１３に示す送信レートの高いデータ部分のチャネル推定の劣化を抑制することができる。

無線基地局１１のブロック構成は、図５と同様である。ただし、レート指示情報の内容が異なる。
図１４は、レート指示情報のデータ構成例を示した図である。図１４に示すように、レート指示情報は、セグメント番号の欄およびＭＣＳの欄を有している。

セグメント番号は、例えば、図１２に示したセグメント１０４ａ，１０４ｂ，…，１０４ｎに対応する。セグメント番号は、その番号が小さいほど、対応するセグメントがＲＳ１０１から近く、番号が大きいほど、対応するセグメントがＲＳ１０１から離れている。よって、セグメント番号が小さいほど、送信レートが小さく、セグメント番号が大きいほど送信レートが大きくなっている。

図１４に示すレート指示情報は、記憶装置に記憶されており、スケジューラ３６は、記憶装置からレート指示情報を取得する。レート指示情報は、複数パターン存在し、記憶装置に複数記憶されている。

図１５は、端末の構成を示すブロック図である。図１５において、図７と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１５に示すように端末１２は、疑似チャネル推定部１１１およびチャネル推定値合成部１１２を有している。疑似チャネル推定部１１１は、復号された制御情報およびデータを疑似ＲＳとし、疑似チャネル推定値を算出する。

チャネル推定値合成部１１２は、チャネル推定部５３によって算出されたチャネル推定値と、疑似チャネル推定部１１１によって算出された疑似チャネル推定値とを合成し、チャネル推定値を算出する。

チャネル推定部５３は、現受信フレームのＲＳに基づいてチャネル推定値を算出し、疑似チャネル推定部１１１は、前フレームの既知となった制御情報およびデータに基づいて疑似チャネル推定値を算出する。例えば、チャネル推定部５３は、図１１で示したフレーム９２のＲＳを用いてチャネル推定値を算出し、疑似チャネル推定部１１１は、フレーム９１の制御情報およびデータを用いて疑似チャネル推定値を算出する。

図１６は、端末の疑似ＲＳ処理を示したフローチャートである。端末１２は、以下のステップに従って、チャネル推定値を算出する。
ステップＳ１において、端末１２は、制御情報を復号する。

ステップＳ２において、端末１２は、制御情報の復号が誤りなく行われたか否か判断する。復号が誤りなく行われた場合、ステップＳ３へ進む。復号に誤りがあった場合、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ３において、端末１２は、フレームの制御情報をＲＳとみなし、疑似チャネル推定値を更新する。
ステップＳ４において、端末１２は、フレームのｎ番目（ｎ：１〜Ｎの正の整数、Ｎ：セグメント数）のデータを復号する。

ステップＳ５において、端末１２は、ｎ番目のデータブロックの復号が誤りなく行われたか否か判断する。復号が誤りなく行われた場合、ステップＳ６へ進む。復号に誤りがあった場合、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ６において、端末１２は、ｎとＮの値を比較する。ｎの値がＮより小さければ、ステップＳ７へ進む。ｎの値がＮ以上であれば、ステップＳ９へ進む。
ステップＳ７において、端末１２は、ｎ番目のデータブロックの情報もＲＳとみなし、疑似チャネル推定値を更新する。なお、疑似チャネル推定値は、図１５のチャネル推定値合成部１１２によって、チャネル推定部５３で算出されたチャネル推定値と合成される。

ステップＳ８において、端末１２は、ｎの値に１を加算し、ステップＳ４へ進む。
ステップＳ９において、端末１２は、送信側（無線基地局１１）にＡＣＫを返す。
ステップＳ１０において、端末１２は、送信側にＮＡＣＫを返して、データの再送要求を行う。

ステップＳ１１において、端末１２は、送信側にＮＡＣＫを返して、データの再送要求を行う。
このように、ＲＳに近いセグメントの送信レートを低くし、ＲＳに近いセグメントのデータを確実に復号することにより、疑似ＲＳの幅を確実に伸ばすことができ、チャネル推定の劣化を抑制して、スループットを維持することができる。

なお、無線基地局１１も疑似ＲＳを有することもできる。この場合、図５に示した上り送信フレーム復調・復号部３５は、図１５のチャネル推定部５３、疑似チャネル推定部１１１、およびチャネル推定値合成部１１２を有する。上り送信フレーム復調・復号部３５は、受信した制御情報およびデータから疑似チャネル推定値を算出し、データを復調および復号する。

次に第４の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、セグメント化したデータの送信レートを大きくなるように可変とした。第４の実施の形態では、セグメント化したデータの送信電力を小さくなるように可変とする。

図１７は、第４の実施の形態に係るフレームフォーマットの例を示した図である。図１７に示すように、１フレームには、ＲＳ１２１、制御情報１２２、制御情報１２２のＣＲＣ１２３が割り当てられる。データが割り当てられるデータ領域においては、１フレームは、複数のセグメント１２４ａ，１２４ｂ，…，１２４ｎに分割され、セグメント１２４ａ，１２４ｂ，…，１２４ｎ単位で符号化されたデータおよびそのＣＲＣが割り当てられる。セグメント１２４ａ，１２４ｂ，…，１２４ｎに割り当てられたデータは、セグメント１２４ａ，１２４ｂ，…，１２４ｎ単位で復号される。

ＲＳ１２１から近い位置にあるセグメント１２４ａでは、誤りなく確実に復号されるよう、送信電力を高く設定する。そして、ＲＳ１２１から遠くなるにつれて、送信電力を低く設定する。

このように、ＲＳ１２１に近いセグメントの送信電力を高くすることにより、ＲＳ１２１に近いセグメントのデータは、確実に復号されることになる。これにより、チャネル環境が最悪の状況下でも、疑似ＲＳの幅を確実に伸ばすことができ、チャネル推定の劣化を抑制することができる。

図１８は、図１７を時間−周波数軸で示した図である。図の横軸は時間、縦軸は周波数を示す。図１８に示すように、ＲＳに近いセグメントのデータは、送信電力を高くする。ＲＳから遠い位置（図の送信レートの高いデータの中央部分）のセグメントのデータは、送信電力を低くする。図１８に示すＲＳの領域は、近くのデータの復号に誤りがなければ、疑似ＲＳにより、その範囲が図の送信電力の低いデータの中央部分へと広がる。これにより、図１８に示す送信電力の低いデータ部分のチャネル推定の劣化を抑制することができる。

無線基地局１１のブロック構成は、図９と同様である。ただし、パワー指示情報の内容が異なる。
図１９は、パワー指示情報のデータ構成例を示した図である。図１９に示すように、パワー指示情報は、セグメント番号の欄および送信電力の欄を有している。

セグメント番号は、例えば、図１７に示したセグメント１２４ａ，１２４ｂ，…，１２４ｎに対応する。セグメント番号は、その番号が小さいほど、対応するセグメントがＲＳ１２１から近く、番号が大きいほど、対応するセグメントがＲＳ１２１から離れている。よって、セグメント番号が小さいほど、送信電力が大きく、セグメント番号が大きいほど送信レートが小さくなっている。

図１９に示すレート指示情報は、記憶装置に記憶されており、スケジューラ３６は、記憶装置からレート指示情報を取得する。レート指示情報は、複数パターン存在し、記憶装置に複数記憶されている。端末１２の構成は、図１５と同様となる。

このように、ＲＳに近いセグメントの送信電力を高くし、ＲＳに近いセグメントのデータを確実に復号することにより、疑似ＲＳの幅を確実に伸ばすことができ、チャネル推定の劣化を抑制することができる。

なお、無線基地局１１も疑似ＲＳを有することもできる。この場合、図５に示した上り送信フレーム復調・復号部３５は、図１５のチャネル推定部５３、疑似チャネル推定部１１１、およびチャネル推定値合成部１１２を有する。上り送信フレーム復調・復号部３５は、受信した制御情報およびデータから疑似チャネル推定値を算出し、データを復調および復号する。

次に第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態では、無線品質に応じて、セグメントの個数を可変とする。例えば、図３で示したセグメント２４ａ，２４ｂ，…，２４ｎの個数を可変とする。

図２０は、第５の実施の形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。図２０において、図５と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
スケジューラ１３１は、データを割り当てるセグメントの個数を含む分割指示情報をデータ構成部３７に出力する。データ構成部３７は、分割指示情報のセグメントの個数に基づいてデータを所定の個数に分割し、符号化する。

図２１は、分割指示情報のデータ構成例を示した図である。図２１に示すように、分割指示情報は、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）の欄およびセグメント個数の欄を有している。セグメント個数は、ＳＩＲの値が小さくなるにつれて多くなっている。分割指示情報は、記憶装置に記憶されている。

図２０の説明に戻る。スケジューラ１３１は、ＳＩＲなどの無線品質に基づいて、分割指示情報を記憶装置から取得する。ＳＩＲは、上り送信フレーム復調・復号部３５からのＣＱＩ情報に含まれている。スケジューラ１３１は、ＳＩＲに基づいて取得した分割指示情報をデータ構成部３７に出力する。また、スケジューラ１３１は、取得した分割指示情報を制御情報として、制御情報構成部３９に出力する。

端末１２は、図７と同様である。ただし、復調部５６およびデータ復号部５７は、制御情報に含まれる分割指示情報に基づいて、セグメント化されたデータをセグメント単位で復調および復号する。

上記では、無線基地局１１のみがデータのセグメント個数を可変とするとしたが端末１２もデータのセグメント個数を可変とすることもできる。この場合、無線基地局１１のスケジューラ１３１は、端末１２の分割指示情報も決定する。端末１２の分割指示情報は、記憶装置に記憶されており、スケジューラは、記憶装置を参照して、端末１２の分割指示情報を決定する。無線基地局１１は、決定した端末１２の分割指示情報を制御情報に含めて、端末１２に送信する。端末１２は、受信した制御情報に含まれる分割指示情報に基づいて、データをセグメント化し、無線基地局１１に無線送信する。

このように、セグメントの個数を可変とすることにより、劣悪な伝搬路環境では、セグメント数を増やしてチャネル推定精度を向上することが可能となり、良好な伝搬路環境では、セグメント数を減らしてＣＲＣビットを少なくすることにより、スループットを確保することができる。

また、第５の実施の形態は、第１の実施の形態〜第４の実施の形態に適用することができる。すなわち、送信レートや送信電力を可変とするとともに、セグメントの個数も可変とすることができる。

次に第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態では、符号化率を計算式によって求める。なお、第６の実施の形態では、無線基地局１１および端末１２は、第１の実施の形態および第３の実施の形態と同様のブロック構成を有する。ただし、無線基地局１１は、ＡＭＣ（Auto Modulation Control）および送信レート算出部を備える。

図２２は、セグメントと送信レートの関係を示した図である。図２２の横軸はセグメントの位置を示した数である。例えば、図２２の横軸の１，２は、図３のセグメント２４ａ，２４ｂが対応する。縦軸は送信レートを示す。

図２２の直線Ａ１は、セグメントの位置がＲＳから離れるにつれて送信レートが大きくなる例を示している。直線Ａ２は、セグメントの位置がＲＳから離れるにつれて送信レートが小さくなる例を示している。図２２のｒａｔｅ（１）は、ＡＭＣで決定した先頭セグメントの送信レートである。

送信レート算出部の直線Ａ１，Ａ２の傾きの算出について説明する。送信するデータのビット数は、符号化率を変化させないとき（通常のデータ送信）と同じにする。ｎ番目のセグメントにおける符号化率をｒａｔｅ（ｎ）とする。求める傾きをｒ、１セグメントあたりのビット数をＴ、符号化率をｒ０、セグメントの個数をＮとする。

伝送ビットは、通常のデータ送信時と同じにするため、次の式（１）が成り立つ。

また、符号化率を直線Ａ１，Ａ２の傾きによって変化させるため、次の式（２）が成り立つ。

式（２）を式（１）に代入することにより、傾きｒが求まる。

スケジューラ３６は、送信レート算出部によって算出された送信レートをデータ構成部３７、変調部３８に通知する。これにより、セグメントごとの符号化率を決めることができる。

上記では、時間方向にのみ符号化率を変化させた場合を示したが、周波数方向についても同様に求めることができる。また、時間・周波数の２次元に拡張することもできる。
このように、送信レートを計算により算出することによってもセグメントの送信レートを決定することができる。

なお、上記第１の実施の形態〜第６の実施の形態では、送信レートおよび送信電力をセグメントごとに可変としたが、ＣＤＭＡ方式では、符号多重数をセグメントごとに可変とすることもできる。ＣＤＭＡ方式では、ユーザごとに、互いに直交する符号系列を用意する。通常の変調後、この拡散符号を乗算した上で、各ユーザデータを合成する。受信側では、ユーザごとに独立な拡散符号を乗算（逆拡散）することにより、ユーザ単位でデータを取り出すことができる。このときのユーザの多重数を、符号多重数と呼ぶ。

（付記１） 無線信号を送信する無線通信装置において、
前記無線信号のフレームフォーマットのデータ領域で送信されるデータを複数のセグメントに分割する分割手段と、
前記分割手段によってセグメント化された前記データをセグメント単位で符号化する符号化手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。

（付記２） 前記セグメント単位で符号化された前記データの送信レートを、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とする送信レート可変手段を有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記３） 前記送信レート可変手段は、前記符号化手段の符号化率または前記セグメント化された前記データの変調方式を変更して前記送信レートを可変とすることを特徴とする付記２記載の無線通信装置。

（付記４） 前記送信レート可変手段は、前記セグメント化された前記データの前記送信レートを、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離が遠くなるにつれて低くし、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離が遠くなるにつれて高くすることを特徴とする付記２記載の無線通信装置。

（付記５） 前記セグメント単位で符号化された前記データの送信電力を、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とする送信電力可変手段を有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記６） 前記送信電力可変手段は、前記セグメント化された前記データの前記送信電力を、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離が遠くなるにつれて大きくし、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離が遠くなるにつれて小さくすることを特徴とする付記５記載の無線通信装置。

（付記７） 前記分割手段は、無線品質に応じて前記セグメントの数を可変とすることを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記８） 前記フレームフォーマットの制御情報領域により、前記セグメントおよび復号化に関する制御情報を送信する制御情報送信手段を有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記９） 前記セグメント化された前記データの符号化率を所定の数式によって算出する符号化率算出手段を有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記１０） 無線信号を受信する無線通信装置において、
データ領域のデータが複数のセグメントに分割されたフレームフォーマットの前記無線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前記無線信号の前記データをセグメント単位で復号化する復号化手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。

（付記１１） 前記復号化手段は、前記フレームフォーマットのリファレンス信号に近いセグメントから順に前記データを復号し、復号結果を前記リファレンス信号として用いて前記データを復号することを特徴とする付記１０記載の無線通信装置。

（付記１２） 前記セグメント化された前記データの送信レートは、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とすることを特徴とする付記１０記載の無線通信装置。

（付記１３） 前記セグメント化された前記データの送信電力は、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とすることを特徴とする付記１０記載の無線通信装置。

（付記１４） 無線信号を送信する無線通信装置の無線送信方法において、
前記無線信号のフレームフォーマットのデータ領域で送信されるデータを複数のセグメントに分割する分割ステップと、
前記分割ステップによってセグメント化された前記データをセグメント単位で符号化する符号化ステップと、
を有することを特徴とする無線送信方法。

（付記１５） 無線信号を受信する無線通信装置の無線受信方法において、
データ領域のデータが複数のセグメントに分割されたフレームフォーマットの前記無線信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップによって受信された前記無線信号の前記データをセグメント単位で復号化する復号化ステップと、
を有することを特徴とする無線受信方法。

無線通信装置の概要を説明する図である。 第１の実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示した図である。 フレームフォーマットの例を示した図である。 セグメント間で送信レートを可変としたフレームフォーマットの例を示した図である。 無線基地局の構成を示すブロック図である。 レート指示情報のデータ構成例を示した図である。 端末の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係るフレームフォーマットの例を示した図である。 無線基地局の構成を示すブロック図である。 パワー指示情報のデータ構成例を示した図である。 疑似ＲＳを説明する図である。 第３の実施の形態に係るフレームフォーマットの例を示した図である。 図１２を時間―周波数軸で示した図である。 レート指示情報のデータ構成例を示した図である。 端末の構成を示すブロック図である。 端末の疑似ＲＳ処理を示したフローチャートである。 第４の実施の形態に係るフレームフォーマットの例を示した図である。 図１７を時間−周波数軸で示した図である。 パワー指示情報のデータ構成例を示した図である。 第５の実施の形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 分割指示情報のデータ構成例を示した図である。 セグメントと送信レートの関係を示した図である。

符号の説明

１，２ 無線通信装置
１ａ 分割手段
１ｂ 符号化手段
２ａ 受信手段
２ｂ 復号化手段
３ データ領域
３ａ，３ｂ，…，３ｎ データ

Claims (10)

1. 無線信号を送信する無線通信装置において、
   前記無線信号のフレームフォーマットのデータ領域で送信されるデータを複数のセグメントに分割する分割手段と、
   前記分割手段によってセグメント化された前記データをセグメント単位で符号化する符号化手段と、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記セグメント単位で符号化された前記データの送信レートを、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とする送信レート可変手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記送信レート可変手段は、前記符号化手段の符号化率または前記セグメント化された前記データの変調方式を変更して前記送信レートを可変とすることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記セグメント単位で符号化された前記データの送信電力を、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とする送信電力可変手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記分割手段は、無線品質に応じて前記セグメントの数を可変とすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記フレームフォーマットの制御情報領域により、前記セグメントおよび復号化に関する制御情報を送信する制御情報送信手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
7. 無線信号を受信する無線通信装置において、
   データ領域のデータが複数のセグメントに分割されたフレームフォーマットの前記無線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前記無線信号の前記データをセグメント単位で復号化する復号化手段と、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
8. 前記復号化手段は、前記フレームフォーマットのリファレンス信号に近いセグメントから順に前記データを復号し、復号結果を前記リファレンス信号として用いて前記データを復号することを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
9. 前記セグメント化された前記データの送信レートは、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とすることを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。
10. 前記セグメント化された前記データの送信電力は、前記フレームフォーマットのリファレンス信号との距離に応じて可変とすることを特徴とする請求項７記載の無線通信装置。

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