專利名稱：自適應(yīng)調(diào)制方法和數(shù)據(jù)率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在利用多個載波等通過多個傳輸通路來執(zhí)行通信的無線通信系統(tǒng)中，與各個傳輸通路的品質(zhì)變動相適應(yīng)的調(diào)制方法和控制數(shù)據(jù)率的方法。
背景技術(shù)：
我們知道有為了在無線通信系統(tǒng)中增加單位時間的傳輸量，而在1個碼元內(nèi)傳輸多比特信息的多值調(diào)制技術(shù)。
在多值調(diào)制技術(shù)中，由于每1碼元的比特數(shù)增大使得傳輸通路品質(zhì)良好的情況下的最大容許量增大，另一方面，每1碼元的比特數(shù)減小使得傳輸通路品質(zhì)良好的情況下的最大容許量減小，因此，為了執(zhí)行穩(wěn)定的通信，提出了根據(jù)傳輸通路的品質(zhì)來切換調(diào)制多值數(shù)的自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)。對于該技術(shù)而言，在論文“調(diào)制多值數(shù)可變自適應(yīng)調(diào)制方式的傳輸特征”(電子信息通信學(xué)會論文集B-II卷，J78-B-II，第6，第435-444頁，1995年6月)(非專利文獻1)等中對其進行了說明。
隨著無線通信的寬帶化，使用了將信息分配給多個直達的副載波進行發(fā)送的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交頻分復(fù)用)方法，為了對應(yīng)于OFDM頻帶內(nèi)的傳輸通路品質(zhì)的不同，提出了對每個副載波切換調(diào)制方式的OFDM自適應(yīng)調(diào)制方式。就該技術(shù)而言，在論文“使用了用于高速數(shù)據(jù)通信的多等級發(fā)送電力控制的OFDM自適應(yīng)調(diào)制方式”(電子信息通信學(xué)會論文集B-II卷，J84-B-II，第7，第1141-1150，2001年7月)(非專利文獻2)等中對其進行了說明。
(非專利文獻1)大槻信也 等著“調(diào)制多值數(shù)可變自適應(yīng)調(diào)制方式的傳輸特征”，電子信息通信學(xué)會論文集B-II卷，J78-B-II，第6，第435-444頁，1995年6月(非專利文獻2)吉識知明 等著“使用了用于高速數(shù)據(jù)通信的多等級發(fā)送電力控制的OFDM自適應(yīng)調(diào)制方式”，電子信息通信學(xué)會論文集B-II卷，J84-B-II，第7，第1141-1150頁，2001年7月發(fā)明內(nèi)容在利用上述以往的自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)來根據(jù)傳輸通路的變更執(zhí)行調(diào)制方式的切換時，為了使得接收臺正確地執(zhí)行解調(diào)，發(fā)射臺和接收臺必須要共用所使用的調(diào)制方式的信息。
在發(fā)射臺和接收臺之間使用不同調(diào)制方式的情況下，由于數(shù)據(jù)位置錯開、連鎖出現(xiàn)錯誤，例如從發(fā)射臺將調(diào)制方式通知給接收臺的方法中，該通知信號必須要以非常高的精度進行通信，例如，即便在接收臺根據(jù)接收信號來推測調(diào)制方式的情況下，也必須要有用于以高精度進行推測的訓(xùn)練信號。為此，例如，為按照OFDM的每個副載波來控制調(diào)制方式，產(chǎn)生了為了增加所謂調(diào)制方式通知信號和訓(xùn)練信號的、用于調(diào)制方式控制的信號而壓迫數(shù)據(jù)信號自身的容許量的問題，但是，反之，在為了不壓迫數(shù)據(jù)信號的容許量而削減了用于所謂調(diào)制方式通知信號和訓(xùn)練信號的調(diào)制方式控制信號后，調(diào)制方式控制的自由度減少，不能執(zhí)行精細(xì)的控制，由此存在在傳輸通路中不能充分活用地進行通信的問題。
本發(fā)明是為了解決上述問題而作出的，其目的在于提供一種無線通信系統(tǒng)，例如，即便在對OFDM的每個副載波控制調(diào)制方式的情況下，在發(fā)射臺和接收臺之間的調(diào)制方式的一致性不一定正確時也可以進行通信，為此，可能一邊削減用于控制調(diào)制方式的控制信號，一邊按各副載波切換調(diào)制方式，能夠根據(jù)傳輸通路的整體品質(zhì)來控制通信整體的容許量。
作為用于解決上述問題的單元，在根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)調(diào)制及編碼方式下，首先，發(fā)射臺和接收臺共用各副載波中的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)和所選編碼方式的列表信息。
發(fā)射臺根據(jù)各副載波的傳輸通路品質(zhì)來決定該副載波中的調(diào)制方式，以可利用所決定的調(diào)制方式來進行通信的比特數(shù)信息為基礎(chǔ)，從所述列表中選出編碼方式后執(zhí)行編碼，對代碼進行分割，按所述每1碼元的最大傳輸比特數(shù)分配給各副載波，在各副載波中，僅對所分配的比特中按在先決定的調(diào)制方式可發(fā)送的比特數(shù)執(zhí)行調(diào)制，并進行發(fā)送。
接收臺根據(jù)各副載波的傳輸通路品質(zhì)，對該副載波中決定在解調(diào)時所使用的調(diào)制方式以執(zhí)行解調(diào)，在每1碼元的解調(diào)結(jié)果所得到的比特數(shù)目不足所述每1碼元的最大傳輸比特數(shù)的情況下，在添加接收了似然度0的信號后，匯集解調(diào)結(jié)果，并利用所述編碼方式列表內(nèi)的編碼方式，對該解調(diào)結(jié)果試行解碼，在解碼成功的情況下，發(fā)送解碼結(jié)果得到的信息。
根據(jù)該方法，在發(fā)射臺和接收臺之間未取得正確的調(diào)制方式的一致，也可以對應(yīng)于傳輸通路按每種副載波來切換調(diào)制方式，可根據(jù)平均的傳輸通路品質(zhì)來控制容許量。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種系統(tǒng)不必通知發(fā)射臺和接收臺之間的調(diào)制方式信息，可以與傳輸通路的變動相對應(yīng)地切換每1碼元內(nèi)通信的比特數(shù)，并根據(jù)傳送通路的變動而以最適當(dāng)?shù)娜菰S量進行通信。


圖1是本發(fā)明的發(fā)射臺中的自適應(yīng)調(diào)制以及編碼方式的例子。
圖2是本發(fā)明接收臺的自適應(yīng)解調(diào)和解碼方式的例子。
圖3是可利用本發(fā)明中的自適應(yīng)調(diào)制來進行通信的比特數(shù)和編碼化率的關(guān)系的例子。
圖4是利用本發(fā)明中的自適應(yīng)調(diào)制來進行通信的比特數(shù)目和發(fā)送功率之間關(guān)系的例子。
圖5是本發(fā)明中的發(fā)射臺的第1實施例。
圖6是本發(fā)明中的發(fā)射臺的第2實施例。
圖7是本發(fā)明接收臺的第1實施例。
圖8是本發(fā)明接收臺的第2實施例。
圖9是將本發(fā)明應(yīng)用于按碼來分割多個信息從而執(zhí)行發(fā)送的系統(tǒng)時的發(fā)射臺自適應(yīng)調(diào)制部的實施例。
圖10是將本發(fā)明應(yīng)用于按照多個天線來分割信息并執(zhí)行發(fā)送的系統(tǒng)時的發(fā)射臺自適應(yīng)調(diào)制部的實施例。
圖11是將本發(fā)明應(yīng)用于按照多個波束模式分割信息來執(zhí)行發(fā)送的系統(tǒng)時的發(fā)射臺自適應(yīng)調(diào)制部的實施例。
圖12是本發(fā)明的發(fā)射臺的處理流程例。
圖13是本發(fā)明接收臺的處理流程例。
具體實施例方式
以下，將使用附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明，但是，以下，作為例子，設(shè)定各副載波中的每一個碼元的最大傳輸比特數(shù)為6比特，作為調(diào)制方式，對使用64 QAM或16 QAM或QPSK的自適應(yīng)調(diào)制方式進行說明，但是，本發(fā)明的應(yīng)用并不僅僅限于這些最大傳輸比特數(shù)目和調(diào)制方式，更一般的情況是，設(shè)每1碼元的最大傳輸比特數(shù)目為2m比特，作為調(diào)制方式，也可同樣適用于利用22kQAM(k為小于或等于m的自然數(shù))進行解調(diào)的情況。在上述情況中，表示相當(dāng)于k＝1的4QAM與QPSK相同的調(diào)制方式。
首先，如圖5-8所示，基于使用本發(fā)明的自適應(yīng)調(diào)制和編碼方式來執(zhí)行通信的發(fā)射臺和接收臺的結(jié)構(gòu)圖面，對發(fā)射臺和接收臺的結(jié)構(gòu)和信號流程進行說明。
但是，在以下，僅僅對在從發(fā)射臺到接收臺的通信中、應(yīng)用本發(fā)明的調(diào)制解調(diào)方式的結(jié)構(gòu)進行了說明，但在實際實施時，也有可能在一個通信裝置內(nèi)具有接收臺和發(fā)射臺雙方的功能，從而將本發(fā)明應(yīng)用于雙向通信。本發(fā)明的發(fā)射臺和接收臺意味著執(zhí)行被發(fā)送數(shù)據(jù)信號的調(diào)制的無線臺以及執(zhí)行解調(diào)的無線臺，可以將任何一個作為基站·移動終端，在終端之間相互連接的情況下，也可以將任何一個終端當(dāng)作發(fā)射臺·接收臺。
圖5中表示了本發(fā)明發(fā)射臺的第1結(jié)構(gòu)例，圖6中表示了本發(fā)明發(fā)射臺的第2結(jié)構(gòu)例，圖7中顯示了本發(fā)明接收臺的第1結(jié)構(gòu)例，圖8中顯示了本發(fā)明接收臺的第2結(jié)構(gòu)例。
使用圖5或圖6的發(fā)射臺、圖7或圖8的接收臺來執(zhí)行通信時，發(fā)射臺和接收臺首先共用各副載波中的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)以及所選編碼方式的列表信息，并在發(fā)送信息的編碼、接收信號的解碼之前，將其存儲在存儲部內(nèi)。
作為發(fā)射臺和接收臺的信息共用方法、系統(tǒng)，可以預(yù)先確定，也可以在通信開始時從發(fā)射臺或接收臺進行通知。在發(fā)射臺和接收臺的一方為基站、另一方為終端的情況下，能夠使用在執(zhí)行位置登錄和越區(qū)切換時從基站通知終端，或以在被廣播的基準(zhǔn)信號內(nèi)包含共用信息的方式來從基站執(zhí)行發(fā)送等的方法。每1碼元的最大傳輸比特數(shù)是由傳輸通路狀況、通信請求量、收發(fā)機性能等決定的。
在圖5的發(fā)射臺中，自適應(yīng)調(diào)制控制部410利用FFT(快速傅利葉變換)將無線部400接收的信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并基于傳輸通路品質(zhì)來為每個副載波決定調(diào)制方式，并向自適應(yīng)調(diào)制部430通知每個副載波各自的調(diào)制方式的信息，向編碼部420通知為每種副載波所選的調(diào)制方式的每1碼元的比特數(shù)的總和。
在編碼部420中，基于從自適應(yīng)調(diào)制部410得到的信息，從編碼方式列表中選擇出編碼方式，基于所選編碼方式來執(zhí)行編碼處理，并將執(zhí)行編碼處理后的結(jié)果發(fā)送給自適應(yīng)調(diào)制部430。在編碼處理中，例如是利用奇偶校驗或CRC等方法向應(yīng)發(fā)送的信息中添加錯誤檢測信息，例如利用卷積碼或Turbo碼等信道碼來執(zhí)行編碼，利用交織來改變所生成的碼字內(nèi)的比特位置，在分配給各副載波時，如果在比特數(shù)中產(chǎn)生了剩余，則利用擊穿(puncture)來刪除一部分比特。
在自適應(yīng)調(diào)制部430中，將利用編碼部420傳遞的數(shù)據(jù)分割給各個副載波，在各副載波中利用自適應(yīng)調(diào)制控制部410決定的調(diào)制方式來執(zhí)行調(diào)制，利用IFFT(快速傅利葉反變換)將各副載波的信號多路復(fù)用為時域信號，并通過無線部400執(zhí)行發(fā)送。
從圖5的發(fā)射臺發(fā)送出的信號例如由圖7結(jié)構(gòu)的接收臺所接收。在圖7的接收臺中，自適應(yīng)解調(diào)控制部510利用FFT將無線部500接收的信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并基于傳輸通路品質(zhì)，為每個副載波決定在解調(diào)時所使用的調(diào)制方式，并將每個副載波在解調(diào)中各自使用的調(diào)制方式的信息通知給自適應(yīng)解調(diào)部530，將為每個副載波所選擇的在解調(diào)中使用的調(diào)制方式的每1碼元的比特數(shù)的總和通知給解碼部520。
在自適應(yīng)解調(diào)部530中，利用FFT將無線部500接收的信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并使用由自適應(yīng)解調(diào)控制部通知的調(diào)制方式來對每個副載波執(zhí)行解調(diào)，(在解調(diào)中使用的調(diào)制方式的每1碼元的比特數(shù)，不滿先前在與發(fā)射臺之間所確定的每1碼元的最大比特數(shù)的情況下，處理為接收對應(yīng)于不足部分的似然度0的信號，)根據(jù)各副載波對每個碼元輸出每1碼元的最大比特數(shù)的解調(diào)結(jié)果，對所有載波進行多路復(fù)用，并將其傳送給解碼部。
在解碼部520中，從編碼方式列表中選擇編碼方式，根據(jù)所選編碼方式來執(zhí)行從自適應(yīng)解調(diào)部530傳送來的數(shù)據(jù)的去擊穿(depuncture)、去交織、信道碼的解碼處理，并使用發(fā)送時所附加的錯誤檢測信息來判斷解碼結(jié)果是否錯誤。
當(dāng)判斷為解碼結(jié)果沒有錯誤的情況下，解碼部520將判斷的解碼結(jié)果作為接收信息而輸出。當(dāng)判斷為解碼結(jié)果錯誤的情況下，從先前的編碼方式列表中選擇出另一個編碼方式，再次試行相同的解碼處理。在對列表中的所有編碼方式都判斷為解碼結(jié)果錯誤的情況下，輸出解碼失敗。
在上述解碼部520中執(zhí)行試行時，作為從列表中選擇解碼中使用的編碼方式的順序決定方法，簡單來說，在通信前決定順序號碼時，通常可以按照預(yù)定的順序號碼來選擇。作為其他的決定方法，接收來自于自適應(yīng)解調(diào)控制部510的接收品質(zhì)的通知，若接收品質(zhì)高則優(yōu)先執(zhí)行編碼率高的編碼方法，若接收品質(zhì)低下，則可以優(yōu)先選擇編碼率低的編碼方法。再有，作為其他的決定方法，也可以優(yōu)先選擇在前一次解碼中解碼成功的編碼方法進行試行，該方法在傳輸通路的品質(zhì)變化比較緩慢時特別適用。此外，作為其他決定方法，也可以是發(fā)射臺向接收臺通知在編碼部420內(nèi)所選擇的編碼方法，接收臺優(yōu)先選擇該發(fā)射臺通知的方法進行試行。
即便是用圖8的結(jié)構(gòu)來代替圖7的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的接收臺也能夠?qū)崿F(xiàn)。在圖7的接收臺中，自適應(yīng)解調(diào)控制部510和自適應(yīng)解調(diào)部530執(zhí)行與圖6的構(gòu)成例中接收臺的自適應(yīng)解調(diào)控制部510和自適應(yīng)解調(diào)部530相同的處理。圖8的接收臺的解碼部520試圖對編碼方式的每個列表使用去擊穿(depuncture)、去交織、信道解碼以及錯誤檢測部，從而可以將錯誤檢測處理的結(jié)果為無錯誤的解碼部輸出輸出為接收信息。
即便使用圖6的結(jié)構(gòu)來代替圖5的結(jié)構(gòu)，也可以實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)射臺。在根據(jù)圖6的結(jié)構(gòu)的發(fā)射臺中，自適應(yīng)調(diào)制控制部410以無線部400接收的信號為基礎(chǔ)，來判斷傳輸通路的整體品質(zhì)，并將結(jié)果通知給編碼部420。
在編碼部420中，以從自適應(yīng)調(diào)制控制部410得到的信息為基礎(chǔ)，從編碼方式列表中選擇出編碼方法，并基于所選編碼方式執(zhí)行編碼處理，并將結(jié)果傳送到自適應(yīng)調(diào)制部430。在編碼處理中，利用例如所謂奇偶校驗或CRC等方法向應(yīng)當(dāng)發(fā)送的信息中添加錯誤檢測信息，例如利用卷積碼或Turbo碼等信道碼來執(zhí)行編碼，利用交織來改變所生成的碼字內(nèi)的比特位置，在分配給各副載波時，如果在比特數(shù)中產(chǎn)生了剩余，則利用擊穿(puncture)來刪除一部分比特。
自適應(yīng)調(diào)制部430將利用編碼部420傳送來的數(shù)據(jù)分割為各副載波，在所有副載波中，使用預(yù)先與接收臺之間預(yù)定的傳送每1碼元的最大傳輸比特數(shù)的調(diào)制方式來執(zhí)行調(diào)制，并利用IFFT(快速傅利葉反變換)將各副載波的信號多路復(fù)用為時域信號，并通過無線部400來執(zhí)行發(fā)送。
在圖6結(jié)構(gòu)的發(fā)射臺中，與圖5結(jié)構(gòu)的發(fā)射臺相比，不執(zhí)行與每個副載波的傳輸通路品質(zhì)相對應(yīng)的調(diào)制方式切換，但是由于圖7到圖8的接收臺根據(jù)每個副載波的傳輸通路品質(zhì)來切換解調(diào)時使用的調(diào)制方法，因此存在以下優(yōu)點利用每個副載波的品質(zhì)的不同來進行通信，同時能夠使得發(fā)射臺的結(jié)構(gòu)簡化。
通過使用圖6結(jié)構(gòu)的發(fā)射臺，例如在從發(fā)射臺向接收臺的通信和從接收臺向發(fā)射臺的通信中使用了不同頻率的情況下，即便在發(fā)射臺中很難測定每個副載波的傳輸通路品質(zhì)的不同，也能夠使用本發(fā)明，在這種情況下，希望將來自接收臺的接收品質(zhì)收取為反饋信息。
接下來，基于用于說明相應(yīng)的圖1和圖2的發(fā)射臺和接收臺中的本發(fā)明的調(diào)制方式和編碼方式的模式圖，來進行詳細(xì)的說明。
發(fā)射臺和接收臺首先共用各副載波中每1碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc和選擇的編碼方式列表信息。在以下的說明和附圖中，設(shè)表示為Nc的值表示各副載波中每1碼元的最大傳輸比特數(shù)。
使用圖1來詳細(xì)說明發(fā)射臺的自適應(yīng)調(diào)制控制部、編碼部、以及自適應(yīng)調(diào)制部中的處理。在圖1的發(fā)射臺中，首先，在自適應(yīng)調(diào)制控制部110中以每個副載波的傳輸通路品質(zhì)111為基礎(chǔ)，來決定每個副載波的調(diào)制方式114，并求出決定了調(diào)制方式的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)Nb 115。在以下的說明以及圖中，設(shè)表示為Nb的值是表示由發(fā)射臺一側(cè)判斷的、每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)115。
這里，在決定每個副載波的調(diào)制方式時，例如作為傳輸通路品質(zhì)，可以使用信號功率強度、干擾功率強度、信號對干擾以及噪聲功率比等。單純而言，閾值的決定可以是以下決定方法例如是若根據(jù)每個副載波的傳輸通路品質(zhì)而預(yù)想的副載波的信道容量比作為QPSK的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)的2還要大，則選擇閾值112以選擇調(diào)制多值數(shù)比QPSK大的調(diào)制方式，若比作為16QAM的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)的4還要大，則選擇閾值113以選擇調(diào)制多值數(shù)比16QAM還要大的調(diào)制方式。為了進一步提高通信品質(zhì)，還能夠根據(jù)使用的編碼、調(diào)制方式、傳輸通路的性質(zhì)來決定閾值。
在編碼部120中，從為發(fā)射臺和接收臺所共用的編碼方式列表中選擇一種編碼來執(zhí)行編碼。這里，選擇編碼的基準(zhǔn)的一個例子是圖3的曲線圖內(nèi)所示的關(guān)系301。
利用關(guān)系301，選擇比發(fā)送1個碼字的區(qū)間內(nèi)按各副載波所選的調(diào)制方式的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)Nb的總和除以各副載波的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc的總和所得到的值還要小的編碼率的編碼方法。
例如在圖1的例子中，為了使用6個副載波來臨時發(fā)送一個代碼，而選擇這樣一種編碼方式代碼長度122等于針對6個副載波使各副載波的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc相加后的值，信息位長121比使6個副載波中為各副載波所選的調(diào)制方式的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)Nb相加之后所得到的值還要小。這里，所選編碼方式也可以滿足編碼率小于Nb總和與Nc總和的商的條件，除此的外，選擇以下編碼方式例如若是將代碼在時間上分割n次來進行發(fā)送的情況下，代碼長度等于發(fā)送該代碼時使用的所有載波的Nc總和與n的乘積，該代碼的信息位長度為小于發(fā)送該代碼時使用的所有載波的Nb總和與n的乘積的值。
如此，通過選擇編碼方式，傳輸通路的品質(zhì)越高則越選擇高編碼率的編碼方式來提高數(shù)據(jù)率，傳輸通路的品質(zhì)越低則越選擇低編碼率的編碼方式來提高糾錯能力，能夠選擇與傳輸通路的品質(zhì)相應(yīng)的編碼方式。
利用圖3的關(guān)系301例如在302的范圍內(nèi)選擇一定的編碼率，但是，例如如圖4所示的Nb總和與Nc總和的商與發(fā)送功率的關(guān)系圖所示，在選擇相同編碼率的區(qū)間312內(nèi)，通過控制功率以使Nb總和與Nc總和的商越小則發(fā)送功率越大，能夠使得發(fā)送信息的每1位內(nèi)使用的能量穩(wěn)定，另外還能夠改善通信品質(zhì)。
在以上所示的編碼選擇方針中是以Nb總和與Nc總和的商為基準(zhǔn)來選擇編碼率的，但是，也可以將傳輸通路品質(zhì)用作編碼率的選擇基準(zhǔn)。例如，將在將發(fā)送1個碼字的區(qū)間中的傳輸通路的信道容量總和除以Nc總和所得到的值上，乘以與信道編碼的糾錯能力具有正相關(guān)關(guān)系的系數(shù)后的乘積作為基準(zhǔn)值，選擇編碼方式列表中的編碼率與基準(zhǔn)值最接近的方式，或者是，在編碼方式列表中的編碼率不超出基準(zhǔn)值的范圍內(nèi)選擇最大的方式，或者是，在編碼方式列表中的編碼率不低于基準(zhǔn)值的范圍內(nèi)選擇最小的方式。無論選擇那種編碼的選擇方法都能夠得到同樣的效果。
調(diào)制部130中，按各副載波的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc的比特，就將編碼部120生成的碼字分割給各副載波，使用為各副載波所分配的Nc比特中、在自適應(yīng)調(diào)制控制部110中決定的該副載波的調(diào)制方式下的每一碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)Nb位，利用該副載波的調(diào)制方式來執(zhí)行調(diào)制，從而生成發(fā)送信號。此時，產(chǎn)生了Nc比特和Nb比特之差那么多位的在發(fā)送中不使用的比特，但是它們不在發(fā)送中使用而是被廢棄。
接下來，使用圖2來詳細(xì)說明接收臺的自適應(yīng)解調(diào)控制部、解調(diào)部以及調(diào)制部中的處理。在圖2的接收臺中，首先，在自適應(yīng)解調(diào)控制部210中，以每個副載波的傳輸通路品質(zhì)211為基礎(chǔ)，來決定在每個副載波的解調(diào)中所使用的調(diào)制方式214，并求出在所決定的調(diào)制方式下的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)Nd215。設(shè)在以下的說明和圖中標(biāo)記為Nd的值表示在發(fā)射臺一側(cè)被判斷出的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)。
這里，在每種副載波的調(diào)制方式的決定中，與在發(fā)射臺中相同，例如可以將信號功率強度、干擾功率強度、信號對干擾和噪聲功率比等用作傳輸通路的品質(zhì)。
閾值的決定可以是這樣一種決定方法例如，若根據(jù)每個副載波的傳輸通路品質(zhì)211而預(yù)想的副載波的信道容量比作為QPSK的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)的2還要大，則選擇閾值212以選擇調(diào)制多值數(shù)比QPSK還要大的調(diào)制方式，若比作為16QAM的每1碼元內(nèi)可通信的比特數(shù)的4還要大，則選擇閾值213以選擇調(diào)制多值數(shù)比16QAM還要大的調(diào)制方式。這種閾值決定方法能夠為了進一步提高通信品質(zhì)而根據(jù)使用的代碼、調(diào)制方式、傳輸通路的性質(zhì)來決定閾值。另外，通過將接收臺中的閾值212和213選擇為分別比發(fā)射臺中的閾值112和113還要小的值，可以提高通信品質(zhì)。
最好是，在接收臺中預(yù)測的傳輸通路品質(zhì)211與圖中點線所示的發(fā)射臺中測定的傳輸通路品質(zhì)111相一致，但是由于發(fā)射臺和接收臺的物理環(huán)境的不同、測定定時等不同等原因而造成不一定一致。其結(jié)果，在利用本發(fā)明的自適應(yīng)調(diào)制和編碼方式中，接收臺中決定的調(diào)制方式214和發(fā)射臺發(fā)送的調(diào)制方式114未必一致。但是，在本發(fā)明中，不拘泥于調(diào)制方式214和114，由于固定了各副載波的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc，從而調(diào)制方式的選擇錯誤不會延續(xù)到其他副載波的調(diào)制結(jié)果，利用代碼的糾錯能力，從而，既便在發(fā)射臺和接收臺中選擇不同的調(diào)制方式時錯誤變大，也不會使得特性惡化。為此，如果使用具有充分糾錯能力的代碼，則與以往技術(shù)不同，就不需要用于使發(fā)射臺和接收臺中的調(diào)制方式正確一致的組件。
在解調(diào)部230中，利用在自適應(yīng)解調(diào)控制部210內(nèi)決定的每個副載波的解調(diào)中所用的調(diào)制方式來執(zhí)行解調(diào)處理，從而得到Nd比特的信號，作為接收了對應(yīng)于Nc比特和Nd比特之差的似然度0的信號，追加信號，對解調(diào)部220按每個副載波輸出合計Nc比特的信號。
在解碼部220中，從與發(fā)射臺間共用的編碼方式列表中選出1到多種編碼方式試行解碼，視為以解碼成功的方式在發(fā)射臺中被編碼后就結(jié)束發(fā)送信息的解碼。關(guān)于解碼成功的判斷，例如在發(fā)送時添加了奇偶校驗、CRC這樣的錯誤檢測信號，并在解碼時進行判斷，在沒有檢測出錯誤的情況下，可以判斷為解碼成功。
在解碼部220中，在基于多種編碼方式而順序試行解碼的情況下，例如，利用與發(fā)射臺中決定編碼方式的方法相同的方法，根據(jù)Nd和Nc來推斷編碼方式，通過使用優(yōu)先試行推斷出的編碼方式的方法、或優(yōu)先試行剛剛解碼成功的方式的方法，可以削減計算量。
作為以上的解碼處理的結(jié)果，來自解碼部220的解碼結(jié)果以及錯誤檢測信號作為本發(fā)明的接收臺中的接收結(jié)果被通知給上級通信層。
對于以上的本發(fā)明的自適應(yīng)調(diào)制·編碼處理而言，在圖12中表示了發(fā)射臺的處理流程，在圖13中表示了接收臺的處理流程。
在圖12的處理流程中，發(fā)射臺首先在處理600中決定各副載波的每一碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc。處理600是可以按一連串的通信單位逐一執(zhí)行的處理，是按照在通信開始時一次設(shè)置的頻度來執(zhí)行的處理。
接下來，在發(fā)射臺中，在處理601內(nèi)測定傳輸通路品質(zhì)，基于測定結(jié)果而在步驟602中決定各副載波的調(diào)制方式，在步驟603中決定編碼方法。這些處理都是按照遵循傳輸通路的變動速度的頻度來執(zhí)行的處理。這些處理還是這樣一些處理若傳輸通路的變動速度為與代碼長度相同的程度，則基于處理601中的測定結(jié)果，按照每次發(fā)送代碼的程度的頻度來執(zhí)行處理602和處理603的方式?jīng)Q定，傳輸通路的變動與代碼長度相比，若較為緩和，則以較少的頻度來執(zhí)行處理。接下來，在發(fā)射臺中，針對每一個碼，在處理604內(nèi)對發(fā)送信息進行編碼，并按照每個碼元單位在步驟605中調(diào)制經(jīng)編碼的信息，之后發(fā)送信號。
在圖13的處理流程中，接收臺首先在處理610中決定各副載波的每一碼元的最大傳輸比特數(shù)Nc。處理610是與發(fā)射臺中的處理600相同的、可以按照一連串通信單位逐一執(zhí)行的處理，是按照在通信開始時一次設(shè)置的頻度來執(zhí)行的處理，有必要按照與發(fā)射臺中的處理600相同的定時來執(zhí)行處理。
接下來，在接收臺中在處理611內(nèi)測定傳輸通路品質(zhì)，基于測定結(jié)果，在處理612內(nèi)決定各副載波的解調(diào)中所用的調(diào)制方式。這些處理是按照遵循傳輸通路的變動速度的程度的頻度來執(zhí)行的處理，它們還是這樣一些處理若傳輸通路的變動速度為與代碼長度相同的程度，則基于處理611中的測定結(jié)果，按照每次發(fā)送編碼的程度的頻度來執(zhí)行處理612中的方法決定，若傳輸通路的變動與代碼長度相比較為緩和，則以較少的頻度來執(zhí)行處理。最好是這些處理的頻度為與處理601、處理602、處理603的處理頻度相同的程度，但是也不一定要一致。
接下來，在接收臺內(nèi)基于在處理612中決定的調(diào)制方式來執(zhí)行接收信號的解調(diào)，每當(dāng)結(jié)束代碼長度那樣的解調(diào)處理時就在步驟613中推斷編碼方式，之后，在處理614內(nèi)執(zhí)行解碼處理。如圖8的接收臺那樣，若是具有多個解碼部的接收臺，則每當(dāng)執(zhí)行完對應(yīng)于代碼長度的解調(diào)處理就執(zhí)行一次處理613和處理614。另一方面，如圖7的接收臺所示，若是通過切換方式來反復(fù)使用一個解碼部的接收臺，則每當(dāng)對應(yīng)于代碼長度的解調(diào)處理結(jié)束時就利用候補方式來試行解碼，若解碼失敗則用不同方式再次試行解碼，若解碼成功則結(jié)束處理。
以上是就22mQAM來說明調(diào)制方式，但是，本發(fā)明的應(yīng)用并不限定于22mQAM，也可以使用例如使用格雷碼遞歸擴展信號點配置，并可設(shè)置對于信號點的比特分配的調(diào)制方式，設(shè)每一碼元的最大傳輸比特數(shù)為m比特，即使對于22mPSK或22mASK，也可以采用同樣的控制。
在以上說明中所使用的代碼及編碼，不僅僅指基于所謂的單純的卷積碼或Turbo碼這樣的糾錯碼的編碼，更一般而言，是指向根據(jù)通信對象的信息來執(zhí)行調(diào)制的位串的映射，匯集例如是包含所謂的錯誤檢測碼的添加、交織、重復(fù)(repetition)、擊穿(puncture)等信號處理的處理，將其稱為編碼。
在以上敘述中，從每1碼元的比特數(shù)到稱為每1碼元的最大比特數(shù)時的比特數(shù)相當(dāng)于編碼后的碼字的比特數(shù)，為了與發(fā)送信息位數(shù)相對應(yīng)，必須乘以代碼的編碼率。
以上，是以在品質(zhì)隨每個頻率而不同的傳輸通路中，使用IFFT和FFT運算而將信息分割為多個副載波從而進行通信的情況進行的說明，但是，本發(fā)明對于按照品質(zhì)不同的多個通信單位分割信息進行通信的系統(tǒng)而言，一般也是可以應(yīng)用的。
例如，也可以如圖9所示來構(gòu)成自適應(yīng)調(diào)制部。在圖9的自適應(yīng)調(diào)制部430中，使用例如Walsh碼這樣的代碼來進行擴散以代替執(zhí)行IFFT，通過執(zhí)行逆擴散來代替執(zhí)行FFT，從而將碼字分割為多個代碼，從而同樣能夠應(yīng)用本發(fā)明。
通過在自適應(yīng)調(diào)制部430中，不執(zhí)行IFFT而代之以例如如圖10所示進行分割，并分別從不同的天線發(fā)送調(diào)制后的信號，并通過在自適應(yīng)調(diào)制部530中，不執(zhí)行FFT而代之以通過執(zhí)行將多個天線接收到的信號按發(fā)送源的每個天線進行分離的干擾去除處理，將碼字按多個天線進行分割，從而同樣能夠應(yīng)用本發(fā)明。
通過在自適應(yīng)調(diào)制部430中，不執(zhí)行IFFT而代之以例如是如圖11所示執(zhí)行分割，并在調(diào)制過的信號上乘以復(fù)合系數(shù)后，在一次變換后從不同點的天線執(zhí)行發(fā)送，并通過在自適應(yīng)解調(diào)部530中不執(zhí)行FFT而代之以執(zhí)行按照發(fā)送源的一次變換前的每個信號來分離由多個天線接收的信號的干涉去除處理，從而按照多個波束模式來分割碼字，同樣能夠應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，其特征在于，具有第1無線臺，將對發(fā)送信息進行編碼而生成的碼字分割成多個通信單位，按每個通信單位對該被分割的碼字進行調(diào)制后進行發(fā)送；第2無線臺，結(jié)合分別對多個通信單位進行解調(diào)后的信號，以執(zhí)行解碼，其中上述第1無線臺和第2無線臺共用與第1比特數(shù)相關(guān)的信息，所述第1比特數(shù)為上述多個通信單位中的每一個通信單位的每一碼元的最大傳輸比特數(shù)；以及能夠在上述第1無線臺用于對發(fā)送信息進行編碼的、信息位長度不同但編碼后的碼長相等的編碼方式的列表；所述第1無線臺利用上述編碼方式列表內(nèi)的任何一種編碼方式對發(fā)送信息進行編碼，以產(chǎn)生碼字，并按照多個通信單位來分割該碼字；使用每1碼元的傳輸比特數(shù)為小于或等于上述第1比特數(shù)的第2比特數(shù)的調(diào)制方式，來分別調(diào)制、發(fā)送上述多個通信單位；上述第2無線臺從上述第1無線臺接收調(diào)制后的上述多個通信單位，利用每1碼元的傳輸比特數(shù)為小于或等于上述第1比特數(shù)的第3比特數(shù)的調(diào)制方式，來分別解調(diào)上述多個通信單位中的每一個；利用上述編碼方式列表內(nèi)的編碼方式中的1種或多種編碼方式，結(jié)合上述被解調(diào)的多個通信單位的信號來執(zhí)行解碼；將按照判斷為該解碼結(jié)果中沒有錯誤的編碼方式進行解碼后的結(jié)果作為接收信息。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，上述第1無線臺判斷與上述第2無線臺之間的傳輸通路狀況，并基于該判斷的傳輸通路狀況，來決定在上述編碼中使用的編碼方式或在上述調(diào)制中使用的調(diào)制方式。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，上述第2無線臺判斷與上述第1無線臺之間的傳輸通路狀況，并基于該判斷的傳輸通路狀況，來決定上述解調(diào)時的調(diào)制方式或者是上述解碼中使用的編碼方式。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在發(fā)送上述發(fā)送信息之前，基于在上述第1無線臺和上述第2無線臺之間執(zhí)行的通信，共用與上述第1傳輸比特數(shù)相關(guān)的信息以及上述編碼方式列表。
5.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，針對該多個通信單位中的每一個使用不同的中心頻率來執(zhí)行調(diào)制，從而執(zhí)行通信。
6.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，針對該多個通信單位中的每一個使用不同的擴散碼來進行擴散，從而執(zhí)行通信。
7.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，該第1無線臺在發(fā)送時使用多個天線，針對該多個通信單位中的每一個而使用不同的天線來執(zhí)行通信。
8.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，該第1無線臺在發(fā)送時使用多個天線，針對每個按分割為按該多個通信單位后的碼字進行一次轉(zhuǎn)換后的結(jié)果，使用不同的天線來執(zhí)行通信。
9.一種發(fā)送臺，用于在無線通信系統(tǒng)中向接收臺發(fā)送發(fā)送信息，其特征在于，具有存儲部，用于存儲與在發(fā)送將根據(jù)發(fā)送信息而生成的碼字分割為多個的通信單位時的、分別作為每1碼元的最大傳輸比特數(shù)的第1比特數(shù)相關(guān)的信息、以及能夠用于對該發(fā)送信息進行編碼的、信息位長度不同而編碼后的碼長相等的編碼方式的列表；編碼部，利用上述編碼方式列表內(nèi)的任何一種編碼方式，對發(fā)送信息進行編碼，以產(chǎn)生碼字；調(diào)制部，利用每1碼元的傳輸比特數(shù)為小于或等于上述第1比特數(shù)的第2比特數(shù)的調(diào)制方式，對將上述碼字分割為多個的通信單位分別進行調(diào)制；以及發(fā)送部，用于發(fā)送經(jīng)過該調(diào)制的通信單位；其中與上述接收臺共用有關(guān)上述第1傳輸比特數(shù)的信息和上述編碼方式列表。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)送臺，還具有自適應(yīng)控制部，用于判斷與上述接收臺之間的傳輸通路狀況，并基于所判定的傳輸通路狀況來決定上述編碼中使用的編碼方式或上述調(diào)制中使用的調(diào)制方法。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)送臺，在發(fā)送上述發(fā)送信息前，基于與上述接收臺之間執(zhí)行的通信，與上述接收臺共用有關(guān)上述第1傳輸比特數(shù)的信息、以及上述編碼方式列表。
12.如權(quán)利要求9所述的發(fā)送臺，其特征在于，隨該多個通信單位的每一個而使用不同的載波來執(zhí)行發(fā)送。
13.一種接收臺，在無線通信系統(tǒng)中對來自于發(fā)送臺的接收信息進行解碼，其特征在于，包含存儲部，用于存儲與在上述發(fā)送臺執(zhí)行發(fā)送時作為通信單位的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)的第1比特數(shù)相關(guān)的信息、以及能夠用于對該發(fā)送信息進行編碼的、信息位長度不同而編碼后的碼長相等的編碼方式的列表；接收部，接收來自于上述發(fā)送臺的多個通信單位；解調(diào)部，利用每1碼元的傳輸比特數(shù)為小于或等于上述第1傳輸比特數(shù)的第3比特數(shù)的調(diào)制方式，對該接收的多個通信單位分別執(zhí)行解調(diào)；以及解碼部，利用上述編碼方式列表內(nèi)的編碼方式中的1到多種編碼方式來執(zhí)行解碼；其中與上述接收臺一起共用有關(guān)上述第1傳輸比特數(shù)的信息和上述編碼方式列表。
14.如權(quán)利要求13所述的接收臺，其特征在于，上述解碼部順序選擇上述編碼方式列表內(nèi)的編碼方式，并利用該選擇的編碼方式來執(zhí)行解碼，在判斷為該解碼結(jié)果有錯誤的情況下，利用不同的編碼方式來執(zhí)行解碼。
15.如權(quán)利要求13所述的接收臺，其特征在于，上述解碼部基于接收信號的品質(zhì)，從上述編碼方式列表內(nèi)的編碼方式中選擇編碼方式，并利用該選擇的編碼方式進行解碼，在判斷出該解碼結(jié)果內(nèi)無錯誤的情況下，將該解碼結(jié)果作為接收信息，在判斷出該解碼結(jié)果中有錯誤的情況下，使用不同的編碼方式來執(zhí)行解碼。
16.如權(quán)利要求13所述的接收臺，其特征在于，上述解碼部從上述編碼方式列表內(nèi)的編碼方式中，選擇在以前對其他信號執(zhí)行解碼時判斷為沒有錯誤的編碼方式，利用所選的編碼方式來執(zhí)行解碼，在判斷出解碼結(jié)果內(nèi)沒有錯誤的情況下，將該解碼結(jié)果作為接收信息，在判斷出該解碼結(jié)果內(nèi)有錯誤時，利用不同的編碼方式來執(zhí)行解碼。
17.如權(quán)利要求13所述的接收臺，其特征在于，還具有自適應(yīng)控制部，判斷與上述發(fā)送臺之間的傳輸通路狀態(tài)，并根據(jù)所判斷的傳輸通路狀態(tài)來決定在上述解碼中使用的編碼方式或者是在上述解調(diào)中使用的調(diào)制方式。
18.如權(quán)利要求13所述的接收臺，其特征在于，在發(fā)送上述發(fā)送信息前，基于與上述發(fā)送臺之間執(zhí)行的通信，與上述接收臺共用與上述第1傳輸比特數(shù)有關(guān)的信息、以及上述編碼方式列表。
19.如權(quán)利要求13所述的接收臺，其特征在于，使用彼此不同的副載波來發(fā)送該多個通信單位。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)調(diào)制方法和數(shù)據(jù)率控制方法，發(fā)射臺和接收臺共用各副載波中的每1碼元的最大傳輸比特數(shù)和所選編碼方式的信息。發(fā)射臺根據(jù)各副載波的傳輸通路品質(zhì)來決定調(diào)制方式，并按照與可以利用所決定的調(diào)制方式進行通信的比特數(shù)相對應(yīng)的編碼方式來執(zhí)行編碼，對碼進行分割，分配各副載波內(nèi)的每1碼元的平均最大傳輸比特數(shù)，在各副載波中，僅對所分配的比特中的可利用先前決定的調(diào)制方式進行發(fā)送的比特數(shù)進行調(diào)制、發(fā)送。接收臺根據(jù)傳輸通路品質(zhì)來決定解調(diào)中使用的調(diào)制方式，以執(zhí)行解調(diào)，對于不足比特數(shù)而言，接收并添加似然度0的信號，匯集解調(diào)結(jié)果，并對該解調(diào)結(jié)果試行解碼。
文檔編號H04B1/00GK1665166SQ200410081748
公開日2005年9月7日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者玉木諭, 矢野隆, 齋藤利行, 花岡誠之 申請人:株式會社日立制作所