專利名稱：無線發(fā)送裝置及調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線發(fā)送裝置及調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
通常，無線發(fā)送裝置對發(fā)送的信息位進行調(diào)制而發(fā)送。用于調(diào)制信息位的調(diào)制方式，根據(jù)調(diào)制多值數(shù)而例如分類為BPSK(Binary Phase Shift Keying 二相相移鍵控)、 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying ) U6QAM(QuadratureAmplitude Modulation:正交幅度調(diào)制)及64QAM等。調(diào)制多值數(shù)是指由每1碼元發(fā)送的位數(shù)，例如根據(jù)BPSK，由每1碼元可傳送1位，而根據(jù)QPSK，由每1碼元可傳送2位。并且，根據(jù)16QAM， 由每1碼元可傳送4位，而根據(jù)64QAM，由每1碼元可傳送6位。在根據(jù)這些調(diào)制方式進行的調(diào)制中按照星座圖而進行映射，在該星座圖表示將信號的同相成分(以下，稱為“I成分”)及正交成分(以下，稱為“Q成分”)標繪在IQdn-phase Quadrature)平面上而得到的信號點。即，在根據(jù)各調(diào)制方式而調(diào)制信息位時，將與調(diào)制多值數(shù)對應(yīng)的數(shù)的位映射到與星座圖上的任意信號點對應(yīng)的碼元。具體例如，16QAM的星座圖例如圖1所示。如該圖所示，在16QAM的星座圖中配置有16個信號點，各個信號點分別相當于與4位的組合相對應(yīng)的1碼元。例如，在對“0000”這4位進行16QAM調(diào)制的情況下生成的碼元相當于位于IQ平面上的第1象限(I成分及Q成分均為正的象限)內(nèi)的4個信號點中最靠近原點的信號點。這樣的星座圖根據(jù)每個調(diào)制方式而不同，調(diào)制多值數(shù)越大的調(diào)制方式，配置的信號點越多，因此信號點之間的距離變小。因此，根據(jù)傳送時的噪聲和衰減等影響，碼元的相位和振幅變動時，與碼元對應(yīng)的信號點的位置發(fā)生變動，調(diào)制多值數(shù)越大的調(diào)制方式，越容易發(fā)生解調(diào)的錯誤。因此，在傳輸環(huán)境良好的狀態(tài)下，如果加大調(diào)制多值數(shù)，則由1碼元傳送的位數(shù)增多，從而能夠提高傳送效率，但是在傳輸環(huán)境惡劣的狀態(tài)下，如果加大調(diào)制多值數(shù)，則由于不能進行準確的解調(diào)，因此多次發(fā)生再發(fā)送，從而傳送效率降低。因此，研發(fā)出了在初次發(fā)送和再發(fā)送中，以不同星座圖的調(diào)制方式來調(diào)制數(shù)據(jù)，從而提高整體的吞吐量的方法。而近年來，將每1碼元的多個位層次化而進行調(diào)制的分層調(diào)制受到了關(guān)注。在分層調(diào)制中，例如4位被層次化為上位2位和下位2位，以與下位2位相比，上位2位不容易發(fā)生錯誤的方式進行碼元映射。例如，在圖1所示的星座圖中，關(guān)注映射到各信號點的第1 位及第2位的上位2位可知，第1象限的4個信號點全部為“00”，第2象限(I成分為負且 Q成分為正的象限)的4個信號點全部為“10”。同樣，第3象限(I成分與Q成分均為負的象限)的4個信號點全部為“11”，第4象限(I成分為正且Q成分為負的象限)的4個信號點全部為“01。因此，關(guān)于上位2位，即使在受到噪聲及衰減等影響而導(dǎo)致星座圖上的信號點的位置發(fā)生變化的情況下，只要不是跨越I軸或Q軸的程度的變化，就能夠準確地解調(diào)。換言之，在如圖1所示的16QAM的星座圖中，關(guān)于上位2位的平均信號點之間的距離變大，因此映射到各信號點的4位當中，上位2位比較不容易出現(xiàn)錯誤。另外，關(guān)注圖1中的第3位可知，排列在I軸方向上的4行信號點當中，靠近I軸的2行信號點全部為“0”，而遠離I軸的2行信號點全部為“1”。同樣，關(guān)注圖1中的第4 位可知，排列在Q軸方向上的4行信號點當中，靠近Q軸的2行信號點全部為“0”，而遠離Q 軸的2行信號點全部為“1”。因此，關(guān)于下位2位，在受到衰減等影響而導(dǎo)致星座圖上的信號點的位置發(fā)生變化的情況下，即使發(fā)生各信號點之間的距離的一半程度的變化，也會產(chǎn)生解調(diào)的錯誤。換言之，在如圖1所示的16QAM的星座圖中，與下位2位相關(guān)的平均信號點之間的距離變小，因此映射到各信號點的4位當中，下位2位比較容易出現(xiàn)錯誤。專利文獻1日本特表2005-533461號公報但是，在根據(jù)以往的星座圖的調(diào)制方式中存在如下問題在上位位和下位位的錯誤難易度上不存在大的差別，不能得到充分的解調(diào)精度。即，例如在如圖1所示的星座圖中，與“0011”這4位對應(yīng)的信號點大幅遠離I軸及Q軸，因此即使相位及振幅的變動多少大一點也不會發(fā)生上位2位的解調(diào)錯誤。但是，與“0000”這4位對應(yīng)的信號點接近I軸及 Q軸，因此根據(jù)相位及振幅的變動導(dǎo)致跨越I軸或Q軸而發(fā)生信號點的位置變化的可能性較大，在上位2位和下位2位的錯誤難易度上不存在大的差別。換言之，上位位和下位位出現(xiàn)錯誤的程度相同，不能充分提高碼元的解調(diào)精度。并且，為了將上位位和下位位充分區(qū)別開，也可以不以等間隔配置信號點，而是以使得各象限內(nèi)的信號點遠離IQ平面的原點的方式進行配置，但是如果所有信號點遠離原點，則碼元的最大振幅變大，其結(jié)果導(dǎo)致最大發(fā)送功率的增大。另外，在各象限內(nèi)，如果在固定離原點最遠的信號點的位置的基礎(chǔ)上，將其他信號點以遠離原點的方式配置，則雖然最大發(fā)送功率不變，但是平均發(fā)送功率增大的同時下位位的解調(diào)精度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題點而研發(fā)的，本發(fā)明的目的在于提供一種抑制發(fā)送功率增大的同時能夠提高發(fā)送的碼元的解調(diào)精度的無線發(fā)送裝置及調(diào)制方法。為了解決上述課題，無線發(fā)送裝置具備調(diào)制單元，其利用星座圖將發(fā)送位序列映射到與任意的信號點對應(yīng)的碼元上，該星座圖如下在表示信號的同相成分及正交成分的 IQ平面的4個象限上分別形成以信號點為頂點的多個全等的正三角形，其中，任意的相鄰的2個正三角形共享1個邊，同時各個所述4個象限中的最靠近原點的信號點形成共享1個邊而相鄰的2個正三角形；以及發(fā)送單元，其發(fā)送由所述調(diào)制單元進行映射而得到的碼元。并且，調(diào)制方法利用星座圖將發(fā)送位序列映射到與任意的信號點對應(yīng)的碼元上， 該星座圖如下在表示信號的同相成分及正交成分的IQ平面的4個象限上分別形成以信號點為頂點的多個全等的正三角形，其中，任意的相鄰的2個正三角形共享1個邊，同時各個所述4個象限中的最靠近原點的信號點共享1個邊而形成相鄰的2個正三角形。根據(jù)本說明書中公開的無線發(fā)送裝置及調(diào)制方法，在抑制發(fā)送功率增大的同時能夠提高發(fā)送的碼元的解調(diào)精度。


圖1是表示16QAM的星座圖的一例的圖。
圖2是表示實施方式1中的無線發(fā)送裝置的要部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示實施方式1中的變形16QAM的星座圖的一例的圖。圖4是用于說明變形16QAM的星座圖中的信號點配置的圖。圖5是表示變形16QAM的星座圖中的信號點的I成分及Q成分的具體例的圖。圖6是表示實施方式1中的無線接收裝置的要部結(jié)構(gòu)的框圖。圖7是表示在實施方式1中進行解調(diào)時使用的上位位的判定軸的一例的圖。圖8是表示在實施方式1中進行解調(diào)時使用的下位位的判定軸的一例的圖。圖9是表示實施方式1中的變形16QAM的星座圖的另一例的圖。圖10是表示實施方式2中的無線發(fā)送裝置的要部結(jié)構(gòu)的框圖。圖11是表示實施方式2中的變形64QAM的星座圖的一例的圖。圖12是表示變形64QAM的星座圖中的信號點的I成分及Q成分的具體例的圖。符號說明100、300無線發(fā)送裝置110編碼部120變形16QAM調(diào)制部130無線發(fā)送處理部200無線接收裝置210無線接收處理部220變形16QAM解調(diào)部230解碼部310變形64QAM調(diào)制部
具體實施例方式下面，參照附圖而詳細說明本發(fā)明實施方式。實施方式1圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的無線發(fā)送裝置100的要部結(jié)構(gòu)的框圖。該圖中所示的無線發(fā)送裝置100具有編碼部110、變形16QAM調(diào)制部120、及無線發(fā)送處理部 130。編碼部110對發(fā)送對象的信息位進行糾錯編碼，將在信息位上附加冗余位而構(gòu)成的位序列輸出到變形16QAM調(diào)制部120。變形16QAM調(diào)制部120將由編碼部110輸出的位序列以4位為單位地進行碼元映射而進行調(diào)制。此時，變形16QAM調(diào)制部120根據(jù)具有例如圖3所示的星座圖的變形16QAM 而調(diào)制位序列。即，變形16QAM調(diào)制部120將以相對于IQ平面的I軸及Q軸傾斜45度的線段為底邊共享，且底邊的中點與IQ平面的原點一致的2個正三角形的各頂點作為各個4 個象限的最靠近原點的信號點，在各象限內(nèi)，通過星座圖而調(diào)制位序列，該星座圖如下將以最靠近原點的信號點為一個頂點的正三角形和與該正三角形共享1個邊的正三角形的各頂點作為信號點。在圖3所示的例中，由第1象限(I成分及Q成分均為正的象限)、第2象限(I成分為負且Q成分為正的象限)、及第4象限(I成分為正且Q成分為負的象限)各自的最靠近原點的信號點形成正三角形，由第2象限、第3象限(I成分及Q成分均為負的象限)、及第4象限各自的最靠近原點的信號點形成正三角形。并且，在第1象限及第3象限中，將2個正三角形的各頂點作為信號點，該2個正三角形以最靠近原點的信號點為1個頂點，將原點和最靠近原點的信號點連接的直線的延長線作為1邊而共享。在第2象限及第4象限中，將以最靠近原點的信號點為1個頂點并具有與將原點和最靠近原點的信號點連接的直線的延長線正交的底邊的一個正三角形和與該正三角形共享底邊的其他正三角形的各頂點作為信號點。配置在這樣的位置上的16 個信號點與從“0000”到“1111”的16個4位的序列的任一個對應(yīng)，并且由與各信號點對應(yīng)的相位/振幅的碼元傳送4位的序列。另外，關(guān)于對信號點的位序列的分配，優(yōu)選為，16個的位序列中，上位2位所共享的每4個位序列被分配給同一象限的信號點。由各象限內(nèi)的最靠近原點的信號點形成的2個正三角形是全等的，并且除了該2 個正三角形之外的8個正三角形也都是全等的。因此，在各象限內(nèi)，位于正三角形的邊的兩端的信號點之間的距離全部相等。并且，由最靠近原點的信號點形成的2個正三角形的 1個邊比其他8個正三角形的1個邊長。并且，在星座圖中，各信號點距原點的距離與碼元的振幅對應(yīng)，圖3所示的星座圖中的16個信號點距原點的距離的平方值的平均值與通常的 16QAM的星座圖中的16個信號點距原點的距離的平方值的平均值相等。即，基于變形16QAM 的碼元和基于通常的16QAM的碼元的平均發(fā)送功率相等。換言之，如果使得基于變形16QAM的碼元的平均發(fā)送功率與基于通常的16QAM的碼元的平均發(fā)送功率相等，則在變形16QAM的星座圖中，相比于形成在象限內(nèi)的正三角形的1個邊，由最靠近原點的信號點形成的2個正三角形的1個邊更長。變形16QAM調(diào)制部120將由編碼部110輸出的位序列以4位為單位地分配到上述的星座圖的任意信號點而生成與信號點的位置對應(yīng)的相位/振幅的碼元。無線發(fā)送處理部130對于由變形16QAM調(diào)制部120進行調(diào)制而得到的碼元序列執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換及向上變換等無線發(fā)送處理，并借助于天線而進行發(fā)送。接著，參照圖4來進一步具體說明變形16QAM調(diào)制部120中的進行調(diào)制時使用的變形16QAM的星座圖。如圖4所示，在第1 第4象限中分別由4個信號點形成共享1個邊的2個正三角形。具體地，在第1象限中，由信號點A0、A1, A3及信號點A0, A2, A3分別形成2個正三角形，在第2象限中，由信號點B0, Bp B3及信號點B0, B2, B3分別形成2個正三角形，在第3象限中，由信號點C0、C1^C3及信號點C0、C2, C3分別形成2個正三角形，在第4象限中，由信號點Dc^DpD3及信號點Dc^DyD3分別形成2個正三角形。這些正三角形的1個邊的長度均為 α ο并且，各象限中的最靠近IQ平面的原點的4個信號點k0、B1, C3、D2形成共享邊 B1D2的2個正三角形。設(shè)從原點到第1象限及第3象限中的最靠近原點的信號點A0、C3為止的距離為β，從原點到第2象限及第4象限中的最靠近原點的信號點Bp D2為止的距離為Y(=i3/V3)時，由最靠近原點的信號點形成的正三角形AtlB1D2及正三角形C3B1D2的 1個邊的長度為2 γ。另外，如上所述，在由變形16QAM調(diào)制的碼元的平均發(fā)送功率與由通常的16QAM調(diào)制的碼元的平均發(fā)送功率相等的情況下，這些2個正三角形比形成在各象限內(nèi)的8個正三角形大，因此成立α < 2 γ。
本實施方式中的星座圖與相對于I軸及Q軸形成45度的角度的直線Q = I及直線Q = -I形成線對稱。并且，第1象限的信號點K、A3及第3象限的信號點Q、C3配置在直線Q = I上，線段AtlA3及線段CtlC3成為各個象限內(nèi)的2個正三角形所共享的1個邊。因此，未圖示的線段A1A2及線段C1C2分別與線段AtlA3及線段CtlC3正交。另外，第2象限的信號點B1A2及第4象限的信號點D^D2配置在直線Q = _1上， 未圖示的線段Bp2及線段D1D2與各個象限內(nèi)的2個正三角形所共享的邊BJ3及邊DtlD3正交。因此，未圖示的線段A1A2及線段C1C2分別與線段AtlA3及線段CtlC3正交。如上所述，本實施方式中的星座圖中，在各象限內(nèi)由4個信號點形成共享1個邊的 2個正三角形，并且由4個象限各自的最靠近原點的4個信號點形成共享1個邊的2個正三角形。并且，相對于各象限內(nèi)的正三角形的1個邊的長度為α，由最靠近原點的信號點形成的正三角形的1個邊的長度為2γ，因此各象限內(nèi)的信號點之間的距離至少為α以上，象限間的信號點之間的距離至少為2 γ以上。就是說，在通常的16QAM，象限內(nèi)的信號點之間的距離及象限間的信號點之間的距離均相同，相對于此，在變形16QAM，象限內(nèi)的信號點之間的距離及象限間的信號點之間的距離不同。在此，如上所述，α <2γ，同時象限內(nèi)的信號點之間的距離關(guān)系到下位2位的解調(diào)精度，象限間的信號點之間的距離關(guān)系到上位2位的解調(diào)精度，因此根據(jù)本實施方式的變形16QAM，能夠使上位2位的解調(diào)精度優(yōu)于下位2位的解調(diào)精度。下面，利用α、β及Υ來表示圖4所示的變形16QAM的星座圖中的信號點Atl A3及信號點Btl 的I成分及Q成分。[數(shù)1]、“；\ ‘ ‘■·· 、、 ;.[數(shù)2]「■ .’ .、I.:.. ‘丨丨 、這些各信號點和原點之間的距離表示與信號點對應(yīng)的碼元的振幅。換言之，越是與遠離原點的信號點對應(yīng)的碼元，振幅越大，并且發(fā)送功率越大。在本實施方式中，使得基于變形16QAM的碼元的平均發(fā)送功率與基于通常的16QAM的碼元的平均發(fā)送功率相等。并且，圖5中表示了設(shè)平均發(fā)送功率為1，將各象限內(nèi)的信號點之間的距離α及通常的16QAM 中的信號點之間的距離均設(shè)為2/ V 10的情況下的信號點Atl A4及信號點Btl 氏的I成分及Q成分。另外，在圖5中還示出了通常的16QAM的星座圖中的信號點的I成分及Q成分，以便比較。在圖5中，例如對信號點AtlA1之間的距離進行計算時，在通常的16QAM的情況下為如下所示。[數(shù)3]
權(quán)利要求
1.一種無線發(fā)送裝置，其特征在于具備調(diào)制單元，其利用如下的星座圖將發(fā)送位序列映射到與任意一個信號點對應(yīng)的碼元上在表示信號的同相成分及正交成分的IQ平面的4個象限各自上形成以信號點為頂點的多個全等的正三角形，任意的相鄰的2個正三角形共享1個邊，并且所述4個象限各自的最靠近原點的信號點形成共享1個邊而相鄰的2個正三角形；以及發(fā)送單元，其發(fā)送由所述調(diào)制單元進行映射而得到的碼元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用如下的星座圖映射發(fā)送位序列由所述最靠近原點的信號點形成的 2個正三角形的1個邊比所述4個象限各自上所形成的多個正三角形的1個邊長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用變形16QAM的星座圖，以4位為單位地映射發(fā)送位序列，該變形 16QAM的星座圖如下在所述4個象限各自上形成以4個信號點為頂點且共享1個邊的2個正三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用變形64QAM的星座圖，以6位為單位地映射發(fā)送位序列，該變形 64QAM的星座圖如下在所述4個象限各自上形成以16個信號點為頂點且整體輪廓為菱形形狀的18個正三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用關(guān)于直線Q = I及直線Q = -I為線對稱的星座圖映射發(fā)送位序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用如下的星座圖映射發(fā)送位序列由所述最靠近原點的信號點形成的 2個正三角形共享的1個邊的中點與IQ平面的原點一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用如下的星座圖映射發(fā)送位序列在所述4個象限中的2個象限中，將原點和所述最靠近原點的信號點連接而成的直線的延長線成為多個正三角形的1個邊，而在其他2個象限中，將原點和所述最靠近原點的信號點連接而成的直線的延長線不成為多個正三角形的1個邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其特征在于，所述調(diào)制單元利用如下的星座圖映射發(fā)送位序列每個象限的與多個信號點分別對應(yīng)的位序列的上位2位相同。
9.一種調(diào)制方法，其特征在于，該調(diào)制方法利用如下的星座圖將發(fā)送位序列映射到與任意一個信號點對應(yīng)的碼元上在表示信號的同相成分及正交成分的IQ平面的4個象限各自上形成以信號點為頂點的多個全等的正三角形，任意的相鄰的2個正三角形共享1個邊， 并且所述4個象限各自的最靠近原點的信號點形成共享1個邊而相鄰的2個正三角形。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供在抑制發(fā)送功率增大的同時提高發(fā)送的碼元的解調(diào)精度的無線發(fā)送裝置及調(diào)制方法。為了解決所述課題，變形16QAM調(diào)制部(120)將以相對于IQ平面的I軸及Q軸傾斜45度的線段作為底邊而共享，且底邊的中點與IQ平面的原點一致的2個正三角形的各頂點作為4個象限各自的最靠近原點的信號點，在各象限內(nèi)，通過如下的星座圖而調(diào)制位序列將以最靠近原點的信號點作為一個頂點的正三角形和與該正三角形共享1個邊的正三角形的各頂點作為信號點。無線發(fā)送處理部(130)對于由變形16QAM調(diào)制部(120)進行調(diào)制而得到的碼元序列執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換及向上變換等無線發(fā)送處理，并借助于天線而進行發(fā)送。
文檔編號H04L27/34GK102165744SQ200880131328
公開日2011年8月24日 申請日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者吳建明 申請人:富士通株式會社