JP2008118417A - 移動無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再送時間を短縮し、通信チャネルを有効利用することができる移動無線装置を提供する。
【解決手段】移動無線装置は、無線ネットワークを介してデータを送信先装置に送信する送信部と、データの送信から所定時間経過後、データについて送信先装置で正常に受信されたことを示す肯定応答（ACK）又は正常に受信されなかったことを示す否定応答（NACK）のいずれかを送信先装置から受信する受信部と、データの送信後、データについて肯定応答又は否定応答を受信する前に、データを送信先装置に再送する再送制御部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話機のような移動無線装置に関し、特に、データ送信の効率的な再送制御を行う移動無線装置に関する。

携帯電話機のような移動無線装置は、上りリンクの通信において、無線基地局装置との間に設定された通信チャネルを用いてデータを送信する。通信チャネルは、当該無線基地局装置の管轄内に存在する複数の移動無線通信装置に共用されるので、上りリンクの通信を要求する移動無線装置の数が、通信チャネルの数より多い場合は、無線基地局装置は、通信チャネルに割り当てる移動無線装置をスケジューリングし、ある通信チャネルにおいてデータ送信が完了すると、待機している移動無線通信装置にその通信チャネルを割り当てる制御を行う。

図１は、通信チャネルの割り当てを説明する図である。一つの通信チャネルに対して、２つの移動無線装置MS1、MS2が割り当てられる例を示す。当初、移動無線装置MS1、MS2ともに上りリンクの通信を行っていないので、通信チャネルは開放状態である。ここで、移動無線装置MS1が通信を要求すると、無線基地局装置（図示されず）は、移動無線装置MS1に通信チャネルを割り当て、移動無線装置MS1はデータ送信を開始する。移動無線装置MS1がデータ送信中に、移動無線装置MS2がデータ送信を要求する。しかしながら、通信チャネルは移動無線装置MS1に割り当てられているので、移動無線装置MS2はデータ送信を待機する。そして、移動無線装置MS1のデータ送信が完了した時点で、無線基地局装置は、通信チャネルを移動無線装置MS2に割り当て、移動無線装置MS2は、データ送信を完了する。

このように、複数の移動無線装置が通信チャネルを共用する場合、通信チャネルの使用状況によって、移動無線装置はデータ送信を待機する必要が生じるので、できるだけ効率よくデータ送信を行い、送信時間を短くすることが望まれている。

一方で、データ送信の際、受信側（無線基地局装置）で、データを正常に受信できなかった場合、データの再送が行われる。無線基地局装置は、データを正常に受信した場合は、ACK（肯定応答）、データを正常に受信しなかった場合は、NACK（否定応答）を移動無線装置に返信し、移動無線装置は、NACKを受信すると、そのNACKに対応するデータを再送する制御を行う。そして、移動無線装置は、すべてのデータについて、無線基地局装置からのACKを受信するまで、正常に受信されなかったデータの再送を続け、その間、通信チャネルを使用し続ける。データの再送は、ARQ(Automatic Repeat reQuest)又はHARQ(Hybrid ARQ)により制御される。ARQ又はHARQについては、移動体通信システムの標準規格である3GPP(3rd Generation Partnership Project)により規定されている。

図２は、従来の再送制御を説明する図である。図２では、５つのブロックに分割されたデータを送信する場合を例示する。また、説明の簡略化のために、時間を、１つのブロックデータを送信する時間単位に分割する。従って、最初の送信として、時刻１〜５でブロックデータ１〜５が移動無線装置MSから順次送信される。無線基地局装置BSからのACK/NACKは、４ブロック時間遅れて、移動無線装置MSによって受信される。例えば、移動無線装置MSは、時刻１で送信したブロックデータ１のACK/NACKを時刻５で受信する。図２の場合、ブロックデータ１についてACKを受信するので、これを再送する必要はない。時刻６では、移動無線装置MSはブロックデータ２についてACKを受信するので、時刻６時点では、NACKに対応するブロックデータがないので、時刻６では、データは送信されない。同様に、移動無線装置MSはブロックデータ３、４についてもACKを受信するので、時刻７、８でデータは送信されない。従って、時刻６−８の間、通信チャネルを占有しつつもデータを送信しない時間となる。

そして、時刻９になると、ブロックデータ５についてNACKを受信するので、移動無線装置MSはブロックデータ５を再送する。この再送したブロックデータ５のACK/NACKは時刻１３まで戻らないので、その間（時刻１０−１２）データを送信しない無駄な時間となる。結局、図２の場合は、時刻１３で再度ブロックデータ５のNACKを受信するので、ブロックデータ５を再々送し、無線基地局装置BSは３回目の送信でブロックデータ５を正常に受信するが、この場合、移動無線装置MSがブロックデータ５のACKを受信するのは、時刻１７であり、時刻１７時点で、データの送信が完了する。すなわち、時刻１７経過後に、待機している次の移動無線装置にこの通信チャネルが割り当てられる。

下記特許文献１は、情報発信元装置１が情報受信側装置２に情報DN1を送信する場合、情報受信側装置２からの確認応答AK1を受信するまで、所定周期で情報DN1を再送する再送方法について開示している。
特開２０００−９２１５０号公報

上述したように、NACKの受信を待ってデータを再送する場合、データを送信しない空き時間が発生してしまい、データの再送に長い時間を要し、通信チャネルが無駄に占有される時間が長くなる。

そこで、本発明の目的は、再送時間を短縮し、通信チャネルを有効利用することができる移動無線装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の移動無線装置の第一の構成は、無線通信チャネルを介してデータを送信先装置に送信する送信部と、前記データの送信から所定時間経過後、前記データについて前記送信先装置で正常に受信されたことを示す肯定応答（ACK）又は正常に受信されなかったことを示す否定応答（NACK）のいずれかを前記送信先装置から受信する受信部と、前記データの送信後、前記データについて前記肯定応答又は前記否定応答を受信する前に、前記データを前記送信先装置に再送する再送制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の移動無線装置の第二の構成は、上記第一の構成において、前記受信部が、前記データについて前記肯定応答を受信するまで、前記再送制御部は、前記データの再送を繰り返すことを特徴とする。

本発明の移動無線装置の第三の構成は、上記第一の構成において、前記受信部が前記データについて前記肯定応答を受信しない間、前記再送制御部は、前記データの再送回数があらかじめ設定された最大再送回数に達するまで、前記データの再送を繰り返すことを特徴とする。

本発明の移動無線装置の第四の構成は、上記第一の構成において、前記受信部が、前記データの送信後、前記データについて前記否定応答を受信すると、前記再送制御部は、前記データを再送し、前記受信部が、当該再送されたデータについて前記肯定応答又は前記否定応答を受信する前に、前記再送制御部は、再度、前記データを再送することを特徴する。

本発明の移動無線装置の第五の構成は、上記第一の構成において、前記送信部は複数のデータを順次送信し、前記複数のデータの送信後、前記肯定応答を受信していないデータが複数ある場合、前記再送制御部は、前記肯定応答を受信していない複数のデータを最も過去に送信したデータから順番に再送することを特徴とする。

本発明の移動無線装置の第六の構成は、上記第五の構成において、前記受信部は、前記肯定応答又は前記否定応答ともに各データの前記送信先装置における受信時のエラー率に関する情報を受信し、前記肯定応答を受信していない複数のデータが最も過去に送信したデータから順番に再送された後、前記否定応答を受信したデータが複数ある場合、前記再送制御部は、前記否定応答を受信した複数のデータを最もエラー率の高いデータから順番に再送することを特徴とする。

本発明によれば、移動無線装置が上りリンクの通信チャネルを占有している間、データが送信されない無駄な空き時間がなくなり、効率的にデータが再送されるので、再送時間を短縮することができ、通信チャネルを有効利用することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図３は、本発明の実施の形態における移動無線装置の構成例を示す図である。移動無線装置MSは、例えば、W-CDMAのような第３世代(３G)の移動通信システムにおける携帯電話機であって、送信部１０、受信部２０、再送制御部３０を備えて構成される。なお、移動無線装置MSと通信チャネルを介して通信する無線基地局装置BSも送信部１１、受信部２１、再送制御部３１を備えて構成される。

移動無線装置MSの送信部１０から送信されたデータは、無線基地局装置BSの受信部２１により受信され、再送制御部３１は、受信部２１が正常にデータを受信できた場合はACKを生成し、正常に受信出来なかった場合はNACKを生成し、送信部１１が、当該ACK/NACKを送信する。移動無線装置MSの受信部２０は、無線基地局装置BSからのACK/NACKを受信し、再送制御部２０は、NACKに対応するデータを送信部１０から再送するとともに、以下に説明する本発明に特徴的な再送制御を実行する。

図４は、本発明の実施の形態における第一の再送制御を示す図である。第一の再送制御では、所定データに対するACK/NACKを受信するまでの空き時間に、ACKを受信していないデータを再送する。

図４は、図２の場合と同様に、５つのブロックに分割されたデータを送信する場合を例示し、時間を１つのブロックデータを送信する時間単位に分割する。従って、最初の送信として、時刻１〜５でブロックデータ１〜５が移動無線装置MSの送信部１０から順次送信される。無線基地局装置BSからのACK/NACKは、４ブロック時間遅れて、移動無線装置MSの受信部２０によって受信される。例えば、移動無線装置MSの受信部２０は、時刻１で送信されたブロックデータ１のACK/NACKを時刻５で受信する。ブロックデータ１については、ACKが受信されるので、これを再送する必要はない。なお、時刻５では、ブロックデータ５の最初の送信が行われる。

時刻６では、移動無線装置MSの受信部２０はブロックデータ２についてACKを受信する。時刻６時点では、ブロックデータ１〜５の送信が終わっているとともに、NACKも受信しない。しかし、ブロックデータ３〜５のACK/NACKは未受信である。本発明では、このような状況において、未受信のブロックデータ３〜５について後の時刻でNACKが受信されることを想定し、再送制御部２０は、未受信のブロックデータのACK/NACKを受信する前に、ACK/NACKをまだ受信していないブロックデータを再送する制御を行う。再送順序は、最初の送信の送信順序と同じである。従って、時刻６では、送信部１０からブロックデータ３が送信される。

時刻７では、移動無線装置MSの受信部２０はブロックデータ３についてACKを受信し、この時点では、ブロック４、５のACK/NACKが未受信である。再送制御部２０は、NACKを受信していないが、ACK/NACKが未受信のブロックデータ４、５のうち、再送順序が早いブロックデータ４を再送する。

時刻８では、移動無線装置MSの受信部２０はブロックデータ４についてACKを受信し、この時点では、ブロック５のACK/NACKが未受信である。従って、再送制御部２０は、ACK/NACKが未受信のブロックデータ５を再送する。すなわち、時刻８では、ブロックデータ５の２回目の送信が行われる。

時刻９では、移動無線装置MSの受信部２０はブロックデータ５についてNACKを受信する。このNACKは、ブロックデータ５の最初の送信に対するものである。再送制御部２０は、NACKを受信したタイミングにおいては、そのNACKに対応するブロックデータを再送する制御を行う。従って、再送制御部２０は、このNACKに対応して、時刻８に引き続き、再度ブロックデータ５を再送する制御を行う。すなわち、時刻９では、ブロックデータ５の３回目の送信が行われる。

そして、時刻１０、１１では、移動無線装置MSの受信部２０は、２回目のブロックデータ５の送信に対するACK/NACKを受信しないが、ACKを受信していないブロックデータはブロックデータ５だけであるので、再送制御部２０はブロックデータ５を再送する制御を行い、送信部１０からブロックデータ５が送信される。

さらに、時刻１２では、移動無線装置MSの受信部２０は、２回目のブロックデータ５の送信に対するNACKを受信する。従って、再送制御部２０は、再度ブロックデータ５のNACKに対して、再度、ブロックデータを再送する制御を行う。

続いて、時刻１３で、移動無線装置ＭＳの受信部２０は、３回目のブロックデータの送信に対するACKを受信する。これにより、送信したブロックデータのすべてのACKを受信したことになり、送信完了となる。図４の場合、時刻１３で送信完了となり、図２の従来の再送制御と比較して４ブロック時間、送信完了タイミングが早くなる。

本発明に特徴的な再送制御は、図２の従来の再送制御と比較して、ACK/NACKを受信するまでの空き時間を有効利用して、ACK/NACK未受信のブロックデータを再送する。その結果、NACKに対応するブロックデータの再送タイミングが早くなるとともに、再送回数が増加するので、各データに対するACKを受信するタイミングが早くなり、送信完了までの時間が早くなる。なお、受信側（無線基地局装置BS）では、再送されたデータを合成することで、受信特性を向上する処理を行っており、再送回数が増えると受信特性が向上し、正常受信の確率を高めることができる。

なお、以下の記載において、移動無線装置MSの送信部１０、受信部２０、再送制御部３０の動作を移動無線装置MSの動作として総称する。

図５は、本発明の実施の形態における第二の再送制御を示す図である。第二の再送制御は、第一の再送制御において、再送回数に制限を設ける場合の例である。すなわち最大再送回数が設定され、図５の例では、７回である。図４の例では、移動無線装置MSは、時刻８以降、ACKを受信していないブロックデータ５を送信し続けるが、３回目のブロックデータ５の送信に対して、時刻１３でACKを受信する。一方、図５の例では、３回目のブロックデータについても時刻１３でNACKを受信し、時刻１３で再度ブロックデータ５を送信するが、この送信は、７回目のブロックデータ５の送信であるため、この送信により、ブロックデータ５の送信を完了する。

従って、時刻１４においても、移動無線装置MSは、ブロックデータ５のNACKを受信しても、ブロックデータ５を送信しない。図５の例では、５回目のブロックデータ５の送信に対して、時刻１５でACKを受信する例が示されるが、仮に、時刻１５でNACKを受信し、７回目（最後）のブロックデータ５の送信に対してもNACKを受信した場合でも、ブロックデータ５の再送は行われず、時刻１３時点で、上りリンクの通信チャネルは一旦開放され、送信待機している別の移動無線装置がある場合は、その移動無線装置に通信チャネルの使用が割り当てられる。従って、ブロックデータ５を送信できなかった移動無線装置MSはあらためて無線基地局装置BSに対してデータ送信要求を行う。

このように、第二の制御においても、NACKの受信を待たずに、ACK/NACK未受信のブロックデータを送信することで、第一の再送制御同様に、無駄な空き時間をなくすことができる。また、最大再送回数に達するまでの時間が短くなり、すべての送信データについてACKを受信するか否かにかかわらず、最大再送回数に達した時点で送信完了となるとので、送信完了タイミングを早めることができる。これにより、待機している別の移動無線装置により早いタイミングで通信チャネルを割り当てることが可能となり、効率的な通信チャネルの利用が図られる。

図６は、本発明の実施の形態における第三の再送制御を示す図である。第三の再送制御は、第一の再送制御、第二の再送制御同様に、NACKの受信を待たずに、ACK/NACK未受信のブロックデータを送信し、このとき、ブロックデータの再送順序に関し、最初の送信の順序とともに、NACKとともに通知されるエラーの度合いを示す数値（以下、エラー率という）を考慮して、再送順序が決定される。ACKの場合のエラー率は「０」とし、NACKの場合において、エラービットの数が多くなるほど、エラー率が大きくなっていくものとする。具体的には、１回目の再送は最初の送信の順序に従って再送順序が決定されるが、２回目の再送から、エラー率に基づいて再送順序が決定される。

移動無線装置MSは、エラー検出コード（例えば、CRC）又はエラー訂正コードを送信データに付して送信する。無線基地局BSの再送制御部３１は、エラー検出コード又はエラー訂正コードに基づいて、送信データのエラー率を求め、ACK/NACKとともに、移動無線装置MSに通知する。

図６は、図４と同様に、５つのブロックに分割されたデータを送信する場合を例示し、時間を１つのブロックデータを送信する時間単位に分割する。従って、最初の送信として、時刻１〜５でブロックデータ１〜５が移動無線装置MSから順次送信される。無線基地局装置BSからのACK/NACKは、４ブロック時間遅れて、移動無線装置MSによって受信される。

時刻５では、ブロックデータ５の最初の送信が行われるとともに、移動無線装置MSは、時刻１で送信されたブロックデータ１のACK/NACKを受信する。これにより、ブロックデータ１の再送は必要ない。

時刻６では、移動無線装置MSはブロックデータ２についてNACKを受信する。従って、移動無線装置MSは、ブロックデータ２を再送する。このとき、ブロックデータのエラー率は「５」であるとする。さらに、時刻７では、移動無線装置MSはブロックデータ３についてNACKを受信する。従って、移動無線装置MSは、ブロックデータ３を再送する。このとき、ブロックデータ３のエラー率は「９」であるとする。

時刻８では、移動無線装置MSはブロックデータ４のACKを受信する。従って、この時刻８では、ACKを受信していないブロックデータ２、３、５のうちいずれかを再送することになるが、そのうち、ブロックデータ２、３については１回目の再送を終えているので、ここでは、ブロックデータ５の再送が行われる。

時刻９では、移動無線装置MSはブロックデータ５のNACKを受信する。ブロックデータ５のエラー率は「３」であるとする。通常、NACKを受信したタイミングでは、そのNACKに対応するブロックデータが再送されるが、ここでは、エラー率を考慮して、再送するブロックデータが選択される。すなわち、時刻９時点で、ACKが未受信（今後さらにNACKを受信する可能性のある）データブロックは、データブロック２、３、５である。これらのデータブロックの直近のエラー率を比較すると、
ブロックデータ２のエラー率＝「５」
ブロックデータ３のエラー率＝「９」
ブロックデータ２のエラー率＝「３」
である。エラー率が大きいということは、エラービットが多く、繰り返しNACKを受信する可能性（結果、再送が繰り返し発生する可能性）が高いことを意味する。従って、最もエラー率の高いブロックデータをできるだけ先行させて再送することが、再送時間を短縮するのに効果的である。従って、時刻９では、エラー率の最も高いブロックデータ３が送信される。

時刻１０では、移動無線装置MSはブロックデータ２のACKを受信する。従って、ブロックデータ３の次にエラー率の高いブロックデータ２であるが、ブロックデータ２の再送の必要はないので、時刻１０では、ブロックデータ５が再送される。このように、２回目以降の再送では、最初の送信順序ではなく、エラー率の高い順序に再送が行われる。１回目の再送では、エラー率が比較できないので、最初の送信順序に従って再送を行う。

なお、時刻９において、仮に、最初の送信順序に再送が行われる場合は、データブロック２が送信されることになるが、データブロック２については、次の時刻１０でACKが受信され、結果的に、時刻９におけるデータブロック２の再送は無駄になる。従って、NACKを受信する可能性の高い（エラー率の高い）データブロックを優先して再送することは、より効率的な再送を実現する。

時刻１１からは、３回目の再送が始まる。時刻１１では、移動無線装置MSはブロックデータ３のNACKを受信する。ブロックデータ３のエラー率は「３」であるとする。すなわち、ブロックデータのエラー率は、「９」から「３」に低下した。時刻１１の時点で、ACKが未受信データブロックは、データブロック３、５である。データブロック３、５の直近のエラー率を比較すると、
ブロックデータ３のエラー率＝「３」
ブロックデータ５のエラー率＝「３」
と同じであるが、この場合は、最初の送信順序に従って、ブロックデータ「３」が再送される。エラー率が異なる場合は、もちろんエラー率が高いデータブロックが再送される。

時刻１２では、移動無線装置MSはデータブロック５のNACKを受信する。すなわち、データブロック５のACKは受信されず、時刻１１でデータブロック３が再送されたので、時刻１２では、データブロック５が再送される。

時刻１３では、移動無線装置MSはデータブロック３のNACKを受信する。この時点でACKを受信していないデータブロックはデータブロック５のみである。従って、時刻１３では、データブロック５が時刻１２に続いて再送される。そして、時刻１４において、データブロック５のACKが受信され、データ送信が完了する。

（付記１）
無線通信チャネルを介してデータを送信先装置に送信する送信部と、
前記データの送信から所定時間経過後、前記データについて前記送信先装置で正常に受信されたことを示す肯定応答又は正常に受信されなかったことを示す否定応答のいずれかを前記送信先装置から受信する受信部と、
前記データの送信後、前記データについて前記肯定応答又は前記否定応答を受信する前に、前記データを前記送信先装置に再送する再送制御部とを備えることを特徴とする移動無線装置。

（付記２）
付記１において、
前記受信部が、前記データについて前記肯定応答を受信するまで、前記再送制御部は、前記データの再送を繰り返すことを特徴とする移動無線装置。

（付記３）
付記１において、
前記受信部が前記データについて前記肯定応答を受信しない間、前記再送制御部は、前記データの再送回数があらかじめ設定された最大再送回数に達するまで、前記データの再送を繰り返すことを特徴とする移動無線装置。

（付記４）
付記１において、
前記受信部が、前記データの送信後、前記データについて前記否定応答を受信すると、前記再送制御部は、前記データを再送し、前記受信部が、当該再送されたデータについて前記肯定応答又は前記否定応答を受信する前に、前記再送制御部は、再度、前記データを再送することを特徴する移動無線装置。

（付記５）
付記１において、
前記送信部は複数のデータを順次送信し、
前記複数のデータの送信後、前記肯定応答を受信していないデータが複数ある場合、前記再送制御部は、前記肯定応答を受信していない複数のデータを最も過去に送信したデータから順番に再送することを特徴とする移動無線装置。

（付記６）
付記５において、
前記受信部は、前記肯定応答又は前記否定応答ともに各データの前記送信先装置における受信時のエラー率に関する情報を受信し、
前記肯定応答を受信していない複数のデータが最も過去に送信したデータから順番に再送された後、前記否定応答を受信したデータが複数ある場合、前記再送制御部は、前記否定応答を受信した複数のデータを最もエラー率の高いデータから順番に再送することを特徴とする移動無線装置。

通信チャネルの割り当てを説明する図である。 従来の再送制御を説明する図である。 本発明の実施の形態における移動無線装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における第一の再送制御を示す図である。 本発明の実施の形態における第二の再送制御を示す図である。 本発明の実施の形態における第三の再送制御を示す図である。

符号の説明

MS：移動無線装置、BS：無線基地局装置、１０：送信部、１１：送信部、２０：受信部、２１：受信部、３０：再送制御部、３１：再送制御部

Claims (5)

1. 無線通信チャネルを介してデータを送信先装置に送信する送信部と、
   前記データの送信から所定時間経過後、前記データについて前記送信先装置で正常に受信されたことを示す肯定応答又は正常に受信されなかったことを示す否定応答のいずれかを前記送信先装置から受信する受信部と、
   前記データの送信後、前記データについて前記肯定応答又は前記否定応答を受信する前に、前記データを前記送信先装置に再送する再送制御部とを備えることを特徴とする移動無線装置。
2. 請求項１において、
   前記受信部が前記データについて前記肯定応答を受信しない間、前記再送制御部は、前記データの再送回数があらかじめ設定された最大再送回数に達するまで、前記データの再送を繰り返すことを特徴とする移動無線装置。
3. 請求項１において、
   前記受信部が、前記データの送信後、前記データについて前記否定応答を受信すると、前記再送制御部は、前記データを再送し、前記受信部が、当該再送されたデータについて前記肯定応答又は前記否定応答を受信する前に、前記再送制御部は、再度、前記データを再送することを特徴する移動無線装置。
4. 請求項１において、
   前記送信部は複数のデータを順次送信し、
   前記複数のデータの送信後、前記肯定応答を受信していないデータが複数ある場合、前記再送制御部は、前記肯定応答を受信していない複数のデータを最も過去に送信したデータから順番に再送することを特徴とする移動無線装置。
5. 請求項４において、
   前記受信部は、前記肯定応答又は前記否定応答ともに各データの前記送信先装置における受信時のエラー率に関する情報を受信し、
   前記肯定応答を受信していない複数のデータが最も過去に送信したデータから順番に再送された後、前記否定応答を受信したデータが複数ある場合、前記再送制御部は、前記否定応答を受信した複数のデータを最もエラー率の高いデータから順番に再送することを特徴とする移動無線装置。

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