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JP2010050716A - 通信装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

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JP2010050716A JP2008212939A JP2008212939A JP2010050716A JP 2010050716 A JP2010050716 A JP 2010050716A JP 2008212939 A JP2008212939 A JP 2008212939A JP 2008212939 A JP2008212939 A JP 2008212939A JP 2010050716 A JP2010050716 A JP 2010050716A
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良太 山田
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Abstract

【課題】送信装置から受信装置への信号の再送回数を低減することができる通信装置、通信システム及び通信方法を提供する。
【解決手段】受信した信号に誤りを検出すると、送信元に再送を要求するハイブリッド自動再送を行う通信装置において、同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する受信部と、パケット信号を信号検出処理して復調結果を得る信号検出部と、信号検出部が検出した信号であって、同一のデータに関する複数の信号同士を合成する合成部と、合成した信号を復号処理して復号処理結果を得る復号処理部と、同一のデータに関する複数のパケットを構成する信号のうち、信号検出部が信号検出していない信号に対する復号処理結果を合成部に入力するパンクチャ部とを備える。
【選択図】図17

Description

本発明は、通信装置、通信システム及び通信方法に関する。
通信システムにおいて、誤りに対する制御方法として、自動再送(ARQ:Automatic Repeat reQuest)と、ターボ符号化等の誤り訂正符号とを組み合わせたハイブリッドARQ(HARQ)がある。
ハイブリッド自動再送(HARQ)は、受信装置で、受信信号に誤りが検出されると送信装置に対して再送を要求し、再度受信した信号とすでに受信した信号との合成信号に対して復号処理を行う技術である。特に、ハイブリッド自動再送(HARQ)として、チェース合成(CC:Chase Combining)と、増加冗長(IR:Incremental Redundancy)とがよく知られており、それぞれ非特許文献1及び非特許文献2に記載されている。
例えば、チェース合成(CC)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)では、受信パケットに誤りが検出されると、全く同一の符号化ビット系列で構成されたパケットの再送を受信装置が送信装置に要求する。受信装置では、これらの2つの受信パケットを合成することにより、受信品質を高めることができる。
また、増加冗長(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)では、冗長ビットを分割し、送信装置から受信装置に少しずつ順次再送するため、再送回数が増えるにしたがって符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を強くできる。
チェース合成(CC)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)では、初送パケット及び再送パケットともに、同一のパンクチャパターンによりパンクチャ処理した符号化ビット系列で構成される。
例えば、送信装置において、符号化率1/3のターボ符号器は、情報ビット系列xが入力されると、第1パリティビット系列z、第2パリティビット系列z’を生成し、符号化ビット系列cを出力する。情報ビット長をNとすると、x、z、z’、cは、以下の式(1)〜式(4)のように表される。
Figure 2010050716
Figure 2010050716
Figure 2010050716
Figure 2010050716
次に、例えば、前記符号化ビット系列cを符号化率1/2の系列にパンクチャ処理する場合は、cからz2m、z’2m−1を間引けば良い。ただし、m=1〜N/2の整数である。例えば、N=2の場合について説明すると、符号化率1/3の系列はc=[x,z,z’,x,z,z’]であるが、パンクチャリングを行って符号化率1/2の系列を生成するとd=[x,z,x,z’]となる。この場合は、z’とzがパンクチャリングされている。送信装置は、受信装置より再送を要求されると、符号化ビット系列dで構成されたパケットを再度送信する。
ここで、送信装置が符号化ビット系列d(1)で構成された初送パケットを送信し、受信装置の再送要求に応じ、再度、符号化ビット系列d(2)で構成された再送パケットを送信したとすると、受信装置側における初送パケットを構成する符号率1/2のビット系列をy1=[λx (1),λz (1),λx (1),λz’ (1)]、再送パケットを構成する符号率1/2のビット系列をy2=[λx (2),λz (2),λx (2),λz’ (2)]と表すことができる。ただし、λx (1),λz (1),λx (1),λz’ (1)、及びλx (2),λz (2),λx (2),λz’ (2)は軟判定値であるビット対数尤度比(LLR:Log Likelihood Ratio)であり、それぞれ受信処理で得られた情報ビット、パリティビットに対応している。上付きの添え字は、パケットの受信回数を示し、λx (1)は、第1回目の受信パケット(初送パケット)の符号化ビットxに対する復調処理後の符号化ビットLLRを表す。
このとき受信装置側では、ビット系列y1及びy2に対してパンクチャ処理の逆処理であるデパンクチャ処理を行ったビット系列y1’及びy2’を合成したビット系列に対して誤り訂正復号を行う。デパンクチャ処理は送信装置側でパンクチャ処理されたビットの位置に、仮想値として、所定の値、例えば0を挿入することで行う。つまり、y1’=[λx (1),λz (1),0,λx (1),0,λz’ (1)]、y2’=[λx (2),λz (2),0,λx (2),0,λz’ (2)]のようにデパンクチャしてから合成を行う。合成したビット系列Y’は、Y’=y1’+y2’=[λx (1)+λx (2)、λz (1)+λz (2),0、λx (1)+λx (2),0、λz’ (1)+λz’ (2)]とおける。LLRが0というのはそのビットが「+1」であるか「0」であるか不明である状態を示している。
上述のように、同一の情報データに関する複数のパケット信号を合成し、誤り訂正復号することにより、信号品質を向上させることができる。
D.Chase、"Code combining−A maximum likelihood decoding approach for combing and arbitrary number of noisy packets" IEEE Trans. Commun. vol. COM−33、pp.385−393、May 1985. J.Hagenauer、"Rate−compatible punctured convolutional codes(RCPC codes) and their application" IEEE Trans. Commun、vol.36、pp.389−400、April 1988.
しかしながら、従来の技術では、受信装置におけるデパンクチャ処理の際に、所定の値や0のような不確定の値(仮想値)を挿入しているため、充分な受信品質を得るために必要な再送パケット数が増加し、再送パケットによるリンク容量へのオーバヘッドが増加するという問題があった。また、送信装置から受信装置に送信する信号の再送回数が増加し、エンドトゥエンドの遅延時間が大きくなるという問題もあった。
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、送信装置から受信装置への信号の再送回数を低減することができる通信装置、通信システム及び通信方法を提供することにある。
(1) 本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による通信装置は、受信した信号に誤りを検出すると、送信元に再送を要求するハイブリッド自動再送を行う通信装置において、同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する受信部と、前記パケット信号を信号検出処理して復調結果を得る信号検出部と、前記信号検出部が検出した信号であって、前記同一のデータに関する複数の前記信号同士を合成する合成部と、合成した前記信号を復号処理して復号処理結果を得る復号処理部と、前記同一のデータに関する複数のパケットを構成する信号のうち、前記信号検出部が信号検出していない信号に対する前記復号処理結果を前記合成部に入力するパンクチャ部と、を備える。
(2) また、本発明の一態様による通信装置の前記信号検出部は、受信した前記パケット信号から、前記同一のデータに関する複数のパケット信号の少なくとも1つ以上のパケット信号を、復号処理結果を用いた検出により復調処理結果を出力し、前記パンクチャ部は、前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、前記信号検出部が信号検出をするパケットを構成する信号に対する前記復号処理結果は前記信号検出部に入力し、前記信号検出部が信号検出しない信号に対する前記復号処理結果は前記合成部に入力する。
(3) また、本発明の一態様による通信装置の前記信号検出部は、前記復号処理結果を用いて信号検出するパケット信号に対する干渉レプリカ信号を生成し、前記干渉レプリカ信号を生成したパケット信号から前記干渉レプリカ信号を減算する。
(4) また、本発明の一態様による通信装置は、前記復号処理結果に基づいて選定したパケット信号に対して前記信号検出部による検出と、前記合成部による合成と、前記復号処理部による復号処理とを繰り返し行う繰り返し処理において、前記信号検出部が検出するパケット信号を少なくとも1回以上選定し直す。
(5) また、本発明の一態様による通信装置は、前記合成部に入力する前記復号処理結果を、前記受信部が受信するパケット信号毎に更新する。
(6) また、本発明の一態様による通信装置は、前記合成部に入力する前記復号処理結果を、前記信号検出部の信号検出処理毎に更新する。
(7) また、本発明の一態様による通信システムは、データに関する初送パケット信号を送信し、前記初送パケット信号の応答として再送要求を通信相手の通信装置から受信すると、前記データに関する再送パケット信号を送信する第1の通信装置と、前記第1の通信装置が送信したパケット信号を受信し、前記パケット信号を復号した結果に誤りを検出したときは、前記第1の通信装置に再送を要求する第2の通信装置とを備える通信システムにおいて、前記第2の通信装置は、同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する受信部と、前記パケット信号を信号検出処理して復調結果を得る信号検出部と、前記信号検出部が検出した信号であって、前記同一のデータに関する複数の前記信号同士を合成する合成部と、合成した前記信号を復号処理して復号処理結果を得る復号処理部と、前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、前記信号検出部が信号検出しないパケットを構成する信号に対する前記復号処理結果を前記合成部に入力するパンクチャ部と、を備える。
(8) また、本発明の一態様による通信システムの前記第2の通信装置は、前記信号検出部が、受信した前記パケット信号から、前記同一のデータに関する複数のパケット信号の少なくとも1つ以上のパケット信号を、復号処理結果を用いた検出により復調処理結果を出力し、前記パンクチャ部が、前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、前記信号検出部が信号検出をするパケット信号に対する前記復号処理結果は前記信号検出部に入力し、前記信号検出部が信号検出しないパケット信号に対する前記復号処理結果は前記合成部に入力する。
(9) また、本発明の一態様による通信方法は、受信した信号に誤りを検出すると、送信元に再送を要求するハイブリッド自動再送を行う通信装置を用いた通信方法であって、同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する第1の過程と、第1の過程で受信したパケット信号を信号検出処理して復調結果を得る第2の過程と、第2の過程で検出した信号であって、前記同一のデータに関する複数の前記信号同士を合成する第3の過程と、第3の過程で合成した前記信号を復号処理して復号処理結果を得る第4の過程と、前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、第2の過程で信号検出しないパケットを構成する信号に対する前記復号処理結果を第3の過程で合成する。
本発明のハイブリッド自動再送(HARQ)を適用した通信装置、通信システム及び通信方法では、再送パケットに対するデパンクチャ処理において挿入する値(仮想値)を既受信している前記再送パケットと同一のデータに関するパケット(前記再送パケットに対する初送パケットあるいは前記再送パケット以前に受信した該初送パケットに対する再送パケット)の符号化ビットLLRを用いて決定するので、前記仮想値の精度を向上することができる。その結果、送信装置から受信装置への信号のハイブリッド自動再送(HARQ)の再送回数を低減することができる。さらに、本発明の通信装置、通信システム及び通信方法であって、繰り返し干渉キャンセラ、ターボ等化を適用した受信装置では、パケット信号の検出処理、合成処理復号処理の繰り返し回数を低減することができる。
以下、図面を参照し、本発明の各実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
始めに、本発明の第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、ハイブリッド自動再送(HARQ)を適用したパケット通信を行う通信システムにおいて、パケット受信装置が再送パケットを受信した場合、前記再送パケットを受信する以前に受信したパケットで、かつ前記再送パケットと同一のデータに関するパケット(前記再送パケットに対する初送パケットあるいは前記再送パケット以前に受信した該初送パケットに対する再送パケット)を構成する信号の復号後の符号化ビットLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比、軟判定値とも称する)を、前記再送パケットで送信されなかった符号化ビットのLLRとして用いる場合について説明する。なお、符号化ビットLLRとは、その符号化ビットが「1」である確率と「0」である確率との比である。
第1の実施形態の通信システムは、パケット送信装置100(第1の通信装置とも称する)と、パケット受信装置200(第2の通信装置とも称する)とからなり、ハイブリッド自動再送(HARQ)を適用したパケット送信装置100からパケット受信装置200へのパケットの伝送方式として、OFDMを適用する。
図1は、本発明の第1の実施形態によるパケット送信装置100の構成を示す概略ブロック図である。パケット送信装置100の構成は、無線通信システムによる下りリンクでの送信元である基地局装置や、上りリンクでの送信元である移動局装置などに使用することができる。
また、パケット送信装置100の構成は、中継局装置と移動局装置間の下りリンクでの送信元である中継局装置などに使用することができる。パケット送信装置100は、アンテナ部101、送信部102、送信信号生成部103、復元部104、再送制御信号生成部105、パイロット信号生成部106を備えている。
また、送信信号生成部103は、符号化部110、インターリーブ部111、変調部112、IFFT(Inversed Fast Fourier Transformation:逆高速フーリエ変換)部113、多重部114、GI挿入部115を備えている。
アンテナ部101は、パケット受信装置200から送信された応答信号を含む信号をパケット受信装置200から受信する。また、アンテナ部101は、パケット送信装置100が生成した信号をパケット受信装置200に送信する。
送信部102は、送信信号生成部103からの出力信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部101を介してパケット受信装置200に送信する。
復元部104は、アンテナ部101を介して受信したパケット受信装置200からの信号を復元処理可能な周波数帯へ変換し、帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、アナログ信号からディジタル信号へ変換する。
復元部104は、さらに、このディジタル信号に対してデータ復調、誤り訂正復号などの受信信号復元処理を行い、パケット受信装置200からの信号に含まれる応答信号を取り出す。なお、復元部104は、受信信号の伝送方式に基づいて受信信号を復元する。
応答信号とは、伝送を確認する信号や、再送要求するか否かの情報を含んだ信号であり、例えば、ACK(ACKnowledge)信号/NACK(Negative ACKnowledge))信号などがある。
送信側から送信されたパケットを受信側が正しく受信できなかった場合に受信側が送信側にNACK信号を送り返し、正しく受信できた場合は、ACK信号を送り返す。また、正しく受信できた信号に対して受信側が送信側に送り返す信号として選択的(Selective)ACK信号もできる。なお、パケット送信装置100は、パケットをパケット受信装置200に送信した後、所定の時間内に応答信号を受信できなかったときは、パケット受信装置200がそのパケットを正しく受信できなかったと判定し、再送するようにしても良い。
再送制御信号生成部105は、復元部104から出力される応答信号に基づいて、送信パケットの再送回数をパケット受信装置200に通知するための信号(再送制御信号)を生成する。なお、再送制御信号にデータ変調方式などの送信パラメータの通知を含めても良い。
パイロット信号生成部106は、伝搬路推定に用いるパイロット信号を生成し、多重部114に出力する。
符号化部110は、入力された情報データを、この情報データを受信するパケット受信装置200において誤り検出、誤り訂正ができるように、この情報データに冗長ビットを付加する。
また、符号化部110は、復元部104からACK信号を受けた旨の通知を受けたときは、冗長ビットを付加した新たな情報データを、あるいは情報データを受けたときは、冗長ビットを付加した情報データを初送パケット用にインターリーブ部111に出力する。符号部110は、復元部104からNACK信号を受けた旨の通知を受けたときは、冗長ビットを付加した再送パケット用情報データをインターリーブ部111に出力する。なお、符号化部110の詳細については、後述する。
インターリーブ部111は、符号化部110の出力データ系列の配置を並び替えて、変調部112に出力する。
変調部112は、インターリーブ部111からの出力データに対して、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相偏移変調)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation:16値直交振幅変調)などのデータ変調を行い、変調シンボルを生成して、IFFT部113に出力する。
なお、初送パケットと再送パケットとのデータ変調の方式を異ならせても良い。例えば、初送パケットを16QAMにて変調し、再送パケットをQPSKにて変調するようにしても良い。
IFFT部113は、変調部112からの出力信号を逆高速フーリエ変換により周波数―時間変換を行う。なお、IFFT部113が行う変換は、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform:逆離散フーリエ変換)など周波数―時間変換を行うものであれば、逆高速フーリエ変換以外の方法を用いても良い。
多重部114は、IFFT部113からの出力信号と、再送制御信号生成部105から出力される再送制御信号と、パイロット信号生成部106から出力されたパイロット信号とを多重して、GI挿入部115に出力する。多重部114での多重方法としては、時間多重の方法を用いるが、本発明はこれに限定されず、周波数多重などの方法を用いても良い。
GI挿入部115は、多重部114の出力信号に対して、ガードインターバル(GI)を挿入し、送信部102に出力する。
図2は、本発明の第1の実施形態によるパケット送信装置100(図1)の符号化部110の構成を示す概略ブロック図である。符号化部110は、誤り検出符号化部121、誤り訂正符号化部122、パンクチャ部123、送信データ記憶部124を備えている。
誤り検出符号化部121は、情報データを受信したパケット受信装置200において誤りがあるか否かを検出できるように、情報データについてCRC(Cyclic Redundancy Check:巡回冗長検査)などの誤り検出符号化を行い、誤り検出ビットを情報データに付加して誤り訂正符号化部122に出力する。
誤り訂正符号化部122は、誤り検出符号化部121からの出力データに対して、ターボ符号、畳み込み符号、LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティ検査)符号などの誤り訂正符号化を行い、その符号化ビットをパンクチャ部123に出力するとともに、送信データ記憶部124にも出力して記憶する。パンクチャ部123の詳細については、後述する。
図3は、本発明の第1の実施形態によるパケット送信装置100の符号化部110(図2)の誤り訂正符号化部122の構成を示す概略ブロック図である。図3は、誤り訂正符号化部122が、符号化率R=1/3で誤り訂正符号化する際の符号化方式として、ターボ符号を適用した場合の誤り訂正符号化部122の内部構成を示している。
誤り訂正符号化部122は、内部符号器3001、3002、内部インタリーバ3003を備えており、誤り検出符号化部121からの誤り検出符号化された情報ビット系列が入力されると、誤り訂正符号化部122は、システマティックビットx、パリティビットz、パリティビットz’の3種類の情報ビット系列を出力する。
ここで、システマティックビットxは、誤り検出符号化部121から入力されたビット系列そのものである。パリティビットzは誤り検出符号化部121からのビット系列を内部符号器3001が符号化処理を行った出力結果である。パリティビットz’は誤り検出符号化部121からのビット系列をまず内部インタリーバ3003がインターリーブ処理し、このインターリーブ処理した結果を入力された内部符号器3002が符号化処理を行った出力結果である。
ここで、内部符号器3001と内部符号器3003は同じ符号化方式の符号化を行う同様の符号器でも良いし、異なる符号器であっても良い。好ましくは、内部符号器3001、内部符号器3002ともに再帰的畳み込み符号器を用いると良い。以降では、誤り訂正符号化部122は、図3に示す構成でターボ符号を用いた場合について説明する。
図2に戻り、パンクチャ部123は、誤り訂正符号化部122からの出力である符号化ビットを、保持しているある所定のパターン群に基づいて、ビットを間引き(パンクチャ処理と称する)を行って、送信するデータ量を制御する(符号化率を制御する)。
また、パンクチャ部123は、NACK信号が入力された場合には、送信データ記憶部124に要求して、そこに記憶されている符号化ビットを出力させて、その符号化ビットについて、前述のある所定のパターン群に基づいてパンクチャ処理を行う。このパンクチャ部123が保持しているある所定のパターン群については、後述する。
送信データ記憶部124は、誤り訂正符号化部122で生成した符号化ビットを記憶しているので、パンクチャ部123から要求があった場合に、その要求に該当するところの記憶している符号化ビットをパンクチャ部123に出力する。なお、送信データ記憶部124に復元部104からのNACK信号を入力し、送信データ記憶部124が、当該信号の入力を受けて、記憶している符号化ビットをパンクチャ部123に出力するようにしても良い。
なお、パンクチャ部123は、パンクチャ処理にビットパディング(ビット挿入)あるいはビットリピティション(ビット繰り返し)などを加えて、レートマッチングを行うようにしても良い。
図4(a)〜図4(c)は、本発明の第1の実施形態によるパンクチャ部123(図2)が保持する所定のパターン群の一例を示す図である。図4(a)は、図3に示した誤り訂正符号化部122が、符号化率R=1/3でターボ符号化した後、パンクチャ部123が、符号化率R=1/2で、パンクチャ処理を行う場合に、このパンクチャ処理に用いられるパンクチャパターン群(パターン1、パターン2)を示している。
図4(b)は、図3に示した誤り訂正符号化部122が、符号化率R=1/3でターボ符号化した後、パンクチャ部123が、R=3/4でパンクチャ処理を行う場合に、このパンクチャ処理に用いられるパンクチャパターン群(パターン1、パターン2)を示している。図4(b)は、R=3/4でパンクチャ処理を行う場合において、1つのパターンのみにシステマティックビットを含む場合の例である。
図4(c)は、図3に示した誤り訂正符号化部122が、符号化率R=1/3でターボ符号化した後、パンクチャ部123が、R=3/4でパンクチャ処理を行う場合に、このパンクチャ処理に用いられる別のパンクチャパターン(パターン1〜パターン6)を示している。図4(c)は、R=3/4でパンクチャ処理を行う場合において、全てのパターンに必ずシステマティックビットを含む場合の例である。
図4(a)〜図4(c)において、xは、誤り検出符号化部121から誤り訂正符号化部122に入力されたデータ、すなわち誤り検出ビットと情報データとからなるシステマティックビットに対するパンクチャ処理を表すビット列である。このビット列xにおいて、‘1’は当該当位置のビットを残し、‘0’は当該当位置のビットを間引くことを表す。
z、z’は、誤り訂正符号化部122がシステマティックビットから生成した冗長ビット(図3のパリティビットz、パリティビットz’)に対するパンクチャ処理を表すビット列である。ビット列z、z’の各ビットの値‘1’、‘0’は、ビット列xと同様に残すビットと間引くビットとを表す。パンクチャ部123は、これらのビット列x、z、z’で表されるパンクチャ処理を、誤り訂正符号化部122あるいは送信データ記憶部124が出力したシステマティックビットと冗長ビットとに対して行い、図4に示すパンクチャパターンにて‘1’となっているビット位置のビットを出力する。
図5は、誤り訂正符号化部122からパンクチャ部123への入力信号と、図4のパターン1に基づいて、パンクチャ部123が前記入力信号を、R=1/2にパンクチャ処理を行った場合の出力信号を示す図である。
x1、x2、x3、x4、・・・は、図3の誤り訂正符号化部122が、順に出力するシステマティックビットxを示す。z1、z2、z3、z4、・・・は、図3の誤り訂正符号化部122が、順に出力するパリティビットzを示す。z1’、z2’、z3’、z4’、・・・は、図3の誤り訂正符号化部122が、順に出力するパリティビットz’を示す。
パンクチャ部123は、図4のパターン従って、パリティビットz、z’を交互に出力する。
なお、図4(a)〜図4(c)のパンクチャパターン群は、一例であり、パンクチャパターン群のうち、一部のパターンのみシステマティックビットを残すパターンであるパターン群(HARQ typeIIに対応したパターン)や、全てのパターンが必ずシステマティックビットを残すパターンであるパターン群(HARQ typeIIIに対応したパターン)などであっても良い。
図6は、本発明の第1の実施形態で用いるパケット構成の一例を示す図である。図6のパケットは、区間Tに含まれる4つのOFDMシンボルから成る情報データから生成された信号(前記システマティックビット及び前記パリティビットから生成された信号)にパイロット信号及び再送制御信号を時間多重した場合を示している。区間Tの4つのOFDMシンボルとパイロット信号と再送制御信号の区間を合わせたものがパケット区間長Tである。
OFDMシンボルは、GI挿入部115で挿入するガードインターバル(GI)区間とIFFT部113の出力である有効シンボル区間Teffからなる。
本実施形態では、誤り検出符号化部121が行う誤り検出符号化が区間Tの信号を単位として行っている場合について説明するが、再送要求するパケットの単位であればその他の単位を用いても良い。
本実施形態では、前記誤り訂正符号化部122が行う誤り訂正符号化は、前記誤り検出符号化と同じ単位で行う場合で説明するが、これに限らない。例えば、前記誤り検出符号化を行うグループの複数に亘って行っても良い。また、誤り訂正符号化は、誤り検出符号化を行ったデータを複数にグループ分けし、そのグループ単位で行っても良い。
ハイブリッド自動再送(HARQ)における代表的な再送の方法には、チェース合成(CC)と、増加冗長(IR)とがある。再送の方法としてチェース合成(CC)が適用されている場合、初めて送るパケット信号のデータ(初送パケット信号のデータ)に対して、パンクチャ部123は、例えば、図4(b)のR=3/4のパターン1にしたがってパンクチャ処理を行い、図4の‘1’で示したビットのみを出力する。パターン1でパンクチャ処理したパンクチャ部123からの出力信号は、上述した送信信号生成部103のその他の処理が行われた後、送信部102によりアンテナ部101からパケット受信装置200に送信される。
そして、この初送パケット信号に対する応答信号としてNACK信号が復元部104から入力された場合(再送要求された場合)、パンクチャ部123は、送信データ記憶部124から当該初送パケット信号で送信したデータの符号化ビットx、z、z’を呼び出し、当該初送パケット信号と同じパターン1でパンクチャ処理を行った信号を再送パケット信号として出力する。
このように、チェース合成(CC)では、パンクチャ部123は、ACK信号が入力されるまで、初送パケット信号と同じパターンでパンクチャした信号の出力を続ける。そして、ACK信号が入力されると、初送パケット信号にて送信した情報データとは異なる次の情報データに関して、誤り訂正符号化部122の出力データに対して図4(b)のパターン1あるいはパターン2に基づいてパンクチャ処理を行う。
一方、ハイブリッド自動再送(HARQ)の再送の方法として増加冗長(IR)が適用されている場合、初めて送るパケット信号のデータ(初送パケット信号のデータ)に対して、パンクチャ部123は、例えば、図4(b)のR=3/4のパターン1にしたがってパンクチャ処理を行い、図4の‘1’で示したビットのみを出力する。
すなわち、パンクチャ部123は、システマティックビットについては図4(b)のパターン1では「x=111111」であるので、全て出力し、1種類目のパリティビットについては、「z=100000」であるので、6ビット毎に最初の1ビットを出力し、2種類目のパリティビットについては、「z’=000100」であるので、6ビット毎に4ビット目の1ビットを出力する。
図4(b)のパターン1でパンクチャ処理したパンクチャ部123からの出力信号は、上述した送信信号生成部103のその他の処理が行われた後、送信部102によりアンテナ部101からパケット受信装置200に送信される。そして、この初送パケット信号に対する応答信号としてNACK信号が復元部104から入力された場合(再送要求された場合)、パンクチャ部123は、送信データ記憶部124から当該初送パケット信号で送信したデータの符号化ビットを呼び出し、図4(b)のR=3/4のパターン2でパンクチャ処理を行った信号を再送パケット信号として出力する。
すなわち、パンクチャ部123は、システマティックビットについては図4のパターン2では「x=000000」であるので、全て出力せず、1種類目のパリティビットについては、「z=011110」であるので、6ビット毎に2ビット目から5ビット目までの4ビットを出力し、2種類目のパリティビットについては、「z’=110011」であるので、6ビット毎に3ビット目と4ビット目とを除いた4ビットを出力する。
このように、パンクチャ部123は、ACK信号が入力されるまで、パターン1でパンクチャした信号と、パターン2でパンクチャした信号とを交互に出力して再送を繰り返す。そして、ACK信号が入力されると、初送パケット信号にて送信した情報データとは異なる次の情報データに対する誤り訂正符号化部122の出力データに対してパターン1に基づいてパンクチャ処理を行う。なお、パンクチャパターンは、上述の図4(b)のパターン1とパターン2を1回ずつ交互に繰り返す場合に限らず、2回ずつ交互でも良いし、初送パケットをパターン1でパンクチャ処理し、再送パケットをパターン2でパンクチャ処理しても良い。
なお、ある所定回数のNACK信号が入力されたら、それ以上再送せず、異なる次の情報データに対する誤り訂正符号化部122の出力データをパケット送信装置100からパケット受信装置200に送信するようにしても良い。
図7は、本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800の構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置800の構成は、無線通信システムによる下りリンクでの移動局装置や、上りリンクでの基地局装置などに使用することができる。また、パケット受信装置800の構成は、基地局装置と中継局装置間の下りリンクでの中継局装置などに使用することができる。
パケット受信装置800は、アンテナ部801、受信部802、受信パケット管理部803、伝搬路推定部804、信号検出部805、合成部806、復号部807、パンクチャ部808、ビットLLR記憶部809、応答信号生成部810を備えている。
アンテナ部801は、パケット送信装置100(図1)から送信された信号を受信する。また、アンテナ部801は、パケット受信装置200が生成した応答信号を含む信号をパケット送信装置100に送信する。
受信部802は、アンテナ部801にて受信したパケット送信装置100からの信号を、信号検出処理などの信号処理可能な周波数帯へ変換し、帯域制限するフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して、受信パケット管理部803、伝搬路推定部804、信号検出部805に出力する。
受信パケット管理部803は、受信信号に含まれる再送制御信号から再送パケット信号の再送回数、データ変調方式、パンクチャパターンなどの送信パラメータに関する制御データを取得し、該制御データを信号検出部805、パンクチャ部808、ビットLLR記憶部809に出力する。図7中の点線は、パケット管理部803が出力する制御信号を示している。
伝搬路推定部804は、受信部802からの出力信号に含まれるパイロット信号から受信信号が伝搬してきた伝搬路(インパルス応答、伝達関数など)を推定する。なお、伝搬路推定部804は、パイロット信号ではなく、制御チャネルの他の信号、プリアンブルなどを用いて伝搬路を推定しても良い。
信号検出部805は、受信部802から出力される情報データを含んだパケット信号を、受信パケット管理部803が出力する再送パケット信号の再送回数、データ変調方式、などの送信パラメータに関する制御データに基づいて、伝搬路推定部804が出力する伝搬路推定値を用いて信号検出処理を行う。
図8は、本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800(図7)の信号検出部805の構成を示す概略ブロック図である。信号検出部805は、GI除去部821、FFT部822、伝搬路補償部823、復調部824、デインタリーブ部825、デパンクチャ部826を備えている。
信号検出部805の各ブロックは、受信パケット管理部803からの制御情報に、復調部824のデータ変調方式、デインタリーブ部825の並び替えパターン、デパンクチャ部826のパンクチャパターンなどの各ブロックに関する送信パラメータが含まれている場合は、当該制御情報に従って受信パケット管理部803により制御される。
GI除去部821は、受信部802から出力されるパケット信号から、遅延波による歪を回避するためにパケット送信装置100(図1)で付加されたガードインターバル(GI)を除去し、FFT部822に出力する。
FFT部822は、GI除去部821がガードインターバル(GI)を除去した信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換するフーリエ変換の処理を行い、伝搬路補償部823に出力する。
伝搬路補償部823は、伝搬路推定部804(図7)による伝搬路推定値を用いてZF(Zero Forcing:ゼロフォーシング)、MMSE(Minimum Mean Square Error:最小二乗誤差)、MRC(Maximum Ratio Combining:最大比合成)などにより伝搬路歪を補正する重み係数を算出し、この重み係数をFFT部822からの周波数領域信号に乗算して伝搬路補償を行い、復調部824に出力する。
復調部824は、伝搬路補償部823が出力した信号に対してQPSK、16QAMなどの復調処理を行い、符号化ビット対数尤度比LLRなどの軟判定結果を算出し、デインタリーブ部825に出力する。
復調部824の処理を、QPSK変調の場合を例として説明する。送信側で送信されたQPSKシンボルをXとし、受信側における伝搬路補償部823から出力されるシンボルをXcとして説明する。Xを構成しているビットをb、b(b、b=±1)とするとXは、以下の式(5)で表せる。
Figure 2010050716
ただし、jは虚数単位を表す。そして、Xの受信側における推定値Xcからビットb、bの対数尤度比LLRλ(b)、λ(b)は次の式(6)にて求める。
Figure 2010050716
ただし、Re()は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、第kサブキャリアにおける伝搬路推定値をH(k)とし、乗算したMMSE基準の伝搬路補償重みW(k)とすると、μはW(k)H(k)となる。
また、λ(b)は、式(6)すなわちλ(b)の実部と虚部を置き換えれば良い。なお、16QAMなどの他の変調が施されたデータに対しても同様の原理に基づいて算出することができる。以降、復調部824が出力する符号化ビット対数尤度比LLR(例えば、QPSKの場合、λ(b)およびλ(b)を復調後の符号化ビットLLRとよぶ。)また、復調部824は、軟判定結果ではなく硬判定結果を算出するようにしても良い。
デインターリーブ部825は、送信元のパケット送信装置100のインターリーブ部111が施したインターリーブのパターンに対応するビット配置の並び替え、すなわちインターリーブのパターンの逆操作となるビット配置並び替えを、復調部824による軟判定結果のデータ系列に対して行い、デパンクチャ部826に出力する。
デパンクチャ部826は、送信元のパケット送信装置100のパンクチャ部123が施したパンクチャのパターンに基づいて、デインターリーブからの出力データ系列に対して、パンクチャ処理にて間引いたビットを所定のビットで補うデパンクチャ処理を行い、合成部806とビットLLR記憶部809に出力する。
図9(a)及び図9(b)は、本発明の第1の実施形態によるデパンクチャ部826(図8)の処理を説明する図である。図9(a)及び図9(b)は、パンクチャ部123が図4(b)のR=3/4のパンクチャパターン1でパンクチャ処理を行っているパケットに対するデパンクチャ処理を示している。また、図9(a)は、デパンクチャ部826に入力される信号を示しており、図9(b)は、デパンクチャ部826から出力される信号を示している。
「λx1、λz1、λx2、λx3、λx4、λz’4、λx5、λx6」は、パンクチャ部123で間引いた後(パンクチャ処理をした後)送信した符号化ビット「x1、z1、x2、x3、x4、z’4、x5、x6」に対するデインターリーブ部825の出力である。デパンクチャ部826は、符号化ビットLLRの系列「λx1、λz1、λx2、λx3、λx4、λz’4、λx5、λx6」が入力されると、パンクチャ部123が間引いたz1’、z2、z2’、z3、z3’、z4、z5、z5’、z6、z6’、に対応する位置に仮想値を挿入する。ここでは、仮想値を「0」としている。
図7に戻り、合成部806は、信号検出部805から出力される符号化ビットLLRと、ビットLLR記憶部809が記憶している前記信号検出部805から出力される信号と同一の情報データに関する符号化ビットLLRとを、合成する。
例えば、合成部806は、ハイブリッド自動再送(HARQ)において、受信部802が同一の情報データに関する再送パケット信号である第p回目のパケット信号を受信し、信号検出部805が前記第p回目のパケット信号に対して信号検出処理を行った符号化ビットLLRを出力した場合、前記第p回目のパケット信号に対して信号検出処理を行った符号化ビットLLRと、ビットLLR記憶部809に格納している第1回目〜p−1回目のパケット信号の符号化ビットLLRのうち少なくとも1つ以上のパケット信号の符号化ビットLLRを合成する。
復号部807は、受信した信号を送信したパケット送信装置100(図1)が施した符号化に対応する復号処理を、合成部806からの出力信号に対して行う。
図10は、本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800(図7)の復号部807の構成を示す概略ブロック図である。復号部807は、誤り訂正復号部241、誤り検出部242を備えている。
復号部807の誤り訂正復号部241は、送信元のパケット送信装置100が施したターボ符号化、畳み込み符号化などの誤り訂正符号化に対する誤り訂正復号処理を行い、符号化ビットのLLRなどの軟判定出力結果を算出し、復号部807の誤り検出部242、及びパンクチャ部808に出力する。好ましくは、復号部807は、合成部806からの出力信号に対する対数尤度比を算出し、システマティックビット及びパリティビットの各ビットに対する対数尤度比をパンクチャ部808に出力する。
また、誤り訂正復号部241は、システマティックビットに対する対数尤度比を誤り検出部242に出力する。
誤り検出部242は、誤り訂正復号部241から出力される符号化ビットの対数尤度比LLRに対して硬判定処理を行い、送信元のパケット送信装置100が施した巡回冗長検査(CRC)などの誤り検出によりパケットに対する誤り検出処理を行い、誤り検出情報を生成し、応答信号生成部810(図7)に出力する。
図7に戻り、パンクチャ部808は、復号部807が出力する符号化ビットLLRのうち、信号検出部805のパンクチャ部826で仮想値を挿入した位置に対応する符号化ビットLLRをビットLLR記憶部809に出力する。
図11(a)、図11(b)は、本発明の第1の実施形態によるパンクチャ部808の入力信号、及びその入力信号に対してパンクチャ処理を行った後、パンクチャ部808が出力する信号の一例を示す図である。図11(a)、図11(b)では、パケット受信装置800の信号検出部805が、図4(b)の符号化率R=3/4のパターン1に従ってパンクチャ処理されたパケット信号に対して信号検出処理を行った場合のパンクチャ部808の動作例である。
図11(a)は、復号器807の誤り訂正復号器241(図10)が出力する符号化ビットLLRの系列を示す。すなわち、第1番目のビットλ’x1は、図3の第1番目のシステマティックビットxに対応するものであり、第2番目のビットλ’z1は、図3の第1番目のパリティビットzに対応するものであり、第3番目のビットλ’z’1は図3の第1番目のパリティビットz’に対応するものである。そして第4番目のビットλ’x2は、第2番目のシステマティックビットxに対応するものである。以下同様である。
図11(b)は、パンクチャ部808がビットLLR記憶部809に出力する符号化ビットLLRの系列を示す。図11(b)のビットLLRの系列は、パンクチャ部808が、図11(a)のビットLLRの系列を図4の符号化率R=3/4のパターン1において「0」で記した位置に対応する符号化ビットLLRに相当する。すなわち、第1番目のビットλ’z1’は、図3の第1番目のパリティビットz’に対応するものであり、第2番目のビットλ’z2は、図3の第2番目のパリティビットzに対応するものであり、第3番目のビットλ’z2は、第2番目のシステマティックビットzに対応するものである。以下同様である。
ビットLLR記憶部809は、信号検出部805から出力される符号化ビットLLRを格納する。また、ビットLLR記憶部809は、既に格納している符号化ビットLLRを、パンクチャ部808から入力される符号化ビットLLRを用いて更新する。更新する動作は後述する。
図7の応答信号生成部810は、復号部807での誤り検出結果から、パケット誤りの有無を示す制御データ含むデータ系列を生成し、誤り訂正符号化、データ変調などの信号処理を行うことで応答信号を生成する。
さらに、この応答信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、さらに送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部801を介して、パケット送信装置100に送信する。この応答信号の通信方式は、OFDM、シングルキャリア変調方式など、いずれの方式であってもよく、通信相手のパケット送信装置100における復元部105の処理が対応していれば良い。
すなわち、応答信号生成部810は、復号部807から「パケット誤りが無し」を示す信号が入力されると、正しく受信が完了したことを示すACK信号を応答信号として生成し、アンテナ部801を介して、送信元のパケット送信装置100に送信する。
また、応答信号生成部810は、復号部807から「パケット誤りが有り」を示す信号が入力されると、パケットの再送を要求するNACK信号を応答信号として生成し、アンテナ部801を介して、送信元のパケット送信装置100に送信する。
図12は、本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800の処理を示すフローチャートである。
ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目のパケット信号を受信部202が受信すると(ステップS800)、受信パケット管理部803は、受信した信号の再送制御信号から取得した当該信号の再送回数(ここではp回目)などの送信パラメータを信号検出部805、パンクチャ部808、ビットLLR記憶部809に通知する。
次に、信号検出部805において第p回目のパケット信号に対して信号検出処理を行い(ステップS801)、復調後の符号化ビットLLRをビットLLR記憶部809に格納するとともに、合成部806に出力する(ステップS802)。
次に、合成部806は、第p回目の信号検出部805が出力する復調後の符号化ビットLLRとビットLLR記憶部809に格納している第p−1回目以前の受信パケットの符号化ビットLLRとを合成する(ステップS803)。
次に、合成部806が合成した符号化ビットLLRに対して、復号部807の誤り訂正復号部241が誤り訂正復号処理を行う(ステップS804)。
次に、ステップS804での誤り訂正復号処理結果について、復号部807の誤り検出部242が誤り検出処理を行って誤の有無を判定する(ステップS805)。ステップS805にて、誤りが無いと判定したときは、応答信号生成部810においてACK信号を生成し、送信元のパケット送信装置100に送信する(ステップS806)。
一方、ステップS805にて、誤りがあると判定したときは、復号後の符号化ビットLLRを第p回目のパケットに施されているパンクチャパターンに基づいて、パンクチャ処理を行い(ステップS807)、パンクチャ処理したビットLLRを用いて、ビットLLR記憶部を更新する(ステップS808)。また、応答信号生成部210がNACK信号を生成して、アンテナ部201を介して送信元のパケット送信装置100に送信し(ステップS809)、ステップS800に進み、パケット送信装置100が送信するp+1回目のパケット信号を受信待機する。
次に、本発明の第1の実施形態によるビットLLR記憶部809に格納される符号化ビットLLRが更新される例を示す。
図13(a)〜図13(c)は、パケット送信装置100が、図4(b)のR=3/4のパンクチャパターン1に従って、チェース合成(CC)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)を行った場合、パケット受信装置800のLLR記憶部809において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。
図13(a)はステップS802でビットLLR記憶部809に入力及び格納される送信装置101が送信した第p回目の送信パケットに対する信号検出処理後の符号化ビットLLRである。図13(b)は、ステップS802での処理後、ビットLLR記憶部809に格納されている第p−1回目以前の受信パケットの符号化ビットLLRである。前記符号化ビットLLRの上付きの添え字は、パケットの受信回数を示し、λx (p)は、第p回目の受信パケットの符号化ビットxに対する復調処理後の符号化ビットLLRを表す。また、λ’x (p)は、第p回目の受信パケットの符号化ビットxに対する復号処理後の符号化ビットLLRを表す。図13(b)の系列は、パンクチャパターン1により間引かれるビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「0」で示すビット)は第p−1回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRからなり、間引かれないビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「1」で示すビット)は第p−1回目以前の送信パケットの復調後の符号化ビットLLRを合成した値からなっている。
ただし、初送パケットの受信時(p=1)においては、図13(b)の系列は「0」である。
図13(a)の符号化ビットLLRは、ビットLLR記憶部809に入力されるともに、合成部806に入力される。合成部806では、図13(a)の符号化ビットLLRとビットLLR記憶部809から出力される図13(b)の符号化ビットLLRとを合成される。
図13(c)は、ステップS808での処理後、ビットLLR記憶部809に格納されている符号化ビットLLRである。図13(c)の系列は、パンクチャパターン1により間引かれるビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「0」で示すビット)は第p回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRからなり、間引かれないビット位置(図4(b)のパ打インクチャパターン1の「1」で示すビット)は第p回目以前の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRを合成した値からなっている。
図13(c)の系列は、ステップS808での処理により、図4(b)のパンクチャパターン1で「0」で示されているビット位置において、第p−1回目のパケット受信時に算出した復号後の符号化ビットLLRから第p回目のパケット受信時に算出した復号後の符号化ビットLLRに更新されている。すなわち、図4(b)のパンクチャパターン1で「0」で示されているビット位置の符号化ビットLLRを、復号後の符号化ビットLLRを用いて更新する。さらに、図13(c)の系列は、ステップS808での処理により、図4(b)のパンクチャパターン1で「1」で示されているビット位置において、第p−1回目以前の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRを合成した値から第p回目以前の送信パケットの復調後の符号化ビットLLRを合成した値に更新する。
そして、第p+1回目の受信パケットを受信すると、合成部において、第p+1回目の受信パケットに対する信号検出部805から出力される復調後の符号化ビットLLRと図13(c)の第p回目のパケット受信時にビットLLR 記憶部809に格納された符号化ビットLLRが合成される。
上述のように、チェース合成を用いるHARQにおいて、パケット送信装置100のパンクチャ部123によりパンクチャ処理され、パケット受信装置800のデパンクチャ部826において、所定の値、あるいは「0」を挿入するビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入し、さらに、前記復号後の符号化ビットLLRを新たな再送パケットを受信する毎に更新することにより、尤度を向上させることができる。
図14(a)〜図14(f)は、パケット送信装置100が、図4(b)のR=3/4のパンクチャパターンに従って、冗長増加(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)を行った場合、パケット受信装置800のLLR記憶部809において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。
図14(a)〜図14(f)で適用している冗長増加(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)では、第1回目の送信パケット(初送パケット、p=1)はパンクチャパターン1によりパンクチャ処理された符号化ビットで構成され、第2回目の送信パケット(第1回目の再送パケット、p=2)はパンクチャパターン2によりパンクチャ処理された符号化ビットで構成され、以降の再送パケット(p>2での再送パケット)は、パンクチャパターン1とパンクチャパターン2により交互にパンクチャ処理された符号化ビットで構成されているとする。
図14(a)は、4回目の送信パケット(p=4)をパケット受信装置800が受信時のステップS802において、ビットLLR記憶部809が信号検出部205から得る第4回目の受信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRである。
図14(b)は、4回目の送信パケット(p=4)をパケット受信装置800が受信時のステップS802処理後において、ビットLLR記憶部809に格納されている第3回目以前の受信パケットに対する符号化ビットLLRである。図14(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において、「0」で示されているビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入している。具体的には、z’及びzのビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入する。図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において「0」であるビット位置の符号化ビットγ=z’、zは、送信装置100は常に送らないことに相当する。
図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2のどちらかにおいて、「1」で示されているビット位置では、既に受信している第3回目以前の受信パケットの復調後の符号化ビットLLRの合成結果を格納する。具体的には、パンクチャパターン1でパンクチャ処理されているパケットにより送信する符号化ビットα=x1、z1、x2、x3、z’4、x5、x6に対するビットLLRは、第1回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (1)と第3回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (3)の合成した符号化ビットλα (1)+λα (3)を格納する。パンクチャパターン2でパンクチャ処理されているパケットにより送信する符号化ビットβ=z’1、z2、z’2、z3、z4、z5、z’5、z‘6に対するビットLLRは、第2回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλβ (2)を格納する。
図14(c)は、第4回目の送信パケット(p=4)をパケット受信装置800が受信した時において、図12のステップS808の処理後、ビットLLR記憶部809に格納されている符号化ビットLLRである。
図14(c)の符号化ビットLLR系列は、図14(b)の符号化ビットLLR系列から図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において「0」であるビット位置γ=z’、zの符号化ビットLLRが異なる。詳細には、第3回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRλ’γ (3)を第4回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRλ’γ (4)に更新する。第4回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRλ’γ (4)は、ステップ802の処理後、合成部806において図14(a)の符号化ビットLLRと図14(b)を合成した結果を用いて、復号部826での復号処理後に得た符号化ビットLLRである。
さらに、図4(b)のパンクチャパターン2において「1」であるビット位置βの符号化ビットLLRが異なる。詳細には、第2回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (2)と第4回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (4)の合成した符号化ビットλα (2)+λα (4)に更新する。
次に、図14(d)及び図14(e)は、第5回目の送信パケット(p=5)をパケット受信装置800が受信した時において、図12のステップS802の処理により、ビットLLR記憶部809に入力され、格納される符号化ビットLLRである。
図14(d)の符号化ビットLLRは、ステップS802で信号検出部805からビットLLR記憶部809に入力及び格納される第5回目の受信パケットの符号化ビットに対する復調後の符号化ビットLLRである。
図14(e)は、ステップS802処理後において、ビットLLR記憶部809に格納されている第4回目以前の受信パケットに対する符号化ビットLLRである。図14(e)は、符号化ビットγは第4回目の受信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRを挿入し、符号化ビットα及びβは、既に受信している第4回目以前の受信パケットの復調後の符号化ビットLLRの合成結果を格納する。
図14(f)は、第5回目の送信パケット(p=5)をパケット受信装置800が受信した時において、図12のステップS808の処理後、ビットLLR記憶部809に格納されている符号化ビットLLRである。
図14(f)は、図14(e)の符号化ビットLLR系列から、図14(b)の符号化ビットLLR系列から図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において「0」であるビット位置γ=z’、zの符号化ビットLLRを、第4回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRλ’γ (4)から、第5回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRλ’γ (5)に更新したものであり、最新の復号結果を用いることにより、仮想値が挿入されるビットに対する尤度を向上させることができる。
上述のように、IRを用いるHARQにおいて、パケット送信装置100のパンクチャ部123により常に間引かれる符号化ビットに対して、パケット受信装置800のデパンクチャ部826において、所定の値、あるいは「0」を挿入する代わりに、復号後の符号化ビットLLRを挿入し、さらに、前記復号後の符号化ビットLLRを最新の受信パケットを受信する毎に更新することにより、尤度を向上させることができる。
図15(a)〜図15(f)は、IRを用いるHARQにおいて、送信パケットが図4(c)のパンクチャパターン1〜パンクチャパターン6によりパンクチャされた符号化ビット系列で構成された場合、パケット受信装置800のLLR記憶部809において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。
図15(a)〜図15(f)で適用している冗長増加(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)では、第1回目の送信パケット(初送パケット、p=1)はパンクチャパターン1によりパンクチャ処理された符号化ビットで構成され、第2回目の送信パケット(第1回目の再送パケット、p=2)はパンクチャパターン2によりパンクチャ処理された符号化ビットで構成され、以降の第p回目の送信パケットは、n=p mod 6に従って選択されるパンクチャパターンnによりパンクチャ処理された符号化ビットで構成されているとする。
図15(a)は、3回目の送信パケット(p=3)をパケット受信装置800が受信時のステップS802において、ビットLLR記憶部809が信号検出部205から得る第3回目の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRである。具体的には、α3=x、x、x、z、x、x、x、z’に対するビット位置が復調後の符号化ビットLLRλxα3 (3)から構成されている。
図15(b)は、3回目の送信パケット(p=3)をパケット受信装置800が受信時のステップS802処理後において、ビットLLR記憶部809に格納されている第2回目以前の送信パケットに対する符号化ビットLLRである。図15(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(c)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において、「0」で示されているビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入している。すなわち、送信していないビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入している。具体的には、β3=z、z、z、z、z’、z’、z’、z’のビット位置に、第2回目の送信パケットを復号することによって得られる復号後の符号化ビットLLRを挿入する。
図4(c)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2のどちらかにおいて、「1」で示されているγ3=x、z、x、z、x、z、x、x、x、z’のビット位置では、既に受信している第2回目以前の送信パケットの復調後の符号化ビットLLRの合成結果を格納する。
図15(c)は、第3回目の送信パケット(p=3)をパケット受信装置800が受信した時において、図12のステップS808の処理後、ビットLLR記憶部809に格納されている符号化ビットLLRである。
図15(c)の符号化ビットLLR系列は、図15(c)の符号化ビットLLR系列から以下のビット位置が異なる。
α3かつβ3のビット位置は、第2回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRを、第3回目の受信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRに更新する。また、α3に属さないβ3のビット位置は、第2回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRを、第3回目の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRに更新する。さらに、α3かつγ3のビット位置は、既に格納されている2回目以前の送信パケットに対する復号後の符号化ビットLLRと第3回目の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRの合成結果を格納する。
上述のように、IRを用いるHARQにおいて、パケット送信装置100が送信した第p回目の送信パケットをパケット受信装置800が受信した時、第1〜p回目の送信パケットにおいて送信していないビット位置に、パケット受信装置800のデパンクチャ部826が、所定の値、あるいは「0」を挿入する代わりに、復号後の符号化ビットLLRを挿入し、さらに、前記復号後の符号化ビットLLRを最新の受信パケットを受信する毎に更新することにより、仮想値が挿入されるビットに対する尤度を向上させることができる。
なお、上述の図4(c)のパンクチャパターンにおける符号化ビットLLR更新方法は、図4(b)のパンクチャパターンを適用した場合においても適用可能である。具体的には、第2回目の送信パケット(p=2)を受信時において適用できる。
図16は、ビットLLR記憶部809が記憶する各ビットに対する符号化ビットLLRを更新するフローチャートを示す図である。
ビットLLR記憶部809は、符号化ビットLLRが入力されると(ステップS900)、入力された符号化ビットLLRが復調後の符号化ビットLLRか否かを識別する(ステップS901)。
入力された符号化ビットLLRが復調後の符号化ビットLLRである場合、既にビットLLR記憶部809に格納されている符号化ビットLLRが復調後の符号化ビットLLRかどうかを識別する(ステップS902)。格納されている符号化ビットLLRが復調後の符号化ビットLLRである場合、入力された復調後の符号化ビットと既に格納している復調後の符号化ビットLLRの合成値に更新する(ステップS903)。S902において、格納されている符号化ビットLLRが復調後の符号化ビットLLRでない場合、既に格納している符号化ビットLLRを入力された復調後の符号化ビットに更新する(ステップS904)。
ステップS901において、入力された符号化ビットLLRが復調後の符号化ビットLLRでない場合は、入力された符号化ビットLLRが復号後の符号化ビットLLRか否かを識別する(ステップS905)。ステップS905において、入力された符号化ビットLLRが復号後の符号化ビットLLRでない場合は、格納している値を更新することなく処理を終了する。
ステップS905において、入力された符号化ビットLLRが復号後の符号化ビットLLRである場合は、既にビットLLR記憶部809に格納されている符号化ビットLLRが復号後の符号化ビットLLRかどうかを識別する(ステップS906)。S906において、格納されている符号化ビットLLRが復号後の符号化ビットLLRでない場合は、格納している値を更新することなく処理を終了する。
ステップS906において、格納されている符号化ビットLLRが復号後の符号化ビットLLRである場合は、格納されている復号後の符号化ビットLLRを入力された復号後の符号化ビットLLRに更新する(ステップS907)。
上述のように、デパンクチャ部826で仮想値が挿入されるビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入することにより、仮想値が挿入されるビットに対する尤度を向上させることができるため、充分な受信品質を得るために必要な再送パケット数を低減することができ、再送パケットによるリンク容量へのオーバヘッドが縮小することが可能となる。また、送信装置から受信装置に送信する信号の再送回数を低減できるため、エンドトゥエンドの遅延時間を縮小することが可能となる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、ハイブリッド自動再送(HARQ)を適用したパケット通信を行う通信システムにおいて、繰り返し処理を用いた干渉キャンセラを備えたパケット受信装置によりパケットを受信する場合、前記パケット受信装置が受信した同一のデータに関する複数のパケット(初送パケット及び該初送パケットに対する再送パケット)について、前記複数のパケットのうち少なくとも1つのパケットに対して、そのパケットを構成する信号の復号後の符号化ビットLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比、軟判定値とも呼ぶ。)を用いて干渉キャンセル処理を行い、前記干渉キャンセル処理を行うパケットの復号後の符号化ビットLLRのうち、前記干渉キャンセルを行ったパケットを構成する符号化ビットに対するLLRは再度前記干渉キャンセル処理に用い、前記干渉キャンセル処理を行わない符号化ビットに対するLLRは、ハイブリッド自動再送(HARQ)において合成する信号の更新に用いる場合について説明する。
本実施形態では、前記パケット受信装置が受信した同一のデータに関する複数のパケットのうち、最新の受信パケットの信号に対して干渉キャンセル処理を行う場合で説明するが、これに限らず、前記同一のデータに関する複数のパケットのうちのいずれかであって良い。
第2の実施形態の通信システムは、パケット送信装置100(第1の通信装置とも称する)と、パケット受信装置200(第2の通信装置とも称する)とからなり、ハイブリッド自動再送(HARQ)を適用したパケット送信装置100からパケット受信装置200へのパケットの伝送方式として、OFDMを適用し、前記パケット受信装置200が干渉キャンセル処理としてシンボル間干渉を除去する。
本発明の第2の実施形態による通信システムは、パケット送信装置とパケット受信装置とを備えている。第2の実施形態におけるパケット送信装置の構成は、第1の実施形態のパケット送信装置100(図1)の構成と同様であるので、その説明を省略する。
図17は、本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200の構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置200の構成は、無線通信システムによる下りリンクでの移動局装置や、上りリンクでの基地局装置などに使用することができる。また、パケット受信装置200の構成は、基地局装置と中継局装置間の下りリンクでの中継局装置などに使用することができる。
パケット受信装置200は、アンテナ部201、受信部202、受信パケット管理部203、伝搬路推定部204、信号検出部205、合成部206、復号部207、パンクチャ部208、ビットLLR記憶部209、応答信号生成部210、受信信号記憶部211を備えている。
アンテナ部201は、パケット送信装置100(図1)から送信された信号を受信する。また、アンテナ部201は、パケット受信装置200が生成した応答信号を含む信号をパケット送信装置100に送信する。
受信部202は、アンテナ部201にて受信したパケット送信装置100からの信号を、信号検出処理などの信号処理可能な周波数帯へ変換し、帯域制限するフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して、受信パケット管理部203、伝搬路推定部204、信号検出部205、受信信号記憶部211に出力する。
受信パケット管理部203は、受信信号に含まれる再送制御信号からパケット信号の再送回数、データ変調方式、パンクチャパターンなどの送信パラメータに関する制御データを取得し、前記送信パラメータに関する制御データを信号検出部205、パンクチャ部208、ビットLLR記憶部209に出力する。ここでは、同一の情報データに関する第p回目の送信パケットを受信した場合、前記第p回目のパケットを干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行う旨の情報信号を信号検出部205に出力する。
また、受信パケット管理部203は、干渉キャンセル処理を行うパケットをビットLLR記憶部209に通知する。図17中の点線は、パケット管理部203が出力する制御信号を示している。
伝搬路推定部204は、受信部202からの出力信号に含まれるパイロット信号から受信信号が伝搬してきた伝搬路(インパルス応答、伝達関数など)を推定する。なお、伝搬路推定部204は、パイロット信号ではなく、制御チャネルの他の信号、プリアンブルなどを用いて伝搬路を推定しても良い。
受信信号記憶部211は、受信部202から出力される情報データを含んだパケット信号を記憶する。また、信号検出部205が繰り返し干渉キャンセル処理(i≧1、iは干渉キャンセル処理の繰り返し回数)を含む信号検出処理を行う場合に、信号検出処理を施される記憶している該受信パケット信号を出力する。なお、干渉キャンセル処理の初回処理をi=0とする。
信号検出部205は、受信部202あるいは受信信号記憶部211から出力される情報データを含んだパケット信号を、受信パケット管理部203が出力するパケット信号の再送回数、データ変調方式、などの送信パラメータに関する制御データに基づいて、復号部207から出力される復号後の符号化ビットLLRと伝搬路推定部204が出力する伝搬路推定値を用いて繰り返し干渉キャンセルを含む信号検出処理を行う。具体的には、干渉キャンセル処理において、初回処理時(i=0)は、受信部202からの出力される情報データを含んだパケット信号が入力され、繰り返し処理時(i≧1)は、受信信号記憶部211から出力される情報データを含んだパケット信号が入力される。
図18は、本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200(図17)の信号検出部205の構成を示す概略ブロック図である。信号検出部205は、干渉除去部220、GI除去部221、FFT部222、伝搬路補償部223、復調部224、デインターリーブ部225、デパンクチャ部226、レプリカ生成部227を備えている。
信号検出部205の各ブロックは、受信パケット管理部203からの制御データに、復調部224のデータ変調方式、デインタリーブ部225の並び替えパターン、デパンクチャ部226のパンクチャパターンなどの各ブロックに関する送信パラメータが含まれている場合は、当該制御情報に従って受信パケット管理部203により制御される。
干渉除去部220は、レプリカ生成部227で生成した干渉成分のレプリカを受信部202あるいは受信信号記憶部221から出力されるパケット信号から減算し、GI除去部221に出力する。
GI除去部221は、干渉除去部220が干渉成分レプリカを除去した信号のうち、遅延波による歪を回避するためにパケット送信装置100(図1)で付加されたガードインターバル(GI)を除去し、FFT部222に出力する。
FFT部222は、GI除去部221がガードインターバル(GI)を除去した信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換するフーリエ変換の処理を行い、伝搬路補償部223に出力する。
伝搬路補償部223は、伝搬路推定部204(図17)による伝搬路推定値を用いてZF(Zero Forcing:ゼロフォーシング)、MMSE(Minimum Mean Square Error:最小二乗誤差)、MRC(Maximum Ratio Combining:最大比合成)などにより伝搬路歪を補正する重み係数を算出し、この重み係数をFFT部222からの周波数領域信号に乗算して伝搬路補償を行い、復調部224に出力する。
復調部224は、伝搬路補償部223が出力した信号に対してQPSK、16QAMなどの復調処理を行い、符号化ビット対数尤度比LLRなどの軟判定結果を算出し、デインタリーブ部225に出力する。
復調部224の処理を、QPSK変調の場合を例として説明する。送信側で送信されたQPSKシンボルをXとし、受信側における伝搬路補償部223から出力されるシンボルをXcとして説明する。Xを構成しているビットをb、b(b、b=±1)とするとXは、以下の式(7)で表せる。
Figure 2010050716
ただし、jは虚数単位を表す。そして、Xの受信側における推定値Xcからビットb、bの対数尤度比LLRλ(b)、λ(b)は次の式(8)にて求める。
Figure 2010050716
ただし、Re()は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、第kサブキャリアにおける伝搬路推定値をH(k)とし、乗算したMMSE基準の伝搬路補償重みW(k)とすると、μはW(k)H(k)となる。
また、λ(b)は、式(8)すなわちλ(b)の実部と虚部を置き換えれば良い。なお、16QAMなどの他の変調が施されたデータに対しても同様の原理に基づいて算出することができる。また、復調部224は、軟判定結果ではなく硬判定結果を算出するようにしても良い。
デインターリーブ部225は、送信元のパケット送信装置100のインターリーブ部111が施したインターリーブのパターンに対応するビット配置の並び替え、すなわちインターリーブのパターンの逆操作となるビット配置並び替えを、復調部224が出力する軟判定結果のデータ系列に対して行い、デパンクチャ部226に出力する。
デパンクチャ部226は、送信元のパケット送信装置100のパンクチャ部123が施したパンクチャのパターンに基づいて、デインターリーブ部225からの出力データ系列に対して、パンクチャ処理にて間引いたビットを所定のビットで補うデパンクチャ処理を行い、合成部206とビットLLR記憶部209に出力する。
本発明の第2の実施形態によるデパンクチャ部226(図18)の処理を、図9(a)及び図9(b)を参照して説明する。図9(a)及び図9(b)は、パンクチャ部123が図4(b)のR=3/4のパンクチャパターン1でパンクチャ処理を行っているパケットに対するデパンクチャ処理を示している。また、図9(a)は、デパンクチャ部226に入力される信号を示しており、図9(b)は、デパンクチャ部226から出力される信号を示している。
「λx1、λz1、λx2、λx3、λx4、λz’4、λx5、λx6」は、パンクチャ部123で間引いた後(パンクチャ処理をした後)送信した符号化ビット「x1、z1、x2、x3、x4、z’4、x5、x6」に対するデインタリーブ部225の出力である。デパンクチャ部226は、符号化ビットLLRの系列「λx1、λz1、λx2、λx3、λx4、λz’4、λx5、λx6」が入力されると、パンクチャ部123が間引いたz1’、z2、z2’、z3、z3’、z4、z5、z5’、z6、z6’、に対応する位置に仮想値を挿入する。ここでは、仮想値を「0」としている。
図19(a)及び図19(b)は、パンクチャ部123がR=3/4のパンクチャパターン2でパンクチャ処理を行っているパケットに対するデパンクチャ処理を示している。また、図19(a)は、デパンクチャ部226に入力される信号を示しており、図19(b)は、デパンクチャ部226から出力される信号を示している。図9(a)及び図9(b)同様に、パンクチャ部123が間引いた符号化ビットに対応する位置に仮想値を挿入する。
図18に戻り、レプリカ生成部227は、パンクチャ部208が出力する復号後の符号化ビットLLRから干渉成分のレプリカを生成して干渉除去部220に出力する。
図20は、本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200の信号検出部205(図17)のレプリカ生成部227(図18)の構成を示す概略ブロック図である。レプリカ生成部227は、シンボル間干渉(ISI)の干渉レプリカを生成する。レプリカ生成部227は、インターリーブ部234、シンボルレプリカ生成部233、IFFT部232、GI挿入部231、干渉レプリカ生成部230を備えている。
インターリーブ部234は、パンクチャ部208からの出力系列を、送信元のパケット送信装置100のインタリーブ部111が施した並び替えのパターンと同じパターンを用いてビット配置の並び替え処理を行い、シンボルレプリカ生成部233に出力する。
シンボルレプリカ生成部233は、インターリーブ部234からの出力系列に対して、QPSK変調、16QAMなどの変調を施して、変調シンボルレプリカを生成し、IFFT部232に出力する。ここでは、シンボルレプリカ生成部233の処理が、QPSK変調である場合について説明する。
QPSK変調シンボルを構成するビットb、bの対数尤度比LLRをλ’(b),λ’(b)とすると、QPSKの変調シンボルのレプリカは、式(9)で与えられる。
Figure 2010050716
ただしjは虚数単位を表す。なお、16QAMなどの他の変調においても、同一の原理でシンボルレプリカを生成することができる。
IFFT部232は、シンボルレプリカ生成部233からの出力信号を逆フーリエ変換して、周波数−時間変換を行い、GI挿入部231に出力する。
GI挿入部231は、IFFT部232からの出力信号にガードインターバル(GI)を挿入して、干渉レプリカ生成部230に出力する。
干渉レプリカ生成部230は、GI挿入部231からの出力信号と伝搬路推定部204からの伝搬路推定値を用いて、シンボル間干渉(ISI)の干渉レプリカを生成し、干渉除去部220(図18)に出力する。例えば、第p回目の受信パケット(図6)の一つのOFDMシンボル区間Tsymについて、図21で示すようなs1〜s4の到来波をパケット受信装置200が受信し、s3、s4がガードインターバル(GI)を超える遅延をもつ到来波である場合、干渉レプリカ生成部230は、有効シンボル区間Teff内で干渉成分となる図21の斜線部で示したシンボル間干渉(ISI)成分を生成する。図21の斜線部で示したシンボル間干渉(ISI)成分は、前記一つのシンボル区間Tsymのシンボルの前のシンボルである。なお、干渉レプリカ生成部230は、OFDMシンボル区間Tsym内での干渉成分を生成しても良い。
ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目の受信パケットを受信した場合の第i回目の繰り返し干渉除去処理(干渉キャンセル処理)において、GI挿入部231からの出力信号をs’p,i、伝搬路推定部204からの伝搬路推定値(インパルス応答)をh’とすると、受信部202から干渉除去部220への入力信号r(t)に対するシンボル間干渉ISIの干渉レプリカr’p,i(t)(tはパケット長区間、t≦Teff)は、式(10)となる。
すなわち、干渉レプリカr’p,iは、当該シンボル区間Tsym以前の信号の遅延波であって、遅延が大きいために、当該有効シンボル区間にわたっている遅延波(図21の到来波s3の斜線部と到来波s4の斜線部)を足し合わせたものである。、パケットを構成する他のOFDMシンボルについても、同様にして干渉成分のレプリカを生成できる。
Figure 2010050716
ただし、t≦Tgi+τであり、tは時間、Tgiは挿入されているガード区間GI長、dは伝搬路推定値h’を構成するパスでTgiより大きな遅延時間をもつパス、τはFFT同期位置からのパスdの遅延時間を示す。また、(Tgi+τ)<t<Teffまたは初回処理の場合(i=1)はr’p,i(t)=0である。
なお、図13において、FFT同期位置とは有効シンボル区間Teffの先頭の位置である。
したがって、ハイブリッド自動再送(HARQ)の第p回目のパケットを受信した場合の、繰り返し干渉除去処理における第i回目処理での干渉除去部220の出力信号r’’p,i(t)tは有効シンボル長区間、t≦Teff)は、以下の式(11)となる。
Figure 2010050716
なお、再送制御信号、パイロット信号によるパケット信号へのシンボル間干渉(ISI)も同様に除去することができる。
また、干渉キャンセルを含む信号検出部205(図17)の一例として、シンボル間干渉(ISI)を除去する場合の構成を示したがこれに限らず、コード間干渉(MCI)、キャリア間干渉(ICI)、セル間干渉などの干渉レプリカを生成することで、各々の干渉成分を除去することもできる。また、MC−CDMA,OFCDMなどの拡散処理を行っているパケットを受信した場合は、コード間干渉(MCI)のレプリカ生成することで、干渉成分を除去することもできる。
なお、図18の干渉除去部220は、時間領域において干渉成分を除去する構成であるが、コード間干渉(MCI)、キャリア間干渉(ICI)などの干渉レプリカを生成する場合、周波数領域において干渉成分を除去するようにしても良い。具体的には、干渉成分を除去する干渉除去部220を、FFT部222による高速フーリエ変換(FFT)処理後に配置するようにしても良い。
図17に戻り、合成部206は、信号検出部205から出力される復調後の符号化ビットLLRと、ビットLLR記憶部209が記憶している前記信号検出部205から出力される信号と同一の情報データに関する符号化ビットLLRとを、合成する。
例えば、合成部206は、ハイブリッド自動再送(HARQ)において、受信部202が同一の情報データに関する再送パケット信号である第p回目のパケット信号を受信し、信号検出部205が前記第p回目のパケット信号に対する信号検出処理により得られた復調後の符号化ビットLLRを出力した場合、前記第p回目のパケット信号に対する信号検出処理により得られた復調後の符号化ビットLLRと、ビットLLR記憶部209に格納している第1回目〜p−1回目のパケット信号の符号化ビットLLRのうち少なくとも1つ以上のパケット信号の符号化ビットLLRを合成する。
復号部207は、受信した信号を送信したパケット送信装置100(図1)が施した符号化に対応する復号処理を、合成部206からの出力系列に対して行う。
本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200(図17)の復号部207は、図10と同様の構成を有する。復号部207は、誤り訂正復号部241、誤り検出部242を備えている。
復号部207の誤り訂正復号部241は、送信元のパケット送信装置100が施したターボ符号化、畳み込み符号化などの誤り訂正符号化に対する誤り訂正復号処理を行い、符号化ビットのLLRなどの軟判定出力結果を算出し、復号部207の誤り検出部242、及びパンクチャ部208に出力する。好ましくは、復号部207は、合成部206からの出力信号に対する対数尤度比を算出し、システマティックビット及びパリティビットの各ビットに対する対数尤度比をパンクチャ部208に出力する。
また、誤り訂正復号部241は、システマティックビットに対する対数尤度比を誤り検出部242に出力する。
誤り検出部242は、誤り訂正復号部241から出力される符号化ビットの対数尤度比LLRに対して硬判定処理を行い、送信元のパケット送信装置100が施した巡回冗長検査(CRC)などの誤り検出によりパケットに対する誤り検出処理を行い、誤り検出情報を生成し、応答信号生成部210(図17)に出力する。さらに、誤り検出部242は、誤り検出情報に基づいて、信号検出部205によるキャンセラ処理、信号検出処理を繰り返すか否かの判定を行う。
図17に戻り、パンクチャ部208は、復号部207が出力する復号後の符号化ビットLLRのうち、信号検出部205において繰り返し干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットを構成する符号化ビットに対する復号後の符号化ビットLLRを信号検出部205に出力する。
また、信号検出部205において繰り返し干渉キャンセルを含む信号検出処理を行わない符号化ビットに対する復号後の符号化ビットLLRをビットLLR記憶部209に出力する。
図22(a)〜図22(c)は、本発明の第2の実施形態によるパンクチャ部208の入力系列、及びその入力系列に対してパンクチャ処理を行った後、パンクチャ部208が出力する系列の一例を示す図である。図22(a)〜図22(c)では、パケット受信装置200の信号検出部205が、図4(b)の符号化率R=3/4のパターン1に従ってパンクチャ処理されたパケット信号に対して繰り返し干渉キャンセルを含む信号検出処理を行った場合のパンクチャ部208の動作例である。
図22(a)は、復号器207の誤り訂正復号器241(図10)が出力する復号後の符号化ビットLLRの系列を示す。すなわち、第1番目のビットλ’x1は、図3の第1番目のシステマティックビットxに対応するLLRであり、第2番目のビットλ’z1は、図3の第1番目のパリティビットzに対応するLLRであり、第3番目のビットλ’z’1は図3の第1番目のパリティビットz’に対応するLLRである。そして第4番目のビットλ’x2は、第2番目のシステマティックビットxに対応するLLRである。以下同様である。
図22(b)は、パンクチャ部208が信号検出部205に出力する復号後の符号化ビットLLRの系列を示す。図22(b)のビットLLRの系列は、パンクチャ部208が、図22(a)のビットLLRの系列を図4(b)の符号化率R=3/4のパターン1に従ってパンクチャ処理したものに相当する。すなわち、図4(b)の符号化率R=3/4のパターン1の「1」で記した位置に対応する符号化ビットLLRであり、第1番目のビットλ’x1は、図3の第1番目のシステマティックビットxに対応するLLRであり、第2番目のビットλ’z1は、図3の第1番目のパリティビットzに対応するLLRであり、第3番目のビットλ’x2は、第2番目のシステマティックビットxに対応するLLRである。以下同様である。
図22(c)は、パンクチャ部208がビットLLR記憶部209に出力する復号後の符号化ビットLLRの系列を示す。図22(c)は、図22(a)のビットLLRの系列のうち、図22(b)のビットLLRの系列を除くビットLLRの系列に相当する。
ビットLLR記憶部209は、信号検出部205から出力される復調後の符号化ビットLLRを格納する。また、ビットLLR記憶部209は、繰り返しの過程において、既に格納している同一回目の受信パケット信号に対する符号化ビットLLRをパンクチャ部208から入力される符号化ビットLLRに更新する。
図23は、本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200の処理を示すフローチャートである。
ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目のパケット信号を受信部202が受信すると(ステップS100)、受信パケット管理部203は、受信した信号の再送制御信号から取得した当該パケット信号の再送回数(ここではp回目)などの送信パラメータを信号検出部205、パンクチャ部208、ビットLLR記憶部209に通知する。
次に、信号検出部205において第p回目のパケット信号に対して干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行い(ステップS101)、復調後の符号化ビットLLRをビットLLR記憶部209に格納し、さらに合成部206に出力する(S102)。
次に、合成部206は、第p回目の受信パケットの繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理により得られる復調後の符号化ビットLLRとビットLLR記憶部209に格納している第p−1回目以前の受信パケットの符号化ビットLLRを合成する(ステップS103)。合成部206は、第p回目の受信パケットの繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理の任意のi回目の繰り返し処理において、第p回目の受信パケット信号の復調後の符号化ビットLLRと第p−1回目以前の受信パケット信号の符号化ビットLLRとを合成する。好ましくは、合成部206は、第p回目の受信パケットの復調後の符号化ビットLLRとビットLLR記憶部209に格納している第p−1回目以前の受信パケットの符号化ビットLLRを、繰り返し処理毎に毎回、合成する。
次に、合成部206が合成した符号化ビットLLRに対して、復号部207の誤り訂正復号部241が誤り訂正復号処理を行う(ステップS104)。
次に、ステップS104での誤り訂正復号処理結果について、復号部207の誤り検出部242が誤り検出処理を行って誤の有無を判定する(ステップS105)。ステップS105にて、誤りが無いと判定したときは、応答信号生成部210においてACK信号を生成し、送信元のパケット送信装置100に送信する(ステップS106)。
一方、ステップS105にて、誤りがあると判定したときは、復号部207は、復号後の符号化ビットLLRを用いて生成した干渉レプリカの受信信号からの除去を利用した信号検出処理と合成処理と復号処理の一連の繰り返し干渉除去処理の繰り返し回数を判定する(ステップS107)。
ステップS107において、繰り返し回数が所定回数に達していると判定したときは、復号部207が出力する符号化ビットLLRをビットLLR記憶部209に保存し、また応答信号生成部210がNACK信号を生成して、アンテナ部201を介して送信元のパケット送信装置100に送信し(ステップS108)、ステップS100に進み、パケット送信装置100が送信するp+1回目のパケット信号を受信待機する。
繰り返し回数が所定回数に達していないときは、パンクチャ部208において何回目の受信パケットの信号に対する符号化ビットLLRであるかに従い、出力先を選択するパンクチャ処理を行う(ステップS109)。
次に、復号部207が出力する符号化LLRのうち、第p−1回目以前の受信パケットに対する符号化ビットLLRは、ビットLLR記憶部209に既に記憶している当該符号化ビットLLRと置きかえ、記憶する(ステップS110)。
復号部207が出力する符号化LLRのうち、第p回目の受信パケットに対する符号化ビットLLRは干渉レプリカ生成部230に入力され、第p回目の受信パケットに対する干渉レプリカを生成し(ステップS111)、iに1を加算し(ステップS112)、ステップS101に進む。前記干渉レプリカは干渉除去部220に入力され、第i+1回目の繰り返し処理に用いられる。
上述したように、本発明の第2の実施形態による通信システムは、パケット送信装置100(第1の通信装置とも称する)とパケット受信装置200(第2の通信装置とも称する)とを備える。
そして、パケット送信装置100は、データに関する初送パケット信号をパケット受信装置200に送信し、初送パケット信号の応答として再送要求を通信相手のパケット受信装置200から受信すると、データに関する再送パケット信号をパケット受信装置200に送信する。
また、パケット受信装置200は、パケット送信装置100が送信したパケット信号を受信し、パケット信号を復号した結果に誤りを検出したときは、パケット送信装置100に再送を要求する。
そして、パケット受信装置200の受信部202は、同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する。すなわち、一つ目の場合は、初送パケット信号を復号した結果に誤りを検出しない場合であって、この場合には、同一のデータに関して1つのパケット信号を受信する。二つ目の場合は、初送パケット信号を検出した結果に誤りを検出し、次の再送パケット信号を検出した結果に誤りを検出しない場合であって、この場合には、同一のデータに関して、初送パケット信号と1つの再送パケット信号という複数のパケット信号を受信する。三つ目の場合は、初送パケット信号を検出した結果に誤りを検出し、次の複数回の再送パケット信号を検出するが、最後の再送パケット信号を検出した結果に漸く誤りを検出しない場合であって、この場合には、同一のデータに関して、初送パケット信号と複数の再送パケット信号という複数のパケット信号を受信する。
そして、信号検出部205は、受信部202が受信したパケット信号から、同一のデータに関する複数のパケット信号の少なくとも1つ以上のパケット信号を、復号処理結果を用いて検出する。そして、合成部206は、信号検出部205が検出したパケット信号の復調後の符号化ビットLLRと、同一のデータに関する複数の信号のうち信号検出していないパケットを構成する符号化ビットに対する符号化ビットLLRとを合成する。そして、復号部207は、合成部206が合成したパケット信号を復号処理して復号処理結果を得る。
そして、前記合成部で合成する前記信号検出していないパケットを構成する符号化ビットに対する符号化ビットLLRは、前記復号部207の復号処理結果を用いて更新される。
図24(a)〜図24(c)は、パケット送信装置100が、図4(b)のR=3/4のパンクチャパターン1に従って、チェース合成(CC)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)を行った場合、本発明の第2の実施形態によるビットLLR記憶部209に格納される符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。
λx1 (p、i)は、第p回目の受信パケットの第i回目繰り返し処理において、信号検出部205が出力する符号化部110が符号化した符号化ビットx1に対する復調後の符号化ビットLLRを示す。λ’x1 (p、i)は、第p回目の受信パケットの第i回目繰り返し処理において、復号部207が出力する符号化部110が符号化した符号化ビットx1に対する復号後の符号化ビットLLRを示す。ただし、i≦I(Iは所定の繰り返し回数)。
図24(a)は、送信装置100が送信した第p回目の送信パケットを受信装置200が受信し、受信装置200が第i回目の繰り返し処理を行っている場合において、図23のステップS102でビットLLR記憶部209に入力される符号化ビットLLRである。図24(b)は、送信装置100が送信した第p回目の送信パケットを受信装置200が受信し、受信装置200が第i回目の繰り返し処理を行っている場合において、、図23のステップS102の処理時にビットLLR記憶部209に格納している符号化ビットLLRを示す図である。
図24(b)の系列は、パンクチャパターン1により間引かれるビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「0」で示すビット)は第p回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRからなり、間引かれないビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「1」で示すビット)は第p−1回目以前の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRと第p回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRを合成した値からなっている。
合成部206は、図24(a)に示す符号化ビットLLRと図24(b)に示す符号化ビットLLRを符号化ビット毎に加算する。
図24(c)は、図23のステップS110での処理後、ビットLLR記憶部209に格納される符号化ビットLLRである。図24(c)の系列は、図24(b)の系列から、ステップS110での処理により、パンクチャパターン1により間引かれるビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「0」で示すビット)において、第p回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRから第p回目の送信パケットに対する第i回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRに更新されている。さらに、図24(c)の系列は、図24(b)の系列から、ステップS110での処理により、パンクチャパターン1により間引かれないビット位置(図4(b)のパンクチャパターン1の「1」で示すビット)において、第p−1回目以前の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRと第p回目の送信パケットに対する第i回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRを合成した値に更新されている。
そして、図24(c)の系列は、第p回目のパケット信号の第i+1回目の繰り返し処理において、図23のステップS102において、ビットLLR記憶部209に格納されている符号化ビットLLRとなる。
なお、新たな再送パケットを受信した場合は(p+1回目の受信パケットを受信した場合は)、図24(a)〜図24(c)で示した符号化ビットLLRの更新に加えて、第1の実施形態の図13(a)〜図13(c)で示した符号化ビットLLRの更新も行うことができる。
上述のように、チェース合成を用いるHARQにおいて、パケット送信装置100のパンクチャ部123によりパンクチャ処理され、パケット受信装置200のデパンクチャ部226において、所定の値、あるいは「0」を挿入するビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入し、さらに、前記復号後の符号化ビットLLRを繰り返し処理毎に更新することにより、尤度を向上させることができる。
図25(a)〜図25(c)は、パケット送信装置100が、図4(b)のR=3/4のパンクチャパターンに従って、冗長増加(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)を行った場合、パケット受信装置200のLLR記憶部209において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。
図25(a)〜図25(c)で適用している冗長増加(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)は、図14(a)〜(f)で適用しているHARQと同様とする。
図25(a)は、4回目の送信パケット(p=4)をパケット受信装置200が受信し、前記パケット受信装置200が行う第i回目の繰り返し処理のステップS102において、信号検出部205からビットLLR記憶部209に入力される復調後の符号化ビットLLRである。
図25(b)は、4回目の送信パケット(p=4)をパケット受信装置200が受信し、前記パケット受信装置200が行う第i回目の繰り返し処理のステップS102において、ビットLLR記憶部209に格納されている符号化ビットLLRである。図25(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において、「0」で示されているビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入している。具体的には、z’及びzのビット位置に、復号後の符号化ビットLLRを挿入する。図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において「0」であるビット位置の符号化ビットγ=z’、zは、送信装置100は常に送らないことに相当する。
図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2のどちらかにおいて、「1」で示されているビット位置では、既に受信している第3回目以前の送信パケットの復調後の符号化ビットLLRの合成結果を格納する。具体的には、パンクチャパターン1でパンクチャ処理されているパケットにより送信する符号化ビットα=x1、z1、x2、x3、z’4、x5、x6に対するビットLLRは、第1回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (1、I)と第3回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (3、I)の合成した符号化ビットλα (1、I)+λα (3、I)を格納する。パンクチャパターン2でパンクチャ処理されているパケットにより送信する符号化ビットβ=z’1、z2、z’2、z3、z4、z5、z’5、z‘6に対するビットLLRは、第2回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλβ (2、I)を格納する。なお、前記第3回目以前の送信パケットの復調後の符号化ビットLLRは、所定回数Iの繰り返し処理を行って得られた復調後の符号化ビットLLRである。
図25(c)は、4回目の送信パケット(p=4)をパケット受信装置200が受信し、前記パケット受信装置200が行う第i回目の繰り返し処理において、図23のステップS110の処理後、ビットLLR記憶部209に格納されている符号化ビットLLRである。
図25(c)の符号化ビットLLR系列は、図25(b)の符号化ビットLLR系列から図4(b)のパンクチャパターン1及びパンクチャパターン2の両方において「0」であるビット位置γ=z’、zの符号化ビットLLRが異なる。詳細には、第i−1回目の繰り返し処理により得る復号後の符号化ビットLLRλ’γ (4、i−1)を第i−1回目の繰り返し処理により得る復号後の符号化ビットLLRλ’γ (4、i)に更新する。第i回目の繰り返し処理により得る復号後の符号化ビットLLRλ’γ (4、i)は、ステップ102の処理後、合成部206において図25(a)の符号化ビットLLRと図25(b)を合成した結果を用いて、復号部226での復号処理後に得た符号化ビットLLRである。
さらに、図4(b)のパンクチャパターン2において「1」であるビット位置βの符号化ビットLLRが異なる。詳細には、第2回目の送信パケットを受信した時に算出した復調後の符号化ビットLLRλα (2、I)と第4回目の送信パケットを受信時の第i回目の繰り返し処理により得る復調後の符号化ビットLLRλα (4、i)の合成した符号化ビットλα (2、I)+λα (4、i)に更新する。
なお、新たな再送パケットを受信した場合は(p+1回目の受信パケットを受信した場合は)、図25(a)〜図25(c)で示した符号化ビットLLRの更新に加えて、第1の実施形態の図14(a)〜図14(f)で示した符号化ビットLLRの更新も行なうことできる。
上述のように、IRを用いるHARQにおいて、パケット送信装置100のパンクチャ部123により常に間引かれる符号化ビットに対して、パケット受信装置200のデパンクチャ部226において、所定の値、あるいは「0」を挿入する代わりに、復号後の符号化ビットLLRを挿入し、さらに、前記復号後の符号化ビットLLRを繰り返し処理毎に更新することにより、尤度を向上させることができる。
図26(a)〜図26(c)は、IRを用いるHARQにおいて、送信パケットが図4(c)のパンクチャパターン1〜パンクチャパターン6によりパンクチャされた符号化ビット系列で構成された場合、パケット受信装置200のLLR記憶部209において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。
図26(a)〜図26(c)で適用している冗長増加(IR)を用いるハイブリッド自動再送(HARQ)は、第1の実施形態における図15(a)〜図15(c)で適用したHARQと同様とする。
図26(a)は、3回目の送信パケット(p=3)をパケット受信装置200が受信し、前記パケット受信装置200が行う第i回目の繰り返し処理のステップS102において、信号検出部205からビットLLR記憶部209に入力される復調後の符号化ビットLLRである。具体的には、α3=x、x、x、z、x、x、x、z’に対するビット位置が、第i回目の繰り返し処理後に得られる復調後の符号化ビットLLRλxα3 (3、i)から構成されている。
図26(b)は、3回目の送信パケット(p=3)をパケット受信装置200が受信し、前記パケット受信装置200が行う第i回目の繰り返し処理のステップS102の処理時において、ビットLLR記憶部209に格納されている符号化ビットLLRである。図26(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(c)のパンクチャパターン1〜パンクチャパターン3のいずれにおいても「0」で示されているビット位置に、第i−1回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRを挿入している。すなわち、第1回目〜第3回目のパケット送信において送信していない符号化ビットに対して、第i−1回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRを挿入している。具体的には、β3=z、z、z、z’、z’、z’のビット位置に、復号後の符号化ビットLLRλ’β3 (3、i−1)を挿入する。
図26(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(c)のパンクチャパターン1〜パンクチャパターン3のいづれにおいても「1」で示されているシステマティックビットx、x、x、x、x、xに対するビット位置に、第3回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRと第1回目及び第2回目の送信パケットに対する第I回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRを合成した値を挿入している。
図26(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(c)のパンクチャパターン3に「1」で示されているγ3=z、z’のビット位置に、第3回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRを挿入している。
図26(b)の符号化ビットLLR系列において、図4(c)のパンクチャパターン1またはパンクチャパターン2のいずれか一方に「1」で示されているz、z、z’z’のビット位置に、第1回目の送信パケットまたは第2回目の送信パケットに対する第I回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRを挿入している。
図26(c)は、第3回目の送信パケット(p=3)をパケット受信装置200が受信した時において、図23のステップS110の処理後、ビットLLR記憶部209に格納されている符号化ビットLLRである。
図26(c)の符号化ビットLLR系列は、図26(b)の符号化ビットLLR系列から以下のビット位置が異なる。
図4(c)のパンクチャパターン1〜パンクチャパターン3のいずれにおいても「0」で示されているビット位置β3は、第3回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRλ’β3 (3、i−1)を第3回目の送信パケットに対する第i回目の繰り返し処理により得られる復号後の符号化ビットLLRλ’β3 (3、i)に更新する。
図4(c)のパンクチャパターン1〜パンクチャパターン3のいずれにおいても「1」で示されているシステマティックビットに対するビット位置は、第3回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRのかわりに、第3回目の送信パケットに対する第i回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRを用いて、第1回目〜第3回目の送信パケットに対する復調後の符号化ビットLLRの合成した値に更新する。
図4(c)のパンクチャパターン3に「1」で示されているビット位置は、第3回目の送信パケットに対する第i−1回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRλγ3 (3、i−1)を第3回目の送信パケットに対する第i回目の繰り返し処理により得られる復調後の符号化ビットLLRλγ3 (3、i)に更新する。
上述のように、IRを用いるHARQにおいて、パケット送信装置100が送信した第p回目の送信パケットをパケット受信装置200が受信した時、第1〜p回目の送信パケットにおいて送信していないビット位置に、パケット受信装置200のデパンクチャ部226が、所定の値、あるいは「0」を挿入する代わりに、復号後の符号化ビットLLRを挿入し、さらに、前記復号後の符号化ビットLLRを繰り返し処理毎に更新することにより、仮想値が挿入されるビットに対する尤度を向上させることができる。
なお、上述の図4(c)のパンクチャパターンにおける符号化ビットLLR更新方法は、図4(b)のパンクチャパターンを適用した場合においても適用可能である。具体的には、第2回目の送信パケット(p=2)を受信時において適用できる。
なお、新たな再送パケットを受信した場合は(p+1回目の受信パケットを受信した場合は)、図26(a)〜図26(c)で示した符号化ビットLLRの更新に加えて、第1の実施形態の図15(a)〜図15(c)で示した符号化ビットLLRの更新も行なうことできる。
以上のように繰り返し処理において、繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行うビットについて、前記繰り返し処理毎に復調後の符号化ビットLLRを用いて更新していくとともに、干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行わないビットでかつ送信装置から送信されていないビットについては、復号後の符号化ビットLLRを用いて更新していく。よって、繰り返し処理過程において、干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行うビット、及び干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行わないビットともに、符号化ビットLLRの尤度を向上することができるため、繰り返し処理の収束を早めることができ、干渉キャンセル処理と信号検出と合成と復号処理との繰り返し処理回数と、ハイブリッド自動再送における再送回数とを低減することができる。
図17の応答信号生成部210は、信号検出部205と復号部207との繰り返し処理を規定回数行ったときの復号部207での誤り検出結果から、パケット誤りの有無を示す制御データ含むデータ系列を生成し、誤り訂正符号化、データ変調などの信号処理を行うことで応答信号を生成する。
さらに、この応答信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、さらに送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部201を介して、パケット送信装置100に送信する。この応答信号の通信方式は、OFDM、シングルキャリア変調方式など、いずれの方式であってもよく、通信相手のパケット送信装置100における復元部105の処理が対応していれば良い。
すなわち、応答信号生成部210は、復号部207から「パケット誤りが無し」を示す信号が入力されると、正しく受信が完了したことを示すACK信号を応答信号として生成し、アンテナ部201を介して、送信元のパケット送信装置100に送信する。
また、応答信号生成部210は、復号部207から「パケット誤りが有り」を示す信号が入力されると、パケットの再送を要求するNACK信号を応答信号として生成し、アンテナ部201を介して、送信元のパケット送信装置100に送信する。
本発明の第2の実施形態によれば、ハイブリッド自動再送(HARQ)を用いた通信システムのパケット受信装置200が受信した同一のデータに関する複数のパケットについて、少なくとも1つのパケット信号に対して干渉キャンセル処理を行い、干渉キャンセル処理を行うパケット信号の復号後の符号化ビットLLRのうち、干渉キャンセル処理を行わないパケット信号に対する符号化ビットLLRは、ハイブリッド自動再送(HARQ)において合成する信号の更新に用いる。
よって、干渉キャンセル処理と信号検出と合成処理と復号処理を繰り返し行うパケット受信装置200の一連の処理において、干渉キャンセル処理を行わないパケットの信号についても軟判定値(符号化ビットLLR)を更新することができるので、パケット受信装置200が受信した同一のデータに関する複数の信号すべての軟判定結果(符号化ビットLLR)を用いることができ、干渉キャンセル処理と信号検出と合成と復号処理との繰り返し処理回数と、ハイブリッド自動再送における再送回数とを低減することができる。
また、本実施形態は、再送パケット受信時において、その再送パケット以前に受信したパケット信号データに対しても信号検出処理を行う通信装置として、シンボル間干渉キャンセラを具備したパケット受信装置200を用いて説明したが、復号処理結果を用いた等化処理による信号検出と、当該等化器の処理結果の復号処理とを繰り返すターボ等化器などのターボ概念を用いた繰り返し処理を行う通信装置であっても良い。
また、本実施形態では、パンクチャ部209が干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行わないパケットの符号化ビットLLRを信号検出処理毎に毎回更新する場合について説明したが、ある所定の繰り返し回数毎に更新しても良い。
また、上述の実施形態では、パケットの伝送方式として、OFDMを適用した場合について説明したが、繰り返し処理を用いた信号検出を有するパケット受信装置であれば、OFDMA、MC−CDMA、IDMA(Interleave Division Multiple Access;インターリーブ分割多元接続)などのマルチキャリア伝送方式、あるいはSC−FDMA(Single Carrier − Frequency Domain Maltiple Access)、DS−CDMA(Direct Spead − Code Division Multiple Access)などのシングルキャリア伝送方式に適用しても良い。
さらに、MIMO(Multi Input Multi Output:マルチ入力マルチ出力)伝送におけるストリーム間干渉を除去するために、V−BLAST、遂次型干渉キャンセラ(SIC)などの繰り返し処理を用いてストリーム分離を行うパケット受信装置において、ハイブリッド自動再送(HARQ)の再送パケットを受信した場合、同様に適用してもよい。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、ハイブリッド自動再送(HARQ)を適用したパケット通信を行う通信システムのパケット受信装置であって、前記パケット受信装置が受信した同一のデータに関する複数のパケットについて、前記複数のパケットのうち少なくとも1つのパケットに対して、そのパケットを構成する信号の復号後の符号化ビットLLRを用いて干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行い、前記信号検出処理を行うパケットを構成する信号を復号した後の符号化ビットLLRのうち、前記干渉キャンセル処理を行わない信号に対する符号化ビットLLRは、ハイブリッド自動再送(HARQ)において合成する信号の更新に用いる通信装置において、前記干渉キャンセルを行うパケット信号を前記信号検出処理の繰り返し毎に適応的に切り替える場合を説明する。
第2の実施形態では、同一のデータに関する複数の信号における第p回目のパケットを受信した場合、第p回目のパケット信号に対して干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行ったが、第3の実施形態では、既に受信している第1〜p−1回目のパケット及び第p回目のパケットの符号化ビットLLRの大きさに基づいて、前記干渉キャンセルを行うパケット信号を前記信号検出処理の繰り返し毎に適応的に切り替える。
本発明の第3の実施形態による通信システムは、パケット送信装置とパケット受信装置とを備えている。第3の実施形態におけるパケット送信装置の構成は、第1の実施形態のパケット送信装置100(図1)の構成と同様であるので、その説明を省略する。
図27は、本発明の第3の実施形態によるパケット受信装置200aの構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置200aは、第1の実施形態のパケット受信装置200に、伝搬路推定値記憶部301及び受信信号記憶部302が追加されている。また、受信パケット管理部203a、伝搬路推定部204a、信号検出部205a、復号部207a、パンクチャ部208aの入出力の関係が異なる。図27において、図17のパケット受信装置200と同一の動作を行う部位は同一の符号を付け、それらの説明を省略する。
受信パケット管理部203aは、受信信号に含まれる再送制御信号から再送パケット信号の再送回数、データ変調方式などの送信パラメータに関する制御データ及び復号部207が出力する符号化ビットLLRを取得し、前記制御データ及び前記符号化ビットLLRを用いて干渉キャンセル処理を行うパケットを決定し、伝搬路推定部204a、信号検出部205a、パンクチャ部208a、ビットLLR記憶部209、伝搬路推定値記憶部301、受信信号記憶部302に通知する。図27中の点線は、パケット管理部203が出力する制御信号を示している。
受信パケット管理部203aは、復号部207が出力する符号化ビットLLRにおいて、受信パケット毎の平均値を算出し、その平均値が大きい受信パケットを、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットと決定する。
例えば、パケット受信装置200aが、パケット送信装置100が図4のパンクチャパターン1によってパンクチャ処理した第1回目の送信パケット(初送パケット)とパンクチャパターン2によってパンクチャ処理した第2回目の送信パケット(第1回目の再送パケット)を受信し、復号部207aが図22(a)で示される符号化ビットLLRを受信パケット管理部203aに出力した場合、第1回目の送信パケット信号に対する符号化ビットLLRである符号化ビットLLR(図22(b))と第2回目の送信パケット信号に対する符号化ビットLLRである符号化ビットLLR(図22(c))を各々、平均し、その平均値が大きいパケットを、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットとして決定する。
あるいは、パケット受信装置200aが、パケット送信装置100が図4のパンクチャパターン1によってパンクチャ処理した第1回目の送信パケット(初送パケット)とパンクチャパターン2によってパンクチャ処理した第2回目の送信パケット(第1回目の再送パケット)を受信し、復号部207aが図22の符号化ビットLLR(図22(a))を受信パケット管理部203aに出力した場合、前記符号化ビットLLR(図22(a))のうち、最も大きな符号化ビットLLRとなる符号化ビットが送信されたパケットを、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットとして決定する。
なお、信号検出部205aが出力する符号化ビットLLRを用いて、上述の基準に基づいて、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットを決定しても良い。
伝搬路推定値記憶部301は、伝搬路推定部204aが出力する各受信パケットにおける伝搬路推定値を記憶する。また、受信パケット管理部203aから、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットの通知があると、前記信号検出処理を行うパケットに対する伝搬路推定値を出力する。
受信信号記憶部302は、受信部202が出力するパケット信号を記憶する。また、受信パケット管理部203aから、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットの通知があると、格納している前記信号検出処理を行うパケットの信号を出力する。
信号検出部205aは、受信パケット管理部203aからの干渉キャンセルを含む信号処理を行うパケットの通知にしたがって、第1の実施形態と同様に、信号検出処理を行う。
図28は、本発明の第3の実施形態によるパケット受信装置200a(図27)の信号検出部205aの構成を示す概略ブロック図である。信号検出部205aは、伝搬路推定値が伝搬路推定部204a、あるいは伝搬路推定値記憶部301から入力される点において、第1の実施形態による信号検出部205(図18)と異なる。
例えば、受信部202が第p回目の受信パケットを受信し、受信パケット管理部203aから第p回目の受信パケットに対して繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行う旨の通知があった場合、伝搬路推定部204aから第p回目の受信パケットに対する伝搬路推定値が入力される。
一方、第p回目の受信パケット以外のパケットに対して繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行う旨の通知があった場合、伝搬路推定値記憶部301に格納している受信パケット管理部203aが指定したパケット信号に対する伝搬路推定値が入力される。
また、受信信号が、受信部202、あるいは受信信号記憶部302から入力される点が異なる。例えば、受信部202が第p回目の受信パケットを受信し、受信パケット管理部203aから第p回目の受信パケットに対して繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行う旨の通知があった場合、受信部202からの第p回目の受信パケットが入力される。一方、第p回目の受信パケット以外のパケットに対して繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行う旨の通知があった場合、受信信号記憶部302に格納している受信パケット管理部203aが指定したパケット信号が入力される。
復号部207aは、誤り訂正復号結果である復号後の符号化ビットLLRをパンクチャ部208a及び受信パケット管理部203aに出力する。
パンクチャ部208aは、受信パケット管理部203aからの繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行うパケットの通知に従い、復号部207aから入力される符号化ビットLLRを信号検出部205a及びビットLLR記憶部209に出力する。すなわち、復号部207aから入力される復号後の符号化ビットLLRのうち、受信パケット管理部203aから繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行うパケットと指定されたパケットの信号に対する符号化ビットLLRは信号検出処理部205aに出力し、その他のパケットの信号に対する符号化ビットLLRはビットLLR記憶部209に出力する。デパンクチャ部226及びパンクチャ部208a及びビットLLR記憶部209の動作において、新しい送信パケットを受信した場合の符号化ビットLLRの更新方法は第1の実施形態の図13〜図15での説明と同様である。また、デパンクチャ部226及びパンクチャ部208a及びビットLLR記憶部209の動作において、干渉キャンセルの繰り返し処理毎の符号化ビットLLRの更新方法は第2の実施形態の図24〜図26での説明と同様である。
図29は、本発明の第3の実施形態によるパケット受信装置200aの処理を示すフローチャートである。
始めに、ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目のパケット信号を受信部202が受信すると(ステップS200)、信号検出部205aにおける干渉キャンセル処理を含む信号検出処理が初回処理(i=0)か否かを判定する(ステップS201)。
初回処理である場合、信号処理部205aは、前記第p回目のパケット信号に対して信号検出処理を行う(ステップS202)。初回処理以外である場合(i>0)、信号処理部205aは、受信信号記憶部302から受信パケット管理部が通知する第i回目の繰り返し処理で信号検出処理を行うパケットを入力し、さらに伝搬路推定値記憶部301から受信パケット管理部が通知する第i回目の繰り返し処理で信号検出処理を行うパケットに対する伝搬路推定値を入力したのち、受信信号記憶部302から入力されたパケットに対して干渉キャンセラ処理を含む信号検出処理を行う(ステップS204)。
次に、信号検出部205aは、信号処理後の符号化ビットLLR(復調後の符号化ビットLLR)をビットLLR記憶部に格納するとともに、合成部に出力する(ステップS205)。
次に、合成部206は、信号検出部205aから出力される復調後の符号化ビットLLRとビットLLR記憶部209aに格納している信号検出部205で信号検出処理をしなかったパケットに対する符号化ビットLLRを合成する(ステップS206)。
次に、合成部206が合成したデータ信号に対して、復号部207の誤り訂正復号部241が誤り訂正復号処理を行う(ステップS207)。さらに、この誤り訂正復号処理結果について、復号部207aの誤り検出部242が誤り検出処理を行って誤の有無を判定する(ステップS208)。
ステップS208において、誤りが無いと判定したときは、応答信号生成部210においてACK信号を生成し、送信元のパケット送信装置100に送信する(ステップS209)。一方、ステップS207において、誤りがあると判定したときは、復号部207aは、誤り訂正復号処理後の符号化ビットの対数尤度比LLRを用いて生成した干渉レプリカの受信信号からの除去を利用した信号検出処理と合成処理と復号処理の一連の繰り返し干渉除去処理の繰り返し回数を判定する(ステップS210)。
ステップS210において、この繰り返し回数が所定回数に達していると判定したときは、復号部207が出力する符号化ビットLLRをビットLLR記憶部209aに保存し、また応答信号生成部210がNACK信号を生成して、アンテナ部201を介して送信元のパケット送信装置100に送信して(ステップS211)、ステップS200に進み、パケット送信装置100が送信するp+1回目のパケット信号を受信待機する。
繰り返し回数が所定回数に達していないときは、受信パケット管理部203aは、iに1を加算して(ステップS212)、第i+1回目の干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行うパケットを決定する(ステップS213)。
パンクチャ部208aは、信号検出処理を行うパケットの通知に従い、出力先を選択するパンクチャ処理を行う(ステップS214)。復号部207が出力する符号化ビットLLRのうち、i+1回目において信号検出処理を行わないパケットに対する符号化ビットLLRは、ビットLLR記憶部209に既に記憶している当該符号化ビットLLRと置き換える(ステップS215)。
復号部207aが出力する符号化LLRのうち、i+1回目において信号検出処理を行うパケットに対する符号化ビットLLRは、レプリカ生成部に入力され、信号検出を行うパケットに対する干渉レプリカを生成し(ステップS216)、ステップS201に進む。前記干渉レプリカは干渉除去部220(図28)に入力され、第i+1回目の繰り返し信号検出処理に用いられる。
以上のように、ハイブリッド自動再送(HARQ)を用いた通信システムのパケット受信装置200aが受信した同一のデータに関する複数のパケットについて、少なくとも1つのパケット信号に対して干渉キャンセル処理を行い、前記干渉キャンセル処理を行うパケット信号の復号後の符号化ビットLLRのうち、前記干渉キャンセル処理を行わない信号に対する符号化ビットLLRは、ハイブリッド自動再送(HARQ)において合成する信号の更新に用い、さらに、前記干渉キャンセル処理及び信号検出処理を行うパケット信号を前記復号処理結果から得られる符号化ビットLLRにより選択することで、前記一連の繰り返し処理の収束を早めることができ、干渉キャンセル処理と信号検出と合成と復号処理との繰り返し処理回数と、ハイブリッド自動再送における再送回数とを低減することができる。
そして、パケット受信装置200は、同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、復号処理結果に基づいて選定したパケット信号に対して、繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出部205による検出と、合成部206による合成と、復号部207による復号処理とを繰り返し行う。詳しくは、繰り返し干渉キャンセル処理を含む信号検出処理において、複数の受信パケット信号のうち、符号化ビットLLRが大きいパケット信号を繰り返し処理毎に選定する。
よって、ハイブリッド自動再送(HARQ)を用いた通信システムのパケット受信装置200で、干渉キャンセル処理と信号検出と合成処理と復号処理を繰り返し行うパケット受信装置200の一連の処理において、干渉キャンセル処理及び信号検出処理を行うパケット信号を復号処理結果から得られる符号化ビットLLRにより選択することで高精度の干渉レプリカを生成できるため、一連の繰り返し処理の収束をさらに早めることができ、さらに干渉キャンセル処理と信号検出と合成と復号処理との繰り返し処理回数と、ハイブリッド自動再送における再送回数とを低減することができる。
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態による通信システムでは、ハイブリッド自動再送(HARQ)が適用され、パケット送信装置500から送信されたパケットは、MIMOを用いて空間多重される。
本実施形態における通信システムは、パケット送信装置500(第1の通信装置とも称する)とパケット受信装置600(第2の通信装置とも称する)とを備えており、パケット受信装置600は、繰り返し逐次型干渉キャンセラ(SIC)によって他ストリームの信号を除去する信号分離処理(干渉キャンセル処理を含む信号検出処理)を行うパケット受信装置600で、受信した同一のデータに関する複数のパケットについて、少なくとも1つのパケット信号に対して、そのパケット信号の復号後の符号化ビットLLRを用いて干渉キャンセル処理を含む信号検出処理を行い、前記信号検出処理を行うパケットを構成する信号の復号後の符号化ビットLLRのうち、前記干渉キャンセル処理を行わない信号に対する符号化ビットLLRは、ハイブリッド自動再送(HARQ)において合成する信号の更新に用いる場合について説明する。
ここで、ストリームとは、各送信アンテナから送信される信号列を表す。すなわち、同じ送信アンテナから送信される信号は、同じストリームの信号であり、異なる送信アンテナから送信される信号は、異なるストリームの信号である。また、本実施形態では、パケットの伝送方式として、OFDM方式を適用した場合を説明する。
なお、干渉とは多重された他の信号を意味する。すなわち、例えば、信号Pと信号Pが空間多重された場合、信号Pにとっては信号Pが干渉であり、信号Pにとっては信号Pが干渉である。干渉キャンセル処理とは、干渉信号を再生した信号(レプリカ)を受信信号から除去する処理であり、例えば信号Pを検出する際には、受信信号から信号Pのレプリカを除去する。
図30は、本発明の第4の実施形態によるパケット送信装置500の構成を示す概略ブロック図である。パケット送信装置500の構成は、無線通信システムによる下りリンクでの送信元である基地局装置や、上りリンクでの送信元である移動局装置などに使用することができる。また、パケット送信装置500の構成は、中継局装置−移動局装置間の下りリンクでの送信元である中継局装置などに使用することができる。
パケット送信装置500は、ストリーム信号生成部501−1〜501−N(ただし、Nはストリーム数)、アンテナ部502−1〜502−N、再送制御信号生成部503、復元部504を備えている。
また、ストリーム信号生成部501は、符号化部511、インターリーブ部512、変調部513、IFFT部514、パイロット信号生成部518、多重部515、GI挿入部516、送信部517を備えている。
パケット送信装置500は、これらN本のアンテナ部502−1〜502−Nから、各々異なる情報データから生成したN個のストリーム信号を同時にパケット受信装置600に送信する。また、パケット送信装置500は、パケット受信装置600からの応答信号を含む信号を受信して復元する。
復元部504は、アンテナ部502−1を介して受信したパケット受信装置600からの信号を復元処理可能な周波数帯へ変換し、通過帯域を制限するフィルタリング処理を行い、アナログ信号からディジタル信号へ変換する。
さらに、復元部504は、そのディジタル信号に対してデータ復調、誤り訂正復号などの受信信号復元処理を行って、パケット受信装置600からの信号に含まれる応答信号を取り出し、パケット受信の成否情報を符号化部511、及び再送制御信号生成部503に通知する。
なお、復元部504は、パケット受信装置600が送信する信号の伝送方式に基づいて受信信号を復元する。ここでは、復元部504は、アンテナ部502−1に接続され、アンテナ部502−1を介して受信するように記載したが、どのアンテナ部を介して受信するようにしても良い。
ストリーム信号生成部501は、外部(例えば、図30では図示を省略しているMAC部(Media Access Control:媒体アクセス制御))から入力された情報データからストリーム毎の送信データ信号を生成する。
符号化部511は、パケット受信装置600において誤り検出及び誤り訂正ができるように、外部から入力された情報データのビット系列に冗長ビットを付加する。また、符号化部511は、第1及び第3の実施形態と同様に、図2に示す誤り検出符号化部121、誤り訂正符号化部122、パンクチャ部123、送信データ記憶部124を備えている。
符号化部511は、各ストリーム信号生成部501−1〜501−Nが出力するストリーム毎データ信号(パケット)対するパケット受信装置600からの応答信号に従い、初送パケットのデータ又は再送パケットのデータの符号化ビットをインターリーブ部512に出力する。
なお、本実施形態では、ストリーム毎にパケットを生成し、パケット毎(ストリーム毎)に誤り訂正符号化を行う。符号化部511が行うパンクチャ処理のパンクチャパターンには、第1及び第3の実施形態と同様に、例えば、図4に示したパンクチャパターンがある。
インターリーブ部512は、符号化部511の出力データ系列のビット配置を並び替えて、変調部513に出力する。
変調部513は、インターリーブ部512からの出力データに対してQPSK、16QAMなどのデータ変調を行い、変調シンボルを生成し、IFFT部514に出力する。なお、ストリーム毎にデータ変調の方式は異なっていても良い。
IFFT部514は、変調部513からの変調シンボルを逆高速フーリエ変換(IFFT)により周波数―時間変換を行い、時間領域信号を生成し、多重部515に出力する。
多重部515は、IFFT部514からの出力信号とパイロットシンボル生成部518から出力されるパイロット信号と再送制御信号生成部503から出力される再送制御信号とを多重して、GI挿入部516に出力する。
パイロット信号生成部518は、各ストリーム信号の伝搬路推定に用いるパイロット信号を生成して、多重部515に出力する。パイロット信号生成部518は、ストリーム毎に直交したパイロット信号を生成する。
再送制御信号生成部503は、復元部504からの成否情報に従い、各ストリーム信号の再送回数をパケット受信装置600に通知するための信号(再送制御信号)を生成し、多重部515に出力する。
図30では、再送制御信号はストリーム信号生成部501−1におけるストリームに多重される構成となっているが、これに限るものではない。いずれのストリーム(複数も可能)に多重されても良い。なお、再送制御信号には、変調部513が用いたデータ変調方式、符号化部511の符号化率などの送信パラメータの通知を含んでも良い。
GI挿入部516は、多重部514の出力信号に対して、ガードインターバル(GI)を挿入して、送信部517に出力する。送信部517は、GI挿入部516からの出力信号をディジタル信号からアナログ信号へ変換し、帯域制限を行うフィルタリング処理を行い、送信可能な周波数帯域に変換して、アンテナ部502−1に出力する。
各ストリーム信号生成部501−2〜501−Nにおいても、ストリーム信号生成部501−1と同様の処理が行われ、各々のストリーム信号生成部501−2〜501−Nからの出力信号を異なるアンテナ部502−2〜502−Nから送信することで、パケット送信装置500が送信した初送パケットあるいは再送パケットは空間多重される。
なお、アンテナ部501−1〜501−N各々から出力される信号を、ストリーム1〜ストリームNと呼ぶ。なお、本実施形態では、同じデータに関するパケットは同じアンテナから送信する場合について説明したが、再送回数毎に異なるアンテナから送信しても良い。以下、パケット送信装置500において、同じデータに関するパケットが同じアンテナから再送された場合について説明する。
図31は、本発明の第4の実施形態によるパケット受信装置600の構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置600は、アンテナ部601−1〜601−M(Mは受信アンテナ数)、アンテナ毎信号処理部602−1〜602−M、受信パケット管理部603、受信信号処理部604、応答信号生成部605、受信信号記憶部606を備えている。
また、アンテナ毎受信処理部602−1〜602−Mの各々は、受信部610、GI除去部611、FFT部612、伝搬路推定部613、伝搬路推定値記憶部614を備えている。ここでは、アンテナ毎受信処理部602−1〜602−Mを代表して、アンテナ毎受信処理部602−1を説明する。
受信パケット管理部603は、受信信号に含まれる再送制御信号からパケット送信装置500のアンテナ部501−1〜501−Nから送信される各々ストリームの再送回数、ストリーム数N、データ変調などの送信パラメータに関する制御データ及び受信信号処理部604の復号部1610(後述)が出力する符号化ビットLLRを取得し、前記制御データ及び前記符号化ビットLLRを用いて干渉キャンセル処理を行うパケット決定し、アンテナ毎信号処理部602−1〜602−Mの伝搬路推定部613(後述)及び伝搬路推定値記憶部614(後述)、さらに受信信号処理部604、受信信号記憶部606に通知する。図31中の点線は、パケット管理部603が出力する制御信号を示している。
受信パケット管理部603は、第3の実施形態と同様に、復号部1610が出力する符号化ビットLLRに基づいて、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットと決定する。
例えば、受信パケット管理部603は、復号部1610が出力する符号化ビットLLRにおいて、受信パケット毎の平均値を算出し、その平均値が大きい受信パケットを、干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケットと決定する。
アンテナ毎受信処理部602−1〜602−Mは、それぞれに対応するアンテナ部601−1〜601−Mを介して受信した信号の受信処理を行う。
受信部610は、アンテナ部601−1を介して受信したパケット送信装置500からの信号を、信号検出処理などの信号処理可能な周波数帯へ変換し、帯域制限するフィルタリング処理を行い、アナログ信号をディジタル信号に変換し、受信パケット管理部603、GI除去部611、伝搬路推定部613に出力する。
伝搬路推定部613は、受信部610が出力するディジタルの受信信号に含まれるパイロット信号を用いて、パケット送信装置500の各アンテナ部501−1〜501−Nとパケット受信装置600のアンテナ部601−1との間の伝搬路特性を推定し、伝搬路推定値を算出し、受信信号処理部604、伝搬路推定値記憶部614に出力する。
受信パケット管理部603より受信信号処理部604に伝搬路推定値を入力する指示があると、記憶している伝搬路推定値記憶部614は、伝搬路推定値を受信信号処理部604に出力する。なお、伝搬路推定部613は、制御チャネル、プリアンブルなど伝搬路を推定できる他の信号を用いて伝搬路推定値を算出するようにしても良い。
伝搬路推定値記憶部614は、伝搬路推定部613から入力される伝搬路推定値を記憶し、受信パケット管理部603より受信信号処理部604に伝搬路推定値を出力する指示があると、記憶している伝搬路推定値を受信信号処理部604に出力する。
アンテナ部601−1が、ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目の受信パケットを受信した場合に受信信号処理部604が第p回目の受信パケットを用いて干渉キャンセル処理(MIMO分離処理)を行う場合、その旨が受信パケット管理部603より伝搬路推定部613及び伝搬路推定値614に指示され、伝搬路推定部613より第p回目の受信パケットに対する伝搬路推定値が受信信号処理部604に出力される。
また、アンテナ部601−1がHARQにおける第p回目の受信パケットを受信した場合に受信信号処理部604が第p回目以外の受信パケットを用いて干渉キャンセル処理(MIMO分離処理)を行う場合、その旨が受信パケット管理部603より伝搬路推定部613及び伝搬路推定値614に指示され、伝搬路推定値記憶部614より干渉キャンセル処理が行われるパケットに対する伝搬路推定値が受信信号処理部604に出力される。
GI除去部611は、ディジタルの受信信号に含まれるデータ信号からガードインターバル(GI)を除去して、FFT部612に出力する。FFT部612は、GI除去部611の出力信号に高速フーリエ変換(FFT)を行うことにより、周波数領域の信号に変換して、受信信号処理部604、受信信号記憶部606に出力する。
アンテナ毎受信処理部602−2〜602−Mも、アンテナ毎受信処理部602−1と同様の処理を行うため、それらの処理についての説明を省略する。
ここで、送信アンテナ数と受信アンテナ数がそれぞれN×MであるMIMOシステムでは、ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目の受信パケットの第kサブキャリアにおける信号R(k)は、以下の式(12)、式(13)にて表すことができる。
Figure 2010050716
Figure 2010050716
なお、式(12)におけるHp(k)、Sp(k)、N(k)は、それぞれ以下の式(14)、式(15)、式(16)で表すことができる。
Figure 2010050716
Figure 2010050716
Figure 2010050716
ただし、H(k)は送信アンテナと受信アンテナ間のそれぞれの伝搬路特性であり、S(k)は送信アンテナ毎の送信信号であり、N(k)は受信アンテナ毎の雑音であり、は転置行列を表している。
受信信号記憶部606は、各アンテナ毎受信処理部602−1〜602−Mから出力されるデータ信号を記憶する。また、受信パケット管理部603より受信信号処理部604に出力する指示があると、受信信号記憶部606は、記憶している受信信号を受信信号処理部604に出力する。
ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目の受信パケットを受信した場合に受信信号処理部604が第p回目以外の受信パケットを用いて干渉キャンセル処理(MIMO分離処理)を行う場合、その旨が受信パケット管理部603より受信信号記憶部606に指示され、受信信号記憶部606は、記憶している干渉キャンセル処理を行うパケット信号を受信信号処理部604に出力する。
受信信号処理部604は、伝搬路推定部613あるいは伝搬路推定値記憶部614から出力された伝搬路推定値、受信パケット管理部603から出力される各パケットの送信パラメータに関するデータ、各アンテナ毎受信処理部602−1〜602−Mあるいは受信信号記憶部606から出力されるデータ信号を用い、パケット送信装置500のアンテナ部501−1〜501−Nから送信された情報データの符号化ビットLLR系列を検出し、情報データの符号化ビットLLR系列と誤り検出結果とを出力する。受信信号処理部604の動作の詳細については後述する。
応答信号生成部605は、受信信号処理部604から出力される誤り検出結果に基づいて応答信号を生成し、この応答信号を、アンテナ部601−1を介してパケット送信装置500(図30)に送信することで、送信元のパケット送信装置500に再送の要否を通知する。
すなわち、応答信号生成部605は、誤り検出結果が誤り有りのときは、再送が必要であることを示すNACK信号を生成し、誤り検出結果が誤り無しのときは、再送が不要であることを示すACK信号を生成する。なお、応答信号生成部605は、生成した応答信号を、アンテナ部601−1を介してパケット送信装置500に送信する場合について説明したが、どのアンテナから送信するようにしても良い。
図32は、本発明の第4の実施形態によるパケット受信装置600(図31)の受信信号処理部604の構成を示す概略ブロック図である。図32では、受信信号処理部604として、繰り返し逐次型干渉キャンセラ(SIC)を用いてストリーム間干渉を除去し、MIMOのストリーム分離を行う。
受信信号処理部604は、受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nを備えており、受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nには、それぞれ合成部1609、復号部1610、パンクチャ部1612、ビットLLR記憶部1613が設けられている。
受信信号毎信号処理部1601−1〜1601−Nの各々は、干渉キャンセラ部1611、MIMO分離部1605、復調部1606、デインターリーブ部1607、デパンクチャ部1608を備えている。
干渉キャンセル部1611は、減算部1603、受信レプリカ生成部1602、シンボルレプリカ生成部1604を備えている。受信レプリカ生成部1602及びシンボルレプリカ生成部1604をまとめてレプリカ生成部とも称する。
アンテナ毎信号処理部602−1〜602−Mの各々のFFT部612(図31)より、ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目の受信パケットに対する信号が出力された場合、受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nは、受信パケット管理部603の指示に従い、第1回目〜第p回目の受信パケットのいずれか1つ以上に対して干渉キャンセル処理を行う。
第p回目の受信パケットに対して干渉キャンセル処理を行う場合、FFT部612からの入力信号に対して干渉キャンセル処理を行う。第1〜p−1回目の受信パケットに対して干渉キャンセル処理を行う場合、受信信号記憶部606からの入力信号に対して干渉キャンセル処理を行う。
受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nでは、受信信号毎信号検出部1601−1から順に信号検出処理が行われる。受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nの各々で干渉キャンセル処理及び信号検出するストリームは、各ストリームの受信電力、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio:信号電力対干渉電力及び雑音電力比)で決定する。
受信電力やSINRは、パイロット信号などの既知の信号より算出することが可能である。あるいは、MIMO分離部1605の出力から算出した各ストリームの受信電力又はSINRから、受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nの各々で干渉キャンセル処理及び信号検出するストリームを決定することができる。
以降の説明では、第1〜Nストリームの受信電力P〜Pは、P>P>・・・>Pであり、受信電力が大きい順に干渉キャンセル処理及び信号検出する場合について説明する。
合成部1609は、受信信号毎信号検出部1601−1〜1601−Nから出力される同じストリームの信号毎にハイブリッド自動再送(HARQ)におけるパケットの信号を合成する。例えば、ハイブリッド自動再送(HARQ)における第p回目の受信パケットを受信し、受信信号毎信号検出部1601−Nで第Nストリームの第p回目の受信信号に対して信号検出処理した場合、合成部1609−Nで、受信信号毎信号検出部1601−Nから出力される第p回目の受信信号に対する符号化ビットLLRとビットLLR記憶部1613(後述)に記憶されている第Nストリームの第p回目以外(第1〜p−1回目)の受信信号に対する符号化ビットLLRを合成する。
復号部1610−1〜1610−Nは、それぞれ合成部1609−1〜1609−Nから出力される信号に対して復号処理を行い、情報データの符号化ビットの対数尤度比LLRと誤り検出結果を算出する。復号部1610−1〜1610−N各々は、第3の実施形態の復号部207aと同様の構成である。
パンクチャ部1612は、復号部1610が出力する符号化ビットLLRのうち、信号検出部1601において繰り返し干渉キャンセルを含む信号検出処理を行うパケット信号の符号化ビットLLRをシンボルレプリカ生成部1604に出力する。
また、復号部1610が出力する符号化ビットLLRのうち、信号検出部1601において繰り返し干渉キャンセルを含む信号検出処理を行わないパケット信号の符号化ビットLLRをビットLLR記憶部1613に出力する。
ビットLLR記憶部1613は、デパンクチャ部1608から出力される符号化ビットLLRを記憶する。また、パンクチャ部1612から出力される符号化ビットLLRで既に記憶している符号化ビットLLRを更新する。デパンクチャ部1608及びパンクチャ部1612及びビットLLR記憶部1613の動作において、新しい送信パケットを受信した場合の符号化ビットLLRの更新方法は第1の実施形態の図13〜図15での説明と同様である。また、パンクチャ部1608及び及びパンクチャ部1612ビットLLR記憶部1613の動作において、干渉キャンセルの繰り返し処理毎の符号化ビットLLRの更新方法は第2の実施形態の図24〜図26での説明と同様である。
受信信号毎信号処理部1601−1〜1601−N各々に属する各ブロックは、受信パケット管理部603から干渉キャンセル処理を行うパケットを指示されている。
干渉キャンセル部1611は、FFT部612からの出力信号あるいは受信信号記憶部606からの出力信号から、干渉信号のレプリカを除去する。
減算部1603は、受信レプリカ生成部1602で生成した干渉レプリカをFFT部612からの出力信号あるいは受信信号記憶部606が記憶している信号から減算して、干渉レプリカを除去する。
第i回目の繰り返し処理時における受信信号毎信号処理部1601−nの減算部1603の出力信号をR n,p、i(k)は以下の式(17)となる。
Figure 2010050716
ただし、R(k)はハイブリッド自動再送(HARQ)の第p回目の受信パケットが受信されたときに干渉キャンセル処理を行うパケット信号であり、R^n,p、i(k)はハイブリッド自動再送(HARQ)の第p回目の受信パケットが受信された時の第i回目の繰り返し処理におけるストリームnの受信信号レプリカであり、kはサブキャリアインデックスを示している。減算部1603は、アンテナ部601−1〜601−Mの受信信号全てに対して、式(17)の処理を行う。
受信レプリカ生成部1602は、シンボルレプリカ生成部1604で生成された変調シンボルレプリカと、伝搬路推定値を用いて干渉信号のレプリカを生成する。例えば、ストリームn(n=1,2,・・・,N)の信号検出を行う場合、受信レプリカ生成部1602は、ストリーム1〜ストリーム(n−1)及びストリーム(n+1)〜ストリームNの受信信号レプリカを生成する。
詳細には、ハイブリッド自動再送(HARQ)の第p回目のパケットの信号を受信した場合、繰り返し遂次型干渉キャンセラ(SIC)における受信信号毎信号処理部1601−n(nはストリームインデックス、n=1,2,・・・,N)に属する受信レプリカ生成部1602は、第i回目の繰り返し処理時において、第i回目の繰り返し処理に生成したストリーム1〜ストリーム(n−1)のシンボルレプリカと第i−1回目の繰り返し処理に生成したストリーム(n+1)〜ストリームNのシンボルレプリカと伝搬路推定値を用いて受信信号レプリカを生成する。
第i回目の繰り返し処理時における受信信号毎信号処理部1601−nの受信レプリカ生成部1602の出力信号であるR^n,p,i(k)は以下の式(18)となる。
Figure 2010050716
受信レプリカ生成部1602は、アンテナ部601−1〜601−Mの受信信号全てに対して、式(18)の処理を行う。
ただし、Hu,p(k)は第p回目の受信パケットを受信した時に干渉キャンセル処理を行うパケット信号のストリームuの伝搬路推定値、S’u,p,i(k)は、第p回目の受信パケットを受信した時に干渉キャンセル処理を行うパケット信号のストリームuに対する第i回目の繰り返し処理において生成したシンボルレプリカを示す。
なお、i=1の場合(初回処理)、第i回目の繰り返し処理ですでに生成したストリーム1〜ストリーム(n−1)のシンボルレプリカのみと伝搬路推定値から受信信号レプリカを生成する。
シンボルレプリカ生成部1604は、パンクチャ部612から入力される符号化ビットの対数尤度比LLRを用いて各ストリームのシンボルレプリカを生成する。逐次型干渉キャンセラ(SIC)の第i回目の信号検出処理において、受信信号毎信号処理部1601−n(n=1,2,・・・,N)に属するシンボルレプリカ生成部1604が出力するストリーム信号は、第i回目の信号検出処理におけるパンクチャ部612から入力されるから符号化ビットの対数尤度比LLRから変調シンボルのレプリカを第2の実施形態のシンボルレプリカ生成部233と同様に、式(9)により生成する。
干渉キャンセル部1611は、全ての受信アンテナからの信号に対して上述した処理を行い、干渉キャンセル処理を行う。
MIMO分離部1605は、減算部1603からの出力信号に対してストリーム分離を行う。分離方法としては、ZF基準、MMSE基準などの線形処理による分離、ML(Maximum Likelihood:最尤)基準のような非線形処理などを用いることができる。例えば、線形処理の場合、ZF基準、MMSE基準に基づいた重み係数を減算部1603の出力に乗算することによりMIMO分離を行う。
例えば、第p回目の受信パケットを受信した時、受信信号毎信号処理部1601−nに属するMIMO分離部1605のZF基準、MMSE基準に基づいた重み係数WZF、p、n(k)、WMMSE、p、n(k)は、それぞれ以下の式(19)、式(20)で表すことができる。
Figure 2010050716
Figure 2010050716
ただし、は行列の複素共役転置であり、−1は逆行列であり、σは雑音電力であり、IはN×Nの単位行列を表している。Hp、n(k)は、第p回目の受信パケットを受信した時に干渉キャンセル処理を行うパケットの伝搬路推定値であり、繰り返し逐次型干渉キャンセラ(SIC)における初回処理(i=1)の場合のHp、n(k)は、以下の式(21)で表すことができ、繰り返し逐次型干渉キャンセラ(SIC)における繰り返し処理(i>1)の場合のHp、n(k)は、以下の式(22)で表すことができる。
Figure 2010050716
Figure 2010050716
復調部1606は、第2の実施形態の復調部224と同様に、MIMO分離部1605からの出力信号に対してQPSK、16QAMなどの復調処理を行い、符号化ビットの対数尤度比(LLR)などの軟判定結果を算出する。
デインターリーブ部1607は、送信元のパケット送信装置500が施したインタリーブの逆操作となるように、復調部1606からの出力データ系列の配置を並び替える。デパンクチャ部1608は、デインターリーブ部1607からの出力データ系列に対して、第2の実施形態のデパンクチャ部226と同様に、送信元のパケット送信装置500が施したパンクチャ処理で間引かれたビットを補うデパンクチャ処理を行う。
以上のように、ハイブリッド自動再送(HARQ)を用いたMIMO通信システムのパケット受信装置600(図31)が受信した同一のデータに関する複数のパケット信号について、少なくとも1つのパケット信号に対して干渉キャンセル処理(MIMO分離処理)を行い、前記干渉キャンセル処理を行うパケット信号の復号後の符号化ビットLLRのうち、前記干渉キャンセル処理を行わない信号に対する符号化ビットLLRは、ハイブリッド自動再送(HARQ)において合成する信号の更新に用い、さらに、前記干渉キャンセル処理及び信号検出処理を行うパケット信号を前記復号処理結果から得られる符号化ビットLLRにより選択することで高精度な干渉レプリカを生成することができるので、前記一連の繰り返し処理の収束を早めることができ、空間多重された信号を分離するための干渉キャンセル処理と信号検出と合成と復号処理との繰り返し処理回数と、ハイブリッド自動再送における再送回数とを低減することができる。
なお、以上説明した実施形態において、パケット送信装置(図1、図30)の各部やパケット受信装置(図17、図27、図31)の各部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受信装置に内蔵したコンピュータシステム(図示せず)に読み込ませ、実行することによりパケット送信装置やパケット受信装置の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について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。
本発明の第1の実施形態によるパケット送信装置100の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるパケット送信装置100(図1)の符号化部110の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるパケット送信装置100の符号化部110(図2)の誤り訂正符号化部122の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるパンクチャ部123(図2)が保持する所定のパターン群の一例を示す図である。 パンクチャ部123が入力信号を、R=1/2にパンクチャ処理を行った場合の出力信号を示す図である。 本発明の第1の実施形態で用いるパケット構成の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800(図7)の信号検出部805の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるデパンクチャ部826(図8)の処理を説明する図である。 本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800(図7)の復号部807の構成を示す概略ブロック図である。 パンクチャ部808が出力する信号の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態によるパケット受信装置800の処理を示すフローチャートである。 パケット受信装置800のLLR記憶部809において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。 パケット受信装置800のLLR記憶部809において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。 パケット受信装置800のLLR記憶部809において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。 ビットLLR記憶部809が記憶する各ビットに対する符号化ビットLLRを更新するフローチャートを示す図である。 本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200(図17)の信号検出部205の構成を示す概略ブロック図である。 パンクチャ部123がR=3/4のパンクチャパターン2でパンクチャ処理を行っているパケットに対するデパンクチャ処理を示している。 本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200の信号検出部205(図17)のレプリカ生成部227(図18)の構成を示す概略ブロック図である。 パケット受信装置200が受信する到来波の一例を示す図である。 パンクチャ部208が出力する信号の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態によるパケット受信装置200の処理を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態によるビットLLR記憶部209に格納される符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。 パケット受信装置200のLLR記憶部209において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。 パケット受信装置200のLLR記憶部209において、符号化ビットLLRが更新される例を示す図である。 本発明の第3の実施形態によるパケット受信装置200aの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態によるパケット受信装置200a(図27)の信号検出部205aの構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態によるパケット受信装置200aの処理を示すフローチャートである。 本発明の第4の実施形態によるパケット送信装置500の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第4の実施形態によるパケット受信装置600の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第4の実施形態によるパケット受信装置600(図31)の受信信号処理部604の構成を示す概略ブロック図である。
符号の説明
100、100a・・・パケット送信装置、101・・・アンテナ部、102・・・送信部、103・・・送信信号生成部、104・・・復元部、105・・・再送制御信号生成部、106・・・パイロット信号生成部、110・・・符号化部、111・・・インタリーブ部、112・・・変調部、113・・・IFFT部、114・・・多重部、115・・・GI挿入部、200・・・パケット受信装置、201・・・アンテナ部、202・・・受信部、203、203a・・・受信パケット管理部、204、204a・・・伝搬路推定部、205、205a・・・信号検出部、206・・・合成部、207、207a・・・復号部、208、208a・・・パンクチャ部、209・・・ビットLLR記憶部、210・・・応答信号生成部、301・・・伝搬路推定値記憶部、302・・・受信信号記憶部、500・・・パケット送信装置、501−1〜501−N・・・ストリーム信号生成部、502−1〜502−N・・・アンテナ部、503・・・再送制御信号生成部、504・・・復元部、511・・・符号化部、512・・・インタリーブ部、513・・・変調部、514・・・IFFT部、515・・・多重部、516・・・GI挿入部、517・・・送信部、518・・・パイロット信号生成部、600・・・パケット受信装置、601−1〜601−M・・・アンテナ部、602−1〜602−M・・・アンテナ毎信号処理部、603・・・受信パケット管理部、604・・・受信信号処理部、605・・・応答信号生成部、606・・・受信信号記憶部、610・・・受信部、611・・・GI除去部、612・・・FFT部、613・・・伝搬路推定部、614・・・伝搬路推定値記憶部

Claims (9)

  1. 受信した信号に誤りを検出すると、送信元に再送を要求するハイブリッド自動再送を行う通信装置において、
    同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する受信部と、
    前記パケット信号を信号検出処理して復調結果を得る信号検出部と、
    前記信号検出部が検出した信号であって、前記同一のデータに関する複数の前記信号同士を合成する合成部と、
    合成した前記信号を復号処理して復号処理結果を得る復号処理部と、
    前記同一のデータに関する複数のパケットを構成する信号のうち、前記信号検出部が信号検出していない信号に対する前記復号処理結果を前記合成部に入力するパンクチャ部と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 前記信号検出部は、受信した前記パケット信号から、前記同一のデータに関する複数のパケット信号の少なくとも1つ以上のパケット信号を、復号処理結果を用いた検出により復調処理結果を出力し、
    前記パンクチャ部は、前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、前記信号検出部が信号検出をするパケットを構成する信号に対する前記復号処理結果は前記信号検出部に入力し、前記信号検出部が信号検出しない信号に対する前記復号処理結果は前記合成部に入力することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記信号検出部は、前記復号処理結果を用いて信号検出するパケット信号に対する干渉レプリカ信号を生成し、前記干渉レプリカ信号を生成したパケット信号から前記干渉レプリカ信号を減算することを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記復号処理結果に基づいて選定したパケット信号に対して前記信号検出部による検出と、前記合成部による合成と、前記復号処理部による復号処理とを繰り返し行う繰り返し処理において、前記信号検出部が検出するパケット信号を少なくとも1回以上選定し直すことを特徴とする請求項2又は3のいずれかの項に記載の通信装置。
  5. 前記合成部に入力する前記復号処理結果を、前記受信部が受信するパケット信号毎に更新することを特徴とする請求項1から4までのいずれかの項に記載の通信装置。
  6. 前記合成部に入力する前記復号処理結果を、前記信号検出部の信号検出処理毎に更新することを特徴とする請求項1から5までのいずれかの項に記載の通信装置。
  7. データに関する初送パケット信号を送信し、前記初送パケット信号の応答として再送要求を通信相手の通信装置から受信すると、前記データに関する再送パケット信号を送信する第1の通信装置と、前記第1の通信装置が送信したパケット信号を受信し、前記パケット信号を復号した結果に誤りを検出したときは、前記第1の通信装置に再送を要求する第2の通信装置とを備える通信システムにおいて、
    前記第2の通信装置は、
    同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する受信部と、
    前記パケット信号を信号検出処理して復調結果を得る信号検出部と、
    前記信号検出部が検出した信号であって、前記同一のデータに関する複数の前記信号同士を合成する合成部と、
    合成した前記信号を復号処理して復号処理結果を得る復号処理部と、
    前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、前記信号検出部が信号検出しないパケットを構成する信号に対する前記復号処理結果を前記合成部に入力するパンクチャ部と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
  8. 前記第2の通信装置は、
    前記信号検出部が、受信した前記パケット信号から、前記同一のデータに関する複数のパケット信号の少なくとも1つ以上のパケット信号を、復号処理結果を用いた検出により復調処理結果を出力し、
    前記パンクチャ部が、前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、前記信号検出部が信号検出をするパケット信号に対する前記復号処理結果は前記信号検出部に入力し、前記信号検出部が信号検出しないパケット信号に対する前記復号処理結果は前記合成部に入力することを特徴とする請求項7に記載の通信システム。
  9. 受信した信号に誤りを検出すると、送信元に再送を要求するハイブリッド自動再送を行う通信装置を用いた通信方法であって、
    同一のデータに関する複数のパケット信号を受信する第1の過程と、
    第1の過程で受信したパケット信号を信号検出処理して復調結果を得る第2の過程と、
    第2の過程で検出した信号であって、前記同一のデータに関する複数の前記信号同士を合成する第3の過程と、
    第3の過程で合成した前記信号を復号処理して復号処理結果を得る第4の過程と、
    前記同一のデータに関する複数のパケット信号のうち、第2の過程で信号検出しないパケットを構成する信号に対する前記復号処理結果を第3の過程で合成することを特徴とする通信方法。
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