JP4043322B2 - 再送制御方法および通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を用いる場合の再送制御方法および通信装置に関するものであり、特に、マルチキャリア変復調方式を採用する移動体通信システムに適用可能な再送制御方法および通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の再送制御方法について説明する。自動再送制御（ＡＲＱ）は、デジタル通信、特に、移動体通信のような符号誤りが発生しやすい環境下における通信では重要な誤り制御方法である。これは、特定の時刻の伝播環境と、その時刻から所定時間が経過した後の伝播環境と、が異なることを利用した時間ダイバーシチ効果を利用した技術である。また、最近では、再送時のデータと前回までの受信データとを最大比合成し、受信信号の符号誤り率を低減させるパケット合成型ＨＡＲＱ（Hybrid-ARQ）が知られている。
【０００３】
一方で、自動再送制御において、伝送効率を上げるために再送間隔を短くした場合には、再送時においても前回の送信時と同一のフェージングの影響を受けて、再送データの信号電力対雑音電力密度が前回の送信時のものとほとんど変わらないことがある。そこで、マルチキャリア（＝複数のサブキャリア）を使った移動体通信では、周波数選択性フェージングを回避するために、周波数ダイバーシチ効果を組み合わせて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリアに割り当てる、という方式がとられている。
【０００４】
図２２は、従来のマルチキャリア再送制御方式を示す図である。ここで、図２２を用いて従来技術の動作について説明する（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図２２では、４８ビット分のデータを４８のサブキャリアに割り当てる場合の、再送時の割り当てパターンを示している。ここでは、サブキャリアを連続する１２波からなる４つのグループに分ける。また、パターン２〜４は、パターン１をグループ群単位に並べ替えたパターンとする。このとき、再送データは、前回のデータと異なるサブキャリアに割り当てる。そして、再送処理が発生する度に、再送データを別のパターンにしたがって配置して送信する。なお、割り当てパターンについては別途受信側に通知し、受信側では、そのパターンにしたがって受信データを並べ替えてから復調する。これにより、短い再送間隔でも周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５２０５６号公報（５ページ、図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の再送制御方法として上記図２２に示すマルチキャリア再送制御方式を適用した場合、たとえば、図２３に示したように、複数のサブキャリア群において周波数選択性フェージングが発生し、かつ単純な割り当てパターンしか用意されていない状況では、再度、データを送信（三送）する必要が生じてしまう、という問題があった。
【０００８】
また、図２４に示したように、フェージングの影響で受信品質の劣化している帯域が多く存在する場合には、従来技術のような単純な割り当てパターンでは、逆に再送回数が増えてしまい、十分な周波数ダイバーシチ効果が得られない、という問題があった。
【０００９】
また、サブキャリアの割り当てパターンを通知する方式では、図２５に示したように、通知した割り当てパターンに誤りが発生すると、受信側が誤った割り当てパターンで復調処理を行うこととなるため、再送時の受信データと前回までの受信データを最大比合成するパケット合成型ＨＡＲＱの特性に悪影響を与える（再度受信エラーが発生する）、という問題があった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、周波数選択性フェージングの影響を回避可能で、かつ通信装置間の再送回数を低減可能な再送制御方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる再送制御方法は、マルチキャリア変復調方式を採用する通信システムにて、自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を用いた場合の再送制御方法であって、受信エラーが発生した場合、受信側の装置が、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを返信し、さらに、受信データと前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報とを保持する第１の受信ステップと、前記再送要求を受け取った送信側の装置が、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含めたパケットを送信する再送ステップと、前記受信側の装置が、前記保持しておいたサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて前記再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと前記保持しておいた前回の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する第２の受信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報を再送データとともにパケットに含めて送信し、前記第２の受信ステップにあっては、前記保存しておいたサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送処理により受信したサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再度、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、さらに、再送データを時間軸方向に並べ替えることを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータを、当該データの重要度に応じて、回線品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用し、たとえば、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを受け取った場合に、当該サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含むパケットを送信する送信手段、を備えることを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用し、たとえば、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを受け取った場合に、当該サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含むパケットを送信する送信手段と、再送データを含めたパケットを受け取った場合に、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて当該再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと受信エラー発生時の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する受信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記受信手段は、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送データとを含むパケットを受け取り、かつ、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送データとともに受け取ったサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする。
【００１９】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする。
【００２０】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報を再送データとともにパケットに含めて送信することを特徴とする。
【００２１】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、さらに、再送データを時間軸方向に並べ替えることを特徴とする。
【００２２】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータを、当該データの重要度に応じて、回線品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことを特徴とする。
【００２３】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用し、たとえば、再送データを含めたパケットを受け取った場合に、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて当該再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと受信エラー発生時の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する受信手段、を備えることを特徴とする。
【００２４】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記受信手段は、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送データとを含むパケットを受け取り、かつ、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送データとともに受け取ったサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる自動再送制御方法および通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
実施の形態１．
本発明においては、マルチキャリア変復調方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ＭＣ／ＤＳ−ＣＤＭＡ：Multi Carrier / Direct Sequence Code Division Multiple Access，ＭＣ−ＣＤＭＡ：Multi Carrier Code Division Multiple Access）を採用し、移動機と基地局との間でＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を用いた再送制御を実施する移動体通信システムについて説明する。
【００２７】
以下、上記移動体通信システムの動作を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる通信装置として、たとえば、基地局および移動機の構成を示す図である。図２は、本実施の形態のシステム構成を示す図である。ここでは、基地局１と移動機２が双方向通信中であることを前提とする。たとえば、基地局１では、下りパケットで、移動機２に対してデータを送信する。これに対して、移動機２では、上りパケットで、基地局１に対して受信した下りパケットに誤りがあったかどうか（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を応答する。そして、移動機２から再送要求があった場合、基地局１では、移動機２に対して再送データを送信する。一方、移動機２では、上りパケットで、基地局１に対してデータを送信する。これに対して、基地局１では、下りパケットで、移動機２に対して受信した上りパケットに誤りがあったかどうか（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を応答する。そして、基地局１から再送要求があった場合、移動機２では、基地局１に対して再送データを送信する。
【００２８】
図３は、本実施の形態における下りパケットおよび上りパケットのフォーマットを示す図である。パケットを構成する各シンボル（パイロット，制御，データ）は、時間軸方向に左から右へ多重化されている。また、制御シンボルは、さらに、フィードバックフィールド，再送フィールド，再送要求フィールド，回線品質情報フィールドに細分化されている。なお、制御シンボルには、上記以外の制御情報を含ませることもできる。
【００２９】
フィードバックフィールドは、基地局１または移動機２に対するフィードバック情報（受信パケットに誤りがあったか否か）が含まれた領域を表す（Ｙｅｓ：フィードバック情報を含む，Ｎｏ：フィードバック情報を含まない）。再送フィールドは、フィードバックフィールドがフィードバック情報を含まない場合に使われ、パケットが再送データであるかどうかを示す情報（Ｙｅｓ：再送データ，Ｎｏ：再送データ以外）が含まれた領域を表す。再送要求フィールドは、フィードバックフィールドがフィードバック情報を含む場合に使われ、受信データに誤りがあったかどうかを示す情報（ＡＣＫ：誤りなし, ＮＡＣＫ：誤りあり）が含まれた領域を表す。
【００３０】
さらに、回線品質情報フィールドは、フィードバックフィールドがフィードバック情報を含み、かつ再送要求フィールドがＮＡＣＫの場合に使われ、再送データが割り当てられるサブキャリア群を示す情報（他のサブキャリア群に再送データを割り当てるための情報）が含まれた領域を表す。このフィールドには、サブキャリア群の数の領域が用意され、該当するサブキャリア群に対応する領域をＯＮとする。たとえば、サブキャリア群の数が４の場合（サブキャリア群（１）〜（４））、｛ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ｝は、サブキャリア群（２）が再送すべきサブキャリア群であることを表す。
【００３１】
また、図示のデータ部分は、従来技術と同様に、連続した送信データを周波数軸上に配置し、残りのデータを次の時間の周波数軸上に配置する。
【００３２】
ここで、本実施の形態における再送制御方法について説明する。図４は、下り通信の動作を示す図であり、詳細には、基地局１からの送信データに誤りがあり、移動機２が再送要求を行った場合の動作を示す。また、図５は、上り通信の動作を示す図であり、詳細には、移動機２からの送信データに誤りがあり、基地局１が再送要求を行った場合の動作を示す。なお、ここでは、説明の便宜上、「Stop and Wait型」のＡＲＱを用いて動作を説明するが、これに限らず、たとえば、より伝送効率が向上する「Go Back N型」あるいは「Selective Repeat型」のＡＲＱを用いることとしてもよい。
【００３３】
図４において、まず、基地局１では、初送データの送信時、下りパケットの制御シンボルのフィードバックフィールドと再送フィールドに「Ｎｏ」を設定する。そして、後述する通常のサブキャリア割り当て規則に基づいてデータシンボルに送信データを設定したパケットを移動機２に対して送信し（ステップＳ１）、再送に備えて送信データを保持する（ステップＳ２）。
【００３４】
移動機２では、基地局１からのパケットを受信すると、制御シンボルのフィードバックフィールドを参照し、フィードバック情報が含まれているかどうかを判定する。フィードバックフィールドが「Ｎｏ」の場合は、さらに、制御シンボルの再送フィールドを参照し、再送データであるかどうかを判定する。そして、再送フィールドも「Ｎｏ」の場合は、初送データであると判断し、後述する通常のサブキャリア割り当て規則に基づいてデータシンボルを並べ替えて復調し、パケット誤りがないかどうかを判定する。
【００３５】
さらに、移動機２では、パケット誤りの有無を基地局１へフィードバックするために上りパケットの制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｙｅｓ」を設定する。そして、正常受信の場合は、制御シンボルの再送要求フィールドに「ＡＣＫ」を設定したパケットを基地局１に対して返信する（ステップＳ３）。一方、受信エラーの場合は、サブキャリア群毎の回線品質（たとえばＳＩＲ：Signal-to-Interference Ratio）を測定し（ステップＳ５）、上りパケットの制御シンボルの回線品質情報フィールドに、測定結果が特定のしきい値を下回るサブキャリア群を指定しておく。なお、そのようなサブキャリア群が存在しない場合は、上記測定結果が最も悪いものから順に決められた数のサブキャリア群を指定しておく。さらに、受信エラーの場合は、制御シンボルの再送要求フィールドに「ＮＡＣＫ」を設定した上りパケットを基地局１に対して返信し（ステップＳ６）、受信エラーのデータを、再送データとのパケット合成のために保持する。
【００３６】
基地局１では、移動機２からのパケットを受信すると、制御シンボルのフィードバックフィールドを参照し、フィードバック情報が含まれているかどうかを判定する。フィードバックフィールドが「Ｙｅｓ」の場合は、上りパケットの制御シンボルの再送要求フィールドを参照し、受信が成功したかどうかを判定する。
そして、再送要求フィールドが「ＡＣＫ」の場合は、受信が成功しているので、保持してあった送信データを破棄する（ステップＳ４）。一方、再送要求フィールドが「ＮＡＣＫ」の場合は、受信が失敗しているので、上りパケットの制御シンボルの回線品質情報フィールドを参照し、後述する所定のサブキャリア割り当て規則にしたがって、再送データを受信品質が悪いと通知されていないサブキャリア群に割り当てる（ステップＳ７）。
【００３７】
さらに、基地局１では、再送データを送信するために下りパケットの制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｎｏ」を設定し、再送フィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、データシンボルに上記新たに割り当てられた再送データを設定する。そして、受信品質が悪いと通知されたサブキャリア群に割り当てられていた送信電力を、新たに割り当てられたサブキャリア群に加えて（ステップＳ８）、再送データを移動機２に対して送信する（ステップＳ９）。
【００３８】
移動機２では、基地局１からパケットを受信すると、制御シンボルのフィードバックフィールドを参照し、フィードバック情報が含まれているかどうかを判定する。フィードバックフィールドが「Ｎｏ」の場合は、制御シンボルの再送フィールドを参照し、再送データであるかどうかを判定する。そして、再送フィールドが「Ｙｅｓ」の場合は、再送データであると判断し、後述する所定のサブキャリア割り当て規則に基づいてデータシンボルを並べ替える。さらに、並べ替え後のデータと保持してあった前回までの受信エラーのデータとをパケット合成し（ステップＳ１０）、合成後のデータを復調してパケット誤りがないかどうかを判定する。なお、パケット誤りの有無を基地局１へフィードバックするための動作については、初送データを受信したときと同様である。また、ここでは、受信エラーがなくなるまで上記ステップＳ５〜Ｓ１０の動作を繰り返し実行する。
【００３９】
なお、図５に示す上り通信の動作については、上記下り通信の動作において移動機２と基地局１を読み替えるだけなので、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４０】
このように、本実施の形態の再送制御方法においては、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に設定されていたデータが、受信品質の良好なサブキャリア群に設定され、かつ、送信電力を増加した状態で再送されてくることとなる。これにより、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機と基地局との間の再送回数を削減できる。また、サブキャリアを増やしてサブキャリア群を細分化した場合には、フェージングの影響で受信品質の劣化している帯域が多く存在する場合であっても、再送時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機と基地局との間の再送回数を削減できる。
また、サブキャリア割り当て規則を通知しないこととしたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、移動機と基地局との間でやり取りされるデータ量も低減できる。
【００４１】
つぎに、上記移動機２の動作を図１，図６〜図９を用いて詳細に説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、「Stop and Wait型」のＡＲＱを用いて動作を説明するが、これに限らず、たとえば、より伝送効率が向上する「Go Back N型」あるいは「Selective Repeat型」のＡＲＱを用いることとしてもよい。
【００４２】
図６は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局１から受信したデータ（再送データではない）に誤りがない場合の移動機２の動作を示している。まず、受信部２３では、基地局１から受信したデータを、受信データ通知として復調部２４へ転送する（ステップＳ２１）。復調部２４では、受信データ通知を受け取ると、伝送路推定部２６に対して伝送路推定要求を通知する（ステップＳ２２）。そして、基地局１から受信したデータを復調し、その結果を判定する（ステップＳ２３）。
【００４３】
伝送路推定要求を受け取った伝送路推定部２６では、サブキャリア群毎に希望波および干渉波のレベルを測定する。そして、それらの比（ＳＩＲ：Signal ・ to - Interference Ratio）である伝送路推定情報を求め、当該伝送路推定情報を伝送路推定応答として復調部２４へ通知する（ステップＳ２４）。伝送路推定応答を受け取った復調部２４では、上記判定処理において復調データに誤りがない場合、フィードバックフィールドに設定する情報として「Ｙｅｓ」を、再送要求フィールドに設定する情報として「ＡＣＫ」を、制御シンボル通知に設定して変調部２１へ通知する（ステップＳ２５）。
【００４４】
制御シンボル通知を受け取った変調部２１では、基地局１に対して「ＡＣＫ」を返信するために、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、再送要求フィールドに「ＡＣＫ」を設定し、データ部分を空にしてパイロットシンボルを設定した上りパケットを、ＡＣＫ通知として送信部２２へ通知する（ステップＳ２６）。送信部２２では、所定の送信処理を施した後のＡＣＫ通知を基地局１に対して返信する（ステップＳ２７）。
【００４５】
図７は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局から受信したデータ（再送データではない）に誤りがあった場合の移動機２の動作を示している。なお、図６と同様の処理については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４６】
伝送路推定応答を受け取った復調部２４では、上記判定処理（ステップＳ２３）において復調データに誤りがあった場合、受信データのデータ部分と伝送路推定応答として受け取った伝送路推定情報を、データ部追加通知としてパケット合成部２５へ通知する（ステップＳ３１）。パケット合成部２５では、受け取ったデータ部追加通知のデータ部分および伝送路推定情報を保存する（ステップＳ３２）。その後、復調部２４では、フィードバックフィールドに設定する情報として「Ｙｅｓ」を、再送要求フィールドに設定する情報として「ＮＡＣＫ」を、回線品質情報フィールドに設定する情報として「特定のしきい値よりも受信品質（伝送路推定情報：ＳＩＲ）が悪いと判断されたサブキャリア群」を、制御シンボル通知に設定して変調部２１へ通知する（ステップＳ３３）。
【００４７】
変調部２１では、基地局１に対して「ＮＡＣＫ」を返信するために、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、再送要求フィールドに「ＮＡＣＫ」を設定し、回線品質情報フィールドに「上記サブキャリア群」を設定し、そして、データ部分を空にしてパイロットシンボルを設定した上りパケットを、ＮＡＣＫ通知として送信部２２へ通知する（ステップＳ３４）。送信部２２では、所定の送信処理を施した後のＮＡＣＫ通知を基地局１に対して返信する（ステップＳ３５）。
【００４８】
図８は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局１から受信した再送データに誤りがなかった場合の移動機２の動作を示している。なお、図６および図７と同様の処理については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４９】
復調部２４では、受信データ通知を受け取ると、伝送路推定部２６に対して伝送路推定要求を通知する（ステップＳ２２）。伝送路推定要求を受け取った伝送路推定部２６では、サブキャリア群毎に希望波および干渉波のレベルを測定する。そして、それらの比（ＳＩＲ：Signal ・ to - Interference Ratio）である伝送路推定情報を求め、当該伝送路推定情報を伝送路推定応答として復調部２４へ通知する（ステップＳ２４）。
【００５０】
また、基地局１から受信したデータが再送データであった場合、復調部２４では、そのデータ部分を、パケット合成要求としてパケット合成部２５へ通知する（ステップＳ４１）。パケット合成要求を受け取ったパケット合成部２５では、上記（ステップＳ３２）のように保存しておいた伝送路推定情報に基づいて、データ部分を並べ替える（ステップＳ４２）。そして、並べ替えたデータ部分と上記保存しておいたデータ部分とをパケット合成し（ステップＳ４３）、その結果である合成済みデータ部分を、パケット合成応答として復調部２４へ返信する（ステップＳ４４）。
【００５１】
その後、復調部２４では、パケット合成応答として受け取った合成済みデータ部分を復調し、その復調結果を判定する（ステップＳ４５）。そして、復調データに誤りがなかった場合は、以降、保存されたデータに対してパケット合成を行う必要がないため、保存データ消去通知をパケット合成部２５へ通知する（ステップＳ４６）。保存データ消去通知を受け取ったパケット合成部２５では、保存データを消去する（ステップＳ４７）。以降、図６と同様の手順で、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７の処理を実行する。
【００５２】
図９は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局１から受信した再送データに誤りがあった場合の移動機２の動作を示している。図９では、「基地局１からデータを受信する処理」から「復調結果を判定する処理」までの一連の処理（ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ４１〜Ｓ４５）については、上記図８と同様の処理を実行する。そして、図９では、ステップＳ４５にて復調処理に誤りがあると判断した後、以降の処理については、図７と同様の処理（ステップＳ３１〜Ｓ３５）を実行する。
【００５３】
このように、移動機では、受信品質の劣化したサブキャリア群に設定されていたデータを、再送時には受信品質の良好なサブキャリア群に設定するように、基地局に対して通知する構成とした。これにより、再送データとのパケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、基地局との間の再送回数を大幅に削減できる。また、サブキャリア割り当て規則を通知しない構成としたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、基地局との間でやり取りされるデータ量も低減できる。
【００５４】
なお、上記では、図６〜図９を用いて移動機の動作を説明したが、図６〜図９の動作については、移動機を基地局に読み替えることによって基地局においても適用可能である。
【００５５】
つぎに、上記基地局１の動作を図１，図１０，図１１を用いて詳細に説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、「Stop and Wait型」のＡＲＱを用いて動作を説明するが、これに限らず、たとえば、より伝送効率が向上する「Go Back N型」あるいは「Selective Repeat型」のＡＲＱを用いることとしてもよい。
【００５６】
図１０は、基地局１の動作の一例を示す図であり、たとえば、移動機２から「ＡＣＫ」が返ってきた場合の基地局１の動作を示している。まず、変調部１１では、送信データがある場合、予め規定された通常のサブキャリア割り当て規則に基づいて、送信データを並べ替える。そして、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｎｏ」を設定し、再送フィールドに「Ｎｏ」を設定し、データ部分に上記並べ替えた後のデータを設定し、さらにパイロットシンボルを設定した下りパケットを、送信データ通知として送信部１２へ通知する（ステップＳ５１）。同時に、再送に備えてその送信データを保持しておく（ステップＳ５２）。送信部１２では、後述する通常の送信電力調整規則に基づいて、所定の送信処理を施した後の送信データ（下りパケット）を基地局１に対して送信する（ステップＳ５３）。
【００５７】
その後、移動機２からの応答を受け取った受信部１３では、受信したデータを、受信データ通知として復調部１４へ転送する（ステップＳ５４）。受信データ通知を受け取った復調部１４では、制御シンボルのフィードバックフィールドが「Ｙｅｓ」であり、かつ再送要求フィールドが「ＡＣＫ」であった場合、先に保存しておいたデータを再送する必要がないため、送信済みデータ廃棄通知を変調部１１へ通知する（ステップＳ５５）。送信済みデータ廃棄通知を受け取った変調部１１では、送信済みデータを廃棄し（ステップＳ５６）、次の送信データの送信処理を実施する。
【００５８】
図１１は、基地局１の動作の一例を示す図であり、たとえば、移動機２から「ＮＡＣＫ」が返ってきた場合の基地局１の動作を示している。なお、図１０と同様の処理については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００５９】
受信データ通知（ステップＳ５４）を受け取った復調部１４では、制御シンボルのフィードバックフィールドが「Ｙｅｓ」であり、かつ再送要求フィールドが「ＮＡＣＫ」であった場合、受信したデータの回線品質情報フィールドの内容を設定した送信済みデータ再送通知を変調部１１へ通知する（ステップＳ６１）。
【００６０】
変調部１１では、送信済みデータ再送通知に設定された回線品質情報フィールドの内容に基づいて、保持してある再送データを、後述するサブキャリア割り当て規則に基づいて並べ替える（ステップＳ６２）。また、後述する送信電力調整規則に基づいてサブキャリア群毎に送信電力を調整する（ステップＳ６３）。そして、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｎｏ」を設定し、再送フィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、データ部分に並べ替え後のデータを設定し、さらにパイロットシンボルを設定した下りパケットを、再送データ通知として送信部１２へ通知する（ステップＳ６４）。このとき、再送データ通知には送信電力調整結果も設定する。なお、この送信電力調整結果は、送信データ通知内に設けられた送信電力増加サブキャリア群フィールドと送信電力減少サブキャリア群フィールドに設定される。また、各フィールドにはサブキャリア群の数のビットが用意され、送信電力増加サブキャリア群フィールドでは、送信電力を増加させるサブキャリア群に対応するビットを「ＯＮ」と設定し、送信電力減少サブキャリア群フィールドでは、送信電力を減少させるサブキャリア群に対応するビットを「ＯＮ」と設定する。
【００６１】
送信部１２では、再送データ通知に設定された送信電力調整結果に基づいてサブキャリア群毎に送信電力を変更し（ステップＳ６５）、再送データを移動機２へ送信する（ステップＳ６６）。
【００６２】
このように、基地局では、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられたデータを、受信品質の良好なサブキャリア群に割り当て直し、かつ、送信電力を増加した状態で再送する構成とした。これにより、移動機において、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機との間の再送回数を大幅に削減できる。また、サブキャリア割り当て規則を送信しない構成としたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、移動機との間でやり取りされるデータ量も低減できる。
【００６３】
なお、上記では、図１０および図１１を用いて基地局の動作を説明したが、図１０および図１１の動作については、基地局を移動機に読み替えることによって移動機においても適用可能である。
【００６４】
つぎに、ＯＦＤＭ方式やＭＣ／ＤＳ−ＣＤＭＡ方式のように送信データとサブキャリアが１対１に対応する場合の、上記サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則を説明する。
【００６５】
図１２は、初送時および再送時のサブキャリア割り当て規則を示す図であり、図１３は、サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の手順を示すフローチャートである。まず、初送時は、送信データをＭ×Ｎの行列（図１２では、４×２の行列）に配置し、列方向から順次読み出すことで並べ替える。そして、周波数軸上において、左からサブキャリア群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと割り当てる。また、初送時の送信電力は、すべてのサブキャリア群で均一とする。
【００６６】
受信側では、サブキャリア群毎に回線品質を測定し、サブキャリア群Ａ，Ｂの測定結果が所定のしきい値を下回った場合（所定のしきい値を下回らなかった場合は、回線品質の劣悪な順から所定の件数分をピックアップする）、回線品質情報フィールドに｛ＯＮ：しきい値未満，ＯＮ，ＯＦＦ：しきい値以上，ＯＦＦ｝を設定し、ＮＡＣＫを返信する。送信側では、この情報に基づいてデータの周波数軸上の再配置および送信電力の再配分を実施する。
【００６７】
送信側では、まず、受信品質の劣悪なサブキャリア群Ａ，Ｂの送信電力を下げる（ステップＳ７１）。このとき、再送データ通知に設定された送信電力調整結果の送信電力減少サブキャリア群フィールドは、｛ＯＮ：減少させる，ＯＮ：減少させる，ＯＦＦ：減少させない，ＯＦＦ：減少させない｝となる。そして、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群Ａ，Ｂに割り当てられたデータを、先に再配置する。すなわち、ここでは、サブキャリア群Ｃ，Ｄがしきい値以上であるので、前回、サブキャリア群Ａ，Ｂに割り当てられたデータを、順次、サブキャリア群Ｃ，Ｄに割り当てる。そして、サブキャリア群Ｃ，Ｄの送信電力を上げる（ステップＳ７２）。このとき、再送データ通知に設定された送信電力調整結果の送信電力増加サブキャリア群フィールドは、｛ＯＦＦ：増加させない，ＯＦＦ：増加させない，ＯＮ：増加させる，ＯＮ：増加させる｝となる。
【００６８】
また、前回の送信で受信品質が劣悪な（しきい値未満）サブキャリア群に割り当てられたすべてのデータを、受信品質が良好な（しきい値以上）サブキャリア群に割り当て直したかどうかを確認する（ステップＳ７３）。そして、当該データを割り当てた後に（ステップＳ７４）、前回の送信で受信品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータを、受信品質が劣悪なサブキャリア群または残っているサブキャリア群に割り当て直す（ステップＳ７５）。図１２の例では、ステップＳ７２において、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群Ａ，Ｂに割り当てられたデータを、受信品質が良好なサブキャリア群Ｃ，Ｄに割り当て直しているので（ステップＳ７３，Ｙｅｓ）、ステップＳ７４を経由せずに、前回の送信で受信品質が良好なサブキャリア群Ｃ，Ｄに割り当てられたデータを、サブキャリア群Ａ，Ｂに割り当て直す（ステップＳ７５）。
【００６９】
なお、受信品質が劣悪なサブキャリア群が全体のサブキャリア群の半数を越える場合は、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたすべてのデータを、良好なサブキャリア群に割り当てることができないので、残ったデータについては、データが割り当てられていないサブキャリア群に、順次割り当てる。
【００７０】
一方、送信データを周波数軸上に拡散するＭＣ−ＣＤＭＡ方式の場合は、送信データとサブキャリアが１対Ｎに対応するため、図１４に示すように、拡散率ＳＦ（Spreading Factor）とサブキャリア群に含まれるサブキャリアの数（Ｎsub）によって、データの周波数軸上の再配置および送信電力の再配分を実施する。
【００７１】
たとえば、ＳＦ＝Ｎsubの場合は、拡散後の送信データとサブキャリア群が１対１に対応するため、図１３と同じ規則を適用できる。
【００７２】
また、ＳＦ＜Ｎsubの場合は、拡散後の送信データとサブキャリア群がＮ対１となるため、ＳＦ＝Ｎsubになるようにサブキャリア群を仮想的に分割することによって、図１３と同じ規則を適用する。図１４の例でいえば、各サブキャリア群を２分割して、サブキャリア群Ａを仮想サブキャリア群Ａ１，Ａ２、サブキャリア群Ｂを仮想サブキャリア群Ｂ１，Ｂ２、サブキャリア群Ｃを仮想サブキャリア群Ｃ１，Ｃ２、サブキャリア群Ｄを仮想サブキャリア群Ｄ１，Ｄ２とする。
【００７３】
また、ＳＦ＞Ｎsubの場合は、拡散後の送信データとサブキャリア群がＮ対１に対応するため、ＳＦ＝Ｎsubになるようにサブキャリア群を仮想的にマージすることによって、図１３と同じ規則を適用する。図１４の例でいえば、隣接する２つのサブキャリア群をマージし、サブキャリア群Ａ，Ｂを仮想サブキャリア群ＡＢ、サブキャリア群Ｃ，Ｄを仮想サブキャリア群ＣＤとする。ただし、ＳＦ＞Ｎsubの場合は、マージした仮想サブキャリア群に、受信品質が良好なサブキャリア群と劣悪なサブキャリア群が混在する可能性がある。そのため、たとえば、図１５に示すように、各仮想サブキャリア群に点数を付与し（ステップＳ８１）、仮想サブキャリア群に受信品質が劣悪なサブキャリア群が含まれる場合は、点数を−１だけ減点する。そして、ステップＳ７１以降の処理では、データをサブキャリア群に割り当てるとき、点数が高い仮想サブキャリア群にデータを優先的に割り当てる（ステップＳ７１〜Ｓ７５）。
【００７４】
このように、本実施の形態のサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則では、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられたデータを、受信品質の良好なサブキャリア群に割り当て直し、かつ、送信電力を増加する。これにより、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機と基地局との間の再送回数を削減できる。
【００７５】
以上の結果、本実施の形態においては、再送回数の低減によってセル内の干渉を低減できるため、移動体通信システム全体のスループットを向上させることができる。また、再送回数の低減によって、通信中の移動機および基地局の消費電力も低減できる。
【００７６】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、再送時のサブキャリア割り当て規則を、送信側が受信側に対して通知しない方式について説明したが、たとえば、受信側から送られてくるパケット内の回線品質情報フィールドに伝送誤りが発生した場合、受信側で並べ替え誤りによる受信エラーが発生してしまう。
【００７７】
そこで、本実施の形態では、図３で説明したパケット構成に、回線品質情報確認用フィールドを追加する。図１６は、実施の形態２のパケットのフォーマットを示す図である。この場合、送信側では、回線品質情報確認用フィールドに送信側で受信した回線品質情報フィールドの内容をコピーして再送データを送信する。一方、再送データを受信した受信側では、送信側に通知した回線品質情報フィールドの内容と再送処理により受信した回線品質情報確認用フィールドの内容が異なる場合は、そのパケットを破棄し、再度、「ＮＡＣＫ」を返信して再送を要求する。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、受信側で、送信側に通知した回線品質情報フィールドの内容と、再送処理により受信した回線品質情報確認用フィールドの内容と、を比較する構成としたため、受信側における並べ替え誤りによる受信エラーを回避できる。
【００７９】
実施の形態３．
前述の実施の形態１、２では、再送時に周波数軸上でデータを並べ替える方式について説明したが、たとえば、図１７に示すように、受信品質は時間軸上で一定ではなく、時々刻々と細かく変動しているため、初送時と再送時では受信品質が異なる可能性がある。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、誤り発生のランダム性をあげるために、時間軸方向の並べ替え（図１８では４シンボル分をローテーションしている）を導入する。図１８は、実施の形態３の時間軸方向の並べ替え処理を示す図である。また、図１９，２０は、実施の形態３の受信側の動作を示す図である。ここでは、図８，図９で説明したステップＳ４２の処理を変更して、図１９，２０のように、時間軸方向の並べ替えを実施した後に（ステップＳ４２−１）、周波数軸方向の並べ替えを実施する（ステップＳ４２−２）。
【００８１】
このように、本実施の形態においては、時間軸方向の並べ替えを実施することによりランダム性が増すため、さらに、誤り訂正効果を高めることができる。
【００８２】
実施の形態４．
実施の形態４では、図１２および図１３にて説明したサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の変形例を説明する。
【００８３】
たとえば、受信品質が悪かったサブキャリア群が全体のサブキャリア群の半数を超える場合は、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てたデータを、受信品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことができない場合が発生する。
【００８４】
そこで、実施の形態４では、データの重要度を考慮して割り当てるサブキャリア群を決定する。図２１では、実施の形態４のサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則を示す図である。
【００８５】
たとえば、送信データに誤り訂正符号を付与する場合、符号器からは、所望のデータである情報ビット系列と誤り訂正符号となるパリティビット系列が出力される。そのため、受信側では、伝送中に情報ビットが誤った場合でも、対応するパリティビットが誤っていなければ、そのパリティビットによって誤りを訂正することができる。ここでは、情報ビット系列とパリティビット系列が独立に出力される場合を考える。
【００８６】
図２５のように、初送時は、情報ビット系列とパリティビット系列を独立に並べ替えて周波数軸上に割り当てる。一方、再送時には、受信品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられていたデータを、受信品質が良好なサブキャリア群へ割り当て直す場合に、図１２および図１３のように単純に割り当て直すのではなく、パリティビット系列のデータより情報ビット系列のデータを優先的に割り当てる。
【００８７】
たとえば、図１３で説明した規則を用いると、順番に割り当て直すので、前回の送信でサブキャリア群Ｂに割り当てられたデータ（パリティビット系列）がサブキャリア群Ｆに割り当てられ、前回の送信でサブキャリア群Ｄに割り当てられたデータ（パリティビット系列）がサブキャリア群Ｈに割り当てられることになる。しかし、本実施の形態では、情報ビット系列のデータを優先的に割り当てるので、前回の送信でサブキャリア群Ｅに割り当てられたデータ（情報ビット系列）がサブキャリア群Ｆに割り当てられ、前回の送信でサブキャリア群Ｇに割り当てられたデータ（情報ビット系列）がサブキャリア群Ｈに割り当てられることになる。
【００８８】
このように、本実施の形態においては、情報ビット系列を優先的に受信品質の良好なサブキャリア群に割り当てる構成としたため、受信品質が劣悪なサブキャリア群が全体のサブキャリア群の半数を超えるような、劣悪な無線回線品質状況であっても、データ誤りの可能性を大幅に低減できる。
【００８９】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられていたデータを、受信品質の良好なサブキャリア群に割り当て直すこととした。これにより、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、通信装置間の再送回数を大幅に削減できる、という効果を奏する。また、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられていたデータの送信電力を、増加して再送することとしたため、さらに、再送回数を削減できる、という効果を奏する。また、サブキャリア割り当て規則を通知しないこととしたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、通信装置間でやり取りされるデータ量も低減できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる基地局および移動機の構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態のシステム構成を示す図である。
【図３】 本実施の形態における下りパケットおよび上りパケットのフォーマットを示す図である。
【図４】 下り通信の動作を示す図である。
【図５】 上り通信の動作を示す図である。
【図６】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図７】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図８】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図９】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図１０】 基地局の動作の一例を示す図である。
【図１１】 基地局の動作の一例を示す図である。
【図１２】 初送時および再送時のサブキャリア割り当て規則の一例を示す図である。
【図１３】 サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の手順を示すフローチャートである。
【図１４】 サブキャリア割り当て規則の一例を示す図である。
【図１５】 サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の手順を示すフローチャートである。
【図１６】 実施の形態２のパケットのフォーマットを示す図である。
【図１７】 時間軸上の受信品質を示す図である。
【図１８】 実施の形態３の時間軸方向の並べ替え処理を示す図である。
【図１９】 実施の形態３の受信側の動作を示す図である。
【図２０】 実施の形態３の受信側の動作を示す図である。
【図２１】 実施の形態４のサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則を示す図である。
【図２２】 従来のマルチキャリア再送制御方式を示す図である。
【図２３】 従来技術の問題点を示す図である。
【図２４】 従来技術の問題点を示す図である。
【図２５】 従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
１ 基地局、２ 移動機、１１，２１ 変調部、１２，２２ 送信部、１３，２３ 受信部、１４，２４ 復調部、１５，２５ パケット合成部、１６，２６伝送路推定部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を用いる場合の再送制御方法および通信装置に関するものであり、特に、マルチキャリア変復調方式を採用する移動体通信システムに適用可能な再送制御方法および通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の再送制御方法について説明する。自動再送制御（ＡＲＱ）は、デジタル通信、特に、移動体通信のような符号誤りが発生しやすい環境下における通信では重要な誤り制御方法である。これは、特定の時刻の伝播環境と、その時刻から所定時間が経過した後の伝播環境と、が異なることを利用した時間ダイバーシチ効果を利用した技術である。また、最近では、再送時のデータと前回までの受信データとを最大比合成し、受信信号の符号誤り率を低減させるパケット合成型ＨＡＲＱ（Hybrid-ARQ）が知られている。
【０００３】
一方で、自動再送制御において、伝送効率を上げるために再送間隔を短くした場合には、再送時においても前回の送信時と同一のフェージングの影響を受けて、再送データの信号電力対雑音電力密度が前回の送信時のものとほとんど変わらないことがある。そこで、マルチキャリア（＝複数のサブキャリア）を使った移動体通信では、周波数選択性フェージングを回避するために、周波数ダイバーシチ効果を組み合わせて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリアに割り当てる、という方式がとられている。
【０００４】
図２２は、従来のマルチキャリア再送制御方式を示す図である。ここで、図２２を用いて従来技術の動作について説明する（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図２２では、４８ビット分のデータを４８のサブキャリアに割り当てる場合の、再送時の割り当てパターンを示している。ここでは、サブキャリアを連続する１２波からなる４つのグループに分ける。また、パターン２〜４は、パターン１をグループ群単位に並べ替えたパターンとする。このとき、再送データは、前回のデータと異なるサブキャリアに割り当てる。そして、再送処理が発生する度に、再送データを別のパターンにしたがって配置して送信する。なお、割り当てパターンについては別途受信側に通知し、受信側では、そのパターンにしたがって受信データを並べ替えてから復調する。これにより、短い再送間隔でも周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５２０５６号公報（５ページ、図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の再送制御方法として上記図２２に示すマルチキャリア再送制御方式を適用した場合、たとえば、図２３に示したように、複数のサブキャリア群において周波数選択性フェージングが発生し、かつ単純な割り当てパターンしか用意されていない状況では、再度、データを送信（三送）する必要が生じてしまう、という問題があった。
【０００８】
また、図２４に示したように、フェージングの影響で受信品質の劣化している帯域が多く存在する場合には、従来技術のような単純な割り当てパターンでは、逆に再送回数が増えてしまい、十分な周波数ダイバーシチ効果が得られない、という問題があった。
【０００９】
また、サブキャリアの割り当てパターンを通知する方式では、図２５に示したように、通知した割り当てパターンに誤りが発生すると、受信側が誤った割り当てパターンで復調処理を行うこととなるため、再送時の受信データと前回までの受信データを最大比合成するパケット合成型ＨＡＲＱの特性に悪影響を与える（再度受信エラーが発生する）、という問題があった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、周波数選択性フェージングの影響を回避可能で、かつ通信装置間の再送回数を低減可能な再送制御方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる再送制御方法は、マルチキャリア変復調方式を採用する通信システムにて、自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を用いた場合の再送制御方法であって、受信エラーが発生した場合、受信側の装置が、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを返信し、さらに、受信データと前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報とを保持する第１の受信ステップと、前記再送要求を受け取った送信側の装置が、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含めたパケットを送信する再送ステップと、前記受信側の装置が、前記保持しておいたサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて前記再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと前記保持しておいた前回の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する第２の受信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報を再送データとともにパケットに含めて送信し、前記第２の受信ステップにあっては、前記保存しておいたサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送処理により受信したサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再度、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、さらに、再送データを時間軸方向に並べ替えることを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる再送制御方法において、前記再送ステップにあっては、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータを、当該データの重要度に応じて、回線品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用し、たとえば、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを受け取った場合に、当該サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含むパケットを送信する送信手段、を備えることを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用し、たとえば、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを受け取った場合に、当該サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含むパケットを送信する送信手段と、再送データを含めたパケットを受け取った場合に、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて当該再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと受信エラー発生時の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する受信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記受信手段は、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送データとを含むパケットを受け取り、かつ、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送データとともに受け取ったサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする。
【００１９】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする。
【００２０】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報を再送データとともにパケットに含めて送信することを特徴とする。
【００２１】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、さらに、再送データを時間軸方向に並べ替えることを特徴とする。
【００２２】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記送信手段は、前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータを、当該データの重要度に応じて、回線品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことを特徴とする。
【００２３】
つぎの発明にかかる通信装置にあっては、変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用し、たとえば、再送データを含めたパケットを受け取った場合に、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて当該再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと受信エラー発生時の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する受信手段、を備えることを特徴とする。
【００２４】
つぎの発明にかかる通信装置において、前記受信手段は、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送データとを含むパケットを受け取り、かつ、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送データとともに受け取ったサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる自動再送制御方法および通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２６】
実施の形態１．
本発明においては、マルチキャリア変復調方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，ＭＣ／ＤＳ−ＣＤＭＡ：Multi Carrier / Direct Sequence Code Division Multiple Access，ＭＣ−ＣＤＭＡ：Multi Carrier Code Division Multiple Access）を採用し、移動機と基地局との間でＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を用いた再送制御を実施する移動体通信システムについて説明する。
【００２７】
以下、上記移動体通信システムの動作を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる通信装置として、たとえば、基地局および移動機の構成を示す図である。図２は、本実施の形態のシステム構成を示す図である。ここでは、基地局１と移動機２が双方向通信中であることを前提とする。たとえば、基地局１では、下りパケットで、移動機２に対してデータを送信する。これに対して、移動機２では、上りパケットで、基地局１に対して受信した下りパケットに誤りがあったかどうか（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を応答する。そして、移動機２から再送要求があった場合、基地局１では、移動機２に対して再送データを送信する。一方、移動機２では、上りパケットで、基地局１に対してデータを送信する。これに対して、基地局１では、下りパケットで、移動機２に対して受信した上りパケットに誤りがあったかどうか（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を応答する。そして、基地局１から再送要求があった場合、移動機２では、基地局１に対して再送データを送信する。
【００２８】
図３は、本実施の形態における下りパケットおよび上りパケットのフォーマットを示す図である。パケットを構成する各シンボル（パイロット，制御，データ）は、時間軸方向に左から右へ多重化されている。また、制御シンボルは、さらに、フィードバックフィールド，再送フィールド，再送要求フィールド，回線品質情報フィールドに細分化されている。なお、制御シンボルには、上記以外の制御情報を含ませることもできる。
【００２９】
フィードバックフィールドは、基地局１または移動機２に対するフィードバック情報（受信パケットに誤りがあったか否か）が含まれた領域を表す（Ｙｅｓ：フィードバック情報を含む，Ｎｏ：フィードバック情報を含まない）。再送フィールドは、フィードバックフィールドがフィードバック情報を含まない場合に使われ、パケットが再送データであるかどうかを示す情報（Ｙｅｓ：再送データ，Ｎｏ：再送データ以外）が含まれた領域を表す。再送要求フィールドは、フィードバックフィールドがフィードバック情報を含む場合に使われ、受信データに誤りがあったかどうかを示す情報（ＡＣＫ：誤りなし, ＮＡＣＫ：誤りあり）が含まれた領域を表す。
【００３０】
さらに、回線品質情報フィールドは、フィードバックフィールドがフィードバック情報を含み、かつ再送要求フィールドがＮＡＣＫの場合に使われ、再送データが割り当てられるサブキャリア群を示す情報（他のサブキャリア群に再送データを割り当てるための情報）が含まれた領域を表す。このフィールドには、サブキャリア群の数の領域が用意され、該当するサブキャリア群に対応する領域をＯＮとする。たとえば、サブキャリア群の数が４の場合（サブキャリア群（１）〜（４））、｛ＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ｝は、サブキャリア群（２）が再送すべきサブキャリア群であることを表す。
【００３１】
また、図示のデータ部分は、従来技術と同様に、連続した送信データを周波数軸上に配置し、残りのデータを次の時間の周波数軸上に配置する。
【００３２】
ここで、本実施の形態における再送制御方法について説明する。図４は、下り通信の動作を示す図であり、詳細には、基地局１からの送信データに誤りがあり、移動機２が再送要求を行った場合の動作を示す。また、図５は、上り通信の動作を示す図であり、詳細には、移動機２からの送信データに誤りがあり、基地局１が再送要求を行った場合の動作を示す。なお、ここでは、説明の便宜上、「Stop and Wait型」のＡＲＱを用いて動作を説明するが、これに限らず、たとえば、より伝送効率が向上する「Go Back N型」あるいは「Selective Repeat型」のＡＲＱを用いることとしてもよい。
【００３３】
図４において、まず、基地局１では、初送データの送信時、下りパケットの制御シンボルのフィードバックフィールドと再送フィールドに「Ｎｏ」を設定する。そして、後述する通常のサブキャリア割り当て規則に基づいてデータシンボルに送信データを設定したパケットを移動機２に対して送信し（ステップＳ１）、再送に備えて送信データを保持する（ステップＳ２）。
【００３４】
移動機２では、基地局１からのパケットを受信すると、制御シンボルのフィードバックフィールドを参照し、フィードバック情報が含まれているかどうかを判定する。フィードバックフィールドが「Ｎｏ」の場合は、さらに、制御シンボルの再送フィールドを参照し、再送データであるかどうかを判定する。そして、再送フィールドも「Ｎｏ」の場合は、初送データであると判断し、後述する通常のサブキャリア割り当て規則に基づいてデータシンボルを並べ替えて復調し、パケット誤りがないかどうかを判定する。
【００３５】
さらに、移動機２では、パケット誤りの有無を基地局１へフィードバックするために上りパケットの制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｙｅｓ」を設定する。そして、正常受信の場合は、制御シンボルの再送要求フィールドに「ＡＣＫ」を設定したパケットを基地局１に対して返信する（ステップＳ３）。一方、受信エラーの場合は、サブキャリア群毎の回線品質（たとえばＳＩＲ：Signal-to-Interference Ratio）を測定し（ステップＳ５）、上りパケットの制御シンボルの回線品質情報フィールドに、測定結果が特定のしきい値を下回るサブキャリア群を指定しておく。なお、そのようなサブキャリア群が存在しない場合は、上記測定結果が最も悪いものから順に決められた数のサブキャリア群を指定しておく。さらに、受信エラーの場合は、制御シンボルの再送要求フィールドに「ＮＡＣＫ」を設定した上りパケットを基地局１に対して返信し（ステップＳ６）、受信エラーのデータを、再送データとのパケット合成のために保持する。
【００３６】
基地局１では、移動機２からのパケットを受信すると、制御シンボルのフィードバックフィールドを参照し、フィードバック情報が含まれているかどうかを判定する。フィードバックフィールドが「Ｙｅｓ」の場合は、上りパケットの制御シンボルの再送要求フィールドを参照し、受信が成功したかどうかを判定する。
そして、再送要求フィールドが「ＡＣＫ」の場合は、受信が成功しているので、保持してあった送信データを破棄する（ステップＳ４）。一方、再送要求フィールドが「ＮＡＣＫ」の場合は、受信が失敗しているので、上りパケットの制御シンボルの回線品質情報フィールドを参照し、後述する所定のサブキャリア割り当て規則にしたがって、再送データを受信品質が悪いと通知されていないサブキャリア群に割り当てる（ステップＳ７）。
【００３７】
さらに、基地局１では、再送データを送信するために下りパケットの制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｎｏ」を設定し、再送フィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、データシンボルに上記新たに割り当てられた再送データを設定する。そして、受信品質が悪いと通知されたサブキャリア群に割り当てられていた送信電力を、新たに割り当てられたサブキャリア群に加えて（ステップＳ８）、再送データを移動機２に対して送信する（ステップＳ９）。
【００３８】
移動機２では、基地局１からパケットを受信すると、制御シンボルのフィードバックフィールドを参照し、フィードバック情報が含まれているかどうかを判定する。フィードバックフィールドが「Ｎｏ」の場合は、制御シンボルの再送フィールドを参照し、再送データであるかどうかを判定する。そして、再送フィールドが「Ｙｅｓ」の場合は、再送データであると判断し、後述する所定のサブキャリア割り当て規則に基づいてデータシンボルを並べ替える。さらに、並べ替え後のデータと保持してあった前回までの受信エラーのデータとをパケット合成し（ステップＳ１０）、合成後のデータを復調してパケット誤りがないかどうかを判定する。なお、パケット誤りの有無を基地局１へフィードバックするための動作については、初送データを受信したときと同様である。また、ここでは、受信エラーがなくなるまで上記ステップＳ５〜Ｓ１０の動作を繰り返し実行する。
【００３９】
なお、図５に示す上り通信の動作については、上記下り通信の動作において移動機２と基地局１を読み替えるだけなので、同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４０】
このように、本実施の形態の再送制御方法においては、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に設定されていたデータが、受信品質の良好なサブキャリア群に設定され、かつ、送信電力を増加した状態で再送されてくることとなる。これにより、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機と基地局との間の再送回数を削減できる。また、サブキャリアを増やしてサブキャリア群を細分化した場合には、フェージングの影響で受信品質の劣化している帯域が多く存在する場合であっても、再送時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機と基地局との間の再送回数を削減できる。
また、サブキャリア割り当て規則を通知しないこととしたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、移動機と基地局との間でやり取りされるデータ量も低減できる。
【００４１】
つぎに、上記移動機２の動作を図１，図６〜図９を用いて詳細に説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、「Stop and Wait型」のＡＲＱを用いて動作を説明するが、これに限らず、たとえば、より伝送効率が向上する「Go Back N型」あるいは「Selective Repeat型」のＡＲＱを用いることとしてもよい。
【００４２】
図６は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局１から受信したデータ（再送データではない）に誤りがない場合の移動機２の動作を示している。まず、受信部２３では、基地局１から受信したデータを、受信データ通知として復調部２４へ転送する（ステップＳ２１）。復調部２４では、受信データ通知を受け取ると、伝送路推定部２６に対して伝送路推定要求を通知する（ステップＳ２２）。そして、基地局１から受信したデータを復調し、その結果を判定する（ステップＳ２３）。
【００４３】
伝送路推定要求を受け取った伝送路推定部２６では、サブキャリア群毎に希望波および干渉波のレベルを測定する。そして、それらの比（ＳＩＲ：Signal ・ to - Interference Ratio）である伝送路推定情報を求め、当該伝送路推定情報を伝送路推定応答として復調部２４へ通知する（ステップＳ２４）。伝送路推定応答を受け取った復調部２４では、上記判定処理において復調データに誤りがない場合、フィードバックフィールドに設定する情報として「Ｙｅｓ」を、再送要求フィールドに設定する情報として「ＡＣＫ」を、制御シンボル通知に設定して変調部２１へ通知する（ステップＳ２５）。
【００４４】
制御シンボル通知を受け取った変調部２１では、基地局１に対して「ＡＣＫ」を返信するために、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、再送要求フィールドに「ＡＣＫ」を設定し、データ部分を空にしてパイロットシンボルを設定した上りパケットを、ＡＣＫ通知として送信部２２へ通知する（ステップＳ２６）。送信部２２では、所定の送信処理を施した後のＡＣＫ通知を基地局１に対して返信する（ステップＳ２７）。
【００４５】
図７は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局から受信したデータ（再送データではない）に誤りがあった場合の移動機２の動作を示している。なお、図６と同様の処理については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４６】
伝送路推定応答を受け取った復調部２４では、上記判定処理（ステップＳ２３）において復調データに誤りがあった場合、受信データのデータ部分と伝送路推定応答として受け取った伝送路推定情報を、データ部追加通知としてパケット合成部２５へ通知する（ステップＳ３１）。パケット合成部２５では、受け取ったデータ部追加通知のデータ部分および伝送路推定情報を保存する（ステップＳ３２）。その後、復調部２４では、フィードバックフィールドに設定する情報として「Ｙｅｓ」を、再送要求フィールドに設定する情報として「ＮＡＣＫ」を、回線品質情報フィールドに設定する情報として「特定のしきい値よりも受信品質（伝送路推定情報：ＳＩＲ）が悪いと判断されたサブキャリア群」を、制御シンボル通知に設定して変調部２１へ通知する（ステップＳ３３）。
【００４７】
変調部２１では、基地局１に対して「ＮＡＣＫ」を返信するために、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、再送要求フィールドに「ＮＡＣＫ」を設定し、回線品質情報フィールドに「上記サブキャリア群」を設定し、そして、データ部分を空にしてパイロットシンボルを設定した上りパケットを、ＮＡＣＫ通知として送信部２２へ通知する（ステップＳ３４）。送信部２２では、所定の送信処理を施した後のＮＡＣＫ通知を基地局１に対して返信する（ステップＳ３５）。
【００４８】
図８は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局１から受信した再送データに誤りがなかった場合の移動機２の動作を示している。なお、図６および図７と同様の処理については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００４９】
復調部２４では、受信データ通知を受け取ると、伝送路推定部２６に対して伝送路推定要求を通知する（ステップＳ２２）。伝送路推定要求を受け取った伝送路推定部２６では、サブキャリア群毎に希望波および干渉波のレベルを測定する。そして、それらの比（ＳＩＲ：Signal ・ to - Interference Ratio）である伝送路推定情報を求め、当該伝送路推定情報を伝送路推定応答として復調部２４へ通知する（ステップＳ２４）。
【００５０】
また、基地局１から受信したデータが再送データであった場合、復調部２４では、そのデータ部分を、パケット合成要求としてパケット合成部２５へ通知する（ステップＳ４１）。パケット合成要求を受け取ったパケット合成部２５では、上記（ステップＳ３２）のように保存しておいた伝送路推定情報に基づいて、データ部分を並べ替える（ステップＳ４２）。そして、並べ替えたデータ部分と上記保存しておいたデータ部分とをパケット合成し（ステップＳ４３）、その結果である合成済みデータ部分を、パケット合成応答として復調部２４へ返信する（ステップＳ４４）。
【００５１】
その後、復調部２４では、パケット合成応答として受け取った合成済みデータ部分を復調し、その復調結果を判定する（ステップＳ４５）。そして、復調データに誤りがなかった場合は、以降、保存されたデータに対してパケット合成を行う必要がないため、保存データ消去通知をパケット合成部２５へ通知する（ステップＳ４６）。保存データ消去通知を受け取ったパケット合成部２５では、保存データを消去する（ステップＳ４７）。以降、図６と同様の手順で、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７の処理を実行する。
【００５２】
図９は、移動機２の動作の一例を示す図であり、たとえば、基地局１から受信した再送データに誤りがあった場合の移動機２の動作を示している。図９では、「基地局１からデータを受信する処理」から「復調結果を判定する処理」までの一連の処理（ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ４１〜Ｓ４５）については、上記図８と同様の処理を実行する。そして、図９では、ステップＳ４５にて復調処理に誤りがあると判断した後、以降の処理については、図７と同様の処理（ステップＳ３１〜Ｓ３５）を実行する。
【００５３】
このように、移動機では、受信品質の劣化したサブキャリア群に設定されていたデータを、再送時には受信品質の良好なサブキャリア群に設定するように、基地局に対して通知する構成とした。これにより、再送データとのパケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、基地局との間の再送回数を大幅に削減できる。また、サブキャリア割り当て規則を通知しない構成としたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、基地局との間でやり取りされるデータ量も低減できる。
【００５４】
なお、上記では、図６〜図９を用いて移動機の動作を説明したが、図６〜図９の動作については、移動機を基地局に読み替えることによって基地局においても適用可能である。
【００５５】
つぎに、上記基地局１の動作を図１，図１０，図１１を用いて詳細に説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、「Stop and Wait型」のＡＲＱを用いて動作を説明するが、これに限らず、たとえば、より伝送効率が向上する「Go Back N型」あるいは「Selective Repeat型」のＡＲＱを用いることとしてもよい。
【００５６】
図１０は、基地局１の動作の一例を示す図であり、たとえば、移動機２から「ＡＣＫ」が返ってきた場合の基地局１の動作を示している。まず、変調部１１では、送信データがある場合、予め規定された通常のサブキャリア割り当て規則に基づいて、送信データを並べ替える。そして、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｎｏ」を設定し、再送フィールドに「Ｎｏ」を設定し、データ部分に上記並べ替えた後のデータを設定し、さらにパイロットシンボルを設定した下りパケットを、送信データ通知として送信部１２へ通知する（ステップＳ５１）。同時に、再送に備えてその送信データを保持しておく（ステップＳ５２）。送信部１２では、後述する通常の送信電力調整規則に基づいて、所定の送信処理を施した後の送信データ（下りパケット）を基地局１に対して送信する（ステップＳ５３）。
【００５７】
その後、移動機２からの応答を受け取った受信部１３では、受信したデータを、受信データ通知として復調部１４へ転送する（ステップＳ５４）。受信データ通知を受け取った復調部１４では、制御シンボルのフィードバックフィールドが「Ｙｅｓ」であり、かつ再送要求フィールドが「ＡＣＫ」であった場合、先に保存しておいたデータを再送する必要がないため、送信済みデータ廃棄通知を変調部１１へ通知する（ステップＳ５５）。送信済みデータ廃棄通知を受け取った変調部１１では、送信済みデータを廃棄し（ステップＳ５６）、次の送信データの送信処理を実施する。
【００５８】
図１１は、基地局１の動作の一例を示す図であり、たとえば、移動機２から「ＮＡＣＫ」が返ってきた場合の基地局１の動作を示している。なお、図１０と同様の処理については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。
【００５９】
受信データ通知（ステップＳ５４）を受け取った復調部１４では、制御シンボルのフィードバックフィールドが「Ｙｅｓ」であり、かつ再送要求フィールドが「ＮＡＣＫ」であった場合、受信したデータの回線品質情報フィールドの内容を設定した送信済みデータ再送通知を変調部１１へ通知する（ステップＳ６１）。
【００６０】
変調部１１では、送信済みデータ再送通知に設定された回線品質情報フィールドの内容に基づいて、保持してある再送データを、後述するサブキャリア割り当て規則に基づいて並べ替える（ステップＳ６２）。また、後述する送信電力調整規則に基づいてサブキャリア群毎に送信電力を調整する（ステップＳ６３）。そして、制御シンボルのフィードバックフィールドに「Ｎｏ」を設定し、再送フィールドに「Ｙｅｓ」を設定し、データ部分に並べ替え後のデータを設定し、さらにパイロットシンボルを設定した下りパケットを、再送データ通知として送信部１２へ通知する（ステップＳ６４）。このとき、再送データ通知には送信電力調整結果も設定する。なお、この送信電力調整結果は、送信データ通知内に設けられた送信電力増加サブキャリア群フィールドと送信電力減少サブキャリア群フィールドに設定される。また、各フィールドにはサブキャリア群の数のビットが用意され、送信電力増加サブキャリア群フィールドでは、送信電力を増加させるサブキャリア群に対応するビットを「ＯＮ」と設定し、送信電力減少サブキャリア群フィールドでは、送信電力を減少させるサブキャリア群に対応するビットを「ＯＮ」と設定する。
【００６１】
送信部１２では、再送データ通知に設定された送信電力調整結果に基づいてサブキャリア群毎に送信電力を変更し（ステップＳ６５）、再送データを移動機２へ送信する（ステップＳ６６）。
【００６２】
このように、基地局では、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられたデータを、受信品質の良好なサブキャリア群に割り当て直し、かつ、送信電力を増加した状態で再送する構成とした。これにより、移動機において、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機との間の再送回数を大幅に削減できる。また、サブキャリア割り当て規則を送信しない構成としたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、移動機との間でやり取りされるデータ量も低減できる。
【００６３】
なお、上記では、図１０および図１１を用いて基地局の動作を説明したが、図１０および図１１の動作については、基地局を移動機に読み替えることによって移動機においても適用可能である。
【００６４】
つぎに、ＯＦＤＭ方式やＭＣ／ＤＳ−ＣＤＭＡ方式のように送信データとサブキャリアが１対１に対応する場合の、上記サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則を説明する。
【００６５】
図１２は、初送時および再送時のサブキャリア割り当て規則を示す図であり、図１３は、サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の手順を示すフローチャートである。まず、初送時は、送信データをＭ×Ｎの行列（図１２では、４×２の行列）に配置し、列方向から順次読み出すことで並べ替える。そして、周波数軸上において、左からサブキャリア群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと割り当てる。また、初送時の送信電力は、すべてのサブキャリア群で均一とする。
【００６６】
受信側では、サブキャリア群毎に回線品質を測定し、サブキャリア群Ａ，Ｂの測定結果が所定のしきい値を下回った場合（所定のしきい値を下回らなかった場合は、回線品質の劣悪な順から所定の件数分をピックアップする）、回線品質情報フィールドに｛ＯＮ：しきい値未満，ＯＮ，ＯＦＦ：しきい値以上，ＯＦＦ｝を設定し、ＮＡＣＫを返信する。送信側では、この情報に基づいてデータの周波数軸上の再配置および送信電力の再配分を実施する。
【００６７】
送信側では、まず、受信品質の劣悪なサブキャリア群Ａ，Ｂの送信電力を下げる（ステップＳ７１）。このとき、再送データ通知に設定された送信電力調整結果の送信電力減少サブキャリア群フィールドは、｛ＯＮ：減少させる，ＯＮ：減少させる，ＯＦＦ：減少させない，ＯＦＦ：減少させない｝となる。そして、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群Ａ，Ｂに割り当てられたデータを、先に再配置する。すなわち、ここでは、サブキャリア群Ｃ，Ｄがしきい値以上であるので、前回、サブキャリア群Ａ，Ｂに割り当てられたデータを、順次、サブキャリア群Ｃ，Ｄに割り当てる。そして、サブキャリア群Ｃ，Ｄの送信電力を上げる（ステップＳ７２）。このとき、再送データ通知に設定された送信電力調整結果の送信電力増加サブキャリア群フィールドは、｛ＯＦＦ：増加させない，ＯＦＦ：増加させない，ＯＮ：増加させる，ＯＮ：増加させる｝となる。
【００６８】
また、前回の送信で受信品質が劣悪な（しきい値未満）サブキャリア群に割り当てられたすべてのデータを、受信品質が良好な（しきい値以上）サブキャリア群に割り当て直したかどうかを確認する（ステップＳ７３）。そして、当該データを割り当てた後に（ステップＳ７４）、前回の送信で受信品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータを、受信品質が劣悪なサブキャリア群または残っているサブキャリア群に割り当て直す（ステップＳ７５）。図１２の例では、ステップＳ７２において、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群Ａ，Ｂに割り当てられたデータを、受信品質が良好なサブキャリア群Ｃ，Ｄに割り当て直しているので（ステップＳ７３，Ｙｅｓ）、ステップＳ７４を経由せずに、前回の送信で受信品質が良好なサブキャリア群Ｃ，Ｄに割り当てられたデータを、サブキャリア群Ａ，Ｂに割り当て直す（ステップＳ７５）。
【００６９】
なお、受信品質が劣悪なサブキャリア群が全体のサブキャリア群の半数を越える場合は、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたすべてのデータを、良好なサブキャリア群に割り当てることができないので、残ったデータについては、データが割り当てられていないサブキャリア群に、順次割り当てる。
【００７０】
一方、送信データを周波数軸上に拡散するＭＣ−ＣＤＭＡ方式の場合は、送信データとサブキャリアが１対Ｎに対応するため、図１４に示すように、拡散率ＳＦ（Spreading Factor）とサブキャリア群に含まれるサブキャリアの数（Ｎsub）によって、データの周波数軸上の再配置および送信電力の再配分を実施する。
【００７１】
たとえば、ＳＦ＝Ｎsubの場合は、拡散後の送信データとサブキャリア群が１対１に対応するため、図１３と同じ規則を適用できる。
【００７２】
また、ＳＦ＜Ｎsubの場合は、拡散後の送信データとサブキャリア群がＮ対１となるため、ＳＦ＝Ｎsubになるようにサブキャリア群を仮想的に分割することによって、図１３と同じ規則を適用する。図１４の例でいえば、各サブキャリア群を２分割して、サブキャリア群Ａを仮想サブキャリア群Ａ１，Ａ２、サブキャリア群Ｂを仮想サブキャリア群Ｂ１，Ｂ２、サブキャリア群Ｃを仮想サブキャリア群Ｃ１，Ｃ２、サブキャリア群Ｄを仮想サブキャリア群Ｄ１，Ｄ２とする。
【００７３】
また、ＳＦ＞Ｎsubの場合は、拡散後の送信データとサブキャリア群がＮ対１に対応するため、ＳＦ＝Ｎsubになるようにサブキャリア群を仮想的にマージすることによって、図１３と同じ規則を適用する。図１４の例でいえば、隣接する２つのサブキャリア群をマージし、サブキャリア群Ａ，Ｂを仮想サブキャリア群ＡＢ、サブキャリア群Ｃ，Ｄを仮想サブキャリア群ＣＤとする。ただし、ＳＦ＞Ｎsubの場合は、マージした仮想サブキャリア群に、受信品質が良好なサブキャリア群と劣悪なサブキャリア群が混在する可能性がある。そのため、たとえば、図１５に示すように、各仮想サブキャリア群に点数を付与し（ステップＳ８１）、仮想サブキャリア群に受信品質が劣悪なサブキャリア群が含まれる場合は、点数を−１だけ減点する。そして、ステップＳ７１以降の処理では、データをサブキャリア群に割り当てるとき、点数が高い仮想サブキャリア群にデータを優先的に割り当てる（ステップＳ７１〜Ｓ７５）。
【００７４】
このように、本実施の形態のサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則では、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられたデータを、受信品質の良好なサブキャリア群に割り当て直し、かつ、送信電力を増加する。これにより、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、移動機と基地局との間の再送回数を削減できる。
【００７５】
以上の結果、本実施の形態においては、再送回数の低減によってセル内の干渉を低減できるため、移動体通信システム全体のスループットを向上させることができる。また、再送回数の低減によって、通信中の移動機および基地局の消費電力も低減できる。
【００７６】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、再送時のサブキャリア割り当て規則を、送信側が受信側に対して通知しない方式について説明したが、たとえば、受信側から送られてくるパケット内の回線品質情報フィールドに伝送誤りが発生した場合、受信側で並べ替え誤りによる受信エラーが発生してしまう。
【００７７】
そこで、本実施の形態では、図３で説明したパケット構成に、回線品質情報確認用フィールドを追加する。図１６は、実施の形態２のパケットのフォーマットを示す図である。この場合、送信側では、回線品質情報確認用フィールドに送信側で受信した回線品質情報フィールドの内容をコピーして再送データを送信する。一方、再送データを受信した受信側では、送信側に通知した回線品質情報フィールドの内容と再送処理により受信した回線品質情報確認用フィールドの内容が異なる場合は、そのパケットを破棄し、再度、「ＮＡＣＫ」を返信して再送を要求する。
【００７８】
このように、本実施の形態においては、受信側で、送信側に通知した回線品質情報フィールドの内容と、再送処理により受信した回線品質情報確認用フィールドの内容と、を比較する構成としたため、受信側における並べ替え誤りによる受信エラーを回避できる。
【００７９】
実施の形態３．
前述の実施の形態１、２では、再送時に周波数軸上でデータを並べ替える方式について説明したが、たとえば、図１７に示すように、受信品質は時間軸上で一定ではなく、時々刻々と細かく変動しているため、初送時と再送時では受信品質が異なる可能性がある。
【００８０】
そこで、本実施の形態では、誤り発生のランダム性をあげるために、時間軸方向の並べ替え（図１８では４シンボル分をローテーションしている）を導入する。図１８は、実施の形態３の時間軸方向の並べ替え処理を示す図である。また、図１９，２０は、実施の形態３の受信側の動作を示す図である。ここでは、図８，図９で説明したステップＳ４２の処理を変更して、図１９，２０のように、時間軸方向の並べ替えを実施した後に（ステップＳ４２−１）、周波数軸方向の並べ替えを実施する（ステップＳ４２−２）。
【００８１】
このように、本実施の形態においては、時間軸方向の並べ替えを実施することによりランダム性が増すため、さらに、誤り訂正効果を高めることができる。
【００８２】
実施の形態４．
実施の形態４では、図１２および図１３にて説明したサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の変形例を説明する。
【００８３】
たとえば、受信品質が悪かったサブキャリア群が全体のサブキャリア群の半数を超える場合は、前回の送信で受信品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てたデータを、受信品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことができない場合が発生する。
【００８４】
そこで、実施の形態４では、データの重要度を考慮して割り当てるサブキャリア群を決定する。図２１では、実施の形態４のサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則を示す図である。
【００８５】
たとえば、送信データに誤り訂正符号を付与する場合、符号器からは、所望のデータである情報ビット系列と誤り訂正符号となるパリティビット系列が出力される。そのため、受信側では、伝送中に情報ビットが誤った場合でも、対応するパリティビットが誤っていなければ、そのパリティビットによって誤りを訂正することができる。ここでは、情報ビット系列とパリティビット系列が独立に出力される場合を考える。
【００８６】
図２５のように、初送時は、情報ビット系列とパリティビット系列を独立に並べ替えて周波数軸上に割り当てる。一方、再送時には、受信品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられていたデータを、受信品質が良好なサブキャリア群へ割り当て直す場合に、図１２および図１３のように単純に割り当て直すのではなく、パリティビット系列のデータより情報ビット系列のデータを優先的に割り当てる。
【００８７】
たとえば、図１３で説明した規則を用いると、順番に割り当て直すので、前回の送信でサブキャリア群Ｂに割り当てられたデータ（パリティビット系列）がサブキャリア群Ｆに割り当てられ、前回の送信でサブキャリア群Ｄに割り当てられたデータ（パリティビット系列）がサブキャリア群Ｈに割り当てられることになる。しかし、本実施の形態では、情報ビット系列のデータを優先的に割り当てるので、前回の送信でサブキャリア群Ｅに割り当てられたデータ（情報ビット系列）がサブキャリア群Ｆに割り当てられ、前回の送信でサブキャリア群Ｇに割り当てられたデータ（情報ビット系列）がサブキャリア群Ｈに割り当てられることになる。
【００８８】
このように、本実施の形態においては、情報ビット系列を優先的に受信品質の良好なサブキャリア群に割り当てる構成としたため、受信品質が劣悪なサブキャリア群が全体のサブキャリア群の半数を超えるような、劣悪な無線回線品質状況であっても、データ誤りの可能性を大幅に低減できる。
【００８９】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられていたデータを、受信品質の良好なサブキャリア群に割り当て直すこととした。これにより、パケット合成後の復調時に受信エラーを解消できる可能性が高まるので、通信装置間の再送回数を大幅に削減できる、という効果を奏する。また、前回の送信で受信品質の劣化したサブキャリア群に割り当てられていたデータの送信電力を、増加して再送することとしたため、さらに、再送回数を削減できる、という効果を奏する。また、サブキャリア割り当て規則を通知しないこととしたため、サブキャリア割り当て規則の伝送誤りに起因する受信エラーの発生を防止でき、さらに、通信装置間でやり取りされるデータ量も低減できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる基地局および移動機の構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態のシステム構成を示す図である。
【図３】 本実施の形態における下りパケットおよび上りパケットのフォーマットを示す図である。
【図４】 下り通信の動作を示す図である。
【図５】 上り通信の動作を示す図である。
【図６】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図７】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図８】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図９】 移動機の動作の一例を示す図である。
【図１０】 基地局の動作の一例を示す図である。
【図１１】 基地局の動作の一例を示す図である。
【図１２】 初送時および再送時のサブキャリア割り当て規則の一例を示す図である。
【図１３】 サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の手順を示すフローチャートである。
【図１４】 サブキャリア割り当て規則の一例を示す図である。
【図１５】 サブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則の手順を示すフローチャートである。
【図１６】 実施の形態２のパケットのフォーマットを示す図である。
【図１７】 時間軸上の受信品質を示す図である。
【図１８】 実施の形態３の時間軸方向の並べ替え処理を示す図である。
【図１９】 実施の形態３の受信側の動作を示す図である。
【図２０】 実施の形態３の受信側の動作を示す図である。
【図２１】 実施の形態４のサブキャリア割り当て規則および送信電力調整規則を示す図である。
【図２２】 従来のマルチキャリア再送制御方式を示す図である。
【図２３】 従来技術の問題点を示す図である。
【図２４】 従来技術の問題点を示す図である。
【図２５】 従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
１ 基地局、２ 移動機、１１，２１ 変調部、１２，２２ 送信部、１３，２３ 受信部、１４，２４ 復調部、１５，２５ パケット合成部、１６，２６伝送路推定部。
Claims (10)
- マルチキャリア変復調方式を採用する通信システムにて、自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を用いた場合の再送制御方法において、
受信エラーが発生した場合、受信側の装置が、サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを返信し、さらに、受信データと前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報とを保持する第１の受信ステップと、
前記再送要求を受け取った送信側の装置が、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含めたパケットを送信する再送ステップと、
前記受信側の装置が、前記保持しておいたサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて前記再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと前記保持しておいた前回の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する第２の受信ステップと、
を含み、
前記再送ステップにあっては、
前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする再送制御方法。 - 前記再送ステップにあっては、前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報を再送データとともにパケットに含めて送信し、
前記第２の受信ステップにあっては、前記保存しておいたサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送処理により受信したサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再度、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする請求項１に記載の再送制御方法。 - 前記再送ステップにあっては、
さらに、再送データを時間軸方向に並べ替えることを特徴とする請求項１または２に記載の再送制御方法。 - 前記再送ステップにあっては、
前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータを、当該データの重要度に応じて、回線品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことを特徴とする請求項１、２または３に記載の再送制御方法。 - 変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用する通信装置において、
サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを受け取った場合に、当該サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含むパケットを送信する送信手段、
を備え、
前記送信手段は、
前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする通信装置。 - 変復調方式としてマルチキャリア変復調方式を採用し、誤り制御方式として自動再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を採用する通信装置において、
サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送要求とを含めたパケットを受け取った場合に、当該サブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて、再送データを前回の送信時とは異なるサブキャリア群に割り当て直し、当該割り当て直した後の再送データを含むパケットを送信する送信手段と、
再送データを含めたパケットを受け取った場合に、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報に基づいて当該再送データを並べ替えて、さらに、当該並べ替え後のデータと受信エラー発生時の受信データとを合成し、合成後のデータを復調する受信手段と、
を備え、
前記送信手段は、
前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を上げて、前回の送信で回線品質が良好なサブキャリア群に割り当てられたデータについては送信電力を下げて、送信することを特徴とする通信装置。 - 前記受信手段は、
前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報と再送データとを含むパケットを受け取り、かつ、受信エラー発生時のサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、再送データとともに受け取ったサブキャリア群毎の回線品質に関する情報と、が異なる場合、そのパケットを破棄し、再送要求を含めたパケットを送信することを特徴とする請求項６に記載の通信装置。 - 前記送信手段は、
前記サブキャリア群毎の回線品質に関する情報を再送データとともにパケットに含めて送信することを特徴とする請求項５、６または７に記載の通信装置。 - 前記送信手段は、
さらに、再送データを時間軸方向に並べ替えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の通信装置。 - 前記送信手段は、
前回の送信で回線品質が劣悪なサブキャリア群に割り当てられたデータを、当該データの重要度に応じて、回線品質が良好なサブキャリア群に割り当て直すことを特徴とする請求項５〜９のいずれか一つに記載の通信装置。
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