(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と受信装置とを具備し、３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返す重畳伝送方式を用いて通信する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信し、
前記送信装置は、
前記再び送信する際に前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てて送信し、
前記受信装置は、
受信した前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された前記複数の信号を受信して得られた重畳信号、又は該重畳信号からレプリカ信号を除去した信号を処理対象信号とし、該処理対象信号に含まれる前記複数の第１信号のうち、最も高い周波数あるいは最も低い周波数帯域の信号を復調復号対象とし、該復調復号対象に対する前記処理対象信号の復調値を得る復調部と、
前記復調復号対象の周波数帯域における重畳帯域に対して、前記復調値の信頼度を低減させる重み係数を生成する重み係数生成部と、
前記復調部により得られた前記復調値に、前記重み係数生成部により生成された前記重み係数を適用する重み演算部と、
前記重み演算部により前記重み係数が適用された前記復調値に対して誤り訂正復号を行う復号部と、
前記復号部により誤り訂正復号された結果に誤り訂正符号を適用して符号化を行う再符号化部と、
前記再符号化部により符号化された信号を用いてサブキャリアを変調して前記レプリカ信号を生成する再変調部と、
前記再変調部によって生成された前記レプリカ信号を前記処理対象信号から除去して新た処理対象信号を生成し、前記復調部に出力する減算器と、
前記誤り訂正復号された結果に基づいて誤り判定を行う判定部と、
前記判定結果に応じて再送要求を生成する再送要求生成部と、
を備え、
前記受信装置は、
前記誤り判定に基づいて誤りを検出した場合に前記誤り訂正復号処理を中断し、前記生成された再送要求信号を前記送信装置に送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記再送要求信号は、
前記誤りを検出せずに受信できた信号の受信確認信号（ＡＣＫ（ACKnowledgement））、又は、受信できなかった信号の受信未確認信号（ＮＡＣＫ（Non-ACKnowledgement））のいずれかである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記送信装置は、
前記ACK又はNACKから前回送信された信号が受信できたか否かを判定し、該判定に基づいて受信できなかった信号を再び送信する信号として割り当てる
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信装置は、
前記ACK又はNACKから前回送信された信号が受信できたか否かを判定し、該判定に基づいて受信できなかった信号を再び送信する信号として割り当て、該受信できた信号に代えて新たな送信信号として割り当てる
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記送信装置は、
前記受信できなかった信号を再び送信する信号として割り当てる際に、前記前回送信した周波数帯域と異なる周波数帯域に割り当てる
ことを特長とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記受信装置は、
前記誤り訂正復号処理を中断した時点で、干渉除去をしきれずに残存した残存受信信号を、前記再び送信された信号の周波数帯に周波数変換して、前記再び送信された信号を受信した再送受信信号と合成する
ことを特長とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項８】
３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返し、該信号に誤りを検出しいずれの重畳信号も復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う受信装置と通信する送信装置であって、
前記周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信し、
前記再び送信する際に前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てることによって、前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行うように構成されている前記受信装置に受信させるように送信する
ことを特徴とする送信装置。
【請求項９】
送信装置と受信装置とを具備し、３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返す重畳伝送方式を用いて通信する無線通信方法であって、
前記送信装置が、周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信する過程と、
前記再び送信する過程において、前記送信装置が、前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てて送信する過程と、
前記受信装置が、受信した前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う過程と、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
送信装置と受信装置とに具備されるコンピュータが、
３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返す重畳伝送方式を用いて無線通信を行うためのプログラムであって、
前記送信装置のコンピュータが、
前記周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信する処理手順と、
前記再び送信する処理手順において、前記送信装置のコンピュータが、
前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てて送信する処理手順と、
前記受信装置のコンピュータが、
受信した前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う処理手順と
を実行することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、送信装置、無線通信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種無線通信システムの普及により周波数資源の枯渇が問題となっている。
そこで、周波数利用効率を向上する技術として、複数のアンテナを用いた技術の検討が盛んに行われている。例えば、非特許文献１のＭＩＭＯ（Multi-Input Multi Output；多入力多出力）アンテナ技術は、複数の送受信アンテナを利用し、散乱環境による複数空間パスの独立性を活用した空間多重を行っている。
また、非特許文献２のアダプティブアレイアンテナ技術は、複数の送信アンテナ又は複数の受信アンテナを用いてアンテナ指向性を制御し、干渉波の波源方向にヌルパターンを向けるなどして、複数ユーザや複数信号が同一周波数帯を利用することが行われている。
また、アンテナ数を増やすことなく、周波数共用化を図ることで周波数利用効率を向上する重畳伝送技術の検討が進められている。
【０００３】
例えば、図７は、周波数帯域を共用する無線通信システムの組合せの一例として、周波数チャンネルが異なる２つの無線ＬＡＮ（Local Area Network；ローカル・エリア・ネットワーク）システム全体を示す概念図である。同図において、無線通信システムは、無線ＬＡＮ基地局２ａ、２ｂと、受信機１ａとを備えている。無線ＬＡＮ基地局２ａは、中心周波数ｆａであるＣＨ１の周波数帯域を用いて通信する。一方、無線ＬＡＮ基地局２ｂは、中心周波数ｆｂ（ただし、ｆａ＜ｆｂ）であるＣＨ５の周波数帯域を用いて通信する。受信機１ａは、無線ＬＡＮ基地局２ａと無線ＬＡＮ基地局２ｂとの双方の無線信号が到達する位置に配置され、中心周波数ｆａの無線信号と中心周波数ｆｂの無線信号との２つの無線信号が部分的に互いに干渉した信号を受信する。なお、周波数帯域を共用する他の例として、無線ＬＡＮシステムと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）と、ＷｉＭＡＸ（登録商標）との組合せなど、異なる通信方式のシステム同士が周波数共用する場合も考えられる。
【０００４】
このように、図７に示す受信機１ａが無線ＬＡＮ基地局２ａを通信対象とする場合、中心周波数ｆａである希望波の伝送周波数帯域と、中心周波数ｆｂである無線ＬＡＮ基地局２ｂからの伝送周波数帯域とが、部分的にオーバーラップ（重畳）する周波数共用型の無線通信において、受信機１ａは、希望波を正確に受信することが必須となる。一般にこのような周波数帯域の重畳による干渉が存在する場合、通信特性が著しく劣化する。
【０００５】
そこで、非特許文献２では、この干渉の影響を抑圧しながら分散配置されたＦＥＣ（Forward Error Correction；前方誤り訂正）ブロックを復号し、伝送を実現する技術が記載されている。この非特許文献２では、所望波の割り当てられた伝送周波数帯域の信号を復調後、干渉波の影響を受けた周波数帯域（干渉帯域）の信号から得られた尤度情報の信頼度を低下させるＦＥＣ尤度マスクを行うことで、干渉波の影響を受けた尤度情報を抑圧し、その後誤り訂正復号することで、他の伝送周波数帯域との間で干渉帯域が存在する環境における所望の信号の伝送を可能としている。
また、非特許文献２では、受信信号に対して干渉抑圧方式により外側帯に配置された信号から順に復調復号を行い、復号結果から該等する信号のレプリカ信号を生成して、受信信号から減算してゆく逐次復調復号を行う。このような干渉抑圧方式をとることにより、オーバーラップ帯域幅の比の限界値を超える重畳率で重畳伝送が可能となる。ただし、ある重畳信号の復号時点で、伝送誤りが発生してしまうと、後続の逐次復号を継続できなくなる場合がある。無線伝送路の時変動などによる伝送誤りが不可避となる無線通信システムにおいては再度該当データを送信することで、発生した伝送誤りに対応する再送制御機構を一般に備えている。非特許文献３では、一般的な再送制御法について記述しており、たとえば受信装置において誤り検出検出された場合にはNACK (Negative ACKnowledgement) を送信装置にフィードバックして、送信装置に当該信号の再送を行わせる再送制御を可能としている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】黒崎聰、淺井裕介、杉山隆利、梅比良正弘、“MIMOチャネルにより100Mbit/sを実現する広帯域移動通信用SDM-COFDM方式の提案”、信学技報、RCS2001-135，pp. 37-41、2001年10月
【非特許文献２】増野淳、杉山隆利、“マルチキャリア重畳伝送による周波数利用効率向上効果”、信学技報、vol. 108，no. 188，RCS2008-67，pp. 85-90、2008年8月
【非特許文献３】寺田浩詔、外4名、「大学課程 情報通信工学」，オーム社， p. 24-25，平成5年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、逐次復調復号法では、復調復号中に誤りが検出されると、残存する信号の復調復号は不可能となる場合がある。これに対し再送により再度受信を試みる場合、一般的な再送制御では既に復号に成功している信号を含めて再送を行うため、帯域利用効率が良好でなかったり、一般に伝送路の時変動による時間ダイバーシチ効果を期待して再送を行うもののスペクトル重畳の状態は再送を行っても変わらないため、再送を実施しても再び誤りが発生したりする問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、誤り訂正符号を適用した無線の重畳伝送方式において、伝送誤りが生じる状況における重畳伝送の通信効率を高めることを可能とする無線通信システム、送信装置、無線通信方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、送信装置と受信装置とを具備し、３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返す重畳伝送方式を用いて通信する無線通信システムにおいて、前記送信装置は、前記送信装置は、周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信し、前記送信装置は、前記再び送信する際に前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てて送信し、前記受信装置は、受信した前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行うことを特徴とする無線通信システム。
【００１０】
（２）また、本発明は、上記発明において、前記受信装置は、前記送信装置から送信された前記複数の信号を受信して得られた重畳信号、又は該重畳信号からレプリカ信号を除去した信号を処理対象信号とし、該処理対象信号に含まれる前記複数の第１信号のうち、最も高い周波数あるいは最も低い周波数帯域の信号を復調復号対象とし、該復調復号対象に対する前記処理対象信号の復調値を得る復調部と、前記復調復号対象の周波数帯域における重畳帯域に対して、前記復調値の信頼度を低減させる重み係数を生成する重み係数生成部と、前記復調部により得られた前記復調値に、前記重み係数生成部により生成された前記重み係数を適用する重み演算部と、前記重み演算部により前記重み係数が適用された前記復調値に対して誤り訂正復号を行う復号部と、前記復号部により誤り訂正復号された結果に誤り訂正符号を適用して符号化を行う再符号化部と、前記再符号化部により符号化された信号を用いてサブキャリアを変調して前記レプリカ信号を生成する再変調部と、前記再変調部によって生成された前記レプリカ信号を前記処理対象信号から除去して新た処理対象信号を生成し、前記復調部に出力する減算器と、前記誤り訂正復号された結果に基づいて誤り判定を行う判定部と、前記判定結果に応じて再送要求を生成する再送要求生成部と、を備え、前記受信装置は、前記誤り判定に基づいて誤りを検出した場合に前記誤り訂正復号処理を中断し、前記生成された再送要求信号を前記送信装置に送信することを特徴とする。
【００１１】
（３）また、本発明は、上記発明において、前記再送要求信号は、前記誤りを検出せずに受信できた信号の受信確認信号（ＡＣＫ（ACKnowledgement））、又は、受信できなかった信号の受信未確認信号（ＮＡＣＫ（Non-ACKnowledgement））のいずれかであることを特徴とする。
【００１２】
（４）また、本発明は、上記発明において、前記送信装置は、前記ACK又はNACKから前回送信された信号が受信できたか否かを判定し、該判定に基づいて受信できなかった信号を再び送信する信号として割り当てることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【００１３】
（５）また、本発明は、上記発明において、前記送信装置は、前記ACK又はNACKから前回送信された信号が受信できたか否かを判定し、該判定に基づいて受信できなかった信号を再び送信する信号として割り当て、該受信できた信号に代えて新たな送信信号として割り当てることを特徴とする。
【００１４】
（６）また、本発明は、上記発明において、前記送信装置は、前記受信できなかった信号を再び送信する信号として割り当てる際に、前記前回送信した周波数帯域と異なる周波数帯域に割り当てることを特長とする。
【００１６】
（７）また、本発明は、上記発明において、前記受信装置は、前記誤り訂正復号処理を中断した時点で、干渉除去をしきれずに残存した残存受信信号を、前記再び送信された信号の周波数帯に周波数変換して、前記再び送信された信号を受信した再送受信信号と合成することを特長とする。
【００１７】
（８）また、本発明は、３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返し、該信号に誤りを検出しいずれの重畳信号も復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う受信装置と通信する送信装置であって、前記周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信し、前記再び送信する際に前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てることによって、前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行うように構成されている前記受信装置に受信させるように送信することを特徴とする送信装置である。
【００１９】
（９）また、本発明は、送信装置と受信装置とを具備し、３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返す重畳伝送方式を用いて通信する無線通信方法であって、前記送信装置が、周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信する過程と、前記再び送信する過程において、前記送信装置が、前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てて送信する過程と、前記受信装置が、受信した前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う過程と、を含むことを特徴とする無線通信方法である。
【００２０】
（１０）また、本発明は、送信装置と受信装置とに具備されるコンピュータが、３つ以上の信号を含む重畳信号において、前記信号の周波数帯域を周波数領域において重畳した信号に対して、干渉波の影響を減じる干渉抑圧処理を行う復調復号処理の結果を元に生成されたレプリカ信号を減算する干渉除去処理を行う逐次復調・復号処理手順を繰り返す重畳伝送方式を用いて無線通信を行うためのプログラムであって、前記送信装置のコンピュータが、前記周波数領域において隣接する前記信号の周波数帯域に周波数領域の一端又は両端を重畳し誤り訂正符号を適用して送信した信号に対する再送要求に応じて、該送信した信号を送信した周波数帯と異なる周波数帯に割り当てて再び送信する処理手順と、前記再び送信する処理手順において、前記送信装置のコンピュータが、前記隣接する複数の信号を含み、前記隣接した信号の周波数帯域の少なくとも一端を重畳させた重畳信号を再び送信する場合、該隣接した信号の重畳信号の周波数配置において相対的な配置関係を保持したまま、前記異なる周波数帯域に割り当てて送信する処理手順と、前記受信装置のコンピュータが、受信した前記干渉波の強度に依存させることなく、前記信号が重畳した重畳帯域の信号強度を前記信号が重畳していない非重畳帯域の信号強度より低減させる前記干渉抑圧処理により干渉波の影響を減じた後に、前記影響を減じた後の前記信号に誤りを検出しいずれの信号も前記重畳信号から復調復号できなくなった時点で復号処理を中断し、又その時点の干渉除去後信号を保持するとともに、復号できなかった信号のみ再送要求を出し、次回再送された信号と前記保持信号とを合成してから復調復号を行う処理手順とを実行することを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、複数の信号を伝送する無線通信システムにおいて、時間および周波数ダイバーシチ利得を獲得できるとともに再送効率および再送成功確率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】重畳伝送を示す図である。
【図２】本実施形態の無線通信システムの受信装置における信号受信処理の概要を示す図である。
【図３】ＦＥＣ尤度マスクによる復調復号を示す図である。
【図４】本実施形態の無線通信システムの送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本実施形態の無線通信システムの送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本実施形態の無線通信システムの受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】周波数チャネルが異なる２つの無線通信システムにおける干渉を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１は、重畳伝送について説明する図である。図１（ａ）に示すように、複数の信号を伝送する場合、従来のスペクトル配置では、それら各信号が伝送に使用する周波数帯域間にガードバンドを設けていた。一方、図１（ｂ）に示すように重畳伝送では、隣り合うスペクトルの一部の周波数帯域を部分的にオーバーラップ（重畳）させて送信する。このように、複数の信号によって部分的に周波数資源を共有するため、従来のスペクトル配置を用いた場合に複数の信号を送信するために必要であった帯域ｆａｌｌよりも、重畳伝送を用いた場合に複数の信号を送信するために必要な帯域ｆ’ａｌｌのほうが小さくなり、周波数利用効率を向上させることが可能となる。なお、１信号のデータ送信に使用する周波数帯域ａに対する干渉帯域ｂの割合を重畳率（＝ｂ／ａ）という。また、複数の信号が重畳する周波数帯域を、以下、重畳帯域という。
【００２５】
図２は、第１実施形態の無線通信システムの受信装置における信号受信処理の概要を示す図である。本実施形態の無線通信システムは、１つの送信装置と、少なくとも１つの受信装置とを具備している。
本実施形態の受信装置は、送信装置から複数の信号Ｒ１〜Ｒｎ（ｎは２以上の自然数）が重畳された重畳信号を受信する。ここでは、受信装置が受信した重畳信号には、５つの信号Ｒ１〜Ｒ５それぞれが部分的にオーバーラップされているものとし、使用する周波数帯域の中心周波数が低い信号から順に信号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とする。これらの信号Ｒ１〜Ｒ５は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）などのマルチキャリア信号であり、誤り符号訂正としてＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）符号を用いている。本実施形態では、重畳されている信号が、マルチキャリア信号である場合について説明する。
【００２６】
以下、信号Ｒｉ（１≦ｉ≦ｎ、ｉは自然数）が使用する周波数帯域をｆｉと記載する。
また、重畳信号に重畳されている信号のうち、最も中心周波数が低い信号、又は、最も中心周波数が高い信号に使用されている周波数帯域を外側帯と記載する。例えば、図２に示す処理対象信号Ａ１の場合、信号Ｒ１、Ｒ５の周波数帯域ｆ１、ｆ５が外側帯である。外側帯の信号は、周波数帯域の一端が他の１つの信号とのみ周波数帯域が重畳されている。一方、外側帯以外の信号は、周波数帯域の両端が隣接する信号と周波数帯域が重畳されている。
【００２７】
同図に示すように、本実施形態の受信装置は、まず、受信した重畳信号である処理対象信号Ａ１から、ＦＥＣ尤度マスク及びＦＥＣ復号により、外側帯の信号である信号Ｒ１、Ｒ５を復調復号する。受信装置は、復調復号により得られた信号Ｒ１、Ｒ５のビットストリームから信号Ｒ１、Ｒ５のレプリカ信号Ｒ１’、Ｒ５’を生成し、この生成したレプリカ信号Ｒ１’、Ｒ５’を処理対象信号Ａ１から除去する。この結果、信号Ｒ２〜Ｒ４を重畳した処理対象信号Ａ２が生成される。
【００２８】
続いて、受信装置は、ＦＥＣ尤度マスク及びＦＥＣ復号により、処理対象信号Ａ２から外側帯の信号である信号Ｒ２、Ｒ４を復調復号し、復調復号により得られた信号Ｒ２、Ｒ４のビットストリームから信号Ｒ２、Ｒ４のレプリカ信号Ｒ２’、Ｒ４’を生成して処理対象信号Ａ２から除去を試みる。
ここで、信号Ｒ２の復調復号が行えない状態に、受信した信号が劣化していた場合を示す。
信号Ｒ４のレプリカ信号Ｒ４’は、正常に生成され、この生成したレプリカ信号Ｒ４’を処理対象信号Ａ２から除去する。しかし、信号Ｒ２のレプリカ信号Ｒ２’は正常に生成されず、この生成したレプリカ信号Ｒ２’を処理対象信号Ａ２から除去することができずに終了する。つまり、処理対象信号Ａ２からレプリカ信号Ｒ２’を除去することができず、処理対象信号Ａ２から信号Ｒ２、Ｒ４のレプリカ信号Ｒ２’、Ｒ４’を除去する処理を完了できないことから、次の処理に予定される信号Ｒ３のみからなる処理対象信号Ａ３の生成に失敗する。
そのため、受信装置は、信号Ｒ２、Ｒ３を受信できず、送信装置に信号Ｒ２、Ｒ３の再送を要求する。
【００２９】
再送要求を受信した送信装置では、前回送信した信号Ｒ１からＲ５の周波数と異なる周波数に、再送要求があった信号Ｒ２、Ｒ３を優先的に配置する。再送要求があった信号Ｒ２、Ｒ３の再送信号を再送信号Ｒ２ｒ、Ｒ３ｒとして示す。このように、異なる周波数に配置して再送することにより周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。
送信装置は、優先的に割り当てられた再送信号Ｒ２ｒとＲ３ｒ以外の周波数には、次に送信する信号Ｒ１ａ、Ｒ４ａ、Ｒ５ａを順に配置して、それらを重畳させた信号を送信する。
【００３０】
受信装置は、送信装置から再送信号Ｒ２ｒ、Ｒ３ｒを含んだ信号を受信して、前回の受信処理と同じ手順により、外側帯の信号である信号Ｒ１ａ、再送信号Ｒ３ｒを復調復号する。受信装置は、復調復号により得られた信号Ｒ１ａ、再送信号Ｒ３ｒのビットストリームから信号Ｒ１ａ、再送信号Ｒ３ｒのレプリカ信号Ｒ１ａ’、 レプリカ再送信号Ｒ３ｒ’を生成し、この生成したレプリカ信号Ｒ１ａ’、 レプリカ再送信号Ｒ３ｒ’を処理対象信号Ａ１ａから除去する。この結果、信号Ｒ２ａ、Ｒ３ａ、再送信号Ｒ２ｒを重畳した処理対象信号Ａ２ａが生成される。
また受信装置では、処理対象信号Ａ２ａに対しても処理を続け、残りの信号Ｒ２ａ、Ｒ３ａ、再送信号Ｒ２ｒに対しての受信処理を行う。
【００３１】
つまり、受信装置は、ｉ＝１、２、…について、信号Ｒｉ〜信号Ｒ（ｎ−ｉ＋１）が重畳された処理対象信号ＡｉからＦＥＣ尤度マスク及びＦＥＣ復号によりを用いて信号Ｒｉ、Ｒ（ｎ−ｉ＋１）の復調復号を行ない、得られたビットストリームから信号Ｒｉ、Ｒ（ｎ−ｉ＋１）のレプリカ信号Ｒｉ’、Ｒ（ｎ−ｉ＋１）’を生成し、処理対象信号Ａｉからレプリカ信号Ｒｉ’、Ｒ（ｎ−ｉ＋１）’を除去して処理対象信号Ａ（ｉ＋１）を生成することを繰り返す。ｎが偶数の場合は、ｉ＝ｎ／２まで繰り返す。一方、ｎが奇数の場合は、ｉ＝（ｎ−１）／２まで繰り返し、最後に得られた処理対象信号Ａ（（ｎ＋１）／２）は、信号Ｒ（（ｎ＋１）／２）のみを含むため、通常の復調復号を行なう。
【００３２】
また、受信装置は、上記の復調復号処理の途中で、信号Ｒｋと信号Ｒ（ｎ−ｉ＋１）のレプリカ信号Ｒｉ’又はレプリカ信号Ｒ（ｎ−ｉ＋１）’を除去する処理を正常に終了できなかった場合には、送信装置に再送要求を行う。受信装置が、送信装置に再送要求を通知する対象の信号は、レプリカ信号を除去できなかった信号Ｒｉ又は信号Ｒ（ｎ−ｉ＋１）、及び、信号Ｒ（ｉ＋１）〜信号Ｒ（ｎ−ｉ）である。例えば、レプリカ信号Ｒ（ｎ−ｉ＋１）’を除去する処理が正常に行われた場合では、再送要求が行われる信号は、信号Ｒｉ〜信号Ｒ（ｎ−ｉ）となる。
なお、信号Ｒｉ、Ｒ（ｎ−ｉ＋１）の復調復号において、復調復号を正常に行えた信号に対しては、再送対象から削除することとしても良い。
【００３３】
再送要求を受信した送信装置は、再送要求によって通知された信号の周波数を前回送付した周波数と異なる周波数に変換して、新たな周波数に割り付ける。また、送信装置は、再送要求のなかった信号には、次に送付する信号を割り付けて再送信号と共に送信する。
以上に示した処理の手順を繰り返し行うことにより、復調復号処理の途中で、レプリカ信号を除去する処理を正常に終了できなかった場合であっても、当該信号を含んで送信装置から再送されるので受信処理を続けることができる。
【００３４】
また、送信装置では、再送要求があった信号を配置する際には、以下の条件にしたがって周波数を再配置する。図に示される再送信号Ｒ２ｒ、Ｒ３ｒを例示して説明する。
再送要求があった再送信号Ｒ２ｒ、Ｒ３ｒを最も外側の周波数帯域である最外側帯から順に優先的に配置する。すなわち、再送信号Ｒ３ｒを最外側帯である周波数帯域ｆ５に配置する。このように、最外側帯から順に優先的に配置することで、再送信号が再び誤って伝搬されることにより逐次復調復号の契機を逸するのを防ぐことができる。つまり、重畳率が低くく信号再生が容易な最外側帯に、受信できなかった信号を配置して送信できるため、再送時に再び受信できなくなる確立を低減させることができる。
【００３５】
また、送信装置では、再送要求があった再送信号Ｒ２ｒ、Ｒ３ｒを配置する際には、信号の並び順および重畳関係は、先の送信時の関係を維持して配置する。受信装置では、再送要求を出した時点の干渉除去後信号をあらかじめ保持しておく。受信装置では、保持しておいた干渉除去後信号（信号Ｒ２と信号Ｒ３が重畳された状態の信号）と、再送された信号（再送信号Ｒ２ｒと再送信号Ｒ３ｒ）の帯域を合わせるために、アップコンバートもしくはダウンコンバートしてから両信号を合成する。そして、受信装置は、合成された信号から、復調復号を開始することとしてもよい。
【００３６】
送信装置は、前回受信に失敗した帯域には、前回用いた信号よりも干渉耐力の高い信号を新たに割り当てることとしてもよい。例えば、干渉耐力の判定は、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベルを用いて行うことができ、低いＭＣＳレベルの信号を干渉耐力の高い信号として選択することができる。ＭＣＳレベルは、一般に変調方式（PSK/QAM等）や誤り訂正符号の符号化率で規定される伝送レートに対応して定められる指標である。さらに、干渉耐力は、誤り訂正符号化方式にも依存する。
【００３７】
処理対象信号に重畳された信号が無くなると、ＦＥＣ尤度マスクを行なわずに、通常のＦＥＣ復号のみを行なって信号の復調及び復号を行なう。
【００３８】
図３は、ＦＥＣ尤度マスクによる復調復号を説明する図である。
同図においては、復調復号対象の信号Ｒｉの一部が他の信号Ｒ（ｉ＋１）と重畳されている場合を示しており、信号Ｒ（ｉ＋１）は更に他の信号と重畳されうる。受信装置は、送信装置において信号Ｒｉに用いられた符号化方法に応じて復調を行うが、ここでは、軟判定正負多値の符号化方法である場合を例に説明する。この軟判定正負多値の符号化方法における復号処理では、受信信号の復調値が正負の多値出力であり、絶対値の大きさを信頼度（尤もらしさを表す値、尤度）として負の値を値「＋１」、正の値を値「−１」と判定する復号処理を行う。
【００３９】
図３（ａ）は、受信装置が、信号Ｒｉの使用する周波数帯域ｆｉについて重畳信号の復調を行った結果の例を示す図であり、復調により、周波数帯域ｆｉに含まれる各サブキャリアの正負多値出力の復調値が得られたことを示す。同図において、最も「−１」であることへの信頼度が高いのは、最大の正値「＋２７．０２」のサブキャリアである。一方、最も「＋１」であることへの信頼度が高いのは、最小の負値「−２６．３４」のサブキャリアである。なお、「＋１」と「−１」とのいずれであるか、最もあいまいである（信頼度が低い）のは、絶対値が最も小さい値、すなわち、復調値が０のサブキャリアである。
【００４０】
図３（ｂ）は、周波数帯域ｆｉに用いられる重み係数を示す図である。重み係数は、周波数帯域ｆｉに含まれる各サブキャリアに対応し、非重畳帯域のサブキャリアについては復調値をそのまま使用し、重畳帯域のサブキャリアについては復調値を０にする、あるいは、０に近づけるための係数である。つまり、非重畳帯域の各サブキャリアの重み係数は「１」、重畳帯域の各サブキャリアの重み係数は「ｋ」（０≦ｋ＜１）である。同図においては、重畳帯域のサブキャリアの復調値を０にする例を示している。
【００４１】
図３（ｃ）は、重み付け係数と、正負多値復調値とをサブキャリアごとに重み付け演算した結果得られた尤度データ列を示す図である。これは、図３（ａ）に示す正負多値復調値と、図３（ｂ）に示す重み係数とを対応するサブキャリアごとに乗算して得られる。つまり、非重畳帯域のサブキャリアについては、復調値と重み係数「１」とを乗算した値、重畳帯域のサブキャリアについては、復調値と重み係数「ｋ」（０≦ｋ＜１）とを乗算した値として重み付け演算後の尤度データ列を得る。例えば、同図においては、重畳帯域のサブキャリアであるサブキャリアＳＣ１について、復調値「−２５．３２」と重み係数「０」とを乗算し、その乗算結果「０」を重み付け演算後の復調値として得ている。重畳帯域の他のサブキャリアも同様に、重み付け演算後の復調値は「０」である。従って、図３（ｃ）に示すように、重畳帯域のサブキャリアに対応する重み付け演算後の尤度データの値は信頼度が最も低い値「０」となり、非重畳帯域のサブキャリアの復調値は変化しない。
このように、重畳帯域のサブキャリアの復調値を「０」、又は、「０に近い値」に変換させる重み付け演算処理を行うことにより、重畳帯域のサブキャリアの復調値の信頼度を低減させることが可能になる。
【００４２】
受信装置は、重み付け演算により得られた尤度データ列に基づき、ＦＥＣ復号処理を行う。このＦＥＣ復号は、信号Ｒｉを送信した送信装置において適用されたＦＥＣ符号化方法に対応する。適用が可能な誤り訂正用のＦＥＣ符号化方法としては、例えば、畳み込み符号（Convolutional coding）や、繰り返し復号とターボ符号とを組み合わせた方法などに応じた方法がある。
上記のように、受信装置が、サブキャリアごとの受信信号の信頼度に応じて復調値に重み付け演算を行い、信頼度の低い重畳帯域のサブキャリアをマスクし、信頼度の高いサブキャリアの復調値を用いて受信信号を復号することにより、受信誤り訂正能力を向上させることが可能になる。
【００４３】
なお、上記においては軟判定正負多値を例に説明したが、正数多値出力を用いてもよい。軟判定出力型においては、正数多値出力の復調値が０に近いほどビット値を「−１」として復号し、復調値が最大値に近いほどビット値を「１」として復号する。従って、重み係数として、重畳帯域のサブキャリアの復調値を、出力候補値の中央値（例えば、出力候補値が０〜７であれば、その中央値の３又は４）に置換する重み係数を用いることができる。
また、硬判定出力型を用いてもよい。例えば、硬判定出力型が「−１」と「＋１」との二値出力型の場合、重畳帯域のサブキャリアの復調値を「０」に置換する重み係数を用いることができる。
【００４４】
図４は、第１実施形態の無線通信システムの送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
この図に示される送信装置１００は、帯域分割器１１０と、ｎ個の送信信号生成部１２０−１〜１２０−ｎと、再送バッファ１３０−１〜ｎ、切替部１４０−１〜ｎ、重み演算器１５０−１〜ｎ、周波数変換器１６０−１〜ｎ、合成器１７０、無線リソース制御装置１８０とを備える。ｎは、３以上の自然数が適用可能であり、本実施形態の図並びに以下の説明において具体的な数値を示す場合には、そのｎの値を５とした形態を例示して示す。
帯域分割器（Ｓ／Ｐ変換器）１１０は、例えば、シリアル・パラレル変換器を備えて構成される。Ｓ／Ｐ変換器１１０は、入力される入力ビットストリームをシリアル・パラレル変換してｎ個のビットストリームに分割し、分割したビットストリームを送信信号生成部１２０−１〜１２０−ｎそれぞれに出力する。Ｓ／Ｐ変換器１１０は、再送する信号を送出する周波数帯域には、その回に送信する新たな信号を割り当てず、その他の周波数帯域にだけ出力する。
【００４５】
送信信号生成部１２０−１は、符号化器１２１−１と、変調器１２２−１を備えて構成される。送信信号生成部１２０−２〜１２０−ｎのそれぞれは、送信信号生成部１２０−１と同様に、符号化器１２１−２〜１２１−ｎと、変調器１２２−２〜１２２−ｎとを備え構成される。
符号化器１２１−１〜１２１−ｎは同じ構成を有し、変調器１２２−１〜１２２−ｎは同じ構成を有している。以下、符号化器１２１−１と、変調器１２２−１とについて説明し、他の符号化器１２１−２〜１２１−ｎ、変調器１２２−２〜１２２−ｎについての説明を省略する。
【００４６】
符号化器１２１−１は、Ｓ／Ｐ変換器１１０から入力されたビットストリームに対して予め定められた誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化したビットストリームを変調器１２２−１に出力する。変調器１２２−１は、予め定められた変調方式、例えば、ＢＰＳＫ（Binary phase-shift keying；２位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature amplitude modulation；１６値直交振幅変調）で、符号化器１２１−１から入力された誤り訂正符号化されたビットストリームを用いてサブキャリアを変調する。
【００４７】
再送バッファ１３０−１は、変調器１２２−１によって変調された信号を送信した際に、その信号を保持する。再送バッファ１３０−１は、次に入力された変調器１２２−１によって変調された信号を送信するまで、送信した信号を保持する。
再送バッファ１３０−１〜ｎは同じ構成を有し有している。以下、再送バッファ１３０−１について説明し、他の再送バッファ１３０−２〜再送バッファ１３０−ｎについての説明を省略する。
【００４８】
切替部１４０−１は、変調器１２２−１によって変調された信号と、再送バッファ１３０−１に保持された信号のいずれかの信号を、無線リソース制御装置１８０からの制御に応じて選択し、送信信号とする。切替部１４０−１は、初回の送信時には、変調器１２２−１によって変調された信号を選択し、再送時には再送バッファ１３０−１に保持された信号を選択する。
切替部１４０−１〜ｎは同じ構成を有している。以下、切替部１４０−１について説明し、他の切替部１４０−２〜切替部１４０−ｎについての説明を省略する。
【００４９】
重み演算器１５０−１は、切替部１４０−１によって選択された信号に無線リソース制御装置１８０からの制御に応じて送信電力の制御を行う。重み演算器１５０−１では、設定される重み係数に応じた増幅率によって入力される信号の増幅を行う。
重み演算器１５０−１〜ｎは同じ構成を有している。以下、重み演算器１５０−１について説明し、他の重み演算器１５０−２〜重み演算器１５０−ｎについての説明を省略する。
【００５０】
周波数変換器１６０−１は、変調器１２２−１が変調して生成した信号を無線リソース制御装置１８０からの制御に応じて、予め定められた搬送波周波数の周波数帯域にアップコンバートした信号Ｒ１を出力する。なお、周波数変換器１６０−１〜１６０−ｎそれぞれの搬送波周波数は、図２に示したように、周波数軸上において隣り合う信号と端が重なり合う（重畳）するように選択される。この重畳する幅は、伝送品質や、入力ビットストリームに対して要求される通信品質（Quality of Service；ＱｏＳ）に応じて定められる。
周波数変換器１６０−１〜ｎは同じ構成を有している。以下、周波数変換器１６０−１について説明し、他の周波数変換器１６０−２〜周波数変換器１６０−ｎについての説明を省略する。
合成器１７０は、周波数変換器１６０−１〜１６０−ｎのそれぞれがアップコンバートする信号Ｒ１〜Ｒｎ（送信信号）を合成し、合成して得られた送信信号をアンテナに出力して送信する。
無線リソース制御装置１８０は、送信装置１００を構成する各部の制御を行う。例えば、無線リソース制御装置１８０は、送信信号生成部１２０−１に対して変調方式・符号化方式の割り当てを制御する。無線リソース制御装置１８０は、切替器１４０−１において送信回数に応じて送信する信号を選択させる。無線リソース制御装置１８０は、重み係数器１５０−１に対して送信電力を制御して、周波数変換器１６０−１において予め定められた搬送波周波数の周波数帯域へのアップコンバートに際し、搬送波周波数を選択する。
また、無線リソース制御装置１８０は、受信装置５００（図６）から再送要求信号として供給される情報に基づいて判定処理を行う。受信装置５００から供給される情報には、受信装置５００によって推定された伝送路推定情報、受信装置５００が受信した信号の受信応答情報などが含まれる。
無線リソース制御装置１８０は、その再送要求信号に応じて、送信信号生成部１２０−１、切替器１４０−１及び重み係数器１５０−１を制御して、受信装置５００が受信できなかった信号の再送を行わせる。
【００５１】
また、この図に示される送信装置１００は、再送信号を含まず、全ての信号を初回の送信とするように切替部１４０−１〜ｎが設定された状態を示す。
送信信号生成部１２０−１〜ｎによって生成された全ての信号は、設定された重み係数に応じて重み演算器１５０−１〜ｎによってそれぞれ増幅され、周波数変換器１６０−１〜ｎによってそれぞれ周波数変換され、合成器１７０によって合成されて送信される。また、送信信号生成部１２０−１〜ｎによって生成された全ての信号は、その送信とともに再送バッファ１３０−１〜ｎにそれぞれ記録され保持される。
【００５２】
図５は、第１実施形態の無線通信システムの送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
この図に示される送信装置１００ａは、図４の送信装置１００と同じ構成を備え、再送要求に応じた再送を行う形態を示す。
つまり、図２に示した再送処理の説明のように、受信機５００（図６）が初回に送信された信号Ｒ２と信号Ｒ３を受信できずに、再送要求が通知された場合の送信装置の動作状態を示す。
【００５３】
無線リソース制御装置１８０は、受信機５００から送信されるACK信号の未検出、又はNACK信号の検出を判定条件として、前回の送信時に送信した信号に誤りが生じたか否かを判定する。その判定の結果、無線リソース制御装置１８０は、前回の送信時に送信した信号Ｒ２及び信号Ｒ３の誤りを検出した場合を示す。
無線リソース制御装置１８０は、再送バッファに保持していた信号Ｒ２と信号Ｒ３を、周波数軸上の相対的な位置関係を保ったまま、別の周波数帯に割当てなおして送信する。
このとき信号Ｒ２、Ｒ３の送信電力を、同時に送信する他の信号に対し、或いは、前回送信したときの電力に比べ増大させても良い。
一方、前回の送信において、信号Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５は、正常に通信が行われ、受信機５００において正しく受信されているため、送信機１００ａは、上記の信号Ｒ２と信号Ｒ３の再送に合わせて、別の信号Ｒ１ａ、Ｒ４ａ、Ｒ５ａを送信する。このとき、無線リソース制御装置１８０は、信号Ｒ２ｒ、Ｒ３ｒの送信周波数帯の変更に伴い、別の信号Ｒ１ａ、Ｒ４ａ、Ｒ５ａの送信周波数帯を変更する。また、無線リソース制御装置１８０は、割当てられた周波数帯を示す割当て周波数帯情報を制御情報として、受信装置５００に送信する。
【００５４】
図６は、第１実施形態の無線通信システムの受信装置５００の構成を示す概略ブロック図である。
同図において、受信装置５００は、再送・復号回数カウンタ５１０、スイッチ５１１、５１５、５１６、再送合成バッファ５１２、周波数変換器５１３、合成器５１４、再送要求生成器５１９、減算器５２０、遅延器５２５、処理帯域決定器５３０、ローカル信号発生器５３５、ミキサ５４０、バンドパスフィルタ５４５、伝送路推定器５５０、復調器５５５、重み係数生成器５６０、第１重み演算器５６５、復号器５７０、データバッファ５７５、レプリカ生成器５８０、データ抽出・並替器５９０及び誤り判定器５９５を備えて構成される。
【００５５】
再送・復号回数カウンタ５１０は、送信装置１００から新たな重畳信号を受信してから復号を行った回数をカウントし、そのカウントした値を記憶する。
スイッチ５１１は、再送・復号回数カウンタ５１０の値にしたがって、受信した受信信号の供給先をスイッチ５１５、５１６を介して減算器５２０に供給するか、合成器５１４を介して減算器５２０に供給するかを選択する。受信した信号は、初回に信号を受信する場合には、受信した受信信号の供給先をスイッチ５１５、５１６を介して減算器５２０に供給され、再送時に信号を受信する場合には、合成器５１４を介して減算器５２０に供給される。
【００５６】
スイッチ５１５は、再送・復号回数カウンタ５１０の値にしたがって、減算器５２０の接続元を受信信号側、あるいは、遅延器５２５側に切り替える。具体的には、スイッチ５１５は、復号回数が初期値である場合、受信信号を選択して出力し、初期値よりも大きい場合、遅延器５２５から出力される信号を選択して出力する。
【００５７】
スイッチ５１６は、再送・復号回数カウンタ５１０の値に従って、減算器５２０に供給する信号を、スイッチ５１１を介して供給される受信信号側又は繰り返し復調復号された信号側とするか、或いは、合成器５１４側とするかを選択する。
具体的には、スイッチ５１６において、再送・復号回数カウンタ５１０の値にしたがって前者の受信信号側を選択する場合は、再送された信号を始めて復調復号する回数を復号回数が示す場合であり、又、後者の繰り返し復調復号された信号側を選択する場合は、再送された信号を始めて復調復号する回数以外の復号回数を示す場合である。
つまり、スイッチ５１６は、スイッチ５１１及びスイッチ５１５の設定と連携して切り替えられ、初回送信の場合と、始めて再送信された場合には、受信した受信信号に基づいた信号に切替られ、初回送信の場合又は始めて再送信された場合以外では、遅延器５２５からの信号に切り替えられる。
【００５８】
再送合成バッファ５１２は、初回に受信した信号、又は、繰り返し復調復号された信号のいずれかの信号を保持する。再送合成バッファ５１２に保持される信号は、繰り返し復調復号されるにしたがって、復調復号が行われていない信号を含んだ残存信号が保持される。再送合成バッファ５１２は、再送信時に受信した信号に対して合成処理を行う信号として、保持する信号を出力する。
【００５９】
周波数変換器５１３は、送信装置１００（１００ａ）から送信された制御情報に基づいて、再送信された信号が割り付けられた周波数帯域の情報に基づいて、対応する再生合成バッファに保持された信号の周波数帯域を変換する。
【００６０】
合成器５１４は、送信装置１００（１００ａ）から送信された制御情報に基づいて、周波数変換された再生合成バッファに保持された信号と再送された信号を合成する。
合成器５１４は、相互の信号の周波数が同じ周波数帯域に配置され、相互の信号電力を調整して合成する。例えば、適用可能な合成処理には、最大比合成、同相合成、選択合成などの合成方法を適用できる。
【００６１】
再送要求生成器５１９は、誤り判定器５９５によって検出された誤り情報に基づいて、受信して復調復号した信号に誤りが発生していることを検出し、送信装置１００に対して、誤りが発生したことを検出した信号の再送要求を送信する。
例えば、再送要求は、正常に受信した信号のACK信号の送信を取りやめるか、又は、正常に受信できなかった信号のNACK信号を送出するかのいずれかを選択することができる。
再送要求生成器５１９は、あらかじめ定められた通知方法を用いて、送信装置１００に再送要求を通知する。
また、再送要求生成器５１９は、送信装置１００に要求した再送要求の回数に応じて再送・復号回数カウンタ５１０に保持される再送回数情報を更新させる。
【００６２】
減算器５２０は、受信した重畳信号、あるいは、遅延器５２５に記憶されている処理対象信号から、レプリカ生成器５８０により生成されたレプリカ信号を除去して新たな処理対象信号を生成する。但し、新たな重畳信号を受信した最初の処理の場合、レプリカ信号が生成されていないため、レプリカ信号の初期値は０である。遅延器５２５は、減算器５２０から出力された処理対象信号を記憶し、時間的遅延を付加する。
【００６３】
処理帯域決定器５３０は、再送・復号回数カウンタ５１０の値に基づいて復調復号対象信号の周波数帯域幅と中心周波数を決定し、決定した中心周波数のローカル信号の生成をローカル信号発生器５３５に指示するとともに、決定した中心周波数及び周波数帯域幅をバンドパスフィルタ５４５に出力し、復調復号対象の周波数成分以外を除去するよう指示する。また、処理帯域決定器５３０は、復号回数と周波数帯域の対応付けをデータ抽出・並替器５９０に出力する。
【００６４】
ローカル信号発生器５３５は、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数のローカル信号を発生させる。ミキサ５４０は、減算器５２０から出力された処理対象信号を、ローカル信号発生器５３５により発生させたローカル信号によりダウンコンバートする。バンドパスフィルタ５４５は、ミキサ５４０によりダウンコンバートされた処理対象信号から、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数及び周波数帯域幅の周波数成分以外を除去し、復調復号対象の周波数帯域の信号のみを抽出する。伝送路推定器５５０は、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象の信号に含まれるパイロット信号などから伝送路特性を推定する。復調器５５５は、伝送路推定器５５０により推定された伝送路特性を用いて、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象信号を復調して尤度を算出する。
【００６５】
重み係数生成器５６０は、再送・復号回数カウンタ５１０の値に基づいた復調復号対象の周波数帯域について、復調器５５５による復調で得られた尤度を、非重畳帯域についてはそのまま使用し、重畳帯域については信頼度を低下させるような重み係数を生成する。第１重み演算器５６５は、復調器５５５による復調で得られた尤度に、重み係数生成器５６０により生成された重み係数を乗算した結果、つまり、尤度マスクされた尤度データ列を復号器５７０に出力する。復号器５７０は、第１重み演算器５６５により尤度マスクされた尤度データ列に基づき、誤り訂正処理及び復号処理を行い、ビットストリームを得る。
【００６６】
データバッファ５７５は、復号器５７０により復号されたビットストリームを記憶する。データ抽出・並替器５９０は、処理帯域決定器５３０から受信した復号回数と周波数帯域との対応付けを示す情報に基づいて、データバッファ５７５に記憶されているビットストリームから所望信号のビットストリームを抽出するか、あるいは、データバッファ５７５に記憶されているビットストリームの順序を並べ替えて正しいビットストリームを生成し、出力する。
【００６７】
レプリカ生成器５８０は、再符号化器５８２、再変調器５８４、及び、第２重み演算器５８６からなり、復号器５７０により得られたビットストリームからレプリカ信号を生成する。
再符号化器５８２は、復号器５７０により復号されたビットストリームに、当該ビットストリームを送信した送信装置１００において用いられた符号化と同様の符号化を行う。すなわち、再符号化器５８２は、符号化器１２１−１〜１２１−ｎ（図４）と同じ符号化を行う。再変調器５８４は、再符号化器５８２が符号化した信号に、送信装置１００において変調器１２２−１〜１２２−ｎ（図４）が行った変調と同様の変調を行う。第２重み演算器５８６は、伝送路推定器５５０により推定された伝送路特性の推定値を再変調器５８４が変調した信号に乗算し、送信装置１００が送信した信号を自受信装置において受信したときの推定信号であるレプリカ信号を生成する。
【００６８】
続いて、本実施形態の受信装置５００の動作について説明する。
ここでは、受信装置５００は、信号Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｎが重畳された重畳信号を受信し、信号Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｎの順に復調復号を行うものとする。また、受信装置５００は、送信装置１００からビットストリームを受信する前に、希望波がないタイミングや、希望波がないサブキャリアの周波数帯域において、信号Ｒ１〜Ｒｎの使用周波数帯域ｆ１〜ｆｎ、中心周波数、重畳帯域などを予め測定、検出しているものとする。すなわち、受信装置５００は、送信装置１００の周波数変換器１６０−１〜１６０−ｎそれぞれの使用周波数帯域ｆ１〜ｆｎ、搬送波の中心周波数、及び隣り合う信号との重畳帯域などを重畳伝送による伝送を行う前に予め測定、検出しているものとする。
あるいは、これらの情報を送信装置との間で送受信される制御情報から取得してもよく、これらの情報を予め図示しない入力手段により取得したり、記録媒体から読み取ったりしてもよい。
【００６９】
（処理１−１）：受信装置５００は、信号Ｒ１〜Ｒｎが重畳された信号を受信する。
（処理１−２）：スイッチ５１１、５１５、５１６は、再送・復号回数カウンタ５１０の値が初期値であるため、減算器５２０の接続元を受信信号側に切り替える。ここでは、初期値を「１」とする。
【００７０】
（処理１−３）：減算器５２０は、受信した重畳信号からレプリカ信号を除去して処理対象信号Ａ１を生成する。但し、重畳信号を受信してから最初の処理のため、レプリカ信号は０であり、受信した重畳信号がそのまま処理対象信号Ａ１となる。処理対象信号Ａ１は遅延器５２５に記憶されるとともに、ミキサ５４０に出力される。
【００７１】
（処理１−４）：処理帯域決定器５３０は、復号回数と、復調復号対象信号の周波数帯域との対応付けを予め記憶しており、再送・復号回数カウンタ５１０の値「１」に基づいて、復調復号対象が信号Ｒ１の周波数帯域ｆ１であることを判断すると、周波数帯域ｆ１の中心周波数とその周波数帯域幅を得る。処理帯域決定器５３０は、ローカル信号発生器５３５に周波数帯域ｆ１の中心周波数のローカル信号の生成を指示するともに、バンドパスフィルタ５４５に周波数帯域ｆ１の中心周波数及び周波数帯域幅の周波数成分以外を除去するよう指示する。
【００７２】
（処理１−５）：ローカル信号発生器５３５は、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数のローカル信号を発生させ、ミキサ５４０は、処理対象信号Ａ１を、ローカル信号発生器５３５が発生させたローカル信号によりダウンコンバートする。
（処理１−６）：バンドパスフィルタ５４５は、ミキサ５４０によりダウンコンバートされた処理対象信号Ａ１から、処理帯域決定器５３０により指示された中心周波数及び周波数帯域幅の周波数成分以外を除去して周波数帯域ｆ１の信号を抽出すると、抽出した信号を復調復号対象の信号として出力する。
【００７３】
（処理１−７）：伝送路推定器５５０は、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象の信号から伝送路特性を推定する。この伝送路特性の推定は、復調復号対象の信号に含まれるパイロット信号などに基づいて行われる。
（処理１−８）：復調器５５５は、伝送路推定器５５０により推定された伝送路特性を用いて、バンドパスフィルタ５４５により抽出された復調復号対象の信号を復調して尤度（復調値）を算出する。
【００７４】
（処理１−９）：重み係数生成器５６０は、復調復号対象信号の周波数帯域及び重畳帯域を示す重畳帯域情報と、復号回数との対応付けを予め記憶しており、再送・復号回数カウンタ５１０の値「１」に基づいて、信号Ｒ１の周波数帯域ｆ１と、信号Ｒ１及び信号Ｒ２が重畳されている重畳帯域との情報を得ると、周波数帯域ｆ１に含まれる信号Ｒ１のサブキャリアごとの重み係数を生成する。つまり、周波数帯域ｆ１から重畳帯域を除いた非重畳帯域内のサブキャリアについては重み係数を「１」とし、重畳帯域内のサブキャリアについては係数を「ｋ」（０≦ｋ＜１）とした重み係数の列を生成する。
【００７５】
（処理１−１０）：第１重み演算器５６５は、復調器５５５による復調で得られた尤度に、重み係数生成器５６０により生成された重み係数を乗算した結果算出された尤度データ列を復号器５７０に出力する。復号器５７０は、第１重み演算器５６５により尤度マスクされた尤度データ列に基づき誤り訂正復号処理を行い、ビットストリームを得ると、データバッファ５７５に得られたビットストリームを書き込む。例えば、ビットストリームは、復号カウンタ値と対応付けて書き込んでもよく、復号回数に応じた記憶領域に書き込んでもよい。
【００７６】
（処理１−１１）：レプリカ生成器５８０は、復号器５７０により得られたビットストリームからレプリカ信号Ｒ１’を生成する。つまり、再符号化器５８２は、復号器５７０により復号されたビットストリームに、符号化器１２１−１と同様の符号化を行い、再変調器５８４は、再符号化器５８２が符号化した信号に、変調器１２２−１と同様の変調を行う。第２重み演算器５８６は、伝送路推定器５５０により推定された信号Ｒ１の送信装置１００との間の伝送路特性の推定値を、再変調器５８４が変調した信号に乗算してレプリカ信号Ｒ１’を生成する。レプリカ信号Ｒ１’が生成されると、再送・復号回数カウンタ５１０の値に１が加算される。
【００７７】
（処理１−１２）：スイッチ５１５は、再送・復号回数カウンタ５１０の値が２であるため、減算器５２０の接続元を遅延器５２５側に切り替える。減算器５２０は、遅延器５２５に記憶されている処理対象信号Ａ１から、レプリカ生成器５８０により生成されたレプリカ信号Ｒ１’を除去し、処理対象信号Ａ２を生成する。処理対象信号Ａ２は遅延器５２５、再送合成バッファ５１２に記憶されるとともに、ミキサ５４０に出力される。
【００７８】
（処理１−１３）：以降は、カウンタ値「１」をカウンタ値「ｉ」、処理対象信号Ａ１を処理対象信号Ａｉ、処理対象信号Ａ２を処理対象信号Ａ（ｉ＋１）、信号Ｒ１を信号Ｒｉ、信号Ｒ２を信号Ｒ（ｉ＋１）、周波数帯域ｆ１を周波数帯域ｆｉ、レプリカ信号Ｒ１’をレプリカ信号Ｒｉ’と読み替えて、（処理１−４）〜（処理１−１２）の処理を、ｉが２、３、…、（ｎ−１）の場合について行う。
【００７９】
（処理１−１４）：ｉがｎの場合について、（処理１−４）〜（処理１−１０）の処理を行う。なお、（処理１−９）においては、重畳帯域がないため、重み係数生成器５６０は係数が全て１の重み係数を生成することになる。
【００８０】
（処理１−１５）：（処理１−１４）によって、データバッファ５７５に復号されたビットストリームが書き込まれると、データ抽出・並替器５９０は、処理帯域決定器５３０から入力された復号回数と周波数帯域との対応付けを示すデータに基づいて、データバッファ５７５に記憶されているビットストリームの順序を、信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎから得られたビットストリームの順に並べ替えて出力する。上記のように、信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎの順で復調復号を行った場合はビットストリームが得られた順にデータを並べることにより元のデータが得られるが、それ以外の順序、例えば、信号Ｒ１、Ｒｎ、Ｒ２、Ｒ（ｎ−１）、…のような順番で復号を行った場合は入れ替えが必要となる。
【００８１】
（処理１−１６）誤り判定器５９５は、（処理１−１５）によって得られたビットストリームに対しＣＲＣチェックなどによる誤り判定を行う。誤り判定器５９５は、誤りがないと判定した場合は、得られたビットストリームをそのまま出力する。
（処理１−１７）上記に示した処理の結果に誤りが検出された場合について以下に示す。（処理１−１６）における判定の結果、誤り判定器５９５が誤りがあると判定した場合は、再送要求生成器５１９は、誤りがあると判定した信号のみを再送するように送信装置１００に再送要求信号を送信する。再送要求信号の送信は、例えばNACK信号の送信とすることができる。
また、受信装置５００では、データバッファ５７５上に保持される誤ったビットストリームを破棄し、誤りのないビットストリームを保持する。
【００８２】
（処理１−１８）送信装置１００において、無線リソース制御装置１８０は、受信装置５００から送信された再送要求信号を検出すると、前回送信した時に各信号を配置した周波数帯域を示す周波数シフト情報を得て、再送合成バッファ（具体的には、再送合成バッファ１３０−２と１３０−３）に保持されるデータを、周波数変換器（具体的には、周波数変換器１４０−２と１４０−３）にて前回と異なる周波数帯域に周波数変換する。
そして、合成器１７０は、再送信号と、今回新たに送信する信号とを合成する。合成手段には最大比合成、同相合成、選択合成などがある。
【００８３】
（処理１−１９）以降、受信レプリカ信号減算処理（処理１−１９）〜復調復号〜受信レプリカ信号生成処理（処理１−１２）の処理を繰り返し、誤り検出がなくなるまで以上のプロセスを繰り返す。
【００８４】
以上に示した本実施形態の構成を用いた処理を行うことにより、複数の信号を伝送する無線通信システムにおいて、時間および周波数ダイバーシチ利得を獲得できるとともに再送効率および再送成功確率を向上させることができる。
なお、上記の処理手順では、受信レプリカを用いた干渉除去を１つの重畳信号に対して行う形態を例にして示したが、本実施形態における図２に示したように、重畳された信号の周波数帯域における最も低い周波数帯の信号と最も高い周波数帯の信号を同時に処理することも可能であり、順に中心に向かって処理を進めることとしてもよい。
或いは、重畳された信号の周波数帯域における最も低い周波数帯の信号か、最も高い周波数帯の信号かのいずれかから順に干渉除去の処理を進め、干渉除去に失敗した時点で、反対の端から干渉除去の処理を進めることとしてもよい。
また、受信装置５００は、誤り訂正復号処理を中断した時点で、干渉除去をしきれずに残存した残存受信信号を、再び送信された信号の周波数帯に周波数変換して、再び送信された信号を受信した再送受信信号と合成することにより、伝送効率をたかめることができる。
【００８５】
なお、本実施形態で示される送信装置１００、受信装置５００は、ＣＰＵ（（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを用いてプログラムによって各種処理を実行させることも容易である。ＣＰＵまたはＤＳＰは、図示されない記憶部に記憶されたプログラム及びデータを参照し、処理結果に応じて各部の制御を行い、その結果を記憶部や記録媒体に記録し、或いは図示されない表示部に表示させることができる。
【００８６】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
本実施形態に示した、復号復調は、重畳信号の周波数帯域における最外側の周波数帯域から処理することができ、周波数の低い方からと周波数の高い方からとに分けて独立に処理することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、移動可能な無線通信装置、及び固定された無線通信装置のいずれにも用いることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１００、１００ａ…送信装置
１１０…シリアル・パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）
１２０−１、１２０−２、１２０−３、１２０−４、１２０−５…送信信号生成部
１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４、１２１−５…符号化器
１２２−１、１２２−２、１２２−３、１２２−４、１２２−５…変調器
１３０−１、１３０−２、１３０−４、１３０−４、１３０−５…再送バッファ
１４０−１、１４０−２、１４０−４、１４０−４、１４０−５…切替器
１５０−１、１５０−２、１５０−４、１５０−４、１５０−５…重み演算器
１６０−１、１６０−２、１６０−４、１６０−４、１６０−５…周波数変換器
１７０…合成器
１８０…無線リソース制御装置
５００…受信装置
５１０…再送・復号回数カウンタ
５１１、５１５、５１６…スイッチ
５１２…再生合成バッファ
５１３…周波数変換器
５１４…合成器
５１９…歳層要求生成器
５２０…減算器
５２５…遅延器
５３０、５３０ａ、…処理帯域決定器
５３５…ローカル信号発生器
５４０…ミキサ
５４５…バンドパスフィルタ
５５０、５５０ａ…伝送路推定器
５５５、５５５ａ…復調器
５５７…帯域抽出器
５６０…重み係数生成器
５６５…第１重み演算器
５７０…復号器
５７５…データバッファ
５８０…レプリカ生成器
５８２…再符号化器
５８４…再変調器
５８６…第２重み演算器
５９０…データ抽出・並替器
５９５…誤り判定器
【図１】
0005559520.tif 000002
【図２】
0005559520.tif 000003
【図３】
0005559520.tif 000004
【図４】
0005559520.tif 000005
【図５】
0005559520.tif 000006
【図６】
0005559520.tif 000007
【図７】
0005559520.tif 000008