(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信側が、送信側から送信されたデータを復調・復号するステップと、
送信側からのデータに誤りが生じたことを検出した場合、受信側が、情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルの位置情報をシンボル位置情報として送信側にフィードバックするステップと、
送信側が、受信側からフィードバックされたシンボル位置情報及び情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、送信側から送信されたデータの中で対応する信頼性のない情報ビットを取得し、信頼性のない情報ビットを再送するステップと
を含み、
受信側は、前記送信側からのデータを復調・復号し、該データ中の各情報ビットの信頼度を示すメトリックの値を算出し、該メトリックの値に基いて、該データの中で再送する必要がある情報ビットの数を示す所定の再送情報ビット閾値に等しい数の最も信頼性のない情報ビットを取得し、予め格納された変調・符号化マッピングテーブルに基いて、選別した各シンボルに含まれた情報ビット総数が前記再送情報ビット閾値に等しいように、各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別し、選別したシンボルの位置情報を送信側にフィードバックすることを特徴とするハイブリッド自動再送要求方法。
【請求項２】
前記予め格納された変調・符号化マッピングテーブルには、情報ビットのシンボルにおける分布特徴を含み、変調・符号化マッピングテーブルに基いて各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別する原則は、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択した後残りの信頼性のない情報ビットからより信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルから信頼性のない情報ビットが一つしかないシンボルの順番でシンボルを順に選択する原則、最も信頼性のない情報ビットのみが含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルをランダムに選択する原則、これら原則の任意の二つ或いは複数の組み合わせの原則を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動再送要求方法。
【請求項３】
受信側は、最大事後確率に基いて復号して、受信したデータの各情報ビットの対数尤度比の値を算出することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動再送要求方法。
【請求項４】
受信側は、シンボル位置を表す情報ビットを、伝統的なＡＣＫ/ＮＡＫ制御チャネルに加える方式、個別なシンボル位置情報制御チャネルを確立する方式、又は、データチャネルにてシンボル位置情報領域を確立し、前記シンボル位置情報と実際に送信しようとするデータとを区分する方式のいずれかの方式を用いて、シンボル位置情報を送信側にフィードバックすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド自動再送要求方法。
【請求項５】
送信側は、フィードバックチャネル状態に応じて、低信号対干渉雑音比の環境においては、伝統的な増分的冗長HARQを用い、高信号対干渉雑音比の環境においては、受信側からフィードバックされたシンボル位置情報に基いて再送することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド自動再送要求方法。
【請求項６】
送信機と受信機を利用してハイブリッド自動再送要求を実現する通信システムであって、
送信機は、
送信データを符号化・変調する符号化・変調部と、
受信機からの再送に関するフィードバックを受信した後、受信側からフィードバックされたシンボル位置情報及び情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、送信側から送信されたデータの中で対応する信頼性のない情報ビットを取得し、信頼性のない情報ビットを再送する取得部とを含み、
受信機は、
送信機からの送信データを復調・復号し、受信した該送信データに誤りが生じたかを検出する復調・復号部と、
受信した該送信データに誤りが生じたことを検出した場合、情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを取得し、該シンボルのシンボル位置情報を送信機にフィードバックする取得部とを含み、
受信機において、
復調・復号部は、前記送信側からのデータを復調・復号し、該データの各情報ビットの信頼度を示すメトリックの値を算出し、
取得部は、該メトリックの値に基いて、該データの中で再送する必要がある情報ビットの数を示す所定の再送情報ビット閾値に等しい数の最も信頼性のない情報ビットを取得し、予め格納された変調・符号化マッピングテーブルに基いて、選別した各シンボルに含まれた情報ビット総数が前記再送情報ビット閾値に等しいように、各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別し、選別したシンボルの位置情報をシンボル位置情報として送信機にフィードバックすることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
前記予め格納された変調・符号化マッピングテーブルには、情報ビットのシンボルにおける分布特徴を含み、変調・符号化マッピングテーブルに基いて各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別する原則は、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択した後残りの信頼性のない情報ビットからより信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルから信頼性のない情報ビットが一つしかないシンボルの順番でシンボルを順に選択する原則、最も信頼性のない情報ビットのみが含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルをランダムに選択する原則、これら原則の任意の二つ或いは複数の組み合わせの原則を含むことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
受信機は、最大事後確率に基いて復号して、受信したデータの各情報ビットの対数尤度比の値を算出することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
受信機は、シンボル位置を表す情報ビットを、伝統的なＡＣＫ/ＮＡＫ制御チャネルに加える方式、個別なシンボル位置情報制御チャネルを確立する方式、又は、データチャネルにてシンボル位置情報領域を確立し、前記シンボル位置情報と実際に送信しようとするデータとを区分する方式のいずれかの方式を用いて、シンボル位置情報を送信側にフィードバックする装置を更に含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項１０】
送信機は、フィードバックチャネル状態に応じて、低信号対干渉雑音比の環境においては、送信機が伝統的な増分的冗長HARQを利用し、高信号対干渉雑音比の環境においては、送信機が受信機からフィードバックされたシンボル位置情報に基いて再送を行うようにする切り替え部を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
送信機からの送信データを復調・復号し、受信した該送信データに誤りが生じたかを検出する復調・復号部と、
受信した該送信データに誤りが生じたことを検出した場合、情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを取得し、取得したシンボルの位置情報をシンボル位置情報として送信機にフィードバックする取得部と
を含み、
復調・復号部は、送信側からのデータを復調・復号し、該データの各情報ビットの信頼度を示すメトリックの値を算出し、
取得部は、該メトリックの値に基いて、該データの中で再送する必要がある情報ビットの数を示す所定の再送情報ビット閾値に等しい数の最も信頼性のない情報ビットを取得し、予め格納された変調・符号化マッピングテーブルに基いて、選別した各シンボルに含まれた情報ビット総数が再送情報ビット閾値に等しいように、各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別し、該シンボルの位置情報を送信機にフィードバックすることを特徴とする受信機。
【請求項１２】
前記予め格納された変調・符号化マッピングテーブルには、情報ビットのシンボルにおける分布特徴を含み、変調・符号化マッピングテーブルに基いて各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別する原則は、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択した後残りの信頼性のない情報ビットからより信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルから信頼性のない情報ビットが一つしかないシンボルの順番でシンボルを順に選択する原則、最も信頼性のない情報ビットのみが含まれたシンボルを選択する原則、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルをランダムに選択する原則、これら原則の任意の二つ或いは複数の組み合わせの原則を含むことを特徴とする請求項１１に記載の受信機。
【請求項１３】
シンボル位置を表す情報ビットを、伝統的なＡＣＫ/ＮＡＫ制御チャネルに加える方式、個別なシンボル位置情報制御チャネルを確立する方式、又は、データチャネルにてシンボル位置情報領域を確立し、前記シンボル位置情報と実際に送信しようとするデータとを区分する方式のいずれかの方式を用いて、シンボル位置情報を送信側にフィードバックする装置を更に含む装置を更に含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術分野に関し、特に、ハイブリッド自動再送要求方法、送信機、受信機及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、データ通信の信頼性の高い伝送を実現する方法として、ＦＥＣ、ＡＲＱ及びそれらの組み合わせであるハイブリッドＡＲＱの三種類の基本的な誤り制御方法がある。これらの方法で、ハイブリッドＡＲＱは、最もよい信頼性及びスループット性能を有する。ハイブリッドＡＲＱは、さらにＨＡＲＱ−Ｉ、ＨＡＲＱ−II、ＨＡＲＱ−IIIの三種類に分けられる。
【０００３】
Ｉ型（チェイス合成）は、ＣＲＣ（サイクリック冗長検査）を付加し、ＦＥＣを用いてデータを符号化する。受信機は、ＦＥＣ復号を行ってパケットをチェックし、誤りがある場合、パケットを再送し、誤りパケットが廃棄され、再送時に第１回の伝送時と同様のＦＥＣコードが使用される。これは、ソフトウェアレイヤでのＨＡＲＱであり、ＲＬＣ（無線リンク制御）において伝送制御を行う。
【０００４】
増分的冗長技術は、簡単なパケット再送を代替している。第１回の復号に失敗したとき、冗長情報を付加してから再送するように送信機に要求し、伝送パケットが廃棄されず、合成後のパケットを低いコードレートで復号する。再送パケットは、元の伝送パケットとまったく同じではなく、再送パケットは一部の付加冗長情報を携帯して誤り訂正に用い、これらの冗長情報と既に受信したパケットとを合成して、より強いＦＥＣコードを得ることができる。通常、ＩＲ案は、一部ＩＲと全ＩＲの二種類に分けられる。一部ＩＲは、ＨＡＲＱ−IIIとも呼ばれ、毎回の再送バージョンには、すべてのシステム情報ビットと一部の検査情報ビットが含まれ、各々が自己復号でき、複数のバージョンを合成した後のパケットも自己復号できる。
【０００５】
全ＩＲは、ＨＡＲＱ−IIとも呼ばれ、毎回の再送バージョンは、検査情報ビットのみを含み、システム情報ビットを有しない。各再送バージョンはいずれも、自己復号できず、他のバージョンと合成してから復号できる。
【０００６】
ＨＡＲＱ−IIとＨＡＲＱ−IIIの両方は、合成技術を採用して、複数回伝送した複製を受信側で合成することで、一定の合成又は符号化ゲインを得ることができる。ＨＡＲＱ−IIは、適応誤り訂正に基く方法である。各フレームの伝送は、最初に高いコードレートを採用し、高いコードレートは低いコードレートのマザーコードを周期的に穴あけして得たものである。ＣＲＣコードは、受信側のデータの誤り検出に用いられる。検出に成功しなかった場合、再送パケットには、穴あけ後の符号化情報ビット、つまり増分的冗長が含まれる。該過程は、正しく検出するか、又は、再送回数が最大許容再送回数を超えるまで続く。受信側は、これら穴あけ情報ビットと初期に送信したデータとを合成して、誤り訂正確率を向上させる。このような方法は、ＨＡＲＱ−I、パケット合成方法と異なり、全体のフレームを再送することを回避でき、無線リンクに基いて適応なコードレート調整を行うことができる。
【０００７】
ＨＡＲＱ−IIがある程度で適応なコードレート調整を行うが、このような調整は、具体的なチャネル環境に対して最適なものではない。これは、ＨＡＲＱ−IIにおいて毎回再送する情報ビットの数と位置は予め設定されているものであるが、特定のチャネル環境の場合、再送情報ビットの数と位置は適応に調整するものであり、このようにしなければ最適な再送性能を実現できないからである。
【０００８】
さらに、再送データに必要でない情報が含まれた場合、システム全体の容量と性能を低下させることになる。したがって、上り帯域幅が非常に限られている状況では、ＨＡＲＱの信頼性と有効性を向上させると共に、情報のフィードバックに必要な帯域幅を減少させることが必要である。
【０００９】
また、無線ネットワークにおけるマルチメディアサービスのますますの応用につれて、無線パケットスケジューリングは重要な研究課題になっている。公平性とシステムスループットは、無線パケットスケジューリング策略を判定する重要な指標の一つであり、システムスループットの向上を要求し、また、各受信側が無線リソースをできるだけ公平的に共有することを要求している。しかしながら、無線ネットワークにおいて、受信側が異なるチャネル状態にあるため、システムスループットの向上と公平性の保証とは矛盾している。公平性を保証するためには、一部のチャネルをチャネル状態が悪い受信側に割り当てることが必要だが、これはシステムスループットを低下することになる。言い換えれば、スケジューリング策略は、一定のシステムスループットに到達することを前提とすると、保証できる最大公平性が存在する（或いは、一定の公平性を保証することを前提とすると、実現できる最大システムスループットが存在する）。
【００１０】
無線ネットワークにおいて、異なる受信側が、異なる時刻において異なるチャネル容量を有するため、スケジューリングアルゴリズムの公平性は、各受信側がチャネルを獲得する時間又は確率で判定する時間公平と、各受信側が獲得したチャネル容量で判定する容量公平との二種類がある。一般的に、両者は等しくない。また、スケジューリング策略において、容量の公平を保証するために、時間の公平を保証する場合よりも多くのシステムスループットを犠牲することとなる。これは、容量公平を保証するためには、チャネル状態がよい受信側は少ないチャネル時間を、チャネル状態が悪い受信側は多いチャネル時間を取得するようにするが、時間の公平は、各受信側が同じチャネル時間を取得するようにするからである。従って、容量公平のシステムスループットは、時間公平より低い。
【００１１】
スケジューリングは、高いシステム容量の実現方式である。伝統的のスケジューリング方法は、三種類がある。一つ目はMaxC/I（最大信号対干渉雑音比アルゴリズム）であり、高いシステムスループットと低い受信側公平性を取得できる。二つ目は、ラウンドロビン（Round Robin）アルゴリズムであり、よい公平性と低いシステムスループットを取得できる。三つ目は、プロポーショナルフェア（proportional fair）アルゴリズムであり、最大システムスループットを取得できると共に比較的によい受信側公平性を取得することができる。ハイブリッド自動要求再送（HARQ）は、リンクレベルにおいて、効果的なエラー回復方法である。現在、チェイス合成（chase combining）と増分的冗長性（incremental redundancy）との二種類の効果的なハイブリッド自動要求再送方式がある。前者によって時間ダイバーシティゲインを取得でき、後者によって符号化再送ゲインを取得できる。
【００１２】
現在、チャネル状態に基いたスケジューリングアルゴリズムが多くあるが、受信側の現在のチャネル状況に基いて簡単にスケジューリングするだけであり、スケジューリングされた後の受信側のデータが正しく受信される確率については、考慮していない。スケジューリングを標準的な自動要求再送と一緒に考慮する場合もあるが、スケジューリングとハイブリッド自動要求再送とをジョイントして考慮していない。伝統的な方法によって、いずれかの受信側がいずれのスケジューリングルールでスケジューリングされても、受信側において該受信側のデータが正しく受信されない可能性が存在している。いずれかの受信側はデータを再送し、再送受信側をスケジューリングすると再送ゲインが存在するということを考慮すると、該受信側がスケジューリングされた後、データが正しく受信される確率は他の受信側と比べ高く、システムスループットも向上されることになる。
【００１３】
現在、ハイブリッド自動要求再送技術を採用した伝統的なスケジューリングアルゴリズムは、二種類がある。その一つは、伝統的な最大速度のスケジューリングアルゴリズムであって、主なスケジューリング手順は、
通信を行う受信側が、各自のチャネル品質情報
【数１】
0005484693.tif 000002
を送信側へフィードバックするステップ１と、
送信側が、各受信側のチャネル品質情報に基いて、各自の最大許容伝送速度
【数２】
0005484693.tif 000003
を確定するステップ2と、
【数３】
0005484693.tif 000004
に基いて、スケジューリングする受信側を確定するステップ3と、
受信側が伝送しようとするデータが新しいデータであるかそれとも再送データであるかを判断するステップ4と、
新しいデータである場合、ステップ2で取得した最大速度で該データを送信し、再送データである場合、該受信側が前回のデータ送信で採用した速度で該データを再送するステップ5と、
スケジューリング周期ごとに、ステップ1〜ステップ5を繰り返すステップ6とを含む。
【００１４】
もう一つの伝統的な方法は、再送受信側データ優先方法である。詳しいスケジューリング手順は、
通信を行う受信側が、各自の瞬時チャネル品質情報
【数４】
0005484693.tif 000005
を送信側へフィードバックするステップ1）と、
送信側が、各受信側のチャネル品質情報に基いて各自の最大許容伝送速度
【数５】
0005484693.tif 000006
を確定するステップ2）と、
受信側が伝送しようとするデータが新しいデータであるかそれとも再送データであるかを判断するステップ3）と、
すべての受信側が新しいデータを送信する場合、ステップ2）におけるすべての受信側の最大許容伝送速度をランキングして、最大速度の受信側を選出し、データを再送する受信側が存在する場合、該受信側のチャネル品質に関係なく、該受信側をスケジューリングし、再送受信側が、前回のデータ送信で採用した速度でデータを再送するステップ4）と、
スケジューリング周期ごとに、ステップ1）〜ステップ4）を繰り返すステップ5）とを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記二種類の方法には、以下のような主な欠点がある。方法１の場合、瞬時のチャネル状況に基いて最大速度を持つ受信側を選択してスケジューリングするが、実際の伝送時に、再送受信側に対しては前回の伝送速度を使用するので、スケジューリングされる受信側が必ずしも最大伝送速度を持つ受信側ではなく、システムスループットが低下することになる。方法２の場合、再送受信側を優先してスケジューリングし、再送受信側が高い信頼性を有する反面、最大伝送速度を持つ受信側ではない可能性もあるため、システムスループットの損失をもたらすことになる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、ＨＡＲＱの信頼性と有効性を向上させると共に、情報のフィードバックに必要な帯域幅を減少させることができる方法、システム及び装置を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明の第１の特徴は、ハイブリッド自動再送要求方法であって、受信側が、送信側から送信されたデータを復調・復号するステップと、送信側からのデータに誤りが生じたことを検出した場合、受信側が、情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルの位置情報をシンボル位置情報として送信側にフィードバックするステップと、送信側が、受信側からフィードバックされたシンボル位置情報及び情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、送信側から送信されたデータの中で対応する信頼性のない情報ビットを取得し、信頼性のない情報ビットを再送するステップとを含むことを要旨とするものである。
【００１８】
また、本発明の第２の特徴は、送信機と受信機を利用してハイブリッド自動再送要求を実現する通信システムであって、送信機は、送信データを符号化・変調する符号化・変調部と、受信機からの再送に関するフィードバックを受信した後、受信側からフィードバックされたシンボル位置情報及び情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、送信側から送信されたデータの中で対応する信頼性のない情報ビットを取得し、信頼性のない情報ビットを再送する取得部とを含み、受信機は、送信機からの送信データを復調・復号し、受信した該送信データに誤りが生じたかを検出する復調・復号部と、受信した該送信データに誤りが生じたことを検出した場合、情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを取得し、該シンボルのシンボル位置情報を送信機にフィードバックする取得部とを含むことを要旨とするものである。
【００１９】
また、本発明の第3の特徴は受信機であって、送信機からの送信データを復調・復号し、受信した該送信データに誤りが生じたかを検出する復調・復号部と、受信した該送信データに誤りが生じたことを検出した場合、情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを取得し、取得したシンボルの位置情報をシンボル位置情報として送信機にフィードバックする取得部とを含むことを要旨とするものである。
【００２０】
また、本発明の第４の特徴は送信機であって、送信データを符号化・変調する符号化・変調部と、受信機からの再送に関するフィードバックを受信した後、受信機からフィードバックされたシンボル位置情報及び情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、送信側から送信されたデータの中で対応する信頼性のない情報ビットを取得し、信頼性のない情報ビットを再送する取得部とを含むことを要旨とするものである。
【００２１】
また、本発明の第５の特徴はハイブリッド自動要求再送に基くスケジューリング方法であって、スケジューリングプロセスにおいて、受信側からフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送受信側の再送ゲインを加えることによってユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、前記実効的な信号対干渉雑音比に基いて、スケジューリングアルゴリズムに従い受信側をスケジューリングすることを要旨とするものである。
【００２２】
また、本発明の第６の特徴はハイブリッド自動要求再送に基くスケジューリング装置であって、受信側のチャネル品質情報と再送情報とに基いて、受信側の最大許容伝送速度を確定する最大許容伝送速度確定モジュールと、受信側からフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の再送ゲインを加えることによって、受信側の実効的な信号対干渉雑音比を取得する実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールと、前記実効的な信号対干渉雑音比に基いて、スケジューリングアルゴリズムに従い受信側をスケジューリングするスケジューリングモジュールとを含むことを要旨とするものである。
【００２３】
本発明によれば、下記のような優れた点を有する。
【００２４】
1.本発明は、再送ゲインのアイデアをスケジューリングアルゴリズムに導入して、伝送速度に対する再送受信側の再送ゲインの影響を十分に考えて、受信側の実際の伝送速度をより正確的に判断することができるため、再送ゲインを考慮した本発明のスケジューリング方法によれば、より信頼でき、より効果的な伝送品質を無線高速データ通信に提供することができる。
【００２５】
2.本発明のMaxC/Iのスケジューリングアルゴリズム及びプロポーショナルフェアのスケジューリングアルゴリズムは、再送ゲインを導入して改良したスケジューリングアルゴリズムを提出し、受信側からフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送受信側の再送ゲインを加えることによって受信側の実効的な信号対干渉雑音比を取得する。再送ゲインを導入した実効的な信号対干渉雑音比によって、実際の伝送速度を真実に反映できるため、実効的な信号対干渉雑音比と上記二種類のアルゴリズムとによって、できるだけ実際の伝送速度に基づいてアルゴリズムルールに符合した受信側を見つけることができ、アルゴリズムの正確性を向上させることができる。
【００２６】
3.本発明において、受信側の最大許容伝送速度を初回に判断する際に、再送受信側が前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするので、従来技術において、チャネル品質情報に基いて再送受信側の最大許容伝送速度を確定して、これをスケジューリングする依拠とし、再送受信側の前回の送信速度で送信して、スケジューリングされる受信側が最大速度を有しない問題を回避することができる。従って、本発明によれば、スケジューリングの依拠となる速度と送信速度との一致を保証し、スケジューリングの正確性及び有効性を保証し、システムスループットを向上させることができる。
【００２７】
4.本発明は、異なるハイブリッド自動要求再送方式に対して、再送ゲインを確定する二種類の方法を提供し、再送受信側の再送ゲインを簡単且つ効果的に確定することができる。さらに、受信側の実効的な信号対干渉雑音比を確定して、受信側の実際の伝送速度を正確的に判断することに、実効性且つ有効性を具備する実現手段を提供している。
【００２８】
本発明において、信頼性に基くハイブリッド自動再送要求方式（つまり、情報ビットの信頼性を反映する情報ビットの対数尤度比の値に基く）を採用し、送信側が信頼性のない情報シンボルの位置情報に基き、再送する必要がある対応する情報ビットを再送するため、再送する必要がある情報ビットをより正確に見つけ出し、ＨＡＲＱの信頼性と有効性を向上できると共に、受信側が送信側に信頼性のない情報ビットを示す情報のシンボル位置情報のみをフィードバックし、且つ、異なる通信環境に応じて所定の再送情報ビット閾値を適切に設定可能なので、フィードバック情報量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
ＨＡＲＱの信頼性と有効性を向上させると共に、フィードバック情報量を減少させるために、本発明は、ハイブリッド自動再送要求方法を実現できる通信システムを提供している。
【００３０】
図１は、本発明の実施例によるハイブリッド自動再送要求方法の全体的な流れを示すフローチャートである。
【００３１】
図１に示すように、送信機は、受信機にデータを送信する（Ｓ１０１）。
【００３２】
受信機は、受信したデータを復調・復号し、送信機からのデータに誤りが生じたことを検出した場合、再送するように送信機に要求する（Ｓ１０２）。
【００３３】
受信機は、情報ビットのシンボルにおける分布特徴（つまり、情報ビットとシンボルとの対応関係）に基いて、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルのシンボル位置情報を送信機にフィードバックする（Ｓ１０３）。
【００３４】
送信機は、フィードバックされたシンボル位置情報及び情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、対応する信頼性のない情報ビットを見つけ出し、これら信頼性のない情報ビットを再送する（Ｓ１０４）。
【００３５】
そのあと、受信機は、再送データを利用して送信機がその前に送信したデータと合成する。
【００３６】
ここで、受信機において使用する復号方式が送信機の符号化方式に対応しているため、送信機と受信機の両方が、情報ビットのシンボルにおける分布特徴（つまり、情報ビットとシンボルとの対応関係）を有することを理解すべきである。
【００３７】
図２は、本発明の実施例による通信システムの配置を示すブロック図である。
【００３８】
図２に示すように、本実施例の通信システムは、送信機１と受信機２とを含む。送信機１は、符号化・変調部１１と取得部１２とを含み、受信機２は、復調・復号部２１と取得部２２とを含む。送信機１の符号化・変調部１１と受信機２の復調・復号部２１は、従来の通信システムにおいてデータの送受信を行う構成で実現でき、その具体的な構成及び実現過程についてはここで省略する。
【００３９】
送信機１の符号化・変調部１１は、ＬＬＲ値によって復号できる符号化方式（例えば、Ｔｕｒｂｏ、畳み込み積分、ＬＤＰＣコードなど）を用いて、送信しようとするデータを符号化して変調し、符号化・変調した後のデータを、第１回の送信データとして受信機２に送信する。
【００４０】
受信機２の復調・復号部２１は、最大事後確率（ＭＡＰ）復号方式（もちろん、最大尤度値以外のメトリックに対して、対応する復号方式を用いてもよい）を利用して、受信した第１回の送信データを復調して復号し、第１回の送信データを正しく受信したかを判定し、正しく受信したと判定した場合、ＡＣＫ情報を送信機１にフィードバックし、そうでない場合、受信した第１回の送信データ中の各情報ビットの対数尤度比の値を算出して、すべての情報ビットの対数尤度比の値を取得部２２に送信する。
【００４１】
取得部２２は、復調・復号部２１からのすべての情報ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）の値の絶対値をその値に従ってランキングし（絶対値が小さいほど、該情報ビットの信頼度が低いことを示す）、所定の再送情報ビット閾値に基いて、閾値分の最も信頼性のない情報ビットを取得（閾値が６０であると、ランキングされた絶対値のうち、ＬＬＲ絶対値が最小の６０個の情報ビットを取得する）し、予め格納された適応変調・符号化マッピングテーブルに基いて、選別した各シンボルに含まれた情報ビット総数が再送情報ビット閾値に等しいように、各最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選別し、そして、シンボル位置情報（信頼性のないシンボルの位置情報）を送信機１にフィードバックする。ここで、図３に示すように、適応変調・符号化マッピングテーブルには、情報ビットのシンボルにおける分布特徴、つまり、変調・符号化方式に対応する、情報ビット位置情報とシンボル位置情報との関係が含まれている。もちろん、送信機と受信機に、異なる符号化・変調方式に対応するマッピングテーブルが格納されていてもよい。
【００４２】
送信機１が情報フィードバックを受信すると、送信機１の取得部１２は、同じ予め格納された適応変調・符号化マッピングテーブル及び受信したシンボル位置情報に基いて、受信機２で検出した信頼性のない情報ビットを取得し、さらに符号化・変調部１１によって信頼性のない情報ビットのみを再送する。
【００４３】
上記プロセスは、同様に、第２回、第３回のデータ送信にも適用され、再送プロセスにおいて、再送データのみに対して検出を行って正しく受信されたかを判定する。データが正しく受信されなかった場合、再送データ中の信頼性のない情報ビットの情報を示すシンボル位置情報のみをフィードバックする。図４に示すように、本実施例は、さらに、受信機がシンボル位置情報をフィードバックする三種類の方式を提供している。
【００４４】
方式１：シンボル位置を表す情報ビットを伝統的なＡＣＫ/ＮＡＫ制御チャネルに加えること。
【００４５】
方式２：個別なシンボル位置情報制御チャネルを確立すること。
【００４６】
方式３：データチャネルにてシンボル位置情報領域を確立して位置情報と真実のデータとを区分すること。
【００４７】
以下、本実施例の取得部２２がシンボル位置情報を取得するプロセスを詳しく記述する。
【００４８】
本実施例において、取得部２２がシンボル位置情報を取得する方式は複数ある。例えば、第１種類の方式はシンボルと情報ビットに基く方式であって、取得部２２は、再送情報ビット閾値と同じ数の最も信頼性のないＡ個の情報ビットを取得した後、すべての情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、所定の再送情報ビット閾値を満足する最も信頼性のない情報ビットが所在するシンボルの位置情報と情報ビット位置情報とをランダムに取得する。言い換えれば、取得したシンボル位置情報と情報ビット位置情報に対応して、取得したシンボルに含まれた情報ビット数と取得した情報ビットとの和がＡに等しい。
【００４９】
第２種類の方式は、ランキングしなかったシンボルのフィードバックに基く方式であって、取得部２２は、再送情報ビット閾値分の最も信頼性のないＡ個の情報ビットを取得した後、信頼性のない情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、最も信頼性のない情報ビットが複数含まれたシンボル（信頼性のない情報ビット数最多原則）を優先して選別し、最も信頼性のない情報ビットが少量含まれたシンボルをランダムに選択する。つまり、最も信頼性のない情報ビットが複数含まれたシンボルの情報ビット数と、最も信頼性のない情報ビットが少量含まれたシンボルの情報ビット数との和がＡに等しい。
【００５０】
第３種類の方式は、ランキングしたシンボルのフィードバックに基く方式であって、取得部２２は、再送情報ビット閾値分、即ちＡ個の最も信頼性のない情報ビットを取得した後、信頼性のない情報ビットのシンボルにおける分布特徴に基いて、最も信頼性のない情報ビットが複数含まれたシンボルを優先して選別し、該Ａ個の情報ビットの中でより信頼性のない情報ビット（Ａ個の情報ビット中、優先して選別した最も信頼性のない情報ビット以外の比較的に低いＬＬＲ絶対値に対応する情報ビット）が含まれたシンボルを選別する。
【００５１】
ここで、符号化方式とコードレートに応じて、一つのシンボルに、一つ、二つ又は複数の情報ビットが含まれる可能性がある。そこで、フィードバックしたシンボル位置情報は、一つ、二つ又は複数の情報ビットを示す可能性がある。符号化方式とコードレートに応じて、信頼性のない情報ビットが複数含まれたシンボルを選択する際、例えば最も信頼性のない情報ビットがｎ個含まれたシンボルを優先して選択し、その後、最も信頼性のない情報ビットがｎ−１個、ｎ−２個…含まれたシンボルを順に選択してもよい。
【００５２】
また、本発明は、シンボル位置情報を取得する方式として、ほかの方式を使用してもよい。例えば、再送情報ビット閾値を満足するシンボルを任意に選択する方式や、或いは、Ａ個の情報ビットの中でａ（ａ＜Ａ）個の最も信頼性のない情報ビットに対応するシンボルを優先して選択し、つまり、最も信頼性のない情報ビット原則などによる方式を使用してもよい。
【００５３】
言い換えれば、各（一つ又は複数の）最も信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選択する原則は、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択する原則（２）、或は、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルを選択した後、残りの信頼性のない情報ビットの中からより信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選択する（つまり、信頼性のない情報ビットが複数含まれたシンボルを優先して選択し、残りの情報ビットを、ＬＬＲに基いてランキングし、そのうちから、より信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルを選択する）原則（２）や、信頼性のない情報ビットが最も多く含まれたシンボルから信頼性のない情報ビットが一つしか含まれなかったシンボルの順番でシンボルを順に選択（信頼性のない情報ビットがｎ個、ｎ−１個、…１個含まれたシンボルの順で選択）する原則（３）や、最も信頼性のない情報ビットのみが含まれたシンボルを選択する原則（４）や、最も信頼性のない情報ビットを選択する原則（５）や、信頼性のない情報ビットが含まれたシンボルをランダムに選択する原則（６）や、これら原則の任意の二つ或いは複数の組み合わせの原則を含む。
【００５４】
以下、シンボル位置情報の取得を実現する二つの具体的な例を示す。
【００５５】
＜例１＞
送信機１が高次変調方式１６ＱＡＭを採用し、コードレートは１/２、周波数利用効率は2bps/Hzであると仮定すると、受信機２は、ＭＡＰに基いて復号し、各情報ビットの対数尤度比の値を算出し、これらの値の絶対値をランキングする。
【００５６】
取得部２２は、所定の再送情報ビット閾値Ａに基いて、閾値分の最も信頼性のない情報ビットを確定し、適応符号化・変調マッピングテーブルに基いて、該Ａ個の最も信頼性のない情報ビットが所在するシンボル及びその位置を見つけ出し、これらのシンボルのうちから、信頼性のない情報ビットが二つ含まれたシンボルの位置を先に見つけ出す。上記条件に符合するシンボルの数をＢとすると、残りのＡ-Ｂ*２個のシンボルには、信頼性のない情報ビットが一つしか含まれていない。残りのＡ-Ｂ*２個のシンボルから、最も信頼性のない（Ａ-Ｂ*２）/2個のシンボルを選択する。該（Ａ-Ｂ*２）/２個のシンボルには、残りのＡ-Ｂ*２個の信頼性のない情報ビットのうち最も信頼性のない（Ａ-Ｂ*２）/２個の情報ビットが含まれている。最後に、取得部２２は、取得したＢ個のシンボルと選択した（Ａ-Ｂ*２）/２個のシンボルの位置情報（シンボル位置情報）を送信機１にフィードバックする。
【００５７】
送信機１は、フィードバックされたシンボル位置情報と、対応する適応変調・符号化マッピングテーブルに基いて、対応する情報ビットを見つけ出し、これらの情報ビットを再送する。
【００５８】
＜例２＞
送信機１が低次変調方式ＱＰＳＫを採用し、コードレートは３/４、周波数利用効率は１．５ｂｐｓ/Ｈｚであると仮定すると（該符号化方式に基いて、Ｃ個のシンボルは二つの情報ビットを含み、Ｄ個のシンボルは一つの情報ビットのみを含むと仮定）、受信機２は、ＭＡＰに基づいて復号し、各情報ビットの対数尤度比の値を算出し、これらの値の絶対値をランキングする。
【００５９】
取得部２２は、所定の再送情報ビット閾値Ａに基いて、閾値分の最も信頼性のない情報ビットを確定し、適応符号化・変調マッピングテーブルに基いて、これら信頼性のない情報ビットが所在するシンボル及びその位置を見つけ出し、これらのシンボルのうちから、信頼性のない情報ビットが二つ含まれたシンボルの位置を先に見つけ出す。上記条件に符合するシンボルの数をＢとすると、残りのＣ-Ｂ個のシンボルには、二つの情報ビットが含まれているが、そのうち信頼性のない情報ビットは一つしかない。残りのＣ-Ｂ個のシンボルから、残りの（Ａ-Ｂ*２）個の信頼性のない情報ビットの中Ｋ個の最も信頼性のない情報ビットがそれぞれ含まれたシンボルを選択する。残りのＤ個のシンボルから、一つの情報ビットしか含まれていないＡ-(Ｂ＋Ｋ)*２個のシンボルを選択する。最後に、取得部２２は、取得したＢ、Ｋ、Ａ-(Ｂ＋Ｋ)*２個のシンボルの位置情報（シンボル位置情報）を送信機１にそれぞれフィードバックする。
【００６０】
送信機１は、フィードバックされたシンボル位置情報と、対応する適応符号化・変調マッピングテーブルに基いて、対応する情報ビットを見つけ出し、これらの情報ビットを再送する。
【００６１】
以下、本実施例のハイブリッド自動再送要求方法を採用した後の、フィードバック量の変化状況を例示する。
【００６２】
通信システムが１６ＱＡＭ、１/２コードレート方式を採用し、データ全体の情報ビットの長さが１０００個の情報ビットであり、再送する必要がある情報ビットの閾値が６０個の情報ビットであると仮定する。
【００６３】
受信側は、再送する必要がある６０個の情報ビットを送信側に通知するために、該６０個の情報ビットの位置情報を送信側にフィードバックすることが要求される。１０００個の情報ビットの長さについて、一つの情報ビットの位置情報を、１０個の情報ビットで示すと、６０個の情報ビットの位置情報を示すには、６０*１０=６００個の情報ビットが必要される。フィードバック方法がシンボル位置フィードバックに基く方法であれば、１６ＱＡＭ、１/２コードレートの場合、各シンボルは二つの情報ビットを伝送し、６０個の情報ビットの伝送は３０個のシンボルを必要とする。データ全体に１０００*２/４＝５００個のシンボルがあり、各シンボルの位置情報が、９個の情報ビットで示されるから、３０個のシンボルの位置情報を示すのに必要な情報ビットは、９*３０＝２７０個である。したがって、上記例によると、シンボルのフィードバックに基く方法によって、フィードバック情報を６００個の情報ビットから２７０個の情報ビットに低減することができる。
【００６４】
以下、本発明の、シンボル位置情報をフィードバックするハイブリッド自動再送要求方法と従来の固定再送モードとの性能を、シミュレーション結果に基いて比較する。
【００６５】
図５、図６、図７は、本発明のハイブリッド自動再送要求方法と従来の固定再送モードとの性能比較図を示す。シミュレーションに使用されるパラメータは、表１に示すようである。採用する変調・符号化方式は、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭである。符号化方式はコードレートが１/２であるＴｕｒｂｏコードである。復号方式は繰返し復号であり、繰返し回数は１０回である。最大許容再送回数は４であり、情報ビット長は９００であり、信頼性のない情報ビットの閾値は６０であり、チャネルはブロックフェージングチャネルである。ここで、ＦＥＲはフレーム誤り率であり、Ｅｂは各ビットの信号エネルギーであり、Ｎ０はノイズのパワー・スペクトル密度である。
【表１】
0005484693.tif 000007
【００６６】
図５によると、本発明の、ランキングしたシンボルのフィードバックに基づくＨＡＲＱ、ランキングしなかったシンボルのフィードバックに基づくＨＡＲＱ、及び、シンボルと情報ビットに基くＨＡＲＱ方法は、従来の固定再送モードのハイブリッド自動再送要求方法と比べ、システムの性能を維持すると共に、フィードバック情報量を低減させることができ、ランキングしたシンボルのフィードバックに基づく方式の場合、フィードバックする情報量が最小である。
【００６７】
図６、図７によると、本発明のハイブリッド自動再送要求方法は、従来の固定再送モードのハイブリッド自動再送要求方法と比べ、より低いフレーム誤り率とより高いスループットを得ることができる。
【００６８】
（変更例）
本発明のハイブリッド自動再送要求方法を更に最適化して、チャネル環境に応じて柔軟且つ有効な通信ができるようにする。本発明の変更例による通信システムにおいて、送信機１（基地局側）は切り替え部（図示せず）を更に備えるように構成されてもよい。該切り替え部は、フィードバックチャネル状態に応じて、低信号対干渉雑音比の環境においては、送信機１が固定再送モード（本実施例では、再送プロセスにおいて伝統的な増分的冗長（ＩＲ）のＨＡＲＱ方式を採用する）を利用するようにし、高の信号対干渉雑音比環境においては、送信機１が上記実施例の動作方式、即ち受信機２からフィードバックされたシンボル位置情報に基づいて再送する動作方式に切り替えるようにする。これは、低信号対干渉雑音比の環境において、本発明のＨＡＲＱ方法が伝統的な全ＩＲのＨＡＲＱ方式と同様の性能を得ることができ、このとき、伝統的な増分的冗長（ＩＲ）のＨＡＲＱ方式を採用すればシグナリングオーバーヘッドを低減することができるからである。もちろん、低信号対干渉雑音比の環境において、送信機１が上記本発明のＨＡＲＱ方式を採用してもよい。
【００６９】
そこで、ＨＡＲＱの信頼性と有効性を向上させ、情報のフィードバックに必要な帯域幅を減少させると共に、チャネル環境に応じてより適切な通信方式を採用でき、より柔軟な通信方法を提供することができる。
【００７０】
上述したように、本発明において、信頼性に基くハイブリッド自動再送要求方式（つまり、情報ビットの信頼性を反映する情報ビットの対数尤度比の値に基く）を採用し、送信側が信頼性のない情報シンボルの位置情報に基き、再送する必要がある対応する情報ビットを再送するため、再送する必要がある情報ビットをより正確に見つけ出し、ＨＡＲＱの信頼性と有効性を向上できると共に、受信側が送信側に信頼性のない情報ビットを示す情報のシンボル位置情報のみをフィードバックし、且つ、異なる通信環境に応じて所定の再送情報ビット閾値を適切に設定可能なので、フィードバック情報量を低減することができる。
【００７１】
スケジューリングされた後に該受信側のデータが正しく受信されるか否かは、受信側をスケジューリングする前には分からないため、従来技術において受信側をスケジューリングする依拠となる瞬時伝送速度は実際の伝送速度を完全的に反映することができない。該速度は、該受信側のデータが正しく受信された後の速度を示すに過ぎない。該受信側のデータが誤ったことが検出されると、実際の伝送速度は0であり、該誤りのデータは、再送されるか或いは廃棄されることになる。このような誤った計算は、マルチ受信側システムにおいてとても不利である。また、多くのハイブリッド自動要求再送方法において、再送による再送ゲインによって、再送データが初回送信データと比べてより高い受信成功率を持つようにする。これに基き、本発明において、スケジューリング原則に合成によるゲインを導入して、無線通信システムのために、ハイブリッド自動要求再送の再送ゲインに基づくマルチ受信側スケジューリング方法を設計して、チャネルの実際の伝送速度をより正確的に判断することができるようにする。図８に示すように、本発明によるスケジューリング方法は、下記ステップを含む。
【００７２】
ステップ101において、受信側のチャネル品質情報と再送情報とに基いて受信側の最大許容伝送速度を確定する。
【００７３】
ステップ102において、受信側からフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の再送ゲインを加えることによって受信側の実効的な信号対干渉雑音比を取得する。
【００７４】
ステップ103において、上記実効的な信号対干渉雑音比に基いて、スケジューリングアルゴリズムに従い受信側をスケジューリングする。
【００７５】
実効的な信号対干渉雑音比の算出が送信側において完成された場合、上記手順に従って処理を行う。実効的な信号対干渉雑音比の算出が受信側側において完成された場合、受信側によって実効的な信号対干渉雑音比を算出して送信側にフィードバックし、さらに、送信側によって受信側の最大許容伝送速度を確定し、最後にステップ103を実行する。
【００７６】
最大信号対干渉雑音比のスケジューリングアルゴリズムに基く場合、再送ゲインを導入した後の本発明によるスケジューリングアルゴリズムの実施例1は、下記に示すようである。
【００７７】
ステップ1）において、通信を行う受信側は、各自のチャネル品質情報
【数６】
0005484693.tif 000008
を送信側へフィードバックする。
【００７８】
ステップ2）において、送信側は、各受信側のチャネル品質と再送情報とに基いて、各自の最大許容伝送速度
【数７】
0005484693.tif 000009
を確定し、新しいデータを送信する受信側に対して、フィードバックされた
【数８】
0005484693.tif 000010
に基いて
【数９】
0005484693.tif 000011
を直接確定し、再送受信側に対して、その
【数１０】
0005484693.tif 000012
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００７９】
ステップ3）において、以上のステップで取得した最大許容伝送速度をランキングして、最大速度を持つ受信側集合
【数１１】
0005484693.tif 000013
を確定する。
【００８０】
ステップ4）において、上記受信側集合のうちの各受信側に対応する実効的な信号対干渉雑音比
【数１２】
0005484693.tif 000014
を算出する。
【００８１】
ステップ5）において、実効的な信号対干渉雑音比が最大の受信側
【数１３】
0005484693.tif 000015
をスケジューリングする。
【００８２】
スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜ステップ5）を繰り返す。
【００８３】
最大信号対干渉雑音比のアルゴリズムに基く実施例2は、下記に示すようである。
【００８４】
ステップ1）において、通信を行う受信側は、各自の瞬時チャネル品質情報と再送情報と再送ゲインとに基いて、各自の実効的な信号対干渉雑音比
【数１４】
0005484693.tif 000016
を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を送信側へフィードバックする。
【００８５】
ステップ2）において、送信側は、各受信側のチャネル品質と再送情報とに基いて、各自の最大許容伝送速度
【数１５】
0005484693.tif 000017
を確定し、新しいデータを送信する受信側に対して、フィードバックされた
【数１６】
0005484693.tif 000018
に基いて
【数１７】
0005484693.tif 000019
を直接確定し、再送受信側に対して、その
【数１８】
0005484693.tif 000020
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００８６】
ステップ3）において、上記取得した最大許容伝送速度をランキングして、最大速度を持つ受信側集合
【数１９】
0005484693.tif 000021
を確定する。
【００８７】
ステップ4）において、実効的な信号対干渉雑音比が最大の受信側
【数２０】
0005484693.tif 000022
をスケジューリングする。
【００８８】
スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜4）を繰り返す。
【００８９】
本発明の再送ゲインのアイデアを伝統的なＰＦ（プロポーショナルフェア）のスケジューリングアルゴリズムに適用した実施例1は、下記に示すようである。
【００９０】
ステップ1）において、通信を行う受信側は、各自のチャネル品質情報
【数２１】
0005484693.tif 000023
を送信側へフィードバックする。
【００９１】
ステップ2）において、送信側は、各受信側のチャネル品質情報に基いて、各自の最大許容伝送速度
【数２２】
0005484693.tif 000024
を確定し、新しいデータを送信する受信側に対して、フィードバックされた
【数２３】
0005484693.tif 000025
に基いて
【数２４】
0005484693.tif 000026
を直接確定し、再送受信側に対して、その
【数２５】
0005484693.tif 000027
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００９２】
ステップ3）において、上記受信側集合のうちの各受信側に対応する実効的な信号対干渉雑音比
【数２６】
0005484693.tif 000028
と、等価伝送速度
【数２７】
0005484693.tif 000029
を算出する。
【００９３】
ステップ4）において、
【数２８】
0005484693.tif 000030
の原則に基づいて（伝統的なＰＦ方法は、
【数２９】
0005484693.tif 000031
に基づく）、最大値を持つ受信側をスケジューリングする。そのうち、
【数３０】
0005484693.tif 000032
は、受信側
【数３１】
0005484693.tif 000033
が取得した平均速度である。
【００９４】
下記の公式によって、受信側
【数３２】
0005484693.tif 000034
の平均速度
【数３３】
0005484693.tif 000035
を更新することができる。
【数３４】
0005484693.tif 000036
【００９５】
そのうち、
【数３５】
0005484693.tif 000037
はプロポーショナル因子であり、tは時間を示しており、if scheduledは、該受信側iがスケジューリングされる場合を示す。
【００９６】
ステップ5）において、スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜ステップ4）を繰り返す。
【００９７】
ＰＦのスケジューリングアルゴリズムに基く実施例2は、下記に示すようである。
【００９８】
ステップ1）において、通信を行う受信側は、各自の瞬時チャネル品質情報と再送情報と再送ゲインとに基いて、各自の実効的な信号対干渉雑音比
【数３６】
0005484693.tif 000038
を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を送信側へフィードバックする。
【００９９】
ステップ2）において、送信側は、各受信側のチャネル品質情報に基いて、各自の最大許容伝送速度
【数３７】
0005484693.tif 000039
を確定し、新しいデータを送信する受信側に対して、フィードバックされた
【数３８】
0005484693.tif 000040
に基いて
【数３９】
0005484693.tif 000041
を直接確定し、再送受信側に対して、その
【数４０】
0005484693.tif 000042
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【０１００】
ステップ3）において、各受信側に対応する実効的な信号対干渉雑音比に基いて、等価伝送速度
【数４１】
0005484693.tif 000043
を算出する。
【０１０１】
ステップ4）において、
【数４２】
0005484693.tif 000044
の原則に基づいて（伝統的なＰＦ方法は、
【数４３】
0005484693.tif 000045
に基づく）、最大値を持つ受信側をスケジューリングする。そのうち、
【数４４】
0005484693.tif 000046
は、受信側
【数４５】
0005484693.tif 000047
が取得した平均速度である。
【０１０２】
下記の公式によって、受信側
【数４６】
0005484693.tif 000048
の平均速度
【数４７】
0005484693.tif 000049
を更新することができる。
【数４８】
0005484693.tif 000050
【０１０３】
そのうち、
【数４９】
0005484693.tif 000051
はプロポーショナル因子であり、tは時間を示しており、if scheduledは、該受信側iがスケジューリングされる場合を示す。
【０１０４】
ステップ5）において、スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜ステップ4）を繰り返す。
【０１０５】
本発明は、再送ゲインを確定する二種類の方法をさらに提供している。
【０１０６】
方法１：ハイブリッド自動要求再送方法がチェイス合成を採用する場合、最大比合成の特徴に基いて、合成後の信号の信号対干渉雑音比が、数回にわたって信号を受信した信号対干渉雑音比の和と同じようになるので、再送ゲインを、下記公式で示すことができる。
【数５０】
0005484693.tif 000052
【０１０７】
上記公式において、
【数５１】
0005484693.tif 000053
【０１０８】
を示す。
【数５２】
0005484693.tif 000054
【０１０９】
を示す。
【数５３】
0005484693.tif 000055
【０１１０】
を示す。
【０１１１】
方法２：ハイブリッド自動要求再送方法が増分的冗長性を採用する場合、その再送ゲインは、主に符号化ゲインであり、再送ゲインを取得できる明確な公式がないため、本発明は、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフで平均再送ゲインを取得する。図９は、異なる再送回数の場合の、ブロック誤り率（BLER）と信号対干渉雑音比(SNR)とのグラフである。与えられた平均信号対干渉雑音比に対して、本発明は、まず、再送回数Mが0のときに該平均信号対干渉雑音比によって取得できるブロック誤り率を確定する。同じブロック誤り率を取得するために、異なる再送回数の場合において必要とする平均信号対干渉雑音比も異なる。再送回数が多いほど、必要とする信号対干渉雑音比は小さくなる。異なる再送回数の場合において必要とする信号対干渉雑音比と、再送のないときに必要とする信号対干渉雑音比との差が、各再送回数に対応する再送ゲインである。例えば、図９に示すように、システムの平均信号対干渉雑音比を12ｄBとすると、再送データがない場合に取得できるブロック誤り率は大体10％である。再送回数がそれぞれ1回、２回、３回の場合、10％のブロック誤り率を取得するために必要とする平均信号対干渉雑音比は、それぞれ６ｄB、４ｄB、１ｄBである。従って、再送回数がそれぞれ1回、２回、３回の場合に取得する再送ゲインは、再送回数がそれぞれ1回、２回、３回の場合に必要とする信号対干渉雑音比と、再送のないときに必要とする信号対干渉雑音比との差値であり、それぞれ６ｄB、８ｄB、１１ｄBである。従って、異なる平均信号対干渉雑音比によって、図１０に示すような再送ゲインの対照テーブルを取得することができる。図１０は、変調方式がＱＰＳＫ（四位相偏移変調）であり、コード率が１/２のときに取得したものである。従って、システムが異なる変調符号化方式を採用しても本発明は図１０に示すような対照テーブルを取得することができ、再送ゲインの大きさは、テーブルを調べて確定できる。図１０の場合、取得した再送ゲインを下記公式で示すことができる。
【数５４】
0005484693.tif 000056
【０１１２】
次に、図面を参照して、三種類のスケジューリングアルゴリズムの性能を比較する。
【０１１３】
アルゴリズム1は、伝統的な最大速度スケジューリング方法である。該方法は、任意のスケジューリング周期において、速度の最大の受信側をスケジューリングする。速度の最大の受信側が複数存在する場合、一の受信側をランダムに選択し、スケジューリングされる受信側が再送受信側であるか否かは考慮しない。
【０１１４】
アルゴリズム2は、再送受信側を優先してスケジューリングする方法である。再送受信側がないときには、アルゴリズム1に従ってスケジューリングを行う。
【０１１５】
本発明のアルゴリズムは、まず、速度最大の原則で最大速度をもつ受信側の集合を確定し、そして、集合のうちの受信側に対して各自の実効的な信号対干渉雑音比を算出し、最後に、最大信号対干渉雑音比を持つ受信側をスケジューリングする。
【０１１６】
本発明で提出したアルゴリズムの性能を評価するために、本発明は、周波数利用効率、再送待ち遅延、受信側公平性の三つの面から、本発明と伝統的な方法との性能を比較する。
【０１１７】
図１１は、平均信号対干渉雑音比が5ｄB、目標ブロック誤り率が1％であるときの周波数利用効率性能のグラフを示す。同図に示すように、受信側数の増加につれて、周波数利用効率は高くなる。すべての受信側範囲内において、本発明は最もよい周波数利用効率を取得し、アルゴリズム2の周波数利用効率がもっとも低く、アルゴリズム1の周波数利用効率が両者の間にある。
【０１１８】
図１２は、信号対干渉雑音比が10ｄB、目標ブロック誤り率が1％であるときの周波数利用効率性能のグラフを示す。この場合、5ｄBの信号対干渉雑音比と比べて周波数利用効率がより高い。これは、このときほとんどの場合において、スケジューリングされる受信側が最ハイオーダー変調符号化方式を採用するからである。しかしながら、本発明の性能改善は低下した。これは、信号対干渉雑音比が10ｄBである場合、誤ったパケットが出現する確率、及び「最大送信速度を持つ受信側がデータを再送する」というイベントが発生する確率が共に低下したからである。
【０１１９】
図１３は、信号対干渉雑音比が10ｄB、ブロック誤り率が1％、受信側数が15である場合において、各パケットがはじめて送信されてから正しく受信され、或いは廃棄されるまで、必要とする時間の確率分布を示す。図１３に示すように、アルゴリズム1は、各スケジューリング時刻において、現在の瞬時チャネル状況に基いて受信側をスケジューリングするので、データにエラーが発生したとき、次回にスケジューリングされるまで待ち時間が非常に長い。アルゴリズム2は、毎回再送受信側を優先してスケジューリングするので、待ち時間を必要とせず、直後に再送されることになる。本発明の場合、再送状況とそのチャネル条件とに基いて適切な時刻で再送受信側をスケジューリングするので、必要とする遅延がアルゴリズム1とアルゴリズム2の間にある。遅延保証要求のある受信側に対して、アルゴリズム1を採用すると、多くの受信側のデータパケットがタイムアウトのため廃棄されることになる。本発明は、アルゴリズム1と比べ、パケットが廃棄される確率を低下させる。
【０１２０】
図１４は、受信側公平性のグラフである。各グラフは、異なるスケジューリングアルゴリズムを採用する場合に各受信側が取得するスケジューリング機会を反映している。受信側数が１５である場合、完全に公平的なスケジューリングを行う場合、各受信側がスケジューリングされる確率は、１/１５=０．０６６７である。グラフによると、三種類のアルゴリズムで取得した公平性が完全的に公平ではないが、各受信側がスケジューリングされる確率は、０．０６６７にとても近い。したがって、全体的にいうと、三種類のアルゴリズムによって取得した公平性は基本的に同一である。
【０１２１】
以上からわかるように、本発明は、下記の優れた点を有する。
【０１２２】
1）本発明は、再送ゲインのアイデアをスケジューリングアルゴリズムに導入して、伝送速度に対する再送受信側の再送ゲインの影響を十分に考えて、受信側の実際の伝送速度をより正確的に判断することができるため、再送ゲインを考慮した本発明のスケジューリング方法によれば、より信頼でき、より効果的な伝送品質を無線高速データ通信に提供することができる。
【０１２３】
2）本発明のMaxC/Iのスケジューリングアルゴリズム及びプロポーショナルフェアのスケジューリングアルゴリズムは、再送ゲインを導入して改良したスケジューリングアルゴリズムを提出し、受信側からフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送受信側の再送ゲインを加えることによって受信側の実効的な信号対干渉雑音比を取得する。再送ゲインを導入した実効的な信号対干渉雑音比によって、実際の伝送速度を真実に反映できるため、実効的な信号対干渉雑音比を上記二種類のアルゴリズムと結合することで、できるだけ実際の伝送速度に基づいてアルゴリズムルールに符合した受信側を見つけることができ、アルゴリズムの正確性を向上させることができる。
【０１２４】
3）本発明において、受信側の最大許容伝送速度を初回に判断する際に、再送受信側が前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするので、従来技術において、チャネル品質情報に基いて再送受信側の最大許容伝送速度を確定して、これをスケジューリングする依拠とし、再送受信側の前回の送信速度で送信して、スケジューリングされる受信側が最大速度を有しない問題を回避することができる。従って、本発明によれば、スケジューリングの依拠となる速度と送信速度との一致を保証し、スケジューリングの正確性及び有効性を保証し、システムスループットを向上させることができる。
【０１２５】
4）本発明は、異なるハイブリッド自動要求再送方式に対して、再送ゲインを確定する二種類の方法を提供し、再送受信側の再送ゲインを簡単且つ効果的に確定することができる。さらに、受信側の実効的な信号対干渉雑音比を確定して、受信側の実際の伝送速度を正確的に判断することに、実効性且つ有効性を具備する実現手段を提供している。
【０１２６】
当該技術分野の一般技術者にとって、上記実施形態から他の優れた点及び変更は明らかである。従って、上記具体的な実施形態は本発明を限定するものではなく、上記記述は本発明の一種の形態を詳細的、規範的に説明する例に過ぎない。当業者には、本発明の発明原理を逸しない前提で各種の改良を行うことができ、これらの改良も本発明の保護範囲に属することは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施例によるハイブリッド自動再送要求方法の全体的な流れを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例による通信システムの配置を示すフロック図である。
【図３】本発明の実施例による適応変調・符号化マッピングテーブルの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施例による受信機のシンボル位置情報フィードバック方式を示す図である。
【図５】本発明のハイブリッド自動再送要求方法と従来の固定再送方式との性能比較図である。
【図６】本発明のハイブリッド自動再送要求方法と従来の固定再送方式との性能比較図である。
【図７】本発明のハイブリッド自動再送要求方法と従来の固定再送方式との性能比較図である。
【図８】本発明による方法のフローを示す図である。
【図９】再送回数が異なる、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフである。
【図１０】本発明において、異なる平均信号対干渉雑音比によって取得した再送ゲインの比較図である。
【図１１】低信号対干渉雑音比の環境において、異なるスケジューリングアルゴリズムの周波数利用効率性能の比較図である。
【図１２】高信号対干渉雑音比の環境において、異なるスケジューリングアルゴリズムの周波数利用効率性能の比較図である。
【図１３】異なるスケジューリングアルゴリズムによるデータパケットの伝送遅延分布図である。
【図１４】異なるスケジューリングアルゴリズムによる受信側公平性の比較図である
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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