(57)【要約】  第１の通信装置と通信する第２の通信装置であって、初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、受信部が受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号部とを具備し、繰返し検出復号部は、繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成部を具備する。
2009104702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置と通信する第２の通信装置であって、
初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号部とを具備し、
前記繰返し検出復号部は、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成部を具備することを特徴とする第２の通信装置。
【請求項２】
前記繰返し検出復号部は、
前記受信信号と前記繰返し処理の結果に基づいて送信信号を検出する信号検出部と、
前記信号検出部が検出した信号を記憶する合成信号記憶部と、
前記合成部が合成した信号を復号する信号復号部と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の第２の通信装置。
【請求項３】
前記合成部は、前記信号検出部が検出した信号と前記合成信号記憶部がそれまでに記憶した信号とのうち、少なくとも２つの信号を合成することを特徴とする請求項２記載の第２の通信装置。
【請求項４】
前記繰返し検出復号部は、
前記受信信号を記憶する受信信号記憶部を具備し、
前記信号検出部は、前記受信信号記憶部がそれまでに記憶した前記受信信号のうちのいずれか１つを検出することを特徴とする請求項２記載の第２の通信装置。
【請求項５】
前記受信信号記憶部は、前記初送信号のみを記憶することを特徴とする請求項４記載の第２の通信装置。
【請求項６】
前記受信信号記憶部は、前記受信信号のうち最後に受信した前記再送信号のみを記憶することを特徴とする請求項４記載の第２の通信装置。
【請求項７】
前記合成信号記憶部は、前記信号検出部が前記受信信号に基づいて前記繰返し処理毎に検出した信号のいずれかを記憶することを特徴とする請求項２記載の第２の通信装置。
【請求項８】
前記合成部は、前記初送信号から前記繰返し処理により得られた結果を合成することを特徴とする請求項２記載の第２の通信装置。
【請求項９】
前記合成部は、尤度情報を合成することを特徴とする請求項に記載の第２の通信装置。
【請求項１０】
前記繰返し検出復号部は、前記信号復号部が復号した信号に基づいて、送信信号のレプリカであるレプリカ信号を生成するレプリカ信号生成部を具備し、
前記信号検出部は、
前記レプリカ信号と前記受信信号とを用いて、前記受信信号に含まれる干渉成分を除去する干渉除去部と、
前記干渉除去部が干渉成分を除去した受信信号を復調する復調部と、
を具備することを特徴とする請求項２記載の第２の通信装置。
【請求項１１】
前記干渉除去部は、シンボル間干渉成分とキャリア間干渉成分のうち少なくとも１つを除去することを特徴とする請求項１０記載の第２の通信装置。
【請求項１２】
前記繰返し検出復号部は、符号多重された受信信号を分離する逆拡散部を具備し、
前記干渉除去部は、符号間干渉成分とシンボル間干渉成分とキャリア間干渉成分のうち少なくとも１つを除去することを特徴とする請求項１０記載の第２の通信装置。
【請求項１３】
前記繰返し検出復号部は、空間多重された複数のストリームを分離するストリーム分離部を具備し、
前記干渉除去部は、ストリーム間干渉成分とシンボル間干渉成分とキャリア間干渉成分のうち少なくとも１つを除去することを特徴とする請求項１０記載の第２の通信装置。
【請求項１４】
第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
初送信号と少なくとも１つの再送信号を送信する送信部を具備し、
前記第２の通信装置は、
初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号部とを具備し、
前記繰返し検出復号部は、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成部を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項１５】
第１の通信装置から信号を受信する第２の通信装置の受信方法であって、
初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信過程と、
前記受信過程で受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号過程とを実行し、
前記繰返し検出復号過程では、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成過程を実行することを特徴とする受信方法。
【請求項１６】
第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムの通信方法であって、
前記第１の通信装置は、
初送信号と少なくとも１つの再送信号を送信する送信過程を実行し、
前記第２の通信装置は、
初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信過程と、
前記受信過程で受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号過程とを実行し、
前記繰返し検出復号過程では、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成過程を実行することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、受信方法及び通信方法に関する。
本願は、２００８年２月２１日に、日本に出願された特願２００８−０４０００８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
マルチキャリア伝送方式には、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）などがある。マルチキャリア伝送方式では、第１の通信装置においてガードインターバル（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ、ＧＩ）区間を送信信号に付加することによって、マルチパス干渉の影響を低減する。【０００３】
これらのアクセス方式において、ガードインターバル区間を越える到来波が存在すると、シンボル間干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ  Ｓｙｍｂｏｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）や、キャリア間干渉（ＩＣＩ：Ｉｎｔｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が生じる。
シンボル間干渉（ＩＳＩ）は、前のシンボルがＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）区間に入り込むことにより生じる。また、キャリア間干渉（ＩＣＩ）は、高速フーリエ変換区間にシンボルの切れ目、つまり信号の不連続区間が入ることによって生じる。【０００４】
前記ガードインターバル（ＧＩ）を超える到来波が存在する場合の、シンボル間干渉（ＩＳＩ）、キャリア間干渉（ＩＣＩ）による特性劣化を改善する方法が以下の特許文献１で提案されている。この従来技術では、一度、復調を行った後、誤り訂正結果（ＭＡＰ復号器の出力）を利用し、シンボル間干渉（ＩＳＩ）成分、およびキャリア間干渉（ＩＣＩ）成分を含む所望以外のサブキャリアの複製信号（レプリカ信号）を作成する。その後、作成した複製信号を受信信号から除去したものに対し、再度、復調を行うことにより、シンボル間干渉（ＩＳＩ）とキャリア間干渉（ＩＣＩ）による特性劣化を防いでいる。【０００５】
マルチキャリア伝送方式と、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：符号分割多重）方式を組み合わせた方式として、ＭＣ−ＣＤＭ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：マルチキャリア符号分割多重）方式、ＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：マルチキャリア符号分割多元接続）、Ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＣＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数符号分割多重）などが提案されている。【０００６】
これらのアクセス方式では、例えばＷａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ符号等の直交符号を用いた周波数方向拡散によるコード多重が行われた信号が、マルチパス環境を経て受信される。この受信された信号に、直交符号の周期内で周波数変動がある場合、直交符号間の直交性が保たれない。そのため、コード間干渉（ＭＣＩ：Ｍｕｌｔｉ  Ｃｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が起こり、特性劣化の原因となる。【０００７】
符号間の直交性の崩れによる特性劣化を改善する方法が、特許文献２及び非特許文献１に記載されている。これらの従来技術では、下りリンクと上りリンクとの違いはあるが、双方ともＭＣ−ＣＤＭ通信時のコード多重によるコード間干渉を取り除くため、誤り訂正後、または逆拡散後のデータを用いて、所望コード以外の信号を除去する。これにより、特性の改善を図っている。【０００８】
上記の従来技術に共通しているのは、第２の通信装置において、受信した信号を復調した後に生成するレプリカ信号を基に干渉信号を生成し、干渉キャンセルを行うことである。これらの処理は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）、キャリア間干渉（ＩＣＩ）、コード間干渉（ＭＣＩ）等の干渉をキャンセルするために行われる。これらの処理を繰返し行うことにより、レプリカ信号の精度を向上させ、精度よく干渉をキャンセルすることができる。【０００９】
しかしながら、上記干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行ったとしても、シンボル間干渉（ＩＳＩ）、キャリア間干渉（ＩＣＩ）、コード間干渉（ＭＣＩ）等の干渉が多い場合、干渉を除去しきれない。そのため、所望のデータを正常に復調することができず、誤りが生じる。【００１０】
そのような誤りに対する制御方法として、自動再送（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ：ＡＲＱ）と、ターボ符号化等の誤り訂正符号とを組み合わせたハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ、ハイブリッド自動再送）がある。特に、ＨＡＲＱとして、チェイス合成（Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ：ＣＣ）と、インクリメンタルリダンダンシ（ＩＲ：Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）とがよく知られており、それぞれ非特許文献２および非特許文献３に記載されている。例えば、チェイス合成（ＣＣ）を用いるハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）では、受信パケットに誤りが検出されると、全く同一のパケットの再送を要求する。これらの２つの受信パケットを合成することにより、受信品質を高める。また、インクリメンタルリダンダンシ（ＩＲ）を用いるハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）では、冗長ビットを分割し、少しずつ順次再送する。このため、再送回数が増えるにしたがって符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を高めることができる。【００１１】
しかしながら、上述した従来技術では、干渉キャンセラ等を用いる繰返し処理において、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を、有効に活用することができない。そのため、第１の通信装置から第２の通信装置に送信する信号の再送回数および繰返し処理回数が増加するという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２２１７０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１９８２２３号公報
【非特許文献１】Ｙ．Ｚｈｏｕ、Ｊ．Ｗａｎｇ、ａｎｄ  Ｍ．Ｓａｗａｈａｓｈｉ、“Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ＯＦＣＤＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｐａｒｔ  Ｉ：  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．５３、Ｉｓｓｕｅ  ４、ｐｐ．７１８−７２９、Ａｐｒｉｌ  ２００５．
【非特許文献２】Ｄ．Ｃｈａｓｅ、“Ｃｏｄｅ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ−Ａ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  ｃｏｍｂｉｎｇ  ａｎｄ  ａｒｂｉｔｒａｒｙ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｎｏｉｓｙ  ｐａｃｋｅｔｓ、”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．  ＣＯＭ−３３、ｐｐ．３８５−３９３、Ｍａｙ  １９８５．
【非特許文献３】Ｊ．Ｈａｇｅｎａｕｅｒ、“Ｒａｔｅ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ  ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｅｓ  （ＲＣＰＣ  ｃｏｄｅｓ）  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ、”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．  ３６、ｐｐ．３８９−４００、Ａｐｒｉｌ  １９８８．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１の通信装置から第２の通信装置に送信する信号の再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる通信装置、通信システム、受信方法及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）  本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による第２の通信装置は、第１の通信装置と通信する第２の通信装置であって、初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号部とを具備し、前記繰返し検出復号部は、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成部を具備する。
本発明では、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いて第１の通信装置と通信する第２の通信装置において、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットを用いることにより向上する受信信号の信頼性を活用する。これによって、第１の通信装置から第２の通信装置に送信する信号の再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【００１４】
（２）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記繰返し検出復号部は、前記受信信号と前記繰返し処理の結果に基づいて送信信号を検出する信号検出部と、前記信号検出部が検出した信号を記憶する合成信号記憶部と、前記合成部が合成した信号を復号する信号復号部とを具備する。【００１５】
（３）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記合成部は、前記信号検出部が検出した信号と前記合成信号記憶部がそれまでに記憶した信号とのうち、少なくとも２つの信号を合成する。【００１６】
（４）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記繰返し検出復号部は、前記受信信号を記憶する受信信号記憶部を具備し、前記信号検出部は、前記受信信号記憶部がそれまでに記憶した前記受信信号のうちのいずれか１つを検出する。【００１７】
（５）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記受信信号記憶部は、前記初送信号のみを記憶する。【００１８】
（６）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記受信信号記憶部は、前記受信信号のうち最後に受信した前記再送信号のみを記憶する。【００１９】
（７）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記合成信号記憶部は、前記信号検出部が前記受信信号に基づいて前記繰返し処理毎に検出した信号のいずれかを記憶する。【００２０】
（８）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記合成部は、前記初送信号から前記繰返し処理により得られた結果を合成する。【００２１】
（９）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記合成部は、尤度情報を合成する。【００２２】
（１０）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記繰返し検出復号部は、前記信号復号部が復号した信号に基づいて、送信信号のレプリカであるレプリカ信号を生成するレプリカ信号生成部を具備し、前記信号検出部は、前記レプリカ信号と前記受信信号とを用いて、前記受信信号に含まれる干渉成分を除去する干渉除去部と、前記干渉除去部が干渉成分を除去した受信信号を復調する復調部とを具備する。【００２３】
（１１）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記干渉除去部は、シンボル間干渉成分とキャリア間干渉成分のうち少なくとも１つを除去する。【００２４】
（１２）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記繰返し検出復号部は、符号多重された受信信号を分離する逆拡散部を具備し、前記干渉除去部は、符号間干渉成分とシンボル間干渉成分とキャリア間干渉成分のうち少なくとも１つを除去する。【００２５】
（１３）  また、本発明の一態様による第２の通信装置の前記繰返し検出復号部は、空間多重された複数のストリームを分離するストリーム分離部を具備し、前記干渉除去部は、ストリーム間干渉成分とシンボル間干渉成分とキャリア間干渉成分のうち少なくとも１つを除去する。【００２６】
（１４）  また、本発明の一態様による通信システムは、第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムであって、前記第１の通信装置は、初送信号と少なくとも１つの再送信号を送信する送信部を具備し、前記第２の通信装置は、初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号部とを具備し、前記繰返し検出復号部は、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成部を具備する。【００２７】
（１５）  また、本発明の一態様による受信方法は、第１の通信装置から信号を受信する第２の通信装置の受信方法であって、初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信過程と、前記受信過程で受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号過程とを実行し、前記繰返し検出復号過程では、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成過程を実行する。【００２８】
（１６）  また、本発明の一態様による通信方法は、第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムの通信方法であって、前記第１の通信装置は、初送信号と少なくとも１つの再送信号を送信する送信過程を実行し、前記第２の通信装置は、初送信号と少なくとも１つの再送信号を受信する受信過程と、前記受信過程で受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して信号検出と信号復号の繰返し処理を行う繰返し検出復号過程とを実行し、前記繰返し検出復号過程では、前記繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の前記受信信号から得られた信号検出の結果を合成する合成過程を実行する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の通信装置、通信システム、受信方法及び通信方法では、第１の通信装置から第２の通信装置に送信する信号の再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による第１の通信装置１００ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による第２の通信装置２００ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による干渉キャンセル部２０６の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるＨＡＲＱ処理部２１１の構成の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による信号復号部２１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態によるレプリカ信号生成部２１４の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による第２の通信装置２００ａの処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態による符号化処理について説明する図である。
【図９】符号化率が１／３、１／２、３／４のパンクチャパターンを示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態によるターボ符号の復号処理を説明する図である。
【図１１】パンクチャパターンの一例を示す図である。
【図１２】合成処理について説明する図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による第２の通信装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態による第２の通信装置２００ｃの構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態によるＨＡＲＱ処理部４０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態による干渉キャンセル部４０２の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態による第１の通信装置１００ｄの構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態による第２の通信装置２００ｄの構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態による信号分離部６０６の構成を示す概略ブロック図である。
【図２０Ａ】フレーム毎に３つのパケットを多重して送信する方法を示す図である。
【図２０Ｂ】フレーム毎に３つのパケットを多重して送信する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００ａ〜１００ｄ・・・第１の通信装置、１０１・・・符号化部、１０２・・・インタリーブ部、１０３・・・変調部、１０４・・・ＩＦＦＴ部、１０５・・・送信信号情報多重部、１０６・・・ＧＩ挿入部、１０７・・・無線送信部、１１１・・・無線受信部、１１２・・・ＧＩ除去部、１１３・・・ＦＦＴ部、１１４・・・復調部、１１５・・・応答信号解析部、１１６・・・送信信号記憶部、２００ａ〜２００ｄ・・・第２の通信装置、２０１・・・無線受信部、２０２・・・ＧＩ除去部、２０３・・・分離部、２０４・・・送信信号情報解析部、２０５・・・ＦＦＴ部、２０６・・・干渉キャンセル部、２０７・・・伝搬路推定部、２０８・・・伝搬路補償部、２０９・・・復調部、２１０・・・デインタリーブ部、２１１・・・ＨＡＲＱ処理部、２１２・・・信号復号部、２１３・・・再送制御部、２１４・・・レプリカ信号生成部、２２１・・・応答信号生成部、２２２・・・変調部、２２３・・・ＩＦＦＴ部、２２４・・・ＧＩ挿入部、２２５・・・無線送信部、Ａ１・・・アンテナ、Ａ２・・・アンテナ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
本実施形態では、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いた通信システムについて説明する。そして、本実施形態では、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行う第２の通信装置（後述する図２参照）が再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットを用いることにより向上する受信信号の信頼性を活用する。これによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態による第１の通信装置１００ａの構成を示す概略ブロック図である。第１の通信装置１００ａは、符号化部１０１、インタリーブ部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、送信信号情報多重部１０５、ＧＩ挿入部１０６、無線送信部１０７（送信部とも称する）、無線受信部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、応答信号解析部１１５、送信信号記憶部１１６、アンテナＡ１を備えている。【００３４】
第１の通信装置１００ａは、第２の通信装置に対して送信する情報ビット（パケット）を符号化部１０１と送信信号記憶部１１６とに出力する。ここで、パケットは、誤り検出符号を行う単位である。送信信号記憶部１１６は、第２の通信装置からの再送要求があった場合に、送信した情報ビットを再送するため、情報ビットを記憶する。
符号化部１０１は、入力された情報ビットに対して、巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）等の誤り検出符号により誤り検出符号化を行う。その後、符号化部１０１は、さらに畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：低密度パリティ検査）符号等により誤り訂正符号化を行い、インタリーブ部１０２に出力する。【００３５】
インタリーブ部１０２は、符号化ビットに対して、インタリーブ処理を行い、変調部１０３に出力する。変調部１０３は、インタリーブされた信号を、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：４位相偏移変調）や１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：１６値直交振幅変調）等の変調シンボルにマッピングし、ＩＦＦＴ部１０４に出力する。【００３６】
ＩＦＦＴ部１０４は、変調シンボルを、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）等により、周波数信号から時間信号に変換し、送信信号情報多重部１０５に出力する。送信信号情報多重部１０５は、送信するパケットが初送であるか再送であるか等の送信信号に関する情報を、ＩＦＦＴ部１０４が出力する信号に多重する。なお、送信信号情報は、受信側で分離できるように送信すれば良い。送信信号情報は、例えば、時間分割多重、周波数分割多重、符号分割多重などを用いて送信される。【００３７】
ＧＩ挿入部１０６は、周波数信号から時間信号に変換された信号に対して、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、無線送信部１０７に出力する。無線送信部１０７は、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入した信号に対して、デジタル―アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナＡ１を介して、第２の通信装置に送信する。【００３８】
無線受信部１１１は、第２の通信装置が送信した応答信号を含む信号を受信し、周波数変換やアナログ―デジタル変換等を行い、ＧＩ除去部１１２に出力する。この応答信号は、第１の通信装置１００ａが第２の通信装置に対して送信した情報ビットを、第２の通信装置が正しく受信したか否かを、第２の通信装置が第１の通信装置１００ａに対して通知する信号である。例えば、正しく受信された場合の応答信号はＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定応答）であり、正しく受信されなかった場合の応答信号はＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：否定応答）である。【００３９】
ＧＩ除去部１１２は、無線受信部１１１が出力した信号からガードインターバル（ＧＩ）を除去し、復調部１１４に出力する。
復調部１１４は、ＧＩ除去部１１２が出力した信号を復調し、ＦＦＴ部１１３に出力する。
応答信号解析部１１５は、復調部１１４が復調した信号に基づいて、応答信号を解析し、第１の通信装置１００ａが第２の通信装置に対して送信した情報ビットが、ＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかを解析する。
応答信号がＡＣＫである場合、再送は行わず、送信信号記憶部１１６に記憶されている情報ビットは消去される。一方、応答信号がＮＡＣＫである場合、再送が行われる。再送を行うために、送信信号記憶部１１６に記憶されている情報ビットは、符号化部１０１に出力される。符号化部１０１では、送信信号記憶部１１６が出力した信号に対して、誤り訂正符号化が行われる。【００４０】
ここで、例えば、チェイス合成（ＣＣ）を用いた再送の場合は、最初に送信したパケット（初送パケットとも称する）と同一の符号化ビットを再送パケットとして生成する。インクリメンタルリダンダンシ（ＩＲ）を用いた再送の場合は、初送パケットとは異なる冗長ビット（パリティビット）を含む符号化ビットを再送パケットとして生成する。以下、復調部１１４、ＩＦＦＴ部１０４、ＧＩ挿入部１０６、無線送信部１０７において、上述した処理と同様の処理が行われ、第２の通信装置に対して再度送信される。【００４１】
図２は、本発明の第１の実施形態による第２の通信装置２００ａの構成を示す概略ブロック図である。第２の通信装置２００ａは、無線受信部２０１（受信部とも称する）、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、干渉キャンセル部２０６（干渉除去部とも称する）、伝搬路推定部２０７、伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、レプリカ信号生成部２１４、再送制御部２１３、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、アンテナＡ２を備えている。【００４２】
なお、干渉キャンセル部２０６と、伝搬路補償部２０８と、復調部２０９と、デインタリーブ部２１０と、ＨＡＲＱ処理部２１１と、信号復号部２１２と、レプリカ信号生成部２１４とをまとめて、繰返し検出復号部とも称する。
また、干渉キャンセル部２０６と、伝搬路補償部２０８と、復調部２０９とをまとめて、信号検出部とも称する。【００４３】
図３は、本発明の第１の実施形態による干渉キャンセル部２０６（図２参照）の構成を示す概略ブロック図である。干渉キャンセル部２０６は、干渉信号レプリカ生成部２３１、減算部２３２、受信信号記憶部２３３を備えている。【００４４】
図４は、本発明の第１の実施形態によるＨＡＲＱ処理部２１１（図２参照）の構成の構成を示す概略ブロック図である。ＨＡＲＱ処理部２１１は、パケット合成部２４１（合成部とも称する）、合成パケット記憶部２４２（合成信号記憶部とも称する）を備えている。【００４５】
図５は、本発明の第１の実施形態による信号復号部２１２（図２参照）の構成を示す概略ブロック図である。信号復号部２１２は、誤り訂正復号部２５１、誤り検出部２５２を備えている。【００４６】
図６は、本発明の第１の実施形態によるレプリカ信号生成部２１４（図２参照）の構成を示す概略ブロック図である。レプリカ信号生成部２１４は、インタリーブ部２６２、変調部２６３を備えている。【００４７】
以下では、初送パケットが第２の通信装置２００ａで受信された場合について説明する。無線受信部２０１は、受信信号に対して、周波数変換やアナログ―デジタル変換等を行い、ＧＩ除去部２０２に出力する。
ＧＩ除去部２０２は、無線受信部２０１が出力した信号から、ガードインターバル（ＧＩ）を除去し、分離部２０３に出力する。
分離部２０３は、第１の通信装置１００ａで多重された送信信号情報を分離し、送信信号情報解析部２０４に出力する。また、分離部２０３は、送信信号情報以外の受信パケットを、ＦＦＴ部２０５に出力する。
送信信号情報解析部２０４は、分離部２０３で分離された送信信号情報に基づいて、受信パケットが初送であるか再送であるか等の送信信号に関する情報を解析し、解析結果を再送制御部２１３に出力する。ＦＦＴ部２０５は、分離部２０３が分離した送信信号情報以外の受信パケットを、時間信号から周波数信号に変換する。【００４８】
ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号は、干渉キャンセル部２０６に入力される。初回処理では、レプリカ信号が生成されていないため、干渉キャンセル部２０６は、入力信号をそのまま出力する。また、受信信号記憶部２３３（図３）は、干渉キャンセル部２０６に入力された信号を記憶する。
受信信号記憶部２３３に記憶された信号は、再送パケットを受信した場合に、再送パケットの受信結果と合成して、初送パケットに再度繰り返し処理を行うための受信信号として用いられる。【００４９】
伝搬路推定部２０７は、ＦＦＴ部２０５が出力した信号を用いて、伝搬路推定を行うことにより、伝搬路推定値を求め、干渉キャンセル部２０６および伝搬路補償部２０８に出力する。なお、伝搬路推定部２０７は、第１の通信装置１００ａが送信する情報ビットを、第２の通信装置２００ａが正しく受信できるまで、受信パケット毎の伝搬路推定値を記憶しておく。【００５０】
なお、本実施形態では、ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めているが、これに限るものではない。例えば、ＦＦＴ部２０５に入力される以前の時間領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めても良い。
なお、伝搬路推定部２０７で行われる伝搬路推定の方法として、第１の通信装置と第２の通信装置との間で既知の情報を含むパイロット信号を用いる方法などを用いることができるが、これに限定されるものではない。【００５１】
干渉キャンセル部２０６が出力した信号は、伝搬路補償部２０８に入力される。伝搬路補償部２０８は、伝搬路推定部２０７が推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ：ゼロフォーシング）基準、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ：最小平均二乗誤差）基準等を用いた重み係数を用いて伝搬路補償を行う。【００５２】
復調部２０９では、伝搬路補償部２０８が伝搬路補償を行った信号に対して、復調処理を行い、符号化ビットＬＬＲ（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）を算出する。なお、ＬＬＲを、尤度情報、対数尤度比とも称する。ＬＬＲとは、そのビットが１であるか０であるかの対数尤度比（確率）である。以降、例えばビットａのＬＬＲをλ（ａ）と表す。
次に、復調部２０９での処理を説明する。以下では、ＱＰＳＫ変調の場合を例として説明する。送信側で送信されたＱＰＳＫシンボルがＸであり、受信側における逆拡散後のシンボルがＸｃである場合について説明する。Ｘを構成しているビットをｂ０、ｂ１（ｂ０、ｂ１＝±１）とすると、Ｘは、以下の式（１）で表される。【００５３】
【数１】
2009104702.tif 000003
【００５４】
ただし、ｊは虚数単位を表す。Ｘの受信側における推定値Ｘｃからビットｂ０、ｂ１のＬＬＲであるλ（ｂ０）、λ（ｂ１）を、次の式（２）により求める。【００５５】
【数２】
2009104702.tif 000004
【００５６】
ただし、Ｒｅ（）は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅である。例えば、第ｋサブキャリアにおける伝搬路推定値をＨ（ｋ）とし、乗算したＭＭＳＥ基準の伝搬路補償重みをＷ（ｋ）とすると、μはＷ（ｋ）Ｈ（ｋ）となる。また、λ（ｂ１）はλ（ｂ０）の実部と虚部を置き換えたものである。【００５７】
デインタリーブ部２１０は、復調部２０９が出力した符号化ビットＬＬＲに対して、デインタリーブ処理を行い、ＨＡＲＱ処理部２１１に出力する。
ＨＡＲＱ処理部２１１には、デインタリーブされた符号化ビットＬＬＲが入力されるが、受信信号が初送パケットのみの場合は、入力された信号をそのまま信号復号部２１２に出力する。合成パケット記憶部２４２（図４）は、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）の合成のために、入力された符号化ビットＬＬＲ（初送パケットの復調処理後の結果）を記憶する。【００５８】
信号復号部２１２に入力された信号は、誤り訂正復号部２５１（図５）で誤り訂正復号処理が行われ、符号化ビットＬＬＲが出力される。ここで、符号化ビットＬＬＲとは、システマティックビットおよびパリティビットの対数尤度比ＬＬＲを表している。
誤り検出部２５２（図５）は、まず符号化ビットＬＬＲの情報ビットに対して硬判定処理を行うことにより復号ビットを生成し、そのパケットに対する誤りの検出処理を行い、誤り検出情報を生成する。さらに、誤り検出部２５２は、生成された誤り検出情報等に基づいて繰返し処理を続行するか終了するかの判定を行う。
誤りが検出されなかった場合は、誤り検出部２５２は、繰返し処理を終了して、復号ビットと誤り検出情報を再送制御部２１３に出力する。再送制御部２１３は、パケットに誤りが検出されなければ、入力された復号ビットを出力し、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。【００５９】
一方、誤り検出部２５２で、誤りが検出された場合は、以下のように判定を行う。繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していなければ、繰返し処理を続行し、信号復号部２１２は、符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４に出力する。繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していれば、繰返し処理を終了し、信号復号部２１２は、誤り検出情報を再送制御部２１３に出力する。【００６０】
再送制御部２１３は、パケットの誤りを検出した場合、第１の通信装置１００ａに対して、そのパケットの再送要求を行うため、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。ここで、誤り検出方法としては、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ：巡回冗長検査）等を用いることができるが、これに限るものではない。また、繰返し処理を続行するか終了するかの判定方法として、あらかじめ設定した最大繰返し回数を基準とした方法を説明したが、これに限るものではない。例えば、入力した符号化ビットＬＬＲの尤度に基づいて、繰返し処理を続行するか終了するかを判定しても良い。【００６１】
次に、初送パケットに対する繰返し処理について説明する。レプリカ信号生成部２１４は、信号復号部２１２が出力した符号化ビットＬＬＲから周波数領域のレプリカ信号を生成するため、次の処理を行う。図６のインタリーブ部２６２は、初送パケットのインタリーブパターンに基づいてインタリーブ処理を行い、変調部２６３に出力する。
図６の変調部２６３は、インタリーブ部２６２が出力した信号に対して、初送パケットの変調方式に基づいて変調処理を行い、周波数領域のレプリカ信号を生成する。【００６２】
次に、レプリカ信号生成部２１４の処理を説明する。ＱＰＳＫ変調を例にして説明する。ＱＰＳＫ変調シンボルを構成するビットのＬＬＲをλ（ｂ０），λ（ｂ１）とすると、ＱＰＳＫの変調シンボルのレプリカＺは、以下の式（３）で表される。【００６３】
【数３】
2009104702.tif 000005
【００６４】
生成されたレプリカ信号は干渉キャンセル部２０６に入力される。干渉信号レプリカ生成部２３１（図３）は、レプリカ信号と伝搬路推定部２０７が出力した伝搬路推定値とから周波数領域の干渉信号レプリカを生成する。
なお、本実施形態に係る干渉信号レプリカとしては、シンボル間干渉（ＩＳＩ）、キャリア間干渉（ＩＣＩ）、コード間干渉（ＭＣＩ）等を用いることができるが、これに限るものではない。なお、干渉信号レプリカとして、コード間干渉（ＭＣＩ）を用いる場合は、第１の通信装置１００ａには、送信信号に対してコード多重を行う拡散部を設けるようにする。また、第２の通信装置には、コード多重された信号を分離する逆拡散部を設けるようにする。【００６５】
減算部２３２（図３）は、初送パケットの受信信号から、生成された干渉信号レプリカを減算し、伝搬路補償部２０８に出力する。
以降、既に説明した処理と同様の処理を、誤り検出部２５２（図５）が、繰返し処理を終了すると判定するまで繰返し行う。
誤り検出部２５２が、繰返し処理を終了すると判定した場合は、再送制御部２１３は、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。【００６６】
応答信号生成部２２１は、再送制御部２１３が出力した誤り検出情報に基づいて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫの応答信号を生成し、変調部２２２に出力する。変調部２２２は、応答信号生成部２２１が出力した応答信号を、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調シンボルにマッピングする。
ＩＦＦＴ部２２３は、変調部２２２が出力した変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）の処理を行うことにより、周波数信号を時間信号に変換し、ＧＩ挿入部２２４に出力する。ＧＩ挿入部２２４は、ＩＦＦＴ部２２３が周波数信号から時間信号に変換した信号に、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、無線送信部２２５に出力する。無線送信部２２５は、ＧＩ挿入部２２４がガードインターバル（ＧＩ）を挿入した信号に対して、デジタル―アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナＡ２を介して、第１の通信装置１００ａに送信する。【００６７】
次に、第２の通信装置２００ａが再送パケットを受信した場合について説明する。
受信信号情報に基づいて、受信信号が再送パケットであることを識別すると、再送制御部２１３は、受信信号に対して再送処理を行うための再送制御情報を生成し、干渉キャンセル部２０６、応答信号生成部２２１、ＨＡＲＱ処理部２１１に出力する。この再送制御情報には、例えば、初送パケットと再送パケットの符号化率やパンクチャパターン等の信号情報や、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）の合成を行うための制御情報等が含まれる。【００６８】
無線受信部２０１は、受信信号に対して、周波数変換やアナログ―デジタル変換等を行い、ＧＩ除去部２０２に出力する。ＧＩ除去部２０２は、無線受信部２０１が出力した信号からガードインターバル（ＧＩ）を除去し、分離部２０３に出力する。ＦＦＴ部２０５は、分離部２０３が出力した信号を、時間信号から周波数信号に変換し、伝搬路推定部２０７と干渉キャンセル部２０６に出力する。【００６９】
伝搬路推定部２０７は、ＦＦＴ部２０５が出力した信号を用いて、伝搬路推定を行い、伝搬路推定値を干渉キャンセル部２０６および伝搬路補償部２０８に出力する。
干渉キャンセル部２０６は、初送パケットの初回処理と同様に、ＦＦＴ部２０５が出力した再送パケットの受信信号をそのまま出力する。伝搬路補償部２０８は、伝搬路推定部２０７で推定された伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準等を用いた重み係数を用いて伝搬路補償を行い、復調部２０９に出力する。復調部２０９は、伝搬路推定部２０７が伝搬路補償を行った信号に対して、復調処理を行い、符号化ビットＬＬＲを算出し、デインタリーブ部２１０に出力する。デインタリーブ部２１０は、復調部２０９が出力した符号化ビットＬＬＲに対して、デインタリーブ処理を行い、ＨＡＲＱ処理部２１１に出力する。【００７０】
ＨＡＲＱ処理部２１１には、デインタリーブ部２１０が出力した再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、再送制御部２１３が出力した再送制御情報とが入力される。合成パケット記憶部２４２（図４）は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを、パケット合成部２４１（図４）に出力する。
パケット合成部２４１は、再送制御情報に基づいて、再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、合成パケット記憶部２４２が記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲとを合成し、信号復号部２１２に出力する。【００７１】
パケット合成部２４１における合成方法として、例えば、チェイス合成（ＣＣ）を用いた再送を行う場合、それぞれ対応する符号化ビットＬＬＲを合成すれば良い。インクリメンタルリダンダンシ（ＩＲ）を用いた再送を行う場合、それぞれのパケットに対してデパンクチャ処理を行い、それぞれ対応する符号化ビットＬＬＲを合成すれば良い。【００７２】
誤り訂正復号部２５１（図５）は、信号復号部２１２に入力された信号に対して、誤り訂正復号処理を行い、符号化ビットＬＬＲを、誤り検出部２５２に出力する。
誤り検出部２５２（図５）は、まず符号化ビットＬＬＲの情報ビットに対して硬判定処理を行うことにより復号ビットを生成し、そのパケットに対する誤りの検出処理を行い、誤り検出情報を生成する。さらに、誤り検出部２５２は、生成された誤り検出情報等に基づいて繰返し処理を続行するか終了するかの判定を行う。【００７３】
誤り検出部２５２において、誤りが検出されなかった場合は、繰返し処理を終了して、復号ビットと誤り検出情報とを再送制御部２１３に出力する。再送制御部２１３では、パケットに誤りが検出されなければ、入力された復号ビットを出力し、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
一方、誤り検出部２５２において、誤りが検出された場合は、以下のように判定を行う。繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していなければ、繰返し処理を続行し、信号復号部２１２は、符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４に出力する。繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していれば、繰返し処理を終了し、信号復号部２１２は、誤り検出情報を再送制御部２１３に出力する。再送制御部２１３は、パケットが誤りを検出した場合、第１の通信装置１００ａに対して、そのパケットの再送要求を行うため、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。【００７４】
以下では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果とを合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理について説明する。
レプリカ信号生成部２１４は、信号復号部２１２が出力した符号化ビットＬＬＲから初送パケットのレプリカ信号を生成するため、次の処理を行う。図６のインタリーブ部２６２は、初送パケットのインタリーブパターンに基づいてインタリーブ処理を行い、変調部２６３に出力する。
図６の変調部２６３は、初送パケットの変調方式に基づいて変調処理を行い、初送パケットのレプリカ信号を生成する。
変調部２６３は、生成した初送パケットのレプリカ信号を、周波数領域レプリカ信号として、干渉キャンセル部２０６に出力する。【００７５】
干渉信号レプリカ生成部２３１（図３）は、レプリカ信号と伝搬路推定部２０７が出力した伝搬路推定値から、初送パケットのための干渉信号レプリカを生成する。また、受信信号記憶部２３３は、再送制御部２１３から出力された再送制御情報に基づいて、受信信号記憶部２３３（図３）が記憶した初送パケットの受信信号を減算部２３２（図３）に出力する。
減算部２３２は、受信信号記憶部２３３が記憶した初送パケットの受信信号から、干渉信号レプリカ生成部２３１で生成された干渉信号レプリカを減算し、伝搬路補償部２０８に出力する。【００７６】
伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０は、既に説明した処理と同様の処理を行う。ＨＡＲＱ処理部２１１（図２）は、繰返し処理時はパケットの合成は行わず、入力された信号を信号復号部２１２にそのまま出力する。信号復号部２１２は、既に説明した処理と同様の処理を行う。以降、誤り検出部２５２（図５）が繰返し処理の終了を判定するまで、繰返し処理を行う。【００７７】
誤り検出部２５２（図５）が繰返し処理の終了を判定した場合は、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。応答信号生成部２２１は、再送制御部２１３から出力された誤り検出情報に基づいてＡＣＫまたはＮＡＣＫの応答信号を生成する。
変調部２２２は、応答信号を、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調シンボルにマッピングし、ＩＦＦＴ部２２３に出力する。ＩＦＦＴ部２２３は、変調シンボルに対して、ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行い、ＧＩ挿入部２２４に出力する。【００７８】
ＧＩ挿入部２２４は、周波数時間変換した信号に対して、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、無線送信部２２５に出力する。無線送信部２２５は、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入した信号に対して、デジタル―アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナＡ２を介して、第１の通信装置１００ａに送信する。
以上の処理を、パケットを誤りなく受信するか、再送処理を終了すると判定するまで、繰返し行う。【００７９】
本実施形態を用いることにより、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いた通信システムにおいて、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行う第２の通信装置２００ａが再送パケットを受信した場合に、以下の効果が得られる。つまり、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【００８０】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部２１１において、合成する初送パケットとして、初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、最後の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いても良い。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いても良く、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いることができる。【００８１】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部２１１において、合成される再送パケットとして、初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、予め設定した繰返し数の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いても良い。また、複数の繰返し処理で得られたそれぞれの符号化ビットＬＬＲの何れかを用いても良く、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いることができる。【００８２】
なお、以上の説明では、第２の通信装置２００ａが初送パケットを受信した後、第１の通信装置１００ａに対して再送要求を行う場合について説明した。そして、第２の通信装置２００ａが再送パケットを受信した場合において、それら２つのパケットを合成する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、少なくとも２つの再送パケットを受信した場合、受信した全てのパケットの復調処理後の結果を合成しても良いし、受信した全てのパケットの内、少なくとも２つのパケットの復調処理後の結果を合成しても良い。【００８３】
なお、以上の説明では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理を行う場合について説明した。そして、繰返し処理において、干渉キャンセルを行うための受信信号として、受信信号記憶部２３３（図３）で記憶した初送パケットの受信信号を用いる場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、干渉キャンセルを行うための受信信号として、再送パケットを用いても良い。【００８４】
なお、以上の説明では、送受信信号として、マルチキャリア信号を用いる場合を説明したが、シングルキャリア信号を用いても良い。
なお、以上の説明では、インタリーブ部２６２（図６）、デインタリーブ部２１０（図２）を用いる場合を説明したが、これらを用いなくても良い。
なお、以上の説明では、第２の通信装置２００ａが、周波数領域の干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の通信装置２００ａは、時間領域の干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行っても良い。【００８５】
なお、本実施形態の第２の通信装置２００ａの構成は、周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥ（Ｓｏｆｔ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ  ｆｏｌｌｏｗｅｄ  ｂｙ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ）型ターボ等化や時間領域ＳＣ／ＭＭＳＥ型ターボ等化を用いた第２の通信装置にも適用できる。
また、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ：多入力多出力）伝送時のストリーム分離を行う第２の通信装置にも適用できる。なお、ＭＩＭＯ伝送時のストリーム分離を行う場合には、第２の通信装置において、空間多重された複数のストリームを分離するストリーム分離部を設けるようにする。【００８６】
図７は、本発明の第１の実施形態による第２の通信装置２００ａの処理を示すフローチャートである。第２の通信装置２００ａは、初送パケットを受信する（ステップＳ１０１）。そして、第２の通信装置２００ａは、後述する干渉キャンセルを行うために、初送パケットを記憶する（ステップＳ１０２）。
そして、第２の通信装置２００ａは、当該パケットが初送パケットであり初回処理である場合、ステップＳ１０１で受信した初送パケットから、推定された伝搬路推定値に基づいた伝搬路補償および復調を行い、信号検出を行う（ステップＳ１０３）。【００８７】
そして、第２の通信装置２００ａは、繰返し処理における初回処理であるかを判定する（ステップＳ１０４）。初回処理ではない場合、第２の通信装置２００ａは、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７の処理を省略して、ステップＳ１０８の処理を行う。初回処理である場合、第２の通信装置２００ａは、後述するハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）の合成のために、当該パケットの符号化ビットＬＬＲを記憶する（ステップＳ１０５）。【００８８】
そして、第２の通信装置２００ａは、当該パケットが初送パケットであるかを判定する（ステップＳ１０６）。初送パケットである場合、第２の通信装置２００ａは、ステップＳ１０７の処理を省略して、ステップＳ１０８の処理を行う。初送パケットではない場合、第２の通信装置２００ａは、ステップＳ１０５で記憶した符号化ビットＬＬＲと、当該パケットの符号化ビットＬＬＲとを、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）の合成を行う（ステップＳ１０７）。【００８９】
そして、第２の通信装置２００ａは、誤り訂正復号を行う（ステップＳ１０８）。そして、第２の通信装置２００ａは、当該パケットに対して誤りがあるかを判定する（ステップＳ１０９）。誤りが検出された場合、第２の通信装置２００ａは、当該パケットに対して繰返し処理を行うかを判定する（ステップＳ１１１）。
繰返し処理を行う場合、第２の通信装置２００ａは、後述する干渉キャンセルを行うために、ステップＳ１０８で得られた符号化ビットＬＬＲから初送パケットのレプリカ信号を生成する（ステップＳ１１２）。【００９０】
そして、第２の通信装置２００ａは、ステップＳ１０２で記憶した初送パケットから干渉成分をキャンセルするため、ステップＳ１１２が生成したレプリカ信号から、干渉レプリカ信号を生成し、干渉キャンセルを行う（ステップＳ１１３）。そして、第２の通信装置２００ａは、繰返し処理である場合、ステップＳ１１３で干渉キャンセルした初送パケットを基に、信号検出を行う（ステップＳ１０３）。【００９１】
以降、第２の通信装置２００ａは、ステップＳ１１１で繰返し処理を終了すると判定するまで、繰返し処理を行う。ステップＳ１１１で、繰返し処理を終了すると判定した場合、第２の通信装置２００ａは、第１の通信装置にＮＡＣＫを送信し、再送要求を行う（ステップＳ１１４）。
そして、第２の通信装置２００ａは、再送パケットを受信する（ステップＳ１１５）。そして、第２の通信装置２００ａは、再送パケットに対する処理を行うための再送制御情報を生成する（ステップＳ１１６）。そして、第２の通信装置２００ａは、当該パケットが再送パケットであり初回処理である場合、ステップＳ１１５で受信した再送パケットを基に、信号検出を行う（ステップＳ１０３）。【００９２】
以降、第２の通信装置２００ａは、ステップＳ１０９で誤りが検出されなくなるまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８、Ｓ１１１〜Ｓ１１６の処理を行う。ステップＳ１０９で誤りが検出されない場合、第２の通信装置２００ａは、第１の通信装置に対してＡＣＫを送信し、図７に示すフローチャートの処理を終了する（ステップＳ１１０）。【００９３】
図８は、本発明の第１の実施形態による符号化処理について説明する図である。この符号化処理は、第１の通信装置１００ａの符号化部１０１（図１）で行われる。ここでは、符号化処理の一例としてターボ符号を用いた場合を説明する。符号化部１０１は、符号器１、符号器２、内部インタリーバ３、パンクチャ部４を備える。
例えば、第１の通信装置１００ａが第２の通信装置２００ａに送信したい情報ビットＢ−１１（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の４ビットとする。
内部インタリーバ３は、情報ビットＢ−１１に対して、内部インタリーブの処理を行い、符号器２に出力する。
符号器１は、情報ビットＢ−１１に基づいて、パリティビットＢ−１２（ｅ、ｆ、ｇ、ｈ）を生成し、パンクチャ部４に出力する。
符号器２は、情報ビットＢ−１１に基づいて、パリティビットＢ−１３（ｉ、ｊ、ｋ、ｌ）を生成し、パンクチャ部４に出力する。【００９４】
パンクチャ部４は、情報ビットＢ−１１と、符号器１が出力するパリティビットＢ−１２と、符号器２が出力するパリティビットＢ−１３とに基づいて、パンクチャ処理を行い、符号化ビットＢ−１４（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｊ、ｌ）を生成し、出力する。パンクチャ処理により、情報ビットＢ−１１と、符号化処理によって得られたパリティビットＢ−１２、Ｂ−１３の一部が間引かれ、符号化率が変更される。パンクチャ処理で用いられるパンクチャパターンとしては例えば、図９に示すパターンを用いることができる。【００９５】
図９では、一例として、符号化率が１／３、１／２、３／４のパンクチャパターンを示している。また、図９中のｘ、ｙ、ｚはそれぞれ情報ビットＢ−１１、パリティビットＢ−１２、パリティビットＢ−１３を示している。図９の括弧の中の１は、送信するビットを示しており、０は送信しないビットを示している。
上述した図８では、符号化率が１／２の場合を示している。そのため、第１の通信装置１００ａが第２の通信装置２００ａに送信する符号化ビットＢ−１４は、パンクチャ処理によって、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｊ、ｌの８ビットとなり、残りの４ビット（ｆ、ｈ、ｉ、ｋ）は間引かれる。【００９６】
図１０は、本発明の第１の実施形態によるターボ符号の復号処理を説明する図である。この復号処理は、第２の通信装置２００ａの信号復号部２１２（図２）で行われる。信号復号部２１２は、デパンクチャ部５、誤り訂正復号部６を備えている。
デインタリーブ部２１０（図２）からＨＡＲＱ処理部２１１を介して、信号復号部２１２に符号化ビットＬＬＲである入力信号Ｂ−２１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｊ、Ｌ）が入力される。
デパンクチャ部５は、入力信号Ｂ−２１に対して、デパンクチャ処理を行い、信号Ｂ−２２を誤り訂正復号部６に出力する。デパンクチャ処理では、パンクチャ処理によって間引かれたビットに対して、初期値（仮想値）が代入される。例えば、初期値としてゼロが用いられる。
誤り訂正復号部６は、デパンクチャ部５が出力した信号Ｂ−２２に対して、誤り訂正復号の処理を行い、復号後のビットＬＬＲである信号Ｂ−２３（ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、ｆ’、ｇ’、ｈ’、ｉ’、ｊ’、ｋ’、ｌ’）を出力する。【００９７】
次に、パケット合成部２４１（図４）での合成処理を説明する。ここでは、初送パケットと再送パケットの符号化ビットＬＬＲを合成する場合を説明する。そのとき用いるパンクチャパターンを図１１に示す。図１２はそのときの合成処理の一例を説明する図である。
パケット合成部２４１は、それぞれの符号化ビットＬＬＲにデパンクチャ処理を行う。その後、パケット合成部２４１は、デパンクチャ処理を行った符号化ビットＬＬＲのそれぞれを加算することにより合成を行う。【００９８】
図１２に示すように、初送パケットの符号化ビットＬＬＲは、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、０、Ｇ１、０、０、Ｊ１、０、Ｌ１である。また、再送パケットの符号化ビットＬＬＲは、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、０、Ｆ２、０、Ｈ２、Ｉ２、０、Ｋ２、０である。
また、合成後の符号化ビットＬＬＲは、Ａ１＋Ａ２、Ｂ１＋Ｂ２、Ｃ１＋Ｃ２、Ｄ１＋Ｄ２、Ｅ１、Ｆ２、Ｇ１、Ｈ２、Ｉ２、Ｊ１、Ｋ２、Ｌ１である。【００９９】
本発明の第１の実施形態による第２の通信装置２００ａ（図２）は、無線受信部２０１が、初送信号と少なくとも１つの再送信号を第１の通信装置１００ａ（図１）から受信する。そして、繰返し検出復号部（干渉キャンセル部２０６、伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、レプリカ信号生成部２１４）が、無線受信部２０１が受信した受信信号のうち少なくとも１つの受信信号に対して、信号検出と信号復号の繰返し処理を行う。そして、ＨＡＲＱ処理部２１１のパケット合成部２４１は、繰返し処理のいずれか１回に、少なくとも１つの他の受信信号から得られた信号検出の結果を合成する。
これにより、第１の通信装置１００ａから第２の通信装置２００ａに送信する信号の再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【０１００】
（第２の実施形態）
本実施形態では、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いた通信システムについて説明する。また、本実施形態では、ターボ等化を用いた繰返し処理を行う第２の通信装置が再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用する。これにより、再送回数および繰返し処理回数を低減させることのできる。【０１０１】
本実施形態に係る第１の通信装置は、図１に示した第１の通信装置１００ａ（図１）と同様のブロック構成で実現することができる。本実施形態に係る第２の通信装置は、図２に示した第１の実施形態に係る第２の通信装置２００ａの一部が異なる。以下では、第１の実施形態で説明したブロックの機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは、第１の実施形態と同様の機能を持つ。【０１０２】
図１３は、本発明の第２の実施形態による第２の通信装置２００ｂの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る第２の通信装置２００ｂは、無線受信部２０１（受信部とも称する）、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、伝搬路推定部２０７、再送制御部３０７、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、受信信号記憶部３０１、信号検出部３０２、減算部３０３、デインタリーブ部３０４、ＨＡＲＱ処理部３０５、信号復号部３０６、減算部３０８、インタリーブ部３０９、アンテナＡ２を備えている。【０１０３】
なお、信号検出部３０２と、減算部３０３と、デインタリーブ部３０４と、ＨＡＲＱ処理部３０５と、信号復号部３０６と、減算部３０３と、インタリーブ部３０９とをまとめて、繰返し検出復号部とも称する。
次に、第２の通信装置２００ｂが、初送パケットを受信した場合を説明する。【０１０４】
まず、初送パケットの初回処理について説明する。ＦＦＴ部２０５が出力した信号は、信号検出部３０２と伝搬路推定部２０７と受信信号記憶部３０１に入力される。受信信号記憶部３０１は、後述する再送パケットを受信したときの繰返し処理を行うために、初送パケットの受信信号を記憶する。
信号検出部３０２は、受信信号と、インタリーブ部３０９が出力する事前対数尤度比ＬＬＲと、伝搬路推定部２０７の伝搬路推定結果とに基づいて、信号検出処理を行う。具体的には、信号検出部３０２は、受信信号ベクトルｒ（ｔ）が与えられたときの各符号化ビットの事後ＬＬＲ（事後情報）を求め、減算部３０３に出力する。事後ＬＬＲを示すΛ１［ｂ（ｋ）］は、以下の式（４）で表される。【０１０５】
【数４】
2009104702.tif 000006
【０１０６】
ここで、ｂ（ｋ）は、第１の通信装置１００ａのインタリーブ部１０２（図１）でインタリーブ処理を行った後の送信信号を示す。Ｐｒ［ｂ（ｋ）｜ｒ（ｔ）］は、ｒ（ｔ）が受信されたときに実際に送信された符号ｂ（ｋ）である条件付確率を示す。この事後ＬＬＲはベイズの定理によって、以下の式（５）で表される。【０１０７】
【数５】
2009104702.tif 000007
【０１０８】
Ｐｒ［ｒ（ｔ）｜ｂ（ｋ）］はｂ（ｋ）が送信されたという条件の下で、ｒ（ｔ）を受信する条件付確率を示す。ここで、以下の式（６）、式（７）の関係が成り立つ。【０１０９】
【数６】
2009104702.tif 000008
【０１１０】
【数７】
2009104702.tif 000009
【０１１１】
なお、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］は、ｂ（ｋ）に対する事前ＬＬＲ（事前情報）と呼ばれ、チャネル復号器からのフィードバックにより提供される。λ１［ｂ（ｋ）］は、受信ベクトルｒ（ｔ）と、事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ’）］（ただしｋ’＝ｋ）とを知ったときの外部ＬＬＲ（外部情報）と呼ばれる。なお、初回処理時では、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］＝０である。【０１１２】
減算部３０３は、信号検出部３０２からの事後ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］から、事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ）］を減算し、外部ＬＬＲであるλ１［ｂ（ｋ）］を出力する。ただし、減算部３０３は、初回処理時には、事後ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］が、外部ＬＬＲであるλ１［ｂ（ｋ）］として、そのまま出力する。【０１１３】
デインタリーブ部３０４は、外部ＬＬＲであるλ１［ｂ（ｋ）］をデインタリーブ処理して、信号復号部３０６に対する事前ＬＬＲであるλ１ｐ［ｂ（ｉ）］を出力する。ここで、ｂ（ｉ）は、第１の通信装置１００ａのインタリーブ部１０２（図１）でインタリーブ処理を行う前の送信信号を示す。【０１１４】
ＨＡＲＱ処理部３０５が備える合成パケット記憶部２４２（図４）は、初回処理の場合、事前ＬＬＲであるλ１ｐ［ｂ（ｉ）］を記憶する。パケット合成部２４１（図４）は、合成パケット記憶部２４２が記憶した事前ＬＬＲと、デインタリーブ部３０４が出力した事前ＬＬＲとが合成され、合成後事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力する。ただし、パケット合成部２４１は、初送パケットの場合は、入力された信号をそのまま出力する。【０１１５】
信号復号部３０６が備える誤り訂正復号部２５１（図５）は、合成後事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を用いて、事後ＬＬＲを以下の式（８）により求める。【０１１６】
【数８】
2009104702.tif 000010
【０１１７】
ここで、Ｍはフレーム長を示す。誤り検出部２５２（図５）は、誤り訂正復号部２５１が求めた事後ＬＬＲの情報ビットを硬判定することなどにより、誤り検出を行う。誤りが検出されなかった場合は、信号復号部３０６は、繰返し処理を終了して、復号ビットと誤り検出情報とを再送制御部３０７に出力する。誤りが検出された場合は、信号復号部３０６は、繰返し処理を行う。【０１１８】
次に、初送パケットの繰返し処理を説明する。信号復号部３０６は、誤り訂正復号部２５１（図５）が求めた事後ＬＬＲを減算部３０８に出力する。ここで事後ＬＬＲを示すΛ２［ｂ（ｉ）］は、ベイズの定理より、以下の式（９）で表される。【０１１９】
【数９】
2009104702.tif 000011
【０１２０】
なお、λ２［ｂ（ｉ）］は、外部ＬＬＲ（外部情報）とも称され、事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ’）］と、誤り訂正符号のトレリス構造から得られるｂ（ｉ）の情報として表される。【０１２１】
減算部３０８は、事後ＬＬＲであるΛ２［ｂ（ｉ）］から、合成後事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算することにより、外部ＬＬＲであるλ２［ｂ（ｉ）］を、インタリーブ部３０９に出力する。インタリーブ部３０９は、外部ＬＬＲであるλ２［ｂ（ｉ）］に対してインタリーブ処理を行い、信号検出部３０６に対する事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ）］を、信号検出部３０２と減算部３０３とに出力する。
信号検出部３０２は、インタリーブ部３０９から入力された事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ）］と、受信した初送パケットとに基づいて、事後ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求める。
以降、誤り検出部２５２（図５）が繰返し処理を終了と判定するまで、繰返し処理を行う。【０１２２】
次に、第２の通信装置２００ｂが再送パケットを受信した場合を説明する。送信信号情報に基づいて、受信信号が再送パケットであることを識別すると、再送制御部３０７は、受信信号に対して再送処理を行うための再送制御情報を生成し、ＨＡＲＱ処理部３０５、受信信号記憶部３０１に出力する。
以下では、再送パケットが受信されたときの初回処理について説明する。ＦＦＴ部２０５が出力した再送パケットの信号は、信号検出部３０２と伝搬路推定部２０７に入力される。信号検出部３０２は、受信信号ベクトルｒ（ｔ）から、事後ＬＬＲであるΛ１［ｂ（ｋ）］を求め、減算部３０３に出力する。なお、このときの事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ）］は、０である。【０１２３】
減算部３０３は、信号検出部３０２が出力する事後ＬＬＲであるΛ１［ｂ（ｋ）］を、そのまま外部ＬＬＲであるλ１［ｂ（ｋ）］として出力する。
デインタリーブ部３０４は、外部ＬＬＲであるλ１［ｂ（ｋ）］に対して、デインタリーブ処理を行い、信号復号部３０６に対する事前ＬＬＲであるλ１ｐ［ｂ（ｉ）］を、ＨＡＲＱ処理部３０５に出力する。
ＨＡＲＱ処理部３０５には、再送制御部３０７が出力する再送制御情報と、デインタリーブ部３０４が出力する事前ＬＬＲであるλ１ｐ［ｂ（ｉ）］とが入力される。合成パケット記憶部２４２（図４）は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた事前ＬＬＲを、パケット合成部２４１に出力する。【０１２４】
パケット合成部２４１（図４）は、合成パケット記憶部２４２が出力した初送パケットの事前ＬＬＲと、デインタリーブ部３０４が出力した再送パケットの事前ＬＬＲとを合成し、合成後事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力する。
信号復号部３０６が備える誤り訂正復号部２５１（図５）は、合成後事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を用いて、事後ＬＬＲであるΛ２［ｂ（ｉ）］を求め、誤り検出部２５２に出力する。誤り検出部２５２（図５）は、誤り訂正復号部２５１が求めた事後ＬＬＲの情報ビットを硬判定することなどにより、誤り検出を行う。
誤りが検出されなかった場合は、信号復号部３０６は、繰返し処理を終了して、復号ビットと誤り検出情報とを再送制御部３０７に出力する。誤りが検出された場合は、信号復号部３０６は、繰返し処理を行う。【０１２５】
次に、第２の通信装置２００ｂが、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理について説明する。
信号復号部３０６は、誤り訂正復号部２５１（図５）が求めた事後ＬＬＲを、減算部３０８に出力する。減算部３０８は、事後ＬＬＲであるΛ２［ｂ（ｉ）］から、合成後事前ＬＬＲであるλ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算することにより、外部ＬＬＲであるλ２［ｂ（ｉ）］を、インタリーブ部３０９に出力する。
インタリーブ部３０９は、外部ＬＬＲであるλ２［ｂ（ｉ）］に対してインタリーブ処理を行い、信号検出部３０２に対する事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ）］を、信号検出部３０２と減算部３０３とに出力する。
受信信号記憶部３０１は、入力された再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの受信信号を、信号検出部３０２に出力する。【０１２６】
信号検出部３０２は、入力された事前ＬＬＲであるλ２ｐ［ｂ（ｋ）］と、初送パケットの受信信号とに基づいて、事後ＬＬＲであるΛ１［ｂ（ｋ）］を求める。
以降の減算部３０３、デインタリーブ部３０４は、既に説明した処理と同様の処理を行う。ＨＡＲＱ処理部３０５は、繰返し処理時はパケットの合成は行わず、入力された信号をそのまま出力する。信号復号部３０６は、既に説明した処理と同様の処理を行う。以降、誤り検出部２５２（図５）が繰返し処理が終了と判定するまで、繰返し処理を行う。【０１２７】
本実施形態を用いることにより、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いた通信システムにおいて、以下の作用効果が得られる。つまり、ターボ等化を用いた繰返し処理を行う第２の通信装置２００ｂが、再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を利用する。これにより、再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【０１２８】
なお、信号検出方法および信号復号方法として、最尤復号法（ＭＬＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、最大事後確率推定（ＭＡＰ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等を用いることができるが、これに限るものではない。【０１２９】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部３０５において、合成する初送パケットとして、初回処理で得られた事前ＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、合成する初送パケットとして、最後の繰返し処理で得られた事前ＬＬＲを用いても良い。また、それぞれの繰返し処理で得られた事前ＬＬＲの何れかを用いても良く、例えば、最も尤度の高い事前ＬＬＲを用いることができる。【０１３０】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部３０５において、合成される再送パケットとして、初回処理で得られた事前ＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、合成される再送パケットとして、予め設定した繰返し数の繰返し処理で得られた事前ＬＬＲを用いても良い。また、複数の繰返し処理で得られたそれぞれの事前ＬＬＲの何れかを用いても良く、例えば、最も尤度の高い事前ＬＬＲを用いることができる。【０１３１】
なお、以上の説明では、第２の通信装置２００ｂが、第１の通信装置１００ａから初送パケットを受信した後、第１の通信装置１００ａに対して再送要求を行う場合について説明した。そして、第２の通信装置２００ｂが再送パケットを受信した場合において、それら２つのパケットを合成する場合について述べたが、これに限るものではない。
例えば、第２の通信装置２００ｂが、少なくとも２つの再送パケットを受信した場合、受信した全てのパケットの復調処理後の結果を合成しても良い。また、第２の通信装置２００ｂが、受信した全てのパケットの内、少なくとも２つのパケットの復調処理後の結果を合成しても良い。【０１３２】
なお、以上の説明では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果とを合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理について説明した。そして、信号検出処理を行うための受信信号として、受信信号記憶部３０１で記憶した初送パケットの受信信号を用いる場合を説明したが、これに限るものではない。干渉キャンセルを行うための受信信号として、再送パケットを用いても良い。【０１３３】
なお、以上の説明では、送受信信号として、マルチキャリア信号を用いる場合を説明したが、シングルキャリア信号を用いても良い。
なお、以上の説明では、インタリーブ部３０９、デインタリーブ部３０４を用いる場合を説明したが、これらを用いなくても良い。【０１３４】
なお、以上の説明では、第２の通信装置２００ｂが、周波数領域のターボ等化を用いた繰返し処理を行う場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の通信装置２００ｂは、時間領域のターボ等化を用いた繰返し処理を行っても良い。
また、本実施形態は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送時のストリーム分離を行う第２の通信装置２００ｂにも適用できる。なお、ＭＩＭＯ伝送時のストリーム分離を行う場合には、第２の通信装置２００ｂにおいて、空間多重された複数のストリームを分離するストリーム分離部を設けるようにする。【０１３５】
（第３の実施形態）
本実施形態では、チェイス合成を行うハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いた通信システムについて説明する。そして、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行う第２の通信装置が、再送パケットを受信した場合に、初送パケットと再送パケットのＦＦＴ後の信号を合成し、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を利用する場合について説明する。これにより、再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【０１３６】
本実施形態に係る第１の通信装置は図１に示した第１の通信装置１００ａと同様のブロック構成で実現することができる。本実施形態に係る第２の通信装置は図２に示した第１の実施形態に係る第２の通信装置２００ａの一部が異なる。以下では、第１の実施形態で説明したブロックの機能が異なるブロックを中心に説明する。なお、説明を省略したブロックは第１の実施形態と同様の機能を持つ。【０１３７】
図１４は、本発明の第３の実施形態による第２の通信装置２００ｃの構成を示す概略ブロック図である。第２の通信装置２００ｃは、無線受信部２０１（受信部とも称する）、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、干渉キャンセル部４０２（干渉除去部とも称する）、伝搬路推定部２０７、伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部４０１、信号復号部２１２、レプリカ信号生成部２１４、再送制御部２１３、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、アンテナＡ２を備えている。
第１の実施形態に係る第２の通信装置２００ａの構成との違いは、ＨＡＲＱ処理部の位置と処理、干渉キャンセル部の構成が異なることである。【０１３８】
図１５は、本発明の第３の実施形態によるＨＡＲＱ処理部４０１の構成を示す概略ブロック図である。ＨＡＲＱ処理部４０１は、パケット合成部４１１、合成パケット記憶部４１２を備えている。【０１３９】
図１６は、本発明の第３の実施形態による干渉キャンセル部４０２の構成を示す概略ブロック図である。干渉キャンセル部４０２は、干渉信号レプリカ生成部４２１、減算部４２２を備えている。第１の実施形態との違いは、受信信号記憶部２３３（図３）が設けられていないことである。なお、干渉信号レプリカ生成部４２１と減算部４２２の処理は、第１の実施形態と同じである。【０１４０】
始めに、第２の通信装置２００ｃが、初送パケットを受信した場合を説明する。
ＨＡＲＱ処理部４０１には、ＦＦＴ部２０５から出力された初送パケットの受信信号が入力される。合成パケット記憶部４１２は、再送パケットと合成するために、合成パケット記憶部４１２に入力された初送パケットを記憶する。
パケット合成部４１１は、ＨＡＲＱの合成を行うが、初送パケットの場合は、入力された信号をそのまま出力する。【０１４１】
干渉キャンセル部４０２には、ＨＡＲＱ処理部４０１から出力された信号が入力される。減算部４２２（図１６）は、干渉信号レプリカ生成部４２１が生成した干渉信号レプリカを、受信信号から減算することにより、干渉信号をキャンセルする。ただし、減算部４２２は、初回処理の場合は受信信号をそのまま出力する。ここで干渉信号としては、符号間干渉、キャリア間干渉などがある。また、パケットがコード多重した場合には、干渉信号として、コード間干渉もある。なお、干渉信号は、これらに限るものではない。
以降、第２の通信装置２００ｃでは、第１の実施形態と同様の処理が行われる。【０１４２】
次に、第２の通信装置２００ｃが第１の通信装置１００ａから、再送パケットを受信した場合を説明する。
送信信号情報に基づいて、受信信号が再送パケットであることを識別すると、再送制御部２１３は、受信信号に対して再送処理を行うための再送制御情報を生成し、ＨＡＲＱ処理部４０１に出力する。
ＨＡＲＱ処理部４０１には、ＦＦＴ部２０５から出力された再送パケットの受信信号が入力される。合成パケット記憶部４１２は、入力された再送パケットの受信信号を記憶する。また、ＨＡＲＱ処理部４０１の合成パケット記憶部４１２（図１５）は、再送制御部２１３からの再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの受信信号を、パケット合成部４１１に出力する。【０１４３】
パケット合成部４１１は、入力された再送パケットの受信信号と、合成パケット記憶部４１２に記憶している初送パケットの受信信号とを合成し、出力する。
以降、第２の通信装置２００ｃでは、パケット合成部４１１が合成した受信信号を基に、第１の実施形態と同様の処理が行われる。【０１４４】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部４０１を、ＦＦＴ部２０５の出力側に配置し、周波数領域の信号を合成する場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、無線受信部２０１の出力側や、ＧＩ除去部２０２の出力側に配置しても良い。
なお、本実施形態に係る第２の通信装置２００ｃの構成は、第２の実施形態の第２の通信装置２００ｂに対しても適用可能である。【０１４５】
（第４の実施形態）
本実施形態では、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いたＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送を行う通信システムについて説明する。そして、繰返し処理により信号分離を行う第２の通信装置２００ｄ（後述する図１８参照）が、再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を利用する場合について説明する。これにより、再送回数および繰返し処理回数を低減させることのできる。【０１４６】
図１７は、本発明の第４の実施形態による第１の通信装置１００ｄの構成を示す概略ブロック図である。第１の通信装置１００ｄは、アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎ、応答信号解析部５１５、復調部５１４、ＦＦＴ部５１３、ＧＩ除去部５１２、無線受信部５１１、アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎを備えている。アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎは、それぞれ、符号化部５０１、インタリーブ部５０２、変調部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、送信信号情報多重部５０５、ＧＩ挿入部５０６、無線送信部５０７（送信部とも称する）、送信信号記憶部５１６を備えている。
なお、本実施形態に係る第１の通信装置１００ｄは、Ｎ本の送信アンテナによって、第２の通信装置２００ｄに信号を送信する。【０１４７】
第１の通信装置１００ｄには、第２の通信装置２００ｄに対して送信する、アンテナ毎の情報ビット（パケット）が、アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎに入力される。ここでは、アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎ毎に１つのパケットを送信する場合を説明する。つまり、Ｎ本のアンテナによりＮ個のパケットを送信する場合を説明するが、この限りではない。なお、複数のパケットをＭＩＭＯ多重（空間多重）した信号を、フレームとも称する。
アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎでは、入力された情報ビットが符号化部５０１に入力されると共に、送信信号記憶部５１６に入力される。
送信信号記憶部５１６は、第２の通信装置２００ｄからの再送要求があった場合に送信した情報ビットを再送するため、情報ビットを記憶する。【０１４８】
符号化部５０１は、入力された情報ビットに対して、畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ符号等により誤り訂正符号化を行い、インタリーブ部５０２に出力する。
インタリーブ部５０２は、符号化ビットに対して、インタリーブ処理を行い、インタリーブ部５０２に出力する。
変調部５０３は、インタリーブされた信号を、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調シンボルにマッピングし、ＩＦＦＴ部５０４に出力する。
ＩＦＦＴ部５０４は、変調シンボルに対して、ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行い、送信信号情報多重部５０５に出力する。【０１４９】
送信信号情報多重部５０５は、当該パケットが、初送パケットであるか再送パケットであるか等の送信信号情報を多重し、ＧＩ挿入部５０６に出力する。
なお、それぞれの送信信号情報は、受信側で分離できるように送信すればよく、例えば、時間分割多重、周波数分割多重、符号分割多重、ＭＩＭＯ多重などを用いて送信する。
ＧＩ挿入部５０６は、周波数時間変換した信号に対して、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入し、無線送信部５０７に出力する。
無線送信部５０７は、ガードインターバル（ＧＩ）を挿入した信号に対して、デジタル−アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎを介して、第２の通信装置２００ｄに送信する。【０１５０】
無線受信部５１１は、第２の通信装置２００ｄが送信したパケット毎（送信アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎ毎）の応答信号を含む信号を受信する。そして、無線受信部５１１は、周波数変換やアナログ−デジタル変換等を行い、ＧＩ除去部５１２に出力する。
ＧＩ除去部５１２は、無線受信部５１１が出力する信号から、ガードインターバル（ＧＩ）を除去し、復調部５１４に出力する。
ＦＦＴ部５１３は、ＧＩ除去部５１２が出力する信号を、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、復調部５１４に出力する。
復調部５１４は、ＦＦＴ部５１３が出力する信号を復調し、応答信号解析部５１５に出力する。
応答信号解析部５１５は、復調部５１４で復調された信号に基づいて、パケット毎の応答信号を解析し、第１の通信装置１００ｄが第２の通信装置２００ｄに対して送信した情報ビットが、ＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかを解析する。そして、応答信号解析部５１５は、その解析結果をアンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎの送信信号記憶部５１６と符号化部５０１と送信信号情報多重部５０５にそれぞれ出力する。これにより、ＮＡＣＫであるパケットは、第１の通信装置１００ｄから第２の通信装置２００ｄに再送される。【０１５１】
図１８は、本発明の第４の実施形態による第２の通信装置２００ｄの構成を示す概略ブロック図である。第２の通信装置２００ｄは、アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍ、送信信号情報解析部６０４、信号分離部６０６（パケット分離部、ストリーム分離部、干渉除去部とも称する）、伝搬路推定部６０７、伝搬路補償部６０８、復調部６０９、デインタリーブ部６１０、ＨＡＲＱ処理部６１１、信号復号部６１２、レプリカ信号生成部６１４、再送制御部６１３、応答信号生成部６２１、変調部６２２、ＩＦＦＴ部６２３、ＧＩ挿入部６２４、無線送信部６２５、アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍを備えている。
アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍは、それぞれ、無線受信部６０１（受信部とも称する）、ＧＩ除去部６０２、分離部６０３、ＦＦＴ部６０５を備えている。【０１５２】
なお、信号分離部６０６と、伝搬路補償部６０８と、復調部６０９と、デインタリーブ部６１０と、ＨＡＲＱ処理部６１１と、信号復号部６１２と、レプリカ信号生成部６１４とをまとめて、繰返し検出復号部とも称する。
また、信号分離部６０６と、伝搬路補償部６０８と、復調部６０９とをまとめて、信号検出部とも称する。
なお、本実施形態に係る第２の通信装置２００ｄは、Ｍ本の受信アンテナによって第１の通信装置１００ｄから信号を受信する。【０１５３】
図１９は、本発明の第４の実施形態による信号分離部６０６の構成を示す概略ブロック図である。信号分離部６０６は、干渉レプリカ生成部６３４、減算部６３５、受信信号記憶部６３３を備えている。
なお、本実施形態に係るＨＡＲＱ処理部６１１と、信号復号部６１２と、レプリカ信号生成部６１４は、第１の実施形態と同様である。【０１５４】
以下ではまず、第１のフレームが第２の通信装置２００ｄで受信された場合について説明する。ここでは、第１のフレームで空間多重されているパケットは、全て初送パケットである場合について説明する。Ｍ本の受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍで受信した信号は、アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍにそれぞれ入力される。【０１５５】
無線受信部６０１は、受信信号に対して、周波数変換やアナログ−デジタル変換等を行い、ＧＩ除去部６０２に出力する。
ＧＩ除去部６０２は、無線受信部６０１が出力する信号から、ガードインターバル（ＧＩ）を除去し、分離部６０３に出力する。
分離部６０３は、ＧＩ除去部６０２が出力する信号を、送信信号情報と情報ビットが含まれる信号とに分離する。
分離部６０３は、送信信号情報を送信信号情報解析部６０４に出力し、情報ビットが含まれる信号をＦＦＴ部６０５に出力する。【０１５６】
送信信号情報解析部６０４は、それぞれの受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍで受信した送信信号情報に基づいて、第１の通信装置１００ｄが送信した各パケットが、初送パケットであるか再送パケットであるか等を解析する。送信信号情報解析部６０４は、その解析結果を再送制御部６１３に出力する。
ＦＦＴ部６０５は、情報ビットが含まれる信号を、時間周波数変換し、信号分離部６０６と伝搬路推定部６０７とに出力する。
ここで、送信アンテナ数と受信アンテナ数がそれぞれＮ×ＭであるＭＩＭＯシステムでは、第ｋサブキャリアにおける受信信号Ｒ（ｋ）は、以下の式（１０）〜式（１４）のように表される。【０１５７】
【数１０】
2009104702.tif 000012
【０１５８】
【数１１】
2009104702.tif 000013
【０１５９】
【数１２】
2009104702.tif 000014
【０１６０】
【数１３】
2009104702.tif 000015
【０１６１】
【数１４】
2009104702.tif 000016
【０１６２】
ただし、Ｈ（ｋ）は送信アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎと、受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍとの間のそれぞれの伝搬路特性である。また、Ｓ（ｋ）は送信アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎ毎の送信信号である。また、Ｎ（ｋ）は受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍ毎の第２の通信装置雑音である。また、Ｔは転置行列を表す。
伝搬路推定部６０７は、それぞれの受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍからの受信信号に基づいて、伝搬路特性Ｈ（ｋ）を推定し、その推定結果を信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８とに出力する。【０１６３】
なお、推定された伝搬路推定値は、受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍ毎に出力される。なお、伝搬路推定部６０７は、第１の通信装置１００ｄが送信する情報ビットを、第２の通信装置２００ｄが正しく受信できるまで、受信パケット毎の伝搬路推定値を記憶しておく。
なお、本実施形態では、ＦＦＴ部６０５が出力した周波数領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めているが、これに限るものではない。例えば、ＦＦＴ部６０５に入力される以前の時間領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めても良い。
なお、伝搬路推定部６０７で行われる伝搬路推定の方法として、例えば、第１の通信装置１００ｄと第２の通信装置２００ｄとの間で既知の情報を含むパイロット信号を用いる方法などを使用することができるが、この限りではない。【０１６４】
信号分離部６０６には、それぞれのアンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍが出力した受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍ毎の信号が入力される。
以下では、初回処理の信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８の動作を説明する。初回処理ではレプリカ信号が生成されていないため、信号分離部６０６は、入力された信号をそのまま伝搬路補償部６０８に出力する。【０１６５】
また、信号分離部６０６が備える受信信号記憶部６３３（図１９）は、信号分離部６０６に入力された信号を、受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍ毎に記憶する。受信信号記憶部６３３で記憶された信号は、第２のフレームを受信した場合に、第２のフレームの受信結果を合成して、第１のフレームに再度繰り返し処理を行うための受信信号として用いることができる。【０１６６】
伝搬路補償部６０８は、ＺＦ基準やＭＭＳＥ基準の重み係数を乗算することにより、Ｒ（ｋ）からＳ（ｋ）を抽出する。そのため、初回処理では、伝搬路補償部６０８において、信号分離と伝搬路補償が同時に行われる。初回処理で用いる重み係数として、例えばＺＦ基準の重み係数ＷＺＦ（ｋ）や、ＭＭＳＥ基準の重み係数ＷＭＭＳＥ（ｋ）がある。ＺＦ基準の重み係数ＷＺＦ（ｋ）や、ＭＭＳＥ基準の重み係数ＷＭＭＳＥ（ｋ）は、それぞれ以下の式（１５）、式（１６）で表すことができる。【０１６７】
【数１５】
2009104702.tif 000017
【０１６８】
【数１６】
2009104702.tif 000018
【０１６９】
ただし、Ｈは行列の複素共役転置であり、−１は逆行列であり、σ２は雑音電力であり、ＩＮはＮ×Ｎの単位行列である。ここではＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準の線形処理について説明したが、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）基準のような非線形処理を用いても良い。【０１７０】
次に、第１のフレームの繰返し検出復号処理（２回目以降）の繰返し処理の信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８の動作を説明する。繰返し処理時では、後述するレプリカ信号生成部６１４が出力した送信信号レプリカが、信号分離部６０６に入力される。
信号分離部６０６は、送信信号レプリカと伝搬路推定値とに基づいて、抽出したいパケット以外の干渉信号を生成し、受信信号から減算することにより、信号分離を行う。ここでは、ｐ（１≦ｐ≦Ｎ）番目の送信アンテナＡ１−１〜Ａ１−Ｎから送信されたパケットを抽出する場合を説明する。信号分離部６０６に入力される送信信号レプリカＳ’（ｋ）は、以下の式（１７）で表される。【０１７１】
【数１７】
2009104702.tif 000019
【０１７２】
干渉信号レプリカ生成部６３４は、ｐ番目の送信アンテナから送信されたパケット以外からなる干渉信号レプリカＲｐ（ｋ）を、以下の式（１８）、式（１９）に基づいて生成する。【０１７３】
【数１８】
2009104702.tif 000020
【０１７４】
【数１９】
2009104702.tif 000021
【０１７５】
減算部６３５（図１９）は、受信信号Ｒ（ｋ）から干渉信号レプリカＲｐ（ｋ）を減算することにより、ｐ番目の送信アンテナから送信されたパケットを抽出する。信号分離部６０６は、全てのパケットを抽出することにより信号分離をした後、伝搬路補償部６０８に出力する。
なお、以降ではパケット単位で処理を行う場合について説明する。伝搬路補償部６０８は、信号分離部６０６が各パケットに分離した信号に対して、伝搬路推定部６０７が推定した伝搬路推定値を用いて、伝搬路補償を行い、復調部６０９に出力する。【０１７６】
以降の復調部６０９、デインタリーブ部６１０、ＨＡＲＱ処理部６１１、信号復号部６１２、再送制御部６１３、レプリカ信号生成部６１４での処理は、第１の実施形態と同様である。ただし、それらの処理はパケット単位で行われる。【０１７７】
応答信号生成部６２１は、再送制御部６１３が出力した誤り検出情報に基づいて、パケット毎のＡＣＫまたはＮＡＣＫを生成し、変調部６２２に出力する。以降の変調部６２２、ＩＦＦＴ部６２３、ＧＩ挿入部６２４、無線送信部６２５での処理は、第１の実施形態と同様である。
なお、パケット毎の応答信号は、例えば、直交符号による符号分割多重、時間分割多重、周波数分割多重、ＭＩＭＯ多重などを用いて送信することができるが、これらに限るものではない。【０１７８】
次に、第２の通信装置２００ｄが第２のフレームを受信した場合を説明する。ここで、第２のフレームは、第１のフレームに対する応答信号に基づいて第１の通信装置１００ｄが送信したフレームである。以下では、第１のフレームの各パケットが全てＮＡＣＫであり、初送パケットとして送信した全てのパケットを第２のフレームとして再送する場合を説明する。【０１７９】
Ｍ本の受信アンテナＡ２−１〜Ａ２−Ｍによって受信した受信信号は、アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍに入力される。そして、アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍ、送信信号情報解析部６０４、再送制御部６１３では、初送パケットを受信した場合と同様の処理が行われる。
その後、信号分離部６０６、伝搬路推定部６０７、伝搬路補償部６０８、復調部６０９、デインタリーブ部６１０でも同様の処理が行われる。ＨＡＲＱ処理部６１１では、第１の実施形態と同様の処理が行われる。【０１８０】
ＨＡＲＱ処理部６１１には、再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、再送制御部６１３が出力した再送制御情報とが入力される。
合成パケット記憶部２４２（図４）は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを、パケット合成部２４１（図４）に出力する。
パケット合成部２４１は、再送制御情報に基づいて、再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、合成パケット記憶部２４２が記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲとを合成し、信号復号部６１２に出力する。ただし、これらの処理は対応するパケット毎に行われる。【０１８１】
以降の信号復号部６１２、レプリカ信号生成部６１４でも同様の処理が行われる。再送パケットの繰返し処理時において、信号分離部６０６では、第１の実施形態と同様に、第１のフレームを受信信号として繰返し処理が行われる。
第２の通信装置２００ｄは、以上の処理を、パケットを誤りなく受信するか、再送処理を終了すると判定するまで、繰返し行う。【０１８２】
本実施形態では、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）を用いたＭＩＭＯ伝送を行う通信システムを用いる。そして、繰返し処理により信号分離を行う第２の通信装置２００ｄが再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を利用する。これにより、再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。【０１８３】
なお、本実施形態では、全ての初送パケットが再送された場合を説明したが、初送パケットと再送パケットがＭＩＭＯ伝送の中で、混在していても良い。例えば、図２０Ａ及び図２０Ｂで示すような方法を用いることもできる。【０１８４】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、フレーム毎に３つのパケットを多重して、第１の通信装置１００ｄから第２の通信装置２００ｄに送信する方法を示す図である。その際、それぞれのパケットに固有の番号と送信回数を、送信信号情報として付加する。
第１のフレームではパケットＰ１〜Ｐ３を初送パケットとして第１の通信装置１００ｄから第２の通信装置２００ｄに送信する（図２０ＡのステップＳ２１）。ここでは、第２の通信装置２００ｄでは、既に説明した繰返し処理の結果、パケットＰ１は誤りが検出されず、パケットＰ２およびＰ３は誤りが検出された場合について説明する。第２の通信装置２００ｄは、パケットＰ２およびＰ３を第１の通信装置１００ｄに対して再送要求を行うため、応答信号を送信する（図２０ＡのステップＳ２２）。その際、第２の通信装置２００ｄは、ハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）による合成を行うために、パケットＰ２およびＰ３の符号化ビットＬＬＲを記憶しておく。【０１８５】
第１の通信装置１００ｄでは、第２の通信装置２００ｄからの応答信号に基づいて、パケットＰ２およびＰ３を再送パケットとして、パケットＰ４を初送パケットとして、第２のフレームを構成する。同様に、第１の通信装置１００ｄが送信した第２のフレームを、第２の通信装置２００ｄが受信する（図２０ＢのステップＳ３１）。そして、第２の通信装置２００ｄは、繰返し処理を行う。その繰返し処理の中で、再送されたパケットＰ２およびＰ３については、既に説明したようにＨＡＲＱ処理部６１１で合成を行う。それらの処理の結果、パケットＰ２〜Ｐ４は、全て誤りが検出されず、応答信号としてＡＣＫを第１の通信装置１００ｄに送信する（図２０ＢのステップＳ３２）。
なお、第２のフレームを受信した時の２回目以降の繰返し処理において、第２のフレームで再送したパケットを受信するために、信号分離部６０６で信号分離を行うための受信信号として、第１のフレームを用いてもよいし、第２のフレームを用いてもよい。
なお、繰返し処理の中で、ＭＩＭＯ多重されたパケットの内、ＡＣＫとなったパケットに対して、レプリカ信号生成部６１４で硬判定結果や軟判定値が取り得る最大のＬＬＲを用いても良い。
なお、ここでは、ＭＩＭＯ多重（空間多重）を用いた場合を説明したが、これに限るものではなく、周波数分割多重、時間分割多重、符号分割多重、ＩＤＭＡ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などを用いても良い。【０１８６】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部において、合成する初送パケットとして、初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、最後の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いても良い。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いても良い。例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いることができる。【０１８７】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部において、合成される再送パケットは初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、予め設定した繰返し数の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いても良いし、複数の繰返し処理で得られたそれぞれの符号化ビットＬＬＲの何れかを用いても良い。例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いることができる。【０１８８】
なお、以上の説明では、第２の通信装置が初送パケットを受信した後、第１の通信装置に対して再送要求を行い、第２の通信装置が再送パケットを受信した場合において、それら２つのパケットの合成について述べたが、これに限るものではない。例えば、少なくとも２つの再送パケットを第２の受信装置が受信した場合、受信した全てのパケットの復調処理後の結果を合成しても良いし、受信した全てのパケットの内、少なくとも２つのパケットの復調処理後の結果を合成しても良い。【０１８９】
なお、以上の説明では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理について説明した。そして、この繰返し処理において、信号分離を行うための受信信号として、受信信号記憶部で記憶した初送パケットの受信信号を用いる場合を説明したが、これに限るものではない。信号分離を行うための受信信号として、再送パケットを用いても良い。【０１９０】
なお、以上の説明では、送受信信号として、マルチキャリア信号を用いる場合を説明したが、シングルキャリア信号を用いても良い。
なお、以上の説明では、インタリーブ部、デインタリーブ部を用いる場合を説明したが、これらを用いなくても良い。
なお、以上の説明では、第２の通信装置が、周波数領域の信号分離を用いた繰返し処理を行う場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２の通信装置は、時間領域の信号分離を用いた繰返し処理を行っても良い。【０１９１】
なお、本実施形態の第２の通信装置の構成は、周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥ（Ｓｏｆｔ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ  ｆｏｌｌｏｗｅｄ  ｂｙ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ）型ターボ等化や、時間領域ＳＣ／ＭＭＳＥ型ターボ等化を用いた第２の通信装置にも適用できる。
なお、本実施形態に係る第２の通信装置の構成は、第２又は第３の実施形態の第２の通信装置の構成にも適用可能である。【０１９２】
なお、以上説明した実施形態において、第１の通信装置１００ａ、１００ｄ、第２の通信装置２００ａ〜２００ｄの各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより第１の通信装置や第２の通信装置の各部の制御を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含む。【０１９３】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。【０１９４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明は、第１の通信装置から第２の通信装置に送信する信号の再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる通信装置、通信システム、受信方法及び通信方法などに適用できる。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【国際調査報告】
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