(57)【要約】  受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求する通信システムに用いられる通信装置であって、検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、所望の信号を含む信号を受信する受信部と、記憶部が記憶している情報の初送信号に関する再送信号が、所望の信号に対して干渉を起こしているときに、受信部が受信した信号から所望の信号を検出するための事前情報を、記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、事前情報を用いて、受信部が受信した信号から所望の信号を検出する信号検出部とを具備することで、再送回数を低減させる。
2009131094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置であって、
検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、
所望の信号を含む信号を受信する受信部と、
前記記憶部が記憶している情報の初送信号に関する再送信号が、前記所望の信号に対して干渉を起こしているときに、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、前記記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、
前記事前情報を用いて、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出する信号検出部と
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記再送信号は、前記初送信号が表す情報を予め決められた方法で処理することで生成可能な信号であり、
前記事前情報生成部は、前記記憶部が記憶している情報を、前記方法で処理して生成した信号に基づき、前記事前情報を生成すること
を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記初送信号が表す情報は、当該初送信号により伝送する情報ビット列を誤り訂正符号化したビット列の少なくとも一部からなるビット列であって、当該ビット列を誤り訂正復号することで前記情報ビット列を生成可能なビット列であり、
前記予め決められた方法は、前記初送信号が表す情報であるビット列から得られる前記情報ビット列を誤り訂正符号化した後、少なくとも一部の予め決められた位置のビットを抽出し、該抽出したビットを伝送する信号を生成することであること
を特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記所望の信号は、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号であり、
前記事前情報生成部は、前記事前情報として、前記再送信号の送信信号レプリカを生成し、
前記信号検出部は、前記送信信号レプリカから前記再送信号に対するシンボル間干渉の干渉信号レプリカを生成し、前記受信部が受信した信号から該干渉信号レプリカを除去して、前記再送信号を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記所望の信号は、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号であり、
前記事前情報生成部は、前記事前情報として、前記再送信号を構成する各ビットの尤度を表した情報を生成し、
前記信号検出部は、前記事前情報生成部が生成した前記再送信号を構成する各ビットの尤度を表した情報を用いて、前記受信部が受信した信号を等化して、前記所望の信号を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記所望の信号は、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号と多重された信号であり、
前記事前情報生成部は、前記事前情報として、前記再送信号の送信信号レプリカを生成し、
前記信号検出部は、前記送信信号レプリカから前記再送信号に対する干渉信号レプリカを生成し、前記受信部が受信した信号から該干渉信号レプリカを除去して、前記再送信号を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項７】
前記多重は、前記所望の信号と前記再送信号とが、各々異なるアンテナから送信されて多重される空間多重、前記所望の信号と前記再送信号とが、異なる拡散符号により拡散されて多重される符号分割多重、または、前記所望の信号と前記再送信号とが、異なる周波数に割り当てられて多重される周波数分割多重であり、
前記干渉信号レプリカは、前記多重された信号間の干渉に関する干渉信号レプリカであること
を特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記信号検出部は、繰返し処理を行い、前記所望の信号を検出することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項９】
前記信号検出部は、前記繰返し処理における初回処理のみにおいて、前記事前情報を用いることを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置であって、
検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号を含む信号を受信する受信部と、
前記再送信号に対する復号処理を行うための事前情報として前記再送信号を構成する各ビットの尤度を表した情報を、前記記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、
前記受信部が受信した信号から前記再送信号を検出する信号検出部と、
前記事前情報生成部が生成した前記事前情報を用いて、前記信号検出部が検出した前記再送信号を誤り訂正復号処理して、前記再送信号を構成するビットを検出する信号復号部と
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
第１の通信装置と、前記第１の通信装置と通信する第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は初送信号に誤りを検出すると前記第１の通信装置に再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおいて、
前記第２の通信装置は、
検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、
所望の信号を含む信号を受信する受信部と、
前記記憶部が記憶している情報の初送信号に関する再送信号が、前記所望の信号に対して干渉を起こしているときに、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、前記記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、
前記事前情報を用いて、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出する信号検出部と
を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
第１の通信装置と、前記第１の通信装置と通信する第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は初送信号に誤りを検出すると前記第１の通信装置に再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおける受信方法であって、
前記第２の通信装置が、所望の信号を含む信号を受信する第１の過程と、
前記第２の通信装置が、再送信号が前記所望の信号に対して干渉を起こしているときに、前記第１の過程にて受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、記憶部が記憶している前記再送信号の初送信号が表す情報に基づき生成する第２の過程と、
前記第２の通信装置が、前記事前情報を用いて、前記第１の過程にて受信した信号から前記所望の信号を検出する第３の過程と
を具備することを特徴とする受信方法。
【請求項１３】
受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置のコンピュータを、
再送信号が所望の信号に対して干渉を起こしているときに、受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、記憶部が記憶している前記再送信号の初送信号が表す情報に基づき生成する事前情報生成部、
前記事前情報を用いて、前記受信した信号から前記所望の信号を検出する信号検出部
として機能させるためのプログラム。
【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、受信方法およびプログラム、特にハイブリッド自動再送を行う通信装置、通信システム、受信方法およびプログラムに関する。
本願は、２００８年４月２２日に、日本に出願された特願２００８−１１１３６２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】
例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式などのマルチキャリア伝送では、送信機においてガード区間（ＧＩ；Guard Interval）を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ことができる。【０００３】
これらの方式において、ガードインターバル区間を越える到来波が存在すると、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、シンボル間干渉（ＩＳＩ；Inter Symbol Interference）や、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キャリア間干渉（ＩＣＩ；Inter Carrier Interference）が生じる。【０００４】
上述の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ための一手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、一度復調動作を行った後、誤り訂正結果（ＭＡＰ復号器出力）を利用し、前述のシンボル間干渉ＩＳＩ成分、および前述のキャリア間干渉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）を作成した後、これを受信信号から除去したものに対し、再度復調動作を行うことにより、シンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩによる特性劣化の改善を行っている。【０００５】
前述のマルチキャリア伝送と、ＣＤＭ（符号分割多重：Code Division Multiplexing）方式を組み合わせた方式として、ＭＣ−ＣＤＭ（マルチキャリア符号分割多重：Multi Carrier-Code Division Multiplexing）方式、ＭＣ−ＣＤＭＡ（マルチキャリア符号分割多元接続：Multi Carrier-Code Division Multiple Access）方式、Ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＣＤＭ（拡散直交周波数符号分割多重：Spread-Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing）方式などが提案されている。【０００６】
これらの方式において、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を行い、マルチパス環境を経て受信された信号は、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ず、符号間干渉（ＭＣＩ；Multi Code Interference）が起こり、特性劣化の原因となる。
この符号間の直交性の崩れによる特性劣化を改善するための一手法が、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、上りリンクの違いはあるが、双方ともＭＣ−ＣＤＭ通信時のコード多重による符号間干渉ＭＣＩを取り除くために、誤り訂正後、または逆拡散後のデータを用いて複製信号（レプリカ信号）を作成した後、この複製信号を用いて所望コード以外の信号を除去したものに対し、再度復調動作を行うことにより、特性の改善を図っている。【０００７】
上述の技術に共通しているのは、上記シンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩ、符号間干渉ＭＣＩ等の干渉をキャンセルするため、受信機において、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っている。さらに、そ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。【０００８】
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、上述のシンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩ、符号間干渉ＭＣＩ等の干渉が多い場合、干渉を除去しきれず、所望のデータを正常に復調することができず、誤りが生じることになる。
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自動再送ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ）がある。特に、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱとして、チェース合成（Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ；ＣＣ）と、増加冗長（Incremental  Redundancy；ＩＲ）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。【０００９】
例えば、Ｃｈａｓｅ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、受信品質を高めることができる。また、増加冗長ＩＲを用いるハイブリッド自動再送ＨＡＲＱでは、パリティビットを分割し、少しずつ順次再送するため、再送回数が増えるにしたがって符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を強くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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】
【００１１】
【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.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のハイブリッド自動再送にあっては、大きな干渉が発生した場合にデータ誤りを充分に訂正しきれず、伝送品質が悪化して、再送回数が多くなることがあるという問題がある。【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、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、再送回数を低減させることのできる通信装置、通信システム、受信方法およ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】
【００１４】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の通信装置は、受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置であって、検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、所望の信号を含む信号を受信する受信部と、前記記憶部が記憶している情報の初送信号に関する再送信号が、前記所望の信号に対して干渉を起こしているときに、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、前記記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、前記事前情報を用いて、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出する信号検出部とを具備することを特徴とする。【００１５】
これにより、本発明の通信装置は、再送信号が所望の信号に対して干渉を起こしているときに、該再送信号の前に受信している初送信号が表す情報に基づき事前情報を生成し、該事前情報を用いて所望の信号を検出するので、検出の際に所望の信号に対する干渉キャンセルの信頼性が高まり、再送パケットの誤り検出において誤りが検出される頻度を抑制するので、再送の回数を低減させることができる。【００１６】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記再送信号は、前記初送信号が表す情報を予め決められた方法で処理することで生成可能な信号であり、前記事前情報生成部は、前記記憶部が記憶している情報を、前記方法で処理して生成した信号に基づき、前記事前情報を生成することを特徴とする。【００１７】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記初送信号が表す情報は、当該初送信号により伝送する情報ビット列を誤り訂正符号化したビット列の少なくとも一部からなるビット列であって、当該ビット列を誤り訂正復号することで前記情報ビット列を生成可能なビット列であり、前記予め決められた方法は、前記初送信号が表す情報であるビット列から得られる前記情報ビット列を誤り訂正符号化した後、少なくとも一部の予め決められた位置のビットを抽出し、該抽出したビットを伝送する信号を生成することであることを特徴とする。【００１８】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記所望の信号は、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号であり、前記事前情報生成部は、前記事前情報として、前記再送信号の送信信号レプリカを生成し、前記信号検出部は、前記送信信号レプリカから前記再送信号に対するシンボル間干渉の干渉信号レプリカを生成し、前記受信部が受信した信号から該干渉信号レプリカを除去して、前記再送信号を検出することを特徴とする。【００１９】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記所望の信号は、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号であり、前記事前情報生成部は、前記事前情報として、前記再送信号を構成する各ビットの尤度を表した情報を生成し、前記信号検出部は、前記事前情報生成部が生成した前記再送信号を構成する各ビットの尤度を表した情報を用いて、前記受信部が受信した信号を等化して、前記所望の信号を検出することを特徴とする。【００２０】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記所望の信号は、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号と多重された信号であり、前記事前情報生成部は、前記事前情報として、前記再送信号の送信信号レプリカを生成し、前記信号検出部は、前記送信信号レプリカから前記再送信号に対する干渉信号レプリカを生成し、前記受信部が受信した信号から該干渉信号レプリカを除去して、前記再送信号を検出することを特徴とする。【００２１】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記多重は、前記所望の信号と前記再送信号とが、各々異なるアンテナから送信されて多重される空間多重、前記所望の信号と前記再送信号とが、異なる拡散符号により拡散されて多重される符号分割多重、または、前記所望の信号と前記再送信号とが、異なる周波数に割り当てられて多重される周波数分割多重であり、前記干渉信号レプリカは、前記多重された信号間の干渉に関する干渉信号レプリカであることを特徴とする。【００２２】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記信号検出部は、繰返し処理を行い、前記所望の信号を検出することを特徴とする。【００２３】
また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記信号検出部は、前記繰返し処理における初回処理のみにおいて、前記事前情報を用いることを特徴とする。【００２４】
また、本発明の通信装置は、受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置であって、検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶する情報の初送信号に関する再送信号を含む信号を受信する受信部と、前記再送信号に対する復号処理を行うための事前情報として前記再送信号を構成する各ビットの尤度を表した情報を、前記記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、前記受信部が受信した信号から前記再送信号を検出する信号検出部と、前記事前情報生成部が生成した前記事前情報を用いて、前記信号検出部が検出した前記再送信号を誤り訂正復号処理して、前記再送信号を構成するビットを検出する信号復号部とを具備することを特徴とする。【００２５】
また、本発明の通信システムは、第１の通信装置と、前記第１の通信装置と通信する第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は初送信号に誤りを検出すると前記第１の通信装置に再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおいて、前記第２の通信装置は、検出した初送信号が表す情報を記憶する記憶部と、所望の信号を含む信号を受信する受信部と、前記記憶部が記憶している情報の初送信号に関する再送信号が、前記所望の信号に対して干渉を起こしているときに、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、前記記憶部が記憶している情報に基づき生成する事前情報生成部と、前記事前情報を用いて、前記受信部が受信した信号から前記所望の信号を検出する信号検出部とを具備することを特徴とする。【００２６】
また、本発明の受信方法は、第１の通信装置と、前記第１の通信装置と通信する第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は初送信号に誤りを検出すると前記第１の通信装置に再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおける受信方法であって、前記第２の通信装置が、所望の信号を含む信号を受信する第１の過程と、前記第２の通信装置が、再送信号が前記所望の信号に対して干渉を起こしているときに、前記第１の過程にて受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、記憶部が記憶している前記再送信号の初送信号が表す情報に基づき生成する第２の過程と、前記第２の通信装置が、前記事前情報を用いて、前記第１の過程にて受信した信号から前記所望の信号を検出する第３の過程とを具備することを特徴とする。【００２７】
また、本発明のプログラムは、受信信号から検出した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置のコンピュータを、再送信号が所望の信号に対して干渉を起こしているときに、受信した信号から前記所望の信号を検出するための事前情報を、記憶部が記憶している前記再送信号の初送信号が表す情報に基づき生成する事前情報生成部、前記事前情報を用いて、前記受信した信号から前記所望の信号を検出する信号検出部として機能させる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、記憶していた初送信号が表す情報から生成した事前情報を用いて、再送信号と干渉を起こしている所望の信号を得るので、所望の信号に対する干渉キャンセルの信頼性が高まり、所望の信号の誤り検出において誤りが検出される頻度が抑制されるので、再送回数を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１の実施形態によるパケット送信装置１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態におけるパケット受信装置２の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態におけ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】同実施形態におけるＨＡＲＱ処理部２１１の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態における信号復号部２１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態におけるレプリカ信号生成部２１５の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態におけるパケット受信装置２の動作を説明するフローチャートである。
【図８】同実施形態におけるパケット送信装置１とパケット受信装置２の動作例を示すシーケンス図である。
【図９】同実施形態におけるパケット送信装置１の符号化部１０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】同実施形態におけるパンクチャパターンの例を示す図である。
【図１１】同実施形態におけるハイブリッド自動再送ＨＡＲＱにチェース合成ＣＣを用いている場合の誤り訂正復号部２５１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】同実施形態におけるパンクチャパターンの例を示す図である。
【図１３】同実施形態におけるパケット合成部２４１による合成の一例を示す。
【図１４】この発明の第２の実施形態によるパケット受信装置４の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】同実施形態におけるＨＡＲＱ処理部４０４の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】同実施形態における信号復号部４０５の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】この発明の第３の実施形態によるパケット送信装置５の構成を示す概略ブロック図である。
【図１８】同実施形態におけるパケット受信装置６の構成を示す概略ブロック図である。
【図１９】同実施形態における信号分離部６０６の構成を示す概略ブロック図を示している。
【図２０】この発明の第４の実施形態によるパケット受信装置７の構成を示す概略ブロック図である。
【図２１】同実施形態における信号復号部７０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２２】この発明の第５の実施形態によるパケット受信装置８の構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】同実施形態におけるレプリカ信号生成部８０１の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第１の実施形態］
本実施形態は、受信側で初送パケットに誤りを検出すると再送パケットを送信側に要求するハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムを対象とする。この通信システムは、パケット送信装置（第１の通信装置）１とパケット受信装置（通信装置、第２の通信装置）２とからなる。パケット受信装置２は、パケット受信時に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。このパケット受信装置２が再送パケットを受信した場合に、初送パケットから生成したレプリカ信号を用いて、再送パケットにおける初回処理の干渉キャンセルを行うことによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について、以下、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係るパケット送信装置（第１の通信装置）１の構成を示す概略ブロック図である。パケット送信装置１は、符号部１０１、インタリーブ部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）部１０４、送信信号情報多重部１０５、ＧＩ（Guard Interval；ガード区間）挿入部１０６、無線送信部（送信部）１０７、送信信号記憶部１１６、応答信号解析部１１５、復調部１１４、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）部１１３、ＧＩ除去部１１２、無線受信部１１１を備えている。
【００３２】
パケット送信装置１は、まず、通信相手のパケット受信装置２に対して送信したい情報ビットがパケット単位で入力されると、この情報ビットを符号部１０１に入力すると共に、送信信号記憶部１１６に入力する。ここで、パケットは誤り検出符号化を行う単位とする。送信信号記憶部１１６は、パケット受信装置２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、この情報ビットを記憶する。符号部１０１は、入力された情報ビットに対して、誤り検出符号化した後に、畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ；低密度パリティーチェック）符号等により誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する。
【００３３】
インタリーブ部１０２は、符号部１０１が生成した符号化ビットに対して、インタリーブ処理を行う。変調部１０３は、インタリーブされた符号化ビットを、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；４値位相偏移変調）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する。ＩＦＦＴ部１０４は、変調シンボルに対して、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）等により周波数時間変換を行い、時間領域の信号を生成する。
【００３４】
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である送信信号情報の信号を、ＩＦＦＴ部１０４が生成した時間領域の信号に多重する。この多重は、送信信号情報の信号を、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、符号分割多重などを用いることができる。ＧＩ挿入部１０６は、送信信号情報の信号が多重された信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部１０７は、ガード区間ＧＩが挿入された信号に対して、デジタル−アナログ変換、無線送信周波数への周波数変換等を行い、アンテナを介して無線送信する。
【００３５】
無線受信部１１１は、パケット受信装置２が送信した応答信号を含む信号を、アンテナを介して受信し、周波数変換やアナログ−デジタル変換等を行う。この応答信号は、パケット送信装置１がパケット受信装置２に対して送信したパケットの情報ビットをパケット受信装置２が正しく受信したか否かを、パケット受信装置２がパケット送信装置１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受領通知ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）であり、正しく受信されなかった場合の応答信号は非受領通知ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）である。
【００３６】
ＧＩ除去部１１２は、無線受信部１１１がデジタル変換した信号からガード区間ＧＩを除去し、ＦＦＴ部１１３は、ガード区間が除去された信号を高速フーリエ変換して、周波数領域の信号に変換し、復調部１１４は、周波数領域の信号を復調する。応答信号解析部１１５は、復調した信号を応答信号として解析し、パケット送信装置１がパケット受信装置２に対して送信したパケットに対する応答が受領通知ＡＣＫであるか非受領通知ＮＡＣＫであるかを解析する。
【００３７】
応答信号が受領通知ＡＣＫであるときは、パケット送信装置１は、再送を行わず、送信信号記憶部１１６は、記憶している該当パケットの情報ビットを破棄する。一方、応答信号が非受領通知ＮＡＣＫである場合、パケット送信装置１は、再送を行う。再送を行うために、符号部１０１は、送信信号記憶部１１６で記憶している情報ビットを読み出して、誤り訂正符号化を行う。ここで、例えば、チェース合成ＣＣ（Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）による再送の場合は、符号部１０１は、情報ビットを誤り訂正符号化した符号化ビットのうち、最初に送信したパケット（初送パケットとも呼ぶ）と同一の符号化ビットを再送パケットとして出力する。
【００３８】
増加冗長ＩＲ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）による再送の場合は、符号部１０１は、後述するパンクチャ処理により、初送パケットとは異なるパリティビット（冗長ビット）を含む符号化ビットを再送パケットとして出力する。以下、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の各部は、上述の説明と同様の処理を行い、パケット受信装置２に対して再送パケットを送信する。
【００３９】
図２は、本実施形態に係るパケット受信装置２の構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置２は、無線受信部（受信部）２０１、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（ソフトキャンセル部、干渉除去部）２０６、伝搬路推定部２０７、伝搬路補償部（ＭＭＳＥフィルタ部）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、レプリカ信号用パケット記憶部（記憶部）２１３、レプリカ信号生成部（事前情報生成部）２１４、再送制御部２１５、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を備えている。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とで、繰返し検出復号部２１６として機能する。また、干渉キャンセル部２０６と、伝搬路補償部２０８と、復調部２０９とで、信号検出部２１７として機能する。
【００４０】
図３は、本実施形態に係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。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を備えている。
図４は、本実施形態に係るＨＡＲＱ処理部２１１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、合成パケット記憶部（合成信号記憶部）２４２を備えている。
【００４１】
図５は、本実施形態に係る信号復号部２１２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。
図６は本実施形態に係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。レプリカ信号生成部２１４は、信号選択部２６１、パンクチャ部２６２、インタリーブ部２６３、変調部２６４を備えている。
【００４２】
以下ではまず、パケット受信装置２が、初送パケットを受信したときの動作について、図２から図６を参照して説明する。無線受信部２０１（図２）は、アンテナを介して受信した受信信号に対して、ベースバンド周波数への周波数変換およびアナログ−デジタル変換等を行い、その結果を出力する。ＧＩ除去部２０２は、無線受信部２０１が出力した信号からガード区間ＧＩを除去し、分離部２０３は、ガード区間ＧＩを除去した信号から送信側により多重された送信信号情報の信号を分離する。
【００４３】
送信信号情報解析部２０４は、分離された送信信号情報の信号に基づいて、受信した信号の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と、再送パケットのときはどの初送パケットに対する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２１５に出力する。ＦＦＴ部２０５は、分離部２０３が分離した送信信号情報を除く受信パケットに対してフーリエ変換することで、時間周波数変換を行い、周波数領域の信号を生成する。
【００４４】
ＦＦＴ部２０５から出力され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。初送パケットの初回処理では、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。
伝搬路推定部２０７は、ＦＦＴ部２０５から出力された周波数領域の信号を用いて、伝搬路推定を行ない、伝搬路推定値を求める。この伝搬路推定値は、干渉キャンセル部２０６および伝搬路補償部２０８に入力される。
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く、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が行う伝搬路推定の方法として、例えば、パケット送信装置１とパケット受信装置２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、これ以外の方法であってもよい。
【００４５】
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で推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）基準等を用いた重み係数を用いて、干渉キャンセル部２０６から入力された信号について伝搬路補償を行なう。復調部２０９は、伝搬路補償部２０７が伝搬路補償を行った信号に対して、復調処理を行い、符号化ビットを構成する各ビットの尤度を表した情報である符号化ビットＬＬＲ（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ：対数尤度比）を算出する。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。
【００４６】
ここで復調部２０９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。送信側から送信されたＱＰＳＫシンボルをＸで表し、受信側における伝搬路補償後のシンボルをＸｃで表す。Ｘを構成しているビットをｂ０、ｂ１（ｂ０、ｂ１＝±１）とするとＸは、式（１）と表せる。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ＬＬＲλ（ｂ０）、λ（ｂ１）は式（２）にて求める。ただし、Ｒｅ（）は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、第ｋサブキャリアにおける伝搬路推定値をＨ（ｋ）、乗算したＭＭＳＥ基準の伝搬路補償重みＷ（ｋ）とすると、μはＷ（ｋ）Ｈ（ｋ）となる。またλ（ｂ１）はλ（ｂ０）の実部と虚部を置き換えればよい。
【００４７】
【数１】
2009131094.tif 000003
【００４８】
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う。ＨＡＲＱ処理部２１１は、デインタリーブされた符号化ビットＬＬＲが入力され、受信信号が初送パケットの場合は、入力された符号化ビットＬＬＲをそのまま出力する。このとき、ＨＡＲＱ処理部２１１の合成パケット記憶部２４２は、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成のために、ＨＡＲＱ処理部２１１に入力された符号化ビットＬＬＲ（初送パケットの復調処理およびデインタリーブ処理の結果）を記憶する。
【００４９】
信号復号部２１２の誤り訂正復号部２５１（図５）は、ＨＡＲＱ処理部２１１から入力された符号化ビットＬＬＲについて、誤り訂正復号処理を行って更新した符号化ビットＬＬＲを出力する。なお、信号復号部２１２は、出力する符号化ビットＬＬＲに、全ての情報ビットと全てのパリティビットが含まれるようにしてもよい。つまり、パケット送信装置１の符号部１０１によるパンクチャ処理によって間引かれたビットを含めてもよい。
【００５０】
誤り検出部２５２は、まず誤り訂正復号部２５１から受けた符号化ビット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、該パケットに対する誤りの検出処理を行い、誤りが検出されたか否かを表す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ときは、誤り検出部２５２は、繰返し処理を終了して、生成した復号ビットと誤り検出情報を再送制御部２１５に出力する。再送制御部２１５は、この誤りが検出されなかったことを表す誤り検出情報を受けると、入力された復号ビットからなるパケットを外部に出力し、入力された誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
【００５１】
一方、誤りが検出されたときは、誤り検出部２５２は、以下のように判定を行う。誤り検出部２５２は、繰返し処理の繰返し回数が、あらかじめ設定された最大繰返し回数に到達していなければ、繰返し処理を続行すると判定し、入力された符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４およびレプリカ信号用パケット記憶部２１３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、繰返し処理を終了すると判定し、入力された誤り検出情報を再送制御部２１５に出力するとともに、入力された符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号用パケット記憶部２１３に出力して記憶させる。すなわち、レプリカ信号用パケット記憶部２１３は、初送パケットの信号が表す情報である符号化ビットの対数尤度比ＬＬＲを記憶する。
【００５２】
再送制御部２１５は、誤りが検出されたことを表す誤り検出情報を受けると、パケット送信装置１に対して該パケットの再送要求を行うため、この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、巡回冗長検査ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）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の尤度に基づいて判定してもよい。
【００５３】
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。レプリカ信号用パケット記憶部２１３は、再送パケットの初回処理において干渉キャンセルを行うために、信号復号部２１２が出力した符号化ビットＬＬＲを記憶する。
【００５４】
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、次の処理が行われる。レプリカ信号生成部２１４の信号選択部２６１は、信号復号部２１２とレプリカ信号用パケット記憶部２１３とのうち、信号復号部２１２から出力された符号化ビットＬＬＲを選択し、パンクチャ部２６２、インタリーブ部２６３、変調部２６４は、パケット送信装置２における初送パケットのパンクチャパターン、インタリーブパターン、変調方式に基づいて、パンクチャ処理、インタリーブ処理、変調処理を行い、周波数領域のレプリカ信号を生成する。変調部２６４の処理を、変調方式としてＱＰＳＫ変調を用いている場合を例にして説明する。１つのＱＰＳＫ変調シンボルを構成するビットの符号化ビットＬＬＲをλ（ｂ０），λ（ｂ１）とすると、変調部２６４は、ＱＰＳＫ変調シンボルのレプリカ信号を式（３）を用いて算出する。ただしｊは虚数単位を表す。
【００５５】
【数２】
2009131094.tif 000004
【００５６】
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。干渉キャンセル部２０６の干渉信号レプリカ生成部２３１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、所望の信号に対するシンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩ、コード間干渉ＭＣＩ等の干渉信号のレプリカを用いることができるが、これらに限るものではない。なお、シンボル間干渉ＩＳＩを用いる場合には、時間領域における所望のシンボルを除いた全てのシンボルに含まれる送信信号レプリカを用いて、干渉信号レプリカを生成する。キャリア間干渉ＩＣＩを用いる場合には、周波数領域における所望のサブキャリアを除いた全てのサブキャリアに含まれる送信信号レプリカを用いて、干渉信号レプリカを生成する。
【００５７】
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、パケット送信装置１は送信信号に対してコード多重を行う拡散部を備え、パケット受信装置２はコード多重された信号を分離する逆拡散部を備える。そのときの干渉信号レプリカには、所望のコードチャネルを除いた全てのコードチャネルに含まれる送信信号レプリカを用いる。
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。
【００５８】
以降、既に説明したものと同様の処理を、誤り検出部２５２が繰返し処理の終了を判定するまで繰返し行う。誤り検出部２５２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２１５から受けた誤り検出情報に基づいて受領通知ＡＣＫまたは非受領通知ＮＡＣＫの応答信号を生成する。変調部２２２は、応答信号生成部２２１が生成した応答信号を、ＱＰＳＫ変調や１６ＱＡＭ変調等の変調シンボルにマッピングする。ＩＦＦＴ部２２３は、この変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行う。ＧＩ挿入部２２１は、周波数時間変換された信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部２２５は、ガード区間ＧＩが挿入された信号に対して、デジタル−アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナを介して送信する。
【００５９】
次に、パケット受信装置２が再送パケットを受信し、再送パケットの信号を所望の信号として、再送パケットから復号ビットを得る場合の動作について説明する。初送パケットを受信したときと同様に無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３が動作し、分離部２０３が分離した送信信号情報に基づいて、送信信号情報解析部２０４が、該送信信号情報を分離した受信信号が再送パケットの信号であることを識別する。この識別結果を受けた、再送制御部２１５は、受信信号を再送パケットとして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、レプリカ信号用パケット記憶部２１３、レプリカ信号生成部２１４、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を指定する信号情報、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。
【００６０】
ＦＦＴ部２０５から出力された周波数領域の信号は、伝搬路推定部２０７と干渉キャンセル部２０６に入力される。伝搬路推定部２０７は、ＦＦＴ部２０５から出力された信号を用いて、伝搬路推定を行ない、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２０７に出力する。
一方、レプリカ信号用パケット記憶部２１３は、再送制御部２１５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符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４に出力する。なお、出力される符号化ビットＬＬＲは、初送パケットに対する繰返し処理のうち、例えば、繰返し回数が最大の処理結果、符号化ビットＬＬＲの絶対値の全ビットの合計が最大の処理結果など、いずれの繰返し回数の処理結果を用いるようにしてもよい。
【００６１】
レプリカ信号生成部２１４は、レプリカ信号用パケット記憶部２１３が記憶している初送パケットの符号化ビットＬＬＲと、再送制御部２１５からの再送制御情報とを受け、これらを用いて受信した信号から再送パケットの信号に対する干渉をキャンセルし、再送パケットの信号を検出するための周波数領域のレプリカ信号（事前情報、送信信号レプリカ）を生成する。このために、レプリカ信号生成部２１４の信号選択部２６１（図６）は、レプリカ信号用パケット記憶部２１３からの初送パケットの符号化ビットＬＬＲを選択して出力する。パンクチャ部２６２は、信号選択部２６１からの符号化ビットＬＬＲについて、再送制御情報により指定された再送パケットのパンクチャパターンによりパンクチャ処理を行う。
【００６２】
インタリーブ部２６３は、再送制御情報により指定された再送パケットのインタリーブパターンを適用し、パンクチャ部２６２の処理結果に対して、インタリーブ処理を行う。
変調部２６４は、インタリーブ部２６３の処理結果について、再送制御情報により指定された再送パケットの変調方式の変調シンボルにマッピングし、干渉キャンセル部２０６に出力する。このように、再送パケットの信号のレプリカは、初送パケットから検出した符号化ビットＬＬＲを予め決められた方法、すなわち再送パケットのパンクチャパターンでパンクチャ処理し、再送パケットのインタリーブパターンでインタリーブ処理し、再送パケットの変調方式の変調シンボルにマッピングする変調処理することで、生成することができる。
【００６３】
干渉キャンセル部２０６は、再送パケットの初回処理において、上述のように初送パケットから得られた符号化ビットＬＬＲを基にレプリカ信号生成部２１４により生成された再送パケットのレプリカ信号を用いて、再送パケットの信号について干渉キャンセルを行う。干渉信号レプリカ生成部２０６は、レプリカ信号生成部２１４により初送パケットから生成されたレプリカ信号と、伝搬路推定値２０７により再送パケットから得られた伝搬路推定値とから、再送パケットに対する周波数領域の干渉信号レプリカを生成する。減算部２３２は、生成され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、干渉キャンセルを行う。
【００６４】
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、干渉キャンセル部２０６により干渉キャンセルされた信号に対して行なう。復調部２０９は、伝搬路補償部２０８により伝搬路補償された信号に対して、復調処理を行い、符号化ビットＬＬＲを算出する。このように、干渉キャンセル部２０６と伝搬路補償部２０８と復調部２０９とを具備する信号検出部２１７は、レプリカ信号生成部２１４が生成した再送パケットのレプリカ信号（事前情報）を用いて、ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号から所望の信号である再送パケットを検出する。
【００６５】
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、処理結果をＨＡＲＱ処理部２１１に入力する。ＨＡＲＱ処理部２１１には、再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、再送制御部２１５が出力した再送制御情報とが入力される。ＨＡＲＱ処理部２１１の合成パケット記憶部２４２（図４）では、再送制御情報に基づいて、初送パケットの初回処理で得て記憶した符号化ビットＬＬＲをパケット合成部２４１に出力する。
【００６６】
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が出力した符号化ビットＬＬＲとを合成し、合成結果の符号化ビットＬＬＲを信号復号部２１２に出力する。ここで、パケット合成部２４１における合成方法として、例えば、チェース合成ＣＣによる再送の場合、それぞれ対応する符号化ビットＬＬＲを足し合わせて合成すればよい。増加冗長ＩＲによる再送の場合、合成パケット記憶部２４２とデインタリーブ部２１０とからのそれぞれのパケットの符号化ビットＬＬＲに対してデパンクチャ処理を行い、デパンクチャ処理後のそれぞれ対応する符号化ビットＬＬＲを足し合わせて合成すればよい。
【００６７】
信号復号部２１２に入力された符号化ビットＬＬＲを、誤り訂正復号部２５１（図５）は、誤り訂正復号処理して更新した符号化ビットＬＬＲを出力する。誤り検出部２５２は、まず、誤り訂正復号部２５１からの符号化ビットＬＬＲのうち、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、該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。
【００６８】
誤り検出部２５２において誤りが検出されなかった場合は、誤り検出部２５２は、繰返し処理を終了すると判定して、誤りが検出さなかったことを表す誤り検出情報と復号ビットとを再送制御部２１５に出力する。再送制御部２１５は、誤りが検出さなかったことを表す誤り検出情報を受けると、入力された復号ビットを外部に出力し、この誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
【００６９】
一方、誤り検出部２５２において誤りが検出された場合は、誤り検出部２５２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、誤り検出部２５２は、繰返し処理を続行させると判定し、符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４およびレプリカ信号用パケット記憶部２１３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、誤り検出部２５２は、繰返し処理を終了すると判定し、誤りを検出したことを表す誤り検出情報を再送制御部２１５に出力する。このとき、誤り検出部２５２は、誤り訂正復号部２５１から受けた符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号用パケット記憶部２１３に出力して記憶させる。再送制御部２１５は、誤りが検出されたことを表す誤り検出情報を受けると、パケット送信装置１に対して該パケットの再送要求を行うため、この誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
【００７０】
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を合成したデータ（符号化ビットＬＬＲ）を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。信号選択部２６１（図６）は、信号復号部２１２からの符号化ビットＬＬＲを選択する。パンクチャ部２６２、インタリーブ部２６３、変調部２６４は、再送制御情報に基づき、再送パケットのパンクチャパターン、インタリーブパターン、変調方式にて、パンクチャ処理、インタリーブ処理、変調処理を行い、再送パケットのレプリカ信号を生成する。
【００７１】
レプリカ信号生成部２１４により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。干渉キャンセル部２０６の干渉信号レプリカ生成部２３１（図３）は、レプリカ信号生成部２１４により生成されたレプリカ信号と、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。減算部２３２は、ＦＦＴ部２０５から受けた再送パケットの周波数領域の信号から、干渉信号レプリカ生成部２３１により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、既に説明した同様の処理を、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行う。
【００７２】
誤り検出部２５２において繰返し処理の終了を判定した場合は、誤り検出部２５２は、誤り検出情報を再送制御部２１５を経て応答信号生成部２２１に出力する。応答信号生成部２２１は、再送制御部２１５から出力された誤り検出情報に基づいて受領通知ＡＣＫまたは非受領通知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する。ＩＦＦＴ部２２３は、変調部２２２がマッピングした変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行い、時間領域の信号を生成する。ＧＩ挿入部２２４は、この周波数時間変換した時間領域の信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部２２５は、ガード区間ＧＩを挿入された信号に対して、デジタル−アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナを介して送信する。パケット受信装置２は、以上の処理を、パケットを誤りなく受信するか（誤り検出にて誤りを検出しなくなるか）、再送パケットの再送回数が予め設定された最大回数に到達して再送処理を終了すると判定するまで、繰返し行う。
【００７３】
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、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パケット受信装置２が再送パケットを受信した場合に、初送パケットにより生成されたレプリカ信号を用いて、再送パケットにおける初回処理の干渉キャンセルを行うことによって、再送パケットに対する干渉キャンセルの信頼性が高まり、再送パケットの誤り検出において誤りが検出される頻度を抑制するので、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。
【００７４】
なお、以上の説明では、再送パケットを構成する信号同士の干渉を除去するために、レプリカ信号生成部２１４は、レプリカ信号用パケット記憶部２１３が記憶していた初送パケットの符号化ビットＬＬＲに基づき再送パケットのレプリカ信号を生成し、信号検出部２１７は、該レプリカ信号を用いて干渉キャンセルを行い、受信した信号から再送パケットを検出するとして説明したが、受信した信号は、再送パケットとその他の所望のパケットとが多重され、互いに干渉を起こしている信号であり、信号検出部２１７が、所望のパケットの信号を検出する際に、再送パケットのレプリカ信号を用いるようにしてもよい。
このようにすることで、所望のパケットに対する干渉キャンセルの信頼性が高まり、所望のパケットの誤り検出において誤りが検出される頻度を抑制するので、所望のパケットに関する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。
【００７５】
以上の説明では、レプリカ信号用パケット記憶部２１３が記憶する符号化ビットＬＬＲは、情報ビットを誤り訂正符号化した全てのビット各々に対する対数尤度比ＬＬＲであり、上述のように、この符号化ビットＬＬＲをパンクチャ処理とインタリーブ処理と変調処理とでレプリカを生成することで再送パケットのレプリカを生成している。しかし、レプリカ信号用パケット記憶部２１３が記憶する符号化ビットＬＬＲが、例えば情報ビットのみであるなど、符号化ビットの一部のビットに対する対数尤度比であるときなどは、該記憶している符号化ビットＬＬＲを、誤り訂正符号化して、全ビットに対する対数尤度比ＬＬＲを求めた後に、パンクチャ処理とインタリーブ処理と変調処理とでレプリカを生成することができる。
【００７６】
なお、以上の説明では、再送パケットの初回処理において、初送パケットを用いてレプリカ信号を生成し、干渉キャンセルを行ったが、これに限るものではない。例えば、パケット受信装置２が少なくとも１つの再送パケットを受信している場合、初送パケットも含めて全ての受信パケットを記憶しておき、それらの受信パケットから選択したパケットを用いてレプリカ信号を生成し、干渉キャンセルを行ってもよいし、それらの受信パケットの少なくとも２つのパケットを合成したパケットを用いてレプリカ信号を生成し、干渉キャンセルを行ってもよい。また、初送パケットも含めて全ての受信パケットを記憶しておき、それらの受信パケットの少なくとも２つのパケットを合成したパケットに対して誤り訂正復号した結果を用いてレプリカ信号を生成してもよい。
【００７７】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部２１１において、再送パケットと合成する初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、最後の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いることができ、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。
【００７８】
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は、すべての繰返し処理において、同一の符号化ビットＬＬＲを用いていたが、これに限るものではない。例えば、合成パケット記憶部２４２が、初送パケットにおけるそれぞれの繰返し処理で得られた全ての符号化ビットＬＬＲを記憶しており、再送パケットを受信したときの繰返し処理において、繰返し処理毎に異なる符号化ビットＬＬＲを合成してもよい。
【００７９】
なお、以上の説明では、繰返し処理を行うパケット受信装置２の場合を説明したが、これに限るものではなく、繰返し処理を行わないパケット受信装置にも適用できる。つまり、繰返し処理を行わないパケット受信装置でも、初送パケットにより得られた符号化ビットＬＬＲを用いて、再送パケットのレプリカを生成し、再送パケットの干渉成分を除去すればよい。
【００８０】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部２１１において、合成処理を全ての繰返し処理で行う場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、繰返し処理のうち、少なくとも１回の合成処理を行わないことができる。また、パケット受信装置２は、ＨＡＲＱ処理部２１１を備えず、信号復号部２１２は、デインタリーブ部２１０が出力した符号化ビットＬＬＲをうけるようにしてもよい。
【００８１】
なお、以上の説明では、パケット受信装置２が初送パケットを受信した後、パケット送信装置１に対して非受領通知ＮＡＣＫにより再送要求を行い、パケット受信装置２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。
【００８２】
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おいて、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る場合を説明したが、これに限るものではない。繰返し処理における干渉キャンセルを行うための受信信号として、初送パケットを用いてもよい。その際は、受信信号記憶部を干渉キャンセル部２０６の前に設け、受信信号記憶部で初送パケットを記憶することで実現できる。
【００８３】
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の場合を説明したが、シングルキャリア信号の場合にも用いることができる。また、以上の説明では、インタリーブ部１０２、２６３、デインタリーブ部２１０を用いる場合を説明したが、これらを用いなくてもよい。
なお、以上の説明では、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通信装置であるパケット受信装置２に用いた場合を説明したが、本実施形態のパケット受信装置２の構成は、時間領域の干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行う通信装置にも適用できる。
【００８４】
なお、本実施形態のパケット受信装置２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通信装置にも適用できる。また、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ；マルチ入力マルチ出力）伝送時のストリーム分離を行う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、通信装置において、空間多重されたストリーム各々を分離するストリーム分離部を備える。
【００８５】
図７は、本実施形態におけるパケット受信装置２の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１０１では、パケット受信装置２は初送パケットが含まれた信号を受信する。ステップＳ１０３では、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について、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Ｓ１０４では、繰返し処理における初回処理であるかを判断する。初回処理ではない場合、ステップＳ１０５をスキップする。初回処理である場合、ステップＳ１０５では、後述するハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成のために、該パケットの符号化ビットＬＬＲを記憶する。
【００８６】
ステップＳ１０６では、該パケットが初送パケットであるかを判断する。初送パケットである場合、ステップＳ１０７をスキップする。初送パケットではない場合、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で記憶した符号化ビットＬＬＲと、該パケットの符号化ビットＬＬＲとを合成する、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成を行う。ステップＳ１０８では、誤り訂正復号を行う。ステップＳ１０９では、該パケットに対して誤りがあるかを判断する。誤りが検出された場合、ステップＳ１１１では、再送パケットの初回処理において干渉キャンセルを行うために、ステップＳ１０８で得られた初送パケットの符号化ビットＬＬＲを記憶する。
【００８７】
ステップＳ１１２では、該パケットに対して繰返し処理を行うかを判断する。繰返し処理を行う場合、ステップＳ１１３では、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Ｓ１１４では、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Ｓ１１３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Ｓ１０３では、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。以降、ステップＳ１０９で誤りが検出されないか、ステップＳ１１２で繰返し処理を終了すると判断するまで、繰返し処理が行われる。
【００８８】
ステップＳ１０９で誤りが検出され、ステップＳ１１２で繰返し処理を終了する場合、ステップＳ１１５では、パケット送信装置１に非受領通知ＮＡＣＫを送信し、再送要求を行う。ステップＳ１１６では、パケット受信装置２で再送パケットを受信する。ステップＳ１１７では、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Ｓ１１８では、ステップＳ１１１で記憶した初送パケットから得られた符号化ビットＬＬＲを用いて再送パケットのレプリカ信号を生成する。ステップＳ１１９では、ステップＳ１１８で生成した再送パケットのレプリカ信号を用いて、再送パケットの干渉キャンセルを行う。以降、再送パケットを受信信号として、初送パケットと同様の処理を、ステップＳ１０９で誤りが検出されなくなるまで行われる。ステップＳ１０９で誤りが検出されない場合、ステップＳ１１０では、パケット送信装置１に対して受領通知ＡＣＫを送信し、終了する。
【００８９】
図８は、本実施形態におけるパケット送信装置１とパケット受信装置２の動作例を示すシーケンス図である。図８では、その一例として、パケット受信装置２において初送パケットに誤りが検出され、再送パケットで誤りが検出されず正常受信した場合を示している。まず、パケット送信装置１が、初送パケットを送信し（ｍ１）、パケット受信装置２が、その初送パケットを受信する。パケット受信装置２は干渉キャンセル等の繰返し処理による受信処理を行い、その結果、誤りを検出したときは、パケット送信装置１に対して応答信号として非受領通知ＮＡＣＫを送信し（ｍ２）、再送要求を行う。
【００９０】
パケット送信装置１は、パケット受信装置２からの非受領通知ＮＡＣＫを受信すると、パケット受信装置２に対して、再送パケットを送信する（ｍ３）。パケット受信装置２は、この再送パケットを受信し、再度受信処理を行う。その受信処理において、繰返し処理の初回処理ではシーケンスｍ１において受信した初送パケットから得られたレプリカ信号を用いて干渉キャンセルを行う。繰返し処理による受信処理を行った結果、誤りが検出されなかったので、パケット送信装置１に対して応答信号として受領通知ＡＣＫを送信する（ｍ４）。パケット送信装置１はパケット受信装置２からの受領通知ＡＣＫを受信し、処理を終了する。
【００９１】
符号部１０１が行う符号処理と、信号復号部２１２の誤り訂正復号部２５１が行う復号処理を説明する。図９は、パケット送信装置１の符号化部１０１の構成を示す概略ブロック図である。符号化部１０１は、誤り検出符号部１２１と誤り訂正符号部１２２とを具備する。誤り検出符号部１２１は、入力されたパケットに対して、巡回冗長検査ＣＲＣを算出し、入力されたパケットのビットと算出した巡回冗長検査ＣＲＣのビットとを情報ビットとして出力する。誤り訂正符号部１２２は、この情報ビットを受けて、誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する。
【００９２】
図９では、誤り訂正符号部１２２による誤り訂正符号化処理の一例として、ターボ符号を用いた場合を示す。誤り訂正符号部１２２は、内部インタリーバ部１２３、第１符号器１２４、第２符号器１２５、パンクチャ部１２６を具備する。例えば、誤り訂正符号部１２２に入力される送信したい情報ビット（誤り検出符号によるパリティビットを含む）が、情報ビットａ〜ｄの４ビットとすると、第１符号器１２４は、該情報ビットａ〜ｄを変換した第１パリティビット（ｅ〜ｈ）を生成し、内部インタリーバ部１２３が情報ビットａ〜ｄのビット並びを並び替えた結果が入力される第２符号器１２５は、該入力を変換した第２パリティビット（ｉ〜ｌ）を生成する。
【００９３】
パンクチャ部１２６は、情報ビットと第１パリティビットと第２パリティビットとを連結したビット列に対してパンクチャ処理を行う。すなわち、パンクチャ部１２６は、パンクチャ処理を行うことにより、情報ビットおよび符号化処理によって得られたパリティビットから、その一部を間引いて、符号化率を変更する。そのパンクチャ処理で用いられるパンクチャパターンは例えば、図１０で示すパターンを用いることができる。図１０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、図中のｘ、ｙ、ｚはそれぞれ情報ビット、第１パリティビット、第２パリティビットを示しており、１または０はそれぞれ送信するビット（残すビット）または送信しないビット（間引くビット）を示している。
【００９４】
例えば、符号化率が１／３のパンクチャパターンの場合は、ｘ、ｙ、ｚが全て１なので、パンクチャ部１２６は、全ての情報ビットと第１パンクチャビットと第２パンクチャビットとを出力する。符号化率が１／２のパンクチャパターンの場合は、パンクチャ部１２６は、ｘは「１１」なので情報ビットについては全て出力し、ｙは「１０」と２番目が「０」なので第１パンクチャビットについては「０」に該当する偶数番目のビットを間引いて残りを出力し、ｚは「０１」と１番目が「０」なので第２パンクチャビットについては「０」に該当する奇数番目のビットを間引いて残りを出力する。
【００９５】
また、符号化率が３／４のパンクチャパターンの場合は、パンクチャ部１２６は、ｘは「１１１１１１」なので情報ビットについては全て出力し、ｙは「１０００００」と６ビットのうち最初の１ビットのみ「１」なので第１パンクチャビットについては６ビット毎に１ビット目のみを出力し、ｚは「０００１００」と６ビットのうち４ビット目のみ「１」なので第２パンクチャビットについては６ビット毎に４ビット目のみを出力する。図９で示した例は、情報ビットａ〜ｄと第１パリティビットｅ〜ｈと第２パリティビットｉ〜ｌとが連結されたビットをパンクチャ処理して４ビット（ｆ、ｈ、ｉ、ｋ）を間引き、符号化ビットａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｊ、ｌの８ビットを得ているので、図１０の符号化率が１／２の場合の例を示している。
【００９６】
図１１は、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱにチェース合成ＣＣを用いている場合の誤り訂正復号部２５１の構成を示す概略ブロック図である。誤り訂正復号部２５１は、デパンクチャ部２５３と誤り訂正復号処理部２５４とを具備する。ここでは、誤り訂正符号としてターボ符号を用いている場合の復号処理を示している。ＨＡＲＱ処理部２１１が出力した符号化ビットＬＬＲをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｊ、Ｌとする。まず、デパンクチャ部２５３によりデパンクチャ処理が行われる。すなわち、デパンクチャ部２５３は、パンクチャ処理によって間引かれたビット位置に対して、初期値（仮想値）を挿入してパンクチャ処理前のビット数にする。例えば、初期値としてゼロを用いると、デパンクチャ部２５３は、入力が符号化ビットＬＬＲの列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｊ、Ｌのときは、符号化ビットＬＬＲの列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、０、Ｇ、０、０、Ｊ、０、Ｌを出力する。デパンクチャされたビットを、誤り訂正復号処理部２５４は、誤り訂正復号処理を行い、情報ビットと第１パリティビットと第２パリティビットについての符号化ビットＬＬＲを生成し、出力する。
【００９７】
ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱに増加冗長ＩＲを用いている場合、前述のデパンクチャ部２５３によるデパンクチャ処理を、パケット合成部２４１によるパケット合成処理前に、合成対象の各符号化ビットＬＬＲに行う必要がある。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の例を図１２に示す。図１２に示すパンクチャパターンの例では、初送パケットについては、情報ビットは間引いておらず、第１パリティビットについては、偶数番目のビットを間引き、第２パリティビットについては、奇数番目のビットを間引いている。また、再送パケットについては、情報ビットは間引いておらず、第１パリティビットについては、奇数番目のビットを間引き、第２パリティビットについては、偶数番目のビットを間引いている。
【００９８】
図１３は、図１２に示すパンクチャパターンを用いたときのパケット合成部２４１による合成の一例を示す。ここでは、合成パケット記憶部２４２から初送パケットの符号化ビットＬＬＲ（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｇ１、Ｊ１、Ｌ１）、デインタリーブ部２１０から再送パケットの符号化ビットＬＬＲ（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｆ２、Ｈ２、Ｉ２、Ｋ２）がパケット合成部２４１に入力されたとする。パケット合成部２４１は、まず、デインタリーブ部２１０と合成パケット記憶部２４２それぞれからの符号化ビットＬＬＲにデパンクチャ処理を行い、それぞれを符号化ビットＬＬＲ（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、０、Ｇ１、０、０、Ｊ１、０、Ｌ１）と符号化ビットＬＬＲ（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、０、Ｆ２、０、Ｈ２、Ｉ２、０、Ｋ２、０）とに変換する。
【００９９】
その後、パケット合成部２４１は、これらデパンクチャ処理を行った符号化ビットＬＬＲの各ビットを加算して合成することで、符号化ビットＬＬＲ（Ａ１＋Ａ２、Ｂ１＋Ｂ２、Ｃ１＋Ｃ２、Ｄ１＋Ｄ２、Ｅ１、Ｆ２、Ｇ１、Ｈ２、Ｉ２、Ｊ１、Ｋ２、Ｌ１）を生成し、この符号化ビットＬＬＲを出力する。なお、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱにチェース合成ＣＣを用いている場合でも、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱに増加冗長ＩＲを用いている場合と同様に、パケット合成部２４１によるパケット合成処理前にデパンクチャ処理を行うようにしてもよい。
【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ＡＲＱを用いた通信システムにおいて、ターボ等化を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置４が再送パケットを受信した場合に、初送パケットから生成された事前情報を用いて、再送パケットにおける初回処理の信号検出処理を行うことによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
【０１０１】
本実施形態に係るパケット送信装置１は、図１に示したパケット送信装置１と同様の構成である。本実施形態に係るパケット受信装置４は、図２に示した第１の実施形態に係るパケット受信装置２とは、干渉キャンセラではなく、ターボ等化を用いて所望の信号を検出する点が異なる。
図１４は、本実施形態に係るパケット受信装置４の構成を示す概略ブロック図である。
同図において図２の各部に対応する部分（２０１〜２０５、２０７、２２１〜２２５）には同一の符号を付け、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態に係るパケット受信装置４は、無線受信部２０１、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、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、信号検出部４０１、減算部４０２、デインタリーブ部４０３、ＨＡＲＱ処理部４０４、信号復号部４０５、減算部４０６、インタリーブ部４０７、パケット記憶部４０８、信号選択部４０９、再送制御部４１０を備えている。なお、信号検出部４０１と、減算部４０２と、デインタリーブ部４０３と、ＨＡＲＱ処理部４０４と、信号復号部４０５と、減算部４０６と、インタリーブ部４０７と、信号選択部４０９とで、繰返し検出復号部４１１として機能する。
【０１０３】
以下に、パケット受信装置４が初送パケットを受信したときの動作を説明する。まず、初送パケットの初回処理について説明する。無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、およびＦＦＴ部２０５は、パケット受信装置２における各部と同様に動作し、ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号は、信号検出部４０１と伝搬路推定部２０７に入力される。信号検出部４０１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対数尤度比ＬＬＲ（事後情報）Λ１［ｂ（ｋ）］を式（４）にて求め、出力する。ここで、ｂ（ｋ）はパケット送信装置１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。
【０１０４】
【数３】
2009131094.tif 000005
【０１０５】
減算部４０２は、信号検出部４０１からの事後ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］から、事前情報である事前ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を減算する。ここで、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］は、ベイズの定理によって、式（５）にて表すことができる。また、受信ベクトルｒ（ｔ）と事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ’）］（ただしｋ’＝ｋ）を知ったときの外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］と事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］とは、式（６）にて表される。従って、Λ１［ｂ（ｋ）］は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］と事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］との和となるので、Λ１［ｂ（ｋ）］からλ２ｐ［ｂ（ｋ）］を減算する減算部３０３の出力は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］となる。ただし、初回処理時は、インタリーブ部４０７の出力すなわちλ２ｐ［ｂ（ｋ）］＝０なので、減算部４０２は、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］として、そのまま出力する。
【０１０６】
【数４】
2009131094.tif 000006
【０１０７】
デインタリーブ部４０３は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］をデインタリーブ処理して、信号復号部４０５に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ［ｂ（ｉ）］を出力する。ここで、ｂ（ｉ）はパケット送信装置１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ｉ番目のビットの値を示す。
【０１０８】
図１５は、ＨＡＲＱ処理部４０４の構成を示す概略ブロック図である。ＨＡＲＱ処理部４０４は、パケット合成部４４１と合成パケット記憶部４４２とを具備する。合成パケット記憶部４４２は、入力された事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ［ｂ（ｉ）］を記憶する。パケット合成部４４１は、合成パケット記憶部４４２が記憶している事前対数尤度比ＬＬＲとデインタリーブ部４０３が出力した事前対数尤度比ＬＬＲとを合成し、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力するが、初送パケットの場合は、デインタリーブ部４０３が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ［ｂ（ｉ）］を、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］として、そのまま出力する。
【０１０９】
図１６は、信号復号部４０５の構成を示す概略ブロック図である。信号復号部４０５は、誤り訂正複合部４５１と誤り検出部４５２とを具備する。信号復号部４０５ではまず、誤り訂正復号部４５１が、パケット合成部４４１からの合成後事前ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］について誤り訂正復号処理して、式（７）にて表される事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を求める。ここで、Ｍはフレーム長を示す。
【０１１０】
【数５】
2009131094.tif 000007
【０１１１】
誤り検出部４５２は、誤り訂正復号部４５１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］の情報ビットを硬判定する等により、誤り検出を行う。誤りを検出しなかった場合は、誤り検出部４５２は、繰返し検出復号部４１１の繰返し処理を終了して、硬判定結果である復号ビットと誤り検出情報を再送制御部４１０に出力する。また、誤りを検出したときは、繰返し検出復号部４１１の繰返し処理を行なうために、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を減算部４０６に出力する。
【０１１２】
次に初送パケットの繰返し処理を説明する。上述のように誤りを検出すると、信号復号部４０５の誤り検出部４５２は、誤り訂正復号部４５１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を図１４に示す減算部４０６に出力する。減算部４０６は、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］から、ＨＡＲＱ処理部４０４が出力した合成後事前ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算する。ここで事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］は、ベイズの定理より、式（８）にて表すことができる。なお、λ２［ｂ（ｉ）］は外部対数尤度比ＬＬＲ（外部情報）と呼ばれ、事前対数尤度比ＬＬＲ、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。
【０１１３】
【数６】
2009131094.tif 000008
【０１１４】
したがって、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］から、合成後事前ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算する減算部４０６は、外部対数尤度比λ２［ｂ（ｉ）］を出力する。インタリーブ部４０７は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ２［ｂ（ｉ）］に対してインタリーブ処理を行い、信号検出部４０１に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］（事前情報）を、パケット記憶部４０８、信号選択部４０９、減算部４０２に出力する。パケット記憶部４０８は、この事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を記憶する。
【０１１５】
信号選択部４０９は、再送制御部４１０からの再送制御情報と繰返し処理の繰返し回数に基づき、インタリーブ部４０７の出力とパケット記憶部４０８の出力のうち、どちらかを選択するが、ここでは、再送制御部４１０からの再送制御情報は処理対象が初送パケットであることを表しているので、繰返し回数に係わらず、インタリーブ部４０７が出力した事前ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を選択し、信号検出部４０１に出力する。信号検出部４０１は、入力された事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］と、ＦＦＴ部２０５からの周波数領域の信号に基づいて、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求める。以降、信号復号部４０５の誤り検出部４５２（図１６）が、誤りを検出しなかった、予め決められた最大回数に繰返し回数が達したなど、繰返し処理を終了と判定するまで、上述の繰返し検出復号部４１１の処理を繰り返す。
【０１１６】
次に、パケット受信装置２が再送パケットを受信した場合を説明する。無線受診部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、ＦＦＴ部２０５は、初送パケットのときと同様に動作し、分離部２０３が分離した送信信号情報に基づいて、送信信号情報解析部２０４が、受信信号は再送パケットであることを識別すると、この識別結果を受けた再送制御部４１０は、受信信号を再送パケットとして処理するための再送制御情報を生成し、パケット記憶部４０８、信号選択部４０９、ＨＡＲＱ処理部４０４に出力する。
【０１１７】
まず、上述のように再送パケットを受信した後に行う処理である、この再送パケットに対する繰返し処理の初回処理について説明する。パケット記憶部４０８は、再送制御部４１０から入力された再送制御情報、ここでは再送パケットとして処理するための再送制御情報に基づいて、初送パケットから得られた事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を出力する。このとき、パケット記憶部４０８は、記憶している事前対数尤度比ＬＬＲを再送パケットのパンクチャパターンによりパンクチャ処理してから出力する。なお、パケット記憶部４０８は、出力する事前対数尤度比ＬＬＲを、初送パケットにおける繰返し処理のうち、例えば、最後の繰返しの際に記憶した事前対数尤度比ＬＬＲとする、あるいは、最初の繰返しの際に記憶した事前対数尤度比ＬＬＲとするなど、いずれの繰返し回数の際に記憶した事前対数尤度比ＬＬＲを出力するようにしてもよい。
【０１１８】
信号選択部４０９は、前述のように再送制御部４１０からの再送制御情報に基づき、インタリーブ部４０７の出力とパケット記憶部４０８の出力のうち、どちらかを選択するが、ここでは、再送パケットとして処理するための再送制御情報を再送制御部４１０から受け、かつ、繰返し処理の繰返し回数が初回なので、パケット記憶部４０８の出力、すなわち、初送パケットを繰返し検出復号部４１１が処理した際に記憶した事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を選択して、信号検出部４０１に出力する。
【０１１９】
一方、ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号は、信号検出部４０１と伝搬路推定部２０７に入力される。信号検出部４０１は、ＦＦＴ部２０５の出力である受信信号ベクトルｒ（ｔ）と、信号選択部４０９の出力である初送パケットから得られた事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］に基づいて、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求め、出力する。減算部４０２は、信号検出部４０１が出力した事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］から、パケット記憶部４０８が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を減算し、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］を出力する。
【０１２０】
デインタリーブ部４０３は、減算部４０２が出力した外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］をデインタリーブ処理し、信号復号部４０５に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ［ｂ（ｉ）］として、ＨＡＲＱ処理部４０４に出力する。ＨＡＲＱ処理部４０４では、合成パケット記憶部４４２（図１５）が、デインタリーブ部４０３から入力された事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ［ｂ（ｉ）］を記憶する。パケット合成部４４１は、初送パケットの処理の際に合成パケット記憶部４４２が記憶した事前対数尤度比ＬＬＲと、デインタリーブ部４０３が出力した事前尤度比ＬＬＲとを合成し、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力する。
【０１２１】
信号復号部４０５では、まず、誤り訂正復号部４５１（図１６）が、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を用いて、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を求める。誤り検出部４５２は、誤り訂正復号部４５１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲの情報ビットを硬判定する等により、誤り検出を行う。誤りが検出されなかった場合は、繰返し処理を終了して、情報ビットの硬判定結果である復号ビットと誤りが検出されなかったことを表す誤り検出情報を再送制御部４１０に出力する。誤りが検出された場合は、繰返し処理が行われる。
【０１２２】
次に再送パケットの繰返し処理を説明する。信号復号部４０５の誤り検出部４５２は、誤り訂正復号部４５１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲを減算部４０６に出力する。減算部４０６は、信号復号部４０５が出力した事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］から、ＨＡＲＱ処理部４０４が出力した合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算することにより、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ２［ｂ（ｉ）］を出力する。インタリーブ部４０７は、減算部４０６が出力した外部対数尤度比ＬＬＲ、λ２［ｂ（ｉ）］に対してインタリーブ処理を行い、信号検出部４０１に対する事前ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を、パケット記憶部４０８、信号選択部４０９、信号検出部４０１に出力する。
【０１２３】
パケット記憶部４０８は、この事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を記憶する。信号選択部４０９は、ここでは、再送パケットに対する処理であり、かつ、繰返し回数は２回目以降であるので、インタリーブ部４０７が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］を選択し、信号検出部４０１に出力する。信号検出部４０１は、入力された事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ｐ［ｂ（ｋ）］と、ＦＦＴ部２０５からの周波数領域の信号に基づいて、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求める。以降、信号復号部４０５の誤り検出部４５２（図１６）が、誤りを検出しなかった、予め決められた最大回数に繰返し回数が達したなど、繰返し処理を終了と判定するまで、上述の繰返し検出復号部４１１の処理を繰り返す。
【０１２４】
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、ターボ等化を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置２が再送パケットを受信した場合に、初送パケットから生成された事前情報を用いて、再送パケットにおける初回処理の信号検出処理を行うことによって、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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
なお、以上の説明では、再送パケットの初回処理において、初送パケットに基づく事前情報を用いて信号検出を行ったが、これに限るものではない。例えば、パケット受信装置４が少なくとも１つの再送パケットを受信している場合、初送パケットも含めて全ての再送パケットを記憶しておき、それらのパケットの中から選択したパケットに基づく事前情報を用いて信号検出してもよいし、それらのパケットのうち、少なくとも２つのパケットに基づく事前情報を合成したものを用いて信号検出してもよい。
【０１２７】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部４０４において、合成する初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、最後の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いることができ、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。
【０１２８】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部４０４において、合成する初送パケットは、すべての繰返し処理において、同一の符号化ビットＬＬＲを用いていたが、これに限るものではない。例えば、合成パケット記憶部に、初送パケットにおけるそれぞれの繰返し処理で得られた全ての符号化ビットＬＬＲを記憶しておき、再送パケットを受信したときの繰返し処理において、繰返し処理毎に異なる符号化ビットＬＬＲを合成してもよい。
【０１２９】
なお、以上の説明では、繰返し処理を行うパケット受信装置の場合を説明したが、これに限るものではなく、繰返し処理を行わないパケット受信装置にも適用できる。つまり、繰返し処理を行わないパケット受信装置でも、初送パケットにより得られた符号化ビットＬＬＲを用いて、再送パケットのレプリカを生成し、これを事前情報として再送パケットの信号検出を行えばよい。
【０１３０】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部４０４において、合成処理を全ての繰返し処理で行う場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、繰返し処理のうち、最初の１回のみで合成処理を行うなど、少なくとも１回の合成処理を行わないようにしてもよい。
なお、以上の説明では、パケット受信装置４が初送パケットを受信した後、パケット送信装置１に対して再送要求を行い、パケット受信装置４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。
【０１３１】
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おいて、信号検出を行うための受信信号として、再送パケットを用いる場合を説明したが、これに限るものではない。繰返し処理における信号検出を行うための受信信号として、初送パケットを用いてもよい。その際は、受信信号記憶部を信号検出部４０１の前に設け、受信信号記憶部で初送パケットを記憶することで実現できる。
【０１３２】
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の場合を説明したが、シングルキャリア信号の場合にも用いることができる。
なお、以上の説明では、インタリーブ部１０２、４０７、デインタリーブ部４０３を用いる場合を説明したが、これらを用いなくてもよい。
なお、以上の説明では、周波数領域の信号検出を行うターボ等化のパケット受信装置４に用いた場合を説明したが、本実施形態のパケット受信装置４の構成は、時間領域の信号検出を行うターボ等化のパケット受信装置にも適用できる。
【０１３３】
なお、本実施形態のパケット受信装置４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受信機にも適用できる。また、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送時のストリーム分離を行うパケット受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、パケット受信装置において、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備える。
【０１３４】
［第３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おいて、繰返し処理により信号分離を行うパケット受信装置が再送パケットを受信した場合に、初送パケットにより生成されたレプリカ信号を用いて、再送パケットにおける初回処理の信号分離を行うことによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
【０１３５】
図１７は、本実施形態に係るパケット送信装置５の構成を示す概略ブロック図である。
パケット送信装置５は、アンテナ毎送信処理部（パケット毎送信処理部）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を備えている。なお、本実施形態に係るパケット送信装置５はＮ本の送信アンテナにより送信する場合を説明する。アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎは、各々符号部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（送信部）５０７、送信信号記憶部５１６を具備する。
【０１３６】
パケット送信装置５は、まず、パケット受信装置６に対して送信したいアンテナ毎の情報ビット（パケット）をアンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎに入力する。ここでは、送信アンテナ毎に１つのパケットを送信する場合を説明する。つまり、Ｎ本の送信アンテナによりＮ個のパケットを送信する場合を説明するが、送信するパケットの個数は、この限りではなく、Ｎ個より大きくてもよいし、小さくてもよい。アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎ各々は、入力された情報ビットを符号部５０１に入力すると共に、送信信号記憶部５１６に入力する。送信信号記憶部５１６は、パケット受信装置６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に、情報ビットを記憶する。符号部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、符号化ビットを生成する。
【０１３７】
インタリーブ部５０２は、符号部５０１が生成した符号化ビットに対して、インタリーブ処理を行う。変調部５０３は、インタリーブ部５０２によりインタリーブされた符号化ビットを、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調シンボルにマッピングする。ＩＦＦＴ部５０４は、変調部５０３がマッピングした変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行い、時間領域の信号を生成する。
【０１３８】
送信信号情報多重部５０５は、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、ＩＦＦＴ部５０４が生成した時間領域の信号と多重する。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多重すればよく、時間領域の信号との多重方法として、例えば、時間分割多重、周波数分割多重、符号分割多重、ＭＩＭＯ多重などを用いることができる。ＧＩ挿入部５０６は、送信信号情報多重部５０５が多重した信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部５０７は、ガード区間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、アンテナを介して送信する。
【０１３９】
無線受信部５１１は、パケット受信装置６が送信した信号であって、パケット毎（送信アンテナ毎）の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う。ＧＩ除去部５１２は、無線受信部５１１がデジタル変換した信号からガード区間ＧＩを除去し、ＦＦＴ部５１３は、ガード区間が除去された信号を高速フーリエ変換して、周波数領域の信号に変換する。
【０１４０】
復調部５１４は、周波数領域の信号を復調する。応答信号解析部５１５は、復調した信号を、パケット毎の応答信号として解析し、パケット送信装置５がパケット受信装置６に対して送信したパケットに対する応答が受領通知ＡＣＫであるか非受領通知ＮＡＣＫであるかを解析する。その解析結果を、各パケットの送信元であるアンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎの送信信号記憶部５１６と符号部５０１と送信信号情報多重部５０５にそれぞれ入力し、解析結果が非受領通知ＮＡＣＫであるパケットを、アンテナ毎送信処理部５００−１〜５００−Ｎのうち該パケットを送信したアンテナ毎送信処理部は、再送する。
【０１４１】
図１８は、本実施形態に係るパケット受信装置６の構成を示す概略ブロック図である。
パケット受信装置６は、アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｎ、送信信号情報解析部６０４、信号分離部（ストリーム分離部、干渉キャンセル部、ソフトキャンセル部、干渉除去部）６０６、伝搬路推定部６０７、伝搬路補償部（ＭＭＳＥフィルタ部）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、レプリカ信号用パケット記憶部６１３、レプリカ信号生成部（ソフトレプリカ生成部）６１４、再送制御部６１５、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を備えている。アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍ各々は、無線受信部（受信部）６０１、ＧＩ除去部６０２、分離部６０３、ＦＦＴ部６０５を具備する。
【０１４２】
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とで、繰返し検出復号部６１６として機能する。なお、信号分離部６０６と、伝搬路補償部６０８と、復調部６０９とで、信号検出部６１７として機能する。なお、本実施形態に係るパケット受信装置６はＭ本の受信アンテナにより受信する。
【０１４３】
図１９は、本実施形態に係る信号分離部６０６の構成を示す概略ブロック図を示している。信号分離部６０６は、干渉レプリカ生成部６３４、減算部６３５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とは、図２に示す第１の実施形態のＨＡＲＱ処理部２１１と、信号復号部２１２と、レプリカ信号生成部２１４との処理を、パケット送信装置５のアンテナの本数Ｍ個分行うブロックである。
【０１４４】
以下ではまず、パケット受信装置６が、初送パケットを受信したときの動作について説明する。Ｍ本の受信アンテナ各々で受信した信号は、それぞれ対応するアンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍに入力される。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う。無線受信部６０１がデジタル変換した信号から、ＧＩ除去部６０２は、ガード区間ＧＩを除去する。分離部６０３は、ガード区間ＧＩが除去された信号を、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。
【０１４５】
分離部６０３が分離した送信信号情報は、送信信号情報解析部６０４に入力され、情報ビットが含まれる信号はＦＦＴ部６０５に入力される。送信信号情報解析部６０４は、それぞれの受信アンテナで受信した送信信号情報に基づいて、パケット送信装置５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。その解析結果を再送制御部６１５に出力する。ＦＦＴ部６０５は、情報ビットが含まれる信号を高速フーリエ変換ＦＦＴなどで時間周波数変換し、信号分離部６０６と伝搬路推定部６０７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ベクトルＲ（ｋ）は、式（９）で表せる。
【０１４６】
【数７】
2009131094.tif 000009
【０１４７】
ただし、ここで、受信信号ベクトルＲ（ｋ）は、Ｍ個のＦＦＴ部６０５各々が出力した第ｋサブキャリアの信号を要素とするベクトルであり、Ｈ（ｋ）はＮ本の送信アンテナとＭ本の受信アンテナ間のそれぞれ組み合わせ毎の伝搬路特性を要素とする行列であり、送信信号ベクトルＳ（ｋ）はＮ本の送信アンテナ毎の送信信号であり、Ｎ（ｋ）はＭ本の受信アンテナ毎の受信機雑音であり、Ｔは転置行列を表す。
【０１４８】
伝搬路推定部６０７は、それぞれの受信アンテナからの受信信号に基づいて、式（９）に示した伝搬路特性行列Ｈ（ｋ）を推定し、信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８に入力する。なお、推定された伝搬路推定値は受信アンテナ毎に出力される。なお、伝搬路推定部６０７は、パケット送信装置５が送信する情報ビットをパケット受信装置６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く、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、送受信機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、この限りではない。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毎の信号が入力される。
【０１４９】
以下では、初送パケットの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。初送パケットの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出力する。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、受信信号ベクトルＲ（ｋ）から送信信号ベクトルＳ（ｋ）を抽出する。そのため、初回処理では、伝搬路補償部６０８が、信号分離と伝搬路補償を同時に行うことになる。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）としては、式（１０）を用いることができ、ＭＭＳＥ基準の重み係数ＷＭＭＳＥ（ｋ）としては、式（１１）を用いることができる。
【０１５０】
【数８】
2009131094.tif 000010
【０１５１】
ただし、Hは行列の複素共役転置、−１は逆行列、σ2は雑音電力、ＩＮはＮ×Ｎの単位行列を表す。ここでは線形処理であるＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準を用いるとして説明したが、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）基準のような非線形処理を用いるようにしても良い。
【０１５２】
次に、初送パケットの初回以外の繰返し処理における信号分離部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。
【０１５３】
信号分離部６０６は、Ｎ本の送信アンテナから送信されたＮ個のパケット全てを抽出するが、どのパケットも同じ方法にて抽出するので、ここでは、代表してｐ（１≦ｐ≦Ｎ）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方法を説明する。図１９は、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、干渉信号レプリカ生成部６３４と減算部６３５とを具備する。干渉信号レプリカ生成部６３４に、レプリカ信号生成部６１４から入力された送信信号レプリカＳ’（ｋ）を、式（１２）で表す。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の送信信号からなる干渉信号レプリカＲｐ（ｋ）を、式（１３）により生成する。
【０１５４】
【数９】
2009131094.tif 000011
【０１５５】
減算部６３５は、ＦＦＴ部６０５が生成した受信信号Ｒ（ｋ）から、干渉レプリカ生成部６３４が生成した干渉信号レプリカ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の信号を抽出する。このようにして、減算部６３５は、１番目からＮ番目まで全てのパケットの信号を抽出（信号分離）した後、抽出したこれらのパケットの信号を伝搬路補償部６０８に出力する。なお、以降ではパケット単位で、全てのパケットについて処理を行うものとする。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、伝搬路補償を行う。
【０１５６】
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６１５、レプリカ信号用パケット記憶部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Ｎ個のパケットについて行われる。応答信号生成部６２１は、再送制御部６１５が出力したパケット毎の誤り検出情報に基づいて、パケット毎の受領通知ＡＣＫまたは非受領通知ＮＡＣＫを生成する。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。
【０１５７】
次に、パケット受信装置６が再送パケットを受信した場合を説明する。以下では、初送パケットが全て非受領通知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再送する場合を説明する。Ｍ本の受信アンテナにより受信した受信信号は、それぞれ対応するアンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍに入力され、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６１５は、送信信号情報解析部６０４が再送パケットであることを識別し、この識別結果を受けた再送制御部６１５が再送パケットを処理するための再送制御情報をＮ個生成する以外は、初送パケットを受信した場合と同様の処理を行う。
【０１５８】
レプリカ信号用パケット記憶部６１３は、再送パケットを処理するための再送制御情報を再送制御部６１５からＮ個受けるので、Ｎ個の再送パケットそれぞれについて、記憶している初送パケットの符号化ビットＬＬＲを出力する。レプリカ信号生成部６１４は、レプリカ信号用パケット記憶部６１３から入力された初送パケットの符号化ビットＬＬＲを用いて、再送パケットのレプリカ信号を生成し、信号分離部６０６に出力する。信号分離部６０６は、アンテナ毎受信処理部６００−１〜６００−Ｍが出力した受信信号と、レプリカ信号生成部６１４が出力したレプリカ信号を用いて、Ｎ個の再送パケットを抽出する、信号分離を行う。その後、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は、初送パケットに対する処理と同様の処理を行う。
【０１５９】
ＨＡＲＱ処理部６１１は、第１の実施形態と同様の処理を、Ｎ個の再送パケットに対して行う。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６１５が出力した再送制御情報とが入力される。ＨＡＲＱ処理部６１１の合成パケット記憶部では、再送制御情報に基づいて、記憶した初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを、ＨＡＲＱ処理部６１１のパケット合成部に出力する。
【０１６０】
パケット合成部は、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が記憶した初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲ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Ｎ個のパケット全てに対して行う。以降の信号復号部６１２、レプリカ信号生成部６１４でも初送パケットのときと同様の処理が行われる。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、繰返し行われる。
【０１６１】
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ＭＩＭＯ伝送を行う通信システムにおいて、繰返し処理により信号分離を行うパケット受信装置６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。
【０１６２】
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、混在している場合でも用いることができる。例えば、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等により、実現できる。
この場合、受信した信号は、再送パケットとその他の所望のパケットとが多重され、互いに干渉を起こしている信号であり、信号検出部６１７が、所望のパケットの信号を検出する際に、レプリカ信号用パケット記憶部６１３が記憶していた初送パケットの符号化ビットＬＬＲのうち、所望のパケットと多重されている再送パケットの初送パケットの符号化ビットＬＬＲに基づきレプリカ信号生成部６１４が生成した再送パケットのレプリカ信号を用いるようにしてもよい。
このようにすることで、所望のパケットに対する干渉キャンセルの信頼性が高まり、所望のパケットの誤り検出において誤りが検出される頻度を抑制するので、所望のパケットに関する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。
【０１６３】
なお、繰返し処理の中で、ＭＩＭＯ多重されたパケットの内、受領通知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対数尤度比ＬＬＲを用いてもよい。
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部６１１において、合成する初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、最後の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いることができ、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。
【０１６４】
なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部６１１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を用いてもよいし、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の何れかを用いることができ、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。
【０１６５】
なお、以上の説明では、パケット受信装置６が初送パケットを受信した後、パケット送信装置５に対して再送要求を行い、パケット受信装置６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。
【０１６６】
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おいて、信号分離を行うための受信信号として、再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。ＦＦＴ部６０５の出力を記憶する受信信号記憶部を備え、該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て、初送パケットの信号を分離するようにしてもよい。
【０１６７】
なお、以上の説明では、繰返し処理を行うパケット受信装置６の場合を説明したが、これに限るものではなく、繰返し処理を行わないパケット受信装置にも適用できる。つまり、繰返し処理を行わないパケット受信装置でも、初送パケットにより得られた符号化ビットＬＬＲを用いて、再送パケットのレプリカを生成し、再送パケットの信号分離を行えばよい。
【０１６８】
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の場合を説明したが、シングルキャリア信号の場合にも用いることができる。
なお、以上の説明では、インタリーブ部５０２、デインタリーブ部６１０を用いる場合を説明したが、これらを用いなくてもよい。
なお、以上の説明では、周波数領域の信号分離を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置６に用いた場合を説明したが、本実施形態のパケット受信装置６の構成は、時間領域の信号分離を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置にも適用できる。
【０１６９】
なお、本実施形態のパケット受信装置６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パケット受信装置にも適用できる。
【０１７０】
［第４の実施形態］
本実施形態では、ターボ復号を行うパケット受信装置７において、初送パケットから生成された事前情報を用いて、再送パケットの誤り訂正復号処理における初回の復号処理を行うことによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
【０１７１】
本実施形態に係るパケット送信装置１は図１に示したパケット送信装置１と同様の構成である。なお、本実施形態では、一例として、誤り訂正符号をターボ符号とした場合を説明するため、図９で示したように、符号部１０１は、ターボ符号による符号化を行う。
図９は、本実施形態に係る誤り訂正符号部１２２における誤り訂正符号にターボ符号を用いた符号部１０１の構成を示している。第１の実施形態で既に説明したように、情報ビットは第１符号器１２４に入力され、パリティビット１を出力する。内部インタリーバ部１２３により内部インタリーブ処理を行った情報ビットは第２符号器１２５に入力され、パリティビット２を出力する。これらの第１符号器１２４、第２符号既１２５には、ＲＳＣ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ：再帰的組織畳み込み）型の符号器を用いることができる。情報ビット、パリティビット１、パリティビット２は、パンクチャ部１２６により、パンクチャ処理され、符号化ビットを出力する。
【０１７２】
図２０は、本実施形態に係るパケット受信装置７の構成を示す概略ブロック図である。
同図において図２の各部に対応する部分（２０１〜２０５、２０７〜２１１、２２１〜２２５）には同一の符号を付け、その説明を省略する。パケット受信装置７と、第１の実施形態に係るパケット受信装置２との間で異なる点は、パケット受信装置７には、干渉キャンセルを行うブロックが無い、つまり、干渉キャンセル部２０６、レプリカ信号用パケット記憶部２１３、レプリカ信号生成部２１４が無い点である。また、信号復号部７０１の動作が信号復号部２１２とは異なり、さらにパケット記憶部７０２がパケット受信装置７には追加されている。以下では、パケット受信装置２と異なる構成である信号復号部７０１とパケット記憶部７０２の動作を中心に説明する。なお、本実施形態では、伝搬路補償部２０８と復調部２０９とで信号検出部７１７として機能し、信号復号部５０１が、繰返し検出復号部として機能する。
【０１７３】
図２１は本実施形態に係る信号復号部７０１の構成を示す概略ブロック図である。信号復号部７０１は、復号部７１１、内部インタリーブ部７１２、復号部７１３、内部デインタリーブ部７１４、信号選択部７１５、誤り検出部７１６を備えている。復号部７１１は、図９の第１符号器１２４に対応する復号処理を行う。内部インタリーブ部７１２は、図９の内部インタリーバ部１２３によるビットの並び替えと同じ並び替えを、情報ビットの対数尤度比ＬＬＲに対して行う。復号部７１３は、図９の第２符号器１２５に対応する復号処理を行う。内部デインタリーブ部７１４は、内部インタリーブ部７１２の並び替えの逆操作となる並び替えを行う。信号選択部７１５は、内部インタリーブ部７１４の出力と、パケット記憶部７０２の出力とのどちらかを選択して、復号部７１１に出力する。
【０１７４】
最初に、パケット受信装置７が初送パケットを受信した場合を説明する。
まず、初送パケットの初回処理の場合を説明する。信号復号部７０１には、ＨＡＲＱ処理部２１１から出力された信号ｙが、入力される。１段目の復号部７１１は、信号ｙに含まれる情報ビットとパリティビット１に基づいて、後述する誤り訂正復号法を用いて、情報ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ｜ｙ）を求める。復号部７１１は、求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ｜ｙ）からチャネル情報Ｌｃｙｋ１と事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）とを減算した結果を出力する。このとき、事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ｜ｙ）は、式（１４）にて表すことができるので、復号部７１１が出力する減算した結果は、外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ１（ａｋ）である。なお、初送パケットの初回処理時では、Ｌ１（ａｋ）＝０とする。
【０１７５】
【数１０】
2009131094.tif 000012
【０１７６】
ここで、ａｋは、ｋ番目の情報ビット、Ｌ１（ａｋ）は事前対数尤度比ＬＬＲ（事前情報）であり、信号選択部７１５から出力される。Ｌｃｙｋ１はチャネル情報であり、Ｌｃは伝搬路推定部２０７の推定結果に基づく通信路値、ｙｋ１はＨＡＲＱ処理部２１１の出力信号ｙのｋ番目の情報ビットを表している。Ｌｅ１（ａｋ）は外部対数尤度比ＬＬＲ（外部情報）である。
【０１７７】
内部インタリーブ部７１２は、復号部７１１から入力された外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ１（ａｋ）に対して内部インタリーブ処理を行い、２段目の復号部７１３に対する事前ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ）を出力する。
２段目の復号部７１３には、事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ）と、信号ｙが入力される。２段目の復号部７１３は、まず信号ｙに含まれる情報ビットに対して内部インタリーブ処理を行った内部インタリーブ後情報ビットを生成する。次に、復号部７１３は、内部インタリーブ後情報ビットと、信号ｙに含まれるパリティビット２に基づいて、後述する誤り訂正復号法を用いて情報ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）を求める。復号部７１３は、求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）を誤り検出部７１６に出力する。
【０１７８】
誤り検出部７１６は、復号部７１３が求めた事後対数尤度比ＬＬＲの情報ビットを硬判定する等により、誤り検出を行う。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を再送制御部７０３に出力する。誤りが検出された場合は、繰返し処理が行われる。次に初送パケットの繰返し処理を説明する。復号部７１３は、求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）からチャネル情報Ｌｃｙｋ２と事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ）とを減算した結果を内部デインタリーブ部７１４に出力する。このとき、事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）は、式（１５）にて表すことができるので、復号部７１３が内部デインタリーブ部７１４に出力する減算した結果は、外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ２（ａｋ）である。
【０１７９】
【数１１】
2009131094.tif 000013
【０１８０】
ここで、Ｌ２（ａｋ）は事前対数尤度比ＬＬＲ（事前情報）であり、内部インタリーブ部７１２から出力される。Ｌｅ２（ａｋ）は外部対数尤度比ＬＬＲ（外部情報）である。復号部７１３ではさらに、求められた事後ＬＬＲからチャネル情報と事前ＬＬＲを減算することにより、外部ＬＬＲ、Ｌｅ２（ａｋ）を求め、復号部から出力する。
内部デインタリーブ部７１４は、入力された外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ２（ａｋ）に対して内部デインタリーブ処理を行い、１段目の復号部７１１に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）を出力し、パケット記憶部７０２と信号選択部７１５に入力する。
【０１８１】
パケット記憶部７０２は、内部デインタリーブ部７１４が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）を記憶する。信号選択部７１５は、内部デインタリーブ部７１４が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）を選択し、１段目の復号部７１１に出力する。
１段目の復号部７１１は、信号ｙに含まれる情報ビットとパリティビット１と事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）に基づいて、情報ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ｜ｙ）を求める。以降、誤り検出部７１６が、復号部７１３の処理結果に誤りを検出しないか、予め決められた最大回数に繰返し回数が達したなどの終了条件を満たし、繰返し処理を終了と判定するまで行われる。
【０１８２】
パケット受信装置７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７０３は、受信信号を再送パケットとして処理するための再送制御情報が生成され、パケット記憶部７０２、信号復号部７０１、ＨＡＲＱ処理部２１１に出力する。
まず、再送パケットの初回処理の場合を説明する。パケット記憶部７０２は、再送制御情報に基づいて、記憶した初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１’（ａｋ）を信号復号部７０１に出力する。このとき、パケット記憶部７０２が、初送パケットから得られた事前対数尤度比ＬＬＲにおいてパリティビットも含めて記憶している場合、再送パケットのパンクチャパターンによりパンクチャ処理を行う。
【０１８３】
信号復号部７０１には、初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１’（ａｋ）とＨＡＲＱ処理部２１１から出力された信号ｙが、入力される。信号復号部７０１の１段目の復号部７１１は、信号ｙに含まれる情報ビットとパリティビット１と初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１’（ａｋ）に基づいて、情報ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ｜ｙ）を求める。復号部７１１はさらに、求めた事後対数尤度比ＬＬＲからチャネル情報と初送パケットの事前ＬＬＲを減算する。ここで、事後対数尤度比ＬＬＲは、式（１６）にて表されるので、復号部７１１は、この減算により、外部ＬＬＲ、Ｌｅ１（ａｋ）を求め、出力する。
【０１８４】
【数１２】
2009131094.tif 000014
【０１８５】
ここで、Ｌ１’（ａｋ）は初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲ（事前情報）であり、信号選択部７１５から出力される。Ｌｃｙｋ１はチャネル情報であり、Ｌｃは通信路値、ｙｋ１はＨＡＲＱ処理部２１１が出力する信号ｙの第ｋ番目の情報ビットを表している。Ｌｅ１（ａｋ）は外部対数尤度比ＬＬＲ（外部情報）である。
【０１８６】
内部インタリーブ部７１２は、入力された外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ１（ａｋ）に対して内部インタリーブ処理を行い、２段目の復号部７１３に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ）を出力する。復号部７１３には、事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ）と、信号ｙが入力される。
【０１８７】
復号部７１３は、まず信号ｙに含まれる情報ビットに対して内部インタリーブ処理を行った内部インタリーブ後情報ビットを生成する。次に、復号部７１３は、内部インタリーブ後情報ビットと、信号ｙに含まれるパリティビット２に基づいて、情報ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）を求める。復号部７１３は、求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）を誤り検出部７１６に出力する。誤り検出部７１６は、復号部７１３が求めた事後ＬＬＲの情報ビットを硬判定する等により、誤り検出を行う。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を再送制御部７０３に出力する。誤りが検出された場合は、繰返し処理が行われる。
【０１８８】
次に再送パケットの繰返し処理を説明する。復号部７１３はさらに、求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）からチャネル情報Ｌｃｙｋ２と事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ）とを減算した結果を内部デインタリーブ部７１４に出力する。このとき、事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ２（ａｋ｜ｙ）は、式（１５）にて表すことができるので、復号部７１３が出力する減算した結果は、外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ２（ａｋ）である。
【０１８９】
内部デインタリーブ部７１４は、入力された外部対数尤度比ＬＬＲ、Ｌｅ２（ａｋ）に対して内部デインタリーブ処理を行い、１段目の復号部７１１に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）を出力し、パケット記憶部７０２と信号選択部７１５に入力する。
パケット記憶部７０２は、内部デインタリーブ部７１４が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）を記憶する。
【０１９０】
信号選択部７１５は、内部デインタリーブ部７１４が出力した事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）を選択し、１段目の復号部７１１に出力する。
１段目の復号部７１１は、信号ｙに含まれる情報ビットとパリティビット１と事前対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ）に基づいて、情報ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ、Ｌ１（ａｋ｜ｙ）を求める。
以降、初送パケットの繰返し処理と同様の処理を行い、初送パケットの場合と同様に誤り検出部７１６が繰返し処理を終了と判定するまで行う。
【０１９１】
本実施形態を用いることにより、ターボ復号を行うパケット受信装置７において、初送パケットから生成された事前情報を用いて、再送パケットの誤り訂正復号処理における初回の復号処理を行うことにより、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。
【０１９２】
なお、復号部７１１、７１３における誤り訂正復号方法として、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。
【０１９３】
なお、以上の説明では、再送パケットの初回処理において、初送パケットの事前情報を用いて誤り訂正復号を行ったが、これに限るものではない。例えば、パケット受信装置７が少なくとも１つの再送パケットを受信している場合、初送パケットも含めて全ての受信パケットの事前情報を記憶しておき、それらの受信パケットから選択したパケットの事前情報を用いて誤り訂正復号してもよいし、それらの受信パケットの少なくとも２つのパケットの事前情報を合成したものを用いて誤り訂正復号してもよい。
【０１９４】
なお、以上の説明では、誤り訂正符号として、ターボ符号を用いた場合を説明したが、これに限るものではなく、事前情報等を用いた繰返し処理による復号処理を行うものであればよい。例えば、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号を用いたＳｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ復号処理を行う場合に用いてもよい。
なお、本実施形態による受信機構成は、第１〜３の実施形態の受信機構成にも適用可能である。
【０１９５】
［第５の実施形態］
本実施形態では、初送時で情報ビットのみのパケットと、再送時で少なくとも１つのパリティビットを含んでいるパケットとを、受信した受信機において、初送パケットから生成されたレプリカ信号を用いて、再送パケットにおける初回処理の干渉キャンセルを行うことによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
【０１９６】
本実施形態に係るパケット送信装置１は、図１に示したパケット送信装置１である。ただし、符号部１０１は、初送パケットについては、誤り訂正符号によるパリティビットを含まないように符号化し、再送パケットについては、誤り訂正符号によるパリティビットを少なくとも一部含むように符号化する。本実施形態と第１の実施形態との相違点は、本実施形態におけるパケット受信装置８におけるレプリカ信号生成部８０１の構成が第１の実施形態におけるパケット受信装置２と異なることである。
【０１９７】
図２２は、本実施形態におけるパケット受信装置８の構成を示す概略ブロック図である。同図において図２の各部に対応する部分（２０１〜２１３、２１５、２２１〜２２５）には同一の符号を付け、その説明を省略する。本実施形態では、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８０１とで、繰返し検出復号部８１６として機能する。なお、本実施形態では、初送パケットが情報ビットのみであるため、信号復号部２１２は、初送パケットに対して誤り訂正復号部２５１（図５）による誤り訂正復号処理を行わず、誤り検出部２５２による誤り検出のみを行なうようにしてもよい。
【０１９８】
図２３は、本実施形態に係るレプリカ信号生成部８０１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８０１は、信号選択部２６１、符号部８０２、インタリーブ部２６３、変調部２６４を備えている。同図において図６の各部に対応する部分（２６１、２６３、２６４）には同一の符号を付け、その説明を省略する。パケット受信装置８が情報ビットのみで構成された初送パケットを受信した場合は、第１の実施形態で説明した初送パケットに対する初回処理及び繰返し処理と同様の処理を行う。ただし、本実施形態における初送パケットは誤り訂正符号によるパリティビットを含まないので、このとき、レプリカ信号生成部８０１の符号部８０２は、信号選択部２６１から入力された初送パケットの符号化ビットＬＬＲをそのまま出力する。
【０１９９】
パケット受信装置８が再送パケットを受信した場合を説明する。なお、前述のように再送パケットについては、誤り訂正符号によるパリティビットを少なくとも一部含んでいる。再送パケットともに受信した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送信信号情報解析部２０４は識別すると、再送制御部２１５は、受信信号を再送パケットとして処理するための再送制御情報を生成し、レプリカ信号用パケット記憶部２１３、レプリカ信号生成部８０１、ＨＡＲＱ処理部２１１に出力する。
【０２００】
レプリカ信号用パケット記憶部２１３は、入力された再送制御情報に基づいて、記憶していた初送パケットの符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部８０１に出力する。レプリカ信号生成部８０１では、信号選択部２６１が、入力された再送制御情報に基づいて、信号復号部２１２とレプリカ信号用パケット記憶部２１３との出力のうち、レプリカ信号用パケット記憶部２１３が出力した初送パケットの符号化ビットＬＬＲを選択する。
【０２０１】
符号部８０２は、初送パケットの符号化ビットＬＬＲに基づいて、符号化を行い、再送パケットのレプリカを生成する。ここで、符号部８０２による符号化方法として、符号化ビットＬＬＲを硬判定して符号化を行ってもよいし、符号化ビットＬＬＲの軟情報に基づいて、トレリス構造を形成し、軟情報のパリティビットを生成してもよいが、これに限るものではない。
【０２０２】
インタリーブ部２６３は、符号部８０２が生成した再送パケットのレプリカに対してインタリーブ処理を行う。変調部２６４は、インタリーブされたレプリカについて変調シンボルへのマッピング処理を行い、出力する。
再送パケットの繰返し処理は、第１の実施形態で説明した再送パケットに対する繰返し処理と同様の処理を行う。ただし、レプリカ信号生成部８０１の符号部８０２は、上述の初回処理と同様の処理を行う。
【０２０３】
本実施形態を用いることにより、初送時で情報ビットのみのパケットと、再送時で少なくとも１つのパリティビットを含んでいるパケットとを、受信したパケット受信装置８において、初送パケットから生成されたレプリカ信号を用いて、再送パケットにおける初回処理の干渉キャンセルを行うことにより、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。
なお、第１、３の実施形態におけるパケット受信装置２、６にも、本実施形態のレプリカ信号生成部８０１は適用可能である。
【０２０４】
また、図２における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、繰返し検出復号部２１６、再送制御部２１５、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、および図１４における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、繰返し検出復号部４１１、再送制御部４１０、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、および図１８におけるＧＩ除去部６０２、分離部６０３、送信信号情報解析部６０４、ＦＦＴ部６０５、伝搬路推定部６０７、繰返し検出復号部６１６、再送制御部６１５、応答信号生成部６２１、変調部６２２、ＩＦＦＴ部６２３、ＧＩ挿入部６２４、および図２０における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、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７０１、再送制御部７０３、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、および図２２における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、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７０１、再送制御部７０３、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４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各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０２０５】
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ものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０２０６】
以上、この発明の実施形態を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変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２０７】
本発明は、移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
【符号の説明】
【０２０８】
１、５…パケット送信装置
２、４、６、７、８…パケット受信装置
１０１、５０１…符号部
１０２、５０２…インタリーブ部
１０３、５０３…変調部
１０４、５０４…ＩＦＦＴ部
１０５、５０５…送信信号情報多重部
１０６、５０６…ＧＩ挿入部
１０７、５０７…無線送信部
１１１、５１１…無線受信部
１１２、５１２…ＧＩ除去部
１１３、５１３…ＦＦＴ部
１１４、５１４…復調部
１１５、５１５…応答信号解析部
１１６、５１６…送信信号記憶部
１２１…誤り検出符号部
１２２…誤り訂正符号部
１２３…内部インタリーバ部
１２４…第１符号器
１２５…第２符号器
１２６…パンクチャ部
２０１、６０１…無線受信部
２０２、６０２…ＧＩ除去部
２０３、６０３…分離部
２０４、６０４…送信信号情報解析部
２０５、６０５…ＦＦＴ部
２０６…干渉キャンセル部
２０７、６０７…伝搬路推定部
２０８、６０８…伝搬路補償部
２０９、６０９…復調部
２１０、６１０…デインタリーブ部
２１１、６１１…ＨＡＲＱ処理部
２１２、６１２…信号復号部
２１３、６１３…レプリカ信号用パケット記憶部
２１４、６１４、８０１…レプリカ信号生成部
２１５、６１５…再送制御部
２１６、６１６、８１６…繰返し検出復号部
２１７、６１７…信号検出部
２２１、６２１…応答信号生成部
２２２、６２２…変調部
２２３、６２３…ＩＦＦＴ部
２２４、６２４…ＧＩ挿入部
２２５、６２５…無線送信部
２３１…干渉信号レプリカ生成部
２３２…減算部
２４１…パケット合成部
２４２…合成パケット記憶部
２５１…誤り訂正復号部
２５２…誤り検出部
２５３…デパンクチャ部
２５４…誤り訂正復号処理部
２６１…信号選択部
２６２…パンクチャ部
２６３…インタリーブ部
２６４…変調部
４０１…信号検出部
４０２、４０６…減算部
４０３…デインタリーブ部
４０４…ＨＡＲＱ処理部
４０５…信号復号部
４０７…インタリーブ部
４０８…パケット記憶部
４０９…信号選択部
４１０…再送制御部
４１１…繰返し検出復号部
４４１…パケット合成部
４４２…合成パケット記憶部
４５１…誤り訂正復号部
４５２…誤り検出部
５００−１〜５００−Ｎ…アンテナ毎送信処理部
６００−１〜６００−Ｍ…アンテナ毎受信処理部
６０６…信号分離部
６３４…干渉信号レプリカ生成部
６３５…減算部
７０１…信号復号部
７０２…パケット記憶部
７０３…再送制御部
７１１…復号部
７１２…内部インタリーブ部
７１３…復号部
７１４…内部デインタリーブ部
７１５…信号選択部
７１６…誤り検出部
８０２…符号部
【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２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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