(57)【要約】【課題】本発明は無線システム（特に移動体無線システム）のセクタ内の複数のユーザの合計スループットを向上させるために、ユーザ（移動局）の電波環境が悪い為に発生するデータ誤り時の再送制御を効率的に実施することにある。本発明はデータ誤りが発生した場合のデータ再送制御に関する技術を提供するものである。【解決手段】上記課題を達成するための本発明は、無線システムにおいてデータ誤りが発生した場合には、再送時間間隔または再送スロット間隔を動的に変化させるものである。再送間隔は予め基地局から移動局へ通知する。これにより、効率良くデータ再送制御を行うことが可能となる。また、移動局エラーレートが低い場合は通知チャネルを開放し、無線リソースを有効に使う。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データの誤りを受信側で検出して、受信側から送信側へ再送を要求するデータ再送制御方法において、再送制御用の通知チャネルを用いて、予めトラヒックに応じた再送間隔を送信側から受信側へ通知し、受信側で誤りが発生した場合には、送信側は受信側からのＮＡＫ信号受信に応じて、送信側が受信側へ予め通知した前記再送間隔後に前記送信データと同一のデータを再送することを特徴とするデータ再送制御方法。
【請求項２】
前記再送間隔はスロット間隔または時間間隔であることを特徴とする請求項１に記載のデータ再送制御方法。
【請求項３】
送信側において受信側におけるエラーレートが所定レベル以下の場合は、送信側から受信側へ再送間隔を再送制御用の通知チャネルを用いて通知せずに、前記通知チャネルを開放し、予め決められた条件による再送間隔用いることとし、前記エラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知することを特徴とする請求項１に記載のデータ再送制御方法。
【請求項４】
送信データのデータレートに応じて、予め異なる再送間隔を定義し、データ誤りの発生の際には、その時の送信データレートに応じた前記再送間隔後に再送データを送信することを特徴とする請求項１に記載のデータ再送制御方法。
【請求項５】
データ再送する際に送信側において、受信側におけるエラーレートに応じた再送時のデータレート、変調方式、周波数チャネル、送信電力を選択し、再送することを特徴とするデータ再送制御方法。
【請求項６】
基地局と少なくとも１台の移動局とを備え、再送制御用の通知チャネルを用いて再送間隔を通知する再送制御システムであって、前記基地局のサービスエリア内におけるトラヒックを基にデータ再送間隔を計算し、新たに前記サービスエリア内に位置登録またはハンドオーバーした第２の移動局に前記データ再送間隔を予め通知することを特徴とするデータ再送制御システム。
【請求項７】
移動局におけるエラーレートが所定レベル以下に達した場合には、前記通知チャネルを開放し、予め決められた条件による再送間隔用いることとし、前記エラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知することを特徴とする請求項６に記載のデータ再送制御システム。
【請求項８】
基地局に設けられ、データの再送制御を行う再送制御装置において、前記基地局のサービスエリア内におけるトラヒックを基にデータ再送間隔を計算し、新たに前記サービスエリア内に位置登録またはハンドオーバーした移動局に前記データ再送間隔を予め通知することを特徴とするデータ再送制御装置。
【請求項９】
サービスエリア内の移動局におけるエラーレートが所定レベル以下に達した場合には、前記通知チャネルを開放し、予め決められた条件による再送間隔を用いることとし、前記エラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知することを特徴とする請求項８に記載のデータ再送制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システム（特に移動体無線データ通信システム）におけるシステムスループットを改善するためのデータ再送制御方法の技術分野に係り、更には前記再送制御方法を用いたシステムと再送制御を行う装置、システムを構成する基地局と移動局（移動端末）の技術分野に関する。
【０００２】
詳しくは送信側（主に基地局）から受信側（主に移動局）へのデータ再送をするスロットタイミング(再送間隔または再送時間)を動的に制御して、スロットの効率的利用を図るものであって、特にＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）方式において、システムスループットを向上する効果を奏する。
また、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式においても再送時間間隔を制御することにより、無線回線の品質を向上させ、システムスループットを向上するものである。
一般に、無線システムはセクタ毎にトラヒックが管理されている為、セクタスループット向上はシステムスループット向上と同義的となる。
【背景技術】
【０００３】
現在の無線システムにあっては、送信データの誤りデータ再送方式は、移動局側で誤りが検出された場合、または誤りが検出されたが誤り訂正できなかった場合に、直ちにＮＡＫ信号（再送を促す制御応答信号）を送信側にデータ再送要求する方式で対応している。
【０００４】
実際にはＮＡＫ信号が基地局に到達し、すなわち基地局が移動局の受信データに誤りがあることを検出した後に、固定の時間間隔後にデータ再送を行っている。
【０００５】
ＣＤＭＡ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯシステムの例では４スロット間隔後にデータ再送を行っている。
以下、ＣＤＭＡ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ（Evolution Data Onlyを以降ＥＶ−ＤＯと略す。）を例にして、送信側（基地局）から受信側（移動局）へのデータ再送に関して説明する。
ＥＶ−ＤＯの変調方式の諸元は以下の通りである。下り無線回線（基地局から移動局へ）はＱＰＳＫ，８ＰＳＫ，１６ＱＡＭ、上り無線回線（移動局から基地局へ）はＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，８ＰＳＫを採用している。変調方式とデータ転送レートは対応しており、冗長度との組み合わせにより、エラー耐性の強弱が決まる。接続方式は下りがＴＤＭ（時分割多重）、上りがＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）である。
【０００６】
ＥＶ−ＤＯの各レイヤでは、無線回線の品質を向上させる為に各レイヤで様々な処理をしている。レイヤ１（物理層）ではハイブリッドＡＲＱ、確認応答（ＡＣＫ）、否定応答（ＮＡＫ）、エラーレート処理（チャネル品質情報処理）を、レイヤ２（データリンク層）では再送制御、無線リンク制御を行っており、レイヤ３（ネットワーク層）はデータの信頼性に関わる制御及び無線リソース制御（無線チャネル制御）を行っている。
【０００７】
ＥＶ−ＤＯシステムでは無線サービスエリアは一般に複数のセクタに別れており、各セクタにおける最大転送レートは約２．４Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）である。移動局が１台の場合でかつ、良好な電波環境の場合、最大転送レートを達成することができる。しかし、移動局の数が増加するに従って、１台あたりの転送レートは下がっていく。また、電波環境が劣化するに従っても転送レートが下がることはいうまでもない。電波環境の劣化に関しては後述する。
【０００８】
現行のＥＶ−ＤＯでは下り無線回線の伝送方式にＴＤＭ（時分割多重）を採用しているため、あるセクタにおいて、ある瞬間の無線リソースは１台の移動局（受信側）へ集中する。このため、送信データの誤りを受信側（移動局）で検出して、受信側（移動局）から送信側（基地局）へ再送を要求するＡＲＱ（自動再送要求）方式では、再送要求回数が多くなると、即ちデータ誤りが頻発し、ＮＡＫ信号を送信している移動局が無線リソースを占有する頻度が高くなると他のユーザ（他の移動局）の高速通信（受信）を妨げることになる。一般に、ＡＲＱ（Automatic Repeat Request）技術は、レイヤ１で誤り訂正によって回復することができなかったデータを再度自動的に送り直す再送処理の事を言う。
【０００９】
ＥＶ−ＤＯではＡＲＱの効率を更に改善するために、ハイブリッド-ＡＲＱ（複合自動再送要求方式）が採用されている。また、ＥＶ−ＤＯでは誤り訂正符号の繰り返し復号の過程（ターボ符号）を基地局と移動局との間にＡＲＱを組み入れた方式を採用している。
【００１０】
ハイブリッドＡＲＱはレイヤ１（物理層）での伝送機能であり、全てのスロットで受信に失敗したときは、レイヤ２（データリンク層）で再送制御を行っている。ちなみに、ターボ符号は送信データに強力な誤り訂正能力をもち、畳み込み符号より優れている。
【００１１】
更に、データの高速化のためにＮチャネルＳＡＷ（Stop and Wait）方式が採用されている。ＳＡＷは送信側からのデータが受信側で正しく受信できた時は、受信側から送信側へＡＣＫ信号を返し、データ誤り発生時には、ＮＡＫ信号を返すデータＡＲＱの一種である。ＳＡＷに関する特許文献２では、ＮＡＫ信号が送信側で受信された場合、受信側で特定フレームに対してＡＣＫ信号が送信側で受信されるまでは、他の受信局を優先するという方法が開示されている。
【００１２】
しかし、この方式はＮ個のプロセスを並行・独立に処理しており、このためプロセス間のデータの順序は保証されていない。基地局から移動局へはヘッダに一連番号を付したデータが送出され、移動局は一連番号に従いデータの順序を整えて単位時間の送量を増やす方法である。前述の方法を採用しても、移動局から基地局へデータ送信レートを要求するＤＲＣ（データレート制御）を採用すると受信環境の良い所では高いスループットを実現することができるが、逆に受信環境が悪い所では著しくスループットが低下することとなる。
【００１３】
以上の様に、ハイブリッドＡＲＱやＮチャネルＳＡＷ方式を使用しても、依然として無線リソースは１台の移動局（受信側）に集中することは避けられない。受信環境の悪い移動局に対して、繰り返し無線リソースを割当てることは、セクタスループットを下げることになる。また、データ再送間隔を適切に制御しないと、他の移動局の待ち時間が長くなり、更にセクタスループットを下げることになっていた。
【００１４】
以下では、特許文献１に記載の図に基づいて従来技術を説明する。図２７はデータ受信側、図２８はデータ送信側のブロック図を示す。図２７において、データ受信側ではＳＩＲ測定結果またはパケット到達率のいずれかを出力する回線監視部１１６と、測定結果を比較するためのデータを記憶するデータ記憶部１１７（図２９の対応表を記憶）と、データ記憶部１１７から読み出されたデータと測定結果とを入力として、これらの２入力を比較し、制御状態を出力とする比較部１１５と、制御状態を記憶する制御状態記憶部１１３と、制御状態記憶部１１３の出力を入力とする制御データ生成部１１４を具備している。
【００１５】
図２８のデータ送信側では制御状態を記憶する制御状態記憶部１２５と、制御データとデータ記憶部１２６（図３０の対応表を記憶）から読み出されたデータを入力として、これら２入力を比較し、再送制御周期のデータを出力する比較部１２３と再送制御のウインドウサイズを制御する再送制御周期制御１２４を具備している。
【００１６】
図２５にデータ受信側、図２６にはデータ受信側のチャートを示す。図２５の受信側でパケット受信数が閾値ｋ以上Ｓ６５の場合はパケット到達率を測定Ｓ６６する。前記測定値とパケット到達率対パケット再送制御周期表を比較Ｓ６７する。前記再送制御周期表は図２９に示す。
【００１７】
ステップ６５でパケット受信数が閾値ｋ以上で無い場合は、ＳＩＲを測定Ｓ６８して、測定値とＳＩＲ対パケット再送制御周期表を比較Ｓ６９する。ステップＳ６７またはステップＳ６９の処理を経た後に、制御状態を更新Ｓ７０する。次に再送制御周期の制御データを送信Ｓ７１する。
【００１８】
図２６で前記再送制御用周期制御データを受信Ｓ７２し、制御状態を更新Ｓ７３する。制御データと再送周期対制御状態表を比較Ｓ７５し、再送制御周期を更新Ｓ７５する。
【００１９】
前記再送制御周期表は図３０に示す。上記の様にパケット到達率やＳＩＲを測定し、更に予め作成した再送制御周期の対応表を用いて再送間隔を変更する方法では、他の移動局の存在や時事刻々と変化するトラヒックを考慮することができず、セクタスループットを向上させることは困難であった。
【００２０】
従来技術では何れもエラーレートと再送間隔とを動的に変更する方法は提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００２−２７１３０３号公報
【特許文献２】再公表Ｗ０２００３／０３２５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は無線システム（特に移動体無線システム）のセクタ内の複数のユーザの合計スループットを向上させるために、ユーザ（移動局）の電波環境が悪い為に発生するデータ誤り時の再送制御を効率的に実施することにある。ＥＶ−ＤＯでは、下り無線回線にＴＤＭ（時分割多重）方式を採用しているため、あるセクタにおいて、ある時間の無線リソースは１台の移動局（受信側）へ集中している。このため、送信データの誤りが移動局（受信側）で頻繁に検出され、移動局（受信側）から基地局（送信側）へのデータ再送を要求する回数が多くなり、他の移動局（他のユーザ）の高速通信（受信）を妨げることが問題になっていた。また、制御用の通知チャネル（周波数チャネル）を常時使用することは、無線リソースを有効利用することに反しておりセクタ内の電波環境を劣化させ（ノイズレベルが上昇し）、スループットを低下させる要因となっていた。
【００２３】
技術背景で述べた、特許文献１に記載の対応表を（図２９、図３０に示す。）を用いる方法では移動局（受信側）の電波環境が悪い場合（ＳＩＲが低い）、下りデータの再送時間間隔が短くなり、再送回数が増え、多数の移動局が待たされる確率が高くなっていた。ＳＩＲとは希望波受信電力対干渉電力比を表す。また、特許文献１の対応表を用いた場合はフェージング等で電界強度の変動が大きく電波環境が悪い場合、再送時間間隔の変更通知を、通知チャネルを使用してする頻繁に実施する必要があり無線リソースの利用効率を損なっていた。以上のように、従来の技術を用いた場合はセクタスループットを向上させることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、各種制御されるべきパラメータや移動局の情報や状況を基地局で把握し、データ再送制御を効率的に行い、スループットを向上させるものである。上記課題を達成するための本発明は、無線システムにおいてデータ誤りが発生した場合に、予め、基地局から移動局へデータ再送信の時間間隔を通知しておくことを特徴とする。
【００２５】
時間間隔とは、たとえばスロット間隔、パケット間隔、フレーム間隔、ブロック間隔等を動的に変化させるものである。サブスロット間隔、サブパケット間隔、サブフレーム間隔、サブブロック間隔等、更に時間間隔を細かく動的に変化させるものも含まれる。また、上述の間隔以外の細かい時間間隔でも良い。なぜならば、前記各種時間間隔は無線システムよって自由に規定されるものであって、無線システムに応じて選択すれば良いからである。
【００２６】
続いて、予め再送間隔を通知するには基地局側でトラヒックを管理する必要がある。トラヒックはデータだけでなく、ＡＲＱなどの誤り再送制御によるパケットデータも含んだ、当該セクタにおける１秒当りのデータ量で定義される。単位はｂｐｓ（ビット毎秒）である。例としてはセクタ内に既存のＡ移動局、Ｂ移動局、Ｃ移動局がそれぞれがデータの誤り無く、１．２Ｍｂｐｓ、０．６Ｍｂｐｓ、０．３Ｍｂｐｓのデータ通信をしているとき、総和の２．１Ｍｂｐｓがトラヒックとなる。トラヒックを変数として、計算式を用いて演算することで、動的に再送間隔を決定することができる。
【００２７】
以上の他にも予め再送間隔を決めるには、予め決められた条件（スタンダードまたは通信開始時のネゴシエーション）に応じて、基地局から移動局へ再送間隔を通知する方法もある。
【００２８】
具体的なデータ再送制御方法は、送信データの誤りを受信側で検出して、受信側から送信側へ再送を要求するＡＲＱ（自動再送要求）方式において、再送制御用の通知チャネルを用いて、セクタ内のトラヒックを基に算出した再送間隔を新たにセクタ内に流入した移動局に対して送信側から再送間隔(スロット間隔または時間間隔)を受信側へ通知し、受信側で誤りが発生した場合には送信側は受信側からのＮＡＫ信号（再送を促す制御応答信号）受信に応じて、送信側が受信側へ予め通知した前記再送間隔後に前記送信データと同一のデータを再送するものである。
【００２９】
図１において送信側と受信側とは基地局と移動局のどちらもなりえるが、移動体データ通信システムにおいては基地局が送信側、移動局が受信側になる頻度が高いので、これに沿って説明する。ＥＶ−ＤＯ基地局は３つのセクタをサービスエリアとし１つ当りのセクタで２．４Ｍｂｐｓの最高転送レートをもっている。また、ＥＶ−ＤＯでは移動局（受信側）におけるエラーレートはＰＥＲ（パケットエラーレート、以下エラーレートと記す。）を用いている。
【００３０】
エラーレートは各種無線通信システムにより、ＢＥＲ（ビットエラーレート）、ＢＬＥＲ（ブロックエラーレート）、ＦＥＲ（フレームエラーレート）等がエラーレートの指標として用いられる。エラーレートが所定レベル以下の場合は送信側から受信側へ再送間隔を再送制御用の通知チャネルを用いて通知せずに、前記通知チャネルを開放する。これにより、無線リソースを有効に使うことができる。
【００３１】
また、エラーレートが所定レベル以上に達した場合には前回よりも送信レートを下げて送信する。次にエラーレートが所定レベル以上に達した場合は、周波数チャネルを前回とは変えるものである。周波数チャネルを変えることは、基地局と移動局との距離を変えることに相当しマルチパスによるフェージングを改善でき、エラーレートの改善に効果がある。最後に電力制御をするものであるが、送信電力を増やすことは所望の移動局にとってはエラーレートの改善がされスループットが改善される。ただし、隣接セクタや隣接サービスエリアへの漏れ電波波エネルギーを増すことにもなるので最小限度の増電力にする必要がある。
【００３２】
更にセクタ内の電波環境を改善するにはエラーレートが所定以下の場合には、送信側から受信側へ再送間隔を通知せずに、通知チャネルを開放する。またエラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知するものである。
【００３３】
次に、受信側から送信側に要求するデータレートに応じて、予め異なる再送間隔を計算式を用いて定義しておきデータ誤りの発生の際には、その時のＤＲＣ（データレート制御）信号に応じた前記再送間隔後に再送データを送信するものである。
【００３４】
次に、移動局（受信側）がＢＵＳＹ（ビジー：例えば、インターネットのブラウジングやゲーム等を使用している時）の場合にはデータ送信側においては、前記ＢＵＳＹ状態が終了してから、移動局から基地局へＮＡＣＫ信号を送信するものである。
【００３５】
最後に、データ受信側で誤りが検出され、送信側からデータ再送する際に、データレートを前回の送信時よりも下げて再送したり、前回と比較して誤り耐性強い変調方式にて再送したり、前回とは異なる周波数チャネルにて再送したり、前回より高い電力で送信することを特徴とするものである。ＥＶ−ＤＯにおいては、データレートはほぼ変調方式に対応しており、効率の高い方から順に１６ＱＡＭ、８ＰＳＫ、ＱＰＳＫとなっている。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように構成された本発明のデータ再送制御方法によれば、以下に記載のような効果を得ることができる。
【００３７】
まず、基地局から移動局へ予め再送間隔（再送タイミング、再送周期）を通知しておくことで、再送制御時のステップ数を削減することができる。
【００３８】
すなわち、再送要求が基地局に通知された時には、速やかにデータを再送することができる。規定の再送間隔タイミングまでの待ち時間を削減でき、トラヒックが低い時はまたは他のユーザ（移動局）の存在しない場合の待ち時間の無駄を無くすことができる。更に、再送されてくるタイミングが分かっているので、データ通信以外の処理を移動局側ですることができる。
【００３９】
また、エラーレートが低い時には通知チャネルを開放したり、再送間隔の通知を省略することにより、無線リソースを有効利用することができる。また、再送間隔は基地局が管理しているので、他のユーザ（移動局）のデータ再送要求と重なる確立が下がり、電波環境を良好に保つことができ、ひいてはスループットの更なる向上につながる。
【００４０】
通知チャネルを開放することにより電波環境を改善できる理由は以下の通りである。通知チャネルは周波数チャネルに属しており、前記周波数チャネルは帯域をもっている。通信チャネルも同様に帯域をもっている。基地局から移動局に対して、通知チャネルや通信チャネルは任意に割り当てられる。前記チャネルを使用した場合、チャネル両端の電磁波エネルギーは隣接する周波数チャネルへ漏れ広がっている。
【００４１】
通知チャネルを開放することは、一時的ではあるが空きチャネル増やすことになり、通信チャネルへ漏れ電波を減らすことができ、電波環境を改善することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態で、における基地局と移動局とのシステム構成図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態で、通知チャネルを用いて再送間隔を基地局か複数の移動局へ通知するチャートである。
【図３】本発明を実施するための最良の形態で、基地局に具備された再送制御装置である。
【図４】本発明を実施する最良の形態で、受信側において、通知を受けた再送間隔でデータを受信するチャートである。
【図５】本発明を実施する最良の形態で、送信側から通知した再送間隔でデータを送信するチャートである。
【図６】本発明を実施する最良の形態で、再送間隔の決定方法を示すチャートである。
【図７】本発明を実施例１で、通知チャネルの開放方法を示すチャートである。
【図８】本発明の実施例１における送信レート変更方法を示すチャートである。
【図９】本発明の実施例１における変調方式変更方法を示すチャートである。
【図１０】本発明の実施例１における周波数チャネルを変えて送信する方法を示すチャートである。
【図１１】本発明の実施例１における電力制御方法を示すチャートである。
【図１２】本発明の実施例２におけるデータ要求レートに応じた再送間隔のチャートである。
【図１３】本発明の実施例２におけるＮＡＫ信号送信タイミングの変更法方を示すチャートである。
【図１４】本発明の実施例３における周波数チャネル、データレート、電力制御方法を示すチャートである。
【図１５】最良の形態と各実施項目に共通の周波数チャネルの構成を示す図である。
【図１６】最良の形態と各実施項目に共通の通知チャネルの構成を示す図である。
【図１７】最良の形態と各実施項目に共通のデータチャネルの構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施例３における、サービスエリア内に位置登録またはハンドオーバーした移動局の図である。
【図１９】本発明の実施例３における、サービスエリア内でエラーレートが所定レベルを越えた場合の移動局の図である。
【図２０】本発明の実施例３における、サービスエリア内でＢＵＳＹ状態が終了し移動局が再送動作をする図である。
【図２１】本発明の実施例３における、移動局が基地局へエラーレートを通知し移動局がエラーレートに応じたデータを受信する図である。
【図２２】本発明の最良の実施形態における、トラヒックと再送間隔を示す図である。
【図２３】本発明の最良の実施形態における、エラーレートと再送間隔を示す図である。
【図２４】本発明の実施例１における、データレートと再送間隔を示す図である。
【図２５】従来技術でデータ送信側のチャートを示す図である。
【図２６】従来技術でデータ受信側のチャートを示す図である。
【図２７】従来技術でデータ受信側のブロック図である。
【図２８】従来技術でデータ送信側のブロック図である。
【図２９】従来技術の送信側のデータ記憶部１１７が記憶する対応表の図である。
【図３０】従来技術の受信側のデータ記憶部１２６が記憶する対応表の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
まず、全実施形態に共通する、チャネル構成について説明する。
【００４４】
最良の形態と各実施例の共通項目として図１５から図１７を用いて、再送制御用の通知チャネルの構成を説明する。
【００４５】
図１５において、周波数チャネル８０は共通チャネル８１と個別チャネル８２に別れている。周波数チャネル８０はＴＤＭＡ方式では１つひとつの周波数に対応し、ＣＤＭＡではスペクトラム拡散した周波数に対応する。共通チャネル８１はセクタ内の全ての移動局に共通に使用するチャネルである。
【００４６】
個別チャネル８２は呼設定を移動局が確立した後に制御または通信に使用するチャネルであって、一般には呼が終了するまで継続使用するチャネルである。
【００４７】
共通チャネル８１は更に、共通制御チャネル８３と共通通信チャネル８４に別れている。共通制御チャネル８３はセクタ内の移動局を一斉に制御情報を通知することができる。
【００４８】
共通通信チャネルはセクタ内の全ての移動局と基地局とが情報の伝達に使用することができるチャネルである。
【００４９】
個別チャネル８２は更に、個別制御チャネル８５と個別通信チャネル８６に別れており個別制御チャネル８５はセクタ内の１台の移動局のみを制御する。個別通信チャネル８６はセクタ内の移動局との通信を行う時に使用する。個別チャネル８２は時分割処理や符号化処理により、同一の周波数チャネル８０でも多重化して効率よく使用することができる。
【００５０】
図１６における通知チャネル８７は共通制御チャネル８３と個別制御チャネルとの総称であって、移動局へ再送間隔やデータレート、変調方式、送信電力等を通知するチャネルである。通信中に開放する通知チャネル８７は主に個別制御チャネル８５であって、チャネルをエラーレートに応じて開放することにより、無線リソースの有効利用をはかることが可能となる。
【００５１】
個別通信チャネル８６を使用中に、エラーレート所定のレベル以上に達した場合は共通制御チャネル８６または個別制御チャネルを設定し、再送間隔を制御する。データチャネル９０は通信チャネルの総称であって、共通通信チャネル８４と個別通信チャネル８６より構成されている。それぞれの用途は周波数チャネル８０で説明したものと同様である。以上がチャネルの説明である。
【００５２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
【００５３】
図１の基地局には、データ送信装置５と再送制御装置６とデータ受信装置７を具備し、データ送信装置５では可変データレート、可変変調方式、可変送信電力でデータを送信する。データ受信装置７では、移動局２からのデータを受信し復調・復号を行う。再送制御装置６ではデータ受信装置７からのデータを分類処理して、トラヒックの演算、再送方式の決定、再送間隔の演算等を行う。詳細は図３の再送制御装置６として後述する。
【００５４】
図１の移動局にはデータ受信装置８と再送制御装置９とデータ送信装置１０を具備し、データ受信部８では基地局からのデータを受信し復調・復号を行い、データの誤りを検出し、誤りの訂正を行う。再送制御装置９ではエラーレートの算出をし、その結果を基地局１に通知する。また再送方式を決定し、基地局１に対してデータレートの要求等を行う。データ送信部１０では最終的に基地局１で決定された可変データレート・変調方式・可変電力でデータが送信される。
【００５５】
ここからは図３に基づいて、再送制御装置６についての説明をする。再送制御装置６は移動局管理部１４３とエラーレート管理部１４６とデータレート管理部１４７と送信バッファ１４２とトラヒック管理部１４４と再送間隔管理部１４５により構成されている。移動局管理部１４３では、セクタ内に位置登録された移動局とセクタへ流入、セクタから流出する移動局数をカウントし、常に現在の移動局数を把握している。更に、移動局がＢＵＳＹか否か等を把握管理している。エラーレート管理部１４６では、移動局毎のエラーレートを移動局からの通知に基づき逐次最新のエラーレートを保持している。データレート管理部１４７では、移動局からの要求または基地局の判断により決定された、移動局毎のデータレートと送信すべきデータ量を管理している。送信バッファ１４ではデータレート管理部１４７からの指示により、各移動局宛に送信すべきデータを保持している。
【００５６】
エラーレートは先に述べたように、各種無線通信システムにより様々なエラーレートがあるが、ＥＶ−ＤＯではパケット単位でデータ通信をしているので、図２３のパケットエラーレートと再送間隔との関係を例にとって説明する。トラヒック管理部１４７管理されるトラヒックにはデータだけではなく、ハイブリッドＡＱＲなどのデータ再送制御によるパケットなども含んでいる。
【００５７】
本発明では従来技術の図２９の対応表や図３０の対応表を参照し、制御状態を変更する等のステップを実施せず、計算式を用いて再送間隔を動的に決定する。計算式は基本的には再送間隔が０ならないようにすれば良い。
【００５８】
なぜならば、移動局がＮＡＫを送信してから、その信号が基地局へ到達し、再送データが移動局に到達するまでに有限の時間がかかるからである。図２２のトラヒックと再送間隔では、計算式ｙ＝［７／ｘ］−１を例示した。［  ］はガウス記号であり、最大の整数を表す。前記計算式中の定数である７や１は計算結果が０より大きな値になる様に、適宜変更をすることが可能である。図６では再送間隔の決定方法のチャートを示す。
【００５９】
まず、セクタ内のトラヒックを計算Ｓ２９し、次に前記トラヒックに応じた再送間隔を計算する。計算された再送間隔を移動局へ通知する。通知する移動局は、新たにセクタ内に流入した移動局とセクタ内に留まり、データ通信をしていない移動局へ通知チャネル８７を用いて通知される。
【００６０】
図２３はパケットエラーレートと再送間隔の計算式ｙ＝［２．５ｘ］＋１を示す。前記計算式も、図２２の計算式と同様に計算結果が０より大きな値になる様に、適宜変更することが可能である。
【００６１】
図２３ではパケットエラーレートとしたが、適宜他のエラーレートとしても良い。上記の２つの式は何れも、再送間隔が１〜数１０程度になるよう定数を選択したものである。
【００６２】
図２２、図２３、図２４の再送間隔は単位をスロットとしてあるが、ＥＶ−ＤＯの１スロットは１．６６６ｍｓ（ミリ秒）なので、時間に換算するにはスロットの数に１．６６６ｍｓを乗ずれば良い。
【００６３】
図２は通知チャネルを用いて再送間隔を基地局１から移動局Ａ３と移動局Ｂ４へ通知するチャートである。簡単のために、流入移動局と流出移動局を考えず、基地局から送出すべきデータ量が変化した（トラヒックが変化した）と仮定する。基地局１は移動局Ａ３と移動局Ｂ４に対して、再送間隔Ｔを通知する。
【００６４】
図２は横軸を時間軸として、通知チャネル８７としては共通制御チャネル８３を用いている。（太い矢印）パケットデータ（細い矢印）を基地局１から各移動局へ送出するタイミングを示したものである。ＮＡＫ信号とそれに応じたパケットデータは点線で示している。
【００６５】
データ（１）、（３）、（５）、（６）、（８）は基地局１から移動局Ａ３へ送信されたパケットデータであって、そのうちのデータ（５）はデータ受信に失敗して、再送間隔Ｓで再度受信している。データ（２）、（４）、（７）は基地局１から基地局Ｂ４へ送信されたパケットデータであって、データ（２）はデータ受信に失敗して再送間隔Ｔで再度受信している。
【００６６】
図２の例では通知チャネル８７としては共通制御チャネル８３を用いて、２つの移動局に対して同じタイミングで同じ再送間隔を通知しているが、個別制御チャネル８５が解放されていない場合は前記個別制御チャネルを用いて、別々の再送間隔を通知しても良い。再送間隔は基地局１から予め移動局Ａ３と移動局Ｂ４へ、異なる再送間隔を通知しても良い。
【００６７】
次に図４と図５は移動局１と基地局２との詳細の動作を表す。まず、基地局１が移動局２へ予め再送間隔通知を送信Ｓ１９し、移動局２が再送間隔通知を受信Ｓ１２する。移動局２は基地局１へデータ要求を送信Ｓ１３し、基地局はデータ要求を受信Ｓ２０する。基地局１は移動局２に対してデータを送信Ｓ２１する。前記データが伝播障害でエラーを発生し、移動局は誤りデータを受信Ｓ１４する。そこで移動局は基地局へＮＡＫ信号を送信Ｓ１５する。ＮＡＫ信号を受信Ｓ２２した基地局は要求データを予め通知した再送間隔で送信Ｓ２３する。この時、移動局は再送間隔を待つＳ１６ことになる。正しく要求データを受信Ｓ１７した移動局は基地局へＡＣＫ信号を送信Ｓ１８する。基地局はＡＣＫ信号を受信Ｓ２４し、一連のデータ再送は終了する。以上、図１から図６と図２２、図２３を用いて、本発明を実施するための最良の形態を説明した。
【実施例１】
【００６８】
実施例１として各種パラメータの変更方法について説明する。図７から図１１は、何れもスループットを向上させる方法として有効である。
【００６９】
図７は通知チャネルの開放方法、図８は送信レートの変更方法、図９は変調方式の変更方法、図１０は周波数チャネルの変更方法および、図１１は電力制御方法である。
【００７０】
まず、図７に基づき、通知チャネル８７の開放方法を説明する。最初にエラーレートを移動局で測定Ｓ３２し、基地局１へ通知する。前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ３３で無い時は基地局１から再送間隔を通知チャネルで移動局へ通知Ｓ３５する。前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ３３の時は再送間隔を通知せずに、通知チャネルを開放Ｓ３４する。これにより、無線チャネルが開放されセクタ内の電波環境が改善される。
【００７１】
次に図８に基づき、送信レートの変更方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知Ｓ４０し、前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ４１で無い時は前回より送信レートを下げて送信Ｓ４２し、前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ４１の時は前回と同じ送信レートで送信Ｓ４３する。
【００７２】
次に図９に基づき変調方式変更方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知Ｓ４４し、エラーレートが所定レベル以下Ｓ４５で無い時は、前回よりも誤り耐性の強い変調方式で送信Ｓ４６する。前記エラーレートが所定レベル以下の時は前回と同じ変調方式で送信Ｓ４７する。
【００７３】
次に図１０に基づき周波数チャネル変更方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知Ｓ４８し、前記エラーレートが所定以下Ｓ４９で無い時は前回とは異なる周波数チャネルで送信する。前記エラーレートが所定レベル以下の時は前回と同じ周波数で送信Ｓ５１する。
【００７４】
最後に図１１に基づき電力制御方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知Ｓ５２し、前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ５３で無い時は前回より高い送信電力で送信Ｓ５４し、前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ５３の時は前回と同じ電力で送信Ｓ５５する。
【００７５】
以上、各種パラメータをエラーレートの閾値により制御することにより電波環境を良好にするとともに、スループットを向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００７６】
実施例２として図１２に基づいてデータ要求レートに応じた再送間隔での再送方法および、ＮＡＫ信号のタイミングでの再送方法を説明する。
【００７７】
まず、図１２において、基地局で移動局からのデータ要求レートを受信Ｓ５６し、基地局から移動局へデータを送信Ｓ５７する。基地局でＮＡＫ信号を受信Ｓ５８した場合、予め定義した再送間隔で移動局へデータを再送Ｓ５９する。基地局から移動局への再送間隔通知は省略される。図２４はデータレートと再送間隔を示した計算式である。計算式ｙ＝［２．４／ｘ］前記式は分母がデータレートなので０にはならない。
【００７８】
基地局が移動局からのデータ要求レートに応じるか否かは、移動局のエラーレートと要求データ量を勘案する。エラーレートが低い場合は、移動局からの要求に応じるが、エラーレートが著しく高い場合は、要求を拒否する。
【００７９】
次に、図１３に基づいてＮＡＫ信号送信タイミング変更について説明する。基地局から移動局へデータを送信したが移動局で誤りが発生Ｓ６０した場合、移動局がＢＵＳＹで無い時は移動局は直ちにＮＡＫ信号を送信Ｓ６２する。移動局がＢＵＳＹＳ６１の時は、移動局はＮＡＫ信号を保留Ｓ６３する。そして、移動局はＢＵＳＹ状態が終了したら、ＮＡＫ信号を送信Ｓ６４する。これにより、基地局は無駄にデータ送信することなく、移動局は受信準備が整った状態でデータを受信することができる。従って、無線リソースの無駄を防いで、電波環境を良好に保つことができる。
【実施例３】
【００８０】
実施例３として、図１４を用いて各種パラメータを総合的に使用した場合について説明する。ＥＶ−ＤＯでは、データレートは変調方式とはほぼ対応するので、データレートを用いて説明する。変調方式で考える場合は、データレートと変調方式を対応させる。
【００８１】
ステップＳ１０５の前回より低いデータレートで送信を前回よりエラー耐性の強い変調方式で送信するとなる。まず、エラーレートを移動局から基地局へ通知Ｓ１００し、エラーレートが所定レベル以下Ｓ１０１で無い時は前回と異なる周波数チャネルで送信Ｓ１０２する。前記エラーレート以下Ｓ１０１の時は前回と同じ周波数チャネルで送信Ｓ１０３する。ステップＳ１０２で周波数チャネルを変えてもエラーレートが所定Ｓ１０４以下にならないならば、前回より低い送信レートＳ１０５で送信する。前記エラーレートが所定以下Ｓ１０４の時は前回と同じ送信レートＳ１０６で送信する。ステップＳ１０５で送信レートを低くしてもエラーレートが所定以下Ｓ１０７にならない時は前回よりも高い電力で送信Ｓ１０８し、前記エラーレートが所定レベル以下Ｓ１０７になったならば前回と同じ電力で送信する。本実施例はパラメータを詳細厳密に管理した例である。
【実施例４】
【００８２】
図１８から図２１は本発明における、無線システムを説明する図である。
【００８３】
図１８はサービスエリア内の第１のセクタ１３３に第２の移動局１３６が位置登録またはハンドオーバーで流入してきた状態を示す。セクタ内の移動局が増加したので、基地局１３１に具備した再送制御装置ではトラヒックを算出し、再送間隔を第２の移動局と元々第１のセクタ内に居た移動局１３２へ通知する。
【００８４】
図１９では第１のセクタ１３３内のデータ通信中の移動局１３２が移動し、障害物１３７の影に入り、エラーレートが増加した状態を示す図である。この場合、先の実施例１、実施例３で説明した方法で移動局のデータレートを管理すればよい。
【００８５】
図２０はブラウジング中の移動局を示し、ＢＵＳＹ状態が終了次第、基地局１３１へＮＡＫ信号を送信し、所望のデータをすぐに受信する状態を示す図である。
【００８６】
図２１は移動局１３２がエラーレートを基地局１３１に通知し、移動局１３２がエラーレートに応じたデータを受信する図である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、主に移動体無線通信システムにおけるシステムスループットの向上を目的としているが衛星移動体無線通信システム、移動体光通信システム等にも応用が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１：基地局（送信側）２：移動局（受信側）３：移動局Ａ４：移動局Ｂ５：基地局のデータ送信装置６：基地局の再送制御装置７：基地局のデータ受信装置８：移動局のデータ受信装置９：移動局のデータ再送制御装置１０：移動局のデータ送信装置８７：通知チャネル１３１：基地局１３２：移動局１３６：第２の移動局１３３：第１のセクタ１３４：第２のセクタ１３５：第３のセクタ１３６：第２の移動局１３７：障害物１４２：送信バッファ１４３：移動局管理部１４４：トラヒック管理部１４５：再送間隔管理部１４６：エラーレート管理部１４７：データレート管理部
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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