(57)【要約】      （修正有）【課題】誤りを減少し、また、再送処理による伝送効率の低下を軽減する。【解決手段】送信装置と、前記送信装置からの信号を受信する受信装置とを備える通信システムにおいて、前記送信装置は、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成部と、前記重畳情報生成部から出力された系列を変調した信号を送信する送信部と、を備え、前記受信装置は、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号部を備える。重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳する。【選択図】図２
2011061547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と、前記送信装置からの信号を受信する受信装置とを備える通信システムにおいて、
前記送信装置は、
前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成部と、
前記重畳情報生成部から出力された系列を変調した信号を送信する送信部と、
を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号部を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記複数の異なる符号ビット系列は、それぞれ符号構成が異なる符号器において符号化された系列であることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記符号器各々は、それぞれ異なる情報ビット系列を符号化して、前記符号ビット系列を生成することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記異なる情報ビット系列のうち、少なくともひとつの系列は、以前に前記受信装置へ向けて送信した情報ビット系列であることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記送信装置は、他の送信装置から受信した信号を前記受信装置に送信し、
前記異なる情報ビット系列のうち、少なくともひとつの系列は、前記他の送信装置から受信した信号を復調した情報ビット系列であることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記重畳情報生成部は、前記受信装置における受信状況に応じて、符号ビット系列を重畳することを停止することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の通信システム。
【請求項８】
前記受信装置は、
前記送信装置が以前に送信した情報ビット系列の復号結果を保持する情報保持部と、
前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項９】
前記切替部は、前記情報ビット系列の復号結果に誤りが含まれるか否かに応じて復号方式を切り替えることを特徴とする請求項８に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳し、
前記切替部は、前記情報ビット系列の復号結果に誤りが含まれない場合に、復号した情報ビット系列から前記符号ビット系列を生成し、前記生成した符号ビット系列を利用して、生成した符号ビット系列と重畳された符号ビット系列を復号する復号方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳し、
前記切替部は、前記情報ビット系列の復号結果に誤りが含まれる場合には、前記情報ビット系列に関する事前情報を算出し、前記算出した事前情報と、前記情報ビット系列の符号ビット系列が重畳された信号を受信した結果より得られる対数尤度比と、に基づいて、前記情報ビット系列と、前記情報ビット系列と重畳された情報ビット系列と、を復号する復号方式を選択することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
【請求項１２】
受信装置へ信号を送信する送信装置において、
前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成部と、
前記重畳情報生成部から出力された系列を変調した信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項１３】
送信装置からの信号を受信する受信装置において、
前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号部と、
前記復号部での復号した情報ビット系列の復号結果を保持する情報保持部と、
前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える切替部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
受信装置へ信号を送信する送信装置における送信方法において、
重畳情報生成部が、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する第１の過程と、
送信部が、前記第１の過程にて出力された系列を変調した信号を送信する第２の過程と、
を有することを特徴とする送信方法。
【請求項１５】
送信装置からの信号を受信する受信装置における受信方法において、
復号部が、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する第１の過程と、
前記第１の過程にて復号した情報ビット系列の復号結果を保持する第２の過程と、
前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える第３の過程と、
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項１６】
受信装置へ信号を送信する送信装置のコンピュータを、
前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成手段、
前記重畳情報生成手段にて出力された系列を変調した信号を送信する送信手段、
として機能させる送信プログラム。
【請求項１７】
送信装置からの信号を受信する受信装置のコンピュータを、
前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号手段、
前記復号手段にて復号した情報ビット系列の復号結果を保持する情報保持部と、
前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える切替手段、
として機能させる受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、送信プログラム、及び受信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信システムの伝送速度が高くなるとともに、誤り制御技術も高度化している。その誤り制御技術として、自動再送要求（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｔａｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒｅＱｕｅｓｔ）がある。ＡＲＱでは、ビット誤りが無い場合には肯定応答（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、ビット誤りがある場合には否定応答（ＮＡＣＫ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ  ＡＣＫ）を送信装置に通知し、それら応答信号を受信した送信装置は、ＡＣＫの場合には次のデータ、ＮＡＣＫの場合には、再送として同一のデータを送信する。さらに、最近ではハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ）が採用されている。ＨＡＲＱは、前のビット誤りがあったフレームの受信信号や受信符号語と新しく送信された再送信号を合成することで再送の利得を大きくすることが可能となっている。例えば、ビット誤りとなった伝送機会の受信信号を保存しておき、再送信号の受信信号と最大比合成することで、等価的に受信電力を高くする時間的なダイバーシチを得るチェイス合成法（ＣＣ：Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）や、誤り訂正符号化を前提に、ビット誤りとなった伝送機会の受信符号ビット（符号ビットの信頼性を表す対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｈｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）がよく使用される。）を保存しておき、ビット誤りとなった伝送機会で送信していない符号ビットの冗長ビットを再送し、受信装置で保存しておいた受信符号ビットと組み合わせて等価的に符号化率を低くすることで誤り訂正能力を高める増加的冗長法（ＩＲ：Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）が主に検討されている。
【０００３】
図２２、２３に、それぞれ、従来技術に係る送信装置、受信装置の構成を示す概略ブロック図を示す。
図２２の送信装置ｘ１では、送信したい情報ビット系列は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）部ｘ１０１において、誤り検出を行うために必要なビットが付加され、符号化部ｘ１０２により誤り訂正符号化されて、符号ビット系列となる。変調部ｘ１０３は、符号ビット系列をＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、二位相偏移変調）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、４位相偏移変調）などの変調方式を用いて変調信号を生成する。無線部ｘ１０４は、変調信号をＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換した後、無線周波数にアップコンバートし、送信アンテナｘ１０５を介して受信装置へ送信する。
図２３の受信装置でｙ１は、送信装置ｘ１から送信された信号を受信アンテナｙ１０１で受信し、無線部ｙ１０２は、受信信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を生成し、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換する。復調部ｙ１０３では、送信装置ｘ１での変調方式に基づき、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号を復調する。復号部ｙ１０４では、復調後の受信信号系列から送信装置ｘ１の符号化方法に応じた誤り訂正復号を行い、復号ビット系列を得て、得られた復号ビットが正しいかを検査するために付加されたＣＲＣ符号から誤り検出を行う。
【０００４】
先に述べたＡＲＱが用いられるシステムでは、復号ビットが正しいと判断された場合には受信装置から肯定応答（ＡＣＫ）が送信装置にフィードバックされ、復号ビットに誤りがあると判断された場合には否定応答（ＮＡＣＫ）がフィードバックされる。また、先に述べたように、ＨＡＲＱを用いるシステムの受信装置では、先の受信信号と再送信号を合成するために、現在の伝送機会で受信された受信信号を保持しておくことが必要となる。
このように、再送を行うシステムでは、復号ビットに誤りが生じた場合でも、次の伝送機会で同じ情報ビット系列を再送することにより、正しい復号ビットを得る可能性が高くなり、伝送品質を向上させることができる。
【０００５】
また、複数の受信装置宛に同じ信号を伝送するブロードキャスト通信において、誤った送信ビット系列を再送する方法として、ネットワークコーディングを用いて複数の受信装置に対する再送信号をブロードキャストする方法が提案されている（非特許文献１）。
図２４、図２５にその一例を示す。図２４では、送信装置Ｘが情報ビット列ｄ（１）〜ｄ（４）を送信し、受信装置Ｙ、Ｚが復号ビット誤りを検出する。図２５は、受信装置Ｙ、Ｚにおける復号ビット誤りの検出結果である。図２５は、受信装置Ｙではｄ（１）、受信装置Ｚではｄ（３）の復号結果に誤りが含まれることを示す。この場合、図２４の送信装置Ｘでは、受信装置Ｙに対して情報ビット列ｄ（１）と、受信装置Ｚに対してｄ（３）を同時に再送するために、ネットワークコーディングを用いて多重する。具体的には、ｄ（１）とｄ（３）の排他的論理和（ＸＯＲ：Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ＯＲ）を算出し、再送のための送信データ信号Ｓとする。この信号Ｓは、次式（１）で表わされる。
【０００６】
【数１】
2011061547.tif 000003
【０００７】
送信装置Ｘは受信装置Ｙと受信装置Ｚに対して、同じ信号Ｓを送信する。受信装置Ｙでは、受信信号を正しく復号した結果（Ｓ）と過去に正しく復号したｄ（３）との排他的論理和を算出し、ｄ（１）を得ることができる。この処理は、次式（２）で表わされる。
【０００８】
【数２】
2011061547.tif 000004
【０００９】
同様に、受信装置２では、復号されたＳと過去に正しく復号したｄ（１）との排他的論理和を算出し、ｄ（３）を得ることができる。
以上のように、異なる受信装置宛の異なる再送信号をネットワークコーディングによって重畳してブロードキャストすることで、複数の受信装置を対象とした場合の再送に必要な無線リソースの量を減らすことができ、効率の良い再送を実現することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｄｏｎｇ  Ｎｇｕｙｅｎ， Ｔｕａｎ Ｔｕａｎ， Ｔｈｉｎｈ Ｎｇｕｙｅｎ， Ｂｅｌｌａ Ｂｏｓｅ， “Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｕｓｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．， ｖｏｌ．５８， Ｎｏ．２， ｐｐ．９１４−９２５， Ｆｅｂ． ２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来技術では、送信装置は、受信装置で誤りを検出した信号すべてを再送しなければならないため、再送により伝送効率が低下するという欠点があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤りを減少することができ、また、再送による伝送効率の低下を軽減することができる通信システム、送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、送信プログラム、及び受信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】
【００１３】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、送信装置と、前記送信装置からの信号を受信する受信装置とを備える通信システムにおいて、前記送信装置は、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成部と、前記重畳情報生成部から出力された系列を変調した信号を送信する送信部と、を備え、前記受信装置は、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号部を備えることを特徴とする通信システムである。
上記構成によると、前記送信装置は、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳した信号を送信し、前記受信装置は、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号するので、例えば、送信装置が、ある情報と、以前に前記受信装置へ向けて送信したこの情報を異なる符号ビット系列として重畳して送信し、受信装置が、その送信信号を復号して情報を取得することができる。これにより、同一情報を冗長して送信することができるので、そのダイバーシチ効果によって誤りを減少することができ、また、再送による伝送効率の低下を軽減することができる。
【００１４】
（２）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳することを特徴とする。
上記構成によると、伝送効率を下げることなく、複数の符号ビット系列を重畳して送信することができる。
【００１５】
（３）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記複数の異なる符号ビット系列は、それぞれ符号構成が異なる符号器において符号化された系列であることを特徴とする。
【００１６】
（４）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記符号器各々は、それぞれ異なる情報ビット系列を符号化して、前記符号ビット系列を生成することを特徴とする。
【００１７】
（５）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記異なる情報ビット系列のうち、少なくともひとつの系列は、以前に前記受信装置へ向けて送信した情報ビット系列であることを特徴とする。
上記構成によると、前記異なる情報ビット系列のうち、少なくともひとつの系列は、以前に前記受信装置へ向けて送信した情報ビット系列であるので、例えば、送信装置が、ある情報と、以前に前記受信装置へ向けて送信したこの情報を異なる符号ビット系列として重畳して送信し、受信装置が、その送信信号を復号して情報を取得することができる。これにより、同一系列を冗長して送信することができるので、そのダイバーシチ効果によって誤りを減少することができ、また、再送による伝送効率の低下を軽減することができる。
【００１８】
（６）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記送信装置は、他の送信装置から受信した信号を前記受信装置に送信し、前記異なる情報ビット系列のうち、少なくともひとつの系列は、前記他の送信装置から受信した信号を復調した情報ビット系列であることを特徴とする。
上記構成によると、前記異なる情報ビット系列のうち、少なくともひとつの系列は、前記他の送信装置から受信した信号を復調した情報ビット系列であるので、前記送信装置は、誤りを減少し、また、再送による伝送効率の低下を軽減しつつ、前記他の送信装置からの信号を受信装置に中継することができる。
【００１９】
（７）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記重畳情報生成部は、前記受信装置における受信状況に応じて、符号ビット系列を重畳することを停止することを特徴とする。
上記構成によると、前記送信装置は、前記受信装置における受信状況に応じて、符号ビット系列を重畳することを停止するので、例えば、受信品質が高い受信装置では、通信の伝送効率を増加させることができ、一方、受信品質が低い受信装置では、符号ビット系列を重畳した通信によってダイバーシチ効果を得て、誤りの減少、再送回数の低減を実現することができる。
【００２０】
（８）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記受信装置は、前記送信装置が以前に送信した情報ビット系列の復号結果を保持する情報保持部と、前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
（９）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記切替部は、前記情報ビット系列の復号結果に誤りが含まれるか否かに応じて復号方式を切り替えることを特徴とする。
【００２２】
（１０）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳し、前記切替部は、前記情報ビット系列の復号結果に誤りが含まれない場合に、復号した情報ビット系列から前記符号ビット系列を生成し、前記生成した符号ビット系列を利用して、生成した符号ビット系列と重畳された符号ビット系列を復号する復号方式を選択することを特徴とする。
【００２３】
（１１）また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記重畳情報生成部は、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳し、前記切替部は、前記情報ビット系列の復号結果に誤りが含まれる場合には、前記情報ビット系列に関する事前情報を算出し、前記算出した事前情報と、前記情報ビット系列の符号ビット系列が重畳された信号を受信した結果より得られる対数尤度比と、に基づいて、前記情報ビット系列と、前記情報ビット系列と重畳された情報ビット系列と、を復号する復号方式を選択することを特徴とする。
上記構成によると、受信装置は、前記算出した事前情報と、前記情報ビット系列の符号ビット系列が重畳された信号を受信した結果より得られる対数尤度比と、に基づいて、前記情報ビット系列と、前記情報ビット系列と重畳された情報ビット系列と、を復号するので、誤りを減少することができる。
【００２４】
（１２）また、本発明は、受信装置へ信号を送信する送信装置において、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成部と、前記重畳情報生成部から出力された系列を変調した信号を送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置である。
【００２５】
（１３）また、本発明は、送信装置からの信号を受信する受信装置において、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号部と、前記復号部での復号した情報ビット系列の復号結果を保持する情報保持部と、前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える切替部と、を備えることを特徴とする受信装置である。
【００２６】
（１４）また、本発明は、受信装置へ信号を送信する送信装置における送信方法において、重畳情報生成部が、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する大１の過程と、送信部が、前記第１の過程にて出力された系列を変調した信号を送信する第２の過程と、を有することを特徴とする送信方法である。
【００２７】
（１５）また、本発明は、送信装置からの信号を受信する受信装置における受信方法において、復号部が、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する第１の過程と、前記第１の過程にて復号した情報ビット系列の復号結果を保持する第２の過程と、前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える第３の過程と、を有するを特徴とする受信方法である。
【００２８】
（１６）また、本発明は、受信装置へ信号を送信する送信装置のコンピュータを、前記受信装置へ送信する複数の異なる符号ビット系列を重畳する重畳情報生成手段、前記重畳情報生成手段にて出力された系列を変調した信号を送信する送信手段、として機能させる送信プログラムである。
【００２９】
（１７）また、本発明は、送信装置からの信号を受信する受信装置のコンピュータを、前記送信装置が送信した信号から、前記送信装置において重畳された複数の符号ビット系列を復号する復号手段、前記復号手段にて復号した情報ビット系列の復号結果を保持する情報保持部と、前記情報ビット系列の復号結果に基づいて前記情報ビット系列が重畳された情報の信号の復号方式を切り替える切替手段、として機能させる受信プログラムである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、通信システムは、誤りを減少することができ、また、再送による伝送効率の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る通信システムの概念図である。
【図２】本実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る重畳ビット生成部の回路構成を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る重畳ビット列の一例を示す概略図である。
【図５】本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】本実施形態に係る復号部の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】この発明の第２の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】本実施形態に係る重畳ビット列の一例を示す概略図である。
【図９】本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る誤り検出結果テーブルの一例を示す概略図である。
【図１１】本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る復号部の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る通信システムの概念図である。
【図１４】本実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る重畳ビット列と誤り検出結果の一例を示す概略図である。
【図１６】本実施形態に係る再送パケットの一例を示す概略図である。
【図１７】本実施形態に係る再送パケットの別の一例を示す概略図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態に係る通信システムの概念図である。
【図１９】本実施形態に係る送信タイミングの一例を示す概略図である。
【図２０】本実施形態に係る送信タイミングの別の一例を示す概略図である。
【図２１】本実施形態に係るリレー局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２２】従来技術に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】従来技術に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２４】従来技術に係るネットワークコーディングを示す概略図である。
【図２５】従来技術に係る誤り検出結果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る通信システムの概念図である。この図は、送信装置ａ１（基地局装置）が信号を送信し、受信装置ｂ１（移動局装置）がその信号を受信していることを示す。ここで、送信装置ａ１は、１つの受信装置ｂ１宛の複数の情報ビット系列（ビット系列とは、０と１で表される情報の並びであり、ビット列とも呼ばれる。情報ビット系列とは受信装置に送信したい情報の並びである。）を、ネットワークコーディングを適用して重畳し、重畳したビット系列を送信することにより複数の情報ビット系列を同時に送信する。ここで、重畳される情報ビット系列は、以前に受信装置ｂ１宛に送信した系列と、新たに受信装置ｂ１宛に送信する系列である。また、受信装置ｂ１は、以前に送信された系列の重畳ビットの復号結果に基づいて、受信信号に対する次の重畳ビットの復号処理を切り替える。
【００３３】
＜送信装置ａ１について＞
図２は、本実施形態に係る送信装置ａ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置ａ１は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ；巡回冗長検査符号）部ａ１０１、情報保持部ａ１０２、重畳ビット生成部Ｃ１、変調部ａ１０３、無線部ａ１０４、及び送信アンテナａ１０５を含んで構成される。また、重畳ビット生成部Ｃ１は、符号化部ｃ１１１、ｃ１１２、及び排他的論理和演算部ｃ１１３を含んで構成される。
【００３４】
ＣＲＣ部ａ１０１は、入力された情報ビット系列（第１の情報系列）に対して、誤り検出を行うためのＣＲＣ符号を付加し、符号化部ａ１１１及び情報保持部ａ１０２に出力する。以下、情報ビット系列の１ビットにＣＲＣ部ａ１０１がＣＲＣ符号を付加したビット列をｄ（ｔ）で表わす。ここで、ｔは、１回の送信処理を行う単位時間（送信単位時間という）を１とした送信タイミングの時刻を表わす。ここでは、ＣＲＣ部ａ１０１から２つの同じ信号を符号化部ａ１１１及び情報保持部ａ１０２に出力する構成となっているが、ＣＲＣ部ａ１０１からの出力は１つの信号とし、ＣＲＣ部ａ１０１の出力を複製する情報系列複製部を設ける構成としてもよい。
情報保持部ａ１０２は、ＣＲＣ部ａ１０１から入力された情報ビット列ｄ（ｔ）を、送信単位時間保持し、次の送信タイミングに符号化部ｃ１１２に出力する。つまり、符号化部ａ１１１に時刻ｔの情報ビット列ｄ（ｔ）が入力されるとき、符号化部ａ１１２には時刻ｔ−１の情報ビット列ｄ（ｔ−１）が入力される。なお、ここでは情報ビット列に対してインターリーブを行っていないが、情報ビット列をインターリーブし、符号化部へ入力してもよい。
【００３５】
符号化部ｃ１１１（第１の符号化部）、ｃ１１２（第２の符号化部）は、それぞれ、ＣＲＣ部ａ１０１、情報保持部ａ１０２から入力された情報ビット列を誤り訂正符号で符号化し、符号化した符号ビット列を排他的論理演算部ｃ１１３に出力する。なお、符号化部ｃ１１１、ｃ１１２で用いられる誤り訂正符号としては、ターボ符号、低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ：Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号または畳み込み符号などを用いることが好ましいが、これらに限られない。
排他的論理演算部ｃ１１３は、符号化部ｃ１１１、ｃ１１２から入力された符号ビット系列の排他的論理和を演算し、２つの符号ビット系列を重畳する。この重畳処理により、受信装置に向けて既に一度送信されている情報ビット系列ｄ（ｔ−１）と新たに送信する情報ビット系列ｄ（ｔ）が重畳されることとなる。
なお、符号化部ｃ１１１、ｃ１１２及び排他的論理演算部ｃ１１３（重畳ビット生成部Ｃ１）の回路構成については、後述する。
【００３６】
変調部ａ１０３は、排他的論理演算部ｃ１１３から入力された重畳ビット列Ｓ（ｔ）を変調して変調信号を生成し、無線部ａ１０４に出力する。
無線部ａ１０４は、変調部ａ１０３から入力された変調信号をＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換した後、無線周波数にアップコンバートし、送信アンテナａ１０５を介して受信装置ｂ１へ送信する。
以上のように、送信装置ａ１は、新たに送信する情報ビット系列に対して、あらかじめ保持しておいた一送信単位時間前に送信を行った情報ビット系列を排他的論理和演算により重畳して送信する。
【００３７】
＜重畳ビット生成部Ｃ１について＞
図３は、本実施形態に係る重畳ビット生成部Ｃ１（重畳情報生成部）の回路構成を示す概略図である。この図において、重畳ビット生成部Ｃ１は、再帰型組織畳み込み（ＲＳＣ：Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）符号を用いた符号化を行って、その符号ビット列を重畳する。また、この図において、符号化部ｃ１１１は、３個のシフトレジスタＤ１〜Ｄ３、及び３個の加算器Ｅ１１〜Ｅ１３を含んで構成される。また、符号化部ｃ１１２は、３個のシフトレジスタＤ１〜Ｄ３、及び２個の加算器Ｅ２１〜Ｅ２３を含んで構成される。また、排他的論理和演算部ｃ１１３は、３個の加算器Ｅ３１〜Ｅ３３を含んで構成される。なお、符号化部ｃ１１１、ｃ１１２は、符号化率が１／３、拘束長が４であり、１ビットの情報ビットを入力すると３ビットの符号ビットを出力する。
シフトレジスタＤ１〜Ｄ６各々は、入力されるビットに対して、一時点前に入力されたビットを出力する。
加算器Ｅ１１〜Ｅ３３は、入力されたビットに対して排他的論理和演算を行う。
【００３８】
図３において、符号化部ｃ１１１では、加算器Ｅ１が出力するビットを「８」、シフトレジスタＤ１、Ｄ２、Ｄ３が出力するビットをそれぞれ、「４」、「２」、「１」で表わす。符号化部ｃ１１１の出力は、この数字を用いて、出力するビットを８進数で表わしたものである。ただし、符号化部ｃ１１１に入力される情報ビット列ｄ（ｔ）（入力ビットという）は「１５」で表わされる。
例えば、加算器Ｅ１２の出力は、加算器Ｅ１２で排他的論理和をとるビットが表わす「８」、「４」、「２」、「１」を加算した数字「１７」（＝１＋２＋４＋８）で表わされる。図３において、この出力は、出力するビットを示す「１７」と入力ビット「１５」を用いて、「１７／１５」で表わされる。なお、符号化部ｃ１１２についても同様の記載をする。
【００３９】
上記の数字での表記を用いて、符号化部ｃ１１１の出力は、１５／１５、１３／１５、１７／１５で表わされる（出力されるビットを、それぞれ、ｃ１１（ｔ）、ｃ１２（ｔ）、ｃ１３（ｔ）という）。また、符号化部ｃ１１２の出力は、０２／１５、０７／１５、１５／１５で表わされる（出力されるビットを、それぞれ、ｃ２１（ｔ−１）、ｃ２２（ｔ−１）、ｃ２３（ｔ−１）という）。
この数字が示すように、符号化部ｃ１１１と符号化部ｃ１１２では符号化率は同じだが、異なる符号構成の符号化を行う。なお、本発明は図３の構成に限定されず、他の符号構成であってもよい。
【００４０】
加算器Ｅ３１〜Ｅ３３は、それぞれ、ｃ１１（ｔ）とｃ２１（ｔ−１）の排他的論理和演算、ｃ１２（ｔ）とｃ２２（ｔ−１）の排他的論理和演算、ｃ１３（ｔ）とｃ２３（ｔ−１）の排他的論理和演算を行う。
また、排他的論理和演算部ｃ１１３は、加算器Ｅ３１〜Ｅ３３での演算結果を並直列変換して出力する。具体的には、「＋」とは排他的論理和として、ｃ１１（ｔ）＋ｃ２１（ｔ−１）、ｃ１２（ｔ）＋ｃ２２（ｔ−１）、ｃ１３（ｔ）＋ｃ２３（ｔ−１）を順に出力する。すなわち、重畳ビット生成部Ｃ１では、元の情報ビット系列での並びが前後するビット列が重畳される。このように出力されたビット列のうち、時刻ｔの送信単位時間に送信されるビット列を重畳ビット列Ｓ（ｔ）といい、この重畳ビット列Ｓ（ｔ）を次式（３）で表わす（図２参照）。
【００４１】
【数３】
2011061547.tif 000005
【００４２】
ここで、Ｃ１（ｔ）は符号化部ｃ１１１の出力を、Ｃ２（ｔ）は符号化部ｃ１１２の出力をそれぞれ示す。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る重畳ビット列の一例を示す概略図である。この図において、横軸は時刻ｔを示す。図４に示すように、本実施の形態では、新たに送信する系列と、一送信単位時間前に送信された系列が重畳されて送信される。但し、同じ情報ビット系列を最初に送信する際と、その一送信単位時間後に送信する際には、異なる符号器で符号化が行われることとなる。また、初回（時刻ｔ＝1）のビット系列は１個前の送信単位時間で送信したビット系列がないため、Ｃ１（１）のみを送信することを示す。
【００４４】
＜受信装置ｂ１について＞
図５は、本実施形態に係る受信装置ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置ｂ１は、受信アンテナｂ１０１、無線部ｂ１０２、復調ＬＬＲ（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ；対数尤度比）算出部ｂ１０３、及び復号部Ｆ１を含んで構成される。
無線部ｂ１０２は、受信アンテナｂ１０１を介して受信した送信装置ａ１からの送信信号を、ベースバンド帯域にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換する。無線部ｂ１０２は、Ａ／Ｄ変換した信号を、復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３に出力する。
復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３は、無線部ｂ１０２から入力された信号をビット単位に分解し、ビット毎に信頼性を示すＬＬＲを算出する。具体的に、復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３は、信号と０、１のユークリッド距離を計算することによりＬＬＲを算出する。ビット分解した受信信号ｓｔ’（ｎ）は、次式（４）で表わされる。
【００４５】
【数４】
2011061547.tif 000006
【００４６】
ここで、ｎは符号化ビットの番号（１≦ｎ≦Ｎ、Ｎは符号化ビット数）を示す。復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３は、算出したＬＬＲを復号部Ｆ１に出力する。
復号部Ｆ１は、復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３から入力されたＬＬＲを復号し、復号ビット系列を出力する。復号部Ｆ１の詳細については、後述する。
【００４７】
＜復号部Ｆ１について＞
図６は、本実施形態に係る復号部Ｆ１の構成を示す概略ブロック図である。この図において、復号部Ｆ１は、切替部ｆ１０１、ＬＬＲ反転部ｆ１０２、ＭＡＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ａ  Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ；最大事後確率）復号部ｆ１０３、ｆ１０４、ＣＲＣ検出部ｆ１０５、情報保持部ｆ１０６、切替部ｆ１０７、符号化部ｆ１０８、情報保持部ｆ１０９、及び事前確率算出部ｆ１１０を含んで構成される。
【００４８】
切替部ｆ１０１は、情報保持部ｆ１０６から入力されたＣＲＣ検出結果に基づいて、復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３から入力されたＬＬＲをＬＬＲ反転部ｆ１０２又はＭＡＰ復号部ｆ１０４に出力する。ここで、情報保持部ｆ１０６から入力されるＣＲＣ検出結果は、一受信単位時間前（受信単位時間は送信単位時間と同期した時間である）で受信した信号のＣＲＣ検出結果（前回ＣＲＣ検出結果という）である。
具体的には、切替部ｆ１０１は、前回ＣＲＣ検出結果が誤りがないことを示す場合、ＬＬＲをＬＬＲ反転部ｆ１０２に出力する。一方、切替部ｆ１０１は、前回ＣＲＣ検出結果が誤りがあることを示す場合、ＬＬＲをＭＡＰ復号部ｆ１０４に出力する。なお、初回（ｔ＝１）のＬＬＲ（Ｓ（１）の受信信号をビット分解したＳ１’（ｎ）に対応するＬＬＲ）については、切替部ｆ１０１はＬＬＲ反転部ｆ１０２に出力する。
【００４９】
ＬＬＲ反転部ｂ１０３は、符号化部ｆ１０８から入力された符号ビット列を用いて、切替部ｆ１０１から入力されたＬＬＲを反転する。ここで、符号化部ｆ１０８から入力される符号ビット列は、一受信単位時間前の信号を復号し、復号した情報ビットを送信装置ａ１の符号化部ｃ１１２と同じ処理で生成した符号ビットである。具体的には、ｃ２１（ｔ−１）、ｃ２２（ｔ−１）、ｃ２３（ｔ−１）に対応するビット列である（符号ビット列Ｃ２（ｔ−１）という）。
具体的に、ＬＬＲ反転部ｂ１０３は、Ｃ２（ｔ−１）のうち０であるビットに対応するＬＬＲを、そのままの値とする。一方、Ｃ２（ｔ−１）のうち１であるビットに対応するＬＬＲを、ＬＬＲの符号を反転させた−Ｌ（ｓ’（ｎ））とする。つまり、Ｃ１（ｔ）に対応するＬＬＲを抽出する。なお、初回（ｔ＝１）のＬＬＲについては、そのままの値とする。すなわち、ＬＬＲ反転部ｂ１０３は、一受信単位時間前の復号結果におけるＬＬＲを基に、重畳された符号ビット列Ｃ１’（ｔ）に対するＬＬＲを取得し、ＭＡＰ復号部ｆ１０３に出力する。
【００５０】
ＭＡＰ復号部ｆ１０３は、ＬＬＲ反転部ｆ１０２から入力されたＬＬＲに対し、ＭＡＰ推定により、送信情報ビット列ｄ（ｔ）に対応する情報ビット列ｄ’（ｔ）を復号する（ＭＡＰ復号という）。このＭＡＰ推定とは、送信されたビットが０であるか１であるかの確率を表す事前情報と受信された信号から送信信号の発生確率を考慮し、送信された確率の最も高い送信信号を推定するものである。具体的に、ＭＡＰ復号部ｆ１０３は、送信装置ａ１の符号化部ｃ１１１（１５／１５、１３／１５、１７／１５）に対応した状態数８の状態遷移を考慮したＭＡＰ推定により、事後確率が最大となる情報ビットを情報ビット列ｄ’（ｔ）とする。
なお、ＭＡＰ復号には、ＢＣＪＲ（Ｂａｈｌ，Ｃｏｃｋｅ，Ｊｅｌｉｎｅｋ，Ｒａｖｉｖ）アルゴリズムを用いてもよい。このアルゴリズムによって演算量を低減し復号を高速に行うことができる。また、復号部Ｆ１でＭＡＰ復号を用いる理由は、後述するように、時刻ｔ−１の情報ビット列ｄ’（ｔ−１）の復号結果に誤りがあった場合に、その復号結果を次の時刻ｔの事前情報として使用するため、ＬＬＲを出力する構成が好ましいからである。ただし、ＭＡＰ復号部ｆ１０３には事前情報を入力しないため、ＭＡＰ復号部ｆ１０３はＭＡＰ復号を行うものに限られず、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を用いた最尤系列（ＭＬ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）推定を用いて復号を行ってもよい。
ＭＡＰ復号部ｆ１０３は、復号した情報ビット列ｄ’（ｔ）をＣＲＣ検出部ｆ１０５に出力する。
なお、ここでは、事前に正しく復号されたＣ２（ｔ−１）の値に基づいて、次の送信単位時間において受信された信号のＬＬＲを反転することにより、次の送信単位時間においてＣ２（ｔ−１）と重畳されているＣ１（ｔ）のＬＬＲを算出し、復号を行う構成としているが、Ｃ２（ｔ−１）は既に正しく復号されていることから、Ｃ２（ｔ−１）とＣ１（ｔ）が重畳されている信号をまず復号し、その復号結果に対してＣ２（ｔ−１）の復号結果（ｄ（ｔ−１））との排他的論理和を算出することによってもＣ１（ｔ）を復号する（ｄ（ｔ）を得る）ことができる。
【００５１】
ＭＡＰ復号部ｆ１０４は、切替部ｆ１０１から入力されたＬＬＲに対し、事前確率算出部ｆ１１０から入力された事前確率情報に基づいたＭＡＰ推定により、送信情報ビット列ｄ（ｔ）、ｄ（ｔ−１）に対応する情報ビット列ｄ’（ｔ）、ｄ’（ｔ−１）を復号する。ここで、ＭＡＰ復号部ｆ１０４は、送信装置ａ１の符号化部ｃ１１１（１５／１５、１３／１５、１７／１５）及び符号化部ｃ１１２（０２／１５、０７／１５、１５／１５）に対応した状態遷移を考慮したＭＡＰ推定により、事後確率が最大となる情報ビットを情報ビット列ｄ’（ｔ）とする。これは、ＭＡＰ復号部ｆ１０４で復号される系列は、２つの異なるビット列（Ｃ１（ｔ）とＣ２（ｔ−１））が送信側で重畳された重畳ビット列であり、ＭＡＰ復号部ｆ１０４はこれら２つのビット列を同時に復号する、符号化率２／３の復号部となるためである。よって、符号化部ｃ１１１及び符号化部ｃ１１２の両方を合わせて、６４状態の状態遷移を考慮した復号を行うこととなり、一つの状態から次の状態へ遷移するパス（枝）は４つとなる。
また、ＭＡＰ復号部ｆ１０４のＭＡＰ復号は、事前確率情報に基づくものである。この事前確率情報は、一受信単位時間前の信号（Ｃ２’（ｔ−１））を復号したときの情報であり、復号処理で復号結果は誤っていた場合でも算出することができる信頼性に関する情報である。
【００５２】
具体的に、ＭＡＰ復号部ｆ１０４では、事前確率算出部ｆ１１０から入力された事前確率に対して、復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３から得られた各状態に遷移する確率を乗算し、事前確率を考慮したメトリックの計算を行う。例えば、Ｐ（[０，０]｜ｓ’（ｎ））を、ｓ’（ｎ）が受信された場合に符号化部ｃ１１１及び符号化部ｃ１１２への入力ビットが０、０であった確率とし、事前確率を乗算するとＰ（ｄｔ−１’（ｎ）＝０）×Ｐ（[０，０]｜ｓ’（ｎ））という信頼性に関する確率が得られる。また、同様に、Ｐ（ｄｔ−１’（ｎ）＝０）×Ｐ（[０，１]｜ｓ’（ｎ））、Ｐ（ｄｔ−１’（ｎ）＝１）×Ｐ（[１，０]｜ｓ’（ｎ））、Ｐ（ｄｔ−１’（ｎ）＝１）×Ｐ（[１，１]｜ｓ’（ｎ））という全部で４つの信頼性を表す情報が得られるため、これらの情報をもとにＭＡＰ復号が行われる。但し、ｄｔ’（ｎ）は時刻ｔの送信単位時間で送信された情報ビット系列のｎ番目のビットを示している。このような復号を行うことにより、先に復号されたものの復号結果が誤った系列と新たに送信された系列が重畳された系列を、先に復号された系列の部分的な信頼性情報を事前情報として用いることにより、同時に復号することが可能となる。すなわち、ＭＡＰ復号部ｆ１０４は、取得した情報で誤りが検出された場合に、該取得した情報のＬＬＲを事前情報として、次の受信単位時間で受信された信号を構成する２つの重畳された情報を取得する。
ＭＡＰ復号部ｆ１０４は、復号した情報ビット列ｄ’（ｔ）、ｄ’（ｔ−１）をＣＲＣ検出部ｆ１０５に出力する。
【００５３】
ＣＲＣ検出部ｆ１０５は、ＭＡＰ復号部ｆ１０３から入力された情報ビット列ｄ’（ｔ）又はＭＡＰ復号部ｆ１０４から入力された情報ビット列ｄ’（ｔ）、ｄ’（ｔ−１）に対して、ＣＲＣ符号を抽出して誤り検出を行う。ＣＲＣ検出部ｆ１０５は、情報ビット列ｄ’（ｔ）のＣＲＣ検出結果を情報保持部ｆ１０６に出力する。また、ＣＲＣ検出部ｆ１０５は、ＣＲＣ検出結果、及び情報ビット列ｄ’（ｔ）、又は情報ビット列ｄ’（ｔ）、ｄ’（ｔ−１）を切替部ｆ１０７に出力する。
情報保持部ｆ１０６は、ＣＲＣ検出部ｆ１０５から入力されたＣＲＣ検出結果を保持し、前回ＣＲＣ検出結果として切替部ｆ１０１に出力する。
【００５４】
切替部ｆ１０７は、ＣＲＣ検出部ｆ１０５から入力されたＣＲＣ検出結果に基づいて、情報ビット列ｄ’（ｔ）、ｄ’（ｔ−１）のいずれにも誤りが含まれない場合には、正しく復号された情報ビット列ｄ（ｔ）、ｄ（ｔ−１）を出力する。また、この場合には、ｄ（ｔ）は符号化部ｆ１０８にも入力される。情報ビット列ｄ’（ｔ）に誤りが含まれる場合には、ｄ’（ｔ）の信頼性に関する軟出力を情報保持部ｆ１０９に出力する。
具体的には、切替部ｆ１０７は、ＣＲＣ検出結果が誤りがないことを示す情報ビット列ｄ’（ｔ）、又はｄ’（ｔ−１）を出力する。また、切替部ｆ１０７は、ＣＲＣ検出結果が誤りがないことを示す情報ビット列ｄ’（ｔ）を符号化部ｆ１０８に出力する。一方、切替部ｆ１０７は、ＣＲＣ検出結果が誤りがあることを示す情報ビット列ｄ’（ｔ）を情報保持部ｆ１０９に出力する。
符号化部ｆ１０８は、送信装置ａ１の符号化部ｃ１１２と同じ構成であり（図３参照）、切替部ｆ１０７から入力された情報ビット列ｄ’（ｔ）を符号化する。符号化部ｆ１０８は、符号化した符号ビット列を一時保持し、ＬＬＲ反転部ｆ１０２が受信単位時間後のＬＬＲを処理する直前に、符号ビット列をＬＬＲ反転部ｆ１０２に出力する。
【００５５】
情報保持部ｆ１０９は、情報ビット列ｄ’（ｔ）の復号結果の軟出力を保存しておく。情報保持部ｆ１０９は、ＬＬＲ反転部ｆ１０２が受信単位時間後のＬＬＲを処理する直前に、保存していた情報を事前確率算出部ｆ１１０に出力する。
事前確率算出部ｆ１１０では、情報保持部ｆ１０９から入力された情報より、復号結果が０らしかったかを表す確率Ｐ（ｄ’（ｔ）＝０）と復号結果が１らしかったかを表す確率Ｐ（ｄ’（ｔ）＝１）を算出し、事前確率情報とする。
以上のように、復号部Ｆ１は、第１の情報を取得し、取得した第１の情報に基づいてこの第１の情報と重畳された第２の情報を取得し、取得した第２の情報に基づいてこの第２の情報と重畳された新たな第１の情報を取得することをくり返す。なお、送信装置においてインターリーブを行った場合は、ＭＡＰ復号部からの復号結果にデインターリーブを行えばよい。
【００５６】
このように、本実施形態によれば、送信装置ａ１が、以前に受信装置ｂ１宛に送信した系列と、新たに受信装置ｂ１宛に送信する系列を重畳して送信することにより、同一系列を複数回送信する。すなわち、ある情報と、以前に前記受信装置へ向けて送信したこの情報を異なる符号ビット系列として重畳して送信する。そして、送信装置ａ１から送信された信号を受信した受信装置ｂ１では、同一系列が複数回送信されることを考慮した復号を行うことにより、受信信号から情報ビット系列を正しく取得する。これにより、通信システムは、ダイバーシチ効果によって誤りを減少することができる。また、通信システムは、誤りを減少させることにより、再送回数を減少することができ、再送による伝送効率の低下を軽減することができる。
また、本実施形態によれば、送信装置ａ１が、排他的論理和演算により、前記複数の異なる符号ビット系列を重畳する。これにより、伝送効率を下げることなく、複数の符号ビット系列を重畳して送信することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、無線通信システムが、複数の周波数チャネルを用いて、複数の情報ビット系列を重畳して送信する場合について説明をする。なお、本実施形態では、２つの周波数チャネルを用いる場合について説明するが、３つ以上の周波数チャネルを用いてもよい。
本実施形態に係る通信システムの概念図は、図１と同じ図である。以下、本実施形態に係る受信装置を受信装置ｂ２といい、送信装置を送信装置ａ２という。
【００５８】
＜送信装置ａ２について＞
図７は、この発明の第２の実施形態に係る送信装置ａ２の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置ａ２は、Ｓ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ；シリアル／パラレル）部ａ２００、ＣＲＣ部ａ２０１、情報保持部ａ２０２、重畳ビット生成部Ｃ２１、Ｃ２２、変調部ａ２１３、ａ２２３、チャネル割当部ａ２０６、無線部ａ２０４、及び送信アンテナａ２０５を含んで構成される。また、重畳ビット生成部Ｃ２１は、符号化部ｃ２１１、ｃ２１２、及び排他的論理和演算部ｃ２１３を含んで構成される。また、重畳ビット生成部Ｃ２２は、符号化部ｃ２２１、ｃ２２２、及び排他的論理和演算部ｃ２２３を含んで構成される。
【００５９】
Ｓ／Ｐ変換部ａ２００は、入力された１つの情報ビット系列を並列化し、送信単位時間だけ前後した２つの情報ビット系列を同時に、ＣＲＣ部ａ２０１に出力する。
ＣＲＣ部ａ２０１は、Ｓ／Ｐ変換部ａ２００から入力された情報ビット系列に対して、誤り検出を行うためのＣＲＣ符号を付加する。この情報ビット系列のビット列は、ｄ（２ｔ）、ｄ（２ｔ−１）で表わされる。情報ビット列ｄ（２ｔ）は符号化部ｃ２１１及び情報保持部ｃ２０２に出力され、情報ビット列ｄ（２ｔ−１）は符号化部ｃ２１２及び符号化部ｃ２２１に出力される。
情報保持部ａ２０２は、ＣＲＣ部ａ２０１から入力された情報ビット列ｄ（２ｔ）を、２個の送信単位時間保持し、次の送信タイミングに符号化部ｃ２２２に出力する。つまり、符号化部ａ２１１に時刻２ｔの情報ビット列ｄ（２ｔ）が入力されるとき、符号化部ａ２２２には時刻２ｔ−２の情報ビット列ｄ（２ｔ−２）が入力される。
【００６０】
符号化部ｃ２１１、ｃ２１２は、それぞれ、ＣＲＣ部ａ２０１から入力された情報ビット列ｄ（２ｔ）、ｄ（２ｔ−１）を誤り訂正符号で符号化し、符号化した符号ビット列を排他的論理演算部ｃ２１３に出力する。
排他的論理演算部ｃ２１３は、符号化部ｃ２１１、ｃ２１２から入力された符号ビット系列の排他的論理和を演算し、２つの符号ビット系列を重畳する。排他的論理演算部ｃ２１３は、重畳した重畳ビット列Ｓ１（ｔ）を変調部ａ２１３に出力する。
符号化部ｃ２２１、ｃ２２２は、それぞれ、ＣＲＣ部ａ２０１から入力された情報ビット列ｄ（２ｔ−１）、ｄ（２ｔ−２）を誤り訂正符号で符号化し、符号化した符号ビット列を排他的論理演算部ｃ２２３に出力する。
排他的論理演算部ｃ２２３は、符号化部ｃ２２１、ｃ２２２から入力された符号ビット系列の排他的論理和を演算し、２つの符号ビット系列を重畳する。排他的論理演算部ｃ２２３は、重畳した重畳ビット列Ｓ２（ｔ）を変調部ａ２２３に出力する。
なお、重畳ビット生成部Ｃ２２及びＣ２３各々の回路構成は、重畳ビット生成部Ｃ１（図３）と同じ構成であるため、説明は省略する。なお、符号化部ｃ２１１、ｃ２２１が符号化部ｃ１１１と同じ構成及び機能を有し、符号化部ｃ２１２、ｃ２２２が符号化部ｃ１１２と同じ構成及び機能を有する。
この重畳ビット列Ｓ１（ｔ）、Ｓ２（ｔ）は次式（５）で表わされる。
【００６１】
【数５】
2011061547.tif 000007
【００６２】
変調部ａ２１３は、排他的論理演算部ｃ２１３から入力された重畳ビット列Ｓ１（ｔ）を変調して変調信号を生成し、チャネル割当部ａ２０６に出力する。また、変調部ａ２２３は、排他的論理演算部ｃ２２３から入力された重畳ビット列Ｓ２（ｔ）を変調して変調信号を生成し、チャネル割当部ａ２０６に出力する。
チャネル割当部ａ２０６は、変調部ａ２１３、ａ２２３から入力された変調信号を、２つの周波数チャネルに割り当てる。ここで割り当てる２つの周波数をそれぞれｆ１、ｆ２とすると、変調部ａ２１３からの変調信号をｆ２に割り当て、変調部ａ２２３からの変調信号をｆ１に割り当て、それぞれシングルキャリア伝送を行うものとする。なお、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重方式）のようなマルチキャリア伝送方式では、サブキャリアごとに各変調部ａ２１３、ａ２２３から入力された変調信号を割り当ててもよい。
チャネル割当部ａ２０６は、変調信号を割り当てた信号を無線部ａ１０４に出力する。
無線部ａ２０４は、チャネル割当部ａ２０６から入力された信号をＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換した後、無線周波数にアップコンバートし、送信アンテナａ２０５を介して受信装置ｂ２へ送信する。
【００６３】
図８は、本実施形態に係る重畳ビット列の一例を示す概略図である。この図において、横軸は時刻ｔ、縦軸は周波数ｆを示す。またｓ２１１〜ｓ２２４を付したビット列は、それぞれ、送信単位時間のビット列を示す。この図は、１つの受信装置ｂ１宛の時間的に前後する２つの情報ビット系列をネットワークコーディングを適用して重畳し、２つの周波数ｆ１、ｆ２に配置していることを示す。例えば、この図は、ｓ２１２、ｓ２２２を付したビット列は、それぞれ、時刻ｔ＝２に送信する重畳ビット列Ｓ２（２）、Ｓ１（２）の集合であることを示す。なお、初回（時刻ｔ＝1）に送信する重畳ビット列Ｓ２（１）のビット系列では、１個前の送信単位時間で送信したビット系列がないため、Ｃ１（１）のみを送信することを示す。
【００６４】
＜受信装置ｂ２について＞
図９は、本実施形態に係る受信装置ｂ２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ２（図９）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図５）とを比較すると、受信装置ｂ２には、チャネル分離部ｂ２１４が追加されている点が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナｂ１１１、無線部ｂ１１２、復調ＬＬＲ算出部ｂ１１３、及び復号部Ｆ１）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
チャネル分離部ｂ２１４は、周波数ｆ１に割り当てられた重畳ビット列Ｓ２（ｔ）の変調信号と、周波数ｆ２に割り当てられた重畳ビット列Ｓ１（ｔ）の変調信号と、を抽出する。チャネル分離部ｂ２１４は、重畳ビット列Ｓ２（ｔ）の変調信号、続いて重畳ビット列Ｓ１（ｔ）の変調信号の順に並べて、復調ＬＬＲ算出部ｂ１１３に出力する。
なお、本実施形態の復号部Ｆ１では、例えば、図８中のｓ２２２の重畳ビット列からＣ１（４）を復号した際に誤りがあった場合、ＭＡＰ復号部ｆ１０４で、図８中のｓ２１３の重畳ビット列を復号する場合に、Ｃ１（４）に関する軟出力が事前情報として用いられる。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、送信装置ａ２が、重畳した情報の信号を、複数の周波数チャネルに割り当てる。これにより、通信システムは、周波数ダイバーシチ効果によって誤りを減少することができる。また、通信システムは、誤りを減少させることにより、再送回数を減少することができ、再送による伝送効率の低下を軽減することができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、第１の実施形態に係る受信装置ｂ１で復号誤りが発生したときに、復号結果が正しくなった時点で、その正しい復号結果を用いて現在から過去にさかのぼる形で逆順に復号し、過去の復号誤りを訂正する場合について説明する。
なお、本実施形態に係る通信システムの概念図は、図１と同じ図である。以下、本実施形態に係る受信装置を受信装置ｂ３という。また、本実施形態に係る送信装置ａ１が持つ機能は第１の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【００６７】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る誤り検出結果テーブルの一例を示す概略図である。図示するように誤り検出結果テーブルは、受信単位時間を示す時刻、受信系列、及び、誤り検出結果の各項目の列を有している。誤り検出結果テーブルは、時刻毎に誤り検出結果情報が格納される行と列からなる２次元の表形式のデータである。
例えば、この図は、時刻「３」、「４」で「×」となっており、誤りが検出されたことを示す。また、この図は、時刻「５」で「○」となっており、誤りが検出されなかったことを示す。
本実施形態では、時刻「５」の受信系列に基づいて、時刻「４」の受信系列を復号誤りを訂正し、さらに、時刻「３」の受信系列の復号誤りを訂正する。これにより、本実施形態に係る通信システムでは、過去の復号結果に誤りがあった場合でも、後続の正しく復号された系列を用いて過去の復号結果を訂正することができる。
【００６８】
＜受信装置ｂ３について＞
図１１は、本実施形態に係る受信装置ｂ３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置ｂ３（図１１）と第１の実施形態に係る受信装置ｂ１（図５）とを比較すると、復号部Ｆ３が異なる。しかし、他の構成要素（受信アンテナｂ１１１、無線部ｂ１１２、及び復調ＬＬＲ算出部ｂ１１３）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００６９】
図１２は、本実施形態に係る復号部Ｆ３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る復号部Ｆ３（図１２）と第１の実施形態に係る復号部Ｆ１（図６）とを比較すると、ＬＬＲ保持部ｆ３１１、判定部ｆ３１２、再復号部ｆ３２の符号化部ｆ３２１、ＬＬＲ反転部ｆ３２２、ＭＡＰ復号部ｆ３２３、が異なる。しかし、他の構成要素（切替部ｆ１０１、ＬＬＲ反転部ｆ１０２、ＭＡＰ復号部ｆ１０３、ｆ１０４、ＣＲＣ検出部ｆ１０５、情報保持部ｆ１０６、切替部ｆ１０７、符号化部ｆ１０８、情報保持部ｆ１０９、及び事前確率算出部ｆ１１０）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００７０】
ＬＬＲ保持部ｆ３１１は、復調ＬＬＲ算出部ｂ１０３から入力されたＬＬＲを記憶する。
判定部ｆ３１２は、ＣＲＣ検出部ｆ１０５が生成した誤り検出結果テーブル（図１０）を、切替部ｆ１０７を介して取得して記憶する。判定部ｆ３１２は、誤り検出結果テーブルを読み出し、正しく復号され、切替部ｆ１０７から入力された情報ビット列ｄ（ｔ−ｍ）（ｍは正の整数）の時刻ｔ−ｍから受信単位時間前の時刻ｔ−ｍ−１の誤り検出結果情報を参照する。
参照した検出結果情報の復号結果が「×」である場合、つまり、情報ビット列ｄ’（ ｔ−ｍ−１）で誤りを検出していた場合、判定部ｆ３１２は、再復号可と判定する。この場合、判定部ｆ３１２は、情報ビット列ｄ（ｔ−ｍ）を符号化部ｆ３２１に出力する。
一方、復号結果が「○」である場合、つまり、情報ビット列ｄ’（ｔ−ｍ−１）で誤りを検出しなかった場合、判定部ｆ３１２は、再復号不要と判定し、情報ビット列ｄ（ｔ）を符号化部ｆ１０８に出力する。
【００７１】
符号化部ｆ３２１は、送信装置ａ１の符号化部ｃ１１１と同じ構成であり（図３参照）、判定部ｆ３１２から入力された情報ビット列ｄ（ｔ−ｍ）を符号化する。
符号化部ｆ３２１は、生成した符号ビット列Ｃ１（ｔ−ｍ）をＬＬＲ反転部ｆ３２２に出力する。
【００７２】
ＬＬＲ反転部ｂ３２２は、符号化部ｆ３２１から入力された符号ビット列を用いて、ＬＬＲ保持部ｆ３１１が記憶するＣ２’（ｔ−ｍ−１）のＬＬＲを反転する。具体的に、ＬＬＲ反転部ｂ３２２は、Ｃ１（ｔ−ｍ）のうち０であるビットに対応するＬＬＲを、そのままの値とする。一方、Ｃ１（ｔ−ｍ）のうち１であるビットに対応するＬＬＲを、ＬＬＲの符号を反転させた値とする。ＬＬＲ反転部ｂ３２２は、反転して抽出した符号ビット列Ｃ２’（ｔ−ｍ−１）のＬＬＲをＭＡＰ復号部ｆ３２３に出力する。
【００７３】
ＭＡＰ復号部ｆ３２３は、ＬＬＲ反転部ｆ３２２から入力された符号ビット列Ｃ２’（ｔ−ｍ−１）のＬＬＲに対し、ＭＡＰ推定により、情報ビット列ｄ（ｔ−ｍ−１）に対応する情報ビット列ｄ’（ｔ−ｍ−１）を復号する。ここで、ＭＡＰ復号部ｆ３２３は、送信装置ａ１の符号化部ｃ１１２（０２／１５、０７／１５、１５／１５）に対応した状態数８の状態遷移を考慮したＭＡＰ推定により、事後確率が最大となる情報ビットを情報ビット列ｄ’（ｔ−ｍ−１）とする。
ＭＡＰ復号部ｆ３２３は、復号した情報ビット列ｄ’（ｔ−ｍ−１）をＣＲＣ検出部ｆ１０５に出力する。
ＣＲＣ検出部ｆ１０５に出力された情報ビット列ｄ’（ｔ−ｍ−１）は、ＣＲＣ検出部ｆ１０５で誤り検出され、誤りがない場合、切替部ｆ１０７を介して、出力される。ここで、切替部ｆ１０７が出力するビット列は、バッファに一時記憶され、予め定めた時間のビット全てに誤りがなくなった場合に、出力される。具体的には、ＣＲＣ検出部ｆ１０５は、情報ビット列ｄ’（ｔ−ｍ−１）に誤りがないと判定した場合、誤り検出結果テーブルの時刻ｔ−ｍ−１に対応する復号結果を「○」に更新し、バッファは、誤り検出結果テーブルで予め定めた時間の復号結果が全て「○」になった場合にビット列を時間順に整列して出力する。
【００７４】
以下、上記の各部の処理（再復号処理という）を、図１０の例の誤り検出結果テーブルを用いて具体的に説明する。
例えば、判定部ｆ３１１に正しく復号されたｄ（５）が入力され、ｔ＝４の復号結果が「×」である場合、判定部ｆ３１１は再復号可と判定する。この場合、符号部ｆ３２１は、判定部ｆ３１１から入力されたｄ（５）を符号化し、ＬＬＲ反転部ｆ３２２に出力する。ＬＬＲ反転部ｆ３２２は、反転して抽出した符号ビット列Ｃ２’（４）のＬＬＲをＭＡＰ復号部ｆ３２３に出力する。ＭＡＰ復号部ｆ３２３は、復号した情報ビット列ｄ’（４）をＣＲＣ検出部ｆ１０５に出力する。ＣＲＣ検出部ｆ１０５は、情報ビット列ｄ’（４）に誤りがないと判定した場合、ｄ（４）を切替部ｆ１０７を介して判定部ｆ３１１に出力する。ｔ＝３の復号結果が「×」である場合、判定部ｆ３１１は再復号可と判定する。その後、同様の処理によって、ＭＡＰ復号部ｆ３２３は、復号した情報ビット列ｄ’（３）をＣＲＣ検出部ｆ１０５に出力する。ＣＲＣ検出部ｆ１０５は、情報ビット列ｄ’（３）に誤りがないと判定した場合、ｄ（３）を切替部ｆ１０７を介して判定部ｆ３１１に出力する。判定部ｆ３１１はｔ＝３の復号結果が「○」であるため、再復号不要と判定する。
なお、再復号処理において、判定部ｆ３１２は、ＣＲＣ検出部ｆ１０５が誤りを検出した場合、再復号処理を中止して、ｄ（ｔ）を符号化部ｆ１０８に出力してもよい。つまり、再復号処理をしたビット列に誤りを検出した場合、再復号不可と判定する。また、これとは異なり、再復号処理をしたビット列に誤りを検出した場合でも、再復号処理により得られた信頼性に関する情報を事前情報として、更に過去の系列と共に復号する構成としてもよい。
【００７５】
このように、本実施形態によれば、受信装置ｂ３は、誤りがない情報に基づいてその情報と重畳された過去の情報を取得し、取得した情報と重畳された更に過去の情報をさらに取得することをくり返す。これにより、通信システムは、過去に誤った情報を復号することが可能となり、誤りを検出した信号すべてを再送する必要がなくなるため、伝送効率を向上させることができる。
【００７６】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る通信システムの概念図である。この図は、受信装置Ａ、Ｂ（移動局装置）が、送信装置ａ４（基地局装置）のセル内に在圏し、送信装置ａ４と通信を行うことを示す。
図１３において、受信装置Ａは受信装置Ｂと比較して、送信装置ａ４から近い地点に位置し、送信装置ａ４からの信号を高い受信電力で受信する。一方、受信装置Ｂは受信装置Ａと比較して、送信装置ａ４から遠い地点（セルエッジ）に位置し、送信装置ａ４からの信号を低い受信電力で受信する。なお、図１３では、受信装置の位置が異なる場合について説明をしたが、障害物の有無によっても、受信装置の受信電力は異なってくる。
本実施形態では、通信システムは、送信装置と受信装置との通信の受信品質に基づいて、上記第１の実施形態のネットワークコーディングを適用して情報ビット系列を重畳する（情報ビット系列を重畳するという）か否かを切り替える。
【００７７】
具体的には、受信品質が予め定めた閾値より高くて誤りの発生が少ない場合（例えば、図１３の受信装置Ａ）には情報ビット系列を重畳せず、受信品質が予め定めた閾値より低くて誤り率の発生が多い場合（例えば、図１３の受信装置Ｂ）には情報ビット系列を重畳する。また、情報ビット系列を重畳しない場合、情報ビット系列を重畳する場合と比較して高い符号化率の符号化を施す。例えば、情報ビット系列を重畳するときに１つの符号器の符号化率が１／３である場合、情報ビット系列を重畳しないときには、例えば符号化率が２／３の符号器を用いて符号化する。これにより、受信品質が高い受信装置では、通信の伝送効率を増加させることができる。また、受信品質が低い受信装置では、情報ビット系列を重畳した通信によって時間ダイバーシチ効果を得て、再送回数を低減することができる。
なお、受信装置Ａ、Ｂは、受信装置ｂ１に信号の送信機能を追加したものである。以下、受信装置Ａ、Ｂを受信装置ｂ４という。
【００７８】
＜送信装置ａ４について＞
図１４は、本実施形態に係る送信装置ａ４の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る送信装置ａ４（図１４）と第１の実施形態に係る送信装置ａ１（図２）とを比較すると、送信装置ａ４には、受信アンテナａ４１１、無線部ａ４１２、受信品質測定部ａ４１３、切替部ａ４１４、及び符号化部ａ４１５が追加されている点が異なる。しかし、他の構成要素（ＣＲＣ部ａ１０１、情報保持部ａ１０２、重畳ビット生成部Ｃ１、変調部ａ１０３、無線部ａ１０４、及び送信アンテナａ１０５）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
【００７９】
無線部ａ４１２は、受信アンテナａ４１１を介して受信した受信装置からの送信信号を、ベースバンド帯域にダウンコンバートし、受信品質測定部ａ４１３に出力する。
受信品質測定部ａ４１３は、無線部ａ４１２から入力された信号から、予め波形を記憶するパイロット信号を抽出し、そのパイロット信号を用いて受信品質を検出する。なお、この受信品質は、受信装置ｂ４毎に検出する。受信品質測定部ａ４１３は、検出した受信品質情報を切替部ａ４１４に出力する。
【００８０】
切替部ａ４１４は、受信品質測定部ａ４１３から入力された受信品質情報が予め定めた閾値より高いことを示す場合、つまり、受信品質が高い場合、ＣＲＣ部ａ１０１から入力された情報ビット系列を、符号化部ａ４１５に出力する。符号化部ａ４１５に出力された情報ビット系列は、変調部ａ１０３で変調され、無線部ａ１０４及び送信アンテナａ１０５を介して受信装置ｂ４に送信される。この場合、無線部ａ１０４は、情報ビット系列を重畳していないことを示す重畳制御情報を、制御チャネルに配置する。この制御チャネルは、例えば、通信パケットの先頭部分である。
一方、受信品質測定部ａ４１３から入力された受信品質情報が予め定めた閾値より低いことを示す場合、つまり、受信品質が低い場合、ＣＲＣ部ａ１０１から入力された情報ビット系列を、情報保持部ａ１０２及び符号化部ｃ１１１に出力する。情報保持部ａ１０２では、入力された情報ビット系列を一送信単位時間だけ遅延させ、符号化部ｃ１１２に出力する。この処理により、排他的論理和演算部ｃ１１３では、時間的に前後した情報ビット系列が重畳されることとなり、この重畳された系列は変調部ａ１０３で変調され、無線部ａ１０４及び送信アンテナａ１０５を介して受信装置ｂ４に送信される。この場合、無線部ａ１０４は、情報ビット系列を重畳したことを示す重畳制御情報を、制御チャネルに配置する。
【００８１】
符号化部ａ４１５は、切替部ａ４１４から入力された情報ビット列を誤り訂正符号で符号化する。ここで、符号化部ａ４１５は、符号化部ｃ１１１、ｃ１１２より高い符号化率で符号化する。
なお、受信装置ｂ５は、制御チャネルに配置された重畳制御情報に基づいて、情報ビット系列を復号する。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、送信装置ａ４は、受信品質情報に基づいて情報ビット系列を重畳するか否かを切り替える。これにより、受信品質が高い受信装置ｂ１では、通信の伝送効率を増加させることができ、一方、受信品質が低い受信装置ｂ１では、情報ビット系列を重畳した通信によって時間ダイバーシチ効果を得て、誤りの減少、再送回数の低減を実現することができる。  
【００８３】
（第５の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第５の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、情報ビット系列を重畳した場合でも、誤りが生じて再送が必要となった場合の再送制御について説明をする。
なお、本実施形態に係る通信システムの概念図は、図１と同じ図である。以下、本実施形態に係る受信装置を受信装置ｂ５といい、送信装置を送信装置ａ５という。受信装置ｂ５は、第１の実施形態の受信装置ｂ３に加え、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信装置ａ５に送信する機能を備える。また、送信装置ａ５は、送信装置ａ１の構成に加えて、ＮＡＣＫを受信した場合に、再送を行う機能を備える。
【００８４】
また、本実施形態では、受信装置ｂ５が、４つの送信単位時間のビット列毎にＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信装置ａ５に送信する場合について説明する。具体的には、受信装置ｂ５は、４つの送信単位時間のビット列のうち、１つでも誤りを検出した場合にＮＡＣＫを送信し、すべて誤りを検出しなかった場合にはＡＣＫを送信する。しかし、本発明はこれに限らず、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知する送信単位時間の間隔は４でなくてもよいし、例えば、送信単位時間のビット列が予め定めた数連続して誤りとなった場合にＮＡＣＫを送信してもよい。また、ＮＡＣＫには、何番目の送信単位時間のビット列が誤りであるかを示す情報を付加してもよい。
【００８５】
まず、再送が必要な場合について説明をする。
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る重畳ビット列と誤り検出結果の一例を示す概略図である。この図において、横軸は、時刻ｔを示す。またｓ３１〜ｓ３４を付したビット列は、それぞれ、送信単位時間のビット列を示す。また、「○」「×」は、誤り検出結果を示す。図１５は、例えば、Ｃ１（１）のみ誤りが検出されず（「○」）、その後、連続した３つのビット列で誤りが検出された（「×」）ことを示す。
この場合、受信装置ｂ５は、ＮＡＣＫを送信する。
【００８６】
ＮＡＣＫを受けた送信装置ａ５は再送を行う。なお、再送する送信単位時間のビット列を、再送パケットという。
まず、送信装置ａ５が、再送パケットについては情報ビット列の重畳を行わない場合について説明をする。
【００８７】
図１６は、本実施形態に係る再送パケットの一例を示す概略図である。この図は、図１５に示すような誤りが生じた場合に再送する再送パケットの一例を示す。また、この図において、横軸は、時刻ｔを示す。またｓ４１〜ｓ４５を付したビット列は、それぞれ、送信単位時間のビット列を示す。
図１６は、送信装置ａ５が、一度しか送信していないビット列、つまり、この一例ではＣ１（４）を再送パケットｓ４５として送信することを示す。他のビット系列と同じ回数送信するためである。しかし、本発明はこれに限らず、誤りがあった送信単位時間のビット列に含まれるＣ１（ｔ）又はＣ２（ｔ）のいずれか（但し、図中のＣ２（１）以外）を再送パケットｓ４５として送信してもよい（複数でもよい）。受信装置ｂ５は、再送パケットｓ４５からｄ（４）を誤りなく検出できた場合、再復号処理をくり返して、ｄ’（３）、ｄ’（２）を復号することができる。
このように、伝送した信号に誤りが検出され、再送を行う必要が生じた場合には、再送パケットにはネットワークコーディングによる情報ビット系列の重畳を行わず、誤りが検出された系列の中から適切な系列を選択して単独で再送することにより、再送を行っていないデータ系列についても正しく復号できる可能性が出てくる。これにより、再送回数を大幅に低減することが可能となり、この再送パケットの後には新たなビット系列を送信することができるため、システムの周波数利用効率を向上させることができる。
【００８８】
＜変形例＞
次に、送信装置ａ５が、再送パケットについて情報ビット列の重畳を行う場合について説明をする。なお、本変形例では、ＮＡＣＫには、何番目の送信単位時間のビット列が誤りであるかを示す情報を付加されている場合について説明をする。
【００８９】
図１７は、本実施形態に係る再送パケットの別の一例を示す概略図である。この図は、図１５に示すような誤りが生じた場合に再送する再送パケットの一例を示す。また、この図において、横軸は、時刻ｔを示す。またｓ５１〜ｓ５５を付したビット列は、それぞれ、送信単位時間のビット列を示す。
図１７は、送信装置ａ５が、一度しか送信していないビット列（この一例ではＣ１（４））と、誤りが検出されなかったビット列（この一例ではＣ１（１））と重畳されたビット列（この一例ではＣ１（２））と、を重畳し、再送パケットｓ５５として送信することを示す。なお、誤りが検出されなかったビット列と重畳されたビット列を選択するのは、誤りが検出されなかったビット列と重畳され、他のビット系列と同じ回数送信されているにもかかわらず、誤りが検出されていることから、非常に劣悪な伝搬路状況で伝送されているものと考えられ、再度伝送することによりダイバーシチ効果を高めるためである。
なお、この場合、受信装置ｂ５は、ｄ（４）を誤りなく検出できた場合、再復号処理をくり返して、ｄ’（３）、ｄ’（２）を復号してもよいし、また、ｄ（２）を誤りなく検出できた場合、第１の実施形態の復号処理と同じように、時間順に復号処理をおこなって、ｄ’（３）、ｄ’（４）を復号してもよい。
【００９０】
このように、再送前に伝送した送信単位時間（誤りが検出された送信単位時間）における重畳状況を考慮して、効率よく再送するために適した２つのビット系列を選択し、それらを重畳して伝送することにより、再送回数を大幅に低減しつつ、過去の復号で誤りが検出されたビット系列についても正しく復号できる可能性を高めることができる。
【００９１】
（第６の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第６の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、複数の送信装置から信号を受信し、受信した信号の情報ビット列を重畳して受信装置に送信するリレー局装置について説明をする。
【００９２】
図１８は、本発明の第６の実施形態に係る通信システムの概念図である。この図は、送信装置Ａ、Ｂ（移動局装置）が、それぞれ、ビット系列ＣＡ（ｔ）、ＣＢ（ｔ）の信号を、リレー局装置Ｃへ送信することを示す。また、この図は、リレー局装置Ｃが受信したビット系列ＣＡ（ｔ）、ＣＢ（ｔ）を重畳したビット系列Ｓ（ｔ）の信号を受信装置Ｄ（基地局装置）へ送信することを示す。
なお、送信装置Ａ、Ｂは、公知の送信装置の構成及び機能を備えるので説明は省略する。以下、リレー局装置Ｃをリレー局装置ｃ６という。また、本実施形態では、説明の簡単化のため、リレー局における復号処理で誤りは生じないものとする。
【００９３】
図１９は、本実施形態に係る送信タイミングの一例を示す概略図である。この図において、横方向の各列は時刻ｔを示し、縦方向の各行は装置を示す。
図１９は、送信装置Ａが、時刻「４ｉ」（ｉは非負の整数）にビット系列ＣＡ（ｉ）の信号を送信することを示す。また、この図は、送信装置Ｂが、時刻「４ｉ＋１」にビット系列ＣＢ（ｉ）の信号を送信することを示す。また、この図は、リレー局装置ｃ６が、時刻「４ｉ＋２」にＳ（２ｉ）の信号、時刻「４ｉ＋３」にＳ（２ｉ＋１）の信号を送信することを示す。
【００９４】
ここで、ビット系列ＣＡ（ｉ）、ＣＢ（ｉ）をリレー局装置ｃ６が復号し、復号した情報ビット列を再度符号化して生成したビット系列を、それぞれ、ビット系列ＣX，Ａ（ｉ）、ＣX，Ｂ（ｉ）とする。このビット系列ＣX，Ａ（ｉ）及びＣX，Ｂ（ｉ）を用いて、ビット系列Ｓ（ｔ）は、以下の式（６）で表わされる。但し、添え字のＸは符号化される符号器の番号を表している（Ｘ＝１，２）。
【００９５】
【数６】
2011061547.tif 000008
【００９６】
ただし、Ｓ（０）＝Ｃ１，Ａ（０）である。
【００９７】
図２０は、本実施形態に係る送信タイミングの別の一例を示す概略図である。この図において、横方向の各列は時刻ｔを示し、縦方向の各行は装置を示す。
図２０は、送信装置Ａが、時刻「４ｉ」（ｉは非負の整数）にビット系列ＣＡ（ｉ）の信号を送信することを示す。また、この図は、送信装置Ｂが、時刻「４ｉ＋２」にビット系列ＣＢ（ｉ）の信号を送信することを示す。また、この図は、リレー局装置ｃ６が、時刻「４ｉ＋１」にＳ（２ｉ）の信号、時刻「４ｉ＋３」にＳ（２ｉ＋１）の信号を送信することを示す。
このように、本実施形態では、式（６）に示したＳ（ｔ）で、復号結果を再符号化した符号ビット系列を重畳すればよく、送信タイミングは、図１９、２０で示した送信タイミング以外であってもよい。
【００９８】
＜リレー局装置ｃ６について＞
図２１は、本実施形態に係るリレー局装置ｃ６の構成を示す概略ブロック図である。
この図において、リレー局装置ｃ６は、受信部ｃ６１及び送信部ｃ６２を含んで構成される。また、受信部ｃ６１は、受信アンテナｃ６１１、無線部ｃ６１２、復調部ｃ６１３、及び復号部ｃ６１４を含んで構成される。また、送信部ｃ６２は、ＣＲＣ部ｃ６２１、情報保持部ｃ６２２、符号化部ｃ６２３、ｃ６２４、排他的論理和演算部ｃ６２５、変調部ｃ６２６、無線部ｃ６２７、及び送信アンテナｃ６２８を含んで構成される。
【００９９】
無線部ｃ６１２は、受信アンテナｃ６１１を介して受信した送信装置Ａ、Ｂからの送信信号を、ベースバンド帯域にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換する。無線部ｃ６１２は、Ａ／Ｄ変換した信号を、復調部ｃ６１３に出力する。
復調部ｃ６１３は、無線部ｃ６１２から入力された信号を復調し、復号部ｃ６１４に出力する。
復号部ｃ６１４は、復調部ｃ６１３から入力された信号を復号して復号ビット系列を生成し、ＣＲＣ部ｃ６２１に出力する。ここで、復号部ｃ６１４は、送信装置Ａ、Ｂからの信号の復号ビット系列を、交互にＣＲＣ部ｃ６２１に出力する。例えば、送信装置Ａからの信号の復号ビット系列をｂＡ、送信装置Ｂからの信号の復号ビット系列をｂＢとすると、ｂＡ（ｊ）ｂＢ（ｋ）ｂＡ（ｊ＋１）ｂＢ（ｋ＋１）ｂＡ（ｊ＋２）ｂＢ（ｋ＋２）・・・のように出力する。ここで、ｊ、ｋは、それぞれ、復号ビット系列ｂＡ、ｂＢの順番を表わす番号である。ただし、図１９、２０の一例では、ｋ＝ｊ＝ｉである。
【０１００】
ＣＲＣ部ｃ６２１は、復号部ｃ６１４から入力された復号ビット系列に対して、誤り検出を行うためのＣＲＣ符号を付加し、符号化部ｃ６２３及び情報保持部ｃ６２２に出力する。以下、情報ビット系列にＣＲＣ部ｃ６２１がＣＲＣ符号を付加したビット列をｄＡ／Ｂ（ｔ）で表わす。
情報保持部ａ１０２は、ＣＲＣ部ｃ６２１から入力された情報ビット系列ｄＡ／Ｂ（ｔ）を、送信単位時間保持し、次の送信タイミングに符号化部ｃ６２４に出力する。但し、添え字のＡ／Ｂは、送信装置ＡまたはＢのいずれかから送信された情報ビット系列であることを示しており、例えば、符号化部ｃ６２３に情報ビット列ｄＡ（ｔ）が入力されるとき、符号化部ｃ６２４には情報ビット列ｄＢ（ｔ−１）が入力される。逆に、符号化部ｃ６２３に情報ビット列ｄＢ（ｔ）が入力されるとき、符号化部ｃ６２４には情報ビット列ｄＡ（ｔ）が入力される。
【０１０１】
符号化部ｃ６２３、ｃ６２４は、それぞれ、ＣＲＣ部ｃ６２１、情報保持部ｃ６２２から入力された情報ビット列を誤り訂正符号で符号化し、符号化した符号ビット列を排他的論理演算部ｃ６２５に出力する。
排他的論理演算部ｃ６２５は、符号化部ｃ６２３、ｃ６２４から入力された符号ビット系列の排他的論理和を演算し、２つの符号ビット系列を重畳する。排他的論理演算部ｃ６２５は、重畳した重畳ビット列Ｓ（ｔ）を変調部ｃ６２６に出力する。
なお、符号化部ｃ６２３、ｃ６２４及び排他的論理演算部ｃ６２５の回路構成は、それぞれ、図３の符号化部ｃ１１１、ｃ１１２及び排他的論理演算部ｃ１１３の回路構成と同じである。  
【０１０２】
変調部ｃ６２６は、排他的論理演算部ｃ６２５から入力された重畳ビット列Ｓ（ｔ）を変調して変調信号を生成し、無線部ｃ６２７に出力する。
無線部ｃ６２７は、変調部ｃ６２６から入力された変調信号をＤ／Ａ変換した後、無線周波数にアップコンバートし、送信アンテナｃ６２８を介して受信装置Ｄへ送信する。
なお、受信装置Ｄは、第１の実施形態に係る受信装置ｂ１の構成に加え、復号した復号ビット系列を、交互に異なる送信装置からのビット系列として抽出する構成を備える。
【０１０３】
このように、本実施形態によれば、リレー局装置ｃ６は、複数の送信装置Ａ、Ｂから信号を受信し、受信した信号の情報ビット列を重畳して受信装置に送信する。この構成においても同一の情報ビット系列が複数回送信されることとなり、これにより、通信システムは、リレー局装置ｃ６と受信装置ｂ１との通信において、ダイバーシチ効果によって誤りを減少することができる。
また、本実施の形態では、２つの送信装置Ａ、Ｂから送信された情報ビット系列をリレー局装置ｃ６において重畳する構成について示したが、１つの送信装置Ａから送信された情報ビット系列とリレー局独自の情報ビット系列を重畳して受信装置（基地局装置）へ伝送する構成としてもよい。
【０１０４】
なお、上記各実施形態において、通信システムが、シングルキャリア伝送方式を用いる場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、マルチキャリア伝送方式であってもよいし、他の伝送方式であってもよい。
また、上記各実施形態において、新たに伝送するビット系列と重畳するビット系列が一送信単位時間前に伝送を行ったビット系列である場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、多重するビット系列は一送信単位時間以上前のビット系列であってもよい。例えば、Ｎ一送信単位時間前から一送信単位時間前のビット系列を重畳する場合、送信装置は１〜Ｎ＋１のＮ＋１個の符号化部を備え、排他的論理和演算部は符号化部から出力された符号ビット系列に対して排他的論理和演算を施す。
【０１０５】
また、上記各実施形態において、送信装置と受信装置との通信が無線通信である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、有線通信であってもよい。
また、上記第１〜５の実施形態において、基地局装置（送信装置）から移動局装置（受信装置）へ信号を伝送するダウンリンクの場合について説明したが、本発明はこれに限らず、逆の伝送、つまり、移動局装置（送信装置）から基地局装置（受信装置）へ信号を伝送するアップリンクに適用してもよい。また、上記第６の実施形態において、アップリンクの場合について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の基地局装置（送信装置）から移動局装置（受信装置）へ信号をリレー局装置が中継するダウンリンクに適用してもよい。
【０１０６】
また、上記第４の実施形態において、送信装置が各受信装置の受信品質情報を検出する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、各受信装置が受信品質情報を検出し、検出結果を送信装置に送信するようにしてもよい。
また、上記第４の実施形態において、受信品質情報に基づいて情報ビット系列を重畳するか否かの切り替えを行う場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、受信装置（移動局装置）の移動速度に基づいて切り替えを行ってもよい。この場合、通信システムは、高速移動中の受信装置への信号では情報ビット系列を重畳し、低速移動中の受信装置への信号では情報ビット系列を重畳しない。通常、高速移動中の端末の受信品質は時々刻々と大きく変化するため、端末の受信品質を基地局にフィードバックし、それに応じた適応制御（変調方式等の制御）を正確に行うことが困難となる。それに対して、本発明によるネットワークコーディングでは、上記のようなフィードバックが不要で、伝送レートを低下させることなく同一データを複数回伝送することにより受信側においてダイバーシチ利得が得られるため、高速移動端末への適用は非常に適している。
【０１０７】
なお、上述した実施形態における送信装置ａ１、ａ２、ａ４、ａ５、受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、又はリレー局装置ｃ６の一部をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、送信装置ａ１、ａ２、ａ４、ａ５、受信装置ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、又はリレー局装置ｃ６に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。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、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んでも良い。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。
【０１０８】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
ａ１、ａ２、ａ４、Ａ、Ｂ・・・送信装置、ｂ１、ｂ２、ｂ３、Ｄ・・・受信装置、Ｃ、ｃ６・・・リレー局装置、ａ１０１、ｃ６２１・・・ＣＲＣ部、ａ１０２、ｃ６２２・・・情報保持部、Ｃ１、Ｃ２１、Ｃ２２・・・重畳ビット生成部、ａ１０３、ａ２１３、ａ２２３、ｃ６２６・・・変調部、ａ１０４、ａ２０４、ｃ６２７・・・無線部、ａ１０５、ａ２０５、ｃ６２８・・・送信アンテナ、ｃ１１１、ｃ２１１、ｃ２２１、ｃ６２３・・・符号化部、ｃ１１２、ｃ２１２、ｃ２２２、ｃ６２４・・・符号化部、ｃ１１３、ｃ２１３、ｃ２２３、ｃ６２５・・・排他的論理和演算部、Ｄ１〜Ｄ６・・・シフトレジスタ、Ｅ１１〜Ｅ３３・・・加算器、ｂ１０１・・・受信アンテナ、ｂ１０２・・・無線部、ｂ１０３・・・復調ＬＬＲ算出部、Ｆ１、Ｆ３・・・復号部、ｆ１０１・・・切替部、ｆ１０２・・・ＬＬＲ反転部、ｆ１０３・・・ＭＡＰ復号部、ｆ１０４・・・ＭＡＰ復号部、ｆ１０５・・・ＣＲＣ検出部、ｆ１０６・・・情報保持部、ｆ１０７・・・切替部、ｆ１０８・・・重畳ビット生成部（重畳情報生成部）、ｆ１０９・・・情報保持部、ｆ１１０・・・事前確率算出部、ａ２００・・・Ｓ／Ｐ部、ａ２０１・・・ＣＲＣ部、ａ２０２・・・情報保持部、ａ２０６・・・チャネル割当部、ｂ２１４・・・チャネル分離部、ｆ３１１・・・ＬＬＲ保持部、ｆ３１２・・・判定部、ｆ３２・・・再復号部、ｆ３２１・・・符号化部、ｆ３２２・・・ＬＬＲ反転部、ｆ３２３・・・ＭＡＰ復号部、ａ４１１・・・受信アンテナ、ａ４１２・・・無線部、ａ４１３・・・受信品質測定部、ａ４１４・・・切替部、ａ４１５・・・符号化部、ｃ６１・・・受信部、ｃ６２・・・送信部、ｃ６１１・・・受信アンテナ、ｃ６１２・・・無線部、ｃ６１３・・・復調部、ｃ６１４・・・復号部
【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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【図２４】
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【図２５】
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