(57)【要約】【課題】自動再送制御を行う無線通信において、受信時のビットエラーを低減する。【解決手段】本発明の実施形態としての無線通信装置は、第１パケットデータの尤度情報である第１尤度情報の所定領域から第１スクランブルシードを検出し、前記第１スクランブルシードを用いて、前記第１尤度情報をデスクランブルすることにより第２尤度情報を生成する尤度デスクランブル部と、前記第２尤度情報を、第３尤度情報と合成して第４尤度情報を生成する尤度合成部と、前記第４尤度情報を復号する復号器とを備える。【選択図】図１
2019022053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１パケットデータの尤度情報である第１尤度情報の所定領域から第１スクランブルシードを検出し、前記第１スクランブルシードを用いて、前記第１尤度情報をデスクランブルすることにより第２尤度情報を生成する尤度デスクランブル部と、
前記第２尤度情報を第３尤度情報と合成して第４尤度情報を生成する尤度合成部と、
前記第４尤度情報を復号する復号器と
を備えた無線通信装置。
【請求項２】
前記尤度デスクランブル部は、前記第１スクランブルシードにより、第１値のビットのビット系列をスクランブルすることによりスクランブルコードを生成し、前記スクランブルコードを、前記第１パケットデータと同じ符号化方式で符号化することにより符号化ビット列を生成し、前記符号化ビット列によって前記第１尤度情報をデスクランブルする
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記尤度デスクランブル部は、前記符号化ビット列において第２値のビットに対応する符号ビットを反転させることにより、前記第１尤度情報をデスクランブルする
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記所定領域は、前記第１尤度情報の先頭の所定数のビットである
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記尤度デスクランブル部は、第２パケットデータの尤度情報である第５尤度情報の所定領域から第２スクランブルシードを検出し、前記第２スクランブルシードを用いて、前記第５尤度情報をデスクランブルすることにより前記第３尤度情報を生成し、
前記第１パケットデータは、前記第２パケットデータの再送パケットデータである
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第２尤度情報のうち前記第１パケットデータの予め定めた領域に対応する部分についてのみ前記第３尤度情報と合成する
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記第１尤度情報と前記第３尤度情報との類似性を評価し、前記第１尤度情報と前記第３尤度情報が類似する場合は、前記第１尤度情報と前記第３尤度情報を合成し、類似しない場合は、前記第１尤度情報と前記第３尤度情報を合成しない
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記第４尤度情報の復号データにビット誤りが検出された場合、前記第１パケットデータの再送パケットデータが受信されるまで、前記第２尤度情報または前記第４尤度情報の繰り返し復号を行うことにより、前記第２尤度情報または前記第４尤度情報を更新し、
前記尤度デスクランブル部は、前記再送パケットデータの尤度情報である第６尤度情報の所定領域から第３スクランブルシードを検出し、前記第３スクランブルシードを用いて、前記第６尤度情報をデスクランブルすることにより第７尤度情報を生成し、
前記尤度合成部は、前記更新された第２尤度情報または前記更新された第４尤度情報を、前記第７尤度情報と合成する
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第１パケットデータの符号化方式は、ＬＤＰＣである
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記第１尤度情報および前記第３尤度情報は、対数尤度比である
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
第１パケットデータの尤度情報である第１尤度情報の所定領域から第１スクランブルシードを検出し、前記第１スクランブルシードを用いて、前記第１尤度情報をデスクランブルすることにより第２尤度情報を生成し、
前記第２尤度情報を第３尤度情報と合成して第４尤度情報を生成し、
前記第４尤度情報を復号する
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信で用いられる誤り制御技術の一つとしてＨＡＲＱ（ｈｙｂｒｉｄ  ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｒｅｐｅａｔ  ｒｅｑｕｅｓｔ：ハイブリッド自動再送制御）がある。ＨＡＲＱでは、自動再送制御（ＡＲＱ）と前方誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ）を組み合わせて用いる。無線パケット通信にＨＡＲＱを適用すると、同一データに係るパケットが再送信されたとき、受信側でもとのパケットの尤度情報と再送パケットの尤度情報とを合成する演算を行い、合成された尤度情報を用いて復号を行うことで、再送パケットの誤り率を改善できる。
【０００３】
しかし無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、再送信されたパケットがもとのパケットと同一データに係るものであっても、スクランブル初期値の違いにより、異なるビット列に関する尤度情報を合成することになり、再送パケットの誤り率改善効果が得られない。
【０００４】
この問題を回避するため、再送データを一度復号した後にスクランブル初期値を抽出し、もとのパケットと再送パケットのデータについて、スクランブル初期値の違いに起因するビット系列の差異を補正した後、尤度情報の合成を行う方法がある。だが、この方法では少なくとも２回の復号処理が必要であるため、演算量や回路規模が増加する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０９４２５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、ハイブリッド自動再送制御の再送の誤り率を改善する無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態としての無線通信装置は、尤度デスクランブル部と、尤度合成部と、復号器とを備える。前記尤度デスクランブル部は、第１パケットデータの尤度情報である第１尤度情報の所定領域から第１スクランブルシードを検出し、前記第１スクランブルシードを用いて、前記第１尤度情報をデスクランブルすることにより第２尤度情報を生成する。前記尤度合成部は、前記第２尤度情報を、第３尤度情報と合成して第４尤度情報を生成する。前記復号器は、前記第４尤度情報を復号する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図。
【図２】データの送信時に行われるＬＰＤＣ符号化処理を表した図。
【図３】第１の実施形態に係る無線通信装置の受信部およびその周辺構成を示すブロック図。
【図４】第１の実施形態に係る尤度デスクランブル部の詳細な構成を示す図。
【図５】第１の実施形態に係るスクランブル部の構成例を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る符号変換部における処理を表した図。
【図７】尤度変換ビット列を用いて、尤度情報をスクランブルする例を示す図。
【図８】第１の実施形態に係る無線通信装置の尤度情報の保存、尤度の合成演算及び復号に係る処理フローを表した図。
【図９】第１の実施形態に係る各データフォーマットの例を示す図。
【図１０】第１の実施形態に係る無線通信装置における受信ビットエラーの検出とその後の処理フローを表した図。
【図１１】第２の実施形態に係る無線通信装置の受信部およびその周辺構成の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。また、図面において同一の構成要素は、同じ番号を付し、説明は、適宜省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図である。
【００１１】
無線通信装置１はホストシステム３と電気的に接続されており、ホストシステム３が出力するデータを無線通信により搬送する。ホストシステム３の形態としては、タブレット、パソコン、スマートフォン、フィーチャーフォン、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、スマートウォッチ、ヘルスバンド、経路誘導装置、事務機器、生体情報モニタ、ＰＯＳ端末、商品管理用端末、非常用発信器、テレメトリー発信器、センサが搭載されたロボット、センサが搭載された車両、センサが搭載されたドローンなどが想定されるが、その他の形態のものであってもよい。
【００１２】
無線通信装置１が用いる無線通信方式は、一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ又はその後継規格の無線ＬＡＮ方式や、ＩＥＥＥ８０２．１６シリーズ又はその後継規格の移動体通信方式であるが、その他の方式によるものであってもよい。
【００１３】
無線通信装置１はアンテナ１０と、ＲＦ部５０と、ベースバンド部１００とを備える。
【００１４】
アンテナ１０はＲＦ部５０と電気的に接続されており、アンテナ１０は、ＲＦ部５０が出力する電気的な信号を電波として送信する。また、アンテナ１０が受信する電波はＲＦ部５０へ電気的な信号として入力される。
【００１５】
図１ではアンテナ１０の１本のみが示されているが、無線通信装置１は複数のアンテナを備えてもよい。この場合、無線通信装置１は、複数のアンテナを用いて、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ，Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）を行うものであってもよい。また、送信用のアンテナと、受信用のアンテナを、別々に備える構成であってもよい。
【００１６】
アンテナ１０の大きさ及び形状は特に限定されない。また、アンテナ１０は無線通信装置１に内蔵されるものであっても、外付けされるものであってもよい。アンテナ１０としてアレイアンテナを用いてもよい。
【００１７】
ＲＦ部５０は、局部発振器５１と、ミキサ５２と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）５３と、セレクタ５４と、ＲＦアンプ５５と、ミキサ５６とを含む。ＲＦ部５０はベースバンド部１００から信号を、ベースバンド周波数から無線周波数に変換し、アンテナ１０を用いて送信する。ＲＦ部５０は、アンテナ１０が受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換し、ベースバンド部１００に転送する。
【００１８】
局部発振器５１と、ミキサ５２、５６は周波数変換に用いられる。低雑音増幅器５３は受信された信号を増幅する。ＲＦアンプ５５は送信時の信号を増幅する。セレクタ５４により、アンテナ１０の用途を、信号の受信と送信との間で切り替えることができる。
【００１９】
ベースバンド部１００は、スクランブル部１１０と、ＬＰＤＣエンコーダ（符号器）１１１と、マッピング部１１２と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１１３と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１２０と、デマッピング部１２１と、尤度デスクランブル部１２２と、フィールド判定部１２３と、記憶部１２４と、尤度合成部１２５と、復号器１２６と、アクセス制御部１２７と、ホストインタフェース１２８とを含む。
【００２０】
このうち、スクランブル部１１０、ＬＰＤＣエンコーダ１１１、マッピング部１１２、Ｄ／Ａコンバータ１１３は、ベースバンド部１００の送信機能に関わる構成要素であり、送信部１０１に含まれる。
【００２１】
また、Ａ／Ｄコンバータ１２０、デマッピング部１２１、尤度デスクランブル部１２２、フィールド判定部１２３、記憶部１２４、尤度合成部１２５、復号器１２６は、ベースバンド部１００の受信機能に関わる構成要素であり、受信部１０２に含まれる。
【００２２】
図１のＲＦ部５０およびＲＦ部５０内の各要素、ベースバンド部１００およびベースバンド部１００内の各要素、およびホストシステム３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサで動作するソフトウェア（プログラム）によって構成されてもよいし、専用回路等の専用ハードウェアによって構成されてもよいし、これらの組み合わせによって構成されてもよい。図１の無線通信装置は、ソフトウェアを実行するプロセッサと、ソフトウェアおよびデータを記憶するメモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶媒体を備えていてもよい。
【００２３】
以下では、送信部１０１に含まれる構成要素について説明した後、受信部１０２に含まれる構成要素と、ベースバンド部１００におけるその他の構成要素について説明をする。
【００２４】
図２は送信部１０１で送信時に行われるＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｏｄｅ）符号化処理を表している。誤り訂正符号は、ブロック符号と畳み込み符号に大別されるが、ＬＤＰＣは、ブロック符号の一種である。
【００２５】
スクランブル部１１０は、スクランブル初期値２０４を用いて送信対象のデータ２０１に対しスクランブル処理を行う。スクランブル初期値２０４は、一例として、全ビットが“０”のビット列を除く、ランダムな７ビット長のビット列である。データ２０１はスクランブル処理によって、データ系列２０２に変換される。スクランブル初期値２０４は、受信側でデータをデスクランブルする際に必要であるため、データ系列２０２の先頭に付加される。図示のビット列２０３は、スクランブル初期値２０４とデータ系列２０２とを含むビット列である。
【００２６】
符号器１１１は、データ系列２０２を一定のビット数ごとにＬＤＰＣ符号化することにより、複数のＬＤＰＣフレームを生成する。ＬＤＰＣ符号化により、一定のビット数ごとに、データ系列が生成され、生成されたデータ系列の後ろには、パリティ部と呼ばれる冗長部が付加される。パリティ部は、入力されたデータ系列２０２を保護する役割を有する。パリティ部の大きさ（長さ）と、生成されたデータ系列の大きさ（長さ）は、符号化率により決定される。
【００２７】
先頭のＬＤＰＣフレーム２０７は、スクランブル初期値２０４と、データ系列２０５と、パリティ部２０６とを含むビット系列である。２番目以降のＬＤＰＣフレームは、データ系列とパリティ部とを含むビット系列である。例えば、２番目のＬＤＰＣフレーム２１０は、データ系列２０８とパリティ部２０８を含む。ＬＤＰＣフレーム２１０の背後に、図２に示されていないＬＤＰＣフレームが１つ以上続いていてもよい。スクランブル初期値２０４を含むＬＤＰＣフレーム２０７は、パケットデータ（以下、パケット）の先頭部分に相当する。
【００２８】
マッピング部１１２は、符号器１１１の出力するＬＤＰＣフレームのビット系列を変調する。マッピング部１１２の用いる変調方式は、一例としてＡＳＫ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、ＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）又はＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などが挙げられるが、その他の方式を用いてもよい。
【００２９】
マッピング部１１２は更に必要に応じて２次変調を行ってもよい。２次変調方式としてはＤＳ（ｄｉｒｅｃｔ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）、ＦＨ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｈｏｐｐｉｎｇ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）又はＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などがあるが、どの方式であってもよい。以下の説明では、ここで挙げたような２次変調は行っていない場合を想定する。
【００３０】
Ｄ／Ａコンバータ１１３は、マッピング部１１２が出力したデジタルの変調信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａコンバータの回路方式には電流出力型、抵抗ラダー型、デルタシグマ型などがあるが、その他の方式のものであってもよい。
【００３１】
Ｄ／Ａコンバータ１１３が出力したアナログ信号は、ＲＦ部５０により無線周波数へのアップコンバートおよび電力増幅された後、アンテナ１０より送信される。
【００３２】
図２に示したように、パケットの先頭部に相当するＬＤＰＣフレーム２０７にはスクランブル初期値２０４が配置されている。このスクランブル初期値２０４の値と位置は、ＬＤＰＣ符号化の前後で変わらない。すなわち、符号器１１１のＬＤＰＣ符号化前では、スクランブル初期値２０３はデータ系列２０２の先頭に付加されており、ＬＤＰＣ符号化後でも、スクランブル初期値２０４は、先頭のＬＤＰＣフレーム２０７内の先頭に位置している。よって、受信側の無線通信装置では復号処理を行うことなく、スクランブル初期値を特定することができる。
【００３３】
なお、本発明の実施形態では誤り訂正符号にＬＤＰＣを用いているが、スクランブル初期値２０４を復号化せずに取り出せるのであれば、その他の符号化方式を用いることは排除されない。
【００３４】
次に受信部１０２について説明をする。図３に、図１の受信部１０２およびその周辺構成を取り出して示す。
【００３５】
図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１２０は、受信されたパケットの電気信号（アナログ信号）を、サンプリング周波数で標本化し、その振幅を量子化する。これによりアナログ信号がデジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄコンバータの方式としては、フラッシュ型やパイプライン型のものがあるが、その他の方式のものを用いてもよい。
【００３６】
デマッピング部１２１は、Ａ／Ｄコンバータ１２０から出力されたデジタル信号のそれぞれのビットを“１”又は“０”となる確率の対数尤度比（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ：ＬＬＲ）に変換する。以降では対数尤度比を尤度情報と呼ぶことにする。尤度情報は、デジタル信号の符号及び振幅から、受信されたデジタル信号のそれぞれのビットの値が“１”である確率と、“０”である確率のいずれが高いのかを示す軟値である。例えば、正の符号で振幅が大きい場合には、データが“１”である確率が高く、負の符号で振幅が大きい場合には、データが“０”である確率が高いといえる。
【００３７】
本発明の実施形態においては、対数尤度比を用いているが、データの信頼度情報を表すのであれば、対数尤度比以外の尤度を用いることも排除されない。
【００３８】
無線通信により伝搬された信号には、伝搬路におけるフェージングや無線通信装置における雑音などの影響により歪みが生じている。デマッピング部１２１は信号の歪みの影響を考慮して尤度情報を算出する。デマッピング部１２１はパケットを受信するたびに、当該パケットについての尤度情報を算出することができる。
【００３９】
尤度デスクランブル部１２２は、デマッピング部１２１が出力した尤度情報をスクランブルされていないビット系列に変換する処理（デスクランブル処理）を行う。
【００４０】
図４は尤度デスクランブル部の詳細な構成を示している。図４に示されているように尤度デスクランブル部１２２は、シード検出部３０１、スクランブル部３０２、符号器３０３、符号変換部３０４を備える。
【００４１】
シード検出部３０１は、デマッピング部１２１が出力した軟値の尤度情報を、硬判定により、“０”又は“１”の２値をとるビット列に変換する。例えば、尤度情報の符号が負であれば“０”、尤度情報の符号が正であれば“１”に変換する。シード検出部３０１は、ビット列の先頭の所定領域からスクランブル初期値を検出する。スクランブル初期値のビット数が７ビットの場合は、ビット列の先頭の７ビットの値を、スクランブル初期値として検出する。
【００４２】
スクランブル部３０２は、スクランブル初期値をスクランブルシード値として用いて、０ビット系列（パケット長だけ０のビットが続く）をスクランブルすることにより、スクランブルコードを生成する。０のビットは、一例として、第１値をもつビットに対応し、１のビットは一例として第２値をもつビットに対応する。この定義を逆にしてもよい。図５に示されているように、スクランブル部は直列に接続された複数のフリップフロップを含む。
【００４３】
無線通信においては、送信信号の周波数スペクトルを滑らかにしてスパイク状のスペクトルを回避し、送信信号の時間波形のＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を小さくするために送信データをスクランブル処理することが一般的である。
【００４４】
スクランブル部の構成（シフトレジスタの接続）は生成多項式Ｓ（ｘ）（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）によって定義される。図５では、７つのフリップフロップが直列に接続されている。そして、入力側から数えて４番目のフリップフロップの出力ｘ_４と７番目（出力端）のフリップフロップの出力ｘ_７がＥＸ−ＯＲ回路に供給されている。この場合、生成多項式Ｓ（ｘ）はＳ（ｘ）＝ｘ_７＋ｘ_４＋１となる。
【００４５】
スクランブル初期値は、７つのフリップフロップの初期状態における設定値である。スクランブル初期値は全ビットが“０”のビット列を除く、フリップフロップの個数と同じビット数のビットパターンとなる。スクランブル対象となるビット列を、スクランブル初期値および生成多項式に基づきスクランブルすることで、スクランブルコートが得られる。
【００４６】
同一の生成多項式に係るスクランブル部であっても、スクランブル初期値が異なれば、同一のスクランブル対象のビット列から得られるスクランブルコードは異なる。スクランブルコードには周期性があり、シフトレジスタの段数（フリップフロップの個数）に応じて周期が変わる。
【００４７】
符号器３０３は、スクランブル部３０２が出力するビット列（すなわち、０ビット系列をスクランブルしたもの）をＬＤＰＣ符号化する。このＬＤＰＣ符号化の際に用いる符号化率は、受信したパケットに係るデータの送信時にＬＤＰＣ符号化に用いた符号化率と同一である必要がある。
【００４８】
符号器３０３から出力されるビット列は、尤度デスクランブル部に入力された尤度情報をデスクランブル処理する際に用いられる。このビット列を、尤度変換ビット列と呼ぶ。
【００４９】
符号変換部３０４は、尤度変換ビット列を用いて、デマッピング部１２１から出力された受信パケットデータに係る尤度情報をデスクランブルする。図６は、尤度デスクランブル部の符号変換部における処理を表している。以下では図６を参照しながら説明をする。
【００５０】
デマッピング部１２１より出力された尤度情報４０１が、符号変換部３０４に入力される。符号変換部３０４は、符号器３０３が出力する尤度変換ビット列４０２を用いて尤度情報４０１を変換することにより、尤度情報４０１をデスクランブルする。符号変換部３０４における変換処理は、以下のように実行される。
【００５１】
尤度変換ビット列４０２のビットが“０”である場合、尤度情報４０１の対応するビットを変換しない。尤度変換ビット列４０２のビットが“１”である場合、尤度情報４０１の対応するビットが符号を表すビットであるか、振幅に関するビットであるかによって異なる。符号を表すビットであれば、当該ビット（符号）を反転させ、振幅に関するビットであれば、当該ビットを反転させない。ここで、符号の反転とは、正符号の場合（正を示すビットの場合）には、負符号（負を表すビット）に変換し、負符号の場合には、正符号へ変換することを意味する。変換のイメージ図を図７に示す。図７ではパケットデータの１ビットに対応する尤度情報と、尤度変換ビット列の対応部分とを示す。尤度情報の符号ビットに対応する尤度変換ビット列のビットの値は１であるため、尤度情報の符号ビットを、１から０へ反転させる。振幅に関するビットは、尤度変換ビット列のビット値に拘わらず、変換しない。
【００５２】
符号変換部３０４が出力する尤度情報４０３は、送信側で行われたスクランブルの影響が除去されている。デスクランブル化された尤度情報４０３はフィールド判定部１２３に転送される。
【００５３】
フィールド判定部１２３は、デスクランブル化された尤度情報について、尤度の合成演算対象となるかを判定する。尤度の合成演算とは、２つ以上の尤度を合成し、１つの尤度を求める処理のことをいう。フィールド判定部１２３で行われる処理の詳細については後述する。
【００５４】
記憶部１２４は、１つ以上のパケットに関する尤度情報（デスクランブルされた尤度情報）を保存するための記憶領域である。
【００５５】
記憶部１２４は、例えばＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ、ＭＲＡＭ、ＲｅＲＡＭ，ハードディスク、光ディスクなどの不揮発性記憶デバイス又はレジスタ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの揮発性記憶デバイスのいずれか又はそれらの組み合わせから構成される。
【００５６】
図８は、尤度情報の保存、尤度の合成演算及び復号に係る処理のフローを表している。以下では、図８を参照しながら説明をする。
【００５７】
ステップＳ５０１で、フィールド判定部１２３は記憶部１２４に過去に受信したパケットデータより求められた尤度情報（以下、過去の尤度情報）が格納されているか否かを確認し、結果によって処理が分岐する。過去の尤度情報が１つも記憶部１２４に保存されていない場合には、ステップＳ５０２に進む。記憶部１２４に過去尤度情報が少なくとも１つ保存されている場合には、ステップＳ５０４に進む。
【００５８】
ステップＳ５０２で、フィールド判定部１２３は、今回受信されたパケットより求められたデスクランブル後の尤度情報（現在の尤度情報）を記憶部１２４に保存する。ステップＳ５０２の実行後、フィールド判定部１２３はステップＳ５０３で現在の尤度情報を用いて復号を行うよう、復号器１２６に指令を出す。復号器１２６の詳細については後述する。
【００５９】
ステップＳ５０４で、フィールド判定部１２３は、現在の尤度情報を、記憶部１２４に保存されている過去の尤度情報と比較する。記憶部１２４に過去の尤度情報が２つ以上保存されている場合には、それぞれの過去の尤度情報と比較する。
【００６０】
例えば過去の尤度情報と現在の尤度情報との類似性を基準として、比較を行う。尤度情報の類似性は、現在の尤度情報を求めたパケットが、過去の尤度情報を求めたパケットの再送パケットであるか否かを判断するのに用いることができる。再送パケットで送信されるデータはもとのパケットと同一であるため、これらの尤度情報の類似性は高いと推測されるからである（尤度情報の振幅の値は異なるが、符号は同じまたはほぼ同じになる傾向がある）。
【００６１】
通常は、もとのパケットと再送パケットの関係にあるデータでも、送信時のスクランブル初期値が異なる可能性があり、尤度情報が互いに類似しない場合がある。しかし、本発明の実施形態においては、尤度デスクランブル部１２２で、送信時のスクランブル初期値の違いに起因するビット列の差異が補正されているため、現在の尤度情報と過去の尤度情報を比較することで、同一のデータが再送されているか否かを判断できるようになる。
【００６２】
２つの尤度情報の類似性を調べる方法には、一例として、２つの尤度情報の相互相関を計算する方法を用いることができる。ただし、相互相関以外の指標を用いてもよく、特に方法は問わない。
【００６３】
ステップＳ５０５で、ステップＳ５０４の比較結果に基づき、フィールド判定部１２３は過去の尤度情報と現在の尤度情報とについて、尤度合成演算するか否かの判断を行う。一例として、尤度情報の類似性に関する指標として相互相関を用いた場合、現在の尤度情報との相互相関の値（類似度）があるしきい値以上となる場合、両者は類似していると判断し、その過去の尤度情報を合成演算の対象にすることを決定する。もし相互相関の値がしきい値より小さい場合には、両者は類似していないと判断し、その過去尤度情報について尤度合成演算を行わないことを決定する。
【００６４】
現在の尤度情報との相互相関の値があるしきい値以上となる過去の尤度情報が複数個見つかった場合には、その中で相互相関の値が最大となる過去尤度情報を合成演算の対象に選ぶこともできる。または、しきい値に拘わらず、現在の尤度情報との相互相関の値が最大となる過去の尤度情報を、合成演算の対象としてもよい。
【００６５】
ステップＳ５０５で、尤度合成演算を行うことが決定された場合、ステップＳ５０６に進み、尤度合成演算を行わないことが決定された場合、ステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２では、現在の尤度情報を記憶部１２４に保存する。なお、記憶部１２４に空き領域が存在しない場合には、現在の尤度情報で、過去の尤度情報を上書きしてもよい。そして、続くステップＳ５０３で、フィールド判定部１２３は、現在の尤度情報を用いて復号を行うよう、復号器１２６に指令を出す。
【００６６】
ステップＳ５０６で、フィールド判定部１２３は尤度合成部１２５に対し、記憶部１２４に保存されている過去尤度情報と現在の尤度情報を合成演算する指令を出す。尤度合成部１２５における尤度の合成演算の処理の詳細については後述する。
【００６７】
ステップＳ５０７で、尤度合成部１２５（またはフィールド判定部１２３）は、合成演算で求められた新しい尤度情報を記憶部１２４に保存する。
【００６８】
ステップＳ５０８で、フィールド判定部１２３（または尤度合成部１２５）は、合成演算で求められた新しい尤度情報を用いて復号を行うよう、復号器１２６に指令を出す。
【００６９】
以下、ステップＳ５０６で行う尤度合成部１２５による尤度の合成演算処理について説明する。もとのパケットに係るデータから求めた尤度情報と、再送パケットに係るデータから求めた尤度情報は、送信時のスクランブル初期値の違いに起因するビット列の差異が補正されているのであれば、理想的には等しいはずである。
【００７０】
しかし熱雑音などのノイズ、回折、反射や屈折による多重波伝搬（マルチパス）、干渉や伝搬路におけるフェージングの影響などがあるため、もとのパケットと再送パケットの尤度情報は通常は同一ではない。これらの影響は、尤度情報の振幅へのランダムな歪みの形で現れることが多い。そこで尤度合成部１２５ではもとのパケットの尤度情報と再送パケットの尤度情報とを演算し、新たな尤度情報を求める。
【００７１】
尤度情報の合成方法には様々なものがあるが、例としては複数の尤度情報について、下記の式（１）のような線形演算をする方法がある。
【数１】
2019022053.tif 000003
ここで、Ｌｇは新たな尤度情報、Ｍは演算対象とする尤度情報の数であり、Ｌ１は１つめの尤度情報、Ｌ２は２つめの尤度情報、ＬＭはＭ個めの尤度情報に対応する。ｃ１、ｃ２、・・・、ｃＭは、尤度情報の重みづけ定数である。Ｎは尤度情報のビット数であり、式（１）を用いる場合には、Ｎ個めのビットまで、尤度情報のそれぞれのビットｉについて線形演算を行う。
【００７２】
本例では、もとのパケットの尤度情報と再送パケットの尤度情報の２つの尤度情報を用いて線形演算をするため、Ｍ＝２であり、式（１）は、下記の式（２）のように表せる。
【数２】
2019022053.tif 000004
【００７３】
ステップＳ５０７で記憶部１２４に保存された尤度情報を、ステップＳ５０１で過去の尤度情報として扱って、合成演算の対象としてもよい。つまり、再送パケットの尤度情報を用いて、式（２）の線形演算により得られた尤度情報で誤り訂正を行っても、ビット誤りが完全に除去できない場合がある。このような場合には、パケットの再々送信を行い、再々送信されたパケットの尤度情報を、ステップＳ５０７で記憶部１２４に保存された尤度情報と合成演算する。新たに得られた尤度情報を用いて復号をしても、なおビット誤りが残存している場合には、同様の処理を繰り返し、３回以上の尤度合成演算を行ってもよい。
【００７４】
図９は無線ＬＡＮで用いられるパケットフォーマットにおいて、尤度合成演算の対象とするフィールドを説明するための図である。無線ＬＡＮで用いられるパケットフォーマットでは、初回の送信と再送とで値が変わるフィールドが存在し得る。このため、尤度合成部１２５は、各フィールドについて、合成演算対象とするか否かを判断する必要がある。
【００７５】
パケットフォーマット８０１は、物理層のパケットのフォーマット例である。パケットの先頭から順に、物理層の制御に必要なプリアンブル、ヘッダ、ペイロードが配置されている。（データフォーマット８０１のプリアンブルとヘッダを合わせてプリアンブルと呼ぶ場合もある。）このうち、送信側での任意の誤り訂正符号による符号化ペイロードに対して行われる。ここで用いる任意の誤り訂正符号には、ＬＤＰＣ、ＢＣＣ、ターボ符号などがある。
【００７６】
フレームフォーマット８０２は、データリンク層におけるＩＥＥＥ８０２．１１規格のＰＳＤＵ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）フレームのフォーマットである。先頭から順に、スクランブル初期値を含むサービスフィールド、ＭＡＣヘッダ、データ本体であるフレームボディ、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）が配置されている。ＦＣＳには、受信側でパケットのビット誤り検出に用いられるチェックサム符号が格納される。チェックサム符号の例としてはＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）などが挙げられる。
【００７７】
フレームフォーマット８０３は、ＬＤＰＣ符号化されたフレームのフォーマットである。
【００７８】
尤度合成部１２５で、ビット誤り率低減の効果を得るためには、もとのパケットと再送パケットで値が変化するフィールドを避けて、尤度の合成演算をする必要がある。
【００７９】
例えば、ＰＳＤＵフレーム８０２におけるサービスフィールドはスクランブル初期値を含んでいるため、以前のデータ送信時と同一データの再送信時とでは値が変化している可能性がある。
【００８０】
また、ＭＡＣヘッダには、例えば、受信したパケットが再送であるか否かの属性を示すフレームコントロールフィールドが存在する。再送パケットの場合は値が“１”となり、初回送信時の場合は値が“０”となるため、ＭＡＣヘッダも値が変化するフィールドであるといえる。
【００８１】
ＦＣＳにはＭＡＣヘッダとフレームボディとを用いて算出されるＣＲＣが格納されており、ＭＡＣヘッダの値が変化する場合には、それに伴ってＦＣＳの値も変わる。
【００８２】
このように、サービスフィールド、ＭＡＣヘッダ、ＦＣＳに係るビット列については合成演算の対象から除外する必要がある。サービスフィールド、ＭＡＣヘッダ、ＦＣＳを除く場合、合成演算に使うことができるのは、フレームボディフィールドに対応するビット列に限られる。
【００８３】
実際の処理においては、図９のフォーマット８０３に示したＬＤＰＣ符号化されたフレーム１、２、・・・、Ｍが、尤度合成部１２５に入力されるため、ＬＤＰＣフレームの中でフレームボディフィールドに対応する部分を抽出する必要がある。
【００８４】
ＰＳＤＵフレーム８０２がＬＤＰＣ符号化される場合、ＰＳＤＵフレーム８０２は一定のビット数ごとに情報部として区切られ、区切られた情報部ごとにパリティ部が付けられる。無線通信の際には、ＬＤＰＣフレーム長が決められた後、送信側で符号率が指定され、情報部とパリティ部の長さがそれぞれ確定する。
【００８５】
例えば、フレーム長が１９４４バイト、符号化率が２／３である場合には情報部の長さは１２９６バイト、パリティ部の長さは６４８バイトとなる。もとのパケットと再送パケットとで符号化率が変わる場合には、パリティ部の長さと値も変化してしまう可能性がある。そこで、ＬＤＰＣフレームのパリティ部は尤度合成部１２５における合成演算の対象外とする。
【００８６】
このように、無線ＬＡＮで用いられるパケットフォーマットとフィールドの性質を考慮すると、尤度合成部１２５は、ＬＤＰＣフレームの情報部のうち、ＰＳＤＵフレームの予め定めた領域であるフレームボディフィールドに相当する部分に係るビット列を、合成演算の対象とする。
【００８７】
復号器１２６は、フィールド判定部１２３又は尤度合成部１２５より転送された尤度情報を用いて復号処理を実行する。復号器１２６はＬＤＰＣ符号化されたデータをＰＳＤＵフレームであるフレームフォーマット８０２の形式に復号する。
【００８８】
アクセス制御部１２７は、復号器１２６が復号したデータのＣＲＣを参照し、ビットエラーの有無を確認する。アクセス制御部１２７でビットエラーが検出されたか否かによりその後の処理が異なる。
【００８９】
ホストインタフェース１２８は、無線通信装置１とホストシステム３との間での電気信号の送受信を行う手段を提供する。ホストインタフェース１２８の例としては、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＵＳＢ、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＳＤＩＯなどがあるが、その他の規格によるインタフェースを用いてもよい。
【００９０】
図１０は、アクセス制御部１２７の処理フローを表している。以下では図１０に沿って説明をする。
【００９１】
ステップＳ６０１では、ＣＲＣを参照し、復号後のデータにビット誤りが存在するか否かを確認する。ビット誤りが存在しない場合には、ステップＳ６０２に進み、ビット誤りが存在する場合にはステップＳ６０４に進む。
【００９２】
ステップＳ６０２で、受信側の無線通信装置１は送信側の無線通信装置に肯定応答（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：ＡＣＫ）を送信する。次のステップＳ６０３で、復号後のデータはホストインタフェース１２８に転送される。ホストインタフェース１２８に転送されたデータは、更に所定のプロトコルによりホストシステム３に転送される。ステップＳ６０２とステップＳ６０３は同時に行われてもよいし、順序が入れ替わってもよい。
【００９３】
ステップＳ６０４では、ビット誤りを含む復号後のデータを破棄する処理が行われる。送信側の無線通信装置に否定応答（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：ＮＡＣＫ）を送信する処理を行ってもよい。
【００９４】
送信側の無線通信装置は、一定期間経過してもＡＣＫを受信していない場合、もしくは、ＮＡＣＫを受信した場合は、同一データに係るパケットの再送信を行う。ここで再送信されたパケットが、再送パケットに相当する。なお、再送パケットは、初回送信時のパケットに係るデータが、初めて再送信されるパケットであるとは限らない。例えば、ステップＳ６０１でビット誤りの有無の確認対象となったパケットが、初回送信時のパケットの再送パケットであった場合、ここで再送信されるパケットは、２度目に再送信されるパケットとなる。
【００９５】
ステップＳ６０１でＣＲＣエラーが検出されなくなるまで、同一データに係るパケットの再送信、尤度合成、復号の処理を繰り返してもよい。同一データに係るパケットの再送回数に制限を設け、再送回数がしきい値に達した場合に、パケットの再送を打ち切るようにしてもよい。同一データに係るパケットを再送信し、尤度の合成演算を繰り返した場合、ビット誤り除去の効果を高めることができる。具体的には、ノイズなどによって尤度情報の振幅へランダムに現れた歪みを打ち消すことができる。このため、パケットの再送信、合成演算、復号の処理を繰り返し実行すると、何回目かの試行におけるステップＳ６０１で、ＣＲＣエラーが検出されなくなり、ビット誤りがなくなることが期待される。
【００９６】
本実施形態では、ＬＤＰＣ符号を用いたが、リードソロモン符号など別のブロック符号を用いてもよい。
【００９７】
以上、本発明の実施形態によれば、パケットデータの尤度情報の所定領域（先頭領域）からスクランブル初期値を検出し、検出したスクランブル初期値を用いて尤度情報をデスクランブルすることにより、スクランブル初期値の違いを補正した尤度情報を算出する。この尤度情報を用いて、他の尤度情報との合成およびその後の復号を行うようにしたことにより、復号処理の行う回数を減らし、処理時間を大幅に減らすことができる。また必要な回路規模を削減することができるため、ハードウェアの低価格化と消費電力化にも寄与する。
【００９８】
誤り訂正符号として畳み込み符号などを用いた場合、一度復号処理を行わないと、スクランブル初期値を取り出すことができない。このため、復号処理の後にデスクランブル処理を行う必要がある。これに対して、本実施形態では、誤り訂正符号としてブロック符号であるＬＤＰＣを用いており、これによれば、復号前の尤度情報において、スクランブル初期値の存在する領域が既知であるため、当該領域からスクランブル初期値を検出できる。よって、スクランブル初期値を取り出すための復号は不要であり、処理時間を大幅に低減できる。
【００９９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る無線通信装置では、復号器で尤度情報に対して繰り返し復号処理を行うことで、尤度情報を繰り返し更新して、尤度情報の信頼度を高めた後、この尤度情報を用いて復号を行う。ＬＤＰＣは、繰り返し復号処理の機能を備えており、本実施形態ではＬＤＰＣが備える繰り返し復号を利用する。ビット誤りが検出された場合は、送信側から再送パケットを受信するまでの間に、この尤度情報に対して繰り返し復号処理を再開することで、尤度情報の信頼度をさらに高め、この尤度情報を、再送パケットの尤度情報と合成する。これにより、ビット誤りを軽減する可能性をより高めることができる。第２の実施形態に係る無線通信装置のアンテナ、ＲＦ部及びベースバンド部の送信部の機能は、それぞれ第１の実施形態に係る無線通信装置のアンテナ１０、ＲＦ部５０、送信部１０１と同様である。以下では第１の実施形態に係る無線通信装置と差異がある部分を中心に説明する。
【０１００】
図１１は第２の実施形態に係る無線通信装置の受信部およびその周辺構成の一例を示すブロック図である。
【０１０１】
Ａ／Ｄコンバータ１３０、デマッピング部１３１、尤度デスクランブル部１３２の機能はそれぞれ第１の実施形態に係るＡ／Ｄコンバータ１２０、デマッピング部１２１、尤度デスクランブル部１２２と同様である。従って、初回送信時のパケットを受信した際には、尤度デスクランブル部１３２で、当該パケットのデスクランブル化された尤度情報を生成する。
【０１０２】
第２の実施形態においてはその後、デスクランブル化された尤度情報を用いて、復号器１３６において繰り返し復号処理を行う。復号を繰り返す回数に応じて、尤度情報の信頼度を高めることができる。繰り返し復号を行った後、復号器１３６は信頼度の向上した尤度情報（繰り返し更新された尤度情報）を、記憶部１３５に保存するとともに、ＣＲＣ検査でビットエラーがあるかを検査する。
【０１０３】
復号器１３６が復号を繰り返す回数については、２回でも、３回以上でもよく、特に限定されない。復号を繰り返す回数は変更可能であってもよい。例えば、パケットを受信するたびに、ビット誤りがなくなるまでに行われた復号回数を記録し、その復号回数の平均値、最大値などを、規定の復号回数に設定することもできる。
【０１０４】
無線ＬＡＮにおいては、受信側で繰り返し復号が可能な回数は、送信側へ否定応答（ＮＡＣＫ）を送信するまで、又は送信側での肯定応答（ＡＣＫ）受信がタイムアウトするまでなど、時間により制限されている場合がある。この場合、その時間内で復号を繰り返せばよい。
【０１０５】
復号器１３６で規定の回数だけ、または制限時間の範囲で、復号処理が行われた後にＣＲＣ検査を行った結果、ビット誤りが残っている場合、第２の実施形態の無線通信装置は、該当するデータを破棄するか、送信側の無線通信装置へ否定応答（ＮＡＣＫ）を送信する。
【０１０６】
送信側の無線通信装置は、パケット送信後一定期間内に肯定応答（ＡＣＫ）を受信しない場合、又は否定応答（ＮＡＣＫ）を受信した場合には、同一データに係るパケットを再送信する。
【０１０７】
このとき、第２の実施形態に係る無線通信装置は、送信側から再送されたパケットを受信するまで時間的な猶予があるため、復号器１３６は記憶部１３５に保存されている尤度情報を用いて、繰り返し復号処理を再開する。そして、再送パケットから得られたデスクランブル後の尤度情報と、再開後の繰り返し復号で得られた尤度情報を、尤度合成部１３４で合成演算する。合成した尤度情報に対して、規定回数だけ、もしくは制限時間範囲内で繰り返し復号処理を行って、尤度情報の信頼度を向上させ、この尤度情報を復号して、ＣＲＣ検査を行う。
【０１０８】
以上、本実施形態によれば、受信側の無線通信装置が、ＮＡＣＫを送信した後又はパケットを破棄した後から、再送パケットを受信するまでの期間の間、繰り返し復号処理を継続することで、再送パケットデータのビット誤り軽減効果を一層高めることが可能となる。
【０１０９】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１  無線通信装置
３  ホストシステム
１０  アンテナ
５０  ＲＦ部
５１  局部発振器
５２  ５６  ミキサ
５３  低雑音増幅器
５４  セレクタ
５５  ＲＦアンプ
１００  ベースバンド部
１０１  送信部
１０２  受信部
１１０  スクランブル部
１１１  符号器
１１２  マッピング部
１１３  Ｄ／Ａコンバータ
１２０  １３０  Ａ／Ｄコンバータ
１２１  １３１デマッピング部
１２２  １３２  尤度デスクランブル部
１２３  １３３  フィールド判定部
１２４  １３５  記憶部
１２５  １３４  尤度合成部
１２６  １３６  復号器
１２７  １３７  アクセス制御部
１２８  １３８  ホストインタフェース
２０１  データ
２０２  ２０５  ２０８  データ系列
２０３  フレーム
２０４  スクランブル初期値
２０６  ２０９  パリティ部
２０７  ２１０  ＬＤＰＣフレーム
３０１  シード検出部
３０２  スクランブル部
３０３  符号器
３０４  符号変換部
４０１  ４０３  尤度情報
４０２  尤度変換ビット列
８０１  ８０２  ８０３  フォーマット
【図１】
2019022053.tif 000005
【図２】
2019022053.tif 000006
【図３】
2019022053.tif 000007
【図４】
2019022053.tif 000008
【図５】
2019022053.tif 000009
【図６】
2019022053.tif 000010
【図７】
2019022053.tif 000011
【図８】
2019022053.tif 000012
【図９】
2019022053.tif 000013
【図１０】
2019022053.tif 000014
【図１１】
2019022053.tif 000015