(57)【要約】【課題】本発明は無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式に関し，受信した状況に適応した有効なパンクチャリングパターンによる再送を実現できることを目的とする。【解決手段】送信側装置は送信データを符号化して複数のパンクチャリングパターンの中から再送時に受信側装置から指示されたパターンを選択する制御を行うパンクチャリングパターン制御部を備え，受信側装置は送信された信号を合成する合成部とその出力を復号する復号部と合成部の出力と復号部の出力とを比較する比較部と複数個のカウンタを備え，複数のカウンタはそれぞれ比較部からの不一致信号を，パターン有効度生成部からの有効度を表す信号に応じてカウントを行い，複数のカウンタの中で最大値のものを判定し，判定されたカウンタに対応するパンクチャリングパターンの番号を送信側に次の再送に使用するパターンとして指示するよう構成する。【選択図】図１
2008227811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式であって，
送信側装置は送信データを符号化して複数のパンクチャリングパターンの中から一定回数以上の再送時に受信側装置から指示されたパターンを選択してパンクチャリングを行う制御を行うパンクチャリングパターン制御部を備え，
受信側装置は前記送信側装置から送信された信号を以前に受信した信号と合成する合成部と，合成部からの信号を復号する復号部と，前記合成部の出力信号と前記復号部の出力信号を比較する比較部と，パンクチャリングパターンに対応して複数個設けられたカウンタと，各パンクチャリングパターンの有効度を生成するパターン有効度生成部とを備え，
前記複数のカウンタはそれぞれ前記比較部からの不一致を表す信号を，前記パターン有効度生成部からのそれぞれに対応するパンクチャリングパターンの有効度を表す信号が存在する場合にカウントを行い，受信終了により前記複数のカウンタの中で最大のカウント値を持つカウンタを判定する判定部を備え，前記判定されたカウンタに対応するパンクチャリングパターンの番号を送信側装置に対し，次の再送時に使用するパンクチャリングパターンとして指示することを特徴とする無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式。
【請求項２】
請求項１において，
前記受信側装置は前記復号部からの出力信号を入力して誤りチェックを行うチェック部を備え，
前記チェック部において誤りを検出すると，前記送信側装置に対して再送要求を前記パンクチャリングパターンの指示と共に送信することを特徴とする無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式。
【請求項３】
請求項１において，
前記受信側装置のパンクチャリングパターン有効度生成部は，ビット位置により異なる重み付けされた点数を生成し，カウンタに対して重み付けされた数値を加算することを特徴とする無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式。
【請求項４】
請求項１において，
前記送信側装置は新規のデータ送信時には，パンクチャリングパターンとして組織ビットを優先したパターンを使用して送信し，再送１回目は未送信の冗長ビットを優先して送信して，再送２回目以降は受信側からのパンクチャリングパターンの指示に従って再送することを特徴とする無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ（Incremental Redundancy：増加的冗長）法による再送制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の移動体通信の技術では第３世代パートナーシッププロジエクト（３ＧＰＰ）により，高速データ転送のための高速下りリンクパケットアクセス（ＨＳＰＤＡ：High Speed Downlink Packet Access)の仕様が設けられ, その中にＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送：Hybrid Automatic Repeat Request)による再送技術がある。ＨＡＲＱの再送には，同じビットを再送して受信側で以前受信した軟判定値（尤度または確率値）と再送受信した軟判定値を合成することによりＳＩＮＲ（Signal Inerface Noise Ratio:信号対干渉雑音比）を向上させて復号するＣｈａｓｅ合成法とＩＲ法とがある。ＩＲ法は，再送時にいままで送信されなかったビットを送信し，合成することで等価的な符号化率を下げ（冗長性を上げ），誤り訂正能力を向上させて復号するものである。
【０００３】
図６はＣｈａｓｅ法とＩＲ法の概念説明図である。送信側から最初に無線信号を送信する（図６のａ）。Ｃｈａｓｅ法ではその信号のデータを保存（Ｃ１で示す）し，誤りチェックをして誤りがあると送信側にＮＡＣＫを通知し（図６のｂ），送信側では同じ信号を再送すると（図６のｃ），受信側では最初に受信した信号Ｃ１と再送信号を受信した信号Ｃ２とを合成する。この後も，誤りがあると更に再送が繰り返される。
【０００４】
ＩＲ法では，最初に送信信号をパンクチャリングパターン１によりデータ（Ｄ）を加工して送信する。パンクチャリングパターンは送信するデータのビット位置を“１”，送信を禁止（削除）するデータのビット位置を“０”としたビットパターンを表し，図６のビット列Ｄ１はパンクチャリングパターン１（図の例では「１０１１００」）により送信データ（符号化データ）が修飾されたビット列である。このデータを受信側で受け取って，チェックを行った結果，誤りが検出された場合，ＮＡＣＫを送信側に通知すると，送信側で今度はデータ（Ｄ）をパンクチャリングパターン２（図の例では「０１００１１」）により修飾して送信する。なお，図の例では，パンクチャリングパターン２はパンクチャリングパターン１の“１”，“０”を反転したパターンである。受信側では最初に受信したデータＤ１と再送されたデータＤ２とを合成する。
【０００５】
図７はＩＲ法による送信側と受信側の構成を示す。図７に示すように，送信側ではデータが再送バッファ６０にセットされると誤り訂正等のための符号化部６１の処理が行われ，符号化データに対して予め選択されたパンクチャリングパターンによりパンクチャリング部６２の処理が行われて送信される。受信側ではデータの最初の受信時には合成部６３では再送バッファ６４に格納するとともに受信データを復号部６５で符号化が行われる前のデータに複号する。再送の場合は，送信側の再送バッファ６０に格納されたデータを符号化部６１で符号化し，パンクチャリング部６２にてパンクチャリングが実行されて送信され，受信側の合成部６３で再送バッファ６４に格納された最初の受信データと再送されてきたデータとを合成し，合成されたデータについて復号部６５で復号される。
【０００６】
このようなパンクチャリングパターンによる再送制御を行う場合に，複数のパンクチャリングパターンを用いる場合があるが，再送回数を少なくすることにより効率化を図ることが望まれており，そのための提案された技術の構成を図８に示す（特許文献１参照）。図８の７０は無線基地局，７１はスケジューラ，７２は冗長バージョン制御部（冗長バージョンはパンクチャリングパターンと同じ），７３はＨＡＲＱ処理部，７４はＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信部，７５はＣＱＩ（Channel Quality Indicator:下り伝搬路の状態を表す）受信部である。
【０００７】
図８の無線基地局７０のスケジューラ７１の冗長バージョン制御部７２は，ＡＣＫ／ＮＡＣＫ受信部７４で相手局からの応答としてＮＡＣＫが返ってくるとＨＡＲＱ処理部７３に対して再送制御を実行させるが，その場合の再送バージョン選択の処理を行う。その場合，前回はシステマチックビットを優先するバージョン（パターン）であるかの判別をして，優先した場合はＮｓｙｓ−Ｎｄａｔａ（Ｎｓｙｓは物理層の入力ビット数，ＮｄａｔａはＨＡＲＱ処理部７４からの出力ビット数）が正で且つコード数制限があるか等の判別をし，システマチックビットを優先してない場合は再送回数がしきい値を超えたかの判別をする等の後，システマチックビットを優先するバージョンか，システマチックビットを非優先にするバージョンかの何れかを選択し，再送回数がしきい値を超えた場合はシステマチックビットを優先するバージョンを選択するというものである。
【特許文献１】特開２００６−９４３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のＩＲ法を用いた再送制御ではパンクチャリングパターンの選択は，図６に示すように規則的（例えば，２パターンを交互に選択）に行っている。その場合，全てのパンクチャリングパターンを一通り使い終わった後も規則的な選択を繰り返すだけなので，既に正常に受信できたビットに有効なパンクチャリングパターンを使用して無駄な再送を行う可能性がある。
【０００９】
また，上記図８に示す特許文献１の技術によれば，送信側の判断でバージョン（パターン）を選択しており，再送回数がしきい値以上の場合は常にシステマチックビットを優先するバージョンを選択するものであって，受信側における受信状況に適応したパンクチャリングパターンを選択するものではなく，無駄な再送を防止するものではない。
【００１０】
本発明はコストをかけることなく，受信した状況に適応した有効なパンクチャリングパターンによる再送を実現できる無線通信のハイブリッド自動再送におけるＩＲ法による再送制御方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
図１は本発明の原理構成を示す図である。図中，１は送信側装置，１ａは再生バッファ部，１ｂは誤り訂正機能のための符号化を行う符号化部，１ｃはｎ個のパンクチャリングパターンを保持するパンクチャリングパターン保持部，１ｄはパンクチャリングパターン制御部，１ｅは選択されたパンクチャリングパターンに従って符号化データをパンクチャリングするパンクチャリング部，１ｆは送信部，１ｇは受信側からの応答を検出する受信部である。２は受信側装置，２ａは受信部，２ｂは合成部，２ｃはバッファ，２ｄは誤り訂正を含む復号化を行う復号部，２ｅは比較部，２ｆは各パンクチャリングパターンのそれぞれの有効度（“１”）を生成するパンクチャリングパターン有効度生成部，２ｇ−１〜ｎは比較部２ｅからの不一致のビット数をパンクチャリングパターンの有効ビットである場合にカウントするカウンタ，２ｈは判定部，２ｉはチェック部である。
【００１２】
送信側装置１において，再生バッファ部１ａからの再送データ（再送時）または入力データ（最初の送信時）が符号化部１ｂで符号化されて，パンクチャリング部１ｅへ入力するとパンクチャリングパターン制御部１ｄの制御によりパンクチャリングパターン保持部１ｃの中から選択されたパターンに従ってパンクチャリング部１ｅにおいて符号化データに対してパンクチャリングを行い，その出力は送信部１ｆを介して無線信号として送信される。受信側装置２では受信部２ａで復調し，前回までに受信したデータがバッファ２ｃに蓄積されたデータと合成部２ｂにおいて合成され，合成されたデータは比較部２ｅの一方の入力側に入力すると共に復号部２ｄに供給されて復号され，復号により訂正が行われて復号されたデータは比較部２ｅの他方の入力側へ入力され，２つのデータが比較される。比較部２ｅでは，１ビットずつに復号前と復号後（訂正後）のデータを比較し，一致，不一致を表す出力を複数個のカウンタ２ｇへ入力する。各カウンタ２ｇ−１〜ｎはそれぞれパンクチャリングパターン有効度生成部２ｆからの各パターン（ｎ個）別に設けられ，それぞれに対応するパンクチャリングパターンの有効ビット（“１”とする）に対応する比較部２ｅからの不一致のビット出力をカウントする。
【００１３】
すなわち，パンクチャリングパターンが有効を表す“１”の時に比較部２ｅから不一致を表す出力（“１”とし，一致出力が“０”とする）が発生すると対応するカウンタがカウントアップする。一つのデータブロックの受信が終了すると，各カウンタ２ｇ−１〜ｎのカウント値の中から最も大きなカウント値を持つカウンタを判定部２ｈで判定し，判定したカウンタ（２ｇ−１〜ｎの中の一つ）の番号を，次の再送において使用すべきパンクチャリングパターンの番号として送信部２ｊから送信側装置１に送られる。すなわち，訂正数（不一致）が多いパンクチャリングパターンは，信頼性が低いと推定できるため，より訂正数が多いパンクチャリングパターンを指定して再送要求を行うことにより，再送回数が減る可能性が高くなる。送信側装置１では受信部１ｇから再送で使用すべきパターン番号の指示がパンクチャリングパターン制御部１ｄに供給されると，パンクチャリング部１ｅに対してパンクチャリングパターン保持部１ｃから指示された番号のパターンを用いたパンクチャリングを行うよう制御する。
【００１４】
なお，受信側装置２では復号部２ｄにおいて復号されたデータについてチェック部２ｉでチェックを行って，誤りが検出されて，送信側にＮＡＣＫ（誤り検出のを応答）の応答をすることにより再送が要求され，パターン番号が有効となる。
【００１５】
また，上記の説明では，カウンタ２ｇ−１〜２ｇ−ｎのカウント動作は，対応するパンクチャリングパターン有効度生成部２ｆからのビットパターンが“１”の場合に不一致であると＋１のカウントを行っているが，パンクチャリングパターンのビット位置に重みを付与して，重要なビット位置については「＋２」，「＋５」という設定をすることで，その位置での不一致を検出すると，対応するカウンタを「＋２」，「＋５」のカウントアップをさせるようにすることができる。
【００１６】
図２は本発明の原理による動作例であり，パンクチャリングパターンとして２つのパターンを使用した例である。図２のａはパターン１で「１０１１００」，ｂはパターン２で「０１００１１」とする。ｃ１とｃ２は送信側から最初に送られてきた受信データであり，ｃ１は訂正前（復号前）のデータを表し，ｃ２は訂正後（復号後）のデータを表す。ｃ１とｃ２を上記図１の比較部２ｅで比較を行うと，ビット列の後部の２ビットが不一致となるが，その後部の２ビットの位置に対応するパターン１のビットは「００」であるためカウントの対象とならず，パターン１に対応するカウンタ（図１の２ｇ−１）のカウント値は「０」であるが，パターン２のビットは「１１」であるため，その２ビットはカウントの対象となりパターン２に対応するカウンタ（図１の２ｇ−２）のカウント値は「２」になる。この場合，受信側から送信側に対して「パターン２」を選択してパンクチャリングするよう指示する。この指示により再送されてきたデータの訂正前と訂正後のデータがｄ１，ｄ２である。このデータについてもパターン１を用いた比較を行うパターン１についてはカウンタが「０」で，パターン２についてはカウンタが「１」となる。このため，再び受信側から送信側に対して「パターン２」を選択してパンクチャリングするよう指示する。これに応じて送信側から「パターン２」によるパンクチャリングを行ったデータが送られてくると，図２のｅ１，ｅ２に示す訂正前と訂正後のデータが得られる。この場合，パターン１とパターン２の何れについても不一致が検出されない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，訂正数により最も有効と推測したパンクチャリングパターンを指定して再送させることにより，再送回数を減らすことができ，無線リソースを効率的に利用でき，実効スループットの向上を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図３は実施例の構成を示す図である。図中，１は送信側装置，１０は再送バッファ部，１１はデータ選択部，１２は符号化部，１３はパンクチャリングパターンテーブル，１４はパンクチャリング部，１５はパンクチャリングパターン制御部，１６は変調部，１７は復調部である。２は受信側装置，２０は復調部，２１は合成部，２２はバッファ部，２３は復号部，２４はＣＲＣチェック部，２５は比較部，２６はパンクチャリングパターン有効度テーブル（図１の２ｆに対応する），２７−１〜２７−４はカウント部１〜カウント部４，２８はパンクチャリングパターン選択部である。なお，この実施例では，パンクチャリングパターンが４個あるものとする。
【００１９】
図４に送信側装置のパンクチャリングパターン選択のフローチャートの例である。最初に，新規送信であるか判別し（図４のＳ１），新規の場合はパンクチャリングパターン１を使用して終了する（同Ｓ２）。新規送信でない場合は，次に再送であって且つ１回目であるか判別し（同Ｓ３），再送１回目である場合は，パンクチャリングパターン２を使用する（同Ｓ４）。再送１回目でなく，２回目以上である場合は，受信側から指示されたパンクチャリングパターンを使用する（図４のＳ５）。
【００２０】
図３の構成における全体の動作を説明すると，送信側装置１において最初にデータを送信する場合は，入力データがデータ選択部１１に入力すると共に再送バッファ部１０にも設定され，データ選択部１１で入力データが選択され，入力データは符号化部１２で従来技術により誤り訂正可能な方式で符号化（冗長化）され，パンクチャリング部１４へ入力される。パンクチャリング部１４では入力データに対してパンクチャリングパターン制御部１５の制御により上記図４のフローにより新規送信の場合はパンクチャリングパターン１が選択され，再送１回目はパンクチャリングパターン２が選択され，２回目以上の再送時には受信側装置２から指定されたパターンをパンクチャリングパターン制御部１５が選択する。
【００２１】
パンクチャリング部１４では選択されたパンクチャリングパターンによりパンクチャリングが行われて，その出力データは変調部１６で変調されてアンテナから送信され，受信側装置２のアンテナから復調部２０に入力する。復調されたデータは合成部２１においてバッファ部２２（最初は入っていない）の内容と合成され，合成された結果は復号部２３と比較部２５へ供給される。復号部２３で復号（誤り訂正を含む）されたデータは比較部２５へ供給され，比較部２５で比較して，比較結果である一致，不一致を表すビットパターンがカウント部１〜カウント部４に並列に供給され，ここでパンクチャリングパターン有効度テーブル２６からの４つのパターン有効度（“１”の位置）を表す信号とが一致すると，一致する毎にカウントアップ（＋１）する。一連のビット列の受信が終了するとカウント部１〜カウント部４のカウント値がパンクチャリングパターン選択部２８に供給されて，カウント値が最も大きいカウント部を識別して，その番号（パンクチャリングパターンの番号を表す）を出力する。一方，復号部２３で復号されたデータについてＣＲＣチェック部２４でチェックを行い，誤りが検出されるとＮＡＣＫ（再送要求）の応答を発生し，パンクチャリングパターン選択部２８から発生するパターン番号と共に変調部２９を通って受信側装置２から送信側装置１へ送信される。なお，受信側装置２は，再送要求の回数をカウント（図示省略されたレジスタ等によりカウント値を保持）して，１回目の再送要求の時はカウント部２７で不一致数をカウントしないように制御しても良いが，全ての再送信号についてカウント部２７で不一致数をカウントし，最大のカウント値を持つカウント部２７の番号を送信側装置１に送信してもよい。送信側装置１はこの実施例では，１回目の再送の場合はパンクチャリングパターン２を選択（図４参照）するが，１回目の再送から選択するように変更することもできる。
【００２２】
送信側装置１ではその応答を受信すると，復調部１７で復調され，ＮＡＣＫの信号はデータ選択部１１へ供給され，再送バッファ部１０に格納されたデータを選択し，符号化部１２で最初の送信と同様の符号化が行われ，符号化データはパンクチャリング部１４へ供給される。一方，受信側装置２から指定されたパンクチャリングパターン番号がパンクチャリングパターン制御部１５へ供給されると，パンクチャリング部１４を制御して，指定されたパターンをパンクチャリングパターンテーブル１３から選択してパンクチャリングするよう動作させる。
【００２３】
図５はパンクチャリングパターンの例を示す。図５にはパンクチャリングパターンとして４つのパターンを使用する場合であり，各パターンは組織（システマチック）ビット，冗長ビット１，冗長ビット２とで構成される。パンクチャリングパターン１は，組織ビットを優先して全ビットが“１”で，パンクチャリングパターン２は冗長ビットを優先し，組織ビットは全ビットが“０”である。パンクチャリングパターン３は符号ブロックの前半優先であり，組織ビットの前半だけ“１”であり，パンクチャリングパターン４は符号ブロックの後半優先であり，組織ビットの後半だけ“１”である。
【００２４】
受信側装置２のカウンタ２７−１〜２７−４におけるカウントを行う場合，パンクチャリングパターン有効度テーブル２６からのパターンの有効度の点数を加算させることができる。例えば，パンクチャリングパターンに組織ビットが含まれていれば＋５点，該当ビットに関係のある冗長ビットに含まれている数だけ＋１といったように重み付けするようにすることができる。
【００２５】
また，パンクチャリングパターンとして上記図５のように４つのパターンを使用した場合，最初のパンクチャリングパターン１では組織ビット優先で送信し，再送１回目は未送信の冗長ビットを優先してパンクチャリングパターン２を送信すると，再送２回目以降は，全てのビットを送信済のため，受信側からのパンクチャリングパターン指示に従って送信するようにする。この場合は受信側のカウント部１，カウント部２を削除して，パンクチャリングパターン指示は，パターン３，４の何れかだけにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の原理構成を示す図である。
【図２】本発明の原理による動作例を示す図である。
【図３】実施例の構成を示す図である。
【図４】送信側装置のパンクチャリングパターン選択のフローチャートの例を示す図である。
【図５】パンクチャリングパターンの例を示す図である。
【図６】Ｃｈａｓｅ法とＩＲ法の概念説明図である。
【図７】ＩＲ法による送信側と受信側の構成を示す図である。
【図８】提案された技術の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１        送信側装置
１ａ      再生バッファ部
１ｂ      符号化部
１ｃ      パンクチャリングパターン保持部
１ｄ      パンクチャリングパターン制御部
１ｅ      パンクチャリング部
１ｆ      送信部
１ｇ      受信部
２        受信側装置
２ａ      受信部
２ｂ      合成部
２ｃ      バッファ
２ｄ      復号部
２ｅ      比較部
２ｆ      パンクチャリングパターン有効度生成部
２ｇ−１〜ｎ  カウンタ
２ｈ      判定部
２ｉ      チェック部
２ｊ      送信部
【図１】
2008227811.tif 000003
【図２】
2008227811.tif 000004
【図３】
2008227811.tif 000005
【図４】
2008227811.tif 000006
【図５】
2008227811.tif 000007
【図６】
2008227811.tif 000008
【図７】
2008227811.tif 000009
【図８】
2008227811.tif 000010