(57)【要約】【課題】  フレームの最後に誤り検出用の符号を付加し、受信側において正しくフレームを受信できたか否かのチェックを行い、誤りが存在する場合には受信側から送信側に対して再送要求を行ってきたが、このときフレームの最後に誤り検出用の符号を付加するために、フレーム内に誤りが存在することを検出することはできるが、誤りが発生した箇所はわからない。そのため、再送時には再度同じフレームを送信する必要がある。特にデータサイズが大きな場合には、すべてのデータを再送すると効率が悪くなるという問題がある。【解決手段】  ＭＩＭＯの伝送ストリーム毎に送信データを分割したサブフレームを構成し、これに誤り検出符号を付加することで、再送時に誤りが発生した場合にサブフレーム分のデータを再送し、スループットを向上させることを目的とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線機はＭＩＭＯを用いてデータを送信し、第2の無線機は該データを受信する無線データ伝送システムにおいて、第１の無線機は、送信データの全部または一部を複数のサブフレームに分割し、該サブフレームのそれぞれに誤り検出符号を付加し、該サブフレームのそれぞれを固有モード伝送のストリームを用いて送信し、送信データを受信した第２の無線機から通知される該データの誤りのあるサブフレームを再送し、第２の無線機は、前記第１の無線機から送信されたそれぞれのサブフレームの誤りを検出し，誤りが発生したサブフレームを前記第１の無線機に通知することを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＩＭＯ無線データ伝送システムであって、前記第１の無線機から前記第２の無線機への伝送として固有モード伝送を用い、前記第１の無線機は、前記第２の無線機との間のチャネル情報に基づいて、固有モード伝送のストリームのそれぞれに対する変調方式と符号化率を決定し、送信データの全部または一部を前記変調方式と符号化率に基づいて複数のサブフレームに分割することを備えることを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＭＩＭＯ無線データ伝送システムであって、
前記第１の無線機の、送信データの全部または一部を変調方式と符号化率に基づいて複数のサブフレームに分割する方法は、変調、符号化後のシンボル時間が等しくなるようにサブフレームに分割することを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の無線データ伝送システムであって、前記第１の無線機は、前記第２の無線機から通知された誤りの発生したサブフレームのデータを、さらにサブストリームに分割して送信する手段を備えることを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送システム。
【請求項５】
ＭＩＭＯを用いてデータを送信する無線データ伝送装置であって、送信データをＭＩＭＯの伝送ストリーム数と等しい数のサブフレームに分割するパーサと、該サブフレーム毎に誤り検出符号を付加するＦＣＳ付加部と、該サブフレームをそれぞれＭＩＭＯの伝送ストリームにより送信するためのＭＩＭＯ処理を行うＭＩＭＯ処理部とを備えることを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＭＩＭＯ無線データ伝送装置であって、誤り検出符号を付加したサブフレーム毎に、誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部を備えることを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送装置。
【請求項７】
請求項５記載のＭＩＭＯ無線データ伝送装置であって、上記パーサは、前記第２の無線機との間のチャネル情報に基づいて、固有モード伝送のストリームのそれぞれに対する変調方式と符号化率を決定する手段と、送信データの全部または一部を前記変調方式と符号化率に基づいて複数のサブフレームに分割することを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送装置。
【請求項８】
請求項５記載のＭＩＭＯ無線データ伝送装置であって、上記パーサは、変調、符号化後のシンボル時間が等しくなるようにサブフレームに分割することを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送装置。
【請求項９】
請求項５記載のＭＩＭＯ無線データ伝送装置であって、上記パーサは、上記受信データを受信した無線局から前記サブフレームのいずれかの再送要求を受信した場合に、該再送要求のあるサブフレームのデータを、再送のためにさらにサブストリームに分割することを特徴とするＭＩＭＯ無線データ伝送装置。
【請求項１０】
ＭＩＭＯを用いて送信されたデータを受信する無線データ受信装置であって、
受信データをＭＩＭＯの伝送ストリームごとに分割されたサブフレームするＭＩＭＯ受信処理部と、
該サブフレーム単位で受信データの誤り検出を行うＦＣＳ検査部とを備え、
いずれかの前記サブフレームについて受信誤りを検出した場合に、該サブフレームの再送を前記受信データの送信元のＭＩＭＯ無線データ伝送装置に要求することを特徴とするＭＩＭＯ無線データ受信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＭＩＭＯ無線データ受信装置であって、前記ＦＣＳ検査部の前段に誤り訂正処理を行う誤り訂正符号化部を備えることを特徴とするＭＩＭＯ無線データ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信側と受信側のそれぞれにおいて少なくとも２つ以上のアンテナを用いてデータ伝送を行う無線装置とその無線装置からなるＭＩＭＯ無線伝送システムに係り、特に映像データやファイル転送などデータサイズが大きな場合の無線伝送において、高スループットが要求される利用環境に適した無線送受信機の構成とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＭＩＭＯ無線通信システムとして、複数のアンテナを用いて伝送容量を増加させる技術が開示されている（非特許文献１参照）。また、ＭＩＭＯ伝送の一つに送受信間のチャネル情報（ＣＳＩ：Channel State Information）を特異値展開して得られた固有値を基にしてデータを伝送する固有モード伝送という方法が開示されている（非特許文献２参照）。また、ＣＳＩを基にしてＭＩＭＯ−ＯＦＤＭにおける変調方式を決定する方法が開示されている（非特許文献３参照）。図２に、従来のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ無線機の構成を示す。ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ無線機はＭＡＣ部１１、ベースバンド部２１、ＲＦ部３０、アンテナ４０とから構成される。
【０００３】
ＭＡＣ部は送信バッファ１０１、Frame Check Sequence (ＦＣＳ)付加部１０３、ＦＣＳチェック部１０６、受信バッファ１０８、ＣＳＩ用メモリ１０５、ＭＡＣ制御部１０４ｂとから構成され、アクセス制御を行う。送信時には、送信バッファ内のデータにＦＣＳを付加してベースバンド部２１に出力する。受信時にはベースバンド部２１から出力されるデータの誤り検出を行い、この結果をＭＡＣ制御部１０４ｂに通知する。
【０００４】
ベースバンド部２１は、エンコーダ部２０１と、パンクチャ部２０２、ＭＩＭＯのストリーム数にデータを分割するパーサ２１６、インタリーブ器２０３、変調部２０４、送信ＭＩＭＯ処理部２０５、逆ＦＦＴ部２０６、ガードインターバル付加部２０７、並列／直列変換部２０８、直列変換部２０９、ガードインターバル削除部２１０、ＦＦＴ部２１１、受信ＭＩＭＯ処理部２１２、復調部２１３、デインタリーバ部２１４、並列／直列変換部２１６、誤り訂正部２１５とから構成される。
【０００５】
送信時には、ＭＡＣ部１１から入力されたデータを符号化（２０２，２０３）、インタリーブ（２０４）、送信ＭＩＭＯ処理部２０５でのＭＩＭＯ処理、ＯＦＤＭ変調（２０６〜２０８）後、ＲＦ部３０に出力する。受信時には、ＲＦ部３０から入力される受信信号を復調し、ＭＡＣ部１１に出力する。ブロック２０６から２０８はＯＦＤＭ変調するための機能、ブロック２０９から２１１はＯＦＤＭ信号を復調するための機能である。
【０００６】
固有モード伝送時には、データ送信前に送信側から受信側へのＣＳＩをあらかじめ受信側から取得しておき、そのＣＳＩを特異値分解して得られる送信ベクトルに基づいて送信ＭＩＭＯ処理部２０５でＭＩＭＯ処理を行う。
【０００７】
ＲＦ部３０では送信時にベースバンド部２１から入力された信号を高周波信号にアップコンバートし、アンテナ４０に出力する。受信時はアンテナ４０から入力された受信信号をダウンコンバートし、ベースバンド部２１に出力する。アンテナ４０は、ＲＦ部３０から入力された信号の空間への放射と、受信信号のＲＦ部３０への出力を行う。
【０００８】
上記の構成のようにＭＩＭＯ伝送して複数のストリームの同時伝送を行うことが可能となる。再送方式としてセグメントに分割して各セグメントに誤り検出符号を付加して送信し、受信側で各セグメントに付加された誤り検出符号をチェックすることで、セグメント毎に誤りの有無をチェックすることができ、このセグメントを単位とする再送を行う方法について開示されている（特許文献１参照）。
【０００９】
【非特許文献１】G. J. Foschini, “Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment When Using Multi-Element Antennas,” Bell Laboratories Technical Journal, Vol.1, No.2, pp.41-59, Autumn, 1996
【非特許文献２】J. B. Andersen, “Array gain and capacity for known random channels with multiple element arrays at both ends,” IEEE Journal on Selected Areas Communications, Vol.18, No,11, pp.2127-2178, Nov. 2000
【非特許文献３】Pengfei Xia, Shengli Zhou, and Georgios B. Giannakis, “Adaptive MIMO-OFDM Based on Partial Channel State Information,” IEEE Transactions On Signal Processing, Vol.52, No.1, January 2004
【特許文献１】特表２００２−５３８７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、フレームの最後に誤り検出用の符号を付加し、受信側において正しくフレームを受信できたか否かのチェックを行い、誤りが存在する場合には受信側から送信側に対して再送要求を行ってきた。このときフレームの最後に誤り検出用の符号FCSを付加するために、フレーム内に誤りが存在することを検出することはできるが、誤りが発生した箇所はわからないため、再送時には再度同じフレームの全体を送信する必要がある。特にデータサイズが大きな場合には、すべてのデータを再送すると効率が悪くなるという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信路の変動や受信機の雑音、他の干渉により受信データに誤りが発生した場合に行う再送を効率良く行うためのＭＩＭＯ無線伝送システム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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のＭＩＭＯデータ伝送システムは、ＭＩＭＯを用いてデータを送信する第１の無線機とデータを受信する第２の無線機から構成され、第１の無線機は、送信データの全部または一部を複数のサブフレームに分割する手段と、そのサブフレームのそれぞれに誤り検出符号を付加する手段と、送信データを受信した第２の無線機から通知される誤りのあるサブフレームを再送する手段とを備え、第２の無線機は、前記第１の無線機から送信されたそれぞれのサブフレームの誤りを検出する手段と，誤りが発生したサブフレームを特定する識別子を前記第１の無線機に通知する手段とを備える。
【００１３】
上記課題を解決する他の手段は、ＭＩＭＯを用いてデータを送信する無線データ伝送装置において、送信データをＭＩＭＯの伝送ストリーム数と等しい数に分割し、該分割された送信データ毎に誤り検出符号を付加し、ＭＩＭＯの伝送ストリームとして送信する手段を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、データを送信し、再送が発生した場合に、すべての送信したデータをすべて再送していた従来と比較して、誤りが発生した部分を含む送信データの一部のみを再送するため、再送データが少なくなる。このため、データの送信にかかる時間を短縮することが可能となる。
【００１５】
さらに、ＭＩＭＯ伝送では送信データをストリーム数にデータを分割して送信するため、再送時にストリーム毎に分割されたデータのそれぞれに誤り検出符号を付加することで、再度再送が発生した場合には再々送のデータ量をさらに減らすことが可能となり、データ伝送の効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
さらにＭＩＭＯ伝送方式として固有モード伝送を用いる場合、ストリーム数にデータを分割して送信する場合に、送信側と受信側の間の通信路の状態によって、各ストリームの変調方式と符号化方式は異なるためそれぞれのデータ長が異なる。この場合、固有値が小さいストリームに割り当てられるデータは他のストリームと比較してデータ量が少なくなる。また、固有値の小さい伝送路は他の伝送路と比較して時間変動量が大きく不安定という特徴があり、送信側が想定した伝送状態と異なる確率が高く、誤りが発生しやすい。しかしながら、本発明の効果として、ストリーム毎に誤り検出を行うため、最も不安定な伝送路に対する再送は、再送データが少なくなるため、再送の効率を向上させることができる。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【００１８】
実施の形態１について説明する。図３はＭＩＭＯデータ伝送システム１の全体構成を示している。本システム１は１台のアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）２と複数のユーザ端末（ＵＴ：Ｕｓｅｒ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）３から構成される。ＡＰ２とＵＴ３はそれぞれ複数のアンテナを備え、ＡＰ２とＵＴ３の間でＭＩＭＯ伝送を行う。ＡＰ２は有線ネットワーク４と接続され、このネットワーク４を解してインターネット５に接続される。
【００１９】
図４にＡＰ２のブロック構成を示す。ＡＰ２はメディアアクセス制御部（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）１０ａ、ベースバンド部２０、高周波部（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）３０、アンテナ４０、イーサネット（登録商標）物理層／ＭＡＣ層インタフェース５０ａ、バス６０、メモリ７０、制御部８０ａとから構成される。ＭＡＣ部１０ａは、データのやりとりを制御する部分である。ＡＰ２のＭＡＣ部１０ａはアクセス制御を行い、複数のＵＴ３とのデータの授受を時分割で行う。データの送受信手順に関しての詳細は後述する。
【００２０】
ベースバンド部２０は、ＭＡＣ部１０ａからの制御により、送信するデータの符号化、変調、ＭＩＭＯ処理等を行い、送信ベースバンド信号をＲＦ部３０に出力する機能と、ＲＦ部３０から入力される受信ベースバンド信号のＭＩＭＯ処理、復調、誤り訂正処理を行い、受信データとしてＭＡＣ部１０ａに出力する機能とを持つ。ＲＦ部３０は、ベースバンド部２０から入力された送信ベースバンド信号をキャリア周波数までアップコンバートしてアンテナ４０に出力する機能と、アンテナ４０で受信した高周波信号をダウンコンバートし、受信ベースバンド信号としてベースバンド部２０に出力する機能とを持つ。アンテナ４０は、ＲＦ３０から入力される高周波信号を空間に放射する機能と、空間を伝搬してきた信号を受信し、ＲＦ部３０に出力する機能とを持つ。イーサネット（登録商標）物理層／ＭＡＣ層インタフェース５０ａは、有線ネットワークとＡＰ２を接続するためのインタフェースである。ＵＴ３が有線ネットワーク４を経由した他の装置にデータを伝送する場合や、他の装置が有線ネットワーク４を経由してＵＴ３にデータを送信する場合、メモリ７０に一旦データを格納した上で制御部８０ａの指示により、ＭＡＣ１０ａやイーサネット（登録商標）物理層／ＭＡＣ層インタフェース５０ａにバス６０を介して出力する。
【００２１】
図５にＵＴ３のブロック構成を示す。ＵＴ３はＭＡＣ部１０ｂ、ベースバンド部２０、ＲＦ部３０、アンテナ４０、インタフェース５０ｂ、バス６０、メモリ７０、制御部８０ｂとを有し、インタフェース５０ｂを介して外部装置のコンピュータ９０などと接続される。ここでベースバンド部２０、ＲＦ部３０、アンテナ４０、バス６０、メモリ７０はＡＰ２と同様の機能を持つ。ＭＡＣ部１０ｂはＡＰ２からの制御フレームに従い、データの授受を行う。受信データはメモリ７０に格納され制御部８０ｂの制御によりＩ／Ｆ５０ｂを介してコンピュータ９０に出力される。
【００２２】
APおよびUTのMAC部、BB部の構成の詳細については図１を用いて説明する。最初に送信時の動作を説明する。従来技術では送信バッファ１０１に誤り検出符号を付加して、ＭＡＣ部１１からベースバンド部２１に出力していたが、ここでは送信バッファ１０１のデータは、パーサ１０２に入力され、ここでＣＳＩ１０５に基づいてＭＡＣ制御部１０４ａ伝送ストリームのそれぞれの変調方式と符号化率を伝送効率が最適となるよう決定する。これに基づき各ストリームに伝送するデータ量が決定され、これに従ってパーサ１０２は送信データを分割し、ＦＣＳ部１０３に出力する。ベースバンド部２０ではＦＣＳ部からの出力に対応して符号化部２０１が存在する。データの伝送速度が高速になると、受信側での誤り訂正部２１５の処理が間に合わなくなるため、誤り訂正部２１５の数に対応して送信側の符号化部２０１を複数備える。
【００２３】
受信時にはデインタリーブ２１４の出力をそれぞれに誤り訂正部２１５に入力し、複数の誤り訂正部２１５を同時に動作させる。誤り訂正部２１５の出力はＦＣＳ部１０６に入力され、それぞれについて誤り検出が行われる。
【００２４】
これにより、ＭＩＭＯのストリームごとに分割されて送られてきたサブフレームの誤り検出が可能となり、誤りを検出したＦＣＳ部１０６はＭＡＣ制御部１０４ａに、どのサブフレームに誤りが発生したかを通知する。これにより、ＭＡＣ制御部１０４ａは誤りが発生したサブフレームを送信側に通知することができる。送信側では、受信側から通知された誤りが発生したサブフレームに相当するデータのみを再送することで、送信データのすべてを再送することなく、データを再送することができ、スループットを向上させることができる。
【００２５】
ここで本実施例におけるＭＡＣ１０とベースバンド部２０の動作の詳細について示す。図６に固有モード伝送時の送信データの処理手順を示す。本実施例のシステムの緒元を以下に示す。ＡＰ３とＵＴ３共に送受信アンテナ４０を４本ずつ備えるものとする。変調方式は表１に示すように１シンボルで１ビットを表すＢＰＳＫから１シンボルで６ビットを表す６４ＱＡＭを備えるものとする。また、誤り訂正符号として畳み込み符号を用いるものとして、符号化率は表２に示す４通りを備えるものとする。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
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【００２８】
そのため、変調方式と符号化の組み合わせによって、同じシンボル時間で伝送されるデータ量は異なる。
【００２９】
アンテナ数、すなわち固有モード数が４なので、送信バッファ１０１に格納された送信データ３００は、パーサ１０２で４分割（３０１−１、３０１−２、３０１−３、３０１−４）する。この時、固有モード伝送を用いるとか各サブフレーム毎に変調方式と符号化率が異なる場合があるため、各サブストリームの送信時間が等しくなるように分割する。例えば、サブストリーム３０１−１は変調方式に６４ＱＡＭ、符号化率３／４、３０１−２は変調方式に１６ＱＡＭ、符号化率３／４、サブストリーム３０１−３は変調方式にＱＰＳＫ,符号化率１／２、サブストリーム３０１−４は変調方式にＢＰＳＫ,符号化率１／２とすると、各サブストリームにそれぞれ、９：６：２：１の比率になるよう送信データを分割する。６４ＱＡＭ、符号化率３／４に９ビット入力した場合、符号化により９ビットが１２ビットになり、これを６４ＱＡＭ変調することで２シンボルの信号となる。他も同様にそれぞれ、６ビット、２ビット、１ビット入力すると２シンボルの信号となり、各サブフレームの送信時間が等しくなる。さらにパーサ部で分割されたデータ３０１の先頭にサブフレームヘッダを付加する。サブフレームヘッダには、各サブフレーム長と送信データの先頭からのデータ開始点のオフセット値が含まれる。また、データ３０１の最後にFCS部１０３で各データ３０１の誤り検出用のＦＣＳを付加する。これをサブフレーム（３０２−１、３０２−２、３０２−３、３０２−４）と定義する。ＭＩＭＯ処理後、無線で送信する場合には送信フレーム全体の情報を表すヘッダを付加して送信される（３０３−１、３０３−２、３０３−３、３０３−４）。
【００３０】
図７に固有モード伝送時の受信データの処理手順を示す。受信した信号はMIMO受信処理部２１２による受信ＭＩＭＯ処理により、それぞれのサブフレーム（３０４−１、３０４−２、３０４−３、３０４−４）に分けられる。それぞれのサブフレームに誤りの有無をFCS部１０６でチェックし、誤りのないサブフレームのデータはサブフレームヘッダとＦＣＳを取り除かれ、マージ部１０７で元のデータとして合成され、受信バッファ１０８に格納される。ここではすべてのサブフレームが誤りなく受信できた場合を示している。
【００３１】
図８にサブフレームの一つにデータ誤りが存在する場合の処理手順を示す。図７と同様に４つのサブフレームの受信時に、FCS部１０６でサブフレーム３０４−２に誤りが検出されたため、受信バッファ１０８のサブフレーム内のデータ３０５−２に相当する部分は空白となる。サブフレームヘッダには各サブフレーム長と送信データの先頭からのデータ開始点のオフセット値が含まれるため、マージ部１０７において送信データを分割した途中のサブフレームが損失した場合においてサブフレームを元のデータとして合成する場合に、他のサブフレームが送信データのどの位置のデータであるかを知ることができる。また同時にMAC制御部１０４ａに誤りが発生したサブフレームの元のデータのどの部分のサブフレームに誤りが発生したのかを知ることができる。
【００３２】
図９にサブフレームの一つにデータ誤りが存在する場合の再送処理手順を示す。図８で示したようにサブフレーム３０５−２が誤ったため、送信バッファ１０１内のサブフレーム３０５−２に相当するデータを再送する。パーサ１０２は、ＭＡＣ制御部１０４ａが通知する送信データ内の誤りが発生した位置を示す情報に基づき再送データを送信バッファ１０１から取得し、同じくＭＡＣ制御部１０４ａが通知する送信に各サブストリームの変調方式と符号化率の情報に基づき、再送データを４つ（３０１ａ−１、３０１ａ−２、３０１ａ−３、３０１ａ−４）に分解する。その後、図７、図８を用いて説明した動作と同様の処理を行うことで、送信データを誤りなく、伝送することができる。
【００３３】
本システムではポーリングによるアクセス制御を行う。ＡＰ２は複数のＵＴ３に対して送信データの有無を順番に問い合わせ、ＵＴ３に送信データが存在する場合には、ＵＴ３はそのデータを送信する。ＡＰ２はＵＴ３からの送信データの受信後、または送信データなしの通知を受信後、ＡＰ２からＵＴ３に送信データがある場合はそのデータをＵＴ３に対して送信する。表３に本実施例に用いるフレームの種類を示す。
【００３４】
【表３】
2008060877.tif 000005
【００３５】
フレームの種類は、「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」、「Ｎｏ  Ｄａｔａ」、「Ｄａｔａ」、「ＡＣＫ」、「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」の５種類がある。「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレームはＡＰ２がＵＴ３に対して送信するフレームであり、ＡＰ２がＵＴ３に対して送信データの有無を問い合わせる意味を持つ。ＵＴ３は送信データが存在する場合には後述する「Ｄａｔａ」フレームを用いてデータを送信する。また、ＵＴ３内に送信データがない場合は、ＵＴ３は後述する「Ｎｏ  Ｄａｔａ」フレームを送信する。上記「Ｄａｔａ」及び「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレーム以外の制御フレームは、本発明によるサブフレームに分割して送信しなくても良い。これは一般に、「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」、「Ｎｏ  Ｄａｔａ」、「ＡＣＫ」といった制御フレームは送信するデータ量が非常に少なく、サブストリーム化することによるオーバヘッドが増加するからである。
【００３６】
「Ｄａｔａ」フレームはＡＰ２とＵＴ３がそれぞれデータを送信する場合に用いるフレームである。ＵＴ３は、ＡＰ２からの「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレームの受信により、「Ｄａｔａ」フレームを用いてデータを送信する。ＡＰ２は、ＵＴ３に対して任意のタイミングで送信データを送信することができる。
【００３７】
「ＡＣＫ」フレームは「Ｄａｔａ」フレームの受信後に、受信したデータの誤りの有無と、誤りがある場合にはあやまったサブフレームの番号を通知するために用いる。送信側は「ＡＣＫ」フレームを受信し、誤りなしの場合はデータの送信を完了し、誤りがある場合は通知されたサブフレームのデータを再送する。
【００３８】
「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレームはＡＰ２からＵＴ３に対して送信するフレームであり、ＡＰ２がＵＴ３からデータを受信して、受信したデータに誤りがない場合でかつＡＰ２がＵＴ３に対して送信データを持つ場合に、ＡＣＫとデータの送信を同時に行う時に用いる。
【００３９】
上記のフレームを用いて、ＡＰ２と複数のＵＴ３との間の通信の手順を図１０を用いて示す。ここでは説明を簡単にするため、ＡＰ２に対してＵＴ３が２台（ＵＴ３ａとＵＴ３ｂ）が存在するものとする。ＡＰ２はＵＴ３ａとＵＴ３ｂのそれぞれに対して送信するデータを持っており、ＵＴ３ａは送信データを持っておらず、ＵＴ３ｂは送信データを持っている場合を例に示す。また、ＵＴ３ａはＡＰ２からのデータ受信時に１回フレーム誤りが発生した場合の動作を示す。
【００４０】
ＡＰ２はＵＴ３ａに対して、「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレーム４００ａを送信する。ＵＴ３ａは送信データがないため、「Ｎｏ  Ｄａｔａ」フレーム４０１ａを送信する。ＡＰ２はＵＴ３ａに対する送信データを持つため、受信した「Ｎｏ  Ｄａｔａ」フレーム内のＣＳＩを元に固有モード伝送方式を用いて、「Ｄａｔａ」フレーム４０２ａ−１を送信する。ＵＴ３ａは受信した「Ｄａｔａ」フレーム４０２ａ−１内に誤りがあるため、誤りが発生したサブフレームの番号を「ＡＣＫ」フレーム４０３ａ−１を用いて指定する。「ＡＣＫ」フレーム４０３ａ−１を受信したＡＰ２は、送信データから該当する送信の一部を「Ｄａｔａ」フレーム４０２ａ−２として再送する。「Ｄａｔａ」フレーム４０２ａ−２を誤りなく受け取ったＵＴ３ａは、誤りなく受信できた旨を「ＡＣＫ」フレーム４０３ａ−２で通知する。以上でＡＰ２はＵＴ３ａに対する制御を終了し、次のＵＴ３であるＵＴ３ｂに対する制御を開始する。ＵＴ３ａと同様に、ＡＰ２はＵＴ３ｂに対して「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレーム４００ｂを送信する。「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレーム４００ｂを受信したＵＴ３ｂは、送信データを持っているため、ＡＰ２に対して、「Ｄａｔａ」フレーム４０２ｂを用いて、データを送信する。「Ｄａｔａ」フレーム４０２ｂを誤りなく受信したＡＰ２は、誤りがない旨をＵＴ３ｂに通知する。ここではＡＰ２がＵＴ３ｂに対する送信データを持つため、「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレーム４０４ｂ−１を用いて、ＡＣＫの通知と共に、ＡＰ２からＵＴ３ｂに対するデータの送信も同時に行う。データを誤りなく受信したＵＴ３ｂは、「ＡＣＫ」フレーム４０３ｂ−１を用いて、誤りなく受信できた旨を送信側であるＡＰ２に送信する。以下、ＡＰ２の制御によって、ＡＰ２とＵＴ３の間のデータ通信が行われる。以上ＡＰ２とＵＴ３との間の通信手順について示した。
【００４１】
以下にＡＰ２とＵＴ３のそれぞれの動作を図１１と図１２のフローチャートを用いて説明する。
ＡＰ２はポーリングによって複数のＵＴ３との通信を順番に行う。
【００４２】
それぞれのＵＴ３に対するＡＰ２の動作を図１１に示す。最初に通信を行うＵＴ３に対して「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｎｓｔ」フレーム４００を送信する（５０１）。ＵＴ３からは「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレーム４００に対して応答が返ってくる（５０２）。ここで応答してきたフレームのタイプを識別する（５０３）。「Ｄａｔａ」フレームの受信、「Ｎｏ  Ｄａｔａ」フレームの受信、何も受信しない、の３通りが考えられる。
【００４３】
「Ｄａｔａ」フレームを受信した場合の動作を示す (５０４）。「Ｄａｔａ」フレームの受信時にＣＳＩを取得する（５０５）。また、受信フレーム内の各サブフレームの誤り検出を行い、誤りの有無を確認する（５０６）。誤りがあった場合は、誤ったサブフレーム番号を「ＡＣＫ」フレームを用いてＵＴ３に通知する。ＵＴ３からは再度データが送信されるので、これを受信し（５０４）、誤りが所定の回数以内でなくなるまで、ＡＰ２は誤ったサブフレームの番号をＵＴ３に通知する（５０７）。データを誤りなく受信できた場合は、ＵＴ３に送信データがある場合は「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレームを（５１１）、送信データがない場合は「ＡＣＫ」フレームを用いて誤りなくデータを受信した旨をＵＴ３に通知する（５０９）。「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレームを用いた場合は同時にデータも送信しているため、ＵＴ３からのＡＣＫ受信のシーケンスに入る。詳細は後述する。
【００４４】
次に、ステート５０３で「Ｎｏ  Ｄａｔａ」フレームを受信した場合の動作を説明する。ＵＴ３からのデータは存在しないため、ここではＣＳＩのみを取得する（５１２）。その後、ＡＰ２からＵＴ３への送信データの有無を確認し（５１４）、送信データがない場合は次のＵＴ３の処理に遷移する（５１０）。送信データがある場合は、取得したＣＳＩに基づき固有モード伝送でデータを送信する（５１４）。データを送信した後は、ＵＴ３からのＡＣＫ受信シーケンスに遷移する。ここで、「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレームを送信した後も同じように本シーケンスに遷移する。データ送信後、ＵＴ３からの「ＡＣＫ」フレームの受信を行う（５１５）。このとき、受信する「ＡＣＫ」フレームからＣＳＩを取得する（５１６）。受信した「ＡＣＫ」フレームに誤りがあった旨の通知があれば（５１７）、誤りがあったサブフレーム番号を取得し（５１８）、そのデータを取得したＣＳＩに基づき固有モード伝送でデータを送信する（５１９）。所定の回数以内であれば、ＵＴ３から誤りなく受信できた旨の通知が来るまで上記の再送処理を行う。ＵＴ３から誤りなく受信できた旨の通知が来た場合は次のＵＴ３の処理に遷移する（５１０）。
【００４５】
ステート５０３で何も受信しなかった場合は、次のＵＴ３の処理に遷移する（５１０）。
【００４６】
次にＵＴ３の動作を図１２に示す。
【００４７】
ＵＴ３はＡＰ２から「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレームを受信した場合に、データを送信することができる。ＡＰ２からＵＴ３へのデータ送信は任意のタイミングで行うことができる。ここでは、ＡＰ２がＵＴ３に対して送信データの有無を問い合わせ、送信データがある場合には、まずＵＴ３からデータを送信させ、その後、ＡＰ２からＵＴ３にデータを送信するという手順でアクセス制御することとする。
【００４８】
ＵＴ３は常に受信状態で待機しており、ＡＰ２から自局宛の「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレームか、「Ｄａｔａ」フレームを持ち続ける（６０１）。
【００４９】
「Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ」フレームを受信した場合、まずＣＳＩを取得し（６０２）、送信データの有無を確認する（６０３）。送信データがある場合は、取得したＣＳＩに基づいて固有モード伝送でＡＰ２にデータを送信する（６０４）。ステート６０５〜６０９は再送制御を行うステートで、前述したステート５１５〜５１９と同様の動作を行う。最終的に誤りなく伝送できたことを通知するＡＣＫをすることになる。この時、ＡＣＫの送信側であるＡＰ２がＵＴ３に対する送信データを持つ場合、「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレームを送信する。そのため、ＵＴ３は「ＡＣＫ」フレームの受信か、「ＡＣＫ＋Ｄａｔａ」フレームの受信かを判定する必要がある（６１２）。データを含む場合、ステート６１３に遷移してステート６１３〜６１６の再送制御を行う。ステート６１３〜６１６はそれぞれ、前述したステート５０４、５０６、５０７、５０８、５０９と同様の動作を行い、最終的に誤りなくデータを受信して、「ＡＣＫ」フレームをＡＰ２に送信する（６１６）。データの送信完了後は再び、ステート６０１に遷移して自局宛のフレームの受信を待つ。
【００５０】
ステート６０３において、送信データがない場合にはＡＰ２に対して「Ｎｏ  Ｄａｔａ」フレームを送信し、ＡＰ２から送信される「Ｄａｔａ」フレームの受信を行う。「Ｄａｔａ」フレームがない場合は、ＡＰ２とＵＴ３ともに送信するデータがないため、再び、ステート６０１に遷移して自局宛のフレームの受信を待つ。
【００５１】
以上に示した構成と機能を持つことで、送信側では、受信側から通知された誤りが発生したサブフレームに相当するデータのみを再送することで、送信データのすべてを再送することなく、データを再送することができ、スループットを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、送受信のそれぞれにおいて複数のアンテナを用いて無線通信を行うシステムの送受信機に用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる無線機の構成を示した図
【図２】従来の無線機の構成を示した図
【図３】本発明にかかるＭＩＭＯデータ伝送システムを示した図
【図４】アクセスポイントの構成を示した図
【図５】ユーザ端末の構成を示した図
【図６】送信データの処理手順を示した図
【図７】受信データの処理手順を示した図
【図８】サブフレームの一つにデータ誤りが存在する場合の処理手順を示した図
【図９】サブフレームの一つにデータ誤りが存在する場合の再送処理手順を示した図
【図１０】アクセスポイントと複数のユーザ端末間の通信手順を示した図
【図１１】アクセスポイントの処理手順を示した図
【図１２】ユーザ端末の処理手順を示した図
【符号の説明】
【００５４】
１・・・・ＭＩＭＯデータ伝送システム、２・・・・アクセスポイント（ＡＰ）、３・・・・ユーザ端末（ＵＴ）、４・・・・有線ネットワーク、５・・・・インターネット、１０、１１・・・・ＭＡＣ部、２０、２１・・・・ベースバンド部、３０・・・・ＲＦ部、４０・・・・アンテナ部、５０・・・・インタフェース、６０・・・・バス、７０・・・・メモリ、８０・・・・制御部、９０・・・・コンピュータ、
１０１・・・・送信バッファ、１０２・・・・パーサ、１０３・・・・ＦＣＳ付加部、１０４・・・・ＭＡＣ制御、１０５・・・・ＣＳＩ格納部、１０６・・・・ＦＣＳ検査部、１０７・・・・マージ部、１０８・・・・受信バッファ、
２０１・・・・誤り訂正符号化部、２０２・・・・パンクチャード部、２０３・・・・インターブ部、２０４・・・・変調部、２０５・・・・ＭＩＭＯ送信処理部、２０６・・・・逆ＦＦ部、２０７・・・・ガードインターバル付加部、２０８・・・・並直列変換部、２０９・・・・直並列変換部、２１０・・・・ガードインターバル除去部、２１１・・・・ＦＦＴ部、２１２・・・・ＭＩＭＯ受信処理部、２１３・・・・復調部、２１４・・・・デインタリーブ部、２１５・・・・誤り訂正復号部、２１６・・・・並直列変換部、
３００・・・・送信データ、３０１・・・・分割された送信データ、３０２〜３０４・・・・サブフレーム、３０５・・・・分割された受信データ、３１０・・・・受信データ、
４００・・・・Ｄａｔａ  Ｒｅｑｕｅｓｔ  フレーム、４０１・・・・Ｎｏ  Ｄａｔａ  フレーム、４０２・・・・Ｄａｔａ  フレーム、４０３・・・・ＡＣＫ  フレーム、４０４・・・・ＡＣＫ＋Ｄａｔａ  フレーム、
５００〜５１９・・・・アクセスポイントのステート、
６００〜６１６・・・・ユーザ端末のステート。
【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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