(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再送機能を備えた送信装置から送られてくるデータの受信処理、該データに対する誤り検出復号処理、誤り検出結果の前記送信装置への送信処理を行なう受信装置において、
データに対し繰り返し復号処理を行なう復号処理部、
前記復号処理部において前記復号処理が繰り返された回数と設定回数との比較に基づいて、前回の復号結果データ又は復号処理を行っていない前記送信装置からの受信データを選択的に前記復号処理部に入力するデータ選択部、
前記復号処理部による復号結果に対して誤り検出を行なう誤り検出部、
前記設定回数における誤り検出結果を前記送信装置に送信する送信部、
前記誤り検出結果における誤り発生率が規定の第１の閾値より高い場合は、データの送信間隔を延長するよう前記送信装置に要求し、誤り発生率が第２の閾値より低い場合は、データの送信間隔を短縮するよう前記送信装置に要求し、誤り発生率が第２閾値以上、第１閾値以下の場合は、データの送信間隔を維持するよう前記送信装置に要求するデータ送信間隔変更要求部、
データ送信間隔の延長を要求する場合には、前記繰り返し復号処理の設定回数を増加し、データ送信間隔の短縮を要求をする場合には前記繰り返し復号処理の設定回数を減少する復号処理回数設定部、
再送回数を監視する再送回数監視部、
を備え、
前記データ送信間隔変更要求部は、データの送信間隔を延長する場合、再送回数が最大再送回数に近づくにつれて、延長するデータ送信間隔の割合を大きくする、
ことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送信装置、受信装置およびそれらの送受信方法に係わり、特に、受信装置から送られてくる正常／異常の受信結果データに基づいて新規データを送信し、あるいは送信済みデータを再送する再送機能を備えた送信装置およびデータ送信間隔変更要求機能を備えた受信装置およびそれらの送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
・従来の技術
パケット伝送では、通信の高信頼化を図るため、誤り検出符号を用い、受信側で誤りが検出された場合に送信側に再送してもらう自動再送要求（Automatic Repeat Request：ARQ）方式が採用されている(たとえば特許文献1参照)。
図２０は、基本的なARQ方式であるストップ・ウェイトＡＲＱ（Stop-and-Wait ARQ）方式の処理手順説明図である。簡単のため、送信局、受信局での演算処理をそれぞれ送信処理、受信処理、復号処理の３つ処理に分類する。それぞれの機能は以下の通りである。
送信処理：データ変調、誤り訂正符号化等
受信処理：同期補足等
復号処理：データ復調、誤り訂正復号、誤り検出等【０００３】
まず、送信局は、送信データ単位である1フレームのデータ（データ1と呼ぶ）を受信局に送信し、受信局は、受信処理、復号処理を行う。次に、受信局は、誤り検出結果に基づき、データ1の受信結果であるACKまたはNACK信号を制御チャネルにより送信局に送信し、送信局は、制御チャネルの受信処理、復号処理を行う。送信局では、NACK信号を受信した場合、データ1を受信局に再送し、ACK信号を受信した場合、新規データであるデータ2を送信する。
ここで、データ1の初回の送信から、データ1の再送、またはデータ2の初回の送信に要した時間が、RTT（Round Trip Time）、つまり再送間隔である。Stop-and-Wait ARQ方式では、新規または再送データをRTT間隔で送信するため、伝送効率は低い。【０００４】
図２１は、Stop-and-Wait ARQの改良版であるN チャンネル Stop-and-Wait ARQの処理手順説明図である。送信局では、再送バッファを複数フレーム分用意することにより、あるフレームのデータ受信結果（ACK/NACK信号）の報告を待たずに、次のフレームのデータを送信できるため、伝送効率は比較的高い。受信局において、このように連続的に送信されるデータを処理するには、受信・復号・送信の3つの処理がパイプライン処理となり、各演算処理は1フレーム以内に終了する必要がある。
尚、特許文献1に開示されている技術は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を用いて伝送特性を改善することを目的とするＡＲＱ方式である。このＡＲＱ方式において、受信側は、復調パケットの信頼度情報を求めると共に、誤り検出を行ない、誤り検出結果とパケット信頼度情報を用いて３段階以上で示されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を作成して送信側に返送する。送信側は、ＡＣＫかＮＡＣＫかの判定を行ない、判定結果に基づいて新規パケットの送信あるいは再送制御する。
【特許文献１】特開２００２−９７４１号公報
【０００５】
・発明が解決しようとする問題点
次世代、次々世代の移動通信システムでは、超高速のデータ伝送を実現し、周波数利用効率を極限まで高めるための技術、例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）多重伝送、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Code)符号等が適用される。したがって、受信局では、MIMO信号分離、多
段階復号、繰り返し復号等、高度で複雑な信号処理を行うため、復号処理の演算量は膨大である。
このような移動通信システムに前述の再送制御アルゴリズムを適用しようとすると次の２点が要求される。
第１に要求される点は、復号処理の演算量が膨大であるにも関わらず、受信局は送信局から連続的に送られるデータに対する各演算処理を1フレーム以内に終了する必要があることである。そのためには、復号処理を並列に行う方法が考えられる。また、複数ステージの処理や繰り返し復号のように、並列化が困難な演算処理については、パイプラインの段数を増やし、RTTを長くして対応する方法が考えられる。図２２は復号処理を２段のパイプライン処理で行なう場合の処理手順説明図である。図２２では、２ステージの復号処理を2段のパイプラインで処理することにより、受信局での各演算処理が1フレーム以内に終了する。このため、送信局から連続的に送られるデータを処理することができる。
第2に要求される点は、データを送信してからＡＣＫ信号を受信するまでの時間（伝送遅延）が短いことである。動画のようなリアルタイム性の高いメディアを伝送する場合は当然であるが、リアルタイム性の低いメディアを伝送する場合も、伝送速度が高速なため、送信局の再送バッファの容量を現実的な大きさに抑えるには、伝送遅延が短いことが望ましい。
ここで、復号処理のステージ数と伝送遅延の関係について考察する。ステージ数を増やすとRTTが長くなるため、送信したデータがNACKと判定された場合には伝送遅延が増大する。従って、一見、復号処理のステージ数が増えると伝送遅延が増大するかのようにみえる。しかしながら、実際は、復号処理のステージ数を増やすと特性が大幅に向上するため、NACKと判定される確率が減少する。例えば、ターボ符号では復号の繰り返し回数が増加するほど誤り発生が減少する。従って、RTTは長くなるが、再送回数が減少するため、トータル的な伝送遅延は短くなると考えられる。【０００６】
図２３は上記第１、第２の要求を満たす従来の受信局の構成図であり、復号処理を３ステージで行なう例である。受信処理回路１は、同期捕捉等の受信処理を行う。復号処理回路２は、ステージ１〜３の３段階の復号処理により誤り訂正復号等の復号処理を行う。この復号処理回路２は、所要の受信特性を実現し、かつ各演算処理が1フレーム以内に終了するよう、並列化、パイプライン化されている。誤り検出回路３は、復号処理回路２の出力信号に対して、誤り検出を行い、誤りが検出された場合はNACK信号、誤りが検出されなかった場合はACK信号を出力する。送信処理回路４は、ACK信号またはNACK信号を制御チャネルにマッピングし、データ変調等を行い、送信局へ送信する。以上の図２３の構成により、連続的に送信されるデータを処理でき、伝送遅延が短くて済む。
しかしながら、パイプラインの段数、並列度、復号処理のステージ数に応じて受信局、たとえば、携帯移動端末の回路規模が増大し、消費電力の増大、コスト高となる問題が発生する。
以上から、本発明の目的は、上記の問題を鑑みて、受信局の回路規模を増大させずに、しかも、復号処理の段数を増やし、更には伝送遅延の短い再送制御を実現することである。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の受信局は、データの復号処理を繰り返し行なう復号処理部、復号結果に対して誤り検出を行なう誤り検出部、設定回数の復号結果に対する誤り検出結果を送信局に送信する送信部、受信特性に基づいて送信局にデータ送信間隔の変更を要求する送信間隔変更要求部、送信局からの受信データと前回の復号結果データを選択的に復号処理部に入力するデータ選択部を備えている。
本発明の再送機能を備えた送信局は、受信局から送られてくるデータの送信間隔変更要求を受信する受信部、該送信間隔変更要求に基づいて送信間隔を決定し、該決定した送信間隔で新規送信データあるいは送信済みデータを再送する送信間隔制御部を備えている。
受信局において、前記データ選択部は、送信局から新たなデータを受信していない場合には、前回の復号結果データを復号処理部に入力し、新たなデータを受信している場合には、該新たな受信データを復号処理部に入力する。あるいは、前記データ選択部は実行した繰り返し復号処理の回数が設定回数以下の場合には前回の復号結果データを復号処理部に入力し、該設定回数の復号処理が終了している場合には前記受信データを復号処理部に入力する。
前記データ送信間隔変更要求部は、誤り発生率が規定の第1の閾値より高い場合は、データの送信間隔を延長するよう送信局に要求し、誤り発生率が第2の閾値より低い場合は、データの送信間隔を短縮するよう送信局に要求し、誤り発生率が第2閾値以上、第1閾値以下の場合は、データの送信間隔を維持するよう送信局に要求する。この場合、データ送信間隔変更要求部は、データの送信間隔を延長する場合、再送回数が最大再送回数に近づくにつれて、延長するデータ送信間隔の割合を大きくする。
前記誤り検出部は復号結果に対して誤り検出を行ない、前記送信部は、復号回数が前記所定回数に達する前に誤りがなくなれば、誤り検出結果を送信局に直ちに送信し、前記データ選択部は送信局からの受信データを復号処理部に入力する。
送信局において、前記送信間隔制御部は、送信間隔変更要求に基づいてデータの送信間隔を延長する場合、再送回数が最大再送回数に近づくにつれて、延長するデータ送信間隔の割合が大きくなるようにする。
送信局は、更に、複数の受信局に対して送信タイミングを決定するスケジューラを備え、前記送信間隔制御部は、基本的には前記スケジューラから指示された送信タイミングでデータの送信を行い、各受信局からの送信間隔変更要求に基づく送信タイミングよりも、該スケジューラで指示された送信タイミングの方が早い場合には、各受信局からの送信間隔変更要求に基づく送信タイミングでデータの送信を行なう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施例の受信局の構成図である。
【図２】第1のデータ選択制御処理フローである。
【図３】第２のデータ選択制御処理フローである。
【図４】データ送信間隔変更要求信号の作成処理フローである。
【図５】第１実施例の送信局の構成図である。
【図６】第１実施例のパケット伝送方式の処理手順である。
【図７】第２実施例の受信局の構成図である。
【図８】繰り返し制御部における送信間隔変更要求信号の作成処理フローである。
【図９】第３実施例の受信局の構成図である。
【図１０】第３実施例の繰り返し制御部における送信間隔変更要求信号の作成処理フローである。
【図１１】第３実施例の送信局における送信間隔変更処理フローである。
【図１２】K個の受信局へデータを送信する送信局の構成例である。
【図１３】第４実施例の各受信局へのデータ送信タイミング制御処理フローである。
【図１４】変形例の送信局の構成例である。
【図１５】変形例の処理フローである。
【図１６】第５実施例の受信局の構成図である。
【図１７】第５実施例の第１のデータ選択制御処理フローである。
【図１８】第５実施例の第２のデータ選択制御処理フローである。
【図１９】第5実施例のデータ伝送処理手順説明図である。
【図２０】基本的なARQ方式であるストップ・ウェイトＡＲＱ（Stop-and-Wait ARQ）方式の処理手順説明図である。
【図２１】Stop-and-Wait ARQの改良版であるN チャンネル Stop-and-Wait ARQの処理手順説明図である。
【図２２】復号処理を２段のパイプライン処理で行なう場合の処理手順説明図である。
【図２３】従来の受信局の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（Ａ）第１実施例
（ａ）受信局
図１は第１実施例の受信局の構成図であり、制御データは制御チャネルで、データはデータチャネルで送信局から多重して送られてくるものとする。受信処理回路１１は、送信局から送られてくる受信信号に対して同期捕捉等の受信処理を行い、受信データを内蔵のバッファに保存する。制御チャネル復号回路１２は、制御チャネルを復号することにより、データチャネルがデータを含んでいるかどうかを判定する。なお、かかる制御チャネル、データチャネルの仕組みは例えばW-CDMAにおけるHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)等において採用されており、周知である。
復号処理回路１３は、繰り返し制御部１４の制御で、誤り訂正復号処理、例えばターボ符号の復号処理を設定回数行い、その都度復号結果をバッファ１５に保存する。選択回路１６は、繰り返し制御部１４の指示に従って、受信処理回路１１に保持されている新規受信データ、あるいは、バッファ１５に保存されている前回の復号結果を選択し、復号処理回路１３に入力する。誤り検出回路２０は、設定回数の繰り返し復号処理後に復号処理回路１３から出力する復号結果に対して、誤り検出を行う。【００１０】
復号回数カウント部１７は復号処理回路１３による復号処理回数をカウントし、復号回数設定部１８は実行すべき復号回数を設定すると共に、後述する送信間隔変更要求に基づいて該設定回数を変更する。一致検出回路１９は、復号処理回路１３による復号処理の繰り返し回数が設定回数と一致したかチェックし、一致すれば一致信号を出力する。この一致信号により、バッファ１５、復号回数カウント部１７の内容はクリアされる。また、一致信号により、誤り検出部２０は設定回数の繰り返し復号結果に対して誤り検出処理を行ない、誤りが無ければＡＣＫ信号を出力し、誤りがあればＮＡＣＫ信号を出力する。復号結果出力回路２１はＡＣＫ信号により復号処理回路１３から出力される復号結果を送出すると共に、再送回数が設定されている最大再送回数になっている場合には、ＡＣＫ，ＮＡＣＫ
に関係なく復号結果を出力する。再送回数監視部２２は、ＮＡＣＫ信号を計数して再送回数を監視し、ＡＣＫ信号によりクリアされる。送信回路２３は誤り検出部２０から出力するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を制御チャネルで送信局に向けて送信すると共に、繰り返し制御部１４から出力する後述する送信間隔変更要求信号を制御チャネルで送信局に向けて送信する。
繰り返し制御部１４は、2つの機能を備えている。第1は、データチャネルにおけるデータの有無に基づき、選択回路１６の切り替えを制御する機能である。すなわち、繰り返し制御部１４は、繰り返し復号を継続するか、新しい受信データを復号するかを選択回路１６に指示する。【００１１】
図２は第1のデータ選択制御処理フローであり、繰り返し制御部１４は制御チャネルの復号結果を参照し(ステップ１０１)、該制御チャネルの復号結果に基づいてデータチャネルにおけるデータの有無を判断し(ステップ１０２)、新しい受信データが存在しなければ、バッファ１５に保存されている前回の復号結果を復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ１０３)。これにより、選択回路１６は、バッファ１５に記憶されている前回の復号結果を復号処理回路１３に入力する。一方、新しい受信データが存在すれば、繰り返し制御部１４は、該新しい受信データを復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ１０４)。これにより、選択回路１６は、受信回路１１に保存されている新しい受信データを復号処理回路１３に入力する。【００１２】
図３は繰り返し制御部14による第２のデータ選択制御処理フローである。繰り返し制御部１４は復号回数カウント部１７のカウント値(復号回数)を参照し(ステップ１５１)、復号回数が設定回数になったか判断し(ステップ１５２)、設定回数より小さければ、バッファ１５に保存されている前回の復号結果を繰返し復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ１５３)。これにより、選択回路１６は、バッファ１５に記憶されている前回の復号結果を復号処理回路１３に入力する。一方、復号回数が設定回数に等しければ、繰り返し制御部１４は、新規受信データを復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ１５４)。これにより、選択回路１６は、受信回路１１に保存されている新規受信データを復号処理回路１３に入力する。
繰り返し制御部１４は図２または図3のいずれかの方法によりデータ選択制御を行なうことができる。
繰り返し制御部１４の第2の機能は、誤り検出結果ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を用いて送信間隔変更要求信号を生成することである。受信特性が劣悪になって、誤り発生率が第1の閾値を超えた場合に受信特性を向上するには、復号処理のステージ数を増すのが有効である。しかし、図1の受信局は復号処理に関しては１つの復号処理回路を繰り返し利用する構成であるため、単純にステージ数を増加すると、連続して送信されるデータを処理しきれなくなる。そこで、繰り返し制御部１４は図４の処理フローに従って送信局にデータ送信間隔を延長するように送信間隔変更を要求する。データ送信間隔が長くなると、復号処理回路１３はその間に今までより多くの回数、繰り返し復号処理を行なうことが可能となり誤り発生率を低減できる。【００１３】
図４は、送信間隔変更要求信号の作成処理フローである。繰り返し制御部１４は、誤り検出結果ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を用いて所定期間における誤り検出確率(誤り発生率)を計算し(ステップ２０１)、誤り発生率と規定の第1の閾値を比較する(ステップ２０２)。誤り発生率が規定の第1の閾値より高い場合は、受信特性が劣悪であると判断し、データの送信間隔をaフレーム分延長するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ２０３)。一方、誤り発生率が規定の第1の閾値より低い場合には、誤り発生率と規定の第２の閾値を比較し(ステップ２０４)、誤り発生率が第2の閾値より低い場合は、受信特性が過剰に良好であると判断し、データの送信間隔をｂフレーム分短縮するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ２０５)。また、誤り発生率が第2閾値以上で、第1
閾値以下の場合は、データ送信間隔の維持を要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ２０６)。送信処理回路２３は、該送信間隔変更要求信号と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号と、受信局識別信号を制御チャネルにマッピングし、データ変調等を行い、送信局へ送信する。
送信間隔変更要求信号が送信局に送出されると、復号回数設定部１８は、(1)データ送信間隔をaフレーム分延長する要求をした場合には設定回数をａ増加し、(2) データ送信間隔をｂフレーム分短縮する要求をした場合には設定回数をｂ減少して設定回数を更新する。【００１４】
（ｂ）送信局
図５は第１実施例の送信局の構成図である。受信処理回路３１は、受信信号に対して同期捕捉等の処理を行う。制御チャネル復号回路３２は、制御チャネルを復号することにより、受信局から送られたACKまたはNACK信号、送信間隔変更要求信号、受信局識別信号を復元する。選択回路３３は、制御チャネル復号回路からACK信号が入力された場合、送信バッファ３４に蓄積された新規データ(新規パケット)を出力し、NACK信号が入力された場合、再送バッファ３５に蓄積された再送データ(再送パケット)を出力する。送信間隔制御部３６は、制御チャネル復号回路３２から入力する送信間隔変更要求信号にもとづいた送信間隔でデータ(パケット)を送出する。すなわち、送信間隔決定部３６ａは、送信間隔変更要求が＋aの場合は、送信間隔ＴＳをＴＳ＝ＴＳ＋ａにより増大し、送信間隔変更要求が0の場合は送信間隔ＴＳを変更せず、送信間隔変更要求が−bの場合は送信間隔ＴＳをＴＳ＝ＴＳ−ｂに短縮する。スイッチ３６ｂは，前回にデータを送信した時刻から、送信間隔分の時間ＴＳが経過していた場合に限り、バッファ３６ｃに蓄積されているデータを送信し、スイッチ３６ｄは、その次のデータを選択回路３３から取り出し、バッファ３６ｃに蓄積する。
以上により、送信間隔制御部３６は送信間隔変更要求が＋aの場合は送信間隔を今までよりもaフレーム余計に空け、送信間隔変更要求が0の場合は、送信間隔を現状のまま維持する。また、送信間隔変更要求が−bの場合は、送信間隔を今までよりもbフレーム短縮する。
送信処理回路３７は、データ(パケット)に対してデータ変調等を行い、受信局へデータを送信する。再送回数カウント部３８はデータの再送回数をカウントし、比較部３９は再送回数と設定されている最大再送回数を比較し、再送バッファ制御部４０は再送回数が最大再送回数より小さければ再送データを再送バッファ３５に書込み、再送回数が最大再送回数と等しければ再送バッファ３５に再送データを書込まずにクリアする。すなわち、再送バッファ３５は過去に送信したデータを蓄積するが、再送回数が規定の最大再送回数に達した場合、対応する蓄積データを破棄する。また、再送バッファ３５は、ＡＣＫ信号の受信により蓄積データを破棄し、再送回数カウント部３８はＡＣＫ信号によりカウント値をリセットする。送信バッファ３４は、新規データの蓄積を行い、一度送信されたデータは破棄する。【００１５】
図６は第１実施例のパケット伝送方式の処理手順を示す。送信局から送信されたデータに対し、受信局では、受信処理、復号処理を行う。最初、図２１に示すように復号処理のステージ数を1として送受信する。受信局は、受信特性が劣悪であると判断し、送信間隔を1フレーム空けるよう、送信局へ送信間隔変更要求信号を送信する。送信局は、受信局からの要求に従い、送信間隔を図６に示すように1フレーム空けてデータを送信する。この場合、受信局では、受信処理回路１１からデータ1が出力され、次にデータ2が出力されるまでの期間（2フレーム）で、1ステージ分の復号処理回路１３を2回繰り返し利用することにより、2ステージ分の復号処理を行うことができる。その結果、送信間隔が0フレームで、復号処理が1ステージである従来のパケット伝送方式と比較して、受信特性が向上し、最終的に伝送遅延が短くなる。なお、ａフレーム空けた場合にはａ回復号処理を繰返すことができる。
以上より、第1実施例では、受信局の復号処理回路を繰り返し利用することにより、復
号処理のステージ数を増加することができる。すなわち、回路規模を増大させることなく、ステージ数を増減でき受信特性が向上し、最終的に伝送遅延が短くなる。また、送信局は、復号処理のステージ数に応じてデータの送信間隔を制御するため、受信局は、送信局から送信されるデータを全て処理することができる。なお、当該受信局にとって送信間隔が長くなると伝送効率は低下するが、送信局は当該受信局に対する送信間隔において、別の受信局にデータを送信することができ、このようにすれば、通信システム全体でみると伝送効率を低下しないようにできる。また、第１実施例では、誤り検出結果に基づいて受信状態を検出し、該受信状態に基づいて送信間隔を変更するため、受信状態に応じた適切なデータ送信間隔で、かつ、誤りの少ないデータ転送が可能になる。【００１６】
（Ｂ）第２実施例
図７は第２実施例の受信局の構成図である。第1実施例では誤り発生率に基づいてデータ送信間隔変更要求信号を作成したが、第２実施例では信号電力対干渉電力比ＳＩＲに基づいてデータ送信間隔変更要求信号を作成する。すなわち、第１実施例では、繰り返し復号結果に対する誤り検出結果を用いて、受信特性の優劣を判断しているが、受信特性は通信路状態と密接に関わるため、第2実施例ではＳＩＲ（信号電力対干渉電力比）を用いて受信特性の優劣を判断する。
なお、図７の第２実施例において、図１の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点はチャネル推定回路２５が、既知のパイロット信号を用いて通信路状態(チャネル)を推定して繰り返し制御部１４に入力する点、繰り返し制御部１４がチャネル推定値を用いてＳＩＲを推定し、ＳＩＲに基づいてデータ送信間隔変更要求信号を作成する点である。【００１７】
図８は繰り返し制御部１４における送信間隔変更要求信号の作成処理フローである。
繰り返し制御部１４は、チャネル推定値からＳＩＲを推定する(ステップ３０１)。ＳＩＲ推定方法の一例としては、複素信号であるチャネル推定値の電力から信号電力Sを求め、チャネル推定値の分散から干渉電力Iを求め、最後にSをIで除算することにより、求められる。
ついで、ＳＩＲと規定の第1の閾値を比較する(ステップ３０２)。ＳＩＲが規定の第1の閾値より低い場合は、受信特性が劣悪であると判断し、データの送信間隔をaフレーム分延長するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ３０３)。一方、ＳＩＲが規定の第1の閾値より高い場合には、ＳＩＲと規定の第２の閾値を比較し(ステップ３０４)、ＳＩＲが第2の閾値より高い場合は、受信特性が過剰に良好であると判断し、データの送信間隔をｂフレーム分短縮するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ３０５)。また、ＳＩＲが第１閾値以上で、第２閾値以下の場合は、データの送信間隔を維持するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ３０６)。送信処理回路２３は、該送信間隔変更要求信号と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号と、受信局識別信号を制御チャネルにマッピングし、データ変調等を行い、送信局へ送信する。
第２実施例によれば、ＳＩＲに基づいて受信状態を検出し、該受信状態に基づいて送信間隔を変更するため、受信状態に応じた適切なデータ送信間隔で、かつ、誤りの少ないデータ転送が可能になる。
以上第１、第２実施例では、ＳＩＲ、誤り発生率に基づいて受信状態を検出したが別の検出方法により受信状態を検出することも可能である。【００１８】
（Ｃ）第３実施例
図９は第３実施例の受信局の構成図であり、図１の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は繰り返し制御部１４に再送回数を入力している点、繰り返し制御部１４において再送回数を考慮して送信間隔変更要求信号を作成する点である。
第１、第２実施例において、受信局は受信特性に基づく送信間隔変更要求信号を送信局に送り、送信局は、送信間隔変更要求信号に基づいて、データの送信間隔を決定している
。この工夫により、受信特性が改善されるため、全体的に再送回数は減少する。しかしながら、場合によっては、再送を多数繰り返してもNACKと判定されることがあり、再送回数が規定の最大再送回数を越えると、最終的にデータ誤りが残留する。この問題を防ぐためには、受信局は再送回数に基づいて送信間隔変更要求信号を作成する。すなわち、繰り返し制御部１４は、以下の(1)〜(3)のように送信間隔を決定する。
(1) (再送回数) ＜ (最大再送回数)−1 であれば
送信間隔増加分をａフレームにする。
(2) (再送回数) ＝ (最大再送回数)−1 であれば、
送信間隔増加分を（ａ＋１）フレームにする。
(3) (再送回数) ＝ (最大再送回数)であれば
送信間隔増加分を（ａ＋２）フレームにする。
このようにすれば、最大再送回数に近づくほど受信特性が向上するため、データ誤りが残留することを抑制することができる。【００１９】
図10は第３実施例の繰り返し制御部１４における送信間隔変更要求信号の作成処理フローである。繰り返し制御部１４は、誤り検出結果であるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を用いてある時間における誤り検出確率(誤り発生率)を計算し(ステップ４０１)、誤り発生率と規定の第1の閾値を比較する(ステップ４０２)。誤り発生率が規定の第1の閾値より高い場合は、受信特性が劣悪であると判断し、再送回数と最大再送回数を比較する(ステップ４０３)。
比較の結果、(再送回数) ＜ (最大再送回数)−1 であれば、送信間隔増加分をａフレームとして送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ４０４)。また、(再送回数) ＝ (最大再送回数)−1 であれば、送信間隔増加分を（ａ＋１）フレームとして送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ４０５)。また、(再送回数) ＝ (最大再送回数)であれば 送信間隔増加分を（ａ＋２）フレームとして送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ４０６)。
一方、ステップ４０２において、誤り発生率が規定の第1の閾値より低い場合には、誤り発生率と規定の第２の閾値を比較し(ステップ４０７)、誤り発生率が第2の閾値より低い場合は、受信特性が過剰に良好であると判断し、データの送信間隔をｂフレーム分短縮するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ４０８)。また、誤り発生率が第2閾値以上で、第1閾値以下の場合は、データの送信間隔を維持するよう要求する送信間隔変更要求信号を作成する(ステップ４０９)。送信処理回路２３は、該送信間隔変更要求信号と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号と、受信局識別信号を制御チャネルにマッピングし、データ変調等を行い、送信局へ送信する。【００２０】
以上では、受信局で再送回数を考慮して送信間隔変更要求信号を作成した例であるが、かかる送信間隔変更制御を送信局で行なうこともできる。すなわち、送信局の送信間隔決定部３６ａ(図５参照)は、送信間隔変更要求信号と、送信するデータの再送回数の両方を考慮して、送信間隔を決定する。図１１は第３実施例の送信間隔変更処理フローである。
送信間隔決定部３６ａは、送信間隔変更要求信号を受信したか監視し(ステップ５０１)、受信すれば、送信間隔変更要求が＋aであるかチェックし(ステップ５０２)、＋ａであれば、再送回数と設定されている最大再送回数を比較する(ステップ５０３)。
比較の結果、(再送回数) ＜ (最大再送回数)−1 であれば、送信間隔増加分をａフレームとして送信間隔ＴＳをＴＳ＝ＴＳ＋ａにより増大する(ステップ５０４)。また、(再送回数) ＝ (最大再送回数)−1 であれば、送信間隔ＴＳをＴＳ＝ＴＳ＋ａ＋１により増大する(ステップ５０５)。また、(再送回数) ＝ (最大再送回数)であれば 送信間隔ＴＳをＴＳ＝ＴＳ＋ａ＋２により増大する (ステップ５０６)。
一方、ステップ５０２において、送信間隔変更要求が＋aでなければ、送信間隔変更要求が０であるか−ｂであるかチェックし(ステップ５０７)、送信間隔変更要求が0の場合は送信間隔ＴＳを変更せず(ステップ５０８)、送信間隔変更要求が−bの場合は送信間隔ＴＳ
をＴＳ＝ＴＳ−ｂにより短縮する(ステップ５０９)。
以上第３実施例によれば、再送回数が増えるとデータ送信間隔の増加幅を、再送回数が少ない場合に比べて大きくしたから、復号回数が増加して最終的にデータ誤りが残留するのを防止できる。【００２１】
（Ｄ）第４実施例
第１〜第３実施例では、送信局と受信局が１対１でデータ送受信する場合について説明した。かかる１対１の送受信の伝送効率を考察すると、当該受信局にとって送信間隔が長くなるにつれて、単位時間当たりの送信データ量、つまり伝送効率が低下する。しかしながら、実際は、送信局は当該受信局に対する送信空き時間において、別の受信局にデータを送信するため、通信システム全体にとっての伝送効率は低下しない。
システム全体での伝送効率を最大化することを目的として、複数の受信局へデータ（パケット）を送信する順番を管理することは、一般にパケットスケジューリングと呼ばれており、以下の(1)〜(3)のアルゴリズムがよく知られている。
(1) Round Robin法：一定時間（あるいは一定のデータ量）毎に送信するユーザを切り替える。
(2) Proportional Fairness法：CIR（搬送波電力対干渉電力比）の瞬時変動成分が最大となるユーザに送信する。
(3) Max CIR法：瞬時CIRが最大のユーザに送信する。
第４実施例では、送信局から複数の受信局へ効率よくデータを伝送するために、基本的に上記のアルゴリズムを適用する。【００２２】
図１２は、K個の受信局へデータを送信する送信局の構成例であり、(1)複数の受信局宛データが混在した状態で送信バッファ３６ｃ1〜３６ｃKに入力される点、(2) 受信局毎にデータ送信間隔を決定する送信間隔決定部３６ａ1〜３６ａKを設けた点、(3) 送信間隔制御部３６にデータ送信タイミング制御部３６ｅを設けた点、(4)スケジューラ５０を設けた点、(5)送信バッファ３４1〜３４Kおよび再送バッファ３５1〜３５Kにおいて受信局毎に区別してデータを蓄積する点で第１実施例の送信局(図５参照)と異なる。なお、図１２において、図５の再送回数カウント部３８、比較部３９、再送バッファ制御部４０は省略している。
選択回路３３は受信局識別信号により受信局を識別すると共に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に基づいて該識別した受信局宛の新規データあるいは該受信局宛の送信済みデータを選択してスイッチ３６ｄを介して対応するバッファに格納する。
送信間隔決定部３６ａ1〜３６ａKは、受信局識別信号により受信局を識別し、受信局毎に第１実施例と同様の制御でデータの送信間隔を決定してデータ送信タイミング制御部３６ｅに入力する。また、スケジューラ５０は前記アルゴリズムにしたがって、各受信局へのデータ送信タイミングを決定してデータ送信タイミング制御部３６ｅに入力する。データ送信タイミング制御部３６ｅは、基本的にはスケジューラ５０から指示された送信タイミングで各受信局宛データを送信処理部３７に送出するが、各受信局の送信間隔決定部３６ａ1〜３６ａKからの送信タイミングよりも、スケジューラ５０から指示された送信タイミングの方が早い場合には、送信間隔決定部３６ａ1〜３６ａKからの送信タイミングで各受信局宛データを送信処理部３７に送出する。
スケジューラ５０が、パケットスケジューリングの手順としてRound Robin法を適用する場合について考察する。Round Robin法によれば、送信先の受信局を順番に切り替えて送信することにより、各ユーザに対して、送信時間、あるいは送信データ量を公平にできる。しかしながら、受信局から要求された送信間隔に基づく送信タイミングよりも、スケジューラ５０が指示する送信タイミングの方が早い場合、仮にスケジューラが指示する送信タイミングで送信すると、受信局の希望よりも受信特性が悪くなり、伝送遅延が長くなる問題が生じる。従って、第４実施例では、上記の問題を鑑みて、Round Robin法を改良したパケットスケジューリングアルゴリズムを適用する。【００２３】
図１３は第４実施例の各受信局へのデータ送信タイミング制御処理フローである。基本的にはRound Robin法により各受信局（ユーザ）宛データの送信タイミングＴ１〜ＴＫを決定し、該送信タイミングＴ１〜ＴＫでデータをユーザ１からユーザKへ順番に送信する。ただし、送信間隔決定部３６ａ1で決定した送信間隔ＴＳ1と第1ユーザへの前回データ送信時刻とを加えた時刻をＴとするとき、当該第１ユーザに対する送信時刻Ｔ1が時刻Ｔを経過しているかチェックし(ステップ６０１)、経過していれば当該第１ユーザ宛のデータを送出し（ステップ７０１）、経過していない場合は、当該第１ユーザへの送信を中止し、次の第２ユーザについて同様の処理を繰返す(ステップ６０２〜６０Ｋ，７０２〜７０Ｋ)。
以上では、Round Robin法をベースとしたパケットスケジューリングアルゴリズムを例として挙げているが、その他の既知のアルゴリズムをベースとしても良い。つまり、基本的には、ベースとなるアルゴリズムに従い、送信先の受信局を選択する。ただし、当該受信局に対して前回データを送った時刻から送信間隔分の時間が経過していない場合に限っては、当該受信局への送信を中止し、再度スケジューリングを行えばよい。
第４実施例によれば、スケジューラが指示する送信タイミングで送信すると受信特性が悪くなる場合には、受信局が要求するデータ送信間隔でデータ伝送するようにしたから、受信特性を改善でき伝送遅延が長くなる問題をなくすことができる。【００２４】
・変形例
第4実施例では、送信局が複数の受信局との間で送受信を行う場合に、システム全体での伝送効率を最大化するためにパケットスケジューリングが行われている。しかしながら、受信局数が増すにつれて、1個の受信局に対する送信間隔が長くなる傾向があるため、該受信局に対する伝送効率が低下する問題が生じる。たとえば、第４実施例において第1ユーザの受信処理に注目すると、時刻Ｔでデータを送信すれば第1ユーザは希望した回数の繰り返し復号を実施することができ所要の受信特性を実現できる。しかしながら、実際は、時刻Ｔ１（Ｔ１＞Ｔ）でデータを送信するため、時刻Ｔでデータを送信する場合と比較すると、第1ユーザは（Ｔ１−Ｔ）だけ余計に時間をかけており、より多い回数の繰り返し復号を実施できる。
したがって、かかる場合、変調多値数と符号化率の組み合わせを、規定の設定に対して伝送速度がより高速になるように変更したとしても、所要の受信特性を実現できると考えられる。それゆえ、変形例では、送信局において、第４実施例と同様の方法により各受信局への送信タイミングを決定するが、送信タイミングに応じて、変調多値数、符号化率の組み合わせを切り替える。
図１４は変形例である送信局の構成図で、図１２の第４実施例と同一部分には同一符号を付している。図１５は変形例の処理フローで、図１３の処理フローと同一ステップには同一番号を付している。
送信間隔決定部３６ａ1で決定した送信間隔ＴＳ1と第1ユーザへの前回データ送信時刻とを加えた時刻をＴとするとき、データ送信タイミング制御部３６ｅは、スケジューラ５０から指示された送信時刻Ｔ1が該時刻Ｔを経過しているかチェックする(ステップ６０１)。経過していれば（Ｔ１＞Ｔ）、データ送信タイミング制御部３６ｅは当該第１ユーザ宛のデータを送出するよう制御し（ステップ７０１）、ついで、時間差（Ｔ１−Ｔ）を計算してスケジューラ５０に通知する(ステップ７０１′)。一方、ステップ６０１において、経過していない場合は、当該第１ユーザへのデータ送信を中止し、次の第２ユーザについて同様の処理を繰返す（６０１〜６０K,７０１，７０１′〜７０Ｋ，７０Ｋ′）。
スケジューラ５０はステップ７０１′〜７０Ｋ′において、時間差（Ｔi−Ｔ）を受信すれば、以下の(1)〜(2)にしたがって、第ｉユーザ（受信局）に対する送信パラメータ(変調多値数、符号化率)の組み合わせを切り替える。
(1) 時間差（Ｔi−Ｔ）が規定のしきい値を下回った場合：
変調多値数、符号化率の組み合わせを、規定の設定通りとする。
(2) 時間差（Ｔi−Ｔ）が規定のしきい値を上回った場合：
変調多値数、符号化率の組み合わせを、規定の設定よりも伝送速度が1段階高くなるように変更する。
以上、変形例によれば、各受信局への送信タイミングに応じて、変調多値数、符号化率の組合わせを適切に切り替えるため、受信局数が増すにつれて、1個の受信局に対する伝送効率が低下する問題を緩和することができる。【００２５】
（Ｅ）第５実施例
第１〜第４実施例では、送信局から送信間隔を空けてデータを送信することにより、受信局において、1つの復号処理回路であっても多数のステージの復号処理を実行でき、その分受信特性が向上するため、誤りが検出される確率が低くなる。その結果、再送回数が減少するため、最終的な伝送遅延は短くなる。しかし、多数のステージの処理を常に行う方法では、RTTが増加した分、平均的な伝送遅延は長くなる傾向がある。
移動通信では、さまざまな伝搬状況で通信が行われるため、常に多数のステージの復号処理を行う必要はなく、伝搬状況に応じてステージ数を少なくしてもよい。すなわち、設定回数の復号処理を行なう前に誤りが無くなればその時点でＡＣＫを送信局に返して次の新規データを受信して復号するようにしてもよく、このようにすれば効率の良いパケット送受信が可能になる。【００２６】
図１６は第５実施例の受信局の構成図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第1実施例と異なる点は、(1)誤り検出回路２０が繰り返し復号のステージ毎に誤り検出を行う点、(2)誤りが検出されなかった場合、復号結果出力回路２１は復号処理回路１３の復号結果を出力する点、(3) 復号の繰り返し回数が設定回数に満たなくても復号結果に誤りが無ければＡＣＫ信号を送信局にその時点で送信し、かつ、復号の繰り返し回数が設定回数になれば誤り検出結果ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信局に送信する点である。
ゲート制御部６０は、復号の繰り返し回数が設定回数に満たなくても復号結果に誤りが無ければＡＣＫ信号を送信処理回路２３に入力し、また、復号の繰り返し回数が設定回数になれば誤り検出結果ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信処理回路２３に入力する。これにより、送信処理回路２３は、復号の繰り返し回数が設定回数に満たなくても復号結果に誤りが無ければＡＣＫ信号を送信局にその時点で送信し、さもなければ、復号の繰り返し回数が設定回数になったとき誤り検出結果ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信局に送信する。
繰り返し制御部１４は、第1の役割として、データチャネルにおけるデータの有無と、繰り返し復号の各ステージでの誤り検出結果とに基づき、繰り返し復号を継続するか、新しい受信データを復号するかを決定し、選択回路１６にデータ選択を指示する。具体的には、新しい受信データがなく、かつ誤りが検出された場合には、バッファ１５に保存されている前回の出力信号を再度復号するよう選択回路１６に指示する。それ以外の場合は、新しい受信データを復号するよう選択回路１６に指示する。また、繰り返し制御部１４は、第2の役割として、第１実施例と同様の制御で送信間隔変更要求信号を生成する。【００２７】
図１７は第５実施例の第１のデータ選択制御処理フローであり、繰り返し制御部１４は制御チャネルの復号結果を参照し(ステップ８０１)、該制御チャネルの復号結果に基づいてデータチャネルにおけるデータの有無を判断し(ステップ８０２)、新しい受信データが存在すれば、該新しい受信データを復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ８０３)。これにより、選択回路１６は、受信回路１１に保存されている新しい受信データを復号処理回路１３に入力する。
ステップ８０２において、新しい受信データが存在しなければ、繰り返し制御部１４は、誤り検出結果に誤りが有るか無いかをチェックする(ステップ８０４)。誤りがなければ、新しい受信データを復号するよう選択回路１６に指示し(ステップ８０３)、誤りがあれば、バッファ１５に保存されている前回の復号結果を復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ８０５)。これにより、選択回路１６は、バッファ１５に記憶されている前回
の復号結果を復号処理回路１３に入力する。【００２８】
図１８は第５実施例の繰り返し制御部１４による第２のデータ選択制御処理フローである。繰り返し制御部１４は復号回数カウント部１７のカウント値(復号回数)を参照し(ステップ９０１)、復号回数が設定回数になったか判断し(ステップ９０２)、設定回数より小さければ、誤り検出結果を参照して誤りの有無を判別し(ステップ９０３)、誤りがあればバッファ１５に保存されている前回の復号結果を繰返し復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ９０４)。これにより、選択回路１６は、バッファ１５に記憶されている前回の復号結果を復号処理回路１３に入力する。
一方、ステップ９０３において誤りが無ければ、繰り返し制御部１４は、新規受信データを復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ９０５)。又、ステップ９０２において復号回数が設定回数に等しければ、繰り返し制御部１４は、新規受信データを復号するよう選択回路１６に指示する(ステップ９０５)。これにより、選択回路１６は、受信回路１１に保存されている新規受信データを復号処理回路１３に入力する。
繰り返し制御部１４は図１７または図１８のいずれかの方法によりデータ選択制御を行なうことができる。【００２９】
図１９は、第５実施例におけるデータ伝送処理手順説明図である。この例では、受信局で2ステージの復号処理を行うために、送信局にて送信間隔を1フレーム空けるよう制御されている。受信局におけるデータ1の処理では、復号処理のステージ1の出力に対して誤り検出を行った結果、誤りが検出されなかったため、ステージ2を行わずにACK信号の送信処理を行っている。そのため、2ステージの復号処理を行う通常よりも、RTTを1フレーム短縮している。
第５実施例によれば、復号回数が設定回数になる前に復号結果に誤りが存在しなくなれば、直ちに、ＡＣK信号を送信局に送信して次の新たなデータに対して復号処理を行なうようにしたから伝送遅延を減少することができる。
【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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