(57)【要約】  マルチアンテナ通信システムにおいてＨＡＲＱ技術を利用する場合にデータ伝送のスループットを向上させることができる無線通信方法。この方法では、再送回数ｎが上限値を超えていない場合は（ＳＴ４０４：ＮＯ）、送信側において、伝送モードｋをｋ ＝ ｎ ｍｏｄ ４によって計算し（ＳＴ４０５）、ｋ＝１である場合、受信側からフィードバックされたチャネル状況に基づいて各サブストリームを組み合わせてサブストリームをグループ分けし（ＳＴ４０７）、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い（ＳＴ４０８）、符号化されたデータをそれぞれ対応するアンテナに割り当てて再送し（ＳＴ４０９）、受信側では、今回再送されたデータを前回送信されたデータと合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ４１０）。
2007061065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチアンテナ通信システムの送信側において、
受信側からの再送要求に応じて、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けし、
前記複数のグループ毎にデータを時空間符号化し、
符号化されたデータを前記複数のアンテナを介して前記受信側へ再送する、
無線通信方法。
【請求項２】
前記グループ分けにおいて、ＳＮＲが最大のアンテナとＳＮＲが最小のアンテナとを組み合わせる、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記受信側からの再度の再送要求に応じて、チャネル状況に基づいてデータの順序を変える、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項４】
ＳＮＲが最大のアンテナにＳＮＲが最小のデータを割り当ててデータの順序を変える、
請求項３記載の無線通信方法。
【請求項５】
再送回数は予め設定された最大回数に制限される、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記グループ分けにおいて、各グループのアンテナ数は時空間符号化方式に従って決定される、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記時空間符号化は、時空間ブロック符号化または時空間トレリス符号化である、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記受信側が、初回送信されたデータと再送されたデータとを用いて時空間復号を行う、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記受信側が、複数の時空間復号結果を合成する、
請求項８記載の無線通信方法。
【請求項１０】
マルチアンテナ通信システムにおける無線通信装置であって、
再送要求に応じて、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けするグループ化手段と、
前記複数のグループ毎にデータを時空間符号化する符号化手段と、
符号化されたデータを変調して前記複数のアンテナを介して前記受信側へ再送する変調手段と、
を具備する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチアンテナ通信システムにおける無線通信方法に関し、特にＭＩＭＯ（Multi Input / Multi Output）システムに適用され、データ伝送のスループットを向上させることができる無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信においてＯＦＤＭ、ＭＩＭＯなど多くの新技術および新しいアプリケーションが登場している。これらの新技術は移動体通信システムの性能を大幅に向上させ、無線マルチメディアと高速データ伝送に対する要求をかなえるものである。【０００３】
ＭＩＭＯ技術は移動体通信分野のスマートアンテナ技術における大きなブレークスルーである。ＭＩＭＯ技術とは、データの送信と受信を共に複数のアンテナで行う技術である。ＭＩＭＯ技術の利用によってチャネル容量を高めると同時にチャネルの信頼性も向上させ、ビット誤り率を低下させることができる。ＭＩＭＯシステムにおける最大容量または容量上限は、アンテナ数の増加につれて増加する。また、受信側あるいは送信側でマルチアンテナまたはアレイアンテナによるスマートアンテナシステムを採用すると、容量はアンテナ数の対数の増加につれて増加する。ＭＩＭＯ技術は無線通信システムの容量の増加に対し非常に大きなポテンシャルを持ち、新世代移動体通信システムに採用され得る基幹技術である。【０００４】
ＭＩＭＯシステムは伝送レートを向上させるために使用される。一方で、ＭＩＭＯシステムでは、伝送レートを維持しながら、情報冗長度を増加させることによって通信システムの信頼性を向上させることができる。前者は時空間多重の研究範疇に入り、後者は時空間符号化の研究範疇に入る。【０００５】
時空間多重はＭＩＭＯシステムにおける伝送レートの最大化を目的とし、異なるアンテナにおいて異なる情報の符号系列を伝送するものである。一方、時空間符号化は、無線チャネルのフェージングおよびノイズ干渉が性能に与える影響を除去するために、異なるアンテナで伝送される符号に含まれる情報に一定の関係を持たせることにより、元の情報が受信側に正しく受信されることを目的とする。時空間多重技術には階層時空間符号化等が含まれ、時空間符号化技術には時空間ブロック符号化および時空間トレリス符号化等が含まれる。【０００６】
伝送誤り率に対するデータトラフィックの要求は高く、例えば、フレーム誤り率が０.１％である。劣悪な無線チャネル環境でこのような高性能を達成するには、チャネル符号化と誤り訂正技術の利用が求められる。現在常用される技術はハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）技術である。この技術は、自動再送要求（ＡＲＱ）とフォワード誤り訂正（ＦＥＣ）技術とを組み合わせて誤り検出および誤り訂正を行うものである。現在、３つのタイプのＨＡＲＱが挙げられる。タイプ１のＨＡＲＱでは、受信側が、正しく受信できなかったパケットを破棄し、元のパケットのコピーを再送するようにリバースチャネルを通して送信側に通知し、新しく受信したパケットを独立して復号する。タイプ２のＨＡＲＱでは、受信側が、誤りがあるパケットを破棄せず、その誤りがあるパケットと再送されたパケットとを合成して復号を行う。タイプ３のＨＡＲＱでは、再送されたパケットには正しくデータを受信するために必要なすべての情報が含まれている。【０００７】
ＨＡＲＱを用いて誤り訂正を行う際、まず送信側が符号化された情報を受信側に送信し、受信側は情報を受信した後、情報に対して誤り訂正復号を行う。受信側は、データを正しく受信できた場合、送信側へＡＣＫ（Acknowledgement）を送信する。一方、受信側は、誤り訂正をできなかった場合、送信側へＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）を送信して送信側にデータの再送を要求し、その後に受信される再送データに基づいて復号を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＭＩＭＯシステムにおいてＨＡＲＱ技術を利用して伝送の信頼性を向上させる際に、スループットを向上させることが強く求められている。【０００９】
本発明の目的は、マルチアンテナ通信システムにおいてＨＡＲＱ技術を利用する場合にデータ伝送のスループットを向上させることができる無線通信方法を提供することである。この方法は特にＭＩＭＯシステムに好適である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の無線通信方法では、送信側が、受信側からの再送要求に応じて、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けし、前記複数のグループ毎にデータを時空間符号化し、符号化されたデータを前記複数のアンテナを介して再送し、前記受信側が、前記送信側での前記グループ分けに基づいて、初回送信されたデータと再送されたデータとを用いて時空間復号を行う。【００１１】
また、好ましくは、上記無線通信方法では、前記送信側が、前記受信側からの再度の再送要求に応じて、チャネル状況に基づいてデータの順序を変える。【００１２】
また、好ましくは、再送回数は予め設定された最大回数に制限される。【００１３】
また、好ましくは、前記複数のアンテナのグループ分けにおいて、各グループのアンテナ数は時空間符号化方式に従って決定される。【００１４】
また、好ましくは、前記時空間符号化は、時空間ブロック符号化または時空間トレリス符号化である。【００１５】
また、好ましくは、前記複数のアンテナのグループ分けにおいて、ＳＮＲが最大のアンテナとＳＮＲが最小のアンテナとを組み合わせ、ＳＮＲが次に大きいアンテナとＳＮＲが次に小さいアンテナとを組み合わせる。【００１６】
また、好ましくは、前記チャネル状況は、チャネルのＳＮＲ値またはドップラーシフトを含む。【００１７】
また、好ましくは、ＳＮＲが最大のアンテナから受信特性が最悪のデータを送信し、ＳＮＲが次に大きいアンテナから受信特性が次に悪いデータを送信するようにして、データの順序を変える。【００１８】
好ましくは、受信側では、時空間復号の結果を前の時空間復号の結果と合成する。【００１９】
好ましくは、受信側では、時空間復号の結果を前の受信データと合成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、マルチアンテナ通信システムにおいてＨＡＲＱ技術を利用して伝送の信頼性を向上させる際に、データ伝送のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】単一データ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す図
【図１Ｂ】マルチデータ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す図
【図１Ｃ】垂直階層時空間符号化の説明図
【図１Ｄ】水平階層時空間符号化の説明図
【図２】時空間ブロック符号化システムの構成を示す図
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示す図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る再送データ処理部の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る動作フロー図
【図５Ａ】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示す図
【図５Ｂ】本発明の実施の形態２に係る再送データ処理部の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る動作フロー図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の原理について説明する。【００２３】
ＭＩＭＯシステムにおいては、複数種類の伝送方式を組み合わせることができる。例えば、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratories Layered Space-Time）とＳＴＢＣ（時空間ブロック符号）の二つの伝送方式を組み合わせることができる。【００２４】
また、ＭＩＭＯシステムにＡＲＱを組み合わせるには二つの方法がある。第一の方法は、単一データ検出モード、即ち、各アンテナのデータに対して統一してＣＲＣ符号化を行い、再送の際にはすべてのアンテナのデータを再送する方法である。第二の方法は、マルチデータ検出モード、即ち、各アンテナのデータに対して個別にＣＲＣ符号化を行い、いずれかのアンテナのデータが誤った場合、再送の際、当該アンテナのデータのみを再送する方法である。マルチデータ検出モードを用いることにより、再送のデータ量を削減し、伝送効率を向上させることができる。以下、これら二つの検出モードに基づいて本発明の説明を行う。【００２５】
（１）単一データ検出モード
データの初回送信時にＢＬＡＳＴを用い、データの再送時にＳＴＢＣを用いる。【００２６】
データの１回目の再送時には、すべてのアンテナのデータを再送する必要がある。この際、送信側では、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けし、各グループには一組のアンテナが含まれるようする。アンテナをグループ分けする際、チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせる。例えば、ＳＮＲ値が最大のチャネルのアンテナとＳＮＲ値が最小のチャネルのアンテナとを組み合わせる。各グループのサブストリーム数は、採用する時空間符号化方式によって決定される。時空間符号化方式は時空間ブロック符号化および時空間トレリス符号化を含む。例えば、Alamouti時空間符号化を採用した場合、アンテナを２つずつ一組にしてグループ分けをする。そして、各グループのアンテナのデータに対して時空間符号化を行い、時空間符号化データの一部の内容を送信する。受信側は初回送信データと再送データとを利用して時空間復号を行う。【００２７】
受信側において１回目の再送があってもデータを正しく受信できなかった場合には、送信側は２回目の再送を行う。この際、データ送信するためのアンテナをチャネル状況に基づいて選択し、初回送信時に状況が良いチャネルにあったサブストリームを、２回目の再送時には、状況が悪いチャネルに配置して送信し、また、初回送信時に状況が悪いチャネルにあったサブストリームを、２回目の再送時には、状況が良いチャネルに配置して送信する。受信側では、今回送信されたデータと以前に時空間復号によって得たデータとを合成する。【００２８】
受信側にて依然として正しい結果を得られなかった場合、送信側では、３回目の再送時に再度アンテナのグループ分けを行う。グループ分けは前回送信したサブストリームの順序で行われる。但し、前回送信したサブストリームの順序はすでに元のサブストリームの順序とは異なっている。また、アンテナのグループ分けはチャネル状況に基づいて行われる。つまり、チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせ、チャネル状況が次に良いアンテナとチャネル状況が次に悪いアンテナとを組み合わせる。そして、各グループのアンテナのデータに対して時空間符号化を行い、時空間符号化データの一部の内容を送信する。受信側は今回送信されたデータと前回送信されたデータとに対し時空間復号を行い、今回の時空間復号の結果と前回の時空間復号の結果とを合成する。今回の再送によりデータが正しく受信された場合には再送を終了する。一方、今回の再送によってもデータが正しく受信されない場合には、データが正しく受信されるか、または、再送回数が予め設定された最大再送回数（上限値）を超えるまで、以上の送信過程を繰り返し行う。【００２９】
４本の送信アンテナを用いたＳＴＢＣによる時空間符号化を例に挙げ、以下の表にデータを４回送信する場合の様子を示す。
【表１】
2007061065.tif 000003
【００３０】
１回目の送信（初回送信）では、４本のアンテナ＃１，＃２，＃３，＃４からそれぞれ送信されるデータはＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４である。【００３１】
データに誤りがあった場合、再送時にはチャネル状況に基づいてアンテナをグループ分けする。ＳＴＢＣ符号化を採用しているため、各グループにそれぞれ２本のアンテナを含む。受信側からフィードバックされたＳＮＲ値の高い順が、アンテナ＃４，＃２，＃３，＃１の順であると仮定する。チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせるという規則に則って、アンテナ＃１〜＃４は２つのグループに分けられ、アンテナ＃１とアンテナ＃４とが１つのグループとなり、アンテナ＃３とアンテナ＃２とが１つのグループとなる。そして、各グループのデータに対してＳＴＢＣ符号化を行う。よって例えば、アンテナ＃１とアンテナ＃４の符号化されたデータは式（１）で示され、アンテナ＃３とアンテナ＃２の符号化されたデータは式（２）で示される。
【数１】
2007061065.tif 000004
【数２】
2007061065.tif 000005
【００３２】
そして、１回目の再送時には、時空間符号化されたデータの一部を送信する。即ち、アンテナ＃１〜＃４はそれぞれ−Ｓ４＊，−Ｓ３＊，Ｓ２＊，Ｓ１＊を送信する。【００３３】
一方、受信側では、初回送信時に受信したデータと１回目の再送時に受信データとを用いて時空間ブロック復号を行う。１回目の再送を行っても受信側でデータを正しく受信できなかった場合、送信側では、２回目の再送時にはチャネル状況に基づいてデータを並び替える。このとき、チャネルのＳＮＲ値の高い順が、アンテナ＃３，＃４，＃１，＃２の順であると仮定する。初回送信時に状況が最良のチャネルにあったデータを、今回の送信時（２回目の再送時）には状況が最悪のチャネルに配置して送信するという規則に則ってサブストリームを並び替える。よって、アンテナ＃１〜＃４にて送信されるデータはそれぞれ、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ１，Ｓ３となる。受信側では、２回目の再送により受信した内容と１回目の再送後に得た時空間復号された内容とを合成して受信データを得る。【００３４】
２回目の再送によって得られた受信データに依然として誤りがある場合、３回目の再送が行われる。【００３５】
３回目の再送時には、１回目の再送時と同様に、チャネル状況に基づいてアンテナのグループ分けを行う。但し、今回のグループ分けは前回送信したサブストリームの順序に基づいて行われる。また、前回送信したサブストリームの順序はすでに元のサブストリームの順序と異なっている。今回、チャネルのＳＮＲ値の高い順が、アンテナ＃３，＃４，＃２，＃１の順であると仮定する。チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせるという規則に則って、アンテナ＃１〜＃４は２つのグループに分けられ、アンテナ＃１とアンテナ＃３とが１つのグループとなり、アンテナ＃４とアンテナ＃２とが１つのグループとなる。そして、１回目の再送時と同様に、時空間符号化を行い、一部の符号化データを送信する。即ち、アンテナ＃１〜＃４はそれぞれ、−Ｓ１＊，−Ｓ３＊，Ｓ２＊，Ｓ４＊を送信する。受信側では、２回目の再送時に受信したデータと３回目の再送時に受信したデータとを合成して時空間復号を行い、復号後のデータと１回目の再送後に得た時空間復号データとを合成して最終の結果を得る。【００３６】
（２）マルチデータ検出モード
データの初回送信時において、元のデータはＳ／Ｐ変換を経て複数の並列のサブストリームとなる。各サブストリームは、個別にＣＲＣ符号化され、チャネル符号化および変調され、階層時空間符号化された後に送信される。【００３７】
いずれか１つのアンテナのデータが誤って受信される場合には、送信側は誤ったデータのみを再送すればよい。よって、あるアンテナのデータが誤った場合、送信側は、受信側からフィードバックされるチャネル情報に基づいて、チャネル状況が最良であるアンテナを選択し、その選択したアンテナから元のデータを再送する一方で、その他のアンテナからは新しいデータを送信する。受信側は再送されたデータと元のデータとを合成して復号を行う。【００３８】
また、２つのアンテナのデータが誤って受信される場合には、送信側はこの２本のアンテナのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータをそれぞれ対応するアンテナから送信し、その他のアンテナからは新しいデータを送信する。受信側では受信した２つのサブストリームを元のデータと合成して時空間復号を行う。【００３９】
２つより多いアンテナのデータが誤って受信される場合には、送信側は、データを再送する際、単一データ検出モードと同様に、チャネル状況に基づいてアンテナのグループ分けを行う。各グループのアンテナ数は、採用する時空間符号化方式によって決定される。送信側では、各グループのデータに対して時空間符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナからそれぞれ送信する。受信側では、再送されたデータと元のデータとを合成して時空間復号を行う。【００４０】
あるアンテナのデータが１回再送されても正しく受信されない場合、以降の再送において、各回の再送データを復号した結果を合成することができる。例えば、２回目の再送後、２回目の時空間復号の結果と１回目の時空間復号の結果とを合成することができる。もし３回目の再送があれば、３回目の時空間復号の結果とそれ以前の２回の時空間復号の結果とを合成する。【００４１】
例えば、１回目の送信時（初回送信時）に、アンテナ＃１〜＃４の４本のアンテナのうち、アンテナ＃１のデータｓ１とアンテナ＃４のデータｓ４が誤ったと仮定する。この場合、送信側はこれら２本のアンテナのデータを再送しなければならない。そこで、送信側は、再送時に、アンテナ＃１のデータｓ１とアンテナ＃４のデータｓ４とに対して時空間ブロック符号化を行い、アンテナ＃２とアンテナ＃３からは新しいデータを送信する。但し、ここではアンテナ＃１およびアンテナ＃２に対するグループ分けは必要ない。ｓ１，ｓ４を符号化した結果は式（３）で示され、−ｓ４＊，ｓ１＊はそれぞれアンテナ＃１とアンテナ＃４に配置されて送信される。
【数３】
2007061065.tif 000006
【００４２】
受信側はこれら２本のアンテナから再送されたデータを受信した後、受信したデータと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う。そして、受信側は、４本のすべてのアンテナのデータを正しく受信できれば、データを正しく受信できたという情報（ＡＣＫ）を送信側へ通知し、送信側は新しいデータを送信する。一方、受信側は、４本のアンテナのデータのうち正しく受信できなかったものがあれば、ＮＡＣＫを送信側へ通知し、送信側は上記の過程に基づいて引続きデータを再送する。受信側では、複数回再送されたデータを合成して復号することができる。【００４３】
本発明では、単一データ検出モードにおいて以下の処理を行う。【００４４】
１．送信側では、１回目の再送時にチャネルの状況（例えば、チャネルのＳＮＲ値等）に基づいてアンテナに対するグループ分けを行い、各グループのアンテナに対して時空間符号化を行う。各グループのアンテナ数は時空間符号化方式によって決定される。受信側では、送信側での時空間符号化に対応する時空間復号を行うことによって、空間ダイバーシチと時間ダイバーシチを得ることができる。【００４５】
２．グループ分けの規則としては、チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせて１グループにするという規則を用いる。これにより、状況が悪いチャネルは状況が良いチャネルからの補償を得ることができ、各チャネルの利得を均等化させることができる。【００４６】
３．２回目の再送時に、送信側では、チャネル状況に基づいてサブストリームの順序を変える。送信側は、初回送信時に状況が良いチャネルにあったサブストリームを２回目の再送時には状況が悪いチャネルに配置して送信し、初回送信時に状況が悪いチャネルにあったサブストリームを２回目の再送時には状況が良いチャネルに配置して送信する。受信側では、今回送信されたデータと前の２回の送信によって得られた時空間復号の結果とを合成して、最終のデータを得る。【００４７】
４．３回目の再送時には、１回目の再送時と同じように、送信側でチャネル状況に基づいてアンテナをグループ分けし、グループ毎に時空間符号化を行い、時空間符号化されたデータの一部を送信する。受信側では、今回受信したデータと前回受信したデータに対して時空間復号を行い、復号結果を前回の時空間復号結果と合成して最終のデータを得る。【００４８】
また、マルチデータ検出モードでは以下の処理を行う。【００４９】
５．２つのアンテナのデータが誤った場合、送信側では、これら２つのアンテナのデータを時空間符号化し、符号化されたデータを再送する。これにより、時間ダイバーシチと空間ダイバーシチを得ることができる。【００５０】
６．２つより多いアンテナのデータが誤った場合、送信側では、チャネル状況に基づいてこれらのアンテナをグループ分けし、各グループのデータにそれぞれ時空間符号化を行い、符号化されたデータを再送する。【００５１】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。【００５２】
まず、階層時空間符号化（ＢＬＡＳＴ）について説明する。階層時空間符号化の基本原理は空間多重に基づく。階層時空間符号化に対しては２つのＡＲＱ方法がある。【００５３】
第一のＡＲＱ方法は単一データ検出モードである。単一データ検出モードでは、Ｓ／Ｐ変換前にＣＲＣ符号化を行い、ＣＲＣ符号化されたデータをデータストリームにＳ／Ｐ変換する。単一データ検出モードでは、再送時にすべてのアンテナのデータ、即ちすべてのパケットを再送する必要がある。【００５４】
第二のＡＲＱ方法はマルチデータ検出モードである。マルチデータ検出モードでは、Ｓ／Ｐ変換により並列のサブストリームを形成した後、各サブストリームに対し個別にＣＲＣ符号化を行う。マルチデータ検出モードによれば、再送時のデータ量を削減でき、データ伝送効率を向上させることができる。【００５５】
図１Ａに、単一データ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す。【００５６】
図１Ａにおいて、ＣＲＣ符号化部１０１は入力されるデータをＣＲＣ符号化する。【００５７】
Ｓ／Ｐ変換部１０２は、ＣＲＣ符号化された直列のデータを並列のデータストリーム（サブストリーム）にＳ／Ｐ変換する。【００５８】
チャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎは、各サブストリームをそれぞれ個別にチャネル符号化する。【００５９】
チャネル符号化後のサブストリームは、階層時空間符号化部１０４にて所定の規則に則って階層時空間符号化され、変調部１０５−１〜１０５−ｎにて変調され、アンテナ１０６−１〜１０６−ｎから送信される。【００６０】
なお、互いに異なる送信アンテナから送信される符号間には直接な変換関係がないため、図１Ａに示す無線通信装置は送信ダイバーシチに基づくものではない。【００６１】
図１Ｂに、マルチデータ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す。図１Ｂにおいて図１Ａの構成部と同一の構成部には同一符号を付す。【００６２】
図１Ｂに示すように、マルチデータ検出モードでは、データをＳ／Ｐ変換部１０２によりＳ／Ｐ変換して並列のサブストリームを形成してからＣＲＣ符号化部１０７−１〜１０７−ｎによりＣＲＣ符号化を行う点が単一データ検出モード（図１Ａ）と異なる。マルチデータ検出モードによれば、再送時のデータ量を削減でき、データの伝送効率を向上させることができる。【００６３】
送信側での分波方式の違いによって、垂直階層時空間符号化、水平階層時空間符号化および対角階層時空間符号化の３種類の階層時空間符号化方式がある。ここでは、Ｍ＝３を例に、垂直階層時空間符号化および水平階層時空間符号化について説明する。【００６４】
チャネル符号化部１０３−１の出力系列がａ１，ａ２，ａ３，ａ４，…、チャネル符号化部１０３−２の出力系列がｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，…、チャネル符号化部１０３−３の出力系列がｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…であると仮定する。垂直階層時空間符号化ではチャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎの並列出力を垂直方向に時空間符号化する。つまり、チャネル符号化部１０３−１が出力するＭシンボルを１列目に並べ、チャネル符号化部１０３−２が出力するＭシンボルを２列目に並べ、チャネル符号化部１０３−３が出力するＭシンボルを３列目に並べ、以下同様に並べていく。図１Ｃに示すように、符号化後のシンボルは列毎にＭ本のアンテナから同時に送信される。【００６５】
一方、水平階層時空間符号化では、図１Ｄに示すように、チャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎの並列出力を水平方向に時空間符号化する。【００６６】
なお、対角階層時空間符号化では、チャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎの並列出力を対角線に時空間符号化する。【００６７】
図２に時空間ブロック符号化システムの構成を示す。図２では、２つの送信アンテナと１つの受信アンテナを用いる時空間ブロック符号化システムの構成を示す。【００６８】
データＳ１，Ｓ２はＳＴＴＤ時空間符号化部２０１で時空間符号化される。そして、第１の符号周期内（０〜Ｔ）では、アンテナ２０２−１がＳ１を、アンテナ２０２−２がＳ２を送信し、第２の符号周期内（Ｔ〜２Ｔ）では、アンテナ２０２−１が−Ｓ２＊を、アンテナ２０２−２がＳ１＊を送信する。また、Ｓ１および−Ｓ２＊はパス１を介して受信アンテナ２０３に受信され、Ｓ２およびＳ１＊はパス２を介して受信アンテナ２０３に受信される。時空間符号化によって、元の符号の情報を異なる時刻に異なるアンテナから送信することができるため、空間ダイバーシチを得ることができ、データの伝送効率を向上させることができる。【００６９】
（実施の形態１）
図３Ａに、本発明の実施の形態１に係る送信側の無線通信装置の構成を示す。図３Ａには、単一データ検出モードを採用した場合の構成が示されている。単一データ検出モードを採用する場合、再送時にはすべてのアンテナのデータを送信する必要がある。【００７０】
図３Ａにおいて、ＣＲＣ符号化部３０１は入力されるデータをＣＲＣ符号化する。【００７１】
Ｓ／Ｐ変換部３０２は、ＣＲＣ符号化された直列のデータを並列のデータストリーム（サブストリーム）にＳ／Ｐ変換する。【００７２】
チャネル符号化部３０３−１〜３０３−ｎは、各サブストリームをそれぞれ個別にチャネル符号化する。【００７３】
データの初回送信時には、再送データ処理部３０４は処理を行わず、チャネル符号化後のサブストリームはそれぞれ階層時空間符号化部３０５に直接入力される。【００７４】
階層時空間符号化部３０５は、チャネル符号化後のサブストリームを所定の規則に則って階層時空間符号化するとともに、階層時空間符号化後のデータをアンテナ３０７−１〜３０７−ｎに割り当てる。なお、本実施の形態で用いる階層時空間符号化は水平階層時空間符号化である。【００７５】
階層時空間符号化後のデータは変調部３０６−１〜３０６−ｎにて変調され、アンテナ３０７−１〜３０７−ｎから送信される。【００７６】
受信データに誤りがある場合、受信側はフィードバック情報（ＮＡＣＫ）を送信側に送信し、送信側はすべてのサブストリームのデータを再送する。再送データ処理部３０４の構成を図３Ｂに示す。【００７７】
図３Ｂに示す再送データ処理部３０４において、再送制御部３０８は、チャネル符号化部３０３−１〜３０３−ｎから入力される各サブストリームを、再送回数に基づいて並び替え部３０９またはグループ化部３１０のいずれかに出力する。１回目または３回目の再送であればサブストリームはグループ化部３１０に入力され、２回目の再送であればサブストリームは並び替え部３０９に入力される。【００７８】
グループ化部３１０は、受信側がフィードバックしたチャネル状況に基づいて各サブストリームを組み合わせて複数のグループに分ける。この際、状況が良いチャネルと状況が悪いチャネルとを組み合わせることによりチャネル利得を均等化する。【００７９】
時空間ブロック符号化部３１１−１〜３１１−ｍは時空間ブロック符号化を行う。例えば、グループ化部３１０が、チャネル状況に基づいて、１つ目のサブストリームｓ１と５つ目のサブストリームｓ５とを組み合わせて時空間ブロック符号化部３１１−１に出力した場合、時空間ブロック符号化部３１１−１での符号化後のデータは式（４）に示すようになる。−ｓ５＊，ｓ１＊はそれぞれ１本目のアンテナと５本目のアンテナに割り当てられて、１本目のアンテナと５本目のアンテナからそれぞれ送信される。
【数４】
2007061065.tif 000007
【００８０】
その他のグループのサブストリームも時空間ブロック符号化された後、それぞれ対応するアンテナに割り当てられて送信される。【００８１】
受信側では、今回再送されたデータと前回送信されたデータとを合成して時空間ブロック復号を行う。【００８２】
１回目の再送が行われても復号結果が正しくなかった場合、２回目の再送が行われる。２回目の再送では、再送制御部３０８はサブストリームを並び替え部３０９に出力する。並び替え部３０９は、フィードバックされたチャネル状況に基づいて再送データを並び替えることにより再送データに対して送信アンテナを新たに割り当てる。この際、並び替え部３０９は、初回送信時に状況が悪いチャネルにあったサブストリームを今回は状況が良いチャネルに割り当て、初回送信時に状況が良いチャネルにあったサブストリームを今回は状況が悪いチャネルに割り当てるような並び替えを行う。受信側は受信データと前回時空間ブロック復号した後のデータとを合成する。【００８３】
２回目の再送が行われてもデータを正しく受信できなかった場合には、３回目の再送が行われる。３回目の再送では、再送制御部３０８はサブストリームを２回目の再送時の順序でグループ化部３１０に出力する。グループ化部３１０は、受信側からフィードバックされたチャネル状況に基づいてサブストリームをグループ分けし、状況が良いチャネルのサブストリームと状況が悪いチャネルのサブストリームとを組み合わせる。例えばグループ化部３１０が１つ目のサブストリームｓ１と３つ目のサブストリームｓ３とを組み合わせて時空間ブロック符号化部３１１−１に出力した場合、時空間ブロック符号化部３１１−１での符号化後のデータは式（５）に示すようになる。−ｓ３＊，ｓ１＊はそれぞれ１本目のアンテナと３本目のアンテナに割り当てられて、１本目のアンテナと３本目のアンテナからそれぞれ送信される。
【数５】
2007061065.tif 000008
【００８４】
その他のグループのサブストリームも時空間ブロック符号化された後、それぞれ対応するアンテナに割り当てられて送信される。【００８５】
受信側では、今回送信されたデータと前回送信されたデータとを合成して時空間ブロック復号を行い、復号の結果を前回の時空間復号の結果と合成する。【００８６】
そして、３回目の再送が行われても正しいデータを得られなかった場合には、データを正しく受信するか、または、再送回数が所定の上限回数に達するまで上記の過程を繰り返す。【００８７】
図４は本発明の実施の形態１に係る動作フロー図である。【００８８】
システムが起動した後（ＳＴ４０１）、送信側はデータを送信する（ＳＴ４０２）。【００８９】
受信側で受信したデータが正しい場合（ＳＴ４０３：ＹＥＳ）、このフローを終了する（ＳＴ４０６）。一方、受信データに誤りがあった場合（ＳＴ４０３：ＮＯ）、再送回数ｎが上限値を超えたか否かを判断する（ＳＴ４０４）。【００９０】
再送回数ｎが上限値を超えた場合は（ＳＴ４０４：ＹＥＳ）、再送を行わず、このフローを終了する（ＳＴ４０６）。一方、再送回数ｎが上限値を超えていない場合は（ＳＴ４０４：ＮＯ）、伝送モードｋをｋ ＝ ｎ ｍｏｄ ４によって計算する（ＳＴ４０５）。【００９１】
ｋ＝１である場合、送信側は受信側からフィードバックされたチャネル状況に基づいて各サブストリームを組み合わせてサブストリームをグループ分けする（ＳＴ４０７）。この際、状況が良いチャネルと状況が悪いチャネルとを組み合わせることにより、チャネルの利得を均等化する。【００９２】
次に、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い（ＳＴ４０８）、符号化されたデータをそれぞれ対応するアンテナに割り当てて再送する（ＳＴ４０９）。【００９３】
そして、受信側は今回再送されたデータを前回送信されたデータと合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ４１０）。【００９４】
次いで、受信側は、復号されたデータが正しいか否か判断する（ＳＴ４０３）。【００９５】
復号結果が依然として正しくない場合は（ＳＴ４０３：ＮＯ）、ＳＴ４０４とＳＴ４０５を実行して、新しいｋを得る。【００９６】
ｋ＝２となるので、送信側はチャネル状況に基づいて再送データの並び替えを行う（ＳＴ４１１）。この際、ＳＴ４０２の初回送信時に状況が悪いチャネルに割り当てられたデータストリームを今回は状況が良いチャネルに割り当て、ＳＴ４０２の初回送信時に状況が良いチャネルに割り当てられたデータストリームを今回は状況が悪いチャネルに割り当てるような並び替えを行う。【００９７】
そして、並び替え後のデータを再送する（ＳＴ４１２）。【００９８】
受信側は受信データと前回時空間ブロック復号したデータとを合成する（ＳＴ４１３）。【００９９】
次いで、受信側は、合成後のデータが正しいか否か判断する（ＳＴ４０３）。【０１００】
データが正しくなく（ＳＴ４０３：ＮＯ）、かつ、再送回数が上限値を超えていない場合（ＳＴ４０４）、ｋ＝３を得て（ＳＴ４０５）、３回目の再送を行う。【０１０１】
送信側は再度チャネル状況に基づいてグループ分けを行い（ＳＴ４１４）、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い（ＳＴ４１５）、符号化されたデータを再送する（ＳＴ４１６）。【０１０２】
受信側では、今回送信されたデータと前回送信されたデータとを合成して時空間ブロック復号を行い（ＳＴ４１７）、その復号結果と前回の時空間ブロック復号の結果とを合成する（ＳＴ４１８）。それでも正しいデータを得られない場合には（ＳＴ４０３：ＮＯ）、正しいデータが得られるか（ＳＴ４０３：ＹＥＳ）、または、再送回数が所定の上限値に達するまで（ＳＴ４０４：ＹＥＳ）、上述のフローを繰り返す。【０１０３】
なお、ｋ＝０の場合には、初回送信時と同様にして再送を行う（ＳＴ４１９）。【０１０４】
（実施の形態２）
図５Ａに、本発明の実施の形態２に係る送信側の無線通信装置の構成を示す。図５Ａには、マルチデータ検出モードを採用した場合の構成が示されている。マルチデータ検出モードでは、各アンテナのデータがそれぞれ個別にＣＲＣ符号化され、１つのアンテナのデータが誤った場合、その１つのアンテナのデータのみを再送する。これにより、再送のデータ量を削減でき、伝送効率を向上させることができる。【０１０５】
図５Ａにおいて、データはＳ／Ｐ変換部５０１でのＳ／Ｐ変換によって複数の並列なサブストリームとなる。【０１０６】
各サブストリームはそれぞれ個別にＣＲＣ符号化部５０２−１〜５０２−ｎでＣＲＣ符号化され、チャネル符号化部５０３−１〜５０３−ｎでチャネル符号化される。【０１０７】
受信側でいくつかのアンテナのデータについて誤りが検出された場合、再送時にデータは再送データ処理部５０４に入力される。再送データ処理部５０４の構成を図５Ｂに示す。【０１０８】
１つのアンテナのデータが誤った場合、再送制御部５０８はサブストリームをアンテナ選択部５０９に出力する。【０１０９】
アンテナ選択部５０９は、フィードバックされたチャネル情報に基づいてチャネル状況が最良のアンテナを選択し、その選択したアンテナに再送データを配置し、他のアンテナには新しいデータを配置する。【０１１０】
また、２つ以上のアンテナのデータが誤った場合、再送制御部５０８はサブストリームをグループ化部５１０に出力する。【０１１１】
２つのアンテナのデータが誤った場合、２つのアンテナではグループ分けする必要がない。このため、時空間ブロック符号化部５１１−１〜５１１−ｍで直接この２つのアンテナのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナから送信する。一方、他のアンテナからは新しいデータを送信する。また、この新しいデータに対しては、グループ分けおよび時空間ブロック符号化を行う必要はない。【０１１２】
２つより多いアンテナのデータに誤りが発生した場合には、単一データ検出モードと同様に、グループ化部５１０でチャネル状況に基づいてグループ分けが行われる。各グループのアンテナ数は採用する時空間符号化方式によって決定される。時空間ブロック符号化部５１１−１〜５１１−ｍで各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータは対応するアンテナから送信される。一方、誤りが発生していないアンテナからは新しいデータを送信する。この新しいデータに対しては、グループ分けおよび時空間ブロック符号化を行う必要はない。受信側では、再送されたデータと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う。【０１１３】
階層時空間符号化部５０５は、再送データ処理部５０４から入力されるサブストリームを所定の規則に則って階層時空間符号化するとともに、階層時空間符号化後のデータをアンテナ５０７−１〜５０７−ｎに割り当てる。なお、本実施の形態で用いる階層時空間符号化は水平階層時空間符号化である。【０１１４】
階層時空間符号化後のデータは変調部５０６−１〜５０６−ｎにて変調され、アンテナ５０７−１〜５０７−ｎから送信される。【０１１５】
１回目の送信時（初回送信時）に１本目のアンテナのデータと４本目のアンテナのデータに誤りが発生した場合、受信側は再送情報（ＮＡＣＫ）とチャネル情報を送信側にフィードバックし、送信側はこの２本のアンテナのデータを再送しなければならない。そこで、再送制御部５０８は、受信側からフィードバックされた再送情報（ＮＡＣＫ）に基づいて、サブストリームをグループ化部５１０に出力する。２本のアンテナで誤りが発生した場合にはグループ分けの必要がないので、アンテナ＃１のデータｓ１とアンテナ＃４のデータｓ４は時空間ブロック符号化部５１１−１〜５１１−ｍのいずれかに直接入力され時空間ブロック符号化される。一方で、アンテナ＃２とアンテナ＃３からは新しいデータが送信される。また、その新しいデータに対しては時空間ブロック符号化を行わない。ｓ１，ｓ４の時空間ブロック符号化の結果は式（６）に示すようになり、−ｓ４＊，ｓ１＊はそれぞれ１本目のアンテナと４本目のアンテナに配置されて再送される。
【数６】
2007061065.tif 000009
【０１１６】
受信側はこの２本のアンテナから再送されたデータを受信した後、受信データを元のデータと合成して時空間ブロック復号を行う。４本のアンテナのデータをいずれも正しく受信できた場合、受信側はデータを正しく受信したという情報（ＡＣＫ）を送信し、送信側は新しいデータを送信する。一方、４本のアンテナのうちデータを正しく受信できなかったものがあれば、受信側はＮＡＣＫを送信し、送信側は上記の過程に従って引続きデータを再送する。【０１１７】
図６は本発明の実施の形態２に係る動作フロー図である。【０１１８】
フローがスタートした後（ＳＴ６０１）、送信側はデータを送信する（ＳＴ６０２）。【０１１９】
受信側は受信データを復号し、受信データに誤りがあるか否かを判断する（ＳＴ６０３）。【０１２０】
受信データに誤りがなければ（ＳＴ６０３：ＮＯ）、新しいデータを送信するように送信側に通知する。【０１２１】
一方、いくつかのアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０３：ＹＥＳ）、受信側は送信側に再送情報（ＮＡＣＫ）とチャネル状況を送信する（ＳＴ６０４）。【０１２２】
１つのアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０５：ＹＥＳ）、送信側はフィードバックされたチャネル状況に基づいて、チャネル状況が最良であるアンテナを選択し、その選択したアンテナに再送データを配置して送信する（ＳＴ６０６）。なお、他のアンテナからは新しいデータを送信する。【０１２３】
受信側では再送データと元のデータとを合成して復号する（ＳＴ６０７）。【０１２４】
２つのアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０５：ＮＯ，ＳＴ６０８：ＹＥＳ）、送信側はこの２つのアンテナのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナから送信する（ＳＴ６０９）。なお、他のアンテナからは新しいデータを送信する。【０１２５】
受信側は受信した２つのサブストリームと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ６１０）。【０１２６】
２つより多いアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０５：ＮＯ，ＳＴ６０８：ＮＯ）、送信側はこれらのデータを再送する際、単一データ検出モードと同様に、チャネル状況に基づいてグループ分けを行う（ＳＴ６１１）。各グループ内のアンテナ数は採用される時空間符号化方式によって決定される。【０１２７】
次に、送信側は、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナから送信する（ＳＴ６１２）。【０１２８】
受信側では、再送データと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ６１３）。【０１２９】
以上、本発明の実施の形態について説明した。【０１３０】
２００５年１１月２４日出願の第２００５１０１２８６３７．Ｘの中国特許出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、ＭＩＭＯシステムにおいてＨＡＲＱによって誤り訂正を行う場合に、スループットを向上することができる効果を有し、ＭＩＭＯシステムに適用される無線通信方法等として有用である。
【図１Ａ】
2007061065.tif 000010
【図１Ｂ】
2007061065.tif 000011
【図１Ｃ】
2007061065.tif 000012
【図１Ｄ】
2007061065.tif 000013
【図２】
2007061065.tif 000014
【図３Ａ】
2007061065.tif 000015
【図３Ｂ】
2007061065.tif 000016
【図４】
2007061065.tif 000017
【図５Ａ】
2007061065.tif 000018
【図５Ｂ】
2007061065.tif 000019
【図６】
2007061065.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月1日(2008.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチアンテナ通信システムの送信側において、
受信側からの再送要求に応じて、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けし、
前記複数のグループ毎にデータを時空間符号化し、
符号化されたデータを前記複数のアンテナを介して前記受信側へ再送する、
無線通信方法。
【請求項２】
前記グループ分けにおいて、ＳＮＲが最大のアンテナとＳＮＲが最小のアンテナとを組み合わせる、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記受信側からの再度の再送要求に応じて、チャネル状況に基づいてデータの順序を変える、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項４】
ＳＮＲが最大のアンテナにＳＮＲが最小のデータを割り当ててデータの順序を変える、
請求項３記載の無線通信方法。
【請求項５】
再送回数は予め設定された最大回数に制限される、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記グループ分けにおいて、各グループのアンテナ数は時空間符号化方式に従って決定される、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記時空間符号化は、時空間ブロック符号化または時空間トレリス符号化である、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記受信側が、初回送信されたデータと再送されたデータとを用いて時空間復号を行う、
請求項１記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記受信側が、複数の時空間復号結果を合成する、
請求項８記載の無線通信方法。
【請求項１０】
マルチアンテナ通信システムにおける無線通信装置であって、
再送要求に応じて、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けするグループ化手段と、
前記複数のグループ毎にデータを時空間符号化する符号化手段と、
符号化されたデータを変調して前記複数のアンテナを介して前記受信側へ再送する変調手段と、
を具備する無線通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチアンテナ通信システムにおける無線通信方法に関し、特にＭＩＭＯ（Multi Input / Multi Output）システムに適用され、データ伝送のスループットを向上させることができる無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信においてＯＦＤＭ、ＭＩＭＯなど多くの新技術および新しいアプリケーションが登場している。これらの新技術は移動体通信システムの性能を大幅に向上させ、無線マルチメディアと高速データ伝送に対する要求をかなえるものである。
【０００３】
ＭＩＭＯ技術は移動体通信分野のスマートアンテナ技術における大きなブレークスルーである。ＭＩＭＯ技術とは、データの送信と受信を共に複数のアンテナで行う技術である。ＭＩＭＯ技術の利用によってチャネル容量を高めると同時にチャネルの信頼性も向上させ、ビット誤り率を低下させることができる。ＭＩＭＯシステムにおける最大容量または容量上限は、アンテナ数の増加につれて増加する。また、受信側あるいは送信側でマルチアンテナまたはアレイアンテナによるスマートアンテナシステムを採用すると、容量はアンテナ数の対数の増加につれて増加する。ＭＩＭＯ技術は無線通信システムの容量の増加に対し非常に大きなポテンシャルを持ち、新世代移動体通信システムに採用され得る基幹技術である。
【０００４】
ＭＩＭＯシステムは伝送レートを向上させるために使用される。一方で、ＭＩＭＯシステムでは、伝送レートを維持しながら、情報冗長度を増加させることによって通信システムの信頼性を向上させることができる。前者は時空間多重の研究範疇に入り、後者は時空間符号化の研究範疇に入る。
【０００５】
時空間多重はＭＩＭＯシステムにおける伝送レートの最大化を目的とし、異なるアンテナにおいて異なる情報の符号系列を伝送するものである。一方、時空間符号化は、無線チャネルのフェージングおよびノイズ干渉が性能に与える影響を除去するために、異なるアンテナで伝送される符号に含まれる情報に一定の関係を持たせることにより、元の情報が受信側に正しく受信されることを目的とする。時空間多重技術には階層時空間符号化等が含まれ、時空間符号化技術には時空間ブロック符号化および時空間トレリス符号化等が含まれる。
【０００６】
伝送誤り率に対するデータトラフィックの要求は高く、例えば、フレーム誤り率が０.１％である。劣悪な無線チャネル環境でこのような高性能を達成するには、チャネル符号化と誤り訂正技術の利用が求められる。現在常用される技術はハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）技術である。この技術は、自動再送要求（ＡＲＱ）とフォワード誤り訂正（ＦＥＣ）技術とを組み合わせて誤り検出および誤り訂正を行うものである。現在、３つのタイプのＨＡＲＱが挙げられる。タイプ１のＨＡＲＱでは、受信側が、正しく受信できなかったパケットを破棄し、元のパケットのコピーを再送するようにリバースチャネルを通して送信側に通知し、新しく受信したパケットを独立して復号する。タイプ２のＨＡＲＱでは、受信側が、誤りがあるパケットを破棄せず、その誤りがあるパケットと再送されたパケットとを合成して復号を行う。タイプ３のＨＡＲＱでは、再送されたパケットには正しくデータを受信するために必要なすべての情報が含まれている。
【０００７】
ＨＡＲＱを用いて誤り訂正を行う際、まず送信側が符号化された情報を受信側に送信し、受信側は情報を受信した後、情報に対して誤り訂正復号を行う。受信側は、データを正
しく受信できた場合、送信側へＡＣＫ（Acknowledgement）を送信する。一方、受信側は、誤り訂正をできなかった場合、送信側へＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）を送信して送信側にデータの再送を要求し、その後に受信される再送データに基づいて復号を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＭＩＭＯシステムにおいてＨＡＲＱ技術を利用して伝送の信頼性を向上させる際に、スループットを向上させることが強く求められている。
【０００９】
本発明の目的は、マルチアンテナ通信システムにおいてＨＡＲＱ技術を利用する場合にデータ伝送のスループットを向上させることができる無線通信方法を提供することである。この方法は特にＭＩＭＯシステムに好適である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の無線通信方法では、送信側が、受信側からの再送要求に応じて、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けし、前記複数のグループ毎にデータを時空間符号化し、符号化されたデータを前記複数のアンテナを介して再送し、前記受信側が、前記送信側での前記グループ分けに基づいて、初回送信されたデータと再送されたデータとを用いて時空間復号を行う。
【００１１】
また、好ましくは、上記無線通信方法では、前記送信側が、前記受信側からの再度の再送要求に応じて、チャネル状況に基づいてデータの順序を変える。
【００１２】
また、好ましくは、再送回数は予め設定された最大回数に制限される。
【００１３】
また、好ましくは、前記複数のアンテナのグループ分けにおいて、各グループのアンテナ数は時空間符号化方式に従って決定される。
【００１４】
また、好ましくは、前記時空間符号化は、時空間ブロック符号化または時空間トレリス符号化である。
【００１５】
また、好ましくは、前記複数のアンテナのグループ分けにおいて、ＳＮＲが最大のアンテナとＳＮＲが最小のアンテナとを組み合わせ、ＳＮＲが次に大きいアンテナとＳＮＲが次に小さいアンテナとを組み合わせる。
【００１６】
また、好ましくは、前記チャネル状況は、チャネルのＳＮＲ値またはドップラーシフトを含む。
【００１７】
また、好ましくは、ＳＮＲが最大のアンテナから受信特性が最悪のデータを送信し、ＳＮＲが次に大きいアンテナから受信特性が次に悪いデータを送信するようにして、データの順序を変える。
【００１８】
好ましくは、受信側では、時空間復号の結果を前の時空間復号の結果と合成する。
【００１９】
好ましくは、受信側では、時空間復号の結果を前の受信データと合成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、マルチアンテナ通信システムにおいてＨＡＲＱ技術を利用して伝送の信頼性を向上させる際に、データ伝送のスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の原理について説明する。
【００２２】
ＭＩＭＯシステムにおいては、複数種類の伝送方式を組み合わせることができる。例えば、ＢＬＡＳＴ（Bell Laboratories Layered Space-Time）とＳＴＢＣ（時空間ブロック符号）の二つの伝送方式を組み合わせることができる。
【００２３】
また、ＭＩＭＯシステムにＡＲＱを組み合わせるには二つの方法がある。第一の方法は、単一データ検出モード、即ち、各アンテナのデータに対して統一してＣＲＣ符号化を行い、再送の際にはすべてのアンテナのデータを再送する方法である。第二の方法は、マルチデータ検出モード、即ち、各アンテナのデータに対して個別にＣＲＣ符号化を行い、いずれかのアンテナのデータが誤った場合、再送の際、当該アンテナのデータのみを再送する方法である。マルチデータ検出モードを用いることにより、再送のデータ量を削減し、伝送効率を向上させることができる。以下、これら二つの検出モードに基づいて本発明の説明を行う。
【００２４】
（１）単一データ検出モード
データの初回送信時にＢＬＡＳＴを用い、データの再送時にＳＴＢＣを用いる。
【００２５】
データの１回目の再送時には、すべてのアンテナのデータを再送する必要がある。この際、送信側では、チャネル状況に基づいて複数のアンテナを複数のグループにグループ分けし、各グループには一組のアンテナが含まれるようする。アンテナをグループ分けする際、チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせる。例えば、ＳＮＲ値が最大のチャネルのアンテナとＳＮＲ値が最小のチャネルのアンテナとを組み合わせる。各グループのサブストリーム数は、採用する時空間符号化方式によって決定される。時空間符号化方式は時空間ブロック符号化および時空間トレリス符号化を含む。例えば、Alamouti時空間符号化を採用した場合、アンテナを２つずつ一組にしてグループ分けをする。そして、各グループのアンテナのデータに対して時空間符号化を行い、時空間符号化データの一部の内容を送信する。受信側は初回送信データと再送データとを利用して時空間復号を行う。
【００２６】
受信側において１回目の再送があってもデータを正しく受信できなかった場合には、送信側は２回目の再送を行う。この際、データ送信するためのアンテナをチャネル状況に基づいて選択し、初回送信時に状況が良いチャネルにあったサブストリームを、２回目の再送時には、状況が悪いチャネルに配置して送信し、また、初回送信時に状況が悪いチャネルにあったサブストリームを、２回目の再送時には、状況が良いチャネルに配置して送信
する。受信側では、今回送信されたデータと以前に時空間復号によって得たデータとを合成する。
【００２７】
受信側にて依然として正しい結果を得られなかった場合、送信側では、３回目の再送時に再度アンテナのグループ分けを行う。グループ分けは前回送信したサブストリームの順序で行われる。但し、前回送信したサブストリームの順序はすでに元のサブストリームの順序とは異なっている。また、アンテナのグループ分けはチャネル状況に基づいて行われる。つまり、チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせ、チャネル状況が次に良いアンテナとチャネル状況が次に悪いアンテナとを組み合わせる。そして、各グループのアンテナのデータに対して時空間符号化を行い、時空間符号化データの一部の内容を送信する。受信側は今回送信されたデータと前回送信されたデータとに対し時空間復号を行い、今回の時空間復号の結果と前回の時空間復号の結果とを合成する。今回の再送によりデータが正しく受信された場合には再送を終了する。一方、今回の再送によってもデータが正しく受信されない場合には、データが正しく受信されるか、または、再送回数が予め設定された最大再送回数（上限値）を超えるまで、以上の送信過程を繰り返し行う。
【００２８】
４本の送信アンテナを用いたＳＴＢＣによる時空間符号化を例に挙げ、以下の表にデータを４回送信する場合の様子を示す。
【表１】
2007061065.tif 000021
【００２９】
１回目の送信（初回送信）では、４本のアンテナ＃１，＃２，＃３，＃４からそれぞれ送信されるデータはＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４である。
【００３０】
データに誤りがあった場合、再送時にはチャネル状況に基づいてアンテナをグループ分けする。ＳＴＢＣ符号化を採用しているため、各グループにそれぞれ２本のアンテナを含む。受信側からフィードバックされたＳＮＲ値の高い順が、アンテナ＃４，＃２，＃３，＃１の順であると仮定する。チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせるという規則に則って、アンテナ＃１〜＃４は２つのグループに分けられ、アンテナ＃１とアンテナ＃４とが１つのグループとなり、アンテナ＃３とアンテナ＃２とが１つのグループとなる。そして、各グループのデータに対してＳＴＢＣ符号化を行う。よって例えば、アンテナ＃１とアンテナ＃４の符号化されたデータは式（１）で示され、アンテナ＃３とアンテナ＃２の符号化されたデータは式（２）で示される。
【数１】
2007061065.tif 000022
【数２】
2007061065.tif 000023
【００３１】
そして、１回目の再送時には、時空間符号化されたデータの一部を送信する。即ち、アンテナ＃１〜＃４はそれぞれ−Ｓ４＊，−Ｓ３＊，Ｓ２＊，Ｓ１＊を送信する。
【００３２】
一方、受信側では、初回送信時に受信したデータと１回目の再送時に受信データとを用いて時空間ブロック復号を行う。１回目の再送を行っても受信側でデータを正しく受信できなかった場合、送信側では、２回目の再送時にはチャネル状況に基づいてデータを並び替える。このとき、チャネルのＳＮＲ値の高い順が、アンテナ＃３，＃４，＃１，＃２の順であると仮定する。初回送信時に状況が最良のチャネルにあったデータを、今回の送信時（２回目の再送時）には状況が最悪のチャネルに配置して送信するという規則に則ってサブストリームを並び替える。よって、アンテナ＃１〜＃４にて送信されるデータはそれぞれ、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ１，Ｓ３となる。受信側では、２回目の再送により受信した内容と１回目の再送後に得た時空間復号された内容とを合成して受信データを得る。
【００３３】
２回目の再送によって得られた受信データに依然として誤りがある場合、３回目の再送が行われる。
【００３４】
３回目の再送時には、１回目の再送時と同様に、チャネル状況に基づいてアンテナのグループ分けを行う。但し、今回のグループ分けは前回送信したサブストリームの順序に基づいて行われる。また、前回送信したサブストリームの順序はすでに元のサブストリームの順序と異なっている。今回、チャネルのＳＮＲ値の高い順が、アンテナ＃３，＃４，＃２，＃１の順であると仮定する。チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせるという規則に則って、アンテナ＃１〜＃４は２つのグループに分けられ、アンテナ＃１とアンテナ＃３とが１つのグループとなり、アンテナ＃４とアンテナ＃２とが１つのグループとなる。そして、１回目の再送時と同様に、時空間符号化を行い、一部の符号化データを送信する。即ち、アンテナ＃１〜＃４はそれぞれ、−Ｓ１＊，−Ｓ３＊，Ｓ２＊，Ｓ４＊を送信する。受信側では、２回目の再送時に受信したデータと３回目の再送時に受信したデータとを合成して時空間復号を行い、復号後のデータと１回目の再送後に得た時空間復号データとを合成して最終の結果を得る。
【００３５】
（２）マルチデータ検出モード
データの初回送信時において、元のデータはＳ／Ｐ変換を経て複数の並列のサブストリームとなる。各サブストリームは、個別にＣＲＣ符号化され、チャネル符号化および変調され、階層時空間符号化された後に送信される。
【００３６】
いずれか１つのアンテナのデータが誤って受信される場合には、送信側は誤ったデータのみを再送すればよい。よって、あるアンテナのデータが誤った場合、送信側は、受信側からフィードバックされるチャネル情報に基づいて、チャネル状況が最良であるアンテナを選択し、その選択したアンテナから元のデータを再送する一方で、その他のアンテナからは新しいデータを送信する。受信側は再送されたデータと元のデータとを合成して復号を行う。
【００３７】
また、２つのアンテナのデータが誤って受信される場合には、送信側はこの２本のアンテナのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータをそれぞれ対応するアンテナから送信し、その他のアンテナからは新しいデータを送信する。受信側では
受信した２つのサブストリームを元のデータと合成して時空間復号を行う。
【００３８】
２つより多いアンテナのデータが誤って受信される場合には、送信側は、データを再送する際、単一データ検出モードと同様に、チャネル状況に基づいてアンテナのグループ分けを行う。各グループのアンテナ数は、採用する時空間符号化方式によって決定される。送信側では、各グループのデータに対して時空間符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナからそれぞれ送信する。受信側では、再送されたデータと元のデータとを合成して時空間復号を行う。
【００３９】
あるアンテナのデータが１回再送されても正しく受信されない場合、以降の再送において、各回の再送データを復号した結果を合成することができる。例えば、２回目の再送後、２回目の時空間復号の結果と１回目の時空間復号の結果とを合成することができる。もし３回目の再送があれば、３回目の時空間復号の結果とそれ以前の２回の時空間復号の結果とを合成する。
【００４０】
例えば、１回目の送信時（初回送信時）に、アンテナ＃１〜＃４の４本のアンテナのうち、アンテナ＃１のデータｓ１とアンテナ＃４のデータｓ４が誤ったと仮定する。この場合、送信側はこれら２本のアンテナのデータを再送しなければならない。そこで、送信側は、再送時に、アンテナ＃１のデータｓ１とアンテナ＃４のデータｓ４とに対して時空間ブロック符号化を行い、アンテナ＃２とアンテナ＃３からは新しいデータを送信する。但し、ここではアンテナ＃１およびアンテナ＃２に対するグループ分けは必要ない。ｓ１，ｓ４を符号化した結果は式（３）で示され、−ｓ４＊，ｓ１＊はそれぞれアンテナ＃１とアンテナ＃４に配置されて送信される。
【数３】
2007061065.tif 000024
【００４１】
受信側はこれら２本のアンテナから再送されたデータを受信した後、受信したデータと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う。そして、受信側は、４本のすべてのアンテナのデータを正しく受信できれば、データを正しく受信できたという情報（ＡＣＫ）を送信側へ通知し、送信側は新しいデータを送信する。一方、受信側は、４本のアンテナのデータのうち正しく受信できなかったものがあれば、ＮＡＣＫを送信側へ通知し、送信側は上記の過程に基づいて引続きデータを再送する。受信側では、複数回再送されたデータを合成して復号することができる。
【００４２】
本発明では、単一データ検出モードにおいて以下の処理を行う。
【００４３】
１．送信側では、１回目の再送時にチャネルの状況（例えば、チャネルのＳＮＲ値等）に基づいてアンテナに対するグループ分けを行い、各グループのアンテナに対して時空間符号化を行う。各グループのアンテナ数は時空間符号化方式によって決定される。受信側では、送信側での時空間符号化に対応する時空間復号を行うことによって、空間ダイバーシチと時間ダイバーシチを得ることができる。
【００４４】
２．グループ分けの規則としては、チャネル状況が良いアンテナとチャネル状況が悪いアンテナとを組み合わせて１グループにするという規則を用いる。これにより、状況が悪いチャネルは状況が良いチャネルからの補償を得ることができ、各チャネルの利得を均等化させることができる。
【００４５】
３．２回目の再送時に、送信側では、チャネル状況に基づいてサブストリームの順序を変える。送信側は、初回送信時に状況が良いチャネルにあったサブストリームを２回目の再送時には状況が悪いチャネルに配置して送信し、初回送信時に状況が悪いチャネルにあったサブストリームを２回目の再送時には状況が良いチャネルに配置して送信する。受信側では、今回送信されたデータと前の２回の送信によって得られた時空間復号の結果とを合成して、最終のデータを得る。
【００４６】
４．３回目の再送時には、１回目の再送時と同じように、送信側でチャネル状況に基づいてアンテナをグループ分けし、グループ毎に時空間符号化を行い、時空間符号化されたデータの一部を送信する。受信側では、今回受信したデータと前回受信したデータに対して時空間復号を行い、復号結果を前回の時空間復号結果と合成して最終のデータを得る。
【００４７】
また、マルチデータ検出モードでは以下の処理を行う。
【００４８】
５．２つのアンテナのデータが誤った場合、送信側では、これら２つのアンテナのデータを時空間符号化し、符号化されたデータを再送する。これにより、時間ダイバーシチと空間ダイバーシチを得ることができる。
【００４９】
６．２つより多いアンテナのデータが誤った場合、送信側では、チャネル状況に基づいてこれらのアンテナをグループ分けし、各グループのデータにそれぞれ時空間符号化を行い、符号化されたデータを再送する。
【００５０】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
まず、階層時空間符号化（ＢＬＡＳＴ）について説明する。階層時空間符号化の基本原理は空間多重に基づく。階層時空間符号化に対しては２つのＡＲＱ方法がある。
【００５２】
第一のＡＲＱ方法は単一データ検出モードである。単一データ検出モードでは、Ｓ／Ｐ変換前にＣＲＣ符号化を行い、ＣＲＣ符号化されたデータをデータストリームにＳ／Ｐ変換する。単一データ検出モードでは、再送時にすべてのアンテナのデータ、即ちすべてのパケットを再送する必要がある。
【００５３】
第二のＡＲＱ方法はマルチデータ検出モードである。マルチデータ検出モードでは、Ｓ／Ｐ変換により並列のサブストリームを形成した後、各サブストリームに対し個別にＣＲＣ符号化を行う。マルチデータ検出モードによれば、再送時のデータ量を削減でき、データ伝送効率を向上させることができる。
【００５４】
図１Ａに、単一データ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す。
【００５５】
図１Ａにおいて、ＣＲＣ符号化部１０１は入力されるデータをＣＲＣ符号化する。
【００５６】
Ｓ／Ｐ変換部１０２は、ＣＲＣ符号化された直列のデータを並列のデータストリーム（サブストリーム）にＳ／Ｐ変換する。
【００５７】
チャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎは、各サブストリームをそれぞれ個別にチャネル符号化する。
【００５８】
チャネル符号化後のサブストリームは、階層時空間符号化部１０４にて所定の規則に則って階層時空間符号化され、変調部１０５−１〜１０５−ｎにて変調され、アンテナ１０６−１〜１０６−ｎから送信される。
【００５９】
なお、互いに異なる送信アンテナから送信される符号間には直接な変換関係がないため、図１Ａに示す無線通信装置は送信ダイバーシチに基づくものではない。
【００６０】
図１Ｂに、マルチデータ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す。図１Ｂにおいて図１Ａの構成部と同一の構成部には同一符号を付す。
【００６１】
図１Ｂに示すように、マルチデータ検出モードでは、データをＳ／Ｐ変換部１０２によりＳ／Ｐ変換して並列のサブストリームを形成してからＣＲＣ符号化部１０７−１〜１０７−ｎによりＣＲＣ符号化を行う点が単一データ検出モード（図１Ａ）と異なる。マルチデータ検出モードによれば、再送時のデータ量を削減でき、データの伝送効率を向上させることができる。
【００６２】
送信側での分波方式の違いによって、垂直階層時空間符号化、水平階層時空間符号化および対角階層時空間符号化の３種類の階層時空間符号化方式がある。ここでは、Ｍ＝３を例に、垂直階層時空間符号化および水平階層時空間符号化について説明する。
【００６３】
チャネル符号化部１０３−１の出力系列がａ１，ａ２，ａ３，ａ４，…、チャネル符号化部１０３−２の出力系列がｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，…、チャネル符号化部１０３−３の出力系列がｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…であると仮定する。垂直階層時空間符号化ではチャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎの並列出力を垂直方向に時空間符号化する。つまり、チャネル符号化部１０３−１が出力するＭシンボルを１列目に並べ、チャネル符号化部１０３−２が出力するＭシンボルを２列目に並べ、チャネル符号化部１０３−３が出力するＭシンボルを３列目に並べ、以下同様に並べていく。図１Ｃに示すように、符号化後のシンボルは列毎にＭ本のアンテナから同時に送信される。
【００６４】
一方、水平階層時空間符号化では、図１Ｄに示すように、チャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎの並列出力を水平方向に時空間符号化する。
【００６５】
なお、対角階層時空間符号化では、チャネル符号化部１０３−１〜１０３−ｎの並列出力を対角線に時空間符号化する。
【００６６】
図２に時空間ブロック符号化システムの構成を示す。図２では、２つの送信アンテナと１つの受信アンテナを用いる時空間ブロック符号化システムの構成を示す。
【００６７】
データＳ１，Ｓ２はＳＴＴＤ時空間符号化部２０１で時空間符号化される。そして、第１の符号周期内（０〜Ｔ）では、アンテナ２０２−１がＳ１を、アンテナ２０２−２がＳ２を送信し、第２の符号周期内（Ｔ〜２Ｔ）では、アンテナ２０２−１が−Ｓ２＊を、アンテナ２０２−２がＳ１＊を送信する。また、Ｓ１および−Ｓ２＊はパス１を介して受信アンテナ２０３に受信され、Ｓ２およびＳ１＊はパス２を介して受信アンテナ２０３に受信される。時空間符号化によって、元の符号の情報を異なる時刻に異なるアンテナから送信することができるため、空間ダイバーシチを得ることができ、データの伝送効率を向上させることができる。
【００６８】
（実施の形態１）
図３Ａに、本発明の実施の形態１に係る送信側の無線通信装置の構成を示す。図３Ａには、単一データ検出モードを採用した場合の構成が示されている。単一データ検出モードを採用する場合、再送時にはすべてのアンテナのデータを送信する必要がある。
【００６９】
図３Ａにおいて、ＣＲＣ符号化部３０１は入力されるデータをＣＲＣ符号化する。
【００７０】
Ｓ／Ｐ変換部３０２は、ＣＲＣ符号化された直列のデータを並列のデータストリーム（サブストリーム）にＳ／Ｐ変換する。
【００７１】
チャネル符号化部３０３−１〜３０３−ｎは、各サブストリームをそれぞれ個別にチャネル符号化する。
【００７２】
データの初回送信時には、再送データ処理部３０４は処理を行わず、チャネル符号化後のサブストリームはそれぞれ階層時空間符号化部３０５に直接入力される。
【００７３】
階層時空間符号化部３０５は、チャネル符号化後のサブストリームを所定の規則に則って階層時空間符号化するとともに、階層時空間符号化後のデータをアンテナ３０７−１〜３０７−ｎに割り当てる。なお、本実施の形態で用いる階層時空間符号化は水平階層時空間符号化である。
【００７４】
階層時空間符号化後のデータは変調部３０６−１〜３０６−ｎにて変調され、アンテナ３０７−１〜３０７−ｎから送信される。
【００７５】
受信データに誤りがある場合、受信側はフィードバック情報（ＮＡＣＫ）を送信側に送信し、送信側はすべてのサブストリームのデータを再送する。再送データ処理部３０４の構成を図３Ｂに示す。
【００７６】
図３Ｂに示す再送データ処理部３０４において、再送制御部３０８は、チャネル符号化部３０３−１〜３０３−ｎから入力される各サブストリームを、再送回数に基づいて並び替え部３０９またはグループ化部３１０のいずれかに出力する。１回目または３回目の再送であればサブストリームはグループ化部３１０に入力され、２回目の再送であればサブストリームは並び替え部３０９に入力される。
【００７７】
グループ化部３１０は、受信側がフィードバックしたチャネル状況に基づいて各サブストリームを組み合わせて複数のグループに分ける。この際、状況が良いチャネルと状況が悪いチャネルとを組み合わせることによりチャネル利得を均等化する。
【００７８】
時空間ブロック符号化部３１１−１〜３１１−ｍは時空間ブロック符号化を行う。例えば、グループ化部３１０が、チャネル状況に基づいて、１つ目のサブストリームｓ１と５つ目のサブストリームｓ５とを組み合わせて時空間ブロック符号化部３１１−１に出力した場合、時空間ブロック符号化部３１１−１での符号化後のデータは式（４）に示すようになる。−ｓ５＊，ｓ１＊はそれぞれ１本目のアンテナと５本目のアンテナに割り当てられて、１本目のアンテナと５本目のアンテナからそれぞれ送信される。
【数４】
2007061065.tif 000025
【００７９】
その他のグループのサブストリームも時空間ブロック符号化された後、それぞれ対応するアンテナに割り当てられて送信される。
【００８０】
受信側では、今回再送されたデータと前回送信されたデータとを合成して時空間ブロック復号を行う。
【００８１】
１回目の再送が行われても復号結果が正しくなかった場合、２回目の再送が行われる。２回目の再送では、再送制御部３０８はサブストリームを並び替え部３０９に出力する。並び替え部３０９は、フィードバックされたチャネル状況に基づいて再送データを並び替えることにより再送データに対して送信アンテナを新たに割り当てる。この際、並び替え部３０９は、初回送信時に状況が悪いチャネルにあったサブストリームを今回は状況が良いチャネルに割り当て、初回送信時に状況が良いチャネルにあったサブストリームを今回は状況が悪いチャネルに割り当てるような並び替えを行う。受信側は受信データと前回時空間ブロック復号した後のデータとを合成する。
【００８２】
２回目の再送が行われてもデータを正しく受信できなかった場合には、３回目の再送が行われる。３回目の再送では、再送制御部３０８はサブストリームを２回目の再送時の順序でグループ化部３１０に出力する。グループ化部３１０は、受信側からフィードバックされたチャネル状況に基づいてサブストリームをグループ分けし、状況が良いチャネルのサブストリームと状況が悪いチャネルのサブストリームとを組み合わせる。例えばグループ化部３１０が１つ目のサブストリームｓ１と３つ目のサブストリームｓ３とを組み合わせて時空間ブロック符号化部３１１−１に出力した場合、時空間ブロック符号化部３１１−１での符号化後のデータは式（５）に示すようになる。−ｓ３＊，ｓ１＊はそれぞれ１本目のアンテナと３本目のアンテナに割り当てられて、１本目のアンテナと３本目のアンテナからそれぞれ送信される。
【数５】
2007061065.tif 000026
【００８３】
その他のグループのサブストリームも時空間ブロック符号化された後、それぞれ対応するアンテナに割り当てられて送信される。
【００８４】
受信側では、今回送信されたデータと前回送信されたデータとを合成して時空間ブロック復号を行い、復号の結果を前回の時空間復号の結果と合成する。
【００８５】
そして、３回目の再送が行われても正しいデータを得られなかった場合には、データを正しく受信するか、または、再送回数が所定の上限回数に達するまで上記の過程を繰り返す。
【００８６】
図４は本発明の実施の形態１に係る動作フロー図である。
【００８７】
システムが起動した後（ＳＴ４０１）、送信側はデータを送信する（ＳＴ４０２）。
【００８８】
受信側で受信したデータが正しい場合（ＳＴ４０３：ＹＥＳ）、このフローを終了する（ＳＴ４０６）。一方、受信データに誤りがあった場合（ＳＴ４０３：ＮＯ）、再送回数ｎが上限値を超えたか否かを判断する（ＳＴ４０４）。
【００８９】
再送回数ｎが上限値を超えた場合は（ＳＴ４０４：ＹＥＳ）、再送を行わず、このフローを終了する（ＳＴ４０６）。一方、再送回数ｎが上限値を超えていない場合は（ＳＴ４０４：ＮＯ）、伝送モードｋをｋ ＝ ｎ ｍｏｄ ４によって計算する（ＳＴ４０５）。
【００９０】
ｋ＝１である場合、送信側は受信側からフィードバックされたチャネル状況に基づいて各サブストリームを組み合わせてサブストリームをグループ分けする（ＳＴ４０７）。この際、状況が良いチャネルと状況が悪いチャネルとを組み合わせることにより、チャネル
の利得を均等化する。
【００９１】
次に、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い（ＳＴ４０８）、符号化されたデータをそれぞれ対応するアンテナに割り当てて再送する（ＳＴ４０９）。
【００９２】
そして、受信側は今回再送されたデータを前回送信されたデータと合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ４１０）。
【００９３】
次いで、受信側は、復号されたデータが正しいか否か判断する（ＳＴ４０３）。
【００９４】
復号結果が依然として正しくない場合は（ＳＴ４０３：ＮＯ）、ＳＴ４０４とＳＴ４０５を実行して、新しいｋを得る。
【００９５】
ｋ＝２となるので、送信側はチャネル状況に基づいて再送データの並び替えを行う（ＳＴ４１１）。この際、ＳＴ４０２の初回送信時に状況が悪いチャネルに割り当てられたデータストリームを今回は状況が良いチャネルに割り当て、ＳＴ４０２の初回送信時に状況が良いチャネルに割り当てられたデータストリームを今回は状況が悪いチャネルに割り当てるような並び替えを行う。
【００９６】
そして、並び替え後のデータを再送する（ＳＴ４１２）。
【００９７】
受信側は受信データと前回時空間ブロック復号したデータとを合成する（ＳＴ４１３）。
【００９８】
次いで、受信側は、合成後のデータが正しいか否か判断する（ＳＴ４０３）。
【００９９】
データが正しくなく（ＳＴ４０３：ＮＯ）、かつ、再送回数が上限値を超えていない場合（ＳＴ４０４）、ｋ＝３を得て（ＳＴ４０５）、３回目の再送を行う。
【０１００】
送信側は再度チャネル状況に基づいてグループ分けを行い（ＳＴ４１４）、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い（ＳＴ４１５）、符号化されたデータを再送する（ＳＴ４１６）。
【０１０１】
受信側では、今回送信されたデータと前回送信されたデータとを合成して時空間ブロック復号を行い（ＳＴ４１７）、その復号結果と前回の時空間ブロック復号の結果とを合成する（ＳＴ４１８）。それでも正しいデータを得られない場合には（ＳＴ４０３：ＮＯ）、正しいデータが得られるか（ＳＴ４０３：ＹＥＳ）、または、再送回数が所定の上限値に達するまで（ＳＴ４０４：ＹＥＳ）、上述のフローを繰り返す。
【０１０２】
なお、ｋ＝０の場合には、初回送信時と同様にして再送を行う（ＳＴ４１９）。
【０１０３】
（実施の形態２）
図５Ａに、本発明の実施の形態２に係る送信側の無線通信装置の構成を示す。図５Ａには、マルチデータ検出モードを採用した場合の構成が示されている。マルチデータ検出モードでは、各アンテナのデータがそれぞれ個別にＣＲＣ符号化され、１つのアンテナのデータが誤った場合、その１つのアンテナのデータのみを再送する。これにより、再送のデータ量を削減でき、伝送効率を向上させることができる。
【０１０４】
図５Ａにおいて、データはＳ／Ｐ変換部５０１でのＳ／Ｐ変換によって複数の並列なサブストリームとなる。
【０１０５】
各サブストリームはそれぞれ個別にＣＲＣ符号化部５０２−１〜５０２−ｎでＣＲＣ符号化され、チャネル符号化部５０３−１〜５０３−ｎでチャネル符号化される。
【０１０６】
受信側でいくつかのアンテナのデータについて誤りが検出された場合、再送時にデータは再送データ処理部５０４に入力される。再送データ処理部５０４の構成を図５Ｂに示す。
【０１０７】
１つのアンテナのデータが誤った場合、再送制御部５０８はサブストリームをアンテナ選択部５０９に出力する。
【０１０８】
アンテナ選択部５０９は、フィードバックされたチャネル情報に基づいてチャネル状況が最良のアンテナを選択し、その選択したアンテナに再送データを配置し、他のアンテナには新しいデータを配置する。
【０１０９】
また、２つ以上のアンテナのデータが誤った場合、再送制御部５０８はサブストリームをグループ化部５１０に出力する。
【０１１０】
２つのアンテナのデータが誤った場合、２つのアンテナではグループ分けする必要がない。このため、時空間ブロック符号化部５１１−１〜５１１−ｍで直接この２つのアンテナのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナから送信する。一方、他のアンテナからは新しいデータを送信する。また、この新しいデータに対しては、グループ分けおよび時空間ブロック符号化を行う必要はない。
【０１１１】
２つより多いアンテナのデータに誤りが発生した場合には、単一データ検出モードと同様に、グループ化部５１０でチャネル状況に基づいてグループ分けが行われる。各グループのアンテナ数は採用する時空間符号化方式によって決定される。時空間ブロック符号化部５１１−１〜５１１−ｍで各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータは対応するアンテナから送信される。一方、誤りが発生していないアンテナからは新しいデータを送信する。この新しいデータに対しては、グループ分けおよび時空間ブロック符号化を行う必要はない。受信側では、再送されたデータと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う。
【０１１２】
階層時空間符号化部５０５は、再送データ処理部５０４から入力されるサブストリームを所定の規則に則って階層時空間符号化するとともに、階層時空間符号化後のデータをアンテナ５０７−１〜５０７−ｎに割り当てる。なお、本実施の形態で用いる階層時空間符号化は水平階層時空間符号化である。
【０１１３】
階層時空間符号化後のデータは変調部５０６−１〜５０６−ｎにて変調され、アンテナ５０７−１〜５０７−ｎから送信される。
【０１１４】
１回目の送信時（初回送信時）に１本目のアンテナのデータと４本目のアンテナのデータに誤りが発生した場合、受信側は再送情報（ＮＡＣＫ）とチャネル情報を送信側にフィードバックし、送信側はこの２本のアンテナのデータを再送しなければならない。そこで、再送制御部５０８は、受信側からフィードバックされた再送情報（ＮＡＣＫ）に基づいて、サブストリームをグループ化部５１０に出力する。２本のアンテナで誤りが発生した場合にはグループ分けの必要がないので、アンテナ＃１のデータｓ１とアンテナ＃４のデータｓ４は時空間ブロック符号化部５１１−１〜５１１−ｍのいずれかに直接入力され時空間ブロック符号化される。一方で、アンテナ＃２とアンテナ＃３からは新しいデータが送信される。また、その新しいデータに対しては時空間ブロック符号化を行わない。ｓ１
，ｓ４の時空間ブロック符号化の結果は式（６）に示すようになり、−ｓ４＊，ｓ１＊はそれぞれ１本目のアンテナと４本目のアンテナに配置されて再送される。
【数６】
2007061065.tif 000027
【０１１５】
受信側はこの２本のアンテナから再送されたデータを受信した後、受信データを元のデータと合成して時空間ブロック復号を行う。４本のアンテナのデータをいずれも正しく受信できた場合、受信側はデータを正しく受信したという情報（ＡＣＫ）を送信し、送信側は新しいデータを送信する。一方、４本のアンテナのうちデータを正しく受信できなかったものがあれば、受信側はＮＡＣＫを送信し、送信側は上記の過程に従って引続きデータを再送する。
【０１１６】
図６は本発明の実施の形態２に係る動作フロー図である。
【０１１７】
フローがスタートした後（ＳＴ６０１）、送信側はデータを送信する（ＳＴ６０２）。
【０１１８】
受信側は受信データを復号し、受信データに誤りがあるか否かを判断する（ＳＴ６０３）。
【０１１９】
受信データに誤りがなければ（ＳＴ６０３：ＮＯ）、新しいデータを送信するように送信側に通知する。
【０１２０】
一方、いくつかのアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０３：ＹＥＳ）、受信側は送信側に再送情報（ＮＡＣＫ）とチャネル状況を送信する（ＳＴ６０４）。
【０１２１】
１つのアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０５：ＹＥＳ）、送信側はフィードバックされたチャネル状況に基づいて、チャネル状況が最良であるアンテナを選択し、その選択したアンテナに再送データを配置して送信する（ＳＴ６０６）。なお、他のアンテナからは新しいデータを送信する。
【０１２２】
受信側では再送データと元のデータとを合成して復号する（ＳＴ６０７）。
【０１２３】
２つのアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０５：ＮＯ，ＳＴ６０８：ＹＥＳ）、送信側はこの２つのアンテナのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナから送信する（ＳＴ６０９）。なお、他のアンテナからは新しいデータを送信する。
【０１２４】
受信側は受信した２つのサブストリームと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ６１０）。
【０１２５】
２つより多いアンテナのデータが誤った場合（ＳＴ６０５：ＮＯ，ＳＴ６０８：ＮＯ）、送信側はこれらのデータを再送する際、単一データ検出モードと同様に、チャネル状況に基づいてグループ分けを行う（ＳＴ６１１）。各グループ内のアンテナ数は採用される時空間符号化方式によって決定される。
【０１２６】
次に、送信側は、各グループのデータに対して時空間ブロック符号化を行い、符号化されたデータを対応するアンテナから送信する（ＳＴ６１２）。
【０１２７】
受信側では、再送データと元のデータとを合成して時空間ブロック復号を行う（ＳＴ６１３）。
【０１２８】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１２９】
２００５年１１月２４日出願の第２００５１０１２８６３７．Ｘの中国特許出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、ＭＩＭＯシステムにおいてＨＡＲＱによって誤り訂正を行う場合に、スループットを向上することができる効果を有し、ＭＩＭＯシステムに適用される無線通信方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１Ａ】単一データ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す図
【図１Ｂ】マルチデータ検出モードにおける無線通信装置の構成を示す図
【図１Ｃ】垂直階層時空間符号化の説明図
【図１Ｄ】水平階層時空間符号化の説明図
【図２】時空間ブロック符号化システムの構成を示す図
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示す図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る再送データ処理部の構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る動作フロー図
【図５Ａ】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示す図
【図５Ｂ】本発明の実施の形態２に係る再送データ処理部の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る動作フロー図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2007061065.tif 000028
【図１Ｂ】
2007061065.tif 000029
【図１Ｃ】
2007061065.tif 000030
【図１Ｄ】
2007061065.tif 000031
【図２】
2007061065.tif 000032
【図３Ａ】
2007061065.tif 000033
【図３Ｂ】
2007061065.tif 000034
【図４】
2007061065.tif 000035
【図５Ａ】
2007061065.tif 000036
【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
2007061065.tif 000039
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