(57)【要約】【課題】ＨＡＲＱを適用したマルチキャリア伝送方式の通信システムにおいて、フェージングの時間変動が大きい場合であっても、データ誤りを充分に訂正し、所望の伝送品質を得る。【解決手段】送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される送信装置１００であって、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するサブキャリア間隔設定部１１１と、サブキャリア間隔設定部１１１において設定されたサブキャリアの間隔に基づいて、入力された信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうＩＦＦＴ部１１２と、初送信号および少なくとも１つの再送信号を送信する送信部１０２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される送信装置であって、
初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するサブキャリア間隔設定部と、
前記サブキャリア間隔設定部において設定されたサブキャリアの間隔に基づいて、入力された信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうＩＦＦＴ部と、
前記初送信号および少なくとも１つの再送信号を送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記サブキャリア間隔設定部は、前記ＩＦＦＴ部の入力ポイントに対して、送信信号を構成するデータを少なくとも１ポイント間隔の割り当て間隔で割り当てると共に、前記ＩＦＦＴ部からの出力データを、前記割り当て間隔に対応して間引くようにデータを配置するデータ配置設定部を備えることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記サブキャリア間隔設定部は、前記ＩＦＦＴ部のポイント数を設定するポイント数設定部を備えることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
初送信号よりも少ないデータシンボル数で再送信号を生成するデータシンボル生成部を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の送信装置。
【請求項５】
前記データシンボル生成部は、
情報ビットに冗長ビットを付加する誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号化部が出力する符号化ビットに対して、初送信号よりも再送信号を多く間引くパンクチャ部と、を備えることを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項６】
前記サブキャリア間隔設定部は、前記データシンボル生成部が出力するデータシンボル数に基づいて、サブキャリアの間隔を設定することを特徴とする請求項４または請求項５記載の送信装置。
【請求項７】
前記サブキャリア間隔設定部から出力されるデータ配列パターンに基づいて、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボル長が一定となるようにＧＩ（Guard Interval）長を設定し、前記設定したＧＩ長に基づいて、送信信号に対してＧＩを付加するＧＩ付加部を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の送信装置。
【請求項８】
送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される受信装置であって、
通信相手である送信装置から、初送信号および少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した受信信号におけるサブキャリアの間隔に基づいて、受信信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行なうＦＦＴ部と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
前記受信部が受信した複数の前記初送信号または前記再送信号を復調処理する信号検出部と、
前記信号検出部が検出した信号であって、前記初送信号または前記再送信号を合成する合成部と、
合成した前記信号を復号処理して前記復号処理結果を得る復号部と、を備えることを特徴とする請求項８記載の受信装置。
【請求項１０】
送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムであって、請求項１から請求項７のいずれかに記載の送信装置と、請求項８または請求項９記載の受信装置と、から構成されることを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される送信装置の送信方法であって、
サブキャリア間隔設定部において、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するステップと、
ＩＦＦＴ部において、前記サブキャリア間隔設定部において設定されたサブキャリアの間隔に基づいて、入力された信号に対してＩＦＦＴを行なうステップと、
送信部において、前記初送信号および少なくとも１つの再送信号を送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする送信方法。
【請求項１２】
送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される受信装置の受信方法であって、
受信部において、通信相手である送信装置から、初送信号および少なくとも１つの再送信号を受信するステップと、
ＦＦＴ部において、前記受信部が受信した受信信号におけるサブキャリアの間隔に基づいて、受信信号に対してＦＦＴを行なうステップと、を少なくとも含むことを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムにおいて、送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パケット伝送を行なう通信システムでは、ＱｏＳ（Quality of Service）などを満たす伝送品質を保証するために、誤り制御技術が用いられている。この誤り制御技術として、非特許文献１および非特許文献２には、自動再送（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）と、ターボ符号化などの誤り訂正符号化とを組合せたＨｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ（ＨＡＲＱ）とが記載されている。ＨＡＲＱは、受信装置において受信信号に誤りが検出されると、送信装置に対して再送を要求し、再度受信した信号とすでに受信した信号との合成信号に対して復号処理を行なう技術である。
【０００３】
特に、ＨＡＲＱとして、Ｃｈａｓｅ合成（ＣＣ：Chase Combining）と、ＩＲ（Incremental  Redundancy）とがよく知られている。例えば、ＣＣを用いるＨＡＲＱでは、受信パケットに誤りが検出されると、全く同一のパケットの再送を要求する。これらの２つの受信パケットを合成することにより、受信品質を高めることができる。また、ＩＲを用いるＨＡＲＱでは、冗長ビットを分割し、少しずつ順次再送するため、再送回数が増えるに従って符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を強くできる。
【非特許文献１】D. Chase, “Code combining- A maximum likelihood decoding approach for combing and arbitrary number of noisy packets,” IEEE Trans. Commun., vol. COM-33, pp. 385-393, May 1985.
【非特許文献２】J. Hagenauer, “Rate-compatible punctured convolutional codes (RCPC  codes) and their application,” IEEE Trans. Commun., vol. 36, pp.389-400, April 1988.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パケット伝送を行なう通信システムにおいて、マルチパスフェージング環境下で高速伝送可能な伝送方式として、マルチキャリア伝送方式がある。例えば、マルチキャリア伝送方式の一つであるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）において、高速移動時などフェージングの時間変動が大きい環境下では、複数のＯＦＤＭシンボルで生成されたフレームにおける先頭のフレームと末尾フレーム、またはＯＦＤＭシンボル内の先頭と末尾で伝搬路が大きく時間変化する。その結果、伝搬路推定誤差、キャリア間干渉などによりパケット誤りが生じる。
【０００５】
ＯＦＤＭ伝送を用いたパケット通信システムにおいて、前記ＨＡＲＱを適用により得られる時間ダイバーシチゲイン、あるいは符号化ゲインの増加によって前記伝搬路推定誤差、キャリア間干渉による品質低下を補償しようとすると、再送回数が急激に増加してしまう場合がある。ＨＡＲＱは再送パケット数が増加すると再送パケットによるリンク容量へのオーバヘッドが増加するという問題がある。
【０００６】
また、シングルキャリア伝送方式において、ＦＤＥ（Frequency Domain Equalizer）を適用する場合、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）区間において、先頭と末尾で伝搬路が大きく時間変化すると、伝搬路推定誤差、キャリア間干渉などによりパケット誤りが生じ、同様の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＨＡＲＱを適用したマルチキャリア伝送方式の通信システムにおいて、フェージングの時間変動が大きい場合であっても、データ誤りを充分に訂正し、所望の伝送品質を得ることができる送信装置、受信装置、通信システム、送信方法および受信方法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】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の送信装置は、送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される送信装置であって、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するサブキャリア間隔設定部と、前記サブキャリア間隔設定部において設定されたサブキャリアの間隔に基づいて、入力された信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうＩＦＦＴ部と、前記初送信号および少なくとも１つの再送信号を送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
このように、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するので、フェージングの時間変動によるフレーム内またはシンボル内での伝搬路の時間変動を小さくすることができる。その結果、再送時における伝搬路推定誤差、キャリア間干渉を抑えることができ、再送パケットの品質を向上させ、再送回数を低減することが可能となる。
【００１０】
（２）また、本発明の送信装置において、前記サブキャリア間隔設定部は、前記ＩＦＦＴ部の入力ポイントに対して、送信信号を構成するデータを少なくとも１ポイント間隔の割り当て間隔で割り当てると共に、前記ＩＦＦＴ部からの出力データを、前記割り当て間隔に対応して間引くようにデータを配置するデータ配置設定部を備えることを特徴としている。
【００１１】
このように、ＩＦＦＴ部の入力ポイントに対して、送信信号を構成するデータを少なくとも１ポイント間隔の割り当て間隔で割り当てると共に、ＩＦＦＴ部からの出力データを、前記割り当て間隔に対応して間引くようにデータを配置するので、初送信号に対して再送信号におけるサブキャリアの間隔を大きくすることができるので、フェージングの時間変動に対する耐性を向上させることができ、再送パケットの品質向上を図ることが可能となる。
【００１２】
（３）また、本発明の送信装置において、前記サブキャリア間隔設定部は、前記ＩＦＦＴ部のポイント数を設定するＩＦＦＴポイント数設定部を備えることを特徴としている。
【００１３】
このように、ＩＦＦＴ部のポイント数を設定するので、初送信号に対して再送信号におけるサブキャリアの間隔を大きくすることができるので、フェージングの時間変動に対する耐性を向上させることができ、再送パケットの品質向上を図ることが可能となる。
【００１４】
（４）また、本発明の送信装置は、初送信号よりも少ないデータシンボル数で再送信号を生成するデータシンボル生成部を更に備えることを特徴としている。
【００１５】
このように、初送信号よりも少ないデータシンボル数で再送信号を生成することにより、生成した再送信号に基づいて、サブキャリアの間隔を初送信号の場合よりも大きくすることが可能となる。その結果、フェージングの時間変動に対する耐性が向上し、再送パケットの品質向上を図ることが可能となる。
【００１６】
（５）また、本発明の送信装置において、前記データシンボル生成部は、情報ビットに冗長ビットを付加する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部が出力する符号化ビットに対して、初送信号よりも再送信号を多く間引くパンクチャ部と、を備えることを特徴としている。
【００１７】
このように、誤り訂正符号化部が出力する符号化ビットに対して、初送信号よりも再送信号を多く間引くので、初送時よりも再送時において、符号化ビット数または変調シンボル数（データシンボル数）を減らすことができる。これにより、再送時におけるサブキャリアの間隔を、初送時よりも大きくすることが可能となる。その結果、フェージングの時間変動に対する耐性が向上し、再送パケットの品質向上を図ることが可能となる。
【００１８】
（６）また、本発明の送信装置において、前記サブキャリア間隔設定部は、前記データシンボル生成部が出力するデータシンボル数に基づいて、サブキャリアの間隔を設定することを特徴としている。
【００１９】
このように、サブキャリア間隔設定部は、データシンボル生成部が出力するデータシンボル数に基づいて、サブキャリアの間隔を設定するので、初送信号よりも少ないデータシンボル数で再送信号を生成することにより、生成した再送信号に基づいて、サブキャリアの間隔を初送信号の場合よりも大きくすることが可能となる。その結果、フェージングの時間変動に対する耐性が向上し、再送パケットの品質向上を図ることが可能となる。
【００２０】
（７）また、本発明の送信装置において、前記サブキャリア間隔設定部から出力されるデータ配列パターンに基づいて、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボル長が一定となるようにＧＩ（Guard Interval）長を設定し、前記設定したＧＩ長に基づいて、送信信号に対してＧＩを付加するＧＩ付加部を更に備えることを特徴としている。
【００２１】
このように、サブキャリア間隔設定部から出力されるデータ配列パターンに基づいて、ＯＦＤＭシンボル長が一定となるＧＩ長に基づいて、送信信号に対してＧＩを付加するので、サブキャリアの間隔を大きくすることによって有効シンボル長が短くなっても、各再送回数におけるトータルシンボル長を一定に保つことが可能となる。
【００２２】
（８）また、本発明の受信装置は、送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される受信装置であって、通信相手である送信装置から、初送信号および少なくとも１つの再送信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した受信信号におけるサブキャリアの間隔に基づいて、受信信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行なうＦＦＴ部と、を備えることを特徴としている。
【００２３】
このように、受信信号におけるサブキャリアの間隔に基づいて、受信信号に対してＦＦＴを行なうので、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定された場合は、フェージングの時間変動によるフレーム内またはシンボル内での伝搬路の時間変動を小さくすることができる。その結果、再送時における伝搬路推定誤差、キャリア間干渉を抑えることができ、再送パケットの品質を向上させ、再送回数を低減することが可能となる。
【００２４】
（９）また、本発明の受信装置は、前記受信部が受信した複数の前記初送信号または前記再送信号を復調処理する信号検出部と、前記信号検出部が検出した信号であって、前記初送信号または前記再送信号を合成する合成部と、合成した前記信号を復号処理して前記復号処理結果を得る復号部と、を備えることを特徴としている。
【００２５】
このように、複数の初送信号または再送信号を復調処理し、初送信号または再送信号を合成し、合成した信号を復号処理するので、Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ（ＨＡＲＱ）を行なうことが可能となる。
【００２６】
（１０）また、本発明の通信システムは、送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムであって、請求項１から請求項７のいずれかに記載の送信装置と、請求項８または請求項９記載の受信装置と、から構成されることを特徴としている。
【００２７】
このように、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するので、フェージングの時間変動によるフレーム内またはシンボル内での伝搬路の時間変動を小さくすることができる。その結果、再送時における伝搬路推定誤差、キャリア間干渉を抑えることができ、再送パケットの品質を向上させ、再送回数を低減することが可能となる。
【００２８】
（１１）また、本発明の送信方法は、送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される送信装置の送信方法であって、サブキャリア間隔設定部において、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するステップと、ＩＦＦＴ部において、前記サブキャリア間隔設定部において設定されたサブキャリアの間隔に基づいて、入力された信号に対してＩＦＦＴを行なうステップと、送信部において、前記初送信号および少なくとも１つの再送信号を送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
【００２９】
このように、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定するので、フェージングの時間変動によるフレーム内またはシンボル内での伝搬路の時間変動を小さくすることができる。その結果、再送時における伝搬路推定誤差、キャリア間干渉を抑えることができ、再送パケットの品質を向上させ、再送回数を低減することが可能となる。
【００３０】
（１２）また、本発明の受信方法は、送信装置と受信装置との間で自動再送制御を行なう通信システムに適用される受信装置の受信方法であって、受信部において、通信相手である送信装置から、初送信号および少なくとも１つの再送信号を受信するステップと、ＦＦＴ部において、前記受信部が受信した受信信号におけるサブキャリアの間隔に基づいて、受信信号に対してＦＦＴを行なうステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
【００３１】
このように、受信信号におけるサブキャリアの間隔に基づいて、受信信号に対してＦＦＴを行なうので、初送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔よりも再送信号を送信する際に用いるサブキャリアの間隔を大きく設定された場合は、フェージングの時間変動によるフレーム内またはシンボル内での伝搬路の時間変動を小さくすることができる。その結果、再送時における伝搬路推定誤差、キャリア間干渉を抑えることができ、再送パケットの品質を向上させ、再送回数を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、自動再送（ＡＲＱ）とターボ符号化などの誤り訂正符号化とを組合せたＨｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ（ＨＡＲＱ）を用いたパケット通信を行なうマルチキャリア伝送方式の通信システムにおいて、パケットの再送回数によってサブキャリア間隔を大きくすることによって、フェージング時間変動が大きい場合でも、所望の伝送品質を得ることができる。すなわち、再送パケット送信時に初送パケット送信時よりサブキャリア間隔を大きくすること、または、再送回数が増えるにつれてサブキャリア間隔を大きくすることによって、フェージングの時間変動によるフレーム内、あるいはシンボル内での伝搬路の時間変動を小さくすることが可能となる。その結果、再送時における伝搬路推定誤差、キャリア間干渉を抑えることができ、再送パケットの品質が向上し、再送回数を低減することが可能となる。さらに加えて、サブキャリア間隔を大きくすることで有効シンボル長が短くなるが、各再送回数におけるトータルシンボル長を一定になるようにＧＩ長を付加することによって、各再送でのフレームフォーマットを一定に保ちながら、超遅延波への耐性を強化することも可能となり、さらに再送パケットの品質向上、再送回数低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施形態）
次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、ＨＡＲＱを適用したパケット通信を行なうＯＦＤＭの通信システムにおいて、初送パケット（初送信号）と再送パケット（再送信号）でサブキャリア間隔を大きくしていく送信装置、および受信装置について説明する。ここでは、初送パケットと再送パケットでＯＦＤＭにおけるＦＦＴポイント数を可変しない送信装置および受信装置を示す。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置１００の概略構成を示すブロック図である。送信装置１００は、例えば、無線通信システムによる下りリンクでは、基地局あるいは中継局、上りリンクでは移動局に設けられる。図１において、アンテナ１０１は、受信装置からの応答信号を含む信号を受信する。また、アンテナ１０１は、送信装置１００が生成した信号を送信する。
【００３５】
送信部１０２は、送信信号生成部１０３からの出力信号を、アナログ信号に変換し（Ｄ／Ａ変換）、帯域制限をするフィルタリング処理を行ない、さらに送信可能な周波数帯域に変換を行なう。復元部１０４は、アンテナ１０１から受信した受信装置からの信号を復元処理可能な周波数帯へ変換し、帯域制限をするフィルタリング処理を行ない、アナログ信号をデジタル信号に変換し（Ａ／Ｄ変換）、さらに前記デジタル信号に対してデータ復調、誤り訂正復号などの受信信号復元処理を行ない、受信装置からの信号に含まれる応答信号を取り出す。なお、復元部１０４は、受信信号の伝送方式に基づいて、受信信号を処理して復元する機能を有する。
【００３６】
上記応答信号は、伝送を確認する信号、再送要求するか否かの情報を含んだ信号である。例えば、ＡＣＫ（ACKnowledge）／ＮＡＣＫ（Negative ACKnowledge））信号などがある。送信側から送信されたパケットを受信側が正しく受信できなかった場合に、受信側が送信側にＮＡＣＫ信号を送り返し、正しく受信できた場合は、ＡＣＫ信号を送り返す。また、正しく受信できた信号に対して受信側が送信側に送り返す信号としてＳｅｌｅｃｔｉｖｅ  ＡＣＫ信号もある。
【００３７】
情報データ生成部１０６が生成した情報データは、符号化部１０７に入力される。符号化部１０７では、入力された情報データを受信する受信装置において誤り検出、誤り訂正ができるように情報データに冗長ビットを付加する。
【００３８】
図２は、符号化部１０７の概略構成を示すブロック図である。符号化部１０７は、誤り検出符号化部１０７ａ、誤り訂正符号化部１０７ｂ、パンクチャ部１０７ｃ、および送信データ記憶部１０７ｄから構成される。誤り検出符号化部１０７ａは、入力された情報データを受信した受信装置において、誤りがあるか否かを検出できるようにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）などの誤り検出符号化を行なう。誤り訂正符号化部１０７ｂは、誤り検出符号化部１０７ａから出力されたデータに対して、ターボ符号、畳み込み符号などの誤り訂正符号化を行なう。本実施形態では、誤り検出符号化を行なうデータ単位をパケットとし、誤り訂正符号化は前記パケット単位で行なう。
【００３９】
パンクチャ部１０７ｃは、誤り訂正符号化部１０７ｂから出力された符号化データについて、保持しているある所定のパターンに基づいて、間引き（パンクチャ処理と呼ぶ。）を行ない、送信するデータ量を減らす。また、パンクチャ部１０７ｃは、ＮＡＣＫ信号が入力された場合に、前記ある所定のパターンに基づいて再度パンクチャ処理を行なう。
【００４０】
送信データ記憶部１０７ｄは、誤り訂正符号化部１０７ｂで生成した符号化データを記憶し、パンクチャ部１０７ｃから要求があった場合に前記記憶している符号化データを出力する。パンクチャ部１０７ｃは、再度パンクチャ処理が必要な場合に送信データ記憶部１０７ｄに対して出力要求する。パンクチャ部１０７ｃは、応答信号としてＮＡＣＫ信号を受けた場合に、送信データ記憶部１０７ｄに対して出力要求する。なお、送信データ記憶部に前記ＮＡＣＫ信号を入力することも可能である。
【００４１】
図３は、誤り訂正符号化部１０７ｂとして、符号化率Ｒ＝１/３のターボ符号化するターボ符号器の構成図の例を示す図である。誤り訂正符号化部１０７ｂは、内部符号器３０１、３０２、内部インタリーバ３０３を具備する。誤り検出符号化部１０７ａから誤り検出符号化された情報ビット系列が入力されると、誤り訂正符号化部１０７ｂは、システマティックビットｘ、パリティビットｚ、パリティビットｚ’の３種類の情報ビット系列を出力する。ここで、システマティックビットｘは、誤り検出符号化部１０７ａから入力されたビット系列そのものである。パリティビットｚは誤り検出符号化部１０７ａからのビット系列を内部符号器３０１が符号化処理を行なった出力結果である。パリティビットｚ’は誤り検出符号化部１０７ａからのビット系列をまず内部インタリーバ３０３がインターリーブ処理し、このインターリーブ処理した結果を入力された内部符号器３０２が符号化処理を行なった出力結果である。ここで、内部符号器３０１と内部符号器３０３は同じ符号化方式の符号化を行なう同様の符号器でもよいし、異なる符号器であっても良い。好ましくは、内部符号器３０１、内部符号器３０２ともに再帰的畳み込み符号器を用いる。以降では、誤り訂正符号化部１０７ｂは、図３に示す構成でターボ符号を用いた場合で説明する。
【００４２】
パンクチャ処理における前記所定のパターンとして、ＣＣ（Chanse Combining）、ＩＲ（Incremental Redundancy）などがある。図４は、誤り訂正符号化部１０７ｂにおいて、符号化率Ｒ＝１／３のターボ符号化を行ない、パンクチャ部１０７ｃでＲ＝３／４にパンクチャ処理を行なう場合のパンクチャパターンの一例を示す図である。図４において、ｘは、情報データ生成部１０６からの情報データ入力に対して誤り検出符号化する誤り検出符号化部１０７ａが誤り訂正符号化部１０７ｂに入力したデータで、前記データがそのまま出力されたものである（システマティックビットとも呼ぶ）。ｚ、ｚ’は、誤り訂正符号化部１０７ｂにおいて、前記システマティックビットから生成された冗長ビット（パリティビット）を示し、誤り訂正符号化部１０７ｂは、前記符号化データｘ、ｚ、ｚ’を、送信データ記憶部１０７ｄおよびパンクチャ部１０７ｃに入力する。
【００４３】
ＨＡＲＱとしてＣＣが適用された場合、パンクチャ部１０７ｃは、初めて送るパケット信号のデータ（初送パケット信号のデータ）に対して、例えば、図４のパターン１に従ってパンクチャ処理を行ない、図４の「１」で示したビットのみを出力する。また、前記初送パケット信号に対する応答信号としてＮＡＣＫ信号が入力された場合（再送要求された場合）、パンクチャ部１０７ｃは、送信データ記憶部１０７ｄに記憶した符号化データを呼び出し、初送パケット信号と同じパターン１でパンクチャ処理を行なった信号を出力する。
【００４４】
パンクチャ部１０７ｃは、ＡＣＫが入力されるまで、初送パケット信号と同じパターンでパンクチャした信号の出力を続ける。ＡＣＫが入力されると、前記初送パケットで送信した信号と異なる誤り訂正符号化部１０７ｂの出力データに対してパターン１あるいはパターン２あるいはパターン３に基づいてパンクチャ処理を行なう。ＨＡＲＱとしてＩＲが適用された場合、パンクチャ部１０７ｃは、初めて送るパケット信号のデータ（初送パケット信号データ）に対して、図４のパターン１に従ってパンクチャ処理を行ない、図４の「１」で示したビットのみを出力する。
【００４５】
次に、前記初送パケット信号に対する応答信号としてＮＡＣＫ信号が入力された場合（１回目の再送要求された場合）、パンクチャ部１０７ｃは、送信データ記憶部１０７ｄからのＲ＝１／３の前記符号化データを呼び出し、パターン２でパンクチャ処理を行なった信号を出力する。さらに、２回目の再送要求がされた場合、パンクチャ部１０７ｃは、前記送信データ記憶部からのＲ＝１／３の前記符号化データを呼び出し、パターン３でパンクチャ処理を行なった信号を出力する。さらに、３回目の再送要求がされた場合、パンクチャ部１０７ｃは、再度パターン１でパンクチャ処理を行なった信号を出力する。パンクチャ部１０７ｃは、ＡＣＫが入力されるまで、パターン１、パターン２、パターン３でパンクチャした信号を繰り返し出力し続ける。ＡＣＫが入力されると、前記初送信号と異なる誤り訂正符号化部１０７ｂからの出力データに対してパターン１に基づいてパンクチャ処理を行なう。
【００４６】
なお、上記の説明では、パターン１〜パターン３を順に繰り返した例を述べたが、パターンの順序はこれに限らない。また、すべてのパターンを用いなくてもよい。また、所定の再送回数を満たした場合に、ＮＡＣＫ信号が入力された場合でも、再送を中止することも可能である。
【００４７】
図１において、インターリーブ部１０８は、符号化部１０７の出力データ系列の配置を並び替える。変調部１０９は、インターリーブ部１０８からの出力データにＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどのデータ変調を行ない、変調シンボルを生成する。直並列変換部１１０は、サブキャリア間隔設定部１１１からのデータ配列パターンに従って、変調部１０９からの変調シンボル系列を並列に並びかえる。ＩＦＦＴ部１１２は、直並列変換部１１０からの出力信号をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）などにより周波数／時間変換を行なう。並直列変換部１１３は、サブキャリア間隔設定部１１１からのデータ配列パターンに従って、ＩＦＦＴ部１１２からの出力信号を直列に並び替える。多重部１１４は、並直列変換部１１３から出力される信号と再送制御信号生成部１１６が生成する再送制御信号とパイロット信号生成部１１７が生成するパイロット信号を多重する。多重方法は、時間多重、周波数多重など、受信装置が再送制御信号を復元できる方法であればよい。
【００４８】
再送制御信号生成部１１６は、送信部１０２が送信するデータ信号の再送回数、データ配列などのサブキャリア間隔を示す情報、ＧＩ長、データ変調方式などを含む送信元がデータ信号に行なった信号処理パラメータを示す制御信号を生成する。前記制御信号は、受信装置において、データ信号復元に必要な信号処理パラメータを含んでいればよい。パイロット信号生成部１１７は、伝搬路推定に用いるパイロット信号を生成する。ＧＩ挿入部１１８は、ＧＩ長設定部１１９で設定した長さのＧＩ（Guard Interval）を並直列変換部１１３から出力された信号に対して挿入し、送信部１０２に出力する。ＧＩ長設定部１１９は、サブキャリア間隔設定部１１１からのデータ配列パターンに基づいてＧＩ長を設定する。
【００４９】
サブキャリア間隔設定部１１１は、データ配置設定部１１１ａを備える。データ配置設定部１１１ａは、復元部１０４からＮＡＣＫ信号が入力されると、符号化部１０７から次に再送するデータのパンクチャ処理におけるビット数情報を取得し、前記ビット数情報に基づいてデータ配置を設定する。例えば、図４のパンクチャパターンにおいて、パターン１のビット数情報は８、パターン２、およびパターン３のビット数情報は４となる。つまり、初送時にパターン１に基づいてパンクチャ処理を行ない、再送時にパターン２、または、パターン３に基づいてパンクチャ処理を行なうと、再送時のデータ数を初送時のデータ数より減らすことができる。
【００５０】
図５および図６は、直並列変換部１１０、ＩＦＦＴ部１１２および並直列変換部１１３の入出力信号を模式的に表した図であり、図５に、初送時におけるデータ配置設定部１１１ａで設定したデータ配置情報による直並列変換部１１０および並直列変換部１１３の並び替えの様子を示す。また、図６に再送時における直並列変換部１１０および並直列変換部１１３の並び替えの様子を示す。図５および図６では、ＩＦＦＴ部１１２のポイント数が６４で、サブキャリア数が４８、誤り訂正符号化部１０７ｂは、Ｒ＝１／３の符号化を行ない、パンクチャ部１０７ｃは、初送時にパターン１に基づいてパンクチャ処理を行ない、再送時にパターン２に基づいてパンクチャ処理を行ない、変調部１０９での変調方式がＱＰＳＫであるＯＦＤＭの送信装置における例を示す。なお、サブキャリア数は、隣接チャネルへの干渉低減のため設定するガードバンドの帯域に依存して設定される。
【００５１】
図５に示すように、初送時の変調部１０９から出力される変調シンボル系列をｄ＝（ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・、ｄ４８、ｄ４９、ｄ５０、・・・）、ＩＦＦＴ部１１２からの出力をｓ＝（ｓ１、ｓ２、ｓ３、・・・、ｓ６４、ｓ６５、ｓ６６、・・・）とする。初送時において、データ配置設定部１１１ａは、データ配置情報として、変調シンボル系列をＩＦＦＴの入力ポイントに順に並列に割り付ける配置情報を直並列変換部１１０に入力し、直並列変換部１１０は、配置情報に従い、サブキャリア数を単位として並列に並び替える。並直列変換部１１３は、データ配置設定部１１１ａから直並列変換部１１０と同様にデータ配置情報を取得し、ＩＦＦＴ部１１２からＩＦＦＴポイント数毎に並列に出力される信号を順に直列に並び替える。
【００５２】
再送時の変調部１０９から出力される変調シンボル系列を、ｄ’＝（ｄ’１、ｄ’２、・・・、ｄ’２４、ｄ’２５、ｄ’２６、・・・）、ＩＦＦＴ部１１２からの出力をｓ’＝（ｓ’１、ｓ’２、ｓ’３、・・・、ｓ’６４、ｓ’６５、ｓ’６６、・・・）と示す。再送時において、データ配置設定部１１１ａは、データ配置情報として、変調シンボル系列をＩＦＦＴの入力ポイントに一つ置きに割り付ける配置情報を直並列変換部１１０に入力し、直並列変換部１１０は、配置情報に従い、サブキャリア数を単位として並列に並び替える。並直列変換部１１３は、データ配置設定部１１１ａから直並列変換部１１０と同様にデータ配置情報を取得し、ＩＦＦＴ部１１２からＩＦＦＴポイント数毎に並列に出力される信号をひとつおきに間引き、直列に並び替える。
【００５３】
初送時の前記変調シンボル系列ｄ および再送時の前記変調シンボル系列ｄ’は、誤り検出符号化部１０７ａからのデータｘ＝（ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・、ｘ７２、ｘ７３、ｘ７４、・・・）を誤り訂正符号化、およびパンクチャ処理した信号ｘｃ、またはｘ’ｃをさらにＱＰＳＫによるデータマッピングを行なうことにより生成した変調シンボル系列である。なお、ｘｃ＝（ｘ１、ｚ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｚ’４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｚ７、ｘ８、ｘ９、ｘ１０、ｚ’１０、ｘ１１、ｘ１２、・・・、ｘ７２、ｘ７３、ｚ７４、・・・）はパターン１でパンクチャした初送時のデータ、ｘ’ｃ＝（ｚ’１、ｚ’２、ｚ４、ｚ５、ｚ’７、ｚ’８、ｚ１０、ｚ１１、・・・ｚ’６７、ｚ’６８、ｚ７０、ｚ７１、ｚ’７３、ｚ’７４、・・・）はパターン２でパンクチャした再送時のデータである。
【００５４】
さらに、変調シンボル系列ｄ、ｄ’ は、（ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・）＝（（ｘ１、ｚ１）、（ｘ２、ｘ３）、（ｘ４、ｚ’４）、・・・）、（ｄ’１、ｄ’２、ｄ’３、・・・）＝（（ｚ’１、ｚ’２）、（ｚ４、ｚ５）、（ｚ’７、ｚ’８）、・・・）のようにｘｃ、またはｘ’ｃを構成する成分をペアにして、各ペアに基づいて振幅、位相を割り当てることによりＱＰＳＫ変調を行なったものである。なお、前記ｄ、ｄ’は、インターリーブ部１０８が入力と同じデータ並びで出力した場合の例であり、変調部１０９は、インターリーブ部１０８の出力データに対して振幅、位相を割り当てる。
【００５５】
例えば、１４４個のデータｘが誤り訂正符号化部１０７ｂに入力された場合、パンクチャ部１０７ｃは、ｘｃ＝１９２（個）、ｘ’ｃ＝９６（個）のデータを出力し、変調部１０９は、ｄ＝９６（個）、ｄ’＝４８（個）の変調シンボルを出力する。よって、パンクチャ部１０７ｃにより符号化ビット数を初送時に対して半分にすることで、再送時において、情報データ数を減らすことなく、ＩＦＦＴの入力ポイントに一つ置きに変調シンボルを割り付けることができる。
【００５６】
以上のように、符号化ビット数、または、変調シンボル数（データシンボル数）を再送時において初送時より減らし、前記符号化データ数または変調シンボル数の減少を考慮してＩＦＦＴ部へのデータ割り付けを行なうことでサブキャリア間隔を大きくする。なお、情報データ生成部１０６、符号化部１０７、インターリーブ部１０８、変調部１０９をデータシンボル生成部１１５と呼称する。なお、上記では、パンクチャ部１０７ｃが出力するビットを再送時に初送時より減らすパンクチャパターンを用いてＩＦＦＴ部に入力するデータを減らしているが、変調部１０９において、変調多値数を大きくすることで、ＩＦＦＴ部に入力するデータを減らことも可能である。例えば、初送時においてＱＰＳＫで変調し、再送時において１６ＱＡＭ変調を用いることでＩＦＦＴ部に入力するデータを半分にすることができる。
【００５７】
なお、データ配置設定部１１１ａは、前記ビット数情報によらず、初送パケット送信時および再送パケット送信時のデータ配置を予め決定しておくことも可能である。例えば、データ配置設定部１１１ａは、初送パケット送信時として変調シンボル系列をＩＦＦＴの入力ポイントに順に並列に割り付ける配置情報を記憶し、再送時として変調シンボル系列をＩＦＦＴの入力ポイントに一つ置きに割り付ける配置情報と記憶したテーブルを持ち、入力された応答信号がＡＣＫの場合は前記初送パケット送信時の変調シンボル系列の割り付け配置情報を直並列変換部１１０および並直列変換部１１３に入力し、応答信号がＡＣＫの場合は前記再送パケット送信時の割り付け配置情報を直並列変換部１１０および並直列変換部１１３に入力する。
【００５８】
上述のように、サブキャリア間隔を大きくすることにより、フェージングの時間変動に対する耐性が向上し、再送パケットの品質向上が可能となる。
【００５９】
図７は、ＧＩ長設定部１１９におけるＧＩ長の設定の例を示す図である。図５および図６で示した初送時、または再送時の並直列変換部１１３の出力ｓ、ｓ’より再送時は初送時よりも有効シンボル長が変わる。ＩＦＦＴ部１１２からＩＦＦＴポイント数毎に並列に出力される信号をひとつおきに間引くことにより、有効シンボル長が短くなる。よって、ＧＩ長設定部１１９は、サブキャリア間隔設定部１１１からのデータ配置情報から有効シンボル長を算出し、予め設定した所定のＯＦＤＭシンボル長となるようにＧＩ長を設定する。ＧＩ挿入部１１８では、設定した長さのＧＩを有効シンボルに付加する。ＧＩ挿入部１１８およびＧＩ長設定部１１９は、ＧＩ付加部を構成する。
【００６０】
ＧＩは、有効シンボルの後半部のコピー（サイクリックプレフィックス）、ゼロパディングなどがある。上述のように、ＧＩ長を付加することにより、フェージングの時間変動に加え、超遅延に対しても耐性が向上し、再送パケットのデータ品質を向上することができる。さらに、ＯＦＤＭシンボル長が初送および再送時で一定にすることができ、その結果、送信パケット長およびフレーム長も一定にすることが可能である。なお、本実施形態では、ＧＩ長を可変したが、ＧＩ長を一定にしてもよく、フェージングの時間変動に対する耐性に大きな影響を与えるものではない。
【００６１】
図８は、本実施形態に係る送信装置の動作を示すフローチャートである。まず、応答信号の状況を判断する（Ｓ１０１）。ＡＣＫ信号を受信した場合などの新規のデータを送信する場合は、情報データ生成部１０６において情報データを生成する（Ｓ１０２）。前記情報データは、符号化部１０７で誤り検出符号化、および誤り訂正符号化が行なわれ、パンクチャ部１０７ｃへ出力するとともに、前記誤り訂正符号化したデータを記憶する（Ｓ１０３）。一方、ステップＳ１０１において、ＮＡＣＫ信号を受信した場合は、送信データ記憶部１０７ｄに記憶しているデータを呼び出し、パンクチャ部１０７ｃへ出力する（Ｓ１０４）。パンクチャ部１０７ｃは、送信回数毎に（初送、または、何回目の再送信号かにより）各々のパンクチャパターンによりパンクチャ処理を行なう（Ｓ１０５）。
【００６２】
パンクチャした信号は、インターリーブ処理（Ｓ１０６）、データ変調処理（Ｓ１０７）を行なった後、パンクチャパターンに従ってサブキャリア間隔を設定する（Ｓ１０８）。直並列変換部１１０は、設定したサブキャリア間隔となるように変調シンボルをＩＦＦＴ入力に割り付け、ＩＦＦＴ部１１２は、前記割り付けに従い周波数／時間変換を行ない、さらに、並直列変換部１１３でＩＦＦＴ出力信号の選定（間引き）を行なう（Ｓ１０９）。最後に、送信データに基づいて再送毎にＧＩ長を設定し、設定した長さのＧＩを有効シンボルに付加した後（Ｓ１１０）、送信部により送信可能な周波数帯域に変換しアンテナより送信する（Ｓ１１１）。
【００６３】
図９は、本実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。受信装置２００は、無線通信システムによる下りリンクでは移動局、上りリンクでは基地局、中継局に備えられる。アンテナ２０１は、送信装置から送信された信号を受信し、または受信装置２００が生成した応答信号を含む信号を送信する。受信部２０２は、アンテナ２０１から受信した送信装置からの信号を信号検出処理などの信号処理可能な周波数帯への変換および帯域制限するフィルタリング処理を行ない、アナログ信号をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）する。制御信号復元部２０３は、受信部２０２の出力信号に含まれる制御信号の復元を行なう。伝搬路推定部２０４は、受信部２０２の出力信号に含まれるパイロット信号を用いて伝搬路推定を行なう。なお、本実施形態では、パイロット信号により伝搬路推定を行なっているが、プリアンブル、制御信号などの既知信号を用いることも可能である。ＧＩ除去部２０６は、制御信号復元部２０３からのＧＩ長を示す制御信号に基づいて、データ信号のＧＩを除去する。
【００６４】
直並列変換部２０７は、制御信号復元部２０３から取得したデータ配列パターンを示す制御信号に基づいて、ＧＩ除去部２０６からの出力信号を送信元装置が行なったデータ割り付けと同様に並列に並びかえる。ＦＦＴ部２０８は、直並列変換部２０７からの出力信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などにより周波数／時間変換を行なう。伝搬路補償部２０９は、伝搬路推定部２０４からの伝搬路推定結果を用いてＺＦ（Zero Forcing）ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）などにより伝搬路歪を補正する重み係数を算出し、前記重み係数をＦＦＴ部２０８からの出力信号に乗算する。並直列変換部２１０は、制御信号復元部２０３から取得したデータ配列パターンを示す制御信号に基づいて、伝搬路補償部２０９からの出力信号を送信装置（送信元）が行なったデータ割り付けと同様に直列に並び替える。
【００６５】
図１０は、初送時において、受信装置の直並列変換部２０７、ＦＦＴ部２０８、伝搬路補償部２０９および並直列変換部２１０の並び替えの様子を示す図である。また、図１１は、再送時において、受信装置の直並列変換部２０７、ＦＦＴ部２０８、伝搬路補償部２０９および並直列変換部２１０の並び替えの様子を示す図である。図１０および図１１は、図５および図６と同様に設定されたＯＦＤＭ方式の受信装置であるとする。
【００６６】
初送時のＧＩ除去部２０６から出力される受信信号系列をｒ＝（ｒ１、ｒ２、ｒ３、・・・、ｒ６４、ｒ６５、ｒ６６、・・・）、伝搬路補償部２０９からの出力をＲ＝（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｒ６４、Ｒ６５、Ｒ６６、・・・）とする。初送時においては、制御信号復元部２０３からの再送回数、あるいは、サブキャリア間隔などのデータ配置パターンを示す配置情報により、初送時のデータ配置パターンを識別すると、データ配置パターンに従い、受信信号系列ｒを順に、ＦＦＴポイント数を単位として並列に並び替える。
【００６７】
並直列変換部２１０は、直並列変換部２０７と同様に制御信号を取得し、伝搬路補償部２０９からのＩＦＦＴポイント数毎に並列に出力される信号のうち、送信元装置のＩＦＦＴ部においてデータを割り当てたポイントに該当するデータを（サブキャリアを割り当てたポイントに該当するデータ）、順に直列に並び替える。
【００６８】
一方、再送時のＧＩ除去部２０６から出力される受信信号系列をｒ’＝（ｒ’１、ｒ’２、・・・、ｒ’３２、ｒ’３３、ｒ’３４、・・・）、伝搬路補償部２０９からの出力をＲ’＝（Ｒ’１、Ｒ’２、Ｒ’３、・・・、Ｒ’６４、Ｒ’６５、Ｒ’６６、・・・）と示す。再送時においては、制御信号復元部２０３からの再送回数、あるいはサブキャリア間隔などのデータ配置パターンを示す配置情報により、データ配置パターンを識別すると、データ配置パターンに従い、ＦＦＴ部２０８の入力ポイントにひとつおきに割り付けられるように、ＦＦＴポイント数を単位として並列に並び替える。並直列変換部２１０は、直並列変換部２０７と同様に制御信号を取得し、伝搬路補償部２０９からのＦＦＴポイント数毎に並列に出力される信号のち、送信元装置のＩＦＦＴ部においてデータを割り当てたポイントに該当するデータを（サブキャリアを割り当てたポイントに該当するデータ）取り出し、直列に並び替える。
【００６９】
復調部２１１は、並直列変換部２１０からの出力信号に対してＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの復調処理を行ない、符号化ビットＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）などの軟判定結果を算出する。なお、硬判定結果を算出してもよい。デインターリーブ部２１２は、送信元の装置が施したインターリーブのパターンに基づいて、復調部２１１からの出力データ系列の配置を並び替える。例えば、送信装置が送信した信号を受信した場合は、前記送信装置のインターリーブ部で行なわれたデータ配置並び替えを元のデータ並びに戻す処理を行なう。
【００７０】
デパンクチャ部２１３は、送信元の装置が行なったパンクチャのパターンに基づいて、デインターリーブ部２１２からの出力データ系列に対してデパンクチャ処理を行ない、合成部２１４、および受信信号記憶部２１６に出力する。例えば、送信元の装置が誤り訂正符号化部（図２）からの出力信号（ｘ１、ｚ１、ｚ’１、ｘ２、ｚ２、ｚ’２、ｘ３、ｚ２、ｚ’２、ｘ４、ｚ４、ｚ’４、ｘ５、ｚ５、ｚ’５、ｘ６、ｚ６、ｚ’６）をパンクチャ部（図２）において、図４のパンクチャパターン１でパンクチャ処理した信号ｘｃを受信した場合、デパンクチャ部２１３は、パンクチャ部で間引かれたビットに対応する位置に仮想値を挿入する。パターン１でパンクチャした信号に対するｘｃに対する受信信号をｘｒ＝（ｘｒ１、ｚｒ１、ｘｒ２、ｘｒ３、ｘｒ４、ｚｒ’４、ｘｒ５、ｘｒ６）とし、仮想値を「０」とすると、デパンクチャ部の出力信号は、（ｘｒ１、ｚｒ１、０、ｘｒ２、０、０、ｘｒ３、０、０、ｘｒ４、０、ｚｒ’４、ｘｒ５、０、０、ｘｒ６、０、０）となる。パンクチャパターン２でパンクチャ処理した信号ｘ’ｃに対する受信信号ｘ’ｒ＝（ｚｒ’１、ｚｒ’２、ｚｒ４、ｚｒ５）を受信した場合、（０、０、ｚｒ’１、０、０、ｚｒ’２、０、０、０、０、ｚｒ４、０、０、ｚｒ５、０、０、０、０）となる。
【００７１】
なお、前記受信装置２００において、前記ＧＩ除去部２０６、直並列変換部２０７、ＦＦＴ部２０８、伝搬路補償部２０９、並直列変換部２１０、復調部２１１、デインターリーブ部２１２、デパンクチャ部２１３を信号検出部２１９と呼称し、アンテナ部２０１にて受信し、受信部２０２がデジタル信号に変換した初送パケットの信号、または再送パケットの信号に対して復調処理を含む信号処理により符号化ビットＬＬＲなどの軟判定結果を算出することで信号検出を行なう。ただし、前記信号検出部は、符号化ビットＬＬＲなどを算出できる部位を備えていれば、これに限らない。
【００７２】
受信信号記憶部２１６は、デパンクチャ部２１３からの出力信号を再送毎に記憶し、または、記憶した信号を合成部２１４に入力する。例えば、ｐ回目の再送パケットがデパンクチャ部２１３から出力された場合（ｐ回目の再送パケット受信時）、受信信号記憶部に記憶している１〜ｐ−１回目に受信したデパンクチャ部２１３の出力信号を合成部２１４に入力する。合成部２１４は、デパンクチャ部２１３からの信号と受信信号記憶部２１６で記憶していた信号の合成を行なう。例えば、ｐ回目の再送パケットを受信した場合、デパンクチャ部２１３からのｐ回目の再送パケットのデータと受信信号記憶部２１６からの１〜ｐ−１回目の再送パケット（初送パケットを含む）のデータの合成を行なう。ｐ回目の再送パケットを受信した場合のデパンクチャ部２１３からの出力をｇｐ（ｍ）（ただし、ｍはパケットを構成する符号化データのインデックスで、最大値は、パケットのビット数）とすると、第ｐ回目のパケット信号を受信した場合の合成部２１４の出力信号λｐは式（１）となる。
【００７３】
【数１】
2009253548.tif 000003
【００７４】
なお、上記では、すべての再送パケットの信号を合成する場合を示しているが、再送パケットの信号のいずれかのみの合成も可能である。重み係数αｕは、再送パケット毎（初送パケットも含む）に乗算しても良い。例えば、初送パケット（ｕ＝１）が１６ＱＡＭでデータ変調され、ｐ回目の受信パケット（ｕ＝ｐ）がＱＰＳＫでデータ変調された場合、α１＜αｐとなるように重み付けことも可能である。
【００７５】
復号部２１７は、送信元の装置が行なった符号化に基づいて、合成部２１４からの出力信号に対して復号処理を行なう。図１２は、復号部２１７の概略構成を示すブロック図である。復号部２１７は、誤り訂正復号部２１７ａおよび誤り検出部２１７ｂを備える。ＨＡＲＱにおいて、受信部２０２が第ｐ回目のパケット信号を受信した場合、合成部２１４からの出力信号λｐに対して復号処理を行なう。誤り訂正復号部２１７ａは、送信元の装置が行なったターボ符号化、畳み込み符号化などの誤り訂正符号化に対する誤り訂正復号処理を行ない、符号化ビットのＬＬＲ（Log Likelihood Ratio：対数尤度比）などの軟判定出力結果を算出し、誤り検出部２１７ｂに入力する。誤り検出部２１７ｂでは、前記ＬＬＲに対して硬判定処理を行ない、受信した信号を送信した装置が施したＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）などの誤り検出によりパケットに対する誤り検出処理を行ない、誤り検出情報を生成する。
【００７６】
図９において、応答信号生成部２１８は、復号部２１７での誤り検出結果から、パケット誤りの有無を示す制御データ含むデータ系列を生成し、誤り訂正符号化、データ変調などの信号処理を行なうことで応答信号を生成する。さらに、前記応答信号をアナログ信号に変換し（Ｄ／Ａ変換）、さらに送信可能な周波数帯域（ベースバンド信号）に変換を行なう。なお、応答信号の通信方式は、ＯＦＤＭ、シングルキャリア変調方式など受信信号の送信元の送信装置が復元可能であればよい。復号部２１７から「パケット誤りが無し」を示す信号が入力されると、受信信号の送信元の装置に対して、正しく受信が完了したことを示す応答信号としてＡＣＫ信号を生成する。一方、復号部２１７から「パケット誤りが有り」を示す信号が入力されると、送信元の装置に対して、パケットの再送要求する応答信号としてＮＡＣＫ信号を生成する。
【００７７】
図１３は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。ｐ回目の再送パケット（初送パケットも含む）を受信すると（Ｓ２００）、ｐ回目の再送パケットの信号に含まれる制御信号からＦＦＴのデータ配置を示す情報を取得する（Ｓ２０１）。ＧＩ除去部２０６で、ｐ回目の再送パケットに受信したデータ信号において、前記制御信号からえる受信信号ＧＩ長を示す情報に基づいて、ＧＩを除去する（Ｓ２０２）。次に、前記データ配置を示す情報に基づいて、ＧＩ除去部２０６からの出力信号をＦＦＴの入力ポイント割り付け、ＦＦＴ処理を行なう。（Ｓ２０３）ＦＦＴ処理後のデータに対して、伝搬路推定結果から算出した伝搬路歪を補償する重みを乗算した後（Ｓ２０４）、ＱＳＰＫ、１６ＱＡＭなどのデータ復調処理（Ｓ２０５）、デインターリーブ処理（Ｓ２０６）、デパンクチャを行なう（Ｓ２０７）。
【００７８】
次に、ｐ回目の再送パケットの信号に対してデパンクチャを行なった信号と受信信号記憶部２１６に記憶している１〜ｐ−１回目に受信した再送パケット（初送パケットを含む）の信号を合成する（Ｓ２０８）。前記合成後の信号を用いて復号処理を行ない（Ｓ２０９）、復号結果に誤りが有るかどうかを検出する（Ｓ２１０）。誤りがない場合は、ＡＣＫ信号を生成し、送信元装置に送る（Ｓ２１１）。誤りが有る場合は、ＮＡＣＫ信号を生成し、送信元装置に送ることで送信元装置に再送を要求し（Ｓ２１２）、次の再送パケットの受信を待機する。
【００７９】
なお、上述では、再送パケット内（２回目以降の送信パケット）ではサブキャリア間隔は同じ場合で説明しているが、再送回数ごとにサブキャリア間隔を変えることも可能である。
【００８０】
また、前記送信装置、受信装置のＩＦＦＴおよびＦＦＴは、ＩＤＦＴ、ＤＦＴなどの周波数軸と時間軸にデータを変換できる手法であればよい。また、本実施形態では、マルチキャリア伝送として、ＯＦＤＭ方式を適用した場合で説明したが、ＭＣ−ＣＤＭ（Multi Carrier Code Division Multiplexing）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）などのマルチキャリア方式にも同様に適用可能である。さらに、ＳＣ−ＦＤＭＡ(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)などのＦＦＴ、ＤＦＴなどを用いる伝送方式においてもサブキャリア間隔を可変する概念を適用可能である。
【００８１】
以上のように、第１の実施形態によれば、再送回数ごとに（初送、および再送ごとに）パンクチャパターンを考慮して、ＩＦＦＴ部へのデータ割り付けを行なうことでサブキャリア間隔を可変するので、フェージングの時間変動、および超遅延波に対して耐性があるＨｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ（ＨＡＲＱ）を適用した通信システムを実現することが可能となる。
【００８２】
（第２の実施形態）
本実施形態では、ＨＡＲＱを適用したパケット通信を行なうＯＦＤＭの通信システムにおいて、初送パケットと再送パケットでサブキャリア間隔を大きくしていく別の送信装置、および受信装置を示す。ここでは、初送パケットと再送パケットでＯＦＤＭにおけるＦＦＴポイント数を可変する送信装置、および受信装置を示す。
【００８３】
図１４は、本実施形態に係る送信装置１３０の概略構成を示すブロック図である。この送信装置１３０は、第１の実施形態に係る送信装置１００と比較して、サブキャリア間隔設定部１３１、直並列変換部１３２、ＩＦＦＴ部１３３および並直列変換部１３４が異なる。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。サブキャリア間隔設定部１３１は、ＩＦＦＴポイント数を設定するＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａを備える。ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａは、復元部１０４からＮＡＣＫ信号が入力されると、符号化部１０７から次に再送するデータのパンクチャ処理におけるビット数情報を取得し、前記ビット数情報に基づいて、ＩＦＦＴ部１３３のＩＦＦＴポイント数を設定する。ビット数情報は、パンクチャパターンを取得することも可能である。
【００８４】
ＩＦＦＴ部１３３は、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａで設定されたＩＦＦＴポイント数において、周波数／時間変換を行なう。直並列変換部１３２は、ＩＦＦＴポイント数に基づいて、変調部１０９からの変調シンボル系列を並列に並び替える。並直列変換部１３４は、ＩＦＦＴポイント数に基づいて、ＩＦＦＴ部１３３からの出力信号を直列に並び替える。符号化部１０７における誤り訂正符号化部１０７ｂは、Ｒ＝１／３の符号化を行ない、パンクチャ部１０７ｃは、初送時にパターン１に基づいてパンクチャ処理を行ない、再送時にパターン２に基づいてパンクチャ処理を行なう。
【００８５】
ここで、変調部１０９での変調方式がＱＰＳＫで、サブキャリア数がＩＦＦＴポイント数の３／４を用いるＯＦＤＭの送信装置で、直並列変換部１３２、および並直列変換部１３４の並び替えの例を示す。なお、ＩＦＦＴポイント数に対するサブキャリア数の割合は、隣接チャネルへの干渉低減のため設定するガードバンドの帯域に依存する。初送時のパンクチャパターン１で符号化ビットをパンクチャしたデータ入力に対する変調部１０９から出力される変調シンボル系列をｄ＝（ｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・、ｄ４７、ｄ４８、ｄ４９、ｄ５０、・・・）、ＩＦＦＴ部１３３からの出力をｓ＝（ｓ１、ｓ２、ｓ３、・・・、ｓ６３、ｓ６４、ｓ６５、・・・）とする。
【００８６】
初送時において、直並列変換部１３２は、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａがパンクチャパターンよりＩＦＦＴのポイント数が６４と設定すると、図５で示すように、変調シンボル系列をＩＦＦＴポイント数に対応するサブキャリア数である４８個のデータ毎に並列に並び替える。並直列変換部１３４は、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａがパンクチャパターンよりＩＦＦＴのポイント数が６４と設定すると、６４個ごとに並列でＩＦＦＴから入力されるデータを、直列に並び替える。
【００８７】
図１５は、再送時における直並列変換部１３２、ＩＦＦＴ部１３３および並直列変換部１３４の並び替えの様子を示す図である。再送時にパンクチャパターン２で符号化ビットをパンクチャしたデータに対する変調部１０９から出力される変調シンボル系列をｄ’＝（ｄ’１、ｄ’２、ｄ’３、・・・、ｄ’２３、ｄ’２４、ｄ’２５、ｄ’２６、・・・）、ＩＦＦＴ部１３３からの出力をｓ’＝（ｓ’１、ｓ’２、ｓ’３、・・・、ｓ’３１、ｓ’３２、ｓ’３３、ｓ’３４、・・・）とする。再送時のパンクチャパターン２は、初送時のパンクチャパターン１に対してビット数が半分となるため、変調シンボル系列も半分となる。よって、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａは、パンクチャパターンに基づいて、ＩＦＦＴ部１３３におけるＩＦＦＴポイント数も初送時の半分（３２ポイント）となるように設定する。
【００８８】
直並列変換部１３２は、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａが設定したＩＦＦＴのポイント数に基づいて、変調シンボル系列をＩＦＦＴポイント数に対応するサブキャリア数である２４個のデータ毎に並列に並び替える。並直列変換部１３４は、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａが、パンクチャパターンよりＩＦＦＴのポイント数を３２と設定すると、３２個ごとに並列でＩＦＦＴから入力されるデータを直列に並び替える。
【００８９】
以上のように、パンクチャパターンのビット数を考慮して、ＩＦＦＴポイント数を可変するＩＦＦＴ部１３３と、ＩＦＦＴポイント数に基づいた直並列変換部１３２、並直列変換部１３４を用いることでサブキャリア間隔を可変とする。上述のように、サブキャリア間隔を大きくすることにより、フェージングの時間変動に対する耐性が向上し、再送パケットの品質向上が可能となる。
【００９０】
なお、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａは、前記パンクチャ処理におけるビット数情報によらず、初送パケット送信時および再送パケット送信時のＩＦＦＴポイント数を予め決定しておくことも可能である。例えば、ＩＦＦＴポイント数設定部１３１ａは、再送パケット送信時のＩＦＦＴポイント数を初送パケット送信時の半分となるようテーブルを記憶し（例えば、初送パケット送信時はＩＦＦＴポイント数を６４、再送パケット送信時はＩＦＦＴポイント数３２と予め記憶）、入力された応答信号がＡＣＫの場合は前記初送パケット送信時のＩＦＦＴポイント数を直並列変換部１１０および並直列変換部１１３に入力し、応答信号がＡＣＫの場合は前記再送パケット送信時のＩＦＦＴポイント数を直並列変換部１１０および並直列変換部１１３に入力する。
【００９１】
図１６は、本実施形態に係る受信装置２５０の概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る受信装置と比較して、制御信号復元部２５１、直並列変換部２５２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行なうＦＦＴ部２５３、および並直列変換部２５４が異なる。その他の構成は第１の実施形態と同様である。制御信号復元部２５１は、受信部２０２の出力信号のうち、再送回数、サブキャリア数などのサブキャリア間隔を示す情報、ＧＩ長、データ変調方式などを含む送信元がデータ信号に行なった信号処理パラメータを示す制御信号（制御チャネル）の復元を行なう。前記制御信号は、受信装置において、データ信号復元に必要な信号処理パラメータを含んでいればよい。
【００９２】
直並列変換部２５２は、制御信号復元部２５１から取得したＦＦＴポイント数を示す制御信号に基づいて、ＧＩ除去部２０６からの出力信号を送信元装置が行なったデータ割り付けと同様に並列に並びかえる。ＦＦＴ部２５３は、制御信号復元部２５１から取得したＦＦＴポイント数を示す制御信号に基づいて、直並列変換部２５２からの出力信号をＦＦＴにより周波数／時間変換を行なう。並直列変換部２５４は、制御信号復元部２５１から取得したＦＦＴポイント数を示す制御信号に基づいて、伝搬路補償部２０９からの出力信号を送信元装置が行なったデータ割り付けと同様に直列に並び替える。
【００９３】
初送時のＧＩ除去部２０６から出力される受信信号系列を、ｒ＝（ｒ１、ｒ２、ｒ３、・・・、ｒ６４、ｒ６５、ｒ６６、・・・）、伝搬路補償部２０９からの出力を、Ｒ＝（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｒ６４、Ｒ６５、Ｒ６６、・・・）とする。初送時として、図５で示すようにＩＦＦＴポイント数６４、サブキャリア数４８に設定した送信信号を受信した場合、直並列変換部２５２、並直列変換部２５４の動作は、図１０に示すように行なわれる。つまり、初送時において、制御信号復元部２５１からのＩＦＦＴポイント数を示す情報に従い、受信信号系列ｒを順に、ＦＦＴポイント数を単位として並列に並び替える。
【００９４】
並直列変換部２５４は、直並列変換部２５２と同様に、ＦＦＴポイント数を示す情報を取得し、伝搬路補償部２０９からのＦＦＴポイント数毎（６４個毎）に並列に出力される信号のうち、送信元装置のＩＦＦＴ部２５３において変調シンボル系列ｄを割り当てたポイントに該当するＦＦＴインデックスからの出力データを順に直列に並び替える。つまり、伝搬路補償部２０９から６４個ごとに並列に入力されるデータＲのうち４８個を順に取り出し、直列に並び替える。
【００９５】
図１７は、再送時において、受信装置の直並列変換部２５２、ＦＦＴ部２５３、伝搬路補償部２０９および並直列変換部２５４の並び替えの様子を示す図である。図１７では、ＩＦＦＴポイント数３２、サブキャリア数２４に設定した送信信号を受信した場合を示している。再送時のＧＩ除去部２０６から出力される受信信号系列を、ｒ’＝（ｒ’１、ｒ’２、・・・、ｒ’３２、ｒ’３３、ｒ’３４、・・・）、伝搬路補償部２０９からの出力を、Ｒ’＝（Ｒ’１、Ｒ’２、Ｒ’３、・・・、Ｒ’３２、Ｒ’３３、Ｒ’３４、・・・）と示す。再送時において、制御信号復元部２５１からのＩＦＦＴポイント数を示す情報に従い、受信信号系列ｒを順に、ＦＦＴポイント数である３２個のデータ毎に並列に並び替える。
【００９６】
並直列変換部２５４は、直並列変換部２５２と同様に、ＦＦＴポイント数を示す情報を取得し、伝搬路補償部２０９からのＦＦＴポイント数毎（３２個毎）に並列に出力される信号のうち、送信元装置のＩＦＦＴ部において変調シンボル系列ｄ’を割り当てたポイントに該当するＦＦＴインデックスからの出力データを順に直列に並び替える。つまり、伝搬路補償部２０９から３２個ごとに並列に入力されるデータＲ’のうち２４個を順に取り出し、直列に並び替える。なお、上述では、送信毎にＦＦＴポイント情報を制御信号により送信しているが、送信装置、および受信装置で予め既知であることも可能である。
【００９７】
なお、前記受信装置２０５において、ＧＩ除去部２０６、直並列変換部２５２、ＦＦＴ部２５３、伝搬路補償部２０９、並直列変換部２５４、復調部２１１、デインターリーブ部２１２、デパンクチャ部２１３を信号検出部２５５と呼称し、アンテナ部２０１にて受信し、受信部２０２がデジタル信号に変換した初送パケットの信号、または再送パケットの信号に対して復調処理を含む信号処理により符号化ビットＬＬＲなどの軟判定結果を算出することで信号検出を行なう。ただし、前記信号検出部は、符号化ビットＬＬＲなどを算出できる部位を備えていれば、これに限らない。
【００９８】
以上のように、初送、および再送ごとにパンクチャパターンを考慮してＩＦＦＴポイント数およびＦＦＴポイント数を可変とすることによって、サブキャリア間隔を可変する。これにより、フェージングの時間変動、および超遅延波への耐性があるＨｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ（ＨＡＲＱ）を適用した通信システムを実現することが可能となる。
【００９９】
なお、第１の実施形態では、サブキャリア間隔設定部がデータ配置設置部を備える場合を説明し、第２の実施形態では、サブキャリア間隔設定部がＩＦＦＴポイント数設定部を備える場合を説明した。しかし、本発明は、これらの形態に限定されるわけではなく、サブキャリア間隔設定部が、データ配置設定部およびＩＦＦＴポイント数設定部の両方の機能を有していても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】第１の実施形態に係る送信装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】符号化部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】誤り訂正符号化部１０７ｂとして、符号化率Ｒ＝１/３のターボ符号化するターボ符号器の構成図の例を示す図である。
【図４】誤り訂正符号化部において、符号化率Ｒ＝１／３のターボ符号化を行ない、パンクチャ部でＲ＝３／４にパンクチャ処理を行なう場合のパンクチャパターンの一例を示す図である。
【図５】直並列変換部、ＩＦＦＴ部および並直列変換部の入出力信号を模式的に表した図である。
【図６】直並列変換部、ＩＦＦＴ部および並直列変換部の入出力信号を模式的に表した図である。
【図７】ＧＩ長設定部におけるＧＩ長の設定の例を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】初送時において、受信装置の直並列変換部、ＦＦＴ部、伝搬路補償部および並直列変換部の並び替えの様子を示す図である。
【図１１】再送時において、受信装置の直並列変換部、ＦＦＴ部、伝搬路補償部および並直列変換部の並び替えの様子を示す図である。
【図１２】復号部の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】再送時における直並列変換部、ＩＦＦＴ部および並直列変換部の並び替えの様子を示す図である。
【図１６】第２の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】再送時において、受信装置の直並列変換部、ＦＦＴ部、伝搬路補償部および並直列変換部の並び替えの様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  送信装置
１０１  アンテナ
１０２  送信部
１０３  送信信号生成部
１０４  復元部
１０６  情報データ生成部
１０７  符号化部
１０７ａ  誤り検出符号化部
１０７ｂ  誤り訂正符号化部
１０７ｃ  パンクチャ部
１０７ｄ  送信データ記憶部
１０８  インターリーブ部
１０９  変調部
１１０  直並列変換部
１１１  サブキャリア間隔設定部
１１１ａ  データ配置設定部
１１２  ＩＦＦＴ部
１１３  並直列変換部
１１４  多重部
１１５  データシンボル生成部
１１６  再送制御信号生成部
１１７  パイロット信号生成部
１１８  ＧＩ挿入部
１１９  ＧＩ長設定部
１３０  送信装置
１３１  サブキャリア間隔設定部
１３１ａ  ＩＦＦＴポイント数設定部
１３２  直並列変換部
１３３  ＩＦＦＴ部
１３４  並直列変換部
２００  受信装置
２０１  アンテナ
２０２  受信部
２０３  制御信号復元部
２０４  伝搬路推定部
２０６  ＧＩ除去部
２０７  直並列変換部
２０８  ＦＦＴ部
２０９  伝搬路補償部
２１０  並直列変換部
２１１  復調部
２１２  デインターリーブ部
２１３  デパンクチャ部
２１４  合成部
２１６  受信信号記憶部
２１７  復号部
２１７ａ  誤り訂正復号部
２１７ｂ  誤り検出部
２１８  応答信号生成部
２１９  信号検出部
２５０  受信装置
２５１  制御信号復元部
２５２  直並列変換部
２５３  ＦＦＴ部
２５４  並直列変換部
２５５  信号検出部
【図１】
2009253548.tif 000004
【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】
2009253548.tif 000010
【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】
2009253548.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2009253548.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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