(57)【要約】本発明はシステムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ通信システムを開示する。この方法において、受信装置は受信したサブストリームに誤りがあって再送する必要があるか否かを検出し（４０１）、上記の再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出し（４０２）、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し（４０３）、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は上記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い（４０４）、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う（４０５、４０６、４０７）。【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したサブストリームの中の誤りを検出し、前記サブストリームに誤りがある場合、再送が必要なサブストリームと決定する決定ステップと、
前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出する算出ステップと、
算出された前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は、再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する要求ステップと、
を有する再送方法。
【請求項２】
前記要求ステップにおいて、冗長増加再送の再送方法を要求する場合、
所定の信号対干渉雑音比と再送ビット数とが対応づけられた情報、および前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送サブストリーム中に再送が必要なビットの数を再送ビット数と決定するステップと、
前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップと、
決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックするステップと、
を有する請求項１記載の再送方法。
【請求項３】
前記フィードバックされたフィードバック情報の中に含まれる、前記再送が必要なビットの位置に関する情報を受信して取得するステップと、
前記再送が必要なビットの位置に関する情報に基づき、前記再送が必要なサブストリームの冗長増加再送処理を行うステップと、を有する、
請求項１記載の再送方法。
【請求項４】
前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出するステップにおいて、
前記再送が必要なサブストリームが一回目の伝送である場合、前記信号対干渉雑音比はＭＩＭＯ検出後の信号対干渉雑音比であって、前記再送が必要なサブストリームが再送サブストリームである場合、前記信号対干渉雑音比は再送信号合成を経た後の信号対干渉雑音比である、
請求項１記載の再送方法。
【請求項５】
前記冗長増加再送の再送方法を決定するステップにおいて、
前記所定の信号対干渉雑音比と再送ビット数とが対応づけられた情報は、所定の信号対干渉雑音比が複数の信号対干渉雑音比区間に分けられ、かつ信号対干渉雑音比が高いほど、再送が必要な情報ビット数をより少なく、前記各信号対干渉雑音比区間にそれぞれ異なる再送情報ビット数を対応づけられた情報である、
請求項２記載の再送方法。
【請求項６】
前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップは、
復号器の軟判定の絶対値を直接、前記再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、前記再送が必要なサブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数が前記の決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を決定する、
請求項２記載の再送方法。
【請求項７】
マルチアンテナ通信システムにおいて使用される無線受信装置であって、チャネル推定を行うチャネル推定ブロックと、
各アンテナが受信した信号から各サブストリームを、前記チャネル推定の結果を用いて検出し、同一の信号が数回再送されたバージョンに対して合成処理を行うマルチインプット・マルチアウトプット検出および再送信号合成ブロックと、
前記検出された各サブストリーム中の誤りビットを検出し、誤りビットが検出されたサブストリームを再送が必要なサブストリームと決定するＣＲＣ復号ブロックと、
前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比を算出して、所定の閾値と比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する再送方法／再送パラメータ決定ブロックと、
を具備する無線受信装置。
【請求項８】
前記再送方法／再送パラメータ決定ブロックは、
前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出する算出ブロックと、
算出された前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は前記再送が必要のサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する再送方法決定ブロックと、
を具備する請求項７記載の無線受信装置。
【請求項９】
前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送が必要なサブストリームにおいて再送が必要なビット数を再送ビット数と決定し、前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定し、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を無線送信装置にフィードバックする再送ビット決定ブロック、
をさらに具備する請求項８記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記再送ビット決定ブロックは、
復号器の軟判定の絶対値を直接、前記再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、前記再送が必要なサブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数が前記決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を決定する、
請求項９記載の無線受信装置。
【請求項１１】
複数のサブストリームを複数の送信アンテナを用いて送信する無線送信装置と、前記複数のサブストリームを複数の受信アンテナを用いて受信する無線受信装置と、を具備するマルチアンテナ無線通信システムにおいて、
前記無線受信装置は、
受信された前記複数のサブストリームのうち再送が必要なサブストリームを検出する検出手段と、
前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲと所定の閾値とを比較する比較手段と、
前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送する方法を決定し、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値以上である場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送方法を決定する決定手段と、
前記決定された再送方法に関する情報を前記無線送信装置に通知する通知手段と、
を具備し、
前記無線送信装置は、
前記無線受信装置から通知される再送方法に関する情報に基づき、適応的に前記再送が必要なサブストリームの全部または一部を再送する再送手段、
を具備する、
マルチアンテナ無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、マルチアンテナ無線通信システムにおける自動再送技術に関し、具体的にはマルチアンテナ通信システムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  高まり続ける情報伝送レートへの要求は、将来無線通信システムが直面する主要な問題の１つである。限られた周波数リソースを用いてより高い情報伝送レートを実現するために、マルチインプット・マルチアウトプット（ＭＩＭＯ）技術はすでに、将来無線通信システムにおいて採用される不可欠の手段の１つになっている。ＭＩＭＯシステムにおいて、送信側は送信データを複数のサブストリームに分割して、複数の送信アンテナを用いて上記複数のサブストリームを送信し、受信側は複数の受信アンテナを用いて上記複数のサブストリームを含む空間多重信号を受信する。従来のシングルアンテナ伝送方法に比べ、ＭＩＭＯ技術ではチャネル容量が著しく向上され、情報伝送レートを向上することができる。【０００３】  従来のＭＩＭＯシステムは、受信側において受信したサブストリームに誤りがあるか否かを検出することができるように、送信側において巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号化を行う。ＣＲＣ符号化とは、送信側において伝送するサブストリームの末尾に数ビットのＣＲＣビットを添附する処理を言う。受信側はＣＲＣ復号を行い、サブストリームの末尾に添附されたＣＲＣビットにより、受信サブストリームに誤りビットが含まれているか否かを検出する。ただし、ＣＲＣ符号化およびＣＲＣ復号の処理は、誤りビットの個数および誤りビットの当該サブストリームにおける具体的な位置を検出することはできない。したがって、従来のＭＩＭＯシステムでは、あるサブストリームが受信処理の後に依然として誤りビットを含む場合、当該サブストリーム全部のデータをもう１回再送する。
【発明の開示】
【０００４】  しかし、実際には、受信側においてサブストリームに誤りがあると検出される場合、サブストリーム中の誤りビットの数は少ない場合が多く、特にチャネル特性が良い時はなおさらである。よって、上述のＭＩＭＯシステムにおいて誤りビットを含むサブストリームのデータ全部をもう１回再送する方法は、当該サブストリーム中の、正しく受信された数多くのビットももう１回再送することとなり、システムスループットの損失をもたらすという問題がある。
【０００５】  本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信されたサブストリームに誤りビットがあると検出される場合、当該サブストリームを一律に全部再送するのを回避し、システムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、マルチアンテナ無線通信システムを提供することである。
【０００６】  本発明のマルチアンテナ無線通信システムは、複数のサブストリームを複数の送信アンテナを用いて送信する無線送信装置と、前記複数のサブストリームを複数の受信アンテナを用いて受信する無線受信装置と、を具備するマルチアンテナ無線通信システムにおいて、前記無線受信装置は、受信された前記複数のサブストリームのうち再送が必要なサブストリームを検出する検出手段と、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲと所定の閾値とを比較する比較手段と、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送する方法を決定し、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値以上である場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送方法を決定する決定手段と、前記決定された再送方法に関する情報を前記無線送信装置に通知する通知手段と、を具備し、前記無線送信装置は、前記無線受信装置から通知される再送方法に関する情報に基づき、適応的に前記再送が必要なサブストリームの全部または一部を再送する再送手段、を具備する、構成を採る。
【０００７】  本発明によれば、マルチアンテナ無線通信システムの受信側において誤りビットが含まれるサブストリームが検出される場合、当該サブストリームを全部再送するか、または誤りビットがあった一部を再送し、システムのスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＭＩＭＯ無線通信システム１００の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る再送方法／再送パラメータ決定部の詳細な構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る再送方法の処理を示すフロー図
【図４】本発明の一実施の形態に係るＳＩＮＲ区間と再送ビット数との対応関係を示す図
【図５】本発明にかかる再送方法と従来の再送方法との性能比較を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  以下、本発明の最良の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。【００１０】  図１は、本発明の一実施の形態に係るＭＩＭＯ無線通信システム１００の構成を示すブロック図である。ＭＩＭＯ無線通信システム１００は、本発明に係るマルチアンテナ無線通信システムの一例である。【００１１】  図１において、ＭＩＭＯ無線通信システム１００は、ｎＴ本の送信アンテナを用いて送信を行う無線送信装置１５０と、ｎＲ本の受信アンテナを用いて受信を行う無線受信装置１６０とを備えて構成される。無線送信装置１５０は、データリソース部１０１、分割部１０２、ＣＲＣ符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴ、チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴ、および送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴを備え、無線受信装置１６０は、受信アンテナ１０６−１〜１０６−ｎＲ、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＲ、チャネル推定部１１０、および再送方法／再送パラメータ決定部２０１を備える。以下、無線送信装置１５０のＣＲＣ符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴをＣＲＣ符号化部１０３と、チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴをチャネル符号化／変調部１０４と、送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴを送信アンテナ１０５と略称する場合があり、無線受信装置１６０の受信アンテナ１０６−１〜１０６−ｎＲを受信アンテナ１０６と、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＲをＣＲＣ復号部１０８と略称する場合がある。【００１２】  無線送信装置１５０において、データリソース部１０１は、無線送信装置１５０により送信される送信データの提供源であり、送信データを分割部１０２に出力する。データリソース部１０１は、無線受信装置１６０からフィードバックされる再送に関するフィードバック情報を参照して、分割部１０２に出力する送信データを決める。【００１３】  分割部１０２は、データリソース部１０１から入力される送信データをｎＴ個のサブストリームに分割し、ＣＲＣ符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴそれぞれに出力する。得られた各サブストリームは、１つの送信アンテナ１０５に対応する。分割部１０２は、無線受信装置１６０からフィードバックされる再送に関するフィードバック情報を参照して、上記再送アンテナとサブストリームとの対応づける。【００１４】  巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴは分割部１０２から入力される各サブストリームに対して、それぞれＣＲＣ符号化を行い、チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴそれぞれに出力する。ＣＲＣ符号化とは各送信データの末尾に数ビットのＣＲＣビットを添附する処理である。ＣＲＣビットが添附されたサブストリームを受信する無線受信装置１６０は、ＣＲＣビットに基づき当該サブストリームに誤りがあるか否かを検出する。【００１５】  チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴそれぞれは、各サブストリームに対してチャネル符号化および変調を行い、送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴそれぞれに出力する。【００１６】  無線受信装置１６０において、ｎＲ本の受信アンテナ１０６は、空間多重信号を受信する。チャネル推定部１１０は��受信信号中のパイロット信号に基づき、または他の方法を用いてチャネル推定を行ってチャネル推定行列Ｈ（ＭＩＭＯシステムにとって、チャネル特性は１つの行列で表すことができる）を得る。チャネル推定部１１０は、得られたチャネル推定行列ＨをＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７および再送方法／再送パラメータ決定部２０１に出力する。【００１７】  ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、チャネル推定部１１０で得られたチャネル推定行列Ｈを用いて受信アンテナ１０６が受信した信号に対してＭＩＭＯ検出処理を行うほか、また同一の信号が数回再送された異なるバージョンに対して合成処理を行う。すなわち、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７はＭＩＭＯ検出、および再送信号の合成という２つの機能を有する。具体的にＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、まず受信信号が再送データであるか否かを判定し、次いで下記の（１）または（２）の処理を行う。（１）受信サブストリームが、再送データでなく、すなわち、初めて伝送されたデータである場合、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は当該サブストリームに対してＭＩＭＯ検出処理のみを行う。ここで、ＭＩＭＯ検出処理に用いられる方法（ＭＩＭＯ検出方法）として多数の方法があって、例えば一般的に使われるＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）方法、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）方法、ＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）方法などがある。ＭＩＭＯ検出において、まず上記のような検出方法を用いて受信信号から、無線送信装置１５０の各送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴにより送信された各サブストリームを分離し、次いで各サブストリームに用いられたＡＭＣパラメータに基づき、各サブストリームに対して復調及び復号処理を行う。（２）受信信号が再送のサブストリームを含む場合、すなわち受信信号が、以前にすでに受信したことがあるが正しく受信できなかった場合当該サブストリームを含む場合、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、受信信号に対してＭＩＭＯ検出処理を行うほか、再送されたサブストリームに対して以前に伝送されたバージョンの信号との合成処理を行う。具体的には、例えば、受信信号のうちサブストリームｓがＮ回目の伝送である場合、当該サブストリームがＮ回までに伝送されてＭＩＭＯ検出された後の信号をそれぞれｒ１、ｒ２、…、ｒＮと示す。ｒ１は、サブストリームｓが一回目に伝送されてＭＩＭＯ検出された後の信号であって、ｒ２、…、ｒＮはサブストリームｓが再送されてＭＩＭＯ検出された後の信号である。受信側では、サブストリームｓが第Ｎ回伝送されＭＩＭＯ検出された後の信号ｒＮと、前のＮ−１回までの受信処理において得られた各バージョンの信号ｒ１、ｒ２、…、ｒＮ−１とを合成し、ｒ＝（ｒ１＋ｒ２＋…＋ｒＮ）＊１／Ｎを得る。次いでＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、得られたｒに対して復調および復号を行ってから、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＴそれぞれと、再送方法／再送パラメータ決定部２０１に出力する。【００１８】  各ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＴは、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７から入力���れる各サブストリームそれぞれに対して、ＣＲＣ復号を行う。すなわち、各ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＴは、各サブストリームの中に誤りビットが含まれているか否かを検出し、再送応答信号として肯定（ＡＣＫ）または否定（ＮＡＫ）の信号を生成する。再送応答信号ＡＣＫおよびＮＡＫは、当該サブストリームが誤りビットを含む場合、および誤りビットを含まない場合の２つの場合をそれぞれ示す。以下、誤りビットを含むサブストリームを再送サブストリームと称す。各ＣＲＣ復号部１０８は、生成された再送応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＫ）を、再送方法／再送パラメータ決定部２０１および送信データ結合部１０９に出力するとともに、再送方法／再送パラメータ決定部２０１を介しフィードバックチャネル１１１を通じて無線送信装置１５０にフィードバックする。【００１９】  ＣＲＣ復号部１０８からフィードバックされる再送応答信号は、無線送信装置１５０において再送動作を行うのに用いられ、ＡＣＫである場合は、当該サブストリームが正しく受信され、次回の送信処理において次の新しいサブストリームを送信して良いことを示す。一方、再送応答信号がＮＡＫである場合は、当該サブストリームが正しく受信されなかったため、次回の送信処理において当該サブストリームをもう１回送信することを示す。無線送信装置１５０がサブストリームを再送する際において、元の送信アンテナを用いても良く、分割部１０２に対する制御により送信アンテナを変更しても良い。【００２０】  なお、ＣＲＣ復号部１０８は、ＣＲＣ復号されたサブストリームが誤りビットを含まない場合、ＣＲＣ復号されたサブストリームの情報ビットの末尾に添附されているＣＲＣビットを除去し、送信データ結合部１０９に出力する。【００２１】  送信データ結合部１０９は、ＣＲＣ復号部１０８でＣＲＣビットが除去された複数のサブストリームを結合して受信データ（Ｒｘ  データ）を得る。【００２２】  再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、チャネル推定部１１０で推定されたチャネル推定行列Ｈと、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＲから入力される再送応答信号とを用いて、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７から入力される各サブストリームのうち、再送が必要な各サブストリーム（再送サブストリーム）の再送に用いられる再送方法および再送パラメータを決定する。本発明に係る再送方法は、各再送サブストリームに対して、異なる再送方法および再送パラメータを適応的に決定する点において従来のＭＩＭＯ再送方法と相違する。上記異なる再送方法とは１）当該再送サブストリームを全部再送する方法と、２）冗長増加（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）再送方法という２種類を含む。第１種類の再送方法は従来のＭＩＭＯシステムにおいて用いる再送方法と同様で、サブストリームに誤りビットが検出された場合、当該サブストリームを全部もう１回再送する。第２種類の冗長増加再送方法とは、サブストリームに誤りビットが検出された場合、毎回当該サブストリームの中の部分的なビットを再送する方法である。再送パラメータとは、サブストリームの再送に冗長増加再送方法を用いる場合、毎回再送すれる情報ビットの数および具体的にどれらの���ットを再送するかを示すパラメータである。再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、再送サブストリームの再送方法および再送パラメータの選択においてチャネル推定部１１０の出力、すなわちチャネル推定行列Ｈを用いる。再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、決定された各サブストリームの再送方法及び再送パラメータをフィードバックチャネル１１１を通じて無線送信装置１５０にフィードバックするとともに、次回の受信処理用にＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力する。【００２３】  上記のように、無線受信装置１６０において生成される再送に関するフィードバック情報は、再送応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＫ）、再送アンテナの選択結果、再送方法および再送パラメータの決定結果などを指し、再送サブストリームの決定結果を含めても良い。【００２４】  図２は、本実施の形態に係る再送方法／再送パラメータ決定部２０１の詳細な構成を示すブロック図である。【００２５】  再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１、ＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２、再送方法決定部３０３、および再送ビット決定部３０４を含む。【００２６】  再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１は、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７から入力される各サブストリームに対して、ＣＲＣ復号部１０８の処理結果に基づき、再送が必要なサブストリーム（再送サブストリーム）の集合Ｓｋ＝｛Ｓｋ１、Ｓｋ２、…｝を決定する。【００２７】  次いで、ＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２は、再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１で決定された再送サブストリーム集合Ｓｋの中の各サブストリームのＭＩＭＯ検出および送信データ合成後のＳＩＮＲ値を、チャネル推定行列Ｈに基づき算出する。すなわちＳＩＮＲｋ＝｛ＳＩＮＲｋ１、ＳＩＮＲｋ２、…｝を得る。【００２８】  次いで、再送方法決定部３０３はＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２の出力ＳＩＮＲｋおよび所定のＳＩＮＲ閾値に基づき、再送サブストリーム集合Ｓｋの中の各サブストリーム毎に再送方法を決定する。具体的には、ＳＩＮＲ値が所定のＳＩＮＲ閾値より低い再送サブストリームに対しては、第１種類の再送方法、すなわち当該再送サブストリームを全部再送する方法を用いると決定し、ＳＩＮＲ値が所定のＳＩＮＲ閾値より高い再送サブストリームに対しては、第２種類の再送方法、すなわち冗長増加再送方法を用いる。このような決定の仕方は以下のような考慮から出されたものである。ＳＩＮＲ値がより低いサブストリームは、その中に含む誤りビットの数がより多い。かかる場合、もし冗長増加再送方法を用いれば、信頼度がとても低く再送の必要がある数多くのビットの位置に関する情報を無線送信装置１５０にフィードバックする必要があるが、そのフィードバックの情報量が大きいため実際のシステムにおいて実現が困難である。一方、ＳＩＮＲ値がより高いサブストリームは、その中に含む誤りビットがより少ない。かかる場合、第１種類の再送方法、すなわち当該サブストリーム全部を再送する方法を用いれば、システムスループットの浪費をもたらす。再送方法決定部３０３は、決定された再送方法を示す情報をフィードバックチャネル１１１を用���て無線送信装置１５０にフィードバックするとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７へ出力する。【００２９】  次いで、再送ビット決定部３０４は、冗長増加再送方法を用いると決定されたサブストリームに対して具体的に、再送を行うビットを決定する。具体的に、再送ビット決定部３０４はまず再送情報ビットの数を当該サブストリームのＳＩＮＲ値に基づき決定する。本発明の再送方法において、所定のＳＩＮＲは予め複数の区間に分けられ、異なるＳＩＮＲ区間に異なる再送ビット数を対応つけられる。ＳＩＮＲ値がより高い区間に対応する再送ビット数はより少なく、ＳＩＮＲ値がより低い区間に対応する再送ビット数はより多い。再送する情報ビット数が決まると、再送ビット決定部３０４は具体的に再送を行うビットを、当該サブストリームの中の各ビットの信頼度に基づき決定する。再送ビットの決定方法として、まず当該サブストリームの中の各情報ビットの信頼度を推定し、信頼度が最も低い方から、決定された数の情報ビットを選択して、決定する。【００３０】  図３は、本実施の形態に係る再送方法／再送パラメータ決定部２０１における再送方法の処理を示すフロー図である。ここでは、ＭＩＭＯ無線通信システム１００の無線送信装置１５０のｎ個の送信アンテナから送信される送信サブストリーム集合がＳ＝｛Ｓ１、Ｓ２、…、ＳｎＴ｝であるとして説明する。【００３１】  ステップ４０１において、再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１は、送信サブストリーム集合Ｓｋの各サブストリームのＣＲＣ復号結果に基づき、再送サブストリーム集合Ｓｋ＝｛Ｓｋ１、Ｓｋ２、…｝が決定する。ここでは、そのうちの１つの再送サブストリームを例にとり、Ｓｋｋで示す。【００３２】  次いで、ステップ４０２において、ＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２は、再送サブストリームＳｋｋのＭＩＭＯ検出を経た後の等価ＳＩＮＲを算出し、ＳＩＮＲｋｋと記す。等価ＳＩＮＲの算出はチャネル推定で得られたチャネル推定行列ＨおよびＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７で用いられるＭＩＭＯ検出方法に基づき、理論上で算出することもできるし、実際にＭＩＭＯ検出後の信号に対して測定を行って得ることもできる。再送サブストリームＳｋｋが初回伝送でない場合は、等価ＳＩＮＲはＭＩＭＯ検出処理だけでなくさらに再送信号合成処理を経た後の数値とする。【００３３】  次いで、ステップ４０３において、再送方法決定部３０３は、再送サブストリームＳｋｋに対応する再送方法をＳＩＮＲｋｋに基づき決定する。具体的に、再送方法決定部３０３は、ＳＩＮＲｋｋと予め決められたＳＩＮＲ閾値ＳＩＮＲ＿０とを比較して、ＳＩＮＲｋｋがＳＩＮＲ＿０より低い場合は第１種類、すなわち当該再送サブストリームを全部再送する方法を決定し、ステップ４０４に移行する。そうでない場合は第２種類、すなわち冗長増加再送方法が選択され、ステップ４０５に移行する。【００３４】  ＳＩＮＲｋｋがＳＩＮＲ＿０より低い場合ステップ４０４において、再送方法決定部３０３は再送サブストリームＳｋｋに対して全部再送方法を用いるという決定結果を、無線送信装置１５０にフィードバックして、再送サブストリームＳｋｋに対する全部再送を要求するとともに、���ＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力する。【００３５】  一方ＳＩＮＲｋｋがＳＩＮＲ＿０以上である場合ステップ４０５において、再送方法決定部３０３は、再送サブストリームＳｋｋに対して冗長増加再送方法を用いると決定する。【００３６】  次いで、ステップ４０６において、再送ビット決定部３０４は、次回に再送する情報ビットの数をＳＩＮＲｋｋに基づき決定する。かかる場合、所定のＳＩＮＲは予め複数の区間に分けられ、異なるＳＩＮＲ区間には異なる再送情報ビット数が対応づけられる。再送サブストリームＳｋｋのＳＩＮＲ値ＳＩＮＲｋｋがどのＳＩＮＲ区間に含まれると、そのＳＩＮＲ区間に対応する再送情報ビット数を再送サブストリームＳｋｋの次回再送の情報ビット数として選択して、ここではＮＵＭｋｋと記す。例えば再送ビット決定部３０４は、図４に示すＳＩＮＲ区間と再送情報ビット数ＮＵＭとの対応関係を参照し、再送情報ビット数ＮＵＭｋｋを決める。【００３７】  次いで、ステップ４０７において、再送ビット決定部３０４は、再送サブストリームＳｋｋに対応する具体的な再送ビットを選択する。具体的に再送ビット決定部３０４は、以下の（ａ）および（ｂ）の処理を順次に行う。【００３８】  （ａ）再送ビット決定部３０４は、再送サブストリームＳｋｋの中の各情報ビットの受信後の信頼度αｌ（ｌ＝１、…、Ｌ）を推定する。ここでＬは当該サブストリームの中の情報ビットの数を示し、αｌは当該サブストリームＳｋｋの中の第ｌ個の情報ビットの受信後の信頼度を示す。理論上で言うと、各情報ビットの信頼度αは、下記の式（１）で表すことができる。
【数１】
2006095904.tif 000002
すなわち、各情報ビットの信頼度αは、当該ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値で表すことができる。実際のシステムにおいて再送ビット決定部３０４は、復号器の軟判定の絶対値を直接、各ビットの信頼度α値として使用する。【００３９】  （ｂ）再送ビット決定部３０４は、再送サブストリームＳｋｋの中で信頼度が低い方からＮＵＭｋｋ個の情報ビットを決定して、決定結果に関する情報を、フィードバックチャネル１１１を用いて無線送信装置１５０にフィードバックする。無線送信装置１５０は、次回の送信においてこの選択されたＮＵＭｋｋ個の情報ビットに対して再送を行う。次いで、再送方法決定部３０３は再送サブストリームＳｋｋに対して冗長増加再送方法を用いるという決定結果および具体的な再送パラメータを、無線送信装置１５０にフィードバックして、再送サブストリームＳｋｋに対する冗長増加再送を要求するとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力する。【００４０】  このように図３では、１つの再送サブストリームＳｋｋに対して再送方法および具体的な再送ビットを決定する処理を示している。再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、図３に示す処理を繰り返すことにより、再送サブストリーム集合Ｓｋ＝｛Ｓｋ１，Ｓｋ２，…｝に含まれているすべての再送サブストリームに対して再送方法および具体的な再送パラメータを決定する。なお、再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、すべての再送サブストリームに対して再送方法および再送パラメータを決定してから、決定結果を無線送信装置１５０にフィードバックするとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力しても良い。ここで、冗長増加再送方法を用いると決定した場合は、当該フィードバック情報の中には再送が必要な各ビットが再送データサブストリームＳｋｋの中における位置に関する情報を含む。【００４１】  図５は、本発明に係る適応再送方法と従来の再送方法との性能比較を示す図である。この図において、「●」を用いて示すグラフは従来の再送方法を用いる場合、各ＳＮＲにおいて得られる周波数利用効率を示し、「○」を用いて示すグラフは本発明に係る適応再送方法を用いる場合、各ＳＮＲにおいて得られる周波数利用効率を示す。【００４２】  この性能比較のためのシミュレーションにおいて、送信アンテナ１０５と受信アンテナ１０６の本数は両方とも４本であり、チャネルは平坦減衰チャネルを用い、変調方式はＱＰＳＫ変調を用い、１つのサブストリームは１０００個の変調シンボルを含み、ＭＩＭＯ検出方法はＺＦ検出を用いる。シミュレーションにおいて再送方法を決定するために用いるＳＩＮＲ閾値は５ｄＢであって、冗長増加再送はにおいてはフィードバック手順４０ビットの１種の場合のみを含む。図５に示す結果から分かるように、従来方法と比べ、本願において提案した方法を用いれば、より良い周波数利用効率を得ることができる。【００４３】  このように、本実施の形態によれば、マルチアンテナ無線通信システムにおいて無線受信装置は受信したサブストリームに誤りがあると検出する場合、当該サブストリームを再送サブストリームと判定し、当該再送サブストリームのＳＩＮＲを所定の閾値と比較する。当該再送サブストリーム���ＳＩＮＲが所定の閾値以上である場合、当該再送サブストリームが含む誤りビットが少ないため、冗長増加再送の方法を決定して、再送する一部の情報ビットの数と当該サブストリームの中における具体的な位置を決定して無線送信装置にフィードバックする。無線送信装置はフィードバックされた情報に基づき、無線受信装置で正しく受信できなかった情報ビットを含む一部を再送し、正しく受信された情報ビットの重複な再送を減少することができるため、送信側から受信側へのシステムのスループットを向上することができる。一方、当該再送サブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値より低い場合は、当該再送サブストリームが含む誤りビットが多いため、当該再送サブストリームを全部再送する方法を決定することにより、数多い誤りビットに関する膨大な情報をフィードバックすることを回避することができ、システムのスループットを向上することができる。【００４４】  本発明に係るマルチアンテナ無線通信システムにおける再送方法および無線受信装置は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。【００４５】  本発明に係る無線受信装置は、マルチアンテナ無線通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。【００４６】  なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る再送方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る無線受信装置と同様の機能を実現することができる。【００４７】  本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法および設備を提案し、マルチアンテナ伝送における再送性能をさらに向上することができる。【００４８】  本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法および設備であって、これらの適応再送方法および設備において、再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲに基づき適応的に再送方法および再送パラメータを選択する。【００４９】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、再送サブストリームのチャネル特性に基づき、用いる再送方法および再送パラメータに対して適応的な選択を行う。。【００５０】  本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法であって、この方法において受信装置は、受信したサブストリームに誤りがあって再送の必要があるか否かを検出するステップと、上記の再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の等価信号対干渉雑音比を算出するステップと、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値以上である場合は再送が必��なサブストリームに対して冗長増加再送処理を行うステップと、を実行する。【００５１】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記の冗長増加再送処理は、信号対干渉雑音比に対応する再送ビット数を設定するステップと、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき前記再送サブストリーム中に再送が必要なビットの数を決定するステップと、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および決定された再送ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップと、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックする。【００５２】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、送信装置は、受信装置から送られるフィードバック情報の中に含まれている、再送が必要なビットの位置に関する情報を受信して取得するステップと、前記再送が必要なビットの位置に基づき、前記サブストリームの冗長増加再送処理を行うステップと、を実行する。【００５３】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記サブストリームが一回目の伝送である場合、前記等価信号対干渉雑音比は今回のＭＩＭＯ検出後の信号対干渉雑音比であって、前記サブストリームが再送サブストリームである場合、前記等価信号対干渉雑音比は再送合成を経た後の信号対干渉雑音比である。【００５４】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記信号対干渉雑音比に対応する再送ビット数を設定するステップは、信号対干渉雑音比を複数の信号対干渉雑音比区間に分け、前記各信号対干渉雑音比区間をそれぞれ異なる再送情報ビット数に対応付け、かつ信号対干渉雑音比が高いほど、再送情報ビット数はより少なく設定する。【００５５】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および前記決定された再送情報ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップは、復号器の軟出力の絶対値を直接、再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、サブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数は前記決定された再送情報ビット数と等しい情報ビットの位置を選択する。【００５６】  本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおいて適応再送を行う受信側設備であって、チャネル推定を行うチャネル推定ブロックと、各アンテナが受信した信号を、チャネル推定の結果を用いて検出し、同一の信号が数回再送されたバージョンに対して合成処理を行い、結果信号をＣＲＣ復号ブロックに送るマルチインプット・マルチアウトプット検出および再送合成ブロックと、受信されたサブストリーム中に誤りビットがあって再送する必要があるか否かを検出するＣＲＣ復号ブロックと、前記の再送が必要のサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う再送方法および再送パラメータ決定ブロックと、を具備��る。【００５７】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記再送方法および再送パラメータ決定ブロックは、ＣＲＣ復号ブロックの出力に基づき、今回再送が必要なサブストリームを決定する決定ブロックと、前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプ検出後の等価信号対干渉雑音比を算出する算出ブロックと、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記の再送が必要のサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う再送方法選択ブロックと、を具備する。【００５８】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記受信側設備は、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送が必要なサブストリームにおいて再送が必要なビット数を決定し、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および決定された再送ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定し、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックする再送ビット決定ブロック、をさらに具備する。【００５９】  本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記再送ビット決定ブロックは、復号器の軟出力の絶対値を直接、再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、サブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数は前記決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を選択する。【００６０】  本明細書は、２００５年３月１１日出願の中国特許出願第２００５１００５４７５５．０号に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００６１】  本発明に係る再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システムは、マルチアンテナ無線通信システムにおける再送等の用途に適用することができる。
【図１】
2006095904.tif 000003
【図２】
2006095904.tif 000004
【図３】
2006095904.tif 000005
【図４】
2006095904.tif 000006
【図５】
2006095904.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月7日(2007.11.7)
【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】
受信したサブストリームの中の誤りを検出し、前記サブストリームに誤りがある場合、再送が必要なサブストリームと決定する決定ステップと、
前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出する算出ステップと、
算出された前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は、再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する要求ステップと、
を有する再送方法。
【請求項２】
前記要求ステップにおいて、冗長増加再送の再送方法を要求する場合、
所定の信号対干渉雑音比と再送ビット数とが対応づけられた情報、および前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送サブストリーム中に再送が必要なビットの数を再送ビット数と決定するステップと、
前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップと、
決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックするステップと、
を有する請求項１記載の再送方法。
【請求項３】
前記フィードバックされたフィードバック情報の中に含まれる、前記再送が必要なビットの位置に関する情報を受信して取得するステップと、
前記再送が必要なビットの位置に関する情報に基づき、前記再送が必要なサブストリームの冗長増加再送処理を行うステップと、を有する、
請求項１記載の再送方法。
【請求項４】
前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出するステップにおいて、
前記再送が必要なサブストリームが一回目の伝送である場合、前記信号対干渉雑音比はＭＩＭＯ検出後の信号対干渉雑音比であって、前記再送が必要なサブストリームが再送サブストリームである場合、前記信号対干渉雑音比は再送信号合成を経た後の信号対干渉雑音比である、
請求項１記載の再送方法。
【請求項５】
前記冗長増加再送の再送方法を決定するステップにおいて、
前記所定の信号対干渉雑音比と再送ビット数とが対応づけられた情報は、所定の信号対干渉雑音比が複数の信号対干渉雑音比区間に分けられ、かつ信号対干渉雑音比が高いほど、再送が必要な情報ビット数をより少なく、前記各信号対干渉雑音比区間にそれぞれ異なる再送情報ビット数を対応づけられた情報である、
請求項２記載の再送方法。
【請求項６】
前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップは、
復号器の軟判定の絶対値を直接、前記再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、前記再送が必要なサブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方か
ら、数が前記の決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を決定する、
請求項２記載の再送方法。
【請求項７】
マルチアンテナ通信システムにおいて使用される無線受信装置であって、  チャネル推定を行うチャネル推定ブロックと、
各アンテナが受信した信号から各サブストリームを、前記チャネル推定の結果を用いて検出し、同一の信号が数回再送されたバージョンに対して合成処理を行うマルチインプット・マルチアウトプット検出および再送信号合成ブロックと、
前記検出された各サブストリーム中の誤りビットを検出し、誤りビットが検出されたサブストリームを再送が必要なサブストリームと決定するＣＲＣ復号ブロックと、
前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比を算出して、所定の閾値と比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する再送方法／再送パラメータ決定ブロックと、
を具備する無線受信装置。
【請求項８】
前記再送方法／再送パラメータ決定ブロックは、
前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出する算出ブロックと、
算出された前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は前記再送が必要のサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する再送方法決定ブロックと、
を具備する請求項７記載の無線受信装置。
【請求項９】
前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送が必要なサブストリームにおいて再送が必要なビット数を再送ビット数と決定し、前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定し、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を無線送信装置にフィードバックする再送ビット決定ブロック、
をさらに具備する請求項８記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記再送ビット決定ブロックは、
復号器の軟判定の絶対値を直接、前記再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、前記再送が必要なサブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数が前記決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を決定する、
請求項９記載の無線受信装置。
【請求項１１】
複数のサブストリームを複数の送信アンテナを用いて送信する無線送信装置と、前記複数のサブストリームを複数の受信アンテナを用いて受信する無線受信装置と、を具備するマルチアンテナ無線通信システムにおいて、
前記無線受信装置は、
受信された前記複数のサブストリームのうち再送が必要なサブストリームを検出する検出手段と、
前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲと所定の閾値とを比較する比較手段と、
前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送する方法を決定し、前記再送が必要なサブストリ
ームのＳＩＮＲが所定の閾値以上である場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送方法を決定する決定手段と、
前記決定された再送方法に関する情報を前記無線送信装置に通知する通知手段と、
を具備し、
前記無線送信装置は、
前記無線受信装置から通知される再送方法に関する情報に基づき、適応的に前記再送が必要なサブストリームの全部または一部を再送する再送手段、
を具備する、
マルチアンテナ無線通信システム。
【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、マルチアンテナ無線通信システムにおける自動再送技術に関し、具体的にはマルチアンテナ通信システムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高まり続ける情報伝送レートへの要求は、将来無線通信システムが直面する主要な問題の１つである。限られた周波数リソースを用いてより高い情報伝送レートを実現するために、マルチインプット・マルチアウトプット（ＭＩＭＯ）技術はすでに、将来無線通信システムにおいて採用される不可欠の手段の１つになっている。ＭＩＭＯシステムにおいて、送信側は送信データを複数のサブストリームに分割して、複数の送信アンテナを用いて上記複数のサブストリームを送信し、受信側は複数の受信アンテナを用いて上記複数のサブストリームを含む空間多重信号を受信する。従来のシングルアンテナ伝送方法に比べ、ＭＩＭＯ技術ではチャネル容量が著しく向上され、情報伝送レートを向上することができる。
【０００３】
従来のＭＩＭＯシステムは、受信側において受信したサブストリームに誤りがあるか否かを検出することができるように、送信側において巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号化を行う。ＣＲＣ符号化とは、送信側において伝送するサブストリームの末尾に数ビットのＣＲＣビットを添附する処理を言う。受信側はＣＲＣ復号を行い、サブストリームの末尾に添附されたＣＲＣビットにより、受信サブストリームに誤りビットが含まれているか否かを検出する。ただし、ＣＲＣ符号化およびＣＲＣ復号の処理は、誤りビットの個数および誤りビットの当該サブストリームにおける具体的な位置を検出することはできない。したがって、従来のＭＩＭＯシステムでは、あるサブストリームが受信処理の後に依然として誤りビットを含む場合、当該サブストリーム全部のデータをもう１回再送する。
【発明の開示】
【０００４】
しかし、実際には、受信側においてサブストリームに誤りがあると検出される場合、サブストリーム中の誤りビットの数は少ない場合が多く、特にチャネル特性が良い時はなおさらである。よって、上述のＭＩＭＯシステムにおいて誤りビットを含むサブストリームのデータ全部をもう１回再送する方法は、当該サブストリーム中の、正しく受信された数多くのビットももう１回再送することとなり、システムスループットの損失をもたらすという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信されたサブストリームに誤りビットがあると検出される場合、当該サブストリームを一律に全部再送するのを回避し、システムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、マルチアンテナ無線通信システムを提供することである。
【０００６】
本発明のマルチアンテナ無線通信システムは、複数のサブストリームを複数の送信アンテナを用いて送信する無線送信装置と、前記複数のサブストリームを複数の受信アンテナを用いて受信する無線受信装置と、を具備するマルチアンテナ無線通信システムにおいて、前記無線受信装置は、受信された前記複数のサブストリームのうち再送が必要なサブストリームを検出する検出手段と、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲと所定の閾値とを比較する比較手段と、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送する方法を決定し、前記再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値以上である場合は、前記再送が必
要なサブストリームに対して冗長増加再送方法を決定する決定手段と、前記決定された再送方法に関する情報を前記無線送信装置に通知する通知手段と、を具備し、前記無線送信装置は、前記無線受信装置から通知される再送方法に関する情報に基づき、適応的に前記再送が必要なサブストリームの全部または一部を再送する再送手段、を具備する、構成を採る。
【０００７】
本発明によれば、マルチアンテナ無線通信システムの受信側において誤りビットが含まれるサブストリームが検出される場合、当該サブストリームを全部再送するか、または誤りビットがあった一部を再送し、システムのスループットを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施の形態に係るＭＩＭＯ無線通信システム１００の構成を示すブロック図である。ＭＩＭＯ無線通信システム１００は、本発明に係るマルチアンテナ無線通信システムの一例である。
【００１０】
図１において、ＭＩＭＯ無線通信システム１００は、ｎＴ本の送信アンテナを用いて送信を行う無線送信装置１５０と、ｎＲ本の受信アンテナを用いて受信を行う無線受信装置１６０とを備えて構成される。無線送信装置１５０は、データリソース部１０１、分割部１０２、ＣＲＣ符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴ、チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴ、および送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴを備え、無線受信装置１６０は、受信アンテナ１０６−１〜１０６−ｎＲ、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＲ、チャネル推定部１１０、および再送方法／再送パラメータ決定部２０１を備える。以下、無線送信装置１５０のＣＲＣ符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴをＣＲＣ符号化部１０３と、チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴをチャネル符号化／変調部１０４と、送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴを送信アンテナ１０５と略称する場合があり、無線受信装置１６０の受信アンテナ１０６−１〜１０６−ｎＲを受信アンテナ１０６と、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＲをＣＲＣ復号部１０８と略称する場合がある。
【００１１】
無線送信装置１５０において、データリソース部１０１は、無線送信装置１５０により送信される送信データの提供源であり、送信データを分割部１０２に出力する。データリソース部１０１は、無線受信装置１６０からフィードバックされる再送に関するフィードバック情報を参照して、分割部１０２に出力する送信データを決める。
【００１２】
分割部１０２は、データリソース部１０１から入力される送信データをｎＴ個のサブストリームに分割し、ＣＲＣ符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴそれぞれに出力する。得られた各サブストリームは、１つの送信アンテナ１０５に対応する。分割部１０２は、無線受信装置１６０からフィードバックされる再送に関するフィードバック情報を参照して、
上記再送アンテナとサブストリームとの対応づける。
【００１３】
巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号化部１０３−１〜１０３−ｎＴは分割部１０２から入力される各サブストリームに対して、それぞれＣＲＣ符号化を行い、チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴそれぞれに出力する。ＣＲＣ符号化とは各送信データの末尾に数ビットのＣＲＣビットを添附する処理である。ＣＲＣビットが添附されたサブストリームを受信する無線受信装置１６０は、ＣＲＣビットに基づき当該サブストリームに誤りがあるか否かを検出する。
【００１４】
チャネル符号化／変調部１０４−１〜１０４−ｎＴそれぞれは、各サブストリームに対してチャネル符号化および変調を行い、送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴそれぞれに出力する。
【００１５】
無線受信装置１６０において、ｎＲ本の受信アンテナ１０６は、空間多重信号を受信する。チャネル推定部１１０は、受信信号中のパイロット信号に基づき、または他の方法を用いてチャネル推定を行ってチャネル推定行列Ｈ（ＭＩＭＯシステムにとって、チャネル特性は１つの行列で表すことができる）を得る。チャネル推定部１１０は、得られたチャネル推定行列ＨをＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７および再送方法／再送パラメータ決定部２０１に出力する。
【００１６】
ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、チャネル推定部１１０で得られたチャネル推定行列Ｈを用いて受信アンテナ１０６が受信した信号に対してＭＩＭＯ検出処理を行うほか、また同一の信号が数回再送された異なるバージョンに対して合成処理を行う。すなわち、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７はＭＩＭＯ検出、および再送信号の合成という２つの機能を有する。具体的にＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、まず受信信号が再送データであるか否かを判定し、次いで下記の（１）または（２）の処理を行う。（１）受信サブストリームが、再送データでなく、すなわち、初めて伝送されたデータである場合、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は当該サブストリームに対してＭＩＭＯ検出処理のみを行う。ここで、ＭＩＭＯ検出処理に用いられる方法（ＭＩＭＯ検出方法）として多数の方法があって、例えば一般的に使われるＺＦ（Zero Forcing）方法、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）方法、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）方法などがある。ＭＩＭＯ検出において、まず上記のような検出方法を用いて受信信号から、無線送信装置１５０の各送信アンテナ１０５−１〜１０５−ｎＴにより送信された各サブストリームを分離し、次いで各サブストリームに用いられたＡＭＣパラメータに基づき、各サブストリームに対して復調及び復号処理を行う。（２）受信信号が再送のサブストリームを含む場合、すなわち受信信号が、以前にすでに受信したことがあるが正しく受信できなかった場合当該サブストリームを含む場合、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、受信信号に対してＭＩＭＯ検出処理を行うほか、再送されたサブストリームに対して以前に伝送されたバージョンの信号との合成処理を行う。具体的には、例えば、受信信号のうちサブストリームｓがＮ回目の伝送である場合、当該サブストリームがＮ回までに伝送されてＭＩＭＯ検出された後の信号をそれぞれｒ1、ｒ2、…、ｒNと示す。ｒ１は、サブストリームｓが一回目に伝送されてＭＩＭＯ検出された後の信号であって、ｒ2、…、ｒNはサブストリームｓが再送されてＭＩＭＯ検出された後の信号である。受信側では、サブストリームｓが第Ｎ回伝送されＭＩＭＯ検出された後の信号ｒNと、前のＮ−１回までの受信処理において得られた各バージョンの信号ｒ1、ｒ2、…、ｒN−１とを合成し、ｒ＝（ｒ1＋ｒ2＋…＋ｒN）＊１／Ｎを得る。次いでＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７は、得られたｒに対して復調および復号を行ってから、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＴそれぞれと、再送方法／再送パラメータ決定部２０１に出力する。
【００１７】
各ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＴは、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７か
ら入力される各サブストリームそれぞれに対して、ＣＲＣ復号を行う。すなわち、各ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＴは、各サブストリームの中に誤りビットが含まれているか否かを検出し、再送応答信号として肯定（ＡＣＫ）または否定（ＮＡＫ）の信号を生成する。再送応答信号ＡＣＫおよびＮＡＫは、当該サブストリームが誤りビットを含む場合、および誤りビットを含まない場合の２つの場合をそれぞれ示す。以下、誤りビットを含むサブストリームを再送サブストリームと称す。各ＣＲＣ復号部１０８は、生成された再送応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＫ）を、再送方法／再送パラメータ決定部２０１および送信データ結合部１０９に出力するとともに、再送方法／再送パラメータ決定部２０１を介しフィードバックチャネル１１１を通じて無線送信装置１５０にフィードバックする。
【００１８】
ＣＲＣ復号部１０８からフィードバックされる再送応答信号は、無線送信装置１５０において再送動作を行うのに用いられ、ＡＣＫである場合は、当該サブストリームが正しく受信され、次回の送信処理において次の新しいサブストリームを送信して良いことを示す。一方、再送応答信号がＮＡＫである場合は、当該サブストリームが正しく受信されなかったため、次回の送信処理において当該サブストリームをもう１回送信することを示す。無線送信装置１５０がサブストリームを再送する際において、元の送信アンテナを用いても良く、分割部１０２に対する制御により送信アンテナを変更しても良い。
【００１９】
なお、ＣＲＣ復号部１０８は、ＣＲＣ復号されたサブストリームが誤りビットを含まない場合、ＣＲＣ復号されたサブストリームの情報ビットの末尾に添附されているＣＲＣビットを除去し、送信データ結合部１０９に出力する。
【００２０】
送信データ結合部１０９は、ＣＲＣ復号部１０８でＣＲＣビットが除去された複数のサブストリームを結合して受信データ（Ｒｘ  データ）を得る。
【００２１】
再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、チャネル推定部１１０で推定されたチャネル推定行列Ｈと、ＣＲＣ復号部１０８−１〜１０８−ｎＲから入力される再送応答信号とを用いて、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７から入力される各サブストリームのうち、再送が必要な各サブストリーム（再送サブストリーム）の再送に用いられる再送方法および再送パラメータを決定する。本発明に係る再送方法は、各再送サブストリームに対して、異なる再送方法および再送パラメータを適応的に決定する点において従来のＭＩＭＯ再送方法と相違する。上記異なる再送方法とは１）当該再送サブストリームを全部再送する方法と、２）冗長増加（Incremental Redundancy）再送方法という２種類を含む。第１種類の再送方法は従来のＭＩＭＯシステムにおいて用いる再送方法と同様で、サブストリームに誤りビットが検出された場合、当該サブストリームを全部もう１回再送する。第２種類の冗長増加再送方法とは、サブストリームに誤りビットが検出された場合、毎回当該サブストリームの中の部分的なビットを再送する方法である。再送パラメータとは、サブストリームの再送に冗長増加再送方法を用いる場合、毎回再送すれる情報ビットの数および具体的にどれらのビットを再送するかを示すパラメータである。再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、再送サブストリームの再送方法および再送パラメータの選択においてチャネル推定部１１０の出力、すなわちチャネル推定行列Ｈを用いる。再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、決定された各サブストリームの再送方法及び再送パラメータをフィードバックチャネル１１１を通じて無線送信装置１５０にフィードバックするとともに、次回の受信処理用にＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力する。
【００２２】
上記のように、無線受信装置１６０において生成される再送に関するフィードバック情報は、再送応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＫ）、再送アンテナの選択結果、再送方法および再送パラメータの決定結果などを指し、再送サブストリームの決定結果を含めても良い。
【００２３】
図２は、本実施の形態に係る再送方法／再送パラメータ決定部２０１の詳細な構成を示
すブロック図である。
【００２４】
再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１、ＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２、再送方法決定部３０３、および再送ビット決定部３０４を含む。
【００２５】
再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１は、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７から入力される各サブストリームに対して、ＣＲＣ復号部１０８の処理結果に基づき、再送が必要なサブストリーム（再送サブストリーム）の集合Ｓｋ＝｛Ｓｋ１、Ｓｋ２、…｝を決定する。
【００２６】
次いで、ＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２は、再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１で決定された再送サブストリーム集合Ｓｋの中の各サブストリームのＭＩＭＯ検出および送信データ合成後のＳＩＮＲ値を、チャネル推定行列Ｈに基づき算出する。すなわちＳＩＮＲｋ＝｛ＳＩＮＲｋ１、ＳＩＮＲｋ２、…｝を得る。
【００２７】
次いで、再送方法決定部３０３はＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２の出力ＳＩＮＲｋおよび所定のＳＩＮＲ閾値に基づき、再送サブストリーム集合Ｓｋの中の各サブストリーム毎に再送方法を決定する。具体的には、ＳＩＮＲ値が所定のＳＩＮＲ閾値より低い再送サブストリームに対しては、第１種類の再送方法、すなわち当該再送サブストリームを全部再送する方法を用いると決定し、ＳＩＮＲ値が所定のＳＩＮＲ閾値より高い再送サブストリームに対しては、第２種類の再送方法、すなわち冗長増加再送方法を用いる。このような決定の仕方は以下のような考慮から出されたものである。ＳＩＮＲ値がより低いサブストリームは、その中に含む誤りビットの数がより多い。かかる場合、もし冗長増加再送方法を用いれば、信頼度がとても低く再送の必要がある数多くのビットの位置に関する情報を無線送信装置１５０にフィードバックする必要があるが、そのフィードバックの情報量が大きいため実際のシステムにおいて実現が困難である。一方、ＳＩＮＲ値がより高いサブストリームは、その中に含む誤りビットがより少ない。かかる場合、第１種類の再送方法、すなわち当該サブストリーム全部を再送する方法を用いれば、システムスループットの浪費をもたらす。再送方法決定部３０３は、決定された再送方法を示す情報をフィードバックチャネル１１１を用いて無線送信装置１５０にフィードバックするとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７へ出力する。
【００２８】
次いで、再送ビット決定部３０４は、冗長増加再送方法を用いると決定されたサブストリームに対して具体的に、再送を行うビットを決定する。具体的に、再送ビット決定部３０４はまず再送情報ビットの数を当該サブストリームのＳＩＮＲ値に基づき決定する。本発明の再送方法において、所定のＳＩＮＲは予め複数の区間に分けられ、異なるＳＩＮＲ区間に異なる再送ビット数を対応つけられる。ＳＩＮＲ値がより高い区間に対応する再送ビット数はより少なく、ＳＩＮＲ値がより低い区間に対応する再送ビット数はより多い。再送する情報ビット数が決まると、再送ビット決定部３０４は具体的に再送を行うビットを、当該サブストリームの中の各ビットの信頼度に基づき決定する。再送ビットの決定方法として、まず当該サブストリームの中の各情報ビットの信頼度を推定し、信頼度が最も低い方から、決定された数の情報ビットを選択して、決定する。
【００２９】
図３は、本実施の形態に係る再送方法／再送パラメータ決定部２０１における再送方法の処理を示すフロー図である。ここでは、ＭＩＭＯ無線通信システム１００の無線送信装置１５０のｎＴ個の送信アンテナから送信される送信サブストリーム集合がＳ＝｛Ｓ１、Ｓ２、…、ＳnT｝であるとして説明する。
【００３０】
ステップ４０１において、再送サブストリーム集合Ｓｋ決定部３０１は、送信サブスト
リーム集合Ｓｋの各サブストリームのＣＲＣ復号結果に基づき、再送サブストリーム集合Ｓｋ＝｛Ｓｋ１、Ｓｋ２、…｝が決定する。ここでは、そのうちの１つの再送サブストリームを例にとり、Ｓｋｋで示す。
【００３１】
次いで、ステップ４０２において、ＭＩＭＯ検出後ＳＩＮＲ算出部３０２は、再送サブストリームＳｋｋのＭＩＭＯ検出を経た後の等価ＳＩＮＲを算出し、ＳＩＮＲｋｋと記す。等価ＳＩＮＲの算出はチャネル推定で得られたチャネル推定行列ＨおよびＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７で用いられるＭＩＭＯ検出方法に基づき、理論上で算出することもできるし、実際にＭＩＭＯ検出後の信号に対して測定を行って得ることもできる。再送サブストリームＳｋｋが初回伝送でない場合は、等価ＳＩＮＲはＭＩＭＯ検出処理だけでなくさらに再送信号合成処理を経た後の数値とする。
【００３２】
次いで、ステップ４０３において、再送方法決定部３０３は、再送サブストリームＳｋｋに対応する再送方法をＳＩＮＲｋｋに基づき決定する。具体的に、再送方法決定部３０３は、ＳＩＮＲｋｋと予め決められたＳＩＮＲ閾値ＳＩＮＲ_０とを比較して、ＳＩＮＲｋｋがＳＩＮＲ_０より低い場合は第１種類、すなわち当該再送サブストリームを全部再送する方法を決定し、ステップ４０４に移行する。そうでない場合は第２種類、すなわち冗長増加再送方法が選択され、ステップ４０５に移行する。
【００３３】
ＳＩＮＲｋｋがＳＩＮＲ_０より低い場合ステップ４０４において、再送方法決定部３０３は再送サブストリームＳｋｋに対して全部再送方法を用いるという決定結果を、無線送信装置１５０にフィードバックして、再送サブストリームＳｋｋに対する全部再送を要求するとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力する。
【００３４】
一方ＳＩＮＲｋｋがＳＩＮＲ_０以上である場合ステップ４０５において、再送方法決定部３０３は、再送サブストリームＳｋｋに対して冗長増加再送方法を用いると決定する。
【００３５】
次いで、ステップ４０６において、再送ビット決定部３０４は、次回に再送する情報ビットの数をＳＩＮＲｋｋに基づき決定する。かかる場合、所定のＳＩＮＲは予め複数の区間に分けられ、異なるＳＩＮＲ区間には異なる再送情報ビット数が対応づけられる。再送サブストリームＳｋｋのＳＩＮＲ値ＳＩＮＲｋｋがどのＳＩＮＲ区間に含まれると、そのＳＩＮＲ区間に対応する再送情報ビット数を再送サブストリームＳｋｋの次回再送の情報ビット数として選択して、ここではＮＵＭｋｋと記す。例えば再送ビット決定部３０４は、図４に示すＳＩＮＲ区間と再送情報ビット数ＮＵＭとの対応関係を参照し、再送情報ビット数ＮＵＭｋｋを決める。
【００３６】
次いで、ステップ４０７において、再送ビット決定部３０４は、再送サブストリームＳｋｋに対応する具体的な再送ビットを選択する。具体的に再送ビット決定部３０４は、以下の（ａ）および（ｂ）の処理を順次に行う。
【００３７】
（ａ）再送ビット決定部３０４は、再送サブストリームＳｋｋの中の各情報ビットの受信後の信頼度αｌ（ｌ＝１、…、Ｌ）を推定する。ここでＬは当該サブストリームの中の情報ビットの数を示し、αｌは当該サブストリームＳｋｋの中の第ｌ個の情報ビットの受信後の信頼度を示す。理論上で言うと、各情報ビットの信頼度αは、下記の式（１）で表すことができる。
【数１】
2006095904.tif 000008
すなわち、各情報ビットの信頼度αは、当該ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）の絶対値で表すことができる。実際のシステムにおいて再送ビット決定部３０４は、復号器の軟判定の絶対値を直接、各ビットの信頼度α値として使用する。
【００３８】
（ｂ）再送ビット決定部３０４は、再送サブストリームＳｋｋの中で信頼度が低い方からＮＵＭｋｋ個の情報ビットを決定して、決定結果に関する情報を、フィードバックチャネル１１１を用いて無線送信装置１５０にフィードバックする。無線送信装置１５０は、次回の送信においてこの選択されたＮＵＭｋｋ個の情報ビットに対して再送を行う。次いで、再送方法決定部３０３は再送サブストリームＳｋｋに対して冗長増加再送方法を用いるという決定結果および具体的な再送パラメータを、無線送信装置１５０にフィードバックして、再送サブストリームＳｋｋに対する冗長増加再送を要求するとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力する。
【００３９】
このように図３では、１つの再送サブストリームＳｋｋに対して再送方法および具体的な再送ビットを決定する処理を示している。再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、図３に示す処理を繰り返すことにより、再送サブストリーム集合Ｓｋ＝｛Ｓｋ１，Ｓｋ２，…｝に含まれているすべての再送サブストリームに対して再送方法および具体的な再送パラメータを決定する。なお、再送方法／再送パラメータ決定部２０１は、すべての再送サブストリームに対して再送方法および再送パラメータを決定してから、決定結果を無線送信装置１５０にフィードバックするとともに、ＭＩＭＯ検出／再送信号合成部１０７に出力しても良い。ここで、冗長増加再送方法を用いると決定した場合は、当該フィードバック情報の中には再送が必要な各ビットが再送データサブストリームＳｋｋの中における位置に関する情報を含む。
【００４０】
図５は、本発明に係る適応再送方法と従来の再送方法との性能比較を示す図である。この図において、「●」を用いて示すグラフは従来の再送方法を用いる場合、各ＳＮＲにおいて得られる周波数利用効率を示し、「○」を用いて示すグラフは本発明に係る適応再送方法を用いる場合、各ＳＮＲにおいて得られる周波数利用効率を示す。
【００４１】
この性能比較のためのシミュレーションにおいて、送信アンテナ１０５と受信アンテナ１０６の本数は両方とも４本であり、チャネルは平坦減衰チャネルを用い、変調方式はＱＰＳＫ変調を用い、１つのサブストリームは１０００個の変調シンボルを含み、ＭＩＭＯ検出方法はＺＦ検出を用いる。シミュレーションにおいて再送方法を決定するために用いるＳＩＮＲ閾値は５ｄＢであって、冗長増加再送はにおいてはフィードバック手順４０ビットの１種の場合のみを含む。図５に示す結果から分かるように、従来方法と比べ、本願において提案した方法を用いれば、より良い周波数利用効率を得ることができる。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、マルチアンテナ無線通信システムにおいて無線受信装置は受信したサブストリームに誤りがあると検出する場合、当該サブストリームを再送サブストリームと判定し、当該再送サブストリームのＳＩＮＲを所定の閾値と比較する。当該再送サブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値以上である場合、当該再送サブストリームが含む誤りビットが少ないため、冗長増加再送の方法を決定して、再送する一部の情報ビットの数と当該サブストリームの中における具体的な位置を決定して無線送信装置にフィードバックする。無線送信装置はフィードバックされた情報に基づき、無線受信装置で正しく受信できなかった情報ビットを含む一部を再送し、正しく受信された情報ビットの重複な再送を減少することができるため、送信側から受信側へのシステムのスループットを向上することができる。一方、当該再送サブストリームのＳＩＮＲが所定の閾値より低い場合は、当該再送サブストリームが含む誤りビットが多いため、当該再送サブストリームを全部再送する方法を決定することにより、数多い誤りビットに関する膨大な情報をフィードバックすることを回避することができ、システムのスループットを向上すること
ができる。
【００４３】
本発明に係るマルチアンテナ無線通信システムにおける再送方法および無線受信装置は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００４４】
本発明に係る無線受信装置は、マルチアンテナ無線通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。
【００４５】
なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る再送方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る無線受信装置と同様の機能を実現することができる。
【００４６】
本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法および設備を提案し、マルチアンテナ伝送における再送性能をさらに向上することができる。
【００４７】
本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法および設備であって、これらの適応再送方法および設備において、再送が必要なサブストリームのＳＩＮＲに基づき適応的に再送方法および再送パラメータを選択する。
【００４８】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、再送サブストリームのチャネル特性に基づき、用いる再送方法および再送パラメータに対して適応的な選択を行う。。
【００４９】
本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法であって、この方法において受信装置は、受信したサブストリームに誤りがあって再送の必要があるか否かを検出するステップと、上記の再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の等価信号対干渉雑音比を算出するステップと、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値以上である場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送処理を行うステップと、を実行する。
【００５０】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記の冗長増加再送処理は、信号対干渉雑音比に対応する再送ビット数を設定するステップと、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき前記再送サブストリーム中に再送が必要なビットの数を決定するステップと、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および決定された再送ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップと、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックする。
【００５１】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、送信装置は、受信装置から送られるフィードバック情報の中に含まれている、再送が必要なビットの位置に関する情報を受信して取得するステップと、前記再送が必要なビットの位置に基づき、前記サブストリームの冗長増加再送処理を行うステップと、を実行する。
【００５２】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記サブストリームが一回目の伝送である場合、前記等価信号対干渉雑音比は今回のＭＩＭＯ検出後の信号対干渉雑音比であ
って、前記サブストリームが再送サブストリームである場合、前記等価信号対干渉雑音比は再送合成を経た後の信号対干渉雑音比である。
【００５３】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記信号対干渉雑音比に対応する再送ビット数を設定するステップは、信号対干渉雑音比を複数の信号対干渉雑音比区間に分け、前記各信号対干渉雑音比区間をそれぞれ異なる再送情報ビット数に対応付け、かつ信号対干渉雑音比が高いほど、再送情報ビット数はより少なく設定する。
【００５４】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および前記決定された再送情報ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップは、復号器の軟出力の絶対値を直接、再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、サブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数は前記決定された再送情報ビット数と等しい情報ビットの位置を選択する。
【００５５】
本発明のもう１つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおいて適応再送を行う受信側設備であって、チャネル推定を行うチャネル推定ブロックと、各アンテナが受信した信号を、チャネル推定の結果を用いて検出し、同一の信号が数回再送されたバージョンに対して合成処理を行い、結果信号をＣＲＣ復号ブロックに送るマルチインプット・マルチアウトプット検出および再送合成ブロックと、受信されたサブストリーム中に誤りビットがあって再送する必要があるか否かを検出するＣＲＣ復号ブロックと、前記の再送が必要のサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う再送方法および再送パラメータ決定ブロックと、を具備する。
【００５６】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記再送方法および再送パラメータ決定ブロックは、ＣＲＣ復号ブロックの出力に基づき、今回再送が必要なサブストリームを決定する決定ブロックと、前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプ検出後の等価信号対干渉雑音比を算出する算出ブロックと、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記の再送が必要のサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う再送方法選択ブロックと、を具備する。
【００５７】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記受信側設備は、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送が必要なサブストリームにおいて再送が必要なビット数を決定し、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および決定された再送ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定し、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックする再送ビット決定ブロック、をさらに具備する。
【００５８】
本発明のもう１つの態様は、上記の態様において、前記再送ビット決定ブロックは、復号器の軟出力の絶対値を直接、再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、サブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数は前記決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を選択する。
【００５９】
本明細書は、２００５年３月１１日出願の中国特許出願第２００５１００５４７５５．０号に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システムは、マルチアンテナ無線通信システムにおける再送等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＭＩＭＯ無線通信システム１００の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る再送方法／再送パラメータ決定部の詳細な構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る再送方法の処理を示すフロー図
【図４】本発明の一実施の形態に係るＳＩＮＲ区間と再送ビット数との対応関係を示す図
【図５】本発明にかかる再送方法と従来の再送方法との性能比較を示す図
【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１】
2006095904.tif 000009
【図２】
2006095904.tif 000010
【図３】
2006095904.tif 000011
【図４】
2006095904.tif 000012
【図５】
2006095904.tif 000013
【国際調査報告】
2006095904.tif 000014
2006095904.tif 000015
2006095904.tif 000016
2006095904.tif 000017