JP5149267B2 - Wireless communication system, wireless communication method, transmitter, and receiver - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信システム、無線通信方法、送信機および受信機に関し、特に、適応的エラー回復を実現することのできる無線通信システム、無線通信方法、送信機および受信機に関する。   The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication method, a transmitter, and a receiver, and more particularly, to a wireless communication system, a wireless communication method, a transmitter, and a receiver that can realize adaptive error recovery.

無線媒体は特異な特性を有するため、そのプロトコル設計は有線ネットワークのそれとは大きく異なり、かつ困難である。無線システムとその媒体の主な特徴は、時間の経過に伴ってチャネルが変動すること、およびエラーが発生しやすいことである。無線信号は、反射、回折、散乱という3つのメカニズムに従って伝播する。ノードで受信される信号は、送信信号が時間を経て減衰した後の信号である。その結果、受信信号の強度は経時的に変動する。この現象は「多重伝搬」と呼ばれる。チャネルの変動率は、チャネルのコヒーレント時間によって決まる。受信信号の強度が所定のしきい値を下回ると、ノードは「フェード状態」にあるとみなされる。無線伝送では、チャネルと信号強度が経時的に変動するほか、自然背景雑音、干渉、移動といった障害の影響によりエラーが発生しやすくなる。有線ネットワークでは、ビットエラー率は10−6未満程度なので、パケットエラーが発生する確率は低い。これに対し無線チャネルではビットエラー率が10−3以上にもなるため、パケットエラーが発生する確率ははるかに高くなる。有線ネットワークの場合、パケットエラーが発生する主な原因は不規則雑音である。一方、無線リンク上のエラーは、ノードがフェード状態にあるときに長期バーストにおいて発生する。バーストエラーによるパケット損失は、パケットを小さくする、順方向誤り訂正符号を使用する、再伝送する、といった方法で最小限に留めることができる。リンク層のエラー回復スキームの設計は、ネットワーク容量、伝送局の配置、および上位層のプロトコル設計に影響する。 Because the wireless medium has unique properties, its protocol design is very different and difficult from that of wired networks. The main features of the wireless system and its medium are that the channel varies over time and is prone to errors. Radio signals propagate according to three mechanisms: reflection, diffraction, and scattering. The signal received at the node is a signal after the transmission signal is attenuated over time. As a result, the strength of the received signal varies with time. This phenomenon is called “multiple propagation”. The rate of channel variation is determined by the coherent time of the channel. When the received signal strength falls below a predetermined threshold, the node is considered to be in a “fade state”. In wireless transmission, the channel and signal strength fluctuate over time, and errors are likely to occur due to the effects of obstacles such as natural background noise, interference, and movement. In a wired network, since the bit error rate is less than 10 −6, the probability that a packet error will occur is low. On the other hand, since the bit error rate is 10 −3 or more in the wireless channel, the probability that a packet error occurs is much higher. In the case of a wired network, random noise is the main cause of packet errors. On the other hand, errors on the radio link occur in long bursts when the node is in a fade state. Packet loss due to burst errors can be minimized by reducing packets, using forward error correction codes, and retransmitting. The design of the link layer error recovery scheme affects network capacity, transmission station placement, and higher layer protocol design.

エラー回復の問題は、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)(802.11)、無線メトロポリタンエリアネットワーク(WMAN)(802.16)、無線ワイドエリアネットワーク(WWAN)(3G、LTE、IMT−advanced)等のほとんどの無線通信ネットワークに存在する。したがって、次世代無線ネットワークにおいては、適切に設計されたエラー制御スキームを組み込むことが不可欠となる。   Error recovery problems include wireless local area network (WLAN) (802.11), wireless metropolitan area network (WMAN) (802.16), wireless wide area network (WWAN) (3G, LTE, IMT-advanced), etc. Present in most wireless communication networks. Therefore, it is essential to incorporate an appropriately designed error control scheme in next generation wireless networks.

無線通信のビットエラーは、符号化もしくは変調された伝送を干渉や雑音が凌いだときに発生する。高信頼性通信プロトコルでは、意図されるメッセージ受信者の全員が送信時と同じ状態のメッセージを受信することが要求される。無線伝送時のエラーに対処できるとされるエラー制御技術は、「順方向誤り訂正(FEC)」と「自動再送要求(ARQ)」の2種類に大別される。   A bit error in wireless communication occurs when interference or noise exceeds an encoded or modulated transmission. The reliable communication protocol requires that all intended message recipients receive a message in the same state as when it was sent. Error control techniques that can cope with errors during wireless transmission are roughly classified into two types: “forward error correction (FEC)” and “automatic repeat request (ARQ)”.

FECは、データ伝送で使用されるエラー制御スキームである。これはチャネル符号化技術の1つで、送信データに冗長情報を付加して、送信中に失われたデータを受信先で回復できるようにするものである。FEC符号は、送信データストリームに制御された量の冗長性を導入して、受信者が送信シーケンスについて正確な決定を行えるようにする。   FEC is an error control scheme used in data transmission. This is one of channel coding techniques, and adds redundant information to transmission data so that data lost during transmission can be recovered at the reception destination. The FEC code introduces a controlled amount of redundancy in the transmitted data stream so that the receiver can make an accurate decision about the transmitted sequence.

FECは帯域が十分な場合には有効であるが、帯域が乏しい場合にはあまり効果を期待できない。それは、FEC符号の使用には、符号レートに関連する固定帯域ペナルティの問題が伴うためである。具体的には、損失パケットの総数が冗長パケット数を上回ると、データを回復することは不可能となる。さらに、FEC符号のみではチャネルのエラー統計が不安定となるため、エラーのない送信は保証できない。   FEC is effective when the bandwidth is sufficient, but the effect cannot be expected so much when the bandwidth is insufficient. This is because the use of FEC codes involves the problem of fixed band penalties related to the code rate. Specifically, when the total number of lost packets exceeds the number of redundant packets, data cannot be recovered. Furthermore, since error statistics of the channel are unstable only with the FEC code, transmission without error cannot be guaranteed.

ARQもやはりデータ伝送で使用されるエラー制御スキームであり、肯定応答とタイムアウトによって信頼性の高いデータ伝送を実現することを特徴とする。ARQでは、エラーが検出されると、受信機からの要求に従って送信機がデータブロックを再送する。受信機は、着信したパケット毎に、その受け入れを拒否し、フィードバックチャネルを介して再送を要求することができる。受信機は、受信パケットの品質と信頼性を検査して、再送を要求するかどうかを決定する。この検査は、通常、巡回冗長符号(CRC)等の誤り検出符号を使用して行われる。ARQスキームは単純だが、高度なシステム信頼性を提供する。しかし、復号器のスループットと最終出力が一定ではなく、チャネルのエラー率が上昇するにつれて急速に下降する。   ARQ is also an error control scheme used in data transmission, and is characterized by realizing highly reliable data transmission by acknowledgment and timeout. In ARQ, when an error is detected, a transmitter retransmits a data block according to a request from a receiver. The receiver can refuse to accept each incoming packet and request a retransmission via the feedback channel. The receiver checks the quality and reliability of the received packet and decides whether to request retransmission. This check is usually performed using an error detection code such as a cyclic redundancy code (CRC). The ARQ scheme is simple but provides a high degree of system reliability. However, the decoder throughput and final output are not constant and drop rapidly as the channel error rate increases.

ARQは、通常、TCPや無線MAC等のデータ信頼性が必要とされる用途で使用される。これに対し、FECは一定量の損失に対して耐性を有する。そのため、FEC符号を使用する場合は、冗長データを送信するという代償を覚悟すれば、受信機におけるパケット損失を任意に減少させることができる。損失が多すぎてFECでは誤り訂正を実行できない状況では、通常のARQ技術を併用したハイブリッドARQ(HARQ)スキームが使用される。HARQは、既存のエラー検出ビットにFECビットを付加する方法である。FECがデータパケット内のすべてのビットエラーを訂正できなかった場合には、再送が要求される。   ARQ is usually used in applications that require data reliability, such as TCP and wireless MAC. In contrast, FEC is resistant to a certain amount of loss. Therefore, when the FEC code is used, packet loss at the receiver can be arbitrarily reduced if the price of transmitting redundant data is prepared. In a situation where there is too much loss and FEC cannot perform error correction, a hybrid ARQ (HARQ) scheme combined with a normal ARQ technique is used. HARQ is a method of adding an FEC bit to an existing error detection bit. If the FEC fails to correct all bit errors in the data packet, a retransmission is requested.

このように、FECとARQはそれぞれに長所と短所を併せ持つ。FECとARQのいずれかを選択する際には、パケット/フレームの長さも重要な要因となる。無線チャネルのエラー特性を鑑みれば、パケットが長いほどエラーが発生しやすいことは明白である。また、ほとんどの場合、頻繁な再送は避けるのが望ましい。したがって、どのスキームが最適かという問題を解決する際には、無線ネットワーク環境、パケットサイズ等に基づく検討が不可欠となる。   Thus, FEC and ARQ have both advantages and disadvantages. When selecting either FEC or ARQ, the packet / frame length is also an important factor. In view of the error characteristics of the wireless channel, it is clear that errors are more likely to occur as the packets become longer. In most cases, it is desirable to avoid frequent retransmissions. Therefore, when solving the problem of which scheme is optimal, examination based on the wireless network environment, packet size, and the like is indispensable.

前述したように、従来のFEC、ARQ、およびHARQは、少量のビットエラーを訂正するか、(受信データの大部分は適正だと推測されるにもかかわらず)パケット全体を再送するかのいずれかである。そのため、FEC、ARQ、およびHARQのいずれも、オーバーヘッドが大量でかつ柔軟性はきわめて低く、その結果ネットワーク容量の無駄遣いにつながるという問題を抱える。部分的パケット回復スキームの設計方法については、すでにいくつかの研究が行われている。   As mentioned above, conventional FEC, ARQ, and HARQ either correct a small amount of bit errors or retransmit the entire packet (although most of the received data is assumed to be correct). It is. Therefore, all of FEC, ARQ, and HARQ have a problem that the overhead is large and the flexibility is extremely low, resulting in a waste of network capacity. Some research has already been done on how to design a partial packet recovery scheme.

非特許文献1(K. JamiesonおよびH.Balakrishnan「PPR:Partial Packet Recovery for Wireless Networks」(PPR:無線ネットワークのための部分的パケット回復)、ACM SIGCOMM’07(日本国京都、2007年8月))では、現在の無線メッシュネットワークプロトコルでは、実行されるパケット再送の大部分においてすでに数回受信されたビットが送信されるため、ネットワーク容量の無駄遣いが生じていることが指摘されている。非特許文献1では、復号するビット毎に物理層の信頼性指標を上位層に提供する拡張物理層インターフェース(SoftPHY)が使用されている。非特許文献1ではさらに、部分的パケット回復を行うためのリンク層ARQプロトコルも提案されている。非特許文献1で提案されるリンク層ARQプロトコルは「PP−ARQ」と呼ばれるもので、受信機は、エラーを含む可能性の高いパケットのみについて、ビットの再送を求める要求をコンパクトに符号化することができる。   Non-Patent Document 1 (K. Jamison and H. Balakrishnan “PPR: Partial Packet Recovery for Wireless Networks” (PPR: Partial Packet Recovery for Wireless Networks), ACM SIGCOMM '07 (Kyoto, Japan, August 2007) In the current wireless mesh network protocol, it is pointed out that a bit of network capacity is wasted because bits already received several times are transmitted in most of packet retransmissions to be executed. In Non-Patent Document 1, an extended physical layer interface (SoftPHY) that provides a higher layer with a physical layer reliability index for each bit to be decoded is used. Non-Patent Document 1 further proposes a link layer ARQ protocol for performing partial packet recovery. The link layer ARQ protocol proposed in Non-Patent Document 1 is called “PP-ARQ”, and the receiver compactly encodes a request for bit retransmission only for a packet that is likely to contain an error. be able to.

K. JamiesonおよびH.Balakrishnan「PPR:Partial Packet Recovery for Wireless Networks」(PPR:無線ネットワークのための部分的パケット回復)、ACM SIGCOMM’07(日本国京都、2007年8月)K. Jamison and H.C. Balakrishnan "PPR: Partial Packet Recovery for Wireless Networks" (PPR: Partial Packet Recovery for Wireless Networks), ACM SIGCOMM '07 (Kyoto, Japan, August 2007)

非特許文献1で提案されるPP−ARQプロトコルは、FECが頻繁に使用される従来型の通信システムをベースに構築されている。そのため、パケット送信に大量なオーバーヘッドが発生し、スループットが低下する。PP−ARQプロトコルは衝突によるパケットドロップが深刻な場合に効果を発揮するが、それ以外ではパフォーマンスの向上はほとんど期待できない。
The PP-ARQ protocol proposed in Non-Patent Document 1 is constructed based on a conventional communication system in which FEC is frequently used. Therefore, a large amount of overhead is generated in packet transmission, and the throughput is reduced. The PP-ARQ protocol is effective when packet drops due to collisions are serious, but otherwise no performance improvement can be expected.

本発明の第1の無線通信システムは、送信機と受信機を備え、送信機は、チャネル符号化を行わずに通信データを送信する送信機物理層手段を含み、受信機は、送信機物理層手段から送信された通信データに対応する受信データを受信して、受信データ内の各ビットが適正か否かのヒント情報を提示する受信機物理層手段と、受信機物理層手段からヒント情報を抽出して、当該ヒント情報と受信データとを受信機媒体アクセス制御(MAC)層手段に渡す、受信機物理層手段と受信機MAC層手段との間のインターフェースと、インターフェースから渡されたヒント情報を参照して受信データを解析する受信機MAC層手段を含み、受信機MAC層手段は、ヒント情報に基づいて、受信データを1つ以上の適正ビット列と1つ以上の不正ビット列のシーケンスとしてマーキングし、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとを示すフィードバックを構築し、受信機物理層手段は、フィードバックを符号化し、符号化したフィードバックを送信し、符号化された再送データを受信して復号化し、送信機物理層手段は、符号化されたフィードバックを受信して復号化し、再送データを符号化し、符号化した再送データを送信し、送信機は、さらに、復号化されたフィードバックに基づいて再送データを判断する送信機MAC層手段を含み、送信機MAC層手段は、フィードバックによって示された、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとに基づいて、通信データにおける1つ以上の不正ビット列に対応する部分と、通信データにおける、適正と判定された不正ビット列である誤判定適正ビット列に対応する部分とを含む再送データを判断する A first wireless communication system of the present invention includes a transmitter and a receiver, and the transmitter includes transmitter physical layer means for transmitting communication data without performing channel coding. Receiver physical layer means for receiving received data corresponding to communication data transmitted from the layer means and presenting hint information as to whether each bit in the received data is appropriate; and hint information from the receiver physical layer means And the hint information and the received data are passed to the receiver medium access control (MAC) layer means, the interface between the receiver physical layer means and the receiver MAC layer means, and the hint passed from the interface Receiver MAC layer means for analyzing the received data with reference to the information, and the receiver MAC layer means converts the received data into one or more appropriate bit strings and one or more illegal bits based on the hint information. Marking as a sequence of columns, constructing feedback indicating the position of each of the one or more incorrect bit sequences and the checksum of each of the one or more correct bit sequences, the receiver physical layer means encoding the feedback, Transmit the encoded feedback, receive and decode the encoded retransmission data, the transmitter physical layer means receives and decodes the encoded feedback, encodes the retransmission data, and encodes the retransmission Transmitting the data, the transmitter further includes transmitter MAC layer means for determining retransmission data based on the decoded feedback, the transmitter MAC layer means including one or more frauds indicated by the feedback Based on the position of each bit string and the checksum of each of the one or more proper bit strings, one or more errors in the communication data. A portion corresponding to the bit string, in the communication data, determines a retransmission data containing the portion corresponding to the erroneous determination proper bit sequence is properly determined to be the incorrect bits.

本発明の第1の無線通信方法は、チャネル符号化を実行せずに通信データを送信するステップと、通信データに対応する受信データを受信するステップと、受信データ内の各ビットが適正か否かについての物理層のヒント情報を提示するステップと、物理層のヒント情報を参照して受信データを解析するステップと、解析結果に基づいて受信データに関するフィードバックを構築するステップと、フィードバックを符号化し、符号化したフィードバックを送信するステップと、符号化されたフィードバックを受信して復号化するステップと、復号化されたフィードバックに基づいて再送データを判断するステップと、再送データを符号化し、符号化した再送データを送信するステップと、符号化された再送データを受信して復号化するステップと、受信データと復号化された再送データとに基づいて通信データを再構築するステップとを含み、解析ステップで、物理層のヒント情報に基づいて、受信データを1つ以上の適正ビット列と1つ以上の不正ビット列のシーケンスとしてマーキングし、構築ステップで、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとを示すフィードバックを構築し、判断ステップで、フィードバックによって示された、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとに基づいて、通信データにおける1つ以上の不正ビット列に対応する部分と、通信データにおける、適正と判定された不正ビット列である誤判定適正ビット列に対応する部分とを含む再送データを判断する The first wireless communication method of the present invention includes a step of transmitting communication data without executing channel coding, a step of receiving received data corresponding to the communication data, and whether each bit in the received data is appropriate. Presenting physical layer hint information about the data, analyzing received data with reference to the physical layer hint information, constructing feedback on the received data based on the analysis result, and encoding the feedback Transmitting encoded feedback, receiving and decoding the encoded feedback, determining retransmission data based on the decoded feedback, encoding and encoding the retransmission data Transmitting the retransmitted data, and receiving and decoding the encoded retransmitted data. And reconstructing the communication data based on the received data and the decoded retransmission data. In the analyzing step, the received data is converted into one or more appropriate bit sequences and 1 based on the physical layer hint information. Marking as a sequence of one or more illegal bit sequences, constructing feedback indicating a position of each of the one or more illegal bit sequences and a checksum of each of the one or more proper bit sequences in a construction step, A portion corresponding to one or more illegal bit sequences in the communication data based on the position of each of the one or more illegal bit sequences indicated by the feedback and the checksum of each of the one or more proper bit sequences; Judgment of retransmission data including a portion corresponding to an erroneously determined appropriate bit string that is an illegal bit string determined to be appropriate in the data That.

本発明の第1の送信機は、チャネル符号化を実行せずに通信データを送信し、受信機から符号化されたフィードバックを受信して復号化し、再送データを符号化して当該符号化した再送データを送信する物理層手段と、復号化されたフィードバックに基づいて再送データを判断する媒体アクセス制御(MAC)層手段とを備え、MAC層手段は、フィードバックによって示された、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとに基づいて、通信データにおける1つ以上の不正ビット列に対応する部分と、通信データにおける、適正と判定された不正ビット列である誤判定適正ビット列に対応する部分とを含む再送データを判断する The first transmitter of the present invention transmits communication data without performing channel encoding, receives and decodes encoded feedback from the receiver, encodes retransmission data, and performs the encoded retransmission Physical layer means for transmitting data, and medium access control (MAC) layer means for determining retransmission data based on the decoded feedback, wherein the MAC layer means includes one or more frauds indicated by the feedback Based on each position of the bit string and each checksum of one or more appropriate bit strings, a portion corresponding to one or more illegal bit strings in the communication data, and an illegal bit string determined to be appropriate in the communication data Retransmission data including a portion corresponding to a certain erroneous determination appropriate bit string is determined .

本発明の第1の受信機は、送信機から送信されてきた通信データに対応する受信データを受信し、受信データ内の各ビットが適正か否かについてのヒント情報を提示し、フィードバックを符号化して当該符号化されたフィードバックを送信し、かつ符号化された再送データを受信して復号化する物理層手段と、物理層手段からヒント情報を抽出して、当該ヒント情報と受信データとをMAC層手段に渡す、物理層手段とMAC層手段との間のインターフェースと、インターフェースから渡されたヒント情報を参照して受信データを解析し、解析結果に基づいて受信データに関するフィードバックを構築し、かつ、受信データと物理層手段によって復号化された再送データとに基づいて通信データを再構築するMAC層手段とを備え、受信機MAC層手段は、ヒント情報に基づいて、受信データを1つ以上の適正ビット列と1つ以上の不正ビット列のシーケンスとしてマーキングし、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとを示すフィードバックを構築する The first receiver of the present invention receives the received data corresponding to the communication data transmitted from the transmitter, presents hint information as to whether each bit in the received data is appropriate, and encodes feedback. Transmitting the encoded feedback and receiving and decoding the encoded retransmission data, extracting the hint information from the physical layer means, and combining the hint information and the received data. Analyzing the received data with reference to the interface between the physical layer means and the MAC layer means, which is passed to the MAC layer means, and the hint information passed from the interface, and constructing feedback on the received data based on the analysis result, And MAC layer means for reconstructing communication data based on the received data and the retransmission data decoded by the physical layer means, the receiver M The C layer means marks the received data as a sequence of one or more proper bit strings and one or more illegal bit strings based on the hint information, and positions each of the one or more illegal bit strings and one or more proper bit strings. Construct feedback indicating the checksum of each bit string .

したがって、本発明によれば、オーバーヘッドが大幅に削減され、送信データの量が減少し、エラー回復の実行回数は同程度に維持され、システムのスループットが向上するという利点が得られる。
Therefore, according to the present invention, the overhead can be greatly reduced, the amount of transmission data can be reduced, the number of executions of error recovery can be maintained at the same level, and the system throughput can be improved.

本発明の上記および他の特徴と利点は、以下の図面との関連で下記の詳細な説明を読むことにより、より明確に理解されよう。なお、図面においては、同一もしくは類似した要素は同一もしくは類似した参照記号を用いて示されている。
本発明の第1の実施例による無線通信システムのブロック図である。 物理層のヒント情報に従って受信機MAC層によりフィードバックを構築する処理の概略図である。 図1に示す無線通信システムにおいて実行される無線通信方法の処理を示す。 本発明の第2の実施例による無線通信システムのブロック図である。 図4に示す無線通信システムにおいて実行される無線通信方法の処理を示す。 本発明の第3の実施例による無線通信システムのブロック図である。 受信機がビット列をマーキングする際に使用されるしきい値ルールの概略図である。 図6に示す無線通信システムにおいて実行される無線通信方法の処理を示す。 本発明の適応的エラー回復スキームのシミュレーション結果を示す。
The above and other features and advantages of the present invention will be more clearly understood by reading the following detailed description in conjunction with the following drawings, in which: In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference symbols.
1 is a block diagram of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram of a process for constructing feedback by a receiver MAC layer according to physical layer hint information. The process of the radio | wireless communication method performed in the radio | wireless communications system shown in FIG. 1 is shown. It is a block diagram of the radio | wireless communications system by the 2nd Example of this invention. The process of the radio | wireless communication method performed in the radio | wireless communications system shown in FIG. 4 is shown. It is a block diagram of the radio | wireless communications system by the 3rd Example of this invention. FIG. 6 is a schematic diagram of threshold rules used when a receiver marks a bit string. 7 shows processing of a wireless communication method executed in the wireless communication system shown in FIG. 2 shows simulation results of the adaptive error recovery scheme of the present invention.

以下では、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施例による無線通信システムのブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、無線通信システム1は、送信機10と受信機20とを含む。   As shown in FIG. 1, the wireless communication system 1 includes a transmitter 10 and a receiver 20.

無線通信システム1で使用されるエラー回復スキームは、送信機10および受信機20の媒体アクセス制御(MAC)層と物理層とを使用して実行されるリンク層エラー回復スキームである。   The error recovery scheme used in the wireless communication system 1 is a link layer error recovery scheme that is performed using the medium access control (MAC) layer and the physical layer of the transmitter 10 and the receiver 20.

送信機10は、物理層手段11とMAC層手段12とを含む。物理層手段11は、符号化/復号化部111と送信/受信部112とを含む。   The transmitter 10 includes physical layer means 11 and MAC layer means 12. The physical layer means 11 includes an encoding / decoding unit 111 and a transmission / reception unit 112.

受信機20は、物理層手段21と、MAC層手段22と、物理層手段21およびMAC層手段22の間に配置されたSoftPHYインターフェース23とを含む。物理層手段21は、符号化/復号化部211と送信/受信部212とを含む。   The receiver 20 includes a physical layer means 21, a MAC layer means 22, and a SoftPHY interface 23 disposed between the physical layer means 21 and the MAC layer means 22. The physical layer means 21 includes an encoding / decoding unit 211 and a transmission / reception unit 212.

物理層手段11および21は、送信機10および受信機20の物理層機能を実装するための手段であり、様々な物理媒体上でデータを送信できるようにする。物理層手段11および21は、チャネル符号化/復号化、変調/復調等のサービスを提供する。図1では、チャネル符号化/復号化を実行するための符号化/復号化部111および211と、データに対して何らかの物理層処理(変調など)を実行し、データの送受信を行い、かつ受信されたデータに対して何らかの物理層処理(復調等)を実行するデータ送信/受信部112および212のみが図示されている。ただし、当該技術に精通した当業者には明らかなように、物理層手段11および21は上記以外のサービスも提供することができ、したがってこれらのサービスを実現するための機能モジュールを含めることが可能である(説明の簡素化のため、これらのモジュールは図示していない)。   The physical layer means 11 and 21 are means for implementing the physical layer functions of the transmitter 10 and the receiver 20 and allow data to be transmitted on various physical media. The physical layer means 11 and 21 provide services such as channel encoding / decoding, modulation / demodulation and the like. In FIG. 1, encoding / decoding sections 111 and 211 for performing channel encoding / decoding, and some physical layer processing (modulation, etc.) are performed on the data, data is transmitted and received, and reception is performed. Only data transmission / reception units 112 and 212 that perform some physical layer processing (demodulation, etc.) on the processed data are shown. However, as will be apparent to those skilled in the art, the physical layer means 11 and 21 can also provide services other than those described above, and therefore can include functional modules for implementing these services. (For simplicity of explanation, these modules are not shown).

MAC層手段12および22は、送信機10および受信機20の各々にMAC層機能を実装するための手段である。当業者には明らかなように、MAC層はアドレス指定機構とチャネルアクセス制御機構を提供して、多点ネットワーク(通常はLANまたはMAN)内の端末やネットワークノード間の通信を可能にする。   The MAC layer means 12 and 22 are means for implementing a MAC layer function in each of the transmitter 10 and the receiver 20. As will be apparent to those skilled in the art, the MAC layer provides an addressing mechanism and a channel access control mechanism to allow communication between terminals and network nodes in a multipoint network (usually a LAN or MAN).

本発明においては、送信機10の物理層手段11は、初めて送信される通信データについては、チャネル符号化を行わずに送信を実行する。具体的には、送信機10の上位層が何らかの通信データを受信機に送信する際には、MAC層手段12が上位層から送信する通信データを受け取ってその通信データを物理層手段11に渡し、物理層手段11が物理送信媒体を介してそれを送信する。既存のFECまたはHARQスキームとは異なり、通信データは、初回送信時には、チャネル符号化または復号化を実行するための符号化/復号化部111により実行されるFEC符号の付加などのチャネル符号化に付されずに、送信/受信部112によって直接送信される。   In the present invention, the physical layer means 11 of the transmitter 10 transmits the communication data transmitted for the first time without performing channel coding. Specifically, when the upper layer of the transmitter 10 transmits some communication data to the receiver, the MAC layer means 12 receives the communication data transmitted from the upper layer and passes the communication data to the physical layer means 11. The physical layer means 11 transmits it via a physical transmission medium. Unlike the existing FEC or HARQ scheme, the communication data is subjected to channel encoding such as addition of FEC code executed by the encoding / decoding unit 111 for executing channel encoding or decoding at the time of initial transmission. The transmission / reception unit 112 transmits the data directly without adding it.

本発明で使用する「データ」は、別段の指示がない限り、ビット、記号、パケット、フレーム、ARQブロック等を単位とするデータである。例えば、当業者にはよく知られているように、物理層が取り扱うデータは通常はビット単位であり、MAC層が取り扱うデータは通常はパケットまたはフレーム単位である。本発明においては、これらを総称して「データ」と表現することもあるが、当業者であれば実装に応じて適切なデータ単位を当てることができるであろう。また、本発明においては、「パケット」と「フレーム」は同じ意味で使用している。   “Data” used in the present invention is data in units of bits, symbols, packets, frames, ARQ blocks, and the like unless otherwise specified. For example, as is well known to those skilled in the art, data handled by the physical layer is usually in units of bits, and data handled by the MAC layer is usually in units of packets or frames. In the present invention, these may be collectively referred to as “data”, but those skilled in the art will be able to assign an appropriate data unit depending on the implementation. In the present invention, “packet” and “frame” are used interchangeably.

受信機20の送信/受信部212は、送信機10によって送信された通信データに対応する受信データを受信する。前述したように、通信中の雑音や干渉等により、受信機20が受信する受信データは、エラーが発生するなどして、送信機10が受信機20に送信しようとした通信データとは異なる可能性がある。   The transmission / reception unit 212 of the receiver 20 receives reception data corresponding to the communication data transmitted by the transmitter 10. As described above, the received data received by the receiver 20 due to noise or interference during communication may be different from the communication data that the transmitter 10 tried to transmit to the receiver 20 due to an error or the like. There is sex.

受信機20の物理層手段21においては、通信データは送信機10からの送信時にチャネル符号化されないため、送信/受信部212によって受信される受信データは、符号化/復号化部211による復号化処理に付される必要はない。そのため、この受信データはSoftPHYインターフェース23からMAC層手段22に直接渡される。   In the physical layer means 21 of the receiver 20, communication data is not channel-encoded at the time of transmission from the transmitter 10, so that received data received by the transmission / reception unit 212 is decoded by the encoding / decoding unit 211. There is no need to be subject to processing. Therefore, this received data is directly passed from the SoftPHY interface 23 to the MAC layer means 22.

SoftPHYインターフェース23は、受信機20が物理層からのヒント情報を利用して、受信データ内のどのビットを訂正したらよいかを判断することを可能にする。そのため、受信機20は送信機10から追加のフィードバックまたは情報を得る必要はない。SoftPHYインターフェース23は、受信された各記号が物理層が決定した記号にどのくらい近いかについての情報(すなわち、物理層ヒント情報)を上位層に渡す。受信機20では受信データのチャネル復号化は実行されないため、SoftPHYインターフェース23は送信/受信部212の直後に配置してもよい。例えば、送信/受信部212が復調モジュールを含む場合には、SoftPHYインターフェース23は復調モジュールによって復調されたデータを直接受信できる。この場合、ヒント情報は、最初に受信された信号の配置点と、復調後にマッピングされた記号の配置点との間の信号空間内の距離とすることができる。この距離が長いほど復調に関する確実性は低くなり、短いほど確実性が高くなる。このように、物理層ヒント情報は、受信データ内の各記号/ビットがエラーである可能性に関する信頼性指標としての役割を果たすことができる。   The SoftPHY interface 23 enables the receiver 20 to determine which bits in the received data should be corrected using the hint information from the physical layer. Thus, receiver 20 need not obtain additional feedback or information from transmitter 10. The SoftPHY interface 23 passes information about how close each received symbol is to the symbol determined by the physical layer (ie, physical layer hint information) to the upper layer. Since the receiver 20 does not perform channel decoding of received data, the SoftPHY interface 23 may be placed immediately after the transmission / reception unit 212. For example, when the transmission / reception unit 212 includes a demodulation module, the SoftPHY interface 23 can directly receive data demodulated by the demodulation module. In this case, the hint information may be a distance in the signal space between the constellation point of the first received signal and the constellation point mapped after demodulation. The longer the distance, the lower the certainty regarding demodulation, and the shorter, the higher the certainty. In this way, the physical layer hint information can serve as a reliability indicator regarding the likelihood that each symbol / bit in the received data is an error.

SoftPHYインターフェース23は、送信/受信部212によって(復調等により)処理された受信データと、例えば送信/受信部212の復調器から抽出した物理層ヒント情報とをMAC層手段22に渡す。本発明の一実施例においては、SoftPHYインターフェース23は受信データをパケット単位でMAC層手段22に渡す。   The SoftPHY interface 23 passes the received data processed (by demodulation or the like) by the transmission / reception unit 212 and physical layer hint information extracted from the demodulator of the transmission / reception unit 212 to the MAC layer unit 22. In one embodiment of the present invention, the SoftPHY interface 23 passes received data to the MAC layer means 22 in units of packets.

MAC層手段22は、SoftPHYインターフェース23から渡された物理層ヒント情報を参照して、取得した受信データを解析する。具体的には、MAC層手段22は、SoftPHYインターフェース23から渡された物理層ヒント情報を利用して、受信データを(パケット等の単位で)1つ以上の適正ビット列または1つ以上の不正ビット列(もしくはその両方)を含むビット列のシーケンスとしてマーキングする。各適正ビット列は物理層ヒント情報に基づき適正と予測される連続するビット列を含み、各不正ビット列は物理層ヒント情報に基づき不正と予測される連続するビット列を含む。当業者には理解されるように、本発明で使用する「適正ビット列」と「不正ビット列」とは、物理層ヒント情報に基づき適正または不正とみなされるビット列を意味するが、必ずしも実際に適正または不正なビット列である必要はない。さらに、適正ビット列と不正ビット列の定義から明らかなように、適正ビット列と不正ビット列は交互に発生する。   The MAC layer means 22 refers to the physical layer hint information passed from the SoftPHY interface 23 and analyzes the acquired received data. Specifically, the MAC layer means 22 uses the physical layer hint information passed from the SoftPHY interface 23 to convert the received data (in units of packets or the like) into one or more proper bit sequences or one or more illegal bit sequences. Mark as a sequence of bit strings containing (or both). Each appropriate bit string includes a continuous bit string predicted as appropriate based on the physical layer hint information, and each incorrect bit string includes a continuous bit string predicted as incorrect based on the physical layer hint information. As will be understood by those skilled in the art, the “appropriate bit string” and “illegal bit string” used in the present invention mean a bit string regarded as appropriate or incorrect based on physical layer hint information, but is not necessarily correct or actually It does not have to be an invalid bit string. Further, as apparent from the definitions of the proper bit string and the illegal bit string, the proper bit string and the illegal bit string are alternately generated.

その後、MAC層手段22は、マーキングされたビット列のシーケンスに基づいてフィードバックを構築する。このフィードバックには、例えば不正ビット列に関する位置情報(各不正ビット列の開始位置や長さ等)のほか、後述するように、各適正ビット列のチェックサムを含めることもできる。本発明の一実施例においては、MAC層手段22が、受信データ全体(例えば、全パケット)の誤り検出符号(例えば、送信機の物理層によって通常送信前に付加される巡回冗長検査符号(CRC))を検査した後に受信データの全体が適正であると判定した場合には、ビット列のマーキングは無視され、現在の受信データは正常に受信されたことを示す肯定応答メッセージ(ACK)が送信機10にフィードバックされることに留意されたい。   The MAC layer means 22 then constructs a feedback based on the sequence of marked bit strings. This feedback can include, for example, position information (such as the start position and length of each illegal bit string) regarding the illegal bit string, and a checksum of each appropriate bit string, as will be described later. In one embodiment of the present invention, the MAC layer means 22 includes an error detection code (eg, a cyclic redundancy check code (CRC) added before normal transmission by the physical layer of the transmitter, for the entire received data (eg, all packets). )), If it is determined that the entire received data is proper, the marking of the bit string is ignored, and an acknowledgment message (ACK) indicating that the current received data has been successfully received is transmitted to the transmitter. Note that 10 is fed back.

図2に示すように、MAC層手段22が物理層ヒント情報に基づいて行う判断は誤判定(不正を適正と判定、または適正を不正と判定)につながることがある。誤判定適正ビット列(すなわち、MAC層手段22が物理層ヒント情報に基づいて適正と判定したが、実際にはエラーを含むビット列)により再送ビットに不備が生じるのを防ぐため、各適正ビット列チェックサム(CRC等)を送信機10に送信して、送信機10がそのビット列が真に適正かどうかを検査できるようにする必要がある。図2の「PHYヒント情報」は、受信信号の配置点と、復調後の記号の配置点との信号空間内における距離が物理層ヒント情報として使用される例示的なケースである。したがって、この例においては、前述したように、距離が短いほど信頼性は高くなり、長いほど信頼性は低くなる。   As shown in FIG. 2, the determination made by the MAC layer means 22 based on the physical layer hint information may lead to a misjudgment (determination of fraud as appropriate or determination of appropriate as improper). In order to prevent the retransmission bit from being deficient due to an erroneous determination appropriate bit string (that is, the MAC layer means 22 determined to be appropriate based on the physical layer hint information but actually includes an error), each appropriate bit string checksum (Such as CRC) needs to be sent to the transmitter 10 so that the transmitter 10 can check whether the bit string is truly proper. “PHY hint information” in FIG. 2 is an exemplary case in which the distance in the signal space between the arrangement point of the received signal and the arrangement point of the demodulated symbol is used as the physical layer hint information. Therefore, in this example, as described above, the shorter the distance, the higher the reliability, and the longer the distance, the lower the reliability.

MAC層手段22は構築したフィードバックデータを物理層手段21の符号化/復号化部211に渡す。続いて、符号化/復号化部211は、送信するフィードバックデータに対してチャネル符号化を実行し、チャネル符号化されたフィードバックを送信/受信部212に渡す。送信/受信部212は符号化されたフィードバックに対して(変調等の)何らかの処理を実行し、それを送信機10に送信する。   The MAC layer unit 22 passes the constructed feedback data to the encoding / decoding unit 211 of the physical layer unit 21. Subsequently, the encoding / decoding unit 211 performs channel coding on the feedback data to be transmitted, and passes the channel-coded feedback to the transmission / reception unit 212. The transmission / reception unit 212 performs some processing (such as modulation) on the encoded feedback and transmits it to the transmitter 10.

その後、送信機10の送信/受信部112は受信機20から送信されてきたフィードバックを受信し、復調等の処理を実行した後、復号化のためにそれを符号化/復号化部111に渡す。符号化/復号化部111は、復号化されたフィードバックを上位層であるMAC層手段12に渡す。   Thereafter, the transmission / reception unit 112 of the transmitter 10 receives the feedback transmitted from the receiver 20, performs processing such as demodulation, and then passes it to the encoding / decoding unit 111 for decoding. . The encoding / decoding unit 111 passes the decoded feedback to the MAC layer unit 12 which is an upper layer.

MAC層手段12は、復号化されたフィードバックに含まれる各適正ビット列のチェックサムを検査し、通信データにおける各適正ビット列に対応する部分についてチェックサムを計算し、2つのチェックサム集合間で1対1の比較を行う。フィードバックに含まれる各適正ビット列のチェックサムが、通信データにおける適正ビット列に対応する部分のチェックサムと一致する場合には、受信機20によって適正と判断されたこれらの適正ビット列は真に適正である。しかし、フィードバックに含まれる各適正ビット列のチェックサムが、通信データにおける適正ビット列に対応する部分のチェックサムと一致しない場合には、受信機20によって適正と判断されたこの適正ビット列はエラーを含む。すなわち、誤って適正と判定された適正ビット列が通信データ内に存在する。   The MAC layer means 12 checks the checksum of each proper bit sequence included in the decoded feedback, calculates the checksum for the portion corresponding to each proper bit sequence in the communication data, and makes a pair between the two checksum sets. 1. Compare 1 If the checksum of each proper bit sequence included in the feedback matches the checksum of the portion corresponding to the proper bit sequence in the communication data, those proper bit sequences determined to be proper by the receiver 20 are truly proper. . However, if the checksum of each proper bit sequence included in the feedback does not match the checksum of the portion corresponding to the proper bit sequence in the communication data, the proper bit sequence determined to be proper by the receiver 20 includes an error. That is, a proper bit string erroneously determined to be proper exists in the communication data.

続いて、MAC層手段12は再送データを構築する。この再送データには、元の通信データにおける、受信機20により不正と報告されたビット列に対応する部分と、元の通信データにおける、上記において検出された誤判定適正ビット列に対応する部分とが含められる。   Subsequently, the MAC layer means 12 constructs retransmission data. The retransmission data includes a portion corresponding to the bit string reported as illegal by the receiver 20 in the original communication data and a portion corresponding to the erroneous determination appropriate bit string detected in the above in the original communication data. It is done.

受信機20は、フィードバックにより示された適正ビット列のうち実際には不正なビット列を識別するための方法として、例えば、フィードバックデータ内の各適正ビット列にシーケンス番号を付与することができる。したがって、送信機10により構築される再送データには、上記の不正ビット列と誤判定適正ビット列に加えて、誤判定適正ビット列のシーケンス番号を含めることもできる。   The receiver 20 can assign a sequence number to each appropriate bit string in the feedback data, for example, as a method for identifying an actually invalid bit string from among the appropriate bit strings indicated by the feedback. Therefore, the retransmission data constructed by the transmitter 10 can include the sequence number of the misjudgment proper bit string in addition to the illegal bit string and the misjudgment proper bit string.

MAC層手段12は構築した再送データを符号化/復号化部111に渡す。符号化/復号化部111は再送データを符号化し、その符号化した再送データを送信/受信部112に渡す。送信/受信部112は符号化された再送データに対して(変調等の)何らかの処理を実行し、それを受信機20に送信する。   The MAC layer means 12 passes the constructed retransmission data to the encoding / decoding unit 111. The encoding / decoding unit 111 encodes the retransmission data and passes the encoded retransmission data to the transmission / reception unit 112. The transmission / reception unit 112 performs some processing (such as modulation) on the encoded retransmission data and transmits it to the receiver 20.

その後、受信機20の送信/受信部212は送信機から送信されてきた再送データを受信し、それに対して復調等の処理を実行した後、復号化のためにそれを符号化/復号化部211に渡す。符号化/復号化部211は復号化した再送データを上位層のMAC層手段22に渡す。   Thereafter, the transmission / reception unit 212 of the receiver 20 receives the retransmission data transmitted from the transmitter, executes a process such as demodulation on the data, and then encodes / decodes the data for decoding. 211. The encoding / decoding unit 211 passes the decoded retransmission data to the upper layer MAC layer means 22.

MAC層手段22は、復号化された再送データと、最初に受信した受信データとに基づいて、通信データ(すなわち、送信機10が受信機20に送信することを意図していた、エラーを含まない通信データ)を再構築する。   The MAC layer means 22 includes communication data (ie, an error that the transmitter 10 was intended to transmit to the receiver 20) based on the decoded retransmission data and the first received data. No communication data).

上記の無線通信において使用される(無線通信システム1によって実行される)エラー回復スキームは、「修正型部分的パケット回復―自動再送要求」(修正型PP−ARQ)と呼ぶことができる。   The error recovery scheme (executed by the wireless communication system 1) used in the above wireless communication can be referred to as “modified partial packet recovery—automatic repeat request” (modified PP-ARQ).

前述したように、現在のほとんどのシステムにおいては、ビットエラーへの対応策としてチャネル符号化が必須とされる。冗長性によるオーバーヘッドの増大は、チャネル符号化の主な欠点である。この冗長性は、適応的変調および符号化を行っても、任意に少なく抑えることはできない。これに対し、本発明の修正型PP−ARQによれば、通信データの初回送信時にはチャネル符号化が実行されない。また、受信機側では、物理層によって提示されたヒント情報を利用してエラーのビットが存在すると判断された場合には、チャネル符号化されたフィードバックが送信機に提供される。送信機はこのフィードバックに基づいて再送データを構築し、チャネル符号化された再送データを受信機に送信する。これにより、受信機は、再送データと最初に受信したデータとに基づいて適正な通信データを構築することができる。   As described above, most current systems require channel coding as a countermeasure against bit errors. Increased overhead due to redundancy is a major drawback of channel coding. This redundancy cannot be reduced arbitrarily even with adaptive modulation and coding. On the other hand, according to the modified PP-ARQ of the present invention, channel coding is not executed at the first transmission of communication data. On the receiver side, if it is determined that there is an error bit using the hint information presented by the physical layer, channel-coded feedback is provided to the transmitter. The transmitter constructs retransmission data based on this feedback, and transmits the channel-coded retransmission data to the receiver. As a result, the receiver can construct appropriate communication data based on the retransmission data and the first received data.

物理層では、最初に送信されるデータはチャネル符号化に付されない(すなわち、冗長FEC情報が付加されない)。したがって、オーバーヘッドが大幅に削減され、送信されるデータの量も減少する。エラー回復は、エラーを含むと推測されるビットのみを再送することによって同様に実行される。フィードバックと再送データのデータ量は概して少ないため、これらのデータはチャネル符号化される。これにより、再送が複数回にわたって行われる状況が減少する。   In the physical layer, the first transmitted data is not subjected to channel coding (that is, redundant FEC information is not added). Thus, overhead is greatly reduced and the amount of data transmitted is also reduced. Error recovery is similarly performed by retransmitting only those bits that are presumed to contain errors. Since the amount of feedback and retransmission data is generally small, these data are channel coded. This reduces the situation in which retransmission is performed multiple times.

したがって、本発明によれば、オーバーヘッドが削減され、エラー回復の品質は同レベルに維持され、システムのスループットも向上する。   Therefore, according to the present invention, overhead is reduced, the quality of error recovery is maintained at the same level, and the throughput of the system is improved.

以下では、図1に示す無線通信システム1によって実行される無線通信方法の処理について、図3を参照しながら説明する。   Below, the process of the radio | wireless communication method performed by the radio | wireless communications system 1 shown in FIG. 1 is demonstrated, referring FIG.

図3に示すように、ステップS101において、送信機10の物理層手段11がチャネル符号化せずに通信データを送信する。   As shown in FIG. 3, in step S101, the physical layer means 11 of the transmitter 10 transmits communication data without channel coding.

続いてステップS102において、受信機20の送信/受信部212が、送信機10によって送信された通信データに対応する受信データを受信する。   Subsequently, in step S <b> 102, the transmission / reception unit 212 of the receiver 20 receives reception data corresponding to the communication data transmitted by the transmitter 10.

その後、ステップS103において、SoftPHYインターフェース23がMAC層手段22に対し、送信/受信部212によって(復調等により)処理された(例えば、パケット単位の)受信データと、物理層手段21から抽出した物理層ヒント情報とを渡す。   Thereafter, in step S103, the SoftPHY interface 23 receives the received data processed by the transmission / reception unit 212 (by demodulation or the like) for the MAC layer means 22 (for example, in units of packets) and the physical data extracted from the physical layer means 21. Pass layer hint information.

さらに、ステップS104において、MAC層手段22が、SoftPHYインターフェース23から渡された物理層ヒント情報を参照して受信データを解析する。具体的には、MAC層手段22は物理層ヒント情報を利用して取得した受信データを、1つ以上の適正ビット列または1つ以上の不正ビット列(もしくはその両方)を含むビット列のシーケンスとしてマーキングする。   Further, in step S104, the MAC layer means 22 analyzes the received data with reference to the physical layer hint information passed from the SoftPHY interface 23. Specifically, the MAC layer means 22 marks the received data obtained by using the physical layer hint information as a sequence of bit strings including one or more proper bit strings or one or more illegal bit strings (or both). .

次に、MAC層手段22はステップS105において、マーキングされたビット列のシーケンスに基づいてフィードバックを構築する。   Next, in step S105, the MAC layer means 22 constructs feedback based on the sequence of marked bit strings.

そして、ステップS106において、符号化/復号化部211がMAC層手段22から渡されたフィードバックデータに対してチャネル符号化を実行し、そのチャネル符号化されたフィードバックを送信/受信部212に渡す。送信/受信部212は符号化されたフィードバックに対して(変調等の)何らかの処理を実行し、それを送信機10に渡す。   In step S <b> 106, the encoding / decoding unit 211 performs channel encoding on the feedback data transferred from the MAC layer unit 22, and passes the channel encoded feedback to the transmission / reception unit 212. The transmission / reception unit 212 performs some processing (such as modulation) on the encoded feedback and passes it to the transmitter 10.

その後、ステップS107において、送信機10の送信/受信部112が受信機20から送信されてきたフィードバックを受信し、それに対して復調等の何らかの処理を実行した後、復号化のためにそれを符号化/復号化部111に渡す。符号化/復号化部111は復号化したフィードバックを上位層のMAC層手段12に渡す。   Thereafter, in step S107, the transmission / reception unit 112 of the transmitter 10 receives the feedback transmitted from the receiver 20, performs some processing such as demodulation on the feedback, and then encodes it for decoding. To the encoding / decoding unit 111. The encoding / decoding unit 111 passes the decoded feedback to the upper layer MAC layer means 12.

次に、ステップS108において、MAC層手段12がそのフィードバックを解析する。MAC層手段12は、具体的には、復号化されたフィードバックに基づいて誤判定適正ビット列の有無を判定するための検査を行う。   Next, in step S108, the MAC layer means 12 analyzes the feedback. Specifically, the MAC layer means 12 performs a test for determining the presence / absence of a misjudgment appropriate bit string based on the decoded feedback.

続いて、MAC層手段12はステップS109において、再送データを構築する。前述したように、この再送データには、元の通信データにおける、受信機20により不正と報告されたビット列に対応する部分と、元の通信データにおける、上記において検出された誤判定適正ビット列に対応する部分とが含められる。再送データにはさらに、誤判定の適正ビット列の指標(例えば、シーケンス番号)を含めてもよい。   Subsequently, the MAC layer means 12 constructs retransmission data in step S109. As described above, this retransmission data corresponds to the portion of the original communication data corresponding to the bit string reported as illegal by the receiver 20 and the misjudgment appropriate bit string detected above in the original communication data. Part to be included. The retransmission data may further include an index (for example, a sequence number) of an appropriate bit string for erroneous determination.

そして、MAC層手段12はステップS110において、構築した再送データを符号化/復号化部111に渡す。符号化/復号化部111は再送データを符号化し、その符号化した再送データを送信/受信部112に渡す。送信/受信部112は符号化された再送データに対して(変調等の)何らかの処理を実行し、それを受信機20に送信する。   Then, the MAC layer means 12 passes the constructed retransmission data to the encoding / decoding unit 111 in step S110. The encoding / decoding unit 111 encodes the retransmission data and passes the encoded retransmission data to the transmission / reception unit 112. The transmission / reception unit 112 performs some processing (such as modulation) on the encoded retransmission data and transmits it to the receiver 20.

受信機20の送信/受信部212は、ステップS111において、送信機から送信されてきた再送データを受信し、それに対して復調等の処理を実行した後、復号化のためにそれを符号化/復号化部211に渡す。符号化/復号化部211は復号化した再送データを上位層のMAC層手段22に渡す。   In step S111, the transmission / reception unit 212 of the receiver 20 receives the retransmission data transmitted from the transmitter, performs a process such as demodulation on the data, and then encodes / decodes the data for decoding. The data is passed to the decryption unit 211. The encoding / decoding unit 211 passes the decoded retransmission data to the upper layer MAC layer means 22.

MAC層手段22は、ステップS112において、復号化された再送データと最初に受信された受信データに基づいて、通信データを再構築する。これで処理は終了する。   In step S112, the MAC layer means 22 reconstructs communication data based on the decoded retransmission data and the first received data. This ends the process.

次に、図4を参照しながら、本発明の第2の実施例による無線通信システム1aについて説明する。無線通信システム1aの構成要素のうち、図1に示す無線通信システム1と同じ構成要素には同じ参照記号が付されている。   Next, a radio communication system 1a according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Of the constituent elements of the wireless communication system 1a, the same reference numerals are assigned to the same constituent elements as those of the wireless communication system 1 shown in FIG.

第2の実施例による無線通信システム1aと第1の実施例による無線通信システム1との相違点は、無線通信システム1aの送信機10aが、MAC層手段12とは異なるMAC層手段12aを含むことである。   The difference between the wireless communication system 1a according to the second embodiment and the wireless communication system 1 according to the first embodiment is that the transmitter 10a of the wireless communication system 1a includes a MAC layer means 12a different from the MAC layer means 12. That is.

MAC層手段12aは、適応的決定機能をさらに含む点においてMAC層手段12とは異なる。すなわち、MAC層手段12aは現在のチャネル状態情報に基づいて、物理層手段11がチャネル符号化を実行せずに通信データを送信するか否か、すなわち本発明による修正型PP−ARQを実装するか否かを決定する。   The MAC layer means 12a differs from the MAC layer means 12 in that it further includes an adaptive decision function. That is, the MAC layer means 12a implements the modified PP-ARQ according to the present invention, based on the current channel state information, whether the physical layer means 11 transmits communication data without executing channel coding. Determine whether or not.

この現在のチャネル状態情報としては、例えば、受信機によって報告されたチャネルの信号対雑音比(SNR)の値を使用することができる。例えば、WiMAXにおいては、SNRは移動局によりチャネル品質指標(CQI)に含められ、フィードバックチャネルを介して報告される。現在のチャネル状態情報は上記の特定の方法で取得されるSNR値に限定されないことは、当該技術に精通する当業者には理解されるであろう。   As this current channel state information, for example, the signal-to-noise ratio (SNR) value of the channel reported by the receiver can be used. For example, in WiMAX, the SNR is included in the channel quality indicator (CQI) by the mobile station and reported via the feedback channel. Those skilled in the art will appreciate that current channel state information is not limited to SNR values obtained in the specific manner described above.

MAC層手段12aは、SNR値がしきい値を上回る場合には、物理層手段11に対してチャネル符号化を実行せずに通信データを送信するよう指示し、それにより本発明による修正型PP−ARQを実装する。   The MAC layer means 12a instructs the physical layer means 11 to transmit the communication data without performing channel coding when the SNR value exceeds the threshold value, thereby modifying the modified PP according to the present invention. -Implement ARQ.

逆に、SNR値がしきい値以下の場合には、MAC層手段12aは従来型FECを実行する(すなわち、チャネル符号化を実行して通信データを送信する)かまたはFECとARQの組み合わせ(すなわち、HARQ)を実行することを決定する。   Conversely, if the SNR value is less than or equal to the threshold, the MAC layer means 12a performs conventional FEC (ie, performs channel coding to transmit communication data) or a combination of FEC and ARQ ( That is, it is determined to execute HARQ).

SNRに対するこうしたしきい値は、シミュレーションや現場での実験結果に基づいて決定することができる。   Such a threshold for SNR can be determined based on simulations and field experimental results.

第2の実施例よる無線通信システム1aにおいては、送信機10aのMAC層手段12aはチャネルの状態に基づいて適応的な決定を行う。チャネルの状態が良好な場合は、本発明による修正型PP−ARQスキームを使用することが決定され、チャネルの状態が良好でない場合には、従来型のFECまたはHARQスキームを使用することが決定される。こうした適応的エラー回復スキームは、「スマートARQ」とも呼べるものであり、無線通信システム1aが様々なチャネル状態においてオーバーヘッドの削減とエラー回復の保証との間で最良のトレードオフを見つけることを可能にする。   In the wireless communication system 1a according to the second embodiment, the MAC layer means 12a of the transmitter 10a makes an adaptive decision based on the channel state. When the channel condition is good, it is decided to use the modified PP-ARQ scheme according to the present invention, and when the channel condition is not good, it is decided to use the conventional FEC or HARQ scheme. The Such an adaptive error recovery scheme, also called “smart ARQ”, enables the wireless communication system 1a to find the best trade-off between overhead reduction and error recovery guarantees in various channel conditions. To do.

以下では、図4に示す無線通信システム1aによって実行される無線通信方法の処理について、図5を参照しながら説明する。   Below, the process of the radio | wireless communication method performed by the radio | wireless communications system 1a shown in FIG. 4 is demonstrated, referring FIG.

図5に示すように、MAC層手段12aはステップS201において、現在のチャネルの状態を判断する。SNRがチャネル状態の指標として使用される場合には、MAC層手段12aは、SNRが事前に決定したしきい値を上回るなら修正型PP−ARQの採用を決定し、物理層手段11にチャネル符号化をせずに通信データを送信するよう指示する。その後のステップS202〜S213は図3のステップS101〜S112と同じなので、ここでは説明を省略する。   As shown in FIG. 5, the MAC layer means 12a determines the current channel state in step S201. When the SNR is used as an indicator of the channel state, the MAC layer means 12a decides to adopt the modified PP-ARQ if the SNR exceeds a predetermined threshold value, and sends the channel code to the physical layer means 11. Instructs to send communication data without conversion. Subsequent steps S202 to S213 are the same as steps S101 to S112 in FIG.

SNRがしきい値以下の場合には、MAC層手段12aは従来型のFECまたはHARQスキームを採用することを決定する。図5に、HARQが使用される場合の処理を示す。   If the SNR is below the threshold, the MAC layer means 12a decides to adopt a conventional FEC or HARQ scheme. FIG. 5 shows a process when HARQ is used.

図5に示すように、システムが従来型スキームを使用する場合には、物理層手段11はステップS214において、送信する通信データに対してチャネル符号化とその他の必要な処理を実行し、それを受信機20に送信する。   As shown in FIG. 5, if the system uses a conventional scheme, the physical layer means 11 performs channel coding and other necessary processing on the communication data to be transmitted in step S214, Transmit to the receiver 20.

受信機20の物理層手段21は、ステップS215において、受信したデータに対してチャネル復号化とその他の必要な処理を実行し、それをMAC層手段22に渡す。   In step S215, the physical layer means 21 of the receiver 20 performs channel decoding and other necessary processing on the received data, and passes it to the MAC layer means 22.

MAC層手段22は、ステップS216において、受信したデータに含まれる誤り検出符号(CRC)、誤り訂正符号(FEC)等に基づいて受信したデータに対してエラー検出とエラー訂正を実行する。エラー訂正が失敗した場合、システムは従来型HARQの手順を実行する。図5では、この手順のいくつかのステップは詳細に示していない。これらのステップを実装する方法は、当業者には既知の事実である。   In step S216, the MAC layer means 22 performs error detection and error correction on the received data based on the error detection code (CRC), error correction code (FEC), etc. included in the received data. If the error correction fails, the system performs a conventional HARQ procedure. In FIG. 5, some steps of this procedure are not shown in detail. How to implement these steps is a fact known to those skilled in the art.

次に、図6を参照しながら、本発明の第3の実施例による無線通信システム1bについて説明する。無線通信システム1bの構成要素のうち、図4に示す無線通信システム1aと同じ構成要素には同じ参照記号が付されている。   Next, a radio communication system 1b according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Among the components of the wireless communication system 1b, the same components as those of the wireless communication system 1a shown in FIG.

第3の実施例による無線通信システム1bと第2の実施例による無線通信システム1aとの相違点は、無線通信システム1bの受信機20bが、MAC層手段22とは異なるMAC層手段22bを含むことである。   The difference between the wireless communication system 1b according to the third embodiment and the wireless communication system 1a according to the second embodiment is that the receiver 20b of the wireless communication system 1b includes a MAC layer means 22b different from the MAC layer means 22. That is.

MAC層手段22bは、受信データを適正ビット列および不正ビット列のシーケンスとしてマーキングする際にしきい値ルールを使用する。具体的には、2つの不正ビット列に挟まれた1つの適正ビット列の長さが十分に短い(例えば、しきい値Gよりも短い)場合、その適正ビット列も不正ビット列とみなした方が、フィードバックと再送をより効率的に行うことができる。換言すれば、図7に示すように、MAC層手段22bは、2つの不正ビット列と、それに挟まれたしきい値よりも短い1つの適正ビット列とをまとめて、単一の不正ビット列としてマーキングする。   The MAC layer means 22b uses threshold rules when marking the received data as a sequence of proper bit sequences and illegal bit sequences. Specifically, when the length of one appropriate bit string sandwiched between two illegal bit strings is sufficiently short (for example, shorter than the threshold value G), it is better to consider that the appropriate bit string is also an illegal bit string. And retransmission can be performed more efficiently. In other words, as shown in FIG. 7, the MAC layer means 22b combines two illegal bit strings and one appropriate bit string shorter than the threshold value between them, and marks them as a single illegal bit string. .

しきい値は以下の方法で決定される。   The threshold value is determined by the following method.

以下を求める場合、

Figure 0005149267

λのしきい値Gは以下の式によって得られる。
Figure 0005149267

ここで
Figure 0005149267

は天井関数、
Sは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大の開始位置、
Bは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大長、
λは現在の適正ビット列の長さ、
λはフィードバックに含まれる各適正ビット列のチェックサムの長さである。 If you want to
Figure 0005149267

Threshold G of lambda g is obtained by the following equation.
Figure 0005149267

here
Figure 0005149267

Is the ceiling function,
S is the maximum possible start position of a proper bit string or illegal bit string,
B is the maximum possible length of a proper bit string or illegal bit string,
λ g is the length of the current proper bit string,
λ c is a checksum length of each appropriate bit string included in the feedback.

SとBは、通常、受信機のMAC層によって現在扱われている受信データの全長と同じ長さである。すなわち、Sは適正ビット列または不正ビット列が受信データの末尾にある状況に対応し、Bは適正ビット列または不正ビット列が受信データの先頭ビットから始まり末尾ビットまで続く状況に対応する。例えば、SoftPHYインターフェース23がMAC層に対して物理層手段21から供給された受信データのビットを各Nビットのパケット単位で渡し、よってMAC層は受信データをパケット単位で扱い、各Nビットのパケットを適正ビット列または不正ビット列としてマーキングする場合には、上記のSおよびBの各々はパケット長(すなわちN)と等しくなると考えられる。   S and B are usually the same length as the total length of received data currently handled by the MAC layer of the receiver. That is, S corresponds to a situation in which a proper bit string or illegal bit string is at the end of the received data, and B corresponds to a situation in which the proper bit string or illegal bit string starts from the first bit of the received data and continues to the last bit. For example, the SoftPHY interface 23 passes the bits of received data supplied from the physical layer means 21 to the MAC layer in units of N-bit packets, so that the MAC layer handles the received data in units of packets, and each N-bit packet Is marked as a proper bit string or illegal bit string, each of the above S and B is considered to be equal to the packet length (ie, N).

このアルゴリズムの複雑度はO(L)であり、ここでLはしきい値ルールが適用される前の不正ビット列数である。このように、適正ビット列の長さに対するしきい値Gは、複雑な計算を要さず、単純な方法で決定できるため、受信機がフィードバックを構築する際の効率性がさらに高まる。   The complexity of this algorithm is O (L), where L is the number of incorrect bit strings before the threshold rule is applied. As described above, the threshold value G for the length of the appropriate bit string does not require complicated calculation and can be determined by a simple method, so that the efficiency when the receiver constructs the feedback further increases.

前述したように、第3の実施例による無線通信システム1bにおいては、受信機20bのMAC層手段22bがしきい値ルールを用いて適正ビット列と不正ビット列をマーキングするため、計算の複雑性が低減され、フィードバック構築の効率性が向上する。   As described above, in the wireless communication system 1b according to the third embodiment, the MAC layer means 22b of the receiver 20b marks the appropriate bit sequence and the illegal bit sequence using the threshold rule, thereby reducing calculation complexity. This improves the efficiency of feedback construction.

次に、図6に示す無線通信システム1bによって実行される無線通信方法の処理について、図8を参照しながら説明する。   Next, processing of the wireless communication method executed by the wireless communication system 1b shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG.

図8に示すステップS301〜S304、S306〜S313、およびS314〜S316は実質的には図5と同じであるため、説明を省略する。   Steps S301 to S304, S306 to S313, and S314 to S316 shown in FIG. 8 are substantially the same as those in FIG.

ステップS305において受信機20のMAC層手段22bは、受信データを適正ビット列および不正ビット列のシーケンスとしてマーキングする際に、2つの不正ビット列と、その間に挟まれた、しきい値Gよりも短い1つの適正ビット列とを、単一の不正ビット列としてマーキングするというしきい値ルールを使用する。   In step S305, the MAC layer means 22b of the receiver 20 marks the received data as a sequence of a proper bit string and an illegal bit string, and one shorter one than the threshold G sandwiched between the two illegal bit strings. The threshold rule is used to mark the proper bit string as a single illegal bit string.

上記では本発明の例示的な実施例をいくつか説明してきた。本発明のエラー回復スキームはシステム依存のスキームであるが、リンクレベルのWiMAX設定集合に対して本発明のスマートARQスキーム(すなわち、適応的エラー回復スキーム)を実行したところ、図9のシミュレーション結果が得られた。図9は、本発明の無線通信システムのスループットと、異なる符号化速度を有するFECスキームのパフォーマンスとを比較したものである。この比較から、本発明のスキームのパフォーマンスはWiMAX標準で使用されるスキームのそれを上回ることは明らかである。下記の表1に、シミュレーションで使用したOFDMパラメータを示す。

Figure 0005149267
The foregoing has described several exemplary embodiments of the invention. Although the error recovery scheme of the present invention is a system-dependent scheme, when the smart ARQ scheme of the present invention (that is, the adaptive error recovery scheme) is performed on a link level WiMAX set set, the simulation result of FIG. Obtained. FIG. 9 compares the throughput of the wireless communication system of the present invention with the performance of FEC schemes with different coding rates. From this comparison, it is clear that the performance of the scheme of the present invention exceeds that of the scheme used in the WiMAX standard. Table 1 below shows the OFDM parameters used in the simulation.
Figure 0005149267

上記では本発明の特定の実施例をいくつか取り上げて説明したが、本発明には様々な修正、組み合わせ、改変をなすことが可能であり、これらの修正、組み合わせ、改変は付記された請求項の範囲内にある限りにおいて本発明に含まれることは、当業者に理解されるであろう。   While the invention has been described above with reference to a few specific embodiments thereof, it will be understood that the invention is susceptible to various modifications, combinations, and alterations, and these modifications, combinations, and alterations are claimed by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is included in the scope of the present invention.

11:物理層
12:MAC層
111:符号化または復号化(フィードバック、再送データのみ)
112:送信/受信(変調/復調等)
21:物理層
211:符号化または復号化(フィードバック、再送データのみ)
212:送信/受信(変調/復調等)
22:MAC層
23:SoftPHYインターフェース
12a:MAC層(適応的決定)
22b:MAC層(しきい値ルール)
11: Physical layer 12: MAC layer 111: Encoding or decoding (feedback, retransmission data only)
112: Transmission / reception (modulation / demodulation, etc.)
21: Physical layer 211: Encoding or decoding (feedback, retransmission data only)
212: Transmission / reception (modulation / demodulation, etc.)
22: MAC layer 23: SoftPHY interface 12a: MAC layer (adaptive decision)
22b: MAC layer (threshold rule)

Claims (10)

送信機と受信機を備え、
前記送信機は、
チャネル符号化を行わずに通信データを送信する送信機物理層手段を含み、
前記受信機は、
前記送信機物理層手段から送信された通信データに対応する受信データを受信して、受信データ内の各ビットが適正か否かのヒント情報を提示する受信機物理層手段と、
前記受信機物理層手段からヒント情報を抽出して、当該ヒント情報と受信データとを受信機媒体アクセス制御(MAC)層手段に渡す、前記受信機物理層手段と前記受信機MAC層手段との間のインターフェースと、
前記インターフェースから渡されたヒント情報に基づいて、受信データを1つ以上の適正ビット列と1つ以上の不正ビット列のシーケンスとしてマーキングし、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとを示すフィードバックを構築する受信機MAC層手段を含み
記受信機物理層手段は、フィードバックを符号化し、符号化したフィードバックを送信し、符号化された再送データを受信して復号化し、
前記送信機物理層手段は、符号化されたフィードバックを受信して復号化し、再送データを符号化し、符号化した再送データを送信し、
前記送信機は、さらに、復号化されたフィードバックに基づいて再送データを判断する送信機MAC層手段を含み、
前記送信機MAC層手段は、フィードバックによって示された、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとに基づいて、通信データにおける1つ以上の不正ビット列に対応する部分と、通信データにおける、適正と判定された不正ビット列である誤判定適正ビット列に対応する部分とを含む再送データを判断し、
前記受信機MAC層手段は、2つの不正ビット列と、その間に挟まれた、しきい値よりも短い1つの適正ビット列とを、単一の不正ビット列としてマーキングし、
前記しきい値を、以下の式によって計算する
Figure 0005149267

(ここで、
Gはしきい値、
Figure 0005149267

は天井関数、
Sは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大の開始位置、
Bは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大長、
λcはチェックサムの長さである)
ことを特徴とする無線通信システム。
Equipped with transmitter and receiver,
The transmitter is
Transmitter physical layer means for transmitting communication data without channel coding;
The receiver
Receiver physical layer means for receiving received data corresponding to communication data transmitted from the transmitter physical layer means and presenting hint information as to whether or not each bit in the received data is appropriate;
Extracting hint information from the receiver physical layer means, and passing the hint information and received data to a receiver medium access control (MAC) layer means, the receiver physical layer means and the receiver MAC layer means Between the interface and
Based on the hint information passed from the interface , the received data is marked as a sequence of one or more proper bit sequences and one or more illegal bit sequences, each position of the one or more illegal bit sequences, and one or more Receiver MAC layer means for constructing feedback indicating a checksum of each of the proper bitstreams ;
Before Receiver physical layer unit, a feedback encodes and transmits the feedback obtained by encoding, receives and decodes the retransmitted data encoded,
The transmitter physical layer means receives and decodes encoded feedback, encodes retransmission data, transmits the encoded retransmission data;
The transmitter further includes transmitter MAC layer means for determining retransmission data based on the decoded feedback;
The transmitter MAC layer means may determine one or more frauds in the communication data based on the position of each of the one or more malformed bitstreams and the checksum of each of the one or more proper bitstreams indicated by feedback. Determining retransmission data including a portion corresponding to a bit string and a portion corresponding to a misjudgment appropriate bit string that is an illegal bit string determined to be appropriate in communication data;
The receiver MAC layer means marks two illegal bit sequences and one proper bit sequence sandwiched between them and shorter than a threshold as a single illegal bit sequence,
The threshold is calculated by the following formula:
Figure 0005149267

(here,
G is a threshold value,
Figure 0005149267

Is the ceiling function,
S is the maximum possible start position of a proper bit string or illegal bit string,
B is the maximum possible length of a proper bit string or illegal bit string,
λc is the checksum length)
A wireless communication system.
前記送信機MAC層手段は、前記送信機物理層手段に対し、チャネル状態情報に基づいて、チャネル符号化を実行せずに通信データを送信すべきかどうかを指示することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。   2. The transmitter MAC layer means instructs the transmitter physical layer means whether or not to transmit communication data without executing channel coding based on channel state information. The wireless communication system according to 1. 前記チャネル状態情報が、信号対雑音比を含み、前記送信機MAC層手段は、信号対雑音比がしきい値を上回る場合に、前記送信機物理層手段に対し、チャネル符号化を実行せずに通信データを送信するよう指示することを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。   The channel state information includes a signal to noise ratio, and the transmitter MAC layer means does not perform channel coding on the transmitter physical layer means when the signal to noise ratio exceeds a threshold value. The wireless communication system according to claim 2, wherein the wireless communication system instructs to transmit communication data. SおよびBが、受信データに含まれるビット総数と等しいことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の無線通信システム The wireless communication system according to any one of claims 1 to 3, wherein S and B are equal to the total number of bits included in the received data . チャネル符号化を実行せずに通信データを送信するステップと、
通信データに対応する受信データを受信するステップと、
受信データ内の各ビットが適正か否かについての物理層のヒント情報を提示するステップと、
物理層のヒント情報を参照して受信データを解析するステップと、
解析結果に基づいて受信データに関するフィードバックを構築するステップと、
フィードバックを符号化し、符号化したフィードバックを送信するステップと、
符号化されたフィードバックを受信して復号化するステップと、
復号化されたフィードバックに基づいて再送データを判断するステップと、
再送データを符号化し、符号化した再送データを送信するステップと、
符号化された再送データを受信して復号化するステップと、
受信データと復号化された再送データとに基づいて通信データを再構築するステップとを含み、
前記解析ステップで、物理層のヒント情報に基づいて、受信データを1つ以上の適正ビット列と1つ以上の不正ビット列のシーケンスとしてマーキングし、
前記構築ステップで、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとを示すフィードバックを構築し、
前記判断ステップで、フィードバックによって示された、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとに基づいて、通信データにおける1つ以上の不正ビット列に対応する部分と、通信データにおける、適正と判定された不正ビット列である誤判定適正ビット列に対応する部分とを含む再送データを判断し、
前記マーキングステップで、2つの不正ビット列と、その間に挟まれた、しきい値よりも短い1つの適正ビット列とを、単一の不正ビット列としてマーキングし、
前記しきい値を、以下の式によって計算する
Figure 0005149267

(ここで、
Gはしきい値、
Figure 0005149267

は天井関数、
Sは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大の開始位置、
Bは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大長、
λcはチェックサムの長さである)
ことを特徴とする無線通信方法
Transmitting communication data without performing channel encoding;
Receiving received data corresponding to the communication data;
Presenting physical layer hint information about whether each bit in the received data is appropriate;
Analyzing the received data with reference to physical layer hint information;
Building feedback on the received data based on the analysis results;
Encoding the feedback and transmitting the encoded feedback;
Receiving and decoding the encoded feedback; and
Determining retransmission data based on the decoded feedback;
Encoding the retransmission data and transmitting the encoded retransmission data;
Receiving and decoding the encoded retransmission data; and
Reconstructing the communication data based on the received data and the decoded retransmission data,
In the analysis step, based on the physical layer hint information, the received data is marked as a sequence of one or more proper bit sequences and one or more illegal bit sequences,
Constructing feedback indicating the position of each of the one or more incorrect bit sequences and the checksum of each of the one or more proper bit sequences in the construction step;
Corresponding to one or more illegal bit sequences in the communication data based on the position of each of the one or more illegal bit sequences and the checksum of each of the one or more proper bit sequences indicated by the feedback in the determining step And retransmission data including a portion corresponding to a misjudgment appropriate bit sequence that is an illegal bit sequence determined to be appropriate in communication data,
In the marking step, two illegal bit strings and one appropriate bit string shorter than the threshold value sandwiched between them are marked as a single illegal bit string,
The threshold is calculated by the following formula:
Figure 0005149267

(here,
G is a threshold value,
Figure 0005149267

Is the ceiling function,
S is the maximum possible start position of a proper bit string or illegal bit string,
B is the maximum possible length of a proper bit string or illegal bit string,
λc is the checksum length)
A wireless communication method .
チャネル状態情報に基づいて、通信データがチャネル符号化を実行せずに送信するかかどうかを決定するステップを含むことを特徴とする請求項5に記載の無線通信方法 6. The wireless communication method according to claim 5, further comprising the step of determining whether communication data is transmitted without performing channel coding based on channel state information . 前記チャネル状態情報が、信号対雑音比を含み、前記決定ステップで、信号対雑音比がしきい値を上回る場合に、チャネル符号化を実行せずに通信データを送信することを決定することを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法 Deciding to transmit communication data without performing channel coding if the channel state information includes a signal-to-noise ratio and the determining step has a signal-to-noise ratio exceeding a threshold value; The wireless communication method according to claim 6, wherein: SおよびBは、受信データに含まれるビット総数と等しいことを特徴とする請求項5から請求項7の何れか1項に記載の無線通信方法 The wireless communication method according to any one of claims 5 to 7, wherein S and B are equal to a total number of bits included in the received data . 送信機から送信されてきた通信データに対応する受信データを受信し、受信データ内の各ビットが適正か否かについてのヒント情報を提示し、フィードバックを符号化して当該符号化されたフィードバックを送信し、かつ符号化された再送データを受信して復号化する物理層手段と、
前記物理層手段からヒント情報を抽出して、当該ヒント情報と受信データとをMAC層手段に渡す、物理層手段とMAC層手段との間のインターフェースと、
前記インターフェースから渡されたヒント情報に基づいて、受信データを1つ以上の適正ビット列と1つ以上の不正ビット列のシーケンスとしてマーキングし、1つ以上の不正ビット列の各々の位置と、1つ以上の適正ビット列の各々のチェックサムとを示すフィードバックを構築するMAC層手段とを備え、
前記MAC層手段は、2つの不正ビット列と、その間に挟まれた、しきい値よりも短い1つの適正ビット列とを、単一の不正ビット列としてマーキングし、
前記しきい値を、以下の式によって計算する
Figure 0005149267

(ここで、
Gはしきい値、
Figure 0005149267

は天井関数、
Sは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大の開始位置、
Bは適正ビット列または不正ビット列の可能な最大長、
λcはチェックサムの長さである)
ことを特徴とする受信機
Receives received data corresponding to the communication data transmitted from the transmitter, presents hint information about whether each bit in the received data is appropriate, encodes feedback, and transmits the encoded feedback And physical layer means for receiving and decoding the encoded retransmission data;
An interface between the physical layer means and the MAC layer means that extracts hint information from the physical layer means and passes the hint information and the received data to the MAC layer means;
Based on the hint information passed from the interface, the received data is marked as a sequence of one or more proper bit sequences and one or more illegal bit sequences, each position of the one or more illegal bit sequences, and one or more MAC layer means for constructing feedback indicating each checksum of the proper bitstream,
The MAC layer means marks two illegal bit strings and one appropriate bit string shorter than the threshold value sandwiched between them as a single illegal bit string,
The threshold is calculated by the following formula:
Figure 0005149267

(here,
G is a threshold value,
Figure 0005149267

Is the ceiling function,
S is the maximum possible start position of a proper bit string or illegal bit string,
B is the maximum possible length of a proper bit string or illegal bit string,
λc is the checksum length)
A receiver characterized by that .
SおよびBは、受信データに含まれるビット総数と等しいことを特徴とする請求項9に記載の受信機 The receiver according to claim 9, wherein S and B are equal to the total number of bits included in the received data .
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