具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施例,即具有本发明的HARQ控制功能的正交颇分复用(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式的蜂窝无线通信系统。
蜂窝无线通信系统一般如图1所示,由多个基站10(10A~10C)、多个无线终端装置30(30-1~30-6)、和通过有线线路连接这些基站10的基站控制装置20构成。基站控制装置20连接网络NW。网络NW由公用电话网和因特网构成,并连接着可以作为无线终端装置(以下简称为终端)30的通信对象的其他终端装置、各种信息提供服务器、呼叫终端服务器等装置。但是,网络NW也可以利用LAN构成。各个终端30通过无线连接基站装置10,并可以通过基站装置10和基站控制装置20与连接到网络NW的其他装置通信。
图2(A)~(E)是简要说明HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)方式的数据发送节点的数据发送动作的图。
图2(A)表示可以在1帧期间发送的数据D。数据D例如被附加通过Turbo编码等编码由数据D生成的纠错用冗长比特RB,从而成为图2(B)所示的数据包。实际上各个数据包包含表示目的地地址和发送源地址等信息的标题(head),但此处为了简化附图和说明,把标题部作为数据D的一部分,并从附图中略去。
在HARQ中,如图2(C)所示,重复多次同一数据包的发送(重发)。图2(D)表示在无线区间发送的子包。在此,图2(C)所示的各个数据包被分割为三部分,表示生成具有无线区间的规定格式的子包P0~P5的状态。子包P0~P5如图2(E)所示,从第1子包开始顺序地以规定周期发送。在图2(E)中,表示在从数据接收节点有了相对所发送的子包的NAK响应时,从数据发送节点以4帧周期发送子包的情况。
图3(A)~(F)是按时间序列表示在HARQ方式的数据接收节点中对接收数据的解码失败时,在下一次的数据解码处理中适用的信息量的变化的图。
图3(A)表示在第1个子包P0中接收到数据D的状态。
在普通的ARQ中,数据接收节点接收数据D失败时,将其通知上位层,上位层对数据发送节点进行数据D的重发请求。与此相反,在HARQ的数据接收节点中,在数据D的接收失败时,数据接收处理部(物理层~MAC层)向数据发送节点回复NAK,如图3(B)、(C)所示,在子包P1、P2中接收数据D后面的冗长比特,并与从已经接收的子包P0抽出的数据(和冗长比特)合成(Incremental Redundancy:递增冗余),尝试解码接收数据D。
如图3(C)所示,在即使接收了全部冗长比特RB也不能解码数据D时,数据接收节点可以通过重发,顺序地接收与已经接收的子包组P0~P2相同内容的子包P3~P5,在按照图3(D)~(F)所示合成的包中尝试解码接收数据D(Chase Combining:追赶合并)。因此,接收编码的功率被等效增加,可以提高数据解码的成功率。
图4表示从基站10向终端30的下行线路(正向链路)中的HARQ控制的通信序列的一例。
在LBC中,按照OFDMA进行数据发送,所以需要对终端30指定在数据发送中使用的OFDMA的子载波、即频率资源。因此,基站10在通过正向链路数据信道(F-DCH:Forward Link Data Channel)发送发给终端30的第1个子包时,使用通过正向链路的共用控制信道(F-SCCH:ForwardLink Shared Control Channel)发送的正向链路分配消息(FLAM:ForwardLink Assignment Message),指定正向链路数据信道(下行线路数据发送信道)用的频率资源(SQ11)。另外,在LBC中规定了以包单位变更频率资源的Non-sticky Assignment(非保持分配)模式(或者Non-persistentAssignment模式:非持续分配模式)、和在包的发送失败达到一定次数之前不变更频率资源的Sticky Assignment(保持分配)模式(或者PersistentAssignment模式:持续分配模式)。
接收了第1个子包的终端30,在根据接收子包成功解码了数据D时向基站10回复ACK,在解码失败时回复NAK(SQ12)。响应消息ACK/NAK通过逆向链路ACK信道(R-ACKCH:Reverse Link AcknowledgementChannel)发送给基站10。
图4中的SQ12表示终端30解码接收数据失败并回复NAK的情况。接收到NAK的基站10在根据对应于终端30的交错序号而确定的规定的帧,向F-DCH发送第2子包(SQ13)。接收到第2子包的终端30将第1、第2子包合成,尝试解码接收数据D。在该阶段成功解码数据时,终端30通过R-ACKCH向基站10回复ACK(SQ14)。如果解码数据失败时,终端30通过R-ACKCH向基站10回复NAK,从基站10重发第3子包。
基站10从终端30接收ACK后,完成关于一个发送包的重发控制。另外,在重复从终端回复ACK,并且关于同一数据包的子包重发次数达到预先确定的限制次数时,基站10停止子包的重发。该情况时,数据包发送失败,在终端20中,根据上位层的判断,执行废弃此前接收的包、或者向包发送源装置请求重发包等的通信步骤。
图5表示从终端30向基站10的上行线路(逆向链路)中的HARQ控制的通信序列的一例。
在LBC中,终端30发送数据所使用的上行线路的频率资源(OFDM的子载波)由基站10指定。因此,想要发送数据包的终端30通过逆向链路请求信道R-REQCH(Reverse Link Request Channel),向基站10请求分配资源(SQ21)。基站10从终端30接收到资源分配请求时,使用通过F-SCCH发送的逆向链路分配消息(RLAM:Reverse Link AssignmentMessage),将终端30应该使用的上行线路的频率资源通知给请求源的终端30(SQ22)。
接收到RLAM时,终端30将通过编码被附加了冗长比特的发送包分割为多个子包,利用由基站指定的频率资源,通过逆向链路数据信道(R-ODCH:Reverse Link OFDMA Data Channel)发送第1个子包(SQ23)。基站10解码从终端30接收的第1个子包,如果解码成功则向终端30回复ACK,如果解码失败则回复NAK(SQ24)。表示ACK/NAK的响应消息通过正向链路ACK信道(F-ACKCH:Forward Link AcknowledgementChannel)发送给终端。图5中的SQ24表示基站10在第1个子包中解码接收数据失败,向终端30回复NAK的情况。
接收到NAK的终端30通过R-ODCH,向基站10发送第2子包(SQ25)。在图示的示例中,基站10将第1、第2子包合成,并成功解码接收数据,向终端回复ACK(SQ26)。终端30从基站10接收到ACK时,完成包发送。
另外,在从基站重复回复NAK,并且子包的重发次数达到预先确定的限制次数时,终端30停止子包的重发。该情况时,数据包发送失败,在基站10中,根据比物理层、MAC层更上位的层的判断,执行废弃此前接收的包、或者向终端30请求重发同一包等的通信步骤。
图6表示LBC的HARQ重发控制的交错序号51、与在数据发送和ACK/NAK发送中使用的帧序号52之间的关系。在此,作为现有技术的一例,说明在基站10与终端之间,被固定为以8帧周期发送子包的8交错模式的HARQ控制。在图6中,帧序号52的栏目中示出的F0、F1、F2、…沿着时间轴表示各个子包和作为ACK/NAK的发送时间段的帧。
例如,基站10利用帧Fi(i=1、2、3、…)向与交错序号j(j=0~8)对应的终端30-j发送子包时,终端30-j在帧Fi+1~帧Fi+4这4帧期间T1内完成接收数据D的解调处理和解码处理,利用帧Fi+5向基站10回复表示解码结果是否成功的响应消息(ACK/NAK)。在图6中,例如在交错序号0,在帧F0中发送第1个子包P0,在帧F5中回复ACK/NAK响应。
基站在帧Fi+6~帧Fi+7这2帧期间T2内完成上述ACK/NAK的解码处理、发送数据的编码处理和调度。如果在接收到了NAK时,则利用帧Fi+8向终端30-j重发下一个子包。在交错序号0,在帧F8中发送第2子包。
关于上述第2子包,与第1子包时相同,以帧F8为基点,在第5帧回复ACK/NAK,在第8帧重发下一个子包。
以往,在从基站10向终端30的下行线路(正向链路)和从各个终端30向基站10的上行线路(逆向链路)双方,执行上述的固定帧周期的HARQ控制。
图7表示作为本发明的一个实施例,把8帧周期作为标准控制模式,在按照特定的交错将子包的重发周期缩短为4帧周期的控制模式下,执行HARQ的子包重发控制时的交错序号51与帧序号52的关系。
像通过VoIP发送的语音数据包那样,当在无线区间发送的包的长度较短时,数据接收节点所需要的数据处理时间T1比较短即可,所以在相比标准控制模式缩短了子包重发周期的控制模式下控制重发可以避免数据延时传输,比较有利。
在图示的示例中,对交错序号0的数据通信适用把子包的重发周期缩短为4帧周期的控制模式。如果子包长度较短,则数据接收节点侧的解码处理可以在短时间内完成,所以相比标准模式可以加快ACK/NAK的响应定时。因此,在缩短了重发周期的控制模式下动作的数据接收节点,在利用帧F0接收到第1个子包P0时,在帧F0和F1的期间内完成接收数据的解调处理和解码处理,利用帧F2回复响应消息(ACK/NAK)。
子包的数据发送节点在帧F2、F3的期间内处理上述响应消息,在响应消息为NAK时,利用后面的帧F4发送子包P1。对于子包P1,按照与子包P0相同的时间调度回复响应消息,重复4帧周期的HARQ重发控制,直到数据接收节点成功解码接收数据。
在缩短子包重发周期从基站10向特定终端30-j发送数据时,在基站10和终端30-j之间,在发送数据之前进行缩短重发周期的协商,确认对包发送和响应回复适用重发周期缩短模式。在从终端向基站通过上行线路发送数据时也相同。
适用于通信的重发控制模式,可以按照通信之前在基站和终端之间执行的通信参数的信息交换步骤例如呼叫连接步骤,由终端侧或基站侧指定。也可以根据图5所示的来自终端的资源分配请求指定缩短重发周期。并且,当在无线区间中执行子包尺寸在规定值以下的包通信时,也可以使基站和终端双方具有重发控制模式的预先自动设定功能,以便自动选择缩短了子包的重发周期的控制模式。
在图7中,把8帧周期的子包重发控制作为标准模式,把4帧周期的子包重发控制作为周期缩短模式,但在周期缩短模式中采用的子包重发周期可以由各个无线通信系统任意确定。
数据发送用的频率资源由基站确定,并利用在图4、图5中说明的发送给F-SCCH的FLAM通知终端。在Non-sticky Assignment模式(Non-persistent Assignment模式)下,基站在每当发送包时,在发送第1个子包时利用FLAM将频率资源通知终端。在Sticky Assignment模式(Persistent Assignment模式)下,只要包发送的失败次数没有达到规定值,基站就使用对终端指定的特定频率资源重复多次的包发送。因此,在Non-sticky Assignment模式下,通过在从基站发送给终端的FLAM内的特定字段中指定子包的重发周期(或者重发控制模式),可以切换包单位的重发控制模式。
图8是表示适用本发明的HARQ重发控制的无线终端装置30的一个实施例的方框图。
终端30包括:连接天线311的无线发送接收电路310;连接无线发送接收电路310的OFDM发送电路320和OFDM接收电路330;连接这些OFDM发送电路320、330的OFDM控制部300和协议处理部31;连接总线39的处理器32、存储器33、语音CODEC34、显示部35和输入部36;连接CODEC34的扬声器37和麦克风38。在存储器33中准备有处理器32执行的各种控制程序、应用程序。
终端用户利用输入部36具有的输入操作按钮和显示部35,进行画面选择、电话号码和目的地地址的选择、数据输入、发送接收操作。从麦克风38输入的声音通过CODEC34被转换为编码语音数据。从CODEC34输出的编码语音数据和从存储器33读出的发送数据,通过协议处理部31被转换为发送包,输入OFDM发送电路320。
OFDM发送电路320把发送包转换为子包输出给无线发送接收电路310。无线发送接收电路310把发送子包转换为无线区间的信号并放大功率,然后从天线311发送给基站10。并且,通过天线311接收的来自基站10的接收信号,在无线发送接收电路310被转换为基带/码元后输入OFDM接收电路330。
OFDM接收电路330执行在图3中说明的接收数据的解码处理。在OFDM接收电路330被解码的接收数据,通过协议处理部31输出给CODEC34或存储器33中的接收缓冲器。CODEC34把所接收的编码语音信号转换为模拟语音信号输出给扬声器38。存储在接收缓冲器中的接收数据通过处理器32被处理,根据应用程序被转发给存储器33中的特定的文件区域或显示部35。
OFDM控制部300与OFDM发送电路320和OFDM接收电路330协作,执行在图2、图3、图7中说明的HARQ重发控制。
图9表示OFDM控制部300、OFDM发送电路320和OFDM接收电路330的一个实施例。
OFDM发送电路320例如包括:编码器321,将发送数据Turbo编码,生成带冗长比特的发送包;重发部322,把从编码器321输出的发送包转换为多个子包,按照来自OFDM控制部300的指令从前头子包起顺序循环输出;调制器323,调制从重发部322输出的子包(数据信道的信号)、和从OFDM控制部300输出的控制信道、导频信道(pilot channel)的信号;子载波映射部324,将从调制器323输出的多个信道的调制码元串分别映射给OFDM的规定的子载波;连接子载波映射部324的逆离散傅立叶变换(IDFT)部325;控制码元附加部326,向从IDFT部325输出的数据码元附加例如CP(Continuous Pilot:连续导频)等在基站的接收电路中需要的同步码元及其他控制码元,并输出给无线发送接收电路310;和CDM复用部327。
CDM复用部327复用OFDM控制部300通过CDMA信道发送的多种信号。CDM复用部327的输出与子载波映射部324的输出一起被输入IDFT部325。
另一方面,OFDM接收电路330包括:离散傅立叶变换(DFT)部331,对从无线发送接收电路310输入的接收基带/码元进行傅立叶变换;子载波解映射部332,从DFT部331的输出中抽出多个预先指定的子载波中的信号串;解调器333,解调从子载波解映射部332输出的数据信道、控制信道、导频信道的信号串;解重发部334,将作为数据信道的解调码元串从解调器333输出的子包按照接收顺序合成;解码器335,根据解重发部334的输出解码接收数据;和连接解码器335的错误检测部336。
错误检测部336检测在解码器335中是否成功解码接收数据,将检测结果通知OFDM控制部300,并且将解码成功的接收数据转发给协议处理部31。
OFDM控制部300包括通信控制部301和HARQ控制部302。
从解调器333并列输出的控制信道和导频信道的多个解调码元串输入通信控制部301。通信控制部301从作为控制信道之一的F-SCCH的解调码元串中,检测基站10发送的资源分配消息(FLAM、RLAM),将FLAM、RLAM表示的资源分配信息通知HARQ控制部302,并且从作为控制信道之一的F-ACKCH的解调码元串中,抽出基站10发送的ACK/NAK,将其通知HARQ控制部302。并且,通信控制部301生成应该发送给基站10的资源分配请求及其他信息,输出给调制器323。
HARQ控制部302根据通过通信控制部301从基站10通知的资源分配信息,执行HARQ控制。HARQ控制部302在接收数据时,按照从错误检测部336输出的解码结果的判定信号,生成ACK/NAK,将其输出给调制器323。并且,在发送数据时,按照通过通信控制部301从基站10通知的ACK/NAK,控制重发部322,在接收到NAK时,以对应重发控制模式的规定的帧定时重发子包,直到重发次数达到限制值。
图10表示在上行线路(逆向链路)中从终端30向基站10发送的主要信道和发送信息的图。
从调制器323向子载波映射部324提供例如控制信道:R-ODCCH(Reverse OFDMA Dedicated Control Channel)的调制码元串、导频信道:R-DPICH(Reverse Dedicated Pilot Channel)的调制码元串、ACK信道:R-ACKCH(Reverse Acknowledge Channel)的调制码元串、数据信道:R-ODCH(Reverse OFDM Date Channel)的调制码元串。这些调制码元串与从CDM复用部327输出的CDM复用信号一起输入IDFT部325。
从CDM复用部327提供CDMA导频信道:R-PICH(Reverse PilotChannel)、R-CDCH(Reverse CDMA Data Channel)、R-ACH(ReverseAccess Channel)、R-CDCCH(Reverse CDMA Dedicated Control Channel)的信号。图5所示的资源分配请求信道通过上述R-ODCCH或R-CDCCH发送。
图11表示基站10的OFDM控制部100、OFDM发送电路120和OFDM接收电路130的一个实施例。
OFDM发送电路120例如包括:编码器121,将发送数据Turbo编码,生成带冗长比特的发送包;多个重发部122,分别把从编码器121输出的发送包转换为多个子包,按照来自OFDM控制部100的指令从前头子包起顺序循环输出;调制器123,调制从重发部122输出的子包(数据信道信号)、和从OFDM控制部100输出的控制信道、导频信道的信号;子载波映射部124,将从调制器123输出的多个信道的调制码元串分别映射给OFDM的规定的子载波;连接子载波映射部124的逆离散傅立叶变换(IDFT)部125;控制码元附加部126,向从IDFT部125输出的数据码元附加例如CP(Continuous Pilot)等在终端的接收电路中需要的同步码元及其他控制码元,并输出给无线发送接收电路110。重发部122与交错序号对应,通过OFDM控制部100,选择针对每个帧期间不同的重发部。
另一方面,OFDM接收电路130包括:离散傅立叶变换(DFT)部131,对从无线发送接收电路110输入的接收基带/码元进行傅立叶变换;子载波解映射部132,从DFT部131的输出中抽出多个预先指定的子载波中的信号串;解调器133,解调从子载波解映射部132输出的数据信道、控制信道、导频信道的信号串;多个解重发部134,分别将作为数据信道的解调码元串从各个解调器133输出的子包按照接收顺序合成;解码器135,根据解重发部334的输出解码接收数据;连接解码器135的错误检测部136;和连接DFT部131的CDM分离部137。
解重发部134也与交错序号对应,通过OFDM控制部100选择针对每个帧期间不同的解重发部。错误检测部136检测在解码器135是否成功解码接收数据,将检测结果通知OFDM控制部100,并且将解码成功的接收数据转发给未图示的协议处理部。
基站的OFDM控制部100包括通信控制部101、HARQ控制部102和管理表103。在管理表103中存储有例如交错管理信息、频率资源(子载波)管理信息。
向通信控制部101输入从解调器133并列输出的控制信道和导频信道的多个解调码元串、从CDM分离部137输出的CDMA的接收信号、和来自协议控制部的发送接收控制信号。通信控制部101从R-ACKCH的解调码元串中抽出终端发送的ACK/NAK,将其通知HARQ控制部102。
通信控制部101在从R-ODCCH和R-CDCCH的解调码元串中检测到终端30发送的资源分配请求REQ时,参照管理表103,生成表示资源分配信息的RLAM,在从协议控制部接收到数据发送请求时,生成FLAM。这些资源分配消息被通知给HARQ控制部102,并从HARQ控制部102以规定定时发送给终端。并且,通信控制部101生成应该发送给终端的导频信号、各种控制信道信息,输出给调制器123。
HARQ控制部102根据从通信控制部101通知的FLAM、RLAM,开始HARQ重发控制,按照管理表103表示的交错信息,选择针对每个帧期间不同的重发部122、解重发部134。HARQ控制部102在接收来自终端的数据时,按照从错误检测部136输出的解码结果的判定信号生成ACK/NAK,并在基于管理表103表示的交错信息的规定的帧期间,将其输出给调制器123。并且,在发送数据时,按照通过通信控制部101从终端通知的ACK/NAK,控制重发部322,在接收到NAK时,在对应控制模式的规定的帧定时重发子包,直到重发次数达到限制值。
图12表示在下行线路(正向链路)中从基站10向各个终端30发送的主要信道和发送信息的图。
从调制器123向子载波映射部124提供数据信道:F-DCH(ForwardData Channel)的调制码元串之外,还提供导频信道和控制信道的调制码元。
导频信道中例如包含由所有终端共用的F-CPICH(Forward CommonPilot Channel)、和各个终端独立的F-DPICH(Forward Dedicated PilotChannel)。控制信道例如包含ACK发送信道:F-ACKCH(ForwardAcknowledge Channel)、RLAM/FLAM的发送信道:F-SCCH(ForwardShared Control Channel)、PQI的发送信道:F-PQICH(Forward Pilot QualityIndication Channel)、干扰信息的发送信道:F-FOSICH(Forward Fast OtherSector Indication Channel)和F-IOTCH(Forward Interference over ThermalChannel)。
图13表示从基站10发送给终端30的FLAM、RLAM的格式。在本发明中,HARQ重发控制模式可以利用设于FLAM、RLAM的特定的字段指定。
FLAM、RLAM60包括:表示消息类型的块类型字段61;表示资源分配模式是Sticky Assignment模式还是Non-Sticky Assignment模式的标志字段62;表示分配给终端的频率资源的识别符的信道ID字段63;表示包格式的字段64;表示是否是扩展发送模式的标志字段65;和表示是否是追加分配的标志字段66。
在本发明中,对FLAM、RLAM60追加表示是否以缩短周期执行子包重发控制的标志(HARQ周期标志)字段67。例如,接收到标志字段67被设定为“1”的FLAM或RLAM的终端,在缩短了重发周期的控制模式下与基站之间执行HARQ重发控制。另一方面,基站10在管理表103中与交错序号对应地,存储终端识别符、分配频率资源、重发周期(或表示控制模式是否是周期缩短模式的HARQ周期标志)、及后面叙述的ACK识别符(ACK ID)之间的关系。在向某个终端30-j发送了FLAM、RLAM60时,HARQ控制部102在管理表103中与分配给终端30-j的交错序号对应地,存储根据标志字段67指定的控制模式的重发周期,然后以管理表103表示的重发周期与终端30-j通信即可。
返回图7,在缩短了重发周期的交错序号0的HARQ控制中,接收到子包P0的数据接收节点,如果是在标准模式则利用帧F2回复在帧F5中回复的ACK/NAK响应,利用帧F4接收下一子包。该情况时,帧F4与交错序号4的子包的发送时间段一致。因此,在从基站10向终端发送数据时,也可以在基站按照交错序号0执行缩短模式的重发控制时,将交错序号4无效。
并且,如帧F6所示,在按照任一交错序号进行缩短模式的重发控制时,在相同帧期间内产生多个ACK/NAK响应。因此,需要能够在基站侧将标准模式的ACK/NAK响应和周期缩短模式的ACK/NAK响应复用并发送接收。ACK/NAK响应的复用在下行线路和上行线路中都需要。
当在下行线路的数据发送中缩短重发周期时,需要在R-ACKCH中将从多个终端发送的ACK/NAK响应复用。在此,为了容易理解本发明,参照图14说明在所有终端执行标准模式的HARQ控制的现有系统的ACK/NAK的发送方法。
在OFDM中,已调制的码元通过具有规定的载波间隔的多个子载波被发送。例如,在子载波数量为512的OFDMA系统中,将由子载波f(0)~f(511)构成的频率频带分割为16子载波单位的32个区域,将各个区域定义为“OFDMA块(tile)”。基站10对各个终端分配1个或多个OFDMA块,各个终端利用所分配的OFDMA块的子载波组按照OFDMA发送数据。
图14(B)表示1个OFDMA块70。此处示出的OFDMA块70具有在频率方向示出的16个子载波、在时间方向示出的8个OFDM码元的大小。
终端30使ACK对应ON状态、使NAK对应OFF状态,进行OOK(On-Off Keying:通断键控)调制。R-ACKCH使用具有图14(B)中利用粗线表示的“8子载波”ד2OFDM码元”的大小的4个子块71-1~71-4发送。终端30通过图14(A)所示的16点的DFT预编码器340,将已经OOK调制的ACK/NAK响应映射给上述子块71-1~71-4。DFT预编码器340的16信道的输入中的8信道被用作ACK/NAK响应用,剩余的8信道空闲。该情况时,终端可以利用一个子块71发送8个ACK ID。空闲信道例如可以用作推测干扰用、或者MIMO(Multiple-InputMultiple-Output:多输入多输出)的ACK/NAK响应用。
像子块71-1~71-4这样,通过重复发送映射了ACK/NAK响应的多个子块,可以获得分集增益(diversity gain)。
在图示的示例中,R-ACKCH用的4个子块71-1~71-4占据OFDMA块70的一半。将4个子块71-1~71-4统称为“R-ACKCH块”710。
在下行线路的数据发送中,在缩短了重发周期的控制模式下进行子包重发时,基站10需要在F-ACKCH中复用标准模式的ACK/NAK响应和重发周期缩短模式的ACK/NAK响应。基站10在调制各个ACK/NAK响应后,通过16点的DFT预编码器映射给OFDMA块。
图15表示F-ACKCH的ACK/NAK响应的调制方式的一例。在此处示出的示例中,F-ACKCH具有4个信号点。信号点1001表示ACK,信号点1004表示NAK。信号点1003为表示利用RLAM通知给终端的频率资源的分配解除的De-assign,信号点1002同时表示ACK响应和De-assign。
所调制的ACK/NAK响应例如图16所示,通过16点的DFT预编码器127映射给OFDMA块。OFDMA块80如图17所示由“16子载波”ד8OFDM码元”的OFDMA时隙81构成。ACK/NAK响应根据正交扩散编码被实施CDM(Code Division Multiplexing)复用,使用由利用斜线表示的4×4个F-ACKCH时隙构成的F-ACKCH扇区(segment)83发送。并且,为了获得频率分集增益,F-ACKCH扇区83通过多个OFDMA块发送。另外,在图17中,84表示导频信号用的OFDMA时隙。
对于基站10在下行线路中缩短子包的重发周期而发送的数据,在终端30回复ACK/NAK响应时,以往如在图14中说明的那样,除MIMO用信道之外,可以在一个R-ACKCH块中发送最多8个ACK ID。有可能同时发送的ACK ID的最大数量根据在OFDMA系统中使用的OFDMA块的数量确定。例如,在前面叙述的512子载波的OFDMA系统中,16子载波的OFDMA块最多形成32个,所以在逐个地分配各个终端的OFDMA块时,有可能同时使用最多32个ACK ID。该情况时,在512子载波的OFDMA系统中,需要准备4个R-ACKCH块。
但是,在需要较高的传输速率的终端被分配了多个OFDMA块时,终端可以同时使用这些多个OFDMA块发送接收各个数据包,所以在OFDMA系统中实际使用的ACK ID的数量可以少于最大值32个。该情况时,处于未使用状态的ACK ID可以在以重发周期缩短模式回复的ACK/NAK响应中使用。
图18表示ACK ID的使用情况的一例。在此,块ID为“0”和“1”的OFDMA块被分配给不同终端,所以关于通过这些OFDMA块发送的子包,分别使用ACK ID:“0”、“1”回复ACK/NAK响应。块ID为“2”和“3”的OFDMA块被分配给同一终端。该情况时,一个子包适用两个OFDMA块ID“2”、“3”,所以ACK/NAK响应可以使用一个ACK ID:“2”回复。
在图示的示例中,块ID为“4”~“7”的4个OFDMA块被分配给同一终端,一个子包使用OFDMA块ID“4”、“5”、“6”、“7”被发送。因此,针对该包的ACK/NAK响应可以使用一个ACK ID:“4”回复。
在图18的示例中,尽管已有合计8个OFDMA块分配给终端,但是ACK ID=“3”、“5”、“6”、“7”还处于未使用状态。因此,可以从处于未使用状态的ACK ID中,例如顺序选择具有最小ID值的ACK ID,将其分配给重发周期缩短模式的ACK/NAK响应用,在图示状态下,重发周期缩短模式的终端可以使用ACK ID:“3”回复ACK/NAK。
基站10中,已经知道在以标准模式的重发周期进行HARQ控制的各个交错中,针对ACK/NAK响应采用哪个ACK ID。因此,在缩短了重发周期的交错中,在ACK/NAK响应利用ACK ID=3发送时,基站可以检测到该ACK/NAK响应是以重发周期缩短模式发送的。此时,利用ACK ID=3发送的ACK/NAK响应不会对利用ACK ID=“0”、“1”、“2”、“4”发送的标准模式的ACK/NAK响应带来任何不良影响。
在本发明中,当在下行线路的数据发送中缩短了子包的重发周期时,可以在通过R-ACKCH回复的缩短模式的ACK/NAK响应中使用与标准模式的ACK/NAK响应不同的R-ACKCH块。
例如,图19表示R-ACKCH块的配置方法的一例,纵轴方向(频率)为OFDM的子载波,横轴方向为时间。在此,使用4个OFDMA块70(70-1、70-3、70-5、70-7),准备4个R-ACKCH块710-1~710-4。
在本实施例中,在各个R-ACKCH块710-i(i=1~4)中,发送不同的4个子块71A~71D。如图19中右侧所示,各个子块71在每当发送时切换所使用的R-ACKCH块710-1~710-4,分别发送4次。
各个子块71如在图14(B)中说明的那样,具有8子载波×2OFDM码元的尺寸,可以发送8个ACK ID。因此,在图19的示例中,可以利用4个R-ACKCH块710-1~710-4发送合计32个ACK ID。如图所示,通过切换使用的R-ACKCH块来重复发送各个子块,可以获得频率分集效果。
在本实施例中,与在标准模式的ACK/NAK响应中使用的R-ACKCH块710-i(i=1~4)独立地,对于OFDMA块70-9,准备了在重发周期缩短模式的ACK/NAK响应中使用的第5 R-ACKCH块720。
在基站10对发给特定的终端30-j的数据发送适用重发周期缩短模式时,对终端30-j分配上述重发周期缩短模式用的R-ACKCH块720。终端30-j使用由基站分配的R-ACKCH块720回复ACK/NAK响应。在图示的示例中,可以使用R-ACKCH块720中包含的子块71-1~71-4,发送最多8个重发周期缩短模式的ACK/NAK响应用的ACK ID。通过在R-ACKCH块720中重复4次发送同一子块,可以获得时间分集增益。
另外,在该示例中,对于重发周期缩短模式的ACK/NAK响应,使用与标准模式的ACK/NAK响应不同的R-ACKCH块,所以不会给其他终端带来不良影响。
在对下行线路的数据发送适用重发周期缩短模式时,终端也可以使用R-ACKCH中作为推测干扰用的处于空闲状态的ACK信道,回复ACK/NAK响应。
例如图20所示,DFT预编码器340的16信道的输入中的8信道用于标准模式的ACK/NAK响应,将处于空闲状态的剩余8信道用于重发周期缩短模式的ACK/NAK响应。该情况时,由于使用的信道不同,所以能够在基站侧明确区分所接收的响应是标准模式的响应还是缩短模式的响应。
在重发周期缩短模式的ACK/NAK响应中使用的8信道,以往被用于推测干扰和MIMO用,所以处于空闲状态。因此,像本实施例这样,在将这些信道用作ACK/NAK响应用时,有可能影响推测干扰。但是,ACK/NAK响应虽然通过DFT预编码器340扩散,但是由于信道是正交的,所以本实施例不会给标准模式的ACK/NAK响应带来不良影响。
图21表示对下行线路的数据发送适用重发周期缩短模式时的ACK/NAK响应的发送部的其他示例。在本实施例中,在R-ACKCH中,对标准模式的ACK/NAK响应和重发周期缩短模式的ACK/NAK响应进行I/Q(In-phase/Quadrature:同相/正交)复用。
终端30通过调制电路324A对标准模式的ACK/NAK响应进行OOK调制,通过调制电路324B对重发周期缩短模式的ACK/NAK响应进行OOK调制,然后输入I/Q复用电路342。在进行I/Q复用时,使标准模式的ACK/NAK响应对应于I信道(同相信道),使重发周期缩短模式的ACK/NAK响应对应于Q信道(正交信道)。
被I/Q复用的ACK/NAK响应作为一个ACK ID输入在图14中说明的DFT预编码器340。在本实施例中,在接收R-ACKCH的基站10中,分别解调I信道和Q信道,获得ACK/NAK响应。
在使用图14说明的现有技术中,在ACK/NAK响应的调制解调中不需要考虑相位,但在本实施例中,由于通过I信道和Q信道发送重发周期不同的ACK/NAK响应,所以在接收侧需要考虑相位来解调R-ACKCH的接收信号。
在本发明中,标准模式的ACK/NAK响应和重发周期缩短模式的ACK/NAK响应如图22所示,也可以使用CDM复用部正交扩散编码进行CDM复用。
例如,将在图9所示终端30的HARQ控制部302生成的重发周期缩短模式的ACK/NAK响应和标准模式的ACK/NAK响应,输入构成调制器323的各个调制器323-i、323-j,分别按照图15所示的信号点配置进行调制。从调制器323输出的标准模式的ACK/NAK响应和重发周期缩短模式的ACK/NAK响应,在CDM复用部328中根据正交扩散编码进行CDM复用,然后提供给OFDMA的子载波映射部324。
基站10以规定周期将F-ACKCH的资源信息(频率和时间)通知终端,因此,利用该通知,从基站向终端分配适用于标准模式的ACK/NAK响应的扩散编码、和适用于重发周期缩短模式的ACK/NAK响应的扩散编码。
像本实施例这样,若对于标准模式的ACK/NAK响应和重发周期缩短模式的ACK/NAK响应,根据不同的扩散编码(正交扩散编码)进行CDM复用,则可以发送重发周期缩短模式的ACK/NAK响应,而且不会影响标准模式的ACK/NAK响应。
在从基站发送ACK/NAK响应时,例如在图17中说明的F-ACKCH扇区83由4个F-ACKCH时隙82构成,所以基站可以使用其中一个F-ACKCH扇区发送4个ACK/NAK响应。通过产生独立于标准模式的重发周期缩短模式的ACK/NAK响应,在从基站发送的ACK/NAK响应的数量增加时,增加F-ACKCH扇区83的数量即可。
下面,说明在本发明的无线通信系统中适用于基站和终端之间的通信的子包重发周期的确定方法。
基站和终端需要在发送数据之前相互识别HARQ的子包重发控制模式。关于应适用于HARQ的子包的重发控制模式,作为数据发送侧的基站或终端,例如根据发送数据的类别选择重发周期标准模式和重发周期缩短模式中任一方,将选择结果通知接收侧装置即可。
图23表示在数据发送侧执行的重发周期确定程序的一个实施例。在此,发送侧装置判定发送数据是否是语音用数据(811)。在发送语音用数据时,选择重发周期缩短模式(812),否则,选择重发周期标准模式(813),将选择结果通知对方装置(814)。
HARQ的子包的重发控制模式(重发周期标准模式/重发周期缩短模式),例如也可以在数据通信之前执行的呼叫连接程序中确定,基站和终端以相同的重发控制模式发送接收数据直到呼叫结束。该情况时,在呼叫连接程序的执行过程中,基站的通信控制部101将无线终端识别符和重发控制模式(或重发周期)之间的关系存储在管理表103中,在对上述终端分配上行/下行的通信资源时,参照上述管理表确定对应重发周期的交错,HARQ控制部102根据上述重发周期和交错与终端通信即可。
在从连接至基站的终端发出呼叫时,终端例如利用呼叫连接控制消息中预先定义的重发控制模式指定字段,将所期望的重发控制模式通知基站。相反,在终端为被呼叫侧时,基站利用呼叫连接控制消息中预先定义的重发控制模式指定字段,将重发控制模式通知终端。
如前面所述,在HARQ中,以发送包单位分配资源,所以重发控制模式也可以根据每个发送包确定。例如,在从终端向基站发送数据包时,终端以在R-REQCH中指定重发控制模式的形式,请求基站分配上行频率资源,基站根据上述重发控制模式分配上行频率资源。相反,在从基站向终端发送数据包时,基站根据发送包的数据类别确定重发控制模式,利用图13中说明的FLAM将重发控制模式和下行频率资源通知给终端。
图24表示在数据发送侧执行的重发周期确定程序的其他实施例。
在本实施例中,数据的发送侧装置将发送包的尺寸与阈值比较(821),在包尺寸为阈值以下时,选择重发周期缩短模式(822),否则,选择重发周期标准模式(823),将选择结果通知对方装置(824)。另外,在数据通信之前,例如在呼叫连接时,预先在数据发送侧装置和接收侧装置中保存相同的包尺寸阈值的情况下,也可以不向对方装置通知重发周期模式选择结果。并且,在不通知选择结果时,接收侧装置通过将接收包尺寸与阈值比较,可以判断接收包是以重发周期标准模式发送的还是以重发周期缩短模式发送的。
在终端和基站以重发周期缩短模式发送接收子包时,例如在图7所示的交错序号0,接收侧装置需要利用帧F2发送针对在帧F0中接收的子包的ACK/NAK响应。该情况时,图24中适于判定步骤821的阈值,根据接收装置侧在帧F0~F1期间内可以解调、解码处理的包尺寸来确定。
图25表示重发周期确定程序的另外其他实施例。
例如,在终端根据发送数据的类别或包尺寸选择了重发周期缩短模式时,根据基站与其他终端之间的通信状况,有时不得不适用重发周期标准模式。
在本实施例中,从终端接收了子包重发控制模式的通知的基站的通信控制部101,判定所通知的重发控制模式的类型(831),在终端期望重发周期标准模式时,选择重发周期标准模式作为适用模式(834)。在终端期望重发周期缩短模式时,通信控制部101参照管理表103判定上行方向的通信业务量状况(832),如果在与上述终端的通信中能够适用重发周期缩短模式,则选择重发周期缩短模式(833),如果不能适用,则选择重发周期标准模式(834)。
终端所期望的重发控制模式例如已在通过R-REQCH发送的上行资源的分配请求中通知了时,通信控制部101将在上述步骤833或834选择的重发控制模式,与资源的分配结果一起,利用FLAM通知终端。在本实施例中,各个终端适用由基站侧选择的重发控制模式,进行HARQ控制。
另外,在本实施例中,关于是否可以适用重发周期缩短模式,可以参照管理表103,例如根据是否存在可以适用重发周期缩短模式的空闲交错来判断。如根据图7中的交错序号0与交错序号4之间的关系可知的,如果适用重发周期缩短模式,则一个终端占用两个交错的量的帧来发送接收数据。因此,对于可以适用重发周期缩短模式的交错数量,可以预先设定表示上限的阈值,在阈值范围内执行重发周期缩短模式的HARQ控制。并且,当空闲交错在预先确定的阈值以上时,也可以允许重发周期缩短模式。
根据以上实施例可知,根据本发明,在无线蜂窝通信中,根据需要缩短HARQ的重发周期,除标准模式的重发控制外,选择性地执行周期缩短模式的重发控制,所以能够根据服务类型实现传输延时较少的数据传输。