JP2003143645A - 無線通信システムの通信チャネルで情報を再送信する方法。 - Google Patents

無線通信システムの通信チャネルで情報を再送信する方法。

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JP2003143645A JP2002298526A JP2002298526A JP2003143645A JP 2003143645 A JP2003143645 A JP 2003143645A JP 2002298526 A JP2002298526 A JP 2002298526A JP 2002298526 A JP2002298526 A JP 2002298526A JP 2003143645 A JP2003143645 A JP 2003143645A
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スー スウアン・ユング
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線通信システムの通信チャネルで情報を再
送信する適応型増分型冗長性のハイブリッドＡＲＱ方法
を開示する。 【解決手段】 復号化するために、所望の冗長性を与え
るために再送信の符号の数と変調と符号化を変化させる
ために、一定長のフレーム内で符号多重化が使用され
る。符号領域における適応型ハイブリッドＡＲＱの動作
により、冗長性を効率よく送信するためのきめ細かな粒
度が得られる。無線通信システムの通信チャネルで情報
を再送信する方法では、前記通信チャネルは複数の一定
長のフレームを有し、前記各フレームは等しい長さの複
数のタイムスロットに分割され、複数の符号の内の１つ
の符号あるいは複数の符号を用いて、一定長のフレーム
内で以前の送信を符号多重化された再送信で送信するス
テップを有し、前記再送信用に用いられる符号の数は通
信チャネルの状態に応じて変わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
に対し、特にエラーの存在の時、及び低品質の通信チャ
ネルの時に通信システムで情報を再送信する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】無線通信システムにおいては、エアイン
ターフェイスを用いて移動局（例、携帯電話）と基地局
又は他の通信システム機器との間で情報を交換してい
る。エアインターフェイスは通常複数の通信チャネルを
含む。
【０００３】従来公知のようにＣＤＭＡベースのシステ
ムは、通信チャネルを介して個々に同時に伝送を多重化
する独自の符号を用いている。ＣＤＭＡベースのシステ
ムにおいては伝送持続時間は一定であり、そしてユーザ
は符号領域で資源を共有する。Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍ
ｏｂｉｌｅ ＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙ
ｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）標準のＨｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄ
ｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＤ
ＰＡ）仕様においては、例えば利用可能な資源は、標準
の５個の５メガヘルツチャネルバンド幅内で回路切り替
えされた音声ユーザとデータユーザの間で共有される。
ＨＳＤＰＡは、例えば０．６７ミリ秒の等しい持続時間
の３個のタイムスロットを含む２ミリ秒の固定フレーム
を採用している。音声トラフィックのリアルタイム性に
より、資源（パワー、符号等）が最初に音声に割り当て
られる。リアルタイムのサービスのニーズを満足した
後、残りの資源がフレームごとのベースに基づいて時間
多重化方法で複数のデータユーザ間で共有される。ＨＳ
ＤＰＡは１人のユーザがフレーム内で資源を完全に利用
することが出来ない場合に、フレーム内の資源を完全に
利用するためにフレーム内で多重化された符号を用い
る。
【０００４】いずれかの通信チャネルの品質は、ユーザ
のいる場所、ユーザの移動速度、他のセルからの干渉の
ようなファクタに基づいて変動する。例えば基地局と移
動局との間の特定のチャネルは、ある時点では許容可能
なスループットを有し、又別の時点では許容できないス
ループットしか有さないことがある。かくして低品質の
通信チャネルを介して送信された情報は、受信情報がエ
ラーを含む程度に悪影響を受ける。無線通信システムに
おいては、情報は送信中に起こるエラーを保証するため
にチャネル符号化される。しかしチャネル符号化のみで
はエラーを十分には保証できない。従ってシステムは様
々なリンクレイヤ再生プロトコル、例えば再送信方法を
用いてこれらのエラーを保証している。
【０００５】現在広く用いられている再送信方法は、自
動再送リクエスト（ＡＲＱ）である。ＡＲＱはエラーを
含まずに受信した通信チャネルを介して送信された情報
を確認する方法である。受信機は送信器に送信された情
報がエラーを含んでないことを確認するメッセージを送
る。送信された情報がエラーを含んでいる場合には、受
信機は再送信を要求するメッセージを送る。送信器は以
前に送信した情報の全てあるいは一部を、同一あるいは
別のチャネル符号化を用いて再送信することが出来る。
従来公知のように、増分的冗長性（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ
ａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ（ＩＲ））送信とソフトコ
ンバイニング（ハイブリッドＡＲＱとも称する）を用い
て、ＡＲＱの効率を改善している。例えば失われたデー
タフレームが再送信されたときには受信機はフレームの
複数の受信したコピーを組み合わせて正しく復号化する
可能性をあげている。別法として送信器は、失われたフ
レームの別のコピーを再送信する代わりに追加的なパリ
ティ情報を送信することもある。
【０００６】異なる増分的冗長性送信用に伝送レートが
異なるような増分的冗長性を行なう１つの方法は、米国
特許出願第０９／７２５、４３８号に開示されている。
上記文献に開示されているように、異なる伝送レート
は、情報ブロックサイズを変化させずに送信時間を変化
させることにより得られる。上記の特許出願の明細書で
は、前の増分的冗長性伝送の品質に基づいて、再送信は
フレームを正しく復号化するのに必要な冗長性を追加し
ている。例えば１回目の送信が４個のタイムスロットを
介して実行された場合には、情報ブロックを正しく復号
化するために、前の送信の品質が２個のタイムスロット
の送信のみを必要とする場合には２個のタイムスロット
を介して再送信が行なわれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術において適応
型（自動的）増分的冗長性スキームは、様々な長さの伝
送を必要とし、このためにシグナリング伝送の実行と制
御の観点からシステムがより複雑となる。更にまた多く
の実際のシステムにおいて、冗長性の送信を行なうため
のタイムスロットの持続時間により提供される粒度（選
択）性は粗く、そのために帯域幅の効率的な使用を促進
することは出来ない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記従来技術の欠点は、
本発明の適応型増分的冗長性（すなわちハイブリッドＡ
ＲＱ方法）により解決される。本発明の方法は、所望の
冗長性に正確に適合するためにフレームの長さを時間的
に一定に維持しながら符号の数を変えることにより、伝
送の時間的長さが可変になることを回避する。これは符
号分割多重化を介して時間的な並列送信である。符号領
域における適応型ハイブリッドＡＲＱの操作は、冗長性
をより効率的に送信するようなはるかに細かい粒度を提
供することが出来る。
【０００９】本発明の一実施例においては複数の一定長
さのフレームを有し、各フレームが等しい持続時間の複
数のタイムスロットに分割されるような通信チャネルで
情報を再送信する方法は、複数の符号の内の１つあるい
は複数のものを用いて一定長さのフレームの１つ内に前
の送信の再送信を符号多重化するステップを含む。再送
信に用いられる符号の数は通信チャネルの状態によって
変動する。かくして本発明による適応型ハイブリッドＡ
ＲＱスキームは、再送信用には元の送信とは異なる変調
系、符号化系、及び符号の数を用いる。従って異なる長
さの伝送に関連する複雑性及び他の問題を回避すること
が出来る。フレームの長さを一定に維持することによ
り、第３世代の無線システムの将来のバージョンに容易
に移行することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はＨＳＤＰＡ標準の無線デー
タ伝送を例に本発明の一実施例を示したものである。具
体的に説明すると、図１は通信チャネルフォーマット１
００の単純化したブロック図であり、データチャネル１
１０を用いて公知の技術に従って情報を送信する。制御
チャネル１５０を用いてデータチャネル１１０のデータ
伝送に関連する制御情報を送信する。
【００１１】図１の実施例においては、通信チャネルフ
ォーマット１００は、３個のデータフレーム１０１−１
０３を有し、それぞれが２．０ミリ秒の一定の長さ（持
続時間）を有する。各データフレーム１０１−１０３
は、３個のタイムスロット１２０に分割され、それぞれ
が０．６７ミリ秒の一定長さ（持続時間）を有する。こ
の例は本発明の単なる一実施例で、本発明は他のフレー
ムフォーマットにも適用できる。
【００１２】本発明の一実施例によれば、符号多重化を
用いて適応型増分的冗長性（すなわちハイブリッドＡＲ
Ｑスキーム）で一定長さのデータフレーム１０１−１０
３内で情報を送信する。一定長さのタイムスロットで情
報を送信するハイブリッドの符号と時間多重化スキーム
に関しては、前掲の米国特許出願に開示されている。
【００１３】図１に示すようにユーザＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄか
らの伝送は、データフレーム１０１内で符号多重化され
る。具体的に説明すると、データ通信１１１−１１４と
それに関連する制御チャネル１５１−１５４は、データ
フレーム１０１内で送信される。例として２４個の符号
が使用するのに割り当てられる。データフレーム１０１
内で各データ通信１１１−１１４に６個の符号が割り当
てられる。ユーザＥからのデータ通信１１５は、データ
フレーム１０２内に全部で２４個の符号が割り当てられ
ている。データフレーム１０２にはデータ通信１１５用
に関連する制御チャネル１５５が示されている。符号多
重化でもって複数の同時の伝送がどのフレーム内でもサ
ポートされる。
【００１４】前述したように、再送信は、エラーを含ん
で受信したある送信に対し要求される。図１に示す実施
例においては、ユーザＢからのデータ通信１１２とユー
ザＤからのデータ通信１１４がエラーを含んでおり、そ
して再送信が要求されているものとする。再送信の要求
を容易にするために、受領確認及び受領未確認に関する
詳細な議論を次に行なう。ユーザＢ用の再送信１１６
（関連する制御チャネル１５６に沿って）と、ユーザＤ
用の再送信１１７（関連する制御チャネル１５７によ
り）がフレーム１０３内で起こる。
【００１５】本発明によれば、符号多重化が一定長さの
データフレーム１０１−１０３内での適応型増分的冗長
性が可能となる。符号多重化により一定長さのデータフ
レーム１０１−１０３内で自動適応型増分的冗長性が可
能となる。特に特定の送信に対しどの程度の冗長性が必
要かによって符号の数が変わってくる。例えば再送信に
おいて、より冗長性を保証するような通信チャネルの品
質（例えば、悪品質）に変化があると、例えばユーザＢ
の場合で元のデータ通信１１２は６個の符号しか用いて
いなくても、２１個の符号がデータフレーム１０３内で
再送信１１６用に割り当てられている。逆に再送信にお
いて、冗長性を減らすような通信チャネルの品質（良好
な品質）に変化があった場合には、例えばユーザＤの場
合には元のデータ通信１１４で６個の符号が使用されて
いる代わりに、３個の符号がデータフレーム１０３で再
送信１１７用に割り当てられている。
【００１６】従って再送信用に符号の数を変えることに
より、再送信用に異なる符号化レートが得られる。例え
ばデータフレーム１０３で３個の符号上でユーザＤの再
送信１１７用の符号化レートは２Ｒであり、ここでＲは
６個の符号上でデータフレーム１０１内のユーザＤの最
初のデータ通信１１４用の符号化レートである。ユーザ
Ｄの元のデータ通信１１４が６個の符号で直交移送シフ
トキーング（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ ｓｈ
ｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ ＱＰＳＫ）を用いている場合に
は、１６−ＱＡＭを用いた３個の符号による再送信が同
一の符号化レートを与える。その理由は１６−ＱＡＭ
は、変調シンボル辺り２倍以上のビットを搬送するから
である。
【００１７】本発明によれば、データ送信を正しく復号
化するために所望の冗長性を与えるために符号の数は再
送信時に変えることが出来る。例えばユーザＢの再送信
１１６は２１個の符号を用い、一方元のデータ通信１１
２は、６個の符号を用いている。ユーザＤは６個の符号
を用いた元のデータ通信１１４に対し、再送信１１７で
は３個の符号を用いている。
【００１８】図２は、同一ユーザに対する再送信と新規
のデータ送信が、同一フレーム内で行なうことが必要な
場合の符号領域における適応型ハイブリッドＡＲＱ操作
の利点を示す。特にこれは同一フレーム内で同一ユーザ
用の複数の制御チャネルを用いることにより達成でき
る。制御チャネルは、同一フレーム内でハイブリッドＡ
ＲＱ（ＨＡＲＱ）と異なるＨＡＲＱ伝送用の他の制御情
報を別々に搬送する。
【００１９】説明を簡単にするために、図２の実施例と
図１の実施例との差のみを次に説明する。特に２００は
図１の通信チャネルフォーマット１００で説明したよう
な同一の構成要素を有する。ただし差はフレーム２０３
にある。図２に示すようにユーザＢ用の再送信２１６
は、フレーム２０３で６個の符号で実行され、同一のユ
ーザに対する新たな送信２１７は１８個の符号で実行さ
れる。同図に示すように、制御チャネル２５６と２５７
は、それぞれ再送信２１６と新たな送信２１７に対応す
る。符号多重化が同一フレーム内で用いられるためによ
り細かな粒度が得られ、その結果バンド幅がより効率に
利用できる。例えば異なる符号があるフレーム内で起こ
る送信の異なる組み合わせに割り当てることが出来る。
図２には一実施例のみ示してあるが、他の実施例も当業
者には明らかであろう。例えば同一のユーザあるいは異
なるユーザに対するフレーム内で複数の再送信、及び異
なるユーザからの複数の新たな送信、及びこれらのユー
ザからの複数の再送信等が考えられる。従って図２の実
施例は単なる本発明の一実施例である。
【００２０】適応型ハイブリッドＡＲＱで述べたよう
に、複数の伝送が同一フレーム内で同一のユーザに対し
送る必要がある。そのためマルチレベルの受領確認／受
領未確認（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が、フレーム内の伝送の
全てに対し別個に送信器に送る必要がある。本発明の一
実施例においては、再送信と送信が同一フレーム内で同
時に受領した場合には（例えば、フレーム２０３内のユ
ーザＢが受領するように）受信機は通常のＡＣＫ／ＮＡ
ＣＫメッセージのフォーマットを変更してそれをマルチ
レベルのＡＣＫ／ＮＡＣＫに変えることが出来る。本発
明の一実施例においてはマルチレベルのＡＣＫ／ＮＡＣ
Ｋは、このＡＣＫ／ＮＡＣＫビットに対する異なる繰り
返し係数を有することにより達成できる。例えば通常の
シグナリングにおいて１がＡＣＫを表し、０がＮＡＣＫ
を表しｎ回繰り返された場合には、ｍビットのＡＣＫ／
ＮＡＣＫの場合にはそのビットはｎ／ｍ回だけ繰り返さ
れる。送信器は、あるフレームで実行した送信の数を知
っているために、それに応じてＡＣＫ／ＮＡＣＫと解釈
する。例えばある送信が受領確認され（ＡＣＫ）他の送
信が受領未確認（ＮＡＣＫ）の場合には、１０は、１０
１０１０１０１０として繰り返される。本発明の他の実
施例によれば、マルチレベルのＡＣＫ／ＮＡＣＫは別個
の符号チャネルを介して複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫビット
を送信することにより達成される。更に符号化を用いて
ＡＣＫ／ＮＡＣＫの信頼性を与えている。別の方法も本
明細書を読むことにより当業者には明らかであろう。
【００２１】図３はあるフレームで発生する複数回の送
信を説明するための受領確認（ＡＣＫ）と受領未確認
（ＮＡＣＫ）を送信する方法を示す。例えば同一のユー
ザに複数回の送信が同一フレームで行なわれた場合に
は、マルチレベルのＡＣＫ／ＮＡＣＫが前述したように
必要とされる。説明を簡単にするために、図２と図３の
実施例の差のみをここで説明する。特に図２からのフレ
ーム２０３を図３に示す。
【００２２】図３を参照すると、ユーザＢからの新たな
送信２１７と同一ユーザからの再送信２１６がフレーム
２０３で発生する。本発明の一実施例によれば、ＡＣＫ
／ＮＡＣＫ３５０（すなわちこの実施例では２つのレベ
ルのＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が受信機から送信器に送られて
フレーム２０３内の複数回の送信を説明される。同図に
示すように、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ３５０は、フレーム２０
３内のユーザＢの前の再送信（Ｂ１）に対する受領確認
（ＡＣＫ）と、フレーム２０３からのユーザＢの新たな
送信（Ｂ２）の受領未確認（ＮＡＣＫ）を有する。その
ためマルチレベルのＡＣＫ／ＮＡＣＫは、同一フレーム
内で起こる複数回の送信を処理するのに利点がある。
【００２３】本発明は一定長さのフレームを符号多重化
する例を用いて説明したが、他の技術例えば可変数の周
波数を用いたＦＤＭＡあるいは複数本のアンテナを用い
たＳＤＭＡにも適応可能である。
【００２４】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え、それらはいずれも本発明の技術的範囲
に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号
は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限す
るよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による通信チャネルフォーマ
ットを単純化したブロック図。
【図２】本発明の他の実施例による通信チャネルフォー
マットを単純化したブロック図。
【図３】本発明の一実施例による受領確認と受領未確認
を表す通信チャネルフォーマットを単純化したブロック
図。
【符号の説明】
１００ 通信チャネルフォーマット １１０ データチャネル １５０ 制御チャネル １０１−１０３ データフレーム １２０ タイムスロット １１１−１１４ データ通信 １５１−１５４ 制御チャネル １５５ 制御チャネル １１５ データ通信 １１６、１１７ 再送信 ２１６ 再送信 ２１７ 新たな送信 ２０３ フレーム ３５０ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファルーク ウッラ カン アメリカ合衆国、07726、ニュージャージ ー州、マナラパン、インバーネス ドライ ブ 22 (72)発明者 アッシュウィン サンパス アメリカ合衆国、08873、ニュージャージ ー州、サマーセット、ノッティンガム ウ ェイ 32 (72)発明者 スウアン・ユング スー アメリカ合衆国、07712、ニュージャージ ー州、オーシャン、アパートメント ５ビ ー、アポロ ストリート 2116 Ｆターム(参考） 5K067 AA13 BB21 CC10 DD24 EE02 EE10 HH28 JJ12 JJ13

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線通信システムの通信チャネルで情報
    を再送信する方法において、 前記通信チャネルは、複数の一定長のフレームを有し、 前記各フレームは、等しい長さの複数のタイムスロット
    に分割され、 （Ａ） 複数の符号の内の１つの符号あるいは複数の符
    号を用いて、一定長のフレーム内で以前になされた送信
    を符号多重化された再送信で送信するステップを有し、 前記再送信用に用いられる符号の数は通信チャネルの状
    態に応じて変わることを特徴とする無線通信システムの
    通信チャネルで情報を再送信する方法。
  2. 【請求項２】 前記通信チャネルの状態は、通信チャネ
    ル内の品質ベースのパラメータと利用可能な資源からな
    るグループから選択された少なくとも１つのファクタに
    より決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 各一定長さのフレームは、新たな送信と
    以前になされた送信の再送信からなるグループから選択
    された１つあるいは複数の信号の送信の組み合わせを送
    信することを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記符号の数は、最初の送信と前記最初
    の送信に対応する後の送信と同一であることを特徴とす
    る請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１の送信で用いられる符号の数は、第
    １の送信の再送信に対応する後続の送信で用いられる符
    号の数とは異なることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 一定長さのフレームは、複数の同時送信
    用に異なる符号を用いることにより複数回の同時送信を
    実行することを特徴とする請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記複数回の同時送信は、異なるユーザ
    からの複数の第１の送信を含むことを特徴とする請求項
    ６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記複数回の同時送信は、異なるユーザ
    からの前の送信の複数の再送信を含むことを特徴とする
    請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記複数回の同時送信は、同一のユーザ
    からの前の送信の複数の再送信を含むことを特徴とする
    請求項６記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記複数回の同時送信は、同一のユー
    ザからの第１の送信と再送信を含むことを特徴とする請
    求項６記載の方法。
JP2002298526A 2001-10-19 2002-10-11 無線通信システムの通信チャネルで情報を再送信する方法。 Pending JP2003143645A (ja)

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