JP2006245912A - 送信装置、受信装置、およびデータ再送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させること。
【解決手段】 バッファ１０５は、シンボル列を再送に備えて一時的に記憶し、再送要求判定部１０９の指示に従って、記憶したシンボル列を送信部分選択部１０６へ出力する。送信部分選択部１０６は、部分尤度情報に従って、尤度が低い部分に対応する情報ビットまたは冗長ビットを含むシンボルを再送する部分として選択する。再送要求判定部１０９は、再送が必要な場合はバッファ１０５に対して記憶しているシンボル列を送信部分選択部１０６へ出力するように指示するとともに、再送が必要な旨を部分尤度情報取得部１１０へ通知する。部分尤度情報取得部１１０は、受信信号に含まれる部分尤度情報を取得し、送信部分選択部１０６へ出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送信装置、受信装置、およびデータ再送方法に関し、特に受信側において復号前に対数尤度が算出される通信システムに適用される送信装置、受信装置、およびデータ再送方法に関する。

無線通信においては、高品質伝送を実現するために、等化やダイバーシチ等で回復できなかった誤りを訂正する誤り制御技術が広く用いられている。この誤り制御技術の一つとして自動再送要求（Automatic Repeat Request：ＡＲＱ、以下ＡＲＱという）がある。

ＡＲＱを行う場合、単に誤りが発生したデータの再送を繰り返すだけでは、初回送信時とエラーレートが変わらず、再送回数が増大してスループットの低下を招くことになる。そこで、ＣＣ（Chase Combining）型やＩＲ（Incremental Redundancy）型などの方式を有するＨ−ＡＲＱ（Hybrid-ARQ）を採用し、再送回数を減らしてスループットの向上を図ることが検討されている。

ＣＣ型のＨ−ＡＲＱにおいては、送信側は、前回送信したパケットと同一のパケットを再送するが、受信側は、再送されたパケットを受信すると、前回までに受信したパケットと今回再送されたパケットとのシンボル合成を行い、合成後の信号に対して誤り訂正復号を行う。このため、再送が繰り返される度に合成後の受信レベルが向上し、受信信号の誤り率が改善されることになる。これにより、少ない再送回数で受信信号の誤りがなくなり、スループットを向上させることができる。

一方、ＩＲ型のＨ−ＡＲＱにおいては、送信側は、前回までに送信したパケットに含まれるパリティビットと異なるパリティビットを含むパケットを再送する。すなわち、送信される情報ビットには、誤り訂正符号化によって冗長ビットであるパリティビットが付加されるが、送信側は、再送ごとに異なるパリティビットを含むパケットを送信する。受信側は、受信した各パリティビットをバッファに保持しておき、再送パケットを受信すると、前回までに受信したパリティビットと再送時に受信したパリティビットとを共に用いて誤り訂正復号を行う。このため、再送が繰り返される度に誤り訂正復号の精度が向上し、受信側の誤り訂正能力が向上する。これにより、少ない再送回数で受信信号の誤りがなくなり、スループットを向上させることができる。

さらに、例えば特許文献１には、再送ごとに変調方式を変更するとともに、ＣＣ型のＨ−ＡＲＱおよびＩＲ型のＨ−ＡＲＱを組み合わせて実行することにより、スループットをより向上させることが開示されている。
特開２００２−１９８９３８号公報

しかしながら、Ｈ−ＡＲＱにおいては、パケット単位の再送が行われるため、パケット中の誤りがない部分まで再送されることになり、再送データが冗長となる問題がある。そして、再送データが冗長となると、システム全体のスループットを向上させるのには限界が生じてしまう。

また、誤りがある部分のみを再送する場合には、誤りの位置を特定するための符号化を行う必要があるが、この符号化を行うと情報ビットに非常に多くの冗長ビットが付加されることになるため、情報ビットが一定量以上となると再送データの冗長性が増大し、現実的ではない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる送信装置、受信装置、およびデータ再送方法を提供することを目的とする。

本発明に係る送信装置は、自装置から送信済みのビット列のうち受信装置における尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を取得する取得手段と、前記尤度が所定レベルより低いビット区間のビットを当該ビット区間以外のビットより多く再送する送信手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、受信装置における尤度が所定レベルより低いビット区間ほど多くのビットを再送するため、受信装置において誤る可能性が高い信号区間のみを再送したり、受信装置において誤る可能性が高い信号区間の符号化率を低くして再送したりすることができる。結果として、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明に係る受信装置は、送信装置から送信されたビット列を含む信号を受信する受信手段と、前記ビット列に含まれる各ビットに対応する尤度値を算出する算出手段と、算出された尤度値から尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を生成する生成手段と、生成された情報を前記送信装置へフィードバックするフィードバック手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、受信信号の尤度値を算出し、尤度が所定レベルより低いビット区間の情報を送信装置へフィードバックするため、送信装置は、誤る可能性が高い信号区間のみを再送したり、誤る可能性が高い信号区間の符号化率を低くして再送したりすることができる。結果として、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明に係るデータ再送方法は、送信装置から受信装置へ再送を行うデータ再送方法であって、前記受信装置が前記送信装置から送信されたビット列に含まれる各ビットに対応する尤度値を算出するステップと、算出された尤度値から尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を生成するステップと、生成された情報を前記受信装置から前記送信装置へフィードバックするステップと、前記送信装置が前記情報に応じて前記ビット区間のビットを当該ビット区間以外のビットより多く再送するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、受信装置が受信信号の尤度値を算出し、尤度が所定レベルより低いビット区間の情報を送信装置へフィードバックし、送信装置が尤度が所定レベルより低いビット区間ほど多くのビットを再送する。このため、送信装置は、受信装置において誤る可能性が高い信号区間のみを再送したり、受信装置において誤る可能性が高い信号区間の符号化率を低くして再送したりすることができる。結果として、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明によれば、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明の骨子は、受信時に算出される復号前尤度に関する情報を送信側へフィードバックし、この情報に応じて復号前尤度が低い部分の誤り訂正能力を強化することである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す送信装置は、符号化部１０１、パンクチャ部１０２、インタリーバ１０３、変調部１０４、バッファ１０５、送信部分選択部１０６、送信ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部１０７、受信ＲＦ部１０８、再送要求判定部１０９、および部分尤度情報取得部１１０を有している。

符号化部１０１は、例えばターボ符号化器などを備え、情報ビットを誤り訂正符号化して情報ビットに冗長ビットを付加する。

パンクチャ部１０２は、情報ビットに付加された冗長ビットを間引いて（パンクチャして）、送信データの符号化率を調整する。

インタリーバ１０３は、情報ビットおよびパンクチャ後の冗長ビットの順序を並び替え、バースト誤りに対する耐性を高める。

変調部１０４は、インタリーブ後の情報ビットおよび冗長ビットをシンボルマッピングして変調する。

バッファ１０５は、変調して得られたシンボル列を再送に備えて一時的に記憶し、再送要求判定部１０９の指示に従って、記憶したシンボル列を破棄するかまたは送信部分選択部１０６へ出力する。ただし、バッファ１０５は、初回送信時には、部分尤度情報取得部１１０の指示に関係なく、記憶したシンボル列を送信部分選択部１０６へ出力する。

送信部分選択部１０６は、バッファ１０５から出力されるシンボル列から部分尤度情報に応じて再送する部分を選択する。具体的には、送信部分選択部１０６は、尤度が低い部分に対応する情報ビットまたは冗長ビットを含むシンボルを再送する部分として選択する。ただし、送信部分選択部１０６は、初回送信時には、バッファ１０５から出力されるシンボル列に対して特に処理を行うことなく、送信ＲＦ部１０７へ出力する。部分尤度情報については後述する。

送信ＲＦ部１０７は、入力されたシンボル列に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

受信ＲＦ部１０８は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。

再送要求判定部１０９は、受信信号に含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫを取得し、ＡＣＫが取得されれば再送が不要であると判定し、ＮＡＣＫが取得されれば再送が必要であると判定する。そして、再送要求判定部１０９は、再送が不要な場合はバッファ１０５に対して記憶しているシンボル列の破棄を指示する一方、再送が必要な場合はバッファ１０５に対して記憶しているシンボル列を送信部分選択部１０６へ出力するように指示するとともに、再送が必要な旨を部分尤度情報取得部１１０へ通知する。

部分尤度情報取得部１１０は、再送要求判定部１０９によってＮＡＣＫが取得された場合に、受信信号に含まれる部分尤度情報を取得し、送信部分選択部１０６へ出力する。ここで、部分尤度情報とは、自装置から送信された信号を受信装置が受信した際に、誤り訂正復号が行われる前に算出される尤度の情報であり、シンボルごとの復号前尤度を示す情報である。

一般に、復号前尤度が高いシンボルについては誤りが検出される可能性が低く、復号前尤度が低いシンボルについては誤りが検出される可能性が高い。したがって、上述したように、送信部分選択部１０６が尤度が低い部分に対応するシンボルを再送する部分として選択することにより、誤っている可能性が高いシンボルのみを再送部分とすることができる。

図２は、本実施の形態に係る受信装置の要部構成を示すブロック図である。図２に示す受信装置は、受信ＲＦ部２０１、復調部２０２、尤度値算出部２０３、デインタリーバ２０４、尤度バッファ２０５、復号部２０６、誤り検出部２０７、再送要求信号生成部２０８、部分尤度情報生成部２０９、多重部２１０、および送信ＲＦ部２１１を有している。

受信ＲＦ部２０１は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。

復調部２０２は、受信信号をシンボルデマッピングして復調し、送信装置における情報ビットおよび冗長ビットに対応する復調データを尤度値算出部２０３へ出力する。

尤度値算出部２０３は、復調データから各ビットに対応する尤度値を算出する。送信装置において情報ビットおよび冗長ビットは、いずれも０または１の値を取っているが、これらのビットが伝送される過程で歪み、受信装置において復調データは、０または１の値を取らなくなる。そこで、尤度値算出部２０３は、各ビットが０または１のどちらかである信頼度を示す尤度値（対数尤度）を算出する。この尤度値は、復調データの各ビット対応部分が０らしいかまたは１らしいかを示しており、尤度値が０または１のいずれかに近いほど尤度が高いことになる。

デインタリーバ２０４は、各ビットに対応する尤度値の順序を並び替え、送信装置のインタリーバ１０３における並び替えを元に戻す。

尤度バッファ２０５は、デインタリーブ後の尤度値を一時的に記憶し、再送が行われた場合は、再送時の受信信号の尤度値を前回までの受信信号の尤度値と合成した上で復号部２０６へ出力する。

復号部２０６は、入力された尤度値のうち冗長ビットに対応する尤度値を用いて情報ビットに対応する尤度値を誤り訂正復号し、得られた情報ビット列を誤り検出部２０７へ出力する。

誤り検出部２０７は、情報ビット列に含まれる誤り検出符号（例えばＣＲＣなど）を用いて情報ビット列の誤り検出を行い、誤り検出後の情報ビット列を受信データとして出力するととともに、誤り検出結果を再送要求信号生成部２０８へ通知する。

再送要求信号生成部２０８は、誤り検出の結果、情報ビット列に誤りがなければ再送が不要である旨のＡＣＫを生成し、情報ビット列に誤りがあれば再送が必要である旨のＮＡＣＫを生成する。

部分尤度情報生成部２０９は、復調データから得られた尤度値を用いて、シンボルごとの尤度を示す部分尤度情報を生成する。具体的には、部分尤度情報生成部２０９は、尤度値が０以下かまたは１以上であるビット対応部分からなるシンボルの尤度は高いことを示し、尤度値が０より大きく所定の閾値ｘ以下かまたは所定の閾値ｙ（ｙ＞ｘ）以上１未満であるビット対応部分からなるシンボルの尤度は中程度であることを示し、それ以外のシンボルの尤度は低いことを示す部分尤度情報を生成する。なお、部分尤度情報生成部２０９は、送信装置に対して再送を要求する場合、すなわち、再送要求信号生成部２０８によってＮＡＣＫが生成される場合にのみ部分尤度情報を生成するようにしても良い。また、部分尤度情報生成部２０９は、信号全体の尤度を示す情報を部分尤度情報とするのではなく、尤度が所定レベルより低いシンボルのみのシンボル番号を部分尤度情報としたり、送信装置においてあらかじめ信号を複数の区間に分割する識別子をシンボル列に挿入しておき、尤度が所定レベルより低い区間のみの識別子番号を部分尤度情報としたりしても良い。このように、部分尤度情報は、シンボルなどの小さい単位で尤度が低い区間を指定するため、再送が必要な部分のみの情報を送信装置へフィードバックすることができる。

ここで、上述したように、尤度値は、各ビット対応部分が０らしいかまたは１らしいかを示しているため、尤度値が０以下であればこのビット対応部分のビットは０である可能性が非常に大きく、誤る可能性は小さい。同様に、尤度値が１以上であればこのビット対応部分のビットは１である可能性が非常に大きく、誤る可能性は小さい。反対に、尤度値が０と１の中間付近であればこのビット対応部分のビットは０である可能性と１である可能性とが同程度であり、誤る可能性が大きい。したがって、部分尤度情報において尤度が高いシンボルは、誤っている可能性が小さく、部分尤度情報において尤度が低いシンボルは、誤っている可能性が大きいと言える。

多重部２１０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫと部分尤度情報を多重し、得られた多重データを送信ＲＦ部２１１へ出力する。

送信ＲＦ部２１１は、多重データに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。

次いで、上記のように構成された送信装置および受信装置によるデータ再送方法について、例を挙げながら説明する。

まず、初回送信時には、情報ビットが送信装置の符号化部１０１によって誤り訂正符号化され、情報ビットに冗長ビットが付加される。そして、パンクチャ部１０２によって冗長ビットが間引かれ、インタリーバ１０３によって情報ビットおよび冗長ビットのインタリーブが行われ、変調部１０４によってインタリーブ後の情報ビットおよび冗長ビットが変調されてシンボル列が出力される。

変調部１０４から出力されたシンボル列は、バッファ１０５によって一時的に記憶されるとともに、送信部分選択部１０６および送信ＲＦ部１０７を経てアンテナを介して送信される。

送信装置のアンテナから送信された信号は、受信装置の受信ＲＦ部２０１によってアンテナを介して受信され、所定の無線受信処理が施される。受信信号は、復調部２０２によって復調され、復調データが得られる。そして、尤度値算出部２０３によって、復調データから送信装置における各ビット対応の尤度値が算出される。各ビット対応の尤度値は、デインタリーバ２０４および部分尤度情報生成部２０９へ出力される。

尤度値は、デインタリーバ２０４によって、送信装置におけるインタリーブを元に戻すようにデインタリーブされ、尤度バッファ２０５によって一時的に記憶される。そして、冗長ビットに対応する尤度値が用いられて情報ビットに対応する尤度値の誤り訂正復号が行われ、得られた情報ビット列が誤り検出部２０７へ出力される。情報ビット列は、誤り検出部２０７によって誤り検出され、受信データとして出力されるとともに、誤り検出結果が再送要求信号生成部２０８へ通知される。

そして、再送要求信号生成部２０８によって、情報ビット列に誤りがなければＡＣＫが生成され、情報ビット列に誤りがあればＮＡＣＫが生成される。生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、多重部２１０へ出力される。

一方、部分尤度情報生成部２０９へ尤度値が出力されると、各ビット対応部分の尤度値からシンボルごとの尤度を示す部分尤度情報が生成される。すなわち、例えば図３に示すように、０と１の付近に散在する各ビット対応部分の尤度値から部分尤度情報３０１が生成される。

図３に示す部分尤度情報３０１においては、白い区間３０２の尤度が高く、黒い区間３０３の尤度が低く、斜線区間３０４の尤度は中程度である。すなわち、区間３０２における尤度値は０以下または１以上であり、これらの尤度値に対応するシンボルは尤度が非常に高く誤る可能性が小さい。また、区間３０３における尤度値は０より大きく１未満かつ所定の閾値ｘと所定の閾値ｙ（ｙ＞ｘ）の間であり、これらの尤度値に対応するシンボルは尤度が低く誤る可能性が大きい。さらに、区間３０４における尤度値は０より大きく所定の閾値ｘ以下または所定の閾値ｙ以上１未満であり、これらの尤度値に対応するシンボルの尤度は中程度である。

なお、部分尤度情報としては、図３に示す部分尤度情報３０１だけではなく、区間３０３のシンボル番号を部分尤度情報としても良い。また、送信装置においてシンボル列を複数の区間に分割する識別子が挿入されている場合は、区間３０３に対応する識別子を部分尤度情報としても良い。つまり、部分尤度情報が少なくとも尤度が低い区間の情報のみを保持する形式であれば、尤度が低い区間の情報が送信装置へフィードバックされ、送信装置は、尤度が低い区間のみを再送することができ、システム全体のスループットをより向上させることができる。

このようにして生成された部分尤度情報は、多重部２１０へ出力され、多重部２１０によってＡＣＫ／ＮＡＣＫと部分尤度情報が多重され、送信ＲＦ部２１１からアンテナを介して送信される。

受信装置のアンテナから送信された信号は、送信装置の受信ＲＦ部１０８によってアンテナを介して受信され、所定の無線受信処理が施される。そして、再送要求判定部１０９によって受信信号からＡＣＫ／ＮＡＣＫが抽出され、ＡＣＫが抽出された場合は、バッファ１０５に対して、記憶された初回送信時のシンボル列を破棄するように指示が出される。以後、再び初回送信時と同様の動作が行われ、送信装置から受信装置へ情報ビットが伝送される。

以下では、再送要求判定部１０９によって受信信号からＮＡＣＫが抽出された場合について説明する。

再送要求判定部１０９によって受信信号からＮＡＣＫが抽出されると、初回送信時のシンボル列を再送するため、バッファ１０５に対して、記憶された初回送信時のシンボル列を送信部分選択部１０６へ出力するように指示が出される。また、同時に、再送要求判定部１０９から部分尤度情報取得部１１０に対して、再送が必要な旨が通知される。この通知を受けると、部分尤度情報取得部１１０によって、受信信号から部分尤度情報が取得され、送信部分選択部１０６へ出力される。上述したように、部分尤度情報は、受信装置における尤度が低い区間の情報を保持しているため、送信部分選択部１０６へは、初回送信時に送信されたシンボル列のうち、受信装置における尤度が低く誤る可能性が高いシンボルが通知されたことになる。

そこで、送信部分選択部１０６によって、尤度が低い区間に対応する情報ビットまたは冗長ビットを含むシンボルが送信部分として選択され、この送信部分が送信ＲＦ部１０７からアンテナを介して受信装置へ再送される。このとき、送信部分選択部１０６は、尤度が低い区間に対応する情報ビットを含むシンボルのみを送信部分として選択しても良いし、尤度が低い区間に対応する冗長ビットを含むシンボルのみを送信部分として選択しても良い。

送信装置のアンテナから再送された信号は、受信装置の受信ＲＦ部２０１によってアンテナを介して受信され、所定の無線受信処理が施される。そして、受信信号は、復調部２０２からデインタリーバ２０４を経て、再送されたデータの尤度値が尤度バッファ２０５へ出力され、尤度バッファ２０５に記憶されている初回送信時の尤度値と再送時の尤度値とが合成され、得られた合成尤度値が復号部２０６へ出力される。この合成尤度値が用いられて復号部２０６によって誤り訂正復号が行われるが、このとき、合成尤度値においては、尤度が低い部分のみが再送されたデータの尤度値の情報を含んでおり、尤度が低い部分に対する誤り訂正復号の精度が向上する。したがって、誤り検出部２０７によって誤り検出が行われる結果、再送時には誤りが発生する可能性が小さくなり、再送を繰り返す必要がなくなる。

以降、誤り検出部２０７による誤り検出の結果、再送が必要であればＮＡＣＫとともに部分尤度情報が送信装置へフィードバックされ、尤度が低いシンボルのみの再送が繰り返される。

以上のように、本実施の形態によれば、受信装置における誤り検出の結果、再送が必要と判断された場合には、再送を要求するＮＡＣＫと受信信号の尤度が低い区間を示す部分尤度情報とを送信装置へフィードバックし、送信装置は、部分尤度情報に基づいて尤度が低い区間のみを再送する。このため、送信装置は、受信装置において誤る可能性が高い部分のみを再送することができ、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

なお、本実施の形態に係る送信装置および受信装置としては、例えば図４および図５に示すような構成とすることも可能である。すなわち、送信装置においては、図４に示すように、バッファ１０５がインタリーバ１０３の前段に設けられ、インタリーブが行われる前の情報ビットおよび冗長ビットを記憶する。

また、受信装置においては、図５に示すように、尤度値算出部２０３がデインタリーバ２０４の後段に設けられ、デインタリーブ後の情報ビットおよび冗長ビットの尤度値を算出する。受信装置をこのような構成にした場合は、送信装置の送信部分選択部１０６は、インタリーブ前の順序を考慮して送信部分を選択する必要がある。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、受信装置からフィードバックされる部分尤度情報に基づいて、送信装置は尤度が低い区間の符号化率が低く（冗長ビットが多く）なるようにパンクチャを行い、誤り訂正復号の精度を向上させることである。

図６は、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６に示す送信装置は、符号化部１０１、パンクチャ部１０２ａ、インタリーバ１０３、変調部１０４、バッファ１０５、送信ＲＦ部１０７、受信ＲＦ部１０８、再送要求判定部１０９、および部分尤度情報取得部１１０を有している。

パンクチャ部１０２ａは、情報ビットに付加された冗長ビットを部分尤度情報に応じて間引く。具体的には、パンクチャ部１０２ａは、例えば尤度が高い区間に対応する冗長ビットを多く削除する一方、尤度が低い区間に対応する冗長ビットをあまり削除しない。また、パンクチャ部１０２ａは、例えば尤度が低い区間に対応する冗長ビットをまったく削除しない。換言すれば、パンクチャ部１０２ａは、尤度が低いほど多くの冗長ビットを残すパンクチャを行う。

本実施の形態に係る受信装置の要部構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、受信装置における尤度が低い区間を示す部分尤度情報が送信装置へフィードバックされているため、送信装置は、受信装置による誤り訂正復号の結果誤りが発生する可能性が高い区間を把握することができる。そして、実施の形態１においては、送信装置は、尤度が低い区間に対応する情報ビットおよび冗長ビットを含むシンボルのみを選択して再送したのに対し、本実施の形態においては、パンクチャ部１０２ａが尤度が低い区間の符号化率を低くする。

すなわち、送信装置は、尤度が低く誤りが発生する可能性が高い区間に対応する冗長ビットを多く残すようなパンクチャを行い、受信装置において尤度が低い区間の誤り訂正復号の精度を向上することができる。

また、部分尤度情報として、尤度が低い区間のみの情報ではなく、信号区間全体の尤度の情報がフィードバックされる場合は、パンクチャ部１０２ａが尤度が高い区間に対応する冗長ビットを多く削除し、尤度が低い区間に対応する冗長ビットをあまり削除しないようにすることにより、信号区間全体の符号化率を一定に保ったまま誤り訂正復号の精度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、受信装置における誤り検出の結果、再送が必要と判断された場合には、再送を要求するＮＡＣＫと受信信号の尤度が低い区間を示す部分尤度情報とを送信装置へフィードバックし、送信装置は、部分尤度情報に基づいて尤度が低い区間ほど多くの冗長ビットを付加して再送処理を行う。このため、送信装置は、受信装置において誤る可能性が高い部分のみの符号化率を低くして、受信装置における誤り訂正復号の精度を向上することができ、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、受信装置が所定期間の部分尤度情報から尤度が低い区間を推定し、尤度が低い区間の符号化率が低くなるようなパンクチャパターンを送信装置へフィードバックする点である。

図７は、本実施の形態に係る送信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７に示す送信装置は、符号化部１０１、パンクチャ部１０２ｂ、インタリーバ１０３、変調部１０４、バッファ１０５、送信ＲＦ部１０７、受信ＲＦ部１０８、再送要求判定部１０９、およびパンクチャパターン取得部４０１を有している。

パンクチャ部１０２ｂは、情報ビットに付加された冗長ビットをパンクチャパターン取得部４０１から出力されるパンクチャパターンに応じて間引く。パンクチャパターンとは、パンクチャを行う所定数の情報ビットおよび冗長ビットからなる単位（以下「パンクチャ単位」という）において、各冗長ビットを削除するか否かを示すパターンである。なお、パンクチャパターンの生成については後に詳述する。

パンクチャパターン取得部４０１は、再送要求判定部１０９によってＮＡＣＫが取得された場合に、受信信号に含まれるパンクチャパターンを取得し、パンクチャ部１０２ｂへ出力する。

図８は、本実施の形態に係る受信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示す受信装置は、受信ＲＦ部２０１、復調部２０２、尤度値算出部２０３、デインタリーバ２０４、尤度バッファ２０５、復号部２０６、誤り検出部２０７、再送要求信号生成部２０８、部分尤度情報生成部２０９、多重部２１０、送信ＲＦ部２１１、およびパンクチャパターン生成部４０２を有している。

パンクチャパターン生成部４０２は、所定の期間にわたってシンボルごとの尤度の高低を示す部分尤度情報を蓄積し、送信装置におけるパンクチャ単位内のシンボル位置ごとに平均的な尤度の高低を判断する。すなわち、例えばパンクチャ単位が６シンボル分の情報ビットおよび冗長ビットからなっている場合、パンクチャパターン生成部４０２は、所定の期間にわたって蓄積された部分尤度情報から、パンクチャ単位の１番目から６番目のシンボルそれぞれについて、尤度が高い低いかを判断する。このとき、パンクチャパターン生成部４０２は、例えば複数のパンクチャ単位における同じシンボル位置の各シンボルについて、尤度に点数を付与して平均する。

さらに、パンクチャパターン生成部４０２は、パンクチャ単位において、平均的な尤度が高いシンボル位置の冗長ビットは削除し、平均的に尤度が低いシンボル位置の冗長ビットは削除しないことを示すパンクチャパターンを生成する。つまり、パンクチャパターン生成部４０２は、パンクチャ単位に含まれる冗長ビットそれぞれを送信装置において削除するか否かを示すパンクチャパターンを生成する。

このとき、パンクチャパターンは所定の期間にわたる部分尤度情報から生成されるため、パンクチャパターン生成部４０２は、常にパンクチャパターンを生成するわけではなく、所定の期間ごとに生成する。そして、パンクチャパターンの送信装置へのフィードバックも所定の期間ごとに行われることになる。このため、受信装置から送信装置へフィードバックされる情報量を削減することができる。

本実施の形態においては、実施の形態１、２とは異なり、パンクチャ単位における冗長ビットそれぞれの削除の有無を示すパンクチャパターンが送信装置へフィードバックされているため、送信装置は、再送時にはパンクチャパターンに従ったパンクチャを行う。そして、本実施の形態におけるパンクチャパターンは、所定の期間において平均的に尤度が高いシンボルに対応する冗長ビットを削除し、平均的に尤度が低いシンボルに対応する冗長ビットを削除しないパンクチャを行うためのものである。したがって、送信装置は、尤度が低く誤りが発生する可能性が高いシンボルに対応する冗長ビットを残すようなパンクチャを行い、受信装置において尤度が低い区間の誤り訂正復号の精度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、受信装置が所定の期間にわたって部分尤度情報を蓄積し、パンクチャ単位における冗長ビットそれぞれの削除の有無を示すパンクチャパターンを送信装置へフィードバックし、送信装置は、パンクチャパターンに従ったパンクチャを行って再送処理を行う。このため、送信装置は、受信装置において誤る可能性が高い部分のみの符号化率を低くして、受信装置における誤り訂正復号の精度を向上することができ、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。また、受信装置から送信装置へのフィードバックが所定の期間ごとになるため、送信装置へフィードバックされる情報量を削減することができる。

なお、本実施の形態においては、パンクチャパターン生成部４０２は、パンクチャ単位に含まれる冗長ビットそれぞれを送信装置において削除するか否かを示すパンクチャパターンを生成するものとして説明したが、送信装置および受信装置があらかじめ複数のパンクチャパターンを記憶しておき、パンクチャパターン生成部４０２は、シンボル位置ごとの尤度の判断結果から最も適したパンクチャパターンを指定する識別子のみを多重部２１０へ出力するようにしても良い。これにより、送信装置へフィードバックされる情報量をさらに削減することができる。

本発明の第１の態様に係る送信装置は、自装置から送信済みのビット列のうち受信装置における尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を取得する取得手段と、前記尤度が所定レベルより低いビット区間のビットを当該ビット区間以外のビットより多く再送する送信手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、受信装置における尤度が所定レベルより低いビット区間ほど多くのビットを再送するため、受信装置において誤る可能性が高い信号区間のみを再送したり、受信装置において誤る可能性が高い信号区間の符号化率を低くして再送したりすることができる。結果として、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明の第２の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、前記ビット列に含まれる各ビットの尤度の高低を示す部分尤度情報を取得する構成を採る。

この構成によれば、各ビットの尤度の高低を示す部分尤度情報を取得するため、尤度が低いビット区間の符号化率を低くする一方、尤度が高いビット区間の符号化率を高くすることができ、信号区間全体の符号化率を一定に保ったまま誤り訂正復号の精度を向上することができる。

本発明の第３の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、前記ビット列に含まれる冗長ビットのうち、前記尤度が所定レベルより低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンを取得する構成を採る。

この構成によれば、尤度が低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンを取得するため、送信装置においてパンクチャ以外の処理を行うことなく尤度が低い区間の符号化率を低くすることができる。また、受信装置における尤度の高低の情報を加工してパンクチャパターンを生成することになるため、受信装置において所定の期間ごとにパンクチャパターンを生成するようにすれば、送信装置へフィードバックされる情報量を削減することができる。

本発明の第４の態様に係る送信装置は、上記第３の態様において、前記取得手段は、自装置および前記受信装置にあらかじめ保持されている複数のパンクチャパターンのうち、前記ビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンに対応する識別子を取得する構成を採る。

この構成によれば、複数のパンクチャパターンのうち尤度が低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンの識別子を取得するため、受信装置は、パンクチャパターンの識別子のみをフィードバックすれば良く、送信装置へフィードバックされる情報量をさらに削減することができる。

本発明の第５の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記送信手段は、前記ビット区間のみを選択して再送する構成を採る。

この構成によれば、尤度が低いビット区間のみを選択して再送するため、誤る可能性が高い部分のみを再送することになり、再送データの冗長性を最小限に抑制することができる。

本発明の第６の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記送信手段は、前記ビット区間の符号化率を当該ビット区間以外の符号化率より低くして再送する構成を採る。

この構成によれば、尤度が低いビット区間ほど符号化率を低くして再送するため、誤る可能性が高い部分の冗長ビットをあまり削除せずに再送することになり、受信装置における誤り訂正復号の精度を向上することができる。

本発明の第７の態様に係る送信装置は、上記第１の態様において、前記受信装置から前記ビット列の再送が要求されているか否かを判定する判定手段、をさらに有し、前記取得手段は、再送が要求されている場合にのみ前記ビット区間に関する情報を取得する構成を採る。

この構成によれば、再送が要求されている場合にのみ尤度が低いビット区間に関する情報を取得するため、再送が要求されていない場合に無駄な処理を行わず、消費電力を削減することができる。

本発明の第８の態様に係る受信装置は、送信装置から送信されたビット列を含む信号を受信する受信手段と、前記ビット列に含まれる各ビットに対応する尤度値を算出する算出手段と、算出された尤度値から尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を生成する生成手段と、生成された情報を前記送信装置へフィードバックするフィードバック手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、受信信号の尤度値を算出し、尤度が所定レベルより低いビット区間の情報を送信装置へフィードバックするため、送信装置は、誤る可能性が高い信号区間のみを再送したり、誤る可能性が高い信号区間の符号化率を低くして再送したりすることができる。結果として、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明の第９の態様に係る受信装置は、上記第８の態様において、前記生成手段は、前記ビット列に含まれる各ビットの尤度の高低を示す部分尤度情報を生成する構成を採る。

この構成によれば、各ビットの尤度の高低を示す部分尤度情報を生成するため、送信装置は、尤度が低いビット区間の符号化率を低くする一方、尤度が高いビット区間の符号化率を高くすることができ、信号区間全体の符号化率を一定に保ったまま誤り訂正復号の精度を向上することができる。

本発明の第１０の態様に係る受信装置は、上記第８の態様において、前記生成手段は、前記ビット列に含まれる冗長ビットのうち、前記尤度が所定レベルより低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンの情報を生成する構成を採る。

この構成によれば、尤度が低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンの情報を生成するため、送信装置は、パンクチャ以外の処理を行うことなく尤度が低い区間の符号化率を低くすることができる。また、受信装置における尤度の高低の情報を加工してパンクチャパターンを生成することになるため、例えば所定の期間ごとにパンクチャパターンを生成するようにすれば、送信装置へフィードバックする情報量を削減することができる。

本発明の第１１の態様に係る受信装置は、上記第８の態様において、前記生成手段は、自装置および前記送信装置にあらかじめ保持されている複数のパンクチャパターンのうち、前記ビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンに対応する識別子の情報を生成する構成を採る。

この構成によれば、複数のパンクチャパターンのうち尤度が低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンの識別子の情報を生成するため、パンクチャパターンの識別子のみをフィードバックすれば良く、送信装置へフィードバックする情報量をさらに削減することができる。

本発明の第１２の態様に係る受信装置は、上記第８の態様において、前記ビット列における誤りを検出する検出手段、をさらに有し、前記生成手段は、誤りが検出された場合にのみ前記ビット区間に関する情報を生成する構成を採る。

この構成によれば、誤りが検出された場合にのみ尤度が低いビット区間に関する情報を生成するため、誤りが検出されなかった場合に無駄な処理を行わず、消費電力を削減することができる。

本発明の第１３の態様に係るデータ再送方法は、送信装置から受信装置へ再送を行うデータ再送方法であって、前記受信装置が前記送信装置から送信されたビット列に含まれる各ビットに対応する尤度値を算出するステップと、算出された尤度値から尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を生成するステップと、生成された情報を前記受信装置から前記送信装置へフィードバックするステップと、前記送信装置が前記情報に応じて前記ビット区間のビットを当該ビット区間以外のビットより多く再送するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、受信装置が受信信号の尤度値を算出し、尤度が所定レベルより低いビット区間の情報を送信装置へフィードバックし、送信装置が尤度が所定レベルより低いビット区間ほど多くのビットを再送する。このため、送信装置は、受信装置において誤る可能性が高い信号区間のみを再送したり、受信装置において誤る可能性が高い信号区間の符号化率を低くして再送したりすることができる。結果として、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができる。

本発明の送信装置、受信装置、およびデータ再送方法は、再送データの冗長性を増大させることなく、システム全体のスループットをより向上させることができ、例えば受信側において復号前に対数尤度が算出される通信システムに適用される送信装置、受信装置、およびデータ再送方法として有用である。

本発明の実施の形態１に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る受信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る部分尤度情報の一例を示す図 実施の形態１に係る他の送信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る他の受信装置の要部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る送信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態３に係る受信装置の要部構成を示すブロック図

符号の説明

１０１ 符号化部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ パンクチャ部
１０３ インタリーバ
１０４ 変調部
１０５ バッファ
１０６ 送信部分選択部
１０７、２１１ 送信ＲＦ部
１０８、２０１ 受信ＲＦ部
１０９ 再送要求判定部
１１０ 部分尤度情報取得部
２０２ 復調部
２０３ 尤度値算出部
２０４ デインタリーバ
２０５ 尤度バッファ
２０６ 復号部
２０７ 誤り検出部
２０８ 再送要求信号生成部
２０９ 部分尤度情報生成部
２１０ 多重部
４０１ パンクチャパターン取得部
４０２ パンクチャパターン生成部

Claims (13)

1. 自装置から送信済みのビット列のうち受信装置における尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を取得する取得手段と、
   前記尤度が所定レベルより低いビット区間のビットを当該ビット区間以外のビットより多く再送する送信手段と、
   を有することを特徴とする送信装置。
2. 前記取得手段は、
   前記ビット列に含まれる各ビットの尤度の高低を示す部分尤度情報を取得することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
3. 前記取得手段は、
   前記ビット列に含まれる冗長ビットのうち、前記尤度が所定レベルより低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンを取得することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
4. 前記取得手段は、
   自装置および前記受信装置にあらかじめ保持されている複数のパンクチャパターンのうち、前記ビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンに対応する識別子を取得することを特徴とする請求項３記載の送信装置。
5. 前記送信手段は、
   前記ビット区間のみを選択して再送することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
6. 前記送信手段は、
   前記ビット区間の符号化率を当該ビット区間以外の符号化率より低くして再送することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
7. 前記受信装置から前記ビット列の再送が要求されているか否かを判定する判定手段、をさらに有し、
   前記取得手段は、
   再送が要求されている場合にのみ前記ビット区間に関する情報を取得することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
8. 送信装置から送信されたビット列を含む信号を受信する受信手段と、
   前記ビット列に含まれる各ビットに対応する尤度値を算出する算出手段と、
   算出された尤度値から尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を生成する生成手段と、
   生成された情報を前記送信装置へフィードバックするフィードバック手段と、
   を有することを特徴とする受信装置。
9. 前記生成手段は、
   前記ビット列に含まれる各ビットの尤度の高低を示す部分尤度情報を生成することを特徴とする請求項８記載の受信装置。
10. 前記生成手段は、
    前記ビット列に含まれる冗長ビットのうち、前記尤度が所定レベルより低いビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンの情報を生成することを特徴とする請求項８記載の受信装置。
11. 前記生成手段は、
    自装置および前記送信装置にあらかじめ保持されている複数のパンクチャパターンのうち、前記ビット区間の冗長ビットをパンクチャすることを示すパンクチャパターンに対応する識別子の情報を生成することを特徴とする請求項８記載の受信装置。
12. 前記ビット列における誤りを検出する検出手段、をさらに有し、
    前記生成手段は、
    誤りが検出された場合にのみ前記ビット区間に関する情報を生成することを特徴とする請求項８記載の受信装置。
13. 送信装置から受信装置へ再送を行うデータ再送方法であって、
    前記受信装置が前記送信装置から送信されたビット列に含まれる各ビットに対応する尤度値を算出するステップと、
    算出された尤度値から尤度が所定レベルより低いビット区間に関する情報を生成するステップと、
    生成された情報を前記受信装置から前記送信装置へフィードバックするステップと、
    前記送信装置が前記情報に応じて前記ビット区間のビットを当該ビット区間以外のビットより多く再送するステップと、
    を有することを特徴とするデータ再送方法。

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