JP2007181201A - 一連のパケットを送受信するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャネルの割当てがビジー信号ベースである場合、最後のパケットが正しく受信されないときにそれを再送信するための改良された送信用の装置及び方法、並びに改良された受信用の装置及び方法を提供する。
【解決手段】 一連のパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を受信して、このパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の受信が成功したかどうかを確認するための受信機（１１０）と、パケット（Ｐ１、Ｐ２）の受信が成功し、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置を有する場合と、パケット（Ｐ３）がうまく受信されず、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置とは異なる第２の位置を有する場合とにおいて、ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を送信するように動作する、ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を送信するためのビジー信号送信機（１２０）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時分割多重接続／時分割二重化）及び／又はＯＦＤＭ／ＴＤＤ（直交周波数分割多重化）ベースのネットワークに対する携帯電話及び特別なマルチホップ（multi-hop）無線ネットワークの分野に関すると共に、多数のユーザがアクセスするための動的なチャネル割当て及び媒体アクセス制御（medium access control）（ＭＡＣ）に関する。

ＯＦＤＭは、スペクトル拡散技術とは異なり、ＯＦＤＭを多数のセル環境（cell environment）の中で使用できるようにして、完全に周波数又はサブチャネルを再利用できるようにする干渉抵抗機構（interference resistance mechanism）を有していない。このため、同一チャネル干渉（ＣＣＩ）に効果的に対処するための知的なチャネル再利用スキームの問題が未解決の問題である。更に、アドホック又はマルチホップのネットワークでは、中央無線リソース管理制御（central radio resource management control）の不足により、さらなる混乱がもたらされている。

ビジーバースト（Busy-Burst）時分割多重接続（ＢＢ−ＴＤＭＡ）は、「ビジーバースト」放送通信プロトコルであり、ＴＤＤの特性すなわちチャネルの相互依存性を利用して、効率的な干渉管理を支援している。ＢＢ−ＴＤＭＡについては、例えば、非特許文献１及び特許文献１の中でより詳細に説明されている。現在データを受信しているノードは、ビジーバーストを同報通信（broadcast）して、送信からの潜在的な干渉を防止している。ビジーバーストは、全てのスロットに対して１つのミニスロットを設ける、時間フレーム構造（time-frame structure）の一部を占めるミニスロットにおける同報通信である。このため、全ての送信機は、ミニスロットを「リスン（listen）」して、計画通り又は他のユーザに対して著しい干渉を引き起こさずに、送信することが可能かどうかを判断する必要がある。

無線リンクに対してサービス品質（ＱｏＳ）の支援を可能にするためには、自動リピート要求（ＡＲＱ：Automatic Repeat Request）方式は強力なツールである。最悪のシナリオに対して設計されたコーディング及び変調フォーマットを選択する代わりに、受信機は、正しく復号化することができないパケットに対して再送信を要求するようになっている。自動リピート要求プロトコル（Automatic Repeat Request protocol）が動作することに対する本質的な要件は、パケットが正しく受信されたか（肯定応答すなわちＡＣＫ）又は正しく受信されないか（否定応答すなわちＮＡＣＫ）についての受信機からのフィードバック情報があることである。

ビジーバースト時分割多重接続に関する従来技術の解決策では、パケットの受信が成功した場合と、送信が予定されている連続したパケットがある場合とにおいて、受信機は、専用のミニスロット（mini-slot）でビジーバーストを送信するようになっている。ビジーバーストが同報通信（broadcast）である場合は、パケットの受信が成功したことを送信機は知ることになる。この目的を達するために、ビジーバーストは、送信機にこの特定の時間スロット（time slot）上でパケットの受信が成功したかどうかを知らせる暗黙的な肯定応答（implicit acknowledgement）としての役目を果たす。他方においては、送信されたパケットが最後のパケットである場合は、すなわち送信が予定されているデータがこれ以上ない、すなわちこの特定の時間スロットに対して送信が予定されているデータがない場合は、受信機は、パケットの受信が成功したことを認識しないであろう。このことは事実上、肯定応答に対するこれ以上の支援がプロトコルの中で行われない場合は、送信機は最後のパケットのステータスについて認識ができないことを意味している。

図７は、具体例としてのビジーバースト時分割多重接続のフローチャートを示している。ビジーバースト時分割多重接続（ＢＢ−ＴＤＭＡ）では、データが送信されない場合は、送信機は待機の状態（Ｓ１）にある。ユーザが送信するデータを有し、かつ競合モード（contention mode）にある場合は（Ｓ２）、送信は、ランダムで、予定としてはＴＤＭＡのフレームで行われるようにスケジュールされている。ユーザすなわち送信機は、競合スロット（contention slot）内で送信しようと試みる場合は競合モードにあり、予約スロット（reserved slot）内で送信する場合は予約モード（reservation mode）にある。この前述したフレームの中で、送信機は、利用可能な競合スロットを選択する（Ｓ３）。これは、先行するフレーム内のスロットの衝突−信号ミニスロット（conflict-signaling mini-slot）の中でビジートーン（busy-tone）を検出しないことによって決定される。送信が容認できない干渉、すなわち機能休止の中で受け取られる場合（Ｓ５）、又は送信が機能休止することなく受信されるが、送信機が次のＴＤＭＡフレームで送信を継続するつもりがないことを示す場合（Ｓ１０）は、対象となる受信機は、現在のフレーム内の関連するミニスロットの中でビジーバーストを同報通信しない。送信機が次のフレームで送信を継続するつもりであるが、ビジーバースト信号（busy-burst signal）を検出しない場合（Ｓ５）は、送信機は機能休止が起こっていることを正確に予測し、また次のフレーム内の競合スロットの中で送信の予定を組み直す（Ｓ３）。他方においては、送信機が次のフレームの中で送信を継続するつもりであり、対象となる受信機からビジーバースト信号を検出する場合（Ｓ７）は、送信機は次のフレーム内の予約スロットの中で次のパケットを送ることによって送信を継続する。

図８は具体例としてのシナリオを示しており、この図では、送信機Ｔ１がデータＤ１を対象となるすなわち目標の受信機Ｒ１に送信しようとしており、また受信機Ｒ１の近傍に配置された第２の送信機Ｔ２がデータＤ２を第２の受信機Ｒ２に送信しようとしている。利用可能な競合スロットを確定するために、送信機Ｔ１は、第２の受信機Ｒ２のビジー信号ＢＳ２２又は他の受信機のそれぞれのビジー信号を評価し、それぞれのミニスロットの中でビジー信号を検出しない場合は、データＤ１を受信機Ｒ１に送信するための時間スロットのみを選択する。しかしながら、送信機Ｔ１がデータＤ１を受信機Ｒ１に送信するために或るスロットを選択し、同時に第２の送信機Ｔ２がデータＤ２を第２の受信機Ｒ２に送信するために同じスロットを選択する可能性がある。その理由は、第２の送信機Ｔ２が、送信機Ｔ１のビジートーンＢＳ１１、又はこの時間スロットに対する他の受信機からの個別のビジートーンを検出しなかったためである。

このことは、例えば、両方の送信機Ｔ１，Ｔ２が競合モードにあり、先行するフレーム内では送信しなかったが、後続のフレーム内でデータ送信に対して両方とも同じ時間スロットを選択する場合には、起こる可能性がある。

この場合は、同じ時間スロットを使用する第２の送信機Ｔ２によって引き起こされた干渉Ｉ１２が、受信機Ｒ１がデータＤ１を正しく受信することを妨害する可能性がある。この事例では、受信機Ｒ１はビジー信号ＢＳ１１を送信機Ｔ１に送らず、またこの特定の時間スロットは競合モードのままである。受信機Ｒ１がデータＤ１を正しく受信した場合は、受信機Ｒ１は、成功した送信に使用された特定の時間スロットのそれぞれのミニスロット上でビジー信号ＢＳ１１を送り、そして送信機Ｔ１から受信機Ｒ１に送られる後続のデータのために、この時間スロットを確保するようになっている。

図９は、受信機Ｒ１と送信機Ｔ１と第２の送信機Ｔ２とを含む図８で説明したような例示的なシナリオに関して、ＢＢ−ＴＤＭＡの原理を説明している。図９は、ＴＤＭＡフレームＦ１〜Ｆ４を示しており、それぞれのＴＤＭＡフレームが３つの時間スロットＴＳ１〜ＴＳ３と、３つのミニ時間スロット（mini-time-slot）ＭＳ１〜ＭＳ３とを有している。ここで、ミニ時間スロットＭＳ１は、ビジートーンを対応する時間スロットＴＳ１などに転送する。

第１の実施例では、送信機Ｔ１は、３つのデータパケットＰ１〜Ｐ３を受信機Ｒ１に送信しようとしている。このため、送信機Ｔ１は、第１のパケットＰ１を第１のフレームＦ１内の第３の時間スロットＴＳ３の中で送信する。受信機Ｒ１は、この第１のパケットＰ１を正しく受信し、更なるデータが送信されると、ビジートーンを第１のフレームＦ１の第３のミニ時間スロットＭＳ３の中で送信する。

送信機Ｔ１が第３の時間スロットＴＳ３に関するビジー信号を検出すると、送信機Ｔ１は第２のフレームＦ２の中で第２のパケットＰ２を送信するために、こうして確保された第３の時間スロットＴＳ３を使用する。第２の送信機Ｔ２も第２のフレームＦ２の第３の時間スロットＴＳ３上でパケットを送信するため、受信機Ｒ１では干渉が発生して、受信機Ｒ１が送信機Ｔ１の第２のデータパケットＰ２を正しく受信することが妨害される。このため、受信機Ｒ１は第２のフレームＦ２の第３のミニスロットＭＳ３の中でビジー信号を送信せず、暗黙の否定応答（ＮＡＣＫ）信号を送信機Ｔ１に送信する。送信機Ｔ１はビジー信号ＢＳ１１を受信しないので、送信機Ｔ１は競合モード（図７のＳ３）に変化して、利用できる競合スロットを探す。この場合、送信機Ｔ１は第３のフレームＦ３の第１の時間スロットＴＳ１を選択して、第２のパケットＰ２を再送信する。受信機Ｒ１はこの第２のパケットＰ２を正しく受け取り、第３のフレームＦ３の第１のミニスロットＭＳ１の中でビジー信号を送信し、これにより暗黙の肯定応答信号を送信機Ｔ１に送信して、次の第３のパケットＰ３のために第１の時間スロットＴＳ１を確保する。その結果、送信機Ｔ１は、確保した時間スロットＴＳ１を用いて第３のパケットＰ３を再度送信することによって、送信を続ける（図７のＳ８）。受信機Ｒ１は第３のパケットＰ３を正しく受信するが、第３のパケットＰ３は送信する最後のパケットであるため、受信機Ｒ１は第１のミニスロットＭＳ１の中でビジー信号を送信しない。

第２のシナリオでは、送信機Ｔ１は、３つのパケットＰ１’〜Ｐ３’を受信機Ｒ１に送信しようとしている。図９に示しているように、第２の時間スロットＴＳ２で送られた最初の２つのパケットＰ１’及びＰ２’は、受信機Ｒ１によって正しく受信される。このため、受信機Ｒ１は、第２のミニスロットＭＳ２上でビジー信号を送ることによって、データパケットＰ１’及びＰ２’を正しく受け取ったことを通知する。第３のフレームＦ３の間に、送信機Ｔ１だけでなく第２の送信機Ｔ２も、時間スロットＴＳ２上でパケットを送信する。第２の送信機Ｔ２によって引き起こされた干渉のために、受信機Ｒ１は送信機Ｔ１の第３の最後のパケットＰ３’を正しく受信できない。第３のパケットＰ３’は最後のパケットであるが、送信機Ｔ１が暗黙の肯定応答としてのビジー信号を期待できないため、最後のパケットＰ３’が正しく受信されていないことを認識できない。

図９で説明したようなシナリオは、例えば第２の送信機Ｔ２が受信機Ｒ１に向かって移動しているときに、送信機Ｔ１と同じ時間スロットを選択するときに発生することがある。その理由は、その時点において、第２の送信機Ｔ２が受信機Ｒ１からのビジー信号を検出しなかったためである。このシナリオに対する別の理由は、受信機Ｒ１と第２の送信機Ｔ２との間の送信特性が、例えば多重チャネル伝搬（multi-channel propagation）により時間と共に変化して、第２の送信機Ｔ２が前のフレームで受信機Ｒ１のビジー信号を同様に検出しなかったことである。

図９に基づいて説明されているように、暗黙の肯定応答は、送信する最後のパケットには機能しない。このため、図７〜図９に基づいて説明されている従来のＢＢ−ＴＤＭＡシステムには、最後のパケットが受信機によって正しく受信されたかどうかを送信機が知らないこと、また最後のパケットの正しい送信を確実にするような解決策が提供されていないという欠点がある。
P. Omiyi，H. Haas著，「Improving Time-Slot Allocation in 4th Generation OFDM/TDMA TDD Radio Access Networks with Innovative Channel-Sensing」、Proceedings of the International Conference on Communications ICC'041，第６巻、パリ、フランス、ＩＥＥＥ、２００４年６月２０〜２４日、ページ３１３３〜３１３７ P. Omiyi，H. Haas，「Communications network using reservation indicator」，ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１１８４０，優先日２００３年１０月２４日

本発明の目的は、チャネルの割当てがビジー信号ベースである場合、最後のパケットが正しく受信されないときにそれを再送信するための改良された送信用の装置及び方法、並びに改良された受信用の装置及び方法を提供することである。

この目的は、請求項１による受信用の装置、請求項６による送信用の装置、請求項１０による受信するための方法、請求項１１による送信するための方法、及び請求項１２によるコンピュータプログラムによって実現される。

本発明は、一連のパケットを受信する装置を提供する。この装置は、一連のパケットを受信して、パケットの受信が成功したかどうかを確認する受信機と、ビジー信号を送信するビジー信号送信機とを備えており、このビジー信号送信機は、パケットの受信が成功し、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置を有する場合と、パケットがうまく受信されなくて、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置とは異なる第２の位置を有する場合とにおいて、ビジー信号を送信するように動作するものである。

更に、本発明は、一連のパケットを送信する装置を提供するものであり、この装置は、ビジー信号を受信して、ビジー信号が送信されたかどうかを確認するビジー信号受信機と、パケットの配列の中で第１又は第２の位置を有するパケットを送信する送信機とを備えており、この場合、第２の位置は第１の位置とは異なり、また送信機は、ビジー信号が受信され、且つ第１の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信された場合は、第２の位置を有するパケットを送信するように動作し、又は、ビジー信号が受信され、且つ第２の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信された場合は、第２の位置を有するパケットを再送信するように動作するものである。

更に、本発明は、一連のパケットを受信するための方法を提供するものであり、この方法は、一連のパケットを受信して、このパケットの受信が成功したかどうかを確認するステップと、ビジー信号を送信するステップとを含んでおり、ここで、パケットの受信が成功し、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置を有する場合と、パケットがうまく受信されなくて、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置とは異なる第２の位置を有する場合とにおいて、ビジー信号が送信される。

更に、本発明は、パケットの順序を送信するための方法を提供するものであり、この方法は、ビジー信号を受信して、ビジー信号が送信されたかどうかを確認するステップと、パケットの配列の中で第１又は第２の位置を有するパケットを送信するステップとを含んでおり、ここで、第２の位置は第１の位置とは異なり、またビジーが受信され、且つ第１の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信された場合は、第２の位置を有するパケットが送信され、ビジーが受信され、且つ第２の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信された場合は、第２の位置を有するパケットが再送信される。

更に、本発明は、プログラムがコンピュータ上で動作する際に、本発明の方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムを提供する。

本発明は、送信用の装置及び受信用の装置の双方が、パケットの配列の中で最後のパケットが送信されたことを認識している場合は、同じビジー信号を最後のパケットの受信がうまく行かない場合に使用して、最後のパケットを再送信することを要求することができるという研究成果に基づいている。これにより、最後のパケットを容易に正しく送信することができる。

上述した発明は、パケットの位置が受信用の装置及び送信用の装置に対して知られているどのようなパケットに対しても可能である。このため、以下に説明する実施形態は、最後のパケットの特徴的な処理を含んでいるが、これらの実施形態は、前述した実施例では一連のパケットの中で最初のパケットから最後から２番目のまでのパケットに対応する第１の位置を有するパケットと、前述した実施例ではパケットの配列の中で最後のパケットに対応する第２の位置を有するパケットとの間を区別するために有用な他の基準に対しても適用することができる。

本発明の好ましい実施形態では、送信されたパケットが最後のパケットである場合において、動的な自己組織型のチャネル割当て（dynamic self-organizing channel allocation）に対するＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルは、肯定応答が可能なように拡張されている。下記の説明はＴＤＭＡシステムに限定されるが、動的なサブチャネル割当て（dynamic sub-channel allocation）を用いるＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重接続）への拡張は、２００５年９月１３日に出願されたH. Haas、V. D. Nguyen、P. Omiyi及びG. Auerによる「Dynamic Sub-Channel Allocation in Cellular Multiuser OFDM/TDD」という名称の特許出願の中で説明されているように容易である。

更に、本発明はＴＤＤと共に使用できるだけでなく、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割二重化）、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多重接続）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：コード分割多重接続）、ＯＦＤＭ、及び後で説明するようなチャネル及び／又はサブチャネル割当てを有するシステムと共に使用できる。

更に、本発明の好ましい実施形態では、第２の位置を有する送信されたパケットは、進行中の送信すなわちパケットシーケンスの中では最後のパケットである。本発明の送信機は、本発明の受信用の装置に対して例えばＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルに基づいて、予定されたパケットが最後のパケットであるかどうかを通知する必要がある。このことは、本発明の送信用の装置及び本発明の受信用の装置の両方が、例えばキュー（queue）内のパケット数を知っていることを意味する。ビジー信号プロトコルに対する本発明の変形例は、最後のパケットに対して肯定応答を確立するための簡単であるが効果的な方法を提供する。

従来のビジー信号システム、例えばＢＢ−ＴＤＭＡでは、現在のパケットがパケットの列又はパケットの配列において最後である場合は、ビジー信号は送信されないが、本発明の受信用の装置は、パケットが正しく復号化されなかったときは、ビジー信号を送信するようになっている。このビジー信号はこの場合は、本発明の送信用の装置に対する指示器であり、すなわちパケットのキュー内の最後のパケットを再送信するための指示器である。この指示器は、自動再送要求（ＡＲＱ）方式を効果的に実行する。そのため、送信されたパケットが、パケットの受信が成功した後に次のパケットに対する予約としてビジー信号が機能するような、最後のパケットではない場合とは異なり、ビジー信号が機能休止の後に送信されて、送信用の装置に対して最後のパケットを再送するように促す。潜在的な干渉者に対して、ビジー信号は、時間スロットがいずれの場合にも使用され、したがって、スロット予約の主な目的を果たしていることを示している。

最後のパケットの再送信を要求する可能性がこのように欠けていることは、全体の通信が１つのパケットしか含まない場合は特に不都合である。この場合、この唯一のパケットが正しく受信されない場合は、完全な通信は失敗に終わる。

ビジー信号を送信することによる暗黙の肯定応答が、現在のパケットがキューの中で最後のパケットでない場合のみ実行が可能であるような従来のビジー信号システム、例えば従来のＢＢ−ＴＤＭＡシステムの限界は、何らかの付加的な信号のオーバーヘッド又は計算の複雑性を増加させることなく、効果的に克服することができる。実際に、例えば従来のＢＢ−ＴＤＭＡでは最後のパケットが他のパケットに対して不利益を被るが、好ましい実施形態では、それは本発明の解決策により恩恵が与えられる。その理由は、パケットの配列の中で第２の位置を有するパケット、例えば最後のパケットに対してのみ再送信が予約され、他のパケットに対しては送信機が競合モードに戻るためであり、このことは、他の潜在的な送信者も次の時間スロットにおいて競合することが許容されることを意味するからである。

本発明の好ましい実施形態が、以下の図面に関連して詳細に説明される。

図１は、受信機１１０と、ビジー信号送信機１２０と、アンテナ１３０とを備える本発明の受信用の装置ＡＲの実施形態を示している。一連のパケットには、例えば３つのパケット、すなわち第１のパケットＰ１と、第２のパケットＰ２と、第３の最後のパケットＰ３とが含まれている。受信機１１０はアンテナ１３０を経由して一連のパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３を受信して、パケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３の受信が成功したがどうかを確認する。パケットの受信が成功して、且つパケットがパケットの配列の中で第１の位置を有する場合と、パケットがうまく受信されず、且つパケットが第１の位置とは異なる第２の位置を有する場合とにおいて、ビジー信号送信機１２０は、それぞれ第１、第２又は第３のビジー信号ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３をアンテナ１３０を経由して送信するように動作する。

好ましい実施形態では、パケットの配列の中の第１の位置は、パケットの配列の中の第１の位置から最後から２番目の位置までのいずれかの位置、言い換えると、パケットの配列の中の最後の位置ではない任意の位置である。それに対応して、好ましい実施形態では、第２の位置は最後の位置、又は言い換えると、第２の位置を有するパケットは、パケットの配列の中の最後のパケットである。このため、図１による好ましい実施形態では、第１及び第２のパケットＰ１、Ｐ２は第１の位置を有し、第３のパケットＰ３はパケットの配列の中の第２の位置を有している。

パケットが例えば最後のパケットであるかどうかに関する情報は、種々の方法で転送することができる。好ましい実施形態では、送信用の装置ＡＴが、送信時に１ビットのフィールドを用いて受信用の装置ＡＲに通知する。このため、受信機１１０は、パケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３の受信が成功したがどうかを確認するだけでなく、この１ビットのフィールドを評価して、２進信号１４０をビジー信号送信機１２０に出力する。この場合、例えば「１」は、個別のビジー信号を送ることを示し、「０」はビジー信号を送らないと定義する。

別の実施形態では、受信機は、この時間スロットで送信されるパケットの配列の長さを表す長さインジケータ（length indicator）を受信し、パケットの配列の中で別のパケットの受信が成功するたびに、受信機１１０はこの値を減少させる。このため、受信用の装置ＡＲは、受信したパケットが最後のパケットであるかどうかについても知ることになる。

本発明の受信用の装置に関する別の実施形態では、ビジー信号送信機１２０は、パッケージが信号１４０を経由して受信が成功したがどうかに関する情報を受信して、ビジー信号を送信すべきかどうかを自身で決定することができる。

例えば、復号化及びエラー訂正の後で、有効な記号が検出されると、又は換言するとパケットが適切に復号化されると、パケットは正しく又は首尾良く受信されていると見なされる。

図２は、ビジー信号受信機２１０と、送信機２２０と、アンテナ２３０とを備える本発明の送信用の装置ＡＴの実施形態を示している。ここで、ビジー信号受信機２１０及び送信機２２０は、アンテナ２３０に接続されている。ビジー信号受信機２１０は、例えばミニ時間スロットの中でＢＢ−ＴＤＭＡシステムに対するビジー信号として、ビジー信号ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３を受信するようになっている。パケットの配列の中で第１又は第２の位置を有するパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３を送信するための送信機２２０は、ビジー信号が受信されて、第１の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信された場合は、アンテナ２３０を経由して第２の位置を有するパケットを送信するように動作し、ビジー信号が受信されて、第２の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信された場合は、第２の位置を有するパケットを再送信するように動作する。

ビジー信号受信機２１０は、どのビジー信号をビジー信号受信機２１０が受信したか、又は言い換えると、どの時間スロット、すなわち通信チャネルに対して該当するビジー信号が検出されたかに関する信号２４０を送信機２２０に出力する。予約モードにおいては、これらのチャネルに対するビジー信号のみが対象になっている。これらは、送信機２２０によって先行する時間間隔の中でデータを送信するために使用されるものであり、すなわち、これらのチャネルに対しては、送信用の装置ＡＴが、対象となる受信機からの「肯定応答」又は「否定応答」信号を期待している。競合モードでは、ビジー信号受信機２１０は、別のチャネルのビジー信号を確認して競合スロット又は競合チャネルを決定する。この場合、これらの競合チャネルは、先行する時間間隔の中で送信機２２０によって使用されていないチャネルとすることができるが、ビジー信号受信機２１０が対象となる送信機から該当するビジー信号を受信していないということがなければ、これらの競合チャネルは、先行する時間間隔の中で送信機２２０によって使用されているチャネルとすることもできる。好ましい実施形態では、送信機２２０は、先行する送信間隔の中で使用されていない競合スロット又はチャネルを選択する。その理由は、対象となる受信機からのビジー信号がない場合は、対象となる受信機での干渉又は衝突を想定する必要があるためである。

或る実施形態では、送信機２２０は、例えば第１のパケットを用いて受信用の装置ＡＲに対して、パケットの配列の長さ又は送るべき残りのパケットの数に関する情報を送信する。ビジー信号受信機２１０が、対象となる受信用の装置ＡＲからビジー信号を受信しない場合は、送信機２２０は競合スロットを選択して、受信用の装置ＡＲにおいて受信が成功しなかったパケットを再送信し、且つ、このパケットと一緒にこの選択されたチャネルから送信すべき残りのパケットに関する更新された情報を送信する。

図３は、一連のパケットを受信する本発明による方法の実施形態のフローチャートを記載しており、一連のパケットを受信するステップＳ３１と、パケットの受信が成功したかどうかを確認するステップＳ３２とを含んでいる。パケットの受信が成功した場合は、この受信するための方法には、受信されたパケットが第１の位置を有しているかどうかを確認して、パケットが第１の位置を有している場合はビジー信号を送信するステップＳ３３が含まれる。パケットの受信が成功しなかった場合は、受信するための方法には、パケットがパケットの配列の中で第２の位置を有しているかどうかを確認して、パケットが第２の位置を有している場合はビジー信号を送信するステップＳ３４が含まれる。

図４は、一連のパケットを送信する方法の実施形態のフローチャートを示しており、ビジー信号を受信するステップＳ４１と、パケットの配列の中で第２の位置を有するパケットが先行する送信間隔の中で送信されたかどうかを確認するステップＳ４２とを含む。先行する送信間隔の中で第２の位置を有するパケット以外の異なるパケットが送信された場合には、パケットの配列の中の次のパケット、又はパケットの配列の中で次の位置を有するパケットを送信するステップＳ４３が実行される。先行する送信間隔の中で送信されたパケットが最後から２番目のパケットであるか、又はパケットの配列の中で第１の位置を有するパケットである場合は、このステップは、第２の位置を有するパケットを送信するステップを含む。第２の位置を有するパケットが先行する時間間隔の中で送信されている場合は、第２の位置のパケットが再送信される（ステップＳ４４）。

図５Ａは、本発明による方法又は言い換えると、修正されたＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルの好ましい実施形態のフローチャートを示している。図７に示している従来のＢＢ−ＴＤＭＡと異なるブロック又はステップは、強調表示されている。さらに、この方法の異なるステップを実行するエンティティ、すなわち受信用の装置ＡＲ及び送信用の装置ＡＴが、このプロトコルをより良く理解するためにフローチャートに加えられている。図７とは対照的に、受信用の装置は、これ以上の送信するためのデータが示されていないかどうか、又は言い換えると、最後のパケットが受信されたかどうか（ステップＳ４）、さらに最後のパケット（すなわち第２の位置を有するパケット）が正しく受信されたかどうか（ステップＳ９）を確認する。ここで、パケットが正しく受信された場合（Ｙ）のみ、受信用の装置はステップＳ１０に進む。このことは、受信用の装置ＡＲはビジー信号を送信しないで、送信用の装置ＡＴに最後のパケットが正しく受信されたことを通知することを意味する。最後のパケットが正しく受信されていない場合（Ｎ）は、受信用の装置ＡＲは予約モードのままであり、ステップＳ１１に進んで「否定応答」又は反復要求としてビジー信号を送信する。送信用の装置ＡＴは、受信用の装置ＡＲからビジー信号を受信すると、次のフレームの同じ時間スロットを用いて、最後のパケット（第２の位置を有するパケット）の送信（Ｔｘ）を繰り返す。このようにして、自動反復要求（ＡＲＱ）方式が、最後のパケット（第２の位置を有するパケット）に対して確立される。

言い換えると、図５Ａのプロトコルと図７のプロトコルとは、送信が終了するときの状態に関して異なっているだけであり、すなわち、図５Ａの終了するときのパケットは、パケットの配列のキューの中の最後のパケットである。この場合、受信用の装置ＡＲは、機能休止が発生して次の時間スロットを予約する場合は、ビジー信号を送信する。送信用の装置ＡＴも最後のパケットが送信されていることを知っているため、発生したその機能休止を適切に終結させることができ、次のスロット又は次のフレーム内の同じスロットでパケットを再送信する。これにより、何らかの付加的な信号なしで、すなわち「肯定応答」（ＡＣＫ）なしで、又は「否定応答」（ＮＡＣＫ）信号を交換する必要なく、選択的な反復ＡＲＱ方式が実行される。

実際に、ステップＳ１２はステップＳ８に類似しているが、それは両方の場合とも、先行する送信間隔で使用される時間スロットが、次のフレームで送信するために予約されるからである。ステップＳ８とステップＳ１２との間の相違は言うまでもなく、ステップＳ８ではパケットの配列の中の次のパケットが送信されるが、ステップＳ１２では、最後のパケットは再送信されることである。

図５Ｂは、図５Ａに示している本発明による方法のフローチャートに極めて類似した、本発明による方法の別の実施形態を示している。図５Ａと図５Ｂとの間の唯一の相違点は、ステップＳ１１の後で、送信用の装置ＡＴがビジー信号を受信すると、次のフレームで最後のパケットの送信を繰り返す（ステップＳ１３）ことと、競合モードに変化して送信を再計画する（Ｓ３）ことである。図５Ｂによる実施形態の利点は、図５Ａによる実施形態と比較すると、最後のパケットの再送信が成功する可能性が次のフレームの異なる時間スロットを用いることにより一層高くなることである。このことは、少なくとも２つの時間スロットが同じユーザによって占有される、又は少なくとも２つの時間スロットに対する受信機が同じ位置にある（これはアップリンク送信（uplink transmission）において起こる可能性がある）ことが必要である。受信機の位置が変えられた場合、使用中のスロットの保護は実行されない。その理由は、潜在的な干渉者はビジーバースト（busy burst）を検出できないため、送信することを計画するからである。他方においては、図５Ｂによる実施形態は図５Ａによる実施形態と比較すると、利用可能な競合スロットを探すために送信用の装置ＡＴにおいてより大きな処理能力を必要とする。さらに、図５Ｂによる実施形態は、次のフレームの中でビジー信号によって予約された時間スロットを「無駄にする」ことになる。それは、他の全ての送信用の装置が受信用の装置ＡＲのビジー信号のために、この時間スロットを使用しないためである。さらに、図５Ａによる本発明の実施形態では、送信用の装置ＡＴは、最後のパケット又は第２の位置を有するパケットの受信が成功しない場合（Ｓ９）のみ、同じ時間スロットを再利用（Ｓ１２）し、他のパケット又は第１の位置を有するパケットの受信が成功しない場合（Ｓ６）は、異なる時間スロットを使用するため（競合モード、Ｓ３）、再送信された最後のパケットを正しく受信する可能性を有する。

図６は、図８に類似した例示的なシナリオを示しており、この図では、送信用の装置ＡＴ１がパケットシーケンスのパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３を対象となる受信用の装置ＡＲ１に送信しようとしており、また受信用の装置ＡＲ１の近傍に配置された第２の送信用の装置ＡＴ２がデータを第２の受信用の装置ＡＲ２に送信しようとしている。

図６Ｂは、図６Ａに示した例示的なシナリオ及び図５Ａに示した本発明による方法、すなわち同じ時間スロットを用いて最後のパケットを再送信する方法の実施形態に基づいて本発明を説明するための図面を示している。

図６Ｂは、受信用の装置ＡＲ１と、送信用の装置ＡＴ１と、第２の送信用の装置ＡＴ２をと備える本発明のＢＢ−ＴＤＭＡの原理を示している。図６Ｂは、それぞれが３つの時間スロットＴＳ１〜ＴＳ３と、３つのミニ時間スロットＭＳ１〜ＭＳ３とを有する４つのＴＤＭＡフレームＦ１〜Ｆ４を示している。ここで、ミニ時間スロットＭＳ１は、ビジートーンを個別の時間スロットＴＳ１などに送信する。

送信用の装置ＡＴ１は、一連の３つのパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３を受信用の装置ＡＲ１に送信しようとしている。第１のフレームＦ１の中で、送信用の装置ＡＴ１は、第１のパケットＰ１を第２の時間スロットＴＳ２の中で送信し、受信用の装置ＡＲ１は、この第１のパケットＰ１を正しく受信し、個別の第１のビジー信号ＢＳ１をミニスロットＭＳ２の中で送信する。送信用の装置ＡＴ１は、予約モードにあり、第２のフレームＦ２内の同じ第２の時間スロットＴＳ２を再利用して第２のパケットＰ２を送信する。受信用の装置ＡＲ１は、この第２のパケットＰ２を再度正しく受信して、第２のビジー信号ＢＳ２をミニスロットＭＳ２の中で送信する。引き続き予約モードの中で、対象となる送信用の装置ＡＴ１は、第３のパケットＰ３を第３のフレームＦ３内の第２の時間スロットＴＳ２の中で送信する。受信用の装置ＡＲ１は、この時は、第２の送信用の装置ＡＴ２による第２の時間スロットＴＳ２上のパケットの並列送信によって引き起こされた干渉Ｉ１２のために、第３のパケットＰ３を正しく受信しない。第３のパケットＰ３は、最後のパケットであるため、受信用の装置ＡＲ１は、ミニスロットＭＳ２上でビジー信号ＢＳ３を送信して、送信用の装置ＡＴ１に最後のパケットＰ３の再送信を要求する。送信用の装置ＡＴ１は、第３のビジー信号ＢＳ３を受信して、これにより第４のフレーム内の同じ時間スロットＴＳ２の中で最後のパケットＰ３を再送信する。今回は、受信用の装置ＡＲ１は、最後のパケットＰ３を正しく受信して、ミニスロットＭＳ２上でビジー信号を送らずに正しく受信されたことを確認する。このようにして、パケットＰ１〜Ｐ３の配列全体の送信が確実に正しく行われた。

本発明は、例えば、ビジー信号を送信すべきかどうかを判断するために、受信用の装置が始めにデータが正しく受信されたかどうかを確認し、次に受信されたパケットが最後のパケットであるかどうかを確認することができるというような、図３及び図４に示したステップの順序に限定されないことは明らかである。

加えて、送信用の装置を全てのミニスロットの中において個別のビジー信号を常に確認するように適合させること、又は、送信用の装置が送信するために選択した時間スロットに割り当てられたミニスロットのみを確認するように動作させることができ、また、送信用の装置が全ての選択された時間スロットに対して個別のビジー信号を受信する限り、送信用の装置はそうすることを継続する。このような実施形態では、送信用の装置が少なくとも１つの時間スロットに対して個別のビジー信号を受信しない場合は、送信用の装置は競合モードに変化する。

パケットの数は２又は任意の他の正の整数Ｎとすることができる。一般的な場合はＮで定義され、ここでは例えば、Ｎ個のパケットの１つが第２の位置に対応する。

本発明は、前述した本発明による装置及び方法を変更する必要なく、わずか１つのパケットから構成するパケットの配列の送信及び受信を含むこともできる。この場合は、このパケットが第２の位置に対応する。

本発明はＴＤＭＡネットワークに限定されることはなく、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ、及びＯＦＤＭＡネットワークなどの他のネットワークにも適用が可能である。ＣＤＭＡの場合は、データコードが、データの時間スロット／サブキャリアの代わりに、又はそれに加えてデータ送信リソースとして使用される。ＦＤＭＡの場合は、データキャリアが、データの時間スロット／サブキャリアの代わりに、又はそれに加えてデータ送信リソースとして使用される。ＯＦＤＭＡの場合は、データ記号が、データの時間スロット／サブキャリアの代わりに、又はそれに加えてデータ送信リソースとして使用される。

一般的に、この方式は、時間／周波数スロットシステム（time/frequency slotted system）に適用できる。この目的を達するために、ＯＦＤＭＡは周波数スロットシステム（frequency slotted system）を指定する、すなわちスロットは周波数で分離される。

さらに、時間／周波数スロットシステムの組合せ、例えば、ＯＦＤＭＡ−ＴＤＭＡ／ＴＤＤにも可能である。

本発明は、ＦＤＤ（周波数分割二重化方式）と共に使用することもできる。この場合、例えば、ダウンリンク（downlink）用のビジー信号はアップリンクの周波数で送信され、アップリンク用のビジー信号はダウンリンクの周波数で送信される。ＴＤＤ又はＴＤＭＡのチャネル−相互関係（channel-reciprocity）により、本発明の好ましい実施形態は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ、及び／又はＯＦＤＭＡ／ＴＤＤに基づいている。ＴＤＤ又はＴＤＭＡのチャネルの相互関係は、例えばデータを送信する第１の移動局からデータを受信する第２の移動局に課せられた潜在的な干渉は、送信電力が同じな場合は、データを送信する第２の移動局がデータを受信する第１の移動局に課する干渉と同じであることを意味する。図８を参照すると、ＦＤＤの場合は、送信機Ｔ１は基地局であり、受信機Ｒ１は移動局であり、データＤ１は例えばダウンリンク周波数（downlink frequency）で送信され、ビジー信号ＢＳ１１はアップリンク周波数（uplink frequency）で送信される。

例えば、ＢＢ−ＴＤＭＡシステムの例示的な実施形態において、送信用の装置は、種々のビジー信号の信号電力（signal power）を評価して、特定の時間スロット上の送信が他の送信用の装置及び受信用の装置の他の現在行っている通信に対して許容できない妨害を引き起こしているかどうかを判断する。他の受信用の装置のビジー信号の電力が、一定の閾値よりも小さい場合は、送信用の装置は、その送信が他に与える妨害は無視できると仮定し（チャネル−相互関係）、これらを利用可能な競合スロットとしてマーク（mark）する。送信用の装置がパケットを特定の時間スロットで送信した場合は、送信用の装置は、一般にビジー信号の電力に対して第２の閾値を用いて、対象となる受信用の装置ＡＲがビジー信号を送信したかどうかを判断する。第１及び第２の閾値は、同じにすることもできる。

これに関連して、１つの別の問題を検討する。最後のパケットが失われて、ビジー信号が送信された場合は、送信用の装置がこのビジー信号を検出することが極めて重要である。他の場合、すなわち最後の送信を除く他の送信の場合は、送信用の装置においてビジー信号が「紛失」することは、「不要な」再送信を招くだけなので影響は大きくなく、何も失われない。このため、本発明の特に好ましい実施形態では、最後のビジー信号に対して多少異なる設計が検討される。例えば、最後のパケットに対するビジー信号が送信用の装置に確実に到達するように、送信電力（transmit power）を増加することができる。最後のビジー信号に対して信号電力を増加するというこの解決策は、他の送信用の装置が最後のビジー信号を検出する可能性も高めるため、他の送信用の装置がそのような予約された時間スロットを使用しない可能性を高めることになる。従って、この解決策は、再送信された最後のパケットを正しく受信する可能性も高める。

本発明による方法の幾つかの実施形態に関する要求事項に依存するが、本発明の方法は、ハードウェア又はソフトウェアの中で実現できる。この実施形態は、本発明の方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働するディジタル記憶媒体、特に中に記憶された電子的に読取り可能な制御信号を有するディスク、ＤＶＤ又はＣＤを用いて行うことができる。従って、本発明は全体的に、コンピュータが読取り可能な装置上にプログラムコードが記憶されたコンピュータプログラム製品である。このプログラムコードは、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行される際に本発明による方法を実行する。言い換えると、本発明の方法はこのように、コンピュータ上で実行される場合に本発明の方法の少なくとも１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

本発明の受信用の装置の実施形態を示している図である。 本発明の送信用の装置の実施形態を示している図である。 本発明の受信するための方法の実施形態を示している図である。 本発明の送信するための方法の実施形態のフローチャートを示している図である。 最後のパケットに対して肯定応答を提供する本発明のＢＢ−ＴＤＭＡシステムのフローチャートを示している図である（好ましい実施形態）。 最後のパケットに対して肯定応答を提供する本発明の別のＢＢ−ＴＤＭＡシステムのフローチャートを示している図である。 本発明の送信及び受信用の装置を用いる例示的な通信ネットワークのシナリオを示している図である。 好ましい本発明による方法及び図６Ａによるシナリオに基づいた、例示的なチャネル割当てを示している図である。 ＢＢ−ＴＤＭＡシステムに関する例示的なフローチャートを示している図である ＢＢ−ＴＤＭＡ用の２つの送信機と２つの受信機とを備えた例示的な通信ネットワークのシナリオを示す図である。 図８に示したシナリオに基づいた例示的なチャネル割当て及び干渉を示している図である。

Claims (11)

1. 一連のパケットを受信する装置であって、
   一連のパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を受信して、前記パケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の受信が成功したかどうかを確認する受信機（１１０）と、
   ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を送信するビジー信号送信機（１２０）とを備えており、
   当該装置は、前記受信されたパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）がパケットの配列の中で最後から２番目の位置を有するか、又はパケットの配列の中で最後の位置を有するのかを確認するように動作するものであり、
   前記ビジー信号送信機（１２０）は、前記パケット（Ｐ２）の受信が成功し、且つ前記パケットがパケットの配列の中で最後から２番目の位置を有する場合と、前記パケット（Ｐ３）がうまく受信されず、且つ前記パケットがパケットの配列の中で最後から２番目の位置とは異なる最後の位置を有する場合とにおいて、前記ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を送信するものである、
   装置。
2. 前記ビジー信号送信機（１２０）は、前記パケット（Ｐ３）がパケットの配列の中で最後の位置を有する場合において、最後のビジー信号を前記ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２）とは異なる前記ビジー信号（ＢＳ３）として送信するように動作するものである、請求項１に記載の装置。
3. 前記ビジー信号送信機（１２０）は、前記最後のビジー信号をより高い送信電力を有するビジー信号として送信するように動作するものである、請求項２に記載の装置。
4. 前記ビジー信号送信機（１２０）は、前記受信機が前記一連のパケットを受信する複数のチャネル（ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３）の中のチャネル（ＴＳ２）に割り当てられたミニスロット（ＭＳ２）上で前記ビジー信号（ＢＳ１）を送信するように動作するものである、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記受信機（１１０）は、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ（直交周波数分割多重化／時分割二重化）又はＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時分割多重接続）に基づいて、一連のパケット（Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３）を受信するように動作するものである、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
6. 一連のパケットを送信する装置であって、
   ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を受信して、前記ビジー信号が送信されたかどうかを確認するビジー信号受信機（２１０）と、
   パケットの配列の中で最後から２番目の位置又は最後から２番目の位置とは異なる最後の位置を有するパケット（Ｐ２、Ｐ３）を送信するように動作し、更に、前記ビジー信号（ＢＳ２）が受信され、且つ前記最後から２番目の位置を有する前記パケット（Ｐ２）が先行する送信間隔（Ｆ２）の中で送信されたときに、最後の位置を有する前記パケット（Ｐ３）を送信するように動作し、又は、
   前記ビジー信号（ＢＳ３）が受信され、且つ最後の位置を有する前記パケット（Ｐ３）が先行する送信間隔（Ｆ３）の中で送信されたときに、最後の位置を有する前記パケット（Ｐ３）を再送信するものである、送信機（２２０）と
   を備えている装置。
7. 前記送信機（２２０）が先行する送信間隔（Ｆ３）の中で前記最後の位置を有するパケット（Ｐ３）を送信したのと同じ複数のチャネル（ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ３）の中のチャネル（ＴＳ２）において、前記送信機（２２０）が前記最後の位置を有するパケット（Ｐ３）を再送信するように動作するものである、請求項６に記載の装置。
8. 前記送信機（２２０）は、ＯＦＤＭ／ＴＤＤ又はＴＤＭＡ／ＴＤＤに基づいて一連のパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を送信するように動作するものである、請求項６または７に記載の装置。
9. 一連のパケットを受信する方法であって、
   一連のパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を受信して、前記パケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の受信が成功したかどうかを確認するステップと、
   前記受信されたパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）がパケットの配列の中で最後から２番目の位置を有するか、又はパケットの配列の中で最後の位置を有するのかを確認するステップと、
   前記パケット（Ｐ１、Ｐ２）の受信が成功し、且つ前記パケットがパケットの配列の中で最後から２番目の位置を有する場合と、前記パケット（Ｐ３）がうまく受信されず、且つ前記パケットがパケットの配列の中で最後から２番目の位置とは異なる最後の位置を有する場合とにおいて、送信すべきビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を送信するステップと
   を含む方法。
10. 一連のパケットを送信する方法であって、
    ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を受信して、前記ビジー信号（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）が送信されたかどうかを確認するステップと、
    パケットの配列の中で最後から２番目の位置又は最後から２番目の位置とは異なる最後の位置を有するパケット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を送信し、更に、前記ビジー信号（ＢＳ２）が受信され、且つ前記最後から２番目の位置を有する前記パケット（Ｐ２）が先行する送信間隔（Ｆ２）の中で送信されたときに、前記最後の位置を有するパケット（Ｐ３）を送信するステップと、
    前記ビジー信号（ＢＳ３）が受信され、且つ前記最後の位置を有するパケット（Ｐ３）が先行する送信間隔（Ｆ３）の中で送信されたときに、前記最後の位置を有するパケット（Ｐ３）を再送信するステップと
    を含む方法。
11. プログラムがコンピュータ上で動作する際に、請求項１０又は１１の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。

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