JP2009027454A - 通信方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再送制御のための制御信号を送信するまでの処理遅延を小さくしたい。
【解決手段】変復調部２４、ベースバンド処理部２２、ＲＦ部２０は、複数のサブキャリアのそれぞれにデータを配置させたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置へ送信する。ＲＦ部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４は、送信したマルチキャリア信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を通信対象の通信装置から受信する。受信した制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されている。また、無線制御部２８は、制御情報にて示されたグループに対応したサブキャリアを特定し、当該サブキャリアに配置されていたデータを再送する。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信技術に関し、特に通信方法および装置に関する。

無線基地局と無線移動局によって構成される移動通信システムでは、無線基地局が、無線移動局に対して、リソースとして、チャネルを割り当てる。また、割り当てられたチャネルを使用しながら、無線基地局と無線移動局との間において、通信がなされる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２７０９４１号公報

一般的に、無線通信において、限りある周波数資源の有効利用が望まれている。特に、通信速度の高速化に伴い、その要請はさらに高まっている。この要請に応えるための技術のひとつが、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式であり、これは、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）と組合せ可能である。ＯＦＤＭＡとは、ＯＦＤＭを利用しながら複数の端末装置を周波数多重する技術である。このようなＯＦＤＭＡでは、複数のサブキャリアによってサブチャネルが形成されており、複数のサブチャネルによってマルチキャリア信号が形成されている。

また、ＴＤＭＡと組み合わされることによって、マルチキャリア信号は、時間軸上において複数のタイムスロットに分割される。その結果、基地局装置は、少なくともひとつのタイムスロットにおけるサブチャネルを端末装置に割り当てることによって、端末装置とのデータ通信を実行する。データ通信における正確性を向上させるために、再送制御が実行される。再送制御は、一般的に物理レイヤよりも上位のレイヤにおいてなされる。そのため、受信側は、例えば、受信した信号の復調処理、デインタリーブ、復号処理を実行した後に、受信した信号に誤りが存在するかを確認する。また、誤りが存在するか否かに応じて、受信側は、送信側に、再送制御に対する制御信号、例えばＡＣＫ信号を送信する。送信側は、受信したＡＣＫ信号をもとに、再送制御を実行する。以上の処理において、受信側が、信号を受信してから制御信号を送信するまでの期間に、複数種類の処理を実行しなければならず、処理遅延が大きくなる。一方、アプリケーションによっては短い処理遅延時間が規定されている場合もあり、処理遅延は小さい方が望ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、再送制御のための制御信号を送信するまでの処理遅延を小さくする通信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信装置は、複数のサブキャリアのそれぞれにデータを配置させたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置へ送信する送信部と、送信部において送信したマルチキャリア信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を前記通信対象の通信装置から受信する受信部とを備える。受信部において受信した制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されており、送信部は、制御情報にて示されたグループに対応したサブキャリアを特定し、当該サブキャリアに配置されていたデータを再送する。

本発明の別の態様も、通信装置である。この装置は、複数のサブキャリアのそれぞれにデータが配置されたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置から受信する受信部と、受信部において受信したマルチキャリア信号をもとに、再送制御に関する制御情報を生成し、当該制御情報を前記通信対象の通信装置へ送信する送信部とを備える。送信部において送信すべき制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されている。

本発明のさらに別の態様は、通信方法である。この方法は、複数のサブキャリアのそれぞれにデータを配置させたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置へ送信するステップと、送信したマルチキャリア信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を前記通信対象の通信装置から受信するステップと、制御情報をもとにデータを再送するステップとを備える。受信するステップにおいて受信した制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されており、再送するステップは、制御情報にて示されたグループに対応したサブキャリアを特定し、当該サブキャリアに配置されていたデータを再送する。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、複数のサブキャリアのそれぞれにデータが配置されたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置から受信するステップと、受信したマルチキャリア信号をもとに、再送制御に関する制御情報を生成し、当該制御情報を前記通信対象の通信装置へ送信するステップとを備える。送信するステップにおいて送信すべき制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されている。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、再送制御のための制御信号を送信するまでの処理遅延を小さくできる。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムにおいて、各フレームは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって形成され、各タイムスロットは、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。ここで、マルチキャリア信号としてＯＦＤＭ信号が使用されており、周波数分割多重としてＯＦＤＭＡ方式が使用されている。ＯＦＤＭＡ方式とは、ＯＦＤＭを利用しながら複数の端末装置を周波数多重する技術である。基地局装置は、各タイムスロットに含まれた複数のサブチャネルのそれぞれを端末装置に割り当てることによって、複数の端末装置との通信を実行する。

下り回線の場合、基地局装置は、端末装置に割り当てたサブチャネルおよびタイムスロットにて、当該端末装置へパケット信号を送信する。端末装置は、パケット信号を受信するとともに、復調処理、デインタリーブ、復号処理等を実行する。その後、信号に誤りが含まれていないかを端末装置が確認する。誤りがなければ、端末装置は基地局装置に対してＡＣＫ信号を送信する。基地局装置は、パケット信号の送信後、一定期間を経過してもＡＣＫ信号を受信しなければ、当該パケット信号を再送する。このような処理において、端末装置は、パケット信号を受信してから、復調処理、デインタリーブ、復号処理等の間、ＡＣＫ信号を送信できない。特に、パケット信号がＯＦＤＭ信号になると、復調処理、デインタリーブ、復号処理等による処理遅延は大きくなる傾向にある。一方、パケット信号にて伝送されるデータの種類、基地局装置の送信バッファの容量を考慮すると、端末装置においてＡＣＫ信号を送信するまでの処理遅延は短い方が望ましい。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、以下の処理を実行する。

端末装置は、受信したパケット信号に対して、ＦＦＴを実行することによって、サブキャリア単位の信号を取得する。また、端末装置は、サブキャリア単位にＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を測定し、各ＣＩＮＲをしきい値と比較する。さらに、端末装置は、しきい値よりも大きいＣＩＮＲを特定し、特定したＣＩＮＲに対応したサブキャリアの信号を受信できたと判断する。つまり、端末装置は、当該サブキャリアの信号に誤りは含まれていないと推定し、ＡＣＫ信号を送信する。物理レイヤの処理の途中であっても、ＡＣＫ信号が生成されるので、端末装置においてＡＣＫ信号を送信するまでの処理遅延は、短縮される。一方、ひとつのパケット信号に対して、サブキャリア数だけのＡＣＫ信号が生成されることになり、ＡＣＫ信号によって占有される帯域が増加する。これに対して、端末装置は、複数のサブキャリアを複数のグループに分割し、グループ単位にＡＣＫ信号を生成する。ここで、各グループは、連続したサブキャリアを含むように構成される。また、グループの数は、可変に設定される。なお、上り回線に対しても同様の処理がなされる。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置１２と総称される第１端末装置１２ａ、第２端末装置１２ｂ、第３端末装置１２ｃを含む。

基地局装置１０は、一端に無線ネットワークを介して端末装置１２を接続し、他端に図示しないネットワークを接続する。基地局装置１０は、複数の端末装置１２のそれぞれに対して通信チャネルを割り当てることによって、複数の端末装置１２との通信を実行する。具体的には、基地局装置１０は、制御信号が含まれたパケット信号（以下、「制御信号」という）を報知しており、端末装置１２は、制御信号を受信することによって、基地局装置１０の存在を認識する。その後、端末装置１２が基地局装置１０に対してチャネル割当の要求信号を送信し、基地局装置１０は、受信した要求信号に応答して、端末装置１２に通信チャネルを割り当てる。

また、基地局装置１０は、端末装置１２に割り当てた通信チャネルに関する情報を送信し、端末装置１２は、割り当てられた通信チャネルを使用しながら、基地局装置１０との通信を実行する。その結果、端末装置１２は、データが含まれたパケット信号（以下、「データ信号」という）を送信し、当該データ信号は、基地局装置１０を介して、ネットワークに出力され、最終的にネットワークに接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置１２への方向にもデータ信号は伝送される。以上の説明において、通信チャネルは、前述のサブチャネルとタイムスロットの組合せによって特定される。また、基地局装置１０は、複数のタイムスロットと、複数のサブチャネルを有しているので、複数のタイムスロットによってＴＤＭＡを実行しつつ、複数のサブチャネルによってＯＦＤＭＡを実行する。

前述のごとく、下り回線の場合、基地局装置１０は、端末装置１２へデータ信号を送信する。端末装置１２は、データ信号に誤りが含まれていなければ、ＡＣＫ信号を基地局装置１０へ送信する。基地局装置１０は、ＡＣＫ信号を受信しなかった場合に、データ信号を再送する。このような再送処理は、ＡＲＱとＨＡＲＱとに分類される。さらに、ＡＲＱは、シーケンシャル転送とランダム転送に分類される。シーケンシャル転送は、ストップ・アンド・ウエイト・ＡＲＱ、ゴー・バック・Ｎ・ＡＲＱを含み、ランダム転送は、選択再送ＡＲＱに相当する。このような再送制御のいずれかが、基地局装置１０と端末装置１２との間において実行されるが、これらの再送制御として公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、これらの再送制御は、ＭＡＣレイヤでの再送制御といえる。

図１に示された通信システム１００は、このようなＭＡＣレイヤでの再送制御に加えて、あるいは代わりにＰＨＹレイヤでの再送制御を実行する。端末装置１２は、データ信号を受信すると、ＦＦＴを実行することによって、サブキャリア単位の信号を生成する。また、端末装置１２は、サブキャリア単位にＣＩＮＲを測定し、しきい値よりも大きいＣＩＮＲを特定する。さらに、端末装置１２は、特定したＣＩＮＲに対応したサブキャリアの信号に誤りがないと推定する。端末装置１２は、推定結果に応じたＡＣＫ信号を生成し、ＡＣＫ信号を基地局装置１０へ送信する。これは、サブキャリア単位にＡＣＫ信号が生成されることに相当する。このようなＰＨＹレイヤでの再送制御は、ＭＡＣレイヤでの再送制御と比較して、端末装置１２がデータ信号を受信してからＡＣＫ信号を生成するまでの期間を短縮できる。また、再送がサブキャリア単位でなされるので、再送されるデータ信号のトラヒックが低減される。一方、サブキャリア単位にＡＣＫ信号が送信されるので、ＡＣＫ信号のトラヒックが増加する。

これに対応するために、端末装置１２は、ＡＣＫ信号を生成する際に以下の処理を実行する。連続した複数のサブキャリアを含むようにグループが規定される。これは、ＯＦＤＭ信号を複数のグループに分割することに相当する。また、端末装置１２は、グループに含まれたサブキャリアすべてに対して誤りがないと推定する場合に、当該グループに対するＡＣＫ信号を生成する。つまり、ＡＣＫ信号は、グループ単位に生成される。なお、グループの数は、可変に設定されてもよい。詳細は後述する。

図２（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるフレーム構成を示す。図の横方向が時間軸に相当する。フレームは、８つのタイムスロットの時間多重によって形成されている。また、８つのタイムスロットは、４つの上りタイムスロットと４つの下りタイムスロットから構成されている。ここでは、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムスロット」から「第４上りタイムスロット」として示し、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」から「第４下りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。なお、フレームの構成は、図２（ａ）に限定されず、例えば、４つのタイムスロットや１６個のタイムスロットによって構成されてもよいが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図２（ａ）として説明する。また、説明を簡潔にするために、上りのタイムスロットと下りのタイムスロットの構成は、同一であるとする。そのため、上りタイムスロットと下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。さらに、図２（ａ）に示されたフレームが複数連続することによって、スーパーフレームが形成される。ここでは、一例として、「２０」個のフレームによって、スーパーフレームが形成されているものとする。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のうちのひとつのタイムスロットの構成を示す。図の縦方向が周波数軸に相当する。図示のごとく、ひとつのタイムスロットは、「第１サブチャネル」から「第１６サブチャネル」までの「１６」個のサブチャネルの周波数多重によって形成される。各タイムスロットが図２（ｂ）のように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、前述の通信チャネルが特定される。また、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルに対応したフレーム構成が図２（ａ）であるとしてもよい。なお、ひとつのタイムスロットに配置されるサブチャネルの数は、「１６」個でなくてもよい。ここで、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当とは、同一であるものとする。また、スーパーフレームを単位にして、少なくともひとつの制御信号が割り当てられるものとする。例えば、スーパーフレームに含まれた複数の下りタイムスロットのうち、ひとつのタイムスロットにおけるひとつのサブチャネルに制御信号が割り当てられる。ここで、制御信号が割り当てられるサブチャネルは、第１サブチャネルのごとく予め規定されているものとする。

図２（ｃ）は、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルの構成を示す。図２（ａ）や図２（ｂ）と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当する。また、周波数軸に対して、「１」から「２９」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このように、サブチャネルは、マルチキャリア信号によって構成されており、特にＯＦＤＭ信号によって構成されている。図中の「ＴＳ」は、トレーニングシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＧＳ」は、ガードシンボルに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。「ＰＳ」は、パイロットシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＤＳ」は、データシンボルに相当し、送信すべきデータである。「ＧＴ」は、ガードタイムに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。図示のごとく、サブチャネルは、パケット信号を構成している。

図３は、通信システム１００におけるサブチャネルの配置を示す。図３では、横軸に周波数軸が示されており、図２（ｂ）に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、前述のごとく、第１サブチャネルから第１６サブチャネルの１６個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。

図４は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、ＲＦ部２０と総称される第１ＲＦ部２０ａ、第２ＲＦ部２０ｂ、第ＮＲＦ部２０ｎ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、無線制御部２８、記憶部３０を含む。また、無線制御部２８は、制御チャネル決定部３２、無線リソース割当部３８を含む。

ＲＦ部２０は、受信処理として、図示しない端末装置１２から受信した無線周波数のマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのマルチキャリア信号を生成する。ここで、マルチキャリア信号は、図３のごとく形成されており、また、図２（ａ）の上りタイムスロットに相当する。さらに、ＲＦ部２０は、ベースバンドのマルチキャリア信号をベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドのマルチキャリア信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＲＦ部２０には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２０は、送信処理として、ベースバンド処理部２２から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のマルチキャリア信号を生成する。さらに、ＲＦ部２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を送信する。なお、ＲＦ部２０は、受信したマルチキャリア信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信する。つまり、図２（ａ）のごとく、ＴＤＤが使用されているものとする。また、ＲＦ部２０には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

ベースバンド処理部２２は、受信動作として、複数のＲＦ部２０のそれぞれからベースバンドのマルチキャリア信号を入力する。ベースバンドのマルチキャリア信号は、時間領域の信号であるので、ベースバンド処理部２２は、ＦＦＴによって、時間領域の信号を周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。また、ベースバンド処理部２２は、タイミング同期、つまりＦＦＴのウインドウの設定を実行し、ガードインターバルの削除も実行する。タイミング同期等には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を変復調部２４へ出力する。ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域のマルチキャリア信号を入力し、ウエイトベクトルによる分散処理を実行する。

ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から入力した周波数領域のマルチキャリア信号に対して、ＩＦＦＴによって、周波数領域の信号を時間領域に変換し、変換した時間領域の信号をＲＦ部２０へ出力する。また、ベースバンド処理部２２は、ガードインターバルの付加も実行するが、ここでは説明を省略する。ここで、周波数領域の信号は、図２（ｂ）のごとく、複数のサブチャネルを含み、さらにサブチャネルのそれぞれは、図２（ｃ）の縦方向のごとく、複数のサブキャリアを含む。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。

変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域のマルチキャリア信号に対して、復調を実行する。周波数領域に変換したマルチキャリア信号は、図２（ｂ）や（ｃ）のごとく、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有する。また、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域のマルチキャリア信号としてベースバンド処理部２２に出力する。

ＩＦ部２６は、受信処理として、変復調部２４から復調結果を受けつけ、復調結果を端末装置１２単位に分離する。つまり、復調結果は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されている。そのため、ひとつのサブチャネルがひとつの端末装置１２に割り当てられている場合、復調結果には、複数の端末装置１２からの信号が含まれている。ＩＦ部２６は、このような復調結果を端末装置１２単位に分離する。ＩＦ部２６は、分離した復調結果を図示しない有線ネットワークに出力する。その際、ＩＦ部２６は、宛先を識別するための情報、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスにしたがって送信を実行する。

また、ＩＦ部２６は、送信処理として、図示しない有線ネットワークから複数の端末装置１２に対するデータを入力する。ＩＦ部２６は、データをサブチャネルに割り当て、複数のサブチャネルからマルチキャリア信号を形成する。つまり、ＩＦ部２６は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されるマルチキャリア信号を形成する。なお、データが割り当てられるべきサブチャネルは、図２（ｃ）のごとく予め決められており、それに関する指示は、無線制御部２８から受けつけるものとする。ＩＦ部２６は、マルチキャリア信号を変復調部２４に出力する。

無線制御部２８は、基地局装置１０の動作を制御する。無線制御部２８は、図２（ａ）−（ｃ）、図３のごとく、複数のサブチャネルの周波数多重によって形成されたタイムスロット、複数のタイムスロットの時間多重によって形成されたフレームを規定する。また、無線制御部２８は、ＰＨＹレイヤでの再送制御を実行する。ここでは、サブチャネルの割当機能を説明した後に、ＰＨＹレイヤでの再送制御機能を説明する。まず、サブチャネルの割当機能を説明する。制御チャネル決定部３２は、制御信号をサブチャネルに割り当てる。ここで、制御信号とは、端末装置１２との通信を制御するために使用される情報が含まれた信号である。このような制御信号の重要性は、データ信号よりも高いといえる。制御チャネル決定部３２は、記憶部３０を参照しながら、予め定めたサブチャネル、例えば第１サブチャネルを選択する。また、制御チャネル決定部３２は、選択したサブチャネルを無線リソース割当部３８に通知する。

無線リソース割当部３８は、制御チャネル決定部３２からの通知にしたがって、制御信号にサブチャネルを定期的に割り当てる。ここで、制御チャネル決定部３２は、図示しない他の基地局装置１０が制御信号を配置しているタイムスロットと重複しないように、制御信号をタイムスロットに割り当てる。例えば、無線リソース割当部３８は、ＲＦ部２０、ベースバンド処理部２２等を介して、第１サブチャネルにおける各タイムスロットでの受信電力を取得する。また、制御チャネル決定部３２は、受信電力の低いタイムスロットの使用を決定する。記憶部３０は、無線制御部２８と連携し、端末装置１２に割り当てたサブチャネルの情報や、制御チャネルの情報を記憶する。また、無線リソース割当部３８は、制御信号の送信後、ＲＦ部２０から変復調部２４を介して、図示しない端末装置１２からのサブチャネルの割当要求を受けつける。なお、サブチャネルの割当要求を受けつける前に、基地局装置１０と端末装置１２との間においてレンジング処理がなされるが、ここでは説明を省略する。サブチャネルの割当要求は、無線リソース獲得要求とも呼ばれる。無線リソース割当部３８は、割当要求を受けつけた端末装置１２にサブチャネルを割り当てる。

ここで、無線リソース割当部３８は、上りタイムスロットおよび下りタイムスロットに含まれたサブチャネルを端末装置１２に割り当てる。特に、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当は、対称的になされるものとする。なお、無線リソース割当部３８は、サブチャネルの割当の際に、無線リソース獲得要求に含まれたＭＡＣプロトコル種別、上位レイヤプロトコル種別等の情報を参照するが、ここでは、詳細を省略する。さらに、無線リソース割当部３８は、当該端末装置１２に対して、変復調部２４からＲＦ部２０を介して、割当通知を送信する。割当通知は、無線リソース割当とも呼ばれる。また、割当通知には、割り当てたサブチャネルおよびタイムスロットの情報が含まれている。以上の処理がなされた後、無線制御部２８は、ＲＦ部２０から変復調部２４に、サブチャネルを割り当てた端末装置１２との通信を実行させる。

次に再送処理を説明する。なお、再送処理は、基地局装置１０単独で実行されるのではなく、基地局装置１０と端末装置１２との組合せで実行される。ここでは、下り回線での通信を想定した場合の構成を説明する。無線制御部２８は、データ信号の送信後、ＲＦ部２０から変復調部２４を介して、送信したデータ信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を図示しない端末装置１２から受信する。この制御情報は、前述のＡＣＫ信号の集合に相当する。また、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、制御情報において、ＡＣＫ信号はグループ単位に含まれている。ここで、グループへの分割は、データ信号を受信した端末装置１２においてなされている。

図５は、通信システム１００において規定されているグループの概念を示す。前述のごとく、制御情報に含まれるグループ数は可変であり、ここでは、これを「１」から「Ｎ」とする。また、各グループ数に対応したグループ構成が示されており、分割の対象となるサブキャリア数は、「Ｎ」であるとする。なお、図２（ｂ）のごとく、複数のサブチャネルが使用されている場合、複数のサブチャネルに含まれたすべてのサブキャリアの数が「Ｎ」に相当する。グループ数が「１」である場合、グループ「＃１」がＮ個のサブキャリアによって形成される。一方、グループ数が「２」である場合、グループ「＃１」と「＃２」のふたつのグループが形成される。各グループは、Ｎ／２個のサブキャリアを含む。なお、低周波数側から連続したＮ／２個のサブキャリアによって、グループ「＃１」が形成され、グループ「＃１」の高周波数側にグループ「＃２」が配置される。グループ「３」からグループ「Ｎ」も同様に規定される。つまり、グループ数とグループ番号によって、当該グループに含まれたサブキャリアを特定できる。

図６は、通信システム１００において送信される制御情報の構成を示す。制御情報は、「グループ数」と「ＡＣＫグループＮｏ．」を含む。なお、制御情報には、パケット信号を特定するためのシーケンス番号が含まれてもよいが、ここでは、省略する。「グループ数」は、複数のサブキャリアを分割した場合のグループ数に相当し、図５に示されたグループ数に対応づけられる。また、「ＡＣＫグループＮｏ．」は、端末装置１２において誤りがないと推定されたグループの番号である。例えば、グループ数が１０であり、グループ「＃２」、「＃４」に誤りがない場合、「ＡＣＫグループＮｏ．」は、「０１０１００００００」と示される。つまり、「ＡＣＫグループＮｏ．」における「１」がＡＣＫに相当し、「０」がＮＡＣＫに相当する。図４に戻る。

無線制御部２８は、制御情報にて示されたグループを特定する。前述の例において、無線制御部２８は、制御情報に含まれた「０」に対応したグループ、つまりＮＡＣＫに相当したグループを特定する。また、無線制御部２８は、特定したグループとグループ数をもとに、特定したグループに対応したサブキャリアを特定する。なお、ＩＦ部２６からＲＦ部２０を介して予め送信したパケット信号は、図示しない送信バッファに記憶されている。無線制御部２８は、送信バッファに記憶されたパケット信号のうち、特定したサブキャリアに対応した部分を抽出し、新たなパケット信号に含めて、ＩＦ部２６からＲＦ部２０を介して送信する。なお、新たなパケット信号に含める際、抽出した部分に対して、もとのサブキャリアとは別のサブキャリアへの配置を行ってもよい。また、パケット信号のうち、再送する部分以外の部分には、新たなデータが含められる。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図７は、端末装置１２の構成を示す。端末装置１２は、ＲＦ部５０、変復調部５２、ＩＦ部５４、制御部５６を含む。ＲＦ部５０は、図４のＲＦ部２０に相当し、変復調部５２は、図４の変復調部２４に相当し、ＩＦ部５４は、図４のＩＦ部２６に相当する。なお、図４のベースバンド処理部２２に含まれた機能のうち、アダプティブアレイ信号処理以外の機能、例えばＩＦＦＴ、ＦＦＴ等は、変復調部２４に含まれるものとする。そのため、ここでは、ＲＦ部５０、変復調部５２、ＩＦ部５４の説明を省略する。

制御部５６は、端末装置１２の動作を制御する。制御部５６は、無線制御部２８でのサブチャネルの割当機能に対応した処理、例えばサブチャネルの割当要求の送信を実行する。サブチャネルの割当機能については既に説明したので、ここでは、詳細な説明を省略する。また、制御部５６は、無線制御部２８に対応する形で再送制御を実行する。ＲＦ部５０は、図示しない基地局装置１０からデータ信号を受信し、これをベースバンドに変換した後に変復調部５２へ出力する。その際、ＲＦ部５０は、ＡＧＣにてデータ信号を増幅する。また、ＲＦ部５０は、ＡＧＣにおいて設定した増幅率を制御部５６に出力する。ここで、データ信号は、複数のサブキャリアのそれぞれにデータが配置されたマルチキャリア信号ともいえる。

変復調部５２は、ベースバンドのデータ信号に対して、ＦＦＴを実行することによって周波数領域の信号を生成する。周波数領域の信号は、前述のごとく複数のサブキャリアにて形成されており、変復調部５２は、周波数領域の信号を制御部５６に出力する。制御部５６は、ＲＦ部５０から増幅率を受けつけ、変復調部５２から周波数領域の信号を受信する。制御部５６は、増幅率の値をもとに、周波数領域の信号の振幅を調節する。例えば、増幅率が大きくなるほど、振幅の値が小さくなるような調節がなされる。その結果、ＡＧＣによる増幅を行う前の振幅が再現される。また、制御部５６は、信号強度としきい値とをサブキャリア単位に比較する。前者の方が後者よりも大きければ、制御部５６は、対応するサブキャリアに誤りが含まれていないと推定する。なお、信号強度は、複数のシンボルにわたって平均等がなされた値であってもよい。また、信号強度の代わりにＣＩＮＲがサブキャリア単位に測定されることによって、誤りの有無の推定がなされてもよい。

制御部５６は、誤りがないと推定されるサブキャリアの数を計測する。制御部５６は、計測した数が多くなると、グループ数が多くなるような規則を予め定めており、当該規則にしたがって、計測した数からグループ数を決定する。つまり、グループ数は可変である。このような規則によれば、誤りがあると推定されるサブキャリアの数が減少すると、グループ数が増加するので、ＡＣＫに対応したグループの数が増加する。その結果、誤りがないと推定されるサブキャリア対して再送が発生する確率が低減される。制御部５６は、決定したグループに応じて、ＡＣＫ信号を生成し、それらを統合することによって、前述の制御情報を生成する。制御部５６は、ＩＦ部５４、変復調部５２、ＲＦ部５０を介して、当該制御情報を図示しない基地局装置１０へ送信する。

また、制御部５６は、誤りがないと推定したグループを変復調部５２に通知する。変復調部５２は、通知を受けつけると、誤りがないと推定されたグループに対応したデータを保持する。その後、変復調部５２は、ＲＦ部５０を介して、再送されたデータを受けつける。また、変復調部５２は、再送されたデータと、保持したデータとを合成し、本来のデータを生成する。以下、変復調部５２は、生成したデータに対して、復調処理等を実行するが、ここでは説明を省略する。

なお、以上の処理は、下り回線におけるデータ信号に対する再送制御に相当する。通信システム１００は、上り回線におけるデータ信号に対しても再送制御を実行してもよい。その際、これまで説明した基地局装置１０での処理内容と端末装置１２での処理内容が入れかわる。つまり、基地局装置１０は、受信したデータ信号をもとに、再送制御のための制御情報を生成する。なお、基地局装置１０には、複数のアンテナのそれぞれに対応するようにＡＧＣが備えられている。そのため、基地局装置１０は、各ＡＧＣにおいて導出した増幅率を反映させながら、例えば、ウエイトベクトルの大きさによる重みづけを行いながら増幅率を合成し、振幅を調節する。

図８（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００における再送制御の原理を示す。図８（ａ）は、受信したマルチキャリア信号のスペクトルを示す。これは、増幅率を反映させた周波数領域の信号に相当する。横軸の方向が周波数に相当し、縦軸の方向が振幅に相当する。また、図を明瞭化するために、サブキャリア数は調整されている。図示のごとく、矢印で示した部分の振幅が小さくなっており、この部分の振幅がしきい値以下になっているものとする。図８（ｂ）は、図８（ａ）のスペクトルに対応づけられたグループの構成を示す。ここでは、グループを４つに分けているものとする。また、図８（ａ）の矢印の部分がグループ「＃３」に含まれる。その結果、受信側は、ＡＣＫグループＮｏ．として、「１１０１」という情報を生成する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図９は、通信システム１００における再送制御の手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０は、第１端末装置１２ａにデータを送信する（Ｓ１０）。第１端末装置１２ａは、受信した結果をもとにＡＣＫグループＮｏ．を生成し、ＡＣＫグループＮｏ．を基地局装置１０に送信する（Ｓ１２）。基地局装置１０は、ＡＣＫグループＮｏ．をもとに再送すべきデータを特定し、データを再送する（Ｓ１４）。第１端末装置１２ａは、受信した結果をもとにＡＣＫグループＮｏ．を生成し、ＡＣＫグループＮｏ．を基地局装置１０に送信する（Ｓ１６）。基地局装置１０は、ＡＣＫグループＮｏ．をもとに再送すべきデータを特定し、再送すべきデータが存在すれば、データを再送する（Ｓ１８）。

図１０は、端末装置１２における再送制御の手順を示すフローチャートである。制御部５６は、ＣＩＮＲをもとにグループ数を決定する（Ｓ５０）。また、制御部５６は、ＣＩＮＲをもとに、ＡＣＫグループＮｏ．を生成する（Ｓ５２）。さらに、制御部５６は、ＡＣＫグループＮｏ．を制御信号に含めて、変復調部５２、ＲＦ部５０を介して送信する（Ｓ５４）。

図１１は、端末装置１２におけるグループ数の決定手順を示すフローチャートである。制御部５６は、しきい値より大きいＣＩＮＲのサブキャリア数を特定する（Ｓ１００）。また、制御部５６は、基準値を最大値に設定する（Ｓ１０２）。ここで、基準値には、予め離散的に定められた複数の値のいずれかが設定される。また、グループ数が、基準値のそれぞれに対応づけられて予め定められている。特定したサブキャリア数が基準値よりも大きければ（Ｓ１０４のＹ）、制御部５６は、基準値に応じたグループ数を決定する（Ｓ１０６）。一方、特定したサブキャリア数が基準値よりも大きくなく（Ｓ１０４のＮ）、基準値をさらに小さい値に設定可能であれば（Ｓ１０８のＹ）、制御部５６は、基準値を小さくして（Ｓ１１０）、ステップ１０４に戻る。基準値をさらに小さい値に設定可能でなければ（Ｓ１０８のＮ）、制御部５６は、グループ数を「１」に設定する（Ｓ１１２）。

本発明の実施例によれば、ＰＨＹレイヤにおいて再送制御を実行するので、データ信号を受信してから制御情報を送信するまでの期間を短縮できる。また、期間を短縮できるので、許容遅延時間の短いアプリケーションにも対応できる。また、ＭＡＣレイヤでの再送制御と組み合わせることによって、処理遅延を短縮しながら、正確な再送を実現できる。また、制御信号はグループ単位の指示を含むので、制御信号のサイズの増大を抑制できる。また、グループ単位が再送制御がなされるので、再送するデータのサイズを削減できる。また、再送するデータのサイズが削減されるので、スループットの低減を抑制できる。

また、制御信号のサイズや再送するデータのサイズが増加しないので、伝送効率を改善できる。また、グループ数を変更できるので、伝送路特性に応じた再送を実現できる。また、制御信号にグループ数に関する情報を含むので、グループ数を柔軟に変更できる。また、信号強度の大きいサブキャリアが大きくなれば、グループ数を増加させるので、ひとつのグループに含まれるサブキャリア数が少なくなり、再送の効率を向上できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例における無線制御部２８は、さらに次の処理を実行してもよい。無線リソース割当部３８は、再送要求、つまりＮＡＣＫを受けつけたサブチャネルを開放し、サブチャネルの再割当を別途実行する。また、データを再送する際、ＣＩＮＲの測定結果をもとに、無線制御部２８は、信頼性の高いサブキャリアへ再送データを配置する。また、無線制御部２８は、再送データが含まれていることを示したヘッダをデータ信号に付加する。また、無線制御部２８は、再送要求、つまりＮＡＣＫを受けつけたサブチャネルに対するウエイトベクトルを再計算するようにベースバンド処理部２２に指示する。また、再送要求を受信する頻度が大きくなれば、無線制御部２８は、ビームフォーミングを中止し、ＣＤＤやＳＴＣを実行するようにベースバンド処理部２２に指示する。また、ＭＩＭＯ固有モード伝送を行っている場合に、再送要求を受信する頻度が大きくなれば、無線制御部２８は、ベースバンド処理部２２、変復調部２４に多重数を下げるように指示する。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるサブチャネルの配置を示す図である。 図１の基地局装置の構成を示す図である。 図１の通信システムにおいて規定されているグループの概念を示す図である。 図１の通信システムにおいて送信される制御情報の構成を示す図である。 図１の端末装置の構成を示す図である。 図８（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおける再送制御の原理を示す図である。 図１の通信システムにおける再送制御の手順を示すシーケンス図である。 図７の端末装置における再送制御の手順を示すフローチャートである。 図７の端末装置におけるグループ数の決定手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 基地局装置、 １２ 端末装置、 ２０ ＲＦ部、 ２２ ベースバンド処理部、 ２４ 変復調部、 ２６ ＩＦ部、 ２８ 無線制御部、 ３０ 記憶部、 ３２ 制御チャネル決定部、 ３８ 無線リソース割当部、 ５０ ＲＦ部、 ５２ 変復調部、 ５４ ＩＦ部、 ５６ 制御部、 １００ 通信システム。

Claims (10)

1. 複数のサブキャリアのそれぞれにデータを配置させたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置へ送信する送信部と、
   前記送信部において送信したマルチキャリア信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を前記通信対象の通信装置から受信する受信部とを備え、
   前記受信部において受信した制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されており、
   前記送信部は、制御情報にて示されたグループに対応したサブキャリアを特定し、当該サブキャリアに配置されていたデータを再送することを特徴とする通信装置。
2. 前記受信部において受信した制御情報は、複数のサブキャリアを分割した場合のグループ数に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記受信部において受信した制御情報に含まれるグループ数は、可変であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
4. 複数のサブキャリアのそれぞれにデータが配置されたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置から受信する受信部と、
   前記受信部において受信したマルチキャリア信号をもとに、再送制御に関する制御情報を生成し、当該制御情報を前記通信対象の通信装置へ送信する送信部とを備え、
   前記送信部において送信すべき制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されていることを特徴とする通信装置。
5. 前記送信部において送信すべき制御情報は、複数のサブキャリアを分割した場合のグループ数に関する情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記送信部において送信すべき制御情報に含まれるグループ数は、可変であることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 複数のサブキャリアのそれぞれにデータを配置させたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置へ送信するステップと、
   送信したマルチキャリア信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を前記通信対象の通信装置から受信するステップと、
   制御情報をもとにデータを再送するステップとを備え、
   前記受信するステップにおいて受信した制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されており、
   前記再送するステップは、制御情報にて示されたグループに対応したサブキャリアを特定し、当該サブキャリアに配置されていたデータを再送することを特徴とする通信方法。
8. 複数のサブキャリアのそれぞれにデータが配置されたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置から受信するステップと、
   受信したマルチキャリア信号をもとに、再送制御に関する制御情報を生成し、当該制御情報を前記通信対象の通信装置へ送信するステップとを備え、
   前記送信するステップにおいて送信すべき制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されていることを特徴とする通信方法。
9. 複数のサブキャリアのそれぞれにデータを配置させたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置へ送信するステップと、
   送信したマルチキャリア信号に対する制御情報であって、かつ再送制御に関する制御情報を前記通信対象の通信装置から受信するステップと、
   制御情報をもとにデータを再送するステップとを備え、
   前記受信するステップにおいて受信した制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されており、
   前記再送するステップは、制御情報にて示されたグループに対応したサブキャリアを特定し、当該サブキャリアに配置されていたデータを再送することをコンピュータに実行させるプログラム。
10. 複数のサブキャリアのそれぞれにデータが配置されたマルチキャリア信号を通信対象の通信装置から受信するステップと、
    受信したマルチキャリア信号をもとに、再送制御に関する制御情報を生成し、当該制御情報を前記通信対象の通信装置へ送信するステップとを備え、
    前記送信するステップにおいて送信すべき制御情報は、少なくともひとつのサブキャリアを含んだグループへ複数のサブキャリアが分割されている場合に、グループ単位に示されていることをコンピュータに実行させるプログラム。

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