JP2009111789A - 無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信端末が高速移動する場合でも通信を継続することを可能とする。
【解決手段】無線通信端末１００は、無線通信端末１００の移動速度を検出する移動速度検出部１０３と、検出された移動速度に基づき、同一の上りユーザデータを無線基地局に繰り返し送信する回数である上り繰り返し回数を決定する繰り返し回数決定部１０４と、決定された上り繰り返し回数に従って、上りユーザデータを無線基地局に送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、誤りが発生した場合であっても通信を継続可能とする無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。

無線通信システムにおいては、無線伝搬路の特性（以下、「伝搬路特性」）が劣化し易く、無線基地局と無線通信端末との通信において送信データと受信データとが一致しないこと（以下、「誤り」）が頻繁に発生する。

誤りが発生した場合であっても通信を継続可能とするために、受信側において、誤りを訂正する誤り訂正や、誤りが検出された受信データの再送を送信側に要求する自動再送制御が広く用いられている。

また、受信データに連続した誤り（バースト誤り）が含まれる場合には、誤りの検出や訂正が困難となる。このため、送信側において、送信データの送信順序を並び替え、送信データを時間方向に分散させるインタリーブ技術が知られている。

インタリーブ技術が適用される無線通信システムにおいて、送信側が伝搬路特性を検出し、送信データを時間方向に分散させる度合いであるインタリーブサイズを伝搬路特性に応じて変更する手法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−２７３８４２号公報（［請求項１］、[０００９]段落）

ところで、無線通信端末が高速移動（例えば、１００ｋｍ／ｈ〜）する場合には、伝搬路特性が高速に変動し、誤り率が上昇する。

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、無線通信端末が高速移動することによって誤り率が上昇した場合には、誤りの検出や訂正が不可能になり、無線基地局（第１無線通信装置）と無線通信端末（第２無線通信装置）との通信が継続困難となる問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、無線通信装置が高速移動する場合でも通信を継続することが可能な無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、第１無線通信装置（無線基地局２００）と、前記第１無線通信装置に第１ユーザデータ（上りユーザデータＵＤ）を送信する第２無線通信装置（無線通信端末１００）とを備える無線通信システム（無線通信システム１０）であって、前記第２無線通信装置は、前記第２無線通信装置の移動速度（移動速度Ｖ）を検出する移動速度検出部（移動速度検出部１０３）と、前記移動速度検出部によって検出された前記移動速度に基づき、同一の前記第１ユーザデータを前記第１無線通信装置に繰り返し送信する回数である第１繰り返し回数（上り繰り返し回数ＵＮ）を決定する第１繰り返し回数決定部（繰り返し回数決定部１０４）と、前記第１繰り返し回数決定部によって決定された前記第１繰り返し回数に従って、前記第１ユーザデータを前記第１無線通信装置に送信する第１データ送信部（ユーザデータ生成部１０６、送信処理部１０９）とを備えることを要旨とする。

このような特徴によれば、第２無線通信装置の移動速度に基づいて第１繰り返し回数が決定される。第２無線通信装置の移動速度が上昇すると、第１無線通信装置における誤り率も上昇するため、第２無線通信装置の移動速度に応じて第１繰り返し回数を決定することによって、適切な第１繰り返し回数を用いることが可能となる。

そして、第２無線通信装置は、決定した第１繰り返し回数に従って同一の第１ユーザデータを第１無線通信装置に繰り返し送信する。したがって、第１無線通信装置は、受信した複数個の同一の第１ユーザデータの少なくとも１つが復号可能であれば良いため、第２無線通信装置が高速移動する場合でも通信を継続することが可能な無線通信システムを提供することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１繰り返し回数決定部は、前記移動速度の上昇に応じて前記第１繰り返し回数を増加させることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記第２無線通信装置は、前記移動速度検出部によって検出された前記移動速度、又は前記第１繰り返し回数決定部によって決定された前記第１繰り返し回数のいずれかの情報を含む制御データ（制御データＣＤ）を生成する制御データ生成部（制御データ生成部１０５）をさらに備え、前記第１データ送信部は、前記第１ユーザデータに加え、前記制御データ生成部によって生成された前記制御データを前記第１無線通信装置に送信することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記第２無線通信装置は、前記第１ユーザデータ及び前記制御データに加え、前記第１無線通信装置において既知のデータ系列である既知データ（トレーニングシンボルＴＳ）を前記第１無線通信装置に送信しており、前記第１データ送信部は、前記既知データの送信と連続して前記制御データを送信することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記制御データ生成部は、前記第１繰り返し回数決定部によって決定された前記第１繰り返し回数に対応する個数の前記制御データを生成し、前記第１データ送信部は、複数個の同一の第１ユーザデータのそれぞれを、前記制御データとともに送信することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記第１無線通信装置は、前記第１ユーザデータと前記制御データとを前記第２無線通信装置から受信するデータ受信部（受信処理部２０３）と、前記データ受信部が受信した前記制御データに応じて、前記第２無線通信装置において決定された前記第１繰り返し回数を特定する繰り返し回数特定部（制御部２０４）と、前記繰り返し回数特定部によって特定された前記第１繰り返し回数に従って、前記第１ユーザデータを復号するデータ復号部（誤り訂正復号部２０５）とを備えることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記第１無線通信装置は、前記第１ユーザデータと前記制御データとを前記第２無線通信装置から受信するデータ受信部（受信処理部２０３）と、前記データ受信部が受信した前記制御データに応じて、同一の第２ユーザデータ（下りユーザデータＵＤ）を前記第２無線通信装置に繰り返し送信する回数である第２繰り返し回数（下り繰り返し回数ＤＮ）を決定する第２繰り返し回数決定部（繰り返し回数決定部２０９）と、前記第２繰り返し回数決定部によって決定された前記第２繰り返し回数に従って、前記第２ユーザデータを前記第２無線通信装置に送信する第２データ送信部（ユーザデータ生成部２１０、送信処理部２１４）とを備えることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記第２繰り返し回数決定部は、前記制御データに前記第１繰り返し回数の情報が含まれる場合に、前記第２繰り返し回数を前記第１繰り返し回数と一致させることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記第２繰り返し回数決定部は、前記制御データに前記移動速度の情報が含まれる場合に、前記移動速度の上昇に応じて前記第２繰り返し回数を増加させることを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、通信先装置にユーザデータを送信する無線通信装置であって、前記無線通信装置の移動速度を検出する移動速度検出部と、前記移動速度検出部によって検出された前記移動速度に基づき、同一の前記ユーザデータを前記通信先装置に繰り返し送信する回数である繰り返し回数を決定する繰り返し回数決定部と、前記繰り返し回数決定部によって決定された前記繰り返し回数に従って、前記ユーザデータを前記通信先装置に送信するデータ送信部とを備えることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、通信先装置からユーザデータを受信する無線通信装置であって、前記通信先装置の移動速度、又は前記通信先装置が同一の前記ユーザデータを繰り返し送信する回数である繰り返し回数の情報を含む制御データを、前記通信先装置から受信するデータ受信部と、前記データ受信部が受信した前記制御データに応じて、前記繰り返し回数を特定する繰り返し回数特定部と、前記繰り返し回数特定部によって特定された前記繰り返し回数に従って、前記ユーザデータを復号するデータ復号部とを備えることを要旨とする。

本発明の第１２の特徴は、通信先装置から第１ユーザデータを受信すると共に、前記通信先装置に第２ユーザデータを送信する無線通信装置であって、前記通信先装置の移動速度、又は前記通信先装置が同一の前記第１ユーザデータを繰り返し送信する回数である第１繰り返し回数の情報を含む制御データを、前記通信先装置から受信するデータ受信部と、前記制御データに応じて、同一の前記第２ユーザデータを前記通信先装置に繰り返し送信する回数である第２繰り返し回数を決定する繰り返し回数決定部と、前記繰り返し回数決定部によって決定された前記第２繰り返し回数に従って、前記第２ユーザデータを前記通信先装置に送信するデータ送信部とを備えることを要旨とする。

本発明の第１３の特徴は、第１無線通信装置にユーザデータを送信する第２無線通信装置に用いられる無線通信方法であって、前記第２無線通信装置の移動速度を検出するステップ（ステップＳ１０１又はステップＳ３０１）と、前記検出するステップによって検出された前記移動速度に基づき、同一の前記ユーザデータを前記第１無線通信装置に繰り返し送信する回数である繰り返し回数を決定するステップ（ステップＳ１０２又はステップＳ３０２）と、前記決定するステップによって決定された前記繰り返し回数に従って、前記ユーザデータを前記第１無線通信装置に送信するステップ（ステップＳ１０２又はステップＳ３０２）とを備えることを要旨とする。

本発明によれば、無線通信装置が高速移動する場合でも通信を継続することが可能な無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

以下においては、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）繰り返し送信処理、（４）無線通信システムの動作、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。

（１）無線通信システムの概略構成
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成について説明する。

（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。

図１に示すように、無線通信システム１０は、無線通信端末（第２無線通信装置）１００及び無線基地局（第１無線通信装置）２００を有する。図１の例では、無線通信端末１００は、新幹線や自動車などの車両ＶＥ内に位置しており、０ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈ程度の範囲内で移動している。

本実施形態では、無線通信端末１００及び無線基地局２００は、時分割多元接続−時分割複信（ＴＤＭＡ−ＴＤＤ）方式を用いた無線通信（例えば、ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）規格に基づく無線通信）を実行する。

すなわち、無線通信端末１００から無線基地局２００の方向の通信（以下、「上りリンクＵＬ」）と、無線基地局２００から無線通信端末１００の方向の通信（以下、「下りリンクＤＬ」）とが、交互に実行される。

無線通信端末１００は、単位時間当たりの無線通信端末１００の移動量である移動速度Ｖを検出する機能を有する。無線通信端末１００は、上りリンクＵＬにおいて同一の上りユーザデータＵＤを繰り返し送信する。ユーザデータＵＤとは、無線通信端末１００において実行される上位アプリケーション（例えばＶｏＩＰなど）によって生成されるデータである。

そして、無線通信端末１００は、移動速度Ｖに基づいて、同一の上りユーザデータＵＤを繰り返し送信する回数（以下、「上り繰り返し回数ＵＮ」）を決定する。また、無線通信端末１００は、移動速度Ｖ又は上り繰り返し回数ＵＮを無線基地局２００に通知する。

無線基地局２００は、下りリンクＤＬにおいて同一の下りユーザデータＵＤを繰り返し送信する。具体的には、無線基地局２００は、無線通信端末１００によって通知された移動速度Ｖ又は上り繰り返し回数ＵＮに基づいて、同一の下りユーザデータＵＤを繰り返し送信する回数（以下、「下り繰り返し回数ＤＮ」）を決定する。

（１．２）フレーム構成例
図２は、無線通信システム１０において用いられる送信フレームのフレーム構成図である。

図２に示すように、送信フレームは、トレーニングシンボル区間Ｔ１及び情報シンボル区間Ｔ２を有する。トレーニングシンボル区間Ｔ１では、無線通信端末１００及び無線基地局２００において既知のシンボル系列が伝送される。情報シンボル区間Ｔ２では、無線通信端末１００及び無線基地局２００において未知のシンボル系列が伝送される。

さらに、情報シンボル区間Ｔ２は、制御データＣＤを伝送する制御データ区間と、ＣＲＣ符号ＣＣを伝送するＣＲＣ符号区間と、ユーザデータＵＤを伝送するユーザデータ区間とを有する。

制御データＣＤには、移動速度Ｖ、上り繰り返し回数ＵＮ又は下り繰り返し回数ＤＮを示す情報や、シーケンス番号などが含まれる。ＣＲＣ符号ＣＣは、ユーザデータＵＤをＣＲＣ演算して得られる誤り検出符号である。

ここで、制御データＣＤは、移動速度Ｖ、上り繰り返し回数ＵＮ又は下り繰り返し回数ＤＮの情報を含むため、重要な情報要素である。よって、制御データＣＤは、トレーニングシンボルＴＳの直後に配置されている。

無線通信システム１０では、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、上り繰り返し回数ＵＮ又は下り繰り返し回数ＤＮに応じて異なるフォーマットの送信フレームが用いられる。

図２（ａ）は、繰り返し無しの場合に用いられるフォーマットを示している。

図２（ｂ）は、ユーザデータＵＤを２回繰り返して送信する場合に用いられるフォーマットを示している。図２（ｂ）に示すフォーマットでは、ユーザデータ区間において、２個の同一のユーザデータ＃１，＃２が含まれている。また、図２（ｂ）に示すフォーマットでは、ＣＲＣ符号ＣＣは、ユーザデータ＃１，＃２のいずれか一方から生成される。

図２（ｃ）は、ユーザデータＵＤを３回繰り返して送信する場合に用いられるフォーマットを示している。図２（ｃ）に示すフォーマットでは、ユーザデータ区間において、３個の同一のユーザデータ＃１〜＃３が含まれている。また、図２（ｃ）に示すフォーマットでは、ＣＲＣ符号ＣＣは、ユーザデータ＃１〜＃３のいずれか１個から生成される。

（２）無線通信システムの詳細構成
次に、図３及び図４を用いて、無線通信端末１００の構成及び無線基地局２００の構成について説明する。なお、以下においては、本発明に関連する点について主に説明する。

（２．１）無線通信端末の構成
図３は、無線通信端末１００の機能ブロック構成図である。図３に示すように、無線通信端末１００は、上位レイヤ処理部１０１、送受信バッファ部１０２、移動速度検出部１０３、繰り返し回数決定部１０４、制御データ生成部１０５、ユーザデータ生成部１０６、ＣＲＣ符号生成部１０７、誤り訂正符号化部１０８、送信処理部１０９、ＲＦ部１１０、アンテナ１１１、受信処理部１１２、制御部１１３、誤り訂正復号部１１４、及びＣＲＣ符号照合部１１５を有する。

上位レイヤ処理部１０１は、上位レイヤを処理する機能を有し、アプリケーションを実行する。送受信バッファ部１０２は、上位レイヤ処理部１０１からのユーザデータＵＤを一時的に保持する。また、送受信バッファ部１０２は、上位レイヤ処理部１０１に渡すユーザデータＵＤも一時的に保持する。

移動速度検出部１０３は、無線通信端末１００の移動速度Ｖを検出する。本実施形態では、移動速度検出部１０３は、ＧＰＳ受信機能を有し、位置情報を周期的に取得することによって移動速度Ｖを検出する。

繰り返し回数決定部１０４は、移動速度Ｖと上り繰り返し回数ＵＮとを対応付けたテーブル（図５（ａ）参照）を有し、当該テーブルに基づいて、移動速度検出部１０３によって検出された移動速度Ｖに対応する上り繰り返し回数ＵＮを決定する。

制御データ生成部１０５は、移動速度Ｖ又は上り繰り返し回数ＵＮの情報を含む制御データＣＤを生成する。

ユーザデータ生成部１０６は、上り繰り返し回数ＵＮ分のユーザデータＵＤを送受信バッファ部１０２から読み出す。ここで、ユーザデータ生成部１０６は、上り繰り返し回数ＵＮに対応するフレームフォーマットに適合するサイズのユーザデータＵＤを送受信バッファ部１０２から読み出す。

ＣＲＣ符号生成部１０７は、ユーザデータ生成部１０６が読み出したユーザデータＵＤにＣＲＣ演算を施し、演算結果をＣＲＣ符号ＣＣとして生成する。

誤り訂正符号化部１０８は、ユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを符号化する。ここで、誤り訂正符号化部１０８は、繰り返し符号に対応するアルゴリズムを用いてユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを符号化しても良い。ここで、「繰り返し符号に対応するアルゴリズム」とは、単純な繰り返し符号（反復符号；Repetition Code）と、多数決論理による復号法（Majority Logic Decoding）とを意味する（以下同様）。

送信処理部１０９は、符号化されたユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを変調する。また、送信処理部１０９は、変調したユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを図２に示した送信フレームに挿入する。

ＲＦ部１１０は、アンテナ１１１を介して無線基地局２００に対して無線信号の送信及び受信を行う。ＲＦ部１１０には、ＬＮＡ、パワーアンプ、アップコンバータ及びダウンコンバータなどが含まれる。。

受信処理部１１２は、受信した送信フレームからユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを復調する。制御部１１３は、無線通信端末１００の全体を制御すると共に、自動再生制御（ＡＲＱ）を実行する。

誤り訂正復号部１１４は、ユーザデータＵＤを誤り訂正復号する。ここで、誤り訂正符号化部１０８は、繰り返し符号に対応するアルゴリズムを用いてユーザデータＵＤを復号しても良い。

ＣＲＣ符号照合部１１５は、誤り訂正復号後のユーザデータＵＤとＣＲＣ符号ＣＣとを照合する。

（２．２）無線基地局の構成
図４は、無線基地局２００の機能ブロック構成図である。なお、無線通信端末１００と同様の構成については、重複する説明を省略する。

図４に示すように、無線基地局２００は、アンテナ２０１、ＲＦ部２０２、受信処理部２０３、制御部２０４、誤り訂正復号部２０５、及びＣＲＣ符号照合部２０６、送受信バッファ部２０７、通信Ｉ／Ｆ部２０８、繰り返し回数決定部２０９、ユーザデータ生成部２１０、制御データ生成部２１１、ＣＲＣ符号生成部２１２、誤り訂正符号化部２１３、送信処理部２１４を有する。

ＲＦ部２０２は、アンテナ１１１を介して無線基地局２００に対して無線信号の送信及び受信を行う。制御部２０４は、無線基地局２００の全体を制御すると共に、自動再生制御（ＡＲＱ）を実行する。

通信Ｉ／Ｆ部２０８は、ＩＰ網などの通信網とのインタフェースとして機能する。送受信バッファ部２０７は、通信Ｉ／Ｆ部２０８からのユーザデータＵＤを一時的に保持する。また、送受信バッファ部２０７は、通信Ｉ／Ｆ部２０８に渡すユーザデータＵＤも一時的に保持する。

繰り返し回数決定部２０９は、無線通信端末１００から受信した制御データＣＤに基づいて、次の（ａ）又は（ｂ）の方法によって下り繰り返し回数ＤＮを決定する。

（ａ）制御データＣＤに上り繰り返し回数ＵＮの情報が含まれる場合、繰り返し回数決定部２０９は、下り繰り返し回数ＤＮを上り繰り返し回数ＵＮと一致させる。

（ｂ）制御データＣＤに移動速度Ｖの情報が含まれる場合、繰り返し回数決定部２０９は、移動速度Ｖと下り繰り返し回数ＤＮとを対応付けたテーブルに基づいて、無線通信端末１００の移動速度Ｖに対応する下り繰り返し回数ＤＮを決定する。ここで、繰り返し回数決定部２０９は、無線通信端末１００に設けられたテーブルと異なるテーブルを用いて下り繰り返し回数ＤＮを決定する。

ユーザデータ生成部２１０は、下り繰り返し回数ＤＮ分のユーザデータＵＤを送受信バッファ部２０７から読み出す。

（３）繰り返し送信処理
次に、図５及び図６を用いて、無線通信端末１００及び無線基地局２００によって実行される繰り返し送信処理について説明する。

無線通信端末１００は、図５（ａ）に示すようなテーブルを予め保持しており、当該テーブルを用いて上り繰り返し回数ＵＮを決定する。具体的には、無線通信端末１００の繰り返し回数決定部１０４は、移動速度検出部１０３によって検出された移動速度Ｖを閾値（ここでは、５０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、２００ｋｍ／ｈ）と比較し、比較結果に応じて上り繰り返し回数ＵＮを決定する。

上り繰り返し回数ＵＮと下り繰り返し回数ＤＮとを非対称にする場合には、無線基地局２００は、図５（ａ）に変更を加えたテーブルを用いて、下り繰り返し回数ＤＮを決定する。

図５（ｂ）に示すように、上り繰り返し回数ＵＮ及び下り繰り返し回数ＤＮは、無線通信端末１００の移動速度Ｖが上昇するのに伴って、段階的に増加する。また、無線通信端末１００の静止時及び低速移動時においては、繰り返し無しになるように設定されている。

図６は、繰り返し回数が３回である場合のユーザデータ生成例を示している。繰り返し回数が３回である場合、繰り返し無しの場合のユーザデータＵＤを３分割した分割データが、３送信フレームに渡って送信される。

この結果、繰り返し回数が３回である場合、繰り返し無しの場合と比較して実効伝送速度が１／３になるが、ユーザデータＵＤが復号可能となる機会を３倍にすることができる。

したがって、図５（ａ）のテーブルの例では、無線通信端末１００の移動速度Ｖが１００ｋｍ／ｈ〜２００ｋｍ／ｈである場合、無線通信端末１００は、ユーザデータＵＤを３回繰り返して送信することによって、無線基地局２００がユーザデータＵＤをより確実に復号可能とすることができる。

（４）無線通信システムの動作
次に、図７〜図１０を用いて、無線通信システム１０の動作について説明する。

具体的には、制御データＣＤに繰り返し回数情報が含まれる場合の動作（以下、「動作パターン１」）、制御データＣＤに移動速度情報が含まれる場合の動作（以下、「動作パターン２」）について説明する。

（４．１）動作パターン１
以下において、無線通信システム１０の動作パターン１について、上りリンクＵＬにおける動作、下りリンクＤＬにおける動作、の順で説明する。

（４．１．１）上りリンクＵＬにおける動作
図７は、動作パターン１の場合の上りリンクＵＬにおける動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、無線通信端末１００の移動速度検出部１０３は、無線通信端末１００の移動速度Ｖを検出する。

ステップＳ１０２において、無線通信端末１００の繰り返し回数決定部１０４は、移動速度Ｖに対応する上り繰り返し回数ＵＮを決定する。

ステップＳ１０３において、無線通信端末１００のユーザデータ生成部１０６は、上り繰り返し回数ＵＮ分のユーザデータＵＤを送受信バッファ部１０２から読み出す。

ステップＳ１０４において、無線通信端末１００の制御データ生成部１０５は、上り繰り返し回数ＵＮを示す繰り返し回数情報を含む制御データＣＤを生成する。

ステップＳ１０５において、無線通信端末１００のＣＲＣ符号生成部１０７は、ユーザデータＵＤからＣＲＣ符号を生成する。

ステップＳ１０６において、無線通信端末１００の誤り訂正符号化部１０８は、ユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを符号化する。

ステップＳ１０７において、無線通信端末１００の送信処理部１０９は、符号化されたユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを変調する。

ステップＳ１０８において、無線通信端末１００の送信処理部１０９及びＲＦ部１１０は、変調されたユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを送信フレームに格納し、当該送信フレームを無線基地局２００に送信する。

ステップＳ１１１において、無線基地局２００のＲＦ部２０２及び受信処理部２０３は、無線通信端末１００から受信した送信フレームに格納されているユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを復調する。

ステップＳ１１２において、無線基地局２００の制御部２０４は、制御データＣＤに含まれる繰り返し回数情報に基づいて、上り繰り返し回数ＵＮを特定する。また、制御部２０４は、繰り返し回数情報を記憶する。

ステップＳ１１３において、無線基地局２００の誤り訂正復号部２０５は、上り繰り返し回数ＵＮに基づいて、ＵＮ個のユーザデータＵＤを誤り訂正復号する。

ステップＳ１１４において、無線基地局２００のＣＲＣ符号照合部２０６は、復号後のユーザデータＵＤに対してＣＲＣ演算を実行し、演算結果とＣＲＣ符号とが一致するか否か確認する。演算結果とＣＲＣ符号とが一致しない場合、ユーザデータＵＤに誤りが含まれることになる。

ステップＳ１１５において、無線基地局２００の制御部２０４は、ユーザデータＵＤにおいて誤りが検出されたか否かを判定する。

誤りが検出された場合、ステップＳ１１６において、制御部２０４は、誤りが検出されたユーザデータＵＤの再送を無線通信端末１００に要求する。一方、誤りが検出されなかった場合、ユーザデータＵＤが送受信バッファ部２０７に格納される。

（４．１．２）下りリンクＤＬにおける動作
図８は、動作パターン１の場合の下りリンクＤＬにおける動作を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、無線基地局２００の繰り返し回数決定部２０９は、図７のステップＳ１１２において記憶された繰り返し回数情報を読み出し、下り繰り返し回数ＤＮを決定する。ここでは、繰り返し回数決定部１０４は、下り繰り返し回数ＤＮを上り繰り返し回数ＵＮに一致させる。

ステップＳ２０２において、無線基地局２００のユーザデータ生成部２１０は、繰り返し回数Ｎ分のユーザデータＵＤを送受信バッファ部２０７から読み出す。ここで、ユーザデータ生成部２１０は、下り繰り返し回数ＤＮに対応するフレームフォーマットに適合するサイズのユーザデータＵＤを送受信バッファ部１０２から読み出す。

なお、下り繰り返し回数ＤＮと上り繰り返し回数ＵＮとが一致しているため、繰り返し回数情報を制御データＣＤに含めなくても良いことに留意すべきである。

ステップＳ２０３において、無線基地局２００のＣＲＣ符号生成部２１２は、ユーザデータＵＤからＣＲＣ符号を生成する。

ステップＳ２０４において、無線基地局２００の誤り訂正符号化部２１３は、ユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを符号化する。

ステップＳ２０５において、無線基地局２００の送信処理部２１４は、符号化されたユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを変調する。

ステップＳ２０６において、無線基地局２００の送信処理部１０９及びＲＦ部１１０は、変調されたユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを送信フレームに格納し、当該送信フレームを無線通信端末１００に送信する。

ステップＳ２１１において、無線通信端末１００のＲＦ部１１０及び受信処理部１１２は、無線基地局２００から受信した送信フレームに格納されているユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを復調する。

なお、下り繰り返し回数ＤＮと上り繰り返し回数ＵＮとが一致しているため、無線通信端末１００の制御部１１３は、下り繰り返し回数ＤＮを特定する必要がないことに留意すべきである。

ステップＳ２１２において、無線通信端末１００の誤り訂正復号部１１４は、下り繰り返し回数ＤＮに基づいて、ＤＮ個のユーザデータＵＤを誤り訂正復号する。

ステップＳ２１３において、無線通信端末１００のＣＲＣ符号照合部１１５は、復号後のユーザデータＵＤに対してＣＲＣ演算を実行し、演算結果とＣＲＣ符号とが一致するか否か確認する。演算結果とＣＲＣ符号とが一致しない場合、ユーザデータＵＤに誤りが含まれることになる。

ステップＳ２１４において、無線通信端末１００の制御部１１３は、ユーザデータＵＤに誤りが検出されたか否かを判定する。

誤りが検出された場合、ステップＳ２１５において、制御部１１３は、誤りが検出されたユーザデータＵＤの再送を無線基地局２００に要求する。一方、誤りが検出されなかった場合、ユーザデータＵＤが送受信バッファ部１０２に格納される。

（４．２）動作パターン２
以下において、無線通信システム１０の動作パターン２について、上りリンクＵＬにおける動作、下りリンクＤＬにおける動作、の順で説明する。ただし、動作パターン１と同様の動作については、重複する説明を省略する。

（４．２．１）上りリンクＵＬにおける動作
図９は、動作パターン２の場合の上りリンクＵＬにおける動作を示すフローチャートである。

ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３の処理は、上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理と同様である。

ステップＳ３０４において、無線通信端末１００の制御データ生成部１０５は、移動速度Ｖを示す移動速度情報を含む制御データＣＤを生成する。

ステップＳ３０５〜ステップＳ３１１の処理は、上述したステップＳ１０５〜ステップＳ１１１の処理と同様である。

ステップＳ３１２において、無線基地局２００の制御部２０４は、制御データＣＤに含まれる移動速度情報を記憶する。また、制御部２０４は、移動速度情報に基づいて、上り繰り返し回数ＵＮを特定する。

ステップＳ３１４〜ステップＳ３１６の処理は、上述したステップＳ３０４〜ステップＳ３０６の処理と同様である。

（４．２．２）下りリンクＤＬにおける動作
図１０は、動作パターン２の場合の下りリンクＤＬにおける動作を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１において、無線基地局２００の繰り返し回数決定部２０９は、図９のステップＳ３１２において記憶された移動速度情報に基づき、下り繰り返し回数ＤＮを決定する。

また、無線基地局２００のユーザデータ生成部２１０は、下り繰り返し回数ＤＮに対応するフレームフォーマットに適合するサイズのユーザデータＵＤを送受信バッファ部２０７から読み出す。

ステップＳ４０２において、無線基地局２００の制御データ生成部２１１は、下り繰り返し回数ＤＮを示す繰り返し回数情報を含む制御データＣＤを生成する。

ステップＳ４０３〜ステップＳ４０６の処理は、上述したステップＳ２０３〜ステップＳ２０６の処理と同様である。

ステップＳ４１１において、無線通信端末１００のＲＦ部１１０及び受信処理部１１２は、無線基地局２００から受信した送信フレームに格納されているユーザデータＵＤ、ＣＲＣ符号及び制御データＣＤを復調する。

また、無線通信端末１００の制御部１１３は、制御データＣＤに含まれる繰り返し回数情報に基づいて、下り繰り返し回数ＤＮを特定する。

ステップＳ４１２〜ステップＳ４１５の処理は、上述したステップＳ２１２〜ステップＳ２１５の処理と同様である。

（５）作用・効果
本実施形態によれば、無線通信端末１００の移動速度Ｖに基づいて上り繰り返し回数ＵＮが決定される。無線通信端末１００の移動速度Ｖが上昇すると、上りリンクＵＬにおける誤り率も上昇するため、無線通信端末１００の移動速度Ｖに応じて上り繰り返し回数ＵＮを決定することによって、適切な上り繰り返し回数ＵＮを用いることが可能となる。

そして、無線通信端末１００は、決定した上り繰り返し回数ＵＮに従って同一の上りユーザデータＵＤを無線基地局２００に繰り返し送信する。この結果、無線基地局２００は、受信した複数個の同一の上りユーザデータＵＤの少なくとも１つが復号可能であれば良く、無線通信端末１００が高速移動する場合でも通信を継続することができる。

また、本実施形態によれば、無線通信端末１００の移動速度Ｖの上昇に応じて上り繰り返し回数ＵＮを増加させる。したがって、無線通信端末１００の静止時及び低速移動時における実効伝送速度を維持しつつ、無線通信端末１００の高速移動時におけるデータ伝送エラーを低減させることができる。

本実施形態によれば、無線通信端末１００が、移動速度Ｖ又は上り繰り返し回数ＵＮの情報を含む制御データＣＤを無線基地局２００に送信する。これにより、無線基地局２００は、上りリンクＵＬにおいて繰り返し送信が行われているか否かを判定でき、あるいは上り繰り返し回数ＵＮを判定できる。

本実施形態によれば、無線通信端末１００及び無線基地局２００は、トレーニングシンボルＴＳの送信と連続して制御データＣＤを送信する。このようなトレーニングシンボルＴＳは、無線通信端末１００及び無線基地局２００において主に同期処理に使用される。このため、トレーニングシンボルＴＳの送信と連続して制御データＣＤを送信することによって、無線通信端末１００及び無線基地局２００は、同期ズレが小さい状態で制御データＣＤを受信可能となるため、制御データＣＤを安定して伝送可能となる。

本実施形態によれば、無線基地局２００は、制御データＣＤに応じて、無線通信端末１００において決定された上り繰り返し回数ＵＮを特定し、特定した上り繰り返し回数ＵＮに従って、上りユーザデータＵＤを復号する。このため、複数個の同一上りユーザデータＵＤを適切に復号することが可能となる。

本実施形態によれば、無線基地局２００は、制御データＣＤに応じて下り繰り返し回数ＤＮを決定し、決定した下り繰り返し回数ＤＮに従って、下りユーザデータＵＤを無線通信端末１００に送信する。無線通信端末１００は、受信した複数個の同一の下りユーザデータＵＤの少なくとも１つが復号可能であれば良いため、無線通信端末１００が高速移動する場合でも通信を継続することが可能となる。

本実施形態によれば、無線基地局２００は、制御データＣＤに上り繰り返し回数ＵＮの情報が含まれる場合に、下り繰り返し回数ＤＮを上り繰り返し回数ＵＮと一致させる。これにより、無線基地局２００は、下り繰り返し回数ＤＮを容易に決定可能となる。

あるいは、無線基地局２００は、制御データＣＤに移動速度Ｖの情報が含まれる場合に、移動速度Ｖの上昇に応じて下り繰り返し回数ＤＮを増加させる。すなわち、無線基地局２００は、上り繰り返し回数ＵＮと独立して下り繰り返し回数ＤＮを決定するため、上り繰り返し回数ＵＮと下り繰り返し回数ＤＮとを非対称にすることができる。例えば、一般的に、下りリンクＤＬは、上りリンクＵＬよりも伝送速度が高速であるため、下り繰り返し回数ＤＮを上り繰り返し回数ＵＮよりも多くするようにしても良い。

（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

（６．１）制御データ配置の変更例
上述した実施形態では、送信フレームにおいて１個の制御データＣＤが含まれていたが、図１１に示すように、ユーザデータＵＤ毎に制御データＣＤを設けるフレーム構成でも良い。ユーザデータＵＤだけでなく制御データＣＤも冗長化することによって、制御データＣＤを安定して伝送可能となる。

（６．２）ユーザデータ配置の変更例
上述した実施形態では、ユーザデータＵＤを繰り返し送信する際、同一のユーザデータＵＤが連続して送信されていた。すなわち、送信フレームにおいて同一のユーザデータＵＤが連続して配置されていた。しかしながら、図１２に示すように、同一のユーザデータＵＤを離間して送信しても良い。このような送信法によれば、インタリーブ効果を得ることができ、バースト誤りに対する耐性を高めることができる。

（６．３）移動速度検出の変更例
上述した実施形態では、無線通信端末１００がＧＰＳを利用して移動速度Ｖを検出していた。しかしながら、ＧＰＳに限らず、三角測量により得られた位置情報から移動速度Ｖを検出する手法を採用可能である。あるいは、無線通信端末１００は、受信レベルの変動周期（フェージングピッチ）に基づいてフェージング速度を算出し、フェージング速度から移動速度Ｖを求めても良い。

（６．４）無線通信システムの変更例
上述した実施形態では、無線通信端末１００と無線基地局２００とが無線通信を実行する無線通信システム１０について説明した。しかしながら、無線通信端末１００と無線基地局２００との無線通信に限らず、複数の無線通信端末１００間で無線通信を実行する動的な無線通信システム（例えば、アドホックネットワーク）に対しても応用可能である。この場合、一の無線通信端末１００が第１無線通信装置となり、当該一の無線通信端末１００と通信する他の無線通信端末１００が第２無線通信装置となる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムにおいて用いられる送信フレームのフレーム構成図である。 本発明の実施形態に係る無線通信端末の機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック構成図である。 無線通信端末の移動速度と繰り返し無し回数との対応関係を説明する説明図である。 繰り返し回数が３回である場合のユーザデータ生成例を示す概念図である。 動作パターン１の場合の上りリンクＵＬにおける動作を示すフローチャートである。 動作パターン１の場合の下りリンクにおける動作を示すフローチャートである。 動作パターン２の場合の上りリンクＵＬにおける動作を示すフローチャートである。 動作パターン２の場合の下りリンクＤＬにおける動作を示すフローチャートである。 制御データ配置の変更例を示すフレーム構成図である。 ユーザデータ配置の変更例を示す概念図である。

符号の説明

１０…無線通信システム、１００…無線通信端末、１０１…上位レイヤ処理部、１０２…送受信バッファ部、１０３…移動速度検出部、１０４…繰り返し回数決定部、１０５…制御データ生成部、１０６…ユーザデータ生成部、１０７…ＣＲＣ符号生成部、１０８…訂正符号化部、１０９…送信処理部、１１０…ＲＦ部、１１１…アンテナ、１１２…受信処理部、１１３…制御部、１１４…訂正復号部、１１５…ＣＲＣ符号照合部、２００…無線基地局、２０１…アンテナ、２０２…ＲＦ部、２０３…受信処理部、２０４…制御部、２０５…訂正復号部、２０６…ＣＲＣ符号照合部、２０７…送受信バッファ部、２０８…通信Ｉ／Ｆ部、２０９…繰り返し回数決定部、２１０…ユーザデータ生成部、２１１…制御データ生成部、２１２…ＣＲＣ符号生成部、２１３…訂正符号化部、２１４…送信処理部

Claims (13)

1. 第１無線通信装置と、
   前記第１無線通信装置に第１ユーザデータを送信する第２無線通信装置と
   を備える無線通信システムであって、
   前記第２無線通信装置は、
   前記第２無線通信装置の移動速度を検出する移動速度検出部と、
   前記移動速度検出部によって検出された前記移動速度に基づき、同一の前記第１ユーザデータを前記第１無線通信装置に繰り返し送信する回数である第１繰り返し回数を決定する第１繰り返し回数決定部と、
   前記第１繰り返し回数決定部によって決定された前記第１繰り返し回数に従って、前記第１ユーザデータを前記第１無線通信装置に送信する第１データ送信部と
   を備える無線通信システム。
2. 前記第１繰り返し回数決定部は、前記移動速度の上昇に応じて前記第１繰り返し回数を増加させる請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第２無線通信装置は、前記移動速度検出部によって検出された前記移動速度、又は前記第１繰り返し回数決定部によって決定された前記第１繰り返し回数のいずれかの情報を含む制御データを生成する制御データ生成部をさらに備え、
   前記第１データ送信部は、前記第１ユーザデータに加え、前記制御データ生成部によって生成された前記制御データを前記第１無線通信装置に送信する請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記第２無線通信装置は、前記第１ユーザデータ及び前記制御データに加え、前記第１無線通信装置において既知のデータ系列である既知データを前記第１無線通信装置に送信しており、
   前記第１データ送信部は、前記既知データの送信と連続して前記制御データを送信する請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記制御データ生成部は、前記第１繰り返し回数決定部によって決定された前記第１繰り返し回数に対応する個数の前記制御データを生成し、
   前記第１データ送信部は、複数個の同一の前記第１ユーザデータのそれぞれを、前記制御データとともに送信する請求項３に記載の無線通信システム。
6. 前記第１無線通信装置は、
   前記第１ユーザデータと前記制御データとを前記第２無線通信装置から受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部が受信した前記制御データに応じて、前記第２無線通信装置において決定された前記第１繰り返し回数を特定する繰り返し回数特定部と、
   前記繰り返し回数特定部によって特定された前記第１繰り返し回数に従って、前記データ受信部が受信した前記第１ユーザデータを復号するデータ復号部と
   を備える請求項３に記載の無線通信システム。
7. 前記第１無線通信装置は、
   前記第１ユーザデータと前記制御データとを前記第２無線通信装置から受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部が受信した前記制御データに応じて、同一の第２ユーザデータを前記第２無線通信装置に繰り返し送信する回数である第２繰り返し回数を決定する第２繰り返し回数決定部と、
   前記第２繰り返し回数決定部によって決定された前記第２繰り返し回数に従って、前記第２ユーザデータを前記第２無線通信装置に送信する第２データ送信部と
   を備える請求項３に記載の無線通信システム。
8. 前記第２繰り返し回数決定部は、前記制御データに前記第１繰り返し回数の情報が含まれる場合に、前記第２繰り返し回数を前記第１繰り返し回数に一致させる請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記第２繰り返し回数決定部は、前記制御データに前記移動速度の情報が含まれる場合に、前記移動速度の上昇に応じて前記第２繰り返し回数を増加させる請求項７に記載の無線通信システム。
10. 通信先装置にユーザデータを送信する無線通信装置であって、
    前記無線通信装置の移動速度を検出する移動速度検出部と、
    前記移動速度検出部によって検出された前記移動速度に基づき、同一の前記ユーザデータを前記通信先装置に繰り返し送信する回数である繰り返し回数を決定する繰り返し回数決定部と、
    前記繰り返し回数決定部によって決定された前記繰り返し回数に従って、前記ユーザデータを前記通信先装置に送信するデータ送信部と
    を備える無線通信装置。
11. 通信先装置からユーザデータを受信する無線通信装置であって、
    前記通信先装置の移動速度、又は前記通信先装置が同一の前記ユーザデータを繰り返し送信する回数である繰り返し回数の情報を含む制御データを、前記通信先装置から受信するデータ受信部と、
    前記データ受信部が受信した前記制御データに応じて、前記繰り返し回数を特定する繰り返し回数特定部と、
    前記繰り返し回数特定部によって特定された前記繰り返し回数に従って、前記データ受信部が受信した前記ユーザデータを復号するデータ復号部と
    を備える無線通信装置。
12. 通信先装置から第１ユーザデータを受信すると共に、前記通信先装置に第２ユーザデータを送信する無線通信装置であって、
    前記通信先装置の移動速度、又は前記通信先装置が同一の前記第１ユーザデータを繰り返し送信する回数である第１繰り返し回数の情報を含む制御データを、前記通信先装置から受信するデータ受信部と、
    前記制御データに応じて、同一の前記第２ユーザデータを前記通信先装置に繰り返し送信する回数である第２繰り返し回数を決定する繰り返し回数決定部と、
    前記繰り返し回数決定部によって決定された前記第２繰り返し回数に従って、前記第２ユーザデータを前記通信先装置に送信するデータ送信部と
    を備える無線通信装置。
13. 第１無線通信装置にユーザデータを送信する第２無線通信装置に用いられる無線通信方法であって、
    前記第２無線通信装置の移動速度を検出するステップと、
    前記検出するステップによって検出された前記移動速度に基づき、同一の前記ユーザデータを前記第１無線通信装置に繰り返し送信する回数である繰り返し回数を決定するステップと、
    前記決定するステップによって決定された前記繰り返し回数に従って、前記ユーザデータを前記第１無線通信装置に送信するステップと
    を備える無線通信方法。

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