JP2009159440A

JP2009159440A - 通信装置、通信システムおよび通信方法

Info

Publication number: JP2009159440A
Application number: JP2007337077A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Tanaka; 孝宜田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】エラー訂正時の冗長性の増加を抑える。
【解決手段】第１の通信装置と第２の通信装置との間で、通信フレームを用いて通信する通信システムにおいて、第１の通信装置100は、連続で複数の通信フレームを第２の通信装置へ送信し、第２の通信装置200は、第１の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信し、受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する。検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成し、生成されたエラー訂正に必要な情報を、第１の通信装置へ送信する。第１の通信装置は、第２の通信装置から送信されたエラー訂正に必要な情報に応じて、エラー訂正のために送信すべき情報を含む通信フレームを第２の通信装置へ送信するように送信部を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置、通信システムおよび通信方法に関する。

従来、受信エラーに対処する技法が多数開発されてきている。例えば、フォワードエラー修正(ＦＥＣ：Forward Error Collection)技術と称する従来技術は、送信機が予めデータに冗長性を与えることによって、受信機側で送信機に再送を要求することなく、冗長性データを利用することによって受信情報に含まれるエラーの修正を可能にする技術である。また、ＡＲＱ(Automatic Repeat request)と称する従来技術は、受信したデータブロックがエラーを有するか否かを分析し、エラーを含むブロックの再送信を要求して、再送されたデータを利用することによって、エラーの修正を可能にする技術である。ＡＲＱ技術では、例えば、データブロックを復号する最初の試みに対する第１のＮＡＣＫメッセージに応答して冗長性を変化させる技法（特許文献１）が提案されている。この提案技法によれば、送信される（および／または要求された）冗長性ユニットの数は、例えば、推定されたチャネル品質、推定されたブロック品質、メモリー使用量、残っているブロックの数等に基づいて選択することができるようになる。

最近では、上述したＦＥＣ技術とＡＲＱ技術とを組み合わせるハイブリッドＡＲＱ技術が開発されており、この従来技術は、受信機でＦＥＣ符号化によって特定のエラーを訂正し、その他のエラーに関しては、送信機に再送信を要求することによって、エラーの修正を可能にしている。このハイブリッドＡＲＱ技術では、例えば、再送するときの送信電力をブロック毎に制御する信号が、量子化された信頼度に基づいて生成される技法が提案されている。
特表２００２−５２７９３９号公報特開２００５−２２３６２０号広報

図１３に、従来技術であるハイブリッドARQの一例の概念を説明する図を示す。この例は、ターボ符号化、LDPC(Low Density Parity Check)符号（符号化率１/3）を使用している。「送信すべき情報」は、符号化によって「符号化情報」＋「パリティ」となる。送信機は、「情報」と「パリティの一部」とを格納した第１のフレームを送信する。受信機は、この第１のフレームを受信し、当該フレームが受信エラーであると判定した場合は、NACK(否定応答)を送信機に返信する。送信機は、このNACKを受信し、これに応じて、さらに「残りのパリティ」を受信機に送信する。受信機は、「残りのパリティ」を含む第２のフレームを受信し、最初に受信した「第１のフレーム」と「第２のフレーム」とを利用して復号を試行する。このようにして、図の例では受信および復号が成功している。

マルチパスやセルのフリンジ等のさまざまな伝播環境下においては、チャネル品質が良好な所と劣悪な所が共存し得る。このような不安定な伝播環境では、チャネル品質の急激な変化が頻発することになる。例えば、上述したハイブリッドARQ技術を用いて、受信時のチャネル品質に応じて、再送信号の冗長性を増したり、送信電力を上げたりすることは、オーバーヘッドの増加や、他信号への干渉源の増長となり、結果として伝送効率が低下するといった問題が発生する。

本発明はかかる点を鑑みて、エラー訂正時の冗長性の増加を抑え、さらに、送信電力も抑える適応自動再送信を可能とする技法（システム、装置、方法）を提供することを目的とする。

上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による通信システムは、
第１の通信装置（主として送信を行う基地局や放送装置などの送信装置）と第２の通信装置（主として受信を行う携帯無線端末などの受信装置）との間で、通信フレームを用いて通信する通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
（前記第２の通信装置に送信されるべき１つ以上のパケットに、複数の通信フレームを割り当てる割当部と、）
連続で複数の通信フレームを前記第２の通信装置へ送信する送信部を有し、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信する受信部と、
前記受信部で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出部と、
前記検出部により検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報（例えば、再送フォーマット）を生成する生成部と、
前記生成部で生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記第１の通信装置へ送信する送信部とを有し、
前記第１の通信装置は、
前記第２の通信装置から送信された前記エラー訂正に必要な情報に応じて、エラー訂正のために送信すべき情報を含む通信フレーム（例えば、既に送信した情報フレーム、既に送信した冗長情報を含むフレーム、或いは、追加の冗長情報を含む未送信のフレームなど）を前記第２の通信装置へ送信するように前記送信部を制御する制御部をさらに有する、
ことを特徴とする。

また、第２の発明による通信システムは、
前記エラー訂正に必要な情報が、前記受信エラーを通知する情報（例えばAck）と共に送信される、
ことを特徴とする。
また、エラー訂正に必要な情報は、再送フォーマットとすることが好適である。

また、第３の発明による通信システムは、
前記複数の通信フレームが、
情報信号を含む第１の通信フレームと、
該第１の通信フレームに含まれる情報信号を訂正するための冗長情報（パリティ信号など）を有する少なくとも１つの第２の通信フレームと、を含む、
ことを特徴とする。

また、第４の発明による通信システムは、
前記複数の通信フレームが、通信フレーム毎に周波数ホッピング方式で周波数を変更させながら前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ送信される、
ことを特徴とする。
好適には、例えば、第１の通信フレームと第２の通信フレームとの間において、ＯＦＤＭサブキャリア或いはサブチャネル単位でＰＮ（Pseudo Noise）符号などでランダムに周波数をホッピングさせる。

また、第５の発明による通信システムは、
前記第２の通信装置が、
前記受信部で受信した前記複数の通信フレームの周波数ホッピングパターンを格納する記憶部をさらに有し、
前記送信部は、
前記記憶部に格納された周波数ホッピングパターンに基づき、再送時に送信されるべき周波数を示す情報を前記エラー訂正に必要な情報に含ませて、前記第１の通信装置へ送信する、
ことを特徴とする。

また、第６の発明による通信装置は、
他の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信する受信部と、
前記受信部で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出部と、
前記検出部により検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成する生成部と、
前記生成部で生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記他の通信装置へ送信する送信部と、
を有することを特徴とする。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。なお、下記の方法やプログラムの各ステップは、データの処理においては必要に応じて、CPU、DSPなどの演算処理装置を使用するものであり、入力したデータや加工・生成したデータなどを磁気テープ、HDD、メモリなどの記憶装置に格納するものである。

例えば、本発明を方法として実現させた第７の発明による通信方法は、
第１の通信装置（主として送信を行う基地局や放送装置などの送信装置）と第２の通信装置（主として受信を行う携帯無線端末などの受信装置）との間で、通信フレームを用いて通信する通信方法において、
前記第１の通信装置から連続で複数の通信フレームを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ送信された複数の通信フレームを受信する受信ステップと、
前記受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出ステップと、
前記検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報（例えば、再送フォーマット）を生成する生成ステップと、
前記生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ送信する送信ステップと、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ送信された前記エラー訂正に必要な情報に応じて、エラー訂正のために送信すべき情報を含む通信フレーム（例えば、既に送信した情報フレーム、既に送信した冗長情報を含むフレーム、或いは、追加の冗長情報を含む未送信のフレームなど）を前記第２の通信装置へ送信するように制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする。

また、第８の発明による通信方法は、
通信装置が他の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信する受信ステップと、
前記受信部で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出ステップと、
前記検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報（例えば、再送フォーマット）を生成する生成ステップと、
前記生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記他の通信装置へ送信する送信ステップと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、受信機側でエラー訂正に必要な情報を送信機側に通知するため、エラー訂正（特に再送信）時の冗長性を抑制することが可能となる。従って、エラーが発生し易い環境（例えば、無線環境、特に携帯電話網のセルのフリンジ近辺など）においても、スループットの低下を最小限に抑制し、周波数効率の低下を抑制することが可能となる。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施態様による無線通信システムの構成図である。図に示すように、無線通信システムは、主として送信機として機能する第１の通信装置（送信機）１００、および主として受信機として機能する第２の通信装置（受信機）２００から構成されている。第１の通信装置１００は、装置全体の制御を司る制御部１１０、受信部１２０、送信部１３０、および３本のアンテナＡＮＴ１，２，３を具える。第２の通信装置２００は、装置全体の制御を司る制御部２１０、送信部２２０、受信部２３０、検出部２４０、生成部２５０、記憶部２６０、および３本のアンテナＡＮＴ４，５，６を具える。第１の通信装置１００と第２の通信装置２００との間では、通信フレームを用いた無線通信が行われる。

第１の通信装置１００の送信部１３０は、畳み込み符号やターボ符号やLDPC符号により符号化され、さらに多値変調された送信信号を２パケット（物理最小パケット）以上に分割し、２フレーム以上連続して、符号化・変調した通信フレームをアンテナＡＮＴ１，２，３を介して第２の通信装置２００へ送信する。或いは、１パケットを２つ以上複製して複数フレームを連続で送信する。第２の通信装置２００は、第１の通信装置１００から送信された一連の複数フレームを受信部２３０で受信する。検出部２４０は、受信部２３０で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する。生成部２５０は、検出部２４０により検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成する。制御部２１０は、検出部２４０が受信部２３０で受信した各フレームの信号品質を測定し、受信エラーを検出するように制御する。制御部２１０は、受信エラーが発生した際、生成部２５０で生成された情報に基づき、フレーム単位の品質からエラー訂正に必要な情報として「再送フォーマット」を指定して、NACK信号にその情報を付加して第１の通信装置１００に返送するように送信部２２０を制御する。受信に成功した場合、制御部２１０は、ACK信号のみを送信するように送信部２２０を制御する。

記憶部２６０は、バッファリングされた送受信パケット、受信部２３０で受信された一連の複数フレームの周波数ホッピングパターン、受信信号の周波数毎の受信品質情報などを格納しておく。制御部２１０は、記憶部２６０に格納された周波数ホッピングパターンに基づき、第１の通信装置１００からの再送信時に送信されるべき周波数を示す情報を、エラー訂正に必要な情報「再送フォーマット」を含ませて、送信部２２０から第１の通信装置１００へ送信するように送信部２２０を制御する。送信部２２０は、制御部２１０による前記制御によって、エラー訂正に必要な情報「再送フォーマット」を第１の第１の通信装置１００へ送信する。第１の通信装置１００は、第２の通信装置２００から送信された、エラー訂正に必要な情報「再送フォーマット」に含まれた再送時の周波数の情報に基づいて、該当周波数を用いた第２の通信装置２００への再送を実行する。

NACK信号を受信した第１の通信装置（送信機）１００は、受信したエラー訂正に必要な情報「再送フォーマット」に基づき、適応的に必要な情報を再送信する。例えば、第１の通信装置（送信機）１００の制御部１１０は、「再送フォーマット」に基づき、既に送信した情報フレーム、既に送信した冗長情報を含むフレーム、或いは、追加の冗長情報を含む未送信のフレームなどを送信するように送信部１３０を制御する。

図２は、第１の通信装置１００の送信部１３０の詳細なブロック図である。この例は、MIMO(Multiple Input Multiple Output)マルチキャリア送信機として構成させたものである。図に示すように、送信部１３０は、３系統に分かれた送信信号生成部１３１、符号化部１３２、およびＯＦＤＭ変調部１３６を具える。また、送信部１３０は、アンテナＡＮＴ１，２，３に接続している。送信部１３０は、１つで３系統分を処理するパケット分割記録兼割当部１３４、およびアンテナ分割部１３５をさらに具える。最初に、送信信号生成部１３１が、元の情報（コンテンツなど）から信号を生成する。生成された信号は、符号化部１３２により畳み込み、ターボ、LDPC等で符号化される。適応変調部１３３は、受信機から通知される受信品質に基づき、符号化された信号を適応的に変調（QPSK,64QAM等）する。パケット分割記録兼割当部１３４は、適応変調部１３３により変調された信号をパケット分割し、受信品質に適応した論理レイヤー数（この例では３）にパケットを割当て、次フレーム以降に割当られるパケットを保持（バッファリング）する。アンテナ分割部１３５は、パケット分割記録兼割当部１３４で割当てられた論理信号を各送信アンテナＡＮＴ１，２，３に割り当てる。ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調部１３６は、IFFT,ガードインターバル挿入を行いＯＦＤＭ変調を行い、各アンテナＡＮＴ１，２，３に送信信号を送出する。

上述した例では、送信信号列数は３系統、３レイヤー、アンテナ３本の例で説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、送信信号列数をL、レイヤー数をM、アンテナ本数をNとおくと、これら各変数は以下の条件で任意に設定できる。
L≦M≦N

図３は、第２の通信装置２００の受信部２３０の詳細なブロック図である。この例も、MIMO(Multiple Input Multiple Output)マルチキャリア受信機として構成させたものである。図に示すように、受信部２３０は、３系統に分かれたＯＦＤＭ復調部２３１を具える。また、受信部２３０はアンテナＡＮＴ４，５，６に接続されている。受信部２３０は、１つで３系統分を処理するチャネル推定等化部２３２、およびパケット記録兼合成部２３３をさらに具える。また、受信部２３０は、適応復調部２３４および復号部２３５をさらに具える。ＯＦＤＭ復調部２３１は、各アンテナから受信した受信信号に対してガードインターバル除去,FFTを行いＯＦＤＭ復調を行う。チャネル推定等化部２３２は、各アンテナからの受信信号のチャネルを推定して等化処理を行う。パケット記録兼合成部２３３は、複数フレームに複数レイヤーからなる信号を記録（バッファリング）し、合成が必要な場合は合成も行う。適応復調部２３４は、変調信号を適応的に復調する。復号部２３５は、受信信号を復号する。

上述した例では、受信信号列数は３系統、３レイヤー、アンテナ３本の例で説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、レイヤー数をK、アンテナ本数をJとおくと、これら各変数は以下の条件で任意に設定できる。
K≦J

図４は、本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。図の上側に示すように、送信信号は情報１，２であり、これを符号化したものが、符号化情報ＣＩ１、ＣＩ２、情報１，２の冗長情報であるパリティＰ１である。送信機はＣＩ１、ＣＩ２を連続フレームで送信する。受信機はこれらのフレームを受信し、これら２つのフレームからなるブロックが受信エラーであるか否かを判定する。この例では、受信エラーが発生し、受信機は、各フレームの受信信号の品質情報を取得している。図に示すように、ＣＩ１の受信信号はＳＮ比が高い、ＣＩ２の受信信号はＳＮ比が低いと判定されている。即ち、受信機は、受信エラーが発生した場合に、フレーム毎に受信信号の品質を検査し、フレーム毎にエラー訂正に必要な情報を送信側に要求する。この例では受信機は、エラー訂正に必要な再送フォーマットとして、送信機がＣＩ２の再送要求を示す情報を付加したNACKを送信機に返送する。これを受けた送信機は、ＣＩ２のみを受信機に再送する。受信機はＣＩ２の受信に成功し、送信機にACKを返送する。また、符号化のときに生成された冗長性情報であるパリティＰ１は、送信されずに破棄される。このように本実施態様では、フレーム毎の受信品質に応じて適応的にエラー訂正動作を行う。なお、受信エラーの状況によっては、ＣＩ２を再送せずに、パリティＰ１を送信して、受信機がパリティＰ１に基づきＣＩ２をエラー訂正してもよい。本実施態様では、通信品質をＳＮ比で判定したが、品質を示す他のファクター（ＳＩＮＲや受信電力）を用いたり、これらのファクターを組み合わせて判定してもよい。

図５は、本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。図の上側に示すように、１セットの送信信号を符号化したものが、符号化情報ＣＩ、この情報に対する冗長性情報であるパリティＰ１、Ｐ２である。なお、符号化は、ターボ、ＬＤＰＣ符号、符号化率１／３であり、以降の実施態様でも同様の符号化を行うものとする。送信機はＣＩ１、パリティＰ１を連続フレームで送信する。受信機はこれらのフレームを受信し、これら２つのフレームからなるブロックが受信エラーであるか否かを判定する。この例では、受信エラーが発生し、受信機は、各フレームの受信信号の品質情報を取得している。図に示すように、符号化情報ＣＩ１の受信信号はＳＮ比が高い、パリティＰ１の受信信号はＳＮ比が低いと判定されている。即ち、受信機は、受信エラーが発生した場合に、フレーム毎に受信信号の品質を検査し、フレーム毎にエラー訂正に必要な情報を送信側に要求する。この例では受信機は、エラー訂正に必要な再送フォーマットとして、追加の冗長情報の送信要求を示す情報を付加したNACKを送信機に返送する。これを受けた送信機は、パリティＰ２のみを受信機に送信する。受信機はパリティＰ２の受信に成功し、送信機にACKを返送する。なお、初回で受エラーにならなかった場合は、符号化のときに生成された冗長性情報であるパリティＰ２は、送信されずに破棄される。このように本実施態様では、フレーム毎の受信品質に応じて適応的なエラー訂正動作を行うことによって、冗長性情報（パリティ）の送信を低減することが可能となっている。また、エラー発生時においても、エラー訂正に必要な最小限の情報（フレーム）の送信／再送で済むという利点がある。

図６は、本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。送信機側の構成は、図４の場合と同様である。この例でも、受信機側で受信エラーが発生しているが、符号化情報ＣＩの受信信号はＳＮ比(信号対雑音比)が高い、パリティＰ１の受信信号はＳＮ比が高いと判定されている。この例では、受信機は、エラー訂正に必要な情報として追加の冗長性情報をさらに送信するように要求する情報をACKに付加して送信機に送信している。送信機は、この付加された情報に基づき、パリティＰ２をさらに送信している。受信機は、既に受信している符号化情報ＣＩを、パリティＰ１とさらに受信したパリティＰ２に基づき復号し、最終的にＣＩの受信に成功している。

図７は、本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。送信機側の構成は、図４の場合と同様である。この例でも、受信機側で受信エラーが発生しているが、符号化情報ＣＩの受信信号はＳＮ比が低い、パリティＰ１の受信信号はＳＮ比が低いと判定されている。この例では、受信機は、エラー訂正に必要な情報として、パリティＰ１の再送、および、追加の冗長性情報をさらに送信するように要求する情報をACKに付加して送信機に送信している。送信機は、この付加された情報に基づき、パリティＰ１、Ｐ２を送信している。受信機は、既に受信しているＣＩを、再受信したパリティＰ１と、新たに受信したパリティＰ２に基づき、復号・復調処理を経てＣＩの受信に成功している。即ち、この実施態様では、最初に受信したブロック（ＣＩ、Ｐ１）の全フレームにおいて受信品質が悪い場合には、パリティを２フレーム分、送信させて、エラー訂正を試行する構成となっている。

図８は、本発明の一実施態様による送信機の処理を説明するフローチャートである。図に示すように、ステップＳ１１にて、元の送信すべき情報に対して符号・変調処理を行う。ステップＳ１２にて、この符号・変調処理を受けた信号をバッファリングする。ステップＳ１３にて、バッファリングした信号を順次送信していく。ステップＳ１４にて、「１ブロックで送信するフレーム数」と「送信パケット数」とが一致するか否かを判定する。ステップＳ１４にて、フレーム数と送信パケット数とが一致すると判定されるまで、ステップＳ１３の送信処理を繰り返す。フレーム数と送信パケット数とが一致したと判定された場合、ステップＳ１５にて、「再送信回数」が予め規定してある「再送信最大許容数」未満であるか否かを判定する。「再送信回数」が「再送信最大許容数」未満である場合は、ステップＳ１６にて、ACK受信か否か（即ちNACK受信）を判定する。ステップＳ１６にてACK受信であると判定された場合は処理を終える。ACK受信でない場合、即ち、NACK受信であった場合は、ステップＳ１７にて、再送信要求（即ち、エラー訂正に必要な情報の要求）に基づき、再送信パケットを選択する。ステップＳ１８にて、選択されたパケットを再送信する。

図９は、本発明の一実施態様による受信機の処理を説明するフローチャートである。図に示すように、ステップＳ２１にて、受信信号の受信品質をフレーム毎に計算（取得）する。ステップＳ２２にて、受信信号をバッファリングする。ステップＳ２３にて、「受信フレーム数」が「所望パケット数」と一致するか否かを判定する。一致するまで、ステップＳ２１，２２を繰り返す。「受信フレーム数」が「所望パケット数」と一致すると判定した場合、ステップＳ２４にて、受信信号の復調・復号処理を行う。次にステップＳ２５にて、復調・復号処理した信号が受信エラーか否かを判定する。受信エラーでない、即ち、受信成功と判定された場合は、ステップＳ２６にて、受信機はACK（肯定応答）を送信機に送信して処理を終える。ステップＳ２５において受信エラーであると判定された場合は、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７にて、「再送信回数」が予め規定してある「再送信最大許容数」未満であるか否かを判定する。「再送信回数」が「再送信最大許容数」未満である場合は、フレーム毎の受信品質から再送信パケットを選択する。次にステップＳ２９にて、受信機は、NACK（否定応答）に、エラー訂正に必要な情報である「再送信要求（再送信フォーマット）」を付加して、送信機に送信し、再びステップＳ２１の処理に戻る。ステップＳ２７において「再送信回数」が「再送信最大許容数」未満でない場合は、処理を終える。図８、９のフローチャートでは説明の便宜上「再送信」と表現しているが、これには、図５のような冗長性情報である未送信のパリティＰ２の「新たな送信」も含むものであることに注意されたい。

図１０は、本発明の一実施態様によるＯＦＤＭ変調を用いた３パケットブロックホッピング送受信を説明する図である。１ブロックは、８サブキャリアで６ＯＦＤＭシンボルで構成される。図に示すように、３フレームでフレーム毎に別ブロック（別周波数）にホッピングしてデータが送信されている。これによって、時間的かつ周波数的にフェージング相関を抑制することが可能となる。例えば、ターボ符号化で符号化率３とし、第１パケットに情報シンボル、第２パケットに第１パリティシンボル、第３パケットに第２パリティシンボルを収容することができる。第１パケットのフレーム１は、ブロックＢＬ１の周波数で送信され、第２パケットのフレーム２は、別のブロックＢＬ２の周波数で送信され、第３パケットのフレーム３は、さらに別のブロックＢＬ３の周波数で送信される。

図１０のように、第１フレームと第２フレームとの間に、ＯＦＤＭサブキャリアあるいはサブチャネル単位でPN符号などでホッピング（ランダマイズ）して周波数を変更する。第２フレーム以降についても同様の処理を施す。マルチユーザにおいても同様にホッピングする。このようにすれば、エラー耐性がより向上する。

図１１は、本発明の一実施態様によるＯＦＤＭ変調を用いた２パケットサブキャリアホッピング送受信を説明する図である。図に示すように、各パケットは、各フレーム内でサブキャリアホッピング（周波数インターリーブ）して送信される。これによって、時間的かつ周波数的にフェージング相関を抑制することが可能となる。この場合は、周波数をサブキャリア単位でホッピングさせてあるため、ある周波数帯におけるバーストエラーなどに特に耐性が強い構成となっている。

図１２は、本発明の一実施態様によるＯＦＤＭ変調を用いた２パケット同一パケット送受信を説明する図である。１ブロックは、８サブキャリアで６ＯＦＤＭシンボルで構成される。図に示すように、同一パケットを２フレーム連続で周波数ホッピングして送信している。従って、受信機は、第１フレームと第２フレームとを受信することによって、時間ダイバーシティゲインと周波数ダイバーシティゲインとを得る。

本発明の実施態様による利点を再度述べる。第１の送信は２フレーム以上の連続送信であるが、エラー発生時の再送信では必要なパケットのみ再送するので、再送信による冗長を抑制できる。時間方向及び周波数方向にフェージング相関を抑制する手法なので、エラー訂正用に情報を送信する時に電力を上げる必要がない。従って、低消費電力化と他信号への干渉抑圧になる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

本発明の実施態様による無線通信システムの構成図である。送信部１３０の詳細なブロック図である。受信部２３０の詳細なブロック図である。本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。本発明の一実施態様によるエラー訂正処理を説明する図である。本発明の一実施態様による送信機の処理を説明するフローチャートである。本発明の一実施態様による受信機の処理を説明するフローチャートである。本発明の一実施態様によるＯＦＤＭ変調を用いた３パケットブロックホッピング送受信を説明する図である。本発明の一実施態様によるＯＦＤＭ変調を用いた２パケットサブキャリアホッピング送受信を説明する図である。本発明の一実施態様によるＯＦＤＭ変調を用いた２パケット同一パケット送受信を説明する図である。従来技術であるハイブリッドARQの一例の概念を説明する図である。

符号の説明

１００第１の通信装置
１１０制御部
１２０受信部
１３０送信部
１３１送信信号生成部
１３２符号化部
１３３適応変調部
１３４パケット分割記録兼割当部
１３５アンテナ分割部
１３６ＯＦＤＭ変調部
２００第２の通信装置
２１０制御部
２２０送信部
２３０受信部
２３１ＯＦＤＭ復調部
２３１変調部
２３２チャネル推定等化部
２３３パケット記録兼合成部
２３４適応復調部
２３５復号部
ＡＮＴ１−６アンテナ
ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３ブロック
ＣＩ，ＣＩ１，ＣＩ２符号化情報

Claims

第１の通信装置と第２の通信装置との間で、通信フレームを用いて通信する通信システムにおいて、
前記第１の通信装置は、
連続で複数の通信フレームを前記第２の通信装置へ送信する送信部を有し、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信する受信部と、
前記受信部で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出部と、
前記検出部により検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成する生成部と、
前記生成部で生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記第１の通信装置へ送信する送信部とを有し、
前記第１の通信装置は、
前記第２の通信装置から送信された前記エラー訂正に必要な情報に応じて、エラー訂正のために送信すべき情報を含む通信フレームを前記第２の通信装置へ送信するように前記送信部を制御する制御部をさらに有する、
ことを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記エラー訂正に必要な情報が、前記受信エラーを通知する情報と共に送信される、
ことを特徴とする通信システム。
請求項１または２に記載の通信システムにおいて、
前記複数の通信フレームが、
情報信号を含む第１の通信フレームと、
該第１の通信フレームに含まれる情報信号を訂正するための冗長情報を有する少なくとも１つの第２の通信フレームと、を含む、
ことを特徴とする通信システム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記複数の通信フレームが、通信フレーム毎に周波数ホッピング方式で周波数を変更させながら前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ送信される、
ことを特徴とする通信システム。
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記第２の通信装置が、
前記受信部で受信した前記複数の通信フレームの周波数ホッピングパターンを格納する記憶部をさらに有し、
前記送信部は、
前記記憶部に格納された周波数ホッピングパターンに基づき、再送時に送信されるべき周波数を示す情報を前記エラー訂正に必要な情報に含ませて、前記第１の通信装置へ送信する、
ことを特徴とする通信システム。
他の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信する受信部と、
前記受信部で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出部と、
前記検出部により検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成する生成部と、
前記生成部で生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記他の通信装置へ送信する送信部と、
を有することを特徴とする通信装置。
第１の通信装置と第２の通信装置との間で、通信フレームを用いて通信する通信方法において、
前記第１の通信装置から連続で複数の通信フレームを前記第２の通信装置へ送信する送信ステップと、
前記第１の通信装置から前記第２の通信装置へ送信された複数の通信フレームを受信する受信ステップと、
前記受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出ステップと、
前記検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成する生成ステップと、
前記生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ送信する送信ステップと、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ送信された前記エラー訂正に必要な情報に応じて、エラー訂正のために送信すべき情報を含む通信フレームを前記第２の通信装置へ送信するように制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする通信方法。
通信装置が他の通信装置から送信された複数の通信フレームを受信する受信ステップと、
前記受信部で受信した通信フレームの受信品質に基づき、受信エラーを検出する検出ステップと、
前記検出された受信エラーに関連する複数の通信フレームにおいて、通信フレーム毎の品質からエラー訂正に必要な情報を生成する生成ステップと、
前記生成されたエラー訂正に必要な情報を、前記他の通信装置へ送信する送信ステップと、
を有することを特徴とする通信方法。