JP2010028284A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空間多重を用いたフレーム再送信時等の処理負担を軽減することのできる無線通信装置及び方法を提供する。
【解決手段】新規フレームの送信の前に、該新規フレームの宛先ユーザと共に多重するユーザを含む第１のユーザ群を選択し、前記第１のユーザ群に属するユーザと共に多重可能な別のユーザを含む第２のユーザ群を選択するユーザ選択部と、前記第１のユーザ群を多重して前記新規フレームを含む第１の複数フレームを送信した後、前記第１のユーザ群に属するいずれかのユーザを再送宛先とする再送信を行う場合に、前記再送宛先のユーザと共に前記第２のユーザ群に属するユーザを多重して再送フレームを含む第２の複数フレームを送信する送信部と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の端末装置に対して空間多重伝送を行なう無線通信装置及び方法に関する。

近年、有限な周波数資源を有効利用する技術の一つとして、空間分割多元接続が注目されている。空間分割多元接続では、同時に同一の周波数チャネルを用いて、複数の端末装置に対してデータを送信する。送信端末では、データ送信前に多重するユーザを選択し、選択したユーザの組み合わせに応じて各ユーザへの送信時間長を揃えるためにフレーム長を調節したり、送信レートを決定したり、さらには送信ウェイトベクトルを計算したりといった空間多重伝送特有の処理が発生する。

一方、データの再送信については、新規送信の場合と比較して厳しい遅延制限が課せられるという傾向がある。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮでは、データ送信端末が送信失敗を認識してからＳＩＦＳ（すなわち１６［μｓｅｃ］）以内に再送信を行なう場合もある。このような再送遅延を考慮すると、再送信時には、できる限り送信処理の負荷を低減することが望ましい。つまり、上述のような空間多重伝送特有の処理を、再送信時にも新規送信時と全く同様に実行することは好ましくない。

従来、空間多重する端末の組み合わせを決定するさまざまなアルゴリズムが提案されている。例えば、互いに干渉とならない端末を多重ユーザとして選択して組み合わせる方式である（例えば下記特許文献１参照。）。

一方、再送信を考慮した多重ユーザ選択方法として、再送フレーム送信時には送信電力配分を考慮して干渉除去能力の高い端末を多重ユーザとして選択する方式も提案されている（例えば下記特許文献２参照。）。
特開２００３−１１０４８５号公報 特開２００６−２３８４２３号公報

互いに干渉とならない端末を多重ユーザとして選択して組み合わせる上記特許文献１に記載された技術は、新規送信と再送信の区別をすることなく、送信毎に常に同じ方式で多重ユーザを選択する。つまり、再送信を行う場合にも新規送信時と同様のユーザ選択処理が発生する。

特許文献２に記載された技術は、再送信を考慮した多重ユーザ選択方法である。特許文献２には、再送フレームの送信を行う場合には送信電力配分を考慮して干渉除去能力の高い端末を多重ユーザとして選択することが記載されている。

空間多重伝送を利用して無線媒体の利用効率を向上しスループットを向上するには、再送信においても多重数を一定以上に保つことが好ましい。しかし、再送時等において、空間多重によりフレームを送信する宛先のユーザを多重数を維持するため新たに追加する際に、ユーザ選択処理の負担がかかるという問題点がある。

そこで本発明は、空間多重を用いたフレーム再送信時等の処理負担を軽減することのできる無線通信装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の一観点に係る無線通信装置は、新規フレームの送信前に、該新規フレームの宛先ユーザと共に多重するユーザを含む第１のユーザ群を選択し、前記第１のユーザ群に属するユーザと共に多重可能な別のユーザを含む第２のユーザ群を選択するユーザ選択部と、前記第１のユーザ群を多重して前記新規フレームを含む第１の複数フレームを送信した後、前記第１のユーザ群に属するいずれかのユーザを再送宛先とする再送信を行う場合に、前記再送宛先のユーザと共に前記第２のユーザ群に属するユーザを多重して再送フレームを含む第２の複数フレームを送信する送信部と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、空間多重による新規フレームの送信のために多重ユーザを選択する際に、再送時に追加するユーザをあらかじめ選択しておくことができる。再送を行う場合には、既に選択されているユーザの中から必要に応じてユーザを選択するだけでよい。したがって、空間多重を用いたフレーム再送信時等の処理負担を軽減することができ、再送時の処理遅延を短く抑えることができる。さらに、再送時に追加するユーザを考慮して、あらかじめ再送時の送信パラメータ（送信レート、データサイズ、送信ウェイトベクトル）を計算しておくことにより、再送時の処理負荷をさらに低減することもできる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１に、実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。同図に示すように、１台の無線基地局（ＡＰ）に対して、５台の無線端末局（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４，ＳＴＡ５）が接続し、１つのＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）を形成している。このＢＳＳは、ＡＰが集中的に管理している。図１では、ＡＰが３台の無線端末局（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３）に空間多重伝送により同時送信する様子を示している。このように、ＡＰは１台以上の無線端末局を選択し、それぞれの無線端末局宛てのデータを同時に送信する。なお、無線基地局に接続する無線端末局の台数や端末種類は、本発明を限定するものではない。

図２は、実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。実施形態に係る無線通信装置は、複数のアンテナ１０、受信ＲＦ部２０、再送管理部３０、および送信ユニット４０を備える。送信ユニット４０は、送信キュー５０、ユーザ選択部６０、長さ調節部７０、送信部８０、送信ＲＦ部９０、記憶部２００を備える。ここでは説明のために、図２に示す無線通信装置は、図１におけるＡＰであるものとする。

＜再送管理部３０＞
無線通信装置が新規フレーム送信後、宛先端末からの送達確認応答が受信されない場合、再送管理部３０は送信ユニット４０に対してフレーム再送信の指示を出す。送信ユニット４０はフレーム再送信の指示を受け取ると、再送であることを示す情報を対応するフレームに書き込む。再送であることを示す情報は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１系無線ＬＡＮの再送ビットのようにフレーム本体に書き込んでも良いし、フレームに付随する情報としてフレーム毎に管理しても良い。または、送信ユニット４０内の各モジュールに信号やフラグで通知してもよい。

＜ユーザ選択部６０＞
ユーザ選択部６０は、空間多重して送信する宛先ユーザを決定する。図３は、ユーザ選択部６０の動作例を示すフローチャートである。新規送信フレームの到着、もしくはフレームの再送信の発生をトリガとして図３の処理が開始される。

まず、ユーザ選択部６０では、送信予定のフレームが新規送信であるか、または再送信であるかを判定する（ステップ１）。新規送信フレームであるか、または再送信フレームであるかを識別するための情報は、上述したように例えばフレームの付随情報としてフレーム毎に管理されている。

到着した送信予定フレームが新規送信の場合、送信予定フレームの宛先であるユーザと共に空間多重して送信を行う多重ユーザを選択する（ステップ２）。ここでは仮に、ＳＴＡ１宛の新規送信フレーム１が到着し、ＳＴＡ１と共に空間多重して送信を行う宛先ユーザをＳＴＡ２からＳＴＡ５の中からＡＰが選択するものとする。

多重ユーザをどのようにして選択するかについては、送信予定である新規送信フレーム１と同じトラヒックタイプのフレームの宛先端末から選択する、互いに大きな干渉とならないユーザを選択する、空間的に異なる方向の端末を選択する、新規送信フレーム１とデータ長が近いフレームの宛先端末から多重ユーザを選択する等、さまざまな方法が考えられる。ここでは、上記いずれかの方法により、例えばＳＴＡ２とＳＴＡ３が多重ユーザとして選択されたものとする。これらＳＴＡ２，ＳＴＡ３は、新規送信フレーム１の送信の際にＳＴＡ１（ユーザ）と共に多重されるユーザであって、これらＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３は第１のユーザ群を成す。

続いて、再送用の多重ユーザを選択する（ステップ３）。再送用の多重ユーザとは、例えば新規送信フレーム１を送信した結果、宛先端末（ＳＴＡ１）から送達確認応答が得られなかった場合、新規送信フレーム１の再送信を行う場合に該新規送信フレーム１の宛先ユーザと共に空間多重して送信を行うユーザである。このステップ３で選択される再送用の多重ユーザは、広義には、上記第１のユーザ群に属するユーザと共に多重可能な、上記第１のユーザ群に属するユーザとは別のユーザを含む第２のユーザ群を成す。

図４に、空間多重を用いたフレーム送信の一例をシーケンス図によって示す。ＡＰはまずＳＴＡ１を宛先とするフレームｆ１（上記新規送信フレーム１に相当）と、ステップ２で選択した多重ユーザ（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３）を宛先とするフレームｆ２，ｆ３とを空間多重して送信する。その結果、仮に、ＳＴＡ１のみに送達確認応答（ＡＣＫフレーム）ｆ４が返信された場合、ＳＴＡ２及びＳＴＡ３宛のフレーム送信は失敗したと判断し、ＳＴＡ２宛のフレームｆ２とＳＴＡ３宛のフレームｆ３を再送することになる。このときＡＰはＳＴＡ１宛のフレームｆ１はもはや送信する必要がないので、新規にユーザを追加し、空間多重して送信することができる。このときに宛先として追加するユーザが、図３のステップ３で選択する再送用の多重ユーザである。ステップ２において上記の通り既にＳＴＡ２とＳＴＡ３が選択されているので、ステップ３ではそれ以外の端末（ＳＴＡ４、ＳＴＡ５）の中から選択される。ステップ３では、例えばＳＴＡ４が再送用多重ユーザとして選択される。この再送用多重ユーザ（ＳＴＡ４）を識別する情報は、図２の記憶部２００に書き込まれ（ステップ４）、再送が完了するまで保持される。

ステップ３で再送用に追加する多重ユーザをどのようにして選択するかについては、上記ステップ２と同様に、新規送信フレーム１と同じトラヒックタイプのフレームの宛先端末から選択する、互いに大きな干渉とならないユーザを選択する、空間的に異なる方向の端末を選択する、新規送信フレーム１とデータ長が近いフレームの宛先端末から多重ユーザを選択する等、さまざまな方法が考えられる。なお、ステップ３の時点では、今後、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３のどの宛先についてフレームの再送が発生するかは不明であり、どの宛先のフレームと多重することになるかについても不明である。したがって、ＳＴＡ１だけでなく、ＳＴＡ２及びＳＴＡ３のそれぞれと組み合わせて多重を行う場合を考慮して再送用多重ユーザを選択することが好ましい。例えば、互いに大きな干渉とならないユーザを選択する場合には、ＳＴＡ１だけでなくＳＴＡ２、ＳＴＡ３に対しても大きな干渉とならないようなユーザを選択する。

一方、到着したフレームが新規送信であるか、または再送信フレームであるかをステップ１で判定した結果、再送信フレームであった場合、ユーザ選択部６０は再送用多重ユーザ（の識別情報）を記憶部２００から取得する（ステップ５）。ここでは、ステップ４において記憶部２００にはＳＴＡ４が書き込まれているので、記憶部２００からＳＴＡ４が再送用多重ユーザとして取得される。その結果、図４に示すように、ＡＰは、再送用多重ユーザとしてＳＴＡ４を選択し、ＳＴＡ２宛の再送フレームｆ５とＳＴＡ３宛の再送フレームｆ６と共に、ＳＴＡ４宛の新規フレームｆ７を空間多重して送信することになる。

ユーザ選択部６０における多重ユーザ選択処理（ステップ２）、再送用多重ユーザ選択処理（ステップ３）の後、決定された多重ユーザのフレームが送信キュー５０から切り出される。つまり、ＳＴＡ１宛のフレームｆ１と、ステップ２において選択されたＳＴＡ２、ＳＴＡ３宛のフレームｆ２，ｆ３が送信キュー５０から取り出される。このとき、ステップ３において選択されたＳＴＡ４宛のフレームｆ７についても送信キュー５０から取り出し、記憶部２００に格納しておいてもよい。

なお、ユーザ選択部６０がステップ３で選択する再送用多重ユーザの数は、２ユーザ以上であってもよい。すなわち、上記第１のユーザ群のユーザのみを多重して送信した後、該第１のユーザ群のうち少なくとも１ユーザ宛の再送信が生じた場合に、上記第２のユーザ群のうちいずれか１ユーザ以上を選択し再送宛先ユーザと共に多重して送信を行う。

前述の例では、１ユーザ（ＳＴＡ４）のみが選択されているが、２ユーザ（ＳＴＡ４，ＳＴＡ５）が選択されても良い。この場合、ステップ４では、ＳＴＡ４とＳＴＡ５が記憶部２００に書き込まれる。ＳＴＡ４とＳＴＡ５を記憶部２００に書き込む際、優先順位を示す情報を付加して格納してもよい。例えば、ＳＴＡ４が高優先であり、ＳＴＡ５が低優先である場合を考える。ステップ５において、再送用多重ユーザを記憶部２００から取得する際に、優先順位を参照し、まずは高優先のＳＴＡ４を再送用追加ユーザとして決定する。そして仮にＳＴＡ２、ＳＴＡ３宛のフレームの再送が発生したとすると、高優先のＳＴＡ４宛のフレームのみを加えて空間多重して送信する。仮にＳＴＡ３宛のフレームのみの再送が発生したとすると、ＳＴＡ４宛のフレームとＳＴＡ５宛のフレームとを加えて、空間多重して送信する。このように再送用多重ユーザとして複数ユーザを選択する場合には、メモリ量やアンテナ数などに応じて、記憶部２００に保持するユーザ数を定めてもよい。

以上のように、ユーザ選択部６０において、新規フレーム送信時の多重ユーザ選択時に、あらかじめ再送用多重ユーザについても選択しておくことにより、再送時には記憶部２００から多重ユーザの識別情報を取得すれば良いことになるから、再送時の処理を削減できる。

＜長さ調節部７０＞
長さ調節部７０は、ユーザ選択部６０で選択された多重ユーザについて、その各々のユーザ宛のデータ送信時間長が互いに等しくなるように、送信パラメータを決定する。各多重ユーザ宛のデータ送信時間長が等しいとは、多重した各ユーザ宛の送信データに対する各ユーザからの送達確認応答の受信が同時であるとみなせる時間内に、各データ送信時間長の差が収まることである。データ送信時間長を等しくすることにより多重宛先の各ユーザから同時に送達確認応答が送信されたとき、これを受信した多重データ送信端末（ここではＡＰ）は複数ユーザからの送達確認応答を正しく分離することができる。一方、各ユーザからの送達確認応答を受信する時刻がばらついていると、複数ユーザから受信した送達確認応答を正しく分離することが困難になる。

特にＩＥＥＥ８０２．１１系の無線ＬＡＮのようなＣＳＭＡのシステムでは、各端末が非同期にフレームを送信するので、複数ユーザから同時刻に送達確認応答を送信してもらうためには、各多重ユーザ宛のデータ送信時間長を揃えることにより各多重ユーザ間の同期をとる必要がある。

各多重ユーザ宛のデータ送信時間長を揃えない場合には、各宛先ユーザに対して送達確認応答の返信時刻を通知するために、送達確認応答の返信時刻を記載したフレームを別途送信するか、または、各多重ユーザ宛の送信データのヘッダに送達確認応答の返信時刻を記載することが必要になる。どちらの方法でも、フレーム送信に時間を要したりヘッダ長が長くなったりするのでオーバーヘッドが増加し、スループットが劣化する。そこで、実施形態では、各多重ユーザ宛のデータ送信時間長が互いに等しくなるようにし、このための送信パラメータを決定する長さ調節部７０を設けている。

送信パラメータとは、フレームサイズと、送信レート（変調方式や符号化率、送信帯域幅等）とを含む。実施形態の例では、ユーザ選択部６０において、ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３が多重ユーザとして選択され、ＳＴＡ４が再送用多重ユーザとして選択されたので、ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３、ＳＴＡ４宛のフレームの送信時間長が互いに等しくなるように、各フレームのフレームサイズと送信レートを調節する。フレームサイズの調節には、例えば必要に応じてパディングを施し、冗長なデータを付加することで実現できる。

図５は、長さ調節部７０の動作例を示すフローチャートである。実施形態の例では、図３に示したユーザ選択部６０の処理の後に、長さ調節部７０の処理が開始されるものとするが、多重ユーザの選択処理に本発明を適用しない場合であっても、図５に示す長さ調節部７０による処理は実施可能である。すなわち、図３に示した本発明に係るユーザ選択部６０の処理が行われず、単に図３のステップ２のみが実行されるような場合であっても、図５に示す長さ調節部７０による処理は適用可能である。

まず、長さ調節部７０では、送信予定のフレームが新規送信であるか、または再送信であるかを判定する（ステップ１）。到着した送信予定フレームが新規送信の場合、ユーザ選択部６０で選択した全ユーザ（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）宛のフレームの送信時間長が等しくなるように、各端末宛フレームそれぞれの送信レートとフレームサイズを決定する（ステップ２）。実施形態の例では、ユーザ選択部６０により選択されたユーザの識別情報を記憶部２００に格納し、長さ調節部７０が記憶部２００を参照することにより、該ユーザの識別情報を取得することが可能であるが、該ユーザの識別情報をユーザ選択部６０から長さ調節部７０に通知するように構成しても良い。

ステップ２で長さ調節部７０により決定された送信レートとフレームサイズを用いて、各多重フレームは送信されることになる。この場合、図４から分かるように全多重フレームｆ１，ｆ２，ｆ３が等しい送信時間長となる。長さ調節部７０は、決定した送信パラメータを記憶部２００に書き込み、保持する（ステップ３）。

一方、到着したフレームが新規送信であるか、または再送信フレームであるかをステップ１で判定した結果、再送信フレームであった場合、長さ調節部７０は送信パラメータを記憶部２００から取得する（ステップ４）。その結果、図４から分かるように、ＳＴＡ２宛の再送フレームｆ５とＳＴＡ３宛の再送フレームｆ６と共に、ＳＴＡ４宛の新規フレームｆ７を追加して空間多重する際、ＡＰは長さ調節を再度行なうことなく、これらフレームｆ５，ｆ６，ｆ７の送信時間長を互いに等しくすることができる。

なお、例えばチャネルがタイムスロットで構成されるＴＤＭＡのような場合には、多重するフレームの送信時間長を必ずしも揃える必要は無い。このような場合には、無線端末装置が長さ調節部７０を備えてない構成としても良い。

以上のように、長さ調節部７０において、新規フレーム送信時の多重ユーザ選択時に、あらかじめ再送用多重ユーザのフレーム長も考慮してフレーム送信時間を調節しておくことにより再送時に長さ調節を行なう必要がなく、再送の処理が軽減される。
＜送信部８０＞
送信部８０は、複数のアンテナ１０の送信指向性の制御に用いられる送信ウェイトベクトルを算出する。指向性を向ける適切な方向が多重ユーザの組み合わせ毎に異なる場合があるので、送信ウェイトベクトルは多重ユーザの組み合わせ毎に算出する。

図６は、第１の実施形態に係る送信部８０の動作例を示すフローチャートである。送信フレームが送信部８０に到着すると、送信部８０は、送信予定のフレームが新規送信であるか、または再送信であるかを判定する（ステップ１）。到着した送信予定フレームが新規送信の場合、ユーザ選択部６０で選択された多重ユーザ（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３）の組み合わせについて、送信ウェイトベクトルを計算する（ステップ２）。実施形態の例では、ユーザ選択部６０により選択されたユーザの識別情報を記憶部２００に格納し、送信部８０が記憶部２００を参照することにより、該ユーザの識別情報を取得することが可能であるが、該ユーザの識別情報をユーザ選択部６０から送信部８０に通知するように構成しても良い。

続いて、再送用のウェイトベクトルを計算する（ステップ３）。実施形態の例では、再送用多重ユーザとしてＳＴＡ４が選択されているので、ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４を用いて考えられる各組み合わせに対して、送信部８０は送信ウェイトベクトルを計算する。新規送信時の多重ユーザはＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３であり、以下のような再送が発生する場合が考えられる。

（ａ）３端末宛の全フレームを再送：
再送時のユーザの組み合わせは、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ３）である。この場合、新規送信時と同じ多重ユーザの組み合わせなので、新規送信時と同じステップ２で計算した送信ウェイトベクトルを適用する。

（ｂ）３端末中、２端末宛のフレームを再送：
再送時のユーザの組み合わせとして、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）の３通りが考えられる。

（ｃ）３端末中、１端末宛のフレームを再送：
再送時のユーザの組み合わせは、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）の３通りが考えられる。

したがって、ステップ３では、上記（ｂ）、（ｃ）の各組み合わせ（全６通り）について、送信ウェイトベクトルを計算する。

ステップ２、３で計算した送信ウェイトベクトルは、図２の記憶部２００に書き込まれ（ステップ４）、再送が完了するまで保持される。

なお、ここではステップ２（新規送信用）、ステップ３（再送用）に分けて送信ウェイトベクトルを計算する例を説明したが、実際の計算処理ではステップ２とステップ３をまとめて実行しても良い。

一方、到着したフレームが新規送信であるか、または再送信フレームであるかをステップ１で判定した結果、再送信フレームであった場合、送信部８０は、送信ウェイトベクトルを記憶部２００から取得する（ステップ５）。この時点では、ステップ４において記憶部２００には想定される再送ケースの全通りのユーザ組み合わせに対する送信ウェイトベクトルが書き込まれている。そこでステップ５では、発生した再送ケースに応じて、再送時の多重ユーザに対応する送信ウェイトベクトルを選択し、記憶部２００から取得する。例えば、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２宛のフレームに再送が発生した場合には、再送用追加ユーザＳＴＡ４と組み合わせて多重して送信されるので、ステップ５では（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）の組み合わせに対応する送信ウェイトベクトルを取得する。再送が発生したユーザの情報は、再送制御部３０あるいはユーザ選択部６０から送信部８０へと通知してもよいし、送信部８０に到着した再送フレーム本体に記載の宛先アドレスから取得してもよい。

図６の処理完了後、取得した送信ウェイトベクトルを用いて、複数のアンテナ１０の指向性を制御し、フレームを空間多重して送信する。

以上のように、送信部８０において、あらかじめ再送用多重ユーザの組み合わせの送信ウェイトベクトルを計算し保持しておくことにより、再送時に送信ウェイトベクトルを再計算する必要がなく、再送の処理が軽減される。

＜記憶部２００＞
なお、記憶部２００は、ユーザ選択部６０、長さ調節部７０、送信部８０がそれぞれ別メモリとして備えても良いし、図２のように共有の記憶部として設けてもよい。

以上のように、ユーザ選択、長さ調節、送信ウェイトベクトル計算を新規フレーム送信前に再送時を考慮してあらかじめ実行し保持しておくことにより、再送時の処理が削減できる。

以上の構成要素の一部は、コンピュータに所定の手順を実行させる無線通信プログラムとして実現することができる。この無線通信プログラムは、コンピュータ内のプログラム記憶装置に格納される。プログラム記憶装置は、例えば不揮発性半導体記憶装置や磁気ディスク装置等からなる。上記無線通信プログラムが図示しないＣＰＵからの制御でランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に読み込まれ、同ＣＰＵにより実行される。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、全ユーザを対象とした組み合わせについてウェイトベクトルを送信部８０が算出して保持する例を説明したが、第２の実施形態ではいくつかのウェイトベクトルを選択して保持する例を説明する。第２の実施形態に係る無線通信装置の基本的な構成は、図２に示したものと同様である。

図７は、第２の実施形態に係る送信部８０の動作例を示すフローチャートである。送信部８０以外の構成要素に関しては、第１の実施形態と同様である。図７におけるステップ１〜３の処理は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、送信ウェイトベクトル計算後、保持する再送用ウェイトベクトルの選択（ステップ４）を実行する。

ステップ４では、ステップ３において計算した再送用ウェイトベクトルのうち、記憶部２００に保持するためのウェイトベクトルをいくつかを選択する。選択する数は、例えば、記憶部２００のメモリ量に応じて決定する。例として、記憶部２００のメモリ量が、３通りの組み合わせを格納する分だけしか残っていない場合には、第１の実施形態で記述したように全６通りの再送用ユーザ組み合わせに対する送信ウェイトベクトルのうちから、３つを選択し（ステップ４）、記憶部２００に保持する（ステップ５）。また、図７におけるステップ３の再送用ウェイトベクトル計算時に、あらかじめ選択した多重ユーザの組み合わせに関してのみ、送信ウェイトベクトルを計算しても良い。例えば、第１の実施形態では、６通りの組み合わせに関して送信ウェイトベクトル計算を行ったが、選択した３通りの再送用多重ユーザの組み合わせに関してのみ送信ウェイトベクトルを計算し、記憶部２００に保持するようにしてもよい。

保持する送信ウェイトベクトル選択は、例えば、なるべく全端末を網羅するように選択する方法が考えられる。第１の実施形態と同様の例を用いると、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）という６通りの組み合わせのうち、多重ユーザ数が多い（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）の３通りの送信ウェイトベクトルを選択する。こうすることにより、どのような組み合わせの再送が発生しても、対応できるようになる。ステップ６において送信ウェイトベクトルを取得するときに、仮にＳＴＡ１、ＳＴＡ３宛のフレームを再送する場合には、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）の送信ウェイトベクトルを取得し、空間多重送信に使用する。別の例として、仮にＳＴＡ２宛のフレームを再送する場合には、（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、または（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）のうちいずれかの送信ウェイトベクトルを取得する。

その他、送信ウェイトベクトルの選択方法として、あらかじめ再送が発生しやすいと予測される端末を含む組み合わせを優先的に選択する方法も考えられる。例えば、ＳＴＡ２のチャネル状態が悪く、再送が発生しやすいと予測される場合には、ＳＴＡ２を含む（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ３，ＳＴＡ４）、（ＳＴＡ２，ＳＴＡ４）の３通りに対する送信ウェイトベクトルを選択する。

さらに、送信ウェイトベクトルの選択方法の別の例として、ユーザ選択部において選択した多重ユーザ数の合計があらかじめ定めた閾値よりも少ない場合には、全通りの組み合わせに対する送信ウェイトベクトルを記憶部２００に保持し、ユーザ選択部において選択した多重ユーザ数の合計が、あらかじめ定めた閾値よりも多い場合には、上述のような何らかの方式で保持する送信ウェイトベクトルを選択する、という方法も考えられる。

さらに、送信ウェイトベクトルの選択方法の別の例として、ユーザ選択部において選択した多重ユーザ数の合計と自端末が有する送信アンテナ数を比較し、多重ユーザ数の合計数と自端末が有する送信アンテナ数との差が、あらかじめ定めた閾値よりも小さい場合には、全通りの組み合わせに対する送信ウェイトベクトルを記憶部２００に保持し、多重ユーザ数の合計数と自端末が有する送信アンテナ数との差が、あらかじめ定めた閾値よりも大きい場合には、上述のような何らかの方式で保持する送信ウェイトベクトルを選択する、という方法も考えられる。送信アンテナ数が多重ユーザ数よりも多ければ多いほど、高精度で指向性ビームを形成することができ、全通りのウェイトベクトルを保持しなくてもよいと考えられるためである。

以上のように、再送用多重ユーザの全通りの組み合わせに対する送信ウェイトベクトルを保持するのではなく、送信ウェイトベクトルを選択して保持することにより、メモリ使用量の増大を回避することができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態では再送時にも空間多重を用いてフレーム送信する例を説明したが、第３の実施形態では再送時に空間多重を用いる場合と、空間多重しないで送信する場合を使い分ける例を説明する。第３の実施形態に係る無線通信装置の基本的な構成は、図２に示したものと同様である。

図８は、第３の実施形態に係る再送管理部３０の動作例を示すフローチャートである。再送管理部３０以外の構成要素に関しては、第１の実施形態と同様である。第３の実施形態に係る再送管理部３０では、複数ユーザ宛のフレームを空間多重して送信した後に再送が発生した場合、再送フレームの数と、あらかじめ定めた閾値とを比較する（ステップ１）。再送フレームの数、すなわち再送宛先の数が閾値よりも多い場合には、再送時にも空間多重を用いて送信する（ステップ２）。一方、再送フレームの数が閾値よりも少ない場合には、空間多重を用いずに１ユーザ宛毎に再送を行う（ステップ３）。

第１の実施形態と同様の例を用いて、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３宛にフレームを新規送信し、閾値が「２」に設定されている場合を考える。ＳＴＡ１、ＳＴＡ２宛のフレームに再送が発生した場合には、再送フレーム数が「２」となり閾値と等しいので、空間多重を用いないで再送する。この場合、第１の実施形態に記述したようなユーザ選択部６０、長さ調節部７０、送信部８０での処理は実行しなくても良い。再送はＳＴＡ１宛のフレームの送信と、ＳＴＡ２宛のフレームの送信の２回で行われるので、送信順番や、各フレームの再送完了の管理は再送管理部３０が行なう。

一方、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３宛のフレームに再送が発生した場合には、再送フレーム数が「３」となり閾値よりも多いので、空間多重を用いて再送する。この場合、第１の実施形態と同様にユーザ選択部、長さ調節部７０、送信部８０での処理が実行される。

以上のように、再送フレーム数に応じて空間多重を適用するか非適用とするかを選択することにより、空間多重の非適用時には空間多重に関連する処理を省略することができ、空間多重使用時よりも送信成功する可能性を高め、確実に送達することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図 実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図 実施形態に係るユーザ選択部の動作例を示すフローチャート 実施形態に係る空間多重を用いたフレーム送信例を示すシーケンス図 実施形態に係る長さ調節部の動作例を示すフローチャート 第１の実施形態に係る送信部の動作例を示すフローチャート 第２の実施形態に係る送信部の動作例を示すフローチャート 第３の実施形態に係る再送管理部の動作例を示すフローチャート

符号の説明

１０…アンテナ
２０…受信ＲＦ部
３０…再送管理部
４０…送信ユニット
５０…送信キュー
６０…ユーザ選択部
７０…長さ調節部
８０…送信部
９０…送信ＲＦ部
２００…記憶部

Claims (12)

1. 新規フレームの送信前に、該新規フレームの宛先ユーザと共に多重するユーザを含む第１のユーザ群を選択し、前記第１のユーザ群に属するユーザと共に多重可能な別のユーザを含む第２のユーザ群を選択するユーザ選択部と、
   前記第１のユーザ群を多重して前記新規フレームを含む第１の複数フレームを送信した後、前記第１のユーザ群に属するいずれかのユーザを再送宛先とする再送信を行う場合に、前記再送宛先のユーザと共に前記第２のユーザ群に属するユーザを多重して再送フレームを含む第２の複数フレームを送信する送信部と、
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記第１の複数フレーム及び前記第２の複数フレームにおける各フレームの送信時間長の差が所定の時間内となるように、前記各フレームの送信時間長を揃える長さ調節部をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記所定の時間は、前記各フレームに対する送達確認応答の受信が同時であるとみなせる時間であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記長さ調節部は、前記各フレームの送信時間長を揃えるための送信レート及びフレームサイズを決定し、
   前記送信部は、各フレームの送信パラメータとして前記送信レート及びフレームサイズを用いて前記第１の複数フレームを送信し、各フレームの送信パラメータとして前記送信レート及びフレームサイズを用いて前記第２の複数フレームを送信することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
5. 前記再送信の必要が生じた再送宛先の数が閾値以上の場合、ユーザを多重して前記第２の複数フレームを送信し、前記再送信の必要が生じた再送宛先の数が閾値よりも少ない場合、ユーザを多重しないで前記再送フレームを送信するよう前記送信部を制御する再送制御部をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. 前記第１のユーザ群及び前記第２のユーザ群の各ユーザをそれぞれ１以上含む複数の組み合わせに関してウェイトベクトルを計算する計算部と、
   前記複数の組み合わせに関するウェイトベクトルを記憶する記憶部とをさらに具備し、
   前記送信部は、前記再送信を行う場合に、前記第２の複数フレームの宛先の組み合わせに対応するウェイトベクトルを前記記憶部から求め、該ウェイトベクトルを用いて前記第２の複数フレームを送信する請求項１乃至５のいずれかに記載の無線通信装置。
7. 前記記憶部の記憶容量に応じて、記憶する前記複数の組み合わせに関するウェイトベクトルの数を制限することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 前記記憶部は、前記第１のユーザ群及び前記第２のユーザ群の全てのユーザの数が閾値よりも少ない場合、前記ユーザの組み合わせの全てに関してウェイトベクトルを記憶することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
9. 前記記憶部は、前記第１のユーザ群及び前記第２のユーザ群の全てのユーザの数が閾値以上の場合、前記ユーザの組み合わせの一部に関してウェイトベクトルを記憶する請求項６記載の無線通信装置。
10. 前記記憶部は、送信アンテナ数と前記第１のユーザ群及び前記第２のユーザ群の全ユーザ数との差が閾値よりも大きい場合に、前記ユーザの組み合わせの一部に関してウェイトベクトルを記憶する請求項６記載の無線通信装置。
11. 新規フレームの送信前に、該新規フレームの宛先ユーザと共に多重するユーザを含む第１のユーザ群を選択し、前記第１のユーザ群に属するユーザと共に多重可能な別のユーザを含む第２のユーザ群を選択するステップと、
    前記第１のユーザ群を多重して前記新規フレームを含む第１の複数フレームを送信するステップと、
    前記第１のユーザ群に属するいずれかのユーザを再送宛先とする再送信を行う場合に、前記再送宛先のユーザと共に前記第２のユーザ群に属するユーザを多重して再送フレームを含む第２の複数フレームを送信するステップと、
    を具備することを特徴とする無線通信方法。
12. 新規フレームの送信前に、該新規フレームの宛先ユーザと共に多重するユーザを含む第１のユーザ群を選択し、前記第１のユーザ群に属するユーザと共に多重可能な別のユーザを含む第２のユーザ群を選択する手順と、
    前記第１のユーザ群を多重して前記新規フレームを含む第１の複数フレームを送信する手順と、
    前記第１のユーザ群に属するいずれかのユーザを再送宛先とする再送信を行う場合に、前記再送宛先のユーザと共に前記第２のユーザ群に属するユーザを多重して再送フレームを含む第２の複数フレームを送信する手順と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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