JP2010219747A - 送信装置、通信システム、通信装置、送信方法、受信方法、送信制御プログラム、及び受信制御プログラム - Google Patents

送信装置、通信システム、通信装置、送信方法、受信方法、送信制御プログラム、及び受信制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ＨＡＲＱを適用して通信品質を保証しつつ、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、伝送効率をほとんど劣化させることなく信号を復元させること。
【解決手段】第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、送信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信装置、通信システム、通信装置、送信方法、受信方法、送信制御プログラム、及び受信制御プログラムに関する。
従来の通信システムは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）、ＭＣ−ＣＤＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：マルチキャリア−符号分割多重）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−Ｓｐｒｅａｄ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などのマルチキャリア伝送では、送信装置においてガードインターバル（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、ＧＩ）やサイクリックプレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ、ＣＰ）を付加することによって、マルチパス干渉の影響を低減することができることが知られている。
また、従来の通信システムでは、マルチパスフェージングなどの伝搬路に起因して送信信号の振幅や位相が変動するため、受信装置において、その変動を補償することが必要となる。そのため、このような通信システムでは、送信装置と受信装置との間で既知の信号をパイロット信号として、送信信号の一部に挿入することで、伝搬路推定を行っている。また、その伝搬路推定は、高精度で行うことが望ましい。
特に、広帯域伝送や高速移動環境では、送信信号の振幅と位相の変動を周波数方向及び時間方向に追従できることが望ましい。その時間変動と周波数変動を推定する方法として、周波数方向及び時間方向に対して、伝播路推定に用いるパイロットシンボルをスキャッタード（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ、散乱、散在）に配置する方法がある。
図２１は、従来技術におけるパイロットシンボルの配置方法の一例を示す図である。この図において横軸は時間、縦軸は周波数を示す。また、この図において、ハッチングされていない丸印はデータシンボル、ハッチングされた丸印はパイロットシンボルを示す。
図２１は、８個のサブキャリア及び１６個のＯＦＤＭシンボルにより構成される送信フレームを示している。図中のハッチングされていない丸印またはハッチングされた丸印は、シンボルを配置する要素（以下、「リソースエレメント」という）である。すなわち、９６個のリソースエレメントから構成されるフレームである。この図は、この送信フレームにおいて、４個おきのサブキャリア及び２個おきのＯＦＤＭシンボルにパイロットシンボルを配置していることを示す。また、この図は、パイロットシンボルが含まれるＯＦＤＭシンボル毎に、そのパイロットシンボルは周波数方向にシフトしていることを示す。このように、フレーム内に散在して配置したパイロットシンボルをスキャッタードパイロットと呼ぶ。
これにより、この従来技術におけるパイロットシンボルの配置方法では、受信装置が、パイロットシンボルがマッピングされたフレームを受信し、受信したフレームに含まれるパイロットシンボルを用いた伝送路推定を行うことで、振幅と位相の時間変動と周波数変動に追従する推定を行うことができる。また、受信装置は、パイロットシンボルがマッピングされていないサブキャリアに対しては、周波数あるいは時間の近いサブキャリアの伝搬路推定の結果から補間して算出することにより、振幅と位相の時間変動と周波数変動に追従した推定をすることができる。このパイロットシンボルの配置方法は、例えば、非特許文献１に記載されている。
また、従来の通信システムでは、マルチキャリア伝送において、ガードインターバルの長さ（区間）を超える遅延波が存在する場合、受信品質の劣化の要因となる。
図２２は、従来技術におけるマルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号の一例を示す図である。図２２において、横軸は時間、縦軸は遅延波を示している。また、有効シンボルの前には、有効シンボルの後半部分をコピーしたガードインターバル（ＧＩ：Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）が付加されている。
この図は、先行波ｓ１（最初に到来した波）と同期をとり、区間ｔ４でＦＦＴ処理を行った場合を示す。この図は、遅延波ｓ２の遅延時間ｔ１がガードインターバル長以内であることを示し、遅延波ｓ３、ｓ４、それぞれの遅延時間ｔ３、ｔ４がガードインターバル長を超えていることを示す。なお、先行波、遅延波を到来波とも称する。
この図において、遅延波ｓ３、ｓ４における斜線で示した部分は、所望シンボルの前のシンボルが所望シンボルのＦＦＴ区間に入った部分を示し、この斜線部分がシンボル間干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ−Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）となる。
一方、非特許文献２、３には、自動再送（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）とターボ符号化などの誤り訂正符号化とを組合せたハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ）が用いられる通信システムが記載されている。
ＨＡＲＱでは、受信装置は、受信信号に誤りが検出されると送信装置に対して再送を要求し、再度受信した信号とすでに受信した信号との合成信号に対して復号処理を行う技術である。
特に、ＨＡＲＱとして、Ｃｈａｓｅ合成（ＣＣ：Ｃｈａｓｅ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）と、増加冗長（ＩＲ：Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）とが知られている。
Ｃｈａｓｅ合成を用いるＨＡＲＱでは、受信パケットに誤りが検出されると、全く同一のパケットの再送を要求する。これらの２つの受信パケットを合成することにより、受信品質を高めることができる。
また、増加冗長ＩＲを用いるＨＡＲＱでは、冗長ビットを分割し、少しずつ順次再送するため、再送回数が増えるにしたがって符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を強くできる。
このＨＡＲＱを適用した通信システムにおいて、上述のシンボル間干渉が発生した場合、データ誤りを充分に訂正しきれず、伝送品質が悪化して、再送回数が多くなることがあるという問題がある。
このシンボル間干渉による影響を除去する方法として、非特許文献１には、送信フレームに含まれる各ＯＦＤＭシンボルのガードインターバルを遅延波の遅延時間より長い区間を設定して、シンボル間干渉を抑圧する方法が記載されている。
「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ （Ｅ−ＵＴＲＡ）； Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ （Ｒｅｌｅａｓｅ ８）」３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ８．３．０ （２００８−０５）． Ｄ．Ｃｈａｓｅ，"Ｃｏｄｅ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ−Ａ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｃｏｍｂｉｎｇ ａｎｄ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｎｏｉｓｙ ｐａｃｋｅｔｓ，"ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．ＣＯＭ−３３，ｐｐ．３８５−３９３，Ｍａｙ １９８５． Ｊ．Ｈａｇｅｎａｕｅｒ，"Ｒａｔｅ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｅｓ（ＲＣＰＣ ｃｏｄｅｓ） ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，" ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．３６，ｐｐ．３８９−４００，Ａｐｒｉｌ １９８８． 「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ （Ｅ−ＵＴＲＡ）； Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ （Ｒｅｌｅａｓｅ ８）」３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２ Ｖ８．５．０ （２００８−１２）．
しかしながら、非特許文献１記載の従来の技術では、送信フレームごとにガードインターバル区間を設定しているため、パイロットシンボルがマッピングされるサブキャリアのみならず、全てのサブキャリアに対しても、ガードインターバル区間を長くする必要がある。また、そのスキャッタードパイロットシンボルが含まれる同じ送信フレームのスキャッタードパイロットシンボル以外の全てのシンボルに対しても、ガードインターバル区間を長くすることになる。そのため、ガードインターバルによる冗長区間が伝送帯域において増加することになり、伝送効率が劣化するという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ＨＡＲＱ（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ）を適用して通信品質を保証しつつ、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、かつ、伝送効率をほとんど劣化させることなく信号を復元させることのできる送信装置、通信システム、通信装置、送信方法、受信方法、送信制御プログラム、及び受信制御プログラムを提供することにある。
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置において、前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記送信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させることを特徴とする送信装置である。
上記構成によると、前記送信装置は、前記第1のシンボルと、前記第１のガードインターバルを有する第１のＯＦＤＭシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記送信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のＯＦＤＭシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるので、第1のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、ＨＡＲＱを適用して通信品質を保証しつつ、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させることができる。
また、前記送信装置は、前記第１のＯＦＤＭシンボルと、前記第２のＯＦＤＭシンボルとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるので、伝送効率をほとんど劣化させることなく信号を復元させることができる。
（２）また、本発明は、データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置において、前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定部と、ガードインターバル長決定部が決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する多重部と、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させるシンボル配置設定部と、を備えることを特徴とする送信装置である。
（３）また、本発明は、上記の送信装置において、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記受信装置にて伝搬路推定に用いられる変調シンボルであるパイロットシンボルに、前記第２のガードインターバルを付加したシンボルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成することを特徴とする。
上記構成によると、前記送信装置は、パイロットシンボルに、前記第２のガードインターバルを付加するので、受信装置が第１のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境においても、到来波が区間を超えない第２のガードインターバルを付加したパイロットシンボル、つまり、受信品質が高いパイロットシンボルを抽出し、このパイロットシンボルを用いて伝搬路推定をすることができ、変調シンボルの検出精度を向上することができる。
また、前記送信装置は、受信装置が精度が高い変調シンボルを検出することができるので、復調した前記符号化ビットの誤りを減らすことができ、ＨＡＲＱの再送回数を減らすことができる。
（４）また、本発明は、上記の送信装置において、前記ガードインターバル長決定部は、前記符号化ビットの種類を示す情報に基づいて、前記第２のガードインターバルの長さを決定することを特徴とする。
（５）また、本発明は、上記の送信装置において、前記送信装置は、前記符号化ビットのうち何れのビットを間引くかを示す情報である複数のパンクチャパターンを記憶し、前記再送信毎に前記複数のパンクチャパターンのうちの一つを用いて符号化ビットを間引いた符号化ビットを生成する送信装置であり、前記ガードインターバル長決定部は、前記符号化ビットが少なくとも１回用いられた前記パンクチャパターンを用いて間引かれる場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする。
上記構成によると、前記送信装置は、前記検出符号化ビットが該検出符号化ビットを間引くために少なくとも１回用いられた前記パンクチャパターンを用いて間引かれる場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定するので、前記パンクチャパターンが少なくとも１回用いられ、受信装置が異なる符号化ビットを送信して符号化率を低減することができない場合であっても、例えば、第２のガードインターバルを付加したパイロットシンボルの受信品質を高くすることができ、このパイロットシンボルを用いて伝搬路推定をする変調シンボルを復調した符号化ビットの検出精度を向上することができる。
（６）また、本発明は、上記の送信装置において、前記送信装置は、前記符号化ビットのうち何れのビットを間引くかを示す情報である複数のパンクチャパターンを記憶し、前記再送信毎に前記複数のパンクチャパターンのうちの一つを用いて符号化ビットを間引いた符号化ビットを生成する送信装置であって、前記ガードインターバル長決定部は、前記パンクチャパターンを用いて間引いた前記符号化ビットが前記誤り訂正符号化を施す前のビット列と同じビット列を有する場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする。
上記構成によると、前記送信装置は、前記パンクチャパターンを用いて間引いた前記符号化ビットが前記誤り訂正符号化を施す前のビット列と同じビット列を有するシステマティックビットを有する場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定するので、例えば、第２のガードインターバルを付加したパイロットシンボルの受信品質を高くすることができ、このパイロットシンボルを用いて伝搬路推定をする変調シンボルを復調しシステマティックビットの検出精度を向上することができる。また、システマティックビットは誤り率への影響が大きいので、受信装置で検出する誤り率を低減することができ、ＨＡＲＱの再送回数を減らすことができる。
（７）また、本発明は、上記の送信装置において、前記ガードインターバル長決定部は、前記符号化ビットの送信信号を再送信する再送回数が予め定めた再送回数以上である場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする。
（８）また、本発明は、上記の送信装置において、前記ガードインターバル長決定部は、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする。
上記構成によると、前記送信装置は、第1のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境であっても、第２のガードインターバル区間を超えない区間についてシンボル間干渉を防止することができ、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させることができる。
（９）また、本発明は、上記の送信装置において、前記ガードインターバル長決定部は、第２のガードインターバルの長さを、前記第１のガードインターバルと同じ長さ又は前記第１のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする。
（１０）また、本発明は、データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した第２の受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する第１の通信装置と、前記送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置と、を具備する通信システムにおいて、前記第１の通信装置は、前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定部と、ガードインターバル長決定部が決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する多重部と、前記第１のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させるシンボル配置設定部と、を備え、前記第２の通信装置は、前記第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１のＦＦＴ区間抽出部と、前記第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２のＦＦＴ区間抽出部と、を備えることを特徴とする通信システムである。
（１１）また、本発明は、第１の通信装置が送信した送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置において、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１のＦＦＴ区間抽出部と、前記第１の通信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２のＦＦＴ区間抽出部を備えることを特徴とする第２の通信装置である。
（１２）また、本発明は、データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置における送信制御方法において、前記送信装置が、前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成する第１の過程と、前記送信装置が、第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定する第２の過程と、前記送信装置が、前記第２の過程で決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成する第３の過程と、前記送信装置が、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する第４の過程と、前記送信装置が、前記第１の過程で生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第３の過程で生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させる第４の過程と、を有することを特徴とする送信方法である。
（１３）また、本発明は、第1の通信装置が送信した送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第1の通信装置に送信する第２の通信装置における受信制御方法において、前記第２の通信装置が、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１の過程と、前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する前記第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２の過程と、を有することを特徴とする受信方法である。
（１４）また、本発明は、データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置のコンピュータを、前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成手段、第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定手段、ガードインターバル長決定手段で決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成手段、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する多重手段、前記第１のマルチキャリアシンボル生成手段で生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル生成手段で生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させるシンボル配置設定手段、として機能させるパケット送信制御プログラムである。
（１５）また、本発明は、第１の通信装置が送信した送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置における受信制御プログラムにおいて、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１のＦＦＴ区間抽出手段、前記第１の通信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２のＦＦＴ区間抽出手段、
として機能させる受信制御プログラムである。
本発明によれば、デジタル通信において、ＨＡＲＱを適用して通信品質を保証しつつ、伝送効率をほとんど劣化させることなくシンボル間干渉への耐性を大幅に向上させ、シンボルの受信品質を向上させることができる。
本発明の第１の実施形態に係るパケット送信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る符号部の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る誤り訂正符号化部の構成の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るパンクチャ部が予め記憶するパンクチャパターン群の一例を示す図である。 本実施形態に係るシンボル配置情報の一例を示す図である。 本実施形態に係るマッピング部が行うシンボルのマッピングの一例を示す図である。 本実施形態に係る別のマッピング部が行うシンボルのマッピングの一例を示す図である。 本実施形態に係る再送パケット管理部が多重したシンボルの一例を示す概略図である。 本実施形態に係るマッピング部が行うシンボルのマッピングの別の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る再送パケット管理部が多重したシンボルの別の一例を示す概略図である。 本実施形態に係るパケット送信装置の動作を表すフローチャートである。 本実施形態に係るパケット受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 第２のＦＦＴ区間抽出部が信号を抽出するＦＦＴ区間を示す概略図である。 第１のＦＦＴ区間抽出部が信号を抽出するＦＦＴ区間を示す概略図である。 本実施形態に係る復号部の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るパケット送信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係るパケット送信装置の動作を表すフローチャートである。 本実施形態に係るパケット受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るパケット送信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係るパケット送信装置の動作を表すフローチャートである。 従来技術におけるパイロットシンボルの配置方法の別の一例を示す図である。 従来技術におけるマルチパス環境を経て送信装置から受信装置に到達する信号の一例を示す図である。
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。本実施形態の通信システムは、マルチキャリア伝送として、ＯＦＤＭ方式で通信するパケット送信装置ａ１とパケット受信装置ｂ１とを具備する。
ここで、パケット送信装置ａ１は、無線通信システムにおいて、下りリンクでの基地局装置、上りリンクでの移動局装置に具備される。また、中継局装置と移動局装置間の上りリンク及び下りリンクでの中継局装置に具備される。
また、パケット受信装置ｂ１は、無線通信システムにおいて、下りリンクでの移動局装置、上りリンクでの基地局装置に具備される。
＜パケット送信装置ａ１の構成について＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパケット送信装置ａ１の構成を示す概略ブロック図である。パケット送信装置ａ１は、復元部ａ１０１、再送パケット管理部ａ１０２（ガードインターバル長決定部）、シンボル配置設定部ａ１２１、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、パイロットＧＩシンボル生成部（第２のマルチキャリアシンボル生成部）ａ１４、再送制御信号生成部ａ１１１、多重部ａ１５、及び送信部ａ１６を含んで構成され、アンテナ部ｃ１が接続されている。
ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３は、符号部ａ１３１、変調部ａ１３２、マッピング部ａ１３３、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部ａ１３４、ノーマルＧＩ挿入部ａ１３５を含んで構成される。パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４は、マッピング部ａ１４３、ＩＦＦＴ部ａ１４４、パイロットＧＩ挿入部ａ１４５を含んで構成される。
アンテナ部ｃ１は、後述するパケット受信装置ｂ１から送信された応答信号を含む信号を受信する。また、アンテナ部ｃ１は、パケット送信装置ａ１が生成した信号を送信する。
復元部ａ１０１は、アンテナ部ｃ１を介して受信したパケット受信装置ｂ１からの信号を復元処理可能な周波数帯へ変換する。また、復元部ａ１０１は、前記周波数帯へ変換した信号に対して帯域制限を行うフィルタリング処理し、アナログ信号からデジタル信号への変換（Ａｎａｌｏｇｕｅ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ変換）を行う。
また、復元部ａ１０１は、変換したデジタル信号に対してデータ復調、誤り訂正復号などの復元処理を行い、パケット受信装置ｂ１からの信号に含まれる応答信号を取り出す。ここで、復元部ａ１０１は、受信信号の伝送方式に基づいて受信信号を復元処理する公知の機能を有する。
また、応答信号とは、伝送を確認する信号、再送要求するか否かの情報を含んだ信号であり、一例として、ＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅ）／ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅ））信号などがある。例えば、パケット送信装置ａ１が送信したパケットをパケット受信装置ｂ１が正しく受信できなかった場合にパケット受信装置ｂ１がパケット送信装置ａ１に送り返す信号がＮＡＣＫ信号であり、正しく受信できた場合に送り返す信号が、ＡＣＫ信号である。また、正しく受信できた信号に対してパケット受信装置ｂ１がパケット送信装置ａ１に送り返す信号として、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＡＣＫ信号もある。なお、パケット送信装置ａ１は、パケットを送信した後、所定の時間内に応答信号を受信できなかったときは、パケット受信装置ｂ１がそのパケットを正しく受信できなかったと判断し、再送するようにしてもよい。なお、応答信号は、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｉｓｉｃａｌ ＨＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）を含んでもよい。
再送パケット管理部ａ１０２は、復元部ａ１０１からの応答信号に基づき、次に送信するパケットの再送回数Ｎ（符号化ビットの種類を示す情報）をカウントし、その再送回数Ｎを再送制御信号生成部ａ１１１、シンボル配置設定部ａ１２１、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３、及びパイロットＧＩシンボル生成部ａ１４に通知する。
具体的に、再送パケット管理部ａ１０２は、第ｎ回目の再送パケットに対して、パケット受信装置ｂ１からのＡＣＫ信号が復元部ａ１０１から入力されると、再送回数Ｎ＝０を出力し、次に送信するパケットが初送パケットであることを通知する。また、再送パケット管理部ａ１０２は、パケット受信装置ｂ１からのＮＡＣＫ信号が復元部ａ１０１から入力されると、再送回数Ｎ＝ｎをカウントアップし、再送回数Ｎ＝ｎ＋１を出力し、次に送信するパケットが第ｎ＋１回目の再送パケットであることを通知する。
なお、後述するように、この再送回数Ｎに基づき、シンボル配置設定部ａ１２１は情報データシンボル、制御シンボル、パイロットシンボルの配置位置を決定し、パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４は、前記シンボル配置設定部ａ１２１が出力するシンボル配置情報および前記再送パケット管理部ａ１０２が出力する再送回数に基づいて情報データシンボル、制御シンボル、パイロットシンボルをマッピングし、さらにパイロットシンボルに、異なる長さのパイロットＧＩ（第２のガードインターバル）を付加する。
再送制御信号生成部ａ１１１は、再送パケット管理部ａ１０２から入力された再送回数Ｎに基づき、送信信号の再送回数Ｎをパケット受信装置ｂ１に通知するための信号（再送制御信号という）を生成する。なお再送制御信号にデータ変調方式、ＭＩＭＯのランク数などの送信パラメータの通知を含んでもよい。
再送制御信号生成部ａ１１１は、再送制御信号に対し、誤り訂正符号化、データ変調を施した変調シンボル（制御シンボル）をマッピング部ａ１３３に出力する。
シンボル配置設定部ａ１２１は、後述する情報データシンボル、制御シンボル、パイロットシンボルを配置するＯＦＤＭシンボル（マルチキャリアシンボル）、サブキャリアを示すシンボル配置情報をノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３及びパイロットＧＩシンボル生成部ａ１４に出力する。なお、以降では、ノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボルのシンボル長を持つＯＦＤＭシンボルを、単に、ＯＦＤＭシンボルと呼称する。なお、周波数領域に１サブキャリア、時間領域に１ＯＦＤＭシンボルからなる要素をリソースエレメントとも呼ぶ。つまり、シンボル配置情報は、情報データシンボル、制御シンボル、パイロットシンボルをリソースエレメントに配置する位置を示す情報である。
シンボル配置情報は、パケット送信装置ａ１あるいはパケット送信装置ｂ１が属するセルによって異なるシンボル配置情報であってもよい。また、シンボル配置情報は、パケット送信装置ａ１あるいはパケット送信装置ｂ１で固有のシンボル配置情報であってもよい。
ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３の符号部ａ１３１は、入力された情報データ信号を、この情報データ信号を受信するパケット受信装置ｂ１において誤り検出、誤り訂正ができるように、この情報データ信号に冗長ビットを付加する。
また、符号部ａ１３１は、再送パケット管理部ａ１０２からＡＣＫ信号を受けた旨の通知（再送回数Ｎ＝０、つまり初送パケットを送信の旨の通知）を受けたとき、又は、情報データ信号を受けたときは、冗長ビットを付加した符号化ビットを初送パケット用に出力する。また、符号部ａ１３１は、復元部ａ１０１からＮＡＣＫ信号を受けた旨の通知（再送回数Ｎ＞０）を受けたときは、冗長ビットを付加した符号化ビットを、再送パケット用に出力する。
符号部ａ１３１の構成の詳細については、後述する。
変調部ａ１３２は、符号部ａ１３１からの入力された符号化ビットに対して、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：４相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：１６値直交振幅変調）などのデータ変調を行い、情報データ信号の変調シンボル（情報データシンボルという）を生成する。なお、初送パケットと再送パケットとのデータ変調の方式は異なってもよい。例えば、初送パケットを１６ＱＡＭにて変調し、再送パケットをＱＰＳＫにて変調するようにしてもよい。
マッピング部ａ１３３は、シンボル配置設定部ａ１２１から入力されたシンボル配置情報および再送パケット管理部ａ１０２が出力する再送回数に基づいて、変調部ａ１３２が変調した情報データシンボル及び制御信号生成部ａ１１１から入力される制御シンボルを、送信パケットを構成するリソースエレメントに配置する。また、マッピング部ａ１３３は、パイロットシンボルを配置するリソースエレメントにゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）を配置する。なお、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３のマッピング部１３３でマッピングされるシンボル（ここでは、情報データシンボル及び制御シンボル）を第１のシンボルと呼ぶ。
ＩＦＦＴ部ａ１３４は、マッピング部ａ１３３が配置したシンボルを、同一ＯＦＤＭシンボルで送信するシンボル毎にＩＦＦＴ処理を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部ａ１３４は、変換した時間領域の信号をノーマルＧＩ挿入部ａ１３５に出力する。
ノーマルＧＩ挿入部ａ１３５は、ＩＦＦＴ部ａ１３４が変換した時間領域の信号に対して、予め定められた長さのＧＩ（第１のガードインターバル。以下、ノーマルＧＩという）を挿入して生成したノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル（ノーマルＧＩ−マルチキャリアシンボル、第１のマルチキャリアシンボル）を多重部ａ１５に出力する。
すなわち、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３は、図１０において後述するノーマルＧＩを有するノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを生成する。
パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４のマッピング部ａ１４３は、シンボル配置設定部ａ１２１から入力されたシンボル配置情報および再送パケット管理部ａ１０２が出力する再送回数に基づいて、パイロットシンボルをリソースエレメントに配置する。また、マッピング部ａ１４３は、情報データシンボル又は制御シンボルを配置するリソースエレメントにゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）を配置する。なお、パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４のマッピング部１４３でマッピングされるシンボル（ここでは、パイロットシンボル）を第２のシンボルと呼ぶ。
ＩＦＦＴ部ａ１４４は、マッピング部ａ１４３が配置した信号を、同一ＯＦＤＭシンボルで送信する信号毎にＩＦＦＴ処理を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部ａ１４４は、変換した時間領域の信号をパイロットＧＩ挿入部ａ１４５に出力する。
パイロットＧＩ挿入部ａ１４５は、ＩＦＦＴ部ａ１４４が変換した時間領域の信号に対して、再送パケット管理部ａ１０２から出力される再送回数Ｎに基づいて、ノーマルＧＩと同じ又はノーマルＧＩより長いＧＩ（第２のガードインターバル。以下、ロングＧＩという）であるパイロットＧＩを付加し、このように生成したパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボル（パイロットＧＩ−マルチキャリアシンボル、第２のマルチキャリアシンボル）を多重部ａ１５に出力する。
具体的に、ノーマルＧＩ挿入部ａ１３５で付加するノーマルＧＩ長をτ１＝α、パイロットＧＩ挿入部ａ１４５で付加するパイロットＧＩ長をτ２、として説明をする。
パイロットＧＩ挿入部ａ１４５は、再送パケット管理部ａ１０２から通知される再送回数Ｎが予め定められた再送回数Ｎ１未満（再送回数Ｎ＜Ｎ１）である場合、パイロットＧＩ挿入部ａ１４５はパイロットＧＩ長τ２＝β≧αとなるガードインターバルを付加する。
一方、パイロットＧＩ挿入部ａ１４５は、再送パケット管理部ａ１０２から通知される再送回数Ｎが予め定めたＮ１以上（再送回数Ｎ≧Ｎ１）である場合、τ２＝γ＞βとなるように、つまり、再送回数がＮ１未満である場合と比較して長いガードインターバルを付加する。
パイロットＧＩ挿入部ａ１４５が付加するパイロットＧＩの一例については、シンボル配置情報とあわせて後述する。
多重部ａ１５は、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３から入力されたノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルとパイロットＧＩシンボル生成部ａ１４から入力されたパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルとを加算（多重）する。すなわち、多重部ａ１５は、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアとパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアとが周波数分割多重した信号を出力する。特に、ＯＦＤＭ方式においては、多重部ａ１５は、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアとパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアとが直交周波数分割多重している信号を出力する。
送信部ａ１６は、多重部ａ１５からの出力信号をアナログ信号に変換し（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇｕｅ変換）、帯域制限を行うフィルタリング処理、さらに送信可能な周波数帯域に変換を行い、アンテナ部ｃ１を介して送信する。
＜符号部ａ１３１の構成について＞
以下、符号部ａ１３１の構成の詳細について説明をする。
図２は、本実施形態に係る符号部ａ１３１の構成を示す概略ブロック図である。符号部ａ１３１は、誤り検出符号化部ａ１３１１、誤り訂正符号化部ａ１３１２、送信データ記憶部ａ１３１３、及びパンクチャ部ａ１３１４を含んで構成される。
誤り検出符号化部ａ１３１１は、情報データを受信したパケット受信装置ｂ１において誤りがあるか否かを検出できるように、情報データについてＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：巡回冗長検査）などの誤り検出符号化を行い、誤り検出ビットを情報データに付加した誤り検出符号化ビットを誤り訂正符号化部ａ１３１２に出力する。
誤り訂正符号化部ａ１３１２は、誤り検出符号化部ａ１３１１から入力された誤り検出符号化ビットに対して、ターボ符号、畳み込み符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ：低密度パリティ検査）符号などの誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化部ａ１３１２の構成の詳細については、後述する。
誤り訂正符号化部ａ１３１２は、誤り訂正符号化を行った符号化ビットを、パンクチャ部ａ１３１４及び送信データ記憶部ａ１３１３に出力する。
送信データ記憶部ａ１３１３は、誤り訂正符号化部ａ１３１２が生成した符号化ビットを記憶する。
パンクチャ部ａ１３１４は、誤り訂正符号化部ａ１３１２から入力された符号化ビットのうち何れのビットを間引くかを示す情報であるパンクチャパターンであって、予め記憶する複数のパンクチャパターン（パンクチャパターン群という）から選択したパンクチャパターンに基づいてビットを間引く（パンクチャ処理という）。パンクチャ部ａ１３１４は、ビットを間引いて送信するデータ量を制御することで、符号化率を制御する。
また、パンクチャ部ａ１３１４は、再送パケット管理部ａ１０２からＮＡＣＫ信号が入力された場合には、送信データ記憶部ａ１３１３から読み出した符号化ビットについて、予め記憶するパンクチャパターン群に基づいて、パンクチャ処理を行う。
この、パンクチャ部ａ１３１４が予め記憶するパンクチャパターンの詳細については、後述する。
なお、本実施形態では、パンクチャ部ａ１３１４に応答信号を入力してパンクチャ部ａ１３１４が送信データ記憶部ａ１３１３から符号化ビットを読み出す場合について説明したが、本発明はこれに限らず、応答信号が入力された場合に送信データ記憶部ａ１３１３から符号化ビットを読み出してパンクチャ部ａ１３１４に出力する構成としてもよい。
また、パンクチャ部ａ１３１４は、パンクチャ処理にビットパディング（ビット挿入）あるいはビットリピティション（ビット繰り返し）などを加えて、レートマッチングを行うようにしてもよい。
以下、図３及び図４を用いて、誤り訂正符号化部ａ１３１２が符号化率Ｒ＝１／３でターボ符号化する場合において、パンクチャ部ａ１３１４が、符号化率Ｒ＝１／２又はＲ＝３／４にパンクチャ処理を行う場合について説明をする。
＜誤り訂正符号化部の構成について＞
図３は、本実施形態に係る誤り訂正符号化部ａ１３１２の構成の一例を示す概略図である。
誤り訂正符号化部ａ１３１２は、内部符号器３１２１、３１２２、内部インタリーバ３１２３を含んで構成される。
誤り訂正符号化部ａ１３１２は、誤り検出符号化部ａ１３１１からの誤り検出符号化された誤り検出符号化ビット系列について、システマティックビットｘ、パリティビットｚ、パリティビットｚ’の３種類の情報ビット系列を出力する。
ここで、システマティックビットｘは、誤り検出符号化部ａ１３１１から入力されたビット系列そのものである。パリティビットｚは誤り検出符号化部ａ１３１１からのビット系列を内部符号器３１２１が符号化処理を行った出力結果である。パリティビットｚ’は誤り検出符号化部ａ１３１１からのビット系列をまず内部インタリーバ３１２３がインターリーブ処理し、このインターリーブ処理した結果を入力された内部符号器３１２２が符号化処理を行った出力結果である。
なお、内部符号器３１２１と内部符号器３１２２は同じ符号化方式の符号化を行う同様の符号器でもよいし、異なる符号器であっても良い。好ましくは、内部符号器３１２１、内部符号器３１２２ともに再帰的畳み込み符号器を用いる。
＜パンクチャパターンについて＞
図４は、本実施形態に係るパンクチャ部ａ１３１４が予め記憶するパンクチャパターン群の一例を示す図である。パンクチャパターン群は、行と列からなる２次元の表形式のデータであり、パンクチャパターン、符号化率Ｒ＝１／２、及び符号化率Ｒ＝１／４の各項目の列を有している。
図４において、ｘは、システマティックビットｘに対するパンクチャ処理を表すビット列である。このビット列ｘにおいて、「１」は該当位置のビットを残し、「０」は該当位置のビットを間引くことを表す。
ｚ、ｚ’は、誤り訂正符号化部ａ１３１２がシステマティックビットから生成した冗長ビットＺ（図３のパリティビットｚ、パリティビットｚ’）に対するパンクチャ処理を表すビット列である。ビット列ｚ、ｚ’の各ビットの値「１」、「０」は、ビット列ｘと同様に、それぞれ残すビットと間引くビットとを表す。
パンクチャ部ａ１３１４は、これらのビット列ｘ、ｚ、ｚ’で表されるパンクチャ処理を、誤り訂正符号化部ａ１３１２あるいは送信データ記憶部ａ１３１３から読み出したシステマティックビットｘとパリティビットｚ、ｚ’とに対して行い、図４に示すパンクチャパターンにて「１」となっているビット位置のビットを出力する。
なお、図４のパンクチャパターン群は、一例であり、パンクチャパターン群のうち、一部のパターンのみシステマティックビットを残すパターンであるパターン群（ＨＡＲＱ ｔｙｐｅＩＩに対応したパターン）や、全てのパターンが必ずシステマティックビットを残すパターンであるパターン群（ＨＡＲＱ ｔｙｐｅＩＩＩに対応したパターン）などであってもよい。また、非特許文献４のサーキュラバッファを用いたレートマッチングも適用可能である。
ＨＡＲＱにおける代表的な再送方法には、Ｃｈａｓｅ合成ＣＣ（Ｃｈａｓｅ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）と、増加冗長ＩＲ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）とがある。
以下、ＨＡＲＱにおける再送方法として、Ｃｈａｓｅ合成ＣＣと増加冗長ＩＲとを適用する場合について、それぞれ場合を分けて一例を説明する。
ＨＡＲＱにおける再送方法としてＣｈａｓｅ合成ＣＣを適用する場合、パンクチャ部ａ１３１４は、初めて送るパケットの符号化ビット（初送パケットの符号化ビット）に対して、例えば、図４のＲ＝３／４のパターン１にしたがってパンクチャ処理を行い、図４の「１」で示したビットのみを出力する。
パンクチャ部ａ１３１４がパターン１でパンクチャ処理した符号化ビットは、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３において情報データシンボルとして生成され、パイロットシンボル及び制御シンボルともに送信パケットとして、送信部ａ１６からアンテナ部ｃ１を介して送信される。そして、復元部ａ１０１からこの初送パケットに対する応答信号としてＮＡＣＫ信号が入力された場合（再送要求された場合）、パンクチャ部ａ１３１４は、送信データ記憶部ａ１３１３から初送パケットで送信した符号化ビットｘ、ｚ、ｚ’を読み出し、該初送パケットと同じパターン１でパンクチャ処理を行った符号化ビットｘ、ｚ、ｚ’を再送パケットとして出力する。
Ｃｈａｓｅ合成ＣＣでは、受信パケットに誤りが検出されると送信側は同一のパケットを再送し、受信側はこれらの受信した複数のパケットを合成することにより、受信品質を高めることができる。
このように、Ｃｈａｓｅ合成ＣＣでは、パンクチャ部ａ１３１４は、ＡＣＫ信号が入力されるまで、初送パケットの符号化ビットと同じパターンでパンクチャした符号化ビットを出力し続ける。パンクチャ部ａ１３１４は、ＡＣＫ信号が入力されると、初送パケットにて送信した情報データ信号とは異なる次の情報データ信号の符号化ビットに対してパターン１又はパターン２に基づいてパンクチャ処理を行う。
一方、ＨＡＲＱの再送方法として増加冗長ＩＲを適用する場合、パンクチャ部ａ１３１４は、初めて送るパケットの符号化ビット（初送パケットの符号化ビット）に対して、例えば、図４のＲ＝３／４のパターン１にしたがってパンクチャ処理を行い、図４の「１」で示したビットのみを出力する。
具体的に、パンクチャ部ａ１３１４は、システマティックビットｘについて、図４のパターン１では「ｘ＝１１１１１１」なので、全てのビット、つまり、システマティックビットｘと同じ符号化ビットを出力する。また、パンクチャ部ａ１３１４は、１種類目のパリティビットｚについて、図４のパターン１では「ｚ＝１０００００」なので、６ビット毎に最初の１ビットを出力する。また、パンクチャ部ａ１３１４は、２種類目のパリティビットｚ’について、図４のパターン１では「ｚ’＝０００１００」なので、６ビット毎に４ビット目の１ビットを出力する。
パンクチャ部ａ１３１４がパターン１でパンクチャ処理した符号化ビットは、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３において情報データシンボルとして生成され、パイロットシンボル及び制御シンボルともに送信パケットとして、送信部ａ１６からアンテナ部ｃ１を介して送信される。そして、復元部ａ１０１からこの初送パケットに対する応答信号としてＮＡＣＫ信号が入力された場合（再送要求された場合）、パンクチャ部ａ１３１４は、送信データ記憶部ａ１３１３から該初送パケットで送信した符号化ビットｘ、ｚ、ｚ’を読み出し、図４のＲ＝３／４のパターン２でパンクチャ処理を行った符号化ビットｘ、ｚ、ｚ’を再送パケットとして出力する。つまり、初送パケットで送信した符号化ビットｘ、ｚ、ｚ’とは異なるパンクチャパターンでパンクチャ処理を行う。
具体的に、パンクチャ部ａ１３１４は、システマティックビットｘについて、図４のパターン２では「ｘ＝００００００」なので、システマティックビットｘを全て出力しない。また、パンクチャ部ａ１３１４は、１種類目のパリティビットについて、図４のパターン２では「ｚ＝０１１１１０」なので、６ビット毎に２ビット目から５ビット目までの４ビットを出力する。また、パンクチャ部ａ１３１４は、２種類目のパリティビットについて、図４のパターン２では「ｚ’＝１１００１１」なので、６ビット毎に３ビット目と４ビット目とを除いた４ビットを出力する。
このように、図４の例ではパンクチャパターンが２つであるので、パンクチャ部ａ１３１４は、ＡＣＫ信号が入力されるまで、パターン１でパンクチャ処理を行った符号化ビットと、パターン２でパンクチャ処理を行った符号化ビットとを交互に出力し続ける。パンクチャ部ａ１３１４は、ＡＣＫ信号が入力されると、初送パケットにて送信した情報データ信号とは異なる次の情報データ信号の符号化ビットに対してパターン１に基づいてパンクチャ処理を行う。
また、パンクチャパターンが２つ以上ある場合は、例えば、パンクチャパターンを順に繰り返して用いる。具体的に、パターン１〜３がある場合、１、２、３又は２、１、３等を順にくり返す。
なお、パンクチャ部ａ１３１４は、予めさだめた回数のＮＡＣＫ信号が入力されたら、それ以上、送信パケットを再送せず、異なる次の情報データ信号に対する符号化ビット出力するようにしてもよい。
増加冗長ＩＲでは、冗長ビットを分割し、少しずつ順次再送するため、再送回数が増えるに従って符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を強くできる。
＜シンボル配置について＞
以下、図５〜１０を用いてシンボル配置の例について説明をする。以下の例について、図６〜８は再送回数Ｎ＜Ｎ１の場合の例であり、図９、１０は再送回数Ｎ≧Ｎ１の場合の例である。なお、以下の例では、再送回数Ｎ＜Ｎ１の場合、パイロットＧＩ長τ２＝α、つまり、ノーマルＧＩ長と同じ長さのガードインターバルを付与する。
図５は、本実施形態に係るシンボル配置情報の一例を示す図である。この図は、送信パケットを、１２個のサブキャリア及び１４個のＯＦＤＭシンボルを用いて送信する場合を示す。
この図において、横軸はＯＦＤＭシンボル番号ｌ（ＯＦＤＭシンボルインデックス）、縦軸はサブキャリア番号ｋ（サブキャリアインデックス）である。リソースエレメント（ｋ，ｌ）は、第ｋサブキャリアかつ第ｌＯＦＤＭシンボルのリソースエレメントを示す。
図の斜線で塗りつぶしたリソースエレメント（位置）はパイロットシンボルを割り当てる位置（パイロットシンボル配置位置）、白抜きのリソースエレメントは情報データシンボルを割り当てる位置（情報データシンボル配置位置）、格子状で塗りつぶしたリソースエレメントは制御シンボルを割り当てる位置（制御シンボル配置位置）である。
なお、データ配置情報は、ノーマルＧＩを付加するシンボルを割り当てるリソースエレメント及びロングＧＩを付加するシンボルを割り当てるリソースエレメントを示す情報であってもよい。
まず、再送回数Ｎ＜Ｎ１の場合の例について説明をする。
図６は、送信パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ＜Ｎ１を通知し、シンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１３３に図５のシンボル配置情報を入力した場合において、本実施形態に係るマッピング部ａ１３３が行うシンボルのマッピングの一例を示す図である。
この図において、横軸はＯＦＤＭシンボル番号ｌ、縦軸はサブキャリア番号ｋである。
図６は、マッピング部ａ１３３が、実線で示したリソースエレメントのうち、白抜きのリソースエレメントに情報データシンボルを配置し、格子状で塗りつぶしたリソースエレメントに制御シンボルを配置することを示す。また、この図は、マッピング部ａ１３３が、鎖線で示したリソースエレメントにはゼロを配置することを示し、図５において斜線で塗りつぶしたパイロットシンボル配置位置にゼロを配置することを示す。
図７は、送信パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ＜Ｎ１を通知し、シンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１４３に図５のシンボル配置情報を入力した場合において、本実施形態に係るマッピング部ａ１４３が行うシンボルのマッピングの一例を示す図である。
この図において、横軸はＯＦＤＭシンボル番号ｌ、縦軸はサブキャリア番号ｋである。
図７は、マッピング部ａ１４３が、実線で示され、斜線で塗りつぶしたリソースエレメントにパイロットシンボルを配置することを示す。また、この図は、マッピング部ａ１４３が、鎖線で示したリソースエレメントにはゼロを配置することを示し、図５において白抜きの情報データシンボル配置位置及び格子状で塗りつぶした制御シンボル配置位置にゼロを配置することを示す。
なお、再送パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ＜Ｎ１を通知した場合において、図６をシンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１３３に出力するシンボル配置情報とし、図７をシンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１４３に出力するシンボル配置情報とすることも可能である。
再送パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ＜Ｎ１を通知し、マッピング部ａ１３３及びマッピング部ａ１４３が、それぞれ、図６、図７で示すように配置した場合おいて、多重部ａ１５が出力する信号の周波数成分と時間成分を、図８に示す。
図８は、本実施形態に係る多重部ａ１５が多重したシンボルの一例を示す概略図である。この図において、横軸は時間、縦軸は周波数である。
この図において、斜線による網掛けで示した部分がパイロットＧＩシンボル生成部１４ａが出力するパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを示し、パイロットシンボルが配置された有効シンボルとノーマルＧＩ長をもつパイロットＧＩで構成されている。白抜きの部分は、情報データシンボルまたは制御シンボルが配置された有効シンボルを示し、前記有効シンボルとノーマルＧＩとでノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを構成している。縦線による網掛けで示した部分はガードインターバルを示している。
このように、パケット送信装置ａ１は、再送回数Ｎ＜Ｎ１である場合、情報データシンボル、制御シンボル、パイロットシンボルに同じ長さ（ノーマルＧＩ長）のガードインターバルを付加する。
なお、変調シンボル（例えば、情報データシンボル、制御シンボル、パイロットシンボル）に、ノーマルＧＩ長のガードインターバルを付加したシンボルを、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルという。なお、τ１がノーマルＧＩ長、τ２がパイロットＧＩ長、ＴｓｙｍがノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル長、及び、Ｔｅｆｆが有効シンボル長（ＩＦＦＴ部１３４またはＩＦＦＴ部１４４が出力するＩＦＦＴ処理後のシンボル長）である。
次に、再送回数Ｎ≧Ｎ１の場合の例について説明をする。
図９は、再送パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ≧Ｎ１を通知し、シンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１３３に図５のシンボル配置情報を入力した場合において、マッピング部ａ１３３が行うシンボルのマッピングの一例を示す。この図において、横軸はＯＦＤＭシンボル番号ｌ、縦軸はサブキャリア番号ｋである。
図９は、マッピング部ａ１３３が、実線で示したリソースエレメントのうち、白抜きのリソースエレメントに情報データシンボルを配置し、格子状で塗りつぶしたリソースエレメントに制御シンボルを配置することを示す。また、この図は、マッピング部ａ１３３が、鎖線で示したリソースエレメントにはゼロを配置することを示し、図５において斜線で塗りつぶしたパイロットシンボル配置位置にゼロを配置することを示す。
また、この図は、パイロットシンボルを配置するリソースエレメントに対して時間方向に一つ前のリソースエレメントにシンボルを配置しない（ゼロを配置する）ことを示し、この点が図６と異なる。
パイロットＧＩ挿入部ａ１４５は、鎖線で示したこの情報データシンボル配置位置を利用して、パイロットシンボルが配置された有効シンボルにロングＧＩを付加する。
再送パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ≧Ｎ１を通知し、シンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１４３に図５のシンボル配置情報を入力した場合において、マッピング部ａ１４３が行うマッピング処理は、図７と同じであるので、説明は省略する。
なお、再送パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ≧Ｎ１を通知した場合において、図９をシンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１３３に出力するシンボル配置情報とし、図７をシンボル配置設定部ａ１２１がマッピング部ａ１４３に出力するシンボル配置情報とすることも可能である。
再送パケット管理部ａ１０２が再送回数Ｎ≧Ｎ１を通知し、マッピング部ａ１３３及びマッピング部ａ１４３が、それぞれ、図９、図７で示すように配置した場合おいて、多重部ａ１５が出力する信号の周波数成分と時間成分を、図１０に示す。
この図において、横軸は時間、縦軸は周波数である。
また、この図において、斜線による網掛けで示した部分が、パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４から入力されたパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを示し、パイロットシンボルが配置された有効シンボルとロングＧＩ長をもつパイロットＧＩで構成されている。白抜きの部分は、情報データシンボルまたは制御シンボルが配置された有効シンボルを示し、前記有効シンボルとノーマルＧＩとでノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを構成している。縦線による網掛けで示した部分はガードインターバルを示している。
この図は、パイロットシンボルを配置したサブキャリアにおいて、パイロットシンボルに付加するパイロットＧＩとして、ノーマルＧＩ長より長いロングＧＩが付加されていることを示す。このように、パケット送信装置ａ１は、再送回数Ｎ≧Ｎ１である場合、情報データシンボル、制御シンボルにノーマルＧＩを付加し、パイロットシンボルにロングＧＩを付加する。
すなわち、再送パケット管理部ａ１０２は、自装置が送信した信号を再送信する再送回数Ｎが予め定めた再送回数Ｎ１以上である場合、パイロットＧＩの長さを、ノーマルＧＩより長い長さに決定する。なお、ノーマルＧＩより長いＧＩを付加したシンボルをロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルとよぶ。
すなわち、ノーマルＧＩシンボル生成部が生成したノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル中でノーマルＧＩ付加されたサブキャリアと、パイロットＧＩシンボル生成部が生成したロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボル中でロングＧＩを付加したサブキャリアとが、同一時刻においてマルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置されている。
なお、ロングＧＩは、変調シンボルをＩＦＦＴ処理することにより得られる有効シンボルの後端を、前方に付加することで実現される。例えば、有効シンボルの全てを前方に付加しても、ロングＧＩの長さに不足がある場合、ロングＧＩ挿入部ａ１２５は、さらに有効シンボルの後端を前方に付加し、パイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを得る。ロングＧＩが、さらに長く、長さに不足があるときは、さらに有効シンボルの後端を前方に付加することを繰り返すことで生成する。
なお、τ１がノーマルＧＩ長、τ２がパイロットＧＩ（ロングＧＩ）長、ＴｓｙｍがノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル長、及び、Ｔｅｆｆが有効シンボル長である。また、τ２＋ＴｅｆｆがパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボル長である。
また、パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４から出力する信号の有効シンボル区間Ｔｅｆｆは、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３から出力する信号の有効シンボル区間に対して時間タイミングが一致している（時間方向にずれがない）ため、後述するようにパケット受信装置ｂ１では、従来と同様にＦＦＴ区間を設定することができる。
以上のように、パイロットシンボルを割り当てたサブキャリアのＯＦＤＭシンボルに対して、通常のガードインターバル区間よりも長いロングＧＩを付加することにより、パイロットシンボルに対する長遅延波の到来により生じるシンボル間干渉の影響が小さくできるため、受信装置での伝搬路推定精度を向上することができる。
また、上記の図９、１０で示した例では、再送回数Ｎ≧Ｎ１である場合、パイロットシンボルを配置するリソースエレメントに対して時間方向に一つ前のリソースエレメントにゼロを配置する例を説明したが、本発明はこれに限らず、パイロットシンボルを配置するリソースエレメントに対して時間方向に前の複数のリソースエレメントにゼロを配置してもよい。
以下、パイロットシンボルを配置するリソースエレメントに対して時間方向に前のｍ個（１、・・・、Ｍ）のリソースエレメントに対してゼロを配置する場合について説明をする。
再送回数Ｎ≧Ｎ１の場合、シンボル配置設定部ａ１２１は、パイロットシンボルをリソースエレメント（Ｋ，Ｌ）に配置させ、リソースエレメント（Ｋ,Ｌ−ｍ）にゼロ（ヌル、ｎｕｌｌ）を配置させるシンボル配置情報を、マッピング部ａ１３３及びマッピング部ａ１４３に出力する。
この場合、パイロットＧＩ挿入部ａ１４５は、γ≦（ｍ＋１）×Ｔｓｙｍ−Ｔｅｆｆを満たすガードインターバルτ２を付加する。なお、図１０と同様に、ＴｓｙｍがノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル長、及び、Ｔｅｆｆが有効シンボル長である。
なお、ｍは、τ２≧τＭＡＸ（ただし、τＭＡＸは、到来する遅延波の先行波からの最大遅延時間）を満たすＯＦＤＭシンボル数であることが望ましい。
＜パケット送信装置ａ１の動作について＞
以下、パケット送信装置ａ１の動作について説明する。
図１１は、本実施形態に係るパケット送信装置ａ１の動作を表すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）パケット送信装置ａ１は、パケットを送信するに際し、そのパケットが再送パケットか否かを判断する。再送パケットであると判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。一方、再送パケットでないと判断した場合（ＮＯ）、ステップＳ１０２に進む。
（ステップＳ１０２）パケット送信装置ａ１は、情報データ信号、制御信号、及びパイロット信号に対して、ノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボルで構成した初送パケットを送信する。その後、ステップ１０９に進む。
（ステップＳ１０３）パケット送信装置ａ１は、再送パケットに対する応答信号を受信する。その後ステップＳ１０４に進む。
（ステップＳ１０４）パケット送信装置ａ１は、ステップＳ１０３にて受信した応答信号がＡＣＫか否かを判断する。応答信号がＡＣＫである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進む。一方、応答信号がＡＣＫでない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）パケット送信装置ａ１は、再送パケットの再送回数ＮがＮ１以上であるか否かを判定する。再送回数ＮがＮ１以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進む。一方、再送回数ＮがＮ１以上でない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）パケット送信装置ａ１は、パイロットシンボルにノーマルＧＩを付加した再送パケットを生成する。その後、ステップＳ１０８に進む。
（ステップＳ１０７）パケット送信装置ａ１は、パイロットシンボルにロングＧＩを付加した再送パケットを生成する。なお、ロングＧＩは、パイロットシンボルのサブキャリアのみに付加される。その後、ステップＳ１０８に進む。
（ステップＳ１０８）パケット送信装置ａ１は、ステップＳ１０６又はステップＳ１０７にて生成した再送パケットを、第Ｎ＋１回目の再送パケットとして送信する。その後、ステップＳ１０９に進む。
（ステップＳ１０９）パケット送信装置ａ１は、ステップＳ１０９にて送信した第Ｎ＋１回目の再送パケットに対する応答信号を受信するために、受信待機する。
＜パケット受信装置ｂ１の構成について＞
図１２は、本実施形態に係るパケット受信装置ｂ１の構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置ｂ１は、受信部ｂ１０１、パイロットＧＩシンボル処理部ｂ１２、第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２、ＦＦＴ部ｂ１０３、フィルタ部ｂ１０４、第１のデマッピング部ｂ１０５、復調部ｂ１０６、ビットＬＬＲ記憶部ｂ１０７、合成部ｂ１０８、復号部ｂ１０９、応答信号生成部ｂ１３を含んで構成され、アンテナ部ｃ２が接続されている。
パイロットＧＩシンボル処理部ｂ１２は、第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２、ＦＦＴ部ｂ１２３、第２のデマッピング部ｂ１２４、伝搬路推定部ｂ１２５を含んで構成される。
アンテナ部ｃ２は、パケット送信装置ａ１から送信された信号を受信する。また、アンテナ部ｃ２は、パケット受信装置ｂ１が生成した応答信号を含む信号を送信する。
受信部ｂ１０１は、アンテナ部ｃ２にて受信したパケット送信装置ａ１からの信号を、信号検出処理などの信号処理可能な周波数帯へ変換し、さらに帯域制限するフィルタリング処理、及び、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Ａｎａｌｏｇｕｅ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ変換）する。
受信部ｂ１０１は、デジタルに変換した受信信号をパイロットＧＩシンボル処理部ｂ１２及び第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２に出力する。
パイロットＧＩシンボル処理部ｂ１２の第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２は、受信部ｂ１０１から入力された信号からパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルに対するＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
なお、ＦＦＴ区間Ｔｅｆｆの抽出は、パケット受信装置ｂ１が受信する受信信号であって、該受信信号の先行波に同期して、抽出することが望ましい。パイロットシンボルが配置されているパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルの位置は、制御信号により送信装置ａ１から受信装置ｂ１に通知したり、あるいは、受信装置ｂ１が受信信号を構成する全てのＯＦＤＭシンボルを検索することにより可能となる。
図１３は、制御信号により通知された再送回数がＮ≧Ｎ１である場合（受信装置ｂ１が図１０に示される送信フレームを送信装置ａ１から受信した場合）、第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２が、受信部ｂ１０１から入力される入力信号から抽出するパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を示す概略図である。図１３は、再送回数がＮ≧Ｎ１である場合であり、パイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルにはロングＧＩが付加されている。第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２は、受信信号から抽出するＦＦＴ区間以外（ガードインターバル）を除去することによりパイロットシンボルを配置した第２、６、９、１３番のＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。図１３は、再送回数がＮ≧Ｎ１である場合であり、パイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルにはロングＧＩが付加されている。
ここで、斜線で塗り潰された部分は、パイロットシンボルがマッピングされた区間を示す。また、白抜きの部分は、情報データシンボルあるいは制御シンボルがマッピングされた区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバル区間を示す。
なお、図１３は、再送回数Ｎが≧Ｎ１である場合を示したが、Ｎ＜Ｎ１である場合も同様に、パイロットシンボルを配置した第２、６、９、１３番のＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２は、抽出したシンボル区間を、ＦＦＴ部ｂ１２３に出力する。
ＦＦＴ部ｂ１２３は、時間領域の信号である第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２が抽出したシンボル区間に対して、高速フーリエ変換処理を行い、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部ｂ１２３は、変換した周波数領域の信号を第２のデマッピング部ｂ１２４に出力する。
第２のデマッピング部ｂ１２４は、ＦＦＴ部ｂ１２３が変換した周波数領域の信号から、パイロットシンボルを検出する。第２のデマッピング部ｂ１２４は、抽出したパイロットシンボルを伝搬路推定部ｂ１２５に出力する。
伝搬路推定部ｂ１２５は、第２のデマッピング部ｂ１２４が抽出したパイロットシンボルと既知のパイロットシンボルの波形（位相、振幅）とを比較して、フェージングなどによる振幅と位相の変動を推定（伝搬路推定）し、その伝搬路推定値をフィルタ部ｂ１０４に出力する。
このとき、パイロットシンボルが配置されたリソースエレメント以外のリソースエレメントに対する伝搬路推定の方法として、パイロットシンボルが配置されたリソースエレメントに対する伝搬路推定結果を用いて線形補間やＦＦＴ補間するなど公知の方法を用いることができる。
第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２は、受信部ｂ１０１から入力された信号のノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルからノーマルＧＩの区間を除去して、情報データシンボルあるいは制御シンボルが配置されているノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。なお、ＦＦＴ区間Ｔｅｆｆの抽出は、第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２と同様の同期により、抽出することが望ましい。
図１４は、制御信号により通知された再送回数Ｎが≧Ｎ１である場合（受信装置ｂ１が図１０に示される送信フレームを送信装置ａ１から受信した場合）、第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２が、受信部ｂ１０１から入力される入力信号から抽出するノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間を示す概略図である。ここで、図１３と同様に、斜線で塗り潰された部分は、パイロットシンボルがマッピングされた区間を示す。また、白抜きの部分は、情報データシンボルあるいは制御シンボルがマッピングされた区間を示す。また、ドットで塗り潰された部分は、ガードインターバル区間を示す。
第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２は、受信信号から抽出するＦＦＴ区間以外（ガードインターバル）を除去することにより、情報データシンボルあるいは制御シンボルを配置した全てのＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。なお、図１４は、再送回数Ｎが≧Ｎ１である場合を示したが、Ｎ＜Ｎ１である場合も同様に、情報データシンボルあるいは制御シンボルを配置した全てのＯＦＤＭシンボルのＦＦＴ区間Ｔｅｆｆを抽出する。
第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２は、抽出したシンボルを、ＦＦＴ部ｂ１０３に出力する。
ＦＦＴ部ｂ１０３は、時間領域の信号である第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２が抽出したシンボル区間に対して、高速フーリエ変換処理を行い、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部ｂ１０３は、変換した周波数領域の信号をフィルタ部ｂ１０４に出力する。
フィルタ部ｂ１０４は、伝搬路推定部ｂ１２５が推定した伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ；最小二乗誤差）基準等を用いた重み係数を算出する。また、フィルタ部ｂ１０４は、ＦＦＴ部ｂ１０３から入力された周波数領域の信号である変調シンボルに対して、シンボルの振幅と位相の変動の補償（伝搬路補償）を行なう。
フィルタ部ｂ１０４は、伝搬路補償を行った変調シンボルを第１のデマッピング部ｂ１０５に出力する。
第１のデマッピング部ｂ１０５は、フィルタ部ｂ１０４が伝搬路補償を行った変調シンボルに対して、情報データシンボル及び制御シンボルが配置されたサブキャリアのシンボルを抽出（デマッピング）し、復調部ｂ１０６へ出力する。
復調部ｂ１０６は、第１のデマッピング部ｂ１０５が抽出した変調シンボルに対して、ＱＰＳＫやＱＡＭなど、パケット送信装置ａ１の変調部ａ１３２のデータ変調方式に対応した復調処理を行う。なお、このパケット送信装置ａ１の変調部ａ１３２のデータ変調方式は、制御信号により通知される。なお、制御信号の変調シンボルについては予め決められた変調方式で復調処理を行う。
復調部ｂ１０６は、復調した情報データ信号及び制御信号の符号化ビットを合成部ｂ１０８及びビットＬＬＲ記憶部ｂ１０７に出力する。
なお、復調部ｂ１０６が復調した信号は、第１のデマッピング部ｂ１０５から入力されるシンボルに対する復調後のビット対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）などの軟判定であり、以下、符号化ビットＬＬＲという。ここで、対数尤度比は、各情報データ信号が「１」であるか、「０」であるかの確率の比である。
ビットＬＬＲ記憶部ｂ１０７は、復調部ｂ１０６が出力する符号化ビットＬＬＲを記憶する。
合成部ｂ１０８は、復調部ｂ１０６からの出力される符号化ビットＬＬＲと、ビットＬＬＲ記憶部ｂ１０７が記憶している符号化ビットＬＬＲであって、復調部ｂ１０６から出力される信号と同一の情報データに関する符号化ビットＬＬＲとを合成する。合成部ｂ１０８は、合成した符号化ビットＬＬＲを復号部ｂ１０９に出力する。
具体的に、ＨＡＲＱにおいて、パケット受信装置ｂ１が第ｎ回目の再送パケットを受信して復調部ｂ１０６が第ｎ回目の再送パケットに対する符号化ビットＬＬＲを出力する場合、合成部ｂ１０８は、ビットＬＬＲ記憶部ｂ１０７が記憶している第ｎ回目以前の受信パケットに対する符号化ビットＬＬＲを読み出し、復調部ｂ１０６から入力される符号化ビットＬＬＲと合成する。
復号部ｂ１０９は、合成部ｂ１０８が合成した符号化ビットＬＬＲに対して、後述する復号処理を行い、復号処理結果のビット列である情報データ信号を出力する。
応答信号生成部ｂ１３は、復号部ｂ１０９での誤り検出結果から、パケット誤りの有無を示す制御データ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）含むデータ系列を生成し、誤り訂正符号化、データ変調などの信号処理を行うことで応答信号を生成する。
応答信号生成部ｂ１３は、生成した応答信号をアナログ信号に変換し（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇｕｅ変換）、さらに送信可能な周波数帯域に変換し、アンテナ部ｃ２を介して、パケット送信装置ａ１に送信する。この応答信号の通信方式は、ＯＦＤＭ、シングルキャリア変調方式など、いずれの方式であってもよく、通信相手のパケット送信装置ａ１における復元部ａ１０１の処理が対応していればよい。
図１５は、本実施形態に係る復号部ｂ１０９の構成を示す概略ブロック図である。復号部ｂ１０９は、誤り訂正復号部ｂ１０９１、及び誤り検出部ｂ１０９２を含んで構成される。
誤り訂正復号部ｂ１０９１は、送信元のパケット送信装置ａ１が施したターボ符号化、畳み込み符号化などの誤り訂正符号化に対する誤り訂正復号処理を行い、誤り検出符号化された情報データ信号を出力する。
誤り検出部ｂ１０９２は、誤り訂正復号部ｂ１０９１の出力信号に対して、送信元のパケット送信装置ａ１が施した巡回冗長検査ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｃａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）などの誤り検出によりパケットに対する誤り検出処理を行い、誤り検出情報を生成し、応答信号生成部ｂ１３に出力する。
このように、本実施形態によれば、ＨＡＲＱを適用した本発明の通信システムは、パケット送信装置ａ１が、ノーマルＧＩを有するノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、パケット送信装置ａ１が長さを決定したロングＧＩを有するロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを散在させるので、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、シンボル間干渉への耐性を大幅に向上させることができる。よって、再送回数の急激な増加の抑圧、所定再送回数内でのＱｏｓの制御が可能となり、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境でも、ＨＡＲＱの適用により通信品質を保証することが可能となる。
また、通信システムは、パケット送信装置ａ１が、ノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルと、ロングＧＩ−ＯＦＤＭシンボルとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるので、伝送効率をほとんど劣化させることなく信号を復元させることができる。
また、本実施形態によれば、ＨＡＲＱを適用した本発明の通信システムは、パケット送信装置ａ１が、符号化ビットの送信信号を再送信する再送回数Ｎが予め定めた再送回数Ｎ１以上である場合、パイロットＧＩの長さを、ノーマルＧＩ長い長さのロングＧＩに決定し、パイロットシンボルにロングＧＩを付加するので、受信装置ｂ１がノーマルＧＩを超える到来波が到来する環境においても、到来波が区間を超えないロングＧＩを付加したパイロットシンボル、つまり、受信品質が高いパイロットシンボルを用いて伝搬路推定をすることができ、変調シンボルの検出精度を向上することができる。よって、受信装置は再送回数が増えた場合により高い確度で情報データを正しく復号できるので、送信パケットの誤りを減らすことができ、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、再送回数の急激な増加の抑圧、あるいはＨＡＲＱの再送回数の低減が可能となる。
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。本実施形態の通信システムは、ＨＡＲＱの再送方法として、増加冗長ＩＲを適用する。本実施形態の通信システムは、パケットを構成する情報データシンボルに、すでに送信した誤り訂正符号化ビットが含まれる場合、つまり、誤り訂正符号化ビットが少なくとも１回用いたパンクチャパターンを用いて間引かれる場合、パイロットシンボルに対してロングＧＩを付加する。
本実施形態の通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信するパケット送信装置ａ２とパケット受信装置ｂ１とを備える。本実施形態に係るパケット受信装置は、第1の実施形態に係るパケット受信装置ｂ１（図１２）の構成と同じであるので、説明は省略する。
＜パケット送信装置ａ２の構成について＞
図１６は、本発明の第２の実施形態に係るパケット送信装置ａ２の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係るパケット送信装置ａ２（図１６）と第1の実施形態に係るパケット送信装置ａ１（図１）とを比較すると、再送パケット管理部ａ２０２、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ２３（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、及びパイロットＧＩシンボル生成部ａ２４（第２のマルチキャリアシンボル生成部）が異なる。しかし、他の構成要素（復元部ａ１０１、再送制御信号生成部ａ１１１、多重部ａ１５、及び送信部ａ１６）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。また、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ２３において、符号部ａ２３１、マッピング部２３３が第１の実施形態と異なるが、他の構成要素（変調部ａ１３２、ＩＦＦＴ部ａ１３４、ノーマルＧＩ挿入部ａ１３５）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。また、パイロットＧＩシンボル生成部ａ２４において、パイロットＧＩ挿入部ａ２４５、マッピング部２４３が第１の実施形態と異なるが、他の構成要素（ＩＦＦＴ部ａ１４４）が持つ機能は第１の実施形態と同じである。なお、第１の実施形態と同じ機能の説明は省略する。以下、異なる機能を中心に説明する。
再送パケット管理部ａ２０２は、復元部ａ１０１からの応答信号に基づき、次に送信するパケットの再送回数Ｎをカウントし、その再送回数Ｎを再送制御信号生成部ａ１１１、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ２３、及びパイロットＧＩシンボル生成部ａ２４に通知する。
また、再送パケット管理部ａ２０２は、復元部ａ１０１からの応答信号に基づき、既に送信した符号化ビットに用いたパンクチャパターンと異なるパンクチャパターンを符号部ａ２３１に出力する。また、再送パケット管理部ａ２０２は、再送処理に全てのパンクチャパターンを用いた場合、既使用パンクチャパターンでパンクチャして再送を行う。なお、再送パケット管理部ａ２０２は、既使用パンクチャパターンでパンクチャして再送を行う場合、使用した順にパンクチャパターンを再度用いることが好ましい。
例えば、図４に示したパンクチャパターン群を用いる場合、再送パケット管理部ａ２０２は、パターン１及びパターン２を交互に出力する。再送回数Ｎが２の場合、初送パケット（再送回数Ｎ＝０のパケット）及び再送回数Ｎ＝１の再送パケットにより、２つのパンクチャパターンは用いられているので、再送パケット管理部ａ２０２は、初送パケットの生成に用いたパンクチャパターンを出力する。
また、再送パケット管理部ａ２０２は、誤り訂正符号化ビットｘ、ｚ、ｚ’はすでに一通り送信された場合、すなわち、誤り訂正符号化部ａ１３１２からの誤り訂正符号化された誤り訂正符号化ビットが少なくとも１回用いたパンクチャパターンを用いて間引かれる場合、パイロットシンボルにロングＧＩを付加する制御を、シンボル配置設定部ａ１２１、マッピング部ａ２３３及びパイロットＧＩ挿入部ａ２４５に対して行う。この場合、再送パケット管理部ａ２０２は、パイロットシンボルにロングＧＩを付加することを示すパイロットＧＩ情報を再送制御信号生成部ａ１１１に出力してもよい。なお、この場合、再送制御信号生成部ａ１１１は、パイロットＧＩ情報を通知するための制御信号を生成し、パケット送信装置ａ２は、この制御信号をパケット受信装置ｂ２に通知する。
符号部ａ２３１は、入力された情報データ信号を、この情報データ信号を受信するパケット受信装置ｂ２において誤り検出、誤り訂正ができるように、この情報データ信号に冗長ビットを付加する。また、符号部ａ２３１は、再送パケット管理部ａ２０２から入力されたパンクチャパターンを用いてパンクチャ処理を行う。
マッピング部ａ２３３は、シンボル配置設定部ａ１２１から入力されるシンボル配置情報、さらに再送パケット管理部ａ２０２から入力されるパイロットＧＩのＧＩ長の制御情報に基づいて、情報データシンボル、制御シンボルを配置する。
例えばマッピング部ａ２３３は、シンボル配置設定部ａ１２１から図５に記載のシンボル配置情報を入力され、再送パケット管理部ａ２０２からパイロットシンボルにロングＧＩを付加する制御があった場合は、情報データシンボル、制御シンボルを図９に示したシンボル配置のようにマッピングを行う。また、マッピング部ａ２３３は、シンボル配置設定部ａ１２１から図５に記載のシンボル配置情報を入力され、再送パケット管理部ａ２０２からパイロットシンボルにノーマルＧＩを付加する制御があった場合は、情報データシンボル、制御シンボルを図６に示したシンボル配置のようにマッピングを行う。
また、マッピング部ａ２３３は、再送パケット管理部ａ２０２からパンクチャパターンを入力され、前記パンクパターンを既に使用したかどうか（前記パンクチャパターンの使用回数）を判断し、情報データシンボル、制御シンボルを配置することも可能である。
パイロットＧＩ挿入部ａ２４５は、ＩＦＦＴ部ａ１４４が変換した時間領域の信号に対して、再送パケット管理部ａ２０２からの制御に基づいて、ノーマルＧＩと同じ又はロングＧＩであるパイロットＧＩを挿入して生成したパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルを多重部ａ１５に出力する。
＜パケット送信装置ａ２の動作について＞
以下、パケット送信装置ａ２の動作について説明する。
図１７は、本実施形態に係るパケット送信装置ａ２の動作を表すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）パケット送信装置ａ２は、パケットを送信するに際し、そのパケットが再送パケットか否かを判断する。再送パケットであると判断した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に進む。一方、再送パケットでないと判断した場合（ＮＯ）、ステップＳ２０２に進む。
（ステップＳ２０２）パケット送信装置ａ２は、情報データ信号、制御信号、及びパイロット信号に対して、ノーマルＧＩを付加したＯＦＤＭシンボルで構成した初送パケットを送信する。その後、ステップ２０９に進む。
（ステップＳ２０３）パケット送信装置ａ２は、再送パケットに対する応答信号を受信する。その後ステップＳ２０４に進む。
（ステップＳ２０４）パケット送信装置ａ２は、ステップＳ２０３にて受信した応答信号がＡＣＫか否かを判断する。応答信号がＡＣＫである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に進む。一方、応答信号がＡＣＫでない場合（ＮＯ）、ステップＳ２０５に進む。
（ステップＳ２０５）パケット送信装置ａ２は、パリティビットｘ、ｚ、ｚ’はすでに一通り送信されたか（パンクチャパターンの使用回数）を判断する。パリティビットｘ、ｚ、ｚ’はすでに一通り送信された（パンクチャパターンの再利用）場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進む。一方、パリティビットｘ、ｚ、ｚ’はすでに一通り送信されていない（未使用のパンクチャパターン）場合（ＮＯ）、ステップＳ２０６に進む。
（ステップＳ２０６）パケット送信装置ａ２は、パイロットシンボルにノーマルＧＩを付加した再送パケットを生成する。なお、この場合、パケット送信装置ａ２は、図６、７に示す配置を行い、図８に示すノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルおよびノーマルＧＩを付加したパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルから構成される信号を送信する。その後、ステップＳ２０８に進む。
（ステップＳ２０７）パケット送信装置ａ２は、パイロットシンボルにロングＧＩを付加した再送パケットを生成する。なお、ロングＧＩは、パイロットシンボルのサブキャリアのみに付加される。また、この場合、パケット送信装置ａ２は、図７、９に示す配置を行い、図１０に示すノーマルＧＩ−ＯＦＤＭシンボルおよびロングＧＩを付加したパイロットＧＩ−ＯＦＤＭシンボルから構成される信号を送信する。その後、ステップＳ２０８に進む。
（ステップＳ２０８）パケット送信装置ａ２は、ステップＳ２０６又はステップＳ２０７にて生成した再送パケットを、第Ｎ＋１回目の再送パケットとして送信する。その後、ステップＳ２０９に進む。
（ステップＳ２０９）パケット送信装置ａ２は、ステップＳ２０９にて送信した第Ｎ＋１回目の再送パケットに対する応答信号を受信するために、受信待機する。
このように、本実施形態によれば、ＨＡＲＱを適用した本発明の通信システムは、パケット送信装置ａ２が、誤り訂正符号化ビットが少なくとも１回用いられたパンクチャパターンを用いて間引かれる場合、パイロットＧＩの長さを、ノーマルＧＩより長い長さのロングＧＩ長に決定するので、前記パンクチャパターンが少なくとも１回用いられ、パケット受信装置ｂ２が異なる符号化ビットを送信して符号化率を低減することができない場合であっても、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境においてパイロットシンボルの受信品質を維持することができ、このパイロットシンボルを用いて算出した伝搬路推定値を用いて変調シンボルを復調することで、符号化ビットの検出精度を向上することができる。よって、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、パケット受信装置が異なる符号化ビットを送信して符号化率を低減することができない場合であっても、送信パケットの誤りを減らすことができ、再送回数の急激な増加の抑圧、あるいはＨＡＲＱの再送回数の低減が可能となる。
なお、本実施形態では、誤り訂正符号化ビットが少なくとも１回用いられたパンクチャパターンを用いて間引かれる場合、パイロットＧＩの長さを、ノーマルＧＩより長い長さのロングＧＩ長を付加したが、所定回数用いた場合に、パイロットＧＩの長さを、ノーマルＧＩより長い長さのロングＧＩ長を付加するようにしてもよい。
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。本実施形態の通信システムは、ＨＡＲＱの再送方法として、増加冗長ＩＲを適用する。本実施形態のＨＡＲＱを適用した通信システムでは、パケットにシステマティックビットｘが含まれる場合、パイロットシンボルに対してロングＧＩを付加する。
本実施形態の通信システムは、ＯＦＤＭ方式で通信するパケット送信装置ａ３と第１の実施形態と同じパケット受信装置ｂ１とを備える。本実施形態に係るパケット受信装置は、第1の実施形態に係るパケット受信装置ｂ１（図１２）の構成と同じであるので、説明は省略する。
＜パケット送信装置ａ３の構成について＞
図１９は、本発明の第３の実施形態に係るパケット送信装置ａ３の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係るパケット送信装置ａ３（図１９）と第２の実施形態に係るパケット送信装置ａ２（図１６）とを比較すると、再送パケット管理部ａ３０２が異なる。しかし、他の構成要素（復元部ａ１０１、再送制御信号生成部ａ１１１、シンボル配置設定部ａ１２１、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ２３、パイロットＧＩシンボル生成部ａ２４、多重部ａ１５、及び送信部ａ１６）が持つ機能は第２の実施形態と同じであるので、第２の実施形態と同じ機能の説明は省略する。以下、異なる機能を中心に説明する。
再送パケット管理部ａ３０２は、復元部ａ１０１からの応答信号に基づき、次に送信するパケットの再送回数Ｎをカウントし、その再送回数Ｎを再送制御信号生成部ａ１１１、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ２３及びパイロットＧＩシンボル生成部ａ２４に通知する。
また、再送パケット管理部ａ３０２は、既に送信した符号化ビットに用いたパンクチャパターンと異なるパンクチャパターンを符号部ａ２３１に出力する。また、再送パケット管理部ａ３０２は、再送処理に全てのパンクチャパターンを用いた場合、既使用パンクチャパターンでパンクチャして再送を行う。なお、再送パケット管理部ａ２０２は、既使用パンクチャパターンでパンクチャして再送を行う場合、使用した順にパンクチャパターンを再度用いることが好ましい。
また、再送パケット管理部ａ３０２は、誤り符号化ビットに施すパンクチャ処理に用いるパンクチャパターンが、送信パケットにシステマティックビットｘが含まれる場合、つまり、パンクチャパターンを用いて間引いた前記符号化ビットが前記誤り訂正符号化を施す前のビットと同じビットを有する場合、パイロットシンボルにロングＧＩを付加する制御を、シンボル配置設定部ａ１２１、マッピング部ａ２３３及びパイロットＧＩ挿入部ａ２４５に対して行う。この場合、再送パケット管理部ａ３０２は、パイロットシンボルにロングＧＩを付加することを示すパイロットＧＩ情報を再送制御信号生成部ａ１１１に出力してもよい。なお、この場合、再送制御信号生成部ａ１１１は、パイロットＧＩ情報を通知するための制御信号を生成し、パケット送信装置ａ３は、この制御信号をパケット受信装置ｂ２に通知する。
例えば、図４に示したパンクチャパターン群を用いて、符号化率Ｒ＝３／４とする場合、パターン１のｘは全て「１」であり、パターン１により生成されたビットはシステマティックビットｘを含む。一方、パターン２により生成されたビットは、パリティビットｚ、ｚ’のみとなり、システマティックビットｘを含まない。
この場合、再送パケット管理部ａ３０２は、符号部ａ２３１にパターン１を出力する場合、パイロットシンボルにロングＧＩを付加する制御を行う。
例えば、マッピング部ａ２３３は、シンボル配置設定部ａ１２１から図５に記載のシンボル配置情報を入力され、再送パケット管理部ａ３０２からパイロットシンボルにロングＧＩを付加する制御（システマティックビットｘが含まれるパンクチャパターンによりパンクチャする旨の通知）があった場合は、情報データシンボル、制御シンボルを図９に示したシンボル配置のようにマッピングを行い、パイロットＧＩ挿入部ａ２４５はロングＧＩを付加する。また、マッピング部ａ２３３は、シンボル配置設定部ａ１２１から図５に記載のシンボル配置情報を入力され、再送パケット管理部ａ３０２からパイロットシンボルにノーマルＧＩを付加する制御（システマティックビットｘが含まれないパンクチャパターンによりパンクチャする旨の通知）があった場合は、情報データシンボル、制御シンボルを図６に示したシンボル配置のようにマッピングを行い、パイロットＧＩ挿入部ａ２４５はノーマルＧＩを付加する。
＜パケット送信装置ａ３の動作について＞
以下、パケット送信装置ａ３の動作について説明する。
図２０は、本実施形態に係るパケット送信装置ａ３の動作を表すフローチャートである。
（ステップＳ３０１）パケット送信装置ａ３は、再送パケットに対する応答信号を受信する。その後ステップＳ３０２に進む。
（ステップＳ３０２）パケット送信装置ａ３は、ステップＳ３０１にて受信した応答信号がＡＣＫか否かを判断する。応答信号がＡＣＫである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０３に進む。一方、応答信号がＡＣＫでない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０４に進む。
（ステップＳ３０３）パケット送信装置ａ３は、初送パケットを生成するときに用いたパンクチャパターンを選択する。その後、ステップＳ３０５に進む。
（ステップＳ３０４）パケット送信装置ａ３は、既に送信した誤り訂正符号化ビットとは異なる誤り訂正符号化ビットを生成するパンクチャパターンを選択する。その後、ステップＳ３０５に進む。
（ステップＳ３０５）パケット送信装置ａ３は、送信パケットにシステマティックビットが含まれるか否かを判断する。送信パケットにシステマティックビットが含まれない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０６に進む。一方、送信パケットにシステマティックビットが含まれる場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０７に進む。
（ステップＳ３０６）パケット送信装置ａ３は、パイロットシンボルにノーマルＧＩを付加したパケットを生成して送信する。その後、ステップＳ３０８に進む。なお、この場合、パケット送信装置ａ３のマッピング部ａ２３３、ａ２４３は、図６、７に示す配置を行い、図８に示すシンボルを送信する。その後、ステップＳ３０８に進む。
（ステップＳ３０７）パケット送信装置ａ３は、パイロットシンボルにロングＧＩを付加したパケットを生成して送信する。なお、ロングＧＩは、パイロットシンボルのサブキャリアのみに付加される。また、この場合、パケット送信装置ａ３のマッピング部ａ２３３、ａ２４３は、図７、９に示す配置を行い、図１０に示すシンボルを送信する。その後、ステップＳ３０８に進む。
（ステップＳ３０８）パケット送信装置ａ３は、ステップＳ３０６又はステップＳ３０７にて送信したパケットに対する応答信号を受信するために、受信待機する。
このように、本実施形態によれば、通信システムは、パケット送信装置ａ３が、パンクチャパターンを用いて間引いた符号化ビットが誤り訂正符号化を施す前のビット列と同じビット列を有するシステマティックビットｘを有する場合、パイロットＧＩの長さを、ノーマルＧＩより長いロングＧＩ長に決定するので、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境においてパイロットシンボルの受信品質を高くすることができ、このパイロットシンボルを用いて算出した伝搬路推定を用いて変調シンボルを復調するので、システマティックビットｘの検出精度を向上することができる。また、システマティックビットｘは誤り率への影響が大きいので、受信装置で検出する誤り率を低減することができ、通常のガードインターバル区間を超える到来波が到来する環境において、再送回数の急激な増加の抑圧、あるいはＨＡＲＱの再送回数の低減が可能となる。
なお、上記各実施形態において、２種類の長さのパイロットＧＩからを選択するパイロットＧＩを付加する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、３種類以上の長さのパイロットＧＩから選択したパイロットＧＩを付加してもよい。
なお、本発明は、固定デジタル通信及び移動デジタル通信に用いることができる。移動デジタル通信に用いるときは、本発明のパケット送信装置ａ１〜ａ３を移動局装置の送信部に用い、本発明のパケット受信装置ｂ１、ｂ２を基地局装置の受信部に用いることができる。また、移動デジタル通信に用いるときは、本発明のパケット送信装置ａ１〜ａ３を基地局装置の送信部に用い、本発明のパケット受信装置ｂ１、ｂ２を移動局装置の受信部に用いることができる。
なお、上述した発明は、デジタル信号の基本単位であるシンボルを多数のサブキャリアに分散させて、変調を行うマルチキャリア変調して送信するマルチキャリア伝送方式を用いて通信する無線通信システムで、ガードインターバルを付加して送信する場合に用いることができ、第１の実施形態から第３実施形態では、一例としてＯＦＤＭ方式を用いて通信する無線通信システムに適用した場合を説明したが、ＯＦＤＭ方式に限定されない。その際にガードインターバルが付加されるシンボルは、マルチキャリアシンボルとなる。
なお、その他のマルチキャリア伝送方式の例としては、ＯＦＤＭＡ、ＭＣ−ＣＤＭ、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭなどが挙げられる。また、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡでは、上記シンボルには変調シンボルが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＯＦＤＭ変調を行なう。また、ＭＣ−ＣＤＭでは、上記シンボルにはチップが相当し、マルチキャリア変調として、変調シンボルに拡散符号を乗算して生成したチップを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＭＣ−ＣＤＭ変調を行う。また、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでは、上記シンボルには離散スペクトルが相当し、複数のシンボルをフーリエ変換して生成した離散スペクトルを分散させてサブキャリアに配置し、逆フーリエ変換した後にガードインターバルを付加するＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ変調を行う。
なお、上述した実施形態におけるパケット送信装置ａ１〜ａ３又は受信装置ｂ１の一部、例えば、ノーマルＧＩシンボル生成部ａ１３、ａ２３、パイロットＧＩシンボル生成部ａ１４、多重部ａ１５、送信部ａ１６、復元部ａ１０１、再送パケット管理部ａ１０２、ａ２０２、ａ３０２、再送制御信号生成部ａ１１１、シンボル配置設定部ａ１２１、符号部ａ１３１、ａ２３１、変調部ａ１３２、マッピング部ａ１３３、ＩＦＦＴ部ａ１３４、ノーマルＧＩ挿入部ａ１３５、マッピング部ａ１４３、ＩＦＦＴ部ａ１４４、パイロットＧＩ挿入部ａ１４５、ａ２４５、誤り検出符号化部ａ１３１１、誤り訂正符号化部ａ１３１２、パンクチャ部ａ１３１４、パイロットＧＩシンボル処理部ｂ１２、ｂ２２第２のＦＦＴ区間抽出部ｂ１２２、ＦＦＴ部ｂ１２３、第２のデマッピング部ｂ１２４、伝搬路推定部ｂ１２５、受信部ｂ１０１、第１のＦＦＴ区間抽出部ｂ１０２、ＦＦＴ部ｂ１０３、フィルタ部ｂ１０４、第１のデマッピング部ｂ１０５、復調部ｂ１０６、合成部ｂ１０８、復号部ｂ１０９、応答信号生成部ｂ１３、誤り訂正復号部ｂ１０９１、誤り検出部ｂ１０９２をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、パケット送信装置ａ１〜ａ３又はパケット受信装置ｂ１、ｂ２に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
ａ１、ａ２、ａ３・・・パケット送信装置、ａ１３、ａ２３・・・ノーマルＧＩシンボル生成部（第１のマルチキャリアシンボル生成部）、ａ１４・・・パイロットＧＩシンボル−ＯＦＤＭ生成部（第２のマルチキャリアシンボル生成部）、ａ１５・・・多重部、ａ１６・・・送信部、ａ１０１・・・復元部、ａ１０２、ａ２０２、ａ３０２・・・再送パケット管理部（ガードインターバル長決定部）、ａ１１１・・・再送制御信号生成部、ａ１２１、ａ２２１・・・シンボル配置設定部、ａ１３１、ａ２３１・・・符号部、ａ１３２・・・変調部、ａ１３３・・・マッピング部、ａ１３４・・・ＩＦＦＴ部、ａ１３５・・・ノーマルＧＩ挿入部、ａ１４３・・・マッピング部、ａ１４４・・・ＩＦＦＴ部、ａ１４５、ａ２４５・・・パイロットＧＩ挿入部、ａ１３１１・・・誤り検出符号化部、ａ１３１２・・・誤り訂正符号化部、ａ１３１３・・・送信データ記憶部、ａ１３１４・・・パンクチャ部、３１２１・・・内部符号器、３１２２・・・内部符号器、３１２３・・・内部インタリーバ、ｃ１・・・アンテナ部、ｃ２・・・アンテナ部、ｂ１、ｂ２・・・パケット受信装置、ｂ１２、ｂ２２・・・パイロットＧＩシンボル処理部、ｂ１２２、ｂ２２２・・・第２のＦＦＴ区間抽出部、ｂ１２３・・・ＦＦＴ部、ｂ１２４・・・第２のデマッピング部、ｂ１２５・・・伝搬路推定部、ｂ１０１・・・受信部、ｂ１０２・・・第１のＦＦＴ区間抽出部、ｂ１０３・・・ＦＦＴ部、ｂ１０４・・・フィルタ部、ｂ１０５・・・第１のデマッピング部、ｂ１０６・・・復調部、ｂ１０７・・・ビットＬＬＲ記憶部、ｂ１０８・・・合成部、ｂ１０９・・・復号部、ｂ１３・・・応答信号生成部、ｂ１０９１・・・誤り訂正復号部、ｂ１０９２・・・誤り検出部

Claims (15)

  1. データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置において、
    前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記送信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させることを特徴とする送信装置。
  2. データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置において、
    前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
    第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定部と、
    ガードインターバル長決定部が決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
    前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する多重部と、
    前記第１のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させるシンボル配置設定部と、
    を備えることを特徴とする送信装置。
  3. 前記第２のマルチキャリアシンボル生成部は、前記受信装置にて伝搬路推定に用いられる変調シンボルであるパイロットシンボルに、前記第２のガードインターバルを付加したシンボルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成することを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
  4. 前記ガードインターバル長決定部は、前記符号化ビットの種類を示す情報に基づいて、前記第２のガードインターバルの長さを決定することを特徴とする請求項２又請求項３に記載の送信装置。
  5. 前記送信装置は、前記符号化ビットのうち何れのビットを間引くかを示す情報である複数のパンクチャパターンを記憶し、前記再送信毎に前記複数のパンクチャパターンのうちの一つを用いて符号化ビットを間引いた符号化ビットを生成する送信装置であり、
    前記ガードインターバル長決定部は、前記符号化ビットが少なくとも１回用いられた前記パンクチャパターンを用いて間引かれる場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
  6. 前記送信装置は、前記符号化ビットのうち何れのビットを間引くかを示す情報である複数のパンクチャパターンを記憶し、前記再送信毎に前記複数のパンクチャパターンのうちの一つを用いて符号化ビットを間引いた符号化ビットを生成する送信装置であって、
    前記ガードインターバル長決定部は、前記パンクチャパターンを用いて間引いた前記符号化ビットが前記誤り訂正符号化を施す前のビット列と同じビット列を有する場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第1のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
  7. 前記ガードインターバル長決定部は、前記符号化ビットの送信信号を再送信する再送回数が予め定めた再送回数以上である場合、第２のガードインターバルの長さを、前記第１のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
  8. 前記ガードインターバル長決定部は、第２のガードインターバルの長さを、前記第１のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の送信装置。
  9. 前記ガードインターバル長決定部は、第２のガードインターバルの長さを、前記第１のガードインターバルと同じ長さ又は前記第１のガードインターバルより長い長さに決定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の送信装置。
  10. データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した第２の受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する第１の通信装置と、前記送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置と、を具備する通信システムにおいて、
    前記第１の通信装置は、
    前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成部と、
    第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定部と、
    ガードインターバル長決定部が決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成部と、
    前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する多重部と、
    前記第１のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル生成部が生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させるシンボル配置設定部と、
    を備え、
    前記第２の通信装置は、
    前記第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１のＦＦＴ区間抽出部と、
    前記第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２のＦＦＴ区間抽出部と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
  11. 第１の通信装置が送信した送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置において、
    第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１のＦＦＴ区間抽出部と、
    前記第１の通信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２のＦＦＴ区間抽出部を備えることを
    特徴とする第２の通信装置。
  12. データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置における送信制御方法において、
    前記送信装置が、前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成する第１の過程と、
    前記送信装置が、第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定する第２の過程と、
    前記送信装置が、前記第２の過程で決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成する第３の過程と、
    前記送信装置が、前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する第４の過程と、
    前記送信装置が、前記第１の過程で生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第３の過程で生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させる第４の過程と、
    を有することを特徴とする送信方法。
  13. 第1の通信装置が送信した送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第1の通信装置に送信する第２の通信装置における受信制御方法において、
    前記第２の通信装置が、第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１の過程と、
    前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する前記第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２の過程と、
    を有することを特徴とする受信方法。
  14. データ信号に誤り検出符号化及び誤り訂正符号化を施した符号化ビットを変調し、該変調した変調シンボルに第１のガードインターバルを付加した第１のマルチキャリアシンボルを含む送信信号を送信し、前記送信信号を受信した受信装置が誤り訂正復号して誤り検出した結果に応じて前記データ信号の送信信号を再送信する送信装置のコンピュータを、
    前記第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルを生成する第１のマルチキャリアシンボル生成手段、
    第２のガードインターバルの長さを決定するガードインターバル長決定手段、
    ガードインターバル長決定手段で決定した長さの第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルを生成する第２のマルチキャリアシンボル生成手段、
    前記第１のマルチキャリアシンボルと前記第２のマルチキャリアシンボルとを多重する多重手段、
    前記第１のマルチキャリアシンボル生成手段で生成した第１のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアと、前記第２のマルチキャリアシンボル生成手段で生成した第２のマルチキャリアシンボル中でシンボルが配置されたサブキャリアとを、同一時刻において前記マルチキャリアを構成する複数のサブキャリアの間で散在させるように配置させるシンボル配置設定手段、
    として機能させるパケット送信制御プログラム。
  15. 第１の通信装置が送信した送信信号を受信し、誤り訂正復号して誤り検出した結果を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置における受信制御プログラムにおいて、
    第１のガードインターバルを有する第１のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第１のＦＦＴ区間抽出手段、
    前記第１の通信装置が長さを決定した第２のガードインターバルを有する第２のマルチキャリアシンボルに対するＦＦＴ区間を、前記送信信号から抽出する第２のＦＦＴ区間抽出手段、
    として機能させる受信制御プログラム。
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