JP2010226625A - 通信装置および再送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＨＹ再送を行う際に新規データの初送が行えない、或いは初送を優先すれば再送が行えない問題を解決する基地局を提供する。
【解決手段】本発明に係る通信装置は、時分割多重複信方式による一または複数のチャネルリソースを用いて通信フレームを構成することにより通信を行い、通信相手となる相手通信装置と前記チャネルリソースを用いて通信を行うためのチャネルリソースを割当てるチャネル割当部と、通信相手となる相手通信装置へ、あるチャネルリソースにより送信したデータに対し、該相手通信装置により再送要求を受信した場合、該チャネルリソースにより該相手通信装置へ該データを再送する再送手段とを含み、チャネル割当部は、相手通信装置へ新たに送信するデータに、再送手段により再送が行われる通信フレーム中の、再送手段が用いるチャネルリソースと異なるチャネルリソースを割り当てることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信装置および再送方法に関するものである。

従来の通信装置における再送方法のひとつとして、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ９５（非特許文献１）に記載されるＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）がある。

記載では、５ｍｓｅｃのＴＤＭＡ ｆｒａｍｅのＵｐｌｉｎｋ とＤｏｗｎｌｉｎｋを一組として、スロットとサブチャネルで決定するＰＲＵ（Ｐｈｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｎｉｔ）とよぶデータの送信単位を基地局が端末へ割当てることが規定されている。

また、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ９５では、データの伝送誤りに伴い再送をする手段として、該データを含む信号を初回送信と同一のスロットで再送し、受信側で先のスロットでの受信信号と最大比合成を行い、データの回復を試みるＰＨＹ再送と呼ばれる手法がある。

図７にて、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ９５におけるフレーム、スロット、およびサブチャネルの関係について概略を図示する。

“ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ９５「ＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ ＴＤＤ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍ （Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ＰＨＳ） ＡＲＩＢ ＳＴＡＮＤＡＲＤ」１．０版”、平成１９年１２月１２日、社団法人電波産業会

図８は、従来の基地局や端末局などの通信装置において、ＰＨＹ再送により新たなＰＲＵが割り当てられて行く様子を時系列で示した図である。なお図８では、ダウンリンク（ＤＬ）或いはアップリンク（ＵＬ）の何れか一方にて、１つのフレームにおける１ＰＲＵを１つの四角で、１つのフレームを四角による縦の１列で表している。

なおこの例では、ある通信セッション（以下、目的のセッション）において、同じ通信データに対する再送回数の上限を２回（初送と併せて３回）、再送要求に応答するまでに３フレームの遅延を要する場合において、全てのデータが再送回数の上限である２回目まで再送を必要とした場合についての一例である。

図９は、目的のセッションの他に、フレームが進むに従いＰＲＵを使用する他のセッションが現れた場合の例である。さらに図９では、再送を優先し初送に割当可能なＰＲＵが見つからなくとも上限の再送回数まで再送を行い、その後新たな初送を行っている一例である。

このように、上記の通信装置がこのＰＨＹ再送を行うことは、少なくともそのＰＨＹ再送に用いられるＰＲＵにおいては、新規データの初送が行えない。また、初送を優先すれば再送が行えず、最大比合成によりデータの欠落率を低減させる効果が得られないという問題が生じる。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、時分割多重複信方式による一または複数のチャネルリソースを用いて通信フレームを構成することにより通信を行う通信装置において、新規データの初送量を制御することによりデータの欠落率を低減させないようＰＨＹ再送を行うことを可能とする通信装置および再送方法を提供することを目的とする。

本発明に係る通信装置は、時分割多重複信方式による一または複数のチャネルリソースを用いて通信フレームを構成することにより通信を行い、通信相手となる相手通信装置と前記チャネルリソースを用いて通信を行うためのチャネルリソースを割当てるチャネル割当部と、通信相手となる相手通信装置へ、あるチャネルリソースにより送信したデータに対し、該相手通信装置より再送要求を受信した場合、該チャネルリソースにより該相手通信装置へ該データを再送する再送手段とを含み、チャネル割当部は、相手通信装置へ新たに送信するデータに、再送手段により再送が行われる通信フレーム中の、再送手段が用いるチャネルリソースと異なるチャネルリソースを割り当てることを特徴とする。

本発明に係る通信措置の一態様では、チャネル割り当て部は、再送手段により再送が行われる頻度に基づき新たなチャネルを割り当てるチャネルリソースの数を可変することを特徴とする。

これにより、再送手段により再送が行われる頻度に基づき、新たなチャネルを割り当てるチャネルリソースの数を可変することが可能となる。

本発明に係る通信措置の一態様では、チャネル割り当て部は、再送手段により再送が行われる頻度と、通信規約（プロトコル）で定められた再送手段による再送回数の上限とに基づき、新たなチャネルを割り当てるチャネルリソースの数を可変することを特徴とする。

これにより、再送手段により再送が行われる頻度と、通信規約（プロトコル）で定められた前記再送手段による再送回数の上限とに基づき、前記新たなチャネルを割り当てるチャネルリソースの数を可変することが可能となる。

本発明に関わる再送方法は、時分割多重複信方式による一または複数のチャネルリソースを用いて通信フレームを構成することにより通信を行う通信装置において実施される再送方法であって、通信相手となる相手通信装置とチャネルリソースを用いて通信を行うためのチャネルリソースを割当てるステップと、通信相手となる相手通信装置へ、あるチャネルリソースにより送信したデータに対し、該相手通信装置より再送要求を受信した場合、該チャネルリソースにより該相手通信装置へ該データを再送するステップと、相手通信装置へ新たに送信するデータに、再送手段により再送が行われるチャネル通信フレーム中の、再送手段が用いるチャネルリソースと異なるチャネルリソースを割り当てるステップを含むことを特徴とする。

これにより、再送発生時に再送するチャネルリソースとは別のチャネルリソースを新たに割り当てることにより、ＰＨＹ再送を行いつつ、新たなチャネルリソースを割り当てることが可能となる

本発明に係る通信装置によれば、再送発生時に再送するチャネルリソースとは別のチャネルリソースを新たに割り当てることにより、ＰＨＹ再送を行いつつ、新たなチャネルリソースを割り当てることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る基地局１０によって構成される無線通信システムのシステム構成図である。 本発明の一実施形態に係る基地局１０の構成ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る基地局１０の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る基地局１０の動作を示すフローチャート（図３のフローチャートの続き）である。 本発明の一実施形態に係る基地局１０の動作を示すフローチャート（図４のフローチャートの続き）である。 本発明の基地局１０によりＰＲＵが割り当てられる一例を、時系列で模した図である。 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ９５におけるフレーム、スロット、およびサブチャネルの関係について概略示した図である。 従来の基地局によりＰＲＵが割り当てられる一例を、時系列で模した図である。 従来の基地局によりＰＲＵが割り当てられる際に生じる課題の一例を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）端末と通信する基地局に関する。図１は本実施形態に係る基地局１０によって構成される通信システム１００の構成図である。

この無線通信システムは、図１に示すように基地局１０、ＰＨＳの端末局２０（２０−１および２０−２）、および上位通信網３０から構成される。基地局１０と端末局２０は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式及び時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式を組み合わせた通信方式で相互に通信する通信装置であり、さらに周波数分割多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式、空間分割多重（ステップＳＤＭ：ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式により複数の周波数チャネルの多重も行われている。これら分割多重方式を組み合わせることにより、複数の端末局２０と同時に通信が行われている。

基地局１０は、このようにして端末局２０が基地局１０を介して、上位通信網３０に接続される他の通信装置と情報をやり取りすることを可能としている。

図２は、基地局装置１０の構成の一部である。以下に各ブロックについて説明する。

アンテナ素子２０２は、基地局１０が移動局２０と無線通信を行うために用いるアンテナを構成している。

ＲＦ部２０４は、アンテナ素子２０２より受信した無線信号の増幅や、増幅した送信信号をアンテナ素子２０２へ送る。

ＢＢ部２０６は、ＲＦ部２０４にて増幅された信号を復調したり、変調した信号をＲＦ部２０４へ送る。

このようにして復調された信号より得られる情報の一部は、通信網Ｉ／Ｆ部２３２により上位通信網３０（例えばインターネットなど）へ送出される。或いは、上位通信網３０より得られた情報の一部が、通信網Ｉ／Ｆ部を介してＢＢ部２０６へ送られる。

このようにして、基地局１０は、上位通信網と無線通信網とを用いた情報通信を実現している。

これらＲＦ部２０４、ＢＢ部２０６、通信網Ｉ／Ｆ部２３２は、無線通信制御部２０８による制御や情報のやり取りが行われている。

無線通信部２０８の無線通信制御に関する部分を構成するものとしては、ＰＨＹ再送処理を管理及び実施するＰＨＹ再送処理部２１４、ＣＩＲやＤ／Ｕ比などから無線品質を判定する無線品質判定部２１６、無線品質判定部２１６にて判定した結果を記憶部２１０に記憶する無線状態監視部２１２、無線チャネルリソースであるフレーム中のＰＲＵの何れかを通信に割り当てる割当を決定する割当決定部２１８、割当決定部２１８の決定結果に基づき端末局毎やセッション毎にＰＲＵを割り当てる無線リソース割当部２２０などがある。

無線通信制御部の各構成ブロックは、必要に応じて記憶部２１０に情報を記憶するためのテーブルにアクセスする。

記憶部２１０は、主に無線状態監視部２１２により無線品質を判定した結果などが記憶される無線状態監視テーブル２２２、ＰＨＹ再送処理部２１４によりＰＨＹ再送の上限回数などを記憶するＰＨＹ再送管理テーブル２２４、通信中のセッション毎のＰＲＵ毎に再送の行われた回数や最大比合成を行う過程で扱われるデータなどを記憶するための記憶領域２２６、無線状態監視部が監視のために取得するキャリアセンスや受信電力を記憶するキャリアセンステーブル２２８、セッション毎に割り当てられているＰＲＵの管理に必要となる情報を記憶する無線リソース管理テーブル２３０などがある。

図３、図４、図５は、基地局１０が実行するフローのうち、本発明に関わる部分について記載したものである。なお、図３、図４、図５はフロー図中のターミナル１および２により結合された１つの流れについて記載されている。また、ここでは、基地局１０が受信した通信結果に基づき再送が必要となった場合に端末局２０へ再送要求を行う例について記載している。

まず、受信する１つのフレームにおける全てのＰＲＵ毎にキャリアセンス（ステップＳ１０８）を行うため、キャリアセンスが既に全スロットに対して行われたかを確認する（ステップＳ１０２）。確認の結果、全スロットに対し行われていれば判断はＹｅｓとなりキャリアセンスのループを抜けるが、未だであれば判断はＮｏとなる。ステップＳ１０２にてＮｏとなった場合、１つのフレーム中のおけるスロット毎に全サブチャネル毎のキャリアセンス結果を取得したかを確認する（ステップＳ１０４）。キャリアセンスが既に全サブチャネルに対し行われていれば判断はＹｅｓとなり、キャリアセンスのループを抜けるが、未だであれば判断はＮｏとなる。ステップＳ１０４にてＮｏとなった場合、あるスロットにおけるあるサブチャネルのＰＲＵに対しキャリアセンス結果を取得（ステップＳ１０８）を行う。

続いて、他のＰＲＵにおけるキャリアセンス結果を取得するため次のサブチャネルへ（ステップＳ１０８）進める。

続いてステップＳ１０４にて全サブチャネルについて行われたと判断されるとループを抜けステップＳ１０２へ戻る。ステップ１０２でも全スロットについて行われたと判断した場合ループを抜ける。

キャリアセンス結果を取得するためのループを抜けると、キャリアセンスによる優先順位決定（ステップＳ１１０）により、ＰＲＵの利用可否判断のために優先順位を決定する。

この決定には、例えばある所定の値以上の電力を検出した場合は、既に他の通信装置によりＰＲＵが使われているか或いは、干渉が大きく通信に障害を生じやすいと考えられるため使用しないように優先順位を下げる。

続いて、フロー図中のターミナル１から図４のフロー図に入り、ＰＨＹ再送に必要なＰＲＵを割り当てる（ステップＳ１１２）処理を通信中のセッション毎に行うループに入る。ループは、全セッションについて行われたかを判断し（ステップＳ１１２）、判断結果がＮｏであれば、ステップＳ１１４を実行した後、次のセッションへ（ステップＳ１１６）にて他のセッションへ進む。ステップＳ１１２にて全てのセッションについて行われたと判断（Ｙｅｓ）されるとループを抜ける。これにより各セッションでの再送要求などに応じたＰＵＲの割り当てが行われる。

続いて、無線状態監視部２１２により得られた無線状態に関する情報から、各スロットでＰＨＹ再送に必要となるＰＲＵ数を推定（ステップＳ１２０）するループに入る。ループが全セッションに対して行われたかを判断（ステップＳ１１８）し、判断結果がＮｏであれば、ステップＳ１２０を実行、次のセッションに進む処理（ステップＳ１２２）へ進む。ステップＳ１１８にて全セッションに対し行われた（Ｙｅｓ）と判断した場合は、ループを抜ける。

これにより、まだ通信のやり取りでは再送要求などの要求が来ていないが、将来要求を受けたときに割り当てるためのＰＲＵの割り当てる優先順位を決めるための情報を取得する。

全セッションについて実行されステップループＳ１１８の判断によりループを抜け、無線状態監視部２１２より得られた結果に基づき優先順位を決定（ステップＳ１２４）する。

続いて、図５のフロー図にある端子２へ処理が続く。

予めキャリアセンスと無線状態監視による優先順位決定（ステップＳ１２６）を行う。

続いて、優先順位と無線状態監視の結果に基づき、ＰＨＹ再送に必要となるＰＲＵ数を求め、ＰＲＵを割り当てる（予約する）（ステップＳ１３０）処理を、全セッションについて行うループを実行する。先セッションにて行われたかを判断（ステップＳ１２８）し、ステップ１３０の処理を行い、次のセッションへ進む（ステップＳ１３２）。ステップＳ１２６にて全セッションで行われたと判断（Ｙｅｓ）されると、ループを抜ける。

これにより、各セッションの通信にて再送要求を受けたことに基づくＰＲＵ割り当ての他に予約のＰＲＵを割り当て、ＰＲＵを確保する。

予約のＰＲＵ数は、例えば無線状態の監視結果により再送となる確率を算出し、優先順位を考慮（例えば掛け合わせ）することにより割り出された量だけ確保することで、無駄に空いているＰＲＵを占有することなく、また、予測された未発生の再要求が実際に発生した際に使用するＰＲＵを既に確保された状態を作ることが出来る。

図６は、本発明の基地局１０によりＰＲＵが割り当てられる一例を、時系列で模した図である。

最初のフレームにて目的のセッションが初送となるＰＲＵ（図中の四角１）を行った際、未だフレームには未使用の領域があるが、キャリアセンス結果や過去の通信結果などから、予約のＰＲＵ数を求め、求めた数のＰＲＵ数（図６では２つのＰＲＵ）を確保する。

目的のセッションが２フレーム目にて送信する、初送のためのＰＲＵ（図中の四角２）を送ったとき、図６では他通信（他の端末や他のユーザなど）のセッションが１フレーム目で未使用であったＰＲＵに割り当てられた例を示している。この際、他のセッションが、大量のデータを転送すべく出来るだけ多いＰＲＵを割り当てられるよう要求していたとしても、目的のセッションは予約のＰＲＵを割り当てられている領域は、他のセッションに割り当てられることが無い。

これにより、４スロット目にて目的のセッションで再送が発生（図中の四角１’）し通信規格が要求する同一ＰＲＵによるＰＨＹ再送が生じても、予め予約されたＰＲＵを初送（図中の四角４）に割り当てることが可能となる。

また７スロット目にて、目的のセッションが１フレーム目で送信したＰＲＵの２回目の再送と、４フレーム目で初送を行った１回目の再送とが必要となった場合でも、予め予約のＰＲＵを２つ確保していたことにより、他のセッションにＰＲＵを占有されること無く新たな初送（図中の四角７）を行うことが出来る。

以上記載の実施例では、再送の上限が２回であることに基づき、予約のＰＲＵも、初送で用いたＰＲＵの２倍となるＰＲＵ数を確保しているが、通信の状態や品質が良ければ予約にて確保するＰＲＵ数を減らしても良い。ＰＲＵを減らすことにより、他の通信で用いることが出来るＰＲＵ数が増加するため、通信リソースが有効利用される。

例えば、再送回数の上限が１回で、再送となるＰＲＵの発生率が５０％であれば、予約するＰＲＵ数は初送で用いるＰＲＵ数の５０％で良い。

また、通信の内容に応じて優先度を予めテーブルに設定しておくことにより、予約するＰＲＵ数を制限しても良い。

例えば、基地局１０と移動局２０との通信にて音声通話を行っている場合のように、データ伝送に比べ再送の必要性が低いと考えられる場合は、予約するＰＲＵ数をより少なくする、或いは割り当てないなどの設定が行われても良い。

以上記載の実施例では、基地局内での実施について示し説明したが、端末局において行われても良い。

１００…通信システム
１０…基地局、
２０−１、２０−２…端末局、
３０…上位通信網、
２０２…アンテナ素子、
２０４…ＲＦ部、
２０６…ＢＢ部、
２０８…無線通信制御部、
２１０…記憶部
２１２…無線状態監視部
２１４…ＰＨＹ再送処理部
２１６…無線品質判定部
２１８…割当決定部
２２０…無線リソース割当部
２２２…無線状態監視テーブル
２２４…ＰＨＹ再送管理テーブル
２２６…記憶領域
２２８…キャリアセンステーブル
２３０…無線リソース管理テーブル
２３２…通信網Ｉ／Ｆ部、

Claims (4)

1. 時分割多重複信方式による一または複数のチャネルリソースを用いて通信フレームを構成することにより通信を行う通信装置において、
   通信相手となる相手通信装置と前記チャネルリソースを用いて通信を行うためのチャネルリソースを割当てるチャネル割当部と、
   通信相手となる相手通信装置へ、あるチャネルリソースにより送信したデータに対し、該相手通信装置より再送要求を受信した場合、該チャネルリソースにより該相手通信装置へ該データを再送する再送手段と、
   を含み、
   前記チャネル割当部は、前記相手通信装置へ新たに送信するデータに、前記再送手段により再送が行われる通信フレーム中の、前記再送手段が用いるチャネルリソースと異なるチャネルリソースを割り当てることを特徴とする通信装置。
2. さらに、前記チャネル割り当て部は、前記再送手段により再送が行われる頻度に基づき前記新たなチャネルを割り当てるチャネルリソースの数を可変することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
3. さらに、前記チャネル割り当て部は、前記再送手段により再送が行われる頻度と、通信規約（プロトコル）で定められた前記再送手段による再送回数の上限とに基づき、前記新たなチャネルを割り当てるチャネルリソースの数を可変することを特徴とする、請求項１に記載の通信装置。
4. 時分割多重複信方式による一または複数のチャネルリソースを用いて通信フレームを構成することにより通信を行う通信装置において実施される再送方法であって、
   通信相手となる相手通信装置と前記チャネルリソースを用いて通信を行うためのチャネルリソースを割当てるステップと、
   通信相手となる相手通信装置へ、あるチャネルリソースにより送信したデータに対し、該相手通信装置より再送要求を受信した場合、該チャネルリソースにより該相手通信装置へ該データを再送するステップと、
   前記相手通信装置へ新たに送信するデータに、前記再送手段により再送が行われるチャネル通信フレーム中の、前記再送手段が用いるチャネルリソースと異なるチャネルリソースを割り当てるステップを含むことを特徴とする再送方法。