JP2011193434A - パリティパケットを用いた通信方法、通信装置及び中継器 - Google Patents

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Abstract

【課題】受信側の通信装置でのパケットエラー率を効果的に低減する。
【解決手段】通信装置11は、物理層より前の層において情報パケットに誤り検出符号を付加し、物理層において誤り検出符号付加後の情報パケットの符号化を行い、物理層符号化後の情報パケットを送信する。通信装置11は、物理層より前の層において情報パケットの符号化を行うことによってパリティパケットを生成し、パリティパケットに誤り検出符号を付加し、物理層において誤り検出符号付加後のパリティパケットの符号化を行い、通信相手の通信装置からの再送要求に応じて物理層符号化後のパリティパケットを送信する。
【選択図】図3

Description

本発明は、例えば、低密度パリティ検査符号(LDPC Codes:Low Density Parity Check Codes)を用いて符号化を行うことでパリティパケットを生成し、パリティパケットを再送データとして用い、再送時の受信品質の向上を実現する、パリティパケットを用いた通信方法、通信装置及び中継器に関する。
2009年10月28日出願の特願2009−248021、2010年2月22日出願の特願2010−35763に含まれる、特許請求の範囲、明細書、図面及び要約書の開示内容はすべて本願に援用される。
通信装置が情報を的確に通信相手の通信装置に伝送するための一つの方法として、物理層における再送方式がある。物理層における再送方式では、通信相手の通信装置が情報を得ることができなかった場合、情報に基づく何らかのデータを再度送信し、通信相手の通信装置に的確に情報を伝えるための技術である。このとき、再送回数が多くなってしまうと、データの伝送効率が低下してしまうため、少ない再送回数で、通信相手の通信装置に情報を伝える再送方法の実現が重要な課題となる。なお、一般的に再送とは、ある情報(または、パケット)を受信側で誤りなく復号できなかった場合に、受信側からの再送要求に応じて、送信側がその情報(または、パケット)に相当するデータを再度送信することを言う。しかし、送信した情報(または、パケット)を復元できるデータであれば、再送要求に応じて最初に送信した情報(または、パケット)とは別のデータを送信することとしてもよく、本明細書においては、送信側が受信側からの再送要求に応じて、受信側で最初に送信した情報(または、パケット)を復元できるデータであって、送信したデータとは別のデータを送信することも再送と呼称することとする。
図27は、非特許文献1に記載されている再送方式の一例を示す図である。図27において、Xiは時点iにおける情報、Piは時点iにおけるパリティを示しており、符号化率1/2の場合、情報XiとパリティPiで送信系列を形成している。そして、符号化率2/3を実現する場合、例えば、P2、X3、P6、X7、・・・、P2k+4、X3k+4、・・・以外のビットにより送信系列を形成する(パンクチャ)。
最初の送信では、通信装置は通信相手の通信装置に対して上述した符号化率2/3のパンクチャを用いた方法の送信系列を送信する。そして、通信相手の通信装置から再送の要求があった場合、通信装置は通信相手の通信装置に対して最初の送信で送信除外したビット、つまり、P2、X3、P6、X7、・・・、P2k+4、X3k+4、・・・を送信する。
通信相手の通信装置は、最初に送信されたビットの受信対数尤度比と、再送されたビットの受信対数尤度比を用いて、符号化率1/2の復号を行う。このとき、再送時の復号では、最初の復号時より符号化率が低下しているため、再送時にパケットエラーとなる可能性が低くなる。
J. Hagenauer, "Rate-compatible punctured convolutional codes(RCPC codes) and their applications," IEEE Transaction on Communications, vol.36, No.4, April 1988. D. Chase, "Code combining-A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packet,", IEEE Transaction on Communications, vol.33, No.5, May 1985.
しかしながら、パンクチャ時の符号化率において、誤り訂正能力が高い符号には限りがあるため、柔軟な設計が困難である。また、ユニキャスト通信時には上記で述べた非特許文献1の再送方法でもよいが、マルチキャスト通信において複数の通信相手から再送要求があった場合に的確にパケットエラーが発生する可能性を低くするための再送方法としては、上記の再送方法とは別の手段の再送方法をとった方が効果的な場合が多々あると考えられる。
物理層の再送方式では柔軟な再送データを設定することが困難である。特に、マルチキャスト通信での再送方式としては、再送要求を行った通信相手の通信装置の数に応じて、より柔軟に再送データを設定することにより、的確にパケットエラー率を低減できる再送方式の適用が望まれる。
また、これまでに、中継器を介してのマルチキャスト(ブロードキャスト、MBMS(Multi media Broadcast and Multicast Service))用のパケットを端末に伝送する際の、中継器におけるマルチキャスト中継方法を実現する方法についての議論が少なく、データの伝送効率の良い中継器におけるマルチキャスト再送方法の提供もまた望まれる。
そこで、本発明は、パケット単位での再送データを生成することにより柔軟な再送データを生成することができ、再送によってパケットエラー率を効果的に低減することを可能にするパリティパケットを用いた通信方法及び通信装置を提供することを目的とし、データ伝送効率の良い中継器におけるマルチキャスト再送方法及びその中継器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係るパリティパケットを用いた通信方法は、第1層より前の層において、情報パケットに誤り検出符号を付加する第1誤り検出符号付加ステップと、前記第1層より前の層において、前記情報パケットの符号化を行うことによってパリティパケットを生成するパリティパケット生成ステップと、前記第1層より前の層において、前記パリティパケットに誤り検出符号を付加する第2誤り検出符号付加ステップと、前記第1層において、誤り検出符号付加後の情報パケットの符号化、及び誤り検出符号付加後のパリティパケットの符号化を行う第1層符号化ステップと、初期送信時に、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後の情報パケットを送信する送信ステップと、通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後のパリティパケットを送信するパリティパケット送信ステップと、を有する。
上記パリティパケットを用いた通信方法によれば、第1層より前の層において情報パケットからパリティパケットを生成し、再送時にパリティパケットを送信する。これにより、柔軟な再送データを生成することができ、再送時のパリティパケットの送信によってパケットエラー率を効果的に低減することが可能になる。
上記目的を達成するために本発明に係る中継器は、複数の情報パケットと、当該複数の情報パケットがパケットレベル符号化されて生成されるパリティパケットとを含む第1パケット群を受信して、端末装置に送信する中継器であって、前記パケット群を受信する第1受信手段と、前記第1受信手段で受信した前記パケット群に含まれる一部のパケットを第2パケット群として端末装置に送信する第1送信手段と、前記第2パケット群を受信した端末装置からフィードバック情報を受信する第2受信手段と、前記第2受信手段が前記フィードバック情報を受信した場合に、前記第1パケット群のうち、前記第2パケット群に含まれるパケット以外のパケットを第3パケット群として当該フィードバック情報を送信した端末装置に送信する第2送信手段とを備える。
また、本発明に係る通信方法は、複数の情報パケットと、当該複数の情報パケットがパケットレベル符号化されて生成されるパリティパケットとを含む第1パケット群を受信して、端末装置に送信する中継器における通信方法であって、前記パケット群を受信する第1受信ステップと、前記第1受信手段で受信した前記パケット群に含まれる一部のパケットを第2パケット群として端末装置に送信する第1送信ステップと、前記第2パケット群を受信した端末装置からフィードバック情報を受信する第2受信ステップと、前記第2受信ステップが前記フィードバック情報を受信した場合に、前記第1パケット群のうち、前記第2パケット群に含まれるパケット以外のパケットを第3パケット群として当該フィードバック情報を送信した端末装置に送信する第2送信ステップとを含む。
上記パリティパケットを用いた中継器によれば、第1層より前の層において情報パケットからパリティパケットを生成し、再送時にパリティパケットを送信する。これにより、柔軟な再送データを生成することができ、再送時のパリティパケットの送信によってパケットエラー率を効果的に低減することが可能になる。また、データ伝送効率の良い中継器におけるマルチキャスト再送方法を提供することが可能となる。
第1の実施の形態に係る送信側の通信装置の構成図。 図1のパケット生成部及びパケットデータ符号化部の構成図。 図1の通信装置の送信動作の一例を示す図。 図1の通信装置の通信相手である受信側の通信装置の構成図。 図4のパケット復号化部の構成図。 (a)は図4の通信装置の受信動作の一例を示す図であり、(b)は図4の通信装置の受信動作の他の例を示す図。 図1の通信装置と図4の通信装置との間の通信の一例を示す図。 第2の実施の形態に係る送信側の通信装置のパケット生成部及びパケットデータ符号化部の構成図。 第2の実施の形態に係る送信側の通信装置の送信方法決定部による再送の際に送信するパリティパケットの数の決定の一例を説明するための図。 第2の実施の形態での通信装置間の通信の一例を示す図。 第3の実施の形態に係る送信側の通信装置の送信方法決定部の構成図。 マルチキャスト通信の概要図。 第3の実施の形態での通信装置間の通信の一例を示す図。 図11の送信方法決定部による再送の際に送信するパリティパケットの数の決定の具体例を説明するための図。 第4の実施の形態に係る送信側の通信装置の物理層誤り訂正符号化部の構成図。 第4の実施の形態に係る受信側の通信装置の構成図。 第4の実施の形態での通信装置間の通信の一例を示す図。 第5の実施の形態に係る送信側の通信装置の物理層誤り訂正符号化部の構成図。 第5の実施の形態での通信装置間の通信の一例を示す図。 第6の実施の形態に係る通信装置の再送時のフレーム構成の一例を示す図。 第7の実施の形態に係る送信側の通信装置のパケット生成部及びパケットデータ符号化部の構成図。 第7の実施の形態に係る通信装置の再送時のフレーム構成の一例を示す図。 第8の実施の形態に係る送信側の通信装置のパケット生成部及びパケットデータ符号化部の構成図。 第8の実施の形態に係る通信装置の再送時のフレーム構成の一例を示す図。 第9の実施の形態に係る再送方式の選択方法の一例を示すフローチャート。 マルチキャストにおける再送の一例を示す図。 従来の再送方式の一例を示す図。 物理層の前の層における符号化方法の一例を示す図。 物理層の前の層における符号化方法の別の一例を示す図。 n番目のパリティ群の構成を示す図。 第11の実施の形態に係る基地局と、中継器と、端末とを含むシステム構成におけるマルチキャスト通信の概要図。 第11の実施の形態において基地局が中継器を介して端末にパケット群を伝送する場合の基地局におけるパケット群の構成を示す図。 第11の実施の形態に係る中継器と端末との間の通信の一例を示す図。 第11の実施の形態に係るパケットデータ符号化部の構成図。 第11の実施の形態に係るパケットデータ符号化部の構成図。 第11の実施の形態に係る基地局と、中継器と、端末との間の通信の一例を示す図。 第11の実施の形態に係る中継器の構成図。 第11の実施の形態に係る基地局と、中継器と、端末との間の通信の一例を示す図(その2)。 第11の実施の形態に係る中継器の構成図(その2)。 第12の実施の形態に係る基地局、中継器、端末が送信するパケット構成の一例を示す図。 第12の実施の形態に係る基地局、中継器、端末が送信するパケット構成の一例を示す図(その2)。 第11の実施の形態に係る中継器における信号処理タイミングの一例を示す概念図。 第12の実施の形態に係る中継器における信号処理タイミングの一例を示す概念図。 中継器の中継動作の一例を示す図。 図40に示す中継を実行する中継器の構成図。 図41に示す中継を実行する中継器の構成図。 第12の実施の形態に係る基地局、中継器、端末が送信するパケット構成の一例を示す図(その3)。 第12の実施の形態に係る基地局、中継器、端末が送信するパケット構成の一例を示す図(その4)。 第13の実施の形態に係る基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示す図。 中継器における送信方法の切り替えを示す概念図。 中継器における送信方法の選択動作の一例を示す図。 中継器の一部の機能の一例を示す構成図。 第14の実施の形態に示すネットワークの状態の変化を示す図。 ネットワークの状態の変化に伴う中継器のパケットの送信タイミングの一例を示す概念図。 第14の実施の形態に係る中継器の構成図。 第14の実施の形態に係る基地局と、中継器とのパケットの送信タイミングの一例を示す概念図。 第14の実施の形態に係る基地局と、中継器とのパケットを複数回送信する場合の送信タイミングの一例を示す概念図。 第15の実施の形態に係る基地局と、中継器とのパケットを送信する場合の送信タイミングの一例を示す概念図。 図58に示すパケット群a+bの生成方法を示す図。
本発明の一態様である第1のパリティパケットを用いた通信方法は、第1層より前の層において、情報パケットに誤り検出符号を付加する第1誤り検出符号付加ステップと、前記第1層より前の層において、前記情報パケットの符号化を行うことによってパリティパケットを生成するパリティパケット生成ステップと、前記第1層より前の層において、前記パリティパケットに誤り検出符号を付加する第2誤り検出符号付加ステップと、前記第1層において、誤り検出符号付加後の情報パケットの符号化、及び誤り検出符号付加後のパリティパケットの符号化を行う第1層符号化ステップと、初期送信時に、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後の情報パケットを送信する送信ステップと、通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後のパリティパケットを送信するパリティパケット送信ステップと、を有する。
本発明の一態様である第1の通信装置は、第1層より前の層において、情報パケットに誤り検出符号を付加する第1誤り検出符号付加部と、前記第1層より前の層において、前記情報パケットの符号化を行うことによってパリティパケットを生成するパリティパケット生成部と、前記第1層より前の層において、前記パリティパケットに誤り検出符号を付加する第2誤り検出符号付加部と、前記第1層において、誤り検出符号付加後の情報パケットの符号化、及び誤り検出符号付加後のパリティパケットの符号化を行う第1層符号化部と、初期送信時に、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後の情報パケットを送信し、通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後のパリティパケットを送信する送信部と、を有する。
これらによれば、第1層より前の層において情報パケットからパリティパケットを生成し、再送時にパリティパケットを送信する。これにより、柔軟な再送データを生成することができ、再送時のパリティパケットの送信によってパケットエラー率を効果的に低減することが可能になる。
本発明の一態様である第2のパリティパケットを用いた通信方法は、第1のパリティパケットを用いた通信方法において、前記パリティパケット生成ステップで前記情報パケットの符号化に用いる符号の符号化率を1つ以上の通信相手の通信装置の夫々でパケットエラーとなった情報パケットの数に基づいて決定する決定ステップを更に有し、前記パリティパケット生成ステップにおいて、前記決定ステップで決定された符号の符号化率を用いて前記情報パケットの符号化を行う。
これによれば、1つ以上の通信相手の通信装置の夫々においてパケットエラーとなった情報パケットの数に基づいてパリティパケット生成ステップでの符号の符号化率を変更するため、再送データのデータ量を抑えることができる。従って、再送時において、データの伝送効率の向上とパケットエラー率の低減との両立が可能になる。
本発明の一態様である第3のパリティパケットを用いた通信方法は、第1のパリティパケットを用いた通信方法において、通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づき、当該通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送ステップを更に有する。
本発明の一態様である第2の通信装置は、第1の通信装置において、通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づき、当該通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送部を更に有する。
これらによれば、再送時に、パリティパケットを送信するのに加え、第1層による再送も行うので、再送回数の削減を図ることができる。
本発明の一態様である第4のパリティパケットを用いた通信方法は、第3のパリティパケットを用いた通信方法において、(1)第1のパリティパケットを用いた通信方法と、(2)再送の際通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送方法と、(3)第1のパリティパケットを用いた通信方法と再送の際第1のパリティパケットを用いた通信方法及び前記第1層による再送を併用する併用再送方法と、から1つ以上の通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて再送の際に実行する再送方法を選択する選択ステップを更に有する。
本発明の一態様である第3の通信装置は、第1の通信装置において、(1)第1の通信装置によって行われる第1の通信方法と、(2)再送の際通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送方法と、(3)第1の通信装置によって行われる第1の通信方法と再送の際当該第1の通信方法及び前記第1層による再送を併用する併用再送方法と、から1つ以上の通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて再送の際に実行する再送方法を選択する選択部を更に有する。
これらによれば、データの受信品質の向上とデータの伝送効率の向上を図ることができる。
本発明の一態様である第5のパリティパケットを用いた通信方法は、第1のパリティパケットを用いた通信方法において、前記第1層は物理層である。
本発明の一態様である第1の中継器は、複数の情報パケットと、当該複数の情報パケットがパケットレベル符号化されて生成されるパリティパケットとを含む第1パケット群を受信して、端末装置に送信する中継器であって、前記パケット群を受信する第1受信手段と、前記第1受信手段で受信した前記パケット群に含まれる一部のパケットを第2パケット群として端末装置に送信する第1送信手段と、前記第2パケット群を受信した端末装置からフィードバック情報を受信する第2受信手段と、前記第2受信手段が前記フィードバック情報を受信した場合に、前記第1パケット群のうち、前記第2パケット群に含まれるパケット以外のパケットを第3パケット群として当該フィードバック情報を送信した端末装置に送信する第2送信手段とを備える。
本発明の一態様である第1の通信方法は、複数の情報パケットと、当該複数の情報パケットがパケットレベル符号化されて生成されるパリティパケットとを含む第1パケット群を受信して、端末装置に送信する中継器における通信方法であって、前記パケット群を受信する第1受信ステップと、前記第1受信手段で受信した前記パケット群に含まれる一部のパケットを第2パケット群として端末装置に送信する第1送信ステップと、前記第2パケット群を受信した端末装置からフィードバック情報を受信する第2受信ステップと、前記第2受信ステップが前記フィードバック情報を受信した場合に、前記第1パケット群のうち、前記第2パケット群に含まれるパケット以外のパケットを第3パケット群として当該フィードバック情報を送信した端末装置に送信する第2送信ステップとを含むことを特徴とする。
これらによれば、中継器は、端末装置に受信したパケット群のうち、先に第1パケット群を送信し、端末装置からフィードバック情報を受けた場合に、第2パケット群に含まれるパケットを除く第3パケット群を送信する。当該構成により、中継器は、最初の送信において端末装置に対して送信する情報量を受信したパケット群よりも少なくすることで、データ転送効率を高めることができる。
本発明の一態様である第2の中継器は、第1の中継器において、前記第1送信手段は、前記第1パケット群に含まれる情報パケットを前記第2パケット群として送信し、前記第2送信手段は、前記第1パケット群に含まれるパリティパケットの一部または全部を前記第3パケット群として送信する。
本発明の一態様である第2の通信方法は、第1の通信方法において、前記第1送信ステップは、前記第1パケット群に含まれる情報パケットを前記第2パケット群として送信し、前記第2送信ステップは、前記第1パケット群に含まれるパリティパケットの一部または全部を前記第3パケット群として送信する。
これにより、中継器は、情報パケットを先に送信することで、端末装置における処理を、先にパリティパケットを送信する場合よりも軽減することができる。パリティパケットを先に送信した場合には、パケットレベルの復号を実行する必要があるのに対し、情報パケットの方はその必要がないからである。
本発明の一態様である第3の中継器は、第1の中継器において、前記第1送信手段は、前記第1パケット群のうち、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットを前記第2パケット群として端末装置に送信する。
本発明の一態様である第3の通信方法は、第1の通信方法において、前記第1送信ステップは、前記第1パケット群のうち、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットを前記第2パケット群として端末装置に送信する。
これにより、パケットレベル復号前の段階、例えば、物理層の復号がされた段階において誤りなく受信できたパケットを先に端末装置に送信し、当該送信及び当該送信に対するフィードバック情報が送信されてくるまでの間において、時間の無駄なく、誤りがあったパケットをパケットレベルの復号化によって復元することができる。
本発明の一態様である第4の中継器は、第3の中継器において、前記第1送信手段は、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットであって、受信側で誤りなくパケットを受信してパケットレベルの復号化を行うことで前記情報パケットの元となる情報を復元するに足る所定数以上のパケットを、前記第2パケット群として送信する。
本発明の一態様である第4の通信方法は、第3の通信方法において、前記第1送信ステップは、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットであって、受信側で誤りなくパケットを受信してパケットレベルの復号化を行うことで前記情報パケットの元となる情報を復元するに足る所定数以上のパケットを、前記第2パケット群として送信する。
これにより、中継器から端末装置に対する最初の送信における送信データを受信して、端末装置で、その元となった情報を復元できる可能性を高めることができる。
本発明の一態様である第5の中継器は、第3又は第4の中継器において、前記第2送信手段は、前記第2パケット群に含まれないパケットであって、パケットレベルの復号化を行って復元された情報に基づいて生成されるパケットを含むパケット群を前記第3パケット群として端末装置に送信する。
本発明の一態様である第5の通信方法は、第3又は第4の通信方法において、前記第2送信ステップは、前記第2パケット群に含まれないパケットであって、パケットレベルの復号化を行って復元された情報に基づいて生成されるパケットを含むパケット群を前記第3パケット群として端末装置に送信する。
本発明の一態様である符号化器は、第1の情報がパケットレベル符号化された第1パケットと、第2の情報がパケットレベル符号化された第2パケットとを取得し、前記第1パケット及び前記第2パケットから前記第1の情報と前記第2の情報とを抽出し、抽出された第1の情報と第2の情報とに対してパケットレベル符号化を実行して、第1の情報と第2の情報とがパケットレベル符号化された第3パケットを生成する。
本発明の一態様である符号化方法は、第1の情報がパケットレベル符号化された第1パケットと、第2の情報がパケットレベル符号化された第2パケットとを取得し、前記第1パケット及び前記第2パケットから前記第1の情報と前記第2の情報とを抽出し、抽出された第1の情報と第2の情報とに対してパケットレベル符号化を実行して、第1の情報と第2の情報とがパケットレベル符号化された第3パケットを生成する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
≪第1の実施の形態≫
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
<送信側の通信装置>
図1は、第1の実施の形態に係る送信側の通信装置11の構成図である。
通信装置11は、パケット生成部101と、パケットデータ符号化部102と、物理層誤り訂正符号化部103と、変調部104と、送信部105と、送信アンテナ106と、受信アンテナ107と、受信処理部108と、送信方法決定部109とを備える。但し、パケット生成部101及びパケットデータ符号化部102は、物理層より前の層(例えば、アプリケーション層)において機能する機能部である。また、物理層誤り訂正符号化部103、変調部104及び送信部105は物理層において機能する機能部である。
パケット生成部101は、情報131と制御信号141とを入力とし、制御信号141に基づき情報131から情報パケット132を生成し、生成した情報パケット132をパケットデータ符号化部102へ出力する。但し、制御信号141は、送信方法(例えば、パケットデータ符号化部102の符号の符号化率、物理層の誤り訂正符号の符号化率、変調方式、再送データを送信するかどうか等)を示す。なお、送信方法は、上記に示した内容に限られるものではなく、通信装置11内の各部の処理を制御する上で必要な情報が含まれていればよい。
パケットデータ符号化部102は、情報パケット132と制御信号141とを入力とし、制御信号141に基づいて情報パケット132のデータの符号化を行い、送信パケット133を物理層誤り訂正符号化部103へ出力する。なお、パケット生成部101及びパケットデータ符号化部102の詳細については図2を参照して後述する。
物理層誤り訂正符号化部103は、送信パケット133と制御信号141とを入力とし、制御信号141の例えば物理層の誤り訂正符号の符号化率に基づき、送信パケット133のデータの符号化を行い、送信データ134を変調部104へ出力する。
変調部104は、送信データ134と制御信号141とを入力とし、制御信号141の変調方式に基づいて送信データ134を変調し、変調により得られたベースバンド信号135を送信部105へ出力する。
送信部105は、ベースバンド信号135を入力とし、ベースバンド信号135に対して周波数変換及び増幅等の処理を施し、周波数変換及び増幅等の処理により得られた送信信号136を出力し、送信信号136は送信アンテナ106から出力される。なお、送信アンテナ106から出力された送信信号136は、通信相手の通信装置によって受信される。
受信処理部108は、受信アンテナ107で受信した通信相手の通信装置からの受信信号137を入力とする。受信処理部108は、受信信号137に対して復調及び復号を行い、データ138を出力するとともに、通信相手の通信装置からのフィードバック情報139を送信方法決定部109へ出力する。但し、フィードバック情報139は、例えば、パケットエラーとなったパケットのパケット番号の情報、通信装置11が送信した変調信号を通信相手の通信装置が受信したときの受信電界強度の情報やChannel State Information(CSI)、パケットエラー率、ビットエラー率、再送の要求情報などを含む。なお、フィードバック情報139の内容はこれに限られるものではない。
送信方法決定部109は、フィードバック情報139と、通信装置11のユーザが設定した通信方法に関する情報140とを入力とし、両者の情報から、送信方法(例えば、符号化部(パケットデータ生成部)152の符号の符号化率、物理層の誤り訂正符号の符号化率、変調方式、再送データを送信するかどうか等)を決定し、決定内容に基づく制御信号141を出力する。上記において、送信方法は、通信相手からのフィードバック情報に基づき決定してもよいが、必ずしも通信相手からのフィードバック情報に基づく必要がない。例えば、通信装置が通信環境(例えば、通信トラフィック、伝送路の状態)を把握していた場合、通信相手からのフィードバック情報に基づかずに通信方法を決定してもよい。
図2は、図1のパケット生成部101及びパケットデータ符号化部102の構成図である。
パケット生成部101は、情報131と制御信号141とを入力とする。パケット生成部101は、制御信号141の例えばパケットを構成するビット数や、パケットにおいて同時に伝送する制御情報の構成方法に基づき、情報131から情報パケット132(例えば、情報パケット#1〜#n)を生成し、生成した情報パケット132をパケットデータ符号化部102へ出力する。
パケットデータ符号化部102は、図2に示すように、並び替え部151と、符号化部152と、誤り検出符号付加部153と、記憶部154と、誤り検出符号付加部155と、選択部156とを備える。
並び替え部151は、情報パケット132を入力とし、例えば、ビット単位、または、複数のビット単位で、情報パケット132のビットの並び替えを行い、並び替え後のデータ171を符号化部152へ出力する。
符号化部(パリティパケット生成部)152は、並び替え後のデータ171と制御信号141とを入力とする。符号化部152は、制御信号141の例えば符号の符号化率や、符号化方法に基づいて、並び替え後のデータ171の符号化を行うことによってパリティを生成し、生成したパリティからパリティパケット172(例えば、パリティパケット#1〜#m)を生成し、生成したパリティパケット172を誤り検出符号付加部153へ出力する。なお、符号化部152は、例えば、低密度パリティ検査符号(low-density parity check codes:LDPC符号)、畳み込み符号、ブロック符号、ターボ符号、ラプター(Raptor)符号を用いて並び替え後のデータ171の符号化を行う。符号化方法については、上記の符号に限ったものではない。また、LDPC符号には、LDPCブロック符号、LDPC畳み込み符号などがある。
誤り検出符号付加部153は、パリティパケット172を入力とする。誤り検出符号付加部153は、通信相手の通信装置がパケットエラーが発生したかどうかを判別するために、パリティパケット172(例えば、パリティパケット#1〜#m)に、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)を付加し、CRC付加後のパリティパケット173(例えば、CRC付加後のパリティパケット#1〜#m)を記憶部154へ出力する。但し、CRC以外の誤り検出符号を用いてもよい。例えば、LDPC符号等のブロック符号でも誤り検出を行うことができる。
記憶部154は、CRC付加後のパリティパケット173を入力とし、記憶しておく。そして、記憶部154は、制御信号141を入力とし、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合には、記憶していたCRC付加後のパリティパケット174を選択部156へ出力する。
誤り検出符号付加部155は、情報パケット132を入力とする。誤り検出符号付加部155は、通信相手の通信装置がパケットエラーが発生したかどうかを判別するために、情報パケット132(例えば、情報パケット#1〜#n)に、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)を付加し、CRC付加後の情報パケット175(例えば、CRC付加後の情報パケット#1〜#n)を選択部156へ出力する。但し、CRC以外の誤り検出符号を用いてもよい。例えば、LDPC符号等のブロック符号でも誤り検出を行うことができる。
選択部156は、CRC付加後のパリティパケット174と、CRC付加後の情報パケット175と、制御信号141とを入力とする。選択部156は、制御信号141に基づき、出力するパケットを選択し、選択したパケットを送信パケット133として物理層誤り訂正符号化部103へ出力する。但し、選択部156は、制御信号141により再送データを送信することが示されていない場合には、CRC付加後の情報パケット175を選択して出力し、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合には、CRC付加後のパリティパケット174を選択して出力する。選択部156から出力された送信パケット133は、物理層の符号化及び変調等の処理が施され、通信相手の通信装置に送信されることになる。
図3は図1の通信装置11の送信動作の一例を示す図である。ここでは、物理層の前の層(例えば、アプリケーション層)と物理層との関係、特に、符号化に関連する部分について説明する。
情報パケット群201は、通信装置11のパケットデータ符号化部102の入力である情報パケットの集まりを示している。図3に示すように、情報パケット群201は、情報パケット#1〜#nで構成されているものとする。
通信装置11のパケットデータ符号化部102は、情報パケット#1〜#nを入力とし、情報パケット#1〜#nの符号化を行うことによってパリティパケット#1〜#mを生成する。パケットデータ符号化部102は、初期送信では、情報パケット群202(情報パケット#1〜#n)を出力し、再送時には、パリティパケット群203(パリティパケット#1〜#m)を出力する。なお、パケットデータ符号化部102から出力される情報パケット及びパリティパケットの夫々にはCRCが付加されているが、ここではCRCに関連する部分の記載を省略する。
ここでは、一例として、情報パケット群201の情報パケット#1〜#nと、情報パケット群202の情報パケット#1〜#nとは同一であるものとして説明する。しかしながら、通信相手の通信装置には、情報パケット群201の全ての情報が誤りなく伝送されればよく、情報パケット群201の情報パケットと、情報パケット群202の情報パケットとの構成は、必ずしも同一である必要がない。よって、図3では、情報パケット群201の情報パケットを構成するビット数と情報パケット群202の情報パケットを構成するビット数とが同一の場合を例に記載しているが、情報パケット群201の情報パケットを構成するビット数と情報パケット群202の情報パケットを構成するビット数とが異なっていてもよい。
次に、物理層誤り訂正符号化部103は、初期送信時には、情報パケット群202(情報パケット#1〜#n)の物理層での符号化を行うことによって情報パケット群204(物理層符号化後の情報パケット#1〜#n)を生成し、情報パケット群204(物理層符号化後の情報パケット#1〜#n)が通信装置11から送信される。
このとき、通信相手の通信装置において、情報パケットにパケットエラーが発生した場合、通信相手の通信装置は通信装置11に対して再送要求を行う。再送時、物理層誤り訂正符号化部103は、パリティパケット群203(パリティパケット#1〜#m)の物理層での符号化を行うことによってパリティパケット群205(物理層符号化後のパリティパケット#1〜#m)を生成し、パリティパケット群205(物理層符号化後のパリティパケット#1〜#m)が通信装置11から送信される。
<受信側の通信装置>
図4は、図1の通信装置11の通信相手である受信側の通信装置31の構成図である。
受信装置31は、受信アンテナ301と、受信部302と、通信方法識別部303と、物理層復号部304と、誤り検出部305と、フィードバック情報生成部306と、送信処理部307と、送信アンテナ308と、記憶部309と、パケット復号化部310とを備える。
受信部302は、受信アンテナ301で受信した受信信号331を入力とし、受信信号331に対して周波数変換及び直交復調等の処理を施す。そして、受信部302は、受信信号331に含まれる制御情報332を通信方法識別部303へ出力し、受信データ333を物理層復号部304へ出力する。なお、受信信号331に関するフレーム構成には、データシンボル以外に、変調信号の情報、物理層の誤り訂正符号の情報及びその符号化率の情報、送信側の通信装置が物理層より前の層(例えば、アプリケーション層)で用いた符号の情報及びその符号化率の情報、並びに、再送データであるかどうかの情報等を伝送するための制御シンボルが含まれている。なお、フレーム構成に含まれる制御シンボルは、上記に示した内容に限られるものではなく、その一部であってもよく、他の制御シンボルを含んでいても良い。
通信方法識別部303は、制御情報332を入力とし、制御情報332から、変調信号の情報、物理層の誤り訂正符号の情報及びその符号化率の情報、送信側の通信装置が物理層より前の層(例えば、アプリケーション層)で用いた符号の情報及びその符号化率の情報、再送データであるかどうかの情報等を抽出し、抽出した情報を含む通信方法情報334を物理層復号部304と記憶部309とパケット復号化部310とへ出力する。
物理層復号部304は、受信データ333と通信方法情報334とを入力とし、通信方法情報334の例えば物理層の誤り訂正符号の情報及びその符号化率の情報に基づき、物理層における復号を行い、復号後のデータ335を誤り検出部305へ出力する。
誤り検出部305は、復号後のデータ335を入力とし、パケット単位で復号後のデータ335の誤り検出を行い、誤り検出の結果及びパケットのデータ336をフィードバック情報生成部306と記憶部309とパケット復号化部310とへ出力する。
フィードバック情報生成部306は、誤り検出の結果及びパケットのデータ336を入力とする。フィードバック情報生成部306は、誤り検出の結果に基づいて再送要求を行うか否かを決定し、例えば、パケットエラーとなったパケットのパケット番号の情報や再送の要求情報等をフィードバック情報として生成し、フィードバック情報337を送信処理部307へ出力する。なお、再送方式(パリティパケットによる再送など)の決定を、送信側の通信装置が行うことを例に説明するが、再送方式の決定を、受信側の通信装置が行っても良く、この場合にはフィードバック情報に再送方式の情報が含まれることになる。
送信処理部307は、フィードバック情報337と情報338とを入力とする。送信処理部307は、フィードバック情報337と情報338とに対して符号化及び変調等の処理を施し、これらの処理により得られた送信信号339を出力し、送信信号339は送信アンテナ308から出力される。なお、送信アンテナ308から出力された送信信号339は、通信相手の通信装置によって受信される。
記憶部309は、誤り検出の結果及びパケットのデータ336と通信方法情報334とを入力とし、誤り検出の結果に基づいてパケットエラーが発生していないパケットのデータを記憶する。そして、記憶部309は、通信方法情報334により再送データであることが示されている場合、記憶しているパケットのデータ340をパケット復号化部310へ出力する。
パケット復号化部310は、誤り検出の結果及びパケットのデータ336と、パケットのデータ340と、通信方法情報334とを入力とする。パケット復号化部310は、通信方法情報334により再送データではないことが示されている場合、復号動作をせずに、誤り検出部305から入力されるパケットをパケット341として出力する。一方、通信方法情報334により再送データであることが示されている場合、パケット復号化部310は、パケットのデータ340と、再送されてきた誤り検出の結果及びパケットのデータ336との両者を用いて復号を行い、復号の結果得られるパケットをパケット341として出力する。
以下、パケット復号化部310について図5を参照して説明する。図5は、図4のパケット復号化部310の構成図である。パケット復号化部310は、並び替え部351と、復号部352とを備える。
並び替え部351は、物理層復号後の情報パケット371と、物理層復号後のパリティパケット372とを入力とする。なお、通信方法情報334により再送データではないことが示されている場合には、並び替え部351には物理層復号後の情報パケット371のみが入力されることになる。一方、通信方法情報334により再送データであることが示されている場合には、並び替え部351には、物理層復号後の情報パケット371及び物理層復号後のパリティパケット372が入力されることになる。
並び替え部351は、物理層復号後の情報パケット371(例えば、物理層復号後の情報パケット#1〜#N)、及び物理層復号後のパリティパケット372(例えば、物理層復号後のパリティパケット#1〜#M)の並び替えを行う。そして、並び替え部351は、並び替え後のデータ373(例えば、パケット番号付き情報パケット、パケット番号付きパリティパケット)を復号部352へ出力する。このとき、図5に一例を示したように、情報パケット及びパリティパケットには、損失しているパケットと、損失していないパケットが存在することになる。なお、図5中のXPは情報パケットを、PPはパリティパケットを示している。
復号部352は、並び替え後のデータ373を入力とし、通信方法情報334により再送データであることが示されている場合、損失していない情報パケットと損失していないパリティパケットとを用いて損失データを復元し、情報パケット374を得ることになる。ただし、情報パケットに損失したパケットが存在していた場合は、再送を要求することになる。なお、復号部352は、通信方法情報334が再送データでないことを示している場合には、特に復号動作を行わない。
図6(a)は、図4の通信装置31の受信動作の一例を示す図である。
通信装置31は、送信側の通信装置11が初期送信した物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケットを受信する。通信装置31の物理層復号部304は、受信データの物理層における誤り訂正復号を行い、物理層復号後の情報パケット#1〜#nを得る。そして、誤り検出部305は、物理層復号後の情報パケット#1〜#nの誤り検出を行う。
誤り検出部305による誤り検出の結果、パケットエラーとなる情報パケットがなかった場合、通信装置31は、通信装置11に対し、再送要求を行わない。
図6(b)は、図4の通信装置31の受信動作の他の例を示す図である。
通信装置31は、送信側の通信装置11が初期送信した物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケットを受信する。通信装置31の物理層復号部304は、受信データの物理層における誤り訂正復号を行い、物理層復号後の情報パケット1#〜#nを得る。そして、誤り検出部305は、物理層復号後の情報パケット#1〜#nの誤り検出を行う。
誤り検出部305による誤り検出の結果、パケットエラーとなる情報パケットがあった場合、通信装置31は、通信相手の通信装置11に対し、再送要求を行う。通信装置11は、再送要求あった場合、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。
そして、通信装置31は、通信装置11が送信した物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを受信する。通信装置31の物理層復号部304は、受信データの物理層における誤り訂正復号を行い、物理層復号後のパリティパケット#1〜#mを得る。そして、誤り検出部305は、物理層復号後のパリティパケット#1〜#mの誤り検出を行う。そして、例えば、パケットエラーが発生していないパリティパケットが抽出される。
そして、パケット復号化部310は、パケットエラーでなかった情報パケット(パケットエラーでなかった情報パケットは記憶部309に記憶されている。)とパケットエラーでなかったパリティパケットとを利用し、パケットの復号化を行い、情報パケット#1〜情報パケット#nを得る。ただし、通信装置31は、情報パケット#1〜情報パケット#nの全てを得ることができなかった場合は、再度、再送要求を行うこともある。
<通信装置間の通信>
図7は、図1の通信装置11と図4の通信装置31との間の通信の一例を示す図である。
送信側の通信装置11は、パケットデータ符号化部102によってCRCを情報パケット#1〜#nに付加し、物理層誤り訂正符号化部103によってCRC付加後の情報パケット#1〜#nの物理層での符号化を行う。そして、通信装置11は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。これらをパケット群G1と名付ける。このとき、パケット群G1は、図2の符号化部152が情報パケットを符号化することによって得られるパリティパケットを含んでいない。
受信側の通信装置31は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを受信し、物理層復号部304によって物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。ここでは、パケットエラーとなる情報パケットが存在したとし、通信装置31は、通信装置11に対して、再送要求を含むフィードバック情報を送信する。このとき、通信装置31では記憶部309にパケットエラーでなかった情報パケットが記憶されることになる。
通信装置11は、パケットデータ符号化部102によって情報パケット#1〜#nの符号化を行うことによってパリティパケット#1〜#mを生成し、CRCをパリティパケット#1〜#mに付加する。通信装置11は、物理層誤り訂正符号化部103によってCRC付加後のパリティパケット#1〜#mの物理層での符号化を行う。そして、通信装置11は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。
図2のパケットデータ符号化部102では、通信装置11が情報パケット#1〜#nを送信する時点で、既にCRC付加後のパリティパケット#1〜#mが生成され、記憶部154に記憶されている。再送要求があった場合には、パケットデータ符号化部102は記憶部154に記憶されているCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを出力し、物理層誤り訂正符号化部103はCRC付加後のパリティパケット#1〜#mの物理層での符号化を行い、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mが送信されることになる。
通信装置31は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを受信し、物理層復号部304によって物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。パケット復号化部310は、パケットエラーでなかった情報パケット(パケットエラーでなかった情報パケットは記憶部309に記憶されている。)と、パケットエラーでなかったパリティパケットとを用いてパケット復号化の処理を行い、情報パケットを得ることになる。
本実施の形態によれば、物理層より前の層において情報パケットからパリティパケットを生成し(パケットレベルで再送データを生成し)、再送時にパリティパケットを送信する。これにより、柔軟な再送データを生成することができ、再送時のパリティパケットの送信によってパケットエラー率を効果的に低減することが可能になる。
≪第2の実施の形態≫
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。第2の実施の形態に係る送信側の通信装置は、第1の実施の形態に係る送信側の通信装置11に、パケットエラーとなったパケットの数に応じて物理層より前の層における符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を変更する機能を付加したものである。但し、本実施の形態及び後述する第3の実施の形態に係る受信側の通信装置は、図4及び図5の構成をしており、フィードバック情報に再送の要求情報及びパケットエラーとなったパケットの数の情報等を含めて送信側の通信装置に送信する。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態の構成要素等と実質的に同じ構成要素等には第1の実施の形態と同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<送信側の通信装置>
本実施の形態に係る送信側の通信装置は、第1の実施の形態に係る通信装置11のパケットデータ符号化部102及び送信方法決定部109と異なる機能のパケットデータ符号化部102a及び送信方法決定部109を有する。ここでは、パケットデータ符号化部102a及び送信方法決定部109について説明する。
まず、パケットデータ符号化部102aについて図8を参照して説明する。図8は送信側の通信装置のパケット生成部101及びパケットデータ符号化部102aの構成図である。
パケットデータ符号化部102aは、選択部156の代わりに選択部156aを有し、誤り検出符号付加部153と選択部156aとの間に記憶部154を有さず、パケット生成部101と並び替え部151との間に記憶部154aを有する点で、図2のパケットデータ符号化部102と異なる。これは、送信側の通信装置は、パケットエラーとなったパケットの数から符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を決定するため、通信相手の通信装置からパケットエラーとなったパケットの数を含むフィードバック情報を得てからでないと、符号化部152の符号の符号化率を決定することが難しい、ことによる。
記憶部154aは、情報パケット132を入力とし、記憶しておく。そして、記憶部154aは、制御信号141を入力とし、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合に(通信相手の通信装置からフィードバック情報を受信し、再送要求があった場合に)、記憶している情報パケット132aを並び替え部151へ出力する。
並び替え部151は、制御信号141の例えば並び替え方法に関する情報に従って例えば、ビット単位、又は、複数のビット単位で情報パケット132aのビットの並び替えを行う。符号化部(パリティパケット生成部)152は、制御信号141の例えば符号の符号化率や、符号化方法に基づいて並び替え後のデータ171の符号化を行うことによってパリティパケットを生成する。
選択部156aは、CRC付加後の情報パケット175と、CRC付加後のパリティパケット173と、制御信号141とを入力とする。選択部156aは、制御信号141により再送データを送信することが示されていない場合には、CRC付加後の情報パケット175を選択して出力し、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合には、CRC付加後のパリティパケット173を選択して出力する。
次に、送信方法決定部109による再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)の決定の一例について図9を参照して説明する。図9は送信方法決定部109による再送の際に送信するパリティパケットの数の決定の一例を説明するための図である。
送信側の通信装置が情報パケット#1〜#7を送信し、受信側の通信装置において、2つの情報パケット#2、#4が損失している場合を考える。このとき、受信側の通信装置は、送信側の通信装置に対して、パケットエラーとなった情報パケットの数や再送要求等を含むフィードバック情報を送信する。
送信方法決定部109は、フィードバック情報139により示されるパケットエラーとなった情報パケットの数(ここでは、2)に基づいて、パケットエラーとなった情報パケットの数より多い数(ここでは3以上)を再送の際に送信するパリティパケットの数に決定する。そして、送信方法決定部109は、再送の際に送信するパリティパケットの数に対応する符号化部152の符号の符号化率を含む制御信号141を出力する。これによって、送信側の通信装置は、3つ以上のパリティパケットを送信することになる。但し、情報パケットを構成するビット数とパリティパケットを構成するビット数は同一であるものとする。
受信側の通信装置のパケット復号化部310が行う復号の動作は、例えば、ガウスの消去法を用いて連立方程式を解くことに相当する。従って、2つの情報パケットが損失していた場合、2つの情報パケットを構成するビット数分の未知の値が存在することになり、2つの情報パケットを構成するビット数分を解くことが可能な数の方程式が必要となる。従って、情報パケットを構成するビット数とパリティパケットを構成するビット数とが同一である場合は、3つ以上のパリティパケットを送信する必要があるということになる。更に言えば、情報パケットを構成するビット数とパリティパケットを構成するビット数とが同一である場合に、L(Lは1以上の整数)個の情報パケットが損失していた場合、(L+1)以上の個数のパリティパケットを送信する必要があるということになる。
なお、受信側の通信装置においてパケットエラーとなった情報パケットの総ビット数より、再送時に送信するパリティパケットの総ビット数が多くなるように、再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)を決定すればよい。
<通信装置間の通信>
図10は、本実施の形態での送信側の通信装置12と受信側の通信装置32との間の通信の一例を示す図である。
送信側の通信装置12は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。これらをパケット群G1と名付ける。このとき、パケット群G1は、図8の符号化部152が情報パケットを符号化することによって得られるパリティパケットを含んでいない。
受信側の通信装置32は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを受信し、物理層復号部304によって物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。ここでは、パケットエラーとなった情報パケットが存在したとし、通信装置32は、通信装置12に対して、再送要求及びパケットエラーとなった情報パケットの数等を含むフィードバック情報を送信する。このとき、通信装置32では記憶部309にパケットエラーでなかった情報パケットが記憶されることになる。
通信装置12は、フィードバック情報を受信し、再送要求があった場合、送信方法決定部109によってフィードバック情報139に含まれるパケットエラーとなった情報パケットの数から符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を決定する。通信装置12は、決定された符号の符号化率で情報パケット#1〜#n(情報パケット#1から#nは記憶部154aに記憶されている。)の符号化を符号化部152で行うことによってパリティパケット#1〜#mを生成する。通信装置12は、誤り検出符号付加部153によってCRCをパリティパケット#1〜#mに付加し、物理層誤り訂正符号化部103によってCRC付加後のパリティパケット#1〜#mの物理層での符号化を行う。そして、通信装置12は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。
通信装置32は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを受信し、パケットエラーでなかった情報パケット(パケットエラーでなかった情報パケットは記憶部309に記憶されている。)と、パケットエラーでなかったパリティパケットとを用いてパケット復号化の処理を行い、情報パケットを得ることになる。
本実施の形態では、通信装置12は、パケットエラーとなった情報パケットの数から符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を決定することが重要である。これは、すでに、情報パケットのうち消失している情報パケットの数(消失している情報のビット数)が分かっているので、最低限必要となるパリティパケットの数(パリティのビット数)が明確に分かるからである。もし、最低限必要な数より少ない数のパリティパケットを送信しても、受信側の通信装置32は、情報パケットを復元することができない。従って、パケットエラーとなった情報パケットの数から符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を決定することで、通信装置32において、再度、再送要求する可能性を非常に小さくすることができるという利点がある。
本実施の形態によれば、パケットエラーとなった情報パケットの数に応じて符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を変更して情報パケットからパリティパケットを生成し、再送の際にパリティパケットを送信する。これによって、再送によりパケットエラーの発生する確率を低下させることができるため、データの受信品質を向上させることができる。これとともに、再送回数を減らすことができるため、データの伝送効率の向上を図ることができる。
≪第3の実施の形態≫
以下、本発明の第3の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。符号化部152の符号の符号化率の変更について、第2の実施の形態ではユニキャストを対象として説明したが、第3の実施の形態ではマルチキャストを対象として説明する。但し、ブロードキャストは本実施の形態に関連する部分についてはマルチキャストと実質的に同様に取り扱うことができる。なお、本実施の形態において、第1及び第2の実施の形態の構成要素等と実質的に同じ構成要素等には第1及び第2の実施の形態と同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<送信側の通信装置>
本実施の形態に係る送信側の通信装置は、第2の実施の形態に係る送信側の通信装置の送信方法決定部109と異なる機能の送信方法決定部109bを有する。ここでは、送信方法決定部109bについて説明する。
図11は送信側の通信装置の送信方法決定部109bの構成図である。送信方法決定部109bは、再送要求端末数カウント部501と端末パケットエラー数収集部502と、再送パケット数決定部503と、送信方法情報生成部504とを備える。ここでは、送信方法決定部109bの機能のうち、特に再送の際に送信するパリティパケットの数の決定に関連する部分について説明する。
再送要求端末数カウント部501は、フィードバック情報139を入力とし、受信側の通信装置の夫々から受け取ったフィードバック情報139の例えば再送の要求情報に基づいて、再送要求を行った受信側の通信装置の数をカウントし、カウント値を示す再送要求端末数情報531を再送パケット数決定部503へ出力する。
端末パケットエラー数収集部502は、フィードバック情報139を入力とし、受信側の通信装置の夫々から受け取ったフィードバック情報139の例えばパケットエラーとなった情報パケットの数の情報を収集し、受信側の通信装置の夫々でパケットエラーとなった情報パケットの数を示す端末パケットエラー数情報532を再送パケット数決定部503へ出力する。
再送パケット数決定部503は、再送要求端末数情報531と端末パケットエラー数情報532とを入力とし、再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)を決定し、再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)を示す再送パリティパケット数情報(符号化部152の符号の符号化率の情報)533を送信方法情報生成部504へ出力する。
送信方法情報生成部504は、再送パリティパケット数情報533とその他の送信方法情報534とを入力とし、それらの情報を含む制御信号141を出力する。
なお、送信方法決定部139bによる再送の際に送信するパリティパケットの数の決定の具体例については図14を参照して後述する。
<通信装置間の通信>
図12は、マルチキャストの概念図を示している。基地局(送信側の通信装置)Sは、複数の端末(受信側の通信装置)T1〜Tnに対し、同一の情報を同時に送信する。そして、各端末T1〜Tnは、基地局Sに対し、フィードバック情報、例えば、再送の要求情報やパケットエラーとなった情報パケットの数の情報、パケットエラーとなった情報パケットのインデックス等を含むフィードバック情報を送信する。
図13は、本実施の形態での送信側の通信装置13と受信側の通信装置33A,33B,33Cとの間の通信の一例を示す図である。なお、通信装置13は図12の基地局Sに相当し、通信装置33A,33B,33Cは図12の端末T1〜Tnに対応する。
送信側の通信装置13は、通信装置33A,33B,33Cに対し、同一の情報パケットを同時に送信するものとする。ここでは、通信装置13は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。これらを、パケット群G1と名付ける。このとき、パケット群G1には、図8の符号化部152が情報パケットを符号化することによって得られるパリティパケットを含んでいない。
受信側の通信装置33Aは、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを受信し、パケットエラーとなった情報パケットが存在したとして、通信装置13に対し、再送要求及びパケットエラーとなった情報パケットの数等を含むフィードバック情報を送信する。
同様に、通信装置33B,33Cは、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを受信し、パケットエラーとなった情報パケットが存在したとして、通信装置13に対し、再送要求及びパケットエラーとなった情報パケットの数等を含むフィードバック情報を送信する。
通信装置13は、通信装置33A,33B,33Cの夫々から、フィードバック情報を受信し、再送要求があった場合、パリティパケットを送信することになる。図13では図示していないが、通信装置13から情報パケットを受信している受信側の通信装置が多いとする。通信装置13は、再送要求端末数カウント部501によって再送要求を行った受信側の通信装置の数をカウントし、端末パケットエラー数収集部502によって受信側の通信装置の夫々でパケットエラーとなった情報パケットの数を収集する。そして、再送パケット数決定部503は、これらから符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を決定する。通信装置13は、決定された符号の符号化率で情報パケット#1〜#n(情報パケット#1〜#nは記憶部154aに記憶されている。)の符号化を符号化部152で行うことによってパリティパケット#1〜#mを生成する。通信装置13は、誤り検出符号付加部153によってCRCをパリティパケット#1〜#mに付加し、物理層誤り訂正符号化部103によってCRC付加後のパリティパケット#1〜#mの物理層での符号化を行う。そして、通信装置13は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。
通信装置33A,33B,33Cは、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを受信し、パケットエラーでなかった情報パケット(パケットエラーでなかった情報パケットは記憶部309に記憶されている。)と、パケットエラーでなかったパリティパケットとを用いてパケット復号化の処理を行い、情報パケットを得ることになる。
<再送の際に送信するパリティパケットの数の決定の具体例>
図14は送信方法決定部109bによる再送の際に送信するパリティパケットの数の決定の具体例を説明するための図である。
送信側の通信装置13が情報パケット#1〜#7を送信し、受信側の通信装置33A,33B,33Cの夫々において3つの情報パケット#2,#5,#7、2つの情報パケット#1,#2、3つの情報パケット#3,#4,#6が損失している場合を考える。図9の説明と同様に考えると、情報パケットを構成するビット数と再送時のパリティパケットを構成するビット数とが同一である場合、通信装置13は、再送の際に、通信装置33Aに対して4つ以上のパリティパケットを、通信装置33Bに対して3つ以上のパリティパケットを、通信装置33Cに対して4つ以上のパリティパケットを送信すれば、通信装置33A,33B,33Cは、再送により、情報パケットの全てを得ることができる可能性がある。従って、通信装置13は、4つ(パケットエラーとなった情報パケットの数の最大値より1大きい値)以上のパリティパケットを再送すれば、全ての受信側の通信装置33A,33B,33Cは、再送により、すべての情報パケットを得ることができる可能性がある。このようにして、通信装置13は、再送の際に送信するパリティパケットの数(パリティパケットの総送信ビット数)を決めることができる。
なお、パケットエラーとなった情報パケットの数が最大である受信側の通信装置においてパケットエラーとなった情報パケットの総ビット数より、再送時に送信するパリティパケットの総ビット数が多くなるように、再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)を決定すればよい。
本実施の形態によれば、送信側の通信装置は、受信側の通信装置の夫々でパケットエラーとなった情報パケットの数を推定でき、これに基づいて受信側の通信装置の夫々で再送時のパケットエラー率を低く抑えることが可能な符号化部152の符号の符号化率(再送の際に送信するパリティパケットの数)を推定することができる。従って、出来る限り多くの受信側の通信装置で、再送後に、情報パケットのパケットエラー率を低減することができる。
なお、例えば、再送要求を行った通信装置の数に対し、閾値を設け、第1閾値以上の場合は、パリティパケットによる再送を行い、第2閾値以下の場合は、物理層による再送(従来の再送)を行う。そして、第1閾値以下、第2閾値以上の場合は、各通信装置のパケットの誤り状況をみて、いずれかの再送方法を行うか、の判断を行う。
なお、パケットエラーが発生した受信側の通信装置の数が少ない場合、符号化部152の符号の符号化率を高くし(再送の際に送信するパリティパケットの数を少なくし)、パケットエラーが発生した受信側の通信装置の数が多い場合、符号化部152の符号の符号化率を低くする(再送の際に送信するパリティパケットの数を多くする)。これにより、再送時において、データの伝送効率の向上とパケットエラー率の低減の両立が可能になる。
≪第4の実施の形態≫
以下、本発明の第4の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。第4の実施の形態に係る送信側の通信装置は、第1の実施の形態で説明したパリティパケットによる再送に加え、物理層による再送を行い、再送回数を削減するものである。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態の構成要素等と実質的に同じ構成要素等には第1の実施の形態と同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<送信側の通信装置>
本実施の形態に係る送信側の通信装置は、第1の実施の形態に係る通信装置11の物理層誤り訂正符号化部103と異なる機能の物理層誤り訂正符号化部103cを有する。ここでは、物理層誤り訂正符号化部103cについて説明する。
図15は送信側の通信装置の物理層誤り訂正符号化部103c及び変調部104の構成図である。物理層誤り訂正符号化部103cは、符号化部701と、記憶部702と、選択部703とを備える。
符号化部701は、送信パケット133と制御信号141とを入力とし、制御信号141の例えば物理層の誤り訂正符号の符号化率に基づき、送信パケット133の符号化を行い、符号化データ731を記憶部702と選択部703とへ出力する。
記憶部702は、符号化データ731を入力とし、記憶しておく。そして、記憶部702は、制御信号141を入力とし、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合に、記憶している符号化データを再送データ732として選択部703へ出力する。但し、記憶部702から再送データとして出力される符号化データは、受信側の通信装置においてパケットエラーとなったパケット番号の情報パケットの符号化データである。
選択部703は、符号化データ731と再送データ732と制御信号141とを入力とする。選択部703は、制御信号141により再送データを送信することが示されていない場合、符号化データ731を選択して送信データ134として変調部104へ出力する。一方、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合、選択部703は、再送データ732(受信側の通信装置においてパケットエラーとなったパケット番号の情報パケットの符号化データ)を選択して送信データ134として変調部104へ出力するとともに、符号化データ731(パリティパケットの符号化データ)を選択して送信データ134として変調部104へ出力する。
変調部(マッピング部)104は、送信データ134と制御信号141とを入力とし、制御信号141の変調方式に基づき送信データ134の変調を行い、変調により得られたベースバンド信号135を出力する。
<受信側の通信装置>
図16は、本実施の形態に係る受信側の通信装置34の構成図である。図16の受信側の通信装置34は、物理層における再送に対応するための機能を有する点で、図4の受信側の通信装置31と、異なっている。つまり、受信装置34は、図4の受信装置31の物理層復号部304と異なる機能の物理層復号部304cを有し、更に、記憶部315を有する。
記憶部315は、受信データ333を入力とし、記憶しておく。但し、記憶部315には対数尤度比が入力されることになる。そして、記憶部315は、通信方法情報334を入力とし、通信方法情報334により再送データであることが示されている場合、記憶しているデータ346を物理層復号部304cへ出力する。
物理層復号部304cは、受信データ333と、データ346と、通信方法情報334とを入力とする。物理層復号部304cは、通信方法情報334により再送データでないことが示されている場合、情報パケットの受信データ333の復号を行い、復号後のデータ307を誤り検出部305へ出力する。一方、通信方法情報334により再送データであることが示されている場合、物理層復号部304cは、情報パケットの受信データ333と情報パケットのデータ346とを用いて復号処理を行い、復号後のデータ335を誤り検出部305へ出力する。これとともに、物理層復号部304cは、パリティパケットの受信データ333の復号を行い、復号後のデータ307を誤り検出部305へ出力する。
<通信装置間の通信>
図17は、本実施の形態での送信側の通信装置14と受信側の通信装置34との間の通信の一例を示す図である。
送信側の通信装置14は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。これらをパケット群G1と名付ける。このとき、パケット群G1は、図2の符号化部152が情報パケットを符号化することによって得られるパリティパケットを含んでいない。
受信側の通信装置34は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを受信し、物理層復号部304cによって物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。ここでは、情報パケット#2,#5でパケットエラーが発生したとし、通信装置34は、通信装置14に対して、再送要求及びパケットエラーとなった情報パケット#2,#5のパケット番号等を含むフィードバック情報を送信する。
通信装置14は、フィードバック情報を受信し、再送要求があった場合、パケットエラーとなったパケット番号の物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#2,#5(これらは記憶部702に記憶されている。)を送信するとともに、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。
通信装置34は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#2,#5を受信するとともに、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを受信する。通信装置34は、物理層復号部304cによって記憶部315が記憶しているデータ346と情報パケット#2,#5の受信データ333とを用いて物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。これとともに、通信装置34は、物理層復号部304cによって物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mの物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。そして、通信装置34は、パケット復号化部310によってパケットエラーでなかった情報パケットとパケットエラーでなかったパリティパケットとを用いてパケット復号化の処理を行い、情報パケットを得ることになる。
本実施の形態によれば、受信側の通信装置34においてパケットエラーが発生した場合、パリティパケットによる再送と物理層による再送との双方を行うことによって、通信装置34において、再度再送を要求する可能性を非常に小さくすることができる。なお、第2及び第3の実施の形態で説明したように、パケットエラーが発生したパケットの数により、再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)を変更するようにしてもよい。
なお、第4の実施の形態で説明した再送方式(パリティパケットによる再送と物理層による再送とを併用する再送方式)と第1から第3の実施の形態で説明した再送方式(パリティパケットによる再送を行う再送方式)とを組み合わせてもよい。このとき、パケットエラーとなった情報パケットの数が重要となり、送信側の通信装置はパケットエラーとなった情報パケットの数により、第4の実施の形態で説明した再送方式と、第1から第3の実施の形態で説明した再送方式とのいずれかを選択するとよい。パケットエラーとなった情報パケットの数が多いとき、再送後のパケットエラーの発生の可能性を低くするために、第4の実施の形態で説明した再送方式を選択するとよい。一方で、パケットエラーとなった情報パケットの数が少ないときは、第1から第3の実施の形態で説明した再送方式の一つを選択するとよい。当然であるが、パケットエラーとなった情報パケットの数が少ないときは、従来の再送方式である非特許文献2で示されているチェイスコンバイニング、つまり、物理層においてパケットエラーが発生したパケットを再度送信する再送方式を選択してもよい。なお、第4の実施の形態で説明した再送方式と、第1から第3の実施の形態で説明した再送方式との選択の方法及び選択の基準はこれに限られるものではない。
≪第5の実施の形態≫
以下、本発明の第5の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。第5の実施の形態に係る送信側の通信装置は、物理層による再送の仕組みが第4の実施の形態に係る送信側の通信装置と異なる。但し、第5の実施の形態に係る受信側の通信装置は図16の構成をしている。なお、本実施の形態において、第1及び第4の実施の形態の構成要素等と実質的に同じ構成要素等には第1及び第4の実施の形態と同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<送信側の通信装置>
本実施の形態に係る送信側の通信装置は、第4の実施の形態に係る通信装置の物理層誤り訂正符号化部103cと異なる機能の物理層誤り訂正符号化部103dを有する。ここでは、物理層誤り訂正符号化部103dについて説明する。
図18は送信側の通信装置の物理層誤り訂正符号化部103d及び変調部104の構成図である。物理層誤り訂正符号化部103dは、符号化部701と、パンクチャ部711と、記憶部702dと、選択部703dとを備える。
パンクチャ部711は、符号化データ731を入力とし、符号化データをある規則に従って送信しないビットを決定し、送信しないと決定したビット以外のビットの符号化データ(以下、適宜、「パンクチャ後の符号化データ」と言う。)741を選択部703へ出力するとともに、送信しないと決定したビットの符号化データ(以下、適宜、「間引きデータ」と言う。)742を記憶部702dへ出力する。
記憶部702dは、間引きデータ742を入力とし、記憶しておく。そして、記憶部702dは、制御信号141を入力とし、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合、記憶している間引きデータを再送データ743として選択部703へ出力する(図27参照)。但し、記憶部702dから再送データとして出力される間引きデータは、受信側の通信装置においてパケットエラーとなったパケット番号の情報パケットに関連する間引きデータである。
選択部703dは、パンクチャ後の符号化データ741と、再送データ743と、制御信号141とを入力とする。選択部703dは、制御信号141により再送データを送信することが示されていない場合、パンクチャ後の符号化データ741を選択して送信データ134として出力する。一方、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合、選択部703dは、再送データ732(受信側の通信装置においてパケットエラーとなったパケット番号の情報パケットに関連する間引きデータ)を選択して送信データ134として変調部104へ出力するとともに、パリティパケットに関連するパンクチャ後の符号化データ731を選択して送信データ134として変調部104へ出力する。
<通信装置間の通信>
図19は、本実施の形態での送信側の通信装置15と受信側の通信装置35との間の通信の一例を示す図である。
図19に示すように、送信側の通信装置15は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。これらをパケット群G1と名付ける。このとき、パケット群G1は、図2のパケットデータ符号化部102の符号化部152が情報パケットを符号化することによって得られるパリティパケットを含んでいない。
受信側の通信装置35は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを受信し、物理層復号部304cによって物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。ここでは、情報パケット#2,#5でパケットエラーが発生したとし、通信装置35は、通信装置15に対して、再送要求及びパケットエラーとなった情報パケット#2,#5のパケット番号等を含むフィードバック情報を送信する。
通信装置15は、通信装置35からフィードバック情報を受信し、再送要求があった場合、パケットエラーとなったパケット番号の情報パケット#2,#5に関連するビット(これらは記憶部702dに記憶されている。)を送信するとともに、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。ここで、情報パケットに関連するビットとは、物理層において、情報パケット#2と情報パケット#5を送信する際にパンクチャした(送信しなかった)ビットである。
通信装置35は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#2,#5に関連するビットのデータを受信するとともに、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを受信する。通信装置35は、物理層復号部304cによって記憶部315が記憶しているデータ346と情報パケット#2,#5に関連する受信データ333とを用いて物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。これとともに、通信装置35は、物理層復号部304cによって物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mの物理層での復号処理を行い、誤り検出部305によって誤り検出処理を行う。そして、通信装置35は、パケット復号化部310によってパケットエラーでなかった情報パケットとパケットエラーでなかったパリティパケットとを用いてパケット復号化の処理を行い、情報パケットを得ることになる。
本実施の形態によれば、受信側の通信装置35においてパケットエラーが発生した場合、パリティパケットによる再送と物理層による再送との双方を行うことによって、通信装置35において、再度再送を要求する可能性を非常に小さくすることができる。なお、第2及び第3の実施の形態で説明したように、パケットエラーが発生したパケットの数により、再送の際に送信するパリティパケットの数(符号化部152の符号の符号化率)を変更するようにしてもよい。
なお、第5の実施の形態で説明した再送方式(パリティパケットによる再送と物理層による再送とを併用する再送方式)と第1から第3の実施の形態で説明した再送方式(パリティパケットによる再送を行う再送方式)とを組み合わせてもよい。このとき、パケットエラーとなった情報パケットの数が重要となり、送信側の通信装置はパケットエラーとなった情報パケットの数により、第5の実施の形態で説明した再送方式と、第1から第3の実施の形態で説明した再送方式とのいずれかを選択するとよい。パケットエラーとなった情報パケットの数が多いとき、再送後のパケットエラーの発生の可能性を低くするために、第5の実施の形態で説明した再送方式を選択するとよい。一方で、パケットエラーとなった情報パケットの数が少ないときは、第1から第3の実施の形態で説明した再送方式の一つを選択するとよい。当然であるが、パケットエラーとなった情報パケットの数が少ないときは、従来の再送方法である非特許文献1で示されている物理層においてパケットエラーが発生したパケットの1度目の送信の際にパンクチャした(送信しなかった)ビットを送信する再送方式(Incremental redundancy)を選択してもよい(図27参照)。なお、第5の実施の形態で説明した再送方式と、第1から第3の実施の形態で説明した再送方式との選択の方法及び選択の基準はこれに限られるものではない。また、物理層の再送方法は、第4の実施の形態で説明した方法と切り替えて用いてもよい。
≪第6の実施の形態≫
以下、本発明の第6の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、送信側の通信装置の再送時のパケットの構成方法に関する。
<再送時のパケットの構成方法>
図20は、本実施の形態に係る送信側の通信装置での再送時のフレーム構成の一例を示す図である。なお、送信側の通信装置は図1及び図2の構成をしている。
送信側の通信装置16は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。このとき、例えば、CRC付加前の情報パケット#1〜#nの1パケットを構成するデータ量が128バイトであるものとする。
受信側の通信装置36から再送要求があったとし、通信装置16は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。このとき、通信装置16は、再送時の受信品質を確保するために、CRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズをCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さくなるようにパリティパケットを生成する。例えば、CRC付加前のパリティパケットの1パケットを構成するデータ量を64バイトとする。
このように、CRC付加前のパリティパケット#1〜#mの1パケットのサイズをCRC付加前の情報パケット#1〜#nの1パケットのサイズより小さくすることによって、再送データの消失するビット数を少なくすることができる。このため、1回目の再送でパケットエラーを排除できる可能性が高くなるという効果を得ることができる。
なお、上記の情報パケット及びパリティパケットのデータ量は一例に過ぎず、パリティパケットの1パケットを構成するデータ量が、情報パケットの1パケットを構成するデータ量より小さければよい。
また、本実施の形態は、他のすべての実施の形態と併用することが可能である。例えば、パリティパケットを送信(再送)する方法、パリティパケットを構成するビット数を、情報パケットを構成するビット数より少なくするという方法をとることができる。また、パリティパケットを複数回送信(再送)する場合、回数が増えるに従い、パリティパケットを構成するビット数を少なくする方法をとることができる。
≪第7の実施の形態≫
以下、本発明の第7の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、パリティパケットによる再送を複数回行う場合の送信側の通信装置の再送時のパケットの構成方法に関する。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態の構成要素等には第1の実施の形態と同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<送信側の通信装置>
本実施の形態の送信側に係る通信装置は、第1の実施の形態に係る通信装置11のパケットデータ符号化部102と異なる機能のパケットデータ符号化部102fを有し、送信方法決定部109は制御信号141に何回目の再送であるかを示す再送回数情報を含めて制御信号141を出力する。ここでは、パケットデータ符号化部102fについて説明する。
図21は送信側の通信装置のパケット生成部101及びパケットデータ符号化部102fの構成図である。パケットデータ符号化部102fは、符号化部152の代わりに符号化部152fを有し、誤り検出符号付加部153と選択部156fとの間に記憶部154を有さず、符号化部152fと誤り検出符号付加部153との間に記憶部154fを有する点で、図2のパケットデータ符号化部102と異なる。これは、本実施の形態に係る送信側の通信装置がパリティパケットによる再送を複数回行う場合にパリティパケットの1パケットのサイズを順次小さくすることを可能にする、ためである。
符号化部152fは、並び替え後のデータ171と制御信号141とを入力とし、制御信号141の例えば符号の符号化率や、符号化方法に基づいて並び替え後のデータ171の符号化を行うことによってパリティを生成し、生成したパリティ172fを記憶部154fへ出力する。
記憶部154fは、パリティ172fを入力とし、記憶しておく。そして、記憶部154fは、制御信号141を入力とし、制御信号141により再送データを送信することが示されている場合、制御信号141の再送回数情報に基づいて、再送回数が多くなるにつれてパリティパケットの1パケットのサイズが小さくなるように、パリティからパリティパケットを生成し、生成したパリティパケット172を誤り検出符号付加部153へ出力する。但し、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、例えば、CRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズと同一又はそれより小さくする。
<再送時のパケットの構成方法の具体例>
図22は、本実施の形態に係る送信側の通信装置での再送時のフレーム構成の具体例を示す図である。
以下、一の具体例を記載する。
送信側の通信装置17は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。このとき、例えば、CRC付加前の情報パケット#1〜#nの1パケットを構成するデータ量が128バイトであるものとする。
受信側の通信装置37から再送要求があったとし、通信装置17は、パケットデータ符号化部102fの記憶部154fに記憶されているパリティを用いてパリティパケットを生成し、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。このとき、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、CRC付加前の情報パケットのパケットサイズと同じ128バイトとする。
通信装置37から再送要求があったとし、通信装置17は、パケットデータ符号化部102fの記憶部154fに記憶されているパリティを用いてパリティパケットを生成し、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#hを送信する。このとき、2回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズが1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズより小さいことが重要であり、2回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、例えば、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズより小さい64バイトとする。
以下、他の具体例を記載する。
送信側の通信装置17は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。このとき、例えば、CRC付加前の情報パケット#1〜#nの1パケットを構成するデータ量が128バイトであるものとする。
通信装置37から再送要求があったとし、通信装置17は、再送時に物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。このとき、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、CRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さい64バイトとする。
通信装置37から再送要求があったとし、通信装置17は、再送時に物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケットを再送する。このとき、2回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズが1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズより小さいことが重要であり、2回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、例えば、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズより小さい32バイトとする。
なお、上記の情報パケット並びに1回目及び2回目の再送時のパリティパケットのデータ量は一例に過ぎず、2回目の再送時のパリティパケットの1パケットを構成するデータ量が、1回目の再送時のパリティパケットの1パケットを構成するデータ量より小さければよい。
以上のように、再送回数が多くなるにつれて1パケットのサイズを小さくすることによって、送信データの消失するビット数を少なくすることができるため、受信品質を高くすることができる。
≪第8の実施の形態≫
以下、本発明の第8の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、パリティパケットによる再送と情報パケットによる再送を交互に行う場合の送信側の通信装置の再送時のパケットの構成方法に関する。なお、本実施の形態において、第1及び第7の実施の形態の構成要素等と実質的に同じ構成要素等には第1及び第7の実施の形態と同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<送信側の通信装置>
本実施の形態に係る通信装置は、第7の実施の形態に係る通信装置のパケットデータ符号化部102fと異なる機能のパケットデータ符号化部102gを有し、送信方法決定部109は第7の実施の形態の場合と同じく制御信号141に何回目の再送であるかを示す再送回数情報を含めて制御信号141を出力する。ここでは、パケットデータ符号化部102gについて説明する。
図23は送信側の通信装置のパケット生成部101及びパケットデータ符号化部102gの構成図である。パケットデータ符号化部102gは、選択部156の代わりに選択部156gを有し、更に記憶部161と選択部162とを有する点で、図21のパケットデータ符号化部102fと異なる。これは、本実施の形態に係る送信側の通信装置が物理層より前の層(例えば、アプリケーション層)における情報パケットによる再送を行うことを可能にする、ためである。なお、記憶部154fは、制御信号141により再送データを送信することが示され、制御信号141の再送回数情報により示される再送回数が奇数である場合に、パリティパケット172を出力する。
記憶部161は、情報パケット132を入力とし、記憶しておく。そして、記憶部161は、制御信号141を入力とし、制御信号141により再送データを送信することが示され、制御信号141の再送回数情報により示される再送回数が偶数である場合に、再送回数が多くなるにつれて情報パケットの1パケットのサイズが小さくなるように、記憶している情報パケットを再構築して情報パケット132gを出力する。
選択部162は、情報パケット132と、情報パケット132gと、制御信号141とを入力とする。選択部162は、制御信号141によって再送データを送信することが示されていない場合、情報パケット132を選択して情報パケット132Gとして誤り検出符号付加部155へ出力する。一方、制御信号141によって再送データを送信することが示され、制御信号141の再送回数情報により示される再送回数が偶数である場合に、情報パケット132gを選択して情報パケット132Gとして誤り検出符号付加部155へ出力する。
選択部156gは、CRC付加後の情報パケット175と、CRC付加後のパリティパケット173と、制御信号141とを入力とする。選択部156gは、(1)制御信号141により再送データを送信することが示されていない場合、又は、(2)制御信号141によって再送データを送信することが示され、制御信号141の再送回数情報により示される再送回数が偶数である場合に、CRC付加後の情報パケット175を選択して出力する。一方、制御信号141によって再送データを送信することが示され、制御信号141の再送回数情報により示される再送回数が奇数である場合に、選択部156gは、CRC付加後のパリティパケット173を選択して出力する。
<再送時のパケットの構成方法>
図24は、本実施の形態に係る送信側の通信装置での再送時のフレーム構成の一例を示す図である。
以下、一の具体例を記載する。
送信側の通信装置18は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。このとき、例えば、CRC付加前の情報パケット#1〜#nの1パケットを構成するデータ量が128バイトであるものとする。
受信側の通信装置38から再送要求があったとし、通信装置18は、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。このとき、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、初期送信時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズと同じ128バイトとする。
通信装置38から再送要求があったとし、通信装置18は、パケットデータ符号化部102gの記憶部161に記憶されている情報パケットを用いて、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#kを送信する。このとき、2回目の再送時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズが初期送信時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さいことが重要であり、2回目の再送時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズは、例えば、初期送信時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さい64バイトとする。
以下、他の具体例を記載する。
送信側の通信装置18は、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを送信する。このとき、例えば、CRC付加前の情報パケット#1〜#nの1パケットを構成するデータ量が128バイトであるものとする。
受信側の通信装置38から再送要求があったとし、通信装置18は、再送時に物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを送信する。このとき、1回目の再送時のCRC付加前のパリティパケットの1パケットのサイズは、初期送信時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さい64バイトとする。
通信装置38から再送要求があったとし、通信装置18は、パケットデータ符号化部102gの記憶部161に記憶されている情報パケットを用いて、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#kを送信する。このとき、2回目の再送時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズが初期送信時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さいことが重要であり、2回目の再送時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズは、例えば、初期送信時のCRC付加前の情報パケットの1パケットのサイズより小さい64バイトとする。
なお、上記の初期送信時の情報パケット、1回目の再送時のパリティパケット、及び2回目の再送時の情報パケットの1パケットを構成するデータ量は一例に過ぎず、2回目の再送時の情報パケットの1パケットを構成するデータ量が、初期送信時の情報パケットの1パケットを構成するデータ量より小さければよい。
以上のように、再送時のパケットのサイズを小さくすることによって、送信データの消失するビット数を少なくすることができるため、受信品質を高くすることができる。
≪第9の実施の形態≫
以下、第9の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、再送方式の選択方法に関する。
<再送方式の選択方法>
図25は、本実施の形態に係る再送方式の選択方法の一例を示すフローチャートである。
送信方法決定部は、処理遅延、演算規模などの制御処理の状況を考慮し、例えば、処理遅延を削減するために、ARQ(Automatic repeat-request)を可変しないと設定してもよいし、処理遅延に余裕が有る場合や伝送効率を向上させたい場合には、ARQ方式を可変とする。したがって、ARQを可変にするかどうかの選択を行う(ステップS101)。可変にしない場合(S101:NO)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、物理層による再送と、パリティパケットによる再送と、物理層による再送とパリティパケットによる再送の併用とのいずれかを選択する(ステップS102)。
ARQを可変とする場合(S101:YES)、送信方法決定部は、マルチキャスト通信かどうかの判断を行う(ステップS103)。マルチキャストでない場合(S103:NO)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、物理層による再送を選択する(ステップS104)。マルチキャスト通信の場合(S103:YES)、ステップS105の処理へ進む。なお、この時点で、再送の際に実行する再送方式として、パリティパケットによる再送を選択してもよい。
送信方法決定部は、処理遅延、演算規模などの制御処理の状況を考慮し、再送方式を決定するかどうかの判断を行う(ステップS105)。再送方式を決定する場合(S105:YES)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、パリティパケットによる再送を選択する(ステップS106)。再送方式を決定しない場合(S105:NO)、送信方法決定部は、送信するパケットの数が閾値以上であるかを判断する(ステップS107)。
送信するパケットの数が閾値より小さい場合(S107:NO)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、物理層による再送を選択する(ステップS108)。これは、送信するパケットの数が少ない場合、そもそも再送データの量が少ないため、パリティパケットによる再送を行ってもデータの伝送効率の向上が小さいからである。送信するパケットの数が閾値以上の場合(S107:YES)、ステップS109の処理へ進む。なお、この時点で、再送の際に実行する再送方式として、パリティパケットによる再送を選択してもよい。
送信方法決定部は、処理遅延、演算規模などの制御処理の状況を考慮し、再送方式を決定するかどうかの判断を行う(ステップS109)。再送方式を決定する場合(S109:YES)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、パリティパケットによる再送を選択する(ステップS110)。再送方式を決定しない場合(S109:NO)、送信方法決定部は、誤りのあるパケットの数が閾値以下であるかを判断する(ステップS111)。
誤りのあるパケットの数が閾値以下の場合(S111:YES)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、パリティパケットによる再送を選択する(ステップS112)。一方、誤りのあるパケットの数が閾値より多い場合(S111:NO)、送信方法決定部は、再送の際に実行する再送方式として、物理層による再送とパリティパケットによる再送の併用を選択する(ステップS113)。
以上のように、(1)物理層による再送、(2)パリティパケットによる再送、(3)物理層による再送とパリティパケットによる再送の併用、のいずれかを選択することで、データの受信品質の向上とデータ伝送効率の向上の両立を図ることができるという利点がある。ここで、再送の際に実行する再送方式の選択基準については、図25の方法に限ったものではなく、また、ここでは、いずれかの再送方式を選択する例で説明したが、再送しないという選択を行ってもよい。
また、図12のようにマルチキャスト通信のとき、送信側の通信装置は、最初に、複数の受信側の通信装置に同一の情報パケットを送信し、受信側の通信装置からパケットエラーの発生に関する情報を含むフィードバック情報がフィードバックされてくることになる。このとき、次の2つのパターンを考えることができる。
<1>受信側の通信装置Aでパケットエラーとなった情報パケットの数が3、受信側の通信装置Bでパケットエラーとなった情報パケットの数が2、受信側の通信装置Cでパケットエラーとなった情報パケットの数が3、というように受信側の通信装置でパケットエラーとなる情報パケットの数がほぼ均一の場合
<2>受信側の通信装置Aでパケットエラーとなった情報パケットの数が3、受信側の通信装置Bでパケットエラーとなった情報パケットの数が3、受信側の通信装置Cでパケットエラーとなった情報パケットの数が3、受信側の通信装置Dでパケットエラーとなった情報パケットの数が5、というように通信相手の通信装置でパケットエラーとなる情報パケットの数が不均一の場合
<1>のケースの場合、再送時に、送信しなければならないパリティパケットの数を計算しやすく、パリティパケットによる再送を優先的に選択する可能性が高くなる(再送の際に送信するパリティパケットの数については、図14及びその説明を参照。)。但し、全ての受信側の通信装置において、パケットエラーとなった情報パケットの数が多い場合は、物理層による再送とパリティパケットによる再送を併用する可能性が高くなる。
<2>のケースの場合、パケットエラーとなった情報パケットの数が多い受信側の通信装置を特定する。上記の例の場合、パケットエラーとなった情報パケットの数が多い受信側の通信装置は通信装置Dとなる。そして、通信装置Dでパケットエラーとなった情報パケットを抽出し、その情報パケットに対し、物理層による再送データを生成し、再送を行う。但し、パケットエラーとなったすべての情報パケットに対し、物理層による再送を行う必要はない。これにより、受信側の通信装置で発生した情報パケットのパケットエラーが均一となったと仮定できるので、送信側の通信装置は、パリティパケットを4個以上送信する。これにより、すべての受信側の通信装置において、再送により、パケットエラーが発生しない可能性が高くなる。但し、情報パケットを構成するビット数とパリティパケットを構成するビット数とが同一である場合である。
通信端末数が多いとき、パケット誤りが突出して多い端末が存在した場合、その端末に対し、例外的に、<2>で述べたように、情報パケットの物理層による再送を行うとよい。ただし、端末数が多いと、例外的な処理を行う端末を動的に選択するのが困難である。したがって、パケットエラーの数に対し、閾値を設け、閾値より多いパケットエラーが発生している端末に対し、情報パケットの物理層による再送を行うとよい。ただし、閾値より多いパケットエラーの数が発生した端末が多い場合は、すべての情報パケットに対し物理層による再送しなければならないケースが発生する。この場合、パリティパケットを送信するとデータの伝送効率が低下するので、パリティパケットの送信を行わなくてもよいし、的確に1度で、すべての端末にすべてのパケットをエラーなく伝送するために、パリティパケットを送信してもよい。この選択は、通信システムの要求条件に依存する。
一例について図26を参照して説明する。送信側の通信装置が情報パケット#1〜#7を送信し、受信側の通信装置A,B,C,Dの夫々において3つの情報パケット、3つの情報パケット、3つの情報パケット、5つの情報パケットが損失している場合を考える。つまり、通信装置Dで損失した情報パケットの数が通信装置A,B,Cで損失した情報パケットの数より多い場合を考える。但し、情報パケットを構成するビット数とパリティパケットを構成するビット数とが同一であるとする。この場合、図14の説明と同様のルールで、再送するパリティパケットの数を決定するとなると、通信装置Dを基準に再送するパリティパケットの数を決めなければならず、この場合、6個以上のパリティパケットを再送する必要がある。しかしながら、通信装置A,B,Cにとっては、冗長な再送データ量となってしまう。このような場合は、再送するパリティパケットの数は4つとし、通信装置D用に情報パケットを2つ送信するという方法を実施することもできる。この場合、通信装置D用に送信する情報パケットに対しては、物理層のハイブリッドARQを利用すると、データの伝送効率の点では優位となる。
以上のように、物理層による再送と、パリティパケットによる再送と、パリティによる再送と物理層による再送の併用とのいずれかを選択するという再送方法を採用することで、特に、再送回数を削減することができるという効果を得ることができるため、データの伝送効率が向上するという効果を得ることができる。
≪第10の実施の形態≫
以下、第10の実施の形態について図面を用いて説明する。第10の実施の形態においては、本明細書における物理層の前の層における符号化方法(パケットレベルでの符号化方法)の詳細について説明する。
図28は、物理層の前の層における符号化方法の一例を示している。図28において、誤り訂正符号の符号化率は2/3とし、1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズを512ビットとする。
図28において、物理層の前の層における符号化(パケットレベルでの符号化)では、情報パケット#1〜#8に対して並べ替えを行い、その後に符号化を行うことで、パリティが求まる。そして求まったパリティを512ビット分だけ束ねることで、一つのパリティパケットを構成する。ここでは、符号化率が2/3であるので、パリティパケットが4つ、つまり、パリティパケット#1〜#4が生成される。よって、他の実施の形態で説明した情報パケットは、図28で言えば情報パケット#1〜#8に相当し、パリティパケットは、図29で言えばパリティパケット#1〜#4に相当する。なお、ここでは、簡単のため、パリティパケットを情報パケットと同じサイズの512ビットとすることとしたが、パリティパケットの1パケットは、必ずしも情報パケットと同じサイズにする必要はない。
図29は、図28とは異なる物理層の前の層における符号化方法の一例を示している。即ち、通信装置は、図28に示す符号化方法ではなく、図29に示す符号化方法を用いて、物理層の前の層における符号化を実施してもよい。図29において、情報パケット#1〜情報パケット#512は元となる情報パケットであり、1パケットにおける制御情報、誤り訂正検出符号等の情報を除いたデータサイズを512ビットとする。そして情報パケット#k(k=1、2、・・・、511、512)を8分割し、サブ情報パケット#k−1、#k−2、・・・、#k−8を生成する。
そして、生成されたサブ情報パケット#1−n、#2−n、#3−n、・・・、#511−n、#512−n(n=1、2、3、4、5、6、7、8)に対し、符号化を施し、パリティ群#nを形成する。そして、図30のように、パリティ群#nをm個に分割し、パリティパケット#n−1、#n−2、・・・、#n−mが構成される。
よって、図29に示す符号化方法にしたがった符号化を行う場合には、他の実施の形態で説明した情報パケットは、図29の情報パケット#1〜#512に相当し、パリティパケットは、図30のパリティパケット#n−1、#n−2、・・・、#n−m(n=1、2、3、4、5、6、7、8)に相当する。このとき、情報パケットの1パケットは512ビットとなるが、パリティパケットの1パケットは必ずしも512ビットである必要はない。
また、他の実施の形態で説明した情報パケットは、図29のサブ情報パケット#k−1、#k−2、・・・、#k−8(k=1、2、・・・、511、512)に相当することとしてもよい。
なお、図29において、分割して得られたサブ情報パケットを1パケットとみなしてもよい。
そして、他の実施の形態において述べられているように、情報パケット、及び、パリティパケットは、誤り訂正符号が付加され、また、物理層による誤り訂正符号化が施される。
≪第11の実施の形態≫
以下、第11の実施の形態について図面を用いて説明する。第11の実施の形態においては、中継器におけるマルチキャスト中継・再送方法について詳細に説明する。
図31は、本実施の形態における、基地局(または、アクセスポイント)と、中継器と、端末の関係を示した図である。図31に示すように、基地局は、複数の端末に対し、同一のパケット群3400(以降、パケット群#Aと呼称する。)を伝送するものとする。このとき、基地局は、直接端末にパケット群Aを送信する場合と、中継器を介して端末にパケット群#Aを送信する場合とがある。
図31の例で言えば、基地局3100は、端末3300aと、端末3300iと、端末3300jと、中継器3200aと、中継器3200bと、中継器3200cとにパケット群#A(3400)を送信している。そして、受信したパケット群#A(3400)を、中継器3200aは、端末3300b〜3300eに、中継器3200bは、端末3300f〜3300gに、中継器3200cは、端末3300hに中継している。
なお、基地局はこれまでの実施の形態に示した送信側の通信装置に相当し、端末は、受信側の通信装置に相当する。また、中継器は、言わば、ここまでの実施の形態に示した送信側の通信装置と受信側の通信装置の両機能を兼ね備えた機器であって、さらに、中継器としての独特の機能も有する。以降の実施の形態においても同様とする。
図32は、基地局が中継器を介して端末にパケット群#Aを伝送する場合の基地局におけるパケット群#Aの構成例を示している。基地局はマルチキャストの伝送を行うことになるので、物理層の前の層での符号化、つまり、パケットレベルでの符号化を行うものとする。このように、パケットレベルでの符号化を行うことの利点としては、マルチキャスト伝送に適している方式であることもあるが、基地局が中継器を介して端末にパケット群を伝送する際に、基地局−中継器間での伝送誤りが発生すると中継器は基地局への再送を要求することになるが、中継器が多数存在すると、再送の要求回数が著しく増加してしまい、データの伝送効率が著しく低下してしまうという現象が発生する。したがって、基地局−中継器間では、基地局においてパケットレベルでの符号化を行うことが適していることになる。
図32に示すように、基地局は、(1)情報パケット#1〜#nに対してパケットレベルでの符号化を行って、パリティパケット#1〜#mを生成し、(2)情報パケット#1〜#n、及び、生成したパリティパケット#1〜#mに対し、誤り検出符号、例えば、CRCを付加し、さらに、(3)物理層における符号化を行い、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#n、及び、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#mを生成し、これらに対し、所定の送信のための処理を行い、送信する。
中継器は、中継器が通信している端末の台数やデータの種類などにより端末との通信方式を切り替えることになるが、本実施の形態では、特に、中継器が複数の端末に対して再送を行うマルチキャスト再送方法を施す場合について説明する。なお、通信方式の切り替えの詳細については、≪第14の実施の形態≫において説明する。
図33は、本実施の形態における中継器と端末との通信の一例を示している。中継器は、基地局が送信した情報パケット及びパリティパケットを受信することになるが、パケットレベルの復号化を行い、情報パケットを得、そして、情報パケットに対して、誤り検出符号、例えば、CRCを付加し、物理層の符号化を行い、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#nを端末に対し送信する。ここで、送信するパケット群をパケット群G1とする。
ここで、中継器は、端末に対する最初の送信では、情報パケットのみを伝送することを述べているが、これは、中継器は基地局から遠い端末に対しても的確に伝送するために配置されたものであり、基地局が直接端末と通信する場合と比して、往々にして伝送距離が短く、中継器−端末間の通信品質は高いと言えるので、パケットレベルの符号化を導入する必要性が薄れる可能性が高いからである。
そして、端末#A、端末#B、端末#Cから再送要求、及び、フィードバックの情報から、中継器は再送のために送信するパリティパケットの個数、送信方法を決定し、図33のように、再送用のパケットとして、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット、即ち、パケット群G1に対応するパリティパケットを送信する。このときの実施の方法については、第1の実施の形態、第2の実施の形態、第6の実施の形態の説明と同様の方法で実施することができる。
本実施の形態における基地局の構成の一例は図1の通りであり、図1については他の実施の形態で説明しているので、基地局の構成についての詳細な説明は省略する。
図34は、図1の基地局の構成におけるパケットデータ符号化部102の構成の一例を示しており、図2と同様に動作するものについては、同一符号を付した。図34において示したパケットデータ符号化部102hの、図2と異なる部分は、処理部3401となる。基地局は、前述のようにマルチキャスト通信のときはパケットレベルの符号化を行うことになるが、実際は、マルチキャスト通信の場合、ユニキャスト通信の場合、中継器を介した端末への通信を行わない場合、等のケースが考えられる。よって、処理部3401は、各通信形態に適したパケットを出力することになる。したがって、情報パケットのみを送信する場合、情報パケット及びパリティパケットを送信する場合、情報パケットを送信し、再送ではパリティパケットを送信する場合があり、処理部3401は、各通信形態に適したパケット133を出力する。
図35は、図34とは異なる、図1の基地局の構成におけるパケットデータ符号化部102の構成の一例を示しており、図2と同様に動作するものについては、同一符号を付した。パケットデータ符号化部として、図34に示したものに換えて図35に示したものを採用してもよい。図35に示すパケット符号化部102iが図34と異なる点は、物理層より前の層での符号化、つまり、パケットレベルの符号化において、情報パケットとパリティパケットのように区別を行わず、情報とパリティの両者で構成されたパケットを生成する点である。図35の符号化部152は、並び替え後の情報171を入力とし、符号化を行い、パケット172を出力する。図35の例では、パケット#1〜#hを出力する。なお、この場合、符号化器には、組織符号の符号化器を用いてもよいし、非組織符号の符号化器を用いてもよい。基地局は前述のようにマルチキャスト通信のときはパケットレベルの符号化を行うことになるが、実際はマルチキャスト通信を行わない場合もある。したがって、選択部3501は、パケットレベルの符号化が必要な場合は、パケット#1〜#hを選択し、パケットレベルの符号化が必要ない場合は情報パケット#1〜#nを選択し、出力する。
図36は、本実施の形態における基地局、中継器、端末におけるデータ通信の一例を示している。図36に示すように、基地局は、マルチキャスト用の情報パケットとパリティパケットで構成されたパケット群#Aを送信する。
中継器は、損失付きのパケット群#Aを受信することになるが、パケットレベルの復号を行い、情報パケットを抽出し、情報パケットを複数端末に対して送信する。
端末#Aは、中継器が送信した情報パケットを受信し、パケットロスが発生していた場合、中継器に対し、再送要求を行うとともに、パケットロス数やパケットロスした情報パケットの番号等のフィードバック情報を送信する。端末#Bも同様に、中継器が送信した情報パケットを受信し、パケットロスが発生していた場合、中継器に対し、再送要求を行うとともに、パケットロス数やパケットロスした情報パケットの番号等のフィードバック情報を送信する。
中継器は、端末#A及び端末#Bのフィードバック情報から、再送することを決定し、パケット群#Aのうち、パリティパケットを送信する。そして、各端末は、前に受信した情報パケットと、受信したパリティパケットから、パケットレベルでの復号化をおこない、情報パケットを得ることになる。
図37は、本実施の形態における中継器3200Aの構成の一例を示しており、中継器は上記実施の形態において示した受信側の通信装置と略同一の構成を備えており、図4と同様に動作するものについては同一符号を付している。基地局3200Aがパケット群#Aを送信したとき、受信部302は、パケット群#Aと同時に送信された制御情報(信号332に相当)を抽出し、通信方法識別部303は、信号332を入力とし、通信方法の情報を識別し、通信方法の情報334を出力する。
パケット分離部3701は、復号化後のパケット341と、通信方法の情報334を入力とし、通信方法の情報334から図37の場合、基地局が、パケットレベルの符号化を行ったパケットを送信したことを判断し、復号化後のパケット341から、パケット群#Aにおける情報パケットとパリティパケットを分離し、情報パケット3702、及び、パリティパケット3903を出力する。なお、情報パケット3702、パリティパケット3903は、この時点で既に誤り検出符号が付加されていてもよい。基地局では既に誤り検出符号を付加しているので、中継器3200Aは誤り検出符号付きの情報パケット、パリティパケットを簡単に得ることができるからである。
制御情報検出部3705は、例えば、端末が送信したデータに含まれる制御情報を抽出し、再送要求であったのかどうか、及び、端末で発生したパケットロスの状況を把握し、再送を行うかどうか、再送の送信方法についての制御信号3706を出力する。また、制御情報検出部3705は、基地局が送信したデータに含まれる制御情報を抽出し、マルチキャスト用のデータであることを示している場合、中継器3200Aが情報パケットを送信すべきであることを示す指示を制御信号3706として出力する。
記憶部3704は、パリティパケット3903と制御信号3706とを入力とし、パリティパケット3903を記憶しておく。そして、制御信号3706が端末に対する再送に関する情報であるとき、その情報に基づき、記憶していたパリティパケットのうち出力する数を決定し、再送用のパリティパケット3907を出力する。
選択部3708は、情報パケット3702、再送用パリティパケット3907、制御信号3706を入力とし、制御信号3706が情報パケット送信を示している場合、情報パケット3702を選択して、選択したパケット3702をパケット3709として出力する。また、制御信号3706が端末に対する再送であることを示している場合、選択部3708は、パリティパケット3707を選択し、選択したパケット3707をパケット3709として出力する。
物理層符号化部3710は、選択部3708が選択したパケット3709を入力とし、物理層の符号化を行い、物理層符号化後のデータ3711を出力する。
制御信号生成部3712は、制御信号3706を入力とし、通信相手(例えば、端末)に伝送する必要がある制御情報、例えば、再送データであるかないか、再送回数、変調方式の情報、パケットレベルの符号化方式、物理層の符号化方式、等の情報を含む制御情報3713を出力する。
変調部3714は、物理送符号化後のデータ3711、制御情報3713を入力とし、PSK、QAMなどの変調(マッピング)を行い、ベースハンド信号3715を出力する。
送信部3716は、ベースバンド信号3715を入力とし、このベースバンド信号3715に対して、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、かつ/または、スペクトル拡散の処理、周波数変換、増幅等の処理を施し、送信信号3717を出力し、アンテナ3718は送信信号3717を出力する。
端末の構成は、第1の実施の形態、第2の実施の形態、第6の実施の形態で説明した図4の構成であり、動作については、上述の実施の形態で説明を行ったので、本実施の形態では、説明を省略する。
図38は、図36とは異なる、基地局、中継器、端末の通信の一例を示している。具体的には、図38は、図35を用いて説明した、基地局が、「パリティパケットレベルの符号化において組織符号を用い、情報とパリティが混在したパケットを送信した場合」、または、「パケットレベルの符号化において非組織符号を用いてパケットを構成して送信した場合」のいずれかを行った場合の通信の一例である。この場合、基地局は、情報パケット、パリティパケットの明確な区別がないため、図37のように、パケット分離部3701では対応が困難である。即ち、パケット分離部3701は、この場合、情報パケットとパリティパケットの分離ができない。したがって、この場合の中継器の構成図である図39に示されるように、中継器3200Bは、図37におけるパケット分離部3701に換えて、パケットレベル符号化部3901を備える。
図38に示したように、中継器は、基地局が送信したパケット群#Aを受信し、損失付きパケット群#Aに対し、パケットレベルの復号化を行い、パケットを復元する。そして、復元したパケットを用いて情報パケットを生成する。そして、中継器は、情報パケットを複数の端末に対し、送信する。
端末#Aは、中継器が送信した情報パケットを受信し、パケットロスが発生していた場合、中継器に対し、再送要求を行うとともに、パケットロス数やパケットロスした情報パケットの番号等のフィードバック情報を送信する。端末#Bも同様に、中継器が送信した情報パケットを受信し、パケットロスが発生していた場合、中継器に対し、再送要求を行うとともに、パケットロス数やパケットロスした情報パケットの番号等のフィードバック情報を送信する。
そして、端末から再送の要求があった場合(例えば、複数端末から再送要求があった場合)、中継器は、マルチキャストの再送方法として利点のある、パリティパケットを再送用のデータとして送信することになるが、図36の場合とは異なり、中継器では、情報パケットからのパケットレベルの符号化を行い、パリティパケットを生成する必要がある。
このために、図39に示されるように中継器3200Bは、図37に示した中継器3200Aと異なり、情報パケットを入力として、情報パケット3902とパリティパケット3903を出力するパケットレベルの符号化を行う符号化部3901を備える。なお、図37では、誤り検出符号化部を省略しているが、ここでは、符号化部3901において、誤り検出符号をパケットに付加するものとする。図39において、符号化部3901以外の部分については、図37と同様であるので、説明を省略する。
以上のように、中継器3200Bが、基地局が送信したマルチキャスト用のパケットを中継する際、マルチキャスト再送が可能となるように、情報パケットとパリティパケットとを生成し、複数端末から再送要求があった場合、パリティパケットを送信することで、データの伝送効率を向上させることができる。なお、本実施の形態では、パケットを用いた再送について説明したが、図17、図19で示したように、中継器が端末から再送要求があった場合、パケットを用いた再送と物理層における再送を併用してもよい。
また、基地局は、中継器に対して、パケットレベルの符号化を行ったパケットを送信する例で説明したが、必ずしもこれに限ったものではなく、パケットレベルの符号化を行っていないパケットを送信してもよい。この場合、パケットロスが発生した場合は、中継器は、基地局に対し、再送要求を行い、基地局は、再送要求に応じて、パケットを再送することになる。また、中継器は、図37及び図39に示した両方の構成を備える中継器であってもよい。
≪第12の実施の形態≫
以下、第12の実施の形態について図面を用いて説明する。第12の実施の形態においては、中継器におけるマルチキャスト中継・再送方法において、第11の実施の形態より、端末へのパケット到達の遅延時間を短くすることが可能な中継器におけるマルチキャスト中継・再送方法について説明する。
図40は、本実施の形態における、基地局、中継器、端末の送信するパケット構成の一例を示している。図40(a)に示すように、基地局が中継器(直接端末ということもある)に送信するパケットを示しており、基地局は、物理層より前の層で符号化、つまり、パケットレベルの符号化を施すものとし、(物理層で符号化されたCRC付加後の)情報パケット#1〜#100、及び、(物理層で符号化されたCRC付加後の)パリティパケット#1〜#25を中継器(直接端末ということもある)に送信する。
そして、中継器は、基地局が送信したパケットを受信することになるが、例えば、図40(b)に示すように、情報パケット#1、#5、#6、#8、#21、#29、#33、#34、#45、#47、#53、#57、#68、#79、#83、#90、及び、パリティパケット#4、#8、#9、#24の20パケットは、物理層の復号化では得ることができず、パケットレベルの復号化の前では、20パケットを損失しており、前述の20パケットを除く105パケットが得られているものとする。
すると、中継器は、図40(c)に示す4001の20パケット以外の105パケットを、まず、端末に送信する。
端末から再送要求があった場合、中継器は、図40(d)に示すパケットレベルの復号化前で損失していた情報パケット#1、#5、#6、#8、#21、#29、#33、#34、#45、#47、#53、#57、#68、#79、#83、#90、及び、パリティパケット#4、#8、#9、#24の20パケットを、パケットレベルの復号化により得、そして、これら20パケットを再送用のパケットとして送信する。但し、図40の場合では、情報パケット#1、#5、#6、#8、#21、#29、#33、#34、#45、#47、#53、#57、#68、#79、#83、#90、及び、パリティパケット#4、#8、#9、#24の20パケットを、再送時に送信する場合を説明したが、データ伝送効率を優先し、上記20パケットから20パケットより少ない数のパケットを選択し、再送時に送信することとしてもよい。
例えば、第1回目の再送では、上記20パケットから15パケットを選択し、第1回目の再送用のパケットとして送信し、端末から、再度再送要求があった場合、第2回目の再送として、上記20パケットのうち、端末に対してまだ送信していない残りの5パケットを第2回目の再送用のパケットとして送信する、というような方法をとることもできる。このとき、中継器は、送信するパケット数を都度端末に対し通知するとよい。当該通知は、例えば、制御情報として、パケット数の情報を送信することで実行する。
以上のように、図40では、中継器が、パケットレベルの復号前で得られたパケットを、まず、端末に送信し、端末から再送要求があった場合、パケットレベルの復号によって得られた復元されたパケットを送信することを特徴とする。なお、図40のような、中継器による、マルチキャスト中継・再送の効果については、図42及び図43を用いて後述する。
図41は、図40とは異なる基地局、中継器、端末の送信するパケット構成の一例を示している。ここでは、一例として、情報パケットとパリティパケットの1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズは等しいものとする。図41(a)は、基地局が中継器(直接端末ということもある)に送信するパケットを示しており、基地局は、物理層より前の層で符号化、つまり、パケットレベルの符号化を施すものとし、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#100、及び、物理層で符号化されたCRC付加後のパリティパケット#1〜#25を中継器(直接端末ということもある)に送信する。当該送信は図40(a)に示した場合と同様である。
そして、中継器は、基地局が送信したパケットを受信することになるが、例えば、図41(b)に示すように、情報パケット#1、#6、#21、#34、#68、#79、#90、及びパリティパケット#4、#24の10パケットを損失しており、前述の10パケットを除く115パケットが得られているものとする。
このとき、中継器では、データの伝送効率を向上させるために、初期に送信するパケット数を制限するものとする。この例では、情報パケットとパリティパケットの1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズは等しいものしているので、101パケット以上初期の送信で情報パケットとパリティパケットとを送信すれば、端末において、パケットレベルの復号化を行うことで、情報パケットを復元することができる。したがって、ここでは、初期送信を110パケット送信するものとし、物理層の復号化によって得ることができた115パケットのうち110パケット(例えば、図41(c)に示す110パケット)を選択し、中継器は、選択した110パケットを初期送信として、端末へ送信するものとする。
端末から再送要求があった場合、中継器は、初期送信において選択され、送信されたパケット以外のパケット、例えば15パケット(例えば、図41(d)に示す15パケット)を再送用のパケットとして送信する。なお、再送用のパケットを送信するときには、パケットレベルの復号化前で損失していた情報パケット#1、#6、#21、#34、#68、#79、#90、及びパリティパケット#4、#24の10パケットは、パケットレベルの復号化により復元されており、したがって、これらのパケットレベルの復号化により復元されたパケットも再送用のパケットとして送信されてもよい。
ここで、図41の場合では、初期送信では110パケットを送信し、再送時には、初期送信で送信しなかった残りの15パケットを送信することとした。しかし、データ伝送速度を優先し、再送時に残りの15パケットから、15パケットより少ない数のパケットを選択し、再送用のパケットとして送信してもよい。
例えば、第1回目の再送では、初期送信では送信しなかった残りの15パケットから10パケットを選択し、選択したパケットを第1回目の再送用のパケットとして送信し、端末から、再度再送要求があった場合、端末に対してまだ送信していない残りの5パケットを選択して、第2回目の再送用のパケットとして、再送するというような方法をとることもできる。
以上のように、図41では、中継器が、パケットレベルの復号化前で得られたパケットのうち、規定したパケット数を端末に送信し、端末から再送要求があった場合、パケットレベルの復号によって得られた復元されたパケットと、初期送信時に送信しなかったパケットとから、再送用のパケットを選択して、選択したパケットを送信することを特徴とする。なお、図41のような、中継器によるマルチキャスト中継・再送の効果については、図42及び図43を用いて後述する。
当然ではあるが、図41において、初回に送信するパケット数は110パケットに限ったものではなく、端末側でパケットレベルの復号化を行うことで情報パケットを復元するに足るだけのパケット数であれば、他の値に設定してもよい。そして、その値(初回に送信するパケット数)は、中継器が、時間の経過とともに変更することとしてもよい。例えば、端末からのフィードバック情報等から、端末との通進状況を把握し、その状況に応じて、変更してもよい。具体的には、通信状況が良好であると判断された場合には、初回に送信するパケット数を減じ、通信状況が良好でないと判断された場合には、初回に送信するパケット数を増加させるという構成をとってもよい。通信状況の良し悪しは、例えば、端末における受信強度やパケットエラーレートなどから判断される。なお、このとき、中継器は、送信するパケット数を都度端末に対して通知する、即ち、制御情報として、送信したパケット数の情報を送信するとよい。
また、図41を用いた説明では、情報パケットとパリティパケットの1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズは等しいものとしているが、異なる値であっても、上述のように同様に実施することができる。但し、中継器が初期送信で送信しなければならない情報の量は、端末がパケットを受信し、復号して得られる実データの全情報ビット数をXビットとした場合、初期送信時に送信する情報パケットとパリティパケットとの総ビット数をXビットより多い数となるように設定する必要がある。
例えば、図41において情報パケットの1パケットのビット数を512ビットとした場合(制御情報等の情報以外の情報を除く)、端末に対して送信しているビット数は51200ビット(512(パケットのビット数)×100(情報パケット数))となる。したがって、中継器は、初期の送信において、51200ビットより多い数のビット数となるような数の情報パケットとパリティパケットとを送信すればよい。
次に、図42及び図43を用いて、図40及び図41を用いて説明した中継方法、及び、中継器のマルチキャスト中継方法の有効性について説明する。
図42は、第11の実施の形態の中継、及び、マルチキャスト再送時の時間軸における信号処理タイミングの概要の一例を示した概念図である。図42のように、物理層の復号、誤り検出、パケットレベルの復号がこの順に行われ、その後、端末への初期送信が行われる。その後、端末から再送要求があった場合、端末への再送が行われる。
一方、図43は、本実施の形態における中継、及び、マルチキャスト再送時の時間軸における信号処理タイミングの概要の一例を示した概念図である。図43が図42と異なる点は、パケットレベルの復号を行わなくても端末への初期送信が行われている点である。つまり、図43の場合、図42においてはパケットレベルによる復号を開始するタイミングを、端末への初期送信の開始タイミングとしている。そして、端末への初期送信を行っている最中に、パケットレベルの復号、及び、再送用パケットの生成を行うことができる。
したがって、本実施の形態の中継器におけるマルチキャスト中継・再送方法では、第11の実施の形態より、端末へのパケット到達の遅延時間を短くすることが可能である。
図44は、中継器における動作の一例を示している。中継器は、基地局が送信したパケットを受信し、パケットレベルの復号前のパケット損失数は閾値以下であるかどうかを調べる。これは、前述しているように、パケットレベルの復号により、パケットを復元するのに必要となるビット数(または、パケット数)がわかっているため、パケットレベルの復号を行う価値があるか、を判断することができるからである。そして、閾値以下でない場合には、中継器は、基地局に対し、再送を要求することになる。閾値以下である場合には、次に進む。
次に、中継器は、端末へのパケット到達遅延時間を優先するかどうかを調べる。優先しない場合には、中継器は中継方法あるいは再送方法として、例えば、第11の実施の形態における中継方法、及び、再送方法を選択する。優先する場合には、次に進む。
次に、中継器は、データ転送速度を優先するかどうかを調べる。優先しない場合には、図40に示した中継方法、及び、再送方法を選択する。優先する場合には、図41に示した中継方法、及び、再送方法を選択する。
各中継方法、及び、再送方法を固定的に用いることも可能であるが、図44に示したように、状況に応じて、中継方法、及び、再送方法を切り替えて用いることも可能である。
次に、図45、図46を用いて、中継器を構成する各要素の動作について説明する。
図45は、図40の中継、及び、マルチキャスト再送方式の中継器3200Cの構成の一例を示しており、図37と同様に動作するものについては同一符号を付している。以下では、図37と動作の異なる点について説明する。
図45において、誤り検出結果及びパケットデータ336から、物理層による復号によりパケットエラーが発生しなかったパケットがわかることになる。また、誤り検出部305は、パケット誤りが発生したパケットの番号に関する制御信号4501を出力する。
記憶部3704は、パケットレベルの復号によって得られたパケット341、及び、制御信号4501を入力とし、パケットレベルの復号により復元されたパケットを抽出し、記憶する。また、記憶部3704は、制御信号3706を入力とし、制御信号3706が端末に対する再送に関する情報であるとき、その情報に基づき、記憶していたパケットのうち出力する数を決定し、再送用のパケット3707を出力する。
選択部3708は、誤り検出結果及びパケットデータ336、再送用のパケット3707、制御信号3706を入力とし、制御信号3706が端末への初期送信を示していたとき、誤り検出結果及びパケットデータ336を選択し、選択したパケット3709を出力する。パケットデータ336は、物理層による復号によりパケットエラーが発生しなかったパケットである。そして、選択部3708は、制御信号3706が端末への再送であることを示していたとき、再送用のパケット3707を出力する。
図46は、図41の中継、及び、マルチキャスト再送方式の中継器3200Dの構成の一例を示しており、図37と同様に動作するものについては同一符号を付している。以下では、図37と動作の異なる点について説明する。
図46において、誤り検出結果及びパケットデータ336から、物理層による復号によりパケットエラーが発生しなかったパケットがわかることになる。
分配部4601は、誤り検出結果及びパケットデータ336を入力とする。そして、分配部4601は、物理層による復号によりパケットエラーが発生しなかったパケットのうち初期送信用のパケット数分のパケットを初期送信用パケット4602として出力し、残りを再送用のパケット4603として出力する。また、分配部4601は、分配したパケットの情報に関する制御信号4604を出力する。
記憶部3704は、パケットレベルの復号によって得られたパケット341、再送用のパケット3707、及び、制御信号4604を入力とし、パケットレベルの復号により復元されたパケットを抽出し、記憶するとともに、再送用のパケット3707を記憶する。また、記憶部3704は、制御信号3706を入力とし、制御信号3706が端末に対する再送に関する情報であるとき、その情報に基づき、記憶していたパケットのうち出力する数を決定し、再送用のパケット3707を出力する。
選択部3708は、初期送信用パケット4602、再送用のパケット3707、制御信号3706を入力とし、制御信号3706が端末への初期送信を示していたとき、再送用のパケット3707を選択し、選択したパケット3709を出力する。そして、選択部3708は、制御信号3706が端末への再送であることを示していたとき、再送用のパケット3707を出力する。
次に、図47、図48は、図40、図41とは異なる基地局、中継器、端末の送信するパケット構成の一例を示している。ここでは、一例として、情報パケットとパケットの1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズは等しいものとする。図47、図48が、図40、図41と大きく異なる点は、図40、図41では、情報パケットとパリティパケットとの区別がされていたのに対し、図47、図48では、情報パケットとパリティパケットとの区別がされていない点である。したがって、図47、図48において、パケットレベルの符号化で、組織符号を用いる場合、パケットは情報とパリティで構成されていることになる。なお、パケットレベルの符号化で用いる符号は非組織符号であってもよい。
図47(a)は、基地局が中継器(直接端末ということもある)に送信するパケットを示しており、基地局は、物理層より前の層で符号化、つまり、パケットレベルの符号化を施すものとし、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#100に対し、符号化を行い、パケット#101〜#125が生成され、中継器(直接端末ということもある)に送信する。
そして、中継器は、基地局が送信したパケットを受信することになるが、例えば、図47(b)に示すように、パケット#1、#5、#6、#8、#21、#29、#33、#34、#45、#47、#53、#57、#68、#79、#83、#90、#104、#108、#109、#124の20パケットは、物理層の復号化では得ることができず、パケットレベルの復号化の前では20パケット損失しており、前述の20パケットを除く105パケットが得られているものとする。
すると、中継器は、図47(b)の4701の20パケット以外の、図47(c)に示す105パケットを、まず、端末に送信する。
端末から再送要求があった場合、中継器は、パケットレベルの復号化前で損失していたパケット#1、#5、#6、#8、#21、#29、#33、#34、#45、#47、#53、#57、#68、#79、#83、#90、#104、#108、#109、#124の20パケットを、パケットレベルの復号化により得、そして、これら図47(d)に示す20パケットを再送用のパケットとして送信する。但し、図47の場合では、パケット#1、#5、#6、#8、#21、#29、#33、#34、#45、#47、#53、#57、#68、#79、#83、#90、#104、#108、#109、#124の20パケットを、再送時に送信する場合を説明したが、データ伝送効率を優先し、上記20パケットから20パケットより少ない数のパケットを選択し、再送時に送信してもよい。
例えば、第1回目の再送では、上記20パケットから15パケットを選択し、第1回目の再送用のパケットとして送信し、端末から、再度再送要求があった場合、第2回目の再送として、上記20パケットのうち、端末に対してまだ送信していない残りの5パケットを第2回目の再送用のパケットとして送信する、というような方法をとることもできる。このとき、中継器は、送信するパケット数を都度端末に対し通知するとよい。当該通知は、例えば、制御情報として、パケット数の情報を送信することで実行する。
以上のように、図47では、中継器が、パケットレベルの復号前で得られたパケットを、まず、端末に送信し、端末から再送要求があった場合、パケットレベルの復号によって得られた復元されたパケットを送信することを特徴とする。
図48は、基地局、中継器、端末の送信するパケット構成の一例を示している。ここでは、一例として、情報パケットとパケットの1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズは等しいものとする。
図48(a)は、基地局が中継器(直接端末ということもある)に送信するパケットを示しており、基地局は、物理層より前の層で符号化、つまり、パケットレベルの符号化を施すものとし、物理層で符号化されたCRC付加後の情報パケット#1〜#100に対して符号化を行い、パケット#101〜#125が生成され、中継器に(直接端末ということもある)に送信する。
そして、中継器は、基地局が送信したパケットを受信することになるが、例えば、図48(b)に示すように、パケット#1、#6、#21、#29、#34、#68、#79、#90、#104、#124の10パケットは、物理層の復号化では得ることができず、パケットレベルの復号化前では、10パケットを損失しており、前述の10パケットを除く115パケットが得られているものとする。
このとき、中継器では、データの伝送効率を向上させるために、初期に送信するパケット数を制限するものとする。この例では、情報パケットとパケットの1パケットにおける制御情報、誤り検出符号等の情報を除いたデータサイズは等しいものとしているので、101パケット以上を初期送信で送信すれば、端末において、損失なく101パケット以上のパケットが受信され、パケットレベルの復号化を行うことで、情報パケットを復元することができる。したがって、ここでは、初期送信として110パケット送信するものとし、物理層の復号化によって得ることができた115パケットから110パケットを選択し、中継器は、選択した図48(c)に示す110パケットを初期送信として、端末へ送信するものとする。
端末から再送要求があった場合、中継器は、前述の初期送信において送信したパケット以外のパケット、例えば15パケットを再送用のパケットとして送信する。なお、このとき、パケットレベルの復号化前で損失していたパケット#1、#6、#21、#29、#34、#68、#79、#90、#104、#124の10パケットは、パケットレベルの復号化により、復元されている。
但し、図48の場合では、初期送信では、110パケットを送信し、再送時には、初期の送信で送信しなかった残りの15パケットを送信する例で説明したが、データ伝送速度を優先し、再送時に残りの15パケットから、15パケットより少ない数のパケットを選択し、再送用のパケットとして送信してもよい。
例えば、第1回目の再送では、初期送信で送信しなかった15パケットから10パケットを選択し、第1回目の再送用のパケットとして送信し、端末から、再度再送要求があった場合、第2回目の再送として、端末に対してまだ送信していない残りの5パケットを第2回目の再送用のパケットとして送信する、というような方法をとることもできる。
以上のように、図48では、中継器がパケットレベルの復号化前で得られたパケットのうち、規定したパケット数を、まず、端末に送信し、端末から再送要求があった場合、パケットレベルの復号によって得られた復元されたパケットと初回に送信しなかったパケットとから再送用として送信すべきパケットを選択し、選択したパケットを送信することを特徴とする。
なお、図47、図48の中継、及び、マルチキャスト再送方式を用いた場合の中継器の構成は、前述の図45、図46の中継器を用いることで、動作を行うことができる。
以上のように、中継器が、基地局が送信したマルチキャスト用のパケットを中継する際、物理層で誤りが発生しなかったパケットを初期送信し、パケットレベルの復号により得られたパケットを再送パケットとすることで、データの伝送効率を向上させることができるとともに、端末へのパケット到達時間を短くすることができる。なお、本実施の形態では、パケットを用いた再送について説明したが、図17、図19で示したように、中継器が端末から再送要求があった場合、パケットを用いた再送と物理層における再送を併用することとしてもよい。
また、基地局は、中継器に対して、パケットレベルの符号化を行ったパケットを送信する例で説明したが、必ずしもこれに限ったものではなく、パケットレベルの符号化を行っていないパケットを送信してもよい。この場合、パケットロスが発生した場合は、中継器は、基地局に対し、再送要求を行い、基地局は、再送要求に応じて、パケットを再送することになる。
また、図41及び図48においては、中継器が初期送信として選択する110パケットは損失がないパケットの先頭から110パケット分という形で記載しているが、選択の基準はどのようなものであってもよく、完全ランダムで選択されたり、あるいは、物理層での復号がなされた順などであってもよい。
≪第13の実施の形態≫
以下、第13の実施の形態について図面を用いて説明する。第11、第12の実施の形態では、中継器におけるマルチキャスト再送の例を説明したが、本実施の形態では、図32にも示したように、中継器が、再送を含む送信方式を切り替える方法について説明する。当該送信方式の切り替えは、中継器がパケットを同時に中継するあて先、即ち、パケットを同時に送信するあて先である端末の数、データの種類等の通信環境に基づいて行われる。
図49は、基地局が送信する信号のフレーム構成の例を示している。図49において、図49(a)は中継器が送信方法を決定する場合に基地局が送信する信号のフレーム構成の例を、図49(b)は、基地局が中継器の送信方法を決定する場合の基地局が送信する信号のフレーム構成の例を示している。
図49(a)において、情報4901は、データの種類に関する情報であり、送信するパケットがマルチキャスト用のパケットであるかどうか、を示す情報を含んでいるものとする。
情報4902は、リアルタイム性の必要性に関する情報であり、送信するパケットが端末に対し、リアルタイム性が必要であるかどうか、を伝えるために用いられる。
情報4903は、中継回数情報であり、中継器が受信したそのパケットを送信する回数を示す情報である。
情報4904は、中継・送信間隔に関する情報であり、中継器が同一のパケットを送信する回数を設定するための情報である。なお、情報4903及び情報4904の使用方法については、第14の実施の形態で詳細に説明する。
情報4904以降は、基地局が送信する物理層で符号化されたCRC付加後のパケットを示しており、#1〜#nのパケットを送信する。なお、パケットは、情報パケットとパリティパケットの区別があるパケットでもよいし、情報パケットとパリティパケットの区別がないパケットであってもよい。
図49(b)において、情報4905は、中継器における中継方法の指示情報であり、基地局が中継器に対し、中継方法を指示するために用いられる。情報4905以降は、図49(a)と同様、基地局が送信する物理層で符号化されたCRC付加後のパケットを示している。
図50は、基地局が送信した信号を受信した中継器が、送信(中継)方法を選択する様子を示しており、図49に示した基地局が送信した信号を受信し、中継器は送信(中継)方法を選択することになる。図49(b)のように、基地局から送信(中継)方法の指示があった場合には、指示に従った送信方法で、中継器はパケットを送信する。図49(a)のように、基地局から信号が送信された場合、例えば、端末は、基地局が送信した情報4901〜4904を得、その情報をもとに、送信(中継)方法を選択し、適した送信方法で、パケットを送信することになる。
図50において、5001は、再送なしの条件のもと、基地局が送信したパケットを受信し、中継器が送信する場合であり、基地局がパケットレベルの符号化を行ったパケットを送信し、中継器が受信し、中継器は、パケットレベルの復号まで完了し、基地局が送信したパケットの情報を送信する、つまり、パケットレベルの符号化がなされたパケットを送信することになる。但し、図50の5001の場合、基地局が送信したパケットと中継器が送信するパケットとの構成が同一である場合を例に示したが、これに限ったものではなく、基地局が送信したパケットと中継器が送信するパケットのパケットサイズは異なっていてもよい。また、図50の5001では、省略して記載しており、5001で記載したパケット以外に制御情報等が同時に送信されることになる。
5002は、再送ありの条件のもと、基地局が送信したパケットを受信し、中継器が送信する場合であり、基地局がパケットレベルの符号化を行ったパケットを送信し、中継器が受信し、中継器は、第1の実施の形態、第2の実施の形態、第6の実施の形態、第11の実施の形態、第12の実施の形態で述べたように、受信したパケットの全てではなく一部のパケットを最初に端末に送信し、端末からの初期送信に関するフィードバック情報を中継器は受信し、再送が必要な場合、再送用のパケットを送信することになる。
5003は、再送ありの条件のもと、基地局が送信したパケットを受信し、中継器が送信する場合であり、基地局がパケットレベルの符号化を行ったパケットを送信し、中継器が受信し、中継器は第4の実施の形態、第5の実施の形態で述べたような図17、図19のフレーム構成の通信方法を行うことになる。この場合、中継器は、基地局が送信したパケットを受信し、受信したパケットの一部のパケットを初期送信し、端末から初期送信に関するフィードバック情報を中継器は受信し、図17、図19に示したような再送を行うことになる。
なお、基地局がパケットレベルでの符号化を行わない場合もあり、その場合は、基地局が送信した信号を送信し、中継器は、受信した信号におけるパケットを送信することになる。
図51は、中継器における中継(送信)方法の選択方法に関する一例を示している。はじめに、基地局が送信したパケットを中継する際、そのパケットがマルチキャスト用のパケットであるかどうか、を調べる。マルチキャスト用のパケットでないとき、パケットを送信するとともに、もし、端末から再送の要求があった場合、物理層による再送、例えば、Chase CombiningやHybrid ARQを用いて再送を行う。
そして、マルチキャスト用のパケットのとき、次に、そのパケットが、リアルタイム性が必要かどうか、を調べる。リアルタイム性が必要な場合、中継器は、端末からの再送には応じず、また、パケットレベルの符号化が行われたパケットを送信する。これにより、端末では、パケットレベルの復号化を行うことで、高い受信品質を得ることができる。
リアルタイム性が必要でない場合、次に、複数回中継、つまり、中継器が、基地局が送信したパケットを受信したあと、そのパケットを複数回送信するかどうか、を調べる。そして、複数回送信する必要がある場合、中継器は、第14の実施の形態で述べる送信方法を用いる。なお、当該送信方法は、第14の実施の形態で詳しく述べるものとし、ここでは、その説明を省略する。
複数回送信する必要がない場合、次に、データ伝送速度を優先するかどうか、を調べる。そして、優先する場合、図41における送信、及び、再送方法により、中継器は、基地局が送信したパケットを受信し、そのパケットの初期送信、及び、端末から再送要求があった場合、図41のような送信方法をとる。
データ伝送速度を優先しない場合、まず、中継器は、基地局が送信したパケットを受信し、そのパケットのうち、初期送信用のパケットを送信する。次の、中継器は、再送要求を行った端末の数を調べる。そして、再送要求を行った端末の数が多いときは、図40による再送を行い、再送要求が少ない場合は、物理層による再送とパケットによる再送、つまり、図17、図19のような再送を行う。
図52は、中継器3200Eの一部の機能の構成の一例を示しており、図4と同様に動作するものについては、同一符号を付した。
基地局が送信した信号を受信した場合、制御情報検出部5201は、基地局が送信した信号に含まれる制御情報を抽出し、制御情報5202を出力する。
中継方法決定部5203は、制御情報5202を入力とし、中継方法(初期送信方法)、及び/又は、再送方法を決定し、決定方式信号5204を出力する。
端末が送信した信号を受信した場合、制御情報検出部5201は、端末が送信した信号に含まれる制御情報を抽出し、制御情報5202を出力する。
中継方法決定部5203は、制御情報5202を入力とし、端末からの再送要求があったかどうかを検出し、再送要求があった場合、再送方法を決定し、決定方式信号5204を出力する。
パケット生成部5205は、基地局が送信した信号を受信した場合、端末が送信した信号を受信した場合のいずれにおいても、決定方式信号5204、及び、復号化後のパケット341を入力とし、決定方式信号5204にしたがった送信・再送方法用のパケット5206を生成し、出力する。そして、中継器は、送信・再送方法用のパケット5206に対し、所定の処理を施し、送信・再送方法用のパケット5206に対応する信号を端末に送信する。
以上のように、中継器が、パケットを同時に中継する端末の数、データの種類等の通信環境により、再送を含む送信方式を切り替える方法とすることで、データの伝送速度の向上と端末におけるパケットの受信品質の向上の両立を図ることができる。
但し、基地局は、中継器に対して、パケットレベルの符号化を行ったパケットを送信する例で説明したが、必ずしもこれに限ったものではなく、パケットレベルの符号化を行っていないパケットを送信してもよい。この場合、パケットロスが発生した場合は、中継器は、基地局に対し、再送要求を行い、基地局は再送要求に応じて、パケットを再送することになる。
≪第14の実施の形態≫
以下、第14の実施の形態について図面を用いて説明する。第14の実施の形態では、第13の実施の形態で述べた、同一のパケットを複数回送信する方法について説明する。
図53は、ネットワークの状態の変化の一例を示している。ある時刻において、基地局、中継器、端末の状態が状態Aにあったとする。そして、時間が経過し、基地局、中継器、端末の状態が状態Bに変化したものとする。これにより端末5300がネットワークに新たに参加したものとする。
図54は、時間軸における中継器のパケットの送信状況の一例を示している。基地局が図49(a)により、マルチキャストのパケットで、リアルタイムに端末に伝送する必要がないパケットを複数回中継することを中継器に指示したものとし、当該パケットをパケット群#aと呼称する。
図53(a)から図53(b)への状態の変化に示されるように、ネットワークに途中参加した端末に対しても、的確にパケットを伝送する必要がある場合がある。通常、過去にあるパケットを複数の端末に送信し、そのパケットを再度、複数の端末に送信すると言うような通信形態を議論していない。しかし、機器の制御を行う場合、例えば、制御情報のパケットを複数の機器に対して送信するような場合が考えられる。このとき、前記の制御パケットの情報が、この機器には伝達しなくなり、制御対象の機器から外れてしまう。このような場合を考慮した送信形態の導入が必要となる。
図54では、時刻T1において、基地局、中継器、端末の状態は図53の状態Aにあり、このとき、複数回送信(中継)する必要があるパケット群#aを基地局が送信し、中継器も、パケット群#aを送信したものとする。
そして、時刻T2において基地局、中継器、端末の状態図53の状態Bに変化したものとする。時刻T3において、中継器は、パケット群#aの2回目の送信をする。このとき、中継器がパケット群#aを送信するのは、中継器が新たなパケット群を基地局から受信して送信するわけではなく、時刻T1の基地局から送信されたパケット群#aにより、中継器は、パケット群#aを複数回送信することが設定されたために送信されるものである。これにより、時刻T2において図53の状態Bに示される新たにネットワークに参加した端末5003に対してもパケット群#aが伝送されることになる。
なお、図49(a)において、基地局から中継回数や中継・送信間隔を設定するようなフレーム構成になっているが、この設定がなかった場合、中継器は、永久にパケット群#aを送信することになってしまい、これを防ぐために必要な情報となる。
図55は、本実施の形態における中継器の構成の一例であり、図46と同様に動作するものについては同一符号を付した。
記憶部5501は、誤り検出結果及びパケットデータ336、復号化後のパケット341と、通信方法の情報334とを入力とする。中継器が受信した基地局が送信した信号により示される通信方法の情報334が、複数回送信する送信方法を示していた場合、記憶部5501は、誤り検出結果及びペットデータ336、復号化後のパケット341を記憶する。そして、受信方法の情報334に含まれる送信間隔、送信回数の情報に基づき、記憶部5501は、一定の回数、及び、一定の間隔で、記憶しているパケット5502を出力する。
選択部3708は、入力であるパケット5502を送信する必要がある場合、当該パケット5502を選択パケット3709として出力する。
図56は、図54とは異なる基地局と中継器の送信パケットの送信タイミングの一例を示している。図56において、パケット群#aは、中継器が複数回送信する必要があるパケット群であるものとし、パケット群#bは、リアルタイム性が求められるパケット群、即ち、基地局から中継器を経由して端末に到達するまでの遅延を短くしたいパケット群であるものとする。また、パケット群aは時間間隔αで複数回送信されるものとする。
このとき、中継器が、パケット群bを送信中(時間T5〜T7)に、パケット群#aを送信すべき送信時間T6を迎えるものとする。しかし、このような場合、中継器は、リアルタイム性が求められているパケット群の送信を優先し、複数回送信する必要のあるパケット群、つまり、リアルタイム性の求められていないパケット群を送信するための送信割り込みは許可しないものとする。したがって、リアルタイム性を要求されているパケットを中継器は優先的に送信することが、中継器としては重要な役割となる。
以上のように、中継器が、基地局が送信したパケットを複数回送信(中継)することで、途中でネットワークに参加した端末に対しても的確にパケットを伝送できる。
但し、基地局は、中継器に対して、パケットレベルの符号化を行ったパケットを送信する例で説明したが、必ずしもこれに限ったものではなく、パケットレベルの符号化を行っていないパケットを送信してもよい。この場合、パケットロスが発生した場合は、中継器は、基地局に対し、再送要求を行い、基地局は再送要求に応じて、パケットを再送することになる。
≪第15の実施の形態≫
以下、第15の実施の形態について図面を用いて説明する。第15の実施の形態では、第14の実施の形態における中継器が同一パケットを複数回送信する方法の別の実施の形態について説明する。
図57は、第14の実施の形態で述べた送信(中継)方法で、パケット群#a、パケット群#bは、共に基地局から送信され、両者のパケット群は、中継器が複数回送信するパケット群であるものとする。図57は、そのときの様子を示しており、パケット群#aは基地局から送信された後(時刻T1)、中継器はパケット群#aを複数回送信している(例えば、時刻T2、T3)。同様に、パケット群#bも基地局から送信された後、中継器はパケット群#bを複数回送信している(例えば、時刻T5、T7)。
図58は、図57とは異なる送信(中継)方法を示している。パケット群#a及びパケット群#bは、共に、基地局から送信され(時刻T1、T4)、両パケット群は、中継器が複数回送信するパケット群であるものとする。図58が図57と異なる点は、パケット群#aとパケット群#bの両者を送信するようになった時点(時刻T5)で、パケット群#aとパケット群#bとをパケットレベルで符号化し、パケット群#a+bを送信するという点にある。パケット群#a+bの作成方法について、図59を用いて説明する。
図59は、前述したパケット群#a+bの生成方法を示している。上述したとおり、パケット群#a及びパケット群#bは共に、中継器が複数回送信する必要があるパケット群であるものとする。
中継器は、基地局が送信したパケットレベル符号化されたパケット群#aを受信する。このとき、中継器は、パケット群#bを受信していないため、はじめは、パケット群#aを送信する(図58で言えば時刻T2)。その後、中継器は、基地局が送信したパケットレベル符号化されたパケット群#bを受信する。すると、図59に示しているように、中継器はパケット群#aに対し、パケットレベルの復号化によって得られるパケット群#aに含まれる情報パケット群(以下、パケット群#aの情報パケット群、と呼称する)を抽出する。同様に、中継器は、パケット群#bに対し、パケットレベルの復号化によって得られるパケット群#bに含まれる情報パケット群(以下、パケット群#bの情報パケット群、と呼称する)を抽出する。
そして、パケット群#aの情報パケット群、及び、パケット群#bの情報パケット群に対し、パケットレベルの符号化を行い、パケット群a+bを生成する。なお、当然であるが、これまでにも記載してきたように、符号化に用いる符号は、組織符号、非組織符号のいずれを用いてもよい。そして、以降、中継器は、端末に対し、パケット群#a+bを送信することになる。なお、ここに更に新たなパケット群#cを基地局から受信した場合には、中継器は、パケット群#aの情報パケット群と、パケット群#bの情報パケット群と、パケット群#cの情報パケット群とを合成して得られる情報パケット群に対してパケットレベル符号化を実行する事で得られるパケット群#a+b+cを作成して送信する。
パケット群aとパケット群bとがショートパケットの場合、ショートパケットに対応するために、パケット群#a、パケット群#bそれぞれに、情報パケット以外にパディングビットの挿入や制御情報(又は、制御用のパケット)が付加されていることがある。これに対し、パケット群#a+bとすることで、これらの付加情報を削減できるという利点があり、これにより、情報の伝送効率を改善できる。また、パケット群#a+bを作成するために用いる符号化用の誤り訂正符号としてブロック符号を用い、ブロック符号のブロックサイズを大きくした場合には、誤り訂正能力が向上するため、端末におけるデータの受信品質が向上するという利点もある。
上記では、基地局は中継器に対して、パケットレベルの符号化を行ったパケットを送信する例で説明したが、必ずしもこれに限ったものではなく、パケットレベルの符号化を行っていないパケットを送信し、その後、中継器により、パケット群a+bを作成してもよい。この場合、パケットロスが発生した場合は、中継器は、基地局に対し、再送要求を行い、基地局は、再送要求に応じて、パケットを再送することになる。
以上のように、中継器が、基地局が送信したパケットを複数回送信(中継)することで、途中でネットワークに参加した端末に対しても的確にパケットを伝送でき、かつ、複数回送信する必要のあるパケットをまとめて、パケットレベルの符号化を行うことで、データ伝送効率が向上し、また、データの受信品質が向上するという効果を得ることができる。
当然であるが、本実施の形態は単独で実施しても効果があるが、中継器が他の送信(中継)方法と切り替えて用いても良い。他の送信(中継)方法については、本実施の形態を除く他の実施の形態で記載した通りである。
≪補足≫
本発明は上記の実施の形態で説明した内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
(1)上記の各実施の形態では、主に、符号化器及び送信装置で実現する場合について説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、電灯線通信装置で実現する場合においても適用可能である。
(2)上記の各実施の形態で説明した送信側の通信装置の動作の手順をプログラムに記載し、当該プログラムを予めROM(Read Only Memory)に格納しておき、CPU(Central Processing Unit)がROMに記憶された当該プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。また、送信側の通信装置の動作の手順を記載したプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのRAM(Random Access Memory)に記憶して、コンピュータのCPUがRAMに記憶された当該プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
(3)上記の各実施の形態などの各構成は、典型的には集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現されてもよい。これらは、個別に1チップ化されてもよいし、各実施の形態の全ての構成または一部の構成を含むように1チップ化されてもよい。
ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC(Integrated Circuit)、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限られるものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらに、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
(4)本発明は、無線通信に限らず、電灯線通信(PLC:Power Line Communication)、可視光通信、光通信においても有用であることは言うまでもない。
(5)上記の第6から第8の実施の形態で説明したフレーム構成方法は、適宜変形することによって、第1から第5の実施の形態に適用することができることは言うまでもない。
(6)上記の各実施の形態では、物理層やアプリケーション層という用語を用いて説明したが、これは単に定義であって、呼び名はこれに限られるものではない。
(7)物理層の誤り訂正符号のことを一般的にFEC(Forward Error Correction)schemeと呼ばれることがある。
(8)上記の第12〜第15の実施の形態において、基地局から受信したパケットを中継器が端末装置に中継する事例を示したが、中継器が端末装置ではなく別の中継器にパケットを中継することとしてもよい。
本発明は、例えば低密度パリティ検査符号(LDPC Codes:Low Density Parity Check Codes)を用いて再送パケットを生成する際に有用である。
100 通信装置(送信側)
102 パケットデータ符号化部
103 物理層誤り訂正符号化部
104 送信方法決定部
151 並び替え部
152 符号化部(パリティパケット生成部)
153 誤り検出符号付加部
154 記憶部
155 誤り検出符号付加部
156 選択部
300 通信装置(受信側)
304 物理層復号化部
305 誤り検出部
306 フィードバック情報生成部
309 記憶部
310 パケット復号化部
3200、3200A〜E 中継器
3401、3501 処理部
3701 パケット分離部
3704 記憶部
3705 制御情報検出部
3708 選択部
3710 物理層符号化部
3712 制御情報生成部
3714 変調部
3716 送信部
3901 符号化部
4601 分配器
5201 制御情報検出部
5203 中継方法決定部
5205 パケット生成部

Claims (20)

  1. 第1層より前の層において、情報パケットに誤り検出符号を付加する第1誤り検出符号付加ステップと、
    前記第1層より前の層において、前記情報パケットの符号化を行うことによってパリティパケットを生成するパリティパケット生成ステップと、
    前記第1層より前の層において、前記パリティパケットに誤り検出符号を付加する第2誤り検出符号付加ステップと、
    前記第1層において、誤り検出符号付加後の情報パケットの符号化、及び誤り検出符号付加後のパリティパケットの符号化を行う第1層符号化ステップと、
    初期送信時に、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後の情報パケットを送信する送信ステップと、
    通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後のパリティパケットを送信するパリティパケット送信ステップと、
    を有するパリティパケットを用いた通信方法。
  2. 前記パリティパケット生成ステップで前記情報パケットの符号化に用いる符号の符号化率を1つ以上の通信相手の通信装置の夫々でパケットエラーとなった情報パケットの数に基づいて決定する決定ステップ
    を更に有し、
    前記パリティパケット生成ステップにおいて、前記決定ステップで決定された符号の符号化率を用いて前記情報パケットの符号化を行う
    請求項1記載のパリティパケットを用いた通信方法。
  3. 通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づき、当該通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送ステップ
    を更に有する請求項1記載のパリティパケットを用いた通信方法。
  4. (1)請求項1記載の通信方法と、(2)再送の際通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送方法と、(3)請求項1記載の通信方法と再送の際請求項1記載の通信方法及び前記第1層による再送を併用する併用再送方法と、から1つ以上の通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて再送の際に実行する再送方法を選択する選択ステップ
    を更に有する請求項1記載のパリティパケットを用いた通信方法。
  5. 前記第1層は物理層である
    請求項1記載のパリティパケットを用いた通信方法。
  6. 第1層より前の層において、情報パケットに誤り検出符号を付加する第1誤り検出符号付加部と、
    前記第1層より前の層において、前記情報パケットの符号化を行うことによってパリティパケットを生成するパリティパケット生成部と、
    前記第1層より前の層において、前記パリティパケットに誤り検出符号を付加する第2誤り検出符号付加部と、
    前記第1層において、誤り検出符号付加後の情報パケットの符号化、及び誤り検出符号付加後のパリティパケットの符号化を行う第1層符号化部と、
    初期送信時に、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後の情報パケットを送信し、通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて、前記第1層において符号化された誤り検出符号付加後のパリティパケットを送信する送信部と、
    を有する通信装置。
  7. 通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づき、当該通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送部
    を更に有する請求項6記載の通信装置。
  8. (1)請求項1記載の通信装置によって行われる第1の通信方法と、(2)再送の際通信相手の通信装置でパケットエラーとなった情報パケットに基づく前記第1層による再送を行う第1層再送方法と、(3)請求項1記載の通信装置によって行われる第1の通信方法と再送の際当該第1の通信方法及び前記第1層による再送を併用する併用再送方法と、から1つ以上の通信相手の通信装置からのフィードバック情報に基づいて再送の際に実行する再送方法を選択する選択部
    を更に有する請求項6記載の通信装置。
  9. 複数の情報パケットと、当該複数の情報パケットがパケットレベル符号化されて生成されるパリティパケットとを含む第1パケット群を受信して、端末装置に送信する中継器であって、
    前記第1パケット群を受信する第1受信手段と、
    前記第1受信手段で受信した前記パケット群に含まれる一部のパケットを第2パケット群として端末装置に送信する第1送信手段と、
    前記第2パケット群を受信した端末装置からフィードバック情報を受信する第2受信手段と、
    前記第2受信手段が前記フィードバック情報を受信した場合に、前記第1パケット群のうち、前記第2パケット群に含まれるパケット以外のパケットを第3パケット群として当該フィードバック情報を送信した端末装置に送信する第2送信手段とを備える
    ことを特徴とする中継器。
  10. 前記第1送信手段は、前記第1パケット群に含まれる情報パケットを前記第2パケット群として送信し、
    前記第2送信手段は、前記第1パケット群に含まれるパリティパケットの一部または全部を前記第3パケット群として送信する
    ことを特徴とする請求項9記載の中継器。
  11. 前記第1送信手段は、前記第1パケット群のうち、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットを前記第2パケット群として端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項9記載の中継器。
  12. 前記第1送信手段は、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットであって、受信側で誤りなくパケットを受信してパケットレベルの復号化を行うことで前記情報パケットの元となる情報を復元するに足る所定数以上のパケットを、前記第2パケット群として送信する
    ことを特徴とする請求項11記載の中継器。
  13. 前記第2送信手段は、前記第2パケット群に含まれないパケットであって、パケットレベルの復号化を行って復元された情報に基づいて生成されるパケットを含むパケット群を前記第3パケット群として端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項11又は12記載の中継器。
  14. 複数の情報パケットと、当該複数の情報パケットがパケットレベル符号化されて生成されるパリティパケットとを含む第1パケット群を受信して、端末装置に送信する中継器における通信方法であって、
    前記パケット群を受信する第1受信ステップと、
    前記第1受信手段で受信した前記パケット群に含まれる一部のパケットを第2パケット群として端末装置に送信する第1送信ステップと、
    前記第2パケット群を受信した端末装置からフィードバック情報を受信する第2受信ステップと、
    前記第2受信ステップが前記フィードバック情報を受信した場合に、前記第1パケット群のうち、前記第2パケット群に含まれるパケット以外のパケットを第3パケット群として当該フィードバック情報を送信した端末装置に送信する第2送信ステップとを含む
    ことを特徴とする通信方法。
  15. 前記第1送信ステップは、前記第1パケット群に含まれる情報パケットを前記第2パケット群として送信し、
    前記第2送信ステップは、前記第1パケット群に含まれるパリティパケットの一部または全部を前記第3パケット群として送信する
    ことを特徴とする請求項14記載の通信方法。
  16. 前記第1送信ステップは、前記第1パケット群のうち、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットを前記第2パケット群として端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項14記載の通信方法。
  17. 前記第1送信ステップは、パケットレベルの復号化前の段階において誤りが発生していないパケットであって、受信側で誤りなくパケットを受信してパケットレベルの復号化を行うことで前記情報パケットの元となる情報を復元するに足る所定数以上のパケットを、前記第2パケット群として送信する
    ことを特徴とする請求項16記載の通信方法。
  18. 前記第2送信ステップは、前記第2パケット群に含まれないパケットであって、パケットレベルの復号化を行って復元された情報に基づいて生成されるパケットを含むパケット群を前記第3パケット群として端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項16又は17記載の通信方法。
  19. 第1の情報がパケットレベル符号化された第1パケットと、第2の情報がパケットレベル符号化された第2パケットとを取得し、前記第1パケット及び前記第2パケットから前記第1の情報と前記第2の情報とを抽出し、抽出された第1の情報と第2の情報とに対してパケットレベル符号化を実行して、第1の情報と第2の情報とがパケットレベル符号化された第3パケットを生成する
    ことを特徴とする符号化器。
  20. 第1の情報がパケットレベル符号化された第1パケットと、第2の情報がパケットレベル符号化された第2パケットとを取得し、前記第1パケット及び前記第2パケットから前記第1の情報と前記第2の情報とを抽出し、抽出された第1の情報と第2の情報とに対してパケットレベル符号化を実行して、第1の情報と第2の情報とがパケットレベル符号化された第3パケットを生成する
    ことを特徴とする符号化方法。
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