JP3842185B2 - 無線通信システム及び送信局装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再送制御（伝送路上で発生した符号誤りを補償する制御）における再送遅延時間を短縮する技術に関し、特に、この再送遅延時間を、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいて短縮する技術に関する。
【０００２】
ここで、ＨｉＳＷＡＮａシステムとは、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｙｐｅ ａ システムの略であり、日本における標準化団体ＭＭＡＣ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍｓ）において標準化された５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステム（日本標準規格）である。
【０００３】
また、ＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムとは、欧州における標準化団体ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）において標準化された５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステム（欧州標準規格）である。
【０００４】
ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおける送信局および受信局は、比較的短い固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＤａｔａＵｎｉｔ）を、その変調モードを切り替えて送受信する。
【０００５】
【従来の技術】
［ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムと、再送制御］
一般に、無線通信においては、伝送路上で発生する符号誤りを補償すべく、送信局と受信局とが、次のような再送制御を行っている。
【０００６】
すなわち、送信局は、ユーザデータを固定長のＰＤＵに分割し、これに通し番号であるシーケンス番号と誤り検出符号とを付与する。
【０００７】
受信局は、この誤り検出符号を用いて、受信したＰＤＵに誤りがあるかどうかを検出する。受信局は、送信局から誤りなく受信されたＰＤＵのシーケンス番号を含むＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）情報、または未だ正常に受信されていないＰＤＵのシーケンス番号を含むＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡｃＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）情報を送信局に通知する。
【０００８】
送信局は、このＡＣＫ情報およびＮＡＫ情報に基づいて、送信に失敗したＰＤＵを受信局に再送する。
【０００９】
この点、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、送信局は、ユーザデータを分割して５４バイト単位の複数のＰＤＵにし、この複数のＰＤＵを２ｍｓｅｃ周期のフレームに複数個収容して受信局に送信する。
【００１０】
送信局は、伝送路上で符号誤りが発生した場合には、受信局から送信されるＡＣＫ情報およびＮＡＫ情報に基づいて、符号誤りのあるＰＤＵのみを選択的に再送する。
【００１１】
このように、所定周期のフレーム構成を用いるＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、再送が、最短でも、上記フレーム周期を単位に行われため、フレーム長の整数倍の遅延が避けられない。たとえば、回線設計として物理レイヤにおける平均のＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）が０．１であり、再送制御後の所望の残留ＰＥＲが１０−８であるならば、合計８回のＰＤＵ送信（初回送信＋再送７回）が必要となる。したがって、フレーム長が２ｍｓであることを考慮すると、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、２ｍｓ×８回＝１６ｍｓ程度の再送遅延時間を見込む必要がある。
【００１２】
また、上位アプリケーションとしてＴＣＰ／ＩＰなどを用いて通信を行う場合には、輻輳回避のためのウインドウ制御が、再送に伴う遅延を輻輳によるものと誤解し、スループットを低下させる。
【００１３】
したがって、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、再送に伴う遅延を抑えるため、より少ない再送回数で効率的にＰＥＲ特性を改善することが求められている。
【００１４】
［ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムと、リンクアダプテーション］
ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、変調方式および誤り訂正の符号化率の組み合わせ（以下、この組み合わせを「変調モード」という。）が、ＢＰＳＫ Ｒ＝１／２（６Ｍｂｐｓ相当）、ＢＰＳＫ Ｒ＝３／４（９Ｍｂｐｓ相当）、ＱＰＳＫ Ｒ＝１／２（１２Ｍｂｐｓ相当）、ＱＰＳＫ Ｒ＝３／４（１８Ｍｂｐｓ相当）、１６ＱＡＭ Ｒ＝９／１６（２７Ｍｂｐｓ相当）、１６ＱＡＭ Ｒ＝３／４（３６Ｍｂｐｓ相当）、６４ＱＡＭ Ｒ＝３／４（５４Ｍｂｐｓ相当）の様に複数規定されている。
【００１５】
これは、伝送レートの高い変調モードほど伝送効率は高いが、一方で伝送レートの低い変調モードほど通信の信頼性が高いため、基地局とユーザ局との距離による通信状態の差や、フェージング等による時間的な通信状態の変動に対応するため、変調モードをフレーム単位で変更しようとするものである。
【００１６】
ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、上記変更を行う技術として、リンクアダプテーションが採用されている。すなわち、リンクアダプテーションとは、所望のＰＥＲを満足する範囲で最大の伝送レートを実現する変調モードを適応的に利用する技術である。
【００１７】
図６は、このリンクアダプテーションを採用した、従来方式における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【００１８】
図６に示すように、リンクアダプテーションは、まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１０１）、所望のＰＥＲ特性を満足可能な変調モードを選択する（Ｓ１０２）。そして、リンクアダプテーションは、ＰＤＵの送信時には、選択された変調モードにて通信を行い（Ｓ１０３）、続けてＰＤＵを送信する場合（Ｓ１０４）には、繰り返し同一の変調モードを用いて通信を行う（Ｓ１０３）。
【００１９】
［ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムと、再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する技術］
また、少ない再送回数でＰＥＲ特性を改善するためには、単純により高信頼の変調モードを適用すれば良いが、少ない周波数資源を有効に活用することも重要な課題であり、定常的に過剰に高信頼の変調モードを適用しつづけることは好ましくない。
【００２０】
この問題を両立するための方法としては、再送ＰＤＵを送信する場合にのみ高信頼の変調モードを適用するという方法が考えられる。
【００２１】
図７に、従来方式における再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する場合の変調モード指定の処理フロー概要を示す。
【００２２】
図７に示すように、まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１１１）、所望のＰＥＲ特性を満足可能であるより高効率な変調モードを選択する（Ｓ１１２）とともに、再送ＰＤＵ用のより高信頼な変調モードを選択する（Ｓ１１３）。
【００２３】
ＰＤＵの送信にあたっては、初回送信のＰＤＵか再送ＰＤＵの送信かを判断し（Ｓ１１４）、初回送信の場合にはより高効率な変調モードを用い通信を行い（Ｓ１１５）、再送時には高信頼な変調モードを用い通信を行う（Ｓ１１６）。さらに続けてＰＤＵを送信する場合（Ｓ１１７）には、Ｓ１１４〜Ｓ１１６の処理を繰り返す。
【００２４】
図７に示すように、変調モードを管理することは、再送制御としてＳｔｏｐ＆Ｗａｉｔ型の制御を用いる場合には、送信局および受信局が、送信されるＰＤＵが初回送信なのか再送なのかを区別できるため、比較的簡単である。さらには、何回目の再送かを把握して、再送回数に応じて変調モードをより高信頼化するということも実現可能である。
【００２５】
しかし、選択型の再送を行い、かつ、フレーム内に複数のＰＤＵを収容して通信を行う場合には事情が異なる。特に、ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムの場合には、帯域の割り当ておよび変調モードの指定は基地局側における集中制御となるため、送信側が送信時に変調モードを自由自在に設定できる訳ではない。
【００２６】
［基地局集中制御を用いるシステムと、再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する技術］
しかし、基地局側で再送ＰＤＵ数および初回送信ＰＤＵ数を把握可能な基地局集中制御の場合については、再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用することも可能である。
【００２７】
図８に、従来方式における基地局集中制御の場合の再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する変調モード指定の処理フロー概要を示す。
【００２８】
図８に示すように、まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１２１）、所望のＰＥＲ特性を満足可能であるより高効率な変調モードを選択する（Ｓ１２２）とともに、再送ＰＤＵ用のより高信頼な変調モードを選択する（Ｓ１２３）。
【００２９】
さらに、フレーム内で送信する再送ＰＤＵ数（ｍ個）を把握する（Ｓ１２４）とともに、初回送信ＰＤＵ数（ｎ個）を把握する（Ｓ１２５）。最初のｍ個までのＰＤＵであれば（Ｓ１２６）高信頼な変調モードを指定し（Ｓ１２７）、それ以降のＰＤＵであれば（Ｓ１２８）高効率な変調モードを指定する（Ｓ１２９）。
【００３０】
この図８の従来方式では、Ｓ１２４およびＳ１２５に示したように、基地局が、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とをフレーム毎に区別して把握できる必要がある。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムは、初回送信ＰＤＵ用と再送ＰＤＵ用とを区別することなく所要帯域の管理を行っている。実際、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおけるユーザ局が基地局に対して行う帯域要求では、単純に所要帯域をＰＤＵ数に換算して通知するのみである。
【００３２】
さらには、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムの再送制御は、複雑な選択再送方式を用いているため、連続したフレームで速やかに再送できる場合もあれば、最大７フレームの再送遅延が必要となる場合もあり、これらすべての状況が標準化された規格内で許容されている。
【００３３】
したがって、図８の基地局側は、実際の再送がどのタイミングでどの程度行われるかを正確に把握できない。
【００３４】
よって、従来は、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいて、再送ＰＤＵのみに限定的に高信頼の変調モードを適用することが非常に困難であった。
【００３５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、割当帯域管理において再送ＰＤＵと初回送信ＰＤＵとを区別することなしに、再送ＰＤＵにはなるべく高信頼の変調モードを適用する一方、初回送信ＰＤＵにはできるだけ高効率な変調モードを適用し、高い伝送効率と短い再送遅延とを両立可能な簡易な無線通信方法を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題は、前記特許請求の範囲に記載の手段により解決される。
【００３７】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおいて、前記送信局装置は、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛てのＮ個のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された０＜α＜１となる係数αを用いて、Ｍ−１＜α×Ｎ≦Ｍとなる整数Ｍを求め、フレーム内の最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降の（Ｎ−Ｍ）個のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用い、前記受信局装置は、前記送信局装置が用いた変調モードにてＰＤＵの受信処理を行う、ことを特徴とする無線通信システムである。
【００３８】
請求項１に記載の発明は、従来とは異なり、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛の複数のＰＤＵに適用する変調モードを同一フレーム内で変更し、フレーム内前方のＰＤＵほど高信頼の変調モードを、フレーム内後方のＰＤＵほど高効率の変調モードを適用し、さらに同一フレーム内では再送ＰＤＵほど先に先に送信する。また、フレーム内に収容されたＰＤＵの中から、高信頼の変調モードまたは高効率の変調モードが適用されるＰＤＵを容易に決定できる。
【００３９】
請求項２に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおいて、前記送信局装置は、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛ての複数のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された１以上の整数Ｍを用いて、フレーム内に収容される最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用い、前記受信局装置は、前記送信局装置が用いた変調モードにてＰＤＵの受信処理を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムである。
【００４０】
請求項２に記載の発明は、従来とは異なり、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛の複数のＰＤＵに適用する変調モードを同一フレーム内で変更し、フレーム内前方のＰＤＵほど高信頼の変調モードを、フレーム内後方のＰＤＵほど高効率の変調モードを適用し、さらに同一フレーム内では再送ＰＤＵほど先に先に送信する。また、フレーム内に収容されたＰＤＵの中から、高信頼の変調モードまたは高効率の変調モードが適用されるＰＤＵを容易に決定できる。
【００４１】
請求項３に記載の発明は、前記受信局装置は、受信信号の強度、または、受信信号の誤り状況、または、受信信号の強度および受信信号の誤り状況、を監視し、受信強度が所定のしきい値以下である場合、または、受信したＰＤＵ自体または制御情報に符号誤りが存在する場合、または、受信強度が所定のしきい値以下でありかつ受信したＰＤＵまたは制御情報に符号誤りが存在する場合、にのみ、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛ての複数のＰＤＵに対して複数の変調モードを用いる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムである。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、同一フレーム内に収容されたＰＤＵについて複数種類の変調モードが常に適用され続けることがないため、伝送効率を向上できる。
【００４３】
請求項４に記載の発明は、ひとつの基地局装置と、該基地局装置と無線回線を介して通信を行う複数のユーザ局装置とで構成され、該基地局装置およびユーザ局装置が前記送信局装置および前記受信局装置の双方の機能を有する無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、各ユーザ局装置に割り当てるＰＤＵ数と各ＰＤＵの変調モードとに関する指示をフレーム毎に通知し、前記ユーザ局装置は、前記フレーム毎に通知される基地局装置からの指示に従ってＰＤＵを送受信する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムである。
【００４４】
請求項５に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおける前記送信局装置であって、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛てのＮ個のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された０＜α＜１となる係数αを用いて、Ｍ−１＜α×Ｎ≦Ｍとなる整数Ｍを求め、フレーム内の最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降の（Ｎ−Ｍ）個のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用いることを特徴とする送信局装置である。
【００４５】
請求項６に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおける前記送信局装置であって、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛ての複数のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された１以上の整数Ｍを用いて、フレーム内に収容される最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用いる、ことを特徴とする送信局装置である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。また、本実施形態では、送信局装置を送信局として説明し、受信局装置を受信局として説明する。
【００４７】
図１は、本発明の一実施形態における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【００４８】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１）、所望のＰＥＲ特性を満足させる変調モードであって、より高効率な変調モードを選択し（Ｓ２）、この選択した変調モードよりも高信頼である変調モードを選択する（Ｓ３）。
【００４９】
さらに、フレーム内のＰＤＵのうち、高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数（ｍ個）を決定する（Ｓ４）とともに、高効率な変調モードで送信するＰＤＵ数（ｎ個）を決定する（Ｓ５）。
【００５０】
ＰＤＵの送信にあたっては、最初のｍ個までのＰＤＵであれば（Ｓ６）高信頼な変調モードを用い（Ｓ７）、それ以降のＰＤＵであれば（Ｓ８）高効率な変調モードを用いて通信を行う（Ｓ９）。
【００５１】
図８に示した従来方式の場合には、Ｓ１２４およびＳ１２５に示したように、基地局が、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とをフレーム毎に区別して把握する必要があったが、本実施形態によれば、上記Ｓ４およびＳ５で示したように、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とに依存しない値を用いており、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とをフレーム毎に区別して把握する必要がない。
【００５２】
図２は、本発明の一実施形態における送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フロー概要を示す図である。
【００５３】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１１）、このフレームで送信すべきＰＤＵを把握し（Ｓ１２）、再送ＰＤＵを先に、初回送信ＰＤＵが後になるように送信順序をソーティングする（Ｓ１３）。
【００５４】
本実施形態における図１および図２の組み合わせは、請求項１に記載した発明の実施形態に対応する。
【００５５】
図３は、図２の送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フローの別の実施例を示す図である。
【００５６】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ２１）、このフレームで送信すべきＰＤＵを把握し（Ｓ２２）、ＰＤＵのシーケンス番号順となるように送信順序をソーティングする（Ｓ２３）。
【００５７】
図３で示した処理フローに従えば、自動的に再送ＰＤＵが先に、初回送信ＰＤＵが後になるように送信順序が調整される。したがって、上記したように、これは、図２に示す送信順序の決定処理フローを実現するためのひとつの実施例とみなすこともできる。
【００５８】
なお、本実施形態における図１および図３の組み合わせは、請求項２に記載した発明の実施形態に対応している。
【００５９】
図４は、本発明の一実施形態における高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数の決定処理フローを示す図である。
【００６０】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ３１）、このフレームで送信すべきＰＤＵ数（Ｎ個）を把握し（Ｓ３２）、システムとしてあらかじめ設定された０＜α＜１となる所定の係数αを用いてＭ＝Ｒｏｕｎｄ＿ｕｐ［α×Ｎ］となる整数Ｍを算出する（Ｓ３３）。
【００６１】
なお、ここで関数Ｒｏｕｎｄ＿ｕｐ［ ｘ ］とは、変数ｘに対しＭ−１＜ｘ≦Ｍなる整数Ｍを求める関数である。
【００６２】
この図４にて説明した実施形態は、請求項３に記載した発明の実施形態に対応する。
【００６３】
また、より簡易に高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数Ｍを決定するために、システムとしてＭを固定値とすることも可能であり、これは請求項４に記載した発明の実施形態に対応している。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について具体的に図を用いて説明してきたが、これらは再送ＰＤＵが存在する場合に、その再送ＰＤＵの送信成功率を向上するのが目的であり、再送ＰＤＵが存在しないと予想される場合には、一時的に本発明の適用を停止することも可能である。これにより、不要に高信頼（すなわち低効率）の変調モードを利用することを避け、伝送効率を高めることが可能である。
【００６５】
図５は、本発明の一実施形態における同一フレーム内での複数変調モードの適用の実施の可否判断を行うための処理フローを示す図である。
【００６６】
受信局では、フレーム毎に受信信号の受信強度を測定し（Ｓ４２）、この受信強度が所定のしきい値Ｐｔｈ以下であるかどうかを判断し（Ｓ４３）、しきい値以下であれば該当フレームの品質が劣化したものと判断する（Ｓ４４）。
【００６７】
さらにフレーム毎に符合誤りがあるＰＤＵまたは制御情報が受信されたかどうかを監視する（Ｓ４５）。符合誤りがある場合には（Ｓ４６）、同様に該当フレームの品質が劣化したものと判断する（Ｓ４７）。これらのフレーム毎の品質劣化情報は、過去の複数フレームに渡る受信状態の履歴情報として記録され（Ｓ４８）、所定のフレーム数Ｋに対し、過去Ｋフレーム以内に品質劣化フレームが存在しない場合には（Ｓ４９）通信状態を「良好」とし（Ｓ５０）、存在する場合には「不良」とする（Ｓ５１）。
【００６８】
ここで「不良」と判断された場合には、図４にて説明したように、高信頼の変調モードで送信するＰＤＵ数を１以上の整数Ｍに設定するが、「良好」と判断された場合にはＭ＝０に変更して設定する。この通信状態に関する情報、「良好」または「不良」は、必要に応じて送信局に通知される。
【００６９】
本実施形態における図５は、請求項５に記載した発明の実施形態に対応している。なお、図５ではフレーム毎の受信信号の受信強度と符合誤りがある受信ＰＤＵの有無の両方を判断に用いる例を示したが、どちらか一方のみを用いることも可能である。同様に、図５では過去の複数フレームの受信状態の履歴を用いる場合を例示したが、単一のフレームの受信状態を用いて判断することも可能である。
【００７０】
たとえば、ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、フレーム単位で再送ＰＤＵの有無を通知する機能は備えていないが、過去５０フレームに渡る通信の状況を通知するためのエラー表示ビットという制御情報が規定されている。ここでは、フレーム毎に符号誤りのあるＰＤＵが存在するか、または制御情報に符合誤りが存在したかを監視するとともに、符合誤り時にはその際の受信信号の信号強度を参照し、符号誤りの状況を分類して管理している。これらのシステムでは、この情報を利用して図５に示した制御を実施することが可能である。
【００７１】
なお、従来の方式で示した様に、ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、割り当て帯域の管理を全て基地局が集中管理しているため、本発明をこれらのシステムに適用する場合には、使用する変調モードの指定も基地局が行うことになる。本願の請求項６に記載した発明は、これに対応したものである。
【００７２】
以上述べた実施形態は、全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ひとつのフレーム内に同一コネクション宛てのＰＤＵが複数存在する際に、再送ＰＤＵを先に送信すると共にフレーム内前方のＰＤＵの送信を後方のＰＤＵの変調モードに比較して高信頼化する。
【００７４】
したがって、本発明によれば、ひとつのフレーム内に同一コネクション宛てのＰＤＵが複数存在する際に、再送ＰＤＵの有無ないしは再送ＰＤＵ数を意識した制御を行うことなく、ＰＤＵ送信に用いる変調モードを決定できる。
【００７５】
よって、本発明によれば、遅延時間の大きくなったＰＤＵの送信成功確率を向上することが可能となり、わずかな伝送効率の低下と引き換えに、再送に伴う遅延時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フロー概要を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フローの別の実施例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数の決定処理フローを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における同一フレーム内での複数変調モードの適用の実施の可否判断を行うための処理フローを示す図である。
【図６】従来方式における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【図７】従来方式における再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する場合の変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【図８】従来方式における基地局集中制御の場合の再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、再送制御（伝送路上で発生した符号誤りを補償する制御）における再送遅延時間を短縮する技術に関し、特に、この再送遅延時間を、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいて短縮する技術に関する。
【０００２】
ここで、ＨｉＳＷＡＮａシステムとは、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｙｐｅ ａ システムの略であり、日本における標準化団体ＭＭＡＣ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍｓ）において標準化された５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステム（日本標準規格）である。
【０００３】
また、ＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムとは、欧州における標準化団体ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）において標準化された５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステム（欧州標準規格）である。
【０００４】
ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおける送信局および受信局は、比較的短い固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＤａｔａＵｎｉｔ）を、その変調モードを切り替えて送受信する。
【０００５】
【従来の技術】
［ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムと、再送制御］
一般に、無線通信においては、伝送路上で発生する符号誤りを補償すべく、送信局と受信局とが、次のような再送制御を行っている。
【０００６】
すなわち、送信局は、ユーザデータを固定長のＰＤＵに分割し、これに通し番号であるシーケンス番号と誤り検出符号とを付与する。
【０００７】
受信局は、この誤り検出符号を用いて、受信したＰＤＵに誤りがあるかどうかを検出する。受信局は、送信局から誤りなく受信されたＰＤＵのシーケンス番号を含むＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）情報、または未だ正常に受信されていないＰＤＵのシーケンス番号を含むＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡｃＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）情報を送信局に通知する。
【０００８】
送信局は、このＡＣＫ情報およびＮＡＫ情報に基づいて、送信に失敗したＰＤＵを受信局に再送する。
【０００９】
この点、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、送信局は、ユーザデータを分割して５４バイト単位の複数のＰＤＵにし、この複数のＰＤＵを２ｍｓｅｃ周期のフレームに複数個収容して受信局に送信する。
【００１０】
送信局は、伝送路上で符号誤りが発生した場合には、受信局から送信されるＡＣＫ情報およびＮＡＫ情報に基づいて、符号誤りのあるＰＤＵのみを選択的に再送する。
【００１１】
このように、所定周期のフレーム構成を用いるＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、再送が、最短でも、上記フレーム周期を単位に行われため、フレーム長の整数倍の遅延が避けられない。たとえば、回線設計として物理レイヤにおける平均のＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）が０．１であり、再送制御後の所望の残留ＰＥＲが１０−８であるならば、合計８回のＰＤＵ送信（初回送信＋再送７回）が必要となる。したがって、フレーム長が２ｍｓであることを考慮すると、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、２ｍｓ×８回＝１６ｍｓ程度の再送遅延時間を見込む必要がある。
【００１２】
また、上位アプリケーションとしてＴＣＰ／ＩＰなどを用いて通信を行う場合には、輻輳回避のためのウインドウ制御が、再送に伴う遅延を輻輳によるものと誤解し、スループットを低下させる。
【００１３】
したがって、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、再送に伴う遅延を抑えるため、より少ない再送回数で効率的にＰＥＲ特性を改善することが求められている。
【００１４】
［ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムと、リンクアダプテーション］
ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、変調方式および誤り訂正の符号化率の組み合わせ（以下、この組み合わせを「変調モード」という。）が、ＢＰＳＫ Ｒ＝１／２（６Ｍｂｐｓ相当）、ＢＰＳＫ Ｒ＝３／４（９Ｍｂｐｓ相当）、ＱＰＳＫ Ｒ＝１／２（１２Ｍｂｐｓ相当）、ＱＰＳＫ Ｒ＝３／４（１８Ｍｂｐｓ相当）、１６ＱＡＭ Ｒ＝９／１６（２７Ｍｂｐｓ相当）、１６ＱＡＭ Ｒ＝３／４（３６Ｍｂｐｓ相当）、６４ＱＡＭ Ｒ＝３／４（５４Ｍｂｐｓ相当）の様に複数規定されている。
【００１５】
これは、伝送レートの高い変調モードほど伝送効率は高いが、一方で伝送レートの低い変調モードほど通信の信頼性が高いため、基地局とユーザ局との距離による通信状態の差や、フェージング等による時間的な通信状態の変動に対応するため、変調モードをフレーム単位で変更しようとするものである。
【００１６】
ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいては、上記変更を行う技術として、リンクアダプテーションが採用されている。すなわち、リンクアダプテーションとは、所望のＰＥＲを満足する範囲で最大の伝送レートを実現する変調モードを適応的に利用する技術である。
【００１７】
図６は、このリンクアダプテーションを採用した、従来方式における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【００１８】
図６に示すように、リンクアダプテーションは、まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１０１）、所望のＰＥＲ特性を満足可能な変調モードを選択する（Ｓ１０２）。そして、リンクアダプテーションは、ＰＤＵの送信時には、選択された変調モードにて通信を行い（Ｓ１０３）、続けてＰＤＵを送信する場合（Ｓ１０４）には、繰り返し同一の変調モードを用いて通信を行う（Ｓ１０３）。
【００１９】
［ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムと、再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する技術］
また、少ない再送回数でＰＥＲ特性を改善するためには、単純により高信頼の変調モードを適用すれば良いが、少ない周波数資源を有効に活用することも重要な課題であり、定常的に過剰に高信頼の変調モードを適用しつづけることは好ましくない。
【００２０】
この問題を両立するための方法としては、再送ＰＤＵを送信する場合にのみ高信頼の変調モードを適用するという方法が考えられる。
【００２１】
図７に、従来方式における再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する場合の変調モード指定の処理フロー概要を示す。
【００２２】
図７に示すように、まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１１１）、所望のＰＥＲ特性を満足可能であるより高効率な変調モードを選択する（Ｓ１１２）とともに、再送ＰＤＵ用のより高信頼な変調モードを選択する（Ｓ１１３）。
【００２３】
ＰＤＵの送信にあたっては、初回送信のＰＤＵか再送ＰＤＵの送信かを判断し（Ｓ１１４）、初回送信の場合にはより高効率な変調モードを用い通信を行い（Ｓ１１５）、再送時には高信頼な変調モードを用い通信を行う（Ｓ１１６）。さらに続けてＰＤＵを送信する場合（Ｓ１１７）には、Ｓ１１４〜Ｓ１１６の処理を繰り返す。
【００２４】
図７に示すように、変調モードを管理することは、再送制御としてＳｔｏｐ＆Ｗａｉｔ型の制御を用いる場合には、送信局および受信局が、送信されるＰＤＵが初回送信なのか再送なのかを区別できるため、比較的簡単である。さらには、何回目の再送かを把握して、再送回数に応じて変調モードをより高信頼化するということも実現可能である。
【００２５】
しかし、選択型の再送を行い、かつ、フレーム内に複数のＰＤＵを収容して通信を行う場合には事情が異なる。特に、ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムの場合には、帯域の割り当ておよび変調モードの指定は基地局側における集中制御となるため、送信側が送信時に変調モードを自由自在に設定できる訳ではない。
【００２６】
［基地局集中制御を用いるシステムと、再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する技術］
しかし、基地局側で再送ＰＤＵ数および初回送信ＰＤＵ数を把握可能な基地局集中制御の場合については、再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用することも可能である。
【００２７】
図８に、従来方式における基地局集中制御の場合の再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する変調モード指定の処理フロー概要を示す。
【００２８】
図８に示すように、まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１２１）、所望のＰＥＲ特性を満足可能であるより高効率な変調モードを選択する（Ｓ１２２）とともに、再送ＰＤＵ用のより高信頼な変調モードを選択する（Ｓ１２３）。
【００２９】
さらに、フレーム内で送信する再送ＰＤＵ数（ｍ個）を把握する（Ｓ１２４）とともに、初回送信ＰＤＵ数（ｎ個）を把握する（Ｓ１２５）。最初のｍ個までのＰＤＵであれば（Ｓ１２６）高信頼な変調モードを指定し（Ｓ１２７）、それ以降のＰＤＵであれば（Ｓ１２８）高効率な変調モードを指定する（Ｓ１２９）。
【００３０】
この図８の従来方式では、Ｓ１２４およびＳ１２５に示したように、基地局が、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とをフレーム毎に区別して把握できる必要がある。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムは、初回送信ＰＤＵ用と再送ＰＤＵ用とを区別することなく所要帯域の管理を行っている。実際、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおけるユーザ局が基地局に対して行う帯域要求では、単純に所要帯域をＰＤＵ数に換算して通知するのみである。
【００３２】
さらには、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムの再送制御は、複雑な選択再送方式を用いているため、連続したフレームで速やかに再送できる場合もあれば、最大７フレームの再送遅延が必要となる場合もあり、これらすべての状況が標準化された規格内で許容されている。
【００３３】
したがって、図８の基地局側は、実際の再送がどのタイミングでどの程度行われるかを正確に把握できない。
【００３４】
よって、従来は、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムにおいて、再送ＰＤＵのみに限定的に高信頼の変調モードを適用することが非常に困難であった。
【００３５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、割当帯域管理において再送ＰＤＵと初回送信ＰＤＵとを区別することなしに、再送ＰＤＵにはなるべく高信頼の変調モードを適用する一方、初回送信ＰＤＵにはできるだけ高効率な変調モードを適用し、高い伝送効率と短い再送遅延とを両立可能な簡易な無線通信方法を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題は、前記特許請求の範囲に記載の手段により解決される。
【００３７】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおいて、前記送信局装置は、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛てのＮ個のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された０＜α＜１となる係数αを用いて、Ｍ−１＜α×Ｎ≦Ｍとなる整数Ｍを求め、フレーム内の最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降の（Ｎ−Ｍ）個のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用い、前記受信局装置は、前記送信局装置が用いた変調モードにてＰＤＵの受信処理を行う、ことを特徴とする無線通信システムである。
【００３８】
請求項１に記載の発明は、従来とは異なり、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛の複数のＰＤＵに適用する変調モードを同一フレーム内で変更し、フレーム内前方のＰＤＵほど高信頼の変調モードを、フレーム内後方のＰＤＵほど高効率の変調モードを適用し、さらに同一フレーム内では再送ＰＤＵほど先に先に送信する。また、フレーム内に収容されたＰＤＵの中から、高信頼の変調モードまたは高効率の変調モードが適用されるＰＤＵを容易に決定できる。
【００３９】
請求項２に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおいて、前記送信局装置は、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛ての複数のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された１以上の整数Ｍを用いて、フレーム内に収容される最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用い、前記受信局装置は、前記送信局装置が用いた変調モードにてＰＤＵの受信処理を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムである。
【００４０】
請求項２に記載の発明は、従来とは異なり、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛の複数のＰＤＵに適用する変調モードを同一フレーム内で変更し、フレーム内前方のＰＤＵほど高信頼の変調モードを、フレーム内後方のＰＤＵほど高効率の変調モードを適用し、さらに同一フレーム内では再送ＰＤＵほど先に先に送信する。また、フレーム内に収容されたＰＤＵの中から、高信頼の変調モードまたは高効率の変調モードが適用されるＰＤＵを容易に決定できる。
【００４１】
請求項３に記載の発明は、前記受信局装置は、受信信号の強度、または、受信信号の誤り状況、または、受信信号の強度および受信信号の誤り状況、を監視し、受信強度が所定のしきい値以下である場合、または、受信したＰＤＵ自体または制御情報に符号誤りが存在する場合、または、受信強度が所定のしきい値以下でありかつ受信したＰＤＵまたは制御情報に符号誤りが存在する場合、にのみ、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛ての複数のＰＤＵに対して複数の変調モードを用いる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムである。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、同一フレーム内に収容されたＰＤＵについて複数種類の変調モードが常に適用され続けることがないため、伝送効率を向上できる。
【００４３】
請求項４に記載の発明は、ひとつの基地局装置と、該基地局装置と無線回線を介して通信を行う複数のユーザ局装置とで構成され、該基地局装置およびユーザ局装置が前記送信局装置および前記受信局装置の双方の機能を有する無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、各ユーザ局装置に割り当てるＰＤＵ数と各ＰＤＵの変調モードとに関する指示をフレーム毎に通知し、前記ユーザ局装置は、前記フレーム毎に通知される基地局装置からの指示に従ってＰＤＵを送受信する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システムである。
【００４４】
請求項５に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおける前記送信局装置であって、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛てのＮ個のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された０＜α＜１となる係数αを用いて、Ｍ−１＜α×Ｎ≦Ｍとなる整数Ｍを求め、フレーム内の最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降の（Ｎ−Ｍ）個のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用いることを特徴とする送信局装置である。
【００４５】
請求項６に記載の発明は、ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおける前記送信局装置であって、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、同一コネクション宛ての複数のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された１以上の整数Ｍを用いて、フレーム内に収容される最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用いる、ことを特徴とする送信局装置である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。また、本実施形態では、送信局装置を送信局として説明し、受信局装置を受信局として説明する。
【００４７】
図１は、本発明の一実施形態における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【００４８】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１）、所望のＰＥＲ特性を満足させる変調モードであって、より高効率な変調モードを選択し（Ｓ２）、この選択した変調モードよりも高信頼である変調モードを選択する（Ｓ３）。
【００４９】
さらに、フレーム内のＰＤＵのうち、高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数（ｍ個）を決定する（Ｓ４）とともに、高効率な変調モードで送信するＰＤＵ数（ｎ個）を決定する（Ｓ５）。
【００５０】
ＰＤＵの送信にあたっては、最初のｍ個までのＰＤＵであれば（Ｓ６）高信頼な変調モードを用い（Ｓ７）、それ以降のＰＤＵであれば（Ｓ８）高効率な変調モードを用いて通信を行う（Ｓ９）。
【００５１】
図８に示した従来方式の場合には、Ｓ１２４およびＳ１２５に示したように、基地局が、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とをフレーム毎に区別して把握する必要があったが、本実施形態によれば、上記Ｓ４およびＳ５で示したように、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とに依存しない値を用いており、再送ＰＤＵ数と初回送信ＰＤＵ数とをフレーム毎に区別して把握する必要がない。
【００５２】
図２は、本発明の一実施形態における送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フロー概要を示す図である。
【００５３】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ１１）、このフレームで送信すべきＰＤＵを把握し（Ｓ１２）、再送ＰＤＵを先に、初回送信ＰＤＵが後になるように送信順序をソーティングする（Ｓ１３）。
【００５４】
本実施形態における図１および図２の組み合わせは、請求項１に記載した発明の実施形態に対応する。
【００５５】
図３は、図２の送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フローの別の実施例を示す図である。
【００５６】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ２１）、このフレームで送信すべきＰＤＵを把握し（Ｓ２２）、ＰＤＵのシーケンス番号順となるように送信順序をソーティングする（Ｓ２３）。
【００５７】
図３で示した処理フローに従えば、自動的に再送ＰＤＵが先に、初回送信ＰＤＵが後になるように送信順序が調整される。したがって、上記したように、これは、図２に示す送信順序の決定処理フローを実現するためのひとつの実施例とみなすこともできる。
【００５８】
なお、本実施形態における図１および図３の組み合わせは、請求項２に記載した発明の実施形態に対応している。
【００５９】
図４は、本発明の一実施形態における高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数の決定処理フローを示す図である。
【００６０】
まず、あるフレームの通信を開始するにあたり（Ｓ３１）、このフレームで送信すべきＰＤＵ数（Ｎ個）を把握し（Ｓ３２）、システムとしてあらかじめ設定された０＜α＜１となる所定の係数αを用いてＭ＝Ｒｏｕｎｄ＿ｕｐ［α×Ｎ］となる整数Ｍを算出する（Ｓ３３）。
【００６１】
なお、ここで関数Ｒｏｕｎｄ＿ｕｐ［ ｘ ］とは、変数ｘに対しＭ−１＜ｘ≦Ｍなる整数Ｍを求める関数である。
【００６２】
この図４にて説明した実施形態は、請求項３に記載した発明の実施形態に対応する。
【００６３】
また、より簡易に高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数Ｍを決定するために、システムとしてＭを固定値とすることも可能であり、これは請求項４に記載した発明の実施形態に対応している。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について具体的に図を用いて説明してきたが、これらは再送ＰＤＵが存在する場合に、その再送ＰＤＵの送信成功率を向上するのが目的であり、再送ＰＤＵが存在しないと予想される場合には、一時的に本発明の適用を停止することも可能である。これにより、不要に高信頼（すなわち低効率）の変調モードを利用することを避け、伝送効率を高めることが可能である。
【００６５】
図５は、本発明の一実施形態における同一フレーム内での複数変調モードの適用の実施の可否判断を行うための処理フローを示す図である。
【００６６】
受信局では、フレーム毎に受信信号の受信強度を測定し（Ｓ４２）、この受信強度が所定のしきい値Ｐｔｈ以下であるかどうかを判断し（Ｓ４３）、しきい値以下であれば該当フレームの品質が劣化したものと判断する（Ｓ４４）。
【００６７】
さらにフレーム毎に符合誤りがあるＰＤＵまたは制御情報が受信されたかどうかを監視する（Ｓ４５）。符合誤りがある場合には（Ｓ４６）、同様に該当フレームの品質が劣化したものと判断する（Ｓ４７）。これらのフレーム毎の品質劣化情報は、過去の複数フレームに渡る受信状態の履歴情報として記録され（Ｓ４８）、所定のフレーム数Ｋに対し、過去Ｋフレーム以内に品質劣化フレームが存在しない場合には（Ｓ４９）通信状態を「良好」とし（Ｓ５０）、存在する場合には「不良」とする（Ｓ５１）。
【００６８】
ここで「不良」と判断された場合には、図４にて説明したように、高信頼の変調モードで送信するＰＤＵ数を１以上の整数Ｍに設定するが、「良好」と判断された場合にはＭ＝０に変更して設定する。この通信状態に関する情報、「良好」または「不良」は、必要に応じて送信局に通知される。
【００６９】
本実施形態における図５は、請求項５に記載した発明の実施形態に対応している。なお、図５ではフレーム毎の受信信号の受信強度と符合誤りがある受信ＰＤＵの有無の両方を判断に用いる例を示したが、どちらか一方のみを用いることも可能である。同様に、図５では過去の複数フレームの受信状態の履歴を用いる場合を例示したが、単一のフレームの受信状態を用いて判断することも可能である。
【００７０】
たとえば、ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、フレーム単位で再送ＰＤＵの有無を通知する機能は備えていないが、過去５０フレームに渡る通信の状況を通知するためのエラー表示ビットという制御情報が規定されている。ここでは、フレーム毎に符号誤りのあるＰＤＵが存在するか、または制御情報に符合誤りが存在したかを監視するとともに、符合誤り時にはその際の受信信号の信号強度を参照し、符号誤りの状況を分類して管理している。これらのシステムでは、この情報を利用して図５に示した制御を実施することが可能である。
【００７１】
なお、従来の方式で示した様に、ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ ｔｙｐｅ ２システムでは、割り当て帯域の管理を全て基地局が集中管理しているため、本発明をこれらのシステムに適用する場合には、使用する変調モードの指定も基地局が行うことになる。本願の請求項６に記載した発明は、これに対応したものである。
【００７２】
以上述べた実施形態は、全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ひとつのフレーム内に同一コネクション宛てのＰＤＵが複数存在する際に、再送ＰＤＵを先に送信すると共にフレーム内前方のＰＤＵの送信を後方のＰＤＵの変調モードに比較して高信頼化する。
【００７４】
したがって、本発明によれば、ひとつのフレーム内に同一コネクション宛てのＰＤＵが複数存在する際に、再送ＰＤＵの有無ないしは再送ＰＤＵ数を意識した制御を行うことなく、ＰＤＵ送信に用いる変調モードを決定できる。
【００７５】
よって、本発明によれば、遅延時間の大きくなったＰＤＵの送信成功確率を向上することが可能となり、わずかな伝送効率の低下と引き換えに、再送に伴う遅延時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フロー概要を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における送信局が送信するＰＤＵの送信順序の決定処理フローの別の実施例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における高信頼な変調モードで送信するＰＤＵ数の決定処理フローを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における同一フレーム内での複数変調モードの適用の実施の可否判断を行うための処理フローを示す図である。
【図６】従来方式における変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【図７】従来方式における再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する場合の変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
【図８】従来方式における基地局集中制御の場合の再送ＰＤＵのみに高信頼モードを適用する変調モード指定の処理フロー概要を示す図である。
Claims (6)
- ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおいて、
前記送信局装置は、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、
同一コネクション宛てのＮ個のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された０＜α＜１となる係数αを用いて、Ｍ−１＜α×Ｎ≦Ｍとなる整数Ｍを求め、フレーム内の最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降の（Ｎ−Ｍ）個のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用い、
前記受信局装置は、前記送信局装置が用いた変調モードにてＰＤＵの受信処理を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。 - ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおいて、
前記送信局装置は、同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、
同一コネクション宛ての複数のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された１以上の整数Ｍを用いて、フレーム内に収容される最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用い、
前記受信局装置は、前記送信局装置が用いた変調モードにてＰＤＵの受信処理を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記受信局装置は、受信信号の強度、または、受信信号の誤り状況、または、受信信号の強度および受信信号の誤り状況、を監視し、受信強度が所定のしきい値以下である場合、または、受信したＰＤＵ自体または制御情報に符号誤りが存在する場合、または、受信強度が所定のしきい値以下でありかつ受信したＰＤＵまたは制御情報に符号誤りが存在する場合、にのみ、ひとつのフレーム内に収容される同一コネクション宛ての複数のＰＤＵに対して複数の変調モードを用いる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
- ひとつの基地局装置と、該基地局装置と無線回線を介して通信を行う複数のユーザ局装置とで構成され、該基地局装置およびユーザ局装置が前記送信局装置および前記受信局装置の双方の機能を有する無線通信システムにおいて、
前記基地局装置は、各ユーザ局装置に割り当てるＰＤＵ数と各ＰＤＵの変調モードとに関する指示をフレーム毎に通知し、
前記ユーザ局装置は、前記フレーム毎に通知される基地局装置からの指示に従ってＰＤＵを送受信する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。 - ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉ ｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおける前記送信局装置であって、
同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、
同一コネクション宛てのＮ個のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された０＜α＜１となる係数αを用いて、Ｍ−１＜α×Ｎ≦Ｍとなる整数Ｍを求め、フレーム内の最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降の（Ｎ−Ｍ）個のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用いることを特徴とする送信局装置。 - ユーザデータを分割して複数の固定長のＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にし、該複数の固定長のＰＤＵを所定の周期のフレーム内に複数個収容して無線回線を介した通信を行う送信局装置および受信局装置から構成され、該送信局装置および受信局装置は伝送レートの異なる複数種類の変調モードを利用可能であり、さらに伝送路上でＰＤＵに誤りが生じた際に再送制御により誤り補償を行う無線通信システムにおける前記送信局装置であって、
同一コネクション宛ての再送ＰＤＵを初回送信ＰＤＵよりもフレーム内の前方に、もしくは該ＰＤＵに付与されるシーケンス番号の古い順に、ひとつのフレーム内へ収容するとともに、
同一コネクション宛ての複数のＰＤＵがひとつのフレーム内に収容された際に、当該システムにおいてあらかじめ設定された１以上の整数Ｍを用いて、フレーム内に収容される最初のＭ個のＰＤＵについては高信頼な変調モードを用い、それ以降のＰＤＵについては前記変調モードより伝送効率が高いひとつまたは複数の変調モードを用いる、ことを特徴とする送信局装置。
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