JP4125976B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＨ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ）方式を採用した無線通信装置および無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調方式は、マルチパス干渉に強い高速伝送技術として注目されている。特に、使用するＯＦＤＭサブキャリア（搬送波）周波数を時々刻々と周波数軸上でホッピングさせるＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、周波数ダイバーシチ効果が得られるアクセス方式として検討が重ねられている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、セルラ方式の通信システムにおいて使用する場合は、隣接する他セルからの干渉を平均化する効果も期待でき、将来の高速無線伝送技術として注目されている（例えば、非特許文献２参照）。このＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においても導入が検討されている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００３】
具体的な周波数ホッピング（ＦＨ）の手法としては、周波数インターリーブを用いる方法（例えば、非特許文献３参照）、およびＰＮ系列等のランダムな系列により生成されるＦＨパタンを用いる方法が考えられている。
【０００４】
ＦＨ−ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいては、各基地局はそれぞれのＦＨパタンに従ってデータを送信する。ＦＨパタンは、搬送波であるサブキャリアが使用する周波数帯域（サブキャリアの中心周波数）の時間的推移を示したパタンであり、各基地局には独自のＦＨパタンが割り当てられている。
【０００５】
図１２は、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式を採用した基地局装置が送信するサブキャリア信号の構成の一列を示した図である。ここで、横軸は周波数、縦軸は時間、Ｐはパイロット信号が乗っているサブキャリア、Ｄはデータが乗っているサブキャリアを示している。ここでは、Ｎ個のサブキャリアが１ブロックのデータとして送信され、また、ＦＨの頻度は１ＯＦＤＭシンボルごとである場合を例にとって説明している。
【０００６】
この図より、送信タイミング（ＯＦＤＭシンボル）によって、パイロット信号またはデータの配置される周波数がホッピングしていることがわかる。よって、このＦＨの効果として、広い範囲に渡って周波数を使うため、周波数ダイバーシチ効果が得られること、および他セルからの干渉に対して時間的な平均化効果を得られることが期待される。
【０００７】
また、３ＧＰＰで規定されているＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）等の通信システムでは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）と呼ばれるデータ再送方式が使用されている。このＨＡＲＱ方式は、再送されるデータ（パケット）を受信するときに、前回受信した誤りの含まれるパケットと合成することにより、受信側の受信品質を高める方式であり、この方式を用いた通信システムにおいては、高スループットなデータ伝送が期待される。データの再送方法としては、同じビット列を送信する場合（Chase Combining）と、異なる符号化のパリティビットを送信する場合（Incremental Redundancy）がある。
【０００８】
【非特許文献１】
"Broadband Wireless Access Solutions based on OFDM Access in IEEE 802.16", p.96 - 103, IEEE Communication Magazine, April, 2002
【非特許文献２】
http://www.flarion.com/technology/tech_intro.html
【非特許文献３】
3GPP TSG RAN WG1 meeting #28bis, R1-02-1222
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＦＨ−ＯＦＤＭ方式において、隣接セルとの境界付近に位置するユーザ（移動局）には、以下の問題点が発生する。
【００１０】
自局が収容されているセルの基地局と、隣接セルの基地局は互いに独立にＦＨを行っている。よって、あるサブキャリアの使用している周波数が、偶然隣接セルと一致することが起こり得る。このとき、このサブキャリアは隣接セルからの強い干渉を受けることになる。例えば、データの初回送信時に、図１３に示すように、３ＯＦＤＭシンボル目と４ＯＦＤＭシンボル目のデータ伝送時において、データの乗っているサブキャリアの周波数が、隣接セルのＦＨパタン（使用サブキャリア）と重なったとする。このとき、これらのシンボルの受信品質は悪化することが想定される。一方、これら以外のシンボルは、隣接セルの干渉をほとんど受けないため、受信品質は良い。すなわち、受信側が受信したサブキャリアの中には、隣接セルからの干渉を強く受けたサブキャリアと、隣接セルからの干渉をほとんど受けていないサブキャリアとの２種類が存在することになる。
【００１１】
かかる状況下では、３ＯＦＤＭシンボル目と４ＯＦＤＭシンボル目の受信品質を改善する必要が生じるが、ここで同じシンボルを再送しても、３ＯＦＤＭシンボル目または４ＯＦＤＭシンボル目の使用する周波数が、再び隣接セルと重なる状況になれば、データ再送処理による受信品質の改善効果は少なく、再び誤ってしまう可能性も高い。すなわち、ＨＡＲＱの再送を行っても、初回送信時に受信誤りとなったシンボルは受信品質が低いままであり、初回送信時に受信誤りではなかったシンボルは受信品質が高いと考えられる。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、データ再送処理の効果を高めることにより、受信側の受信性能を改善することができる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線送信装置は、所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられた複数の搬送波に送信データをマッピングして送信し、受信側から再送要求があった場合、前記複数の搬送波を再送する無線送信装置であって、前記受信側が受信した前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を示す干渉搬送波情報を、前記受信側から取得する干渉搬送波情報取得手段と、再送時に、前記干渉搬送波情報に基づいて、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを優先して再送する優先再送手段と、前記送信データを適応変調する際に使用された適応変調パラメータに関する情報を生成する適応変調パラメータ情報生成手段と、前記送信データのレートマッチングに使用されたレートマッチングパラメータに関する情報を生成するレートマッチングパラメータ情報生成手段と、前記受信側に送信する制御情報として、前記送信データの初回送信時には、前記適応変調パラメータに関する情報を選択し、前記送信データの再送時には、前記レートマッチングパラメータに関する情報を選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、初回送信時と再送時で、通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００１７】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングされていた送信データをパンクチャして再送する構成を採る。
【００１８】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データをリピティションして再送する構成を採る。
【００１９】
これらの構成によれば、初回送信時に受信品質の悪かったビットが再送時にも干渉を受けて悪い品質で受信される確率を減少させることができるので、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００２０】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記送信データがターボ符号化されている場合、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データであってシステマチックビットを含む送信データをリピティションして再送する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、干渉を受けたシンボルに含まれるビットのうち、システマチックビットのみをリピティションするため、例えば、干渉を受けたシンボルの数が多い場合においても、受信信号の復号性能を維持しつつ、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００２２】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データの送信電力を、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングされていた送信データの送信電力より大きく設定し、再送する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、干渉を受けたシンボルが、再送時において同様の干渉を受けても、ある程度の受信品質を維持することができる。
【００２４】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングし、再送する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、干渉を受けたシンボルが、再送時には、干渉を受けないことが期待されるので、再送時の受信品質を向上させることができる。
【００２８】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の無線送信装置を具備する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する基地局装置を提供することができる。
【００３０】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の無線送信装置を具備するセルラ方式の基地局装置であって、前記干渉搬送波情報は、自セルにおいて使用される前記所定の周波数ホッピングのパタンと、自セルに干渉を及ぼす他セルにおいて使用される所定の周波数ホッピングのパタンとの比較により取得される構成を採る。
【００３１】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記自セルに干渉を及ぼす他セルにおいて使用される所定の周波数ホッピングのパタンは、前記受信側から報告される、前記受信側が受信する周辺セルからの信号の受信状況と、自局の上位局から通知される、周辺セルが使用している所定の周波数ホッピングのパタンとに基づいて取得される構成を採る。
【００３２】
これらの構成によれば、移動局において干渉シンボルの判定をする必要がなくなるので、移動局の回路規模を削減することができ、バッテリの持ちを良くすることもできる。
【００３３】
本発明の無線受信装置は、所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられ、送信データがマッピングされた複数の搬送波を受信する受信手段と、受信された前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を特定する干渉搬送波特定手段と、特定された前記干渉を受けた搬送波に関する情報を前記複数の搬送波の送信側に報告する干渉搬送波情報報告手段と、受信された前記複数の搬送波の受信品質に関する情報を生成する受信品質情報生成手段を具備し、前記干渉搬送波報告手段は、前記送信側に前記送信データの再送を要求する場合、前記干渉を受けた搬送波に関する情報を前記送信側に報告し、前記送信側に前記送信データの受信成功を報告する場合、生成された前記受信品質に関する情報を報告する、構成を採る。
【００３４】
本発明の無線受信装置は、上記の構成において、前記干渉搬送波特定手段は、前記干渉を受けた搬送波の特定を、受信された前記複数の搬送波の受信品質に基づいて行う構成を採る。
【００３７】
これらの構成によれば、データの再送を要求する場合としない場合で、通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００３８】
本発明の無線通信方法は、所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられた複数の搬送波に送信データをマッピングして送信する送信ステップと、送信された前記複数の搬送波を受信する受信ステップと、受信された前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を報告する報告ステップと、前記報告ステップにおいて報告された、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを優先して再送する優先再送ステップと、前記送信データを適応変調する際に使用された適応変調パラメータに関する情報を生成する適応変調パラメータ情報生成ステップと、前記送信データのレートマッチングに使用されたレートマッチングパラメータに関する情報を生成するレートマッチングパラメータ情報生成ステップと、前記受信側に送信する制御情報として、前記送信データの初回送信時には、前記適応変調パラメータに関する情報を選択し、前記送信データの再送時には、前記レートマッチングパラメータに関する情報を選択する選択ステップと、を具備するようにした。
【００３９】
この方法によれば、初回送信時と再送時で、通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
データの再送を行うときには、受信品質が高いシンボルの受信品質をさらに高めるよりも、受信品質が低いシンボルの受信品質を改善することが重要である。
【００４１】
例えば、初回送信時の受信でＳＩＲが５ｄＢのシンボル１と−５ｄＢのシンボル２があったとする。シンボル１およびシンボル２を再送したときに、シンボル１が隣接セルの干渉を受けず、シンボル２が隣接セルの干渉を受けた場合、ＨＡＲＱの合成後のＳＩＲは、例えば、シンボル１は８ｄＢ、シンボル２は−２ｄＢとなる。ここで、シンボル１は再送せずに、シンボル２を３シンボル分再送した場合には、ＨＡＲＱ合成後のＳＩＲは、例えば、シンボル１は５ｄＢ、シンボル２は６ｄＢとなる。ターボ符号等を用いた誤り訂正であれば、前者の場合は再び受信誤りとなる可能性が高いのに対し、後者の場合は誤りが訂正される可能性が高く、データ再送の効果が大きく現れていると言える。本発明者は、この点に着目し、本発明をするに至った。
【００４２】
本発明の骨子は、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、受信側が、隣接セル等の干渉を受けたシンボル（受信品質が悪いと予想されるシンボル）がマッピングされていた搬送波を特定した情報を送信側に報告することにより、送信側がこの搬送波にマッピングされていた受信品質の悪いシンボルを他のシンボルに優先して再送することを可能とすることである。
【００４３】
なお、隣接セル等の干渉を受けたシンボル（干渉シンボル）を優先して再送する実施の形態としては、再送時には、干渉を受けていないシンボル（非干渉シンボル）をパンクチャ（間引き送信）する形態、再送時には干渉シンボルのみを再送する形態、再送する干渉シンボルの送信電力を非干渉シンボルより大きくする形態等がある。
【００４４】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの概要を説明する図である。ここでは、ＦＨ方式を採用した無線通信システムの一例として、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式の無線通信システムを例にとって説明する。また、ＦＨの方法としては、ＰＮ系列等のランダムな系列により生成されるＦＨパタンを用いる場合を例にとって説明する。ＦＨの頻度は、ＯＦＤＭシンボル毎の場合、スロット（またはフレーム）毎の場合、等が考えられるが、ここではＯＦＤＭシンボル毎のＦＨを考える。
【００４６】
この無線通信システムにおいて、基地局装置１００は、移動局装置１５０宛ての送信データ（パケット）を送信する。移動局装置１５０は、１つのパケット内に誤りがあった場合には、ＮＡＣＫ信号を基地局装置１００に送信し、パケットの再送を要求する。また、各受信シンボルの受信品質を測定し、品質が悪く干渉を受けたと判定されたシンボルの情報（干渉シンボル情報）を基地局装置１００に報告する。基地局装置１００は、ＮＡＣＫ信号を受け取った場合、この干渉シンボル情報に基づいて、バッファに保存してあるビット列のうち、干渉を受けたシンボルを優先して再送する。この再送の方法としては、干渉を受けたシンボルをリピティション（繰り返し送信）し、その他の干渉を受けていないと判定されたシンボルはパンクチャ（間引き送信）して送信する方法がある。また、干渉を受けたシンボルのみを再送し、干渉を受けていないと判定されたシンボルは再送対象から外すようにしても良い。
【００４７】
例えば、図１３に示したように、３ＯＦＤＭシンボル目および４ＯＦＤＭシンボル目が隣接セルのＦＨパタン（使用サブキャリア）と重なったとする。このとき、これらのシンボルの受信品質は悪くなっていることが想定される。一方、これら以外のシンボルは、隣接セルの干渉を受けていないため、受信品質は比して良くなっていると考えられる。このような状況では、３ＯＦＤＭシンボル目および４ＯＦＤＭシンボル目の受信品質を改善する必要がある。しかし、ここで同じシンボルを再送しても、３ＯＦＤＭシンボル目または４ＯＦＤＭシンボル目の使用する周波数が、再び隣接セルが使用する周波数と重なれば、受信品質の改善効果は少なく、再び誤る可能性が高い。
【００４８】
そこで、本発明では、再送時に同一シンボルが隣接セルからの干渉を受けて再び受信誤りを起こす確率を低減するために、送信側は、受信側から通知された干渉シンボル情報を用いてデータの再送制御を行う。
【００４９】
次いで、上記動作を実現する基地局装置１００および移動局装置１５０の具体的な構成を、図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図２は、基地局装置１００の内部構成を示すブロック図である。この基地局装置は、スケジューラ１０１、符号化部１０２、送信ＨＡＲＱ部１０３、変調部１０４、制御用データ処理部１０５、符号化部１０６、変調部１０７、多重器１０８、サブキャリアマッピング部１０９、Ｓ／Ｐ変換部１１０、ＩＦＦＴ部１１１、ＧＩ挿入部１１２、無線処理部１１３、送信アンテナ１１４、およびＭＣＳ選択部１１５を有する。
【００５１】
この図において、各ユーザ（ここでは、ユーザ１、ユーザ２、ユーザ３）に対し送信される送信データが、スケジューラ１０１に入力される。
【００５２】
スケジューラ１０１は、各ユーザ（各移動局装置）から通知された受信品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を用いて、どのユーザに対しどのタイミングでデータを送信するかを決めるスケジューリングを行う。このスケジューリングのアルゴリズムは、ＭａｘＣ／Ｉ法でもRound Robin法でも、また他のアルゴリズムでも良い。
【００５３】
ＭＣＳ選択部１１５は、スケジューラ１０１から通知された送信ユーザのＣＱＩに基づいて、送信データに対し使用するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）パラメータ、すなわち具体的には、符号化方法および変調方式を選択する。そして、選択された符号化方法（符号化率）は、符号化部１０２に出力され、同様に、選択された変調方式は、変調部１０４に出力される。
【００５４】
符号化部１０２は、スケジューラ１０１から出力された送信データに対し、ＭＣＳ選択部１１５から指示された符号化率を用いて、ターボ符号等の符号化を施す。また、必要に応じ、インターリーブ等の処理も行う。そして、送信ＨＡＲＱ部１０３にこの符号化データを出力する。
【００５５】
送信ＨＡＲＱ部１０３は、送信データのビット列に対し、ＲＭ（Rate Matching）パラメータによって決められる所定のレートマッチングを行い、レートを調整した後の送信ビットを変調部１０４に出力する。このＲＭパラメータは、送信回数によって異なる値をとる場合がある。レートマッチングの具体的な処理は、送信データのパンクチャおよびリピティションである。また、データ再送時には、移動局装置１５０から通知された干渉シンボル情報に基づいた再送制御を行う。データの再送方法として代表的なものに、同じビット列を送信するＣＣ（Chase Combining）法と、異なる符号化のパリティビットを送信するＩＲ（Incremental Redundancy）法があるが、ここでは簡単のため、ＣＣ法を用いているとする。なお、この再送制御の詳細については後述する。
【００５６】
変調部１０４は、ＭＣＳ選択部１１５から指示されたＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調方式を用いて、送信ＨＡＲＱ部１０３から出力された送信ビットを変調し、多重器１０８に出力する。
【００５７】
一方、制御用データ処理部１０５は、符号化部１０６および変調部１０７を有し、入力された制御用データ（送信時に使用されるＭＣＳパラメータ、ビット数、再送時のＲＭパラメータ等）に対し、所定の符号化および変調の処理を施し、多重器１０８に出力する。
【００５８】
多重器１０８は、変調部１０４から出力された変調後の信号と、制御用データ処理部１０５から出力された符号化および変調の処理が施された制御信号とを多重（ここでは時間多重）し、サブキャリアマッピング部１０９に出力する。
【００５９】
サブキャリアマッピング部１０９は、予め決められたＦＨパタンに従って、多重器１０８から出力された送信ビットを各サブキャリアに割り当てる（マッピング）。また、パイロット信号も全周波数帯域に分散されるようにマッピングされる。マッピング後のサブキャリア信号は、Ｓ／Ｐ変換部１１０に出力される。
【００６０】
Ｓ／Ｐ変換部１１０は、サブキャリアマッピング部１０９から出力された信号に対し、Ｓ／Ｐ（serial/parallel）変換を施し、ＩＦＦＴ部１１１に出力する。ＩＦＦＴ部１１１は、Ｓ／Ｐ変換後の信号に対し、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施し、ＧＩ挿入部１１２に出力する。ＧＩ挿入部１１２は、マルチパス耐性を強めるため、ＩＦＦＴ後の信号にＧＩ（Guard Interval）を挿入し、無線処理部１１３に出力する。無線処理部１１３は、ＧＩ挿入部１１２から出力された信号に対し、アップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、送信アンテナ１１４を介し送信する。
【００６１】
図３は、移動局装置１５０の内部構成を示すブロック図である。この移動局装置は、受信アンテナ１５１、無線処理部１５２、ＧＩ除去部１５３、ＦＦＴ部１５４、サブキャリアデマッピング部１５５、チャネル分離部１５６、復調部１５７、復号部１５８、復調部１５９、受信ＨＡＲＱ部１６０、復号部１６１、ＣＩＲ測定部１６２、ＣＱＩ生成部１６３、干渉シンボル判定部１６４、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５を有する。
【００６２】
この図において、無線処理部１５２は、受信アンテナ１５１を介し受信された信号に対し、ダウンコンバート等の所定の無線受信処理を施し、得られたベースバンド信号をＧＩ除去部１５３に出力する。ＧＩ除去部１５３は、無線処理部１５２から出力された信号に挿入されているＧＩを除去し、ＦＦＴ部１５４に出力する。ＦＦＴ部１５４は、ＧＩ除去部１５３から出力された信号に対し高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うことにより各サブキャリアから信号を取り出し、サブキャリアデマッピング部１５５に出力する。サブキャリアデマッピング部１５５は、ＦＦＴ部１５４から出力された信号を所定のＦＨパタンに従ってデマッピングし、自局宛ての信号を取り出し、チャネル分離部１５６に出力する。
【００６３】
チャネル分離部１５６は、サブキャリアデマッピング部１５５から出力された信号を、制御信号（制御用データ）、ユーザ信号（ユーザデータ）、およびパイロット信号に分離し、制御信号を復調部１５７に、ユーザ信号を復調部１５９に出力する。また、パイロット信号は、ＣＩＲ測定部１６２および干渉シンボル判定部１６４に出力される。
【００６４】
復調部１５７は、チャネル分離部１５６から出力された制御信号に所定の復調処理を施し、復号部１５８に出力する。復号部１５８は、この信号に復号処理を施し、制御用データを得る。
【００６５】
復調部１５９は、チャネル分離部１５６から出力されたユーザ信号に所定の復調処理を施し、受信ＨＡＲＱ部１６０および干渉シンボル判定部１６４に出力する。この復調処理には、パイロット信号を用いて計算したチャネル推定値を用いる。受信ＨＡＲＱ部１６０は、復調部１５９から出力された信号のうち、所定量のビット（ここでは軟判定ビット）を保存し、データの再送時には、保存されている初回送信時の受信ビットを再送時の受信ビットに加算し、受信ビットの合成を行う。復号部１６１は、合成後のビット列に対し、ターボ符号等の所定の復号処理を施し、ユーザデータを得ると同時に、このユーザデータをＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５に出力する。
【００６６】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５は、復号されたユーザデータのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）の結果等に基づいて、復号データに誤りが含まれるか否かを判断し、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に対し上り回線で送信する。
【００６７】
一方、ＣＩＲ測定部１６２は、チャネル分離部１５６から出力されたパイロット信号を用いて全サブキャリアの平均受信ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）を計算し、ＣＱＩ生成部１６３に出力する。ＣＱＩ生成部１６３は、このＣＩＲに基づいて、再送時の伝送レート要求であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を生成し、送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に上り回線で送信する。
【００６８】
干渉シンボル判定部１６４は、チャネル分離部１５６から出力されたパイロット信号および復調部１５９から出力された復調後のユーザデータの受信電力を用いて、後述の干渉シンボル判定を行い、生成された干渉シンボル情報を、送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に上り回線で送信する。
【００６９】
上記の構成により、基地局装置１００は、移動局装置１５０が生成した干渉シンボル情報を利用することができるようになり、高スループットな伝送が可能となる。
【００７０】
移動局装置１５０から、ＣＱＩ、干渉シンボル情報、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を受信した基地局装置１００は、送信ＨＡＲＱ部１０３において、データの再送制御を行う。
【００７１】
次いで、上記構成を有する無線通信システムのデータ送信処理の手順について、図４に示すフロー図を用いて説明する。
【００７２】
基地局装置１００は、移動局装置１５０宛ての送信データに上記の所定の各処理を施し、送信アンテナ１１４を介し、このデータを送信する（ＳＴ１０１０）。移動局装置１５０は、受信アンテナ１５１を介し、このデータを受信し（ＳＴ１０２０）、上記の所定の各処理を施し、復号後のデータを得る。移動局装置１５０内のＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５は、この復号後のデータのＣＲＣにより、受信信号の誤り判定を行う（ＳＴ１０３０）。そして、受信誤りと判定された場合、干渉シンボル判定部１６４は、干渉シンボルの判定を行う（ＳＴ１０４０）。
【００７３】
干渉シンボル判定は、次のように行われる。例えば、パイロット信号から求められた平均受信電力と復調後の各シンボルの信号電力の比が求められ、この比が所定の閾値（例えば±５ｄＢ）より大きければ、そのシンボルは干渉を受けていると判定する。
【００７４】
なお、ＦＨ頻度がタイムスロット毎である場合には、１タイムスロット内では同一のサブキャリアが干渉を受け続けることとなるので、１タイムスロット内で電力を平均して、上記のシンボル判定を行う。これにより、判定精度を向上させることができる。また、平均値を使わずに、１タイムスロットの中間値を使う等の別の方法でも良い。
【００７５】
干渉シンボル判定部１６４は、干渉シンボル判定の結果に基づいて、受信した全シンボルの中からどのシンボルが干渉を受けたかを特定した干渉シンボル情報を生成する（ＳＴ１０５０）。この干渉シンボル情報は、１ＯＦＤＭシンボルごとにどのサブキャリアが干渉を受けたかを示す情報でも良いし、また、ＦＨパタンの中でどの位置が干渉を受けたかを示す情報でも良い。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５は、基地局装置１００にデータの再送を要求するＮＡＣＫ信号を生成する。これらの信号は、送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に送信される（ＳＴ１０６０）。
【００７６】
ＮＡＣＫ信号および干渉シンボル情報を受信（ＳＴ１０７０）した基地局装置１００は、受信部等（図示せず）においてそれぞれの信号を抽出し（ＳＴ１０８０、ＳＴ１０９０）、送信ＨＡＲＱ部１０３において後述のデータの再送制御を行う（ＳＴ１１００）。送信ＨＡＲＱ部１０３から出力された再送データは、初回送信時と同様の処理が施され、送信アンテナ１１４を介し再送される（ＳＴ１１１０）。
【００７７】
送信ＨＡＲＱ部１０３におけるデータの再送制御は次のように行われる。図５は、基地局装置１００の送信ＨＡＲＱ部１０３の内部構成を示したブロック図である。送信ＨＡＲＱ部１０３は、バッファ１３１、ＲＭパラメータ生成部１３２、およびレートマッチング部１３３−１、１３３−２を有する。
【００７８】
バッファ１３１には、符号化部１０２から出力された送信データのビット列が一時保存されている。そして、移動局装置１５０から通知された干渉シンボル情報を用いて、この送信データを、干渉を受けたビット（干渉ビット）のデータ列と干渉を受けなかったビット（非干渉ビット）のデータ列とに分離して、干渉ビット列をレートマッチング部１３３−１に出力し、非干渉ビット列をレートマッチング部１３３−２に出力する。
【００７９】
ＲＭパラメータ生成部１３２は、物理チャネルにマッピングできるビット数と、干渉シンボル情報から得られる隣接セルの干渉を受けたビット数とを考慮し、干渉ビットに対してはリピティションを施し、非干渉ビットに対してはパンクチャを施すようなＲＭパラメータを生成し、レートマッチング部１３３−１、１３３−２に出力する。なお、ＲＭパラメータとしては、非干渉ビットを完全にパンクチャし、干渉ビットのみを再送するようなパラメータでも良い。
【００８０】
レートマッチング部１３３−１は、バッファ１３１から出力された干渉ビットのデータ列に対し、ＲＭパラメータ生成部１３２から出力されるＲＭパラメータに基づくレートマッチング処理、すなわちリピティションを施し、変調部１０４に出力する。また、レートマッチング部１３３−２は、バッファ１３１から出力された非干渉ビットのデータ列に対し、ＲＭパラメータ生成部１３２から出力されるＲＭパラメータに基づくレートマッチング処理、すなわちパンクチャを施し、変調部１０４に出力する。
【００８１】
このように、移動局装置１５０から送信された干渉シンボル情報に基づいて、送信ＨＡＲＱ部１０３で干渉ビットはリピティションし、非干渉ビットはパンクチャするので、送信データ総量を増加させることなく、リピティションされた全ての干渉ビットが再送時にも干渉を受けるという確率を減少させることができる。これにより、初回送信時に干渉を受けて受信品質の悪かったビットが再送時にも干渉を受けて悪い品質で受信される確率を減少させることができるので、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００８２】
また、上記のリピティションまたはパンクチャの一方の処理のみを行う形態でも良い。かかる場合、送信データ総量は変化するが、上記と同様に、初回送信時に受信品質が悪かったビットが再送時にも干渉により悪い品質で受信される確率を減少させることができる。
【００８３】
このように、本実施の形態によれば、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、受信側が、干渉を受けたシンボル（受信品質の悪いシンボル）を特定した干渉シンボル情報を送信側に報告することにより、送信側がこの受信品質の悪いシンボルを他のシンボルに優先して再送することが可能となるため、初回送信時に干渉を受けたシンボルが再送時にも干渉を受けるという確率を減少させることができ、データ再送処理の効果を高めることができる。また、これにより、受信側の受信性能は向上し、無線通信システムのスループットを向上させることができる。
【００８４】
（実施の形態２）
図６および図７は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの基地局装置２００および移動局装置２５０の内部構成を示すブロック図である。なお、この基地局装置および移動局装置は、図２および図３に示した基地局装置および移動局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態の特徴は、基地局装置２００が制御情報選択部２０１を、移動局装置２５０が報告情報選択部２５１をさらに有し、初回送信時と再送時では、上り回線および下り回線で通信される信号の内容を変更することである。
【００８６】
図６に示した制御情報選択部２０１は、ＭＣＳ情報と送信ＨＡＲＱ部１０３から出力されるＲＭパラメータとの２本の入力を持つ。そして、初回送信時には、ＭＣＳ情報を選択し、符号化部１０６に出力する。また、データ再送時には、送信ＨＡＲＱ部１０３から出力されるＲＭパラメータを選択し、符号化部１０６に出力する。他の動作は、実施の形態１と同様である。
【００８７】
下り回線では、基地局装置２００は、送信時に使用するＭＣＳパラメータを、制御情報（ＭＣＳ情報）として移動局装置２５０にデータと共に送信する。しかし、再送時には、基地局装置２００は、送信ＨＡＲＱ部１０３内のバッファに既に一時保存されている信号（既にＭＣＳ情報を通知した信号）を送信対象とするため、再度ＭＣＳ情報を移動局装置２５０に通知する必要はない。
【００８８】
従って、上記のように、制御情報選択部２０１が、データ再送時にはＭＣＳ情報の代わりにＲＭパラメータを送信することにより、下り回線の制御情報のデータ伝送量を削減することができる。
【００８９】
一方、図７に示した報告情報選択部２５１は、ＣＱＩ生成部１６３から出力されるＣＱＩ、干渉シンボル判定部１６４から出力される干渉シンボル情報、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５から出力されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の３本の入力を持つ。そして、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５からＡＣＫ信号が出力された時（受信成功時）には、ＣＱＩ生成部１６３から出力されるＣＱＩを選択し、送信部（図示せず）に出力する。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５からＮＡＣＫ信号が出力された時（受信誤り時）には、干渉シンボル判定部１６４から出力される干渉シンボル情報を選択し、送信部（図示せず）に出力する。他の動作は、実施の形態１と同様である。
【００９０】
上り回線では、移動局装置２５０は、初回データの受信時に、受信データに基づいてＣＱＩを生成し、このＣＱＩを基地局装置２００に返送する。しかし、再送データの受信時には、上述の通り、ＭＣＳパラメータは既に決定されているため、再度ＣＱＩを基地局装置２００に返送する必要はない。なお、ＣＱＩの他の用途として、ＭａｘＣ／Ｉ等のスケジューリングも挙げられるが、送信データにＭＣＳパラメータを割り当てる処理と比べるとＣＱＩの使用頻度は少なく、また、前後のバケットに使用されていたＣＱＩを補正することにより、上記のスケジューリングに使用されるＣＱＩを求めることも可能である。
【００９１】
従って、上記のように、受信成功時にはＣＱＩを、受信誤り時には干渉シンボル情報を基地局装置２００に出力することにより、上り回線の制御情報のデータ伝送量を削減することができる。
【００９２】
このように、本実施の形態によれば、初回送信時と再送時で、上り回線および下り回線で通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００９３】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る無線通信システムの基地局装置が有する送信ＨＡＲＱ部１０３ａの内部構成を示すブロック図である。なお、送信ＨＡＲＱ部１０３ａは、図５に示した送信ＨＡＲＱ部１０３と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
本実施の形態の特徴は、ターボ符号技術を採用した無線通信システムに本発明を適用することである。
【００９５】
送信ＨＡＲＱ部１０３ａに入力される送信データは、既にターボ符号化部（図示せず）において、ターボ符号化処理が施されている。分離部３０１は、バッファ１３１から出力される干渉ビット（ターボ符号化データ）をシステマチックビット（Ｓビット）とパリティビット（Ｐビット）とに分離し、Ｓビットをレートマッチング部１３３−１に出力し、Ｐビットをレートマッチング部１３３−２に出力する。よって、Ｓビットは、レートマッチング部１３３−１において、リピティションされ、Ｐビットは、レートマッチング部１３３−２において、パンクチャされる。
【００９６】
送信データのターボ符号化時には、システマチックビットおよびパリティビットが生成されるが、システマチックビットの方がより重要度が高いと言える。受信したシステマチックビットの信頼性が受信信号の復号性能に大きく影響するからである。よって、本実施の形態では、干渉を受けたシンボルに含まれるビットのうち、システマチックビットのみをリピティションする。
【００９７】
このように、本実施の形態によれば、干渉を受けたシンボルに含まれるビットのうち、システマチックビットのみをリピティションするため、例えば、干渉を受けたシンボルの数が多い場合においても、受信信号の復号性能を維持しつつ、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００９８】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る無線通信システムの基地局装置４００の内部構成を示すブロック図である。なお、基地局装置４００は、図２に示した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
本実施の形態の特徴は、サブキャリアマッピング部１０９の後段に送信電力設定部４０１を有し、移動局から報告される干渉シンボル情報がサブキャリアマッピング部１０９ａおよび送信電力設定部４０１に入力されることである。
【０１００】
サブキャリアマッピング部１０９ａは、データ再送時には、移動局から報告される干渉シンボル情報に基づいて、多重器１０８から出力される送信ビットを各サブキャリアに割り当てる。具体的には、初回送信時に干渉ビットとなったビットを、初回送信時に非干渉ビットとなったビットがマッピングされていたサブキャリアにマッピングする。
【０１０１】
図１０は、上記のマッピング処理が施された場合の初回送信時および再送時の送信信号のデータ構造の一例を示す図である。この図において、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3は、送信ビットＢ1、Ｂ2、Ｂ3がマッピングされるサブキャリアを示している。ここで、Ｄ1が、隣接セルの干渉を受けるサブキャリア、Ｄ2、Ｄ3が隣接セルの干渉を受けないサブキャリアだとする。上記のマッピング処理により、初回送信時にＤ1にマッピングされた送信ビットＢ1は、再送時にはＤ2にマッピングされることになる。これにより、送信ビットＢ1は、隣接セルの干渉を受けないことが期待され、再送時の受信品質を向上させることができる。また、ここでは、送信ビットＢ2が、再送時には、逆に隣接セルの干渉を受けるサブキャリアＤ1にマッピングされる例を示しているが、送信ビットＢ2は初回送信時には良好な受信品質であったことが予想されるので、実施の形態１に示したように、再送時にはパンクチャして、再送対象から外しても良い。
【０１０２】
送信電力設定部４０１は、移動局から報告される干渉シンボル情報に基づいて、サブキャリアマッピング部１０９ａから出力されるシンボルの送信電力を設定し、Ｓ／Ｐ変換部１１０に出力する。具体的には、干渉を受けたシンボルは、干渉を受けなかったシンボルに比べ大きな送信電力に設定される。これにより、隣接セルの干渉を受けたシンボルが、再送時において同様の干渉を受けても、ある程度の受信品質を維持することができる。送信電力は予め決められた所定のオフセットを加えても良いし、干渉シンボル情報の中に干渉シンボルの受信品質を表す情報を含めておき、それに従ってオフセットを決めても良い。
【０１０３】
なお、ここでは、サブキャリアマッピング部１０９ａおよび送信電力設定部４０１の両方を併設する例を示したが、どちらか一方のみを設置する形態でも良い。
【０１０４】
このように、本実施の形態によれば、干渉を受けたシンボルの再送時には、マッピングされるシンボルを干渉を受けないシンボルに変更したり、シンボルの送信電力を初回送信時より大きく設定するため、受信側の受信品質を向上させることができる。
【０１０５】
なお、実施の形態１から実施の形態４を通じ、移動局から干渉シンボル情報が通知される場合を例にとって説明したが、図１１に示すように、基地局自身が干渉シンボル情報を生成しても良い。この図に示す基地局装置１００ａは、図２に示した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０６】
移動局は、基地局装置１００ａから自局に対し送信されてくる信号を受信し、誤り判定を行い、これに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を基地局装置１００ａに通知する。同時に、移動局は、隣接した複数の周辺セルから到達する信号の受信レベルをそれぞれ測定し、この受信状況（具体的には、受信レベルが強い信号を送信したセルのＩＤ番号）を、上記のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号と共に基地局装置１００ａに通知する。
【０１０７】
基地局装置１００ａは、上位局である制御局から、自局の周辺セルでそれぞれ使用されているＦＨパタンに関する情報を取得する。この周辺セルのＦＨパタンおよび上記の移動局の受信状況は、干渉ＦＨパタン判定部１４１に入力される。干渉ＦＨパタン判定部１４１は、制御局から取得した全ての周辺セルのＦＨパタンから、移動局が通知したセルのＩＤに対応するＦＨパタンを選択し、これを移動局に実際に干渉を及ぼしているセルのＦＨパタン（干渉ＦＨパタン）とみなして、ＦＨパタン比較部１４２に出力する。ＦＨパタン比較部１４２は、基地局装置１００ａが使用するＦＨパタンと、干渉ＦＨパタン判定部１４１から出力される干渉ＦＨパタンとを比較し、両パタンにおいて一致するシンボル、すなわち干渉シンボルを特定する。そして、この比較結果に基づいて干渉シンボル情報を生成し、送信ＨＡＲＱ部１０３に出力する。以降の処理は、既に述べた通りである。
【０１０８】
これにより、移動局において干渉シンボルの判定をする必要がなくなるので、移動局の回路規模を削減することができ、バッテリの持ちを良くすることができる。
【０１０９】
本発明に係る無線通信システムは、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式に限定されず、一般のＦＨシステムを用いた移動体通信システムにおいても利用可能である。
【０１１０】
また、ここでは、データを基地局装置から移動局装置に送信する下り回線において本発明を適用する場合を例にとって説明したが、データを移動局装置から基地局装置に送信する上り回線にも適用可能である。
【０１１１】
さらに、干渉シンボルの判定において、干渉レベルが小さく、干渉を受けたシンボルが無いと判定される場合には、通常の再送を行う（初回送信時と同じシンボルを再送する）ようにしても良い。
【０１１２】
また、移動局が干渉シンボル情報として、干渉シンボルと共にその干渉レベルをも通知し、基地局では、その干渉レベルに従って優先再送の度合い（例えば、パンクチャ率等）を制御しても良い。
【０１１３】
なお、ここでは、本発明に係る無線通信システムが、ＦＨ方法として、ＰＮ系列等のランダムな系列により生成されるＦＨパタンを用いる場合を例にとって説明したが、周波数インターリーブを用いても良い。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、データ再送処理の効果を高めることにより、受信側の受信性能を改善することができ、無線通信システムのスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの概要を説明する図
【図２】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る移動局装置の内部構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのデータ送信処理の手順について示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係る送信ＨＡＲＱ部の内部構成を示したブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の内部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る移動局装置の内部構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る送信ＨＡＲＱ部の内部構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４に係る基地局装置の内部構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４に係るマッピング処理が施された場合の初回送信時および再送時の送信信号のデータ構造の一例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態に係る基地局装置のバリエーションを示すブロック図
【図１２】ＦＨ−ＯＦＤＭ方式を採用した基地局装置が送信するサブキャリア信号の構成の一列を示した図
【図１３】隣接セルのサブキャリア信号への影響を示す図
【符号の説明】
１００ 基地局装置
１０３ 送信ＨＡＲＱ部
１０９ サブキャリアマッピング部
１１３、１５１ 無線処理部
１３２ ＲＭパラメータ生成部
１３３−１、１３３−２ レートマッチング部
１４１ 干渉ＦＨパタン判定部
１４２ ＦＨパタン比較部
１５０ 移動局装置
１５５ サブキャリアデマッピング部
１６２ ＣＩＲ測定部
１６３ ＣＱＩ生成部
１６４ 干渉シンボル判定部
１６５ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部
２０１ 制御情報選択部
２５１ 報告情報選択部
３０１ 分離部
４０１ 送信電力設定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＨ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ）方式を採用した無線通信装置および無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調方式は、マルチパス干渉に強い高速伝送技術として注目されている。特に、使用するＯＦＤＭサブキャリア（搬送波）周波数を時々刻々と周波数軸上でホッピングさせるＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、周波数ダイバーシチ効果が得られるアクセス方式として検討が重ねられている（例えば、非特許文献１参照）。また、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、セルラ方式の通信システムにおいて使用する場合は、隣接する他セルからの干渉を平均化する効果も期待でき、将来の高速無線伝送技術として注目されている（例えば、非特許文献２参照）。このＦＨ−ＯＦＤＭ方式は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においても導入が検討されている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００３】
具体的な周波数ホッピング（ＦＨ）の手法としては、周波数インターリーブを用いる方法（例えば、非特許文献３参照）、およびＰＮ系列等のランダムな系列により生成されるＦＨパタンを用いる方法が考えられている。
【０００４】
ＦＨ−ＯＦＤＭ方式の通信システムにおいては、各基地局はそれぞれのＦＨパタンに従ってデータを送信する。ＦＨパタンは、搬送波であるサブキャリアが使用する周波数帯域（サブキャリアの中心周波数）の時間的推移を示したパタンであり、各基地局には独自のＦＨパタンが割り当てられている。
【０００５】
図１２は、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式を採用した基地局装置が送信するサブキャリア信号の構成の一列を示した図である。ここで、横軸は周波数、縦軸は時間、Ｐはパイロット信号が乗っているサブキャリア、Ｄはデータが乗っているサブキャリアを示している。ここでは、Ｎ個のサブキャリアが１ブロックのデータとして送信され、また、ＦＨの頻度は１ＯＦＤＭシンボルごとである場合を例にとって説明している。
【０００６】
この図より、送信タイミング（ＯＦＤＭシンボル）によって、パイロット信号またはデータの配置される周波数がホッピングしていることがわかる。よって、このＦＨの効果として、広い範囲に渡って周波数を使うため、周波数ダイバーシチ効果が得られること、および他セルからの干渉に対して時間的な平均化効果を得られることが期待される。
【０００７】
また、３ＧＰＰで規定されているＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）等の通信システムでは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）と呼ばれるデータ再送方式が使用されている。このＨＡＲＱ方式は、再送されるデータ（パケット）を受信するときに、前回受信した誤りの含まれるパケットと合成することにより、受信側の受信品質を高める方式であり、この方式を用いた通信システムにおいては、高スループットなデータ伝送が期待される。データの再送方法としては、同じビット列を送信する場合（Chase Combining）と、異なる符号化のパリティビットを送信する場合（Incremental Redundancy）がある。
【０００８】
【非特許文献１】
"Broadband Wireless Access Solutions based on OFDM Access in IEEE 802.16", p.96 - 103, IEEE Communication Magazine, April, 2002
【非特許文献２】
http://www.flarion.com/technology/tech_intro.html
【非特許文献３】
3GPP TSG RAN WG1 meeting #28bis, R1-02-1222
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＦＨ−ＯＦＤＭ方式において、隣接セルとの境界付近に位置するユーザ（移動局）には、以下の問題点が発生する。
【００１０】
自局が収容されているセルの基地局と、隣接セルの基地局は互いに独立にＦＨを行っている。よって、あるサブキャリアの使用している周波数が、偶然隣接セルと一致することが起こり得る。このとき、このサブキャリアは隣接セルからの強い干渉を受けることになる。例えば、データの初回送信時に、図１３に示すように、３ＯＦＤＭシンボル目と４ＯＦＤＭシンボル目のデータ伝送時において、データの乗っているサブキャリアの周波数が、隣接セルのＦＨパタン（使用サブキャリア）と重なったとする。このとき、これらのシンボルの受信品質は悪化することが想定される。一方、これら以外のシンボルは、隣接セルの干渉をほとんど受けないため、受信品質は良い。すなわち、受信側が受信したサブキャリアの中には、隣接セルからの干渉を強く受けたサブキャリアと、隣接セルからの干渉をほとんど受けていないサブキャリアとの２種類が存在することになる。
【００１１】
かかる状況下では、３ＯＦＤＭシンボル目と４ＯＦＤＭシンボル目の受信品質を改善する必要が生じるが、ここで同じシンボルを再送しても、３ＯＦＤＭシンボル目または４ＯＦＤＭシンボル目の使用する周波数が、再び隣接セルと重なる状況になれば、データ再送処理による受信品質の改善効果は少なく、再び誤ってしまう可能性も高い。すなわち、ＨＡＲＱの再送を行っても、初回送信時に受信誤りとなったシンボルは受信品質が低いままであり、初回送信時に受信誤りではなかったシンボルは受信品質が高いと考えられる。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、データ再送処理の効果を高めることにより、受信側の受信性能を改善することができる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線送信装置は、所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられた複数の搬送波に送信データをマッピングして送信し、受信側から再送要求があった場合、前記複数の搬送波を再送する無線送信装置であって、前記受信側が受信した前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を示す干渉搬送波情報を、前記受信側から取得する干渉搬送波情報取得手段と、再送時に、前記干渉搬送波情報に基づいて、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを優先して再送する優先再送手段と、前記送信データを適応変調する際に使用された適応変調パラメータに関する情報を生成する適応変調パラメータ情報生成手段と、前記送信データのレートマッチングに使用されたレートマッチングパラメータに関する情報を生成するレートマッチングパラメータ情報生成手段と、前記受信側に送信する制御情報として、前記送信データの初回送信時には、前記適応変調パラメータに関する情報を選択し、前記送信データの再送時には、前記レートマッチングパラメータに関する情報を選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、初回送信時と再送時で、通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００１７】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングされていた送信データをパンクチャして再送する構成を採る。
【００１８】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データをリピティションして再送する構成を採る。
【００１９】
これらの構成によれば、初回送信時に受信品質の悪かったビットが再送時にも干渉を受けて悪い品質で受信される確率を減少させることができるので、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００２０】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記送信データがターボ符号化されている場合、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データであってシステマチックビットを含む送信データをリピティションして再送する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、干渉を受けたシンボルに含まれるビットのうち、システマチックビットのみをリピティションするため、例えば、干渉を受けたシンボルの数が多い場合においても、受信信号の復号性能を維持しつつ、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００２２】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データの送信電力を、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングされていた送信データの送信電力より大きく設定し、再送する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、干渉を受けたシンボルが、再送時において同様の干渉を受けても、ある程度の受信品質を維持することができる。
【００２４】
本発明の無線送信装置は、上記の構成において、前記優先再送手段は、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングし、再送する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、干渉を受けたシンボルが、再送時には、干渉を受けないことが期待されるので、再送時の受信品質を向上させることができる。
【００２８】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の無線送信装置を具備する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する基地局装置を提供することができる。
【００３０】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の無線送信装置を具備するセルラ方式の基地局装置であって、前記干渉搬送波情報は、自セルにおいて使用される前記所定の周波数ホッピングのパタンと、自セルに干渉を及ぼす他セルにおいて使用される所定の周波数ホッピングのパタンとの比較により取得される構成を採る。
【００３１】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記自セルに干渉を及ぼす他セルにおいて使用される所定の周波数ホッピングのパタンは、前記受信側から報告される、前記受信側が受信する周辺セルからの信号の受信状況と、自局の上位局から通知される、周辺セルが使用している所定の周波数ホッピングのパタンとに基づいて取得される構成を採る。
【００３２】
これらの構成によれば、移動局において干渉シンボルの判定をする必要がなくなるので、移動局の回路規模を削減することができ、バッテリの持ちを良くすることもできる。
【００３３】
本発明の無線受信装置は、所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられ、送信データがマッピングされた複数の搬送波を受信する受信手段と、受信された前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を特定する干渉搬送波特定手段と、特定された前記干渉を受けた搬送波に関する情報を前記複数の搬送波の送信側に報告する干渉搬送波情報報告手段と、受信された前記複数の搬送波の受信品質に関する情報を生成する受信品質情報生成手段を具備し、前記干渉搬送波報告手段は、前記送信側に前記送信データの再送を要求する場合、前記干渉を受けた搬送波に関する情報を前記送信側に報告し、前記送信側に前記送信データの受信成功を報告する場合、生成された前記受信品質に関する情報を報告する、構成を採る。
【００３４】
本発明の無線受信装置は、上記の構成において、前記干渉搬送波特定手段は、前記干渉を受けた搬送波の特定を、受信された前記複数の搬送波の受信品質に基づいて行う構成を採る。
【００３７】
これらの構成によれば、データの再送を要求する場合としない場合で、通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００３８】
本発明の無線通信方法は、所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられた複数の搬送波に送信データをマッピングして送信する送信ステップと、送信された前記複数の搬送波を受信する受信ステップと、受信された前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を報告する報告ステップと、前記報告ステップにおいて報告された、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを優先して再送する優先再送ステップと、前記送信データを適応変調する際に使用された適応変調パラメータに関する情報を生成する適応変調パラメータ情報生成ステップと、前記送信データのレートマッチングに使用されたレートマッチングパラメータに関する情報を生成するレートマッチングパラメータ情報生成ステップと、前記受信側に送信する制御情報として、前記送信データの初回送信時には、前記適応変調パラメータに関する情報を選択し、前記送信データの再送時には、前記レートマッチングパラメータに関する情報を選択する選択ステップと、を具備するようにした。
【００３９】
この方法によれば、初回送信時と再送時で、通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
データの再送を行うときには、受信品質が高いシンボルの受信品質をさらに高めるよりも、受信品質が低いシンボルの受信品質を改善することが重要である。
【００４１】
例えば、初回送信時の受信でＳＩＲが５ｄＢのシンボル１と−５ｄＢのシンボル２があったとする。シンボル１およびシンボル２を再送したときに、シンボル１が隣接セルの干渉を受けず、シンボル２が隣接セルの干渉を受けた場合、ＨＡＲＱの合成後のＳＩＲは、例えば、シンボル１は８ｄＢ、シンボル２は−２ｄＢとなる。ここで、シンボル１は再送せずに、シンボル２を３シンボル分再送した場合には、ＨＡＲＱ合成後のＳＩＲは、例えば、シンボル１は５ｄＢ、シンボル２は６ｄＢとなる。ターボ符号等を用いた誤り訂正であれば、前者の場合は再び受信誤りとなる可能性が高いのに対し、後者の場合は誤りが訂正される可能性が高く、データ再送の効果が大きく現れていると言える。本発明者は、この点に着目し、本発明をするに至った。
【００４２】
本発明の骨子は、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、受信側が、隣接セル等の干渉を受けたシンボル（受信品質が悪いと予想されるシンボル）がマッピングされていた搬送波を特定した情報を送信側に報告することにより、送信側がこの搬送波にマッピングされていた受信品質の悪いシンボルを他のシンボルに優先して再送することを可能とすることである。
【００４３】
なお、隣接セル等の干渉を受けたシンボル（干渉シンボル）を優先して再送する実施の形態としては、再送時には、干渉を受けていないシンボル（非干渉シンボル）をパンクチャ（間引き送信）する形態、再送時には干渉シンボルのみを再送する形態、再送する干渉シンボルの送信電力を非干渉シンボルより大きくする形態等がある。
【００４４】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの概要を説明する図である。ここでは、ＦＨ方式を採用した無線通信システムの一例として、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式の無線通信システムを例にとって説明する。また、ＦＨの方法としては、ＰＮ系列等のランダムな系列により生成されるＦＨパタンを用いる場合を例にとって説明する。ＦＨの頻度は、ＯＦＤＭシンボル毎の場合、スロット（またはフレーム）毎の場合、等が考えられるが、ここではＯＦＤＭシンボル毎のＦＨを考える。
【００４６】
この無線通信システムにおいて、基地局装置１００は、移動局装置１５０宛ての送信データ（パケット）を送信する。移動局装置１５０は、１つのパケット内に誤りがあった場合には、ＮＡＣＫ信号を基地局装置１００に送信し、パケットの再送を要求する。また、各受信シンボルの受信品質を測定し、品質が悪く干渉を受けたと判定されたシンボルの情報（干渉シンボル情報）を基地局装置１００に報告する。基地局装置１００は、ＮＡＣＫ信号を受け取った場合、この干渉シンボル情報に基づいて、バッファに保存してあるビット列のうち、干渉を受けたシンボルを優先して再送する。この再送の方法としては、干渉を受けたシンボルをリピティション（繰り返し送信）し、その他の干渉を受けていないと判定されたシンボルはパンクチャ（間引き送信）して送信する方法がある。また、干渉を受けたシンボルのみを再送し、干渉を受けていないと判定されたシンボルは再送対象から外すようにしても良い。
【００４７】
例えば、図１３に示したように、３ＯＦＤＭシンボル目および４ＯＦＤＭシンボル目が隣接セルのＦＨパタン（使用サブキャリア）と重なったとする。このとき、これらのシンボルの受信品質は悪くなっていることが想定される。一方、これら以外のシンボルは、隣接セルの干渉を受けていないため、受信品質は比して良くなっていると考えられる。このような状況では、３ＯＦＤＭシンボル目および４ＯＦＤＭシンボル目の受信品質を改善する必要がある。しかし、ここで同じシンボルを再送しても、３ＯＦＤＭシンボル目または４ＯＦＤＭシンボル目の使用する周波数が、再び隣接セルが使用する周波数と重なれば、受信品質の改善効果は少なく、再び誤る可能性が高い。
【００４８】
そこで、本発明では、再送時に同一シンボルが隣接セルからの干渉を受けて再び受信誤りを起こす確率を低減するために、送信側は、受信側から通知された干渉シンボル情報を用いてデータの再送制御を行う。
【００４９】
次いで、上記動作を実現する基地局装置１００および移動局装置１５０の具体的な構成を、図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
図２は、基地局装置１００の内部構成を示すブロック図である。この基地局装置は、スケジューラ１０１、符号化部１０２、送信ＨＡＲＱ部１０３、変調部１０４、制御用データ処理部１０５、符号化部１０６、変調部１０７、多重器１０８、サブキャリアマッピング部１０９、Ｓ／Ｐ変換部１１０、ＩＦＦＴ部１１１、ＧＩ挿入部１１２、無線処理部１１３、送信アンテナ１１４、およびＭＣＳ選択部１１５を有する。
【００５１】
この図において、各ユーザ（ここでは、ユーザ１、ユーザ２、ユーザ３）に対し送信される送信データが、スケジューラ１０１に入力される。
【００５２】
スケジューラ１０１は、各ユーザ（各移動局装置）から通知された受信品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を用いて、どのユーザに対しどのタイミングでデータを送信するかを決めるスケジューリングを行う。このスケジューリングのアルゴリズムは、ＭａｘＣ／Ｉ法でもRound Robin法でも、また他のアルゴリズムでも良い。
【００５３】
ＭＣＳ選択部１１５は、スケジューラ１０１から通知された送信ユーザのＣＱＩに基づいて、送信データに対し使用するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）パラメータ、すなわち具体的には、符号化方法および変調方式を選択する。そして、選択された符号化方法（符号化率）は、符号化部１０２に出力され、同様に、選択された変調方式は、変調部１０４に出力される。
【００５４】
符号化部１０２は、スケジューラ１０１から出力された送信データに対し、ＭＣＳ選択部１１５から指示された符号化率を用いて、ターボ符号等の符号化を施す。また、必要に応じ、インターリーブ等の処理も行う。そして、送信ＨＡＲＱ部１０３にこの符号化データを出力する。
【００５５】
送信ＨＡＲＱ部１０３は、送信データのビット列に対し、ＲＭ（Rate Matching）パラメータによって決められる所定のレートマッチングを行い、レートを調整した後の送信ビットを変調部１０４に出力する。このＲＭパラメータは、送信回数によって異なる値をとる場合がある。レートマッチングの具体的な処理は、送信データのパンクチャおよびリピティションである。また、データ再送時には、移動局装置１５０から通知された干渉シンボル情報に基づいた再送制御を行う。データの再送方法として代表的なものに、同じビット列を送信するＣＣ（Chase Combining）法と、異なる符号化のパリティビットを送信するＩＲ（Incremental Redundancy）法があるが、ここでは簡単のため、ＣＣ法を用いているとする。なお、この再送制御の詳細については後述する。
【００５６】
変調部１０４は、ＭＣＳ選択部１１５から指示されたＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等の変調方式を用いて、送信ＨＡＲＱ部１０３から出力された送信ビットを変調し、多重器１０８に出力する。
【００５７】
一方、制御用データ処理部１０５は、符号化部１０６および変調部１０７を有し、入力された制御用データ（送信時に使用されるＭＣＳパラメータ、ビット数、再送時のＲＭパラメータ等）に対し、所定の符号化および変調の処理を施し、多重器１０８に出力する。
【００５８】
多重器１０８は、変調部１０４から出力された変調後の信号と、制御用データ処理部１０５から出力された符号化および変調の処理が施された制御信号とを多重（ここでは時間多重）し、サブキャリアマッピング部１０９に出力する。
【００５９】
サブキャリアマッピング部１０９は、予め決められたＦＨパタンに従って、多重器１０８から出力された送信ビットを各サブキャリアに割り当てる（マッピング）。また、パイロット信号も全周波数帯域に分散されるようにマッピングされる。マッピング後のサブキャリア信号は、Ｓ／Ｐ変換部１１０に出力される。
【００６０】
Ｓ／Ｐ変換部１１０は、サブキャリアマッピング部１０９から出力された信号に対し、Ｓ／Ｐ（serial/parallel）変換を施し、ＩＦＦＴ部１１１に出力する。ＩＦＦＴ部１１１は、Ｓ／Ｐ変換後の信号に対し、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施し、ＧＩ挿入部１１２に出力する。ＧＩ挿入部１１２は、マルチパス耐性を強めるため、ＩＦＦＴ後の信号にＧＩ（Guard Interval）を挿入し、無線処理部１１３に出力する。無線処理部１１３は、ＧＩ挿入部１１２から出力された信号に対し、アップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、送信アンテナ１１４を介し送信する。
【００６１】
図３は、移動局装置１５０の内部構成を示すブロック図である。この移動局装置は、受信アンテナ１５１、無線処理部１５２、ＧＩ除去部１５３、ＦＦＴ部１５４、サブキャリアデマッピング部１５５、チャネル分離部１５６、復調部１５７、復号部１５８、復調部１５９、受信ＨＡＲＱ部１６０、復号部１６１、ＣＩＲ測定部１６２、ＣＱＩ生成部１６３、干渉シンボル判定部１６４、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５を有する。
【００６２】
この図において、無線処理部１５２は、受信アンテナ１５１を介し受信された信号に対し、ダウンコンバート等の所定の無線受信処理を施し、得られたベースバンド信号をＧＩ除去部１５３に出力する。ＧＩ除去部１５３は、無線処理部１５２から出力された信号に挿入されているＧＩを除去し、ＦＦＴ部１５４に出力する。ＦＦＴ部１５４は、ＧＩ除去部１５３から出力された信号に対し高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うことにより各サブキャリアから信号を取り出し、サブキャリアデマッピング部１５５に出力する。サブキャリアデマッピング部１５５は、ＦＦＴ部１５４から出力された信号を所定のＦＨパタンに従ってデマッピングし、自局宛ての信号を取り出し、チャネル分離部１５６に出力する。
【００６３】
チャネル分離部１５６は、サブキャリアデマッピング部１５５から出力された信号を、制御信号（制御用データ）、ユーザ信号（ユーザデータ）、およびパイロット信号に分離し、制御信号を復調部１５７に、ユーザ信号を復調部１５９に出力する。また、パイロット信号は、ＣＩＲ測定部１６２および干渉シンボル判定部１６４に出力される。
【００６４】
復調部１５７は、チャネル分離部１５６から出力された制御信号に所定の復調処理を施し、復号部１５８に出力する。復号部１５８は、この信号に復号処理を施し、制御用データを得る。
【００６５】
復調部１５９は、チャネル分離部１５６から出力されたユーザ信号に所定の復調処理を施し、受信ＨＡＲＱ部１６０および干渉シンボル判定部１６４に出力する。この復調処理には、パイロット信号を用いて計算したチャネル推定値を用いる。受信ＨＡＲＱ部１６０は、復調部１５９から出力された信号のうち、所定量のビット（ここでは軟判定ビット）を保存し、データの再送時には、保存されている初回送信時の受信ビットを再送時の受信ビットに加算し、受信ビットの合成を行う。復号部１６１は、合成後のビット列に対し、ターボ符号等の所定の復号処理を施し、ユーザデータを得ると同時に、このユーザデータをＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５に出力する。
【００６６】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５は、復号されたユーザデータのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）の結果等に基づいて、復号データに誤りが含まれるか否かを判断し、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に対し上り回線で送信する。
【００６７】
一方、ＣＩＲ測定部１６２は、チャネル分離部１５６から出力されたパイロット信号を用いて全サブキャリアの平均受信ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）を計算し、ＣＱＩ生成部１６３に出力する。ＣＱＩ生成部１６３は、このＣＩＲに基づいて、再送時の伝送レート要求であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を生成し、送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に上り回線で送信する。
【００６８】
干渉シンボル判定部１６４は、チャネル分離部１５６から出力されたパイロット信号および復調部１５９から出力された復調後のユーザデータの受信電力を用いて、後述の干渉シンボル判定を行い、生成された干渉シンボル情報を、送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に上り回線で送信する。
【００６９】
上記の構成により、基地局装置１００は、移動局装置１５０が生成した干渉シンボル情報を利用することができるようになり、高スループットな伝送が可能となる。
【００７０】
移動局装置１５０から、ＣＱＩ、干渉シンボル情報、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を受信した基地局装置１００は、送信ＨＡＲＱ部１０３において、データの再送制御を行う。
【００７１】
次いで、上記構成を有する無線通信システムのデータ送信処理の手順について、図４に示すフロー図を用いて説明する。
【００７２】
基地局装置１００は、移動局装置１５０宛ての送信データに上記の所定の各処理を施し、送信アンテナ１１４を介し、このデータを送信する（ＳＴ１０１０）。移動局装置１５０は、受信アンテナ１５１を介し、このデータを受信し（ＳＴ１０２０）、上記の所定の各処理を施し、復号後のデータを得る。移動局装置１５０内のＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５は、この復号後のデータのＣＲＣにより、受信信号の誤り判定を行う（ＳＴ１０３０）。そして、受信誤りと判定された場合、干渉シンボル判定部１６４は、干渉シンボルの判定を行う（ＳＴ１０４０）。
【００７３】
干渉シンボル判定は、次のように行われる。例えば、パイロット信号から求められた平均受信電力と復調後の各シンボルの信号電力の比が求められ、この比が所定の閾値（例えば±５ｄＢ）より大きければ、そのシンボルは干渉を受けていると判定する。
【００７４】
なお、ＦＨ頻度がタイムスロット毎である場合には、１タイムスロット内では同一のサブキャリアが干渉を受け続けることとなるので、１タイムスロット内で電力を平均して、上記のシンボル判定を行う。これにより、判定精度を向上させることができる。また、平均値を使わずに、１タイムスロットの中間値を使う等の別の方法でも良い。
【００７５】
干渉シンボル判定部１６４は、干渉シンボル判定の結果に基づいて、受信した全シンボルの中からどのシンボルが干渉を受けたかを特定した干渉シンボル情報を生成する（ＳＴ１０５０）。この干渉シンボル情報は、１ＯＦＤＭシンボルごとにどのサブキャリアが干渉を受けたかを示す情報でも良いし、また、ＦＨパタンの中でどの位置が干渉を受けたかを示す情報でも良い。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５は、基地局装置１００にデータの再送を要求するＮＡＣＫ信号を生成する。これらの信号は、送信部（図示せず）を介し、基地局装置１００に送信される（ＳＴ１０６０）。
【００７６】
ＮＡＣＫ信号および干渉シンボル情報を受信（ＳＴ１０７０）した基地局装置１００は、受信部等（図示せず）においてそれぞれの信号を抽出し（ＳＴ１０８０、ＳＴ１０９０）、送信ＨＡＲＱ部１０３において後述のデータの再送制御を行う（ＳＴ１１００）。送信ＨＡＲＱ部１０３から出力された再送データは、初回送信時と同様の処理が施され、送信アンテナ１１４を介し再送される（ＳＴ１１１０）。
【００７７】
送信ＨＡＲＱ部１０３におけるデータの再送制御は次のように行われる。図５は、基地局装置１００の送信ＨＡＲＱ部１０３の内部構成を示したブロック図である。送信ＨＡＲＱ部１０３は、バッファ１３１、ＲＭパラメータ生成部１３２、およびレートマッチング部１３３−１、１３３−２を有する。
【００７８】
バッファ１３１には、符号化部１０２から出力された送信データのビット列が一時保存されている。そして、移動局装置１５０から通知された干渉シンボル情報を用いて、この送信データを、干渉を受けたビット（干渉ビット）のデータ列と干渉を受けなかったビット（非干渉ビット）のデータ列とに分離して、干渉ビット列をレートマッチング部１３３−１に出力し、非干渉ビット列をレートマッチング部１３３−２に出力する。
【００７９】
ＲＭパラメータ生成部１３２は、物理チャネルにマッピングできるビット数と、干渉シンボル情報から得られる隣接セルの干渉を受けたビット数とを考慮し、干渉ビットに対してはリピティションを施し、非干渉ビットに対してはパンクチャを施すようなＲＭパラメータを生成し、レートマッチング部１３３−１、１３３−２に出力する。なお、ＲＭパラメータとしては、非干渉ビットを完全にパンクチャし、干渉ビットのみを再送するようなパラメータでも良い。
【００８０】
レートマッチング部１３３−１は、バッファ１３１から出力された干渉ビットのデータ列に対し、ＲＭパラメータ生成部１３２から出力されるＲＭパラメータに基づくレートマッチング処理、すなわちリピティションを施し、変調部１０４に出力する。また、レートマッチング部１３３−２は、バッファ１３１から出力された非干渉ビットのデータ列に対し、ＲＭパラメータ生成部１３２から出力されるＲＭパラメータに基づくレートマッチング処理、すなわちパンクチャを施し、変調部１０４に出力する。
【００８１】
このように、移動局装置１５０から送信された干渉シンボル情報に基づいて、送信ＨＡＲＱ部１０３で干渉ビットはリピティションし、非干渉ビットはパンクチャするので、送信データ総量を増加させることなく、リピティションされた全ての干渉ビットが再送時にも干渉を受けるという確率を減少させることができる。これにより、初回送信時に干渉を受けて受信品質の悪かったビットが再送時にも干渉を受けて悪い品質で受信される確率を減少させることができるので、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００８２】
また、上記のリピティションまたはパンクチャの一方の処理のみを行う形態でも良い。かかる場合、送信データ総量は変化するが、上記と同様に、初回送信時に受信品質が悪かったビットが再送時にも干渉により悪い品質で受信される確率を減少させることができる。
【００８３】
このように、本実施の形態によれば、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、受信側が、干渉を受けたシンボル（受信品質の悪いシンボル）を特定した干渉シンボル情報を送信側に報告することにより、送信側がこの受信品質の悪いシンボルを他のシンボルに優先して再送することが可能となるため、初回送信時に干渉を受けたシンボルが再送時にも干渉を受けるという確率を減少させることができ、データ再送処理の効果を高めることができる。また、これにより、受信側の受信性能は向上し、無線通信システムのスループットを向上させることができる。
【００８４】
（実施の形態２）
図６および図７は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの基地局装置２００および移動局装置２５０の内部構成を示すブロック図である。なお、この基地局装置および移動局装置は、図２および図３に示した基地局装置および移動局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態の特徴は、基地局装置２００が制御情報選択部２０１を、移動局装置２５０が報告情報選択部２５１をさらに有し、初回送信時と再送時では、上り回線および下り回線で通信される信号の内容を変更することである。
【００８６】
図６に示した制御情報選択部２０１は、ＭＣＳ情報と送信ＨＡＲＱ部１０３から出力されるＲＭパラメータとの２本の入力を持つ。そして、初回送信時には、ＭＣＳ情報を選択し、符号化部１０６に出力する。また、データ再送時には、送信ＨＡＲＱ部１０３から出力されるＲＭパラメータを選択し、符号化部１０６に出力する。他の動作は、実施の形態１と同様である。
【００８７】
下り回線では、基地局装置２００は、送信時に使用するＭＣＳパラメータを、制御情報（ＭＣＳ情報）として移動局装置２５０にデータと共に送信する。しかし、再送時には、基地局装置２００は、送信ＨＡＲＱ部１０３内のバッファに既に一時保存されている信号（既にＭＣＳ情報を通知した信号）を送信対象とするため、再度ＭＣＳ情報を移動局装置２５０に通知する必要はない。
【００８８】
従って、上記のように、制御情報選択部２０１が、データ再送時にはＭＣＳ情報の代わりにＲＭパラメータを送信することにより、下り回線の制御情報のデータ伝送量を削減することができる。
【００８９】
一方、図７に示した報告情報選択部２５１は、ＣＱＩ生成部１６３から出力されるＣＱＩ、干渉シンボル判定部１６４から出力される干渉シンボル情報、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５から出力されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の３本の入力を持つ。そして、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５からＡＣＫ信号が出力された時（受信成功時）には、ＣＱＩ生成部１６３から出力されるＣＱＩを選択し、送信部（図示せず）に出力する。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１６５からＮＡＣＫ信号が出力された時（受信誤り時）には、干渉シンボル判定部１６４から出力される干渉シンボル情報を選択し、送信部（図示せず）に出力する。他の動作は、実施の形態１と同様である。
【００９０】
上り回線では、移動局装置２５０は、初回データの受信時に、受信データに基づいてＣＱＩを生成し、このＣＱＩを基地局装置２００に返送する。しかし、再送データの受信時には、上述の通り、ＭＣＳパラメータは既に決定されているため、再度ＣＱＩを基地局装置２００に返送する必要はない。なお、ＣＱＩの他の用途として、ＭａｘＣ／Ｉ等のスケジューリングも挙げられるが、送信データにＭＣＳパラメータを割り当てる処理と比べるとＣＱＩの使用頻度は少なく、また、前後のバケットに使用されていたＣＱＩを補正することにより、上記のスケジューリングに使用されるＣＱＩを求めることも可能である。
【００９１】
従って、上記のように、受信成功時にはＣＱＩを、受信誤り時には干渉シンボル情報を基地局装置２００に出力することにより、上り回線の制御情報のデータ伝送量を削減することができる。
【００９２】
このように、本実施の形態によれば、初回送信時と再送時で、上り回線および下り回線で通信される信号の内容を変更することにより、データ伝送量を削減し、通信システムのスループットの低下を防止することができる。
【００９３】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る無線通信システムの基地局装置が有する送信ＨＡＲＱ部１０３ａの内部構成を示すブロック図である。なお、送信ＨＡＲＱ部１０３ａは、図５に示した送信ＨＡＲＱ部１０３と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
本実施の形態の特徴は、ターボ符号技術を採用した無線通信システムに本発明を適用することである。
【００９５】
送信ＨＡＲＱ部１０３ａに入力される送信データは、既にターボ符号化部（図示せず）において、ターボ符号化処理が施されている。分離部３０１は、バッファ１３１から出力される干渉ビット（ターボ符号化データ）をシステマチックビット（Ｓビット）とパリティビット（Ｐビット）とに分離し、Ｓビットをレートマッチング部１３３−１に出力し、Ｐビットをレートマッチング部１３３−２に出力する。よって、Ｓビットは、レートマッチング部１３３−１において、リピティションされ、Ｐビットは、レートマッチング部１３３−２において、パンクチャされる。
【００９６】
送信データのターボ符号化時には、システマチックビットおよびパリティビットが生成されるが、システマチックビットの方がより重要度が高いと言える。受信したシステマチックビットの信頼性が受信信号の復号性能に大きく影響するからである。よって、本実施の形態では、干渉を受けたシンボルに含まれるビットのうち、システマチックビットのみをリピティションする。
【００９７】
このように、本実施の形態によれば、干渉を受けたシンボルに含まれるビットのうち、システマチックビットのみをリピティションするため、例えば、干渉を受けたシンボルの数が多い場合においても、受信信号の復号性能を維持しつつ、再送時に受信が成功する確率を高めることができる。
【００９８】
（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る無線通信システムの基地局装置４００の内部構成を示すブロック図である。なお、基地局装置４００は、図２に示した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
本実施の形態の特徴は、サブキャリアマッピング部１０９の後段に送信電力設定部４０１を有し、移動局から報告される干渉シンボル情報がサブキャリアマッピング部１０９ａおよび送信電力設定部４０１に入力されることである。
【０１００】
サブキャリアマッピング部１０９ａは、データ再送時には、移動局から報告される干渉シンボル情報に基づいて、多重器１０８から出力される送信ビットを各サブキャリアに割り当てる。具体的には、初回送信時に干渉ビットとなったビットを、初回送信時に非干渉ビットとなったビットがマッピングされていたサブキャリアにマッピングする。
【０１０１】
図１０は、上記のマッピング処理が施された場合の初回送信時および再送時の送信信号のデータ構造の一例を示す図である。この図において、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3は、送信ビットＢ1、Ｂ2、Ｂ3がマッピングされるサブキャリアを示している。ここで、Ｄ1が、隣接セルの干渉を受けるサブキャリア、Ｄ2、Ｄ3が隣接セルの干渉を受けないサブキャリアだとする。上記のマッピング処理により、初回送信時にＤ1にマッピングされた送信ビットＢ1は、再送時にはＤ2にマッピングされることになる。これにより、送信ビットＢ1は、隣接セルの干渉を受けないことが期待され、再送時の受信品質を向上させることができる。また、ここでは、送信ビットＢ2が、再送時には、逆に隣接セルの干渉を受けるサブキャリアＤ1にマッピングされる例を示しているが、送信ビットＢ2は初回送信時には良好な受信品質であったことが予想されるので、実施の形態１に示したように、再送時にはパンクチャして、再送対象から外しても良い。
【０１０２】
送信電力設定部４０１は、移動局から報告される干渉シンボル情報に基づいて、サブキャリアマッピング部１０９ａから出力されるシンボルの送信電力を設定し、Ｓ／Ｐ変換部１１０に出力する。具体的には、干渉を受けたシンボルは、干渉を受けなかったシンボルに比べ大きな送信電力に設定される。これにより、隣接セルの干渉を受けたシンボルが、再送時において同様の干渉を受けても、ある程度の受信品質を維持することができる。送信電力は予め決められた所定のオフセットを加えても良いし、干渉シンボル情報の中に干渉シンボルの受信品質を表す情報を含めておき、それに従ってオフセットを決めても良い。
【０１０３】
なお、ここでは、サブキャリアマッピング部１０９ａおよび送信電力設定部４０１の両方を併設する例を示したが、どちらか一方のみを設置する形態でも良い。
【０１０４】
このように、本実施の形態によれば、干渉を受けたシンボルの再送時には、マッピングされるシンボルを干渉を受けないシンボルに変更したり、シンボルの送信電力を初回送信時より大きく設定するため、受信側の受信品質を向上させることができる。
【０１０５】
なお、実施の形態１から実施の形態４を通じ、移動局から干渉シンボル情報が通知される場合を例にとって説明したが、図１１に示すように、基地局自身が干渉シンボル情報を生成しても良い。この図に示す基地局装置１００ａは、図２に示した基地局装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０６】
移動局は、基地局装置１００ａから自局に対し送信されてくる信号を受信し、誤り判定を行い、これに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を基地局装置１００ａに通知する。同時に、移動局は、隣接した複数の周辺セルから到達する信号の受信レベルをそれぞれ測定し、この受信状況（具体的には、受信レベルが強い信号を送信したセルのＩＤ番号）を、上記のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号と共に基地局装置１００ａに通知する。
【０１０７】
基地局装置１００ａは、上位局である制御局から、自局の周辺セルでそれぞれ使用されているＦＨパタンに関する情報を取得する。この周辺セルのＦＨパタンおよび上記の移動局の受信状況は、干渉ＦＨパタン判定部１４１に入力される。干渉ＦＨパタン判定部１４１は、制御局から取得した全ての周辺セルのＦＨパタンから、移動局が通知したセルのＩＤに対応するＦＨパタンを選択し、これを移動局に実際に干渉を及ぼしているセルのＦＨパタン（干渉ＦＨパタン）とみなして、ＦＨパタン比較部１４２に出力する。ＦＨパタン比較部１４２は、基地局装置１００ａが使用するＦＨパタンと、干渉ＦＨパタン判定部１４１から出力される干渉ＦＨパタンとを比較し、両パタンにおいて一致するシンボル、すなわち干渉シンボルを特定する。そして、この比較結果に基づいて干渉シンボル情報を生成し、送信ＨＡＲＱ部１０３に出力する。以降の処理は、既に述べた通りである。
【０１０８】
これにより、移動局において干渉シンボルの判定をする必要がなくなるので、移動局の回路規模を削減することができ、バッテリの持ちを良くすることができる。
【０１０９】
本発明に係る無線通信システムは、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式に限定されず、一般のＦＨシステムを用いた移動体通信システムにおいても利用可能である。
【０１１０】
また、ここでは、データを基地局装置から移動局装置に送信する下り回線において本発明を適用する場合を例にとって説明したが、データを移動局装置から基地局装置に送信する上り回線にも適用可能である。
【０１１１】
さらに、干渉シンボルの判定において、干渉レベルが小さく、干渉を受けたシンボルが無いと判定される場合には、通常の再送を行う（初回送信時と同じシンボルを再送する）ようにしても良い。
【０１１２】
また、移動局が干渉シンボル情報として、干渉シンボルと共にその干渉レベルをも通知し、基地局では、その干渉レベルに従って優先再送の度合い（例えば、パンクチャ率等）を制御しても良い。
【０１１３】
なお、ここでは、本発明に係る無線通信システムが、ＦＨ方法として、ＰＮ系列等のランダムな系列により生成されるＦＨパタンを用いる場合を例にとって説明したが、周波数インターリーブを用いても良い。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＦＨ方式を採用した無線通信システムにおいて、データ再送処理の効果を高めることにより、受信側の受信性能を改善することができ、無線通信システムのスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの概要を説明する図
【図２】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る移動局装置の内部構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムのデータ送信処理の手順について示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係る送信ＨＡＲＱ部の内部構成を示したブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の内部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る移動局装置の内部構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る送信ＨＡＲＱ部の内部構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４に係る基地局装置の内部構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４に係るマッピング処理が施された場合の初回送信時および再送時の送信信号のデータ構造の一例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態に係る基地局装置のバリエーションを示すブロック図
【図１２】ＦＨ−ＯＦＤＭ方式を採用した基地局装置が送信するサブキャリア信号の構成の一列を示した図
【図１３】隣接セルのサブキャリア信号への影響を示す図
【符号の説明】
１００ 基地局装置
１０３ 送信ＨＡＲＱ部
１０９ サブキャリアマッピング部
１１３、１５１ 無線処理部
１３２ ＲＭパラメータ生成部
１３３−１、１３３−２ レートマッチング部
１４１ 干渉ＦＨパタン判定部
１４２ ＦＨパタン比較部
１５０ 移動局装置
１５５ サブキャリアデマッピング部
１６２ ＣＩＲ測定部
１６３ ＣＱＩ生成部
１６４ 干渉シンボル判定部
１６５ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部
２０１ 制御情報選択部
２５１ 報告情報選択部
３０１ 分離部
４０１ 送信電力設定部
Claims (12)
- 所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられた複数の搬送波に送信データをマッピングして送信し、受信側から再送要求があった場合、前記複数の搬送波を再送する無線送信装置であって、
前記受信側が受信した前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を示す干渉搬送波情報を、前記受信側から取得する干渉搬送波情報取得手段と、
再送時に、前記干渉搬送波情報に基づいて、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを優先して再送する優先再送手段と、
前記送信データを適応変調する際に使用された適応変調パラメータに関する情報を生成する適応変調パラメータ情報生成手段と、
前記送信データのレートマッチングに使用されたレートマッチングパラメータに関する情報を生成するレートマッチングパラメータ情報生成手段と、
前記受信側に送信する制御情報として、前記送信データの初回送信時には、前記適応変調パラメータに関する情報を選択し、前記送信データの再送時には、前記レートマッチングパラメータに関する情報を選択する選択手段と、
を具備することを特徴とする無線送信装置。 - 前記優先再送手段は、
前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングされていた送信データをパンクチャして再送することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。 - 前記優先再送手段は、
前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データをリピティションして再送することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。 - 前記優先再送手段は、
前記送信データがターボ符号化されている場合、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データであってシステマチックビットを含む送信データをリピティションして再送することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。 - 前記優先再送手段は、
前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データの送信電力を、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングされていた送信データの送信電力より大きく設定し、再送することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。 - 前記優先再送手段は、
前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを、前記複数の搬送波のうち、前記干渉を受けた搬送波以外の搬送波にマッピングし、再送することを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線送信装置を具備することを特徴とする基地局装置。
- 請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線送信装置を具備するセルラ方式の基地局装置であって、
前記干渉搬送波情報は、
自セルにおいて使用される前記所定の周波数ホッピングのパタンと、自セルに干渉を及ぼす他セルにおいて使用される所定の周波数ホッピングのパタンとの比較により取得されることを特徴とする基地局装置。 - 前記自セルに干渉を及ぼす他セルにおいて使用される所定の周波数ホッピングのパタンは、
前記受信側から報告される、前記受信側が受信する周辺セルからの信号の受信状況と、自局の上位局から通知される、周辺セルが使用している所定の周波数ホッピングのパタンとに基づいて取得されることを特徴とする請求項８記載の基地局装置。 - 所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられ、送信データがマッピングされた複数の搬送波を受信する受信手段と、
受信された前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を特定する干渉搬送波特定手段と、
特定された前記干渉を受けた搬送波に関する情報を前記複数の搬送波の送信側に報告する干渉搬送波情報報告手段と、
受信された前記複数の搬送波の受信品質に関する情報を生成する受信品質情報生成手段を具備し、
前記干渉搬送波報告手段は、
前記送信側に前記送信データの再送を要求する場合、前記干渉を受けた搬送波に関する情報を前記送信側に報告し、前記送信側に前記送信データの受信成功を報告する場合、生成された前記受信品質に関する情報を報告する、
ことを特徴とする無線受信装置。 - 前記干渉搬送波特定手段は、
前記干渉を受けた搬送波の特定を、受信された前記複数の搬送波の受信品質に基づいて行うことを特徴とする請求項１０記載の無線受信装置。 - 所定の周波数ホッピングのパタンに従って周波数が切り替えられた複数の搬送波に送信データをマッピングして送信する送信ステップと、
送信された前記複数の搬送波を受信する受信ステップと、
受信された前記複数の搬送波のうち、干渉を受けた搬送波を報告する報告ステップと、
前記報告ステップにおいて報告された、前記干渉を受けた搬送波にマッピングされていた送信データを優先して再送する優先再送ステップと、
前記送信データを適応変調する際に使用された適応変調パラメータに関する情報を生成する適応変調パラメータ情報生成ステップと、
前記送信データのレートマッチングに使用されたレートマッチングパラメータに関する情報を生成するレートマッチングパラメータ情報生成ステップと、
前記受信側に送信する制御情報として、前記送信データの初回送信時には、前記適応変調パラメータに関する情報を選択し、前記送信データの再送時には、前記レートマッチングパラメータに関する情報を選択する選択ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
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