JP4213660B2 - 無線通信システム及び無線送信機 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリアＣＤＭＡ（code-division multiple access）無線通信の無線通信システム及び無線送信機に関し、特に再送による誤り訂正についての無線通信システム及び無線送信機に関する。

従来のマルチキャリア通信における再送制御方式では、移動局及び基地局では、通常、次のような処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。移動局は、サブキャリアごと、又は、サブキャリアグループごとの受信回線品質を測定し、この受信回線品質を基地局に送信する。また、移動局は、基地局から受信した受信データに誤りがある場合には、基地局に再送を要求する。基地局は、再送要求を受けて再送データを移動局に送信する。この際、基地局は、受信回線品質に基づいて使用しないと判定したサブキャリア又はサブキャリアグループ以外のサブキャリアを使用して再送データを送信する。
特開２００４−１０４５７４公報

しかしながら、上記した従来技術においては、伝送路状況や使用するべきサブキャリアの情報を送信側へフィードバックするための大きなオーバヘッドが必要になる問題がある。また、通信におけるシステムスループットの向上や、再送制御や伝送路推定などのための処理量削減が問題となっている。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、再送及び伝送路推定のための処理量を削減する無線通信システム及び無線送信機を提供することを目的とする。

本発明の無線通信システムによれば、時間方向と周波数方向にデータを拡散して送信する無線送信機と、前記データを受信する無線受信機を備える無線通信システムにおいて、
前記無線送信機は、前記データに対して誤り検出を行うためのパリティビットを付加する付加手段と、ある拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加されたデータを拡散する拡散手段と、前記拡散されたデータを送信する送信手段を具備し、
前記無線受信機は、前記送信されたデータを受信する受信手段と、前記拡散パターンに基づいて前記受信したデータを逆拡散する逆拡散手段と、前記パリティビットに基づいて前記逆拡散されたデータの誤り検出を行う誤り検出手段と、前記逆拡散されたデータに誤りが検出された場合に、前記無線送信機にデータの再送を要求する再送要求信号を送信する送信手段を具備し、
前記無線送信機は、前記再送要求信号を受信する受信手段をさらに具備し、前記拡散手段は、前記再送要求信号を受けて、時間方向の拡散率及び周波数方向の拡散率の少なくともいずれかを変更した拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加された再送データを拡散し、前記無線送信機に含まれる送信手段は、前記再送データを送信し、前記無線受信機に含まれる受信手段は、前記再送データを受信し、前記逆拡散手段は、前記変更した拡散パターンに基づいて前記再送データを逆拡散し、前記拡散手段は、２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に時間方向の拡散率を前回のデータ送信時の時間方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更する、若しくは、２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、前記拡散手段は、（時間方向の拡散率）×（周波数方向の拡散率）が、前回の送信の際と再送信の際で等しいように拡散パターンを変更することを特徴とすることを特徴とする。

本発明の無線送信機によれば、時間方向と周波数方向にデータを拡散して送信し、データを受信する無線受信機から、データに誤りが検出された場合にデータの再送を要求する再送要求信号を受信する無線送信機において、前記データに対して誤り検出を行うためのパリティビットを付加する付加手段と、ある拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加されたデータを拡散する拡散手段と、前記拡散されたデータを送信する送信手段を具備し、前記拡散手段は、前記再送要求信号を受けて、時間方向の拡散率及び周波数方向の拡散率の少なくともいずれかを変更した拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加された再送データを拡散し、前記送信手段は、前記再送データを送信し、前記拡散手段は、２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に時間方向の拡散率を前回のデータ送信時の時間方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更する、若しくは、２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、前記拡散手段は、（時間方向の拡散率）×（周波数方向の拡散率）が、前回の送信の際と再送信の際で等しいように拡散パターンを変更することを特徴とする。

本発明の無線通信システム及び無線送信機によれば、再送及び伝送路推定のための処理量を削減することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態にかかる無線通信システム及び無線送信機について詳細に説明する。
本実施形態の無線通信システムは、図１に示すように、送信機１０１と受信機１０２とからなる。送信機１０１と受信機１０２は、互いにマルチキャリアＣＤＭＡ信号によって無線通信を行う。送信機１０１は、受信機１０２に対して送信信号１０３を送信する。受信機１０２は、送信信号１０３を正しく受信することができなかった場合に、再送要求信号１０４を送信機１０１に対して送信する。再送要求信号１０４を受け取った送信機１０１は再送要求のあったデータを再び受信機１０２に対して送信する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態における送信機１０１及び受信機１０２での処理の一例について図２を参照して説明する。本実施形態では、送信機１０１と受信機１０２で使用される拡散パターンは予め設定されている。

まず、データの送信を行う前に、送信機１０１及び受信機１０２ではそれぞれ、データの送受信を行うための拡散パターン決定処理（ステップＳ２０１及びステップＳ２０５）を行う。これらの拡散パターンは、送信機１０１と受信機１０２との間で同期が確立した時点において送信機１０１及び受信機１０２の間でやり取りされているものの中から決定される。拡散パターンは、上位レイヤから通知されるものとする。また、拡散パターンは、送信機１０１からの報知情報や受信機１０２の固有の指標によって、一意に決まるものでもよい。

次に、送信機１０１は、ステップＳ２０１で選択された拡散パターンを用いて、データＤｋ（ｋはデータパケット番号）の送信処理を行う（ステップＳ２０２）。この送信処理では、誤り訂正符号化、拡散、変調などを送信する。送信機１０１は、送信処理が行われたデータＤｋを受信機１０２に対して送信データＤｋ（０）として送信する。ここで括弧内の数字は再送回数を示す。
ここで、Ｄｋ（０）に送信機１０１と受信機１０２の間で、何らかの原因により誤りが発生したものとする。誤りが発生したデータに対して受信機１０２はデータの受信処理を行う（ステップＳ２０６）。このとき受信機１０２は、誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号を行っても誤りが訂正できない場合には、送信機１０１に対してデータＤｋの再送要求を行う。

データＤｋの再送要求を受信した送信機１０１は、再送時の拡散パターン決定処理を行う（ステップＳ２０３）。また、ステップＳ２０３とほぼ同時に受信機１０２は、データＤｋの再送要求を送信した後、再送時の拡散パターン決定処理を行う（ステップＳ２０７）。送信機１０１での再送時の拡散パターン決定処理（ステップＳ２０３）と、受信機１０２での再送時の拡散パターン決定処理（ステップＳ２０７）とでは、同一条件なら同じ拡散パターンが得られる。

その後、送信機１０１は、データＤｋの再送処理を行い（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０３で得られた拡散パターンを用いてデータＤｋを拡散し、データＤｋ（１）を送信する。受信機１０２は、ステップＳ２０７で得られた拡散パターンを用いてデータＤｋ（１）に対する受信処理を行う（ステップＳ２０８）。

次に、本実施形態における送信機１０１について図３を参照して説明する。
送信機１０１は、誤り検出符号付加部３０１、誤り訂正符号化部３０２、ＱＰＳＫ（quadrature phase-shift keying）変調部３０３、Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル変換）部３０４、時間及び周波数拡散部３０５、ＩＦＦＴ（inverse fast Fourier transformer）３０６、Ｐ／Ｓ（パラレルシリアル変換）部３０７、ＧＩ（ガードインターバル）挿入部３０８、ＤＡＣ（digital-to-analog converter）３０９、ＩＦ／ＲＦ（intermediate-frequency／radio frequency）部３１０，３１３、拡散コード部３１１、拡散パターン決定部３１２、ＡＤＣ（analog-to-digital converter）３１４、受信処理部３１５、分割処理部３１６、再送要求判定部３１７を備えている。

誤り検出符号付加部３０１は、送信機１０１から送信されるデータに、誤り検出を行うためのパリティビットを付加する。誤り検出符号付加部３０１が付加する誤り検出のパリティビットは、例えば、ＣＲＣ（cyclic redundancy check code：巡回冗長符号）のパリティビットがある。

誤り訂正符号化部３０２は、送信データを誤り訂正符号化処理する。誤り訂正符号化部３０２が行う誤り訂正符号化処理は、例えば、畳み込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（low density parity check）符号などが挙げられる。

ＱＰＳＫ変調部３０３は、誤り訂正符号化処理されたデータをＩ信号及びＱ信号からなる平面にマッピングする。ここでは変調方式としてＱＰＳＫを例にしているが、ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）やπ/４シフトＱＰＳＫなど他の変調方式でもかまわない。

Ｓ／Ｐ部３０４は、ＱＰＳＫ変調部３０３で変調されたシリアル信号をパラレル信号に変換する。
時間及び周波数拡散部３０５は、拡散コード部３１１から拡散コードを入力し、拡散パターン決定部３１２から拡散パターンを入力し、これらの拡散コード及び拡散パターンに基づいてパラレル信号に２次元拡散処理を行う。拡散パターンは時間方向及び周波数方向の拡散率を含んでいる。
ＩＦＦＴ３０６は、時間及び周波数拡散部３０５で２次元拡散された信号を逆フーリエ変換し、直交周波数上の信号に変換する。その後、Ｐ／Ｓ部３０７がＩＦＦＴ３０６で変換されたパラレル信号をパラレルシリアル変換によりシリアル信号に変換する。

ＧＩ挿入部３０８は、Ｐ／Ｓ部３０７の出力であるシリアル信号にＧＩを挿入する。ＤＡＣ３０９は、ＧＩが挿入された信号をデジタルアナログ変換（以後ＤＡＣ）処理してアナログ信号に変換する。ＩＦ／ＲＦ部３１０は、ＤＡＣ３０９の出力信号に中間周波数変換及び無線周波数変換を行い、無線周波数の信号に変換し、変換した信号をアンテナから受信機１０２へ送信する。

ＩＦ／ＲＦ部３１３は、アンテナで受信された受信機１０２からの信号を、ベースバンド周波数の信号に変換する。ＡＤＣ３１４は、ベースバンド周波数に変換された受信信号をアナログデジタル変換（以後ＡＤＣ）処理してデジタル信号に変換する。受信処理部３１５は、デジタル信号に変換された受信信号を復調したり、誤り訂正復号などを行う。受信処理部３１５は、受信機１０２における、後述する送信処理部４１５に対応している。

分割処理部３１６は、受信処理部３１５によって得られた受信信号を、受信データと、もし存在するならば再送要求信号とに分割する。
再送要求判定部３１７は、再送要求信号を使用して、どのパケットを再送するべきかどうかの判定を行う。再送要求判定部３１７は、上位レイヤに対して、再送要求のあったパケットを再送する手続きを指示するとともに、拡散パターン決定部３１２に対して、再送における拡散パターンの変更を要求する。
拡散パターン決定部３１２は、再送要求判定部３１７からの要求を受け、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して拡散パターンを決定する。拡散パターンは時間方向及び周波数方向の拡散率を含んでいる。
拡散コード部３１１は、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して拡散コードを決定する。

次に、本実施形態における受信機１０２について図４を参照して説明する。
受信機１０２は、ＩＦ／ＲＦ部４０１、ＡＤＣ４０２、ＧＩ除去部４０３、Ｓ／Ｐ部４０４、ＦＦＴ４０５、時間及び周波数逆拡散部４０６、Ｐ／Ｓ部４０７、ＱＰＳＫ復調部４０８、誤り訂正復号部４０９、誤り検出部４１０、拡散コード部４１１、拡散パターン決定部４１２、再送要求処理部４１３、多重処理部４１４、送信処理部４１５、ＤＡＣ４１６、ＩＦ／ＲＦ部４１７を備えている。

ＩＦ／ＲＦ部４０１は、送信機１０１から送信されて、アンテナで受信した受信信号を、ベースバンド周波数の信号に変換する。ＡＤＣ４０２は、ベースバンド周波数の信号をデジタル信号に変換する。ＧＩ除去部４０３は、デジタル信号に変換された受信信号からＧＩを除去する。Ｓ／Ｐ部４０４は、ＧＩが除去された信号をパラレル信号に変換する。ＦＦＴ４０５は、このパラレル信号を時間軸の信号に変換する。

時間及び周波数逆拡散部４０６は、拡散コード部４１１から拡散コードを入力し、拡散パターン決定部４１２から拡散パターンを入力し、これらの拡散コード及び拡散パターンに基づいてパラレル信号に２次元逆拡散処理を行う。拡散パターンは時間方向及び周波数方向の拡散率を含んでいる。Ｐ／Ｓ部４０７は、逆拡散が行われた受信信号をシリアル信号に変換する。

ＱＰＳＫ復調部４０８は、Ｐ／Ｓ部４０７が出力したシリアル信号をＱＰＳＫ復調する。ここで行われる復調処理は送信機１０１のＱＰＳＫ変調部３０３で行われる変調処理に対応するものである。したがって、送信機１０１の変調処理が他の変調方式を用いるのであれば、受信機１０２の復調処理もそれに対応した復調処理を行う。

誤り訂正復号部４０９は、復調された受信信号に誤り訂正復号処理を行う。誤り訂正復号部４０９においても、送信機１０１の誤り訂正符号化部３０２に対応した誤り訂正復号処理、例えば、ビタビ復号、ターボ復号、ＬＤＰＣ復号などがおこなわれる。

誤り検出部４１０は、誤り訂正復号処理が行われた受信信号に誤りがあるかどうかの検出を行う。誤り検出部４１０は、送信機１０１の誤り検出符号付加部３０１で付加されたパリティビットを用いて誤りの検出を行う。誤り検出部４１０は、受信信号に誤りが検出されなければ、この受信信号は正しい受信信号であるとして上位レイヤに報告する。
一方、誤り検出部４１０は、受信信号に誤りがあると検出された場合、該当するパケットの再送を要求するための処理を行う。

再送要求処理部４１３は、誤り検出部４１０からの出力を受けて、誤りが発生したシンボル群（ここでは「スロット」とする）の特定を行う。再送要求処理部４１３は、再送を要求するべきスロットが決定したら、再送要求を多重処理部４１４に出力するとともに、拡散パターン決定部４１２に対して再送における拡散パターンの変更を要求する。
また、再送要求処理部４１３が生成する再送要求信号は予め送信機１０１と受信機１０２との間で決まっている、ある拡散パターンで拡散されるように拡散パターン決定部４１２に指示を出力してもよい。再送要求信号を拡散する拡散パターンは、システム上で予め決められていてもよいし、再送要求処理部４１３及び再送要求判定部３１７にいくつかの拡散パターンが記憶されていて、そこから送信機１０１と受信機１０２とで同一の拡散パターンになるように予め制御してもよい。

拡散パターン決定部４１２は、再送要求処理部４１３からの要求を受け、再送要求をするパケットに対して拡散パターンを決定する。拡散パターンは時間方向及び周波数方向の拡散率を含んでいる。
拡散コード部４１１は、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して拡散コードを決定する。

多重処理部４１４は、再送要求を送信データとともに多重処理する。多重処理部４１４は、例えば、時間多重、周波数多重、コード多重を使用して複数のデータを多重する。送信処理部４１５は、多重処理部４１４の出力である送信信号を変調したり、誤り訂正符号などを行う。送信処理部４１５は、送信機１０１における受信処理部３１５に対応している。ＤＡＣ４１６は、送信処理部４１５の出力信号をアナログ信号に変換する。ＩＦ／ＲＦ部４１７は、このアナログ信号を中間周波数変換及び無線周波数変換を行い、無線周波数の信号に変換し、変換した信号をアンテナから送信機１０１へ送信する。

次に、図２における拡散パターン決定処理（ステップＳ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７）及び、図３、図４における拡散パターン決定部３１２、４１２について図５を参照して説明する。
図２の拡散パターン決定処理のうちのステップＳ２０１及びＳ２０５においては、例えば、拡散パターンは図５のようなパターンである。すなわち、この拡散パターンは、周波数拡散率SF_freq_1が４、時間拡散率SF_time_1が２であり、ＣＤＭＡとしての拡散率SF_freq_1×SF_time_1が８、つまり、８チップで１シンボルであるような拡散パターンであるとする。このような拡散パターンでは、時間拡散率に比べて周波数拡散率が大きいため、周波数選択性フェージングが激しいような伝送路環境において比較的低い誤り率を示す。しかし、時間変動が激しいような伝送路環境においては比較的高い誤り率となる。したがって、この拡散パターンの場合、図２で示した誤りの発生は時間変動が激しい伝送路環境において発生する可能性が高い。

ここで、周波数選択性フェージングが激しい伝搬環境とは、周波数選択性フェージングによるサブキャリアごとの電力落ち込みの発生チップ間隔が、時間変動による電力の落ち込みの発生チップ間隔より短く、周波数方向の拡散利得が十分に得られない場合を示す。
例えば、２０ＭＨｚ帯域を用いてサブキャリアを１０２４本用いた場合、周波数方向の拡散を行うチップの間隔が約２０ｋＨｚとなる。このとき、マルチパスによる周波数選択性フェージングにより、周波数方向のフェージングによる電力の落ち込みが４０ｋＨｚ間隔で発生する場合、周波数方向の電力落ち込みの発生チップ間隔は２チップとなる。また、フェージングのドップラー周波数がｆｄ＝１０ｋＨｚであり、シンボル長が１０ｍｓの場合、時間方向の電力落ち込みの発生チップ間隔は１０チップとなる。このような場合、周波数選択性フェージングが激しい伝搬環境となり、周波数方向の拡散率を大きくすることで、伝送誤り率を低くすることができる。

逆に、時間変動が激しい伝搬環境とは、時間変動による電力の落ち込みの発生チップ間隔が、周波数選択性フェージングによるサブキャリアごとの電力落ち込みの発生チップ間隔より短く、時間方向の拡散利得が十分に得られない場合を示す。

次に、図２における再送する際の拡散パターン決定処理（ステップＳ２０３、Ｓ２０７）及び、図３、図４における拡散パターン決定部３１２、４１２について図６を参照して説明する。
図２の再送する際の拡散パターン決定処理であるステップＳ２０３、Ｓ２０７においては、例えば、拡散パターンは図６のようなパターンである。すなわち、この拡散パターンは、周波数拡散率SF_freq_1が２、時間拡散率SF_time_1が４であり、ＣＤＭＡとしての拡散率SF_freq_1×SF_time_1が８、つまり、８チップで１シンボルであるような拡散パターンであるものとする。このような拡散パターンでは、周波数拡散率に比べ時間拡散率が大きいため、時間変動が激しいような伝送路環境において比較的低い誤り率となり、逆に、周波数選択性フェージングが激しいような伝送路環境において高い誤り率を示す。上述したように図５の拡散パターンを使用した場合での図２の誤りの発生した環境は、時間変動が激しい場合である確率が高いため、図６のような拡散パターンにすることによって、再送の際の誤り率を低減することが可能になる。また、周波数フェージングが激しい場合では再送が起こる確率が低いため、図６のような拡散パターンにすることによる誤り率の劣化の度合いは小さくなる。

次に、スループットと１回目データ送信時及び２回目データ送信時のシンボル誤り率（ＳＥＲ）の関係について図７を参照して説明する。ここで、２回目データ送信時とは、１回目にデータを送信した際に行われる再送処理を示す。再送は１スロット単位で行われ、１スロットは１０２４シンボルで構成されている。最大再送回数は１回としている。また、スループットは１００００スロットを送信した際の送信成功シンボル数で表している。
例えば、図５のように周波数拡散率SF_freq_1が４、時間拡散率SF_time_1が２である場合にシンボル誤り率が2.00e-03であり、図６のように周波数拡散率SF_freq_1が２、時間拡散率SF_time_1が４である場合のシンボル誤り率が1.00e-05であるような伝送路であったとする。このとき、１回目の送信と再送に図５のような拡散パターンを用いた場合、スループットは1315kシンボルとなる。
これに対して、本実施形態の無線通信システムにおいて、１回目の送信で図５のような拡散パターンを用い、かつ、再送に図６のような拡散パターンにする。この場合は、スループットは5343kシンボルと大幅にスループットを向上することができる。また、１回目の送信と再送に図６のような拡散パターンを用いた場合、スループットは9905kシンボルである。さらに、本実施形態の無線通信システムにおいて、１回目の送信で図６のような拡散パターンを用いて送信し、かつ、再送で図５のような拡散パターンを用いた場合、スループットは9233kシンボルと、多少劣化するものの大きな劣化はない。

図７のグラフで示したような、シンボル誤り率が一様に存在するような環境において、本実施形態の無線通信システムを使用して、再送時に拡散パターンを変更する場合のスループットは、7450kシンボルとなり、再送時に拡散パターンを変更しない従来の方式を用いる場合のスループットである、約7160kシンボルを上回ることができる。このため、システム全体としては再送回数を削減でき、システムスループットの向上を実現することができる。

以上に示したように、第１の実施形態の無線通信システムによれば、伝送路の推定やそのフィードバックなどの、処理やスループットに関する大きなオーバヘッドを発生させることなく、システム全体の再送回数を削減し、システムスループットを向上させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態における送信機１０１と受信機１０２での処理の一例について図８を参照して説明する。本実施形態では、再送の成功又は失敗の履歴を参照して拡散パターンを設定する。送信機１０１と受信機１０２では同じアルゴリズム及びデータを使用して拡散パターンを決定する。第１の実施形態で図２を参照して説明したステップと同様なステップは同一の符号を付し説明を省略する。
まず、データの送信を行う前に、送信機１０１及び受信機１０２ではそれぞれ、データ送受信を行うための拡散パターン決定処理（ステップＳ８０１及びステップＳ８０５）を行う。これらの拡散パターンは、過去の誤り発生状況を参照して誤り率の低い拡散パターンに決定するように、上位レイヤから指定される。このとき、送信機１０１と受信機１０２では同様のアルゴリズム及びデータを用いて拡散パターンを決定することで、送信機１０１と受信機１０２での拡散パターンの整合性を取っている。ここでは、送信機１０１と受信機１０２は、例えば、図９のような拡散パターン（周波数拡散率SF_freq_1が２、時間拡散率SF_time_1が２）を選択する。

次に、ステップＳ２０２でデータの送信処理を行い（ステップＳ２０２）、Ｄｋ（０）に送信機１０１と受信機１０２の間で、何らかの原因により誤りが発生した場合、受信機１０２は誤り訂正復号を行う（ステップＳ２０６）。受信機１０２は、誤り訂正復号を行っても誤りが訂正できない場合には、送信機１０１に対してデータＤｋの再送要求を行う。

データＤｋの再送要求を受信した送信機１０１は、Ｄｋに関しては１回目の再送であるので、奇数回目の再送時の拡散パターン決定処理を行う（ステップＳ８０２）。また、ステップＳ８０２とほぼ同時に受信機１０２は、データＤｋの再送要求を送信した後、奇数回目の再送時の拡散パターン決定処理を行う（ステップＳ８０６）。送信機１０１での再送時の拡散パターン決定処理（ステップＳ８０２）と受信機１０２の再送時の拡散パターン決定処理（ステップＳ８０６）では、同一条件なら同じ拡散率が得られる。ここでは、拡散パターンごとの過去の誤り率を用いて、拡散パターンを選択する。送信機１０１と受信機１０２は、例えば、図１０のような拡散パターン（周波数拡散率SF_freq_2が４、時間拡散率SF_time_2が１）を選択する。

その後、送信機１０１は、データＤｋの再送処理を行い（ステップＳ２０４）、ステップＳ８０２で得られた拡散パターンを用いて拡散し、データＤｋ（１）を送信する。受信機１０２は、ステップＳ８０６で得られた拡散パターンを用いてデータＤｋ（１）に対する受信処理が行われる（ステップＳ２０８）。さらに、ここでも誤りが訂正できなかった場合、受信機１０２は送信機１０１に対して再度データＤｋの再送要求を行う。

データＤｋの再送要求を受信した送信機１０１は、Ｄｋに関して２回目の再送であるので、偶数回目の再送時の拡散パターン決定処理が行われる（ステップＳ８０３）。また、同時に受信機１０２でも再送要求を送信した後、偶数回目の再送時の拡散パターン決定処理が行われる（ステップＳ８０７）。送信機１０１での再送時の拡散パターン決定処理（ステップＳ８０３）と受信機１０２の再送時の拡散パターン決定処理（ステップＳ８０７）では、同一条件なら同じ拡散パターンが得られる。ここでは、送信機１０１と受信機１０２は、拡散パターンごとの過去の誤り率を用いて、例えば、図１１のような拡散パターン（周波数拡散率SF_freq_2が１、時間拡散率SF_time_2が４）を選択する。

その後、送信機１０１は、データＤｋの再送処理を行い（ステップＳ８０４）、ステップＳ８０３で得られた拡散率を用いて拡散し、データＤｋ（２）を送信する。受信機１０２は、ステップＳ８０７で得られた拡散パターンを用いてデータＤｋ（２）に対する受信処理を行う（ステップＳ８０８）。

次に、本実施形態における送信機１０１について図１２を参照して説明する。第１の実施形態で図３を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
再送要求判定部１２０１は、再送要求信号を使用して、どのパケットを再送するべきかどうかの判定を行う。再送要求判定部１２０１は、上位レイヤに対して、再送要求のあったパケットを再送する手続きを指示するとともに、再送結果履歴部１２０２に対して、使用された拡散パターンとともに、送信の成功又は失敗の結果を記憶させる。

再送結果履歴部１２０２は、拡散パターン決定部１２０３から使用する拡散パターンとともに、各拡散パターンを使用した場合での送信の成功又は失敗の結果を記憶する。また、再送結果履歴部１２０２は、拡散パターン決定部１２０３に対して、再送における拡散パターンの変更を要求する。

拡散パターン決定部１２０３は、再送結果履歴部１２０２から拡散パターンとその誤り率の履歴を受け取り、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して、過去の履歴から誤り率の低い拡散パターンを選択する。拡散パターンは時間方向及び周波数方向の拡散率を含んでいる。また、拡散パターン決定部１２０３は、拡散パターンを時間及び周波数拡散部３０５及び再送結果履歴部１２０２に出力する。

拡散パターン決定部１２０３は、例えば、Ｄｋ（０）を送信するとき、図９、図１０、図１１の拡散パターンの中で、図９の拡散パターンの誤り率が最も小さいならば、拡散パターン決定部１２０３は図９の拡散パターンを選択する。
また、上位レイヤからの再送要求によりＤｋ（１）を送信する際は、図１０の拡散パターンが図１１の拡散パターンより誤り率が低いのならば、周波数選択性フェージングが激しい伝送路であることが予想されるため、拡散パターン決定部１２０３は、図１０のような周波数拡散率を大きくするような拡散パターンを選択する。
また、再度の再送要求によりＤｋ（２）を送信する際は、伝送路の状態が変わってしまっていることが考えられるため、拡散パターン決定部１２０３は、Ｄｋ（１）とは逆に図１１のような時間拡散率を大きくするような拡散パターンを選択する。

このように、本実施形態の無線送信機によれば、拡散率を優先して大きくするパターンを再送のたびに交互に変化させることで、再送結果履歴処理における誤り率の精度を高くすることができる。このことにより、再送の回数を減らすことができ、システムスループットの向上を図ることができる。

次に、本実施形態における受信機１０２について図１３を参照して説明する。第１の実施形態で図４を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
再送結果履歴部１３０１は、再送要求処理部４１３の出力である、再送の際の拡散パターンの変更要求を記憶し、拡散パターンの変更要求信号を拡散パターン決定部１３０２に出力する。再送結果履歴部１３０１は、拡散パターン決定部１３０２で決定された拡散パターンを入力し、決定された拡散パターンと再送の際の拡散パターンの変更要求とを対応付けて記憶する。

拡散パターン決定部１３０２は、再送結果履歴部１３０１からの拡散パターンの変更要求信号を入力し、再送要求をするパケットに対して拡散パターンを決定する。拡散パターン決定部１３０２は、この決定された拡散パターンを再送結果履歴部１３０１に出力するとともに、時間及び周波数逆拡散部４０６に出力する。拡散パターン決定部１３０２は、送信機１０１の拡散パターン決定部１２０３で使用されるアルゴリズムと同様なものを用いて拡散パターンを決定する。

以上に示したように、第２の実施形態の無線通信システムによれば、時間方向に伝送路が激しく変動する伝送路状況、もしくは、周波数方向に伝送路が激しく変動する伝送路状況において、交互に拡散率を大きくする次元（時間及び周波数）を変化させることで、誤りの原因を特定できるため、再送の回数を削減することができる。したがって、本実施形態の無線通信システムは、伝送路の推定やそのフィードバックなどの、処理やスループットに関する大きなオーバヘッドを発生させることなく、システム全体の再送回数を削減し、システムスループットを向上させることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態における送信機１０１及び受信機１０２の処理の一例について図１４を参照して説明する。本実施形態では、受信機１０２が伝送路推定に基づいて拡散パターンを決定し、この拡散パターンを送信機１０１に通知する。第１の実施形態で図２を参照して説明したステップと同様なステップは同一の符号を付し説明を省略する。

まず、送信機１０１及び受信機１０２がそれぞれステップＳ２０１及びステップＳ２０５を行う。また、ステップＳ２０１及びステップＳ２０５では、第２の実施形態のように、過去の拡散パターンとその拡散パターンを用いたときの誤り率のうちの誤り率の低い拡散パターンを選択してもよい。
次に、送信機１０１は、ステップＳ２０２を行い、受信機１０２に対して送信データＤｋ（０）を送信する。ここで、Ｄｋ（０）に送信機１０１と受信機１０２の間で、何らかの原因により誤りが発生したものとする。受信機１０２は、誤りが発生したデータに対してデータの受信処理（ステップＳ２０６）を行う。

このとき、誤り訂正復号を行っても誤りが訂正できない場合には、受信機１０２は受信したデータに基づいて伝送路推定処理を行う（ステップＳ１４０３）。ステップＳ１４０３では、マルチパスの時間的広がり及び時間的変動を推定する。
次に、ステップＳ１４０４では伝送路推定処理から得られたマルチパスの時間的広がり及び時間的変動を用いて、拡散パターンを決定する。受信機１０２は、例えば、マルチパスの時間的広がりが閾値を超えた場合に、周波数選択性のフェージングが激しい伝送路状況であると判定し、データＤｋ（０）で用いられた拡散パターンよりも周波数拡散率が大きな拡散パターンを生成する。また、受信機１０２は、マルチパスの時間的変動が閾値を超えた場合、時間的変動が激しい伝送路状況であると判定し、データＤｋ（０）で用いられた拡散パターンよりも時間拡散率が大きな拡散パターンを生成する。これらの閾値は、シミュレーション又は実験等によって、伝搬環境、無線通信システムの性能等に依存して予め決定される。受信機１０２は、ステップＳ１４０４で生成された拡散パターンを、データＤｋの再送要求とともに送信機１０１へ送信する。

送信機１０１は、データＤｋの再送要求とデータＤｋの再送のための拡散パターンを受信し、受信機１０２から指示された拡散率を採用する（ステップＳ１４０１）。ステップＳ１４０２では、送信機１０１が、ステップＳ１４０１で採用された拡散パターンを用いてデータＤｋの送信処理を行い、データＤｋ（１）として受信機１０２に送信する。受信機１０２はデータＤｋ（１）に対して、ステップＳ１４０４において決定された拡散パターンを用いて受信処理を行う（ステップＳ１４０５）。

次に、本実施形態における送信機１０１について図１５を参照して説明する。第１の実施形態で図３を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
分割処理部１５０１は、受信処理部３１５によって得られた受信信号を、受信データと、もし存在するならば再送要求及び拡散パターン情報の３つに分割する。なお、再送要求とともに受信される拡散パターン情報は、時間及び周波数の拡散率でもよいし、これらの拡散率を一意に決定することができるインデックスでもよい。
再送要求判定部１５０２は、分割処理部１５０１から再送要求を入力して、どのパケットを再送するべきかどうかの判定を行う。また、再送要求判定部１５０２は、上位レイヤに対して、再送要求のあったパケットを再送する手続きを指示する。
拡散パターン決定部１５０３は、分割処理部１５０１から拡散パターン情報を入力して、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して拡散パターンを決定する。そして、拡散パターン決定部１５０３は、決定された拡散パターンを時間及び周波数拡散部３０５に出力する。また、拡散パターン決定部１５０３は、データＤｋ（０）の送信時は上位レイヤから指示された情報に基づいて拡散パターンを決定する。このとき上位レイヤは、拡散パターンそのものを指示してもよいし、個々の拡散パターンに対する過去の誤り率を指示して、拡散パターン決定部１５０３はこの誤り率に応じた拡散パターンを決定してもよい。

次に、本実施形態における受信機１０２について図１６を参照して説明する。第１の実施形態で図４を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
伝送路推定部１６０１は、マルチパスの状況を推定し、推定した伝送路状況を拡散パターン決定部１６０２に出力する。
拡散パターン決定部１６０２は、再送要求処理部４１３から入力した再送を行うべきスロットの情報と、伝送路推定部１６０１から得た伝送路状況の情報に基づいて、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して拡散パターンを決定する。拡散パターン決定部１６０２は、例えば、マルチパスの時間的広がりが閾値を超えた場合には、周波数選択性のフェージングが激しい伝送路状況であると判定し、データＤｋ（０）で用いられた拡散パターンよりも周波数拡散率が大きな拡散パターンを選択する。
また、再送要求処理部４１３が生成する再送要求信号及び拡散パターンを知らせるための拡散パターン情報は予め送信機１０１と受信機１０２との間で決まっている、ある拡散パターンで拡散されるように拡散パターン決定部４１２に指示を出力してもよい。再送要求信号及び拡散パターン情報を拡散する拡散パターンは、システム上で予め決められていてもよいし、再送要求処理部４１３及び再送要求判定部３１７にいくつかの拡散パターンが記憶されていて、そこから送信機１０１と受信機１０２とで同一の拡散パターンになるように予め制御してもよい。

また、拡散パターン決定部１６０２は、マルチパスの時間的変動が閾値を超えた場合には、時間的変動が激しい伝送路状況であると判定し、データＤｋ（０）で用いられた拡散パターンよりも時間拡散率が大きな拡散パターンを選択する。これらの閾値は、シミュレーション又は実験等によって、伝搬環境、無線通信システムの性能等に依存して予め決定される。拡散パターン決定部１６０２は、決定した拡散パターンを時間及び周波数逆拡散部４０６及び多重処理部１６０３に出力する。

多重処理部１６０３は、再送要求処理部４１３から入力した再送を行うべきスロットの情報と、拡散パターン決定部１６０２から入力した拡散パターンと、送信データを多重する。

以上に示したように、第３の実施形態の無線通信システムによれば、伝送誤りが発生した場合に受信機が伝送路推定を行い、最適な拡散パターンを再送要求とともに通知することで、再送回数を確実に削減することが可能になる。このことにより、本実施形態の無線通信システムによれば、伝送路の推定やそのフィードバックなどの、処理やスループットに関するオーバヘッドを最小限にとどめて、システム全体の再送回数を削減し、システムスループットを向上させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態における送信機１０１及び受信機１０２の処理の一例について図１７を参照して説明する。本実施形態では、送信機１０１が伝送路推定に基づいて拡散パターンを決定し、この拡散パターンを受信機１０２に通知する。第１の実施形態で図２を参照して説明したステップと同様なステップは同一の符号を付し説明を省略する。

まず、送信機１０１がステップＳ２０１を行う。また、送信機１０１は、第２の実施形態のように過去の拡散パターンとその拡散パターンを用いたときの誤り率を使用して誤り率の低い拡散パターンを選択してもよい。

次に、送信機１０１は、ステップＳ２０１で選択された拡散パターンを用いて、データＤｋの送信処理を行う（ステップＳ１７０１）。送信処理では、誤り訂正符号化、拡散、変調などを送信する。また、送信機１０１は、ステップＳ２０１で選択された拡散パターンの情報もデータに多重して送信する。ここで、拡散パターンの情報は既知の拡散率と既知の拡散コードで拡散されて送信される。また、多重する方法は、時間多重、周波数多重、拡散コード多重などである。送信機１０１は、送信処理が行われたデータＤｋと拡散データ情報を受信機１０２に対して送信データＤｋ（０）として送信する。

ここで、Ｄｋ（０）に送信機１０１と受信機１０２の間で、何らかの原因により誤りが発生したものとする。受信機１０２は、誤りが発生したデータに対して拡散パターン決定処理を行う（ステップＳ１７０５）。受信機１０２は、受信データから拡散コード情報を分離しこの拡散コード情報を復号することで、送信データＤｋ（０）の拡散パターンを決定する。次に、受信機１０２は、ステップＳ１７０５で得られた拡散パターンを用いて、送信データＤｋ（０）の受信処理を行う（ステップＳ１７０６）。このとき、受信機１０２が誤り訂正復号を行っても誤りが訂正できない場合、受信機１０２は送信機１０１に対してデータＤｋの再送要求を送信する。

送信機１０１は、データＤｋの再送要求を受信すると、まず、伝送路推定処理を行う（ステップＳ１７０２）。送信機１０１は、ステップＳ１７０２でマルチパスの時間的広がり及び、時間的変動を推定する。次に送信機１０１は、伝送路推定処理から得られた、マルチパスの時間的広がり及び時間的変動を用いて、拡散パターンを決定する（ステップＳ１７０３）。送信機１０１は、例えば、マルチパスの時間的広がりが閾値を超えた場合、周波数選択性のフェージングが激しい伝送路状況であると判定し、データＤｋ（０）で用いられた拡散パターンよりも周波数拡散率が大きな拡散パターンを生成する。また、送信機１０１は、マルチパスの時間的変動が閾値を超えた場合、時間的変動が激しい伝送路状況であると判定し、データＤｋ（０）で用いられた拡散パターンよりも時間拡散率が大きな拡散パターンを生成する。これらの閾値は、シミュレーション又は実験等によって、伝搬環境、無線通信システムの性能等に依存して予め決定される。

次に、送信機１０１は、ステップＳ１７０３で決定された拡散パターンを用いてデータＤｋの送信処理を行う（ステップＳ１７０４）。また、送信機１０１は、ステップＳ１７０２と同様に、拡散パターン情報のデータも変調処理を行い、拡散パターン情報をデータＤｋと多重する。送信機１０１は、多重されたデータＤｋ（１）と拡散パターン情報を受信機１０２に送信する。

受信機１０２は、ステップＳ１７０５と同様に、受信データから拡散コード情報を分離し復号することで、送信データＤｋ（１）の拡散パターンを決定する（ステップＳ１７０７）。受信機１０２は、データＤｋ（１）に対して、ステップＳ１７０７において決定された拡散パターンを用いて受信処理を行う（ステップＳ１７０８）。

次に、本実施形態における送信機１０１について図１８を参照して説明する。第１の実施形態で図３を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
伝送路推定部１８０１は、受信した信号に基づいてマルチパスの状況を推定し、推定した伝送路状況を拡散パターン決定部１８０２に出力する。
拡散パターン決定部１８０２は、データＤｋ（０）の送信時は上位レイヤから指示された情報に基づいて拡散パターンを決定する。このとき上位レイヤは拡散パターンそのものを指示してもよいし、個々の拡散パターンに対する過去の誤り率でもよい。拡散パターン決定部１８０２は、決定された拡散パターンを時間及び周波数拡散部３０５に出力し、時間及び周波数拡散部３０５は拡散する際にこの拡散パターンを使用する。また、拡散パターン決定部１８０２は、決定された拡散パターンを送信処理部１８０３にも出力する。
また、拡散パターン決定部１８０２は、再送要求判定部３１７が受信機１０２からデータＤｋの再送を要求されていると判定した場合には、伝送路推定部１８０１が推定した伝送路状況に応じて拡散パターンを決定する。この拡散パターンはデータＤｋ（１）の拡散処理に用いられる。

送信処理部１８０３は、拡散パターン決定部１８０２が決定した拡散パターンを使用して誤り訂正符号化や変調などの処理を行う。多重処理部１８０４は、送信処理部１８０３から出力された拡散パターンと送信データとを多重する。多重処理部１８０４は、時間多重、周波数多重、コード多重などにより多重を行う。

次に、本実施形態における受信機１０２について図１９を参照して説明する。第１の実施形態で図４を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
分割処理部１９０１は、受信したデータをデータＤｋと拡散パターン情報に分割する。分割処理部１９０１は、多重処理部１８０４で行われた多重処理に対応した分割処理を行う。分割処理部１９０１は、データＤｋをＧＩ除去部４０３に出力し、拡散パターン情報を受信処理部１９０２に出力する。

受信処理部１９０２は、拡散パターン情報を復号する。受信処理部１９０２での受信処理は送信処理部１８０３の送信処理に対応したものである。受信処理部１９０２は、受信処理部１９０２の復号結果を拡散パターン決定部１９０３に出力する。
拡散パターン決定部１９０３は、復号結果に基づいて拡散パターンを決定する。この決定された拡散パターンは、時間及び周波数逆拡散部４０６で使用される。
再送要求処理部１９０４は、誤り検出部４１０からの出力を受けて、誤りが発生したスロットの特定を行う。再送要求処理部１９０４は、再送を要求するべきスロットが決定したら、再送要求を多重処理部４１４に出力する。

また、図１６のように受信機１０２にも伝送路推定部１６０１を備えていてもよい。この場合、伝送路推定の情報を送信データに多重して送信機１０１に送信する。受信機１０２側で伝送路状態の推定を行うことによって、送信機１０１と受信機１０２との間の上りと下りの伝送帯域が異なる周波数分割通信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）の場合のような送受信で伝送路状態が異なるシステムにおいても、確実に伝送路状態を推定することが可能になる。その結果、最適な拡散率を選択することが可能になるため、再送の回数を削減することができる。

以上に示したように、第４の実施形態の無線通信システムによれば、伝送誤りが発生した場合に送信機が伝送路推定を行い、最適な拡散パターンをデータとともに通知することで、再送回数を確実に削減することが可能になる。したがって、本実施形態の無線通信システムによれば、伝送路の推定やそのフィードバックなどの、処理やスループットに関するオーバヘッドを最小限にとどめて、システム全体の再送回数を削減し、システムスループットを向上させることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態における送信機１０１及び受信機１０２の処理の一例について図２０を参照して説明する。本実施形態では、送信機１０１と受信機１０２では、第１の実施形態のように予め同じ拡散パターンを設定せず、さらに第２の実施形態のように、同じアルゴリズム及びデータを使用して拡散パターンを決定することもしない。第１、第４の実施形態でそれぞれ図２、図１７を参照して説明したステップと同様なステップは同一の符号を付し説明を省略する。
まず、送信機１０１がステップＳ２０１を行う。また、送信機１０１は、第２の実施形態のように過去の拡散パターンとその拡散パターンを用いたときの誤り率を使用して誤り率の低い拡散パターンを選択してもよい。

次に、送信機１０１はステップＳ２０２を行う。ここで、Ｄｋ（０）に送信機１０１と受信機１０２の間で、何らかの原因により誤りが発生したものとする。誤りが発生したデータに対して受信機１０２は、データＤｋ（０）の受信処理を行う（ステップＳ２００２）。このときの拡散パターンは上位から通知された、いくつかの拡散パターン候補から一つを選択して処理を行う。このとき、受信機１０２は、誤り訂正復号を行っても誤りが訂正できない場合、他の拡散パターン候補について受信処理を行う（ステップＳ２００３からステップＳ２００５）。受信機１０２は、誤り訂正復号を行って誤りが訂正されるまで、この受信処理を繰り返す。もし、すべての候補の拡散パターンを用いて受信処理を行っても、すべての受信処理において誤りが検出された場合は、受信機１０２は送信機１０１に対してデータＤｋの再送要求を送信する。

送信機１０１は、データＤｋの再送要求を受信すると、まず、伝送路推定処理を行い（ステップＳ１７０２）、この伝送路推定結果に基づいて拡散パターンを決定する（ステップＳ１７０３）。

次に、送信機１０１は、ステップＳ１７０３で決定された拡散パターンを用いてデータＤｋの送信処理を行い、データＤｋ（１）として受信機１０２に送信する（ステップＳ２００１）。受信機１０２は、データＤｋ（１）に対して、上位から通知された、いくつかの拡散パターン候補から一つを選択して受信処理を行う（ステップＳ２００６）。このとき、誤り訂正復号を行っても誤りが訂正できない場合、他の拡散パターン候補について受信処理を行う（ステップＳ２００７）。ステップＳ２００７を行った結果、誤りが検出されなかった場合、そのとき受信したデータを受信データとして、データＤｋ（１）の受信処理の繰り返しを終了する。もし、すべての候補の拡散パターンを用いて受信処理を行っても、すべての受信処理において誤りが検出された場合は、受信機１０２は送信機１０１に対してデータＤｋの再送要求を送信する。

次に、本実施形態における送信機１０１について図２１を参照して説明する。第１、第４の実施形態でそれぞれ図３、図１８を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
拡散パターン決定部２１０１は、データＤｋ（０）の送信時は上位レイヤから指示された情報に基づいて拡散パターンを決定する。このとき上位レイヤは拡散パターンそのものを指示してもよいし、個々の拡散パターンに対する過去の誤り率でもよい。拡散パターン決定部２１０１は、決定された拡散パターンを時間及び周波数拡散部３０５に出力し、時間及び周波数拡散部３０５は拡散する際にこの拡散パターンを使用する。
また、拡散パターン決定部２１０１は、再送要求判定部３１７が受信機１０２からデータＤｋの再送を要求されていると判定した場合には、伝送路推定部１８０１が推定した伝送路状況に応じて拡散パターンを決定する。この拡散パターンはデータＤｋ（１）の拡散処理に用いられる。

次に、本実施形態における受信機１０２について図２２を参照して説明する。第１の実施形態で図４を参照して説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付して説明を省略する。
バッファ２２０１は、受信したデータＤｋを一時的に記憶する。時間及び周波数逆拡散部４０６は、バッファ１９１９に記憶されたデータに対して拡散パターン決定部２２０３に指定された拡散パターンを用いて逆拡散処理を行う。
ブラインド拡散パターン推定処理部２２０２は、誤り検出部４１０の検出結果を入力し、誤りが検出されなければそのデータを受信データとして出力する。誤り検出部４１０が誤りを検出した場合には、ブラインド拡散パターン推定処理部２２０２は、他の候補の拡散パターンを用いた復号を行うように、バッファ２２０１及び拡散パターン決定部２２０３に対して指示を出力する。すべての拡散パターン候補について復号処理を行った結果、すべての拡散パターンに対して誤りが発生した場合は、再送要求処理部４１３に対して、データＤｋの再送要求を指示する。ここで、すべての拡散パターン候補は、送信機１０１の拡散パターン決定部２１０１で決定され得ると見なすことができる拡散パターンである。

拡散パターン決定部２２０３は、再送要求処理部４１３から入力した再送を行うべきスロットの情報と、ブラインド拡散パターン推定処理部２２０２から入力した誤りが検出された場合の拡散パターンに基づいて、上位レイヤから再送要求のあったパケットに対して拡散パターンを決定する。

以上に示したように、第５の実施形態の無線通信システムによれば、伝送誤りが発生した場合に送信機が伝送路推定を行い、最適な拡散パターンを用いて拡散をすることで、再送回数を削減することが可能になる。また、受信機において拡散パターンをブラインドで推定することにより、フィードバック情報の量を削減することができる。したがって、本実施形態の無線通信システムによれば、スループットに関するオーバヘッドを最小限にとどめて、システム全体の再送回数を削減し、システムスループットを向上させることができる。

また、上述した実施形態は、周波数方向及び時間方向に拡散を行う、ＯＦＣＤＭ無線通信方式において有効である。また、実施形態では各キャリアの周波数は直交周波数を用いていたが、周波数が帯域通過フィルタにより分離できるような、マルチキャリアＣＤＭＡ通信方式においても有効である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態にかかる無線通信システム間の信号のやり取りを示す図。 本発明の第１の実施形態にかかる送信機及び受信機での処理の一例を示すフローチャート。 本発明の第１の実施形態にかかる送信機のブロック図。 本発明の第１の実施形態にかかる受信機のブロック図。 周波数拡散率が４、時間拡散率が２の拡散パターンの一例を示す図。 周波数拡散率が２、時間拡散率が４の拡散パターンの一例を示す図。 スループットと１回目データ送信時及び２回目データ送信時のシンボル誤り率との関係を示す図。 本発明の第２の実施形態にかかる送信機及び受信機での処理の一例を示すフローチャート。 周波数拡散率が２、時間拡散率が２の拡散パターンの一例を示す図。 周波数拡散率が４、時間拡散率が１の拡散パターンの一例を示す図。 周波数拡散率が１、時間拡散率が４の拡散パターンの一例を示す図。 本発明の第２の実施形態にかかる送信機のブロック図。 本発明の第２の実施形態にかかる受信機のブロック図。 本発明の第３の実施形態にかかる送信機及び受信機での処理の一例を示すフローチャート。 本発明の第３の実施形態にかかる送信機のブロック図。 本発明の第３の実施形態にかかる受信機のブロック図。 本発明の第４の実施形態にかかる送信機及び受信機での処理の一例を示すフローチャート。 本発明の第４の実施形態にかかる送信機のブロック図。 本発明の第４の実施形態にかかる受信機のブロック図。 本発明の第５の実施形態にかかる送信機及び受信機での処理の一例を示すフローチャート。 本発明の第５の実施形態にかかる送信機のブロック図。 本発明の第５の実施形態にかかる受信機のブロック図。

符号の説明

１０１…送信機、１０２…受信機、１０３…送信信号、１０４…再送要求信号、３０１…検出符号付加部、３０２…訂正符号化部、３０３…変調部、３０４、４０４…シリアルパラレル変換部、３０５…時間及び周波数拡散部、３０６…inverse fast Fourier transformer、３０７、４０７…パラレルシリアル変換部、３０８…ガードインターバル挿入部、３０９、４１６…digital-to-analog converter、３１０、３１３、４０１、４１７…intermediate-frequency／radio frequency部、３１１、４１１…拡散コード部、３１２、１２０３、１３０２、１５０３、１６０２、１８０２、１９０３、２１０１、２２０３…拡散パターン決定部、３１４、４０２…analog-to-digital converter、３１５、１９０２…受信処理部、３１６、１５０１、１９０１…分割処理部、３１７、１２０１、１５０２…再送要求判定部、４０３…ガードインターバル除去部、４０５…fast Fourier transformer、４０６…時間及び周波数逆拡散部、４０８…ＱＰＳＫ復調部、４０９…誤り訂正復号部、４１０…誤り検出部、４１２…拡散パターン決定部、４１３、１９０４…再送要求処理部、４１４、１６０３、１８０４…多重処理部、４１５、１８０３…送信処理部、１２０２、１３０１…再送結果履歴部、１６０１、１８０１…伝送路推定部、１９１９、２２０１…バッファ、２２０２…ブラインド拡散パターン推定処理部。

Claims (9)

1. 時間方向と周波数方向にデータを拡散して送信する無線送信機と、前記データを受信する無線受信機を備える無線通信システムにおいて、
   前記無線送信機は、
   前記データに対して誤り検出を行うためのパリティビットを付加する付加手段と、
   ある拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加されたデータを拡散する拡散手段と、
   前記拡散されたデータを送信する送信手段を具備し、
   前記無線受信機は、
   前記送信されたデータを受信する受信手段と、
   前記拡散パターンに基づいて前記受信したデータを逆拡散する逆拡散手段と、
   前記パリティビットに基づいて前記逆拡散されたデータの誤り検出を行う誤り検出手段と、
   前記逆拡散されたデータに誤りが検出された場合に、前記無線送信機にデータの再送を要求する再送要求信号を送信する送信手段を具備し、
   前記無線送信機は、前記再送要求信号を受信する受信手段をさらに具備し、
   前記拡散手段は、前記再送要求信号を受けて、時間方向の拡散率及び周波数方向の拡散率の少なくともいずれかを変更した拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加された再送データを拡散し、
   前記無線送信機に含まれる送信手段は、前記再送データを送信し、
   前記無線受信機に含まれる受信手段は、前記再送データを受信し、前記逆拡散手段は、前記変更した拡散パターンに基づいて前記再送データを逆拡散し、
   前記拡散手段は、２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に時間方向の拡散率を前回のデータ送信時の時間方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更する、若しくは、
   ２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、
   前記拡散手段は、（時間方向の拡散率）×（周波数方向の拡散率）が、前回の送信の際と再送信の際で等しいように拡散パターンを変更することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記拡散手段は、前回の送信の際に、
   α×（時間方向の拡散率）＞β×（周波数方向の拡散率） （ただし、α、βは実数）である場合、前記再送データを拡散する場合に、
   α×（時間方向の拡散率）＜β×（周波数方向の拡散率）
   の関係が成立するように、拡散パターンを変更することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記拡散手段において、α及びβはそれぞれ１であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記拡散手段において、α及びβはそれぞれ−１であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
5. 前記無線送信機及び前記無線受信機は、それぞれ、前記無線送信機と無線受信機の間でデータに誤りが発生した頻度を示す誤り率と、このデータを拡散した際の時間方向の拡散率及び周波数方向の拡散率とを対応付けて記憶している記憶手段をさらに具備し、
   前記拡散手段及び前記逆拡散手段は、前記記憶手段を参照して、最も誤り率が低い拡散パターンを使用し、再送するにしたがって順に誤り率の高い拡散パターンを使用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 前記無線受信機に含まれる送信手段は、前記再送要求信号を前記無線送信機との間で予め決められた拡散パターンで送信することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 前記逆拡散手段は、前記拡散手段が使用する可能性のある複数の拡散パターンから順次１つの拡散パターンを選択し、該選択された拡散パターンに基づいて前記受信したデータを逆拡散することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
8. 前記無線受信機に含まれる送信手段は、前記データと前記再送要求信号を時間多重、周波数多重、及びコード多重のいずれかで多重して送信することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
9. 時間方向と周波数方向にデータを拡散して送信し、データを受信する無線受信機から、データに誤りが検出された場合にデータの再送を要求する再送要求信号を受信する無線送信機において、
   前記データに対して誤り検出を行うためのパリティビットを付加する付加手段と、
   ある拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加されたデータを拡散する拡散手段と、
   前記拡散されたデータを送信する送信手段を具備し、
   前記拡散手段は、前記再送要求信号を受けて、時間方向の拡散率及び周波数方向の拡散率の少なくともいずれかを変更した拡散パターンに基づいて、前記パリティビットが付加された再送データを拡散し、
   前記送信手段は、前記再送データを送信し、
   前記拡散手段は、２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に時間方向の拡散率を前回のデータ送信時の時間方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更する、若しくは、
   ２ｎ＋１回目（ｎは０以上の整数）にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、かつ、２ｎ＋２回目にデータを再送する場合に周波数方向の拡散率を前回のデータ送信時の周波数方向の拡散率よりも大きくなるように変更し、
   前記拡散手段は、（時間方向の拡散率）×（周波数方向の拡散率）が、前回の送信の際と再送信の際で等しいように拡散パターンを変更することを特徴とする無線送信機。

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