JP4819053B2 - 無線通信システムにおける多重アンテナを用いたパケット伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に無線通信システム、より詳しくは、無線通信システムにおけるパケット伝送に関するものである。

最近、無線通信システムにおいて、マルチメディアサービスの要求が増加しつつある。技術の発展は、高速のスピードと高い容量のデータ伝送を可能にする。したがって、限定された無線周波数資源の効率的な使用が益々重要になる。そのため、多重入力多重出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）システムが導入された。多重アンテナシステムは、パケット伝送のために２〜４個の伝送アンテナを用いる。

図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ２個または４個の伝送アンテナを通して伝送される例示的な信号（例えば、パケット）の数学的表現（例えば、マトリックス）を示す。図２Ａ及び図２Ｂは、初期に伝送されたパケットにエラーがある場合、それぞれのアンテナを通して伝送される再伝送パケットの数学的表現の一例を示す。

パケット伝送でエラーが発生すると、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、伝送システムは、それぞれのアンテナを通してパケットを伝送できるようにパケットを変える。その後、パケットを再伝送する。このような再伝送方法によると、初期のパケットと再伝送されたパケットが時空間伝送ダイバーシティ（Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；以下、ＳＴＴＤという）構造を有することで、受信側でＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）利得を高めることができる。

しかしながら、２個または４個の伝送アンテナを用いる従来のパケット再伝送技術には、無線資源浪費などの問題点がある。

さらに、データ伝送の領域において、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）方法は、エラーデータ再伝送方法の一態様である。応答メッセージによって、ＡＲＱ信号は、伝送後に受信局がデータを正しく受けたかどうかを示す。ＡＲＱ応答方法は、停止―待機ＡＲＱ（ｓｔｏｐ―ａｎｄ―ｗａｉｔ ＡＲＱ）、Ｎフレーム後退ＡＲＱ（Ｇｏ―ｂａｃｋ―Ｎ ＡＲＱ）及び選択的反復ＡＲＱ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ―ｒｅｐｅａｔ ＡＲＱ）の三つのタイプを含む。

図３Ａは、ＡＲＱ方法の三つのタイプを示す。

図３Ａによると、停止―待機ＡＲＱは、伝送局がデータを伝送し、ＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）またはＮＡＣＫ（ｎｏｎ―ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）信号を受信局から受信するまで待機する方法である。その後、伝送局は、新しいデータを伝送するか、既に伝送されたデータを再伝送する。Ｎフレーム後退ＡＲＱは、応答メッセージの受信可否と関係なしに、継続的にデータを伝送する方法である。すなわち、ＮＡＣＫ信号が受信された場合、ＮＡＣＫ信号によって指示されたデータから再伝送が開始される。選択的反復ＡＲＱは、継続的にデータが伝送され、ＮＡＣＫ信号が受信されたデータに限って再伝送する方法である。

パケットデータ伝送において、高いデータ伝送率（例えば、２Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂｐｓ以上）が要求されることで、高速の伝送環境で発生するエラーを防止するために、適当なコーディング率または変調方法（例えば、Ｒｃ＝５／６、３／４；Ｍｏｄ＝１６―ＱＡＭ、６４ＱＡＭ）が通信システムに適用された。さらに、高速の伝送環境に適したＡＲＱ方式、すなわち、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ）方法が提案された。

ＡＲＱ方式では、エラーが発生したとき、対応する情報が捨てられる反面、ＨＡＲＱ方式では、エラーに対する情報をバッファに保存し、それを再伝送された情報と一緒に結合してＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を適用する。したがって、ＨＡＲＱ方法は、ＡＲＱ方法にＦＥＣを付加的に行うものである（ＨＡＲＱ＝ＡＲＱ＋ＦＥＣ）。

ＨＡＲＱ方法は、下記のように四つのタイプに分けられる。

図３Ｂに示すように、ＨＡＲＱ方法の第１タイプは、常にデータにエラー検出符号を付け加えてＦＥＣを優先的に検出する。データ（パケット）が依然としてエラーを含んでいる場合、伝送局は、データを再伝送することを要求する。エラーのあるパケットは捨てられ、再伝送されたパケットは、捨てられたパケットと同一のＦＥＣコードを用いる。

図３Ｃに示すように、ＨＡＲＱ方法の第２タイプは、ＩＲ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）ＡＲＱと呼ばれる。図３Ｃによると、ＨＡＲＱ方法の第２タイプは、最初に伝送されたパケットを捨てずにバッファに保存した後、それを再伝送された余分のビットと結合する。再伝送時、前記パリティビットのみが再伝送される（前記データビットは除く）。再伝送されるパリティビットは、再伝送時ごとに異なるものを用いる。

図３Ｄに示したＨＡＲＱ方法の第３タイプは、第２タイプの特別な場合を示す。ここで、それぞれのパケットは、自己復号化（ｓｅｌｆ―ｄｅｃｏｄａｂｌｅ）が可能である。再伝送は、エラーの発生した部分とデータが全て含まれたパケットによって構成されて行われる。第２タイプと比較したとき、ＨＡＲＱ方法の第３タイプは、一層精巧な復号化が可能であるが、コーディング利得は低い。

図３Ｅは、‘第１タイプとソフトコンバイニング（ｓｏｆｔ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）方法’と呼ばれるＨＡＲＱ方法の第４タイプで、これは、ＨＡＲＱ方法の第１タイプの機能に、受信局から最初に受信されたデータを保存し、それを再伝送されたデータと結合する機能が追加されたことを示す。ＨＡＲＱ方法の第４タイプは、‘行列コンバイニング（ｍｅｔｒｉｃ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）’または‘チェイスコンバイニング（ｃｈａｓｅ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）’とも呼ばれる。前記方法は、ＳＩＮＲの側面で長所がある。さらに、パリティビットは、再伝送されたデータのためのパリティビットと同一のものを用いる。

以下、ＭＩＭＯシステムに関して説明する。無線通信システムにおけるＭＩＭＯシステムは、端末と基地局が一つまたはそれ以上のアンテナを用いて信号を伝送または受信するもので、時間軸または周波数軸上でダイバーシティ利得を得ることができる。ＭＩＭＯシステムでは、ＳＴＴＤ及び協力ＳＭ（Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｓｐａｔｉａｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の二つの方法が採択される。ＳＴＴＤは、二つ以上のアンテナを通して伝送された二つ以上の信号に対する時間軸上情報を用いてダイバーシティ利得を得る方式で、協力ＳＭは、一つの無線資源に二つ以上の端末を割り当てる方式である。

例えば、基地局が二つのアンテナを有する場合、数式（１）のＭＩＭＯ行列‘Ａ’は、ＳＴＴＤ方法によるＳ_１及びＳ_２信号を伝送するのに用いられる。したがって、数式（１）は、２―アンテナ伝送に対するＳＴＴＤ方法のＭＩＭＯ行列を示す。

数式（１）において、前記行列の行は、一番目及び二番目のアンテナを通して連続的に伝送される信号を示し、前記行列の列は、時間の順序を示す。すなわち、第１チャネルでは、第１アンテナが信号Ｓ_１を伝送するのに用いられ、第２アンテナが信号Ｓ_２を伝送するのに用いられる。一方、第２チャネルでは、第１アンテナが信号−Ｓ_２ ^＊を伝送するのに用いられ、第２アンテナが信号Ｓ_２を伝送するのに用いられる。受信局で時間による受信値をｒ_１、ｒ_２としたとき、ｒ_１及びｒ_２は、下記の数式（２）のように計算することができる。したがって、数式（２）は、第２アンテナ伝送に対する受信信号を示す。

数式（２）において、ｈ_１及びｈ_２は、それぞれ第１及び第２アンテナのチャネル状態を示す。さらに、基地局が２個のアンテナを有する場合、信号
及び
を協力ＳＭ方法によって伝送するために、下記の数式（３）のようなＭＩＭＯ行列Ｂが用いられる。したがって、数式（３）は、協力ＳＭ方法のＭＩＭＯ行列を示す。

３個または４個の伝送アンテナを用いて再伝送を行う通信システムにおいて、一番目の空間多重伝送が行われるとき、表１及び表２に示した各ベクターによって信号が伝送される。表１は、３個のアンテナを用いるときのＨＡＲＱ再伝送ベクターを示し、表４は、４個のアンテナを用いるときのＨＡＲＱ再伝送ベクターを示す。

この実施例では、再伝送が要求される場合、再伝送が行われるときに、奇数番目の再伝送と偶数番目の再伝送とが区分される。奇数番目の再伝送では、再伝送“オプション”（例えば、行列Ｃに対する時空間コード増分重複の形態）を選択し、多様な再伝送ベクターのうち一つを選択して再伝送することができる。

ダウンリンクにおいて、オプションを選択する情報は、受信されたＮＡＣＫ信号の多様な符号ワードによって指示される。例えば、ＡＣＫの場合、符号ワード“０、０、０”が伝送され、ＮＡＣＫの場合、オプション１を指示するために“４、７、２”を伝送し、オプション２を指示するために“１、２、３”を伝送し、オプション３を指示するために“３、６、５”を伝送することができる。このような方法でＡＣＫとＮＡＣＫとを区別することができ、ＮＡＣＫの場合、特定のオプション（オプション１、２、３）を区別することができる。

しかしながら、アップリンクにおいては、従来技術のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が１ビットとして表現されるので、従来のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を用いてオプションを指示することができない。

［表１］

［表２］

以上説明したように、従来技術のＭＩＭＯシステムには、少なくとも次のような問題点をある。すなわち、再伝送が行われるとき、‘ｎ番目’の伝送を指示する領域がＩＥ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）に含まれているが、ＮＡＣＫ信号の多様なオプションのうち一つを選択して再伝送ベクターを伝送する部分で、基地局と端末のうち何れが再伝送ベクターを選択して伝送するか、再伝送ベクターをどのように選択するかに対しては定められていない。

したがって、本発明は、無線通信システムのパケット伝送方法において、従来技術の制限及び短所に起因した一つ以上の問題点を除去するために考案された。

本発明の目的は、多重伝送アンテナを用いたパケット伝送を提供することにある。パケット伝送は、好ましく再伝送される。多重伝送アンテナは、好ましく３個の伝送アンテナを含む。

上記の利点または他の利点を得るために、そして、本発明の目的によって具体化されて概略的に説明されたように、無線通信システムのパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティのために３個のアンテナを含む伝送局からリンクマップ情報要素を受信し、前記伝送局の第１、第２及び第３アンテナから第１、第２及び第３パケットデータがそれぞれ伝送されることを特徴とする前記リンクマップ情報要素を受信する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局から少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、承認拒絶（ｎｏｎ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ；以下、ＮＡＣＫという）信号を前記伝送局に伝送する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局からパケットデータを受信する段階を含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは互いに異なるアンテナから伝送され、再伝送パケットデータのうち一つは同一のアンテナから伝送される。再伝送パケットデータは、伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に受信される。

伝送局からパケットデータを受信する段階において、再伝送された第１パケットデータは前記第２アンテナから伝送され、再伝送された第２パケットデータは前記第１アンテナから伝送され、再伝送された第３パケットデータは前記第３アンテナから伝送される。伝送局に対するＮＡＣＫ信号は、伝送局に情報を提供するためのパケットデータ再伝送のアンテナ割当と関連した再伝送オプションを含む。

前記パケットデータ再伝送方法は、伝送局に情報を提供するための、パケットデータのアンテナ割当と関連した再伝送オプションを含むリンク情報要素を前記伝送局に伝送する段階をさらに含む。再伝送パケットデータは、最初に伝送されたパケットデータの結合である。一つの再伝送パケットデータは、最初に伝送されたパケットデータを１８０度位相遷移させて伝送される。リンクマップ情報要素は、アップリンクマップ情報要素及びダウンリンクマップ情報要素のうち少なくとも一つを含む。最初に伝送されるパケットデータは、
のように伝送され、再伝送されるパケットデータは、
のように伝送される。

更に他の実施例として、無線通信システムでパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティ構造を得るために、伝送局の複数のアンテナからそれぞれ伝送されるパケットデータのリンクマップ情報要素を、前記複数のアンテナを含む前記伝送局から受信する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局で少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、前記伝送局に再伝送されるパケットデータのアンテナ割当と関連した情報を与えるための再伝送オプションを含むＮＡＣＫ信号を前記伝送局に伝送する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局から前記パケットデータを受信する段階をさらに含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは、前記伝送局の互いに異なるアンテナから伝送される。前記再伝送パケットデータは、前記伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に受信される。

更に他の実施例として、無線通信システムでパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティのために３個のアンテナを含む伝送局から受信局にリンクマップ情報要素を伝送し、第１、第２及び第３アンテナから第１、第２及び第３パケットデータがそれぞれ伝送されることを特徴とするリンクマップ情報要素を伝送する段階を含む。また、前記方法は、少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、受信局からＮＡＣＫ信号を受信する段階を含む。また、前記方法は、前記受信局に前記パケットデータを再伝送する段階を含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは前記伝送局の互いに異なるアンテナを通して伝送され、再伝送パケットデータのうち一つは前記伝送局の同一のアンテナを通して伝送される。前記再伝送パケットデータは、前記伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に送信される。

更に他の実施例として、無線通信システムのパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティ構造のために、前記伝送局の複数のアンテナから複数のアンテナを含む各受信局にパケットデータのリンクマップ情報要素を伝送する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局の少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連した情報を与えるための再伝送オプションを含むＮＡＣＫ信号を前記受信局から受信する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局から前記受信局に前記パケットデータを伝送する段階を含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは、前記伝送局の互いに異なるアンテナから伝送される。前記再伝送パケットデータは、前記伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に受信される。

上述した点及び本発明の他の目的、特徴、様相及び長所は、添付の図面及び以下の本発明の詳細な説明によって一層明確になるだろう。上述した一般的な説明及び以下の本発明の詳細な説明は、例示的かつ説明的なもので、請求された発明に対する追加的な説明を提供する。

本発明は、移動通信システムまたは広帯域無線接続システムなどの無線通信システムに適用される。

添付の図面に示した参照は、本発明の実施例によって具体化される。ここで、図面を通して用いられる同一の参照番号は、同一部分または類似した部分を示す。

本発明は、３ＧＰＰによって発展したＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）などの無線通信システムで具現される。しかし、本発明は、他の特徴を用いて動作する通信システムにも適用される。さらに、本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）システムで具現される。しかしながら、本発明は、他の標準によって動作する無線通信システムでも具現される。付加的に、本発明における前記移動局は、使用者装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；以下、ＵＥという）または他の形態の移動局である。

以下、最初のパケット伝送が失敗した後、３個の伝送アンテナを用いるパケット再伝送方法を説明する。そのために、３個のアンテナを通して伝送される再伝送パケットの構造がそれぞれ開示される。本発明における３個の伝送アンテナを用いて伝送するシステムにおいて、３個のアンテナは、最初の伝送でＳ_ｉ＋１、Ｓ_ｉ＋２及びＳ_ｉ＋３のパケットをそれぞれ伝送する。

図４は、３個のアンテナを用いる初期伝送パケットに対する数学的表現を示している。図４によると、受信システムは、前記伝送システムから伝送されるパケットを受信するために、少なくとも３個の受信アンテナを有する。

図５は、３個のアンテナを用いる受信システムにおける受信信号の数学的表現を示している。図６Ａ乃至図６Ｄは、本発明の多様な実施例に係る、３個のアンテナを用いるシステムにおける再伝送パケットの数学的表現を示している。

図６Ａに示すように、本発明の好適な一実施例によって３個のアンテナを用いるパケット再伝送において、第１及び第２アンテナは、以前のパケットを互いに交換し、第３アンテナは、異なる以前のパケットを再伝送する。したがって、３個のアンテナは、２個のパケットを伝送する。例えば、第１及び第２アンテナは同一のパケットを伝送し、第３アンテナは異なるパケットを伝送する。

図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、本発明の好適な一実施例によって３個のアンテナを用いるパケット再伝送において、第１及び第２アンテナは、既存のパケットを交換し、第３アンテナは、新しいパケットを再伝送するか、パケットを伝送しない。したがって、第１及び第２アンテナは、同一のパケットを伝送し、第３アンテナは、異なるパケットを伝送する。より詳しくは、図６Ｂに基づいて説明した実施例において、第３アンテナを通して最初に伝送されたパケットは成功的に受信される。第３アンテナを用いて成功的に受信された最初のパケット伝送によって、パケットの一層効率的な伝送が可能になる。

図６Ｄに示すように、本発明の追加的な好適な実施例において、各アンテナは、既に伝送された信号を排除し、他のアンテナを通して伝送された信号の組み合わせによって再伝送パケットを構成する。前記方法によって、各伝送アンテナが同一の電力を有するとき、受信端の一層効率的なパケット検出が可能になる。

前記受信システムが前記最初のパケット及び／または前記実施例に係る再伝送パケットを受信する場合、前記受信信号は、図７Ａ乃至図７Ｄに示した通りである。

図７Ａ乃至図７Ｄは、本発明に係るパケット再伝送方法を適用する場合、受信システムの受信信号の数学的表現（行列）を示している。

図７Ａ乃至図７Ｄによると、受信信号は、下記の公式のようにベクターとして示される。

ｘ＝Ａｓ＋ｖ

前記受信システムは、受信信号ベクターｘから伝送信号ベクターｓを復元し、最大尤検出方法（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）、ＭＭＳＥ（ｍｉｎｉｍｕｍ ｍｅａｎ―ｓｑｕａｒｅｄ ｅｒｒｏｒ）及び／またはゼロフォーシング（ｚｅｒｏ―ｆｏｒｃｉｎｇ）などの検出技法を用いて伝送システムから伝送された信号を検出する。

本発明は、３個のアンテナに対する参照として説明されたが、４個以上のアンテナにも適用可能である。したがって、前記公式は、４個以上の受信アンテナにも適用され、パケットは、上記の説明と類似した方式で伝送または受信される。

図８Ａは、本発明の多様な実施例と一緒に結合して用いられる移動局の例示を示したブロックダイアグラムである。

図８Ａは、本発明の前記方法を行う移動電話の一例として、本発明の移動局４００のブロックダイアグラムを示している。移動局４００は、マイクロプロセッサまたはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの処理装置４１０、ＲＦモジュール４３５、電力管理モジュール４０６、アンテナ４４０、バッテリ４５５、ディスプレイ４１５、キーパッド４２０、フラッシュメモリ、ＲＯＭまたはＳＲＡＭなどの保存装置４３０、スピーカー４４５及びマイクロホン４５０を含む。使用者は、例えば、キーパッド４２０を押すか、マイクロホン４５０を用いて音声で電話番号などの命令情報を入力することができる。処理装置４１０は、前記電話番号で電話するなどの適切な行動をするために命令情報を受信して処理する。機能を行うために、運営データが保存装置４３０から検索される。さらに、処理装置４１０は、使用者の参照と便宜のために、ディスプレイ４１５上に命令または作動情報を表示することができる。

処理装置４１０は、通信を開始するために、例えば、音声通信データを含む無線信号を伝送するもので、命令情報をＲＦモジュール４３５に知らせる。ＲＦモジュール４３５は、無線信号を受信して伝送するために受信機と伝送機を含む。アンテナ１４０は、無線信号の受信及び伝送を可能にする。無線信号を受信する間、ＲＦモジュール４３５は、信号を処理装置４１０で処理するために基底帯域周波数に転換して伝送する。例えば、処理された信号は、スピーカー１４５を通して聞き取れるか読める情報に転換されて出力される。処理装置１１０は、他の使用者から受信及び伝送されたメッセージのメッセージ記録データを保存装置４３０に保存し、使用者によって入力されたメッセージ記録データに対する条件的要請を受信し、保存装置から条件的要請に対応するメッセージ記録データを読むための選択的要求を処理し、メッセージ記録データをディスプレイ４１５装置に出力する。記録装置４３０は、受信されたメッセージ及び伝送されたメッセージのメッセージ記録データを保存する。

図８Ｂは、本発明の多様な実施例によって動作する例示的なネットワークのブロックダイアグラムである。

図８Ｂによると、移動局２（例えば、ＵＥ）は、ＵＴＲＡＮ６（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を通して核心網２（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ；以下、ＣＮという）に連結される。ＵＴＲＡＮ６は、ＵＥ２とＣＮ４との間の通信に対する無線接続ベアラをエンド・ツー・エンドで要求されるサービスの品質を合せるために形成、維持及び管理する。

ＵＴＲＡＮ６は、複数の無線ネットワークサブシステム８（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ；以下、ＲＮＳという）を含み、各ＲＮＳは、複数の基地局またはＮｏｄｅ―Ｂ１２に対して一つの無線ネットワーク制御器１０（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；以下、ＲＮＣという）を含む。与えられた基地局１２に連結されたＲＮＣ１０は、一つのセル内で動作する何れの数のＵＥ２に対しても提供される一般資源を割り当てて管理するための制御ＲＮＣである。一つ以上のセルは、一つのＮｏｄｅ―Ｂに存在する。制御ＲＮＣ１０は、トラフィック負荷、セル混雑度及び新しい無線リンクの収容を制御する。各Ｎｏｄｅ―Ｂ１２は、ＵＥ２からアップリンク信号を受信することができ、ＵＥ２にダウンリンク信号を伝送することができる。各Ｎｏｄｅ―Ｂ１２は、ＵＥ２がＵＴＲＡＮ６に連結されるように接続点を提供する一方、ＲＮＣ１０は、対応するＮｏｄｅ―ＢをＣＮ４に連結するための接続点を提供する。

ＵＴＲＡＮ６のＲＮＳ８間において、サービングＲＮＣ１０は、一つのＵＥ２にサービスを提供するための専用無線資源を管理するＲＮＣで、一つのＵＥにデータを伝送するためのＣＮ４に対する接続点である。ＵＴＲＡＮ６を経由してＣＮ４にＵＥを連結させるものがサービングＲＮＣのみであるので、ＵＥ２に連結された他の全てのＲＮＣ１０は、ドリフトＲＮＣである。ドリフトＲＮＣ１０は、使用者データのルーティングを容易にし、一般資源のように符号を割り当てる。

一実施例として、無線通信システムのパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティのために３個のアンテナを含む伝送局からリンクマップ情報要素を受信し、前記伝送局の第１、第２及び第３アンテナから第１、第２及び第３パケットデータがそれぞれ伝送されることを特徴とする前記リンクマップ情報要素を受信する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局から少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、ＮＡＣＫ信号を伝送局に伝送する段階を含む。また、前記方法は、伝送局からパケットデータを受信する段階を含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは、互いに異なる伝送局から伝送され、再伝送パケットデータのうち一つは、同一のアンテナから伝送される。再伝送パケットデータは、伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に受信される。

伝送局からパケットデータを受信する段階において、再伝送された第１パケットデータが前記第２アンテナから伝送され、再伝送された第２パケットデータが前記第１アンテナから伝送され、再伝送された第３パケットデータが前記第３アンテナから伝送される。伝送局に対するＮＡＣＫ信号は、伝送局に情報を提供するためのパケットデータ再伝送のアンテナ割当と関連した再伝送オプションを含む。

前記パケットデータ再伝送方法は、伝送局に情報を提供するための、パケットデータのアンテナ割当と関連した再伝送オプションを含むリンク情報要素を前記伝送局に伝送する段階をさらに含む。再伝送パケットデータは、最初に伝送されたパケットデータの結合である。一つの再伝送パケットデータは、最初に伝送されたパケットデータを１８０度位相遷移させて伝送される。リンクマップ情報要素は、アップリンクマップ情報要素及びダウンリンクマップ情報要素のうち少なくとも一つを含む。最初に伝送されたパケットデータは、
のように伝送され、再伝送されたパケットデータは、
のように伝送される。

更に他の実施例として、無線通信システムでパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティ構造を得るために伝送局の複数のアンテナからそれぞれ伝送されるパケットデータのリンクマップ情報要素を、前記複数のアンテナを有する前記伝送局から受信する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局で少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、前記伝送局に再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連した情報を与えるための再伝送オプションを含むＮＡＣＫ信号を前記伝送局に伝送する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局から前記パケットデータを受信する段階をさらに含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは、前記伝送局の互いに異なるアンテナから伝送される。前記再伝送パケットデータは、前記伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に受信される。

更に他の実施例として、無線通信システムでパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティのために３個のアンテナを含む伝送局から受信局にリンクマップ情報要素を伝送し、第１、第２及び第３アンテナから第１、第２及び第３パケットデータがそれぞれ伝送されることを特徴とするリンクマップ情報要素を伝送する段階を含む。また、前記方法は、少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、受信局からＮＡＣＫ信号を受信する段階を含む。また、前記方法は、前記受信局に前記パケットデータを再伝送する段階を含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは、前記伝送局の互いに異なるアンテナを通して伝送され、再伝送パケットデータのうち一つは、前記伝送局の同一アンテナを通して伝送される。前記再伝送パケットデータは、前記伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に送信される。

更に他の実施例として、無線通信システムでパケットデータを再伝送する方法は、時空間伝送ダイバーシティ構造のために、前記伝送局の複数のアンテナから複数のアンテナを有する各受信局にパケットデータのリンクマップ情報要素を伝送する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局の少なくとも一つのパケットデータが正しく復号化されていない場合、再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連した情報を与えるための再伝送オプションを含むＮＡＣＫ信号を前記受信局から受信する段階を含む。また、前記方法は、前記伝送局から前記受信局に前記パケットデータを伝送する段階を含み、再伝送パケットデータのうち少なくとも二つは、前記伝送局の互いに異なるアンテナから伝送される。前記再伝送パケットデータは、前記伝送局による複数の再伝送と関連した再伝送回数を含む情報要素と一緒に受信される。

本発明は、３個の伝送アンテナを用いてパケットを再伝送するために提供される。それによって、本発明は、エラー確率を得るために、ＦＥＣ（ｆｉｅｌｄ ｅｎｔｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）に基づいた再伝送方法よりも効果的な遂行を提供することができる。本発明は、詳しくは低速環境に適している。

例えば、伝送局は、基地局または移動局である。これと同様に、受信局は、移動局または基地局である。本発明の多様な実施例は、ダウンリンク及び／またはアップリンクに適用される。

また、本発明は、再伝送ベクターを選択するための情報要素（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｌｅｍｅｎｔ；以下、ＩＥという）に関するものである。すなわち、本発明は、ＨＡＲＱ方法が適用されたＭＩＭＯシステムで用いられる再伝送ベクターのタイプを示すための情報をＩＥに含ませることに関連する。

図９乃至図１１は、ＩＥ情報がアップリンク及びダウンリンク上で伝達される場合を示している。

図９は、本発明の第１実施例と関連したデータ再伝送手順を示す。基地局は、端末の信号を受信するために、ＩＥを通して伝達されるデータに関する情報を端末に知らせる（段階Ｓ１０）。その後、端末は、基地局に相応するデータを伝送し（段階Ｓ２０）、基地局は、データを受信し、受信されたデータがＡＣＫまたはＮＡＣＫであるかを判断する。

受信されたデータがＮＡＣＫである場合、すなわち、受信されたデータにエラーがある場合、基地局は、ＮＡＣＫ信号及びＩＥを端末に伝送する（段階Ｓ３０）。この場合、基地局は、ＩＥという手段を通して、１ビットを用いるＮＡＣＫ信号及び用いられる再伝送ベクターに関する情報を端末に伝達することができる。その後、端末は、それによって再伝送を行う（段階Ｓ４０）。

本発明の第２及び第３実施例は、ダウンリンクＨＡＲＱデータ伝送の場合を示す。

図１０は、本発明の第２実施例に係るデータ再伝送手順を示す。基地局は、最初のデータ及びＩＥを端末に伝送する（段階Ｓ１１０）。このとき、ＩＥは、特定の再伝送オプションを示す初期値を有する。

最初（一番目）のデータが端末に到達した後、データにエラーがある場合、端末は、再伝送オプションのうち一つを選択し、選択されたオプションと一致するＮＡＣＫ信号を基地局に伝送する（Ｓ１２０）。

端末からＮＡＣＫ信号を受信する間、基地局は、どのオプションにＮＡＣＫ信号（前記基地局に受信された）が属するかに関する情報を端末に知らせるために前記受信されたＮＡＣＫオプション情報をＩＥに含ませ、前記次（二番目）の再伝送データを伝達するとき、ＩＥ（前記受信されたＮＡＣＫオプション情報を含む）を伝送する。このとき、ＮＡＣＫオプション情報は、端末が伝送した信号に関して端末に再確認信号を提供するために用いられる。

図１１は、本発明の第３実施例と一致するデータ再伝送手順を示す。基地局は、端末によって伝送されたＮＡＣＫオプション（番号）を選択した後、それを端末に伝送する（段階Ｓ２１０）。すなわち、基地局は、データにエラーがある場合、端末によって伝送された特定オプションのＮＡＣＫ信号を決定し、決定されたオプション情報をＩＥに含ませる。基地局は、データと一緒にＩＥを端末に伝送する。

データが基地局から到達したとき、そして、データにエラーが検出されたとき、端末は、基地局を指定していたオプションのＮＡＣＫ信号を基地局に伝送する（段階Ｓ２２０）。その後、別個のデータが伝送された場合、基地局は、既に設定されたオプション情報をＩＥに含ませ、それを端末に伝送する（段階Ｓ２３０）。

下記の表は、本発明の多様な実施例が適用されるＩＥの例示的フォーマットを示す。本発明に係る各ＩＥは、再伝送オプション領域を含むことができる。

［表３］は、ＭＩＭＯ ＤＬ ＳＴＣ Ｈ―ＡＲＱ Ｓｕｂ―ｂｕｒｓｔ ＩＥを示す。

［表３］

［表４］は、ＭＩＭＯ ＵＬ ＳＴＣ Ｈ―ＡＲＱ Ｓｕｂ―Ｂｕｒｓｔ ＩＥのフォーマットを示す。

［表４］

本発明に係るパケット再伝送方法には、多くの長所がある。例えば、アップリンク（ＵＬ）において、端末の伝送データにエラーがある場合、基地局は、再伝送ベクター及びＮＡＣＫビットに関する情報をＩＥを用いて端末に知らせ、端末は、多様な再伝送ベクターのうち一つを選択して正しく再伝送を行う。

ダウンリンク（ＤＬ）において、基地局が端末から特定オプションによるＮＡＣＫ信号を受信した場合、基地局は、ＩＥを用いて端末に確定信号を提供することで、ＮＡＣＫ信号を伝送する間に発生したエラー確率が軽減される。

さらに、ダウンリンクに対する第２方法では、端末がＮＡＣＫ信号のオプションを選択することができないので、代りに基地局がオプションを選択してチャネル状態（状況または現状）に対する計算を含む複雑な計算を正しく行うことで、オプションの選択と端末の電力消耗に対する端末の負担が軽減される。

本発明は、移動通信の観点で説明されたが、ＰＤＡ及びノートブックコンピュータなどの無線通信性能を備えた移動機器にも用いられる。さらに、本発明を説明するために用いる特定の用語は、ＵＭＴなどの特定タイプの無線通信システムに本発明の領域を制限することができない。本発明は、他の無線インターフェースを用いるシステム及び／または物理層、例えば、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＷＣＤＭＡなどにも適用可能である。

好ましい実施例は、方法、装置または標準プログラム及び／またはソフトウェア、ファームウエア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせ自体を生産する工学技術を用いる製造物品として具現される。製造物品という用語は、符号またはハードウェアロジックに具現される論理（例えば、集積回路チップ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ｗａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）など）またはコンピュータ媒体（例えば、磁気保存媒体（例えば、ハードディスクドライバー、フロッピー（登録商標）ディスク、テープなど）、光学保存媒体（例えば、ＣＤ―ＲＯＭｓ、光学ディスクなど）、揮発及び非揮発メモリ装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭｓ、ＲＯＭｓ、ＲＡＭｓ、ＤＲＡＭｓ、ＳＲＡＭｓ、ファームウエア、プログラムロジックなど）に用いられる。

コンピュータ可読媒体の符号は、プロセッサによって接続及び遂行される。好ましい実施例として、符号は、伝送媒体を通してまたはネットワーク上のファイルサーバーから一層接近可能に具現される。この場合、符号が実行された製造物品は、ネットワーク伝送ラインなどの伝送媒体、無線伝送媒体、空間を通して伝播される信号、無線波、赤外線信号などを含む。もちろん、当業者は、本発明の本質から逸脱しない範囲で構成の多様な修正が可能であること、そして、製造物品が当業界で知られた情報ベアリング媒体を含むことを認識できるだろう。

図面に基づいて説明した論理具現は、特定命令によって行う個別演算を説明する。選択的具現として、特定の論理演算は、修正または除去された他の命令で行われるか、依然として本発明の好ましい実施例として具現される。さらに、説明した論理に各段階がさらに追加されることで、依然として本発明の具現を構成する。

本発明では、多様な再伝送オプションが用いられる。第１オプションでは、再伝送のために第１及び第２アンテナが機能的にスイッチングされる。第２オプションでは、再伝送のために第１及び第３アンテナが機能的にスイッチングされる。第３オプションでは、再伝送をするために第２及び第３アンテナが機能的にスイッチングされる。選択的に、他の再伝送オプションも用いられる。

本発明の思想や領域から逸脱しない範囲で多様な変形及び変化が可能であることは、当業者にとって自明である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲と該当の均等範囲で提供された前記変形及び変化を含む。

２個及び４個の伝送アンテナを通して伝送される例示的信号（例えば、パケット）の数学的表現（例えば、行列）をそれぞれ示した図である。 初期パケット伝送が失敗した場合、それぞれのアンテナを通して伝送される再伝送パケットの例示に対する数学的表現を示した図である。 多様なＡＲＱ及びＨＡＲＱ方法に対するダイアグラムである。 多様なＡＲＱ及びＨＡＲＱ方法に対するダイアグラムである。 多様なＡＲＱ及びＨＡＲＱ方法に対するダイアグラムである。 多様なＡＲＱ及びＨＡＲＱ方法に対するダイアグラムである。 ３個のアンテナを用いる初期伝送パケットに対する数学的表現を示した図である。 ３個のアンテナを用いる受信システムにおける受信信号の数学的表現を示した図である。 本発明の多様な実施例に係る、３個のアンテナを用いるシステムにおける再伝送パケットの数学的表現を示した図である。 本発明に係るパケット再伝送方法を適用する場合、受信システムの受信信号の数学的表現を示した図である。 本発明の多様な実施例と一緒に結合して用いられる移動局の例示を示したブロックダイアグラムである。 本発明の多様な実施例によって動作する例示的なネットワークのブロックダイアグラムである。 本発明の一実施例に係るデータ再伝送手順を示したダイアグラムである。 本発明の他の実施例に係るデータ再伝送手順を示したダイアグラムである。 本発明の更に他の実施例に係るデータ再伝送手順を示したダイアグラムである。

符号の説明

４００ 移動局
４０６ 電力管理モジュール
４１０ 処理装置
４１５ ディスプレイ
４２０ キーパッド
４３０ 保存装置
４３５ ＲＦモジュール
４４０ アンテナ
４４５ スピーカー
４５０ マイクロホン
４５５ バッテリ

Claims (12)

1. 無線通信システムにおけるパケットデータを受信する方法であって、
   前記方法は、
   時空間伝送ダイバーシティを達成するために３個のアンテナを有する伝送局からパケットデータを受信することであって、前記伝送局の第１アンテナ、第２アンテナ、第３アンテナから第１パケットデータ（Ｓ _ｉ＋１ ）、第２パケットデータ（Ｓ _ｉ＋２ ）、第３パケットデータ（Ｓ _ｉ＋３ ）がそれぞれ伝送される、ことと、
   再伝送パケットデータを前記伝送局から受信することと
   を含み、
   前記パケットデータは、
   の数学的表現に従って前記伝送局から伝送され、
   前記再伝送パケットデータは、
   の数学的表現に従って前記伝送局から伝送される、方法。
2. 前記伝送局からの少なくとも１つのパケットデータが適切に受信されなかった場合に、承認拒絶信号を前記伝送局に伝送することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記伝送局に対する前記承認拒絶信号は、前記伝送局に情報を提供するための再伝送オプションを含み、前記再伝送オプションは、前記再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連する、請求項２に記載の方法。
4. 無線通信システムにおけるパケットデータを伝送する方法であって、
   前記方法は、
   時空間伝送ダイバーシティを達成するために３個のアンテナを含む伝送局から受信局にパケットデータを伝送することであって、第１アンテナ、第２アンテナ、第３アンテナから第１パケットデータ（Ｓ _ｉ＋１ ）、第２パケットデータ（Ｓ _ｉ＋２ ）、第３パケットデータ（Ｓ _ｉ＋３ ）がそれぞれ伝送される、ことと、
   再伝送パケットデータを前記伝送局から前記受信局に伝送することと
   を含み、
   前記パケットデータは、
   の数学的表現に従って前記伝送局から伝送され、
   前記再伝送パケットデータは、
   の数学的表現に従って前記伝送局から伝送される、方法。
5. 前記受信局に対する少なくとも１つのパケットデータが適切に受信されなかった場合に、前記受信局から承認拒絶信号を受信することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記受信局からの前記承認拒絶信号は、前記伝送局に情報を提供するための再伝送オプションを含み、前記再伝送オプションは、前記再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連する、請求項５に記載の方法。
7. 無線通信システム内の受信局であって、
   前記受信局は、
   パケットデータまたは再伝送パケットデータを受信するように構成された受信機と、
   時空間伝送ダイバーシティを達成するために３個のアンテナを有する伝送局から前記パケットデータを受信するように前記受信機を制御するように構成され、かつ、前記伝送局から前記再伝送パケットデータを受信するように前記受信機を制御するように構成されたマイクロプロセッサと
   を備え、
   前記伝送局の第１アンテナ、第２アンテナ、第３アンテナから第１パケットデータ（Ｓ _ｉ＋１ ）、第２パケットデータ（Ｓ _ｉ＋２ ）、第３パケットデータ（Ｓ _ｉ＋３ ）がそれぞれ伝送され、
   前記パケットデータは、
   の数学的表現に従って前記伝送局から伝送され、
   前記再伝送パケットデータは、
   の数学的表現に従って前記伝送局から伝送される、受信局。
8. 信号またはデータを伝送するように構成された伝送機をさらに備え、
   前記マイクロプロセッサは、
   前記伝送局からの少なくとも１つのパケットデータが適切に受信されなかった場合に、承認拒絶信号を前記伝送局に伝送するように前記伝送機を制御するように構成される、請求項７に記載の受信局。
9. 前記伝送局に対する前記承認拒絶信号は、前記伝送局に情報を提供するための再伝送オプションを含み、前記再伝送オプションは、前記再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連する、請求項８に記載の受信局。
10. 無線通信システム内の伝送局であって、
    前記伝送局は、
    パケットデータまたは再伝送パケットデータを伝送するように構成された伝送機と、
    受信局に前記パケットデータを伝送するように前記伝送機を制御するように構成され、かつ、前記受信局に前記再伝送パケットデータを伝送するように前記伝送機を制御するように構成されたマイクロプロセッサと
    を備え、
    前記伝送局は、時空間伝送ダイバーシティを達成するために３個のアンテナを含み、第１アンテナ、第２アンテナ、第３アンテナから第１パケットデータ（Ｓ _ｉ＋１ ）、第２パケットデータ（Ｓ _ｉ＋２ ）、第３パケットデータ（Ｓ _ｉ＋３ ）がそれぞれ伝送され、
    前記パケットデータは、
    の数学的表現に従って伝送され、
    前記再伝送パケットデータは、
    の数学的表現に従って伝送される、伝送局。
11. 信号またはデータを受信するように構成された受信機をさらに備え、
    前記マイクロプロセッサは、
    前記受信局に対する少なくとも１つのパケットデータが適切に受信されなかった場合に、前記受信局から承認拒絶信号を受信するように前記受信機を制御するように構成される、請求項１０に記載の伝送局。
12. 前記受信局からの前記承認拒絶信号は、前記伝送局に情報を提供するための再伝送オプションを含み、前記再伝送オプションは、前記再伝送パケットデータのアンテナ割当と関連する、請求項１１に記載の伝送局。