JP4888571B2 - 受信装置、受信方法、無線通信システム、及び通信方法 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、伝送遅延に起因する通信レートのペナルティが比較的厳しい有線通信網に接続される無線通信網において、通信レートの低下を生じることなく、通信データの再送制御による無線通信を実現することが可能な通信技術を提供することにある。
前記通信データに対応して前記受信装置から応答される否定応答信号または確認応答信号を受信する受信手段と、
前記受信装置からの前記否定応答信号の到達または所定の確認応答待ち時間の経過を待たずに、前記受信装置に対する前記通信データの再送信を実行する再送制御手段と、
前記通信データの送信から前記再送信までの時間間隔を制御する再送待ち時間制御手段と、
を含む送信装置を提供する。
さらに、無線リソースの割り当て制御手段を備え、
前記無線リソースに空きがある場合に、前記通信データの前記再送信を実行する送信装置を提供する。
前記再送制御手段は、前記通信データの属性に基づいて、前記再送信の実行の有無または、前記再送信の複数回連続した実行を制御する送信装置を提供する。
さらに、前記受信装置との間における通信状況に応じて前記通信データの再送の発生を予測し、予測結果に基づいて前記再送制御手段における前記再送信の実行の有無を制御する予測手段を含む送信装置を提供する。
さらに、過去の前記通信データの再送処理の発生頻度に基づいて、前記通信データの再送の発生を予測し、予測結果に基づいて前記再送制御手段における前記再送信の実行の有無を制御する予測手段を含む送信装置を提供する。
さらに、前記受信装置との間における情報伝送路の状態に基づいて、前記通信データの再送の発生を予測し、予測結果に基づいて前記再送制御手段における前記再送信の実行の有無を制御する予測手段を含む送信装置を提供する。
前記再送待ち時間制御手段は、前記通信データの属性、前記受信装置との間における情報伝送路の状態、過去の前記通信データの再送頻度、の少なくとも一つに基づいて前記時間間隔の長さを制御する送信装置を提供する。
前記通信データの受信の成否に基づいて、前記送信装置に当該通信データに関する確認応答信号または否定応答信号を送信する送信手段と、
前記確認応答信号の送信結果を記憶する記憶手段と、
前記送信装置から再送された前記通信データの受信時に、前記記憶手段に前記確認応答信号が格納されている場合には、当該通信データの復号処理は行わずに前記確認応答信号を前記送信装置に応答する制御情報生成手段と、
を含む受信装置を提供する。
さらに、誤りが検出された前記通信データを保持する再送バッファと、
前記記憶手段に前記確認応答信号が格納されていない場合には、前記再送バッファに保持された前記通信データと、再送された前記通信データとに基づいて当該通信データの復号処理を実行する再送合成手段と、
を含む受信装置を提供する。
前記受信側から到来する前記通信データの否定応答信号の到達または所定の確認応答待ち時間の経過を待たずに、前記受信側に向けて前記通信データを再送信する第2ステップと、
を送信側において実行する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記送信側と前記受信側との間における無線リソースに空きがある場合に、前記通信データを送信する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記第1ステップで送信した前記通信データの前記受信側からの再送要求の発生の可能性を予測し、前記可能性が高く、かつ前記送信側と前記受信側との間における無線リソースに空きがある場合に、前記通信データを送信する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、過去の前記通信データの再送処理の発生頻度に基づいて、前記第1ステップで送信した前記通信データの前記受信側からの再送要求の発生の可能性を予測し、前記可能性が高く、かつ前記送信側と前記受信側との間における無線リソースに空きがある場合に、前記通信データを送信する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記送信側と前記受信側との間における情報伝送路の品質に基づいて、前記第1ステップで送信した前記通信データの前記受信側からの再送要求の発生の可能性を予測し、前記可能性が高く、かつ前記送信側と前記受信側との間における無線リソースに空きがある場合に、前記通信データを送信する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記通信データの即時性に基づいて、前記通信データを再び送信するか否かを決定する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記通信データの即時性に基づいて、前記通信データを複数回送信する情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記送信側と前記受信側との間における情報伝送路の品質に基づいて、前記第1ステップでの前記通信データの送信から、当該第2ステップで前記通信データを再び送信するまでの再送時間間隔を変化させる情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、過去の前記通信データの再送処理の発生頻度に基づいて、前記第1ステップでの前記通信データの送信から、当該第2ステップで前記通信データを再び送信するまでの再送時間間隔を変化させる情報通信方法を提供する。
前記第2ステップでは、前記通信データの即時性に応じて、前記第1ステップでの前記通信データの送信から、当該第2ステップで前記通信データを再び送信するまでの再送時間間隔を変化させる情報通信方法を提供する。
前記受信側では、
送信側から到来する通信データを受信し、前記通信データの受信に成功した場合は確認応答信号を前記送信側に応答し、前記通信データの受信に失敗した場合は否定応答信号を前記送信側に応答するとともに応答結果を記憶する第1ステップと、
前記送信側から再送信された前記通信データを受信したとき、前記第1ステップで前記確認応答信号が応答結果として記憶されていた場合には当該通信データの復号処理を抑止するとともに、確認応答信号を前記送信側に応答する第2ステップと、
を実行する情報通信方法を提供する。
まず、以下の各本実施の形態の通信方法および送信装置、受信装置に共通する原理を図3を用いて説明する。従来のARQ方式では、上述の図1に示すように、新規パケットを送信して確認応答待ち時間(RTT)が経過した後に再送を行っていたのに対し、本発明の実施の形態では時間間隔T(T<RTT)だけ待って、最初のパケット10と通信データ部分が同じ強制再送パケット10Rを強制的に再送する(これを本明細書では「強制再送」と呼ぶ)ものである。時間間隔Tは伝搬路情報、過去数パケットの再送頻度、送信パケットのQoS(Quality of Service)の指標の一つである即時性、等に基づき、可変とする。これにより強制再送したパケットが時間ダイバーシチをより効果的に利用し、受信側で正しく復号される可能性を高めている。
また、図8中に示されている、新規のパケット10と強制再送パケット10Rの判別法の具体例を以下に説明する。すなわちパケットにSN(Sequential Number)を付加して送信する。その際、送信側で新規のパケット10を送信する場合はSNを更新し、再送の強制再送パケット10Rの場合はSNを維持する。このSNを受信側でチェックすることにより、新規のパケット10と強制再送パケット10Rを見分けることが可能となる。
図10は、本実施の形態の通信方法が適用される通信システムの構成の一例を示す概念図、図11は、本実施の形態の情報通信方法を実施する送信装置の構成の一例を示すブロック図、図12は、本実施の形態の情報通信方法を実施する受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
無線リソース管理部103は、送信バッファ101の送信データ12または再送バッファ102を送信する場合に使用する無線リソース(周波数、符号、タイムスロットのいずれか一つ、またはこれらの組み合わせ)を割り当てる処理を行う。
受信部110は、受信アンテナ109に受信された電磁波をデジタルデータに変換し、制御情報50を抽出して制御信号復号部111に入力する処理を行う。
本実施の形態の場合、再送制御部104と無線リソース管理部103の間には、待ち機能部105が設けられている。
ここで、従来では、上述の図1に示したように、再送制御部104は、送信通知信号32から、上述のRTTだけ受信側からの再送制御信号40の到来を待ち、当該RTTが経過するか、または当該の間にNACK信号42が到来した場合に、再送要求信号33を無線リソース管理部103に入力してパケット10の再送処理を実行していた。
再送合成部203は、受信部202から到来するデータを、必要に応じて再送バッファ204に格納する処理、および、受信部202から到来するデータに、再送バッファ204に保持されているデータを重畳する処理を行う。
誤り検出部207は、復号処理部206で復号されたパケット10や強制再送パケット10R等のデータについて、CRC部13の情報を利用したエラー検出や訂正処理を行い、エラー無しの場合にはACK信号41を、訂正できないエラーが検出された場合にはNACK信号42を、再送制御信号40としてACKバッファ205および制御情報生成部208に出力する処理を行う。
上述の再送合成部203は、このACKバッファ205を参照し、このACKバッファ205にACK信号41が格納されていない場合に、前回の受信処理が失敗したとみなして、受信部202から到来したデータに再送バッファ204のデータを重畳する処理を実行する。また、ACKバッファ205にACK信号41が格納されている場合には、前回の受信処理が成功したとみなして、受信部202から到来したデータに再送バッファ204のデータを重畳する処理を抑止する。
なお、上述の図11および図12では、説明の便宜上、送信装置100および受信装置200を別個に図示しているが、情報通信を行う複数の情報通信装置の各々に、送信装置100および受信装置200の組を備え、パケット10の双方向通信を行うようにしてもよい。その場合、個々の情報通信装置では、送信装置100と受信装置200に共通する送信部、受信部、アンテナ等の構成要素を共用する構成とすることができる。すなわち、送信装置100および受信装置200は、いずれも情報通信装置の一部を構成することができる。
まず、送信装置100においては、送信データ12を送信バッファ101に格納し、再送制御部104からの新規データ送信要求信号31を契機として、送信バッファ101内の送信データ12をパケット10に構成し、多重化部106、送信部107、送信アンテナ108を経由して送信する。
これを契機に、再送制御部104は、RTTの経過を待たずに、また、制御信号復号部111からの再送制御信号40の入力に関係なく、直ちに、再送要求信号33を、待ち機能部105を介して無線リソース管理部103に出力する。無線リソース管理部103は、無線リソースに空きがあれば、最初のパケット10の送信から待ち機能部105で制御される時間間隔T(<RTT)を経過した後に、再送バッファ102に格納されている同じ送信データ12を用いて構築された強制再送パケット10Rを多重化部106、送信部107および送信アンテナ108を経由して送信する。この時、上述のように、強制再送パケット10Rの送信データ12および再送シーケンス番号11b、制御情報11aのアドレス情報等は元のパケット10の値と同じである。
上述の送信装置100の処理を、上述の図7のフローチャートを参照して説明する。
一方、受信装置200の処理は、上述の図8のフローチャートのようになる。すなわち、まず、受信したパケット10の送信フレーム制御情報11に含まれる制御情報50が正しく受信されたか判別し(ステップ311)、不正な制御情報50の場合にはNACK信号42を送信装置100の側に応答して終了する。
このように、本実施の形態では、送信装置100において、RTTの経過前に、受信装置200からのNACK信号42の受信の有無に関係なく、パケット10の送信後、時間間隔T(<RTT)だけ遅延したタイミングで当該パケット10と同じ内容の強制再送パケット10Rを送信することで、最初のパケット10がエラーとなった場合(図3)、パケット10および強制再送パケット10Rのいずれもエラーとなった場合(図4)、最初のパケット10の受信装置200での受信は成功したが、受信装置200から送信装置100に応答されたACK信号41がエラーとなった場合(図6)、のいずれの場合においても、RTT+Tの遅延時間にて再送を開始できるため、図1の従来技術における2×RTTよりも、再送開始までの遅延時間がRTT−Tだけ短縮され、送信データ12の再送制御における再送遅延時間を短縮することができる。
図13は、本発明の実施の形態2の送信装置の構成の一例を示すブロック図である。上述の実施の形態1との違いは送信装置100に予測部121が追加されている点であり、受信装置200の構成は実施の形態1と同じである。
すなわち、予測部121と制御信号復号部111の間には、ACK/NACKバッファ122が設けられている。このACK/NACKバッファ122には、制御信号復号部111で復号されたACK信号41およびNACK信号42の各々の頻度が記憶される。
図18は、本発明の実施の形態3の送信装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態1との主な違いは待ち機能部105の処理であり、受信装置200の構成は実施の形態1と同じである。
そして、SIR<Thか否かを判定し(ステップ343)、SIR<Thが成立する場合は時間間隔Tを一定量τだけ大きくして強制再送を実行させ(ステップ345)、SIR<Thが成立しない場合は時間間隔Tを一定量τだけ小さくして強制再送を実行させる(ステップ344)。
と、再送制御部104は、再送要求信号33を待ち機能部105に入力する(ステップ361)。
(1)送信装置100においてパケット10の送信後、RTTを待たずに強制再送パケット10Rの強制再送を行う。このため再送回数が早く増加し、HARQの合成利得(エラーのパケット10と、強制再送パケット10Rの信号レベルの合成)と相まってより早く送信成功(ACK)となる可能性が高くなる。その結果、再送遅延の低減が可能となる。特に最大再送遅延時間や最大再送回数が決定されているシステムでは有効である。
(5)パケット10を送信後、強制再送パケット10Rの強制再送を行うまでの時間間隔Tを伝搬路の状況、再送発生頻度等に応じて可変とすることにより、時間ダイバーシチ効果の獲得および処理遅延の低減を両立できる。
また、伝送遅延に起因する通信レートの低下が比較的大きい通信網において、通信速度レートの低下を生じることなく、通信データの再送制御による無線通信を実現することが可能となる。
たとえば、無線通信に限らず、一般の有線通信におけるARQやHARQ等における再送技術に広く適用できる。
Claims (4)
- 通信データを受信装置に送信する送信手段と、
前記通信データに対応して前記受信装置から応答される第1の否定応答信号または第1の確認応答信号を受信する受信手段と、
前記受信装置からの前記第1の否定応答信号の到達または所定の確認応答待ち時間の経過を待たずに、前記受信装置に対する前記通信データの再送信を実行する再送制御手段と、
を備え、
前記再送制御手段は、前記受信装置からの前記第1の否定応答信号を受信した場合、該第1の否定応答信号に基づく該通信データの再送信を実行せずに、該受信装置からの前記再送信された前記通信データに対する第2の否定応答信号または第2の確認応答信号の受信を待つ制御を行う、
ことを特徴とする送信装置。 - 通信データを受信装置に送信し、
前記通信データに対応して前記受信装置から応答される第1の否定応答信号または第1の確認応答信号を受信し、
前記受信装置からの前記第1の否定応答信号の到達または所定の確認応答待ち時間の経過を待たずに、前記受信装置に対する前記通信データの再送信を実行し、
前記受信装置からの前記第1の否定応答信号を受信した場合、該第1の否定応答信号に基づく該通信データの再送信を実行せずに、該受信装置からの前記再送信された前記通信データに対する第2の否定応答信号または第2の確認応答信号の受信を待つ制御を行う、
ことを特徴とする送信方法。 - 再送制御を実行する送信装置と受信装置を備えた無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
通信データを受信装置に送信する送信手段と、
前記通信データに対応して前記受信装置から応答される第1の否定応答信号または第1の確認応答信号を受信する受信手段と、
前記受信装置からの前記第1の否定応答信号の到達または所定の確認応答待ち時間の経過を待たずに、前記受信装置に対する前記通信データの再送信を実行し、前記受信装置からの前記第1の否定応答信号を受信した場合、該第1の否定応答信号に基づく該通信データの再送信を実行せずに、該受信装置からの前記再送信された前記通信データに対する第2の否定応答信号または第2の確認応答信号の受信を待つ制御を行う再送制御手段と、
を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された通信データを受信する受信手段と、
前記通信データに対応して前記第1の否定応答信号または前記第1の確認応答信号を送信し、前記再送信された前記通信データに対応して前記第2の否定応答信号または前記第2の確認応答信号を送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。 - 再送制御を実行する送信装置と受信装置を備えた無線通信システムに用いられる通信方法において、
送信装置は、通信データを受信装置に送信し、
前記受信装置は、前記通信データに対応して第1の否定応答信号または第1の確認応答信号を前記送信装置へ送信し、
前記送信装置は前記受信装置からの前記第1の否定応答信号の到達または所定の確認応答待ち時間の経過を待たずに、前記受信装置に対する前記通信データの再送信を実行し、
前記受信装置は、前記再送信された前記通信データに対応して第2の否定応答信号または第2の確認応答信号を前記送信装置へ送信し、
前記送信装置は、前記受信装置からの前記第1の否定応答信号を受信した場合、該第1の否定応答信号に基づく該通信データの再送信を実行せずに、該受信装置からの前記第2の否定応答信号または前記第2の確認応答信号の受信を待つ制御を行う、
ことを特徴とする通信方法。
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