JP4926038B2

JP4926038B2 - 送信装置及び送信方法

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Publication number: JP4926038B2
Application number: JP2007500523A
Authority: JP
Inventors: 浩章須藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2012-05-09
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Description

本発明は、複数のアンテナから異なる信号を送信するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）通信方式における送信装置及び送信方法に関する。

従来、周波数利用効率を向上させるため、複数のアンテナから異なる信号を送信し、受信時において干渉補償手段によって送信される信号を得る通信方式が検討されている。この通信方式は、一般にＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)通信方式と呼ばれている。

図１は、複数のアンテナから異なる符号分割した信号を送信する従来のＭＩＭＯ通信方式の基本動作を説明する概略基本構成図であり、図１（ａ）は、ＭＩＭＯ通信の原理を説明する図、図１（ｂ）は、送信信号と受信信号の関係を表す式である。なお、図１（ａ）に示すＭＩＭＯ通信方式における送信装置及び受信装置では、双方の有するアンテナ数をそれぞれ２本ずつ備えるものとしている。

図１において、各アンテナから送信される信号を、それぞれＴＸ１、ＴＸ２とする。また、各アンテナで受信される信号をそれぞれＲＸ１、ＲＸ２とすると、ＲＸ１、ＲＸ２は、図１（ｂ）に示すように、それぞれ次式（１）、（２）で示すことができる。
ＲＸ１＝ＡＴＸ１＋ＢＴＸ２ …（１）
ＲＸ２＝ＣＴＸ１＋ＤＴＸ２ …（２）
ここで、Ａは、送信アンテナ１と受信アンテナ１との間の伝搬路特性、Ｂは送信アンテナ２と受信アンテナ１との間の伝搬路特性、Ｃは、送信アンテナ１と受信アンテナ２との間の伝搬路特性、Ｄは送信アンテナ２と受信アンテナ２との間の伝搬路特性とする。

ここで、受信信号から、送信信号ＴＸ１とＴＸ２を受信するためには、４つの伝搬路特性Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを推定し、推定された４つの伝搬路特性Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの伝搬路特性を用いて、下記式（３）の処理を行うことにより、各アンテナから送信された信号ＴＸ１，ＴＸ２を受信することができる。
ＤＲＸ１／（ＡＤ−ＢＣ） − ＢＲＸ２／（ＡＤ−ＢＣ）
＝Ｄ（ＡＴＸ１＋ＢＴＸ２）／（ＡＤ−ＢＣ） − Ｂ（ＣＴＸ１＋ＤＴＸ２）／（ＡＤ−ＢＣ）
＝（ＡＤＴＸ１＋ＢＤＴＸ２−ＢＣＴＸ１−ＢＤＴＸ２）／（ＡＤ−ＢＣ）
＝ＴＸ１ …（３）

このようなＭＩＭＯ通信方式において、例えば、非特許文献１では、再送を行うことが検討されている。この非特許文献１で検討されている再送方法として以下の２通りがある。

まず、再送方法１として、前記各アンテナから送信されるデータを一括して符号化し、全アンテナから送信されたデータ全てを再送する方法がある。

図２はＭＩＭＯ通信方式において、再送方法１を説明するための図であり、送信装置によって送信される再送データを含むデータのフレーム構成を示す図である。図２に示すように、再送方法１における再送情報は通常の送信情報より良好な品質が要求されるため、再送情報を送信する時刻では他のアンテナからはヌル信号を送信し、再送情報の品質を改善している。

このように再送方法１における送信装置では、送信信号を再送する際に、一括して符号化して全アンテナから送信した送信信号を全アンテナから全て送信している。

また、再送方法２として、各アンテナから送信されるデータ毎に符号化を行い、各アンテナ毎に再送を行う方法が考えられている。この再送方法２は、送信データを各アンテナ毎に振り分けるとともに、各アンテナ毎に独立に送信データに対して符号化処理を行う構成以外は、再送方法１の送信装置と同様の送信装置を用いて実現できる。
"誤り検出符号を用いたMIMO-OFDMシステムの検討"電子情報通信学会、信学技報CAS2003-124、2004年3月

しかしながら、上述したＭＩＭＯ通信方式における再送方法１では、図２の送信信号のフレーム構成に示すように、全アンテナから送信されたデータ全てを再送するため、再送情報量がアンテナ数倍(本実施例では２倍)になってしまい、スループットが大きく低下するという問題がある。

また、ＭＩＭＯ通信方式における再送方法２では、再送情報そのものは削減できるが、再送時における符号化の冗長ビットがアンテナ数倍(本実施例では２倍)になるため、やはり図２のフレーム構成で示す再送方法１と同様にスループットが大きく低下するという問題がある。

本発明の目的は、ＭＩＭＯ通信方式において、再送情報あるいは符号化の冗長ビットが増大することを防ぎ、スループットを改善できる送信装置及び送信方法を提供することである。

本発明の送信装置は、複数のアンテナを用いて送信されるデータに対して単一の符号化処理を行い、通信相手において単一の誤り検出が行われる符号化データを生成する符号化部と、前記符号化データを複数のデータ系列に分割し、前記複数のデータ系列のそれぞれを前記複数のアンテナから送信する送信部と、前記複数のアンテナを用いて送信された前記複数のデータ系列を再送する場合、前記単一の符号化処理によって生成された前記符号化データの一部である、前回送信時において回線品質が劣悪であったアンテナから送信されたデータ系列のみを再送するとともに、再送に用いられるアンテナ数が前回送信時において用いられたアンテナ数よりも少なくなるように制御を行う送信制御部と、を有する構成を採る。
また、本発明の送信方法は、複数のアンテナを用いて送信されるデータに対して単一の符号化処理を行い、通信相手において単一の誤り検出が行われる符号化データを生成する符号化ステップと、前記符号化データを複数のデータ系列に分割し、前記複数のデータ系列のそれぞれを前記複数のアンテナから送信する送信ステップと、前記複数のアンテナを用いて送信された前記複数のデータ系列を再送する場合、前記単一の符号化処理によって生成された前記符号化データの一部である、前回送信時において回線品質が劣悪であったアンテナから送信されたデータ系列のみを再送するとともに、再送に用いられるアンテナ数が前回送信時において用いられたアンテナ数よりも少なくなるように制御を行う送信制御ステップと、を有するようにした。

以上説明したように、本発明によれば、ＭＩＭＯ通信方式において、複数のアンテナを用いて同時に送信した一括符号化されたデータを再送する場合、再送情報あるいは符号化の冗長ビットの増大を防いで再送することができ、再送におけるスループットの改善を図ることができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の送信装置は、複数のアンテナからそれぞれ異なるデータを同時に送信するＭＩＭＯ通信方式の送信装置において、複数のアンテナの各アンテナから送信されるデータに対して一括して符号化処理を行う符号化部と、符号化部により符号化されたデータを複数のアンテナに対応してそれぞれ変調処理する変調部と、変調されたデータを、それぞれ対応する各アンテナから送信可能に処理する送信部と、各アンテナから送信されるデータの送信制御を行う送信制御部とを有し、送信制御部は、データを再送する場合、複数のアンテナよりも少ない数のアンテナから送信されたデータを再送する。本実施の形態１では、再送の際には、１本の送信アンテナを用いて、この一本の送信アンテナから送信された送信データのみを送信している。以下詳細に説明する。

図３は本発明の実施の形態１に係る送信装置１００の概略構成を示すブロック図である。

図３に示す送信装置１００は、複数の送信アンテナ（ここでは、第１送信アンテナ１１０、第２送信アンテナ１２０）からそれぞれ異なるデータを送信するものであり、符号化部１３０、変調部１１３，１２３、送信部１１５、１２５、受信アンテナ１４０、受信部１４３、復調部１４５、復号部１４７、Ｓ／Ｐ変換部（図面では「Ｓ／Ｐ」で示す）１４９、送信制御部１６０を有する。

符号化部１３０は、送信すべきデータ、つまり、全アンテナ１１０、１２０から送信されるデータ（図３では「送信信号」として示す）に対して一括して符号化処理を行い、送信制御部１６０に出力する。

送信制御部１６０は、符号化された送信データ（送信信号）に対して送信制御を行う。詳細には、送信制御部１６０は、符号化部１３０によって符号化された送信データを格納し、所定の送信時刻に、変調部１１３、１２３に出力する。

また、送信制御部１６０は、通信相手から通知される再送情報やどの送信アンテナから送信されたデータを再送するかを示す情報を用いて、再送時はどの送信アンテナから送信されたデータを再送するかを決定する。この結果に基づいて、送信制御部１６０は、所定の送信データを複数の送信アンテナ（ここでは、第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０）のうち、複数の送信アンテナより少ない送信アンテナ（ここでは、一つの送信アンテナ）から再送信させる制御を行う。

ここで、例えば、従来例として説明した再送方法２のように各アンテナ毎に独立に符号化を行った場合、確かに再送情報そのものは削減できるが、符号化の冗長ビットはアンテナ数倍になるため、スループットが大きく低下することは言うまでもない。

変調部１１３、１２３は、送信制御部１６０から入力される送信データに対してそれぞれ変調処理を行い、それぞれ送信部１１５、１２５に出力する。なお、変調部１１３、１２３は、各アンテナ１１０、１２０毎に独立に変調方式を設定するもの(3GPP TR25,876)でもよく、全アンテナ１１０、１２０に対して同一の変調方式を選択するものとしてもよい。

送信部１１５、１２５は、変調処理された送信データを無線周波数帯に周波数変換して、各第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０に出力する。各第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０は、送信部１１５，１２５によって周波数変換された送信データを送信する。

受信アンテナ１４０は、通信相手から送信されたデータを受信して、受信部１４３に出力し受信部１４３は、入力される受信データをベースバンド帯の信号に周波数変換して、復調部１４５に出力する。

復調部１４５は、入力される周波数変換後の受信データに復調処理を施し、復号部１４７に出力する。復号部１４７は、復調部１４５から入力される受信データに復号処理を施し、Ｓ／Ｐ変換部１４９に出力する。

Ｓ／Ｐ変換部１４９は、通信相手から通知される再送情報やどの送信アンテナから送信されたデータを再送するかを示す情報（再送するデータ情報）を抽出し、送信制御部１６０に入力する。つまり、Ｓ／Ｐ変換部１４９は、受信したデータ（受信信号）と、通信相手から通知された再送要求や品質情報、再送するデータを示す情報とを振り分ける。

図４は、本発明の実施の形態１に係る送信装置の通信相手の一例である端末装置を示すブロック構成図である。

図４に示す端末装置２００は、送信されるデータに対して符号化処理を行う符号化部２１０と、送信データに対して送信制御を行う送信制御部２２０と、送信データに対して変調処理を行う変調部２３０と、無線周波数帯に周波数変換する送信部２３２と、送信アンテナ２３４とを有する。さらに、端末装置２００は、受信アンテナ２４０、２５０と、受信部２４２、２５２と、干渉補償部２６０と、品質推定部２４４、２５４と、大小比較部２６３、ハイブリッドＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest：以下、「ＨＡＲＱ」という）合成部２４６、２５６と、Ｐ／Ｓ変換部（図４では「Ｐ／Ｓ」で示す）２６４と、復号部２６６とを有する。

符号化部２１０は、送信信号を符号化処理して、符号化後の送信データとして送信制御部２２０に出力する。

送信制御部２２０は、端末装置２００が送信する送信信号の送信制御を行うものであり、符号化部２１０からの符号化後の送信データを格納して、送信時刻に変調部２３０に出力する。

また、送信制御部２２０は、品質推定部２４４、２５４から入力される各通信相手の送信アンテナ２４０、２５０毎に回線品質推定を行った結果や、復号部２６６により出力される受信信号に誤りが存在するか否かを示す情報に基づいて送信制御を行う。

変調部２３０は、送信データを変調処理して、送信部２３２に出力し、送信部２３２において無線周波数帯に周波数変換された送信データは送信アンテナ２３４を介して送信される。

受信アンテナ２４０、２５０は、通信相手（ここでは、送信装置１００）から送信されたデータを受信して、対応する受信部２４２、２５２にそれぞれ出力する。

受信部２４２、２５２は、受信アンテナ２４０、２５０が受信した無線周波数帯の信号である受信データに対して周波数変換を行い、ベースバンド帯の信号を得て干渉補償部２６０に出力する。

干渉補償部２６０は、ベースバンド帯の信号に変換された受信信号に干渉補償処理を施して、通信相手の各送信アンテナ毎に送信されたデータを品質推定部２４４、２５４及びＨＡＲＱ合成部２４６、２５６に出力する。

品質推定部２４４、２５４は、通信相手の各第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０毎に品質推定を行い、品質推定結果を送信制御部２２０、大小比較部２６３に出力する。

品質推定部２４４、２５４で行われる回線品質推定方法は、本実施の形態のように、送信装置１００の送信アンテナが２つ、端末装置２００の受信アンテナが２つの場合、４つの伝搬路推定結果より算出することができる。例えば、第１送信アンテナ１１０の品質情報は図１の４系統の伝搬路推定結果A,B,C,Dを用いて算出できる。第１送信アンテナ１１０の品質情報は｜Ａ｜＋｜Ｃ｜、第２送信アンテナ１２０の品質情報は｜Ｂ｜＋｜Ｄ｜とすればよい。なお、ここで示した品質推定方法はあくまで一例であり、本発明は、ここで示した品質推定結果に限定されず、任意の品質推定方法を用いてもよいことは勿論である。

大小比較部２６３は、品質推定部２４４、２５４から入力された品質推定結果の大小比較を行い、算出される大小比較結果を送信制御部２２０に出力する。この大小比較結果は、通信相手のどの第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０から送信されたデータを送信するかを示す情報となる。通信制御部２２０は、この大小比較結果に基づいて、通信相手（ここでは、送信装置１００）にどのデータ再送を要求するか、言い換えれば、通信相手にどのデータを送信させるか、を決定する。

ＨＡＲＱ合成部２４６、２５６は、干渉補償部２６０から入力されたデータ、つまり、通信相手の各第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０毎に送信されたデータを、前回までの送信されたデータと合成して、Ｐ／Ｓ変換部２６４に出力する。

また、ＨＡＲＱ合成部２４６、２５６は、再送されたデータのみを合成し、再送されない通信相手（送信装置１００）の送信アンテナについては入力データをそのまま出力する。

Ｐ／Ｓ変換部２６４は、ＨＡＲＱ合成部２４６、２５６から入力されるデータをＰ／Ｓ変換して、復号部２６６に出力する。

復号部２６６は、Ｐ／Ｓ変換部２６４からＰ／Ｓ変換されたデータに復号処理を施し、受信信号に誤りが存在する場合は、送信制御部２２０に再送要求信号を出力する。この再送要求信号を受けて、送信制御部２２０は、送信装置１００に再送要求信号を送信する。

次に、送信装置１００の送信系の動作を説明する。

図３に示す送信装置１００において、送信信号は、まず、符号化部１３０によって、全アンテナ１１０、１２０から送信されるデータとして一括して符号化処理され、符号化後の送信データとなる。次に、符号化後の送信データは、送信制御部１６０に格納されて、送信時刻となった際に、変調部１１３、１２３に入力され、変調処理を施された後、送信部１１５、１２５に入力される。送信部１１５、１２５に入力された変調処理後の送信データは、無線周波数帯に周波数変換されて各アンテナ１１０、１２０により送信される。

図４に示す端末装置２００では、通信相手から送信されたデータは、受信アンテナ２４０、２５０で受信され、受信部２４２、２５２によりベースバンド帯の信号に周波数変換されて、干渉補償部２６０に入力される。周波数変換された信号は、干渉補償部２６０によって、干渉補償をされて、端末装置２００は、通信相手（ここでは図３に示す送信装置１００）の各送信アンテナ（ここでは図３に示す第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０）毎に送信されたデータを得る。

次に、通信相手の各送信アンテナ毎に送信され、干渉補償されたデータは、ＨＡＲＱ合成部２４６、２５６によって、前回までの送信されたデータと合成される。これらＨＡＲＱ合成部２４６、２５６は、送信装置１００から再送されたデータのみを合成し、再送されない通信相手の送信アンテナからのデータについては入力データをそのままＰ／Ｓ変換部２６４に出力する。

Ｐ／Ｓ変換部２６４に入力されたデータは、Ｐ／Ｓ変換されて、復号部２６６に出力され、復号部２６６において復号処理される。受信信号に誤りが存在する場合は、復号信号は、送信制御部２２０に再送要求信号を出力し、送信制御部２２０は再送要求信号に基づいて、変調部２３０、送信部２３２及び送信アンテナ２３４を介して送信装置１００に再送要求を行う。

このとき、送信制御部２２０には、品質推定部２４４、２５４から入力される通信相手の各第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０毎に行われた品質推定結果に基づいて、大小比較部２６３において算出された大小比較結果が入力される。この大小比較結果を、送信制御部２２０は、通信相手のどの送信アンテナから送信されたデータを送信するかを示す情報として送信装置１００に送信する。

送信装置１００に送られる再送情報やどの送信アンテナから送信されたデータを再送するかを示す情報は、送信装置１００側において、送信制御部１６０によって再送制御が行われ、再送時はどの送信アンテナから送信されたデータを再送するかを決定し、送信制御部１６０により、決定されたデータが送信される。

この再送動作については、図５を用いて説明する。

図５は、本発明の送信装置において行われる再送処理を説明するためのフローチャートである。図５に示す再送処理は、通信相手である端末装置２００において送信信号を受信
した際の受信時の品質が最も悪かった送信装置１００の送信アンテナから送信されたデータのみを再送するものである。

図５に示すように、ステップＳ１では、まず、受信データに誤りがあるかどうかを判定し、受信データに誤りがある場合、ステップＳ２に移行する。

ステップ２では、再送するデータを示す情報とともに端末装置２００から送信される品質情報に基づいて、どの送信アンテナから送信された送信データの品質が悪いかを判定する。具体的には、送信装置における複数の送信アンテナのうち、所定の送信アンテナからの送信データの品質を順次、基準として、他の送信アンテナからの送信データの品質を比較判定し、最も品質の良い送信データを送信した送信アンテナを決定する。

ここでは、第１送信アンテナ１１０と他の送信アンテナ（第２送信アンテナ１２０）とを比較して、第１送信アンテナ１１０から送信された送信データの品質が、他の送信アンテナから送信された送信データの品筆より悪いか否かを判定する。ステップＳ２において、第１送信アンテナ１１０の方の品質が悪いと判定した場合、ステップＳ３に移行し、第１送信アンテナ１１０からの送信データの品質が良い場合、ステップＳ４に移行する。つまり、第１送信アンテナ１１０の方の品質が悪い場合は、第２送信アンテナ１２０を品質の良い送信データを送った送信アンテナとして決定する。

一方、第１送信アンテナ１１０の方が他の送信アンテナ（第２送信アンテナ１２０）より品質が良い場合は、第２送信アンテナ１２０よりも第１送信アンテナ１１０の方が、送信したデータの品質が良かったものと判断し、第１送信アンテナ１１０を品質の良い送信データを送ったアンテナとして決定する。

ステップＳ３では、第１送信アンテナ１１０からの送信データの受信品質が悪かった場合、第１送信アンテナ１１０から送信されたデータを再送する。

図６は、実施の形態１に係る送信装置１００において第１送信アンテナ１１０の方の品質が悪かった場合のフレーム構成を示す図である。

図６に示すように、第１送信アンテナ１１０の方の品質が悪かった場合、つまり第２送信アンテナ１２０からの送信データの受信品質よりも、第１送信アンテナ１１０からの送信データの受信品質が悪かった場合は、送信アンテナ１から送信されたデータ（図６では、データ１（１）で示すデータ）のみを再送してステップＳ１に移行する。

図７は、実施の形態１に係る送信装置１００が、第１送信アンテナ１１０から送信されたデータのみを再送した場合の受信レベルを示す図である。

図７に示すように、送信装置１００（図３参照）が第１送信アンテナ１１０から送信されたデータのみを再送することによって、全ての送信アンテナ（ここでは第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０の両方）において必要な受信レベルとすることができる。

このように本実施の形態では、従来と異なり、全送信アンテナから送信されたデータを再送していないため、再送情報がアンテナ数倍になることがなく、スループットが大きく低下することがない。

図８は、第２送信アンテナ１２０の方の品質が悪かった場合のフレーム構成を示す図である。

図８に示すように、第２送信アンテナ１２０の方の品質が悪かった場合、つまり第１送信アンテナ１１０からの送信データの受信品質よりも、第２送信アンテナ１２０からの送信データの受信品質が悪かった場合は、第２送信アンテナ１２０から送信されたデータのみを再送する。

図９は、第２送信アンテナ１２０から送信されたデータのみを再送した場合の受信レベルを示す図である。

図９に示すように、第２送信アンテナ１２０から送信されたデータのみを再送することによって、全ての送信アンテナ（ここでは第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０の両方）において必要な受信レベルとすることができる。

なお、本実施の形態では、送信装置１００が備える送信アンテナのアンテナ数を２としたが、これに限らず、送信装置１００が複数の送信アンテナを備えるものとしてもよい。

例えば、送信装置１００の備える送信アンテナのアンテナ数を４本とした場合、これら送信アンテナのうち、先に最も品質の悪い送信データを送信した１本のアンテナから送信されたデータのみを再送することは可能であることは言うまでもないが、最も品質の悪いアンテナ２本を選択し、これらの２本のアンテナから送信されたデータを再送するようにしてもよい。

本実施の形態の送信装置１００では、送信制御部１６０は、送信されたデータを再送する場合、各送信アンテナ１１０、１２０から送信されるデータにおいて、通信相手である端末装置２００における受信時の品質が最も悪いアンテナ（例えば、第１送信アンテナ１１０）から送信されたデータのみの再送を行う構成を採っている。

この構成によれば、再送する際に他のアンテナ（例えば、第２送信アンテナ１２０）からデータを再送しないため、その分の送信データとしての再送情報あるいは符号化の冗長ビットが増大することを防ぐことができ、スループットの改善が可能である。

また、本発明の形態の送信装置１００は、通信相手である端末装置２００から送信されるどのアンテナから送信されたデータを再送するかの情報により、再送するデータを決定する。本構成によれば、更に受信側、ここでは、端末装置２００における受信の際の誤り率の劣化を防ぐことができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る送信装置は、実施の形態１の送信装置１００と略同様の構成を有し、再送時の処理のみ異なるものである。ここでは、異なる点についてのみ説明し、作用効果については説明を省略する。

実施の形態２に係る送信装置は、再送時に使用する送信アンテナは１回目の送信を行った送信アンテナとは別のアンテナを使用することであり、特に、回線変動が遅い場合、連続して誤り率が生じることを防ぐことができるものである。

図１０は、本発明の実施の形態２に係る送信装置の動作原理を説明するための図であり、実施の形態２の送信装置から送信される送信データのフレーム構成を示す図である。

本実施の形態２の送信装置では、送信制御部１６０（図３参照）において、再送要求のあったデータを送信した送信アンテナとは、別の送信アンテナを用いて、再送要求のあったデータを送信する。

図１０では、本発明の実施の形態２に係る送信装置において、それぞれの第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０から送信されたデータ（図１０では、データ１（１）、データ２（１））に誤りが発生し、端末装置２００から送信される再送要求のデータ情報がデータ１（１）を示し、この要求に基づいて、第１送信アンテナ１１０から送信されたデータ（データ１（１））を再送する場合を示す。

図１０に示すように、再送時はアンテナ１２０からデータ１（１）を送信している。なお、第２送信アンテナ１２０から送信されたデータを再送する場合は、再送時はアンテナ１１０から送信する。

第１送信アンテナ１１０の方が、第２送信アンテナ１２０より品質が悪い場合等、回線変動が遅い場合、再送時もアンテナ１１０の方の品質が悪い場合がある。このような場合、実施の形態２の送信装置では、再送時に使用するアンテナは１回目の送信を行った送信アンテナとは別のアンテナを使用することによって、同一のデータが連続して品質が悪くなることを防ぐことができる。

この実施の形態２の送信装置は、再送時に使用する送信アンテナは、1回目の送信を行った送信アンテナ１１０とは別のアンテナ１２０を使用している。つまり、送信制御部は、再送するデータを、先に送信したアンテナとは別のアンテナを用いて再送するものとなっている。この構成によれば、特に回線変動が遅い場合、連続して誤り率が生じることを防ぐことができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る送信装置は、実施の形態１の送信装置１００と略同様の構成を有し、再送時の処理のみ異なるものである。ここでは、異なる点についてのみ説明し、作用効果については説明を省略する。

実施の形態３に係る送信装置は、２回目以降の再送時を行う場合、再送を行っていないデータを優先的に再送し、実施の形態１及び２の送信装置を用いた場合よりも、端末装置のＨＡＲＱ合成部におけるハイブリッドＡＲＱを行った場合の誤り率をさらに改善したものである。

図１１は、本発明の実施の形態３に係る送信装置の動作原理を説明するための図であり、実施の形態３の送信装置から送信される送信データのフレーム構成を示す図である。

本実施の形態３の送信装置では、図３に示す送信装置１００の送信制御部１６０は、端末装置から送信された再送要求のデータを示す情報に基づく送信データを再送し、この再送したデータをさらに再送する場合、つまり、２回目以降の再送を行う場合、所定の送信アンテナで、再送を行っていない別の送信データを優先的に再送する判定を行う。

図１１では、本発明の実施の形態３に係る送信装置において、第１送信アンテナ１１０から送信されたデータ１（１）を再送しても誤りが生じた場合、２回目の再送時は、誤りが生じたデータ１（１）と同時に別の第２送信アンテナ１２０から送信されたデータ２（１）を再送する場合を示している。なお、第２送信アンテナ１２０から送信されたデータを再送しても誤りが生じた場合は、２回目の再送時は、誤りが生じたデータと同時に別の送信アンテナから送信されたデータ（ここでは、第１送信アンテナ１１０から送信されたデータ）を再送する。

このように、送信制御部１６０（図３参照）において、２回目以降の再送時を行う場合
は、再送を行っていないデータを優先的に再送する。

これによって、ＨＡＲＱ合成部において、ハイブリッドＡＲＱ処理を行った場合の誤り率を改善することができ、再送を行ってもまだ誤りが生じる場合、再送したデータをまた再送しても、誤り率は受信品質の悪いデータが支配的になることによって再送されないデータの品質、つまりは、全体の品質が改善されないことを防ぐことができる。

この実施の形態３の送信装置では、送信制御部は、２回目以降の再送を行う場合、再送を行っていないデータを優先的に再送する。この構成によれば、ＭＩＭＯ通信を行った場合、実施の形態１〜４に係る送信装置を用いた場合よりも、受信側でハイブリッドＡＲＱを行った際の誤り率をさらに改善できる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る送信装置は、実施の形態１の送信装置１００と略同様の構成を有し、再送時の処理のみ異なるものである。ここでは、異なる点についてのみ説明する。

実施の形態４に係る送信装置は、再送を行うデータ量を改変品質によって適応的に変化させ、実施の形態１〜３の送信装置よりもさらに、回線品質が悪い場合でもスループットが改善されている。

図１２は、本発明の実施の形態４に係る送信装置の動作原理を示すフローチャートである。

図１２に示すように、ステップＳ２１では、まず、受信データに誤りがあるかどうかを判定し、受信データに誤りがある場合、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、受信側（ここでは、端末装置２００）から送られた品質情報における回線品質情報と、再送を行うデータ量を決定するために予め設定されたしきい値と比較する。ステップＳ２２において、回線品質がしきい値以下の場合はステップ２３に移行し、回線品質がしきい値より大きい場合ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２３では、送信制御部１６０は、全ての送信アンテナから送信されたデータを再送する旨を決定して、送信アンテナの全て（ここでは、第１及び第２送信アンテナ１１０、１２０）から送信データを再送して、ステップＳ２１に戻る。

図１３は、回線品質がしきい値より悪い場合に送信装置１００（図３参照）からデータを再送した際の受信レベルを示す図である。

回線品質が悪く、全アンテナ（例えば図３に示す第１送信アンテナ１１０及び第２送信アンテナ１２０）から送信されたデータがすべて所用の受信レベルより下回っている場合、最も品質の悪い送信アンテナから送信されたデータのみを再送しても、誤りが生じる恐れが高く、再送回数が増大する。

このため、本実施の形態４に係る送信装置では、図１３に示すように、再送を行うデータ量を改変品質によって適応的に変化させる。これにより、実施の形態１〜３よりもさらに回線品質が悪い場合のスループットを改善することができる。

ステップ２４では、再送するデータを示す情報とともに送信装置２００から送信される品質情報に基づいて、どの送信アンテナから送信された送信データの品質が悪いかを判定
する。具体的には、送信装置における複数の送信アンテナのうち、所定の送信アンテナからの送信データの品質を順次、基準として、他の送信アンテナからの送信データの品質を比較判定し、最も品質の悪い送信データを送信した送信アンテナ以外の送信アンテナを決定する。

ここでは、第１送信アンテナ１１０と第２送信アンテナ１２０とを比較して、第１送信アンテナ１１０の方が送信データの品質が悪いか否かを判定している。

ステップＳ２４において、第１送信アンテナ１１０の品質が第２送信アンテナ１２０の品質よりも良いと判断した場合、ステップＳ２５に移行する。一方、第１送信アンテナ１１０の品質の方が、第２送信アンテナ１２０の品質よりも悪いと判定した場合、ステップＳ２６に移行する。つまり、第１送信アンテナ１１０の方の品質が良い場合は、第２送信アンテナ１２０よりも第１送信アンテナ１１０の方が、送信したデータの品質が良かったものと判断し、第１送信アンテナ１１０を品質の良い送信データを送ったアンテナとして決定する。一方、第１送信アンテナ１１０の方の品質が悪い場合は、第２送信アンテナ１２０を品質の良い送信データを送った送信アンテナとして決定する。

ステップＳ２５では、第２送信アンテナ１２０から送信されたデータを再送してステップＳ２１に戻り処理を繰り返し、ステップＳ２６では、第１送信アンテナ１１０から送信されたデータを再送してステップＳ２１に戻り、処理を繰り返す。

このように、実施の形態４における送信装置では、回線品質がしきい値より良い場合は、再送時は最も品質の悪い送信アンテナから送信されたデータのみを再送し、回線品質がしきい値より悪い場合は、全送信アンテナから送信されたデータを全て再送する。この実施の形態４に係る送信装置では、送信装置１００と比して、送信制御部１６０の再送処理のみ異なり、その他の構成及び作用は略同様である。

この実施の形態４の送信装置における送信制御部１６０（図３参照）は、端末装置２００（図４参照）から送信される回線品質から判断して再送を行うデータ量は改変品質によって適応的に変化させている。ここで回線品質情報は、通信相手から通知される品質情報とする。

なお、データ量を決定するために使用するしきい値は、固定とするのではなく、様々な通信条件(回線を使用しているユーザ数、電池の残量等)によって適応的に変化させるものとしてもよい。例えば回線を使用しているユーザ数、つまり、端末装置数が多い場合、1ユーザに多くの帯域を使用させ続ける、他のユーザの割当てが大きく減少し、他のユーザの通信に支障を来す場合が生じる。このような場合は、しきい値を小さい値にして、できるだけ１本の送信アンテナから送信されたデータのみを再送するようにする方法も有効である。

このように実施の形態４の送信装置では、送信制御部は、再送を行うデータ量を、送信される際の回線品質によって適応的に変化させている。この構成によれば、ＭＩＭＯ通信を行った際に回線変動が悪い場合でも、実施の形態１〜３に係る送信装置を用いて通信を行う場合よりも、スループットの改善を図ることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態５に係る送信装置は、特定の送信アンテナから他のデータより良好な品質が要求されるデータを送信している場合は、前記他のデータより良好な品質が要求されるデータを優先的に再送する。

図１４は、本実施の形態５に係る送信装置５００の概略構成を示すブロック図である。

図１４に示すように、送信装置５００は、送信装置１００の構成に、ＣＲＣ（巡回冗長検査：Cyclic Redundancy Check）部５１０を設け、さらに符号化部１３０に代えて、ターボ符号化部５２０を備えたものである。

この送信装置５００では、送信データは、ＣＲＣ部においてＣＲＣ処理が行われた後、ターボ符号化部５２０においてターボ符号化処理が行われて、送信制御部５３０に入力される。

送信制御部５３０は、１本の送信アンテナ１１０からシステマティックビット等のデータとして重要な情報を、もう１本の送信アンテナ１２０からはパリティビットを送信し、再送する場合、送信アンテナ１１０、１２０の品質によらずシステマティックビットのみを再送するように送信制御を行う。

図１５は、本発明に係る実施の形態５の送信装置から送信される送信データのフレーム構成を示す図である。

重要情報として、例えば、誤り訂正符号としてターボ符合を使用した場合のシステマティックビット、再送情報、通信制御に使用する情報(例えばパイロット信号)がある。ここでは、誤り訂正符号としてターボ符合を使用した場合のシステマティックビットを、重要情報の１例として説明する。

１本のアンテナからシステマティックビットを、もう1本のアンテナからはパリティビットを送信している場合、本発明の実施の形態５では図１５に示すように、送信アンテナの品質によらず、システマティックビットのみを再送する。

ここで、重要情報の１例として誤り訂正符号としてターボ符合を使用した場合のシステマティックビットの場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、再送情報、通信制御に使用する情報(例えばパイロット信号)を特定のアンテナから送信した場合についても適用できることは言うまでもない。

本実施の形態の送信装置では、送信制御部は、前記複数の送信アンテナのうち、特定の送信アンテナから他のデータより良好な品質が要求されるデータを送信する場合、再送時には、他のデータより良好な品質が要求されるデータを優先的に再送する。なお、ここでは、他のデータより良好な品質が要求されるデータは、ターボ符号を使用した場合のシステマティックビットとなっている。

この構成によれば、実施の形態１〜４に係る送信装置よりも、誤り訂正符号としてターボ符号を用いた場合の受信側における誤り率特性をさらに改善することができ、他のデータより良好な品質が要求されるデータの品質の向上を図ることができる。

なお、各実施の形態における送信装置１００は、ここでは、無線通信システムにおける基地局装置として説明したが、これに限らず、移動局装置が備えるものとしてもよい。
本発明は、２００５年１月２５日出願の特願２００５−１７３０４に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明に係る送信装置及び送信方法は、送信データを再送する際に、再送情報あるいは符号化の冗長ビットが増大することを防ぎ、スループットを改善できる効果を有し、ＭＩ
ＭＯ通信方式においてデータを送信する場合に有用である。

従来のＭＩＭＯ通信方式の基本動作を説明する概略基本構成図であり、ＭＩＭＯ通信の原理を説明する図従来のＭＩＭＯ通信方式の基本動作を説明する概略基本構成図であり、送信信号と受信信号の関係を表す式従来のＭＩＭＯ通信方式における送信装置によって送信される再送データを含むデータのフレーム構成を示す図本発明の実施の形態１に係る送信装置の概略構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係る送信装置の通信相手の一例である端末装置を示すブロック構成図本発明に係る送信装置において行われる再送処理を説明するためのフローチャート実施の形態１において第１送信アンテナの方の品質が悪かった場合のフレーム構成を示す図第１送信アンテナから送信されたデータのみを再送した場合の受信レベルを示す図実施の形態１において第２送信アンテナの方の品質が悪かった場合のフレーム構成を示す図第２送信アンテナから送信されたデータのみを再送した場合の受信レベルを示す図実施の形態２の送信装置から送信される送信データのフレーム構成を示す図実施の形態３の送信装置から送信される送信データのフレーム構成を示す図本発明の実施の形態４に係る送信装置の動作原理を示すフローチャート回線品質がしきい値より悪い場合に送信装置からデータを再送した際の受信レベルを示す図本実施の形態５に係る送信装置の概略構成を示すブロック図本発明に係る実施の形態５の送信装置から送信される送信データのフレーム構成を示す図

Claims

複数のアンテナを用いて送信されるデータに対して単一の符号化処理を行い、通信相手において単一の誤り検出が行われる符号化データを生成する符号化部と、
前記符号化データを複数のデータ系列に分割し、前記複数のデータ系列のそれぞれを前記複数のアンテナから送信する送信部と、
前記複数のアンテナを用いて送信された前記複数のデータ系列を再送する場合、前記単一の符号化処理によって生成された前記符号化データの一部である、前回送信時において回線品質が劣悪であったアンテナから送信されたデータ系列のみを再送するとともに、再送に用いられるアンテナ数が前回送信時において用いられたアンテナ数よりも少なくなるように制御を行う送信制御部と、
を有する送信装置。
前記送信制御部は、前記複数のアンテナを用いて送信された前記複数のデータ系列を再送する場合、前記通信相手における受信時の品質が最も悪いアンテナから送信されたデータ系列のみの再送を行う請求項１記載の送信装置。
前記送信制御部は、通信相手から送信されるどのアンテナから送信されたデータ系列を再送するかの情報に基づいて、再送するデータ系列を決定する請求項１記載の送信装置。
前記複数のデータ系列の再送時に用いられるアンテナは、前回送信時に用いたアンテナとは別のアンテナである請求項１記載の送信装置。
前記送信制御部は、２回目以降の再送を行う場合、再送を行っていないデータ系列を優先的に再送する請求項１記載の送信装置。
前記送信制御部は、再送を行うデータ系列の量を、送信される際の回線品質によって適応的に変化させる請求項１記載の送信装置。
前記送信制御部は、前記複数のアンテナのうち、特定のアンテナから他のデータ系列より良好な品質が要求されるデータ系列を送信する場合、再送時には、前記他のデータ系列より良好な品質が要求されるデータ系列を優先的に再送する請求項１記載の送信装置。
前記他のデータ系列より良好な品質が要求されるデータ系列は、ターボ符号を使用した場合のシステマテイツクビットである請求項７記載の送信装置。
請求項１記載の送信装置を具備する基地局装置。
請求項１記載の送信装置を具備する移動局装置。
複数のアンテナを用いて送信されるデータに対して単一の符号化処理を行い、通信相手において単一の誤り検出が行われる符号化データを生成する符号化ステップと、
前記符号化データを複数のデータ系列に分割し、前記複数のデータ系列のそれぞれを前記複数のアンテナから送信する送信ステップと、
前記複数のアンテナを用いて送信された前記複数のデータ系列を再送する場合、前記単一の符号化処理によって生成された前記符号化データの一部である、前回送信時において回線品質が劣悪であったアンテナから送信されたデータ系列のみを再送するとともに、再送に用いられるアンテナ数が前回送信時において用いられたアンテナ数よりも少なくなるように制御を行う送信制御ステップと、
を有する送信方法。