JP5158979B2 - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数のアンテナを使用して通信を行うＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）等に適用可能な無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
近年、無線通信技術において限られた周波数帯域を有効に利用し高速伝送を実現するシステムとしてＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）が注目されている。ＭＩＭＯは、送受信双方において複数のアンテナを使ってデータを伝送する技術である。複数の送信アンテナから異なるデータを送信することにより、時間・周波数リソースを拡大することなく伝送容量を向上させることができる。
ＭＩＭＯにおけるデータ伝送方法として、複数コードワード（ＭＣＷ：Multi Code Word）の適用が有効である。複数コードワードは、複数の送信アンテナやビームにより形成される各伝送パスのデータ毎にＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を付与したうえで畳み込み符号やTurbo符号、LDPC符号などの誤り訂正符号を付与し、該当する伝送パス（送信アンテナやビーム）に対応するＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）に応じた変調方式及び符号化率（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）の設定を可能としている。このように柔軟な変調方式及び符号化率の設定が可能なことに加え、複数コードワードでは、コードワード（ＣＷ：Codeword）毎（伝送パス毎）にＣＲＣによる誤り検出が可能であることから、再送制御の単位を伝送パス単位（送信アンテナやビーム単位）とすることができ、効率良く再送制御による利得を得られる。
ここで、例えば携帯電話等の移動体通信用のセルラーシステムにおいて、ハイブリッド−ＡＲＱ（Hybrid-Automatic Repeat reQuest）（以下、ＨＡＲＱと記載）による再送制御として、ＭＩＭＯ方式で複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御を行う場合を考える。ここでは、送信装置（送信局）となる無線基地局（ＢＳ：Base Station）から受信装置（受信局）となる移動局のユーザ端末（ＵＥ：User Equipment）に対して信号を伝送する場合を例示する。この際、送信装置から受信装置へは、制御チャネルにおけるパイロット信号と、コードワード毎に設ける複数のＲＶパラメータを含む制御信号などを伝送する。また、受信装置から送信装置へは、応答信号としてコードワード毎のＡｃｋ（Acknowledgement）またはＮａｃｋ（Negative Acknowledgement）を伝送する。
図１１は複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御における動作例を示す図である。送信装置（ＢＳ）は、複数のコードワードＣＷ１、ＣＷ２において、それぞれ送信データdata#1, data#2を受信装置（ＵＥ）へ送信する。受信装置では、これらの送信データdata#1, data#2を受信してそれぞれ復号（デコード：decode）し、復号結果の可否に応じて、受信信号を正常に取得できた場合のＡｃｋ、または受信信号に誤りがあった場合のＮａｃｋを、コードワード毎に応答信号として送信装置へ伝送する。ここで、送信装置は、受信装置からＮａｃｋを受信した場合、コードワード毎にデータの再送を行う。再送時には、受信装置は、受信した再送データをそれぞれ復号してコードワード毎に初回の受信データと合成（ＨＡＲＱ合成）を行い、合成後の受信データの良否に応じてＡｃｋまたはＮａｃｋを送信装置へ伝送する。
上記のような複数コードワード用ＨＡＲＱ制御では、コードワード毎にＨＡＲＱ制御を行うため、他コードワードの再送データ、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋフィードバック等を、該当コードワードの合成、復号、Ａｃｋ／Ｎａｃｋフィードバック等に活用できず、再送に用いたエネルギーを無駄にすることになる。
3GPP TSG RAN WG1 #42, R1-050912, Qualcomm Europe, "MIMO proposal for MIMO-WCDMA evaluation", Aug 29th - Sep 2nd, 2005
前述したように、複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御等による再送制御を行う場合には、コードワード毎、すなわちＨＡＲＱやＭＣＳの制御単位であるデータ系列を構成する複数の送信アンテナやビームによる伝送パス毎に処理が行われ、従来では、該当コードワードにおいて他コードワードの再送データ、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ情報等をコードワードの合成、復号等に利用することができなかった。このため、再送時に他のコードワードの情報を有効活用できず、エネルギーが無駄になるという課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、再送時に他のコードワードの情報を活用可能にでき、複数コードワードを用いた場合の伝送特性を向上させることが可能な無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明は、第１の態様として、複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信装置であって、前記複数のコードワードによりデータを送信する送信部と、相手局へデータ送信して相手局から応答信号を受けるまでの応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードよりも下位コードワードにおいて長く設定した応答時間に従って、各コードワードの順位に対応したタイミングで相手局からの応答信号を検出する応答信号検出部と、前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、を備える無線通信装置を提供する。
これにより、下位コードワードにおいて上位コードワードの初回送信データや再送データ、あるいは上位コードワードの復号結果等を活用でき、再送時に他のコードワードの情報を有効活用できるようになるため、複数コードワードを用いた場合の伝送特性を向上させることが可能となる。
また本発明は、第２の態様として、上記の無線通信装置であって、前記応答信号検出部は、前記応答時間に従って、前記上位コードワードに対応する第１の応答時間の周期で上位コードワードの応答信号を復調し、前記下位コードワードに対応する、前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間の周期で下位コードワードの応答信号を復調するものを含む。
これにより、下位コードワードに対応する第２の応答時間を上位コードワードに対応する第１の応答時間よりも長くした場合に、上位コードワードの応答信号及び下位コードワードの応答信号をそれぞれのタイミングで取得可能となり、応答信号に応じて適切な再送制御が実現できる。
また本発明は、第３の態様として、上記の無線通信装置であって、前記上位コードワードの応答信号の復調結果を保持する応答信号復調結果保持部を備え、前記応答信号検出部は、前記下位コードワードの応答信号が前記上位コードワードの応答信号の情報を含む場合に、前記上位コードワードの応答信号の復調結果を参照して、前記下位コードワードの応答信号を復調するものを含む。
これにより、下位コードワードの応答信号が上位コードワードの応答信号の情報を含むようにし、上位コードワードの応答信号の復調結果を利用して下位コードワードの応答信号を復調することで、下位コードワードの応答信号を高い信頼度で取得できる。
本発明は、第４の態様として、複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信装置であって、前記複数のコードワードにより送信されたデータを復号するデータ復号部と、相手局からデータ送信して相手局が応答信号を受けるまでの応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードよりも下位コードワードにおいて長く設定した応答時間に従って、前記データの復号結果に応じて各コードワードの応答信号を相手局に通知する応答信号通知部と、を備える無線通信装置を提供する。
これにより、下位コードワードにおいて上位コードワードの初回送信データや再送データ、あるいは上位コードワードの復号結果等を活用でき、再送時に他のコードワードの情報を有効活用できるようになるため、複数コードワードを用いた場合の伝送特性を向上させることが可能となる。
また本発明は、第５の態様として、上記の無線通信装置であって、前記データ復号部は、前記応答時間に従って、前記上位コードワードに対応する第１の応答時間の中で上位コードワードの受信データを復号し、前記下位コードワードに対応する、前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間の中で、前記上位コードワードの初回の受信データと再送データの少なくとも一方を利用して下位コードワードの受信データを復号し、前記応答信号通知部は、前記第１の応答時間に合わせて前記上位コードワードの復号結果に応じた応答信号を生成し、前記第２の応答時間に合わせて前記下位コードワードの復号結果に応じた応答信号を生成するものを含む。
これにより、下位コードワードに対応する第２の応答時間を上位コードワードに対応する第１の応答時間よりも長くした場合に、下位コードワードの受信データの復号において上位コードワードの初回の受信データと再送データの少なくとも一方を有効利用することが可能となる。この場合、下位コードワードの受信データの復号時に上位コードワードのデータを合成することによって干渉除去効果を向上でき、再送制御を行う場合のＨＡＲＱによる効果を大きくできる。
また本発明は、第６の態様として、上記の無線通信装置であって、前記応答信号通知部は、前記応答時間に従って、前記上位コードワードに対応する第１の応答時間の周期で上位コードワードの応答信号を通知し、前記下位コードワードに対応する、前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間の周期で下位コードワードの応答信号を通知し、前記下位コードワードの応答信号を生成する際に、先行して通知した前記上位コードワードの応答信号、または前記上位コードワードの応答信号を反映した伝送データの割り当て状況を利用して前記上位コードワードの応答信号の情報を含むものとするものを含む。
これにより、下位コードワードに対応する第２の応答時間を上位コードワードに対応する第１の応答時間よりも長くした場合に、下位コードワードの応答信号において上位コードワードの応答信号の情報を含むことで、下位コードワードの応答信号を高い信頼度で通知することが可能となる。
また本発明は、第７の態様として、上記の無線通信装置であって、前記下位コードワードの応答信号において、前記上位コードワードの応答信号の内容をパリティとした情報を含むものとする。
これにより、下位コードワードの応答信号の信頼度を向上できる。
また本発明は、第８の態様として、上記の無線通信装置であって、前記下位コードワードに対応する応答時間の周期は、前記上位コードワードに対応する応答時間の周期の略整数倍であるものを含む。
これにより、上位コードワードの情報を有効活用して、下位コードワードのデータの復号、応答信号の通知、各コードワードの再送制御等を適切に実行できる。
また本発明は、第９の態様として、上記の無線通信装置であって、前記複数のコードワードの順位は、複数のコードワードにおいて品質順位が高いものを上位コードワード、品質順位が低いものを下位コードワードとするものを含む。
本発明は、第１０の態様として、上記いずれかに記載の無線通信装置を備える無線通信基地局装置を提供する。
本発明は、第１１の態様として、上記いずれかに記載の無線通信装置を備える無線通信移動局装置を提供する。
本発明は、第１２の態様として、複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信システムであって、前記複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号部と、送信装置から受信装置へデータ送信して送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードよりも下位コードワードにおいて長く設定した応答時間に従って、前記データの復号結果に応じて各コードワードの応答信号を送信装置に通知する応答信号通知部と、を有し、前記データ復号部は、前記上位コードワードの初回の受信データと再送データの少なくとも一方を利用して下位コードワードの受信データを復号する受信装置と、前記複数のコードワードにより受信装置へデータを送信する送信部と、前記応答時間に従って、各コードワードの順位に対応したタイミングで受信装置からの上位コードワードの応答信号と下位コードワードの応答信号とをそれぞれ検出する応答信号検出部と、前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、を有する送信装置と、を備える無線通信システムを提供する。
本発明は、第１３の態様として、複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信システムであって、前記複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号部と、送信装置から受信装置へデータ送信して送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードよりも下位コードワードにおいて長く設定した応答時間に従って、前記データの復号結果に応じて各コードワードの応答信号を送信装置に通知する応答信号通知部と、を有し、前記応答信号通知部は、前記下位コードワードの応答信号を生成する際に、先行して通知した前記上位コードワードの応答信号、または前記上位コードワードの応答信号を反映した伝送データの割り当て状況を利用して前記上位コードワードの応答信号の情報を含むものとする受信装置と、前記複数のコードワードにより受信装置へデータを送信する送信部と、前記応答時間に従って、各コードワードの順位に対応したタイミングで受信装置からの上位コードワードの応答信号と下位コードワードの応答信号とをそれぞれ検出し、前記下位コードワードの応答信号が前記上位コードワードの応答信号の情報を含む場合に、前記上位コードワードの応答信号の復調結果を参照して、前記下位コードワードの応答信号を復調する応答信号検出部と、前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、を有する送信装置と、を備える無線通信システムを提供する。
本発明は、第１４の態様として、複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信方法であって、受信装置において、前記複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号ステップと、送信装置から受信装置へデータ送信して送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードよりも下位コードワードにおいて長く設定した応答時間に従って、前記データの復号結果に応じて各コードワードの応答信号を送信装置に通知する応答信号通知ステップと、を有し、前記データ復号ステップにおいて、前記上位コードワードの初回の受信データと再送データの少なくとも一方を利用して下位コードワードの受信データを復号し、送信装置において、前記複数のコードワードにより受信装置へデータを送信する送信ステップと、前記応答時間に従って、各コードワードの順位に対応したタイミングで受信装置からの上位コードワードの応答信号と下位コードワードの応答信号とをそれぞれ検出する応答信号検出ステップと、前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御ステップと、を有する無線通信方法を提供する。
本発明は、第１５の態様として、複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信方法であって、受信装置において、前記複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号ステップと、送信装置から受信装置へデータ送信して送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードよりも下位コードワードにおいて長く設定した応答時間に従って、前記データの復号結果に応じて各コードワードの応答信号を送信装置に通知する応答信号通知ステップと、を有し、前記応答信号通知ステップにおいて、前記下位コードワードの応答信号を生成する際に、先行して通知した前記上位コードワードの応答信号、または前記上位コードワードの応答信号を反映した伝送データの割り当て状況を利用して前記上位コードワードの応答信号の情報を含むものとし、送信装置において、前記複数のコードワードにより受信装置へデータを送信する送信ステップと、前記応答時間に従って、各コードワードの順位に対応したタイミングで受信装置からの上位コードワードの応答信号と下位コードワードの応答信号とをそれぞれ検出し、前記下位コードワードの応答信号が前記上位コードワードの応答信号の情報を含む場合に、前記上位コードワードの応答信号の復調結果を参照して、前記下位コードワードの応答信号を復調する応答信号検出ステップと、前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御ステップと、を有する無線通信方法を提供する。
本発明によれば、再送時に他のコードワードの情報を活用可能にでき、複数コードワードを用いた場合の伝送特性を向上させることが可能な無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供できる。
複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御において伝送される応答信号の例を模式的に示す図 本発明の第１の実施形態における複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御の動作例を示す図 本発明の第１の実施形態で用いる受信装置（受信局）の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第１の実施形態で用いる送信装置（送信局）の主要部の構成を示すブロック図 第１の実施形態における送信局と受信局との間の通信に関する全体処理の手順の具体例を示すシーケンス図 本発明の第２の実施形態における複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御の動作例を示す図 本発明の第２の実施形態で用いる受信装置（受信局）の主要部の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態で用いる送信装置（送信局）の主要部の構成を示すブロック図 第２の実施形態におけるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成の第１例を示した図 第２の実施形態におけるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成の第２例を示した図 複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御における動作例を示す図
本実施形態では、本発明に係る無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法の一例として、ＭＩＭＯを採用した無線通信システムにおいて、送信装置及び受信装置が複数のアンテナによって信号伝送を行い、複数コードワードを用いたＨＡＲＱ制御による再送制御（適応再送制御）を行う場合の構成例を示す。なお、下記の実施形態は説明のための一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実施形態の説明では、「コードワード」を「ＣＷ」と略記する。
図１は複数ＣＷを用いたＨＡＲＱ制御において伝送される応答信号の例を模式的に示す図である。ここでは一例として、携帯電話等の移動体通信用のセルラーシステムにおいて、送信装置（送信局）となる無線基地局（ＢＳ）１０１から受信装置（受信局）となる移動局のユーザ端末（ＵＥ）１０２に対してＭＩＭＯ方式で信号を伝送する場合の例を示す。なお図１の例は、マルチアンテナでアンテナ毎に信号を伝送するとともに、これらのアンテナ毎にＣＷを付与する複数ＣＷを用いた再送制御を行う例としている。
複数ＣＷを用いてＨＡＲＱ制御による再送制御を行う場合、送信装置から受信装置へデータを伝送した後、受信装置から送信装置へは、応答信号の一例として、受信信号を正常に取得できた場合のＡｃｋまたは受信信号に誤りがあった場合のＮａｃｋをＣＷ毎に伝送する。このとき、複数の送信アンテナやビームによる伝送パス単位で変調方式及び符号化率（ＭＣＳ）を制御することで、ＭＩＭＯの各チャネル（伝送パス）を有効利用できる。また、ＣＷ単位（伝送パス単位）でＨＡＲＱを適応的に制御できるので、再送効率が良いという利点がある。
このような複数ＣＷを用いたＨＡＲＱ制御を行う場合に、本実施形態では、複数ＣＷのうちの下位ＣＷにおいて、送信データの送信完了から応答信号の一例であるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を受信するまでの時間を、他の上位ＣＷよりも長くする。この際、複数のＣＷにおいて、ＳＩＮＲなどの受信品質の順位に従って、受信品質が良好なもの（品質順位が高いもの）が上位ＣＷ、受信品質が他より劣るもの（品質順位が低いもの）が下位ＣＷとなる。なお、相手局へデータを送信してから応答信号のＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を受信するまでの時間や周期、すなわち応答時間は、ＲＴＴ（Round Trip Time）と呼ばれる。このような応答時間の設定により、再送制御を行う際に上位ＣＷの再送データやＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を下位ＣＷにおいて利用可能にする。以下に本実施形態の具体例を説明する。
（第１の実施形態）
図２は本発明の第１の実施形態における複数ＣＷを用いたＨＡＲＱ制御の動作例を示す図である。
第１の実施形態では、複数ＣＷにおけるＨＡＲＱ制御による再送制御を行う際に、上位ＣＷの応答時間（ＲＴＴ）をＲＴＴ１（第１の応答時間）とし、下位ＣＷの応答時間をＲＴＴ２（第２の応答時間）として、下位ＣＷのＲＴＴを上位ＣＷよりも長くする。例えば、下位ＣＷに対応する第２の応答時間の周期を、上位ＣＷに対応する応答時間の周期の略整数倍（本例では約２倍）とする。そして、再送時には、先に受信した上位ＣＷの再送データを下位ＣＷにおいて利用し、上位ＣＷの再送データ及び初回の受信データと、下位ＣＷの受信データとを合成して復号する。これにより、下位ＣＷの復調、復号を完了させるべき時間内に上位ＣＷの再送データ及び初回の受信データを活用可能となるため、ＨＡＲＱの効果をより大きく得ることができる。
ＲＴＴは、例えば、送信側で設定、制御等を行ってシグナリングなどで受信側にＲＴＴを指示するようにし、ＣＷ毎のＲＴＴに基づいて動作させる。またこれ以外に、例えば、無線通信システムで予め決定しておいて送信側と受信側の双方の無線通信装置で認識するようにしてもよいし、受信側で設定、制御等を行ってＲＴＴ情報を含む制御信号を送信側に送り、ＣＷ毎のＲＴＴに基づいて応答信号を通知するようにしてもよい。
送信装置（ＢＳ）は、複数のＣＷのＣＷ１、ＣＷ２において、それぞれ送信データdata#1, data#2を受信装置（ＵＥ）へ送信する。受信装置では、これらの送信データdata#1, data#2を受信し、まず上位ＣＷ（図２の例ではＣＷ１）について、データdata#1を復号（デコード）し、復号結果の可否に応じて、受信信号を正常に取得できた場合のＡｃｋ、または受信信号に誤りがあった場合のＮａｃｋを、応答信号として送信装置へ返送する。ここでは、初回の送信時にＮａｃｋとなって再送を行う場合を想定する。
次に、送信装置は、上位ＣＷの再送データdata#1′を受信装置へ送信する。下位ＣＷ（図２の例ではＣＷ２）においては、次の送信データdata#3を送信する。そして、受信装置では、これらの再送データdata#1と送信データdata#3を受信し、まず上位ＣＷの再送データdata#1′と初回の受信データdata#1との合成（ＨＡＲＱ合成）を行って復号し、復号結果の可否に応じてＡｃｋ／Ｎａｃｋを送信装置へ返送する。図２では２回目の再送時のＨＡＲＱ合成によってＡｃｋとなった場合を示す。これと共に、受信装置は、上位ＣＷの再送データ及び初回の受信データを利用して下位ＣＷの受信データdata#2を復号する。この際、上位ＣＷの再送データdata#1′及び初回の受信データdata#1と、下位ＣＷの受信データdata#2との合成（ＨＡＲＱ合成）を行って復号する。図２では上位ＣＷのデータを利用したＨＡＲＱ合成によってＡｃｋとなった場合を示す。また、下位ＣＷの次の受信データdata#3についても、同様に上位ＣＷのデータを利用してＨＡＲＱ合成を行う。
複数ＣＷによる通信の場合、他のＣＷの信号が干渉信号となって受信品質が低下することが起こり得る。干渉を除去する場合、その除去対象のデータがより明確に判別できるほど取り除き易くなり、干渉除去効果が高くなる。本実施形態では、上位ＣＷのデータを利用して下位ＣＷのデータと合成し、復号を行うことにより、下位ＣＷにおいて上位ＣＷの干渉をより効果的に除去できる。これによって、上位ＣＷのデータを有効活用してＨＡＲＱの効果を高めることが可能になり、下位ＣＷにおける再送の確率を低減でき、複数ＣＷを用いた場合の伝送特性を向上できる。
次に、第１の実施形態に係る無線通信システムの受信装置及び送信装置の具体例の構成を説明する。
図３は本発明の第１の実施形態で用いる受信装置（受信局）の主要部の構成を示すブロック図、図４は本発明の第１の実施形態で用いる送信装置（送信局）の主要部の構成を示すブロック図である。
本実施形態では、図３に示した受信局と図４に示した送信局との間で電波を用いて無線通信を行う場合を想定している。例えば、携帯電話等の移動体通信の通信サービスを提供するセルラーシステムの無線通信基地局装置（無線基地局、ＢＳ）に図４に示す送信局（送信装置）を適用し、携帯電話装置などの無線通信移動局装置であるユーザ端末（ＵＥ）に図３に示す受信局（受信装置）を適用することが想定される。また、ここでは送受信双方で複数のアンテナを使用して無線送受信を行うＭＩＭＯシステムを構成することを前提としている。なお、通信信号の形態としては、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号によるマルチキャリア通信方式で通信を行い、パケット単位で順次に送信する場合などが想定される。
図３に示す受信局は、複数のアンテナ３１１ａ、３１１ｂと、複数の受信ＲＦ部３１２ａ、３１２ｂと、チャネル推定部３１３と、制御信号復調部３１４と、ＭＩＭＯ復調部３１５と、上位ＣＷ復号部３１６と、下位ＣＷ復号部３１７と、尤度保存部３１８と、ＣＲＣ検査部３１９、３２０と、ＳＩＮＲ測定部３２１と、フィードバック情報生成部３２２と、上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３と、下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２４と、符号化部３２５と、多重部３２６と、送信ＲＦ部３２７とを備えている。
相手局（例えば図４に示す送信局）から送信される電波は、独立した複数のアンテナ３１１ａ、３１１ｂによりそれぞれ受信される。アンテナ３１１ａで受信された電波の高周波信号は、受信ＲＦ部３１２ａでベースバンド信号などの比較的低い周波数帯の信号に変換された後、フーリエ変換、パラレル／シリアル変換等の処理が行われてシリアルデータの受信信号に変換される。同様に、アンテナ３１１ｂで受信された電波の高周波信号は、受信ＲＦ部３１２ｂでベースバンド信号などの比較的低い周波数帯の信号に変換された後、フーリエ変換、パラレル／シリアル変換等の処理が行われてシリアルデータの受信信号に変換される。これらの受信ＲＦ部３１２ａ、３１２ｂの出力は、チャネル推定部３１３、制御信号復調部３１４、ＭＩＭＯ復調部３１５に入力される。
チャネル推定部３１３は、相手局（送信局）の各送信アンテナから送信される信号に含まれているパイロット信号に基づいてチャネル推定を実施し、チャネル推定値を算出する。算出されたチャネル推定値はＭＩＭＯ復調部３１５、ＳＩＮＲ測定部３２１に入力される。制御信号復調部３１４は、パイロット信号とともに送信される制御信号を復調し、送信信号の変調方式や符号化率などＣＱＩと呼ばれる情報に対応する値の指し示す送信パラメータ、パリティビットの開始位置など再送制御用のＲＶパラメータを抽出する。復調された制御信号は、ＭＩＭＯ復調部３１５、上位ＣＷ復号部３１６、下位ＣＷ復号部３１７、多重部３２６に入力される。また、制御信号復調部３１４は、下位ＣＷ復号部３１７に下位ＣＷの送信パラメータとともに上位ＣＷの再送に関する送信パラメータを通知する。
ＭＩＭＯ復調部３１５は、チャネル推定部３１３から受け取ったチャネル推定値を用いて自局に対応する受信信号の復調処理を行う。そして、デインターリーブ処理、変調多値数や符号化率が送信側と一致するようにレートデマッチング処理等を行う。上位ＣＷ復号部３１６は、ＭＩＭＯ復調部３１５から入力される上位ＣＷの受信信号について復号処理を行って上位ＣＷの受信データを復元する。この際、尤度保存部３１８に保存された過去の受信信号の尤度情報と現在の受信信号の尤度情報とを合成する尤度合成処理等を行う。
下位ＣＷ復号部３１７は、ＭＩＭＯ復調部３１５から入力される下位ＣＷの受信信号について復号処理を行って下位ＣＷの受信データを復元する。このとき、下位ＣＷ復号部３１７は、上位ＣＷ復号部３１６から尤度合成結果を受け取った上で、ＭＩＭＯ復調部３１５が出力した下位ＣＷの受信データを復号する。
ＣＲＣ検査部３１９は、上位ＣＷの復号結果について、上位ＣＷ復号部３１６から出力されるデータについてＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）検査を実施して、データエラーの有無を調べる。また、ＣＲＣ検査部３２０は、下位ＣＷの復号結果について、下位ＣＷ復号部３１７から出力されるデータについてＣＲＣ検査を行う。このとき、ＣＲＣ検査部３１９は上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３に、ＣＲＣ検査部３２０は下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２４に、それぞれのＣＷの誤り検出結果を出力する。そして、ＣＲＣ検査部３１９、３２０よりそれぞれ上位ＣＷと下位ＣＷの受信データが出力される。
ＳＩＮＲ測定部３２１は、パイロット信号の受信状態を検出し、アンテナ毎の各ＣＷのＳＩＮＲを算出する。算出された各ＣＷのＳＩＮＲは、フィードバック情報生成部３２２に入力される。フィードバック情報生成部３２２は、各ＣＷのＳＩＮＲの情報を含むフィードバック情報を生成し、多重部３２６に出力する。この各ＣＷのＳＩＮＲは、所望信号に関する受信品質を表す情報であるＣＱＩ値に対応するものとなる。
上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３は、ＣＲＣ検査部３１９からの上位ＣＷの誤り検出結果に基づき、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成し、多重部３２６に出力する。ここで、復号結果がＯＫで受信に成功した場合は応答信号としてＡｃｋを出力し、復号結果がＮＧで受信に失敗した場合は応答信号としてＮａｃｋを出力する。下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２４は、ＣＲＣ検査部３２０からの下位ＣＷの誤り検出結果に基づき、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成し、多重部３２６に出力する。
符号化部３２５は、送信データの符号化処理を行って多重部３２６に出力する。多重部３２６は、入力したフィードバック情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号、符号化された送信データを含む送信信号等を多重処理する。そして、変調多値数や符号化率を適応的に設定するレートマッチング処理、インターリーブ処理、変調処理等を行い、送信ＲＦ部３２７に出力する。送信ＲＦ部３２７では、シリアル／パラレル変換、逆フーリエ変換等の処理が行われた後、所定の無線周波数帯の高周波信号に変換され、電力増幅された後にアンテナ３１１ａから電波として送信される。このとき、受信局から送信される各ＣＷのＳＩＮＲやＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号等の応答信号を含む信号は、フィードバック信号として送信局に伝送される。
上記構成において、上位ＣＷ復号部３１６及び下位ＣＷ復号部３１７がデータ復号部の機能を実現する。また、上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３、下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２４、多重部３２６が応答信号通知部の機能を実現する。
一方、図４に示す送信局は、符号化部４３１と、レート・マッチング部４３２と、制御信号生成部４３３と、ＭＩＭＯ多重部４３５と、複数の送信ＲＦ部４３６ａ、４３６ｂと、複数のアンテナ４３７ａ、４３７ｂと、受信ＲＦ部４３８と、分離部４３９と、復調・復号部４４０と、ＣＲＣ検査部４４１と、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２と、ＣＱＩ復調部４４３と、スケジューリング部４４４とを備えている。
相手局（例えば図３に示す受信局）から送信される電波は、アンテナ４３７ａにより受信される。アンテナ４３７ａで受信された電波の高周波信号は、受信ＲＦ部４３８でベースバンド信号などの比較的低い周波数帯の信号に変換された後、分離部４３９に入力される。分離部４３９は、受信信号からフィードバック信号に対応する部分を分離し、フィードバック信号に含まれる各ＣＷのＳＩＮＲ、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号等の応答信号を抽出して出力する。各ＣＷのＳＩＮＲ部分は制御信号生成部４３３及びＣＱＩ復調部４４３に入力され、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号部分はＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２に入力される。
復調・復号部４４０は、分離部４３９で分離された受信信号の復調処理、復号処理を行い、受信したデータを復元する。ＣＲＣ検査部４４１は、復調・復号部４４０から出力されるデータについてＣＲＣ検査を実施してデータエラーの有無を判定し、ＣＲＣ検査部４４１より受信データが出力される。
符号化部４３１は、送信データの符号化処理を行ってレート・マッチング部４３２に出力する。レート・マッチング部４３２は、変調多値数や符号化率を適応的に設定するレート・マッチング処理を行い、ＭＩＭＯ多重部４３５に出力する。ここで、符号化部４３１及びレート・マッチング部４３２は、スケジューリング部４４４から出力される送信パラメータに基づいて符号化処理、レート・マッチング処理を行う。
制御信号生成部４３３は、分離部４３９からの各ＣＷのＳＩＮＲとスケジューリング部４４４からの送信パラメータに基づき、送信信号の各ＣＷの変調方式、符号化率などＣＱＩと呼ばれる情報に対応する値の指し示す送信パラメータ、パリティビットの開始位置など再送制御用のＲＶパラメータ、応答時間を示すＲＴＴ情報等を含む制御信号を生成し、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２及びＭＩＭＯ多重部４３５に出力する。
Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２は、該当受信局宛データの送信時に制御信号生成部４３３より出力されるＲＴＴ情報を入力し、分離部４３９から出力される複数のＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号部分について、各ＣＷに対応したタイミングに基づいてＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をそれぞれ復調する。すなわち、上位ＣＷの応答時間であるＲＴＴ１の周期で上位ＣＷであるＣＷ１のＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を復調し、下位ＣＷの応答時間であるＲＴＴ２の周期で下位ＣＷであるＣＷ２のＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を復調する。ここで、ＲＴＴ１＜ＲＴＴ２である。そして、復調したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をスケジューリング部４４４に出力する。
ＣＱＩ復調部４４３は、分離部４３９から出力される各ＣＷのＳＩＮＲ部分を復調し、ＣＱＩ値をスケジューリング部４４４に出力する。スケジューリング部４４４は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２からのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号とＣＱＩ復調部４４３からのＣＱＩ値に基づき、各ＣＷの送信パラメータ及び応答時間（ＲＴＴ）を設定し、複数ＣＷの送信データのスケジューリングを行う。
ＭＩＭＯ多重部４３５は、符号化された送信データを含む送信信号、送信パラメータ及びＲＶパラメータを含む制御信号等を多重処理する。そして、インターリーブ処理、変調処理等を行い、複数のアンテナに出力するそれぞれの送信信号を分離生成し、それぞれの送信信号を送信ＲＦ部４３６ａ、４３６ｂに出力する。
送信ＲＦ部４３６ａ、４３６ｂでは、送信信号についてシリアル／パラレル変換、逆フーリエ変換等の処理が行われた後、所定の無線周波数帯の高周波信号に変換され、電力増幅された後にアンテナ４３７ａ、４３７ｂから電波として送信される。送信局からの送信信号は、パイロット信号、制御信号、及び各種データを含むデータ信号などとして受信局に伝送される。
上記構成において、符号化部４３１、レート・マッチング部４３２、ＭＩＭＯ多重部４３５が送信部の機能を実現する。また、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２が応答信号検出部の機能を実現する。また、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２及び制御信号生成部４３３が再送制御部の機能を実現する。
次に、本実施形態において、図３に示した受信局と図４に示した送信局との間で通信する場合の処理手順について、図５を参照しながら以下に説明する。図５は第１の実施形態における送信局と受信局との間の通信に関する全体処理の手順の具体例を示すシーケンス図である。
ステップＳ１：送信局（送信装置）は、パイロットチャネルによりパイロット信号を受信局（受信装置）へ送信する。
ステップＳ２：受信局（受信装置）は、パイロット信号を受信してパイロットチャネルの受信状態を観測し、ＳＩＮＲ測定部３２１で各ＣＷのＳＩＮＲを測定して算出する。このとき、複数のＣＷにおけるＳＩＮＲの品質順位を把握しておく。
ステップＳ３：受信局は、ステップＳ２で算出した各ＣＷのＳＩＮＲの情報を含むフィードバック情報をフィードバック情報生成部３２２で生成し、受信局から送信局へ各ＣＷのＳＩＮＲをフィードバックして報告する。
ステップＳ４：送信局は、受信局よりフィードバックされた各ＣＷのＳＩＮＲに基づき、スケジューリング部４４４で各ＣＷの送信パラメータ（符号化率、変調方式など）を設定し、制御信号生成部４３３で送信パラメータを含む制御信号を生成する。このとき、各ＣＷのＳＩＮＲに基づいて上位ＣＷ、下位ＣＷを決定し、ＣＷの順位情報を制御信号に含める。このＣＷの順位は、初回送信時のＳＩＮＲによって上位、下位を決定する。
ステップＳ５：送信局は、ステップＳ４で設定した送信パラメータに基づいて符号化部４３１、レート・マッチング部４３２、ＭＩＭＯ多重部４３５にて処理を行い、各ＣＷの送信データを生成する。
ステップＳ６：送信局は、受信局へパイロット信号、制御信号、データ信号をそれぞれ送信する。
ステップＳ７：受信局は、ステップＳ２と同様にＳＩＮＲ測定部３２１によりパイロット信号の受信状態から各ＣＷのＳＩＮＲを測定して算出する。
ステップＳ８：受信局は、制御信号復調部３１４により制御信号を復調し、符号化率、変調方式等の送信パラメータを取り出す。
ステップＳ９：受信局は、チャネル推定部３１３により受信した各ＣＷに対応するチャネル推定値を求め、ＭＩＭＯ復調部３１５によりステップＳ８で取り出した送信パラメータを用いて受信データを復調することによって各ＣＷの受信処理を行う。またこの際、上位ＣＷ復号部３１６により上位ＣＷの受信データの復号を行う。
ステップＳ１０：受信局は、ステップＳ９で上位ＣＷ復号部３１６にて復号した上位ＣＷの受信データに誤り訂正復号の処理を施す。
ステップＳ１１：受信局は、ＣＲＣ検査部３１９にてステップＳ１０の誤り訂正復号後の受信信号に対して上位ＣＷの誤り検出処理を行う。
ステップＳ１２：受信局は、上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３にてステップＳ１１での上位ＣＷの誤り検出結果により、対応するＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する。
ステップＳ１３：受信局は、ステップＳ７で算出した各ＣＷのＳＩＮＲの情報を含むフィードバック情報をフィードバック情報生成部３２２で生成し、この各ＣＷのＳＩＮＲとステップＳ１２で生成した上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号とを送信局へフィードバックして報告する。
ステップＳ１４：送信局は、ステップＳ４で生成した制御信号の送信パラメータ（あるいは受信局から報告された送信パラメータ）に基づいて、上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を復調する。
ここで、本実施形態において特徴的な動作の一つである、ステップＳ１４等における各ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号の復調動作について詳しく説明する。分離部４３９は、受信信号からＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号に対応する信号部分を分離して、このＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２に出力する。そして、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部４４２は、該当受信局宛データの送信時に制御信号生成部４３３の出力したＲＴＴを別途入力しており、分離部４３９の出力したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号について、各ＣＷに対応したタイミングに基づいてＣＷ毎にＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をそれぞれ復調する。
各ＣＷのＲＴＴは、ステップＳ４にてスケジューリング部４４４が送信パラメータを設定する際に一意に決まる値とする。ＲＴＴの具体的な設定値としては、２つのＣＷを想定した場合に下位ＣＷのＲＴＴは上位ＣＷのＲＴＴに対し２以上の整数倍とする、といった構成としてもよい。また、４つのＣＷを想定した場合に第１ＣＷのＲＴＴに対し第２ＣＷのＲＴＴを２倍、第３ＣＷのＲＴＴを４倍、第４ＣＷのＲＴＴを８倍として、２のべき乗の値とする構成をとることもできる。
ステップＳ１５：送信局は、受信局よりフィードバックされた各ＣＷのＳＩＮＲと復調した上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号とに基づき、制御信号生成部４３３でステップＳ４と同様に各ＣＷの送信パラメータ（符号化率、変調方式など）を設定し、制御信号を生成する。
ステップＳ１６：送信局は、ステップＳ１５で設定した送信パラメータに基づいて符号化部４３１、レート・マッチング部４３２、ＭＩＭＯ多重部４３５にて処理を行い、各ＣＷの送信データを生成する。
ステップＳ１７：送信局は、受信局へパイロット信号、制御信号、データ信号をそれぞれ送信する。
ステップＳ１８：受信局は、ステップＳ７と同様にＳＩＮＲ測定部３２１によりパイロット信号の受信状態から各ＣＷのＳＩＮＲを測定して算出する。
ステップＳ１９：受信局は、制御信号復調部３１４により制御信号を復調し、符号化率、変調方式等の送信パラメータを取り出す。
ステップＳ２０：受信局は、チャネル推定部３１３により受信した各ＣＷに対応するチャネル推定値を求め、ＭＩＭＯ復調部３１５によりステップＳ１９で取り出した送信パラメータを用いて受信データを復調することによって各ＣＷの受信処理を行う。
ステップＳ２１：受信局は、上位ＣＷ復号部３１６及び尤度保存部３１８にてステップＳ１１で誤りを検出した上位ＣＷに対し尤度合成処理を施し、上位ＣＷの受信データの復号を行う。
ステップＳ２２：受信局は、ステップＳ２１で上位ＣＷ復号部３１６にて復号した上位ＣＷの受信データに誤り訂正復号の処理を施す。
ステップＳ２３：受信局は、ＣＲＣ検査部３１９にてステップＳ２２の誤り訂正復号後の受信信号に対して上位ＣＷの誤り検出処理を行う。
ステップＳ２４：受信局は、ステップＳ１２と同様に上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３にてステップＳ２３での上位ＣＷの誤り検出結果により、対応するＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する。
ステップＳ２５：受信局は、下位ＣＷ復号部３１７及び尤度保存部３１８にてステップＳ２１の上位ＣＷの尤度合成結果を用いて、下位ＣＷに対し尤度合成処理を施し、下位ＣＷの受信データの復号を行う。
ここで、本実施形態において特徴的な動作の一つである、ステップＳ２５における下位ＣＷの復号動作について詳しく説明する。制御信号復調部３１４は、下位ＣＷ復号部３１７に下位ＣＷの送信パラメータとともに上位ＣＷの再送に関する送信パラメータを通知する。そして、下位ＣＷ復号部３１７は、上位ＣＷ復号部３１６から尤度合成結果を受け取った上で、ＭＩＭＯ復調部３１５の出力した下位ＣＷの受信データを復号する。上位ＣＷの尤度合成結果の活用方法として、受信データにおける干渉量の強さに用いて、ＨＡＲＱ合成による復号時に干渉成分そのものとして利用することができる。または、上位ＣＷ復号部３１６が尤度合成結果をもとに復号処理を行ったデータに対し再復号処理を施し送信信号レプリカを生成して下位ＣＷ復号部３１７に出力することにより、下位ＣＷ復号部３１７における干渉キャンセル処理に利用することが可能となる。
ステップＳ２６：受信局は、ステップＳ２５で下位ＣＷ復号部３１７にて復号した下位ＣＷの受信データに誤り訂正復号の処理を施す。
ステップＳ２７：受信局は、ＣＲＣ検査部３２０にてステップＳ２６の誤り訂正復号後の受信信号に対して下位ＣＷの誤り検出処理を行う。
ステップＳ２８：受信局は、下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２４にてステップＳ２７での下位ＣＷの誤り検出結果により、対応するＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する。
ここで、本実施形態において特徴的な動作の一つである、ステップＳ２８における下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号の生成動作について詳しく説明する。下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２４は、ＣＲＣ検査部３２０による下位ＣＷのＣＲＣ検査結果に基づいてＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成し、多重部３２６に出力する。Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号としては、ＣＲＣ検査結果がＯＫ、すなわち誤りが含まれていなければＡｃｋを、そうでなければＮａｃｋを生成する。この際、下位ＣＷは上位ＣＷよりもＲＴＴを長くしている（ＲＴＴ１＜ＲＴＴ２）ので、上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３よりも長い間隔でのみＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する。
ステップＳ２９：受信局は、ステップＳ１８で算出した各ＣＷのＳＩＮＲの情報を含むフィードバック情報をフィードバック情報生成部３２２で生成し、この各ＣＷのＳＩＮＲと、ステップＳ２４で生成した上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号、ステップＳ２８で生成した下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号とを送信局へフィードバックして報告する。
上述したように、第１の実施形態では、送信局から受信局へデータ送信して送信局が応答信号を受けるまでの応答時間ＲＴＴを、上位ＣＷの応答時間ＲＴＴ１よりも下位ＣＷの応答時間ＲＴＴ２を長く設定し、下位ＣＷの受信データを復号する際に、上位ＣＷの初回の受信データ及び／または再送データを利用してＨＡＲＱ合成を行って復号する。これにより、下位ＣＷにおいて上位ＣＷの初回送信データや再送データを活用でき、再送時に他のＣＷの情報を有効活用できるようになるため、複数ＣＷを用いた場合の伝送特性を向上させることができる。また、下位ＣＷの受信データの復号時に上位ＣＷのデータを合成することによって干渉除去効果を向上できるので、再送制御を行う場合のＨＡＲＱによる効果を大きくできる。
なお、本実施形態では、異なるＲＴＴを設定する対象を品質順に応じた上位・下位のＣＷとしたが、ＣＷの上位・下位は、送信装置または受信装置が事前に指定したＣＷ順とすることもできる。あるいは無線通信システムで規定のＣＷ順、例えばアンテナ／ビーム番号順でＣＷの上位・下位を設定してもよい。
（第２の実施形態）
図６は本発明の第２の実施形態における複数ＣＷを用いたＨＡＲＱ制御の動作例を示す図である。
第２の実施形態では、複数ＣＷにおけるＨＡＲＱ制御による再送制御を行う際に、第１の実施形態と同様に下位ＣＷの応答時間ＲＴＴ２を上位ＣＷの応答時間ＲＴＴ１よりも長くする。そして、再送時には、先にやり取りした上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を下位ＣＷにおいて利用し、上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報をパリティにして下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する。これにより、上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を含むようにすることで、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をより高い信頼度で通知することができる。
送信装置（ＢＳ）は、複数のＣＷのＣＷ１、ＣＷ２において、それぞれ送信データdata#1, data#2を受信装置（ＵＥ）へ送信する。受信装置では、これらの送信データdata#1, data#2を受信し、まず上位ＣＷ（図６の例ではＣＷ１）について、受信データdata#1を復号（デコード）し、復号結果の可否に応じて、受信信号を正常に取得できた場合のＡｃｋ、または受信信号に誤りがあった場合のＮａｃｋを、応答信号として送信装置へ返送する。ここでは、初回の送信時にＮａｃｋとなって再送を行う場合を想定する。
次に、送信装置は、上位ＣＷの再送データdata#1′を受信装置へ送信する。下位ＣＷ（図６の例ではＣＷ２）においては、次の送信データdata#3を送信する。そして、受信装置では、これらの再送データdata#1と送信データdata#3を受信し、まず上位ＣＷの再送データdata#1′と初回の受信データdata#1との合成（ＨＡＲＱ合成）を行って復号し、復号結果の可否に応じてＡｃｋ／Ｎａｃｋを送信装置へ返送する。図６では２回目の再送時のＨＡＲＱ合成によってＡｃｋとなった場合を示す。これと共に、受信装置は、下位ＣＷの受信データdata#2を復号する。下位ＣＷの復号は、第１の実施形態と同様に、上位ＣＷの再送データ及び初回の受信データを利用してＨＡＲＱ合成を行って復号するようにしてもよい。
そして、復号結果の可否に応じて、初回送信時の上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報をパリティに用いて、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成し、応答信号として送信装置へ返送する。この際、パリティとして用いる上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報は、受信装置自体が送信装置へ通知したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号のデータでもよいし、この上位ＣＷのフィードバック情報を反映した送信装置から受信装置への伝送データ（下り信号）の信号割り当て状況（再送か否か）を用いてもよい。送信装置からの信号割り当て状況を用いる場合、受信装置において制御信号等によってＡｃｋ／Ｎａｃｋの状態を判定すればよい。
次に、第２の実施形態に係る無線通信システムの受信装置及び送信装置の具体例の構成を説明する。
図７は本発明の第２の実施形態で用いる受信装置（受信局）の主要部の構成を示すブロック図、図８は本発明の第２の実施形態で用いる送信装置（送信局）の主要部の構成を示すブロック図である。
第２の実施形態は第１の実施形態の一部を変更した例である。なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同様の要素は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図７に示す受信局は、図３の構成に対し、下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部７５１の動作が異なり、ＣＲＣ検査部３１９及びＣＲＣ検査部３２０の出力を入力してＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する構成である。ここで、本実施形態において特徴的な動作の一つである、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号の生成動作について詳しく説明する。
上位ＣＷ復号部３１６から復号後データを受信したＣＲＣ検査部３１９は、ＣＲＣ検査の結果を上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３に出力するとともに、下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部７５１に出力する。同様に、下位ＣＷ復号部３１７から復号後データを受信したＣＲＣ検査部３２０は、ＣＲＣ検査の結果を下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部７５１に出力する。
下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部７５１は、上位ＣＷのＣＲＣ検査結果を参照し、これを下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する際にパリティビットとして用いる。
上記の下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部７５１における上位ＣＷのＣＲＣ検査結果の活用方法について、具体例を以下に示す。図９は第２の実施形態におけるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成の第１例を示した図である。この第１例では、上位ＣＷの誤り検出結果ａと、下位ＣＷの誤り検出結果ｂとの排他的論理和ex_or(a,b)を求め、下位ＣＷの誤り検出結果と上記排他的論理和とを合わせて下位ＣＷ用のＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号（２ビットの信号）として算出する。
図１０は第２の実施形態におけるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成の第２例を示した図である。この第２例では、第１例と同様に上位ＣＷの誤り検出結果ａと下位ＣＷの誤り検出結果ｂとの排他的論理和ex_or(a,b)を求める。そして、下位ＣＷの誤り検出結果を４回レピティションしたビット列のうち、末尾を上記排他的論理和の結果で置き換えて下位ＣＷ用のＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号（４ビットの信号）として算出する。
上記構成において、上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部３２３、下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部７５１、多重部３２６が応答信号通知部の機能を実現する。
上記のように下位ＣＷ用のＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成することにより、末尾のビットが上位ＣＷの誤り検出結果を含むパリティビットとなる。これにより、下位ＣＷにおいて上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を利用したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成でき、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号の信頼性を向上できる。
一方、図８に示す送信局は、図４の構成に対し、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果保存部８６１が設けられ、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部８６２の動作が異なっている。ここで、本実施形態において特徴的な動作の一つである、各ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号の復調動作について詳しく説明する。
分離部４３９は、受信信号からＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号に対応する信号部分を分離して、このＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部８６２に出力する。そして、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部８６２は、該当受信局宛データの送信時に制御信号生成部４３３の出力したＲＴＴを別途入力しており、分離部４３９の出力したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号について、各ＣＷに対応したタイミングに基づいてＣＷ毎にＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号をそれぞれ復調する。
上記構成において、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果保存部８６１が応答信号復調結果保持部の機能を実現し、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部８６２が応答信号検出部の機能を実現する。
ここで、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部８６２は、上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果をＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果保存部８６１に出力し、上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を保持させる。そして、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部８６２は、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を復調する際、該当ＣＷと同時に送信された上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果を、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果保存部８６１から取り出す。この上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ情報を用いて、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号につき、図９や図１０のように設定したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号と比較することで下位ＣＷの誤り検出結果を判定する。
上述したように、第２の実施形態では、送信局から受信局へデータ送信して送信局が応答信号を受けるまでの応答時間ＲＴＴを、上位ＣＷの応答時間ＲＴＴ１よりも下位ＣＷの応答時間ＲＴＴ２を長く設定し、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する際に、上位ＣＷの復号結果をパリティとして付加してＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を生成する。これにより、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号において上位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋの情報を含むことで、下位ＣＷのＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を高い信頼度で通知することが可能となる。
なお、上述の実施形態においては、送信装置と受信装置との間で用いる複数のＣＷは、２つの場合を示したが、ＣＷの数については、４つや８つなど、アンテナ数やビーム数などに応じて増減した場合においても同様に適用可能である。
また、上述したように、本発明に係る無線通信装置は、移動体通信システムにおける移動局装置（通信端末装置）及び基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する無線通信移動局装置、無線通信基地局装置、及び移動体通信システムを提供することができる。
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
上記各実施形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本出願は、２００７年１１月２２日出願の日本特許出願（特願２００７−３０３５２１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、再送時に他のコードワードの情報を活用可能にでき、複数コードワードを用いた場合の伝送特性を向上させることが可能となる効果を有し、複数のアンテナを使用して通信を行うＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）等に適用可能な無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法等として有用である。
１０１ 無線基地局
１０２ ユーザ端末
３１１ａ、３１１ｂ アンテナ
３１２ａ、３１２ｂ 受信ＲＦ部
３１３ チャネル推定部
３１４ 制御信号復調部
３１５ ＭＩＭＯ復調部
３１６ 上位ＣＷ復号部
３１７ 下位ＣＷ復号部
３１８ 尤度保存部
３１９、３２０ ＣＲＣ検査部
３２１ ＳＩＮＲ測定部
３２２ フィードバック情報生成部
３２３ 上位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部
３２４、７５１ 下位ＣＷ用Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部
３２５ 符号化部
３２６ 多重部
３２７ 送信ＲＦ部
４３１ 符号化部
４３２ レート・マッチング部
４３３ 制御信号生成部
４３５ ＭＩＭＯ多重部
４３６ａ、４３６ｂ 送信ＲＦ部
４３７ａ、４３７ｂ アンテナ
４３８ 受信ＲＦ部
４３９ 分離部
４４０ 復調・復号部
４４１ ＣＲＣ検査部
４４２、８６２ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調部
４４３ ＣＱＩ復調部
４４４ スケジューリング部
８６１ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号復調結果保存部

Claims (12)

  1. 複数のコードワードによりデータを送信する送信部と、
    相手局へデータを送信して前記相手局から応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記相手局における前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を検出する応答信号検出部と、
    前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、
    を備え、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記応答信号検出部は、前記第１の応答時間に従って、前記上位コードワードのデータの復号結果に対応する応答信号を検出し、前記第２の応答時間に従って、前記上位コードワードの初回の送信データと再送データの少なくとも一方を利用した前記下位コードワードのデータの復号結果に対応する応答信号を検出する、
    無線通信装置。
  2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
    前記応答信号検出部は、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードの応答信号を復調し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードの応答信号を復調する、無線通信装置。
  3. 複数のコードワードによりデータを送信する送信部と、
    相手局へデータを送信して前記相手局から応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記相手局における前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を検出する応答信号検出部と、
    前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、
    を備え、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記下位コードワードに対する応答信号は、前記上位コードワードに対する応答信号又は前記上位コードワードに対する応答信号を反映したデータの割り当て状況である、前記上位コードワードの応答信号の情報を含み、
    前記応答信号検出部は、前記第１の応答時間に従って、前記上位コードワードに対する応答信号を検出し、前記第２の応答時間に従って、前記上位コードワードの応答信号を参照して、前記下位コードワードの応答信号を検出する、
    無線通信装置。
  4. 複数のコードワードにより送信されたデータを復号するデータ復号部と、
    相手局からデータを送信して前記相手局が応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を前記相手局に通知する応答信号通知部と、
    を備え、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記データ復号部は、前記上位コードワードのデータを復号し、前記上位コードワードの初回の送信データと再送データの少なくとも一方を利用して前記下位コードワードのデータを復号し、
    前記応答信号通知部は、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知する、
    無線通信装置。
  5. 複数のコードワードにより送信されたデータを復号するデータ復号部と、
    相手局からデータを送信して前記相手局が応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を前記相手局に通知する応答信号通知部と、
    を備え、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記応答信号通知部は、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードに対する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードに対する応答信号を通知し、前記下位コードワードに対する応答信号は、前記上位コードワードに対する応答信号又は前記上位コードワードの応答信号を反映したデータの割り当て状況である、前記上位コードワードの応答信号の情報を含む、
    無線通信装置。
  6. 請求項３または５に記載の無線通信装置であって、
    前記下位コードワードに対する応答信号は、前記上位コードワードの応答信号の前記情報をパリティとして含む、無線通信装置。
  7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
    前記第２の応答時間は、前記第１の応答時間の略整数倍である、無線通信装置。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の無線通信装置であって、
    前記所定の順位は、複数のコードワードにおいて品質が高いものを上位コードワード、品質が低いものを下位コードワードとする、無線通信装置。
  9. 複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信システムであって、
    前記複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号部と、
    前記送信装置から受信装置へデータ送信して前記送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を前記送信装置に通知する応答信号通知部と、
    を有する受信装置と、
    前記複数のコードワードにより前記受信装置へデータを送信する送信部と、
    前記応答時間に従って、前記受信装置からの前記応答信号を検出する応答信号検出部と、
    前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、
    を有する送信装置と、
    からなり、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記データ復号部は、前記上位コードワードのデータを復号し、前記上位コードワードの初回の送信データと再送データの少なくとも一方を利用して前記下位コードワードのデータを復号し、
    前記応答信号通知部は、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知する、
    無線通信システム。
  10. 複数のコードワードを用いたデータ伝送を行う無線通信システムであって、
    前記複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号部と、
    前記送信装置から受信装置へデータ送信して前記送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を前記送信装置に通知する応答信号通知部と、
    を有する受信装置と、
    前記複数のコードワードにより前記受信装置へデータを送信する送信部と、
    前記応答時間に従って、前記受信装置からの前記応答信号を検出する応答信号検出部と、
    前記応答信号に応じて、前記複数のコードワードにより送信したデータの再送制御を行う再送制御部と、
    を有する送信装置と、
    からなり、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記応答信号通知部は、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードに対する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードに対する応答信号を通知し、前記下位コードワードに対する応答信号は、前記上位コードワードに対する応答信号又は前記上位コードワードの応答信号を反映したデータの割り当て状況である、前記上位コードワードの応答信号の情報を含む、
    無線通信システム。
  11. 複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号ステップと、
    前記送信装置からデータを送信して前記送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を前記送信装置に通知する応答信号通知ステップと、を有し、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記応答信号通知ステップは、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知する、
    前記データ復号ステップは、前記上位コードワードのデータを復号し、前記上位コードワードの初回の送信データと再送データの少なくとも一方を利用して前記下位コードワードのデータを復号し、
    前記応答信号通知ステップは、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードの復号結果に対応する応答信号を通知する、
    無線通信方法。
  12. 複数のコードワードにより送信装置から送信されたデータを復号するデータ復号ステップと、
    前記送信装置からデータを送信して前記送信装置が応答信号を受けるまでの応答時間に従って、前記データの復号結果に対応する各コードワードの応答信号を前記送信装置に通知する応答信号通知ステップと、を有し、
    前記応答時間として、前記複数のコードワードのうちの所定の順位による上位コードワードに対して第１の応答時間が設定され、下位コードワードに対して前記第１の応答時間よりも長い第２の応答時間が設定され、
    前記応答信号通知ステップは、前記第１の応答時間に従って前記上位コードワードに対する応答信号を通知し、前記第２の応答時間に従って前記下位コードワードに対する応答信号を通知し、前記下位コードワードに対する応答信号は、前記上位コードワードの応答信号又は前記上位コードワードの応答信号を反映したデータの割り当て状況である、前記上位コードワードの応答信号の情報を含む、
    無線通信方法。
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