JP5299156B2 - 自動再送制御方法と通信システム及びその送信機と受信機 - Google Patents
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本発明は、無線通信システムにおける自動再送制御方法と通信システム及びその送信機と受信機に関する。
高速無線マルチメディア通信に対する需要が増えると共に、無線スペクトルリソースが段々不足になるに従って、未来の高効率の移動通信システムを探索することがますます重要な意味と価値を有することになった。無線移動チャンネルの時間的変動とマルチパスフェージングの信号伝搬に対する影響を克服するために、前方誤り訂正符号化（FEC）と自動再送要求（ARQ）などのエラー制御方法を導入して、システムのビット誤り率を低下し、サービスの品質を確保した。FECスキームにおける遅延時間は小さいが、符号に冗長性があるのでシステムのスループットを低減することになる。また、ARQは、ビット誤り率が小さい時に理想的なスループットを得られるが、その代わりに該ARQによる遅延時間が大きくなり、リアルタイムサービスを提供するには不適である。両者の不備を克服するために、該両者を組み合わせることでハイブリッド自動再送要求（HARQ）スキームを形成した。即ち、ARQシステムにFECサブシステムを含み、FECの誤り訂正機能でこれらの誤りを訂正できる時はARQを用いる必要がなく、FECが誤りを正常に訂正できない場合にのみ、ARQフィードバックチャンネルを通して誤り符号群の再送を要求する。ARQとFECの有効な組み合わせはFEC単独のシステムに比べて更に高い確実性を提供しただけでなく、ARQ単独のシステムに比べて更に高いシステムスループットを提供している。ゆえに、高データレート又は高確実性の通信に対する需要が迅速に発展するに従って、HARQは無線通信システムにおけるキー技術として研究されている。
HARQ技術の分類
分類方式によって、HARQは同期HARQ技術と非同期HARQ技術、非アダプティブHARQ技術とアダプティブHARQ技術、及び異なる再送方式と再送メカニズムなどに分けられる。
分類方式によって、HARQは同期HARQ技術と非同期HARQ技術、非アダプティブHARQ技術とアダプティブHARQ技術、及び異なる再送方式と再送メカニズムなどに分けられる。
同期HARQ技術と非同期HARQ技術：HARQは再送が発生する時間によって、同期と非同期の2種類に分けることができる。同期HARQは受信端で伝送の発生時間を予め知っているため、HARQ手順の番号はサブフレーム番号から獲得でき、非同期HARQ手順の伝送は任意時間で発生するため、HARQ手順の処理番号はデータと合わせて通知する必要がある。非同期アダプティブHARQ技術は同期非アダプティブHARQ技術に比べてスケジューリングの柔軟性が更に高いが、後者が必要とするシグナリングオーバーヘッドが更に少ない。
再送類型：再送の内容によって、HARQは主に３種類のハイブリッド自動再送要求メカニズムを含み、HARQ−Ｉ、HARQ−ＩＩ、HARQ−ＩＩＩなどと呼ばれる。３類型の共通点はいずれもFEC符号化とCRC検査を行い、受信端でFEC復号とCRC検査を行って、パケットに誤りがある場合は再送を要求する。相違点は、HARQ−Ｉはエラーパケットを放棄し、再送パケットと伝送済みパケットは同じであり、組み合わせ復号をしない。HARQ−ＩＩは、エラーパケットを放棄せず、再送パケットと組み合わせて復号を行い、再送パケットと伝送済みパケットのフォーマットとコンテンツが異なってもよい。HARQ−ＩＩＩは、CPCコード（相補パンクチャード畳込みコード）を採用しているため、伝送済みパケットと再送パケット毎に自己復号を行うことができる。再送毎に冗長度（異なるビットパンクチュアリング）が異なっても、冗長度（同じFEC）が同じでもよく、この時HARQ−Ｉの操作と類似するが、再送パケットと組み合わせるように、受信端でエラーパケットを記憶しておく必要がある。
アダプティブと非アダプティブ：再送時のデータの特徴が変化したか否かによって、HARQをさらに非アダプティブとアダプティブの２種類に分けられる。ここで、伝送されるデータの特徴としてはリソースブロックの配分、変調方式、伝送ブロックの長さ、伝送の持続時間などを含む。アダプティブ伝送とは、毎回の再送プロセスにおいて、送信端は実際のチャンネル状態情報に基づき一部の伝送パラメータを変更できることを指す。従って、毎回の伝送プロセスにおいて、伝送パラメータを含む制御シグナリング情報を合わせて送信するが、このようにすると余計なシグナリングオーバーヘッドを引き起こすことになる。可変な伝送パラメータは変調方式、リソースユニットの配分と伝送の持続時間などを含む。非アダプティブシステムにおいて、これらの伝送パラメータは受信端にとって既知のものであるため、シグナリングは割合に簡単である。
伝統的な自動再送要求（ARQ）の三つのクライテリアプロトコルはストップ・アンド・ウェイト（SAW,stop−and−wait）ARQ、遡りNフレーム（GBN,go−back−n）ARQと選択的再送（SR, selective repeat）ARQである。ARQとHARQはFDDシステムにもTDDシステムにも用いられる。
一般のHARQシステムにおいて、受信端でエラーデータパケットが検出された時、エラービットはデータパケットの一部しか占めず、全体のデータパケットを再送すると、一定のスループットを損失することになる。３GPPのLTEとWiMAXシステムエンハンス型（802.16m）はいずれもHARQ−ＩＩ、ＩＩＩ型を予備スキームとする。第一回に試みた復号が失敗した時、送信機は冗長度情報を付加するか、または改めて処理した後再伝送し、再送パケットと最初のパケットが完全には同じでなく、これらの再送情報と過去に受信したデータパケットを合成して更に良好なシステムスループットが得られる。
図１はHARQシステムの構造図を模式的に示している。図１に示すように、HARQシステムは送信ユニット100と、ARQ制御部101と、変調及び符号化方式（MCS）の制御部102と、無線チャンネル103と、チャンネル推定部104と、受信ユニット105と、変調方式及び符号方式の選択部106と、ARQ検査107などを備えている。通常は、データバッファと受信バッファも備えることになる。データバッファは送信待機データとすでに発送したがまだ正確性を検証していないデータを一時的に記憶するためのものであり、受信バッファは受信したデータを一時的に記憶するものである。図1に示したデータバッファ、送信ユニット、ARQ制御部、MCS制御部がHARQシステムの送信機部分を構成している。送信機は、例えば無線通信システムにおける基地局（ノードB）であってもよいし、一般のネットワーク（例えばインターネット、イントラネット）におけるサーバーであってもよい。図1に示すチャンネル推定部104、受信ユニット105、変調方式及び符号化方式の選択部106、ARQ検査107、受信バッファなどでHARQシステムの受信機部分を構成している。受信機は、例えば無線通信システムにおける移動局であってもよいし、インターネットまたはイントラネットなどにおいてサーバーに接続されたパソコンなどであってもよい。つまり、図１に示すHARQシステムは無線通信ネットワークに用いられるだけでなく、有線ネットワークにも用いられる。HARQシステムは例えばTCP/IPネットワークに用いられる。
以下に、図1と結合して、HARQシステムの一般的な処理プロセスについて説明する。
まず、初期状態において、送信ユニット100は送信機部分（送信端）でMCS制御部102による変調及び符号化情報に基づきデータバッファにおける送信待機データについて変調及び符号を行い、送信待機データについて変調及び符号を行うことで発生した新しいデータパケットをアンテナなどを通して送信する。
受信機部分（受信端）において、受信ユニット105はチャンネル103により送信ユニット100から送信されたデータを受信し、ARQ検査ユニット107により受信したデータについてCRC検査を行う。検査の結果、正確の場合は正確に受信したデータビットを出力し、ACK信号を送信端のARQ制御部101に返信するが、そうでない場合は、NACK（NAKとも称する）信号を返信し、且つ現在のデータパケットの情報（例えば、ビットソフト情報）を受信バッファに保留する。同時に、受信端のMCS選択部106はチャンネル推定結果に基づき、例えば有効信号対雑音比などのパラメータを演算して変調及び符号化方式を確定し、送信端のMCS制御部102にフィードバックする。MCSとACK/NACK信号のフィードバックは二つの独立したブランチで、そのフィードバック頻度は同じであっても相違してもよく、システムの設定またはチャンネル環境によって決められる。送信機が初期状態に戻った時、フィードバックされたMCSによってデータを符号化及び変調する。
また、送信機部分において、ARQ検査ユニット107の返信したACKフィードバック又はNACKフィードバックを受けた後、ARQ制御部はまず受信されたフィードバックがACKであるか、それともNACKであるか確定する。もし受信されたフィードバックがACKである場合、初期状態に戻し、フィードバックされたMCSによってデータを符号化及び変調して、続けて新しいデータパケットを送信する。もし受信したフィードバックがNACKである場合、再送回数に１を加えて、再送回数が所定の最大再送回数を超えない時、前回送信したデータパケットを改めて送信する。再送データパケットのフォーマット（例えば、符号化及び変調方式とデータパケットの大きさなど）は第一回伝送の時と同じであってもよいし（即ちChase Combining）、最新のMCSフィードバックに基づき新しいパケットフォーマット（即ち、HARQ−ＩＩＩ型のIRインクリメンタルリダンダンシー方式）を選択してもよい。再送数が上限値になった時、現在のデータパケットを放棄して、初期状態に戻し、続けて新しいデータパケットを送信する。
受信機は再送のデータパケットを受けた後、新しい情報と受信バッファに保留された情報を合成してから、改めて復号する（再送のデータ情報と保留情報を合成するとビット誤り率を効果的に低減し、スループットを高められる）。復号後のデータについてCRC検査を行った後、検査結果を送信端にフィードバックする（ACK/NACK）。
上記から分かるように、ARQ制御部101はACK信号を受信した時又は最高再送数に達した時に、送信端から新しいデータを送信する。こうすると、送信端と受信端はいずれも正確に伝送されなかったデータを記憶するための一定のバッファ空間を要することになる。
図２は、HARQデータフレームと再送時系列を模式的に示している。図２に示した模式的な表示例において、データフレーム毎に複数のデータパケット（図は四つのデータパケットを示している）を含む。受信端（受信機部分）は各データパケットに対する一つのCRC検査結果を送信機部分（送信端）にそれぞれフィードバックする。図2に示した表示例において、最初に送信した四つのデータパケットP1、P2、P3とP4において、例えばCRC検査によってP1とP4が正確に受信されたことがわかるため、このP1とP4に対するフィードバックはACKである。また、P2とP3は正確に受信されなかったため、このP2とP3に対するフィードバックはNACKである。従って、図2に示すように、次のフレームでデータパケットP2とP3を再送することになり、フレームにおけるその他の位置によっては新しいデータパケット（図面は新しいデータパケットP5とP6を示している）を送信できる。図面において、Ｔはデータフレームの長さを表し、Tdはフレーム同士の間隔を表す。
図1と図2から分かるように、一般の技術において、HARQシステムは一つのMAC層の全体のデータパケット（PDU）について再送処理を行い、再送する度に大きいチャンネルリソースを占用する。
一般的なHARQ再送メカニズムにおいて、データパケットを一つの全体として受信端でCRC検査を行うが、実際のシステムにおいてデータパケットの一部のあるビットに誤りが発生すると、全体（又は一部）のパケットの再送は少なからぬチャンネルリソースを占用する。HARQの性能を一層高めるために、コードブロックによる再送方法が提案された。該方法において、一つのデータパケットは若干の検査符号付きのコードブロックからなり、再送データはコードブロックを最小単位とする。
図３はコードブロックで再送する技術案のデータパケット構造を示す模式図である。図３のデータパケット構造はただ例示に過ぎず、さらに多い又は少ないコードブロックを含んでもよい。図３に示すように、フレームにおけるデータパケット（又は、伝送ブロックとも称する。Transport Block、TB）は、若干（図面では模式的に四つを示している）のコードブロックを含み、コードブロック毎にCRC検査符号が付けられている。ソースデータサブパケットはエンコーダを経由した後、一つのコードブロックとCRC検査符号の組み合わせに対応する。全体のデータパケットは最後に一つのCRC検査符号を加えることができるが、加えなくてもよい。受信端が各コードブロックについて検査を行って、もし誤りが発生した場合、次のデータパケットでは誤りが発生したコードブロックのみを再送し、その他のコードブロックには新しいデータを配置することで、一般のHARQにおける全体のデータブロックを再送しなければならない問題を免れることができる。
コードブロックによる再送スキームにおいて、全体のデータブロックの代わりに、コードブロックを最小単位として再送を行うことで、システムのスループットを高めた。しかし、例えば3GPP LTEシステムにおいて、コードブロックは最大6144ビットまで達することができ、これは再送の負荷が相変わらず非常に大きいことを意味する。
再送データの粒度を細分化することによりHARQのスループットをさらに高められ、従って、一部のデータ再送によるHARQメカニズムが提供されており、再送される一部のデータはエンコーダの前にあっても、後にあってもよい。
部分的再送によるHARQにおいて、例えば、第一回伝送の時に二つのデータブロックCB12、CB13（対応のソースデータサブパケットはそれぞれSP12、SP13である）に誤りが発生して再送しなければならない場合、送信機はソースデータバッファユニットから三つのサブパケットの新しいデータ（SP21、SP23、SP24）を受け取ってエンコーダに送入し、CRCを加えて、現在の新しい符号データブロックをコードブロックデータバッファユニットに記憶する。その後、コードブロックデータバッファユニットから再送すべき二つのブロックCB12及びそのCRCとCB13及びCRCを取り出して、その中からそれぞれ一部を取って新しいコードブロックCB22を構成する。
ここで、CB12とCB13はそのCRC検査符号を備えるデータであり、このCB12とCB13でCB22を構成する時、MCS及びコードブロックの長さは変わらず、ただCB12又はCB13の一部のビットデータをCB22の特定位置に放置するだけである。例えば、CB12＝{x1，x2，x3，x4}，CB13＝{y1，y2，y3，y4}でCB22＝{x1，y1，x3，x4}を構成する。分解再送ブロックにおいて、CRCもデータビットと同様に処理される。こうすると、第二フレームで伝送するデータの四つのコードブロックは{ CB21、CB22、CB23、CB24}であり、そのうちCB21、CB23とCB24は新しいコードブロックとなり、CB22は再送コードブロックとなって誤りブロックCB12とCB13のそれぞれの一部を含むことになる。
部分的再送によって、再送すべきコードブロックと新しいコードブロックを分解及び組み直すことで、再送コードブロックの数を受信端からのフィードバックにより確定した正確に受信されなかったコードブロックの数より少なくする。これにより、システムのスループットを高めることができる。
しかしながら、特許文献5は部分的再送スキームにおいてシステムにどのように再送データの再送ブロックに占める比率をアダプティブに確定させて、システムのスループットを最大にするかについて言及していない。
注意すべきことは、上記の関連技術に対する説明はただ本発明の技術案を明瞭、完全に説明するために、且つ当業者の理解を助けるために行った記述に過ぎない。従って、これらの技術案が本発明の背景技術部分に記載されたとして、上記技術案が当業者にとって公知なものとされると考えることできない。
以下に、本発明の参考文献を挙げる。ここでこれらの文献を引用することで、本明細書において該文献に対する詳細な説明を行ったものと同じとする。
注意すべきことは、上記の関連技術に対する説明はただ本発明の技術案を明瞭、完全に説明するために、且つ当業者の理解を助けるために行った記述に過ぎない。従って、これらの技術案が本発明の背景技術部分に記載されたとして、上記技術案が当業者にとって公知なものとされると考えることできない。
以下に、本発明の参考文献を挙げる。ここでこれらの文献を引用することで、本明細書において該文献に対する詳細な説明を行ったものと同じとする。
3GPP TR25.835. Report on hybrid ARQ type II/III [S].2000；
C. Bai, B. Mielczarek, W. A. Krzymie´n, and I. J. Fair, "Sub-block recovery scheme for iterative decoding of turbo codes," in Proc. IEEE VTC’05-Fall, Dallas, USA, Sept. 2005；
Tao Shi；Lei Cao, "Combining techniques and segment selective repeat on turbo coded hybrid ARQ", in Proc. IEEE Conf. WCNC. 2004 IEEE, Vol.4, pp. 2115−2119, 21-25 March 2004。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものである。
本発明は、部分的再送によるHARQにおいてシステムのスループットを向上することを目的とする。
上記目的を実現するために、本発明は部分的再送によるHARQスキームを採用した通信システムにおいて、再送比率をアダプティブに確定することで、システムのスループットを向上する。
ここで、再送比率とは、再送データブロックにおいて、前回の伝送で正確に受信されなかったため再送すべきデータが最初のデータブロックに占める比率を指す。
本発明に基づいて以下の技術案を提供する。
第1の実施形態による通信システムは、送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックがそれぞれ正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットとを備え、前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を受信するフィードバック受信ユニットと、前記フィードバック受信ユニットによって受信した受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、前記再送比率確定ユニットによって確定された再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットとを備える。
第２の実施形態による通信システムは、送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックがそれぞれ正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットとを備え、前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するフィードバック受信ユニットと、前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットとを備える。
第３の実施形態による送信機は、送信機と受信機を有する通信システムにおける送信機において、該送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、前記受信機は、前記検査部分に基づき各前記符号データブロックが正確に受信されたかを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報、及び前記符号データブロックのチャンネル情報をフィードバックし、前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報及び前記チャンネル情報を受信するフィードバック受信ユニットと、前記フィードバック受信ユニットによって受信した受信正確是非情報及び前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、前記再送比率確定ユニットによって確定した再送比率に基づき、再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットを備える。
第４の実施形態による受信器は、送信機と受信機を有する通信システムにおける受信機において、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットとを備える。
第５の実施形態による自動再送制御方法は、送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を前記送信機にフィードバックするステップとを備え、前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を受信するステップと、受信した受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップとを備える。
第６の実施形態による自動再送制御方法は、送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするステップとを備え、前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するステップと、及び前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップとを備える。
本発明によれば、部分的再送によるHARQにおいて、データ再送における再送比率をアダプティブに確定することで、システムのスループットを向上できる。
図面は実施例を示して、明細書の一部を構成しており、文字説明と合わせて実施形態をさらに詳細に記述する。
一般のHARQシステムの構造図を模式的に示している。
一般のHARQシステムのデータフレームと再送の時系列を示す模式図である。
コードブロックによって再送するデータパケット構造の模式図を示している。
第1の実施形態による通信システムの模式的な構造図を示している。
第2の実施形態による送信機の模式的な構造図を示している。
送信機が実行する処理の模式的なフローチャートを示している。
再送データがない時のデータパケット配置処理の模式図を示している。
第１の実施形態の再送データがある時のデータパケット配置処理の模式図を示している。
第2の実施形態のデータパケット配置処理の模式図を示している。
異なる再送比率に対応するパケット誤り率の性能をグラフで示している。
再送比率演算処理のフローチャートを示している。
第3の実施形態による通信システムの模式的なブロック図を示している。
第4の実施形態による送信機の模式的なブロック図を示している。
符号化の前に組み合わせた再送データブロック構成の一つの例示である。
符号化の後に組み合わせた再送データブロック構成の一つの例示である。
符号化の後に組み合わせた再送データブロック構成の他の例示である。
符号化の後に組み合わせした再送データブロック構成の他の例示である。
異なるMCS選択が再送比率に対する影響の模式図を示している。
以下の説明と図面を参照することで、本発明の上記その他の態様の特徴が更に明瞭になる。以下の説明と図面において、特定の実施形態を詳細に公開している。もちろん、本発明の範囲はこれに限られず、請求の範囲に限定された範囲内で、本発明は様々な変更、補正と取替えが可能である。
一つの実施形態に記載と/又は例示した特徴に対して、同じ又は類似の方式で一つ又はそれ以上の他の実施形態において用いられ、他の実施形態における特徴と組み合わせるか、又は他の実施形態における特徴を差し替えることができる。
本文に用いられた用語「備える/含む」は特徴、要素、ステップ又は組み合わせの存在を指すが、一つ又はそれ以上の他の特徴、要素、ステップ又は組み合わせが存在又は付加する状況も排除しない。
以下の図面を参照すると本発明のいろいろな態様を更によく理解できる。図面における部材は比例によって描かれたのではなく、実施形態を説明しているだけである。実施形態のある部分を表示及び記述する便宜上、図面における対応部分が拡大可能としている。即ち、それが実施形態によって実際製造した例示装置における他の部材に対して大きくなり得る。一つの図面又は実施形態に記載された要素と特徴は一つ又はそれ以上の他の図面又は実施形態に示された要素及び特徴と組み合わせることができる。また、図面において、類似の符号は幾つかの図面において対応する部材を示しており、一つ以上の実施形態に用いられる対応部材を示すこともできる。
以下に、一般のシングルアンテナシステムを例にして、図面を参照しながら実施形態による方法と装置について説明する。しかし、実施形態はシングルアンテナシステムに限らず、MINO-OFDMのマルチアンテナシステム又はCDMAシステムにおいても同様に応用できる。また、実施形態は一般のInternetネットワークデータの再送にも適用する。
[第1の実施形態]
図4は、第1の実施形態による通信システムの模式的なブロック図を示している。図4では便宜上、互いに通信する一つの送信機200−1と一つの受信機300−1のみを示している。しかし、通信システムにおいて、複数の送信機と複数の受信機が存在し得るのは言うまでもない。
図4は、第1の実施形態による通信システムの模式的なブロック図を示している。図4では便宜上、互いに通信する一つの送信機200−1と一つの受信機300−1のみを示している。しかし、通信システムにおいて、複数の送信機と複数の受信機が存在し得るのは言うまでもない。
図4に示すように、送信機200−1は、ソースデータバッファユニット201と、符号化ユニット202と、CRC追加ユニット203と、変調ユニット204と、送信アンテナ（Tx）207と、MCS（変調及び符号化方式）制御部206と、ARQ制御部205及びフィードバック受信ユニット208を備える。そのうち、ARQ制御部205は再送判断ユニット2051と、データパケット配置ユニット2052とを備える。データパケット配置ユニット2052は部分的再送スキームによってデータパケットを配置する。
送信機200−1において、データを符号化する前にARQ制御を行う。
送信機200−1において、データを符号化する前にARQ制御を行う。
受信機300−1は、受信アンテナ（Rx）301と、復調ユニット302と、復号ユニット303と、CRC検査ユニット304と、データ出力ユニット305と、再送比率演算ユニット306と、ARQ制御ユニット307と、チャンネル推定ユニット308と、MCS選択ユニット309及びフィードバックユニット310を備える。
ARQ制御ユニット307は、ARQ制御部3070と、再送判断ユニット3071と、受信バッファ3072及びデータ合成ユニット3073を備える。
まず、受信アンテナ301によりデータを受信し、受信アンテナ301のデータが復調ユニット302を介して復号した後、まず再送判断ユニット3071により再送データであるか否かを判断し、もし再送データでない場合、復号ユニット303により復号し、CRC検査ユニット304によってCRC検査を行うが、そうでない場合は、再送のデータがデータ合成ユニット3073に入って合成され、この時に再送データと受信バッファ3072における最初のデータが合成される。また、復号ユニット303によって復号を行い、CRC検査ユニット304によってCRC検査を行う。その結果正確の場合、データ出力ユニット305を介してデータを出力し、ARQ制御部3070はフィードバックユニット310を介してACK情報を送信端にフィードバックするが、そうでない場合は、次回の合成を行うように、今回のデータを受信バッファ3072に放置し、ARQ制御部3070は送信端にNACK信号をフィードバックする。
受信機300−1におけるMCS選択ユニット309はチャンネル推定ユニット308のチャンネル推定結果に基づき、信号とノイズの比即ち信号対雑音比（SNR）の値を演算した後、所定のパケット誤り率によって適切な変調及び符号化方式（MCS）を選択して、フィードバックユニット310を介して送信機200−1にフィードバックする。
受信機300−1は再送比率演算ユニット306を有する。再送比率演算ユニット306は再送比率（以下、αと記する）を確定し、フィードバックユニット310を介して送信機200−1にフィードバックする。送信機200−1はフィードバックされた再送比率に基づき、再送データパケットを配置する。
以下は、まず再送比率（α）について定義する。
図14は、図4に示した送信機200−1において（即ち、符号化の前に組み合わせた場合に）、部分的再送HARQの再送比率αの定義を示している。エンコーダを組織符号エンコーダとし、一つのデータブロックが符号化の前にN00＋N10ビットで、符号化の後に検査ビットの長さがNpビットとする。すると、
Chase合成に基づくHARQシステムにおいて、一回再送の時に受信端には3dBの合成ゲインが存在し、部分的再送によるゲインは0−3dBの間である。本実施形態において、再送比率このパラメータを引き入れ、現在の信号対雑音比と変調及び符号化方式に基づき、再送比率の数値を確定する。これにより、最小の再送比率でスループットの上昇が実現できるようになる。αで再送比率を表すと、α∈[0、1]、α＝0は新しいデータパケットを表し、α＝1はChase合成のHARQ、即ち全体のコードブロックの再送を表す。αが0と1の間にある場合は部分的データ再送を表す。
図6は、本実施形態の一つの実施例による送信機200−1の再送処理方法の模式的なフローチャートを示している。
まず、ステップ601において、送信機200−1のフィードバック受信ユニット208は受信機300−1からのACK/NACKと再送比率などのフィードバック情報を受信する。
該ACK/NACKフィードバック情報のフォーマットは受信/送信の両方によって決められる。例えば、図2と図3に示した一つのフレームが四つのデータパケットを有し、フレームパケット毎に四つのサブパケットを有する状況について、一つの実施例によって、16ビットのワードを用いてACKとNACK信号をフィードバックできる。そのうち、最も前の四つのビットは第一のデータパケットの四つのサブパケットを表し、それに続く四つのビットは第二のデータパケットの四つのサブパケットを表し、さらにそれに続く四つのビットは第三のデータパケットを表し、最後の四つのビットは第四のデータパケットを表す。最も前の四つのビットについて、もし第一のビットが1であると、該第一のデータパケットにおける第一のサブパケットに誤りが発生したことを意味し、もし第一のビットが0であると、該第一のデータパケットにおける第一のサブパケットが正確に受信されたことを意味する。もし第二のビットが1であると、該第一のデータパケットにおける第二のサブパケットに誤りが発生したことを意味し、もし第二のビットが0であると、該第一のデータパケットにおける第二のサブパケットが正確に受信されたことを意味する。以下同様である。
他の実施形態によって、いろいろな状態を予め定義して、番号を付ける。受信機300−1は該番号を送信し、送信機200−1は受信機300−1から受信された番号に基づき、誤ったパケットとサブパケットを確定する。
ステップ601において、フィードバック受信ユニット208によってACK/NACKフィードバック情報を受信した後、ステップ602において、再送判断ユニット2051によって再送すべきコードブロックが存在するか否か及び再送すべきコードブロックの数を判断する。
再送すべきコードブロックが存在しない場合、ステップ603において、データパケット配置ユニット2052により常規のデータ取得処理を行う。また、再送すべきコードブロックが存在する場合、ステップ605において、データパケット配置ユニット2052によって、受信機300−1からフィードバックされた再送比率に基づき、データ取得と組み合わせを行って再送コードブロックを生成する。コードブロックデータはステップ606において変調と後続処理に入る。
以下に、ステップ603と605においてデータが生じる具体的なフローについて説明する。図7は再送データのない時の状況を、図8と図9は再送データのある時の状況を示している。
図7は、再送すべきデータコードブロックのない時のデータ取得と符号化処理の模式図を示し、そのうち、機能ブロック図上方はブロック図に対応するデータ構造を表し、一例として、伝送する度にデータパケットが占めるリソースブロックが固定であって、合計四つのコードブロックを含むとする。再送すべきコードブロックがない時、データパケット配置ユニット2052によってリソースデータバッファ201から新しいデータを取得する。また、取得したデータを若干のサブパケット（SubPacket，例えば、図7のSP11―SP14。そのうち、SPijはi回目に伝送した第jサブパケットを表す。以下も同じである。）に分けて、エンコーダ202に送入し、エンコーダ202はMCS制御部206によって確定された符号化方式に基づきこれらのサブパケットを符号化して、コードブロック（CodeBlock，CB11-CB14,CB11はSP11符号化の後におけるビット番号であり、CBijはi回目に伝送した第jコードブロックを表す。）を生成する。続いて、CRC追加ユニット203によってそれぞれのコードブロックにCRC検査符号（CRC1−CRC4）を追加した後、変調機204を介して後続の送信処理ユニットに送る。本明細書の以下の説明において、Pは符号化の前のソースビットデータを、コードブロックCBは符号化の後のビットデータを表し、一つのサブパケットがエンコーダを経由した後一つのコードブロックに対応し、上下文に応じては、コードブロックがコードブロック及びそのCRCの組み合わせを指すこともある。受信端において、データはコードブロックを単位として復号を行う。
再送すべきコードブロックが存在する時、ステップ605でデータパケット配置ユニット2052によってデータ取得と組み合わせを行い、再送のデータコードブロックを生成する。図8は、第1の実施形態による符号化の前にソースデータを組み合わせて再送する模式図を示している。
図8において、前回のフレームで伝送した第二コードブロックCB12に誤りが発生し、受信機300−1からフィードバックされた再送比率αが0.5であるとする。ARQ制御部205（データパケット配置ユニット2052）はソースデータバッファユニット201から新しいデータを取得して、第一、第三と第四サブパケットSP21、SP23、SP24を構成し、第二サブパケットSP22については、前回のフレームで正確に伝送できなかったソースデータSP12の1/2（0.5）を再送データとし、第二サブパケットSP22の他の1/2は新しいデータで構成する。また、エンコーダ202はMCS制御部206によって確定された符号化方式に従って取得されたサブパケットSP21−SP24を符号化してコードブロックCB21−CB24を得る。CRC追加ユニット203はコードブロックについてCRCを追加し、変調ユニット204はMCS制御部206によって確定された変調方式に従ってCRCを追加した後のコードブロックについて変調を行い、送信アンテナ207によって受信機300−1に送信する。
図8はαが0.5の場合を例にデータパケット配置ユニット2052の処理について説明したが、再送比率αが他の値である場合も処理プロセスは同じである。例えば、再送比率αが0.25の場合、再送ブロックは3/4の新しいデータと1/4の再送データからなる。また、再送比率αが0.33（1/3）の場合、再送ブロックは2/3の新しいデータと1/3の再送データからなる。
部分的データ再送のHARQメカニズムはHARQ再送データの粒度を細分化でき、チャンネルリソースを有効に利用して、システムのスループットを高めることができる。以下に、受信機300−1が再送比率を確定するプロセスについて説明する。
所定の変調符号方式について、ガウスチャンネルの下で異なる再送比率αが対応する性能曲線（パケット誤り率と信号対雑音比の関係）は異なる。予めシミュレーションを介して異なる再送比率による性能曲線を確定して、該変調符号化方式における異なるα値の時の性能曲線を取得し、図10に示したように、ルックアップテーブルとすることができる。上記方式を通して、異なる変調符号方式に対応する複数のルックアップテーブルを得ることができる。且つ、これらのルックアップテーブルを受信機300−1の記憶部（図示していない）に記憶する。
以下に、図11を参照しながら再送比率演算部306により再送比率を確定するプロセスについて説明する。まず、ステップ1101において、MCS選択部によって選択された変調符号方式に基づき、複数のルックアップテーブルから選択した変調符号方式に相応するルックアップテーブルを選択する。ステップ1102において、チャンネル推定部308は現在のデータブロックに対してチャンネル推定を行い、チャンネル推定の結果によって該データブロックの信号対雑音比値を演算する。ステップ1103において、システムの設定したパケット誤り率（ブロック誤り率）と演算した信号対雑音比値に基づき、適切なα値を選択する。具体的に、該パケット誤り率（ブロック誤り率）と信号対雑音比値によって確定した点に最も近い性能曲線を確定し、該性能曲線が対応するα値を選定の再送比率とする。ステップ1104において、フィードバックユニット310によって、アップリンクシグナリングを介して、選択した再送比率αを送信機200−1にフィードバックする。
以下に、フィードバックユニット310から再送比率をフィードバックする操作について詳細に説明する。
本実施形態において、最も少ない再送回数でスループットの向上が実現可能である。再送比率αは部分的データ再送HARQに精確なデータ分解と組み合わせの指示を提供する。本実施形態はChase合成に基づく伝統的なHARQに比べて、再送比率αのフィードバックを増加する代価を有する。少ないビットでαを表し、フィードバックユニット310によって送信端にフィードバックし、又は送信端により制御シグナリング部分で受信端に知らせる。例えば、2ビットと3ビット可能なα値を表1−表4で表す。スキームが複雑であるほど、又はスキームに含まれたオプションが多いほど、相応のフィールドも複雑になる。当業者は実際の需要に応じて通知のフォーマットを調整できる。
類似のフォーマットはTDDとFDDシステムにいずれも応用可能であり、TDDシステムにおいてダウンリンク時間ピリオドの異なる時間でシグナリングとデータを発送することができる。FDDシステムにおいて、シグナリングは専用周波数帯を通して、データと共に発送される。
また、確定した再送比率α値について、再送データと新しいデータがデータブロックの異なる位置にある時、システムのパケット誤り率性能も異なる可能性がある。従って、本実施形態の一つの実施例において、再送パケット内の再送データと新しいデータの配列方式も可変である。また、再送データと新しいデータの配列が再送回数によって異なってもよい。
例えば、一つの実施例において、N10が再送データのビット数を、N11が新しいデータのビット数を表し、且つN１＝N10＋N11が情報ビットの全長を表すとする。また、情報ビット組み合わせを配列した後のビットシーケンス指示をbk（n）で表し、ここでkは再送回数を、nはビット位置
を表す。もし、指示シーケンスbk（n）＝0が第nのビット位置に一つの再送ビットを放置することを表すと、bk（n）＝1は第nのビット位置に一つの新しいデータを放置することを表す。再送データブロックと新しいデータブロックを順に放置した場合、指示シーケンスを以下のように表示できる。
図14と図15に示すように、上記式は再送ビットを放置した後に新しいデータビットを放置したフォーマットに対応する。他の実施例において、再送データビットと新しいデータビットを交替にして放置し、異なる再送信回数の場合に放置位置も異なってもよい。この時、指示シーケンスを以下のように表示できる。
ここで、1/αは必ず整数でなければならない。
相応に、図4において破線で表した2053が示しているように、送信機200−1のARQ制御部205はフォーマット通知ユニット2053を有する。フォーマット通知ユニット2053は上記の指示シーケンスを受信機300−1に通知して、受信機300−1がデータビットの位置を取得できるようにし、これにより再送データを正確に合成する。
再送した後なおデータを正確に受信できない場合は複数回の再送を行うことができる。例えば、1回目の再送が失敗した場合、受信機300−1はNACK信号と再送比率をフィードバックし、送信機200−1は2回目の再送を行い、2回目の再送が失敗すると三回目の再送を行う。再送回数を最高3回に設定し、3回目の再送の後なお正確に受信できなかった場合、該データパケットは放棄される。次のフレームでは新しいデータパケットを送信する。複数回再送する時、前回の再送データの信号対雑音比合成ゲインを考えて、αの数値を改めて演算してもよい。
[第2の実施形態]
以下に、第2の実施形態の通信システムについて説明する。図5は第2の実施形態による送信機200−2の模式的な構造図を示している。第2の実施形態における受信機の構造は図4に示したのと同じである。従って、以下に図5と図4を参照しながら第2の実施形態について説明する。
以下に、第2の実施形態の通信システムについて説明する。図5は第2の実施形態による送信機200−2の模式的な構造図を示している。第2の実施形態における受信機の構造は図4に示したのと同じである。従って、以下に図5と図4を参照しながら第2の実施形態について説明する。
上記第1の実施形態において、データを符号化する前にARQ制御を行っているが、第2の実施形態においてはデータを符号化した後にARQ制御を行う。以下の説明においては、主に第1の実施形態と第2の実施形態の相違点について説明し、同じ部分に対する重なる説明は省略する。
図5に示すように、送信機200−2は図4に示した送信機200−1と同様な変調ユニット204と、送信アンテナ207と、MCS制御部206と、ARQ制御部205と、フィードバック受信ユニット208などを備える。また、送信機200−2はコードブロックデータバッファ209を有して、正確に受信されたか否かを確認していない変調前のデータブロックシリーズを記憶する。従って、再送すべきデータがある場合は、相応のデータコードブロックをコードブロックデータバッファユニット208から取り出したらよく、改めて符号化する必要はない。もし前回伝送した全てのデータからACK信号がリターンされた場合、コードブロックデータバッファユニット208は記憶した相応のデータを削除する。
図15は、図5に示した送信機200−２における（即ち、符号化した後組み合わせした場合）部分的再送HARQの再送比率αの定義を示している。符号化した後一部のデータを再送するHARQは情報ビットとCRC検査ビットを区分せず、再送コードブロックには全ての異なるブロックの再送データであって、新しいデータは存在しない。第一コードブロックの再送データの長さをN00、第二コードブロックの再送データの長さをN10とすると、再送比率は以下のとおりである。
部分的再送HARQはいずれも複数のコードブロックの再送をサポートし、コードブロック毎の再送比率は異なってもよい。図16に符号化の後組み合わせた部分的再送HARQの他の例を示しており、再送コードブロックは三つのサブパケットを備え、そのうち先の二つのコードブロックの再送比率は0.25であり、最後の一つの再送比率は0.5である。異なる比率はコードブロックの信号対雑音比によって決められる。一般の通信システムにおいて、連続した複数フレームのデータチャンネル変化はみな大きくなく、再送比率は割合に均一である。図17に示すように、三つのサブブロックはそれぞれ0.33であり、この時シグナリング部分のオーバーヘッドも小さい。異なる組み合わせ部分の再送比率がそれぞれ異なる時、送信端は受信端に各部分の再送比率と位置を知らせる必要があり、シグナリングのオーバーヘッドが大きい。
以下に、第2の実施形態におけるHARQプロセスについて説明する。
再送すべきデータコードブロックの数が一つである場合、誤ったデータブロック全体について再送することができ、これは一般のHARQに等しい。あるいは、誤ったデータパケットの数が一つ以上になるまで待ってから分解及び組み合わせて再送することもできる。
第2の実施形態において、再送比率に対する確定は第1の実施形態と同じである。演算された再送比率が0.5であり、且つちょうど二つの誤ったコードブロックが存在する場合、該二つのコードブロックからそれぞれ半分（0.5）を取って一つの再送ブロックを組み合わせる。同じ理由から、再送比率がαであり、且つちょうど1/αの誤ったコードブロックが存在する場合、該1/αのコードブロックからそれぞれα比率の部分を取って再送ブロックを組み合わせることができる。実際のシステムにおいては、現在の誤ったブロックによって柔軟に組み合わせを行うことができる。例えば、再送比率が0.5である時、二つの誤ったブロックを一つの再送ブロックに組み合わせることができ、四つの誤ったブロックがある時は、二つの再送ブロックに組み合わせることができる。一般の通信システムにおいて、一つのフレームにおけるデータ信号対雑音比の変化は小さく、再送比率はみな同じである。本実施形態において、各コードブロックで再送ブロックを組み合わせる時、再送ブロックが占める比率は均分である。即ち、1/2、1/3又は1/4など。
図9において再送すべきデータコードブロック数が2つである場合の送信機200−2における処理を示している。図9に示すように、第一回伝送の時に2つのデータブロックCB12、CB13（対応のソースデータサブパケットはそれぞれSP12、SP13である）に誤りが発生して再送必要があり、該2つのデータブロックの再送比率はそれぞれ0.5と0.5に確定されている。
データパケット配置ユニット2052はソースデータバッファユニット201から三つのサブパケットの新しいデータ（SP21、SP23、SP24）を取得してエンコーダ203に送入し、CRCを加えた上、現在の新しい符号化データブロックをコードブロックデータバッファユニット209に記憶する。また、コードブロックデータバッファユニット209から再送すべき2つのブロックCB12及びそのCRCとCB13及びそのCRCを取り出し、そのうちから半分（1/2、0.5）を取って新しいコードブロック（CB22）を組み合わせる。ここで、CB12とCB13はそのCRC検査符号を含むデータであり、これらでCB22を組み合わせる時、MCS及びコードブロックの長さは変わらなく、分解及び組み合わせる時にただCB12又はCB13の一部のビットデータをCB22の特定位置に放置するだけである。例えば、CB12＝{x1，x2，x3，x4}，CB13＝{y1，y2，y3，y4}である時、CB22＝{x1，y1，x3，x4}を構成するなど。
また、分解及び組み合わせの方式は上記第1の実施形態で述べたのと同じである。再送ブロックを分解について、CRCもデータビットと同様に処理される。このようにして、第二フレームで伝送したデータの四つのコードブロックは{CB21、CB22、CB23、CB24}となり、このうちCB21、CB23とCB24は新しいコードブロックであり、CB22は再送コードブロックで誤ったブロックCB12とCB13の各一部を含む。
第1の実施形態と同様に、データブロックの分解方式は送信/受信の両方によって決められる。一つの実施形態において、送信端によって自ら決定した後受信端に通知することができる。この場合、送信機200-2は上記第1の実施形態と同様なフォーマット通知ユニット2053を有して、コードブロックから取得した部分及びこれらの部分に対する組み合わせ方式を受信機に通知する。
例えば、図2と図3に示した一つのフレームに四つのデータパケットを有し、データパケット毎に四つのコードブロックを備える場合、再送比率が0.5（各誤った符合ブロックから半分のデータを取って一つのコードブロックに合成する）のスキームについて、該通知は例えば以下のようなフィールドを採用できる。
スキームが複雑であるほど、又はスキームに含まれたオプションが多いほど、相応のフィールドも複雑になる。当業者は実際の需要に応じて通知のフォーマットを調整できる。
また、異なる分解と合成方式は受信及び送信の両方で予め決められ、一群の固定された符号によってデータパケット内の再送する相応の再送パケット位置と符号スキームを表すことができる。例えば、図8における四つのコードブロックについて分解及び再送する際に、四つのビットで相応のデータブロックのACK/NAK信号を表す以外に、四つのフィードバックビットを追加して受信端所望の分解フォーマットを表し、例えば{1110}は、送信端が第二のブロックに再送データを放置し、且つ奇数回の再送の時に二つの誤ったコードブロックの前半部分を再送し、偶数回の再送の時に二つの誤ったブロックの後半部分を再送することを表し、{1101}は、第一のブロックに再送データを放置することを表し、他の操作は前のものと同じであるなど。このように、受信端は再送データを受信した時シグナリング情報なしに分解及び合成を完成できる。該方法はダウンリンク制御シグナリングのリソースを節約できるが、その代わりにアップリンクフィードバック情報のオーバーヘッドが大きくて、更に多くのフィードバックビットで受信端所望の分解と位置情報を表す必要がある。
[第3の実施形態]
以下に、第3の実施形態の通信システムについて説明する。図12は、第3の実施形態による通信システムの模式的な構成図を示している。
以下に、第3の実施形態の通信システムについて説明する。図12は、第3の実施形態による通信システムの模式的な構成図を示している。
上記第1の実施形態において、受信側で再送比率を演算して、送信側にフィードバックする。しかし、第3の実施形態においては、送信側で再送比率を演算する。その他の部分は第1の実施形態と同じである。
図12に示すように、受信機300−3は再送比率演算ユニットを具備しない。送信機300−3はチャンネル推定ユニット308のチャンネル情報に基づき、受信端の信号対雑音比を演算し、符号化及び変調方式を確定した後、フィードバックユニット311を介して送信機200−3にフィードバックする。
送信機200−3のARQ制御部205は再送比率演算ユニット2054を具備する。フィードバック受信ユニット208は受信機300−3から信号対雑音比のフィードバックを受信して、再送比率演算ユニット2054に伝送する。再送比率演算ユニット2054は受信機300−3からフィードバックされたACK/NACK情報と信号対雑音比情報に基づき、再送比率を演算する。
再送比率演算ユニット2054が再送比率を演算するプロセスは上記第1の実施形態における再送比率演算ユニット306が再送比率を演算するプロセスと同じであり、且つデータパケット配置ユニット2052がデータパケットを配置するプロセスは第1の実施形態において説明したのと同じである。従って、ここで重複する説明を省略する。
[第4の実施形態]
以下に、第4の実施形態の通信システムについて説明する。図13は、第3の実施形態による通信システムの模式的な構成図を示している。
以下に、第4の実施形態の通信システムについて説明する。図13は、第3の実施形態による通信システムの模式的な構成図を示している。
上記第2の実施形態において、受信側で再送比率を演算して、送信側にフィードバックする。しかし、第4の実施形態においては、送信側で再送比率を演算する。その他の部分は第2の実施形態と同じである。
図13に示すように、受信機は再送比率演算ユニットを具備しない。送信機はフィードバックユニット310を介してチャンネル推定ユニット308と信号対クラッタ比演算ユニット310が取得した信号対雑音比を送信機200−4にフィードバックする。
送信機200−4のARQ制御部205は再送比率演算ユニット2054を具備する。フィードバック受信ユニット208は受信機300−3から信号対雑音比のフィードバックを受信して、再送比率演算ユニット2054に伝送する。再送比率演算ユニット2054は受信機からフィードバックされたACK/NACK情報と信号対雑音比情報に基づき、再送比率を演算する。
再送比率演算ユニット2054が再送比率を演算するプロセスは上記第2の実施形態における再送比率演算ユニット306が再送比率を演算するプロセスと同じであり、且つデータパケット配置ユニット2052がデータパケットを配置するプロセスは第2の実施形態において説明したのと同じである。従って、ここで重複する説明を省略する。
本開示によれば、部分的再送HARQスキームにおいて、受信側又は送信側でチャンネル状態に応じて再送における再送比率を自動的に確定し、再送における新しいデータと再送データの比率を最適化することで、システムのスループットを向上することができる。
以上、第1−第4の実施形態を説明した。もちろん、本発明の範囲は上記説明した特定実施形態に限られるものではなく、本発明の精神又は範囲を脱離しない限り、本発明について様々な改善と変更を行うことが可能である。従って、これらの改善と変更が添付の請求の範囲及びそれと同じ範囲内における場合、その改善と変更も本発明に属するはずである。
第１ないし第４の実施形態に関し、以下の付記を記載する。
（付記1） 送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備え、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記フィードバック受信ユニットによって受信した受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記再送比率確定ユニットによって確定された再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、
を備える。
（付記2） 前記データパケット配置ユニットは前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
（付記3） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
（付記4） 前記送信機は、前記受信機に再送データパケットの組み合わせフォーマットを知らせるフォーマット通知ユニットをさらに備えることを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載の通信システム。
（付記5） 送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備え、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、を備えることを特徴とする通信システム。
（付記6） 前記データパケット配置ユニットは前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送することを特徴とする付記5に記載の通信システム。
（付記7） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記5に記載の通信システム。
（付記8） 前記送信機は、前記受信機に再送データの組み合わせフォーマットを知らせるフォーマット通知ユニットをさらに備えることを特徴とする付記5〜7に記載の通信システム。
（付記9） 送信機と受信機を有する通信システムにおける送信機において、該送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、前記受信機は前記検査部分に基づき各前記符号データブロックが正確に受信されたかを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報、及び前記符号データブロックのチャンネル情報をフィードバックし、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報及び前記チャンネル情報を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記フィードバック受信ユニットによって受信した受信正確是非情報及び前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記再送比率確定ユニットによって確定した再送比率に基づき、再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、
を備えることを特徴とする送信機。
（付記10） 前記データパケット配置ユニットは前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送することを特徴とする付記9に記載の送信機。
（付記11） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記9に記載の送信機。
（付記12） 前記送信機は、前記受信機に再送データの組み合わせフォーマットを知らせるフォーマット通知ユニットをさらに備えることを特徴とする付記9〜11に記載の送信機。
（付記13） 送信機と受信機を有する通信システムにおける受信機において、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備えることを特徴とする受信機。
（付記14） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記13に記載の送信機。
（付記15） 送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、
前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を前記送信機にフィードバックするステップと、を備え、
前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を受信するステップと、
受信した受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップとを備えることを特徴とする自動再送制御方法。
（付記16） 前記再送データパケットを配置するステップは、前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送するステップをさらに備えることを特徴とする付記15に記載の自動再送制御方法。
（付記17） 前記再送比率を確定するステップは、予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定するステップをさらに備えることを特徴とする付記15に記載の自動再送制御方法。
（付記18） 送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、
前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするステップと、を備え、
前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するステップと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップと、を備えることを特徴とする自動再送制御方法。
（付記19） 前記再送データパケットを配置するステップは、前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送するステップをさらに備えることを特徴とする付記18に記載の自動再送制御方法。
（付記20） 前記再送比率を確定するステップは、予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定するステップをさらに備えることを特徴とする付記18に記載の自動再送制御方法。
（付記1） 送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備え、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記フィードバック受信ユニットによって受信した受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記再送比率確定ユニットによって確定された再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、
を備える。
（付記2） 前記データパケット配置ユニットは前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
（付記3） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記1に記載の通信システム。
（付記4） 前記送信機は、前記受信機に再送データパケットの組み合わせフォーマットを知らせるフォーマット通知ユニットをさらに備えることを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載の通信システム。
（付記5） 送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備え、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、を備えることを特徴とする通信システム。
（付記6） 前記データパケット配置ユニットは前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送することを特徴とする付記5に記載の通信システム。
（付記7） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記5に記載の通信システム。
（付記8） 前記送信機は、前記受信機に再送データの組み合わせフォーマットを知らせるフォーマット通知ユニットをさらに備えることを特徴とする付記5〜7に記載の通信システム。
（付記9） 送信機と受信機を有する通信システムにおける送信機において、該送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、前記受信機は前記検査部分に基づき各前記符号データブロックが正確に受信されたかを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報、及び前記符号データブロックのチャンネル情報をフィードバックし、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報及び前記チャンネル情報を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記フィードバック受信ユニットによって受信した受信正確是非情報及び前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記再送比率確定ユニットによって確定した再送比率に基づき、再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、
を備えることを特徴とする送信機。
（付記10） 前記データパケット配置ユニットは前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送することを特徴とする付記9に記載の送信機。
（付記11） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記9に記載の送信機。
（付記12） 前記送信機は、前記受信機に再送データの組み合わせフォーマットを知らせるフォーマット通知ユニットをさらに備えることを特徴とする付記9〜11に記載の送信機。
（付記13） 送信機と受信機を有する通信システムにおける受信機において、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備えることを特徴とする受信機。
（付記14） 前記再送比率確定ユニットは予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定することを特徴とする付記13に記載の送信機。
（付記15） 送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、
前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を前記送信機にフィードバックするステップと、を備え、
前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報を受信するステップと、
受信した受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップとを備えることを特徴とする自動再送制御方法。
（付記16） 前記再送データパケットを配置するステップは、前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送するステップをさらに備えることを特徴とする付記15に記載の自動再送制御方法。
（付記17） 前記再送比率を確定するステップは、予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定するステップをさらに備えることを特徴とする付記15に記載の自動再送制御方法。
（付記18） 送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、
前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするステップと、を備え、
前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するステップと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップと、を備えることを特徴とする自動再送制御方法。
（付記19） 前記再送データパケットを配置するステップは、前記再送比率に基づき、正確に送信できなかったデータパケットの一部のデータを再送するステップをさらに備えることを特徴とする付記18に記載の自動再送制御方法。
（付記20） 前記再送比率を確定するステップは、予め取られた異なる再送比率による伝送性能を反映するルックアップテーブルに基づき、前記再送比率を確定するステップをさらに備えることを特徴とする付記18に記載の自動再送制御方法。
Claims (3)
- 送信機と受信機を有し、送信機から受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおいて、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備え、
前記送信機は、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するフィードバック受信ユニットと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するデータパケット配置ユニットと、を備えることを特徴とする通信システム。 - 送信機と受信機を有する通信システムにおける受信機において、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備し、
前記受信機は、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成する検査ユニットと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するチャンネル情報確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定する再送比率確定ユニットと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするフィードバックユニットと、
を備えることを特徴とする受信機。 - 送信機と受信機を有し、前記送信機から前記受信機に一つ以上の符号データブロックを備えるデータパケットを一つ又は複数有するフレームを送信し、且つ前記符号データブロック毎に該符号データブロック自体に対する検査部分を具備する通信システムにおける自動再送制御方法において、
前記受信機において、前記検査部分によって各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを確定し、各前記符号データブロックが正確に受信されたか否かを反映する受信正確是非情報を生成するステップと、
前記符号データブロックのチャンネル情報を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記チャンネル情報に基づき、再送における再送比率を確定するステップと、
前記受信正確是非情報と前記再送比率を前記送信機にフィードバックするステップと、を備え、
前記送信機において、前記受信機からフィードバックされた前記受信正確是非情報と前記再送比率を受信するステップと、
前記再送比率に基づき再送データパケットを配置するステップと、を備えることを特徴とする自動再送制御方法。
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