JP5360198B2 - 通信方法、通信システム、通信端末装置、及び通信基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線によりデータ伝送を行う無線通信技術に関する。なお、無線通信技術の例には、次世代携帯電話通信規格として検討が進められているＥ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）も含まれる。

標準化団体３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）にて標準化作業が進められているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の新たな携帯電話の通信規格などにおいては、移動体端末において高速通信を可能とするためのデータ通信技術が開発されてきている。

ＬＴＥ等において採用されている再送技術として、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）と呼ばれる方式が知られている。この方式は、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ＰＡＣＫｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）にも適用されているが、送信器にて通信パケットに付加された誤り訂正符号に基づいて、受信器が受信した通信パケットについての誤り検出を行う。そして、受信器は、ＡＣＫ（肯定的送達確認：ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）又はＮａｃｋ（否定的送達確認：Ｎｅｇａｔｉｖｅ ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信器へ返信することで通信パケットの受信の成否を送信器に通知する。従って、送信機は、データ送信が正常に行われなかったことをＮａｃｋの受信により検出して、データの再送信を行うことができる。

具体的には、送信器は、情報ビットを符号化したデータ（コードブロック）を新規送信データとして受信器に送信する。その一方、新規送信時に送信するデータをバッファ（ＨＡＲＱバッファ）に格納しておく。送信器は、受信器がＮａｃｋを返した場合又はパケットを送信してから妥当な時間が経過するまでに送達確認を受信できない場合に、送信データを再送する。この場合に送信器は、受信器にて復号に失敗したデータが破棄されずに再送データと組み合わせて復号されることを考慮した上で、ＨＡＲＱバッファの中から決められたルールに従って、送信ビットを選択し、送信することもができる。このとき、新規データを送ったときと同じビットを送らなくともよい。なお、再送において新規送信時と全く同じビットが送られる方法はチェイスコンバイニング（Ｃｈａｓｅ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）、違うビットが送られる方法はインクリメンタルリダンダンシー（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）と呼ばれている。

受信器側は、受信に失敗した場合であっても、受信データを廃棄せずに、されずに再送データと組み合わせて(合成して)復号が行うこともできる。
関連する従来技術として、下記先行技術文献が存在する。
特開平５−１６０８１７号公報 特開２００５−１０９９０９号公報 特開２００６−２０３３５５号公報

しかし、送信器が、１つのコードブロックについて送信を行い、再送も１つのコードブロックとして送信を行うことは、伝送効率の観点から好ましくない。
そこで、発明の１つの側面では、再送の際の伝送効率を高めることを目的の１つとする。

態様の１つとしては、無線通信方法は、新規コードブロックと、その新規コードブロックの送信の際に適用する変調方式及び符号化方式を特定する制御信号を送信し、コードブロックについての再送を行う際に、再送について適用する変調方式及び符号化方式の組合せの候補を制限し、制限された組合せの候補から選択された変調方式及び符号化方式を用いてコードブロックと新規コードブロックとを送信し、変調方式及び符号化方式を特定する情報を含まず、再送コードブロック情報を含む制御信号を再送処理で送信するように構成される。

かかる手段によれば、再送の際の伝送効率を高めることができる。

各実施形態に共通の送信器の構成図である。 各実施形態に共通の受信器の構成図である。 送信器と受信器との間の通信動作を示すシーケンス図である。 各実施形態の通信システムで採用される無線通信フォーマットの一例を示した図である。 各実施形態の通信システムで採用されるリソースブロックのフォーマットの一例を示した図である。 第１の実施形態におけるサブフレームの送信フォーマット例を示す図である。 第１の実施形態の説明図（その１）である。 第１の実施形態の説明図（その２）である。 再送時における受信器の制御チャネル復号部２０３の動作を示す動作フローチャートである。 再送時に制御チャネルに設定される再送ブロック情報と実際に再送されるコードブロックとのマッピングを示す図である。 第２の実施形態におけるサブフレームの送信フォーマット例を示す図（その１）である。 第２の実施形態におけるサブフレームの送信フォーマット例を示す図（その２）である。 従来技術から考えられる第２の実施形態に対応する制御チャネルの送信フォーマット例を示す図である。 第２の実施形態における制御チャネルの送信フォーマット例を示す図（その１）である。 第２の実施形態における制御チャネルの送信フォーマット例を示す図（その２）である。 第２の実施形態における制御チャネルのブラインドデコード動作の説明図（その１）である。 第２の実施形態における制御チャネルのブラインドデコード動作の説明図（その２）である。 第３の実施形態における制御チャネルの送信フォーマット例を示す図（その１）である。 第３の実施形態における制御チャネルの送信フォーマット例を示す図（その２）である。

以下、図面を参照しながら、実施形態について詳細に説明する。
以下に説明する各実施形態は、携帯電話等の無線通信システムにおける送信器と受信器に関するものである。送信器は、例えば携帯電話基地局の送信部又は携帯電話端末の送信部に実装してもよい。受信器は、例えば携帯電話基地局の受信部又は携帯電話端末の受信部に実装してもよい。

図１は、後述する各実施形態に共通の送信器の構成図である。
データ処理部１０１は、例えば音声データや画像データをデジタルデータに変換し、送信バッファ１０２に記憶させる。送信バッファ１０２内の送信データは、それが送信された後も保持され、受信器からＡｃｋ信号を受信して初めて破棄されてもよい（上書き可能とされてもよい）。送信バッファに保持されたデータを読み出して、再送信処理に利用することができるからである。

制御チャネル生成部１０４は、制御チャネルを介して伝送する制御信号（制御チャネル信号）を生成し、生成した制御信号について符号化及び変調の各処理を実行する。
トランスポートブロック生成部１０５は、送信バッファ１０２から、トランスポートブロックとして一度に送る送信データを抽出する。

コードブロック分割部１０６は、送信データのトランスポートブロックを、符号化しやすいように、コードブロックと呼ばれるデータ単位に分割する。
データチャネル生成部１０７は、送信データの各コードブロックに対して、符号化及び変調の各処理を実行する。

送信部１０８には、制御チャネル生成部１０４で生成される制御チャネル信号と、データチャネル生成部１０７で生成されるデータチャネルを介して送信するデータ信号（データチャネル信号）が入力される。送信部１０８は、制御チャネル信号とデータチャネル信号を、例えば、ＬＴＥで規定されるダウンリンク（基地局から端末へ向かう通信路）又はアップリンク（端末から基地局へ向かう通信路）の無線フレームにマッピングする（後述する図４及び図５を参照）。そして、送信部１０８は、各無線フレームに対応する無線信号を生成し、アンテナ１０９から送信する。

受信部１１０は、アンテナ１０９から、受信器（図２）より返送される制御チャネルを受信し、その制御チャネルからＡｃｋ信号又はＮａｃｋ信号を取り出し、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ判定部１１１に通知する。

Ａｃｋ／Ｎａｃｋ判定部１１１は、Ａｃｋ信号が通知された場合には、データ伝送が正常に行われたと認識し、そのＡｃｋ信号に対応する送信バッファ１０２内の再送用送信データを破棄する。Ａｃｋ／Ｎａｃｋ判定部１１１は、Ｎａｃｋ信号が通知された場合には、データ伝送が正常に行われなかったと認識して、スケジューラ部１０３に再送処理を指示する。

スケジューラ部１０３は、新規送信／再送の別に応じて、後述するリソースブロックの割当てやトランスポートブロックサイズ、コーディングレート等を決定し、制御チャネル生成部１０４にその決定内容に従った制御信号の生成を指示する。また、送信バッファ１０２に該当するコードブロックの再送処理を指示する。なお、決定したトランスポートブロックサイズ、コーディングレート等に従った送信データを生成すべく、データチャネル生成部１０７に対する指示も行う。

ただし、この実施例では、複数のコードブロックの送信を行い、その一部のコードブロックについて誤りが生じた場合には、再送処理において、一部のコードブロックについての再送を行うことを可能とする。再送の際は、複数の再送データブロックを送信又は新規データ（新規データブロック）と再送データ（再送データブロック）を混在させて送信する場合ことができる。

これによれば、複数のコードブロックの送信が行えるため、送信効率が高まり、また、再送処理において、新規送信に係る全てのコードブロックを再送しなくてもよいため、不要なデータ送信を控えることができる。更に、再送の際、新規のコードブロックを混在させて送信することで、再送信処理の際の送信効率を高めることができる。

また、その際、どのデータブロックが再送データブロックであるか識別可能とする情報（再送コードブロック情報）を受信器に送信することとする。例えば、新規送信で３つのコードブロックを送信し、１番目のコードブロック（Ｃ）のみ、受信器における受信に失敗したと仮定。そして、再送においても３つのコードブロックを送信し、１番目のコードブロックが再送（コードブロック（Ｃ）の再送）、２番目、３番目のコードブロックが新規のコードブロックの場合、再送に関する制御情報として、“１００”と設定して、最初のビット“１”で、最初のコードブロックは再送であり、残りの“０”、“０”で、２番目、３番目のコードブロックは新規送信であることを通知することができる。当該識別情報は、例えば、スケジューラによる決定に基づき、制御チャネル生成部１０４が生成して、送信部１０８を介して送信することもできる。 また、再送時も、制御チャネル生成部１０４及びデータチャネル生成部１０７により、制御チャネル及びデータチャネルの送信が行われる。

図２は、後述する各実施形態に共通の受信器の構成図である。
制御チャネル復号部２０３は、受信部２０２がアンテナ２０１から受信した制御チャネルについて復調及び復号する。なお、制御チャネルの伝送に用いられる変調方式、符号化方式が所定の変調方式、符号化方式で一定の場合は、その所定の変調方式、符号化方式に対応する所定の復調方式、復号方式を用いればよい簡単に復号できる。複数の変調方式、符号化方式が採用され得る場合であって、その組み合わせに応じて、受信処理を複数種類実行し、誤りが検出されない方式が適用された正しい方式として判断し、その正しい方式で制御信号を得ればよい。

データチャネル復号部２０４は、制御チャネル復号部２０３での制御チャネルの復号結果に基づいて、復調方式や復号方式を決定し、受信部２０２がアンテナ２０１から受信した受信信号に対して、決定した復調方式や復号方式に従って、データチャネルを復調及び復号する。

データチャネル復号部２０４は、データチャネルの復調及び復号に成功し新規データを得た場合には、得られたデータチャネルを受信バッファ２０５を介してデータ処理部２０６に引き渡す。

データチャネル復号部２０４は、データチャネルの復調及び復号に失敗した場合には、データを受信バッファ２０５に保持する。
データチャネル復号部２０４は、データチャネルの復調及び復号に失敗し、再送データを得た場合には、受信バッファ２０５に保持されているデータと再送データとを合成してデータの復調及び復号を行い、得られたデータを受信バッファ２０５を介してデータ処理部２０６に引き渡す。 Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成部２０７は、データチャネル復号部２０４がデータチャネルの復調及び復号に成功した場合には、その成功したデータチャネルに対応するＡｃｋ信号を設定した制御チャネルを生成する。Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成部２０７は、データチャネル復号部２０４がデータチャネルの復調及び復号に失敗した場合には、その失敗したデータチャネルに対応するＮａｃｋ信号を設定した制御チャネルを生成する。Ａｃｋ／Ｎａｃｋ信号生成部２０７は、そのようにして生成した制御チャネルを、送信部２０８を介して、送信器（図１）に向けて、アンテナ２０１から送信する。

データ処理部２０６は、受信バッファ２０５を介して受け取ったデータチャネルから、音声データ、画像データ、その他通信データ等を再生する。
図３は、図１の送信器と図２の受信器との間の通信動作を示すシーケンス図である。図１の送信器は、新規送信時に、制御チャネル及びデータチャネルを送信する。制御チャネルには、データチャネルを復調、復号するための情報が含まれている。図２の受信器は、制御チャネルの中身により、データチャネルを復調、復号することになる。そして、正しくデータ再生できた場合はＡｃｋ信号を、正しくデータ再生できなかった場合はＮａｃｋ信号を送信器にフィードバックし、Ｎａｃｋ信号を受けたブロックに関して送信器は、再送データを送る。その際、再送データに加えて新規データも送信し、新規、再送が混在したデータ送信を実行する。

図４及び図５は、各実施形態の通信システムで採用される通信フォーマットの一例を示した図であり、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信方式が採用され、周波数帯域上で複数の帯域に分割されたサブキャリアを用いて通信が実行される。

図４は、通信フレームのデータフォーマット例を示した図である。通信は、フレーム、サブフレーム、スロット、シンボルを単位として行われる。１無線フレームは例えば１０ｍｓｅｃ（ミリ秒）の時間長を有し、１０個のサブフレームを含む。１サブフレームは例えば１ｍｓｅｃの時間長を有し、例えば２個のスロットを含む。１スロットは例えば０．５ｍｓｅｃの時間長を有し、例えば７個のシンボルを含む。各シンボルは、図１の送信部１０８から送信される複素変調シンボルである。

各スロットは更に、図５に示されるように、時間方向のシンボル列と周波数方向のサブキャリア群とで形成されるリソースグリッドにマッピングされる。リソースグリッド内の各エレメント５０２は、リソースエレメントと呼ばれ、各リソースエレメント５０２には、1つのシンボルが割り当てられる。

１つのスロットと連続する１２個のサブキャリアとで形成されるリソースグリッド領域５０１はリソースブロックと呼ばれ、これが通信データを伝送する単位となる。更に、２つの連続するスロットからなるサブフレーム（＝１ｍｓｅｃｔ）毎に、送信器と受信器の間で、周波数帯域内のどの位置のリソースブロック５０１を何ブロック使用するかが決定され、決定された１個以上のリソースブロック５０１を用いて通信が実行される。周波数帯域内のどの位置のリソースブロック５０１を使用するかは、例えば端末での受信品質に基づいて決定される。具体的には、端末は基地局から送信されたパイロット系列（リソースブロック５０１内にマッピングされて送信されている）の受信品質の情報をＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）として、制御チャネルを用いて基地局に送信している。基地局は、このＣＱＩに基づいて受信品質のよい周波数位置のリソースブロック５０１を選択する。また、リソースブロック５０１を何ブロック使用するかは、端末からの帯域使用要求に基づいて基地局が決定する。このようにして決定されたリソースブロック５０１の割当て情報は、ダウンリンクの制御チャネルに設定されて、サブフレーム（＝１ｍｓｅｃ）毎に端末に通知される。端末は、サブフレーム毎に、基地局から通知されるリソースブロック割当てに対応するリソースブロック５０１を使って、通信を実行する。図５の例では、サブフレーム１において、＃ｘ、＃ｙ、＃ｚの３つのリソースブロック５０１を使って通信が実行されることが示されている。

１つのリソースブロック５０１には、７シンボル×１２サブキャリア＝８４シンボルが割り当てられる。従って、或るサブフレームにてｎ個のリソースブロック５０１が使用されるとすれば、そのサブフレームの通信容量は、８４×ｎシンボルになる。

アップリンクの通信フォーマットについては、ＯＦＤＭではなく、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）通信方式を採用することもできる。しかし、上述の無線フレーム、サブフレーム、スロット、シンボル、及びリソースブロックに関する基本的な考え方は同じである。

上述の送信器及び受信器の実現例と通信フォーマットの例に基づく第１の実施形態について、以下に説明する。
図６は、第１の実施形態におけるサブフレームの送信フォーマット例を示す図である。各サブフレームは、図５にて前述した１つ以上のリソースブロック５０１を用いて、複数のコードブロックを伝送する。コードブロックとは、トランスポートブロック（一度に送信したいデータの集合）を符号化しやすいように分割したデータの集合であり、図１のコードブロック分割部１０６によって生成される。ここでは例えば、トランスポートブロックが、１ブロックが予め決められた大きさ以下になるように等分割されることにより、コードブロックが生成される。また、各コードブロックには、誤り検出用の情報（例えばＣＲＣ）が付加されており、図２の受信器のデータチャネル復号部２０４は、コードブロック毎に、それを正しく復号できたか否か（誤りを含んでいるか）を検出できるようになっている。

図６において、図６（ａ）のサブフレーム（Ｓｕｂｆｒａｍｅ）０において、“１”“２”“３”の番号が付加されている３つのコードブロックが混在して伝送され、そのうち“２”と“３”のコードブロックについてＮａｃｋ信号が返された場合を考える。この場合には、送信器は、これらのコードブロックを送信してから再送処理に必要な時間が経過したタイミング以後（例えばサブフレーム８）において、“２”と“３”のコードブロックが再送される。これに対して、“２”のコードブロックについて再びＮａｃｋ信号が返された場合、更に８サブフレーム以後の例えばサブフレーム１６で“２”のコードブロックが再送され、Ａｃｋ信号が返される。それから８サブフレーム後の例えばサブフレーム２４では、新規データである“４”“５”“６”のコードブロックが送信される。

このように、本実施形態では、サブフレーム中に混在して送信された複数のコードブロックのうち、誤りが検出されたブロックに関して再送要求が行われ、誤りが検出させなかったブロックについては、再送要求は行われない。そして、送信器から、再送を行うときには、どのコードブロックが再送されているかが制御チャネルを介して送信される再送ブロックの識別情報により通知されるため、受信器は、その識別情報を用いて、受信すべきコードブロックを特定することになる。

しかし、この識別情報（再送ブロック情報）が制御チャネルに追加されると、図７に示されるように、図７（ｂ）に示される再送時の制御チャネルフォーマットは、図７（ａ）に示される新規データの送信時に比較して大きくなってしまう。なお、図７で、「ＲＢ割当て」は、図５で説明したように、現在のサブフレームにおいて周波数帯域内のどの位置のリソースブロック５０１がデータ通信に使用されるかを示す情報である。

そこで、本実施形態では、図８に示されるように、図１の制御チャネル生成部１０４は、図８（ａ）の新規データの送信時には送信されていたＭＣＳ（変調符号化方式：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）情報を、図８（ｂ）の再送時には送らないように制御する。これにより、再送時における制御信号の総データ量が増大することを抑制する。好ましくは、新規送信時と再送時とで同じフォーマットを維持する。すなわち、データ総量が同じとなるようにする。意味のあるデータでデータ領域全体を埋め尽くすことができない場合は、パディングデータを挿入することで、データ総量を擬似的に一致させればよい。

フォーマットまで一致させると得られる長所について簡単に説明しておく。なお、フォーマットを一致させることは必須ではない。
フォーマットが２種類あると、受信器の制御チャネル復号部２０３（図２）は、いずれのフォーマットで送信されるか不明なため、双方のフォーマットに応じた２回の復号処理を行い、正しく受信できた方が送られたフォーマットであったと判断することになる。従って、フォーマットが２種類利用される場合、端末の処理量は、フォーマットが１種類だった場合に比べて２倍となる。また、誤検出確率は、復号回数に比例して多くなるので、誤検出確率も、フォーマットが１種類だった場合に比べて２倍となる。

ここでは、図８に示されるように、フォーマットを１種類にすることとする。

さて、図８の例では、再送時に、制御チャネルでＭＣＳ情報を送信しないこととするが、この場合、受信器は、取りえるＭＣＳの組み合わせ全てについて受信処理を試行して、誤りが検出されなかったＭＣＳを送信器が適用したとして、受信することとなる。

そこで、この実施例では、各変調方式に対応するコーディングレートをあらかじめ決めておくことにより、再送時の受信処理の負荷を抑えることとする。
ここで、ＭＣＳ情報とは、変調方式、及びコーディングレートを示す情報である。変調方式には、例えば、ＱＰＳＫ（４位相偏移変調：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（直交振幅変調：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭなどが含まれる。ＱＰＳＫでは１シンボルあたり２ビット、１６ＱＡＭでは１シンボルあたり４ビット、６４ＱＡＭでは１シンボルあたり６ビット送信することが可能である。各シンボルは、前述した図５のリソースブロック５０１内のリソースエレメント５０２に格納されて伝送される。コーディングレートとは、誤り訂正符号化前のビット数と誤り訂正符号化後のビット数の比率である。誤り訂正はデータを冗長に送ることによって特性を向上させる処理であるため、誤り訂正符号化前のビット数よりも、誤り訂正符号化後のビット数の方が多くなる。よってコーディングレートは１以下となる。

この実施例では、例えば、ＱＰＳＫのときはコーディングレートは閾値Ｑ１未満、１６ＱＡＭのときはコーディングレートは閾値Ｑ２（Ｑ１＜Ｑ２）未満と決めておく。送信器は、この範囲内（新規送信時に選択するＭＣＳ候補数より少ないＭＣＳ候補数しか含まれないＭＣＳ選択母集合又は新規送信時に選択するＭＣＳ候補の一部のＭＣＳ候補しか含まないＭＣＳ選択母集合)で変調方式及びコーディングレートを選択することで、再送時における、受信器における受信処理の試行負荷を低減する。

図９は、この場合における、再送時における受信器の制御チャネル復号部２０３（図２）の動作を示す動作フローチャートである。
制御チャネル復号部２０３はまず、新規送信時に送られている制御チャネル内のＭＣＳ情報から、トランスポートブロックサイズＴを決定する（図９のステップＳ９０１）。

次に、制御チャネル復号部２０３は、今回（再送信）のサブフレームにおいて制御チャネルで通知されたリソースブロック割当て情報（図８の「ＲＢ割当て」）から、今回のサブフレームにおいて使用されているリソースブロック数（ＲＢ数）Ｎを算出する（図９のステップＳ９０２）。

制御チャネル復号部２０３は、上述のトランスポートブロックサイズＴとリソースブロック数Ｎから、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの各変調方式で送信が行われたと仮定した場合のコーディングレートＲ１、Ｒ２、Ｒ３を算出する（図９のステップＳ９０３）。

そして、制御チャネル復号部２０３は、コーディングレートＲ１が閾値Ｑ１よりも小さいか否かを判定する（図９のステップＳ９０４）。
制御チャネル復号部２０３は、コーディングレートＲ１が閾値Ｑ１よりも小さいと判定した場合、変調方式をＱＰＳＫ、コーディングレートをＲ１と決定する（図９のステップＳ９０５）。

制御チャネル復号部２０３は、コーディングレートＲ１が閾値Ｑ１以上であると判定した場合には更に、コーディングレートＲ２が閾値Ｑ２よりも小さいか否かを判定する（図９のステップＳ９０６）。

制御チャネル復号部２０３は、コーディングレートＲ２が閾値Ｑ２よりも小さいと判定した場合、変調方式を１６ＱＡＭ、コーディングレートをＲ２と決定する（図９のステップＳ９０７）。

制御チャネル復号部２０３は、コーディングレートＲ２が閾値Ｑ２以上であると判定した場合には、変調方式を６４ＱＡＭ、コーディングレートをＲ３と決定する（図９のステップＳ９０８）。

制御チャネル復号部２０３は、上述のようにして決定した変調方式とコーディングレートをデータチャネル復号部２０４（図２）に通知し、復号処理を実行させる。
なお、送信側と受信側では、上述の各変調方式に対応するコーディングレートの決定論理に相互に矛盾が生じないように、それぞれの変調方式とコーディングレートの組合せが予め決定されているものとする。

図１０は、再送時に図８（ｂ）の制御チャネルに設定される再送ブロック情報と実際に再送されるコードブロックとのマッピングを示す図である。制御チャネル中のＭＣＳ情報のビット数は、システムにより予め決まっているが、ここでは例えば５ビットとして説明する。更に例として、サブフレームにおいて同時に送信される最大のコードブロック数が７である場合を例として説明する。図１０に示されるように、前半の４つのコードブロックについては、２コードブロック単位での再送、後半の３つのコードブロックについては、１コードブロック単位での新規送信とされ、それぞれ再送か新規の別が制御チャネルの再送ブロック（図８（ｂ）参照）の領域の各ビットによって指定される。このようにして、ＭＣＳ情報のビット数と同じになるように再送ブロックが制御されることにより、新規送信時と再送時とで、同じ制御チャネルのフォーマットを使用することができる。もちろん、ビット数を一致させなくともよい。

次に、図１及び図２に示される送信器及び受信器の実現例と図３〜図５に示される通信フォーマットの例に基づく第２の実施形態について、以下に説明する。
まず、最初に送ったブロックについて全てＡｃｋ信号が返信される前に、新しいブロックが追加される場合を考える。

図１１は、第２の実施形態におけるサブフレームの送信フォーマット例を示す図である。新しいトランスポートブロックのコードブロックが追加される場合、新しいデータサイズが割り当てられるように、データサイズ指定を変化可能とすることが、伝播環境が変わりやすい無線通信では特に好ましい。また、変調方式や、リソース割当ての指定も行えるようにすると、より好適である。つまり、追加分は、別のＨＡＲＱプロセスで送る方法が望ましい。

図１１の送信フォーマット例では、図１１（ａ）のサブフレーム０で新規に送信されたトランスポートブロック１に対応するコードブロック“１−１”“１−２”“１−３”に対して、図１１（ｂ）のサブフレーム８で、“１−２”“１−３”が再送される。このとき同時に、新たなトランスポートブロック２に対応するコードブロック“２−１”が新規に送信される。また、図１１（ｃ）のサブフレーム１６では、トランスポートブロック１のコードブロック“１−２”とトランスポートブロック２のコードブロック“２−１”が再送され、トランスポートブロック２のコードブロック“５”が新規に送信される。そして、図１１（ｄ）のサブフレーム２４では、トランスポートブロック２のコードブロック“２−３”と、トランスポートブロック３のコードブロック“３−１”“３−２”が全て新規に送信される。

図１２の送信フォーマット例では、図１２（ａ）のサブフレーム０でトランスポートブロック１に関するコードブロック“１−１”“１−２”“１−３”が新規に送信され、図１２（ｂ）の次のサブフレーム１で、別のトランスポートブロックの新規コードブロック“２−１”“２−２”“２−３”が送信されている。そして、図１２（ｃ）のサブフレーム９で、図１２（ａ）と（ｂ）のそれぞれにおいて伝送された異なるトランスポートブロックに対する再送データ“１−２”“２−３”、更には第３番目のトランスポートブロックの新規コードブロック“３−１”が混在して再送される。

以上のようにし、ＨＡＲＱプロセスが個別に割り当てられることにより、異なるトランスポートブロックのコードブロックを１度に再送することも可能となる。
このような制御方式が採用された場合、制御チャネル中で指定されるＨＡＲＱのプロセスＩＤによって、どのトランスポートブロックのコードブロックが再送されているかを知ることができる。また、同じプロセス（同じトランスポートブロック）内のどのコードブロックが再送されているかについては、第１の実施形態の場合と同じ方法で、再送ブロック情報を制御チャネルに指定すればよい。

しかし、複数のＨＡＲＱプロセスに関する制御情報を示す必要があるので、図１３に示されるように、制御情報は長くなる。この場合、ＨＡＲＱプロセスをいくつ同時送信するかにより、制御チャネルのサイズが異なってしまう。

そこで、第２の実施形態では、図１の制御チャネル生成部１０４及び図２の制御チャネル復号部２０３は、図１４に示すように、複数のリソースブロック（図５参照）における複数の制御チャネルを用いた送信フォーマットを採用する。これにより、制御チャネル１つあたりの（最大）データサイズは一定となる。ここで、再送時の再送ブロック情報は、図１４に示される各制御チャネル内の各ＭＣＳの示したデータ部分に、ＭＣＳに代えて設定され、送信される。

この送信フォーマットは、図１５に示されるように、サブフレームにおいて、制御チャネルを受信すべき物理リソース（リソースブロック）が予め複数選択されている場合に有効である。図１５では、４個の物理リソースに対し、物理リソース１つ又は２つに制御チャネルが割り当てられる可能性があることが、予め定められている。従って、受信器の制御チャネル復号部２０３（図２）は、図１５の例では、６パターンの物理リソースに対してブラインドデコードを行うことになる。共通のリソースブロックの中から、そのとき使うユーザに対して割当てが行われるために、ある程度広い範囲に割当ての可能性を残したいというシステム上の制約から、このような条件が採用される。この場合、図５で説明したように、受信器は、サブフレーム毎にもともと複数のリソースブロックを受信するように設計されるため、再送のために複数の制御チャネルがマッピングされていたとしても、デコードの負担を増やすことなく再送ブロック情報を検出することができる。

図１６は、制御チャネルの送信フォーマットが２種類の場合の受信器でのブラインドデコード（とり得る送信フォーマットそれぞれについての受信処理の試行により、実際に適用された送信フォーマットを検出し、受信を行う復号）のパターンの例を示した図である。この例では、制御チャネルの送信フォーマットは、２種類の長さを有するため、リソースブロックが１個及び２個である場合の６種類の検出タイミング毎に２通りずつのブラインドデコードを実施する必要がある。このため、全部で１２回のブラインドデコードが必要になる。図１６において、例えば、１６０１で示される上から３番目のパターンのデコードが成功した場合、受信器は、２トランスポートブロック分のデータが送られていると判断する。このようにしてデコードされた制御チャネルに基づいて、データチャネルが受信される。この例では、ブラインドデコードのパターン数が多くなってしまう。

これに対し、第２の実施形態では、図２の制御チャネル復号部２０３は、図１７のようなブラインドデコードパターンを実行する。この例では、制御チャネルの送信フォーマットは１種類のみであるため、リソースブロックが１個及び２個である場合の６種類の検出タイミング毎に１通りずつのブラインドデコードを実施するだけでよい。このため、ブラインドデコードの回数は、全部で６回で済む。この場合、混在して送信されるトランスポートブロックの数に応じて、サブフレームにデータが存在するときは、１つ又は２つの制御チャネルに制御情報が設定されている。例えば、１７０１及び１７０２で示されるように、２番目のパターンと４番目のパターンのデコードが成功した場合、制御チャネル復号部２０３は、２トランスポートブロック分のデータが送られていると判断する。このようにしてデコードされた制御チャネルに基づいて、データチャネル復号部２０４（図２）が、データチャネルを受信することができる。

このように第２の実施形態では、制御チャネルの数を複数にすることにより、制御チャネル１つあたりのビット数を新規、再送によらず一定とし、またＨＡＲＱのプロセスの数にもよらず一定とすることができる。これにより、受信器でのブラインドデコードの回数を減らすことが可能となる。

次に、図１及び図２に示される送信器及び受信器の実現例と図３〜図５に示される通信フォーマットの例に基づく第３の実施形態について、以下に説明する。
第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に複数のＨＡＲＱプロセスを同時に送信する場合を考える。

図１８に、第３の実施形態における制御チャネルの送信フォーマットの例を示す図である。第３の実施形態では、最大ＨＡＲＱプロセス数を例えば２と決めておき、ＨＡＲＱプロセス数が１のときは、図１８（ａ）に示されるようにパディングが追加されることにより、制御チャネルのビット数が揃えられる。再送時には、ＭＣＳのフィールドが再送ブロック情報で置き換えられる。パディングビット数を減らすために全体の制御チャネルのビット数を減らすことが望まれる。そこで、複数のＨＡＲＱプロセスが送信された場合、リソースブロックの割当てが、ＨＡＲＱプロセスごとに行われるのではなく、全体のＨＡＲＱプロセスに対して行われる（図１８の１８０１）。そして、各ＨＡＲＱプロセスに対しては、制御チャネルにおいてリソースブロック数（ＲＢ数）のみが示される（図１８の１８０２）。これにより、制御チャネルのビット数を減らすことができる。リソースブロック割当ての自由度は低くなるが、各ＨＡＲＱプロセスに同じ数のリソースを割り当てることができるので、プロセス毎にほぼ同じ通信特性を得ることができる。

図１９は、最大のＨＡＲＱプロセス数が３とされた場合の制御チャネルの送信フォーマットの例を示す図である。この場合も、リソースブロック数は１つだけが指定され（図１９の１９０１）、各ＨＡＲＱプロセスに対してはリソースブロック数（ＲＢ数）のみが示される（図１９の１９０２、１９０３）。なお、最後のトランスポートブロックのリソースブロック数は、リソースブロック割当ての部分（図１９の１９０１）でカウントできるリソースブロック数から、自分以外のトランスポートブロックに対して指定されているリソースブロック数（図１９の１９０２、１９０３）を引けばわかるので、制御チャネルで指示する必要はない（図１９の１９０４）。図１９において、「その他」として示されるフィールドには、ＭＣＳ情報やプロセスＩＤ（ＰＩＤ）の情報が含まれる。そして、再送時には、ＭＣＳ情報が適宜再送ブロック情報に置き換えられる。

以上の第３の実施形態の動作は、送信器の制御チャネル生成部１０４（図１）及び受信器の制御チャネル復号部２０３（図２）が協調して動作することにより実現される。
以上のようにして、第１、第２、及び第３の実施形態により、制御チャネルにおいて、ＭＣＳ情報を送らずに再送ブロック情報送受信が可能となるため、制御チャネルのビット削減を行うことができ、周波数利用効率の向上につながる。

また、第１、第２、及び第３の実施形態により、再送時にＭＣＳ情報を送らないことにより、コードブロックの識別情報を送信する場合でも、制御チャネルのビット数を揃え、新規送信時及び再送時で制御チャネルのビット数を揃えることができる。これにより、制御チャネルをブラインドデコードするシステムにおいて、ブラインドデコードの回数が減り、受信器の消費電力削減、及び誤検出確率を小さくすることが可能となる。

Claims (9)

1. 無線通信方法において、
   新規コードブロックと、該新規コードブロックの送信の際に適用する変調方式及び符号化方式を特定する制御信号を送信し、
   該コードブロックについての再送を行う際に、該再送について適用する変調方式及び符号化方式の組合せの候補を制限し、
   制限された該組合せの候補から選択された変調方式及び符号化方式を用いて前記コードブロックと新規コードブロックとを送信し、前記変調方式及び符号化方式を特定する情報を含まず、どのデータブロックが再送データブロックであるか識別する情報である再送コードブロック情報を含む制御信号を再送処理で送信し、
   前記新規コードブロックの通信時に受信した前記変調方式及び前記符号化方式を特定する情報を含む制御情報により、再送された前記コードブロックの復調方式及び復号化方式を含む制御情報を推定し、その推定した制御情報と、前記再送コードブロック情報を用いて再送されたコードブロックの受信処理を制御する
   ことを特徴とする通信方法。
2. 前記制御信号の送信において、前記新規コードブロックの送信の際に適用する変調方式及び符号化方式を特定する制御信号と前記再送コードブロック情報を含む制御信号のデータサイズを同一にして、前記新規コードブロックの通信時と前記再送コードブロックの通信時とで前記制御信号の送信フォーマットを変更せずに該制御信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 前記新規コードブロックの送信の際に適用する変調方式及び符号化方式を特定する制御信号は、トランスポートブロックのサイズ情報を含み、
   前記再送コードブロック情報は、該再送コードブロックのリソースブロックへの割当て数に関する情報を含み、
   前記再送処理において、前記新規データの通信時に受信した前記トランスポートブロックのサイズ情報と、今回の前記再送コードブロックの通信時に受信した前記リソースブロックの割当て数に関する情報とから、通信に使用される変調方式及びコーディングレートを推定し、該推定した変調方式及びコーディングレートを用いて前記再送コードブロックの受信処理を制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の通信方法。
4. 前記再送ブロック情報は今回の前記再送データの通信において再送されるコードブロックをビットマップで特定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
5. 通信の制御単位であるサブフレーム単位で、複数のトランスポートブロックのコードブロックの新規送信又は再送を実行し、
   前記各トランスポートブロック毎の再送コードブロック情報を複数の制御信号として設定して送信し、
   該複数の制御信号をブラインドデコード方式で受信し、前記各トランスポートブロック毎の再送コードブロック情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の通信方法。
6. 通信の制御単位であるサブフレーム単位で、複数のトランスポートブロックのコードブロックの新規送信又は再送を実行し、
   前記複数のトランスポートブロックで共通のリソースブロックの割当てを示す情報と前記各トランスポートブロック毎のリソースブロック数を示す情報を制御信号として設定し、設定される前記トランスポートブロックの数による前記制御信号のサイズの変化をパディングビットで埋めて同一サイズに調整して、該制御信号を送信し、
   該制御信号を受信して前記複数のトランスポートブロックで共通のリソースブロックの割当てを示す情報と前記各トランスポートブロック毎のリソースブロック数を示す情報を取得し、該取得した情報に基づいて前記各トランスポートブロック毎の通信を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
7. 同時に送ったデータの一部のみを再送する処理を行う通信システムにおいて、
   再送データの通信時に、新規データの通信時における制御チャネルの所定の制御情報をどのデータブロックが再送データブロックであるか識別する情報である再送制御情報で置き換えて前記制御チャネルを送信する制御チャネル生成部と、
   前記再送データの通信時に、前記制御チャネルを受信し前記再送制御情報を取得すると共に、前記置き換えられた所定の制御情報を前記新規データの通信時に受信した制御チャネルから推定し、該推定した所定の制御情報と前記再送制御情報を用いて前記再送データの受信処理を制御する制御チャネル復号部と、
   を含むことを特徴とする通信システム。
8. 通信端末装置において、
   再送データの通信時に、前記再送データを受信する通信基地局装置が、新規データの通信時における所定の制御情報がどのデータブロックが再送データブロックであるか識別する情報である再送制御情報に置き換えられた制御チャネルを受信し該再送制御情報を取得すると共に、前記置き換えられた所定の制御情報を前記新規データの通信時に受信した制御チャネルから推定し、該推定した所定の制御情報と前記再送制御情報を用いて前記再送データの受信処理を制御するように、前記新規データの通信時における前記制御チャネルの前記所定の制御情報を前記再送制御情報で置き換えて前記制御チャネルを送信する制御チャネル生成部を含む、
   ことを特徴とする通信端末装置。
9. 通信基地局装置において、
   再送データの通信時に、新規データの通信時における所定の制御情報がどのデータブロックが再送データブロックであるか識別する情報である再送制御情報に置き換えられた制御チャネルを受信し該再送制御情報を取得すると共に、前記置き換えられた所定の制御情報を前記新規データの通信時に受信した制御チャネルから推定し、該推定した所定の制御情報と前記再送制御情報を用いて前記再送データの受信処理を制御する制御チャネル復号部を含む、
   ことを特徴とする通信基地局装置。
   
   

Images