JP6924702B2 - 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、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。
現在、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムや、ＬＴＥシステムをベースとしたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）システムの仕様が完了又は検討されている。ＬＴＥについては、３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ８からＲｅｌｅａｓｅ１２が国際仕様として策定されている。また、３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ１０以降は、ＬＴＥ−Ａと呼ばれている。更に、第４世代移動通信（4G, 4th generation mobile communication）に続く第５世代移動通信（5G, 5th generation mobile communication）の検討も２０１３年頃から始まっている。
一方、データ通信においてはＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）と呼ばれる通信プロトコルが用いられる場合がある。ＴＣＰ／ＩＰは、例えば、ＴＣＰとＩＰとを組み合わせたプロトコルであり、インターネットなどで標準的に用いられている。例えば、ＩＰはインターネットにおいてパケットを中継するために用いられる通信プロトコルであり、ＴＣＰは伝送制御プロトコルであってアプリケーションプログラムとＩＰとの間の中間のレイヤにおいて通信サービスを提供するプロトコルとなっている。
ＴＣＰでは、送信側がＴＣＰデータを送信し、受信側はＴＣＰデータを正常に受信できたときはＴＣＰ ＡＣＫ（Acknowledgement）を返信し、送信側はＴＣＰ ＡＣＫを受信して、次のＴＣＰデータの送信を開始する。このようにＴＣＰでは「ＴＣＰデータ送信→ＴＣＰ ＡＣＫ返信」という手順を規定しており、これにより、信頼性のある通信を実現している。
3GPP TS36.300 V12.5.0(2015-03) 3GPP TS36.211 V12.5.0(2015-03) 3GPP TS36.212 V12.4.0(2015-03) 3GPP TS36.213 V12.5.0(2015-03) 3GPP TS36.321 V12.5.0(2015-03) 3GPP TS36.322 V12.2.0(2015-03) 3GPP TS36.323 V12.3.0(2015-03) 3GPP TS36.331 V12.5.0(2015-03) 3GPP TS36.413 V12.5.0(2015-03) 3GPP TS36.423 V12.5.0(2015-03) 3GPP TR36.842 V12.0.0(2013-12) RFC793
一開示は、ＴＣＰ ＡＣＫの送信に要する遅延時間を短縮させるようにした無線通信装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することにある。
また、一開示は、ＴＣＰのスループットを向上させるようにした無線通信装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することにある。
一態様によれば、第１レイヤにおける信号と、前記第１レイヤよりも上位レイヤである第２レイヤのデータ及び前記データに対する送達確認情報を送受信する通信部と、前記第２レイヤのデータに対する前記送達確認情報を、制御情報の送信に用いる前記第１レイヤの第１の制御チャネルを用いて前記通信部から他の無線通信装置へ送信することを可能にする制御部を備える無線通信装置にある。
一開示によれば、ＴＣＰ ＡＣＫの送信に要する遅延時間を短縮させるようにした無線通信装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することができる。また、一開示によれば、ＴＣＰのスループットを向上させるようにした無線通信装置、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することができる。
図１は無線通信システムの構成例を表す図である。 図２は無線通信システムの構成例を表す図である。 図３は基地局装置の構成例を表す図である。 図４は移動局装置の構成例を表す図である。 図５（Ａ）と図５（Ｂ）はＴＣＰ ＡＣＫの送信例を表す図である。 図６（Ａ）はＳＲ手順のシーケンス例、図６（Ｂ）は遅延時間の詳細例を表す図である。 図７はＴＣＰ ＡＣＫの送信例を表す図である。 図８（Ａ）は移動局装置へのＣＣＥの割り当て例、図８（Ｂ）はＴＣＰ ＡＣＫのＰＵＣＣＨへの割り当て例を表す図である。 図９は動作例を表すフローチャートである。 図１０はＴＣＰヘッダの構成例を表す図である。 図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）はＴＣＰ ＡＣＫの送信例を表す図である。 図１２はＡＣＫ／ＮＡＣＫエラーを含むパターンの例を表す図である。 図１３は遅延ＡＣＫを説明するための図である。 図１４はＮａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題を説明するための図である。 図１５はＮａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題の解決策の一例を表す図である。 図１６（Ａ）と図１６（Ｂ）はＮａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題の解決策の一例を表す図である。 図１７は基地局装置のハードウェア構成例を表す図である。 図１８は移動局装置のハードウェア構成例を表す図である。
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。特に、記載の表現が異なっていたとしても技術的に同等であれば、異なる表現であっても本願の技術を適用可能であり、権利範囲を限定するものではない。
また、本明細書で使用している用語や本明細書に記載した技術的内容は、３ＧＰＰなどにおいて通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。このような仕様書の一例としては、上述した非特許文献１から非特許文献１２などがある。
なお、上述した非特許文献１から非特許文献１１は、日付として上記記載の非特許文献が用いられても良いが、随時更新されており、本願出願日直前に発行された非特許文献１から非特許文献１１に記載された用語や技術的内容が本願明細書において適宜用いられてもよい。
なお、非特許文献１から非特許文献１２の各文献に記載された概要は以下となる。
すなわち、非特許文献１（3GPP TS36.300 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの概要仕様について記載されている。
また、非特許文献２（3GPP TS36.211 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＰＨＹ（Physical Layer）チャネル（又は物理チャネル）仕様について記載されている。
更に、非特許文献３（3GPP TS36.212 V12.4.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＰＨＹ符号化仕様について記載されている。
更に、非特許文献４（3GPP TS36.213 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＰＨＹ手順仕様について記載されている。
更に、非特許文献５（3GPP TS36.321 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＭＡＣ（Medium Access Control）仕様について記載されている。
更に、非特許文献６（3GPP TS36.322 V12.2.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＲＬＣ（Radio Link Control）仕様について記載されている。
更に、非特許文献７（3GPP TS36.323 V12.3.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）仕様について記載されている。
更に、非特許文献８（3GPP TS36.331 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＲＲＣ（Radio Resource Control）仕様について記載されている。
更に、非特許文献９（3GPP TS36.413 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＳ１仕様について記載されている。
更に、非特許文献１０（3GPP TS36.423 V12.5.0(2015-03)）は、例えば、ＬＴＥ−ＡのＸ２仕様について記載されている。
更に、非特許文献１１（3GPP TR36.842 V12.0.0(2013-12)）は、例えば、ＬＴＥ−Ａのスモールセル技術の検討書である。
更に、非特許文献１２（RFC793）は、例えば、ＴＣＰの仕様について記載されている。
［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を表す図である。無線通信システム１０は無線通信装置５００と他の無線通信装置６００を備える。無線通信装置５００と他の無線通信装置６００は無線通信を行う。例えば、無線通信装置５００は移動局装置であり、他の無線通信装置６００は基地局装置であってもよいし、無線通信装置５００が基地局装置、他の無線通信装置６００は移動局装置であってもよい。
無線通信装置５００は、通信部５１０と制御部５２０を備える。
通信部５１０は第１レイヤにおける信号と、第１レイヤよりも上位レイヤである第２レイヤのデータ及びデータに対する送達確認情報を送受信する。
制御部５２０は、第２レイヤのデータに対する送達確認情報を、制御情報の送信に用いる第１レイヤの第１の制御チャネルを用いて通信部５１０から他の無線通信措置６００へ送信することを可能にする。
無線通信装置５００は、共有チャネルを用いて情報を送信する場合、第１の無線通信装置６００との間でスケジューリング要求手順を行う場合がある。スケジューリング要求手順においては、例えば、以下の手順が実行される。すなわち、無線通信装置５００がスケジューリング要求を他の無線通信装置６００へ送信し、他の無線通信装置６００は当該要求を受信すると無線通信装置５００に対するスケジューリング情報を生成する。他の無線通信装置６００は、スケジューリング情報を含むＵＬ ｇｒａｎｔを無線通信装置５００へ送信し、無線通信装置５００はスケジューリング情報に従って共有チャネルを用いて情報を送信する。このようなスケジューリング手順によって送達確認情報の送信について遅延が発生する場合がある。
本第１の実施の形態においては、無線通信装置５００は、第２レイヤの送達確認情報を、共有チャネルではなく第１の制御チャネルを用いて他の無線通信装置６００へ送信する。これにより、無線通信装置５００と他の無線通信装置６００はスケジューリング要求手順を行うことなく、無線通信装置５００は第２レイヤの送達確認情報を送信することが可能となる。
従って、本第１の実施の形態においては、無線通信装置５００では送達確認情報の送信について、スケジューリング要求手順を省くことができ、送達確認情報の送信による遅延時間を短縮させることが可能となる。また、本第１の実施の形態においては、このような遅延時間の短縮によって、スループットの向上を図ることができる。
例えば、送達確認情報としてはＴＣＰ ＡＣＫがある。よって、本第１の実施の形態では、ＴＣＰ ＡＣＫの送信による遅延時間の短縮を図ることが可能となる。また、本第１の実施の形態では、このような遅延時間の短縮によって、ＴＣＰにおけるスループットの向上を図ることが可能となる。
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。
＜無線通信システムの構成例＞
図２は無線通信システム１０の構成例を表している。無線通信システム１０は、基地局装置（以下、「基地局」と称する場合がある）１００と移動局装置（以下、「移動局」と称する場合がある）２００を備える。
基地局１００は、例えば、自局のサービスエリアに在圏する移動局２００と無線通信を行う無線通信装置である。
移動局２００は、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置などの無線通信装置である。移動局２００は、基地局１００と無線通信を行い、通話サービスやＷｅｂページの閲覧サービスなど様々なサービスの提供を受けることができる。
基地局１００と移動局２００は双方向通信が可能である。すなわち、基地局１００から移動局２００への方向（以下、「ＤＬ（Down Link）方向」又は「下り方向」と称する場合がある）と、移動局２００から基地局１００への方向（以下、「ＵＬ（Up Link）方向」又は「上り方向」と称する場合がある）の通信が可能である。
基地局１００は、移動局２００との下り方向と上り方向の無線通信に関して、スケジューリングを行うことで、無線リソースの割り当てや、符号化方式と変調方式の決定などを行う。基地局１００は、スケジューリング結果を示すスケジューリング情報を含む制御信号を移動局２００へ送信する。基地局１００と移動局２００は、制御信号に含まれるスケジューリング情報に従って無線通信を行う。
なお、図２に示す無線通信システム１０では、１つの移動局２００が１つの基地局１００と無線通信を行っている例を示しているが、例えば、複数の移動局が１つの基地局１００と無線通信を行ってもよい。また、１つの移動局２００が複数の基地局と無線通信を行ってもよい。無線通信システム１０には、複数の基地局と複数の移動局が含まれてもよい。
＜基地局装置の構成例＞
次に、基地局１００の構成例について説明する。図３は基地局１００の構成例を表す図である。基地局１００は、無線送信部１０１、無線受信部１０２、制御部１０４、記憶部１０５、及びネットワーク通信部１０６を備える。なお、無線送信部１０１と無線受信部１０２は無線通信部（又は通信部）１０３に含まれてもよい。
無線送信部１０１は、例えば、記憶部１０５から読み出されたデータや制御部１０４から出力された制御信号などに対して、誤り訂正符号化処理（以下、「符号化処理」と称する場合がある）や変調処理、周波数変換処理などを施して、無線信号に変換する。無線送信部１０１は、制御部１０４から符号化率や変調方式などを含むスケジューリング情報を受け取り、このスケジューリング情報に従って符号化処理や変調処理などを行う。そして、無線送信部１０１は変換後の無線信号を移動局２００へ送信する。この場合、無線送信部１０１は、制御部１０４からスケジューリング情報を受け取り、スケジューリング情報に含まれる無線リソースを用いて無線信号を送信する。無線リソースは、例えば、周波数リソースと時間リソースを含む。例えば、無線送信部１０１は、データなどをＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）を用いて送信し、制御信号などをＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて送信する。
無線受信部１０２は、例えば、制御部１０４から受け取ったスケジューリング情報に含まれる無線リソースを用いて各移動局２００から送信された無線信号を受信する。この場合、無線受信部１０２は、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）を用いて制御信号などを含む無線信号を受信し、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）を用いてデータなどを含む無線信号を受信する。また、無線受信部１０２は、受信した無線信号に対して、周波数変換処理や復調処理、誤り訂正復号化処理（以下、「復号化処理」と称する場合がある）などを施してデータや制御信号などを抽出する。無線受信部１０２は、変調方式と符号化率などを含むスケジューリング情報を制御部１０４から受け取り、このスケジューリング情報に従って復調処理や復号化処理などを行う。無線受信部１０２は、例えば、抽出したデータや制御信号などを記憶部１０５や制御部１０４へ出力する。
制御部１０４は、上述したスケジューリングを行い、その結果をスケジューリング情報として無線送信部１０１や無線受信部１０２へ出力する。また、制御部１０４は、スケジューリング情報を含む制御信号を生成して無線送信部１０１へ出力する。制御信号は移動局２００へ向けて送信される。
更に、制御部１０４は、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）による再送制御を行う。ＨＡＲＱは、例えば、受信側において復号化処理に失敗したデータを破棄せずに、送信側から再送信されたデータと合成することで、当該データを復号させる技術である。例えば、受信側において復号化処理に成功すると受信側はＡＣＫ（Acknowledge：肯定応答）を送信し、送信側はＡＣＫを受信すると次のデータの送信を開始する。一方、受信側において復号化処理に失敗すると、受信側は送信側に対してＮＡＣＫ（Negative Acknowledge：否定応答）を返信し、送信側はＮＡＣＫを受けてデータを再送する。ＨＡＲＱによるＡＣＫもＮＡＣＫもＨＡＲＱによる送達確認情報の一例である。ＨＡＲＱによる再送制御は、基地局１００と移動局２００との間で行われる。
ＨＡＲＱによる再送制御の対象は、例えば、ＭＡＣ（Medium Access Control：媒体アクセス制御）レイヤにおけるデータである。このようなデータの例として、ＭＡＣ ＰＤＵ（MAC Packet Data Unit）などがある。ＭＡＣレイヤはＯＳＩ参照モデルにおいてはデータリンクレイヤ（レイヤ２）に含まれる。
制御部１０４は、例えば、以下のようなＨＡＲＱによる再送制御を行う。すなわち、無線受信部１０２でＭＡＣレイヤのデータに付加されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などに基づいて復号化処理を行ったときに正しく復号できたか否かを示す処理結果を制御部１０４へ通知する。制御部１０４では処理結果に応じてＡＣＫやＮＡＣＫを生成する。制御部１０４はＨＡＲＱによるＡＣＫ（以下、「ＨＡＲＱ ＡＣＫ」と称する場合がある）やＨＡＲＱによるＮＡＣＫ（以下、「ＨＡＲＱ ＮＡＣＫ」と称する場合がある）を、無線送信部１０１を介して移動局２００へ送信する。他方、制御部１０４は無線受信部１０２を介して移動局２００からＨＡＲＱ ＡＣＫを受信すると次のデータの送信を開始する。制御部１０４は無線受信部１０２を介して移動局２００からＨＡＲＱ ＮＡＣＫを受信したり又はＭＡＣレイヤのデータを送信後一定期間経過しても ＨＡＲＱ ＡＣＫを受信しなかったりしたときは、ＨＡＲＱ ＡＣＫの確認がなされていない当該データを記憶部１０５から読み出して移動局２００へ再送する。
記憶部１０５は、例えば、データや制御信号などを記憶する。例えば、無線受信部１０２や制御部１０４、ネットワーク通信部１０６はデータや制御信号などを記憶部１０５に適宜記憶し、無線送信部１０１や制御部１０４、ネットワーク通信部１０６は記憶部１０５に記憶されたデータや制御信号などを適宜読み出す。
ネットワーク通信部１０６は、他の装置と接続され、他の装置との間でデータなどを送受信する。その際、ネットワーク通信部１０６は、他の装置へ出力可能なフォーマットのパケットデータに変換して他の装置へ送信したり、他の装置から受信したパケットデータからデータなどを抽出して、記憶部１０５や制御部１０４などに出力したりする。他の装置の例としては、他の基地局装置やＭＭＥ（Mobility Management Entity）やＳＧＷ（Serving Gateway）などがある。
＜移動局装置の構成例＞
図４は移動局２００の構成例を表す図である。移動局２００は、無線送信部２０１、無線受信部２０２、制御部２０４、及び記憶部２０５を備える。なお、無線送信部２０１と無線受信部２０２は無線通信部（又は通信部）２０３に含まれてもよい。
無線送信部２０１は、例えば、記憶部２０５から読み出したデータや制御部２０４から出力された制御信号などに対して、符号化処理や変調処理、周波数変換処理などを施して無線信号に変換する。無線送信部２０１は、制御部２０４から符号化率や変調方式を含むスケジューリング情報を受け取り、このスケジューリング情報に従って符号化処理や変調処理を行う。無線送信部２０１は、無線信号を基地局１００へ送信する。この場合、無線送信部２０１は、移動局２００に割り当てられた無線リソースを含むスケジューリング情報を制御部２０４から受け取り、この無線リソースを用いて無線信号を基地局１００へ送信する。例えば、無線送信部２０１は、ＰＵＣＣＨを用いて制御信号などを送信し、ＰＵＳＣＨを用いてデータなどを送信する。
無線受信部２０２は、基地局１００から送信された無線信号を受信する。この際、無線受信部２０２は、移動局２００に割り当てられた無線リソースを含むスケジューリング情報を制御部２０４から受け取り、この無線リソースを用いて無線信号を受信する。例えば、無線受信部２０２は、ＰＤＣＣＨを用いて制御信号などを含む無線信号を受信し、ＰＤＳＣＨを用いてデータなどを含む無線信号を受信する。また、無線受信部２０２は、受信した無線信号に対して周波数変換処理や復調処理、復号化処理などを施して、無線信号からデータや制御信号などを抽出する。この際、無線受信部２０２は、変調方式や符号化率などのスケジューリング情報を制御部２０４から受け取り、変調方式や符号化率などに従って復調処理や復号化処理を行う。無線受信部２０２は、例えば、抽出したデータや制御信号などを制御部２０４や記憶部２０５へ出力する。
制御部２０４は、無線受信部２０２から制御信号を受け取り、移動局２００に割り当てられたスケジューリング情報などを制御信号から抽出して、無線送信部２０１や無線受信部２０２へ出力する。
また、制御部２０４は制御信号など生成し、無線送信部２０１へ出力する。制御信号には、例えば、ＨＡＲＱ ＡＣＫ又はＨＡＲＱ ＮＡＣＫ、ＣＳＩ（Channel State Information：チャネル状態情報）、ＳＲ（Scheduling Request：スケジューリング要求）などが含まれてもよい。
更に、制御部２０４は、ＴＣＰデータの送達確認（又は応答確認）と再送処理を行う。ＴＣＰデータは、例えば、基地局１００を介してＴＣＰを取り扱うサーバと移動局２００の間で交換される。この場合、基地局１００では、原則的にはＴＣＰパケットに含まれるＴＣＰヘッダやＴＣＰデータの解析などを行うことなく、サーバから送信されたＴＣＰパケットを移動局２００へそのまま送信したり、移動局２００から送信されたＴＣＰパケットをサーバへそのまま送信したりする。
ＴＣＰの再送においても、ＴＣＰ送信側から送信したＴＣＰデータに対してＴＣＰ受信側で正しく受信できたとき、ＴＣＰ受信側はＴＣＰ送信側へＴＣＰ ＡＣＫ（又は肯定応答）を返信する。ＴＣＰ送信側はＴＣＰ ＡＣＫを受信すると次のＴＣＰデータの送信を開始する。一方、ＴＣＰ送信側はＴＣＰデータを送信後一定期間経過してもＴＣＰ ＡＣＫを受信しないときは、ＴＣＰ ＡＣＫの確認が取れていないＴＣＰデータを受信側へ再送する。この場合、例えば、ＴＣＰ送信側は、確認応答番号が同一の複数（たとえば３個）のＴＣＰ ＡＣＫ（又は重複ＡＣＫ）を受信したときはＴＣＰ受信側において正しくＴＣＰデータを受信できなかったと判別して当該ＴＣＰデータを再送してもよい。このようなＴＣＰによる再送処理は、例えば、制御部２０４において行われる。この場合、制御部２０４は、ＴＣＰデータを正しく受信できたか否かを確認し、その結果に応じてＴＣＰの送達確認情報を生成し、無線送信部１０１を介して当該送達確認情報をサーバへ送信する。また、制御部２０４は、無線送信部１０１を介してＴＣＰデータをサーバなどに送信後、一定期間経過してもＴＣＰ ＡＣＫを受信しないときは、記憶部２０５に記憶されたＴＣＰ ＡＣＫの確認がとれていないＴＣＰデータを読み出して、無線送信部１０１を介してサーバへ向けて送信する。
ＴＣＰは、ＯＳＩ参照モデルにおけるトランスポートレイヤ（レイヤ４）に含まれる。他方、ＨＡＲＱ ＡＣＫなどを取り扱うＭＡＣレイヤは、ＯＳＩ参照モデルにおいては、データリンクレイヤ（レイヤ２）に含まれる。トランスポートレイヤは、データリンクレイヤよりも上位レイヤとなっている。
なお、ＬＴＥなどにおけるＲＬＣ（Radio Link Control：無線リンク制御）レイヤとＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol:パケットデータコンバージェンス）レイヤなどは、データリンクレイヤに含まれ、データリンクレイヤのサブレイヤとなっている。ＭＡＣレイヤ、ＲＣＬレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの各レイヤは、この中ではＭＡＣレイヤが下位のレイヤであり、ＰＤＣＰレイヤが上位のレイヤとなる。
例えば、制御部２０４では、無線受信部２０２からＭＡＣレイヤのデータを受け取り、ＭＡＣレイヤのデータからＴＣＰデータまでの各レイヤのデータを生成したり抽出したりした後、ＴＣＰデータに対する処理を行うことが可能となる。また、例えば、制御部２０４では、ＴＣＰデータからＭＡＣレイヤのデータまでの各レイヤのデータを生成したり抽出したりした後、ＭＡＣレイヤのデータを無線送信部２０１へ出力することで、ＭＡＣレイヤのデータを基地局１００へ送信することが可能となる。
更に、制御部２０４ではＨＡＲＱによる再送制御を行う。ＨＡＲＱによる再送制御は、基地局１００と移動局２００との間で行われる。例えば、制御部２０４などでは以下の処理を行う。すなわち、無線受信部２０２でＭＡＣレイヤのデータに付加されたＣＲＣなどに基づいて復号化処理を行ったときに正しく復号化できたか否かを示す処理結果を制御部２０４へ通知し、制御部２０４では処理結果に応じてＨＡＲ ＡＣＫやＨＡＲＱ ＮＡＣＫを生成する。制御部２０４はＨＡＲＱ ＡＣＫやＨＡＲＱ ＮＡＣＫを、無線送信部２０１を介して基地局１００へ送信する。他方、制御部２０４は無線受信部２０２を介して基地局１００からＨＡＲＱ ＡＣＫを受信するとＭＡＣレイヤの次のデータの送信を開始する。制御部２０４は基地局１００からＨＡＲＱ ＮＡＣＫを受信したり又はＭＡＣレイヤのデータを送信後一定期間経過しても ＨＡＲＱ ＡＣＫを受信しなかったりしたときは、ＨＡＲＱ ＡＣＫの確認がなされていない当該データを記憶部２０５から読み出して基地局１００へ再送する。
記憶部２０５は、例えば、データや制御信号などを記憶する。例えば、無線受信部２０２や制御部２０４はデータや制御信号などを記憶部２０５に適宜記憶し、無線送信部２０１や制御部２０４は記憶部２０５に記憶されたデータや制御信号などを適宜読み出す。
なお、基地局１００や移動局２００において、例えば、変調前や復調後において処理される情報はデータや制御情報、変調後や復調前において処理される情報は信号と称する場合もある。或いは、例えば、トランスポートレイヤで取り扱われる情報のことをデータや制御情報などと称し、ＭＡＣレイヤで取り扱われる情報のことを信号と称する場合もある。
＜動作例＞
次に動作例について説明する。最初に移動局２００におけるＴＣＰ ＡＣＫの送信例について説明し、次にフローチャートなどを用いて本第２の実施の形態における動作例などを説明する。
＜移動局によるＴＣＰ ＡＣＫの送信例＞
図５（Ａ）から図６はＴＣＰ ＡＣＫの送信例を表す図である。図５（Ａ）に示すように、移動局２００は下り方向に送信されたＴＣＰデータ（「ＤＬ ＴＣＰ Ｄａｔａ」）を正常に受信すると（Ｓ１）、ＴＣＰ ＡＣＫを生成し、生成したＴＣＰ ＡＣＫ（「ＵＬ ＴＣＰ ＡＣＫ」）を上り方向に送信する（Ｓ２）。上述したように、ＴＣＰデータ自体は、例えば、基地局１００に接続されたサーバなどで生成されて、基地局１００を介して移動局２００へ送信される。また、ＴＣＰ ＡＣＫも基地局１００を介してＴＣＰデータを生成したサーバに向けて送信される。
この場合、移動局２００は、例えば、図５（Ｂ）に示すスケジューリング要求手順を実行してＴＣＰ ＡＣＫを送信する。
すなわち、移動局２００は、ＰＵＣＣＨを用いてスケジューリング要求（ＳＲ：Scheduling Request）を基地局１００へ送信する（Ｓ５）。基地局１００はスケジューリング要求を受けてスケジューリング情報を生成する。基地局１００は、ＰＤＣＣＨを用いてスケジューリング情報を含むＵＬ ｇｒａｎｔ（又は送信許可）を移動局２００へ送信する（Ｓ６）。移動局２００は、スケジューリング情報により割り当てられたＰＵＳＣＨの無線リソースを用いてＴＣＰ ＡＣＫを移動局２００へ送信する（Ｓ７）。図５（Ｂ）の例では、移動局２００はＴＣＰ ＡＣＫとＢＳＲ（Buffer Status Report）を基地局１００へ送信する例を表している。
図６（Ａ）は移動局２００が上り方向にデータを送信するまでの一連の処理のシーケンス例を表し、図６（Ｂ）は移動局２００が上り方向におけるデータの送信に要する時間の例を表している。
移動局（ＵＥ（User Equipment））２００は、例えば、データが発生するとＰＵＣＣＨの送信機会を待ち（Ｓ１１）、ＰＵＣＣＨを用いてスケジューリング要求を送信する（Ｓ１２）。基地局（ｅＮＢ（evolved Node B））１００は、無線リソースの割り当てなどの処理を行い（Ｓ１３）、ＵＬ ｇｒａｎｔを送信する（Ｓ１４）。移動局２００はＵＬ ｇｒａｎｔを受けて、データに対する符号化処理などの処理を施し（Ｓ１５）、ＰＵＳＣＨに含まれる無線リソースを用いてデータ（「ＵＬ Ｄａｔａ」）を送信する（Ｓ１６）。ＵＬ Ｄａｔａの例としてはＴＣＰ ＡＣＫがある。
図６（Ｂ）は、このような一連のシーケンスにおいて、Ｓ１１からＳ１６の各処理における所要時間の例を表している。例えば、Ｓ１１の処理における平均遅延時間は「２．５ｍｓ」などである。図６（Ｂ）に示すように、１つの移動局２００が上り方向にデータを送信するまでの遅延時間はエラーフリーであっても約「１１．５ｍｓ」となった。すなわち、ＴＣＰ ＡＣＫの送信に要する遅延時間は約「１１．５ｍｓ」となった。この遅延時間はＴＣＰ通信ではその影響が大きく、ＴＣＰにおけるスループットが低下する要因の一つでもある。なお、あくまで参考例ではあるが、例えば、東京から大阪までのインターネット回線における往復伝搬遅延（ＲＴＴ：Round-Trip Time）は約２０ｍｓであった。この参考値からも「１１．５ｍｓ」の大きさが理解されよう。
そこで、本第２の実施の形態においては、移動局２００はＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する。これにより、図５（Ｂ）や図６に示すスケジューリング要求手順が省略され、ＴＣＰ ＡＣＫの送信に要する遅延時間を短縮させることが可能となる。また、ＴＣＰ ＡＣＫの遅延時間の短縮によって、ＴＣＰにおけるスループットの向上を図ることも可能となる。
図７は、移動局２００がＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する場合の例を示す。基地局１００はＰＤＳＣＨを用いて下りデータ（「ＤＬ Ｄａｔａ」）を送信する（Ｓ２０）。この場合、移動局２００は、ＰＤＣＣＨに含まれるＣＣＥ（Control Channel Element）のうち最小のＣＣＥインデックス（Lowest CCE index）（又は番号）に基づいて、ＴＣＰ ＡＣＫを送信するＰＵＣＣＨにおける無線リソースの位置を決定（又は選択）する。
ＣＣＥは、例えば、ＰＤＣＣＨの送信に利用される無線リソースの単位（又は要素）である。基地局１００は、移動局２００ごとに１個、２個、４個、又は８個などの連続したＣＣＥを割り当てる。基地局１００は割り当てたＣＣＥを用いて移動局２００宛の制御信号などを送信する。このＣＣＥ数はアグリゲーションレベルに相当する。例えば、ＣＣＥ数が８のとき、アグリゲーションレベルは８となる。また、基地局１００は、１つのＰＤＣＣＨに含まれるＣＣＥ数が多くなるほど符号化率は小さくなるようにＣＣＥ数を定めることができる。基地局１００は無線品質に基づいて１つの移動局２００に割り当てるＣＣＥ数を決定してもよい。
図８（Ａ）は基地局１００が各移動局２００に割り当てるＣＣＥの例を表している。図８（Ａ）の例では、基地局１００は移動局２００−１（ＵＥ＃１）に対して「０」のＣＣＥインデックスを持つＣＣＥ（ＣＣＥ＃０）を割り当てている。また、基地局１００は、移動局２００−２（ＵＥ＃２）に対して「１」と「２」のＣＣＥインデックスを持つ２つのＣＣＥ（ＣＣＥ＃１，ＣＣＥ＃２）を割り当てている。例えば、基地局１００は同一サブフレーム内に多重される複数のユーザ（又は移動局２００）に対して同一のＣＣＥインデックスが重複しないようにＣＣＥインデックスを割り振る。移動局２００では、例えば、全てのＣＣＥ（又は一定の候補範囲内のＣＣＥ）に対して復号化処理などを行い、正しく復号できたＣＣＥを自局に割り当てられたＣＣＥとして検出する。この場合、移動局２００では、正しく復号できたＣＣＥ数により、ＣＣＥインデックスを特定することもできる。例えば、正しく復号できたＣＣＥ数が１個の場合はＣＣＥ＃０であり、正しく復号できたＣＣＥ数が２個の場合はＣＣＥ＃１，ＣＣＥ＃２などとなる。このような検出を、例えば、ブラインド検出（又はブラインド復号）と称する場合がある。
移動局２００ではこのようにブラインド検出により検出したＣＣＥインデックスのうち最小のＣＣＥインデックスｋを用いて、ＴＣＰ ＡＣＫの送信に利用するＰＵＣＣＨのリソース位置を決定する。例えば、図８（Ｂ）に示すように、移動局２００−１に対して最小のＣＣＥインデックスｋが「０」のとき、ｆ（０）によってＰＵＣＣＨにおけるＲＳ＃１の位置をＴＣＰ ＡＣＫの送信に利用する無線リソースとして決定する。また、移動局２００−２に対して最小のＣＣＥインデックスｋが「１」のとき、ｆ（１）によってＰＵＣＣＨにおけるＲＳ＃２をＴＣＰ ＡＣＫの送信に利用する無線リソースとして決定する。関数ｆは、システムとして決定されてもよいし、移動局２００−１，２００−２ごとに決定されてもよい。
図７に戻り、移動局２００はｆ（ｋ）により決定した位置の無線リソースを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する（Ｓ２１）。図７では、移動局２００はＴＣＰ ＡＣＫとともにＨＡＲＱ ＡＣＫ又はＨＡＲＱ ＮＡＣＫをＰＵＣＣＨの無線リソースｆ（ｋ）を用いて送信している。
図９は移動局２００における動作例を表すフローチャートである。図９は上述した動作例をまとめたものである。
移動局２００は処理を開始すると（Ｓ３０）、ＰＤＣＣＨを用いて受信した信号から移動局２００に割り当てられたＣＣＥインデックスのうち、最小のＣＣＥインデックスｋを検出する（Ｓ３１）。例えば、無線受信部２０２においてＰＤＣＣＨを用いて送信された復調後の信号に対してブラインド検出により最小のＣＣＥインデックスｋを検出し、検出したＣＣＥインデックスｋを制御部２０４へ出力する。
次に、移動局２００は、検出した最小のＣＣＥインデックスｋに基づいてＰＵＣＣＨにおけるリソース位置ｆ（ｋ）を算出する（Ｓ３２）。例えば、制御部２０４は、記憶部２０５に記憶した関数ｆを表す式を読み出して、無線受信部２０２から受け取った最小のＣＣＥインデックスｋを関数ｆに代入することで、リソース位置ｆ（ｋ）を算出する。
次に、移動局２００は、算出したＰＵＣＣＨのリソース位置ｆ（ｋ）の無線リソースを用いて、ＴＣＰ ＡＣＫを送信する（Ｓ３３）。例えば、以下のような処理が行われる。すなわち、制御部２０４は、リソース位置ｆ（ｋ）を無線送信部２０１へ出力する。また、制御部２０４は、ＴＣＰ ＡＣＫを生成して、生成したＴＣＰ ＡＣＫに対応するＭＡＣレイヤのデータを無線送信部２０１へ出力する。無線送信部２０１は、当該データに対して符号化処理や変調処理などを施して無線信号に変換し、ＰＵＣＣＨのリソース位置ｆ（ｋ）における無線リソースを用いて基地局１００へ送信する。これにより、ＴＣＰ ＡＣＫはＰＵＣＣＨを用いて基地局１００へ送信される。この場合、移動局２００は、ＴＣＰ ＡＣＫとともに、ＰＵＣＣＨの当該無線リソースを用いてＨＡＲＱによる送達確認情報（ＨＡＲＱ ＡＣＫ又はＨＡＲＱ ＮＡＣＫ）を送信してもよい。
＜ＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する方法＞
次に、移動局２００がＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する方法の例について説明する。
一つのＴＣＰ ＡＣＫのデータ量は、少なくとも４０バイト（ＴＣＰヘッダが２０バイト＋ＩＰヘッダ２０バイト）あり、ＴＣＰヘッダにタイムスタンプなどが挿入されると、例えば５０バイトから６０バイトとなる場合もある。他方、ＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ（ＰＵＣＣＨフォーマット）のうち、ＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ３が１サブフレームあたり４８ビットのデータ量が送信可能となっている。ＴＣＰ ＡＣＫは圧縮すれば４０バイトよりも少なくさせることか可能ではあるが、例えば、ＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ１からＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ３までの既存のＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔを利用する場合、ＴＣＰ ＡＣＫを１回で送信することができない場合もある。
そこで、本第２の実施の形態においては、以下の２つの方法によりＴＣＰ ＡＣＫを送信する。
１つ目の方法は、移動局２００は３２ＣＣ（Component Carrier）サポートに対応可能なＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔを利用してＴＣＰ ＡＣＫを送信する。このＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔでは、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式の場合、１サブフレームあたり６４ビット（１ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ又はＮＡＣＫ＊２ＴＢｓ（Transport Blocks）＊３２ＣＣ）のＨＡＲＱ ＡＣＫ又はＮＡＣＫと８ビットのＣＲＣが送信可能である。また、このＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔでは、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の場合、１サブフレームあたり１２８ビットのＨＡＲＱ ＡＣＫ又はＮＡＣＫと８ビットのＣＲＣが送信可能である。このように３２ＣＣサポートに対応可能なＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔは既存のＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ（例えばＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ３）よりも多くのビット数を送信することが可能である。従って、移動局２００では３２ＣＣサポートに対応可能なＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔを利用してＴＣＰ ＡＣＫを送信することが可能となる。
２つ目の方法は、既存のＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ（例えばＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ３）よりも多くのビット数が送信可能な新規ＰＵＣＣＨを規定し、移動局２００は当該新規ＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する。このような新規ＰＵＣＣＨは、例えば、３ＧＰＰなどの通信規格を決定する標準団体などで別途規定されてもよい。
このようなＰＵＣＣＨについての情報は、例えば、移動局２００の記憶部２０５に記憶され、制御部２０４が当該情報を記憶部２０５から読み出して、無線送信部２０１へ出力し、上述したＰＵＣＣＨを用いて送信するよう無線送信部２０１へ指示する。無線送信部２０１では、当該指示に従って、上述した３２ＣＣサポートに対応可能なＰＵＣＣＨや新規ＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信する。これにより、例えば、図７に示すように、移動局２００は上述したＰＵＣＣＨを利用してＴＣＰ ＡＣＫを送信することができる。
＜移動局によるＴＣＰ ＡＣＫと他のＴＣＰデータの判別＞
移動局２００では、ＴＣＰ ＡＣＫはＰＵＣＣＨを用いて送信し、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）などの他のデータはＰＵＳＣＨを用いて送信することが可能である。他方、移動局２００では、ＭＡＣレイヤやＯＳＩ参照モデルで最も下位レベルの物理レイヤ（又はＰＨＹ（Physical Layer）レイヤ）においては、ＴＣＰ ＡＣＫも他のデータも区別することなく、符号化処理や変調処理などの処理を行っている。
そこで、移動局２００では、ＴＣＰヘッダを利用してＴＣＰ ＡＣＫとＴＣＰ ＡＣＫ以外の他のデータを判別（又は区別）する。これにより、例えば、移動局２００ではＴＣＰ ＡＣＫをＰＵＣＣＨ、それ以外のデータをＰＵＳＣＨに割り振って送信することが可能となる。
図１０はＴＣＰヘッダの構成例を表す図である。ＴＣＰヘッダには「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域がある。通常のＴＣＰデータは「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域には番号が挿入されないようになっている。移動局２００では、ＴＣＰ ＡＣＫのときはＴＣＰヘッダの「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域に番号を挿入し、それ以外のデータのときは「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域に番号を挿入しないようにする。
例えば、移動局２００では以下の処理を行う。すなわち、移動局２００の制御部２０４ではトランスポートレイヤのＴＣＰデータを処理する際に、ＴＣＰ ＡＣＫを送信するときはＴＣＰヘッダの「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域に番号を挿入する。他方、制御部２０４は他のデータを送信するときは、「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域に何も番号を挿入しないようにする。制御部２０４は、ＭＡＣレイヤのデータを処理する際にＴＣＰヘッダの「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域を解析し、番号が挿入されていれば当該ＴＣＰパケットはＴＣＰ ＡＣＫ、番号が挿入されていないときは他のデータであることを確認する。制御部２０４は、ＴＣＰ ＡＣＫであることを確認すると、ＴＣＰ ＡＣＫについてはＰＵＣＣＨを用いて送信し、他のデータについてはＰＵＳＣＨを用いて送信するよう無線送信部２０１に指示する。無線送信部２０１は、当該指示に従って、ＴＣＰ ＡＣＫについてはＰＵＣＣＨ、他のＴＣＰデータについてはＰＵＳＣＨを夫々用いて送信する。解析においては、ＴＣＰヘッダのＡＣＫフィールドが立っているか否かも併せて確認してもよい。
制御部２０４は、ＴＣＰヘッダの「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」領域以外の領域、例えば「Ｏｐｔｉｏｎｓ」領域などに、ＴＣＰ ＡＣＫであることを表す情報を挿入してもよい。これにより、ＴＣＰ ＡＣＫと他のＴＣＰデータを識別することも可能である。或いは、制御部２０４は、例えば、ＴＣＰヘッダのある領域（例えば第１領域）にＴＣＰ ＡＣＫと他のデータとが判別可能な情報を挿入してもよい。或いは、制御部２０４は、ＴＣＰデータ領域に挿入されたＴＣＰデータのデータ量を解析し、そのデータ量がＴＣＰ ＡＣＫのデータ量を表す値（例えば４０バイト）であればＴＣＰ ＡＣＫ、当該値でないときは他のＴＣＰデータなどと判別してもよい。
＜ＴＣＰ ＡＣＫの送信間隔＞
移動局２００は、ＰＤＣＣＨを用いて制御信号などを受信した後、４サブフレーム（４ｍｓ）後にＰＵＣＣＨを用いて信号を送信する場合がある。移動局２００では、ＰＤＣＣＨにより信号を受信後、ＰＵＣＣＨにより信号を送信するまでの区間（４ｍｓ）では、ＴＣＰ ＡＣＫの生成が間に合わない可能性がある。
そこで、移動局２００では、ＰＤＣＣＨによる信号の受信からＰＵＣＣＨによる信号の送信までの区間を４ｍｓよりも長い値に設定する。図１１（Ａ）に示すように、移動局２００は、ＰＤＣＣＨにより信号を受信（Ｓ４０）後、設定した区間が経過するときにＴＣＰ ＡＣＫを送信する（Ｓ４１）。
又は、図１１（Ｂ）に示すように、移動局２００では４ｍｓ経過後ＴＣＰ ＡＣＫを送信することなく（Ｓ５０，Ｓ５１）、次の送信機会を利用して、ＴＣＰ ＡＣＫを送信してもよい（Ｓ５２，Ｓ５３）。
＜ＨＡＲＱによるＡＣＫ／ＮＡＣＫエラー（又はＮＡＣＫ／ＡＣＫエラー）の対策＞
ＨＡＲＱによる再送制御が行われる際に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫエラー（又はＮＡＣＫ／ＡＣＫエラー、以下では「ＡＣＫ／ＮＡＣＫエラー」と称する場合がある）が発生する場合がある。例えば、移動局２００ではＨＡＲＱ ＡＣＫを送信したにも拘わらず、基地局１００ではＮＡＣＫを受信したり、或いは、移動局２００ではＨＡＲＱ ＮＡＣＫを送信したにも拘わらず、基地局１００ではＡＣＫを受信したりする場合などである。これは、例えば、伝送路や処理回路などにおいて様々なノイズやエラーなど発生することで、ビット反転や位相反転などが生じるためと考えられる。
そこで、移動局２００は、ＨＡＲＱによる送達確認情報とＴＣＰによる送達確認情報の２つの情報を同一のＰＵＣＣＨを用いて送信する。これにより、ＡＣＫ／ＮＡＣＫエラーが発生してもリカバリーが可能となり、移動局２００と基地局１００間で無線通信が可能となる。
図１２は全パターンを表形式で表したものである。パターン「１」からパターン「４」まで、全部で４つのパターンがある。図１２の表は、左から順に、基地局１００側の送信（「ＤＬ ＴＣＰ ｄａｔａ」）、移動局２００側の受信（「移動局受信」）、移動局２００の送達確認情報の送信（「Ａｉｒ（ＰＵＣＣＨ）」）、基地局１００側の受信（「基地局受信」）となっている。図１２の右端（「ＡＲＱ」）は、ＲＬＣレイヤにおける再送の有無を表している。基地局１００では、ＲＬＣレイヤにおいてＴＣＰ ＡＣＫを正しく受信できたことを確認すると、エンドツーエンド間でＴＣＰ ＡＣＫが送達されたことを確認できる。他方、基地局１００では、ＲＬＣレイヤにおいてＴＣＰ ＡＣＫを正しく受信できなかったときは再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat Request）を行う。以下、パターン「１」から順番に説明する。
パターン「１」において、基地局１００はシーケンス番号（ＳＮ：Sequence Number）ＮのＴＣＰデータを送信する（「ＳＮ＝Ｎ：Ｔｘ」）。
移動局２００は当該ＴＣＰデータを受信し、ＭＡＣレイヤにおいて正しく受信すると、ＨＡＲＱ ＡＣＫを生成する（「ＯＫ」）。また、移動局２００は、トランスポートレイヤにおいてＴＣＰデータを正しく受信すると、ＴＣＰヘッダの「Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ」にシーケンス番号「Ｎ」を挿入したＴＣＰ ＡＣＫを生成する。移動局２００は、ＨＡＲＱ ＡＣＫとＴＣＰ ＡＣＫを送信する（「ＡＣＫ」、「ＳＮ＝Ｎ」）。
基地局１００は、ＨＡＲＱ ＡＣＫを正常に受信したことを確認し（「ＯＫ」）、ＲＬＣレイヤにおいてもＴＣＰ ＡＣＫを正しく受信したことを確認する（「ＯＫ」）。
パターン「２」では、パターン「１」と同様に、移動局２００はＨＡＲＱ ＡＣＫとＴＣＰ ＡＣＫを送信するものの、基地局１００ではＨＡＲＱ ＮＡＣＫを受信する（「ＮＡＣＫ」）。これは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫエラーが生じた場合である。この場合は再送を実施する。図１２のパターン「２」の次の行に示されるように、基地局１００はＨＡＲＱによる再送を行う（「ＨＡＲＱ Ｒｅ」）。この場合、移動局２００では再送データを正常に受信し（「ＯＫ」）、以後、パターン「１」と同様に、ＲＬＣレイヤにおいてＴＣＰ ＡＣＫを正常に受信したことを確認する（「ＯＫ」）。
パターン「３」では、基地局１００がＴＣＰデータを送信し（「ＳＮ＝Ｎ：Ｔｘ」）、移動局２００ではＭＡＣレイヤの受信データにおいてエラーを検出する（「Ｅｒｒｏｒ」）。この場合、移動局２００はＨＡＲＱ ＮＡＣＫを送信する。基地局１００はＨＡＲＱ ＮＡＣＫを受信して、ＨＡＲＱによる再送を実施する（「ＨＡＲＱ Ｒｅ」）。以後は、再送データが正常に移動局２００において受信され（「ＯＫ」）、移動局２００がＴＣＰ ＡＣＫを送信し（「ＡＣＫ」）、ＲＬＣレイヤにおいても正常に受信を確認する（「ＯＫ」）。
パターン「４」では、基地局１００がＴＣＰデータを送信し（「ＳＮ＝Ｎ：Ｔｘ」）、移動局２００ではエラーを検出する（「Ｅｒｒｏｒ」）。この場合、移動局２００はＨＡＲＱ ＮＡＣＫを送信するものの（「ＮＡＣＫ」）、基地局１００はＮＡＣＫ／ＡＣＫエラーによってＡＣＫを受信する（「ＡＣＫ」）。この場合、基地局１００で受信したデータ自体もエラーやノイズなどが含まれており、ＲＬＣレイヤにおいてもエラーやノイズなどが含まれた状態となっている。従って、基地局１００ではＲＬＣレイヤにおいてエラーを検出する（「Ｅｒｒｏｒ」）。この場合、ＲＬＣレイヤにおいてＡＲＱによる再送を実施する（「ＡＲＱ Ｒｅ」）。ＡＲＱによる再送により、移動局２００はＴＣＰ ＡＣＫを送信し、基地局１００ではＲＬＣレイヤにおいて正常に受信を確認することが可能となる。
＜第２の実施の形態のまとめ＞
以上説明したように、本第２の実施の形態においては、移動局２００ではスケジューリング要求手順（例えば図６のＳ１１からＳ１６）を行うことなく、ＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信することが可能となる。従って、ＴＣＰデータの発生からＴＣＰ ＡＣＫを送信するまでの遅延時間（図６（Ｂ）の例では「１１．５ｍｓ」）の短縮が可能である。ＴＣＰ ＡＣＫの遅延時間は平均で「５ｍｓ」まで短縮することができた。ＴＣＰスループットはＲＴＴの減少に反比例して増加し、本方式によるＴＣＰのスループットはスケジューリング要求手順が行われる場合（例えば図６（Ａ））と比較して、その効果は約２倍以上となった。
＜Ｎａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題とその解決策＞
次に、Ｎａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題とその解決策について以下説明する。図１３から図１６（Ｂ）はかかる問題とその解決策を説明するための図である。最初に遅延ＡＣＫについて説明する。
図１３は遅延ＡＣＫを説明するための図である。図１３に示すように、ＴＣＰ受信側４００はＴＣＰ送信側３００から送信されたＴＣＰデータに対して正常に受信できたときＴＣＰ ＡＣＫを返信する。この場合、ＴＣＰ受信側４００は、最大セグメントサイズ以上のＴＣＰデータを受信したときは、ＴＣＰデータの２つのセグメントを受信して（Ｓ６０，Ｓ６１）、ＴＣＰ ＡＣＫを送信することが推奨（又は送信するように実装）されている（Ｓ６２）。ＴＣＰ受信側４００は２セグメントのＴＣＰデータを受信してＴＣＰ ＡＣＫを送信するため、ＴＣＰ受信ウィンドウの更新機会を作ることが可能となるなどの利点がある。
図１４はＮａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題を説明するための図である。ＴＣＰ送信側３００は、例えば、細切れのＴＣＰデータが多く発生する場合、細切れのＴＣＰデータを１つ１つ送信するのではなく、複数の細切れのＴＣＰデータを１つにまとめて送信する（Ｓ６５，Ｓ６６）。このように、複数のデータを１つにまとめて送信するアルゴリズムを、例えば、Ｎａｇｌｅアルゴリズムと称する場合がある。この場合、ＴＣＰ送信側３００ではＴＣＰデータを１つにまとめて送信する（Ｓ６５，Ｓ６６）までに一定時間以上の時間を要する場合がある。そして、遅延ＡＣＫで説明したように、ＴＣＰ受信側４００は２つのセグメントのＴＣＰデータを受信してＴＣＰ ＡＣＫを送信するため、ＴＣＰ送信側３００はＴＣＰ ＡＣＫを受信するまでに閾値時間以上の非常に多くの時間を要する場合がある。このように、ＴＣＰ送信側３００がＴＣＰ ＡＣＫを受信するために非常に多くの時間を要する問題を、例えば、Ｎａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題と称する場合がある。
本第２の実施の形態では、Ｎａｇｌｅ−遅延ＡＣＫ問題に対して２つの解決策について説明する。
図１５は、解決策の１番目の例を表す図である。図１５では、ＴＣＰ受信側４００として移動局２００を例にしている。基地局１００では、１つのセグメントのＴＣＰデータをＴＣＰ送信側３００から受信する（Ｓ７０）と、複数のデータに分割して移動局２００へ送信する（Ｓ７１）。
移動局２００では、分割された複数のデータを受信したとき、遅延ＡＣＫを止めて、１つのセグメントのＴＣＰデータを受信したときにＴＣＰ ＡＣＫを返信する（Ｓ７５）。これにより、例えば、ＴＣＰ送信側３００では、移動局２００が２つのセグメントを受信してＴＣＰ ＡＣＫを返信する場合（Ｓ７４）と比較してＴＣＰ ＡＣＫの送信遅延の短縮を図ることができる。
図１６（Ａ）と図１６（Ｂ）は解決策の２番目の例を表す図である。２番目の例は、無線品質が良好なときに移動局２００がＴＣＰ ＡＣＫを送信する例である。例えば、移動局２００はＴＣＰ ＡＣＫを送信するときに、上り無線回線の品質が良好でない場合、何度も繰り返しＴＣＰ ＡＣＫを送信する場合がある（図１６（Ａ）のＳ７５−１，Ｓ７５−２，…，Ｓ７５−ｎ）。この場合、基地局１００やＴＣＰ送信側３００ではＴＣＰ ＡＣＫの送信遅延が発生する。
そこで、移動局２００では、無線品質が一定以下となっているときにはＴＣＰ ＡＣＫを送信しないで、無線品質が一定よりも高いときにＴＣＰ ＡＣＫをまとめて送信する（図１６（Ｂ）のＳ７６）。移動局２００では何度もＴＣＰ ＡＣＫを送信するようなことがなくなり、移動局２００の消費電力削減も図ることができる。
［その他の実施の形態］
図１７は基地局１００のハードウェア構成例を表す図である。基地局１００は、アンテナ１１０、ＲＦ（Radio Frequency）回路１１１、プロセッサ１１２、メモリ１１３、ネットワークＩＦ（Interface）１１４を備える。プロセッサ１１２は、メモリ１１３に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、制御部１０４の機能を実現することが可能となる。プロセッサ１１２は、例えば、第２の実施の形態における制御部１０４に対応する。また、アンテナ１１０とＲＦ回路１１１は、例えば、第２の実施の形態における無線送信部１０１と無線受信部１０２に対応する。更に、メモリ１１３は、例えば、第２の実施の形態における記憶部１０５に対応する。更に、ネットワークＩＦ１１４は、例えば、第２の実施の形態におけるネットワーク通信部１０６に対応する。
図１８は移動局２００のハードウェア構成例を表す図である。移動局２００は、アンテナ２１０、ＲＦ回路２１１、プロセッサ２１２、メモリ２１３を備える。プロセッサ２１２は、メモリ２１３に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、制御部２０４の機能を実現することが可能となる。プロセッサ２１２は、例えば、第２の実施の形態における制御部２０４に対応する。また、アンテナ２１０とＲＦ回路２１１は、例えば、第２の実施の形態における無線送信部２０１と無線受信部２０２に対応する。更に、メモリ２１３は、例えば、第２の実施の形態における記憶部２０５に対応する。
なお、プロセッサ１１２，２１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などであってもよい。
上述した例では、移動局２００は自局に割り当てられたＣＣＥのうち、最小のＣＣＥインデックスｋに基づいてＴＣＰ ＡＣＫの送信に利用するＰＵＣＣＨのリソース位置を決定する例について説明した（図８（Ｂ）など）。例えば、移動局２００は、自局に割り当ててられたＣＣＥのうち、最大のＣＣＥインデックスに基づいてＴＣＰ ＡＣＫの送信に利用するＰＵＣＣＨのリソース位置を決定してもよい。例えば、移動局２００は、自局に割り当てられたＣＣＥのＣＣＥインデックスに対応するＰＵＣＣＨの無線リソースを用いてＴＣＰ ＡＣＫを送信してもよい。
また、上述した例ではＴＣＰを例にして説明した。例えば、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）など、エンドツーエンドで送達確認情報を送受信して通信の信頼性を確保するプロトコルであれば、上述した例を実施することが可能である。この場合でも、上述した例を実施することで、当該プロトコルによる送達確認情報の送信に要する遅延時間を短縮させ、当該プロトコルを用いた通信のスループット向上を図ることができる。
更に、上述した例では主にＴＣＰ ＡＣＫを送信する例について説明した。例えば、移動局２００はＴＣＰ ＮＡＣＫを送信する場合も、ＴＣＰ ＡＣＫを送信する場合と同様に実施することが可能である。
更に、上述した例は、移動局２００はＰＵＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを基地局１００へ送信する上り方向の場合について説明した。例えば、基地局１００はＰＤＣＣＨを用いてＴＣＰ ＡＣＫを移動局２００へ送信する下り方向の場合であっても、上述した例を実施することができる。この場合、基地局１００は、移動局２００から送信されたＴＣＰデータに対して、ＰＤＣＣＨを用いてＴＣＰの送達確認情報（ＴＣＰ ＡＣＫ又はＴＣＰ ＮＡＣＫ）を送信することが可能である。
［実施の形態の組み合わせ］
上述した各実施の形態は任意に組み合わせて実施することも可能である。例えば、以下のような組み合わせでも実施できる。
すなわち、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせて実施することが可能である。この場合、第１の実施の形態で説明した無線通信装置５００と第１の無線通信装置６００は第２の実施の形態で説明した基地局装置１００と移動局装置２００として夫々実施することもできる。或いは、第１の実施の形態で説明した無線通信装置５００と第１の無線通信装置６００は第２の実施の形態で説明した移動局装置２００と基地局装置１００として夫々実施することもできる。従って、第１の実施の形態における制御部５２０は、第２の実施の形態における基地局装置１００の制御部１０４又は移動局装置２００の制御部２０４に対応してもよい。第１の実施の形態で説明した制御部５２０の機能は基地局装置１００の制御部１０４又は移動局装置２００の制御部２０４において実施されてもよい。
また、第２の実施の形態とその他の実施の形態とを組み合わせて実施することも可能である。この場合、基地局装置１００と移動局装置２００はその他の実施の形態で説明した基地局装置１００と移動局装置２００として夫々実施することもできる。この場合、基地局装置１００における第２の実施の形態の制御部１０４は、例えば、その他の実施の形態におけるプロセッサ１１２に対応し、プロセッサ１１２において制御部１０４の機能を実施してもよい。また、移動局装置１００における第２の実施の形態の制御部２０４は、例えば、その他の実施の形態におけるプロセッサ２１２に対応し、プロセッサ２１２において制御部２０４の機能を実施してもよい。
さらに、第１の実施の形態とその他の実施の形態とを組み合わせて実施することも可能である。この場合、第１の実施の形態で説明した無線通信装置５００と第１の無線通信装置６００はその他の実施の形態で説明した基地局装置１００と移動局装置２００（又は移動局装置２００と基地局装置１００）として夫々実施することもできる。従って、第１の実施の形態における制御部５２０はその他の実施の形態におけるプロセッサ１１２又は２１２に対応して、プロセッサ１１２又は２１２において制御部５２０の機能が実施されてもよい。
１０：無線通信システム １００：基地局装置
１０１：無線送信部 １０２：無線受信部
１０３：通信部 １０４：制御部
１０５：記憶部 １０６：ネットワーク通信部
１１２：プロセッサ １１３：メモリ
２００：移動局装置 ２０１：無線送信部
２０２：無線受信部 ２０３：通信部
２０４：制御部 ２０５：記憶部
２１２：プロセッサ ２１３：メモリ
３００：ＴＣＰ送信側 ４００：ＴＣＰ受信側
５００：無線通信装置 ５１０：通信部
５２０：制御部 ６００：他の無線通信装置

Claims (15)

  1. 他の無線通信装置と信号を送受信する通信部と、
    第１レイヤの制御チャネルであるPUCCH（Physical Uplink Control Channel）を用いて、前記第１レイヤのデータのみに対する第１の送達確認情報を前記他の無線通信装置へ送信するよう制御するとともに、前記PUCCHを用いて前記第１レイヤよりも上位のレイヤである第２レイヤのデータに対する第２の送達確認情報を前記他の無線通信装置へ送信することを、前記他の無線通信装置に対するスケジューリング要求を含むスケジューリング手順を行うことなく実行するように制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記第２レイヤのデータを受信してから前記第２の送達確認情報を含む前記PUCCHを送信する間隔を、前記他の無線通信装置から前記第１レイヤのデータの送信に付随するPDCCH（Physical Downlink Control Channel）を受信してから前記第１レイヤのデータのみに対する前記第１の送達確認情報を含む前記PUCCHを送信するまでの第１間隔より大きな第２間隔に設定し、前記第２間隔で前記第２レイヤのデータに対する前記送達確認情報を前記PUCCHで送信するように制御し、
    前記第２レイヤのデータは、OSI参照モデルにおけるトランスポートレイヤのデータである
    ことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記第２レイヤは、前記第１レイヤよりも上位のレイヤであり、
    前記通信部は、前記第１レイヤにおける信号と、前記第１レイヤよりも上位レイヤである前記第２レイヤのデータ及び前記データに対する送達確認情報を送受信することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  3. 前記第２レイヤのデータに対する送達確認情報はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）データに対するＴＣＰ ＡＣＫ（Acknowledgement）又はＴＣＰ ＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）であり、前記第１レイヤの前記制御チャネルはＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）であることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  4. 前記制御部は、前記第１レイヤの信号に対する送達確認情報と前記第２レイヤのデータに対する送達確認情報を、前記PUCCHを用いて前記通信部から前記他の無線通信装置へ送信することを可能にすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  5. 前記第１レイヤの信号に対する送達確認情報はＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤにおける信号に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ（Acknowledgement）又はＨＡＲＱ ＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）であり、前記第２レイヤのデータに対する送達確認情報はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）データに対するＴＣＰ ＡＣＫ又はＴＣＰ ＮＡＣＫであることを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
  6. 前記制御部は、前記他の無線通信装置が制御情報を前記第１レイヤの他の制御チャネルを用いて前記無線通信装置へ送信する際に前記他の無線通信装置が前記無線通信装置に割り当てた前記他の制御チャネルに含まれる各要素を表すインデックスに基づいて前記PUCCHに含まれる第１の無線リソースを決定し、当該第１の無線リソースを用いて前記送達確認情報を送信することを可能にすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  7. 前記制御部は、前記他の制御チャネルの各要素を表すインデックスのうち最小のインデックスに基づいて前記第１の無線リソースを決定することを可能にすることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
  8. 前記他の制御チャネルはＰＤＣＣＨ、前記各要素はＰＤＣＣＨに含まれるＣＣＥ（Control Channel Element）、前記インデックスはＣＣＥインデックスであることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
  9. 前記制御部は、３２ＣＣ（Component Carrier）サポートに対応可能なＰＵＣＣＨフォーマットを用いて前記送達確認情報を送信することを可能にすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  10. 前記制御部は、ＰＵＣＣＨフォーマット３を用いて送信する場合よりも多くのビット数を送信可能なＰＵＣＣＨフォーマットを用いて前記送達確認情報を送信することを可能にすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  11. 前記第２レイヤのデータはＴＣＰ（Transmission Control Protocol）データであり、
    前記制御部は、ＴＣＰヘッダの第１の領域に前記ＴＣＰデータに対する前記送達確認情報を表す情報を挿入し、当該情報に基づいて前記ＴＣＰデータに対する前記送達確認情報か前記送達確認情報以外の他のデータかを判別することを可能にすることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
  12. 前記第２レイヤのデータはＴＣＰ（Transmission Control Protocol）データであり、
    前記制御部は、前記ＴＣＰデータのデータ量に基づいて、前記ＴＣＰデータに対する前記送達確認情報か前記送達確認情報以外の他のデータかを判別することを可能にすることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  13. 前記他の無線通信装置は基地局装置又は移動局装置であることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  14. 第１及び第２の無線通信装置を備える無線通信システムにおいて、
    前記第１の無線通信装置は、
    前記第２の無線通信装置と信号を送受信する通信部と、
    前記第１の無線通信装置により、前記第２の無線通信装置と信号を送受信し、第１レイヤの制御チャネルであるPUCCH（Physical Uplink Control Channel）を用いて、前記第１レイヤのデータのみに対する第１の送達確認情報を前記第２の無線通信装置へ送信するよう制御するとともに、前記PUCCHを用いて前記第１レイヤよりも上位のレイヤである第２レイヤのデータに対する第２の送達確認情報を前記第２の無線通信装置へ送信することを、前記第２の無線通信装置に対するスケジューリング要求を含むスケジューリング手順を行うことなく実行するように制御する第１の制御部を備え、
    前記第１の制御部は、前記第２レイヤのデータを受信してから前記第２の送達確認情報を含む前記PUCCHを送信する間隔を、前記第２の無線通信装置から前記第１レイヤのデータの送信に付随するPDCCH（Physical Downlink Control Channel）を受信してから前記第１レイヤのデータのみに対する前記第１の送達確認情報を含む前記PUCCHを送信するまでの第１間隔より大きな第２間隔に設定し、前記第２間隔で前記第２レイヤのデータに対する前記送達確認情報を前記PUCCHで送信するように制御し、
    前記第２レイヤのデータは、OSI参照モデルにおけるトランスポートレイヤのデータであり、
    前記第２の無線通信装置は、前記PUCCHを用いて前記送達確認情報を受信することを可能にするように制御する第２の制御部を備える
    ことを特徴とする無線通信システム。
  15. 第１及び第２の無線通信装置を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    前記第１の無線通信装置により、前記第２の無線通信装置と信号を送受信し、第１レイヤの制御チャネルであるPUCCH（Physical Uplink Control Channel）を用いて、前記第１レイヤのデータのみに対する第１の送達確認情報を前記第２の無線通信装置へ送信するよう制御するとともに、前記PUCCHを用いて前記第１レイヤよりも上位のレイヤである第２レイヤのデータに対する第２の送達確認情報を前記第２の無線通信装置へ送信することを、前記第２の無線通信装置に対するスケジューリング要求を含むスケジューリング手順を行うことなく実行するように制御し、
    前記第２レイヤのデータを受信してから前記第２の送達確認情報を含む前記PUCCHを送信する間隔を、前記第２の無線通信装置から前記第１レイヤのデータの送信に付随するPDCCH（Physical Downlink Control Channel）を受信してから前記第１レイヤのデータのみに対する前記第１の送達確認情報を含む前記PUCCHを送信するまでの第１間隔より大きな第２間隔に設定し、前記第２間隔で前記第２レイヤのデータに対する前記送達確認情報を前記PUCCHで送信するように制御し、
    前記第２レイヤのデータは、OSI参照モデルにおけるトランスポートレイヤのデータであり、
    前記第２の無線通信装置により、前記PUCCHを用いて前記送達確認情報を受信することを可能にするように制御する
    ことを特徴とする無線通信方法。
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