WO2003003647A1

WO2003003647A1 - Dispositif de communication de donnes et procede de communication de donnees

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Publication number: WO2003003647A1
Application number: PCT/JP2002/006342
Authority: WO
Inventors: Kenichi Miyoshi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2003-01-09
Also published as: EP1401139A1; EP1401139B1; CN1465156A; JP2003018131A; US7349713B2; EP2040406A2; KR100563344B1; EP2040406A3; JP3583388B2; EP1401139A4; US20050114744A1; CN100514902C; KR20040014961A; DE60231208D1

Description

明細書ァ一夕通信装置およびデータ通信方法技術分野

本発明は、データ通信装置およびデータ通信方法に関する。背景技術

たとえば、移動体通信に用いられる誤り制御技術として、タイプ 2ハイブリツド（type 2 hybrid)自動再送要求（ A R Q： Automatic Repeat reQuest) 方式（以下「タイプ 2ハイプリッド ARQ方式」という）がある。このタイプ 2ハイブリッド ARQ方式は、夕一ボ符号を使用し、 I R (Incremental Redundancy) 方式とも呼ばれている。

この方式では、図 1に示すように、送信機でターボ符号化を行い、ターボ符号化された信号のうち、まず、情報ビット（「システマチックビット」とも呼ばれる）（S) を送信し、受信機で誤り検出を行う。誤りが検出されると、受信機から送信機に NACK (Negative ACKnowlegement：否定応答）信号を返す。この場合、送信機は、誤り訂正のための F E C (前方誤り訂正： Forward Error Correction) のパリティビット 1 ( P 1 ) (冗長ビット）を送信し、受信機は、情報ビッ卜とパリティビット 1を用いて夕一ボ復号を行う。さらに誤りが検出された場合は、受信機からの NACK信号に応答して、送信機は、同じく誤り訂正のための FE Cのパリティビット 2 (P 2) を送信し、受信機は、情報ビットとパリティビット 1とパリティビット 2を用いて夕一ボ復号を行う。なお、誤り無しの場合は、 ACK (ACKnowlegement：肯定応答）信号が返され、次のデータが要求される。

しかしながら、上記の方式には、次のような問題がある。

ターボ符号では、受信信号における情報ビットの品質が、復号後の信号の品質に大きな影響を与える。すなわち、情報ビットの品質が良くない（たとえば、 SN比が低い）場合は、パリティビットの品質が高くてもうまく復号を行うことができず、高品質の復号信号を得ることができない。したがって、タイプ 2ハイブリッド ARQ方式では、最初に情報ビットが送信され、再送の場合にパリティビットが送信されるため、最初に送信された情報ビットが、フェージングなどにより品質が劣化し低い SN比で受信された場合、その後、パリティビットを多く再送しても合成後の品質は向上せず、無駄な再送が続いてしまう可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、消費電力の増大を回避しつつ、送信デ一夕の品質を向上することができるタイプ 2ハイブリッド A RQ方式に基づくデータ通信装置およびデータ通信方法を提供することを目的とする。

高速バケツトを効率良く伝送する方法として、 3 GPP (3rd Generation Partnership Project) において HSDPA (High Speed Down-link Packet Access) が検討されている。この方式では、回線状態に応じてチャネルコ一デックや拡散率や多重数や（多値）変調などを変更することによつて伝送レートを変更し、平均スループットを向上させる方式である。

HSDPAなどの適応変調を行う場合には、送信機（無線基地局）は受信機（通信端末）に対して MCS (Modulation and Coding Scheme) を送信することが必要である。 MCSは、送信しているパケットデ一夕の変調方式 ( Q A M ( Quadrature Amplitude Modulation ) , Q P S K (Quadrature Phase Shift Keying), 8 P S K(8 Phase Shift Keying)など）や符号化率（ R = 1/2, 1/3) などの情報である。受信機は、この MCSの情報を用いて、パケットチャネルのデ一夕を復調し、復号処理を行う。

しかしながら、送信機側（無線基地局）は MCS情報を送信することになるので、下り回線のキャパシティが少なくなるという問題がある。また、 M C S情報の送信に係るセル内、セル外の干渉の増加を招くという問題がある。発明の開示

本発明の目的は、消費電力の増大を回避しつつ、送信データの品質を向上することができるタイプ 2ハイブリッド A R Q方式に基づくデ一夕通信装置およびデータ通信方法を提供することである。

本発明の一形態によれば、ハイブリツド自動再送要求方式に基づくデータ通信装置は、同一の送信データを複数回送信する送信手段と、複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が一定となるように、送信デ一夕の送信電力を制御する制御手段と、を有する。

本発明の他の形態によれば、ハイプリッド自動再送要求方式に基づくデー夕通信方法は、同一の送信データを複数回送信し、かつ、その際、複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が一定となるように、送信データの送信電力を制御する。図面の簡単な説明

図 1は、従来のタイプ 2ハイプリッド A R Q方式の手順を示す図、図 2は、本発明の実施の形態 1に係るデータ通信装置の送信側の構成を示すブロック図、

図 3本発明の実施の形態 1に係るデ一夕通信装置の受信側の構成を示すブロック図、

図 4は、実施の形態 1に対応するタイプ 2ハイプリッド A R Q方式の手順を示す図、

図 5は、本発明の実施の形態 2に係るデータ通信装置の送信側の構成を示すブロック図、

図 6は、実施の形態 2に対応するタイプ 2ハイブリッド A R Q方式の手順を示す図、

図 7は、本発明の実施の形態 3に係るデータ通信装置の送信側の構成を示すブロック図、

図 8は、実施の形態 3に対応するタイプ 2ハイブリッド A R Q方式の手順を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態 1)

図 2は、本発明の実施の形態 1に係るデータ通信装置の送信側（つまり、送信機）の構成を示すブロック図である。

図 2に示す送信機 100は、夕一ボ符号を用いたタイプ 2ハイブリッド A RQ方式（IR方式）に基づくデータ通信システムに用いられ、ターボ符号化部 101、バッファ 103、セレクタ 105、拡散部 107、パワー制御部 109、無線送信部 1 11、送受信共用のアンテナ 1 13、無線受信部 1 15、逆拡散部 117、 NACK信号検出部 1 19、および送信バケツト決定部 121を有する。送信機 100は、たとえば、移動体通信システムの基地局装置に搭載される。

図 3は、図 2に示す送信機 100に対応する受信側（つまり、受信機）の構成を示すプロック図である。

図 3に示す受信機 200は、送受信共用のアンテナ 201、無線受信部 2 03、逆拡散部 205、セレクタ 207、ノッファ 209、ターボ復号部 2 1 1、誤り検出部 213、 NACK信号生成部 215、および無線送信部 2 17を有する。受信機 200は、たとえば、同移動体通信システムの移動局装置に搭載される。

上記の送信機 100および受信機 200によって本実施の形態に対応する I R方式のデータ通信システムが構築される。

次いで、上記構成を有するデータ通信システムの動作について、図 4に示す本方式の手順を参照して説明する。まず、送信機 1 00は、ターボ符号化部 1 0 1で、入力されるユーザデー夕のターボ符号化を行う。この夕一ボ符号化部 10 1は、たとえば、符号化率 R= 1/3であるため、 1つの入力信号（ユーザデータ）に対して 3つの出力信号、つまり、情報ビット（S)、パリティビヅト 1 (P 1 ) (冗長ビット）、パリティビット 2 (P 2) (冗長ビヅト）を送出する。このとき、ユーザデータは、情報ビットとしてそのまま出力される。夕一ボ符号化後の信号 (情報ビット、ノリティビット 1、ノリティビット 2 ) は、バッファ 103 にそれそれ出力される。

バッファ 1 03では、ターボ符号化部 1 0 1から出力されたターボ符号化後の信号（情報ビット、ノリティビット 1、ノリティビット 2 ) を、対応するバッファ領域にそれそれ蓄積する。

バッファ 103に蓄積されたターボ符号化後の信号（情報ビット、パリティビット 1、パリティビット 2 )は、セレクタ 1 05によつて選択された後、送信バケツトとして拡散部 107に出力される。なお、セレクタ 1 05は、送信パケット決定部 1 2 1によって操作される。

ここで、送信するパケットを選択（決定）する手順、つまり、パケットの送信手順は、次のとおりである。図 4に示すように、まず、同一の情報ビット（S) のバケツトを時間をずらして複数回（図 4の例では 2回）送信し、再送の場合（NACK信号検出時）は、ノ、'リティビット 1 (P 1 ) のパケヅトを送信し、さらに再送の場合（NACK信号検出時）は、パリティビット 2 (P 2) のパケットを送信する。このような送信手順は、送信パケット決定部 12 1で、 NACK信号検出部 1 1 9の検出結果に基づいて決定される。拡散部 107では、セレクタ 1 05によって選択された送信パケットを拡散した後、パワー制御部 109に出力する。

パワー制御部 109では、拡散後の送信パケットの送信電力（パワー）をパケットごとに制御（変更）する。具体的には、たとえば、図 4に示すように、送信パケットが情報ビット（S) の場合は、その送信電力の値 bを通常の 1バケツト分の送信電力の値 a (図 1参照）の 1ノ 2に変更し（b = a Z 2 )、送信パケットがパリティビット 1 ( P 1 ) またはパリティビット 2 ( P 2 ) の場合は、その送信電力の値を通常の 1パケット分の送信電力の値 aのままとする。すなわち、情報ビットのパケットは、通常の 1 / 2の送信電力で送信され、ノリティビット 1とパリティビット 2のパケヅトは、通常の送信電力で送信される。このとき、送信パケットの種別は、送信パケット決定部 1 2 1からの情報に基づいて認識される。

なお、図 4の例では、同一の情報ビットのパケットを 2回に分けて送信しているが、送信回数は特に限定されない。この場合、同一の情報ビットの送信回数を N回とすると、各送信時における情報ビットの 1パケット分の送信電力の値 bは、通常の 1バケツト分の送信電力の値 aの 1 Z Nに設定される ( b = a / N )。

送信電力が決定された拡散後の送信バケツトは、無線送信部 1 1 1で、ァップコンバートなどの所定の送信処理が施された後、アンテナ 1 1 3から無線送信される。

その後、受信機 2 0 0は、アンテナ 2 0 1で、送信機 1 0 0から無線送信された信号を受信する。アンテナ 2 0 1で受信された信号は、無線受信部 2 0 3で、ダウンコンバートなどの所定の受信処理が施された後、逆拡散部 2 0 5に出力される。

逆拡散部 2 0 5では、無線受信部 2 0 3から入力した受信信号を逆拡散した後、セレクタ 2 0 7に出力する。

セレクタ 2 0 7では、逆拡散後の受信信号を種別に応じてバッファ 2 0 9 に蓄積する。すなわち、情報ビット、ノリティビット 1、およびパリティビット 2の種別に応じて、逆拡散後の受信信号を、対応するバッファ領域に蓄積する。

ターボ復号部 2 1 1では、信号を受信した時点で、ターボ復号を行う。具体的には、情報ビットを受信した時は、受信した複数回（N回）の情報ビッ卜（より詳しくは、ダイバーシチ合成後の情報ビット）を用いてターボ復号を行い、パリティビット 1を受信した時は、先に受信した N回の情報ビットと今回受信したパリティビット 1とを用いて夕一ボ復号を行い、パリティビット 2を受信した時は、先に受信した N回の情報ビットと先に受信したパリティビット 1と今回受信したパリティビット 2とを用いてターボ復号を行う c 夕一ボ復号後の信号は、ユーザデータとして取り出されるとともに、誤り検出部 213に出力される。

誤り検出部 213では、ターボ復号後の信号に対する誤り検出を行う。誤り検出は、たとえば、一例として、 C R C (Cyclic Redundancy Check) 符号を用いて行われる。誤り検出の結果は、 NACK信号生成部 215に出力される。

NACK信号生成部 2 15では、たとえば、ターボ復号後の信号に誤りがあった場合は、 NACK信号を生成し、また、ターボ復号後の信号に誤りがなかった場合は、 A CK信号を生成する。なお、 ACK信号は、専用の AC K信号生成部で生成するようにしてもよい。

生成された NACK信号または ACK信号は、無線送信部 217で、アツプコンバートなどの所定の送信処理が施された後、アンテナ 201から無線送信される。

その後、送信機 100は、アンテナ 1 13で、受信機 200から無線送信された NACK信号または ACK信号を受信する。アンテナ 201で受信された NACK信号または ACK信号は、無線受信部 115で、ダウンコンパートなどの所定の受信処理が施された後、逆拡散部 117に出力される。逆拡散部 1 17では、無線受信部 1 15から入力した受信信号を逆拡散した後、 NACK信号検出部 1 19に出力する。

NACK信号検出部 1 19では、逆拡散後の受信信号が N A C K信号か否かを検出する。検出結果（つまり、 NACK信号か ACK信号か）は、送信バケツ卜決定部 121に出力される。送信バケツト決定部 12 1では、 NACK信号検出部 1 19の検出結果に基づいて、次に送信するパケットを決定する。具体的には、動作開始時または ACK信号検出時は、同一の情報ビット（S) のパケットを時間をずらして複数回（N回）送信させるベく、情報ビットを選択し、また、同一の情報ビットが N回送信された後に NACK信号が検出された時は、パリティビット 1 (P 1) のバケツトを送信させるベく、パリティビット 1を選択し、また、同一の情報ビットが N回送信されかつその後引き続きパリティビット 1 が送信された後に N AC K信号が検出された時は、パリティビット 2 (P 2) のパケットを送信させるベく、ノリティビット 2を選択する。すなわち、ノケットを送信する順番は、情報ビット（S) XN回パリティビット 1 (P 1) パリティビット 2 (P 2) である。送信バケツト決定部 12 1の決定結果は、上記のように、セレクタ 105およびパワー制御部 109に出力され o

次いで、上記動作の具体例について、同一の情報ビットを 2回送信する図 4の例を用いて説明する。この場合、送信機 100は、初めに情報ビット（S) のバケツトを通常の 1Z2の送信電力（b = aZ2) で 2回送信する。そして、受信機 200から NACK信号が返された場合は、パリティビット 1 (P 1) のパケットを通常の送信電力で 1回送信する。そして、さらに受信機 2 00から NACK信号が返された場合は、ノリティビット 2 (P 2 ) のパケットを 1回送信する。このような送信手順をとることで、情報ビットの送信に使用する電力は全体として従来の方式による場合と同じであり、しかも、同一の情報ビットを 2回送信するため、受信側で 2回の受信信号を合成（ダィバ一シチ合成）することにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができ、従来の方式よりも情報ビッ卜の SN比を向上して性能を高めることができる c このように、本実施の形態のデ一夕通信装置を用いたデータ通信システムによれば、同一の情報ビットを複数回（N回）送信し、かつ、その際、 N回送信される同一の情報ビットに対する N回分の送信電力の合計が一定となるように、たとえば、各送信時における情報ビットの 1パケット分の送信電力が、通常の 1パケット分の送信電力の 1 /Nになるように、送信パケットの送信電力をパケット（の種別）ごとに変更するため、情報ビットの送信に使用する電力は従来の方式による場合と同じであり、しかも、 N回送信された情報ビットを受信側で合成することにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができ、よって、消費電力の増大を回避しつつ、情報ビットの品質を向上することができる。

なお、ターボ符号の特性を考慮して、送信電力の配分の仕方として、情報ビッ卜のバケツトおよびパリティビットのパケッ卜の送信に使用する総電力を一定に保ちながら、パリティビットのパケットよりも情報ビットのバケツ卜に対して送信電力を多く配分して、上記の送信手順を行うようにしてもよい。この場合、ターボ符号の性能を向上することができ、送信デ一夕の品質をさらに向上することができる。

(実施の形態 2 )

図 5は、本発明の実施の形態 2に係るデータ通信装置の送信側（つまり、送信機）の構成を示すブロック図である。この送信機 1 0 0 aは、夕一ボ符号を用いたタイプ 2ハイブリッド A R Q方式（ I R方式）に基づくデ一夕通信システムに用いられ、図 2に示す実施の形態 1に対応する送信機 1 0 0と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態の送信機 1 0 0 aの特徴は、同一の情報ビッ卜の送信回数 ( N ) をドッブラ周波数に応じて変更すること、および、同一ユーザの複数 ( M )のデ一夕を多重して同時に送信することである。以下、順に説明する。まず、本実施の形態では、送信機 1 0 0 aは、ドッブラ周波数検出部 1 2 3を有する。ドッブラ周波数検出部 1 2 3は、無線受信部 1 1 5から入力した受信信号のドッブラ周波数を検出する。ドッブラ周波数は、送信機と受信機間の相対移動に起因して生じるドッブラ効果に基づく周波数のシフト（偏移）量のことである。この場合、送信機 1 0 0 aに対して受信機 2 0 0が遠ざかる場合は低い周波数に、また、近づいて来る場合は高い周波数にそれそれシフトする。ドッブラ周波数検出部 1 2 3の検出結果は、送信パケット決定部 1 2 1 aに出力される。

送信パケット決定部 1 2 1 aでは、ドッブラ周波数検出部 1 2 3の検出結果（ドッブラ周波数）に基づいて、同一の情報ビットの送信回数（N ) を切り替える。具体的には、ドッブラ周波数が高い場合は、周波数ダイバーシチ効果が得やすいため、伝送速度低下の可能性がある時間ダイバーシチ効果をそれほど高める必要はないので、送信回数を少なくする（Nの値を小さくする）。送信回数を少なくすることにより、情報ビットを N回送信するまでの時間が短縮されるため、データの送信完了までの時間を短くすることが可能になる。逆に、ドッブラ周波数が低い場合は、周波数ダイバーシチ効果が得にくいため、時間ダイバーシチ効果を高める必要があるので、送信回数を多くする（Nの値を大きくする）。これにより、送信機 1 0 0 aと受信機 2 0 0間の相対的な移動状況に応じて効率的にダイバーシチ効果を得ることができ、送信データの品質向上を図りつつ、送信回数の増大による伝送速度の低下を抑制することができる。

また、本実施の形態では、送信機 1 0 0 aは、同一ユーザの複数（ここでは 2つ）のデータを多重して同時に送信する。このため、送信機 1 0 0 aは、 2つの夕一ボ符号化部 1 0 1 a , 1 0 l bと、 2つのバッファ 1 0 3 a， 1 0 3 bとを有する。ターボ符号化部 1 0 1 a , 1 0 1 bは、共に、符号化率 R = 1 / 3である。ターボ符号化部 1 0 1 aから出力される夕一ボ符号化後の信号（情報ビット、ノリティビット 1、ノリティビット 2 ) は、バッファ 1 0 3 aに蓄積され、ターボ符号化部 1 0 1 bから出力されるターボ符号化後の信号（情報ビット、ノリティビット 1、ノリティビット 2 ) は、バヅファ 1 0 3 bに蓄積される。ノッファ 1 0 3 aおよびバッファ 1 0 3 bに蓄積された同一ユーザの 2つのデータの情報ビットは、セレクタ 1 0 5 aによつて選択され多重された後、拡散部 107に出力される。なお、ここでは、図示しない信号分配部により、入力された同一ユーザの連続する 2つのデータが、ターボ符号化部 101 aとターボ符号化部 101 bにそれそれ分配されるようになっている。

次いで、図 6を用いて送信機 100 aの動作の具体例を説明する。ここでは、同一ユーザの 2つのデータの情報ビットを多重して同時に 2回送信する場合を例にとって説明する。

この場合、同一ユーザのデータ 1を送信するときに次のデータ 2も同時に送信する、すなわち、同一ユーザの連続するデータ 1とデータ 2とを多重して同時に送信する。多重化に先立ち、データ 1は、ターボ符号化部 101 a でターボ符号化され、ターボ符号化後の情報ビット（S ( 1))、パリティビット 1 (P 1 ( 1 ))、パリティビット 2 (P 2 ( 1 )) は、対応するバッファ 103aに蓄積され、また、デ一夕 2は、ターボ符号化部 101 bでターボ符号化され、ターボ符号化後の情報ビット（S (2))、パリティビット 1 (P 1 (2))、パリティビット 2 (P 2 (2)) は、対応するバッファ 103bに蓄積されているものとする。

送信機 100 aは、初めに同一ユーザの 2つのデ一夕の情報ビット S ( 1) と S (2) を多重して同時に 2回送信する。このとき、各送信時における同一ユーザのデータ 1の情報ビット S (1) の 1パケット分の送信電力の値 b 1は、通常の 1バケツト分の送信電力の値 aの 1 2であり（b 1 = a/2 ), また、同様に、各送信時における同一ユーザのデ一夕 2の情報ビヅト S (2) の 1バケツト分の送信電力の値 b 2は、通常の 1バケツト分の送信電力の値 aの 1/2である（bS^a/S すなわち、同一の情報ビットの送信に使用する電力は従来の方式による場合と同じであり（b 1 X 2 = a)、かつ、各送信時における多重された情報ビットの送信電力の合計も従来の方式による場合と同じである（b 1 +b 2 = a)。これにより、同一ユーザの 2つのデー夕の情報ビットを多重して同時に送信する場合であっても、同一ユーザの 2 つのデ一夕の情報ビッ卜の送信に使用する電力は全体として従来の方式による場合と同じであるため、消費電力の増大を回避することができ、しかも、同一ユーザの 2つのデータの情報ビッ卜のおのおのに対して時間ダイバーシチ効果を得ることができるため、従来の方式よりも情報ビッ卜の S N比を向上して性能を高めることができる。

なお、同一の情報ビットを N回送信する場合において、多重する情報ビッ卜の同一ユーザのデータ数（M ) は、 N以下である（M≤N ) ことが好ましい。同一の情報ビットを N回送信する場合は、上記のように、各送信時における各個の情報ビッ卜の 1バケツト分の送信電力の値 bを、通常の 1バケツト分の送信電力の値 aの 1 /Nにそれそれ設定するため（b = a /N：)、個々の送信時における多重された情報ビットの送信電力の合計を従来の 1パケット分の送信電力の値 a以下にするには、同一ユーザのデータの多重化数を N 以下にする必要があるからである。

そして、受信機 2 0 0から N A C K信号が返された場合は、図 6に示すように、パケット番号（ 1 ) のパリティビット（P 1 ( 1 )， P 2 ( 1 ) ) と、パケット番号（ 2 ) のパリティビット（P 1 ( 2 ) , P 2 ( 2 ) ) とを交互に送信する。これにより、多重されて同時に送信された同一ユーザの 2つのデ一夕を復号するタイミングを平準化することができ、復号処理の遅延を短くすることができる。

このように、本実施の形態のデータ通信装置を用いたデータ通信システムによれば、個々の情報ビット送信時において同一ユーザの複数のデータの情報ビットを多重して同時に送信するため、データの伝送効率（スループット）を向上することができる。

また、同一の情報ビッ卜の送信回数をドッブラ周波数に応じて変更するため、送信機 1 0 0 aと受信機 2 0 0間の相対的な移動状況に応じて効率的にダイバーシチ効果を得ることができ、送信データの品質向上を図りつつ、送信回数の増大による伝送速度の低下を抑制することができる。なお、送信電力の配分の仕方として、情報ビットのパケットおよびパリティビットのパケットの送信に使用する総電力を一定に保ちながら、パリティビットのパケッ卜よりも情報ビッ卜のバケツ卜に対して送信電力を多く配分して、上記の送信手順を行うようにしてもよいことは、実施の形態 1の場合と同様である。

(実施の形態 3)

図 7は、本発明の実施の形態 3に係るデータ通信装置の送信側（つまり、送信機）の構成を示すブロック図である。この送信機 1 0 O bは、夕一ボ符号を用いたタイプ 2ハイプリッド ARQ方式（ I R方式）に基づくデータ通信システムに用いられ、図 2に示す実施の形態 1に対応する送信機 1 00と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態の送信機 1 0 O bの特徴は、複数（M) のユーザのデ一夕を多重して同時に送信することである。多重化に関して実施の形態 2との違いは、実施の形態 2では同一ユーザの複数のデータを多重するのに対し、本実施の形態では複数のユーザのデ一夕を多重する点にある。そのため、本実施の形態では、実施の形態 2と同様に、 2つのターボ符号化部 10 1 a， 1 0 l bと、 2つのバッファ 1 0 3 a, 1 0 3 bとを有するが、 2つの夕一ボ符号化部 1 0 l a, 10 l bには、互いに異なるユーザのデータがそれそれ入力されるようになっている。

次いで、図 8を用いて送信機 1 0 O bの動作の具体例を説明する。ここでは、ユーザ Aとユーザ Bの 2つのデータの情報ビットを多重して同時に 2回送信する場合を例にとって説明する。

この場合、ユーザ Aのデ一夕を送信するときに他のユーザ Bのデータも同時に送信する、すなわち、ユーザ Aとユーザ Bの 2つのデ一夕を多重して同時に送信する。多重化に先立ち、ユーザ Aのデータは、ターボ符号化部 1 0 l aでターボ符号化され、ターボ符号化後の情報ビット（ S (a))、パリティビット 1 (P I ( a ))、パリティビット 2 (P 2 ( a )) は、対応するバッファ 103 aに蓄積され、また、ユーザ Bのデ一夕は、ターボ符号化部 10 lbで夕一ボ符号化され、ターボ符号化後の情報ビット（S (b))、パリティビット 1 ( P 1 ( b ))、ノリティビット 2 (P 2 ( b )) は、対応するバッファ 103 bに蓄積されているものとする。

送信機 10 Obは、初めにュ一ザ Aのデ一夕の情報ビット S (a) とユーザ Bのデータの情報ビット S (b) とを多重して同時に 2回送信する。このとき、各送信時におけるユーザ Aのデータの情報ビット S (a) の 1バケツト分の送信電力の値 b 1は、通常の 1バケツト分の送信電力の値 aの 1/2 であり（b 1 =a/2)、また、同様に、各送信時におけるユーザ Bのデータの情報ビット S (b) の 1パケット分の送信電力の値 b 2は、通常の 1パケット分の送信電力の値 aの 1/2である（b 2 =a/2)。すなわち、同一の情報ビットの送信に使用する電力は従来の方式による場合と同じであり（b 1 X 2二 a)、かつ、各送信時における多重された情報ビヅ卜の送信電力の合計も従来の方式による場合と同じである（b l+b 2 = a)。これにより、ュ一ザ Aとユーザ Bの 2つのデータの情報ビットを多重して同時に送信する場合であっても、ユーザ Aとユーザ Bの 2つのデータの情報ビットの送信に使用する電力は全体として従来の方式による場合と同じであるため、消費電力の増大を回避することができ、しかも、ユーザ Aとユーザ Bの 2つのデータの情報ビッ卜のおのおのに対して時間ダイバーシチ効果を得ることができるため、従来の方式よりも情報ビットの S N比を向上して性能を高めることができる。

なお、同一の情報ビットを N回送信する場合において、多重する情報ビットのデ一夕のユーザの数（M)は、 N以下である（M≤N)ことが好ましい。同一の情報ビットを N回送信する場合は、上記のように、各送信時における各個の情報ビッ卜の 1パケット分の送信電力の値 bを、通常の 1バケツト分の送信電力の値 aの 1/Nにそれそれ設定するため（b = a/N)、個々の送信時における多重された情報ビットの送信電力の合計を従来の 1バケツト分の送信電力の値 a以下にするには、異なるユーザのデ一夕の多重化数を N以下にする必要があるからである。

そして、受信機 2 0 0から N A C K信号が返された場合は、図 6に示すように、パケット番号（ 1 ) のパリティビット（P 1 ( 1 )， P 2 ( 1 )) と、パケット番号（ 2 ) のパリティビット（P 1 ( 2 )， P 2 ( 2 )) とを交互に送信する。これにより、多重されて同時に送信されたユーザ Aとユーザ Bの 2つのデ一夕を復号するタイミングを平準化することができ、復号処理の遅延を短くすることができる。

このように、本実施の形態のデータ通信装置を用いたデータ通信システムによれば、個々の情報ビット送信時において複数のユーザのデ一夕の情報ビットを多重して同時に送信するため、データの伝送効率（スループット）を向上することができる。

なお、送信電力の配分の仕方として、情報ビットのパケットおよびパリティビットのパケットの送信に使用する総電力を一定に保ちながら、パリティビットのバケツ卜よりも情報ビットのバケツ卜に対して送信電力を多く配分して、上記の送信手順を行うようにしてもよいことは、実施の形態 1の場合と同様である。

なお、上記各実施の形態では、情報ビットを複数回（N回）送信した後で誤り検出を行い、 N A C K信号受信時にパリティビットを送信するようにしているが、この方式以外に、情報ビットを送信する度に誤り検出を行い、 N A C K信号受信時に次の情報ビットを送信する方式をとることも可能である。この方式では、 S N比が高いとき、複数（N個）のバケツト（情報ビット）を受信しなくても通常の 1 /Nの電力のバケツトだけで情報ビヅトを誤りなく受信できる可能性がある。この場合、デ一夕送信完了までの遅延時間を少なくすることができる。

上記の送信機 1 0 0 , 1 0 0 a , 1 0 0 bおよび受信機 2 0 0を有するデ一夕通信システムは、移動体通信システムにおける下り回線の高速バケツト伝送に適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、同一の送信デ一夕を複数回（たとえば、 N回）送信するため、受信側で複数回（N回）の受信信号を合成することにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができ、送信データの品質を向上することができる。しかも、その際、複数回（N回）送信される同一の送信データに対する当該複数回（N回）分の送信電力の合計が一定となるように、送信データの送信電力を制御するため、たとえば、同一の送信データ当たりの送信電力を従来の方式による送信電力と同じ値にすることにより、消費電力の増大を回避することができる。

また、本発明によれば、複数回（たとえば、 N回）送信される同一の送信デ一夕に対する 1回分の送信電力が互いに等しく、かつ、複数回（N回）送信される同一の送信デ一夕に対する当該複数回（N回）分の送信電力の合計が、同一の送信データを 1回だけ送信する方式（つまり、従来の方式）における各送信データの送信電力と等しくなるように、すなわち、同一の送信デ一夕に対する 1回分の送信電力が、従来の方式による送信データの送信電力の値の 1 /Nになるように、送信データの送信電力を制御するため、送信デ一夕の送信に必要な電力は従来の方式による場合と同じであるが、複数回（N 回）送信されたデータを受信側で合成することにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができる。すなわち、消費電力の増大を回避しつつ、送信デ一夕の品質を向上することができる。

また、本発明によれば、たとえば、タイプ 2ハイブリッド A R Q方式において、最初に送信される情報ビットの品質を、消費電力の増大を回避しつつ、向上することができる。

また、本発明によれば、同一の送信データを送信する回数をドッブラ周波数に応じて切り替える、たとえば、ドッブラ周波数が高い場合は周波数ダイバーシチ効果が得やすいので送信回数を少なくし、ドッブラ周波数が低い場合は周波数ダイバーシチ効果が得にくいので送信回数を多くするため、デー夕通信装置間の相対的な移動状況に応じて効率的にダイバーシチ効果を得ることができ、送信デ一夕の品質向上を図りつつ、送信回数の増大による伝送速度の低下を抑制することができる。

また、本発明によれば、個々の送信時において同一ユーザの複数の送信デ —夕を多重して同時に送信するため、データの伝送効率（スループット）を向上することができる。

また、本発明によれば、多重されて同時に送信される同一ユーザの複数の送信データのおのおのに対して、同一の送信データ当たりの送信電力を、たとえば、従来の方式による送信電力と同じ値にすることのみならず、多重されて同時に送信される同一ユーザの複数の送信データに対する各送信時の送信電力の合計をも、たとえば、同じく従来の方式による送信電力と同じ値にすることができるため、同一の送信データに対してのみならず個々の送信時に対しても送信デ一夕の送信電力を従来の方式による場合と同じにすることができ、消費電力の増大を回避することができる。

また、本発明によれば、冗長ビットを再送する場合、同一ユーザの複数の送信デ一夕に対応する冗長ビットを順番に（交互に）送信するため、多重されて同時に送信された同一ユーザの複数の送信データを復号するタイミングを平準化することができ、復号処理の遅延を短くすることができる。

また、本発明によれば、個々の送信時において複数のユーザの送信データを多重して同時に送信するため、データの伝送効率（スループット）を向上することができる。

また、本発明によれば、多重されて同時に送信される複数のユーザの送信データのおのおのに対して、同一の送信データ当たりの送信電力を、たとえば、従来の方式による送信電力と同じ値にすることのみならず、多重されて同時に送信される複数のユーザの送信データに対する各送信時の送信電力の合計をも、たとえば、同じく従来の方式による送信電力と同じ値にすることができるため、同一の送信データに対してのみならず個々の送信時に対しても送信データの送信電力を従来の方式による場合と同じにすることができ、消費電力の増大を回避することができる。

また、本発明によれば、冗長ビットを再送する場合、複数のユーザの送信デ一夕に対応する冗長ビットを順番に（交互に）送信するため、多重されて同時に送信された複数のユーザの送信データを復号するタイミングを平準化することができ、復号処理の遅延を短くすることができる。

また、本発明によれば、送信データおよび冗長ビットの送信電力の合計を一定に保持しつつ、冗長ビットよりも送信データに対して送信電力を多く配分するため、たとえば、ターボ符号を用いる場合、その性能を向上することができ、送信データの品質をさらに向上することができる。

本明細書は、 200 1年 6月 29日出願の特願 200 1— 19840 1に基づく。この内容はすべてここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、移動体通信システム、特にハイブリッド自動再送要求方式に基づく移動体通信システムに適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . ハイブリツド自動再送要求方式に基づくデータ通信装置において、同一の送信データを複数回送信する送信手段と、

複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が一定となるように、送信データの送信電力を制御する制御手段と、を有するデータ通信装置。

2 . 前記制御手段は、

複数回送信される同一の送信データに対する 1回分の送信電力が互いに等しく、かつ、複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が、同一の送信データを 1回だけ送信する方式における各送信データの送信電力と等しくなるように、送信データの送信電力を制御する、請求項 1記載のデータ通信装置。

3 . 前記送信データは、情報ビッ卜のバケツトである請求項 1記載のデ一夕通信装置。

4 . ドッブラ周波数を検出する検出手段と、

検出されたドッブラ周波数に応じて、同一の送信データを送信する回数を切り替える切り替え手段と、

をさらに有する請求項 1記載のデータ通信装置。

5 . 前記送信手段は、

同一の送信デ一夕を複数回送信する際の各送信時に、同一ユーザの複数の送信データを多重して同時に送信する、請求項 1記載のデータ通信装置。

6 . 前記制御手段は、

多重されて同時に送信される同一ユーザの複数の送信データのおのおのに対して、複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が一定となるように、かつ、多重されて同時に送信される同一ユーザの複数の送信データに対する各送信時の送信電力の合計が一定となるように、送信データの送信電力を制御する、請求項 5記載のデータ通信装置。

7 . 前記送信手段は、

同一ユーザの複数の送信データを多重して同時に複数回送信した後に再送として誤り訂正用の冗長ビットを送信する場合、同一ユーザの複数の送信デ一夕に対応する冗長ビットを順番に送信する、請求項 5記載のデータ通信装

8 . 前記送信手段は、

同一の送信データを複数回送信する際の各送信時に、複数のユーザの送信データを多重して同時に送信する、請求項 1記載のデータ通信装置。

9 . 前記制御手段は、

多重されて同時に送信される複数のユーザの送信データのおのおのに対して、複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が一定となるように、かつ、多重されて同時に送信される複数のユーザの送信データに対する各送信時の送信電力の合計が一定となるように、送信データの送信電力を制御する、請求項 8記載のデータ通信装置。

1 0 . 前記送信手段は、

複数のユーザの送信データを多重して同時に複数回送信した後に再送として誤り訂正用の冗長ビットを送信する場合、複数のユーザの送信デ一夕に対応する冗長ビットを順番に送信する、請求項 8記載のデータ通信装置。

1 1 . 送信デ一夕および当該送信デ一夕送信後に再送として送信される誤り訂正用の冗長ビットの送信電力の合計を一定に保持しつつ、誤り訂正用の冗長ビットよりも送信データに対して送信電力を多く配分する配分手段、をさらに有する請求項 3記載のデータ通信装置。

1 2 . ハイプリッド自動再送要求方式に基づくデータ通信方法において、同一の送信デ一夕を複数回送信し、かつ、その際、複数回送信される同一の送信データに対する当該複数回分の送信電力の合計が一定となるように、送信データの送信電力を制御する、データ通信方法。