WO2006095904A1

WO2006095904A1 - 再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システム

Info

Publication number: WO2006095904A1
Application number: PCT/JP2006/304899
Authority: WO
Inventors: Xiaoming She; Jifeng Li
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2006-09-14
Also published as: US20090044065A1; JPWO2006095904A1; EP1852992A1; CN101138184A; CN1832391A

Abstract

　本発明はシステムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ通信システムを開示する。この方法において、受信装置は受信したサブストリームに誤りがあって再送する必要があるか否かを検出し（４０１）、上記の再送が必要なサブストリームのマルチインプット・マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出し（４０２）、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し（４０３）、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は上記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い（４０４）、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う（４０５、４０６、４０７）。

Description

明細書

再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システム技術分野

[0001] 本発明は、マルチアンテナ無線通信システムにおける自動再送技術に関し、具体的にはマルチアンテナ通信システムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システムに関する。

背景技術

[0002] 高まり続ける情報伝送レートへの要求は、将来無線通信システムが直面する主要な問題の 1つである。限られた周波数リソースを用いてより高い情報伝送レートを実現するために、マルチインプット 'マルチアウトプット（MIMO)技術はすでに、将来無線通信システムにおいて採用される不可欠の手段の 1つになっている。 MIMOシステムにおいて、送信側は送信データを複数のサブストリームに分割して、複数の送信ァンテナを用いて上記複数のサブストリームを送信し、受信側は複数の受信アンテナを用いて上記複数のサブストリームを含む空間多重信号を受信する。従来のシングルアンテナ伝送方法に比べ、 MIMO技術ではチャネル容量が著しく向上され、情報伝送レートを向上することができる。

[0003] 従来の MIMOシステムは、受信側において受信したサブストリームに誤りがあるか否かを検出することができるように、送信側におヽて巡回冗長検査 (CRC)符号化を行う。 CRC符号化とは、送信側において伝送するサブストリームの末尾に数ビットの CRCビットを添附する処理を言う。受信側は CRC復号を行い、サブストリームの末尾に添附された CRCビットにより、受信サブストリームに誤りビットが含まれている力否かを検出する。ただし、 CRC符号ィ匕および CRC復号の処理は、誤りビットの個数および誤りビットの当該サブストリームにおける具体的な位置を検出することはできない。したがって、従来の MIMOシステムでは、あるサブストリームが受信処理の後に依然として誤りビットを含む場合、当該サブストリーム全部のデータをもう 1回再送する。発明の開示

[0004] しかし、実際には、受信側においてサブストリームに誤りがあると検出される場合、サブストリーム中の誤りビットの数は少ない場合が多ぐ特にチャネル特性が良い時はなおさらである。よって、上述の MIMOシステムにおいて誤りビットを含むサブストリームのデータ全部をもう 1回再送する方法は、当該サブストリーム中の、正しく受信された数多くのビットももう 1回再送することとなり、システムスループットの損失をもたらすという問題がある。

[0005] 本発明の目的は、力かる点に鑑みてなされたものであり、受信されたサブストリームに誤りビットがあると検出される場合、当該サブストリームを一律に全部再送するのを回避し、システムのスループットを向上することができる再送方法、無線受信装置、マルチアンテナ無線通信システムを提供することである。

[0006] 本発明のマルチアンテナ無線通信システムは、複数のサブストリームを複数の送信アンテナを用いて送信する無線送信装置と、前記複数のサブストリームを複数の受信アンテナを用いて受信する無線受信装置と、を具備するマルチアンテナ無線通信システムにおいて、前記無線受信装置は、受信された前記複数のサブストリームのうち再送が必要なサブストリームを検出する検出手段と、前記再送が必要なサブストリームの SINRと所定の閾値とを比較する比較手段と、前記再送が必要なサブストリームの SINRが所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送する方法を決定し、前記再送が必要なサブストリームの SINRが所定の閾値以上である場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送方法を決定する決定手段と、前記決定された再送方法に関する情報を前記無線送信装置に通知する通知手段と、を具備し、前記無線送信装置は、前記無線受信装置から通知される再送方法に関する情報に基づき、適応的に前記再送が必要なサブストリームの全部または一部を再送する再送手段、を具備する、構成を採る。

[0007] 本発明によれば、マルチアンテナ無線通信システムの受信側にぉ、て誤りビットが含まれるサブストリームが検出される場合、当該サブストリームを全部再送するカゝ、または誤りビットがあった一部を再送し、システムのスループットを向上することができる図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の一実施の形態に係る MIMO無線通信システム 100の構成を示すプロック図

[図 2]本発明の一実施の形態に係る再送方法 Z再送パラメータ決定部の詳細な構成を示すブロック図

[図 3]本発明の一実施の形態に係る再送方法の処理を示すフロー図

[図 4]本発明の一実施の形態に係る SINR区間と再送ビット数との対応関係を示す図

[図 5]本発明にかかる再送方法と従来の再送方法との性能比較を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明の最良の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

[0010] 図 1は、本発明の一実施の形態に係る MIMO無線通信システム 100の構成を示すブロック図である。 MIMO無線通信システム 100は、本発明に係るマルチアンテナ無線通信システムの一例である。

[0011] 図 1において、 MIMO無線通信システム 100は、 n本の送信アンテナを用いて送

T

信を行う無線送信装置 150と、 n本の受信アンテナを用いて受信を行う無線受信装

R

置 160とを備えて構成される。無線送信装置 150は、データリソース部 101、分割部 102、 CRC符号化部 103— 1〜103— n、チャネル符号化 Z変調部 104— 1〜 104

T

— n、および送信アンテナ 105— 1〜105— nを備え、無線受信装置 160は、受信

T T

アンテナ 106— l〜106—n、 MIMO検出

R Z再送信号合成部 107、 CRC復号部 10

8— 1〜108— n 、チャネル推定部 110、および再送方法 Z再送パラメータ決定部 2

R

01を備える。以下、無線送信装置 150の CRC符号ィ匕部 103— 1〜103— nを CRC

T

符号化部 103と、チャネル符号ィ匕 Z変調部 104— 1〜104— nをチャネル符号ィ匕

T Z

変調部 104と、送信アンテナ 105— 1〜105— nを送信アンテナ 105と略称する場

T

合があり、無線受信装置 160の受信アンテナ 106— 1〜106— nを受信アンテナ 10

R

6と、 CRC復号部 108— 1〜108— nを CRC復号部 108と略称する場合がある。

R

[0012] 無線送信装置 150において、データリソース部 101は、無線送信装置 150により送信される送信データの提供源であり、送信データを分割部 102に出力する。データリソース部 101は、無線受信装置 160からフィードバックされる再送に関するフィードバック情報を参照して、分割部 102に出力する送信データを決める。 [0013] 分割部 102は、データリソース部 101から入力される送信データを n個のサブストリ

T

ームに分割し、 CRC符号ィ匕部 103— 1〜103— nそれぞれに出力する。得られた各

T

サブストリームは、 1つの送信アンテナ 105に対応する。分割部 102は、無線受信装置 160からフィードバックされる再送に関するフィードバック情報を参照して、上記再送アンテナとサブストリームとの対応づける。

[0014] 巡回冗長検査 (CRC)符号ィ匕部 103— 1〜103— nは分割部 102から入力される

T

各サブストリームに対して、それぞれ CRC符号化を行い、チャネル符号化 Z変調部 1 04— 1〜104— nそれぞれに出力する。 CRC符号化とは各送信データの末尾に数

T

ビットの CRCビットを添附する処理である。 CRCビットが添附されたサブストリームを受信する無線受信装置 160は、 CRCビットに基づき当該サブストリームに誤りがあるか否かを検出する。

[0015] チャネル符号ィ匕 Z変調部 104— 1〜104— nそれぞれは、各サブストリームに対し

T

てチャネル符号ィ匕および変調を行い、送信アンテナ 105— 1〜105— nそれぞれに

T

出力する。

[0016] 無線受信装置 160において、 n本の受信アンテナ 106は、空間多重信号を受信す

R

る。チャネル推定部 110は、受信信号中のパイロット信号に基づき、または他の方法を用いてチャネル推定を行ってチャネル推定行列 H (MIMOシステムにとって、チヤネル特性は 1つの行列で表すことができる）を得る。チャネル推定部 110は、得られたチャネル推定行列 Hを MIMO検出 Z再送信号合成部 107および再送方法 Z再送ノラメータ決定部 201に出力する。

[0017] MIMO検出/再送信号合成部 107は、チャネル推定部 110で得られたチャネル推定行列 Hを用いて受信アンテナ 106が受信した信号に対して MIMO検出処理を行うほか、また同一の信号が数回再送された異なるバージョンに対して合成処理を行う。すなわち、 MIMO検出 Z再送信号合成部 107は MIMO検出、および再送信号の合成と！/ヽぅ 2つの機能を有する。具体的に MIMO検出 Z再送信号合成部 107は、まず受信信号が再送データである力否かを判定し、次、で下記の（1)または（2)の処理を行う。（1)受信サブストリーム力再送データでなぐすなわち、初めて伝送されたデータである場合、 MIMO検出/再送信号合成部 107は当該サブストリームに対して MIMO検出処理のみを行う。ここで、 MIMO検出処理に用いられる方法（Ml MO検出方法）として多数の方法があって、例えば一般的に使われる ZF (Zero Ford ng;方法、 MMSE (Minimum Mean Square Error)方法、 s丄し (Successive Interferenc e Cancellation)方法などがある。 MIMO検出において、まず上記のような検出方法を用いて受信信号から、無線送信装置 150の各送信アンテナ 105— 1〜105— nに

T

より送信された各サブストリームを分離し、次いで各サブストリームに用いられた AMC ノメータに基づき、各サブストリームに対して復調及び復号処理を行う。（2)受信信号が再送のサブストリームを含む場合、すなわち受信信号が、以前にすでに受信したことがあるが正しく受信できな力つた場合当該サブストリームを含む場合、 MIMO 検出 Z再送信号合成部 107は、受信信号に対して MIMO検出処理を行うほか、再送されたサブストリームに対して以前に伝送されたバージョンの信号との合成処理を行う。具体的には、例えば、受信信号のうちサブストリーム sが N回目の伝送である場合、当該サブストリームが N回までに伝送されて MIMO検出された後の信号をそれぞれ r、 r、 · ··、 rと示す。 rは、サブストリーム sがー回目に伝送されて MIMO検出さ

1 2 N 1

れた後の信号であって、 r、 · ··、 rはサブストリーム sが再送されて MIMO検出された

2 N

後の信号である。受信側では、サブストリーム sが第 N回伝送され MIMO検出された後の信号 rと、前の N— 1回までの受信処理において得られた各バージョンの信号 r

N 1

、 r、 · ··、 r とを合成し、 r= (r +r十… +r ) * IZNを得る。次いで MIMO検出 Z

2 N- l 1 2 N

再送信号合成部 107は、得られた rに対して復調および復号を行ってから、 CRC復号部 108— l〜108—nそれぞれと、再送方法 Z再送パラメータ決定部 201に出力

T

する。

各 CRC復号部 108— 1〜108— nは、 MIMO検出 Z再送信号合成部 107から入

T

力される各サブストリームそれぞれに対して、 CRC復号を行う。すなわち、各 CRC復号部 108— 1〜108— nは、各サブストリームの中に誤りビットが含まれているか否か

T

を検出し、再送応答信号として肯定 (ACK)または否定 (NAK)の信号を生成する。再送応答信号 ACKおよび NAKは、当該サブストリームが誤りビットを含む場合、および誤りビットを含まない場合の 2つの場合をそれぞれ示す。以下、誤りビットを含むサブストリームを再送サブストリームと称す。各 CRC復号部 108は、生成された再送応答信号 (ACKまたは NAK)を、再送方法 Z再送パラメータ決定部 201および送信データ結合部 109に出力するとともに、再送方法 Z再送パラメータ決定部 201を介しフィードバックチャネル 111を通じて無線送信装置 150にフィードバックする。

[0019] CRC復号部 108からフィードバックされる再送応答信号は、無線送信装置 150において再送動作を行うのに用いられ、 ACKである場合は、当該サブストリームが正しく受信され、次回の送信処理にぉ、て次の新、サブストリームを送信して良、ことを示す。一方、再送応答信号が NAKである場合は、当該サブストリームが正しく受信されなかったため、次回の送信処理において当該サブストリームをもう 1回送信することを示す。無線送信装置 150がサブストリームを再送する際において、元の送信アンテナを用いても良ぐ分割部 102に対する制御により送信アンテナを変更しても良い。

[0020] なお、 CRC復号部 108は、 CRC復号されたサブストリームが誤りビットを含まない場合、 CRC復号されたサブストリームの情報ビットの末尾に添附されて、る CRCビットを除去し、送信データ結合部 109に出力する。

[0021] 送信データ結合部 109は、 CRC復号部 108で CRCビットが除去された複数のサブストリームを結合して受信データ (Rx データ）を得る。

[0022] 再送方法 Z再送パラメータ決定部 201は、チャネル推定部 110で推定されたチヤネル推定行列 Hと、 CRC復号部 108— 1〜108— nから入力される再送応答信号と

R

を用いて、 MIMO検出 Z再送信号合成部 107から入力される各サブストリームのうち、再送が必要な各サブストリーム (再送サブストリーム）の再送に用いられる再送方法および再送パラメータを決定する。本発明に係る再送方法は、各再送サブストリームに対して、異なる再送方法および再送パラメータを適応的に決定する点におヽて従来の MIMO再送方法と相違する。上記異なる再送方法とは 1)当該再送サブストリームを全部再送する方法と、 2)冗長増加（Incremental Redundancy)再送方法という 2 種類を含む。第 1種類の再送方法は従来の MIMOシステムにお、て用いる再送方法と同様で、サブストリームに誤りビットが検出された場合、当該サブストリームを全部もう 1回再送する。第 2種類の冗長増加再送方法とは、サブストリームに誤りビットが検出された場合、毎回当該サブストリームの中の部分的なビットを再送する方法である。再送パラメータとは、サブストリームの再送に冗長増加再送方法を用いる場合、毎回再送すれる情報ビットの数および具体的にどれらのビットを再送するかを示すパラメータである。再送方法 Z再送パラメータ決定部 201は、再送サブストリームの再送方法および再送パラメータの選択においてチャネル推定部 110の出力、すなわちチャネル推定行列 Hを用いる。再送方法 Z再送パラメータ決定部 201は、決定された各サブストリームの再送方法及び再送パラメータをフィードバックチャネル 111を通じて無線送信装置 150にフィードバックするとともに、次回の受信処理用に MIMO検出 Z再送信号合成部 107に出力する。

[0023] 上記のように、無線受信装置 160において生成される再送に関するフィードバック情報は、再送応答信号 (ACKまたは NAK)、再送アンテナの選択結果、再送方法および再送パラメータの決定結果などを指し、再送サブストリームの決定結果を含めても良い。

[0024] 図 2は、本実施の形態に係る再送方法 Z再送パラメータ決定部 201の詳細な構成を示すブロック図である。

[0025] 再送方法 Z再送パラメータ決定部 201は、再送サブストリーム集合 S決定部 301、

k

MIMO検出後 SINR算出部 302、再送方法決定部 303、および再送ビット決定部 3 04を含む。

[0026] 再送サブストリーム集合 S決定部 301は、 MIMO検出

k Z再送信号合成部 107から入力される各サブストリームに対して、 CRC復号部 108の処理結果に基づき、再送が必要なサブストリーム (再送サブストリーム）の集合 S = {S 、S 、···}を決定する。

k kl k2

[0027] 次いで、 MIMO検出後 SINR算出部 302は、再送サブストリーム集合 S決定部 30

k

1で決定された再送サブストリーム集合 Sの中の各サブストリームの MIMO検出およ

k

び送信データ合成後の SINR値を、チャネル推定行列 Hに基づき算出する。すなわち SINR = {SINR 、 SINR 、 ···}を得る。

k kl k2

[0028] 次いで、再送方法決定部 303は MIMO検出後 SINR算出部 302の出力 SINRお

k よび所定の SINR閾値に基づき、再送サブストリーム集合 Sの中の各サブストリーム

k

毎に再送方法を決定する。具体的には、 SINR値が所定の SINR閾値より低い再送サブストリームに対しては、第 1種類の再送方法、すなわち当該再送サブストリームを全部再送する方法を用、ると決定し、 SINR値が所定の SINR閾値より高、再送サブストリームに対しては、第 2種類の再送方法、すなわち冗長増加再送方法を用いる。このような決定の仕方は以下のような考慮から出されたものである。 SINR値がより低いサブストリームは、その中に含む誤りビットの数がより多い。かかる場合、もし冗長増加再送方法を用いれば、信頼度がとても低く再送の必要がある数多くのビットの位置に関する情報を無線送信装置 150にフィードバックする必要がある力そのフィードノックの情報量が大きいため実際のシステムにおいて実現が困難である。一方、 SI NR値がより高いサブストリームは、その中に含む誤りビットがより少ない。かかる場合、第 1種類の再送方法、すなわち当該サブストリーム全部を再送する方法を用いれば、システムスループットの浪費をもたらす。再送方法決定部 303は、決定された再送方法を示す情報をフィードバックチャネル 111を用いて無線送信装置 150にフィードノックするとともに、 MIMO検出 Z再送信号合成部 107へ出力する。

[0029] 次、で、再送ビット決定部 304は、冗長増加再送方法を用いると決定されたサブストリームに対して具体的に、再送を行うビットを決定する。具体的に、再送ビット決定部 304はまず再送情報ビットの数を当該サブストリームの SINR値に基づき決定する。本発明の再送方法において、所定の SINRは予め複数の区間に分けられ、異なる SINR区間に異なる再送ビット数を対応つけられる。 SINR値がより高い区間に対応する再送ビット数はより少なぐ SINR値がより低い区間に対応する再送ビット数はより多い。再送する情報ビット数が決まると、再送ビット決定部 304は具体的に再送を行うビットを、当該サブストリームの中の各ビットの信頼度に基づき決定する。再送ビットの決定方法として、まず当該サブストリームの中の各情報ビットの信頼度を推定し、信頼度が最も低い方から、決定された数の情報ビットを選択して、決定する。

[0030] 図 3は、本実施の形態に係る再送方法 Z再送パラメータ決定部 201における再送方法の処理を示すフロー図である。ここでは、 MIMO無線通信システム 100の無線送信装置 150の n個の送信アンテナから送信される送信サブストリーム集合が S = {

T

S 、 S 、 · ··、 S }であるとして説明する。

1 2 nT

[0031] ステップ 401において、再送サブストリーム集合 S決定部 301は、送信サブストリー k

ム集合 Sの各サブストリームの CRC復号結果に基づき、再送サブストリーム集合 S = {S 、S 、···}が決定する。ここでは、そのうちの 1つの再送サブストリームを例にと kl k2

り、 S で示す。

kk

[0032] 次いで、ステップ 402において、 MIMO検出後 SINR算出部 302は、再送サブストリーム S の MIMO検出を経た後の等価 SINRを算出し、 SINR と記す。等価 SINR kk kk

の算出はチャネル推定で得られたチャネル推定行列 Hおよび MIMO検出 Z再送信号合成部 107で用いられる MIMO検出方法に基づき、理論上で算出することもできるし、実際に MIMO検出後の信号に対して測定を行って得ることもできる。再送サブストリーム S が初回伝送でない場合は、等価 SINRは MIMO検出処理だけでなくさ

kk

らに再送信号合成処理を経た後の数値とする。

[0033] 次いで、ステップ 403において、再送方法決定部 303は、再送サブストリーム S に

kk 対応する再送方法を SINR に基づき決定する。具体的に、再送方法決定部 303は

kk

, SINR と予め決められた SINR閾値 SINR 0とを比較して、 SINR が SINR 0より kk kk 低い場合は第 1種類、すなわち当該再送サブストリームを全部再送する方法を決定し、ステップ 404に移行する。そうでない場合は第 2種類、すなわち冗長増加再送方法が選択され、ステップ 405に移行する。

[0034] SINR が SINR 0より低い場合ステップ 404において、再送方法決定部 303は再

kk

送サブストリーム s に対して全部再送方法を用いるという決定結果を、無線送信装

kk

置 150にフィードバックして、再送サブストリーム S に対する全部再送を要求するとと

kk

もに、 MIMO検出 Z再送信号合成部 107に出力する。

[0035] 一方 SINR が SINR 0以上である場合ステップ 405において、再送方法決定部 3

kk

03は、再送サブストリーム S に対して冗長増加再送方法を用いると決定する。

kk

[0036] 次、で、ステップ 406にお、て、再送ビット決定部 304は、次回に再送する情報ビットの数を SINR に基づき決定する。かかる場合、所定の SINRは予め複数の区間に

kk

分けられ、異なる SINR区間には異なる再送情報ビット数が対応づけられる。再送サブストリーム S の SINR値 SINR がどの SINR区間に含まれると、その SINR区間に

kk kk

対応する再送情報ビット数を再送サブストリーム s の次回再送の情報ビット数として

kk

選択して、ここでは NUM と記す。例えば再送ビット決定部 304は、図 4に示す SIN

kk

R区間と再送情報ビット数 NUMとの対応関係を参照し、再送情報ビット数 NUM を

kk 決める。

[0037] 次いで、ステップ 407において、再送ビット決定部 304は、再送サブストリーム S に

kk 対応する具体的な再送ビットを選択する。具体的に再送ビット決定部 304は、以下の (a)および (b)の処理を順次に行う。

[0038] (a)再送ビット決定部 304は、再送サブストリーム S の中の各情報ビットの受信後

kk

の信頼度 α (1= 1、 · · ·、 L)を推定する。ここで Lは当該サブストリームの中の情報ビッ

1

トの数を示し、 aは当該サブストリーム S の中の第 1個の情報ビットの受信後の信頼

1 kk

度を示す。理論上で言うと、各情報ビットの信頼度 αは、下記の式（1)で表すことができる。

[数 1]

すなわち、各情報ビットの信頼度 αは、当該ビットの対数尤度比 (LLR)の絶対値で表すことができる。実際のシステムにおいて再送ビット決定部 304は、復号器の軟判定の絶対値を直接、各ビットの信頼度 α値として使用する。

[0039] (b)再送ビット決定部 304は、再送サブストリーム S の中で信頼度が低い方力 N

kk

UM 個の情報ビットを決定して、決定結果に関する情報を、フィードバックチャネル kk

11 1を用いて無線送信装置 150にフィードバックする。無線送信装置 150は、次回の送信においてこの選択された NUM 個の情報ビットに対して再送を行う。次いで、再

kk

送方法決定部 303は再送サブストリーム S に対して冗長増加再送方法を用いるとい

kk

う決定結果および具体的な再送パラメータを、無線送信装置 150にフィードバックして、再送サブストリーム S に対する冗長増加再送を要求するとともに、 MIMO検出

kk

Z再送信号合成部 107に出力する。

[0040] このように図 3では、 1つの再送サブストリーム S に対して再送方法および具体的な

kk

再送ビットを決定する処理を示している。再送方法 Z再送パラメータ決定部 201は、図 3に示す処理を繰り返すことにより、再送サブストリーム集合 S = { S , S , ···}に

k kl k2 含まれているすべての再送サブストリームに対して再送方法および具体的な再送パラメータを決定する。なお、再送方法 Z再送パラメータ決定部 201は、すべての再送サブストリームに対して再送方法および再送パラメータを決定してから、決定結果を無線送信装置 150にフィードバックするとともに、 MIMO検出 Z再送信号合成部 10 7に出力しても良い。ここで、冗長増加再送方法を用いると決定した場合は、当該フィードバック情報の中には再送が必要な各ビットが再送データサブストリーム S の中に

kk おける位置に関する情報を含む。

[0041] 図 5は、本発明に係る適応再送方法と従来の再送方法との性能比較を示す図である。この図において、「參」を用いて示すグラフは従来の再送方法を用いる場合、各 S NRにおいて得られる周波数利用効率を示し、「〇」を用いて示すグラフは本発明に係る適応再送方法を用いる場合、各 SNRにおヽて得られる周波数利用効率を示す

[0042] この性能比較のためのシミュレーションにおいて、送信アンテナ 105と受信アンテナ 106の本数は両方とも 4本であり、チャネルは平坦減衰チャネルを用い、変調方式は QPSK変調を用い、 1つのサブストリームは 1000個の変調シンボルを含み、 MIMO 検出方法は ZF検出を用いる。シミュレーションにおいて再送方法を決定するために用いる SINR閾値は 5dBであって、冗長増加再送はにおいてはフィードバック手順 4 0ビットの 1種の場合のみを含む。図 5に示す結果力分力るように、従来方法と比べ、本願において提案した方法を用いれば、より良い周波数利用効率を得ることができる。

[0043] このように、本実施の形態によれば、マルチアンテナ無線通信システムにおヽて無線受信装置は受信したサブストリームに誤りがあると検出する場合、当該サブストリームを再送サブストリームと判定し、当該再送サブストリームの SINRを所定の閾値と比較する。当該再送サブストリームの SINRが所定の閾値以上である場合、当該再送サブストリームが含む誤りビットが少ないため、冗長増加再送の方法を決定して、再送する一部の情報ビットの数と当該サブストリームの中における具体的な位置を決定して無線送信装置にフィードバックする。無線送信装置はフィードバックされた情報に基づき、無線受信装置で正しく受信できなかった情報ビットを含む一部を再送し、正しく受信された情報ビットの重複な再送を減少することができるため、送信側から受信側へのシステムのスループットを向上することができる。一方、当該再送サブストリームの SINRが所定の閾値より低い場合は、当該再送サブストリームが含む誤りビットが多いため、当該再送サブストリームを全部再送する方法を決定することにより、数多い誤りビットに関する膨大な情報をフィードバックすることを回避することができ、システムのスループットを向上することができる。

[0044] 本発明に係るマルチアンテナ無線通信システムにおける再送方法および無線受信装置は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である

[0045] 本発明に係る無線受信装置は、マルチアンテナ無線通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することがでさる。

[0046] なお、ここでは、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る再送方法のァルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る無線受信装置と同様の機能を実現することができる。

[0047] 本発明のもう 1つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法および設備を提案し、マルチアンテナ伝送における再送性能をさらに向上することができる。

[0048] 本発明のもう 1つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法および設備であって、これらの適応再送方法および設備において、再送が必要なサブストリームの SINRに基づき適応的に再送方法および再送パラメータを選択する。

[0049] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、再送サブストリームのチャネル特性に基づき、用いる再送方法および再送パラメータに対して適応的な選択を行う。

[0050] 本発明のもう 1つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおける適応再送方法であって、この方法において受信装置は、受信したサブストリームに誤りがあって再送の必要がある力否かを検出するステップと、上記の再送が必要なサブストリームのマルチインプット 'マルチアウトプット検出後の等価信号対干渉雑音比を算出するステツプと、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行い、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値以上である場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送処理を行うステップと、を実行する。

[0051] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、前記の冗長増加再送処理は、信号対干渉雑音比に対応する再送ビット数を設定するステップと、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき前記再送サブストリーム中に再送が必要なビットの数を決定するステップと、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および決定された再送ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステツプと、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックする。

[0052] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、送信装置は、受信装置から送られるフィードバック情報の中に含まれて、る、再送が必要なビットの位置に関する情報を受信して取得するステップと、前記再送が必要なビットの位置に基づき、前記サブストリームの冗長増加再送処理を行うステップと、を実行する。

[0053] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、前記サブストリームが一回目の伝送である場合、前記等価信号対干渉雑音比は今回の MIMO検出後の信号対干渉雑音比であって、前記サブストリームが再送サブストリームである場合、前記等価信号対干渉雑音比は再送合成を経た後の信号対干渉雑音比である。

[0054] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、前記信号対干渉雑音比に対応する再送ビット数を設定するステップは、信号対干渉雑音比を複数の信号対干渉雑音比区間に分け、前記各信号対干渉雑音比区間をそれぞれ異なる再送情報ビット数に対応付け、かつ信号対干渉雑音比が高いほど、再送情報ビット数はより少なく設定する。

[0055] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および前記決定された再送情報ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップは、復号器の軟出力の絶対値を直接、再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、サブストリーム全体の中から信頼度値が最も低ヽ方から、数は前記決定された再送情報ビット数と等ヽ情報ビットの位置を選択する。

[0056] 本発明のもう 1つの態様は、マルチアンテナ通信システムにおいて適応再送を行う受信側設備であって、チャネル推定を行うチャネル推定ブロックと、各アンテナが受信した信号を、チャネル推定の結果を用いて検出し、同一の信号が数回再送されたバージョンに対して合成処理を行、、結果信号を CRC復号ブロックに送るマルチインプット ·マルチアウトプット検出および再送合成ブロックと、受信されたサブストリーム中に誤りビットがあって再送する必要がある力否かを検出する CRC復号ブロックと、前記の再送が必要のサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行、、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う再送方法および再送パラメータ決定ブロックと、を具備する。

[0057] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、前記再送方法および再送パラメータ決定ブロックは、 CRC復号ブロックの出力に基づき、今回再送が必要なサブストリームを決定する決定ブロックと、前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット 'マルチァ外プ検出後の等価信号対干渉雑音比を算出する算出ブロックと、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記の再送が必要のサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は再送が必要なサブストリームに対して全部再送を行、、上記の再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を行う再送方法選択ブロックと、を具備する。

[0058] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様にぉ、て、前記受信側設備は、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送が必要なサブストリームにおいて再送が必要なビット数を決定し、サブストリーム中の各ビットの受信信頼度および決定された再送ビット数に基づき、再送が必要なビットの位置を決定し、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックする再送ビット決定ブロック、をさらに具備する。

[0059] 本発明のもう 1つの態様は、上記の態様において、前記再送ビット決定ブロックは、復号器の軟出力の絶対値を直接、再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、サブストリーム全体の中から信頼度値が最も低い方から、数は前記決定された再送ビット数と等しい情報ビットの位置を選択する。

[0060] 本明細書は、 2005年 3月 11日出願の中国特許出願第 200510054755. 0号に基づく。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

[0061] 本発明に係る再送方法、無線受信装置、およびマルチアンテナ無線通信システムは、マルチアンテナ無線通信システムにおける再送等の用途に適用することができる

Claims

請求の範囲

[1] 受信したサブストリームの中の誤りを検出し、前記サブストリームに誤りがある場合、再送が必要なサブストリームと決定する決定ステップと、

前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット 'マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出する算出ステップと、

算出された前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低、場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は、再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する要求ステツプと、

を有する再送方法。

[2] 前記要求ステップにおいて、冗長増加再送の再送方法を要求する場合、

所定の信号対干渉雑音比と再送ビット数とが対応づけられた情報、および前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送サブストリーム中に再送が必要なビットの数を再送ビット数と決定するステップと、

前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップと、

決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を送信装置にフィードバックするステップと、

を有する請求項 1記載の再送方法。

[3] 前記フィードバックされたフィードバック情報の中に含まれる、前記再送が必要なビットの位置に関する情報を受信して取得するステップと、

前記再送が必要なビットの位置に関する情報に基づき、前記再送が必要なサブストリームの冗長増加再送処理を行うステップと、を有する、

請求項 1記載の再送方法。

[4] 前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット 'マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出するステップにおいて、

前記再送が必要なサブストリームが一回目の伝送である場合、前記信号対干渉雑音比は MIMO検出後の信号対干渉雑音比であって、前記再送が必要なサブストリームが再送サブストリームである場合、前記信号対干渉雑音比は再送信号合成を経た後の信号対干渉雑音比である、

請求項 1記載の再送方法。

[5] 前記冗長増加再送の再送方法を決定するステップにお!、て、

前記所定の信号対干渉雑音比と再送ビット数とが対応づけられた情報は、所定の信号対干渉雑音比が複数の信号対干渉雑音比区間に分けられ、かつ信号対干渉雑音比が高いほど、再送が必要な情報ビット数をより少なぐ前記各信号対干渉雑音比区間にそれぞれ異なる再送情報ビット数を対応づけられた情報である、

請求項 2記載の再送方法。

[6] 前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定するステップは、

復号器の軟判定の絶対値を直接、前記再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、前記再送が必要なサブストリーム全体の中から信頼度値が最も低、方から、数が前記の決定された再送ビット数と等し、情報ビットの位置を決定する、

請求項 2記載の再送方法。

[7] マルチアンテナ通信システムにおいて使用される無線受信装置であって、チヤネル推定を行うチャネル推定ブロックと、

各アンテナが受信した信号力ゝら各サブストリームを、前記チャネル推定の結果を用いて検出し、同一の信号が数回再送されたバージョンに対して合成処理を行うマルチインプット 'マルチアウトプット検出および再送信号合成ブロックと、

前記検出された各サブストリーム中の誤りビットを検出し、誤りビットが検出されたサブストリームを再送が必要なサブストリームと決定する CRC復号ブロックと、

前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比を算出して、所定の閾値と比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低 V、場合は前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する再送方法 Z再送パラメータ決定ブロックと、

を具備する無線受信装置。

[8] 前記再送方法 Z再送パラメータ決定ブロックは、

前記再送が必要なサブストリームのマルチインプット 'マルチアウトプット検出後の信号対干渉雑音比を算出する算出ブロックと、

算出された前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比と所定の閾値とを比較し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より低い場合は前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送を送信側に要求し、前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比が所定の閾値より高い場合は前記再送が必要のサブストリームに対して冗長増加再送を送信側に要求する再送方法決定ブロックと、

を具備する請求項 7記載の無線受信装置。

[9] 前記再送が必要なサブストリームの信号対干渉雑音比に基づき、前記再送が必要なサブストリームにお、て再送が必要なビット数を再送ビット数と決定し、前記再送が必要なサブストリーム中の各ビットの受信信頼度を算出し、算出された前記各ビットの受信信頼度と、前記決定された再送ビット数とに基づき、再送が必要なビットの位置を決定し、決定された再送が必要なビットの位置に関する情報を含むフィードバック情報を無線送信装置にフィードバックする再送ビット決定ブロック、

をさらに具備する請求項 8記載の無線受信装置。

[10] 前記再送ビット決定ブロックは、

復号器の軟判定の絶対値を直接、前記再送が必要なサブストリームの各ビットの信頼度値として使用し、前記再送が必要なサブストリーム全体の中から信頼度値が最も低、方から、数が前記決定された再送ビット数と等し、情報ビットの位置を決定する、請求項 9記載の無線受信装置。複数のサブストリームを複数の送信アンテナを用いて送信する無線送信装置と、前記複数のサブストリームを複数の受信アンテナを用いて受信する無線受信装置と、を具備するマルチアンテナ無線通信システムにお、て、

前記無線受信装置は、

受信された前記複数のサブストリームのうち再送が必要なサブストリームを検出する検出手段と、

前記再送が必要なサブストリームの SINRと所定の閾値とを比較する比較手段と、前記再送が必要なサブストリームの SINRが所定の閾値より低い場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して全部再送する方法を決定し、前記再送が必要なサブストリームの SINRが所定の閾値以上である場合は、前記再送が必要なサブストリームに対して冗長増加再送方法を決定する決定手段と、

前記決定された再送方法に関する情報を前記無線送信装置に通知する通知手段と、

を具備し、

前記無線送信装置は、

前記無線受信装置から通知される再送方法に関する情報に基づき、適応的に前記再送が必要なサブストリームの全部または一部を再送する再送手段、

を具備する、

マルチアンテナ無線通信システム。