WO2009104683A1 - 通信装置、通信システム、受信方法および通信方法 - Google Patents

通信装置、通信システム、受信方法および通信方法 Download PDF

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WO2009104683A1
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signal
unit
retransmission
packet
received
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寿之 示沢
貴司 吉本
良太 山田
智造 野上
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シャープ株式会社
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    • H04L25/03171—Arrangements involving maximum a posteriori probability [MAP] detection

Definitions

  • a replica signal generated after demodulating the received signal is received at the receiver.
  • An interference signal is generated based on the interference cancellation. Furthermore, by repeatedly performing these processes, it is possible to improve the accuracy of the replica signal and cancel the interference with high accuracy.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a communication apparatus, a communication system, and a reception capable of reducing the number of retransmissions and the number of repetition processes in a communication system using hybrid automatic retransmission HARQ. It is to provide a method and a communication method.
  • the communication device of the present invention is the communication device described above, wherein the signal detection performed by the iterative detection decoding unit includes an initial transmission signal stored in the reception signal storage unit and a signal received by the reception unit. Of these, one is performed for each repetition of the repetitive processing.
  • the communication device of the present invention is the communication device described above, wherein the signal detection performed by the iterative detection decoding unit is performed by the signal received by the reception unit and the reception unit stored in the reception signal storage unit. One of the signals received immediately before the received signal is performed for each repetition of the repetitive processing.
  • the communication apparatus is the communication apparatus described above, wherein the composite signal storage unit outputs one of the results of signal detection performed by the repetitive signal detection unit for each repetition. It is memorized.
  • the communication device of the present invention is the above-described communication device, wherein the composite signal storage unit stores a result of signal detection by the repetitive signal detection unit for each repetition.
  • the communication device of the present invention is the communication device described above, wherein the signal to be combined by the combining unit is detected by the iterative detection decoding unit when the receiving unit has received an initial transmission signal in the past. It is characterized by always including the result.
  • the communication apparatus is the communication apparatus described above, and the signal to be combined by the combining unit is likelihood information indicating whether each bit is 1 or 0 by a likelihood ratio. It is characterized by that.
  • the communication device is the communication device described above, wherein the iterative detection decoding unit is configured to determine a signal received by the receiving unit or a signal received by the receiving unit in the past based on a result of the signal decoding. Signal detection is performed by removing interference components using the generated interference signal replica.
  • the communication device of the present invention is the communication device described above, wherein the combining unit receives the retransmission signal received by the receiving unit and the retransmission signal before the receiving unit receives the retransmission signal. Combining at least one of the received retransmission signal or the initial transmission signal, and when the reception unit receives the retransmission signal, the iterative detection decoding unit is configured to generate the combining unit at each repetition of the iterative process. The signal detection and the signal decoding are performed based on the signal synthesized.
  • the communication device of the present invention is the communication device described above, wherein the reception unit includes an initial transmission signal and a retransmission signal, and receives a signal in which a stream transmitted from each of a plurality of antennas is spatially multiplexed.
  • the iterative detection decoding unit separates the signal of the stream from the signal received by the reception unit during signal detection.
  • the communication system of the present invention includes a first communication device and a second communication device, and the second communication device detects an error in an initial transmission signal received from the first communication device.
  • the first communication device includes a transmission unit that transmits an initial transmission signal and at least one retransmission signal
  • the second communication device includes the initial communication signal.
  • the reception method of the present invention is a reception method in a communication apparatus used in a communication system that performs hybrid automatic retransmission that requests a retransmission signal when an error is detected in a received initial transmission signal, wherein the communication apparatus A first process of receiving a signal, a signal based on the retransmission signal received by the communication apparatus in the first process, a signal based on the retransmission signal received before the retransmission signal, and the initial transmission signal A second process of combining at least one of the signals based on the signal, and an iterative process in which the communication apparatus repeats signal detection and signal decoding for the signal received in the first process or the signal received in the past And a third step of performing signal decoding based on the signal synthesized in the second step each time the iterative processing is repeated.
  • the communication method of the present invention includes a first communication device and a second communication device, and the second communication device detects an error in an initial transmission signal received from the first communication device.
  • the first communication device transmits a first transmission signal
  • the second communication device transmits the initial transmission signal.
  • a signal based on a retransmission signal when performing iterative processing that repeats signal detection and signal decoding, a signal based on a retransmission signal, a signal based on a retransmission signal received before the retransmission signal, and a signal based on an initial transmission signal
  • the number of retransmissions and the number of repetition processes in the hybrid automatic retransmission can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a packet transmission device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the packet transmission device 1 includes an encoding unit 101, an interleaving unit 102, a modulation unit 103, an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) unit 104, a transmission signal information multiplexing unit 105, a GI insertion unit 106, and a radio transmission unit 107.
  • the encoding unit 101, the interleaving unit 102, the modulation unit 103, the IFFT unit 104, the transmission signal information multiplexing unit 105, the GI insertion unit 106, the wireless transmission unit 107, and the transmission signal storage unit 116 are used as transmission units. Function as.
  • Information bits (packets) to be transmitted to the packet receiving device 2 input to the packet transmitting device 1 are input to the encoding unit 101 and the transmission signal storage unit 116.
  • the packet is assumed to be composed of an information bit string of a unit for performing error detection code in the encoding unit 101.
  • the transmission signal storage unit 116 stores the input information bits for each packet in order to retransmit the previously transmitted information bits.
  • the encoding unit 101 performs error detection encoding for each packet using an error detection code such as cyclic redundancy check CRC (Cyclic Redundancy Check) on the input information bits, and then further performs convolutional code, turbo code, LDPC (Low Density Parity Check) code is used to perform error correction coding to generate coded bits composed of systematic bits and parity bits.
  • the interleaving unit 102 performs an interleaving process for rearranging the bit order in a predetermined order with respect to the encoded bits generated by the encoding unit 101.
  • the modulation unit 103 uses a modulation scheme such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) or 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) for the signal interleaved by the interleaving unit 102. Modulate and map to modulation symbols.
  • the IFFT unit 104 performs frequency time conversion on the plurality of modulation symbols received from the modulation unit 103 by inverse fast Fourier transform IFFT.
  • the transmission signal information multiplexing unit 105 receives transmission signal information, which is information related to a transmission signal, such as whether the packet to be transmitted is initial transmission or retransmission, from the response signal determination unit 115 and receives the signal of the information from the IFFT unit 104. Is multiplexed to the output signal.
  • the wireless receiver 111 receives a signal including a response signal transmitted from the packet receiver 2 via an antenna, and performs frequency conversion and analog-digital conversion.
  • This response signal is a signal for the packet receiving device 2 to notify the packet transmitting device 1 whether or not the information bit transmitted by the packet transmitting device 1 to the packet receiving device 2 has been correctly received. It is.
  • the response signal when correctly received is an acknowledgment ACK (Acknowledgement), and the response signal when not correctly received is a non-acknowledgement NACK (Negative Acknowledgment).
  • the response signal is a reception notification ACK
  • retransmission is not performed
  • the response signal determination unit 115 instructs to discard the information bits stored in the transmission signal storage unit 116.
  • the transmission signal storage unit 116 and the encoding unit 101 are instructed to perform retransmission, and the transmission signal information multiplexing unit 105 is notified of the retransmission.
  • transmission signal storage section 116 inputs the stored information bits to encoding section 101, and encoding section 101 performs error detection coding and error correction coding.
  • the encoding unit 101 in the case of retransmission by chase combining CC, the encoding unit 101 generates, as a retransmission packet, the same encoded bit as the packet transmitted first (also referred to as initial transmission packet).
  • the encoding unit 101 performs puncture processing for thinning out some bits from encoded bits subjected to error correction encoding when transmitting an initial transmission packet, and transmits the retransmission packet.
  • a puncture process is performed to thin out bits different from the initial transmission packet, thereby generating encoded bits including a different parity bit from the initial transmission packet as a retransmission packet. Details of the puncturing process will be described later.
  • the same processing as described above is performed, and the wireless reception device 2 is again processed.
  • the transmission signal information multiplexing unit 105 is notified of retransmission from the response signal determination unit 115 as described above, the transmission signal information multiplexing unit 105 multiplexes information indicating retransmission.
  • Propagation path compensation unit (MMSE filter unit) 208, demodulation unit 209, deinterleave unit 210, HARQ processing unit 211, signal decoding unit 212, replica signal generation unit (soft replica generation unit) 214, retransmission control unit 213, response signal A generation unit 221, a modulation unit 222, an IFFT unit 223, a GI insertion unit 224, and a wireless transmission unit 225 are provided.
  • the interference cancellation unit 206, the propagation path compensation unit 208, and the demodulation unit 209 function as a signal detection unit 215 that performs signal detection and obtains coded bits LLR.
  • the signal detection unit 215, the deinterleave unit 210, the HARQ processing unit 211, the signal decoding unit 212, and the replica signal generation unit 214 perform signal detection by the signal detection unit 215 and signal decoding by the signal decoding unit 212. It functions as an iterative detection decoding unit 216 that performs the iterative process.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the interference cancellation unit 206 according to the present embodiment.
  • the interference cancellation unit 206 includes an interference signal replica generation unit 231, a subtraction unit 232, and a reception signal storage unit 233.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the HARQ processing unit 211 according to the present embodiment.
  • the HARQ processing unit 211 includes a packet combining unit (combining unit) 241 and a combined packet storage unit (combined signal storage unit) 242.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram showing the configuration of the signal decoding unit 212 according to this embodiment.
  • the signal decoding unit 212 includes an error correction decoding unit 251 and an error detection unit 252.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the replica signal generation unit 214 according to the present embodiment.
  • the replica signal generation unit 214 includes an interleaving unit 261 and a modulation unit 262.
  • the wireless reception unit 201 (FIG. 2) performs frequency conversion, analog-digital conversion, and the like on the signal of the initial transmission packet received via the antenna and outputs the result.
  • the GI removal unit 202 removes the guard interval GI from the signal output from the wireless reception unit 201.
  • the separation unit 203 separates the signal from which the guard interval GI has been removed by the GI removal unit 202 into transmission signal information multiplexed on the signal and remaining signals other than the transmission signal information.
  • the transmission signal information analysis unit 204 analyzes the separated transmission signal information, determines whether the received signal is the signal of the initial transmission packet or the signal of the retransmission packet, and sends the determination result to the retransmission control unit 213. Output.
  • the FFT unit 205 performs time-frequency conversion on the remaining signals other than the transmission signal information separated by the separation unit 203 to generate a frequency domain signal, and outputs the frequency domain signal.
  • the frequency domain signal output from the FFT unit 205 is input to the interference cancellation unit 206. Since the replica signal is not generated in the first iteration process (described later), the interference cancellation unit 206 outputs the input frequency domain signal as it is. However, the reception signal storage unit 233 of the interference cancellation unit 206 illustrated in FIG. 3 stores the frequency domain signal input to the interference cancellation unit 206. The signal stored in the reception signal storage unit 233 is combined with the retransmission packet reception result when the retransmission packet is received, and is used as a signal for repeatedly performing the initial transmission packet signal again. Details will be described in the operation when a retransmission packet signal is received.
  • the propagation path estimation unit 207 performs propagation path estimation using the signal output from the FFT unit 205, obtains a propagation path estimation value, and sends the estimated value to the interference cancellation unit 206 and the propagation path compensation unit 208. input.
  • the propagation path estimation unit 207 obtains the propagation path estimated value obtained for each packet signal until the packet reception apparatus 2 can correctly receive the information bits transmitted by the packet transmission apparatus 1 (until no error is detected).
  • the propagation path estimation unit 207 obtains the propagation path estimation value based on the frequency domain signal output from the FFT unit 205, but the present invention is not limited to this, and is input to the FFT unit 205.
  • the propagation path estimation value may be obtained based on the signal in the time domain before being transmitted.
  • a propagation path estimation method performed by the propagation path estimation unit 207 for example, a method using a pilot signal including known information between the packet transmission apparatus 1 and the packet reception apparatus 2 can be used. This method may be used.
  • the signal output from the interference cancellation unit 206 is input to the propagation path compensation unit 208.
  • the propagation path compensator 208 uses the weight coefficient using the ZF (Zero Forcing) standard, the MMSE (Minimum Mean Square Error) standard, and the like based on the propagation path estimation value estimated by the propagation path estimation unit 207 to perform interference.
  • Propagation path compensation is performed on the signal output from the cancel unit 206, and the resultant signal is output as a signal detection result.
  • Demodulation section 209 performs demodulation processing on the signal subjected to propagation path compensation, and calculates coded bit LLR (Log Likelihood Ratio: log likelihood ratio).
  • the log-likelihood ratio LLR is a value representing the probability of being 1 or 0 for each bit as a log-likelihood ratio.
  • the log likelihood ratio LLR of the bit a is represented as ⁇ (a).
  • Re () represents the real part of a complex number.
  • ⁇ is an equivalent amplitude after propagation path compensation. For example, if the propagation path estimated value in the k-th subcarrier is H (k) and the multiplied MMSE-based propagation path compensation weight W (k), ⁇ is W (k ) H (k).
  • the ⁇ (b 1) may be replaced with the real and imaginary parts of ⁇ (b 0).
  • the deinterleaving unit 210 performs a deinterleaving process on the coded bit LLR output from the demodulating unit 209 for performing the reverse operation of the bit rearrangement by the interleaving unit 102 of the packet transmission device 1.
  • the HARQ processing unit 211 receives the deinterleaved coded bit LLR, but when the transmission signal information analysis unit 204 analyzes the transmission signal information and determines that the signal is the signal of the initial transmission packet, In response to the determination result via the control unit 213, the input coded bit LLR is output as it is.
  • the combined packet storage unit 242 of the HARQ processing unit 211 illustrated in FIG. 4 is configured to input the encoded bit LLR (after the demodulating process of the initial transmission packet) for combining with the retransmission packet signal by the hybrid automatic retransmission HARQ. Result).
  • the output signal of the HARQ processing unit 211 is input to the signal decoding unit 212.
  • error correction decoding section 251 shown in FIG. 5 performs error correction decoding processing on the input signal and outputs encoded bit LLR.
  • the coded bit LLR represents the log likelihood ratio LLR of the systematic bit and the parity bit.
  • the error detection unit 252 generates a decoded bit by performing a hard decision process on the information bit in the systematic bit of the coded bit LLR output from the correction decoding unit 251 and is configured by the information bit A cyclic redundancy check CRC for the packet is calculated and an error detection process is performed to generate error detection information indicating the presence or absence of an error.
  • error detection section 252 ends the iterative process and outputs the decoded bits and error detection information to retransmission control section 213.
  • the retransmission control unit 213 outputs a packet composed of the input decoded bits and returns the error detection information as a response. The signal is output to the signal generator 221.
  • the error detection unit 252 determines as follows. If the number of repetitions of the iterative process has not reached the preset maximum number of repetitions, error detection section 252 continues the iterative process and sends encoded bit LLR received from error correction decoding section 251 to replica signal generation section 214. Output. If the number of repetitions of the repetition process has reached the preset maximum number of repetitions, error detection section 252 ends the repetition process and outputs error detection information indicating that there is an error to retransmission control section 213 in FIG. To do. Upon receiving this error detection information, the retransmission control unit 213 outputs the error detection information to the response signal generation unit 221 in order to request the packet transmission apparatus 1 to retransmit the packet.
  • the method using the cyclic redundancy check CRC has been described as the error detection method, but other methods may be used.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the method based on the preset maximum number of repetitions has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the determination may be made based on the likelihood of the input coded bit LLR.
  • the modulation unit 262 performs modulation processing on the interleaved encoded bit LLR by the modulation method of the initial transmission packet to generate a frequency domain replica signal.
  • the modulation processing by the modulation unit 262 will be described by taking the case where the modulation method is QPSK modulation as an example.
  • the log likelihood ratio LLR of the bits b 0 and b 1 constituting the QPSK modulation symbol is ⁇ (b 0 ) and ⁇ (b 1 )
  • a replica signal of the QPSK modulation symbol is given by Equation (3).
  • j represents an imaginary unit.
  • the replica signal of the initial transmission packet generated by the replica signal generation unit 214 is input to the interference cancellation unit 206.
  • the interference signal replica generation unit 231 of the interference cancellation unit 206 shown in FIG. 3 is an interference signal that is a replica of an interference component for each desired signal from the input replica signal and the propagation path estimation value output by the propagation path estimation unit 207.
  • a signal in the frequency domain of the replica is generated. That is, the interference signal replica generation unit 231 multiplies each of the modulation symbol signals of the initial transmission packet, which is a desired signal, by a part of the propagation path estimation value to the other modulation symbol sequences of the initial transmission packet.
  • an interference signal replica is generated by the signal in the initial transmission packet.
  • the interference signal replica generated by the interference signal replica generation unit 231 has been described as being generated based on the replica signal of the initial transmission packet, when a signal other than the initial transmission packet is multiplexed on the received signal, You may produce
  • the multiplexed replica signal is separated from the received signal in parallel with the initial transmission packet or in advance of the initial transmission packet in the same manner as the generation of the initial transmission packet replica signal.
  • the result of demodulation, error correction decoding processing can be generated by modulating.
  • the interference signal replica As the interference signal replica according to the present embodiment, a replica of interference components such as intersymbol interference ISI, intercarrier interference ICI, and intersymbol interference MCI can be used, but is not limited thereto.
  • the packet transmission device 1 includes a spreading unit that performs code multiplexing on the transmission signal, and the packet reception device 2 separates the code multiplexed signal.
  • a despreading unit The subtraction unit 232 subtracts the interference signal replica generated by the interference signal replica generation unit 231 from the signal of the initial transmission packet stored in the reception signal storage unit 233, and outputs the result to the propagation path compensation unit 208.
  • the replica signal of the initial transmission packet is simple, and consists of replica signals S 1 to S 4 of four modulation symbols, and the interference signal replicas for the first to fourth modulation symbols are I 1 to I 4
  • the signal of the transmission packet vector R, subtraction unit 232 in order to obtain the desired modulation symbols each, and R-I 1 obtained by subtracting the interference signal replica from the signal of the initial transmission packet, the R-I 2, RI- 3 and RI- 4 are output. Thereafter, the same processes as those described above for the first time of the repetitive process and the repetitive process for the initial transmission packet are repeated until the error detecting unit 252 of the signal decoding unit 212 determines the end of the repetitive process.
  • the retransmission control unit 213 uses the error detection information received from the error detection unit 252 as a response signal generation unit. To 221. Based on the error detection information received from the retransmission control unit 213, the response signal generation unit 221 generates a response signal of a reception notification ACK when the error detection information has no error, and when the error detection information has an error Generates a response signal of the non-acknowledgment notification NACK.
  • the modulation unit 222 performs modulation such as QPSK or 16QAM on the response signal generated by the response signal generation unit 221 and maps it to a modulation symbol.
  • the IFFT unit 223 performs frequency time conversion on the modulation symbol by inverse fast Fourier transform IFFT or the like.
  • the GI insertion unit 224 inserts a guard interval GI into the frequency-time converted signal.
  • the radio transmission unit 225 performs digital-analog conversion, frequency conversion, and the like on the signal with the guard interval GI inserted, and transmits the signal via the antenna.
  • the retransmission control unit 213 Upon receiving the determination result, the retransmission control unit 213 generates retransmission control information instructing to process the received signal as a retransmission packet, and outputs the retransmission control information to the interference cancellation unit 206, the replica signal generation unit 214, and the HARQ processing unit 211. To do.
  • the retransmission control information includes, for example, signal information such as coding rates of initial transmission packets and retransmission packets, puncture patterns specifying bits thinned out in puncture processing, control information for performing hybrid automatic retransmission HARQ, and the like. included.
  • the FFT unit 205 For the remaining signals other than the transmission signal information separated by the separation unit 203, the FFT unit 205 performs time-frequency conversion to generate a frequency domain signal, and the frequency domain signal interferes with the propagation path estimation unit 207.
  • the data is output to the cancel unit 206.
  • the propagation path estimation unit 207 performs propagation path estimation using the frequency domain signal, and outputs the propagation path estimation value to the interference cancellation unit 206 and the propagation path compensation unit 208.
  • the interference cancellation unit 206 outputs the signal in the frequency domain input from the FFT unit 205 as it is, as in the first transmission packet, even at the first retransmission packet repetition process. However, the received signal storage unit 233 does not store the input signal.
  • the propagation path compensation unit 208 uses a weighting factor that uses a ZF criterion, an MMSE criterion, or the like based on the propagation path estimation value estimated by the propagation path estimation unit 207 for the frequency domain signal output from the interference cancellation unit 206. To compensate the propagation path.
  • Demodulation section 209 performs demodulation processing on the signal that has been subjected to propagation path compensation, and calculates encoded bit LLR.
  • Deinterleaving section 210 performs deinterleaving processing on the coded bit LLR calculated by demodulation section 209 and inputs the result to HARQ processing section 211.
  • the HARQ processing unit 211 receives the encoded bit LLR of the retransmission packet from the deinterleaving unit 210 and the retransmission control information output from the retransmission control unit 213. Based on the retransmission control information, the combined packet storage unit 242 of the HARQ processing unit 211 illustrated in FIG. 4 outputs the encoded bit LLR obtained by the initial processing of the stored initial transmission packet to the packet combining unit 241. Based on the retransmission control information, the packet combining unit 241 encodes the encoded bit LLR of the retransmission packet input from the deinterleaving unit 210 and the code obtained by the initial processing of the initial transmission packet input from the combined packet storage unit 242. The synthesized bit LLR is synthesized and the synthesized result is output to the signal decoding unit 212.
  • combining may be performed such as summing the corresponding bits of the two encoded bits LLR.
  • depuncturing processing may be performed on the encoded bit LLR of each packet, and synthesis may be performed such that the corresponding bits of the two encoded bits LLR that have been depunctured are summed.
  • the depuncture process is a process of inserting a prescribed value into the thinned bits by the puncture process at the time of transmission, and details will be described later.
  • synthesis is performed by taking the sum of the corresponding bits of the two encoded bits LLR, but not only taking the sum but adding some weight to each encoded bit LLR. You may make it take the sum.
  • the error correction decoding unit 251 of the signal decoding unit 212 shown in FIG. 5 performs the error correction decoding process on the coded bit LLR input to the signal decoding unit 212, and outputs the error-corrected coded bit LLR.
  • the error detection unit 252 generates a decoded bit by performing a hard decision process on the information bit of the encoded bit LLR received from the error correction decoding unit 251, and performs an error detection process on the packet including the decoded bit Generate error detection information. Furthermore, the error detection unit 252 determines whether to continue or end the iterative process based on the generated error detection information, the number of repetitions of the iterative process, and the like.
  • the error detection unit 252 ends the iterative process and outputs the decoded bit and the error detection information to the retransmission control unit 213 in FIG.
  • the error detection information received from the error detection unit 252 is information indicating that there is no error
  • the retransmission control unit 213 outputs a packet composed of the input decoded bits and returns the error detection information as a response. The signal is output to the signal generator 221.
  • the error detection unit 252 performs determination as follows. If the number of repetitions of the iterative process has not reached the preset maximum number of repetitions, error detection section 252 continues the iterative process and sends encoded bit LLR received from error correction decoding section 251 to replica signal generation section 214. Output. If the number of repetitions of the repetition process has reached the preset maximum number of repetitions, error detection section 252 ends the repetition process and outputs error detection information indicating that there is an error to retransmission control section 213 in FIG. To do. Upon receiving this error detection information, the retransmission control unit 213 outputs the error detection information to the response signal generation unit 221 in order to request the packet transmission apparatus 1 to retransmit the packet.
  • the modulation unit 262 performs modulation processing on the interleaved encoded bit LLR using the modulation scheme of the initial transmission packet, and generates a replica signal in the frequency domain of the initial transmission packet.
  • the generated replica signal of the initial transmission packet is input to the interference cancellation unit 206.
  • the interference signal replica generation unit 231 of the interference cancellation unit 206 shown in FIG. 3 is for the initial transmission packet from the replica signal of the initial transmission packet from the replica signal generation unit 214 and the propagation path estimation value from the propagation path estimation unit 207. Interference signal replicas are generated. Further, reception signal storage section 233 outputs the signal of the initial transmission packet stored in reception signal storage section 233 to subtraction section 232 based on the retransmission control information output from retransmission control section 213. The subtraction unit 232 subtracts the interference signal replica generated by the interference signal replica generation unit 231 from the signal of the initial transmission packet from the reception signal storage unit 233 and outputs the result to the propagation path compensation unit 208.
  • the subsequent propagation path compensator 208, demodulator 209, and deinterleaver 210 perform the same processing as when the signal of the initial transmission packet already described is received. Since the HARQ processing unit 211 synthesizes packets even during the repetition process, the same process as the process already described for the first repetition process when a retransmission packet signal is received is performed. That is, the combined packet storage unit 242 illustrated in FIG. 4 outputs the encoded bit LLR obtained by the initial process of the stored initial transmission packet to the packet combining unit 241 based on the retransmission control information.
  • the packet combining unit 241 Based on the retransmission control information, the packet combining unit 241 combines the encoded bit LLR from the deinterleave unit 210 and the encoded bit LLR obtained by the initial processing of the initial transmission packet from the combined packet storage unit 242. And output to the signal decoding unit 212.
  • the signal decoding unit 212 also performs the same processing as already described, and thereafter performs the iterative processing until the error detection unit 252 shown in FIG. 5 determines the end of the iterative processing.
  • the error detection unit 252 outputs error detection information indicating an error detection result to the response signal generation unit 221 shown in FIG.
  • the response signal generation unit 221 generates a response signal for the reception notification ACK or the non-acknowledgment notification NACK based on the error detection information output from the retransmission control unit 213.
  • the modulation unit 222 maps the response signal generated by the response signal generation unit 221 to a modulation symbol such as QPSK or 16QAM.
  • the IFFT unit 223 performs frequency time conversion on the modulation symbol by IFFT or the like.
  • the GI insertion unit 224 inserts a guard interval GI into the frequency-time converted signal.
  • the wireless transmission unit 225 performs digital-analog conversion, frequency conversion, and the like on the signal with the guard interval GI inserted, and transmits the signal.
  • the above retransmission packet reception, repetition processing, and non-acknowledgment notification NACK transmission are repeated until the error detection unit 252 determines that no error is detected or the retransmission processing ends.
  • the packet combining unit 241 converts the packet into the retransmission packet during the repetition process.
  • the combined packet storage unit 242 stores the signal, and the signal that the packet combining unit 241 of the HARQ processing unit 211 combines with the signal from the deinterleave unit 210 is the first time.
  • the encoded bit LLR obtained by the initial processing of the transmission packet is used, the present invention is not limited to this.
  • the signal may be based on either the initial transmission packet or the retransmission packet received before the retransmission packet. .
  • the encoded bit LLR obtained at the end of the repetition process of the initial transmission packet may be used.
  • any one of the coded bits LLR obtained by the respective iterative processes may be used.
  • the combined packet storage unit 242 includes, for each iterative process, among the coded bits LLR obtained by repeating the iterative process. May be stored and the coded bit LLR may be used. Further, the combined packet storage unit 242 stores all the encoded bits LLR obtained by the respective iterative processes in the initial transmission packet, and the encoded bit LLR having the highest likelihood may be selected and used from these. Alternatively, a different coded bit LLR may be selected and used for each repetition of the iterative process.
  • the packet transmission device 1 makes a retransmission request with the non-acknowledgment notification NACK, and the packet reception device 2 receives the retransmission packet.
  • the synthesis of these two packets has been described, the present invention is not limited to this.
  • the results after demodulation processing of all received packets may be combined, or two or more than two of all received packets may be combined. You may make it synthesize
  • the reception signal storage unit 233 may also store the signal of the retransmission packet, and may use the previously received retransmission packet or initial transmission packet signal stored in the reception signal storage unit 233, or may be received this time.
  • the retransmitted packet signal may be used.
  • interference cancellation that is, signal detection may be performed for any one of the repetition processing every time it is repeated.
  • the case of a multicarrier signal has been described as a transmission / reception signal between the packet transmission device 1 and the packet reception device 2, but it can also be used in the case of a single carrier signal.
  • the case where the packet transmission device 1 includes the interleaving unit 102 and the packet reception device 2 includes the interleaving unit 261 and the deinterleaving unit 210 has been described, but these may not be included.
  • the case of using the packet reception apparatus 2 that performs iterative processing using the frequency domain interference canceller (interference canceling unit 206) has been described. However, iterative processing using the time domain interference canceller is performed. You may do it.
  • the configuration of the packet receiving device 2 of the present embodiment is a packet receiving device using frequency domain SC / MMSE (Soft Canceler followed by Minimum Mean Squared Error filter) type turbo equalization or time domain SC / MMSE type turbo equalization. It can also be applied to. Also, the present invention can be applied to a packet receiving apparatus that performs stream separation during MIMO (Multi-Input Multi-Output) transmission. When performing stream separation during MIMO transmission, the packet reception device includes a stream separation unit that separates a plurality of spatially multiplexed streams.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the packet reception device 2 according to this embodiment.
  • the wireless reception unit 201 of the packet reception device 2 receives the initial transmission packet.
  • the received signal storage unit 233 of the packet reception device 2 stores the signal of the initial transmission packet in order to perform interference cancellation described later.
  • the propagation path compensator 208 uses the propagation path estimation value estimated by the propagation path estimation unit 207 from the initial transmission packet received in step S101.
  • the signal is detected by performing the propagation path compensation, and the demodulator 209 performs demodulation.
  • step S106 the HARQ processing unit 211 determines whether the packet is an initial transmission packet. If it is determined in step S106 that the packet is an initial transmission packet, step S107 is skipped and the process proceeds to step S108. If it is determined in step S106 that the packet is not an initial transmission packet, in step S107, the packet combining unit 241 combines the encoded bit LLR stored in step S105 and the encoded bit LLR of the packet with the hybrid automatic retransmission HARQ. I do. In step S108, the error correction decoding unit 251 performs error correction decoding. In step S109, the error detection unit 252 detects whether there is an error in the packet. When an error is detected, the process proceeds to step S111, and the error detection unit 252 determines whether to repeat the packet.
  • step S112 the replica signal generation unit 214 uses the replica signal of the initial transmission packet from the encoded bit LLR obtained in step S108 in order to perform interference cancellation described later. Is generated.
  • step S113 in order to cancel the interference component from the initial transmission packet stored in step S102, the interference signal replica generation unit 231 generates an interference replica signal from the replica signal generated in step S112.
  • step S113 the subtraction unit 232 Cancels interference and transitions to step S103.
  • step S103 if it is a repetitive process, signal detection is performed on the initial transmission packet whose interference has been canceled in step S113, as in step S113 described above. Thereafter, the iterative process is performed until it is determined in step S111 that the iterative process is terminated.
  • step S114 the non-acknowledgment notification NACK generated by the response signal generation unit 221 is transmitted to the packet transmission device 1 to make a retransmission request.
  • step S115 the wireless reception unit 201 receives a retransmission packet.
  • step S116 based on the transmission signal information separated from the signal received by the separation unit 203, the retransmission control unit 213 generates retransmission control information for performing processing on the retransmission packet.
  • step S103 if the packet is a retransmission packet and is the first process, signal detection is performed on the retransmission packet received in step S115, as in step S113 described above. Thereafter, the process is repeated until no error is detected in step S109. If no error is detected in step S109, in step S110, the reception notification ACK generated by the response signal generation unit 221 is transmitted to the packet transmission device 1 and the process ends.
  • FIG. 8 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the encoding unit 101 of the packet transmission device 1.
  • the encoding unit 101 includes an error detection encoding unit 121 and an error correction encoding unit 122.
  • the error detection coding unit 121 calculates a cyclic redundancy check CRC for the input packet, and outputs the input packet bits and the calculated cyclic redundancy check CRC bits as information bits.
  • the error correction coding unit 122 receives this information bit, performs error correction coding, and generates coded bits.
  • FIG. 8 shows a case where a turbo code is used as an example of the error correction encoding process by the error correction encoding unit 122.
  • the error correction code unit 122 includes an inner interleaver unit 123, a first encoder 124, a second encoder 125, and a puncture unit 126.
  • information bits including redundant bits based on error detection codes
  • the first encoder 124 The second encoder 125 that generates the first parity bits (e to h) obtained by converting d and receives the result of rearranging the bit arrangement of the information bits a to d by the internal interleaver unit 123 converts the input.
  • the puncturing unit 126 performs puncturing processing on a bit string obtained by connecting information bits, first parity bits, and second parity bits. That is, the puncturing unit 126 performs puncturing processing, and thins out a part from the information bits and the parity bits obtained by the coding processing to change the coding rate.
  • the pattern shown in FIG. 9 can be used as the puncture pattern used in the puncturing process.
  • FIG. 9 shows a puncture pattern with coding rates of 1/3, 1/2, 3/4 as an example.
  • x, y, and z in the figure indicate information bits, first parity bits, and second parity bits, respectively, and 1 or 0 indicates a bit to be transmitted (remaining bit) or a bit not to be transmitted (thinned bit), respectively. Show.
  • the signal detection unit 302 receives the input prior LLR, ⁇ 2 p [b (k)], the frequency domain signal of the initial transmission packet stored in the reception signal storage unit 301, and the propagation path estimation unit 207 Based on the propagation path estimation result, signal detection processing is performed using a signal detection method described later.
  • error detection section 322 ends the iterative process and outputs the decoded bit and error detection information, which are hard decision results, to retransmission control section 307.
  • the retransmission control unit 307 outputs the error detection information to the response signal generation unit 221 and outputs a packet composed of decoded bits. If an error is detected, error detection section 322 outputs posterior log-likelihood ratio LLR, ⁇ 2 [b (i)] to subtraction section 308 for iterative processing.
  • the packet transmission device 1 includes the interleaving unit 102 and the packet reception device 3 includes the deinterleaving unit 304 and the interleaving unit 309. However, the packet transmission device 1 and the packet reception device 3 These may not be provided.
  • the packet receiving device 3 that performs iterative processing using frequency domain turbo equalization has been described, but even a communication device that performs iterative processing using time domain turbo equalization. Good. Further, it may be a communication apparatus that performs stream separation during MIMO (Multi-Input Multi-Output) transmission.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • the communication device on the receiving side includes a stream separation unit that separates a plurality of spatially multiplexed streams.
  • FIG. 17 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the HARQ processing unit 401 according to the present embodiment.
  • the HARQ processing unit 401 includes a packet combining unit 411 and a combined packet storage unit 412.
  • FIG. 18 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the interference cancellation unit 402 according to the present embodiment.
  • the interference cancellation unit 402 includes an interference signal replica generation unit 231 and a subtraction unit 232. It differs from the interference cancellation unit 206 in the first embodiment in that the reception signal storage unit 233 is not provided.
  • the interference signal replica generation unit 231 and the subtraction unit 232 are the same as the interference signal replica generation unit 231 and the subtraction unit 232 in the first embodiment.
  • the radio reception unit 201, the GI removal unit 202, the separation unit 203, the transmission signal information analysis unit 204, and the FFT unit 205 operate in the same manner as each unit in the packet reception device 2, and the HARQ processing unit 401 includes the FFT unit 205 A frequency domain signal of the output initial transmission packet is input.
  • the combined packet storage unit 412 of the HARQ processing unit 411 illustrated in FIG. 17 stores the input initial transmission packet to be combined with the retransmission packet.
  • the packet combining unit 411 combines the hybrid automatic retransmission HARQ, but outputs it as it is in the case of the initial transmission packet.
  • the HARQ processing unit 401 receives the frequency domain signal of the retransmission packet from the FFT unit 205.
  • the combined packet storage unit 412 of the HARQ processing unit 401 illustrated in FIG. 17 stores the frequency domain signal of the input retransmission packet. Further, when the composite packet storage unit 412 is instructed to process the received signal as a retransmission packet by the retransmission control information from the retransmission control unit 213, the frequency region of the initial transmission packet stored during the processing of the initial transmission packet Is output to the packet combining unit 411.
  • the packet combining unit 411 combines the frequency domain signal of the retransmission packet from the FFT unit 205 and the frequency domain signal of the initial transmission packet from the combined packet storage unit 412 and outputs the combined signal. Thereafter, processing similar to that performed by the packet reception device 2 in the first embodiment is performed based on the signal synthesized by the packet synthesis unit 411.
  • the fourth embodiment of the present invention in a communication system that includes a packet transmission device 5 and a packet reception device 6 and performs MIMO (Multi-Input Multi-Output) transmission using hybrid automatic retransmission HARQ.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • the packet receiving device 6 that performs signal separation by iterative processing receives a retransmission packet
  • the hybrid automatic retransmission HARQ is performed by combining in the iterative processing and utilizing the reliability of the received signal that is improved by the retransmission packet.
  • a method of reducing the number of retransmissions and the number of signal separation iterations will be described.
  • FIG. 19 is a schematic block diagram showing a configuration of the packet transmission device 5 according to the present embodiment.
  • the packet transmission apparatus 5 includes N antenna-specific transmission processing units (transmission processing units for each packet) 500-1 to 500-N, a radio reception unit 511, a GI removal unit 512, an FFT unit 513, a demodulation unit 514, a response signal determination Part 515.
  • Each antenna transmission processing unit 500-1 to 500-N includes an encoding unit 501, an interleaving unit 502, a modulation unit 503, an IFFT unit 504, a transmission signal information multiplexing unit 505, a GI insertion unit 506, a radio transmission unit (transmission unit). 507 and a transmission signal storage unit 516.
  • a packet for each transmission antenna to be transmitted to the packet reception device 6 is input to each of the transmission processing units 500-1 to 500-N for each antenna.
  • the operation when one packet is transmitted for each transmission antenna will be described. That is, a case where N packets are transmitted by N transmission antennas will be described, but this is not a limitation.
  • information bits constituting the input packet are input to encoding section 501 and input to transmission signal storage section 516.
  • the transmission signal storage unit 516 stores the information bits in order to retransmit the information bits when there is a retransmission request from the packet reception device 6.
  • the coding unit 501 performs error detection coding such as cyclic redundancy check CRC on the input information bits, and then performs error correction coding using a convolutional code, a turbo code, an LDPC code, or the like to generate coded bits To do.
  • Interleaving section 502 performs an interleaving process on the coded bits.
  • Modulation section 503 modulates the interleaved coded bits and maps them to modulation symbols such as QPSK and 16QAM.
  • IFFT section 504 performs frequency-time conversion on the modulation symbol received from modulation section 503 by inverse fast Fourier transform IFFT or the like to generate a time-domain signal.
  • the transmission signal information multiplexing unit 505 multiplexes transmission signal information such as whether the packet is an initial transmission packet or a retransmission packet on the time domain signal generated by the IFFT unit 504. Each transmission signal information may be transmitted so that it can be separated on the receiving side. For example, time division multiplexing, frequency division multiplexing, code division multiplexing, MIMO multiplexing, or the like can be used.
  • the GI insertion unit 506 inserts the guard interval GI into the signal multiplexed with the transmission signal information.
  • the radio transmission unit 507 performs digital-analog conversion, frequency conversion, and the like on the signal in which the guard interval GI is inserted, and transmits the signal via the transmission antenna.
  • the response signal determination unit 515 stores the transmission signal stored in the transmission processing unit for each antenna that transmits the packet corresponding to the original response signal of the determination among the transmission processing units 500-1 to 500-N for each antenna. If the response signal is a non-acknowledgment notification NACK, the transmission processing unit for each antenna multiplexes transmission signal information indicating that it is a retransmission packet. And retransmit the packet. If the response signal is a reception notification ACK, the packet stored in the transmission signal storage unit 516 is discarded, and the transmission processing unit for each antenna transmits the next packet as an initial transmission packet.
  • FIG. 20 is a schematic block diagram showing the configuration of the packet reception device 6 according to this embodiment.
  • the packet reception device 6 includes M antenna reception processing units 600-1 to 600-M, a transmission signal information analysis unit 604, a signal separation unit (packet separation unit, stream separation unit, interference cancellation unit, soft cancellation unit, interference Removal section) 606, propagation path estimation section 607, propagation path compensation section (MMSE filter section) 608, demodulation section 209, deinterleave section 210, HARQ processing section 211, signal decoding section 212, replica signal generation section (soft replica generation section) ) 214, a retransmission control unit 213, a response signal generation unit 221, a demodulation unit 222, an IFFT unit 223, a GI insertion unit 224, and a wireless transmission unit 225.
  • Each antenna reception processing unit 600-1 to 600-M includes a radio reception unit (reception unit) 601, a GI removal unit 602, a separation unit 603, and an FFT unit 605.
  • a stream signal (packet) transmitted from each of the N transmission antennas of the packet transmission device 5 is a spatially multiplexed signal, and each antenna reception processing unit 600-1 to 600-M is transmitted via the M reception antennas.
  • the radio receiving units 601 of the antenna-specific reception processing units 600-1 to 600-M perform frequency conversion, analog-digital conversion, and the like on the input signals, and output signals of these conversion results. From this signal output from the wireless reception unit 601, the GI removal unit 602 removes the guard interval GI.
  • the separation unit 603 separates the transmission signal information and the signal including the packet information bits.
  • the separated transmission signal information is input to the transmission signal information analysis unit 604, and the signal including the information bits is input to the FFT unit 605.
  • the transmission signal information analysis unit 604 determines whether each packet transmitted from the N transmission antennas by the packet transmission device 5 is an initial transmission packet or a retransmission packet based on transmission signal information received by each reception antenna. judge.
  • the transmission signal information analysis unit 604 outputs the determination result to the retransmission control unit 213.
  • the FFT unit 605 that has received a signal including information bits from the separation unit 603 generates a frequency domain signal by performing time-frequency conversion on this signal, and outputs the signal to the signal separation unit 606 and the propagation path estimation unit 607.
  • the received signal (frequency domain signal) R (k) in the k-th subcarrier is expressed by Expression (9).
  • H (k) is the propagation path characteristic between the transmission antenna and the reception antenna
  • S (k) is the transmission signal for each transmission antenna
  • N (k) is the receiver noise for each reception antenna.
  • T represents a transposed matrix.
  • the propagation path estimation unit 607 estimates the propagation path characteristics H (k) based on the signals from the reception processing units 600-1 to 600-M for each antenna, and sends them to the signal separation unit 606 and the propagation path compensation unit 608. input.
  • the propagation path estimation unit 607 outputs the estimated propagation path estimated value as a value for each reception antenna.
  • the propagation path estimation unit 607 stores the propagation path estimation value of this packet until the packet reception apparatus 6 can correctly receive the packet transmitted by the packet transmission apparatus 5.
  • the propagation path estimation unit 607 obtains the propagation path estimation value based on the frequency domain signal output from the FFT unit 605, but the present invention is not limited to this, and is input to the FFT unit 605.
  • the propagation path estimation value may be obtained based on the signal in the time domain before being transmitted.
  • a method for the propagation path estimation unit 607 to perform propagation path estimation for example, a method using a pilot signal including known information between the packet transmission device 5 and the packet reception device 6 can be used. Other methods may be used.
  • the signal separation unit 606 receives the signal for each reception antenna output from the reception processing units 600-1 to 600-M for each antenna. Hereinafter, operations of the signal separation unit 606 and the propagation path compensation unit 608 in the initial processing of the initial transmission packet will be described. Since the replica signal is not generated in the initial processing, the signal separation unit 606 outputs the input signal as it is.
  • the reception signal storage unit 633 of the signal separation unit 606 illustrated in FIG. 21 stores the signals input from the reception processing units 600-1 to 600-M for each antenna in the signal separation unit 606. The signal stored in the reception signal storage unit 633 is combined with the reception result of the retransmission packet when the retransmission packet is received, and is used when the detection packet processing is repeated again for the signal of the initial transmission packet.
  • the packet compensator 608 performs packet separation and channel compensation at the same time.
  • the weighting factor used in the initial processing for example, the equation (10) can be used for the weighting factor W ZF (k) based on ZF and the weighting factor W MMSE (k) based on MMSE .
  • H is the complex conjugate transpose of the matrix
  • ⁇ 1 is the inverse matrix
  • ⁇ 2 is the noise power
  • IN is an N ⁇ N unit matrix.
  • nonlinear processing such as an ML (Maximum Likelihood) criterion may be used.
  • a transmission signal replica generated by a replica signal generation unit 214 described later is input to the signal separation unit 606.
  • the signal separation unit 606 Based on the transmission signal replica and the propagation path estimation value from the propagation path estimation unit 607, the signal separation unit 606 generates an interference signal replica for the packet signal to be extracted, and the frequency domain signal from the FFT unit 605. Packets are separated by subtracting from.
  • the input transmission signal replica S ′ (k) is represented by Expression (11).
  • the interference signal replica generation unit 634 generates an interference signal replica R p (k) represented by Expression (12) including a packet signal other than the packet transmitted from the p-th transmission antenna.
  • the subtractor 635 subtracts the interference signal replica R p (k) from the frequency domain signal R (k) from the FFT unit 605 to extract a packet transmitted from the p-th transmitting antenna. In this way, the subtraction unit 635 performs signal separation by extracting packets from all transmission antennas and outputs the signals to the propagation path compensation unit 608. Hereinafter, it is assumed that processing is performed in units of packets.
  • the propagation path compensation unit 608 performs propagation path compensation on the signal separated by the signal separation unit 606 into each packet using the propagation path estimation value estimated by the propagation path estimation unit 607.
  • the subsequent processing of the demodulator 209, deinterleaver 210, HARQ processor 211, signal decoder 212, retransmission controller 213, and replica signal generator 214 is performed by the packet receiver 2 of the first embodiment shown in FIG. It is the same as each part. However, these processes are performed in units of packets.
  • the response signal generation unit 221 generates a reception notification ACK or a non-reception notification NACK for each packet based on the error detection information output from the retransmission control unit 213.
  • the subsequent processes of the modulation unit 222, IFFT unit 223, GI insertion unit 224, and wireless transmission unit 225 are the same as those of the packet reception device 2 of the first embodiment shown in FIG. Note that the response signal for each packet can be transmitted using, for example, code division multiplexing using orthogonal codes, time division multiplexing, frequency division multiplexing, MIMO multiplexing, but is not limited thereto.
  • the second frame is a frame transmitted by the packet transmission device 5 based on a response signal to the first frame.
  • the operation when all responses to the initial transmission packet in the first frame are non-acknowledgment notification NACK and all the packets transmitted by the packet transmission device 5 as the initial transmission packet are retransmitted as the second frame will be described.
  • the reception signals received by the M reception antennas are input to the reception processing units 600-1 to 600-M for each antenna, and the reception processing units 600-1 to 600-M for each antenna receive the initial transmission packet. Similar processing is performed.
  • the transmission signal information analysis unit 604 determines that the received packet is a retransmission packet based on the transmission signal information.
  • the encoded bits LLR obtained by the initial processing are combined and output to the signal decoding unit 212. However, these processes are performed for each corresponding packet.
  • the subsequent signal decoding unit 212 and replica signal generation unit 214 also perform the same processing as the signal decoding unit 212 and replica signal generation unit 214 of the packet reception device 2 of the first embodiment shown in FIG.
  • the signal separation unit 606 performs repetitive processing on the frequency domain signal of the initial transmission packet as in the first embodiment. The above processing is repeated until the signal decoding unit 212 stops detecting all the errors or determines that the retransmission processing is finished.
  • a packet reception device 6 that performs signal separation by iterative processing receives a retransmission packet, a signal based on the retransmission packet and By combining the initial transmission packet received before the retransmission packet or a signal based on the retransmission packet in an iterative process, and utilizing the reliability of the received signal improved by the retransmission packet, the number of retransmissions and the number of repetition processes Can be reduced.
  • the packet transmission device 5 transmits the packets 1 to 3 to the packet reception device 6 as initial transmission packets.
  • the packet reception device 6 it is assumed that, as a result of the above-described repetition processing, no error is detected in the packet 1, and errors are detected in the packets 2 and 3.
  • the packet reception device 6 transmits a response signal in order to request retransmission of the packets 2 and 3 to the packet transmission device 5.
  • the coded bits LLRs of the packets 2 and 3 are stored in order to perform synthesis by hybrid automatic retransmission HARQ.
  • the packet transmission device 5 Based on the response signal from the packet reception device 6, the packet transmission device 5 configures the second frame with the packets 2 and 3 as retransmission packets and the packet 4 as an initial transmission packet. Similarly, the packet reception device 6 receives the second frame transmitted by the packet transmission device 5 and repeats the process. In the repetition process, for the retransmitted packets 2 and 3, the packet combining unit 241 combines the hybrid automatic retransmission HARQ as described above. As a result of these processes, since no error is detected in all of the packets 2 to 4, the packet reception device 6 transmits a reception notification ACK to the packet transmission device 5 as a response signal.
  • the first signal is received as a received signal for performing signal separation in the signal separation unit 606 in order to receive the packet retransmitted in the second frame.
  • This frame may be used, or the second frame may be used.
  • the replica signal generation unit 214 can take a hard decision result or a soft decision value for a replica signal of a packet in which a corresponding response is a reception notification ACK among the MIMO multiplexed packets.
  • the maximum log likelihood ratio LLR may be used.
  • MIMO multiplexing spatial multiplexing
  • IDA Interleave Division Multiple Access
  • the HARQ processing unit 211 uses the encoded bit LLR obtained by the initial process as the initial transmission packet to be combined, but is not limited thereto.
  • the coded bit LLR obtained in the last iteration process may be used.
  • any one of the coded bits LLR obtained by the respective iterative processes can be used.
  • the coded bit LLR having the highest likelihood may be used.
  • the packet transmission device 5 makes a retransmission request with the non-acknowledgment notification NACK, and the packet reception device 6 receives the retransmission packet.
  • the synthesis of these two packets has been described, the present invention is not limited to this.
  • the results after demodulation processing of all received packets may be combined, or the results after demodulation processing of at least two packets among all received packets may be combined. It may be synthesized.
  • the configuration of the packet receiving device 6 of the present embodiment is a communication device using frequency domain SC / MMSE (Soft Cellular Followed By Minimum Mean Squared Error Filter) type turbo equalization or time domain SC / MMSE type turbo equalization. Is also applicable. Also, in the packet receivers 3 and 4 of the second to third embodiments, the MIMO configuration can be applied as in the packet receiver 6 of the present embodiment.
  • SC / MMSE Soft Cellular Followed By Minimum Mean Squared Error Filter
  • Unit 206 propagation path estimation unit 207, propagation path compensation unit 208, demodulation unit 209, deinterleave unit 210, HARQ processing unit 211, signal decoding unit 212, retransmission control unit 213, replica signal generation unit 214, response signal generation unit 221 , Modulation section 222, IFFT section 223, GI insertion section 224, wireless transmission section 225, and FIG.
  • Multiplexer 505 GI insertion unit 506, radio transmission unit 507, radio reception unit 511, GI removal unit 512, FFT unit 513, demodulation unit 514, response signal determination unit 515, transmission signal storage unit 516, and radio reception in FIG.
  • the processing of each unit may be performed by reading and executing.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” means a storage device such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included.
  • the program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
  • the present invention is suitable for use in uplink and downlink communications of a mobile communication system composed of a mobile station apparatus and a base station apparatus, but is not limited to this.

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Abstract

　受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求する通信システムに用いられる通信装置であって、初送信号と再送信号とを受信する受信部と、受信部が再送信号を受信したときは、該再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号または初送信号に基づく信号とを合成する合成部と、該合成部が合成した信号に基づき信号復号を行う繰返し検出復号部とを具備し、再送回数および繰返し処理回数を低減させる。

Description

通信装置、通信システム、受信方法および通信方法
　本発明は、通信装置、通信システム、受信方法および通信方法、特に、自動再送制御が適用された通信装置、通信システム、受信方法および通信方法に関する。
　本願は、２００８年２月２１日に、日本に出願された特願２００８－０４０００７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式などのマルチキャリア伝送では、送信機においてガード区間（ＧＩ；Guard Interval）を付加することによって、マルチパス干渉の影響を低減することができる。
　これらの方式において、ガードインターバル区間を越える到来波が存在すると、前のシンボルがＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）区間に入り込むことにより生じる、シンボル間干渉（ＩＳＩ；Inter Symbol Interference）や、高速フーリエ変換区間にシンボルの切れ目、つまり信号の不連続区間が入ることによって生じるキャリア間干渉（ＩＣＩ；Inter Carrier Interference）が生じる。
　上述のガードインターバルＧＩを超える到来波が存在する場合の、シンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩによる特性劣化を改善するための一手法が以下の特許文献１で提案されている。この従来技術では、一度復調動作を行った後、誤り訂正結果（ＭＡＰ復号器出力）を利用し、前述のシンボル間干渉ＩＳＩ成分、および前述のキャリア間干渉ＩＣＩ成分を含む所望以外のサブキャリアの複製信号（レプリカ信号）を作成した後、これを受信信号から除去したものに対し、再度復調動作を行うことにより、シンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩによる特性劣化の改善を行っている。
　前述のマルチキャリア伝送と、ＣＤＭ（符号分割多重：Code Division Multiplexing）方式を組み合わせた方式として、ＭＣ－ＣＤＭ（マルチキャリア符号分割多重：Multi Carrier-Code Division Multiplexing）方式、ＭＣ－ＣＤＭＡ（マルチキャリア符号分割多元接続：Multi Carrier-Code Division Multiple Access）方式、Ｓｐｒｅａｄ－ＯＦＣＤＭ（拡散直交周波数符号分割多重：Spread-Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing）方式などが提案されている。
　これらの方式において、例えばＷａｌｓｈ－Ｈａｄａｍａｒｄ符号等の直交符号を用いた周波数方向拡散によるコード多重を行い、マルチパス環境を経て受信された信号は、直交符号の周期内で周波数変動がある場合、直交符号間の直交性が保たれず、符号間干渉（ＭＣＩ；Multi Code Interference）が起こり、特性劣化の原因となる。
　この符号間の直交性の崩れによる特性劣化を改善するための一手法が、特許文献２及び非特許文献１に記載されている。これらの従来技術では、下りリンク、上りリンクの違いはあるが、双方ともＭＣ－ＣＤＭ通信時のコード多重による符号間干渉ＭＣＩを取り除くために、誤り訂正後、または逆拡散後のデータを用いて複製信号（レプリカ信号）を作成した後、この複製信号を用いて所望コード以外の信号を除去したものに対し、再度復調動作を行うことにより、特性の改善を図っている。
　上述の技術に共通しているのは、上記シンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩ、符号間干渉ＭＣＩ等の干渉をキャンセルするため、受信機において、受信した信号を復調した後に生成するレプリカ信号を基に干渉信号を生成し、干渉キャンセルを行っている。さらに、それらの処理を繰返し行うことにより、レプリカ信号の精度を向上させ、精度よく干渉をキャンセルすることができる。
　しかしながら、上記干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行ったとしても、上述のシンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩ、符号間干渉ＭＣＩ等の干渉が多い場合、干渉を除去しきれず、所望のデータを正常に復調することができず、誤りが生じることになる。
　そのような誤りに対する制御方法として、自動再送（Automatic Repeat reQuest；ＡＲＱ）と、ターボ符号化等の誤り訂正符号とを組み合わせたハイブリッド自動再送ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ－ＡＲＱ）がある。特に、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱとして、チェイス合成（Ｃｈａｓｅ　Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ；ＣＣ）と、増加冗長（Incremental　Redundancy；ＩＲ）とがよく知られており、それぞれ非特許文献２および非特許文献３に記載されている。
　例えば、Ｃｈａｓｅ合成ＣＣを用いるハイブリッド自動再送ＨＡＲＱでは、受信パケットに誤りが検出されると、全く同一のパケットの再送を要求する。これらの２つの受信パケットを合成することにより、受信品質を高めることができる。また、増加冗長ＩＲを用いるハイブリッド自動再送ＨＡＲＱでは、冗長ビットを分割し、少しずつ順次再送するため、再送回数が増えるにしたがって符号化率を低下させることができ、誤り訂正能力を強くできる。
特開２００４－２２１７０２号公報 特開２００５－１９８２２３号公報 Y. Zhou, J. Wang, and M. Sawahashi, "Downlink Transmission of Broadband OFCDM Systems-Part I: Hybrid Detection," IEEE Transaction on Communication, Vol. 53, Issue 4, pp. 718-729, April 2005. D.　Chase,　"Code　combining-　A　maximum　likelihood　decoding　approach　for　combing　and　arbitrary　number　of　noisy　packets,"　IEEE　Trans.　Commun.,　vol.　COM-33,　pp.　385-393,　May　1985. J.　Hagenauer,　"Rate-compatible　punctured　convolutional　codes　(RCPC　codes)　and　their　application,"　IEEE　Trans.　Commun.,　vol.　36,　pp.　389-400,　April　1988.
　しかしながら、上述のハイブリッド自動再送にあっては、大きな干渉が発生した場合にデータ誤りを充分に訂正しきれず、伝送品質が悪化して、繰り返し処理や再送回数が多くなることがあるという問題がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、再送回数および繰返し処理回数を低減させることのできる通信装置、通信システム、受信方法および通信方法を提供することにある。
　この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の通信装置は、受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置であって、前記初送信号と前記再送信号とを受信する受信部と、前記受信部が再送信号を受信したときは、該再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する合成部と、前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、前記受信部が再送信号を受信したときは、該繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号復号を行なう繰返し検出復号部とを具備することを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記繰返し検出復号部が信号検出した結果を記憶する合成信号記憶部を具備し、前記繰返し検出復号部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、前記繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号復号を行ない、前記合成部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、前記繰返し検出復号部の繰返し処理の繰返し毎に、前記繰返し検出復号部が信号検出した結果と、前記合成信号記憶部が記憶している信号検出した結果であって、過去に前記受信部が受信した際に前記繰返し検出復号部が信号検出した結果のうち少なくとも一つとを合成することを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記受信部が受信した信号を記憶する受信信号記憶部を具備し、前記繰返し検出復号部が行なう信号検出は、過去に前記受信部が受信した信号であって、前記受信信号記憶部が記憶している信号と前記受信部が受信した信号とのうち、前記繰返し処理の繰返し毎にいずれか一つについて行われることを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記繰返し検出復号部が行なう信号検出は、前記受信信号記憶部が記憶している初送信号と前記受信部が受信した信号とのうち、前記繰返し処理の繰返し毎にいずれか一つについて行われることを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記繰返し検出復号部が行なう信号検出は、前記受信部が受信した信号と前記受信信号記憶部が記憶している前記受信部が受信した信号の一つ前に受信した信号とのうち、前記繰返し処理の繰返し毎にいずれか一つについて行われることを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記合成信号記憶部は、前記繰返し信号検出部が繰り返し毎に信号検出した結果のうち、前記繰返し処理毎にいずれか一つを記憶することを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記合成信号記憶部は、前記繰返し信号検出部が繰り返し毎に信号検出した結果を記憶することを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記合成部が合成対象とする信号は、過去に前記受信部が初送信号を受信した際に前記繰返し検出復号部が信号検出した結果を必ず含むことを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記合成部が合成対象とする信号は、各ビットが１であるか０であるかを尤度比で表す尤度情報であることを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記繰返し検出復号部は、前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について、前記信号復号の結果に基づき生成した干渉信号レプリカを用いて干渉成分を除去することで信号検出を行なうことを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記繰返し検出復号部は、シンボル間干渉、キャリア干渉、符号間干渉のうち、少なくとも１つの干渉成分の干渉信号レプリカを生成し、干渉成分を除去することを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記繰返し検出復号部は、前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について、前記信号復号の結果に基づき信号検出を行なうことを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記合成部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、前記受信部が受信した再送信号と、該再送信号より前に受信した再送信号または前記初送信号のうち少なくとも一つの信号とを合成し、前記繰返し検出復号部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、該繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号検出と信号復号とを行なうことを特徴とする。
　また、本発明の通信装置は、上述の通信装置であって、前記受信部は、初送信号および再送信号を含み、複数のアンテナ各々から送信されたストリームが空間多重された信号を受信し、前記繰返し検出復号部は、信号検出の際に、前記受信部が受信した信号から前記ストリームの信号を分離することを特徴とする。
　また、本発明の通信システムは、第１の通信装置と第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置から受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおいて、前記第１の通信装置は、初送信号と少なくとも１つの再送信号を送信する送信部を具備し、前記第２の通信装置は、前記初送信号と前記再送信号とを受信する受信部と、前記受信部が再送信号を受信したときは、該再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する合成部と、前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、前記受信部が再送信号を受信したときは、該繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号復号を行なう繰返し検出復号部とを具備することを特徴とする。
　また、本発明の受信方法は、受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置における受信方法であって、前記通信装置が、前記再送信号を受信する第１の過程と、前記通信装置が、前記第１の過程にて受信した再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する第２の過程と、前記通信装置が、前記第１の過程にて受信した信号または過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、該繰返し処理の繰返し毎に、前記第２の過程にて合成した信号に基づき信号復号を行なう第３の過程とを備えることを特徴とする。
　また、本発明の通信方法は、第１の通信装置と第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置から受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおける通信方法において、前記第１の通信装置が、初送信号を送信する第１の過程と、前記第２の通信装置が、前記初送信号を受信し、受信した該初送信号に誤りを検出すると前記第１の通信装置に再送信号を要求する第２の過程と、前記第１の通信装置が、前記再送信号の要求を受けて、再送信号を送信する第３の過程と、前記第２の通信装置が、前記再送信号を受信する第４の過程と、前記第２の通信装置が、前記第４の過程にて受信した再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する第５の過程と、前記第２の通信装置が、前記第４の過程にて受信した信号または過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、該繰返し処理の繰返し毎に、前記第５の過程にて合成した信号に基づき信号復号を行う第６の過程とを備えることを特徴とする。
　この発明によれば、信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行う際に、再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成し、再送信号により信頼性が向上した合成結果の信号を活用することによって、ハイブリッド自動再送における再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。
この発明の第１の実施形態によるパケット送信装置１の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるパケット受信装置２の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における干渉キャンセル部２０６の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるＨＡＲＱ処理部２１１の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における信号復号部２１２の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるレプリカ信号生成部２１４の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるパケット受信装置２の動作を説明するフローチャートを示す。 同実施形態における符号化部１０１の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるパンクチャ部１２６が用いるパンクチャパターンの例を示す図である。 同実施形態におけるハイブリッド自動再送ＨＡＲＱにチェイス合成ＣＣを用いている場合の誤り訂正復号部２５１の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるハイブリッド自動再送ＨＡＲＱに増加冗長ＩＲを用いている場合のデパンクチャ部２５３が用いるパンクチャパターンの例を示す図である。 同実施形態における図１１に示すパンクチャパターンを用いたときのパケット合成部４１１による合成の一例を示す。 この発明の第２の実施形態によるパケット受信装置３の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるＨＡＲＱ処理部３０５の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における信号復号部３０６の構成を示す概略ブロック図である。 この発明の第３の実施形態によるパケット受信装置４の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるＨＡＲＱ処理部４０１の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における干渉キャンセル部４０２の構成を示す概略ブロック図である。 この発明の第４の実施形態によるパケット送信装置５の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態におけるパケット受信装置６の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における信号分離部６０６の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態おける初送パケットと再送パケットがＭＩＭＯ伝送の中で、混在している場合のシーケンス例を示す図である。
符号の説明
　１、５…パケット送信装置
　２、３、４、６…パケット受信装置
　１０１、５０１…符号化部
　１０２、５０２…インタリーブ部
　１０３、５０３…変調部
　１０４、５０４…ＩＦＦＴ部
　１０５、５０５…送信信号情報多重部
　１０６、５０６…ＧＩ挿入部
　１０７、５０７…無線送信部
　１１１、５１１…無線受信部
　１１２、５１２…ＧＩ除去部
　１１３、５１３…ＦＦＴ部
　１１４、５１４…復調部
　１１５、５１５…応答信号判定部
　１１６、５１６…送信信号記憶部
　１２１…誤り検出符号部
　１２２…誤り訂正符号部
　１２３…内部インタリーバ部
　１２４…第１符号器
　１２５…第２符号器
　１２６…パンクチャ部
　２０１、６０１…無線受信部
　２０２、６０２…ＧＩ除去部
　２０３、６０３…分離部
　２０４、６０４…送信信号情報解析部
　２０５、６０５…ＦＦＴ部
　２０６、４０２…干渉キャンセル部
　２０７、６０７…伝搬路推定部
　２０８、６０８…伝搬路補償部
　２０９…復調部
　２１０、３０４…デインタリーブ部
　２１１、３０５、４０１…ＨＡＲＱ処理部
　２１２、３０６…信号復号部
　２１３、３０７…再送制御部
　２１４…レプリカ信号生成部
　２１５、３０２、６１５…信号検出部
　２１６、３００、６１６…繰返し検出復号部
　２２１…応答信号生成部
　２２２…変調部
　２２３…ＩＦＦＴ部
　２２４…ＧＩ挿入部
　２２５…無線送信部
　２３１、６３４…干渉信号レプリカ生成部
　２３２、３０３、３０８、６３５…減算部
　２３３、３０１、６３３…受信信号記憶部
　２４１、３１１、４１１…パケット合成部
　２４２、３１２、４１２…合成パケット記憶部
　２５１、３２１…誤り訂正復号部
　２５２、３２２…誤り検出部
　２５３…デパンクチャ部
　２５４…誤り訂正復号処理部
　２６１、３０９…インタリーブ部
　２６２…変調部
　５００－１～５００－Ｎ…アンテナ毎送信処理部
　６００－１～６００－Ｍ…アンテナ毎受信処理部
　６０６…信号分離部
［第１の実施形態］
　この発明の第１の実施形態では、情報ビットをパケット化して送信するパケット送信装置（第１の通信装置）１とパケット送信装置１が送信したパケットを受信するパケット受信装置（通信装置、第２の通信装置）２とからなり、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行うパケット受信装置２が再送パケットを受信した場合に、信号検出と信号復号との繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
　図１は、この発明の第１の実施形態に係るパケット送信装置１の構成を示す概略ブロック図である。パケット送信装置１は、符号化部１０１、インタリーブ部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０４、送信信号情報多重部１０５、ＧＩ挿入部１０６、無線送信部１０７、無線受信部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、応答信号判定部１１５、送信信号記憶部１１６を備えている。なお、本実施形態では、符号化部１０１とインタリーブ部１０２と変調部１０３とＩＦＦＴ部１０４と送信信号情報多重部１０５とＧＩ挿入部１０６と無線送信部１０７と送信信号記憶部１１６とで送信部として機能する。
　パケット送信装置１に対して入力されたパケット受信装置２に送信したい情報ビット（パケット）は、符号化部１０１および送信信号記憶部１１６に入力される。ここで、パケットとは、符号化部１０１において誤り検出符号を行う単位の情報ビット列からなるものとする。送信信号記憶部１１６は、パケット受信装置２からの再送要求があったときに、前に送信した情報ビットを再送するため、入力された情報ビットをパケット毎に記憶する。符号化部１０１は、入力された情報ビットに対して、巡回冗長検査ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）等の誤り検出符号によりパケット毎に誤り検出符号化した後、さらに畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号等により誤り訂正符号化を行い、システマティックビットとパリティビットとからなる符号化ビットを生成する。インタリーブ部１０２は、符号化部１０１が生成した符号化ビットに対して、予め決められた順序にビット順を並び替えるインタリーブ処理を行う。
　変調部１０３は、インタリーブ部１０２によりインタリーブ処理された信号に対して、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４値位相偏移変調）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：１６値直交振幅変調）等の変調方式により変調し、変調シンボルにマッピングする。ＩＦＦＴ部１０４は、変調部１０３から受けた複数の変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴにより周波数時間変換を行う。送信信号情報多重部１０５では、送信するパケットが初送であるか再送であるか等の送信信号に関する情報である送信信号情報を応答信号判定部１１５から受けて、該情報の信号をＩＦＦＴ部１０４の出力信号に多重する。なお、送信信号情報の多重は、受信側で分離できるように多重すればよく、例えば、時間分割多重、周波数分割多重、符号分割多重などを用いることができる。ＧＩ挿入部１０６は、送信信号情報多重部１０５により送信信号情報が多重された信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部１０７は、ＧＩ挿入部１０６がガード区間ＧＩを挿入した信号に対して、デジタル－アナログ変換、周波数変換を行い、アンテナを介して送信する。
　無線受信部１１１は、パケット受信装置２が送信した応答信号を含む信号をアンテナを介して受信し、周波数変換、アナログ－デジタル変換を行う。この応答信号は、パケット送信装置１がパケット受信装置２に対して送信した情報ビットをパケット受信装置２が正しく受信したか否かを、パケット受信装置２がパケット送信装置１に対して通知する信号である。例えば、正しく受信された場合の応答信号は受取り通知ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）であり、正しく受信されなかった場合の応答信号は非受取り通知ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）である。
　ＧＩ除去部１１２は、無線受信部１１１がアナログ－デジタル変換した信号からガード区間ＧＩを除去する。ＦＦＴ部１１３は、ＧＩ除去部１１２によりガード区間ＧＩが除去された信号を高速フーリエ変換により、時間周波数変換する。復調部１１４は、時間周波数変換された信号を復調する。応答信号判定部１１５は、復調した信号に対して、応答信号を解析し、パケット送信装置１がパケット受信装置２に対して送信した情報ビットに対する応答が受取り通知ＡＣＫであるか非受取り通知ＮＡＣＫであるかを判定する。
　応答信号が受取り通知ＡＣＫであると判定したときは、再送は行わず、応答信号判定部１１５は、送信信号記憶部１１６に記憶している情報ビットの破棄を指示する。一方、応答信号が非受取り通知ＮＡＣＫであると判定したときは、送信信号記憶部１１６と符号化部１０１に再送を指示するとともに、送信信号情報多重部１０５に再送であることを通知する。再送の指示を受けると、送信信号記憶部１１６は、記憶していた情報ビットを符号化部１０１に入力し、符号化部１０１は誤り検出符号化および誤り訂正符号化を行う。
　ここで、例えば、チェイス合成ＣＣによる再送の場合は、符号化部１０１は、最初に送信したパケット（初送パケットとも呼ぶ）と同一の符号化ビットを再送パケットとして生成する。増加冗長ＩＲ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）による再送の場合は、符号化部１０１は、初送パケットの送信時には、誤り訂正符号化した符号化ビットから一部のビットを間引くパンクチャ処理を行い、再送パケットの送信時には初送パケットとは異なるビットを間引くパンクチャ処理を行うことで、初送パケットと異なるパリティビットを含む符号化ビットを再送パケットとして生成する。なお、パンクチャ処理の詳細については、後述する。
　以下、インタリーブ部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、送信信号情報多重部１０５、ＧＩ挿入部１０６、無線送信部１０７において、既に説明した同様の処理が行われ、無線受信装置２に対して再度送信する。ただし、送信信号情報多重部１０５は、上述のように応答信号判定部１１５から再送であることを通知されているので、再送であることを表す情報を多重する。
　図２は、本実施形態に係るパケット受信装置２の構成を示す概略ブロック図である。無線受信装置２は、無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、干渉キャンセル部（ソフトキャンセル部、干渉除去部）２０６、伝搬路推定部２０７、伝搬路補償部（ＭＭＳＥフィルタ部）２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、レプリカ信号生成部（ソフトレプリカ生成部）２１４、再送制御部２１３、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５を備えている。なお、干渉キャンセル部２０６と、伝搬路補償部２０８と、復調部２０９とで、信号検出を行なって、符号化ビットＬＬＲを得る信号検出部２１５として機能する。また、信号検出部２１５と、デインタリーブ部２１０と、ＨＡＲＱ処理部２１１と、信号復号部２１２と、レプリカ信号生成部２１４とで、信号検出部２１５による信号検出と信号復号部２１２による信号復号との繰返し処理を行う繰返し検出復号部２１６として機能する。
　図３は、本実施形態に係る干渉キャンセル部２０６の構成を示す概略ブロック図である。干渉キャンセル部２０６は、干渉信号レプリカ生成部２３１、減算部２３２、受信信号記憶部２３３を備えている。
　図４は、本実施形態に係るＨＡＲＱ処理部２１１の構成を示す概略ブロック図である。ＨＡＲＱ処理部２１１は、パケット合成部（合成部）２４１、合成パケット記憶部（合成信号記憶部）２４２を備えている。
　図５は、本実施形態に係る信号復号部２１２の構成を示す概略ブロック図である。信号復号部２１２は、誤り訂正復号部２５１、誤り検出部２５２を備えている。
　図６は、本実施形態に係るレプリカ信号生成部２１４の構成を示す概略ブロック図である。レプリカ信号生成部２１４は、インタリーブ部２６１、変調部２６２を備えている。
　以下ではまず、初送パケットの信号を受信した場合のパケット受信装置２の動作について説明する。無線受信部２０１（図２）は、アンテナを介して受信した初送パケットの信号に対して、周波数変換やアナログ－デジタル変換等を行った後、出力する。ＧＩ除去部２０２は、無線受信部２０１が出力した信号から、ガード区間ＧＩを除去する。分離部２０３は、ＧＩ除去部２０２によりガード区間ＧＩが除去された信号を、該信号に多重されている送信信号情報と送信信号情報以外の残りの信号とに分離する。送信信号情報解析部２０４は、分離された送信信号情報を解析して、受信した信号が初送パケットの信号であるか再送パケットの信号であるかを判定し、判定結果を再送制御部２１３に出力する。ＦＦＴ部２０５は、分離部２０３が分離した送信信号情報以外の残りの信号に対して時間周波数変換を行なって周波数領域の信号を生成し、該周波数領域の信号を出力する。
　ＦＦＴ部２０５から出力された周波数領域の信号は、干渉キャンセル部２０６に入力される。繰り返し処理（後述）の初回では、レプリカ信号が生成されていないため、干渉キャンセル部２０６は入力された周波数領域の信号をそのまま出力する。ただし、図３に示す干渉キャンセル部２０６の受信信号記憶部２３３は、干渉キャンセル部２０６に入力された周波数領域の信号を記憶する。この受信信号記憶部２３３に記憶された信号は、再送パケットを受信した場合に、再送パケットの受信結果と合成して、初送パケットの信号について再度繰り返し処理を行うための信号として用いられるが、詳細は再送パケットの信号を受信した場合の動作にて説明する。
　図２に戻って、伝搬路推定部２０７は、ＦＦＴ部２０５から出力された信号を用いて、伝搬路推定を行い、伝搬路推定値を求めて、干渉キャンセル部２０６および伝搬路補償部２０８に入力する。なお、伝搬路推定部２０７は、パケット送信装置１が送信した情報ビットを当該パケット受信装置２が正しく受信できるまで（誤りを検出しなくなるまで）、各パケットの信号について求めた伝搬路推定値を記憶しておく。なお、本実施形態では、伝搬路推定部２０７は、ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めているが、これに限るものではなく、ＦＦＴ部２０５に入力される以前の時間領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めても良い。なお、伝搬路推定部２０７が行う伝搬路推定の方法として、例えば、パケット送信装置１とパケット受信装置２との間で既知の情報を含むパイロット信号を用いる方法を用いることができるが、これ以外の方法であってもよい。
　干渉キャンセル部２０６から出力された信号は、伝搬路補償部２０８に入力される。伝搬路補償部２０８は、伝搬路推定部２０７で推定された伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ（Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ）基準、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ　Ｅｒｒｏｒ）基準等を用いた重み係数を用いて、干渉キャンセル部２０６から出力された信号に対して伝搬路補償を行ない、その結果の信号を信号検出結果として出力する。復調部２０９は、伝搬路補償を行った信号に対して復調処理を行い、符号化ビットＬＬＲ（Ｌｏｇ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ　Ｒａｔｉｏ：対数尤度比）を算出する。対数尤度比ＬＬＲとは、各ビットについて、１であるか０であるかの確率を対数尤度比で表した値である。以降、例えばビットａの対数尤度比ＬＬＲをλ（ａ）と表す。
　ここで復調部２０９での処理を説明する。以下では、パケット送信装置１の変調部１０３における変調方式がＱＰＳＫ変調の場合を例として説明する。送信側すなわちパケット送信装置１の変調部１０３による変調結果であるＱＰＳＫシンボルをＸとし、当該パケット受信装置２の復調部２０９へ入力されるシンボルをＸｃとして説明する。Ｘを構成しているビットをｂ０、ｂ１（ｂ０、ｂ１＝±１）とするとＸは、式（１）にて表せる。ただし、ｊは虚数単位を表す。Ｘの受信側における推定値Ｘｃからビットｂ０、ｂ１のＬＬＲλ（ｂ０）、λ（ｂ１）は、次の式（２）にて求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ただし、Ｒｅ（）は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、第ｋサブキャリアにおける伝搬路推定値をＨ（ｋ）、乗算したＭＭＳＥ基準の伝搬路補償重みＷ（ｋ）とすると、μはＷ（ｋ）Ｈ（ｋ）となる。またλ（ｂ１）はλ（ｂ０）の実部と虚部を置き換えればよい。
　デインタリーブ部２１０は、復調部２０９が出力した符号化ビットＬＬＲに対して、パケット送信装置１のインタリーブ部１０２によるビット並び替えの逆操作を行うデインタリーブ処理を行う。ＨＡＲＱ処理部２１１は、デインタリーブされた符号化ビットＬＬＲが入力されるが、送信信号情報解析部２０４が、送信信号情報を解析した結果、初送パケットの信号であると判定したときは、再送制御部２１３を介して該判定結果を受けて、入力された符号化ビットＬＬＲをそのまま出力する。ただし、図４に示すＨＡＲＱ処理部２１１の合成パケット記憶部２４２は、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱによる再送パケットの信号との合成のために、入力された符号化ビットＬＬＲ（初送パケットの復調処理後の結果）を記憶する。
　図２に戻って、ＨＡＲＱ処理部２１１の出力信号は、信号復号部２１２に入力される。信号復号部２１２では、入力された信号に対して、図５に示す誤り訂正復号部２５１が、誤り訂正復号処理を行い、符号化ビットＬＬＲを出力する。ここで、符号化ビットＬＬＲとは、システマティックビットおよびパリティビットの対数尤度比ＬＬＲを表している。さらに、誤り検出部２５２が、この訂正復号部２５１が出力した符号化ビットＬＬＲのシステマティックビット中の情報ビットに対して硬判定処理を行うことにより復号ビットを生成し、該情報ビットにより構成されるパケットに対する巡回冗長検査ＣＲＣを算出して誤りの検出処理を行い、誤りの有無を表す誤り検出情報を生成する。さらに、生成された誤り検出情報と繰り返し数に基づいて繰返し処理を続行するか終了するかの判定を行う。すなわち、誤り検出部２５２は、誤りが検出されなかったときは、繰返し処理を終了して、復号ビットと誤り検出情報を再送制御部２１３に出力する。再送制御部２１３は、誤り検出部２５２から受けた誤り検出情報が、誤りが無かったことを表す情報であるときは、入力された復号ビットからなるパケットを出力するとともに、この誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
　一方、誤りが検出されたときは、誤り検出部２５２は、以下のように判定を行う。誤り検出部２５２は、繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していなければ、繰返し処理を続行させ、誤り訂正復号部２５１から受けた符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４に出力する。繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していれば、誤り検出部２５２は、繰返し処理を終了し、誤りが有ることを表す誤り検出情報を図２の再送制御部２１３に出力する。この誤り検出情報を受けると、パケット送信装置１に対して該パケットの再送要求を行うため、再送制御部２１３は、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。ここで、誤り検出方法として、巡回冗長検査ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）を用いる方法を説明したが、これ以外の方法であってもよい。また、繰返し処理を続行するか終了するかの判定方法として、あらかじめ設定した最大繰返し回数を基準とした方法を説明したが、これに限るものではない。例えば、入力された符号化ビットＬＬＲの尤度に基づいて判定してもよい。
　次に、初送パケットに対する繰返し検出復号部２１１６による繰返し処理について説明する。上述のように初送パケットの信号を処理して、信号復号部２１２の誤り検出部２５２が繰返し処理を続行すると判定すると、レプリカ信号生成部２１４は、信号復号部２１２から初送パケットの符号化ビットＬＬＲを受け、該符号化ビットＬＬＲから周波数領域の初送パケットのレプリカ信号を生成するため、以下の処理を行う。図６に示すレプリカ信号生成部２１４のインタリーブ部２６１は、入力された符号化ビットＬＬＲに対して、初送パケットのインタリーブパターンにてビット順を並び替えるインタリーブ処理を行う。
　該インタリーブ処理した符号化ビットＬＬＲに対して、変調部２６２は、初送パケットの変調方式にて変調処理を行い、周波数領域のレプリカ信号を生成する。ここで、変調部２６２による変調処理を、変調方式がＱＰＳＫ変調の場合を例にして説明する。ＱＰＳＫ変調シンボルを構成するビットｂ０、ｂ１の対数尤度比ＬＬＲをλ（ｂ０），λ（ｂ１）とすると、ＱＰＳＫの変調シンボルのレプリカ信号は、式（３）で与えられる。ただしｊは虚数単位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　図２に戻って、レプリカ信号生成部２１４により生成された初送パケットのレプリカ信号は、干渉キャンセル部２０６に入力される。図３に示す干渉キャンセル部２０６の干渉信号レプリカ生成部２３１は、入力されたレプリカ信号と伝搬路推定部２０７が出力した伝搬路推定値から、所望の信号各々に対する干渉成分のレプリカである干渉信号レプリカの周波数領域の信号を生成する。すなわち、干渉信号レプリカ生成部２３１は、所望の信号である初送パケットの変調シンボルの信号各々について、該初送パケットのそれ以外の変調シンボル列に対して伝搬路推定値の一部を乗算することで、該初送パケット内の信号による干渉信号レプリカを生成する。
　なお、干渉信号レプリカ生成部２３１が生成する干渉信号レプリカは、初送パケットのレプリカ信号に基づき生成するとして説明したが、受信した信号に初送パケット以外の信号が多重されているときは、その多重されている信号のレプリカ信号に基づき生成してもよい。多重されている信号のレプリカ信号は、初送パケットと並行して、あるいは初送パケットに先行して、初送パケットのレプリカ信号の生成と同様に、受信した信号から分離した後、伝搬路補償、復調、および誤り訂正復号処理した結果を、変調することで生成できる。
　なお、本実施形態に係る干渉信号レプリカとしては、シンボル間干渉ＩＳＩ、キャリア間干渉ＩＣＩ、符号間干渉ＭＣＩ等の干渉成分のレプリカを用いることができるが、これらに限るものではない。なお、干渉信号レプリカとして、符号間干渉ＭＣＩの干渉成分を用いる場合は、パケット送信装置１では送信信号に対してコード多重を行う拡散部を備え、パケット受信装置２ではコード多重された信号を分離する逆拡散部を備える。減算部２３２は、受信信号記憶部２３３が記憶している初送パケットの信号から、干渉信号レプリカ生成部２３１が生成した干渉信号レプリカを減算し、伝搬路補償部２０８に出力する。
　例えば、初送パケットのレプリカ信号が、簡単のため、４つの変調シンボルのレプリカ信号Ｓ１～Ｓ４からなり、１～４番目の変調シンボルに対する干渉信号レプリカをＩ１～Ｉ４とすると、初送パケットの信号がベクトルＲであれば、減算部２３２は、所望の変調シンボル各々を得るために、初送パケットの信号から干渉信号レプリカを減算したＲ－Ｉ１と、Ｒ－Ｉ２と、Ｒ－Ｉ３と、Ｒ－Ｉ４とを出力する。以降、上述の繰り返し処理の初回の説明および当該初送パケットに対する繰返し処理の説明と同様の処理を、信号復号部２１２の誤り検出部２５２が繰返し処理の終了を判定するまで繰返し行う。
　初送パケットに対する繰り返し処理の結果、信号復号部２１２の誤り検出部２５２が繰返し処理の終了を判定した場合は、再送制御部２１３は、誤り検出部２５２から受けた誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。応答信号生成部２２１は、再送制御部２１３から受けた誤り検出情報に基づいて、該誤り検出情報が誤り無しのときは受取り通知ＡＣＫの応答信号を生成し、該誤り検出情報が誤り有りのときは非受取り通知ＮＡＣＫの応答信号を生成する。変調部２２２は、応答信号生成部２２１が生成した応答信号に対して、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調を行い、変調シンボルにマッピングする。ＩＦＦＴ部２２３は、この変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行う。ＧＩ挿入部２２４は、この周波数時間変換された信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部２２５は、このガード区間ＧＩを挿入された信号に対して、デジタル－アナログ変換、周波数変換等を行い、アンテナを介して送信する。
　次に、パケット受信装置２が、再送パケットの信号を受信した場合の動作を説明する。初送パケットの信号を受信した場合と同様に、再送パケットの信号に対して、無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３は、動作する。送信信号情報解析部２０４は、分離部２０３により分離された送信信号情報を解析して、受信した信号が再送パケットの信号であると判定し、該判定結果を再送制御部２１３に出力する。該判定結果を受けると、再送制御部２１３は、受信した信号を再送パケットとして処理することを指示する再送制御情報を生成し、干渉キャンセル部２０６、レプリカ信号生成部２１４、ＨＡＲＱ処理部２１１に出力する。この再送制御情報には、例えば、初送パケットと再送パケットの符号化率やパンクチャ処理において間引いたビットを指定するパンクチャパターン等の信号情報、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成を行うための制御情報等が含まれる。
　分離部２０３が分離した送信信号情報以外の残りの信号に対して、ＦＦＴ部２０５は、時間周波数変換を行なって周波数領域の信号を生成し、該周波数領域の信号を伝搬路推定部２０７と干渉キャンセル部２０６に出力する。伝搬路推定部２０７は、この周波数領域の信号を用いて伝搬路推定を行い、伝搬路推定値を干渉キャンセル部２０６および伝搬路補償部２０８に出力する。干渉キャンセル部２０６は、再送パケットの繰返し処理の初回においても、初送パケットの初回と同様に、ＦＦＴ部２０５から入力された周波数領域の信号を、そのまま出力する。ただし、受信信号記憶部２３３は、入力された信号を記憶しない。伝搬路補償部２０８は、干渉キャンセル部２０６が出力した周波数領域の信号について、伝搬路推定部２０７で推定された伝搬路推定値に基づいて、ＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準等を用いた重み係数を用いて伝搬路補償を行なう。復調部２０９は、伝搬路補償を行った信号に対して、復調処理を行い、符号化ビットＬＬＲを算出する。デインタリーブ部２１０は、復調部２０９が算出した符号化ビットＬＬＲに対して、デインタリーブ処理を行い、ＨＡＲＱ処理部２１１に入力する。
　ＨＡＲＱ処理部２１１には、デインタリーブ部２１０からの再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、再送制御部２１３が出力した再送制御情報とが入力される。図４に示すＨＡＲＱ処理部２１１の合成パケット記憶部２４２は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲをパケット合成部２４１に出力する。パケット合成部２４１は、再送制御情報に基づいて、デインタリーブ部２１０から入力された再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、合成パケット記憶部２４２から入力された初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲとを合成し、この合成結果を信号復号部２１２に出力する。
　ここで、パケット合成部２４１による合成方法として、例えば、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱがチェイス合成ＣＣによる再送の場合は、２つの符号化ビットＬＬＲのそれぞれ対応するビットについて和をとるなどの合成をすればよい。増加冗長ＩＲによる再送の場合、それぞれのパケットの符号化ビットＬＬＲに対してデパンクチャ処理を行い、デパンクチャ処理した２つの符号化ビットＬＬＲのそれぞれ対応するビットについて和をとるなどの合成をすればよい。ここで、デパンクチャ処理とは、送信時のパンクチャ処理により、間引かれたビットに規定の値を挿入する処理であるが、詳細は後述する。また、ここでは、２つの符号化ビットＬＬＲの対応するビット同士の和をとることで合成しているが、単に和をとるだけでなく、各符号化ビットＬＬＲに対して何らかの重みを付けてから和をとるようにしてもよい。
　信号復号部２１２に入力された符号化ビットＬＬＲを、図５に示す信号復号部２１２の誤り訂正復号部２５１は、誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正した符号化ビットＬＬＲを出力する。誤り検出部２５２は、誤り訂正復号部２５１から受けた符号化ビットＬＬＲの情報ビットに対して硬判定処理を行うことにより復号ビットを生成し、該復号ビットからなるパケットに対する誤りの検出処理を行い、誤り検出情報を生成する。さらに、誤り検出部２５２は、生成された誤り検出情報および繰返し処理の繰返し回数等に基づいて繰返し処理を続行するか終了するかの判定を行う。
　誤り検出部２５２は、誤りが検出されなかった場合は、繰返し処理を終了して、復号ビットと誤り検出情報を図２の再送制御部２１３に出力する。再送制御部２１３は、誤り検出部２５２から受けた誤り検出情報が、誤りが無かったことを表す情報であるときは、入力された復号ビットからなるパケットを出力するとともに、この誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
　一方、誤りが検出された場合は、誤り検出部２５２は、以下のように判定を行う。誤り検出部２５２は、繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していなければ、繰返し処理を続行させ、誤り訂正復号部２５１から受けた符号化ビットＬＬＲをレプリカ信号生成部２１４に出力する。繰返し処理の繰返し回数があらかじめ設定した最大繰返し回数に到達していれば、誤り検出部２５２は、繰返し処理を終了し、誤りが有ることを表す誤り検出情報を図２の再送制御部２１３に出力する。この誤り検出情報を受けると、パケット送信装置１に対して該パケットの再送要求を行うため、再送制御部２１３は、誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力する。
　以下では、再送パケットを受信し、繰返し処理の初回処理を行った後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成した符号化ビットＬＬＲを誤り訂正復号処理した結果に対して、誤り検出部２５２が誤りを検出した場合の繰返し処理について説明する。レプリカ信号生成部２１４は、信号復号部２１２の誤り検出部２５２（図５）が出力した符号化ビットＬＬＲから初送パケットのレプリカ信号を生成するため、次の処理を行う。図６に示すレプリカ信号生成部２１４のインタリーブ部２６１は、信号復号部２１２の誤り検出部２５２から入力された符号化ビットＬＬＲに対して、初送パケットのインタリーブパターンにてビット順を並び替えるインタリーブ処理を行う。該インタリーブ処理した符号化ビットＬＬＲに対して、変調部２６２は、初送パケットの変調方式にて変調処理を行い、初送パケットの周波数領域のレプリカ信号を生成する。生成された初送パケットのレプリカ信号は干渉キャンセル部２０６に入力される。
　図３に示す干渉キャンセル部２０６の干渉信号レプリカ生成部２３１は、レプリカ信号生成部２１４からの初送パケットのレプリカ信号と、伝搬路推定部２０７からの伝搬路推定値とから初送パケットのための干渉信号レプリカを生成する。また、受信信号記憶部２３３は、再送制御部２１３から出力された再送制御情報に基づいて、受信信号記憶部２３３が記憶している初送パケットの信号を減算部２３２に出力する。減算部２３２は、受信信号記憶部２３３からの初送パケットの信号から、干渉信号レプリカ生成部２３１により生成された干渉信号レプリカを減算し、伝搬路補償部２０８に出力する。
　以降の伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０は、既に説明した初送パケットの信号を受信した場合と同様の処理を行う。ＨＡＲＱ処理部２１１は、繰返し処理時でもパケットの合成を行うため、再送パケットの信号を受信した場合の繰返し処理の初回について既に説明した処理と同様の処理が行われる。すなわち、図４に示す合成パケット記憶部２４２は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲをパケット合成部２４１に出力する。パケット合成部２４１は、再送制御情報に基づいて、デインタリーブ部２１０からの符号化ビットＬＬＲと、合成パケット記憶部２４２からの初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲとを合成し、信号復号部２１２に出力する。信号復号部２１２でも、既に説明したものと同様の処理を行い、以降、図５に示す誤り検出部２５２が繰返し処理の終了を判定するまで繰返し処理を行う。
　誤り検出部２５２は、繰返し処理の終了を判定した場合は、誤り検出結果を表す誤り検出情報を図２に示す応答信号生成部２２１に出力する。応答信号生成部２２１は、再送制御部２１３から出力された誤り検出情報に基づいて受取り通知ＡＣＫまたは非受取り通知ＮＡＣＫの応答信号を生成する。変調部２２２は、応答信号生成部２２１が生成した応答信号に対して、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調シンボルにマッピングする。ＩＦＦＴ部２２３は、変調シンボルに対して、ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行う。ＧＩ挿入部２２４は、周波数時間変換した信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部２２５は、ガード区間ＧＩを挿入した信号に対して、デジタル－アナログ変換、周波数変換等を行い、送信する。以上の再送パケットの受信と繰返し処理と非受取り通知ＮＡＣＫの送信とを、誤り検出部２５２が、誤りを検出しなくなるか、再送処理を終了すると判定するまで、繰返し行う。
　このように、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行うパケット受信装置２が再送パケットを受信した場合に、パケット合成部２４１が繰返し処理の中で再送パケットに基づく信号と初送パケットに基づく信号との合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの再送回数および干渉キャンセラの繰返し処理回数を低減させることができる。
　なお、以上の説明では、再送パケットを受信した際に、合成パケット記憶部２４２が記憶しており、ＨＡＲＱ処理部２１１のパケット合成部２４１がデインタリーブ部２１０からの信号と合成する信号は、初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではなく、初送パケットあるいは該再送パケットより前に受信した再送パケットのいずれかに基づく信号であってもよい。例えば、初送パケットの繰返し処理の最後に得られた符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いてもよく、例えば合成パケット記憶部２４２は、繰り返し処理の繰返し毎に得られた符号化ビットＬＬＲのうち、繰り返し処理毎にいずれか１つを記憶し、該符号化ビットＬＬＲを用いるようにしてもよい。また、初送パケットにおけるそれぞれの繰返し処理で得られた全ての符号化ビットＬＬＲを合成パケット記憶部２４２が記憶し、これらの中から最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを選択して用いてもよいし、繰返し処理の繰返し毎に異なる符号化ビットＬＬＲを選択して用いてもよい。
　また、以上の説明では、パケット受信装置２が初送パケットを受信した後、パケット送信装置１に対して非受取り通知ＮＡＣＫによる再送要求を行い、パケット受信装置２が再送パケットを受信した場合において、それら２つのパケットの合成について述べたが、これに限るものではない。例えば、少なくとも２つの再送パケットを受信した場合、受信した全てのパケットの復調処理後の結果を合成するようにしても良いし、受信した全てのパケットの内、２つまたは２つを超える数のパケットの復調処理後の結果を合成するようにしても良い。
　また、以上の説明では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成した符号化ビットＬＬＲを誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理において、干渉キャンセルを行うための受信信号として、繰返しの初回は再送パケットの信号を、繰返しの２回目以降は受信信号記憶部２３３が記憶している初送パケットの信号を用いる場合を説明したが、これに限るものではない。受信信号記憶部２３３は再送パケットの信号についても記憶するようにし、受信信号記憶部２３３が記憶している過去に受信した再送パケットまたは初送パケットの信号を用いるようにしてもよいし、今回受信した再送パケットの信号を用いるようにしてもよい。また、繰返し処理の繰返し毎に、これらのうち、いずれか一つについて干渉キャンセルすなわち信号検出を行なうようにしてもよい。
　また、以上の説明では、パケット送信装置１とパケット受信装置２との間の送受信信号として、マルチキャリア信号の場合を説明したが、シングルキャリア信号の場合にも用いることができる。また、以上の説明では、パケット送信装置１がインタリーブ部１０２、パケット受信装置２がインタリーブ部２６１、デインタリーブ部２１０を具備する場合を説明したが、これらを具備していなくてもよい。また、以上の説明では、周波数領域の干渉キャンセラ（干渉キャンセル部２０６）を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置２に用いた場合を説明したが、時間領域の干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行うようにしてもよい。
　なお、本実施形態のパケット受信装置２の構成は、周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥ（Ｓｏｆｔ　Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅｄ　Ｅｒｒｏｒ　ｆｉｌｔｅｒ）型ターボ等化や時間領域ＳＣ／ＭＭＳＥ型ターボ等化を用いたパケット受信装置にも適用できる。また、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）伝送時のストリーム分離を行うパケット受信装置にも適用できる。なお、ＭＩＭＯ伝送時のストリーム分離を行う場合には、パケット受信装置において、空間多重された複数のストリームを分離するストリーム分離部を備える。
　図７は、本実施形態に係るパケット受信装置２の動作を説明するフローチャートを示す。ステップＳ１０１では、パケット受信装置２の無線受信部２０１は、初送パケットを受信する。ステップＳ１０２では、後述する干渉キャンセルを行うために、パケット受信装置２の受信信号記憶部２３３は、初送パケットの信号を記憶する。ステップＳ１０３では、該パケットが初送パケットであり初回処理である場合、ステップＳ１０１で受信した初送パケットから、伝搬路補償部２０８が、伝搬路推定部２０７により推定された伝搬路推定値に基づいた伝搬路補償を行い、さらに復調部２０９が復調を行うことで、信号検出を行う。ステップＳ１０４では、ＨＡＲＱ処理部２１１は、繰返し処理における初回処理であるかを判定する。ステップＳ１０４にて初回処理ではないと判定した場合、ステップＳ１０５をスキップしてステップＳ１０６に遷移する。また、ステップＳ１０４にて初回処理であると判定した場合、ステップＳ１０５で、後述するハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成のために、合成パケット記憶部２４２が、該パケットの符号化ビットＬＬＲを記憶する。
　ステップＳ１０６では、ＨＡＲＱ処理部２１１は、該パケットが初送パケットであるかを判定する。ステップＳ１０６にて初送パケットであると判定した場合、ステップＳ１０７をスキップし、ステップＳ１０８に遷移する。ステップＳ１０６にて初送パケットではないと判定した場合、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で記憶した符号化ビットＬＬＲと、該パケットの符号化ビットＬＬＲとを、パケット合成部２４１がハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成を行う。ステップＳ１０８では、誤り訂正復号部２５１が誤り訂正復号を行う。ステップＳ１０９では、誤り検出部２５２が該パケットに対して誤りがあるかを検出する。誤りが検出された場合、ステップＳ１１１に遷移し、誤り検出部２５２は、該パケットに対して繰返し処理を行うかを判定する。
　ステップＳ１１１で、繰返し処理を行うと判定した場合、ステップＳ１１２では、後述する干渉キャンセルを行うために、ステップＳ１０８で得られた符号化ビットＬＬＲから、レプリカ信号生成部２１４が初送パケットのレプリカ信号を生成する。ステップＳ１１３では、ステップＳ１０２で記憶した初送パケットから干渉成分をキャンセルするため、ステップＳ１１２が生成したレプリカ信号から、干渉信号レプリカ生成部２３１が干渉レプリカ信号を生成し、ステップＳ１１３で、減算部２３２が干渉キャンセルを行い、ステップＳ１０３に遷移する。ステップＳ１０３では、繰返し処理である場合、ステップＳ１１３で干渉キャンセルした初送パケットについて、前述のステップＳ１１３と同様に、信号検出を行う。以降、ステップＳ１１１で繰返し処理を終了すると判断するまで、繰返し処理が行われる。
　ステップＳ１１１で、繰返し処理を終了すると判定した場合、ステップＳ１１４では、応答信号生成部２２１が生成した非受取り通知ＮＡＣＫを、パケット送信装置１に送信し、再送要求を行う。ステップＳ１１５では、無線受信部２０１は、再送パケットを受信する。ステップＳ１１６では、分離部２０３が受信した信号から分離した送信信号情報に基づき、再送制御部２１３が、再送パケットに対する処理を行うための再送制御情報を生成する。ステップＳ１０３では、該パケットが再送パケットであり初回処理である場合、ステップＳ１１５で受信した再送パケットについて、前述のステップＳ１１３と同様に、信号検出を行う。以降、ステップＳ１０９で誤りが検出されなくなるまで行われる。ステップＳ１０９で誤りが検出されない場合、ステップＳ１１０では、応答信号生成部２２１が生成した受取り通知ＡＣＫを、パケット送信装置１に送信し、終了する。
　符号化部１０１が行う誤り訂正符号化処理と、信号復号部２１２の誤り訂正復号部２５１が行う復号処理を説明する。図８は、パケット送信装置１の符号化部１０１の構成を示す概略ブロック図である。符号化部１０１は、誤り検出符号部１２１と誤り訂正符号部１２２とを具備する。誤り検出符号部１２１は、入力されたパケットに対して、巡回冗長検査ＣＲＣを算出し、入力されたパケットのビットと算出した巡回冗長検査ＣＲＣのビットとを情報ビットとして出力する。誤り訂正符号部１２２は、この情報ビットを受けて、誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する。
　図８では、誤り訂正符号部１２２による誤り訂正符号化処理の一例として、ターボ符号を用いた場合を示す。誤り訂正符号部１２２は、内部インタリーバ部１２３、第１符号器１２４、第２符号器１２５、パンクチャ部１２６を具備する。例えば、誤り訂正符号部１２２に入力される送信したい情報ビット（誤り検出符号による冗長ビットを含む）が、情報ビットａ～ｄの４ビットとすると、第１符号器１２４は、該情報ビットａ～ｄを変換した第１パリティビット（ｅ～ｈ）を生成し、内部インタリーバ部１２３が情報ビットａ～ｄのビット並びを並び替えた結果が入力される第２符号器１２５は、該入力を変換した第２パリティビット（ｉ～ｌ）を生成する。
　パンクチャ部１２６は、情報ビットと第１パリティビットと第２パリティビットとを連結したビット列に対してパンクチャ処理を行う。すなわち、パンクチャ部１２６は、パンクチャ処理を行うことにより、情報ビットおよび符号化処理によって得られたパリティビットから、その一部を間引いて、符号化率を変更する。そのパンクチャ処理で用いられるパンクチャパターンは例えば、図９で示すパターンを用いることができる。図９では、一例として、符号化率が１／３、１／２、３／４のパンクチャパターンを示している。また、図中のｘ、ｙ、ｚはそれぞれ情報ビット、第１パリティビット、第２パリティビットを示しており、１または０はそれぞれ送信するビット（残すビット）または送信しないビット（間引くビット）を示している。
　例えば、符号化率が１／３のパンクチャパターンの場合は、ｘ、ｙ、ｚが全て１なので、パンクチャ部１２６は、全ての情報ビットと第１パンクチャビットと第２パンクチャビットとを出力する。符号化率が１／２のパンクチャパターンの場合は、パンクチャ部１２６は、ｘは「１１」なので情報ビットについては全て出力し、ｙは「１０」と２番目が「０」なので第１パンクチャビットについては「０」に該当する偶数番目のビットを間引いて残りを出力し、ｚは「０１」と１番目が「０」なので第２パンクチャビットについては「０」に該当する奇数番目のビットを間引いて残りを出力する。
　また、符号化率が３／４のパンクチャパターンの場合は、パンクチャ部１２６は、ｘは「１１１１１１」なので情報ビットについては全て出力し、ｙは「１０００００」と６ビットのうち最初の１ビットのみ「１」なので第１パンクチャビットについては６ビット毎に１ビット目のみを出力し、ｚは「０００１００」と６ビットのうち４ビット目のみ「１」なので第２パンクチャビットについては６ビット毎に４ビット目のみを出力する。図８で示した例は、情報ビットａ～ｄと第１パリティビットｅ～ｈと第２パリティビットｉ～ｌとが連結されたビットをパンクチャ処理して４ビット（ｆ、ｈ、ｉ、ｋ）を間引き、符号化ビットａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｇ、ｊ、ｌの８ビットを得ているので、図９の符号化率が１／２の場合の例を示している。
　図１０は、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱにチェイス合成ＣＣを用いている場合の誤り訂正復号部２５１の構成を示す概略ブロック図である。誤り訂正復号部２５１は、デパンクチャ部２５３と誤り訂正復号処理部２５４とを具備する。ここでは、誤り訂正符号としてターボ符号を用いている場合の復号処理を示している。ＨＡＲＱ処理部２１１が出力した符号化ビットＬＬＲをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｊ、Ｌとする。まず、デパンクチャ部２５３によりデパンクチャ処理が行われる。すなわち、デパンクチャ部２５３は、パンクチャ処理によって間引かれたビット位置に対して、初期値（仮想値）を挿入してパンクチャ処理前のビット数にする。例えば、初期値としてゼロを用いることができる。デパンクチャされたビットを、誤り訂正復号処理部２５４は、誤り訂正復号処理を行い、情報ビットと第１パリティビットと第２パリティビットについての符号化ビットＬＬＲを生成し、出力する。
　ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱに増加冗長ＩＲを用いている場合、前述のデパンクチャ部２５３によるデパンクチャ処理を、パケット合成部４１１によるパケット合成処理前に、合成対象の各符号化ビットＬＬＲに行う必要がある。ここでは、初送パケットと再送パケットの符号化ビットＬＬＲを合成する場合を説明する。そのとき用いるパンクチャパターンの例を図１１に示す。図１１に示すパンクチャパターンの例では、初送パケットについては、情報ビットは間引いておらず、第１パリティビットについては、偶数番目のビットを間引き、第２パリティビットについては、奇数番目のビットを間引いている。また、再送パケットについては、情報ビットは間引いておらず、第１パリティビットについては、奇数番目のビットを間引き、第２パリティビットについては、偶数番目のビットを間引いている。
　図１２は、図１１に示すパンクチャパターンを用いたときのパケット合成部４１１による合成の一例を示す。ここでは、合成パケット記憶部２４２から初送パケットの符号化ビットＬＬＲ（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｇ１、Ｊ１、Ｌ１）、デインタリーブ部２１０から再送パケットの符号化ビットＬＬＲ（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｆ２、Ｈ２、Ｉ２、Ｋ２）がパケット合成部４１１に入力されたとする。パケット合成部２４１は、まず、デインタリーブ部２１０と合成パケット記憶部２４２それぞれからの符号化ビットＬＬＲにデパンクチャ処理を行い、それぞれを符号化ビットＬＬＲ（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、０、Ｇ１、０、０、Ｊ１、０、Ｌ１）と符号化ビットＬＬＲ（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、０、Ｆ２、０、Ｈ２、Ｉ２、０、Ｋ２、０）とに変換する。その後、パケット合成部４１１は、これらデパンクチャ処理を行った符号化ビットＬＬＲの各ビットを加算して合成することで、符号化ビットＬＬＲ（Ａ１＋Ａ２、Ｂ１＋Ｂ２、Ｃ１＋Ｃ２、Ｄ１＋Ｄ２、Ｅ１、Ｆ２、Ｇ１、Ｈ２、Ｉ２、Ｊ１、Ｋ２、Ｌ１）を生成し、この符号化ビットＬＬＲを出力する。なお、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱにチェイス合成ＣＣを用いている場合でも、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱに増加冗長ＩＲを用いている場合と同様に、パケット合成部４１１によるパケット合成処理前にデパンクチャ処理を行うようにしてもよい。
［第２の実施形態］
　この発明の第２の実施形態では、パケット送信装置１とパケット受信装置３とで構成され、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、ターボ等化を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置３が再送パケットを受信した場合に、ターボ等化の繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
　本実施形態に係るパケット送信装置１は、図１に示したパケット送信装置１と同様の構成であるため、説明を省略する。本実施形態に係るパケット受信装置３は、図２に示した第１の実施形態に係るパケット受信装置２と、その構成の一部が異なる。以下では、第１の実施形態で説明したパケット受信装置２が具備する部分と機能が異なる部分を説明する。図１３は、本実施形態に係るパケット受信装置３の構成を示す概略ブロック図である。同図において図２の各部（２０１～２０５、２０７、２２１～２２５）に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
　本実施形態に係るパケット受信装置３は、無線受信部（受信部）２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、伝搬路推定部２０７、再送制御部３０７、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、受信信号記憶部３０１、信号検出部３０２、減算部３０３、デインタリーブ部３０４、ＨＡＲＱ処理部３０５、信号復号部３０６、減算部３０８、インタリーブ部３０９を備えている。なお、パケット受信装置３は、信号検出部３０２と、減算部３０３と、デインタリーブ部３０４と、ＨＡＲＱ処理部３０５と、信号復号部３０６と、減算部３０８、インタリーブ部３０９とからなる繰返し検出復号部３００を具備する。
　以下に、パケット受信装置３が初送パケットを受信したときの動作を、説明する。まず、初送パケットの初回処理について説明する。無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、およびＦＦＴ部２０５は、パケット受信装置２における各部と同様に動作し、ＦＦＴ部２０５が出力した周波数領域の信号は、信号検出部３０２と伝搬路推定部２０７と受信信号記憶部３０１に入力される。受信信号記憶部３０１は、後述する再送パケットを受信したときの繰返し処理を行うために、ＦＦＴ部２０５からの初送パケットの周波数領域の信号を記憶する。信号検出部３０２は、受信信号と、インタリーブ部３０９が出力する事前対数尤度比ＬＬＲと、伝搬路推定部２０７の伝搬路推定結果とに基づいて、信号検出処理を行う。具体的には、与えられたデータ（受信信号、伝搬路推定値）から一番尤もらしい信号（ここでは対数尤度比ＬＬＲ）を推定するが、その推定方法として、後述する信号検出方法を用いることができる。
　例えば、最尤推定法を用いる場合では、可能な全ての信号を調べ、そのうち最も可能性の高い信号を推定する。すなわち、受信信号ベクトルｒ（ｔ）が与えられたときの式（４）で表される各符号化ビットの事後対数尤度比ＬＬＲ（事後情報）を求め、出力する。ここで、ｂ（ｋ）はパケット送信装置１のインタリーブ部１０２（図１）でインタリーブ処理を行った後のｋ番目のビットの送信信号を示す。また、Ｐｒ［Ａ｜Ｂ］は、ＢであるときのＡとなる条件確率を表す。すなわち、Ｐｒ［ｂ（ｋ）｜ｒ（ｔ）］はｒ（ｔ）が受信されたときに実際に送信された符号ｂ（ｋ）である条件付確率である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　減算部３０３は、信号検出部３０２からの事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］から、インタリーブ部３０９からのフィードバックにより提供される事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］を減算する。ここで、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］は、ベイズの定理によって、式（５）にて表すことができる。また、受信ベクトルｒ（ｔ）と事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ’）］（ただしｋ’＝ｋ）を知ったときの外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］と事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］とは、式（６）にて表される。従って、Λ１［ｂ（ｋ）］は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］と事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］との和となるので、Λ１［ｂ（ｋ）］からλ２ ｐ［ｂ（ｋ）］を減算する減算部３０３の出力は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］となる。ただし、初回処理時は、インタリーブ部３０９の出力すなわちλ２ ｐ［ｂ（ｋ）］＝０なので、減算部３０３は、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］として、そのまま出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　デインタリーブ部３０４は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］をデインタリーブ処理して、信号復号部３０６に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ［ｂ（ｉ）］を出力する。ここで、ｂ（ｉ）は、パケット送信装置１のインタリーブ部１０２（図１）でインタリーブ処理を行う前のｉ番目のビットの送信信号を示す。
　図１４は、ＨＡＲＱ処理部３０５の構成を示す概略ブロック図である。ＨＡＲＱ処理部３０５は、パケット合成部３１１と合成パケット記憶部３１２とを具備する。合成パケット記憶部３１２は、初回処理の場合、デインタリーブ部３０４からＨＡＲＱ処理部３０５に入力された事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ［ｂ（ｉ）］を記憶する。パケット合成部３１１は、合成パケット記憶部３１２が記憶している事前対数尤度比ＬＬＲとデインタリーブ部３１１が出力した事前対数尤度比ＬＬＲとを合成し、合成後事前数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力するが、初送パケットの場合では、事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ［ｂ（ｉ）］を合成後事前数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］として、そのまま出力する。
　図１５は、信号復号部３０６の構成を示す概略ブロック図である。信号復号部３０６は、誤り訂正複合部３２１と誤り検出部３２２とを具備する。誤り訂正復号部３２１は、ＨＡＲＱ処理部３０５からの合成後事前ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］をついて誤り訂正復号処理して、式（７）にて表される事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を求める。ここで、Ｍはフレーム長を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　誤り検出部３２２は、誤り訂正復号部３２１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］の情報ビットを硬判定し、硬判定結果について巡回冗長検査ＣＲＣを演算することにより、誤り検出を行う。誤り検出部３２２は、誤りが検出されなかった場合は、繰返し処理を終了して、硬判定結果である復号ビットと誤り検出情報を再送制御部３０７に出力する。誤りが検出された場合は、誤り検出部３２２は、繰返し処理を行なうために、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を減算部３０８に出力する。
　次に初送パケットの繰返し処理を説明する。上述のように誤り検出部３２２が誤りを検出すると、信号復号部３０６の誤り検出部３２２は、誤り訂正復号部３２１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を図１３に示す減算部３０８に出力する。減算部３０８は、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］から、ＨＡＲＱ処理部３０５が出力した合成後事前ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算する。ここで事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］は、ベイズの定理より、式（８）にて表すことができる。なお、λ２［ｂ（ｉ）］は外部対数尤度比ＬＬＲ（外部情報）と呼ばれ、事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ’）］と、誤り訂正符号のトレリス構造から得られるｂ（ｉ）の情報として表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
したがって、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］から、合成後事前ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算する減算部３０８は、外部対数尤度比λ２［ｂ（ｉ）］を出力する。インタリーブ部３０９は、減算部３０８からの外部対数尤度比ＬＬＲ、λ２［ｂ（ｉ）］に対してパケット送信装置１のインタリーブ部１０２と同様にビット順を並び替えるインタリーブ処理を行い、信号検出部３０２に対する事前ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］を出力する。信号検出部３０２は、入力された事前ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］と、受信信号記憶部３０１が記憶している初送パケットの周波数領域の信号と、伝搬路推定部２０７からの伝搬路推定結果とに基づいて、後述する信号検出方法を用いて信号検出処理を行う。
　具体的には、与えられたデータ（受信信号、伝搬路推定値）から一番尤もらしい信号（ここでは対数尤度比ＬＬＲ）を推定するが、その推定方法として、後述する信号検出方法を用いることができる。例えば、最尤推定法を用いる場合では、可能な全ての信号を調べ、そのうち最も可能性の高い信号を推定する。すなわち、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求める。以降、信号復号部３０６の誤り検出部３２２が繰返し処理を終了と判定するまで行われる。
　次に、パケット受信装置３が再送パケットの信号を受信した場合の動作を説明する。無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４は、パケット受信装置２が再送パケットを受信した場合と同様に動作し、送信信号情報解析部２０４が、送信信号情報に基づいて、受信信号が再送パケットであると判定すると、該判定結果を受けた再送制御部３０７は、受信した信号を再送パケットとして処理することを指示する再送制御情報を生成し、ＨＡＲＱ処理部３０５と受信信号記憶部３０１とに出力する。
　以下では、再送パケットが受信されたときの初回処理について説明する。ＦＦＴ部２０５が出力した再送パケットの周波数領域の信号は、信号検出部３０２と伝搬路推定部２０７に入力される。信号検出部３０２は、受信信号ベクトルｒ（ｔ）から、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求め、出力する。なお、このときの事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］＝０とする。減算部３０３は、初回処理であるのでλ２ ｐ［ｂ（ｋ）］＝０とし、信号検出部３０２からの事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を、そのまま外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］として出力する。デインタリーブ部３０４は、パケット送信装置１のインタリーブ部１０２によるビットの並び替えの逆操作をするデインタリーブ処理を、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ１［ｂ（ｋ）］に対して行ない、信号復号部３０６に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ［ｂ（ｉ）］をＨＡＲＱ処理部３０５に出力する。
　ＨＡＲＱ処理部３０５には、再送制御部３０７からの再送制御情報と、デインタリーブ部３０４からの事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ［ｂ（ｉ）］が入力される。図１４に示すＨＡＲＱ処理部３０５の合成パケット記憶部３１２は、再送制御情報に基づいて再送パケットの処理であると判定し、初送パケットの初回処理で記憶した初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲを出力する。パケット合成部３１１は、合成パケット記憶部３１２が出力した初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲとデインタリーブ部３０４が出力した再送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲとを合成し、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力する。
　信号復号部３０６には、ＨＡＲＱ処理部３０５のパケット合成部３１１から合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］が入力される。図１５に示す信号復号部３０６の誤り訂正復号部３２１は、この合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］に対して誤り訂正復号処理を行い、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を求める。誤り検出部３２２は、誤り訂正復号部３２１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲの各情報ビットを硬判定し、硬判定結果について巡回冗長検査ＣＲＣを演算することにより、誤り検出を行う。誤り検出部３２２は、誤りが検出されなかった場合は、繰返し処理を終了して、硬判定結果である復号ビットと誤り検出情報を再送制御部３０７に出力する。再送制御部３０７は、該誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力するとともに、復号ビットからなるパケットを出力する。誤りが検出された場合は、誤り検出部３２２は、繰返し処理を行なうために、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を減算部３０８に出力する。
　次に、上述の誤りを検出した場合、すなわち再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成した合成後事前数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理について説明する。上述のように信号復号部３０６の誤り検出部３２２は、誤り訂正復号部３１１が求めた事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］を減算部３０８に出力する。減算部３０８は、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ２［ｂ（ｉ）］から、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を減算することにより、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ２［ｂ（ｉ）］を出力する。インタリーブ部３０９は、外部対数尤度比ＬＬＲ、λ２［ｂ（ｉ）］に対してインタリーブ処理を行い、信号検出部３０２に対する事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］を出力する。
　受信信号記憶部３０１は、入力された再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの周波数領域の信号を出力する。信号検出部３０２は、インタリーブ部３０９から入力された事前対数尤度比ＬＬＲ、λ２ ｐ［ｂ（ｋ）］と、受信信号記憶部３０１から入力された初送パケットの周波数領域の信号とに基づいて、事後対数尤度比ＬＬＲ、Λ１［ｂ（ｋ）］を求める。
　以降の減算部３０３、デインタリーブ部３０４の処理は、既に説明した同様の処理を行う。ＨＡＲＱ処理部３０５は、繰返し処理時でも既に説明した同様の処理で、パケットの合成を行う。合成パケット記憶部３１２は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた事前対数尤度比ＬＬＲを出力する。パケット合成部３１１は、合成パケット記憶部３１２が出力した初送パケットの事前対数尤度比ＬＬＲとデインタリーブ部３０４が出力した事前対数尤度比ＬＬＲとを合成し、合成後事前対数尤度比ＬＬＲ、λ１ ｐ’［ｂ（ｉ）］を出力する。信号復号部３０６は、既に説明した同様の処理を行い、以降、信号復号部３０６の誤り検出部３２２が繰返し処理の終了を判定するまで繰返し行う。再送制御部３０７は、再送制御部２１３と同様、信号復号部３０６から受けた誤り検出情報を応答信号生成部２２１に出力するとともに、復号ビットも受けているときは、該復号ビットからなるパケットを出力する。
　これにより、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、ターボ等化を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置３が再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で再送パケットの復調結果と初送パケットの復調結果との合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの再送回数およびターボ等化の繰返し処理回数を低減させることができる。
　なお、信号検出３０２における信号検出方法および信号復号部３０６における信号復号方法として、最尤復号法（ＭＬＤ；Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ　Ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、最大事後確率推定法（ＭＡＰ；　Ｍａｘｉｍｕｍ　Ａ　ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ　Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、ｌｏｇ－ＭＡＰ法、Ｍａｘ－ｌｏｇ－ＭＡＰ法、ＳＯＶＡ（Ｓｏｆｔ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｖｉｔｅｒｂｉ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）法等を用いることができるが、これらに限るものではない。
　また、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部３０５において、合成パケット記憶部３１２が記憶し、パケット合成部３１１が合成する初送パケットは初回処理で得られた事前対数尤度比ＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、最後の繰返し処理で得られた事前対数尤度比ＬＬＲを用いるようにしてもよい。また、それぞれの繰返し処理で得られた事前対数尤度比ＬＬＲの何れかを用いるようにしてもよい、例えばそれぞれの繰返し処理で得られた事前対数尤度比ＬＬＲの中で最も尤度の高い事前対数尤度比ＬＬＲを用いるようにしてもよい。
　また、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部３０５において、合成する初送パケットは、繰返し処理の各回の処理において、同一の事前対数尤度比ＬＬＲを用いていたが、これに限るものではない。例えば、合成パケット記憶部３１１に、初送パケットにおけるそれぞれの繰返し処理で得られた全ての事前対数尤度比ＬＬＲを記憶しておき、再送パケットを受信したときの繰返し処理において、繰返し処理毎に異なる事前対数尤度比ＬＬＲを合成するようにしてもよい。
　また、以上の説明では、パケット受信装置３が初送パケットを受信した後、パケット送信装置１に対して再送要求を行い、パケット受信装置３が再送パケットを受信した場合において、それら２つのパケットの合成について述べたが、これに限るものではない。例えば、少なくとも２つの再送パケットを受信した場合、受信した全てのパケットの復調処理後の結果を合成しても良いし、受信した全てのパケットの内、少なくとも２つのパケットの復調処理後の結果を合成しても良い。
　また、以上の説明では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理において、信号検出処理を行うための受信信号として、受信信号記憶部３１１が記憶した初送パケットの受信信号を用いる場合を説明したが、これに限るものではない。干渉キャンセルを行うための受信信号として、再送パケットを用いてもよい。
　また、以上の説明では、送受信信号として、マルチキャリア信号の場合を説明したが、シングルキャリア信号であってもよい。また、以上の説明では、パケット送信装置１はインタリーブ部１０２を備え、パケット受信装置３は、デインタリーブ部３０４、インタリーブ部３０９を備える場合を説明したが、パケット送信装置１およびパケット受信装置３が、これらを備えていなくてもよい。
　また、以上の説明では、周波数領域のターボ等化を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置３の場合を説明したが、時間領域のターボ等化を用いた繰返し処理を行う通信装置であってもよい。また、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ；マルチ入力マルチ出力）伝送時のストリーム分離を行う通信装置であってもよい。なお、ＭＩＭＯ伝送時のストリーム分離を行う場合には、受信側の通信装置は、空間多重された複数のストリームを分離するストリーム分離部を備える。
［第３の実施形態］
　この発明の第３の実施形態では、チェイス合成ＣＣを行うハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行うパケット受信装置４が再送パケットを受信した場合に、初送パケットと再送パケットの高速フーリエ変換後の信号すなわち周波数領域の信号を合成し、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱ再送回数および干渉キャンセラの繰返し処理回数を低減させることのできる方法について説明する。
　本実施形態に係るパケット送信装置１は図１に示したパケット送信装置１と同様のブロック構成である。図１６は、本実施形態に係るパケット受信装置４の構成を示す概略ブロック図である。同図において図２の各部（２０１～２０５、２０７～２１０、２１２～２１４、２２１～２２５）に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。第１の実施形態の図２に示したパケット受信装置２との違いは、ＨＡＲＱ処理部の位置と処理、干渉キャンセル部の構成が異なることである。
　図１７は、本実施形態に係るＨＡＲＱ処理部４０１の構成を示す概略ブロック図である。ＨＡＲＱ処理部４０１は、パケット合成部４１１、合成パケット記憶部４１２を備えている。図１８は、本実施形態に係る干渉キャンセル部４０２の構成を示す概略ブロック図である。干渉キャンセル部４０２は、干渉信号レプリカ生成部２３１、減算部２３２を備えている。第１の実施形態における干渉キャンセル部２０６とは、受信信号記憶部２３３が無い点が異なる。また、干渉信号レプリカ生成部２３１と減算部２３２は、第１の実施形態における干渉信号レプリカ生成部２３１と減算部２３２と同じである。
　まず初送パケットを受信した場合のパケット受信装置４の動作を説明する。無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、およびＦＦＴ部２０５は、パケット受信装置２における各部と同様に動作し、ＨＡＲＱ処理部４０１には、ＦＦＴ部２０５から出力された初送パケットの周波数領域の信号が入力される。図１７に示すＨＡＲＱ処理部４１１の合成パケット記憶部４１２は、再送パケットと合成するために、入力された初送パケットを記憶する。パケット合成部４１１は、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成を行うが、初送パケットの場合はそのまま出力する。
　図１６に戻って干渉キャンセル部４０２には、ＨＡＲＱ処理部４０１のパケット合成部４１１が出力した信号が入力される。図１８に示す干渉キャンセル部４０２の減算部２３２は、干渉信号レプリカ生成部２３が生成した干渉信号レプリカを、ＨＡＲＱ処理部４０１のパケット合成部４１１が出力した信号から減算することにより、干渉信号をキャンセルするが、入力された初回処理の場合はそのまま出力する。ここで干渉信号は、符号間干渉、キャリア間干渉などが考えられる。また、パケットがコード多重した場合ではコード間干渉もあるが、これらに限るものではない。以降、第１の実施形態におけるパケット受信装置２と同様の処理を行う。
　次に再送パケットを受信した場合のパケット受信装置４の動作を説明する。無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、およびＦＦＴ部２０５は、パケット受信装置２における各部と同様に動作し、送信信号情報解析部２０４が、送信信号情報に基づいて、受信した信号が再送パケットであることを判定する。該判定結果を受けた再送制御部２１３は、受信した信号を再送パケットとして処理することを指示する再送制御情報を生成し、ＨＡＲＱ処理部４０１に出力する。
　ＨＡＲＱ処理部４０１には、ＦＦＴ部２０５から再送パケットの周波数領域の信号が入力される。図１７に示すＨＡＲＱ処理部４０１の合成パケット記憶部４１２は、入力された再送パケットの周波数領域の信号を記憶する。また、合成パケット記憶部４１２は、再送制御部２１３からの再送制御情報により、受信した信号を再送パケットとして処理することを指示されると、初送パケットの処理時に記憶した初送パケットの周波数領域の信号を、パケット合成部４１１に出力する。パケット合成部４１１は、ＦＦＴ部２０５からの再送パケットの周波数領域の信号と、合成パケット記憶部４１２からの初送パケットの周波数領域の信号とを合成し、出力する。以降、パケット合成部４１１が合成した信号を基に、第１の実施形態におけるパケット受信装置２と同様の処理を行う。
　このように、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いた通信システムにおいて、干渉キャンセラを用いた繰返し処理を行うパケット受信装置４が再送パケットを受信した場合に、パケット合成部４１１が初送パケットの周波数領域の信号と再送パケットの周波数領域の信号の合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用して、干渉キャンセラの繰返し処理をすることによって、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの再送回数および干渉キャンセラの繰返し処理回数を低減させることができる。
　なお、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部４０２をＦＦＴ部２０５の直後に配置し、周波数領域の信号を合成する場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、ＨＡＲＱ処理部を、無線受信部２０１の直後、ＧＩ除去部２０２の直後または分離部２０２の直後に配置し、時間領域の信号を合成してもよい。
　なお、本実施形態においては、パケット受信装置４は、干渉キャンセラを備えるとして説明したが、第２の実施形態のパケット受信装置３のように、ターボ等化器を備えるようにしてもよい。
［第４の実施形態］
　この発明の第４の実施形態では、パケット送信装置５とパケット受信装置６とからなり、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いたＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ：マルチ入力マルチ出力）伝送を行う通信システムにおいて、繰返し処理により信号分離を行うパケット受信装置６が再送パケットを受信した場合に、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの再送回数および信号分離の繰返し処理回数を低減させる方法について説明する。
　図１９は、本実施形態に係るパケット送信装置５の構成を示す概略ブロック図である。パケット送信装置５は、Ｎ個のアンテナ毎送信処理部（パケット毎送信処理部）５００－１～５００－Ｎ、無線受信部５１１、ＧＩ除去部５１２、ＦＦＴ部５１３、復調部５１４、応答信号判定部５１５を備えている。アンテナ毎送信処理部５００－１～５００－Ｎ各々は、符号化部５０１、インタリーブ部５０２、変調部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、送信信号情報多重部５０５、ＧＩ挿入部５０６、無線送信部（送信部）５０７、送信信号記憶部５１６を具備している。なお、本実施形態においては、パケット送信装置５は、Ｎ本の送信アンテナからそれぞれ異なるストリームを送信するとして説明する。ここで、ストリームとは、各々の送信アンテナから送信される信号列である。さらに、以降では、それぞれのストリームがそれぞれ異なるパケットであるとして説明する。また、それらの複数のパケットをＭＩＭＯ多重（空間多重）した信号をフレームと呼ぶこととする。
　パケット送信装置５には、パケット受信装置６に対して送信したい送信アンテナ毎のパケットをアンテナ毎送信処理部５００－１～５００－Ｎ各々に入力される。ここでは、送信アンテナ毎に１つのパケットを送信する場合の動作を説明する。つまり、Ｎ本の送信アンテナによりＮ個のパケットを送信する場合を説明するが、この限りではない。アンテナ毎送信処理部５００－１～５００－Ｎ各々では、入力されたパケットを構成する情報ビットを符号化部５０１に入力すると共に、送信信号記憶部５１６に入力する。送信信号記憶部５１６は、パケット受信装置６から再送要求があった場合に情報ビットを再送するために、この情報ビットを記憶する。
　符号化部５０１は、入力された情報ビットに対して、巡回冗長検査ＣＲＣなどの誤り検出符号化した後に、畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ符号等により誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する。インタリーブ部５０２は、この符号化ビットに対して、インタリーブ処理を行う。変調部５０３は、インタリーブされた符号化ビットを変調して、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調シンボルにマッピングする。ＩＦＦＴ部５０４は、変調部５０３から受けた変調シンボルに対して、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ等により周波数時間変換を行い、時間領域の信号を生成する。
　送信信号情報多重部５０５は、該パケットが初送パケットであるか再送パケットであるか等の送信信号情報を、ＩＦＦＴ部５０４が生成した時間領域の信号に多重する。なお、それぞれの送信信号情報は、受信側で分離できるように送信すればよく、例えば、時間分割多重、周波数分割多重、符号分割多重、ＭＩＭＯ多重などを用いることができる。ＧＩ挿入部５０６は、送信信号情報が多重された信号に対して、ガード区間ＧＩを挿入する。無線送信部５０７は、ガード区間ＧＩが挿入された信号に対して、デジタル－アナログ変換、周波数変換等を行い、送信アンテナを介して送信する。
　無線受信部５１１は、パケット毎（送信アンテナ毎）の応答信号を含み、パケット受信装置６が送信した信号を、アンテナを介して受信し、周波数変換やアナログ－デジタル変換等を行い、これらの変換結果の信号を出力する。ＧＩ除去部５１２は、無線受信部５１１が出力した信号からガード区間ＧＩを除去する。ＦＦＴ部５１３は、ガード区間ＧＩが除去された信号を、高速フーリエ変換して、周波数領域の信号を生成する。復調部５１４は、周波数領域の信号各々を復調する。応答信号判定部５１５は、復調した信号から当該装置が送信した各パケットに対する応答信号を抽出し、該応答信号が受取り通知ＡＣＫであるか非受取り通知ＮＡＣＫであるかを判定する。この判定結果を、応答信号判定部５１５は、アンテナ毎送信処理部５００－１～５００－Ｎのうち、該判定の元の応答信号に対応するパケットを送信したアンテナ毎送信処理部の送信信号記憶部５１６と符号化部５０１と送信信号情報多重部５０５にそれぞれ入力し、該応答信号が非受取り通知ＮＡＣＫであれば、該アンテナ毎送信処理部は、再送パケットであること示す送信信号情報を多重して、パケットを再送する。また、該応答信号が受取り通知ＡＣＫであれば、送信信号記憶部５１６が記憶したパケットを破棄し、該アンテナ毎送信処理部は、次のパケットを初送パケットとして送信する。
　図２０は、本実施形態に係るパケット受信装置６の構成を示す概略ブロック図である。パケット受信装置６は、Ｍ個のアンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍ、送信信号情報解析部６０４、信号分離部（パケット分離部、ストリーム分離部、干渉キャンセル部、ソフトキャンセル部、干渉除去部）６０６、伝搬路推定部６０７、伝搬路補償部（ＭＭＳＥフィルタ部）６０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、レプリカ信号生成部（ソフトレプリカ生成部）２１４、再送制御部２１３、応答信号生成部２２１、復調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５を備えている。アンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍ各々は、無線受信部（受信部）６０１、ＧＩ除去部６０２、分離部６０３、ＦＦＴ部６０５を具備する。
　なお、信号分離部６０６と、伝搬路補償部６０８と、復調部２０９と、デインタリーブ部２１０と、ＨＡＲＱ処理部２１１と、信号復号部２１２と、レプリカ信号生成部２１４とからなる部分を繰返し検出復号部６１６という。また、信号分離部６０６と、伝搬路補償部６０８と、復調部２０９とからなる部分を、信号検出部６１５という。なお、本実施形態においては、パケット受信装置６は、Ｍ本の受信アンテナにより受信するとして説明する。同図において図２の各部（２０９～２１４、２２１～２２５）に対応する部分には同一の符号を付ける。図２１は、パケット受信装置６の信号分離部６０６の構成を示す概略ブロック図である。信号分離部６０６は、干渉レプリカ生成部６３４、減算部６３５、受信信号記憶部６３３を備えている。
　以下ではまず、第１のフレームをパケット受信装置６が受信した場合の動作について説明する。ここでは、第１のフレームで空間多重されているパケットは全て初送パケットとする。パケット送信装置５のＮ本の送信アンテナ各々から送信されたストリームの信号（パケット）は、空間多重された信号となり、Ｍ本の受信アンテナを介してアンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍにそれぞれ入力される。アンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍ各々の無線受信部６０１は、この入力された信号に対して、周波数変換やアナログ―デジタル変換等を行い、これらの変換結果の信号を出力する。無線受信部６０１が出力したこの信号から、ＧＩ除去部６０２は、ガード区間ＧＩを除去する。ガード区間ＧＩが除去されたこの信号から、分離部６０３は、送信信号情報とパケットの情報ビットが含まれる信号とに分離する。分離した送信信号情報は、送信信号情報解析部６０４に入力され、情報ビットが含まれる信号はＦＦＴ部６０５に入力される。送信信号情報解析部６０４は、それぞれの受信アンテナで受信した送信信号情報に基づいて、パケット送信装置５がＮ本の送信アンテナから送信したパケット各々が初送パケットであるか再送パケットであるかを判定する。送信信号情報解析部６０４は、その判定結果を再送制御部２１３に出力する。
　一方、分離部６０３から情報ビットが含まれる信号を受けたＦＦＴ部６０５は、この信号を時間周波数変換して周波数領域の信号を生成し、信号分離部６０６と伝搬路推定部６０７に出力する。ここで、送信アンテナ数と受信アンテナ数がそれぞれＮ本とＭ本であるＭＩＭＯシステムでは、第ｋサブキャリアにおける受信信号（周波数領域の信号）Ｒ（ｋ）は、式（９）で表される。ただし、Ｈ（ｋ）は送信アンテナと受信アンテナ間のそれぞれの伝搬路特性であり、Ｓ（ｋ）は送信アンテナ毎の送信信号であり、Ｎ（ｋ）は受信アンテナ毎の受信機雑音であり、Ｔは転置行列を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　伝搬路推定部６０７は、それぞれのアンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍからの信号に基づいて、伝搬路特性Ｈ（ｋ）を推定し、信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８に入力する。なお、伝搬路推定部６０７は、推定した伝搬路推定値を、受信アンテナ毎の値にして出力する。なお、伝搬路推定部６０７では、パケット送信装置５が送信したパケットを当該パケット受信装置６が正しく受信できるまで、このパケットの伝搬路推定値を記憶しておく。なお、本実施形態では、伝搬路推定部６０７は、ＦＦＴ部６０５が出力した周波数領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めているが、これに限るものではなく、ＦＦＴ部６０５に入力される以前の時間領域の信号を基に、伝搬路推定値を求めても良い。なお、伝搬路推定部６０７が、伝搬路推定を行う方法として、例えば、パケット送信装置５とパケット受信装置６の間で既知の情報を含むパイロット信号を用いる方法などを用いることができるが、この他の方法であってもよい。
　信号分離部６０６には、各アンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍが出力した受信アンテナ毎の信号が入力される。以下では、初送パケットの初回処理における信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８の動作を説明する。初回処理ではレプリカ信号が生成されていないため、信号分離部６０６は入力された信号をそのまま出力する。また、図２１に示す信号分離部６０６の受信信号記憶部６３３は、信号分離部６０６に各アンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍから入力された信号を記憶する。受信信号記憶部６３３が記憶した信号は、再送パケットを受信したときに、再送パケットの受信結果と合成して、初送パケットの信号について再度繰り返し検出復号処理を行う際に用いられる。
　図２０の伝搬路補償部６０８は、ＺＦ基準やＭＭＳＥ基準の重み係数を乗算することにより、信号分離部６０６が出力した周波数領域の信号Ｒ（ｋ）から各パケットの信号Ｓ（ｋ）を抽出する。そのため、初回処理では、伝搬路補償部６０８において、パケットの分離と伝搬路補償が同時に行われることになる。初回処理で用いる重み係数として、例えばＺＦ基準の重み係数ＷＺＦ（ｋ）やＭＭＳＥ基準の重み係数ＷＭＭＳＥ（ｋ）には、式（１０）を用いることができる。ただし、Hは行列の複素共役転置、－１は逆行列、σ2は雑音電力、ＩＮはＮ×Ｎの単位行列を表す。ここではＺＦ基準、ＭＭＳＥ基準の線形処理について説明したが、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）基準のような非線形処理を用いても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　次に、第１のフレームの繰返し検出復号処理（２回目以降）の信号分離部６０６と伝搬路補償部６０８の動作を説明する。繰返し処理時では、後述するレプリカ信号生成部２１４が生成した送信信号レプリカが信号分離部６０６に入力される。信号分離部６０６は、この送信信号レプリカと伝搬路推定部６０７からの伝搬路推定値とに基づいて、抽出したいパケットの信号に対する干渉信号のレプリカを生成し、ＦＦＴ部６０５からの周波数領域の信号から減算することにより、パケットの分離を行う。ここでは、ｐ（１≦ｐ≦Ｎ）番目の送信アンテナから送信されたパケットを抽出する場合を説明する。入力された送信信号レプリカＳ’（ｋ）を、式（１１）とする。干渉信号レプリカ生成部６３４は、ｐ番目の送信アンテナから送信されたパケット以外のパケットの信号からなる式（１２）で表される干渉信号レプリカＲｐ（ｋ）を生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　減算部６３５は、ＦＦＴ部６０５からの周波数領域の信号Ｒ（ｋ）から干渉信号レプリカＲｐ（ｋ）を減算することにより、ｐ番目の送信アンテナから送信されたパケットを抽出する。このようにして、減算部６３５は、全ての送信アンテナからのパケットを抽出することにより信号分離をし、伝搬路補償部６０８に出力する。なお、以降ではパケット単位で処理を行うものとする。伝搬路補償部６０８は、信号分離部６０６が各パケットに分離した信号に対して、伝搬路推定部６０７が推定した伝搬路推定値を用いて、伝搬路補償を行う。
　以降の復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、再送制御部２１３、レプリカ信号生成部２１４の処理は、図２で示した第１の実施形態のパケット受信装置２の各部と同様である。ただし、それらの処理はパケット単位で行われる。応答信号生成部２２１は、再送制御部２１３が出力した誤り検出情報に基づいて、パケット毎の受取り通知ＡＣＫまたは非受取り通知ＮＡＣＫを生成する。以降の変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５の処理は、図２に示す第１の実施形態のパケット受信装置２の各部と同様である。なお、パケット毎の応答信号は、例えば、直交符号による符号分割多重、時間分割多重、周波数分割多重、ＭＩＭＯ多重などを用いて送信することができるが、これらに限るものではない。
　次に、パケット受信装置６が、第２のフレームを受信したときの動作を説明する。ここで、第２のフレームは、第１のフレームに対する応答信号に基づいてパケット送信装置５が送信したフレームである。以下では、第１のフレームにおける初送パケットに対する応答が全て非受取り通知ＮＡＣＫであり、パケット送信装置５が初送パケットとして送信した全てのパケットを第２のフレームとして再送した場合の動作を説明する。Ｍ本の受信アンテナにより受信した受信信号は、アンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍに入力され、アンテナ毎受信処理部６００－１～６００－Ｍは、初送パケットを受信した場合と同様の処理を行う。送信信号情報解析部６０４は、送信信号情報に基づき、受信したパケットが再送パケットであると判定する。再送制御部２１３は、該判定結果を受けて、信号分離部６０６とＨＡＲＱ処理部２１１とに、受信した信号を再送パケットとして処理するように指示する。その後、信号分離部６０６、伝搬路推定部６０７、伝搬路補償部６０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０は、初送パケットを受信した場合と同様の処理を行う。
　ＨＡＲＱ処理部２１１は、図２に示した第１の実施形態のパケット受信装置２のＨＡＲＱ処理部２１１と同様の処理を行う。ＨＡＲＱ処理部２１１には、再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、再送制御部２１３が出力した再送制御情報とが入力される。図４に示す合成パケット記憶部２４２は、再送制御情報に基づいて、記憶している初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲをパケット合成部２４１に出力する。パケット合成部２４１は、再送制御情報に基づいて、第２のフレームから得られた再送パケットの符号化ビットＬＬＲと、合成パケット記憶部２４２が出力した第１のフレームから得られた初送パケットの初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを合成し、信号復号部２１２に出力する。ただし、これらの処理は対応するパケット毎に行われる。以降の信号復号部２１２、レプリカ信号生成部２１４も、図２に示した第１の実施形態のパケット受信装置２の信号復号部２１２、レプリカ信号生成部２１４と同様の処理を行う。再送パケットの繰返し処理時においては、信号分離部６０６は、第１の実施形態と同様に、初送パケットの周波数領域の信号を対象として繰返し処理を行う。以上の処理を、信号復号部２１２にて全てのパケットが誤りを検出しなくなるか、再送処理を終了すると判定するまで、繰返し行う。
　本実施形態を用いることにより、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱを用いたＭＩＭＯ伝送を行う通信システムにおいて、繰返し処理により信号分離を行うパケット受信装置６が再送パケットを受信した場合に、該再送パケットに基づく信号と該再送パケット以前に受信した初送パケットまた再送パケットに基づく信号とを、繰返し処理の中で合成を行い、再送パケットにより向上する受信信号の信頼性を活用することによって、再送回数および繰返し処理回数を低減させることができる。
　なお、本実施形態では、全ての初送パケットが再送された場合を説明したが、初送パケットと再送パケットがＭＩＭＯ伝送の中で、混在している場合でも用いることができる。
　例えば、図２２で示すように、フレーム毎に３つのパケットを多重して送信する場合を説明する。その際、それぞれのパケットに固有の番号と送信回数を送信信号情報として付加する。第１のフレームではパケット１～３を初送パケットとしてパケット送信装置５がパケット受信装置６に送信する。パケット受信装置６では、既に説明した繰返し処理の結果、パケット１は誤りが検出されず、パケット２および３は誤りが検出されたとする。パケット受信装置６は、パケット２および３をパケット送信装置５に対して再送要求を行うため、応答信号を送信する。その際、ハイブリッド自動再送ＨＡＲＱによる合成を行うために、パケット２および３の符号化ビットＬＬＲを記憶しておく。
　パケット送信装置５は、パケット受信装置６からの応答信号に基づいて、パケット２および３を再送パケットとして、パケット４を初送パケットとして、第２のフレームを構成する。同様に、パケット送信装置５が送信した第２のフレームをパケット受信装置６が受信し、繰返し処理を行う。その繰返し処理の中で、再送されたパケット２および３については、既に説明したようにパケット合成部２４１がハイブリッド自動再送ＨＡＲＱの合成を行う。それらの処理の結果、パケット２～４は全て誤りが検出されなかったため、パケット受信装置６は、応答信号として受け取り通知ＡＣＫをパケット送信装置５に向けて送信する。
　なお、第２のフレームを受信した時の２回目以降の繰返し処理において、第２のフレームで再送したパケットを受信するために、信号分離部６０６で信号分離を行うための受信信号として、第１のフレームを用いてもよいし、第２のフレームを用いてもよい。また、繰返し処理の中で、ＭＩＭＯ多重されたパケットの内、対応する応答が受取り通知ＡＣＫとなったパケットのレプリカ信号については、レプリカ信号生成部２１４は、硬判定結果や軟判定値が取り得る最大の対数尤度比ＬＬＲを用いてもよい。
　なお、ＭＩＭＯ多重（空間多重）を用いた場合を説明したが、これに限るものではなく、周波数分割多重、時間分割多重、符号分割多重、ＩＤＭＡ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）などでも用いることができる。
　また、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部２１１において、合成する初送パケットは初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、最後の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。また、それぞれの繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲの何れかを用いることができ、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。
　また、以上の説明では、ＨＡＲＱ処理部２１１において、合成する再送パケットは初回処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いたが、これに限るものではない。例えば、予め設定した繰返し数の繰返し処理で得られた符号化ビットＬＬＲを用いてもよいし、複数の繰返し処理で得られたそれぞれの符号化ビットＬＬＲの何れかを用いることができ、例えば最も尤度の高い符号化ビットＬＬＲを用いてもよい。
　また、以上の説明では、パケット受信装置６が初送パケットを受信した後、パケット送信装置５に対して非受取り通知ＮＡＣＫによる再送要求を行い、パケット受信装置６が再送パケットを受信した場合において、それら２つのパケットの合成について述べたが、これに限るものではない。例えば、少なくとも２つの再送パケットを受信した場合、受信した全てのパケットの復調処理後の結果を合成しても良いし、受信した全てのパケットの内、少なくとも２つのパケットの復調処理後の結果を合成しても良い。
　また、以上の説明では、再送パケットを受信した後、初送パケットの復調結果と再送パケットの復調結果を合成したデータの誤り訂正復号した結果に対して、誤りを検出した場合の繰返し処理において、信号分離を行うための受信信号として、受信信号記憶部６３３が記憶している初送パケットの受信信号を用いる場合を説明したが、これに限るものではない。信号分離を行うための受信信号として、再送パケットを用いてもよい。
　また、以上の説明では、送受信信号として、マルチキャリア信号の場合を説明したが、シングルキャリア信号であってもよい。
　また、以上の説明では、インタリーブ部５０２、２６１、デインタリーブ部２１０を用いる場合を説明したが、これらを用いなくてもよい。
　また、以上の説明では、周波数領域の信号分離を用いた繰返し処理を行うパケット受信装置６に用いた場合を説明したが、本実施形態のパケット受信装置６の構成は、時間領域の信号分離を用いた繰返し処理を行う通信装置にも適用できる。
　また、本実施形態のパケット受信装置６の構成は、周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥ（Ｓｏｆｔ　Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅｄ　Ｅｒｒｏｒ　ｆｉｌｔｅｒ）型ターボ等化や時間領域ＳＣ／ＭＭＳＥ型ターボ等化を用いた通信装置にも適用できる。
　また、第２～３の実施形態のパケット受信装置３、４においても、本実施形態におけるパケット受信装置６と同様にＭＩＭＯの構成を適用可能である。
　また、図１における符号化部１０１、インタリーブ部１０２、変調部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、送信信号情報多重部１０５、ＧＩ挿入部１０６、無線送信部１０７、無線受信部１１１、ＧＩ除去部１１２、ＦＦＴ部１１３、復調部１１４、応答信号判定部１１５、送信信号記憶部１１６、および図２における無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、干渉キャンセル部２０６、伝搬路推定部２０７、伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、再送制御部２１３、レプリカ信号生成部２１４、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、および図１３における無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、伝搬路推定部２０７、受信信号記憶部３０１、信号検出部３０２、減算部３０３、デインタリーブ部３０４、ＨＡＲＱ処理部３０５、信号復号部３０６、再送制御部３０７、減算部３０８、インタリーブ部３０９、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、および図１６における無線受信部２０１、ＧＩ除去部２０２、分離部２０３、送信信号情報解析部２０４、ＦＦＴ部２０５、伝搬路推定部２０７、ＨＡＲＱ処理部４０１、干渉キャンセル部４０２、伝搬路補償部２０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、信号復号部２１２、再送制御部２１３、レプリカ信号生成部２１４、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５、および図１９における符号化部５０１、インタリーブ部５０２、変調部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、送信信号情報多重部５０５、ＧＩ挿入部５０６、無線送信部５０７、無線受信部５１１、ＧＩ除去部５１２、ＦＦＴ部５１３、復調部５１４、応答信号判定部５１５、送信信号記憶部５１６、および図２０における無線受信部６０１、ＧＩ除去部６０２、分離部６０３、送信信号情報解析部６０４、ＦＦＴ部６０５、信号分離部６０６、伝搬路推定部６０７、伝搬路補償部６０８、復調部２０９、デインタリーブ部２１０、ＨＡＲＱ処理部２１１、信号復号部２１２、再送制御部２１３、レプリカ信号生成部２１４、応答信号生成部２２１、変調部２２２、ＩＦＦＴ部２２３、ＧＩ挿入部２２４、無線送信部２２５の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
　以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　本発明は、移動局装置と基地局装置とからなる移動体通信システムの上りリンクおよび下りリンクの通信に用いて好適であるが、これに限定されない。

Claims (17)

  1. 　受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置であって、
    　前記初送信号と前記再送信号とを受信する受信部と、
    　前記受信部が再送信号を受信したときは、該再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する合成部と、
    　前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、前記受信部が再送信号を受信したときは、該繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号復号を行なう繰返し検出復号部と
    　を具備することを特徴とする通信装置。
  2. 　前記繰返し検出復号部が信号検出した結果を記憶する合成信号記憶部を具備し、
    　前記繰返し検出復号部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、前記繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号復号を行ない、
    　前記合成部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、前記繰返し検出復号部の繰返し処理の繰返し毎に、前記繰返し検出復号部が信号検出した結果と、前記合成信号記憶部が記憶している信号検出した結果であって、過去に前記受信部が受信した際に前記繰返し検出復号部が信号検出した結果のうち少なくとも一つとを合成することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記受信部が受信した信号を記憶する受信信号記憶部を具備し、
    　前記繰返し検出復号部が行なう信号検出は、過去に前記受信部が受信した信号であって、前記受信信号記憶部が記憶している信号と前記受信部が受信した信号とのうち、前記繰返し処理の繰返し毎にいずれか一つについて行われること
    　を特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記繰返し検出復号部が行なう信号検出は、前記受信信号記憶部が記憶している初送信号と前記受信部が受信した信号とのうち、前記繰返し処理の繰返し毎にいずれか一つについて行われることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記繰返し検出復号部が行なう信号検出は、前記受信部が受信した信号と前記受信信号記憶部が記憶している前記受信部が受信した信号の一つ前に受信した信号とのうち、前記繰返し処理の繰返し毎にいずれか一つについて行われることを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
  6. 　前記合成信号記憶部は、前記繰返し信号検出部が繰り返し毎に信号検出した結果のうち、前記繰返し処理毎にいずれか一つを記憶する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  7. 　前記合成信号記憶部は、前記繰返し信号検出部が繰り返し毎に信号検出した結果を記憶することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  8. 　前記合成部が合成対象とする信号は、過去に前記受信部が初送信号を受信した際に前記繰返し検出復号部が信号検出した結果を必ず含む
    　ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  9. 　前記合成部が合成対象とする信号は、各ビットが１であるか０であるかを尤度比で表す尤度情報であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  10. 　前記繰返し検出復号部は、前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について、前記信号復号の結果に基づき生成した干渉信号レプリカを用いて干渉成分を除去することで信号検出を行なうことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  11. 　前記繰返し検出復号部は、シンボル間干渉、キャリア干渉、符号間干渉のうち、少なくとも１つの干渉成分の干渉信号レプリカを生成し、干渉成分を除去することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
  12. 　前記繰返し検出復号部は、前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について、前記信号復号の結果に基づき信号検出を行なうことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  13. 　前記合成部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、前記受信部が受信した再送信号と、該再送信号より前に受信した再送信号または前記初送信号のうち少なくとも一つの信号とを合成し、
    　前記繰返し検出復号部は、前記受信部が再送信号を受信したときは、該繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号検出と信号復号とを行なうこと
    　を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  14. 　前記受信部は、初送信号および再送信号を含み、複数のアンテナ各々から送信されたストリームが空間多重された信号を受信し、
    　前記繰返し検出復号部は、信号検出の際に、前記受信部が受信した信号から前記ストリームの信号を分離すること
    　を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  15. 　第１の通信装置と第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置から受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおいて、
    　前記第１の通信装置は、
    　初送信号と少なくとも１つの再送信号を送信する送信部を具備し、
    　前記第２の通信装置は、
    　前記初送信号と前記再送信号とを受信する受信部と、
    　前記受信部が再送信号を受信したときは、該再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する合成部と、
    　前記受信部が受信した信号または前記受信部が過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、前記受信部が再送信号を受信したときは、該繰返し処理の繰返し毎に、前記合成部が合成した信号に基づき信号復号を行なう繰返し検出復号部と
    　を具備することを特徴とする通信システム。
  16. 　受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムに用いられる通信装置における受信方法であって、
    　前記通信装置が、前記再送信号を受信する第１の過程と、
    　前記通信装置が、前記第１の過程にて受信した再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する第２の過程と、
    　前記通信装置が、前記第１の過程にて受信した信号または過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、該繰返し処理の繰返し毎に、前記第２の過程にて合成した信号に基づき信号復号を行なう第３の過程と
    　を備えることを特徴とする受信方法。
  17. 　第１の通信装置と第２の通信装置とを具備し、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置から受信した初送信号に誤りを検出すると再送信号を要求するハイブリッド自動再送を行う通信システムにおける通信方法において、
    　前記第１の通信装置が、初送信号を送信する第１の過程と、
    　前記第２の通信装置が、前記初送信号を受信し、受信した該初送信号に誤りを検出すると前記第１の通信装置に再送信号を要求する第２の過程と、
    　前記第１の通信装置が、前記再送信号の要求を受けて、再送信号を送信する第３の過程と、
    　前記第２の通信装置が、前記再送信号を受信する第４の過程と、
    　前記第２の通信装置が、前記第４の過程にて受信した再送信号に基づく信号と、該再送信号より前に受信した再送信号に基づく信号および前記初送信号に基づく信号のうち少なくとも一つの信号とを合成する第５の過程と、
    　前記第２の通信装置が、前記第４の過程にて受信した信号または過去に受信した信号について信号検出と信号復号とを繰り返す繰返し処理を行い、該繰返し処理の繰返し毎に、前記第５の過程にて合成した信号に基づき信号復号を行う第６の過程と
    　を備えることを特徴とする通信方法。
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