WO2010082233A1

WO2010082233A1 - 送信装置、通信システム、通信方法

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Publication number: WO2010082233A1
Application number: PCT/JP2009/000129
Authority: WO
Inventors: 実川大介; ウージャンミン
Original assignee: 富士通株式会社
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-07-22
Also published as: US8661307B2; JP5195925B2; JPWO2010082233A1; US20110271162A1

Abstract

　送信装置において、受信品質を低下させることなく、通信対象のデータに付随する制御信号の情報量を少なくすることを可能とする。送信装置は、データの再送時に選択可能なＭＣＳを制限するとともに、ＭＣＳの選択結果を示す制御ビットの情報量を減少させる。受信装置との間ではＨＡＲＱが適用されており、再送時には受信装置における誤り訂正能力が向上している。そのため、データの再送時にＭＣＳが最適なものでないとしても受信品質の低下が抑制される。

Description

送信装置、通信システム、通信方法

　本発明は、送信装置と受信装置の間で、データ信号とそのデータ信号に付随した制御信号の送受信が行われる方式の通信技術に関する。

　近年開発がなされているＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）、ＬＴＥ(Long Term Evolution)等の無線通信システムでは、チャネル状態情報（ＣＱＩ：Channel
Quality Indicator）等の通信品質に応じて、変調符号化方式を適応的に制御する技術である適応変調符号化（ＡＭＣＳ：Adaptive
Modulation and Coding Schemes）方式が採用されている。ＣＱＩとしては、例えばＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)，ＳＩＲ(Signal
to Interference Ratio)，ＳＩＮＲ(Signal to Interference plus Noise Ratio)等が知られている。

　例えば、無線基地局（以下、「基地局」）から移動局への下りリンクについて、ＡＭＣＳ方式を説明すると以下のようになる。すなわち、移動局は基地局に対し、基地局から移動局に対する下りリンクの通信品質としてＣＱＩを定期的に通知している。基地局では、複数の変調符号化方式（変調方式及び符号化率の組み合わせ）が用意されており、移動局からのＣＱＩに応じて、複数の変調符号化方式の中のいずれかを選択する。ここで、例えばＣＱＩが大きい場合（すなわち、通信環境が良い場合）には、干渉等には弱いが伝送効率の高い６４ＱＡＭ等の変調方式が選択される。例えばＣＱＩが小さい場合（すなわち、通信環境が悪い場合）には、伝送効率は低いが干渉等には強いＱＰＳＫ等の変調方式が選択される。このＡＭＣＳ方式により、基地局は、移動局への下りリンクについて、各移動局との通信環境に応じた、高い伝送効率を実現することができる。

　上述したＡＭＣＳ方式は、以下の特許文献１にも開示されている。
特開２００６－３４５３６３号公報

　ところで、ＡＭＣＳ方式を採用する通信システムにおいて、送信装置（例えば、基地局）が受信装置（例えば、移動局）に対してデータを送信するときには、そのデータに付随して、ＡＭＣＳ方式により選択された変調符号化方式に関する情報を含む制御信号も送信する。これにより、受信装置では、受信した制御信号に含まれる変調符号化方式に関する情報に基づいて、受信したデータを正しく復調することができる。

　しかしながら、このような制御信号は移動局（ユーザ）毎に定義されるため、ユーザ数が増加するにしたがって、制御信号の情報量が増大し、相対的にデータの伝送効率が低下してしまう。特に、受信装置でデータの受信が失敗すると、当該データに付随する制御信号も再送信することになってさらに伝送効率が低下する。

　そこで、本発明の目的は、通信対象のデータに付随する制御信号の情報量を少なくすることを可能とする送信装置、通信システム、通信方法を提供することにある。

　
　第１の案では、送信装置は、受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う受信装置に対してデータを送信するものである。この送信装置は、第１データの変調符号化方式として、前記第１データを新規に送信するときには、受信装置から取得する通信品質情報に基づいてＭ個の変調符号化方式からなる第１方式群の中のいずれかを選択し、前記第１データを再送信するときには、前記通信品質情報に基づいてＮ個（Ｎ＜Ｍ）の変調符号化方式からなる第２方式群の中のいずれかを選択する選択部と、前記第１データの変調符号化方式が前記第２方式群から選択された場合には、前記第１方式群から選択された場合よりも情報量が少なくなるようにして、選択された変調符号化方式を示す情報を含む制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える。上記目的は、この送信装置を含む通信システムによっても達成できる。

　第２の案では、通信方法は、受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う第１通信装置と、第１通信装置に対してデータを送信する第２通信装置とを含む通信システムにおける通信方法である。
この通信方法は、第２通信装置が、第１通信装置から通信品質情報を受信するステップと、第２通信装置が、第１データを新規に送信するときに、前記通信品質情報に基づいてＭ個の変調符号化方式からなる第１方式群の中のいずれかを選択し、選択された第１変調符号化方式により前記第１データを変調符号化するステップと、第２通信装置が、前記第１変調符号化方式を示す情報を含む第１制御信号を生成して第１通信装置へ送信するステップと、第２通信装置が、前記第１データを再送信するときに、第１通信装置から受信した通信品質情報に基づいてＮ個（Ｎ＜Ｍ）の変調符号化方式からなる第２方式群の中のいずれかを選択し、選択された第２変調符号化方式により前記第１データを変調符号化するステップと、第２通信装置が、前記第１制御信号よりも情報量が少なくなるようにして、前記第２変調符号化方式を示す情報を含む第２制御信号を生成して第１通信装置へ送信するステップと、を備える。

　第３の案では、通信方法は、受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う第１通信装置と、第１通信装置に対してデータを送信する第２通信装置とを含み、データの再送信時には第１通信装置と第２通信装置とで同一の規則をもって通信品質情報に基づく変調符号化方式を決定する通信システムにおける通信方法である。この通信方法は、第２通信装置が、第１通信装置から第１通信品質情報を受信するステップと、第２通信装置が、第１データを新規に送信するときに、前記第１通信品質情報に基づいて前記第１データの変調符号化方式を決定し、当該変調符号化方式により前記第１データを変調符号化するステップと、第２通信装置が、前記第１変調符号化方式を示す第１制御信号を生成し、前記第１データとともに第１通信装置へ送信するステップと、第２通信装置が、前記第１データを再送信するときには、第１データの変調符号化方式を示す情報を含まずに第２制御信号を生成して第１通信装置へ送信するステップと、第１通信装置が、一定期間内に第２通信装置へ送信した第２通信品質情報に基づいて第１データの変調符号化方式を決定し、再送信された第１データを復調するステップと、を備える。

　本発明によれば、通信対象のデータに付随する制御信号の情報量を少なくすることができる。

実施形態の無線通信システムを示す図。実施形態の受信装置としての移動局の内部構成の要部を示すブロック図。実施形態の送信装置としての基地局の内部構成の要部を示すブロック図。実施形態においてＭＣＳ番号と制御ビットの変換テーブルの一例を示す図。実施形態において制御信号の生成処理を示すフローチャート。実施形態においてＭＣＳ番号と制御ビットの変換テーブルの一例を示す図。本実施形態における基地局と移動局間の信号のフロー図。

符号の説明

　ＢＳ…基地局（送信装置、第２通信装置）
　　１１…受信機、１２…制御信号復号部、１３…ＭＣＳ選択部、１４…パイロット信号生成部、１５…制御信号生成部、１６…再送制御部、１７…ＣＲＣ符号化部、１８…誤り訂正符号化部、１９…パンクチャリング処理部、２０…データ変調部、２１…チャネル多重化部、２２…送信機
　ＭＳ…移動局（受信装置、第１通信装置）
　　３１…受信機、３２…チャネル分離部、３３…チャネル推定部、３４…チャネル補償部、３５…制御信号復調部、３６…データ復調部、３７…デパンクチャリング処理部、３８…合成部、３９…データ復号部、４０…誤り検出部、４１…品質情報生成部、４２…制御信号生成部、４３…送信機

　以下の各実施形態では、本発明の一実施形態に係る通信システムとして、送信装置又は第２通信装置としての無線基地局と、受信装置又は第１通信装置としての移動局とが含まれる無線通信システムについて説明する。

　（１）第１の実施形態
　（１－１）本実施形態の無線通信システム
　図１は、本実施形態の無線通信システムを示す図である。図１に示すように、本実施形態の無線通信システムには、無線基地局（ＢＳ）と、無線基地局のサービスエリア（セルＣ１）内に存在する複数の移動局（ＭＳ）とが含まれる。以下の説明では、無線基地局（送信装置）から移動局（受信装置）への下りリンクの通信を想定する。なお、以下の説明では、無線基地局を単に「基地局」と表記する。

　本実施形態の無線通信システムにおいて、基地局と移動局の間の通信では、ＨＡＲＱ（Hybrid Auto Repeat reQuest）が適用される。ＨＡＲＱは、デジタル信号伝送における伝送効率や伝送品質を高めることができる。ＨＡＲＱでは、送信装置は、情報ビットに誤り訂正符号化を施したデータブロックを送信し、受信装置でそのデータブロックが正しく受信されなかった場合には、同一の情報ビットに基づいて作成した別のデータブロックを送信し、受信装置は、それらの複数のデータブロックから元の情報ビットを正しく取得する。

　ＨＡＲＱの代表的な方式としては、ＩＲ（Incremental Redundancy）法とチェイス合成（Chase
Combining）法が知られているが、本実施形態ではいずれの方法を使用してもよい。例えばＩＲ法では、送信装置がデータブロックを再送する毎に、受信装置での復号化対象のデータブロックの符号化率が小さくなるため、復号化における誤り訂正能力が向上することになる。

　この無線通信システムにおいて、基地局ではＡＭＣＳ方式によって、移動局に対する送信データの変調符号化方式（以下、ＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme）)を決定する。すなわち、基地局では複数のＭＣＳが予め用意されており、移動局からのチャネル状態情報（以下、ＣＱＩ(Channel
Quality Indicator）)に基づいて適応的にＭＣＳが選択される。なお、ＣＱＩは、基地局から移動局への下りリンクの通信品質情報である。

　この無線通信システムでは、データ信号（以下、適宜「データ」と略記する。）とともに、選択されたＭＣＳの情報（後述する制御ビットＭＣＳ＿Ｂ）を含む制御信号を移動局へ送信する。ここで、データ信号が移動局で正しく復号化できなかった場合には、基地局はデータ信号を再送（データ再送信）することになるが、データ再送時には、データ信号を新規に送信（データ新規送信）する場合と比較して、ＭＣＳに関する情報量が少なくなるようにする。

　（１－２）基地局及び移動局の構成
　次に、本実施形態の無線通信システムにおける基地局（送信装置）及び移動局（受信装置）の構成について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、移動局の内部構成の要部を示すブロック図である。図３は、基地局の内部構成の要部を示すブロック図である。

　・移動局（受信装置）の構成
　図２に示すように、移動局は、受信機３１、チャネル分離部３２、チャネル推定部３３、チャネル補償部３４、制御信号復調部３５、データ復調部３６、デパンクチャリング処理部３７、合成部３８、データ復号部３９、誤り検出部４０、品質情報生成部４１、制御信号生成部４２、送信機４３を備える。

　受信機３１は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)アンプ、Ａ／Ｄ(Analog
to Digital)変換器などを含み、受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換する。

　チャネル分離部３２は、受信機３１により得られたベースバンド信号から、データ信号、制御信号及びパイロット信号を分離する。例えばＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)通信方式を採る場合には、このチャネル分離部３２において、ＧＩ(Guard
Interval)を除去した後、所定のＦＦＴ(Fast Fourier Transform)ウィンドウが設定された上でのＦＦＴ処理により各サブキャリアの符号化シンボル列が生成される。そして、所定のサブキャリアに挿入されているデータ信号、制御信号及びパイロット信号を分離することが行われる。

　チャネル推定部３３は、パイロット信号（パイロットシンボル）に基づいてチャネル推定処理を行う。チャネル推定処理では、受信して得られたパイロット信号と既知のパイロット信号との相関値を演算することで、基地局から移動局へのリンクについてのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel Status Information）を算出する。チャネル補償部３４は、チャネル推定部３３により算出されたＣＳＩを用いて、データ信号（データシンボル）についてのチャネル補償を行う。例えばＯＦＤＭＡ通信方式を採る場合には、各サブキャリア及び各ＯＦＤＭシンボルについてチャネル補償が行われ、伝播路で生じうる位相回転等が補償される。

　制御信号復調部３５は、チャネル分離部３２により分離された制御信号を復調する。そして、制御信号復調部３５は、制御信号に含まれる、ＭＣＳを示す制御ビットＭＣＳ＿Ｂを、データ復調部３６及びデパンクチャリング処理部３７へ出力する。制御信号復調部３５は、制御信号に含まれる、ＮＤＩ(New Data Indicator)を示す制御ビットＮＤＩ＿Ｂを、合成部３８へ出力する。

　データ復調部３６は、制御ビットＭＣＳ＿Ｂに対応するＭＣＳに従ってデータシンボルを復調する。デパンクチャリング処理部３７は、制御ビットＭＣＳ＿Ｂに対応するＭＣＳが示す符号化率となるようにビット列（典型的には、すべて「０」）を挿入して、誤り訂正の対象となるデータブロックを生成する。なお、挿入されるビット列の大きさは、送信装置のパンクチャリング処理で間引かれたビット列の大きさに相当する。

　合成部３８はＨＡＲＱを実行するために設けられ、内部にバッファを備えている。合成部３８は、制御信号復調部３５からの制御ビットＮＤＩ＿Ｂが「新規送信」であることを示す場合には、デパンクチャリング処理部３７からのデータブロックをバッファに格納しておく。そして、合成部３８は、制御信号復調部３５からの制御ビットＮＤＩ＿Ｂが「再送信」であることを示す場合には、デパンクチャリング処理部３７からのデータブロックと、バッファ内のデータブロックとを合成、すなわち、ビット単位で加算する。
　なお、合成部３８内のバッファは、所要のプロセス数に応じて複数設けられ、合成処理は、処理対象のデータブロックに対応したプロセス番号を指定して行われる。

　データ復号部３９は、送信装置で行われる誤り訂正符号化に対応した復号化方法で、合成部３８により合成されたデータブロック（合成データブロック）を復号化する。さらに誤り検出部４０は、当該合成データブロックに含まれるＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)ビットを用いて、誤り検出を行う。誤り検出部４０では、データ復号部３９で正しく復号化が行われた場合、制御信号生成部４２に対してＡＣＫ信号が出力され、復号化により抽出されたデータ（情報ビット）が上位のレイヤーへ出力される。一方、誤り検出部４０では、データ復号部３９で正しく復号化が行われなかった場合、制御信号生成部４２に対してＮＡＣＫ信号が出力される。

　品質情報生成部４１は、チャネル分離部３２により分離されたパイロット信号、プリアンブル信号等の既知の基準信号を抽出して、この基準信号に基づいて、通信品質情報としてのＣＱＩを算出する。品質情報生成部４１は、ＣＱＩとして、例えばＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)，ＳＩＲ(Signal to Interference Ratio)，ＳＩＮＲ(Signal
to Interference plus Noise Ratio)等を測定する。算出したＣＱＩは、制御信号生成部４２へ出力される。

　制御信号生成部４２は、ＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号のいずれかの信号と、ＣＱＩを示す信号（以下、ＣＱＩ信号）とを含む制御信号を生成する。この制御信号は、所定の送信処理が施されて送信機４３より基地局へ送信される。

　・基地局（送信装置）の構成
　図３に示すように、受信機１１、制御信号復号部１２、ＭＣＳ選択部１３、パイロット信号生成部１４、制御信号生成部１５、再送制御部１６、ＣＲＣ符号化部１７、誤り訂正符号化部１８、パンクチャリング処理部１９、データ変調部２０、チャネル多重化部２１、送信機２２を備える。

　受信機１１によりＲＦ信号からデジタルベースバンド信号に変換された受信信号は、所定のチャネル分離処理により、符号化された制御信号が抽出される。制御信号復号部１２は、この符号化された制御信号を復号化する。制御信号復号部１２は、制御信号に含まれるＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号のいずれかの信号を再送制御部１６へ出力し、ＣＱＩ信号をＭＣＳ選択部１３へ出力する。

　ＭＣＳ選択部１３では、ＣＱＩ信号が示すＣＱＩの値に対応したＭＣＳの番号（ＭＣＳ番号）を複数のＭＣＳの中から選択する。ＣＱＩの値とＭＣＳ番号の対応関係は、ＭＣＳ選択部１３において予め定義されている。ここで、例えばＣＱＩが大きい場合（すなわち、通信環境が良い場合）には、干渉等には弱いが伝送効率の高い６４ＱＡＭ等の変調方式に対応するＭＣＳ番号が選択される。例えばＣＱＩが小さい場合（すなわち、通信環境が悪い場合）には、伝送効率は低いが干渉等には強いＱＰＳＫ等の変調方式に対応するＭＣＳ番号が選択される。

　ＭＣＳ選択部１３では、データの新規送信時と再送時とで、選択可能なＭＣＳが異なる。この点について、図４を参照して説明する。図４は、制御ビットＭＣＳ＿Ｂの決定のために制御信号生成部１５で参照される変換テーブルの一例を示す図である。なお、図４については後で再度説明する。
　図４に示す例において、データの新規送信時には、３２個のＭＣＳ番号（０～３１）に対応するすべてのＭＣＳの中から、ＣＱＩの値に対応したＭＣＳを選択可能である。一方、データの再送信時には、ＭＣＳ番号が４，１２，２０，２８（ＭＣＳ＿Ｂが記述されたＭＣＳ番号）に対応する４個のＭＣＳの中からＣＱＩの値に対応したＭＣＳが選択される。したがって、データの再送信時にはＣＱＩに応じた最適なＭＣＳは選択できない可能性もある。
　ＭＣＳ選択部１３では、新規送信時と再送信の場合の各々に対して、それぞれ個別のＣＱＩとＭＣＳ番号との対応関係が定義されており、再送制御部１６から通知されるＮＤＩに基づいていずれかの対応関係が適用されるようになっている。

　本実施形態において選択対象となるＭＣＳは自由に設定できるが、例えばＯＦＤＭＡ通信方式の下りリンクでは、変調方式としてＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれかと、符号化方式（符号化率）として１／２，２／３，３／４，５／６のいずれかを組み合わせて複数のＭＣＳを設定可能である。ＭＣＳ選択部１３により選択されたＭＣＳ番号は、パンクチャンリング処理部１９、データ変調部２０及び制御信号生成部１５へ通知される。

　再送制御部１６はＨＡＲＱを実行するために設けられ、内部にバッファを備えている。このバッファには、送信済みのデータ（図３の情報ビット）が格納されている。再送制御部１６は、制御信号復号部１２からＡＣＫ信号が与えられた場合、新規のデータ（図３の情報ビット）を取り込み、バッファにその新規のデータを書き込むと同時に、その新規のデータをＣＲＣ符号化部へ出力する。他方、再送制御部１６は、制御信号復号部１２からＮＡＣＫ信号が与えられた場合、バッファからデータを読み出してＣＲＣ符号化部へ出力する。
　さらに再送制御部１６は、出力するデータが新規のデータである場合（すなわち、ＡＣＫ信号に基づく処理を行った場合）、「新規送信」であることを示すＮＤＩをＭＣＳ選択部１３及び制御信号生成部１５へ通知する。他方、出力するデータがバッファから読み出したデータである場合（すなわち、ＮＡＣＫ信号に基づく処理を行った場合）、「再送信」であることを示すＮＤＩをＭＣＳ選択部１３及び制御信号生成部１５へ通知する。
　なお、再送制御部１６内のバッファは、所要のプロセス数に応じて複数設けられ、合成処理は、処理対象のデータに対応したプロセス番号を指定して行われる。

　ＣＲＣ符号化部１７は、入力したデータに対して誤り検出のためのＣＲＣ符号化を行う。誤り訂正符号化部１８は、ＣＲＣ符号化部１７からのデータに対して、一定の符号化率で誤り訂正のための符号化を行う。

　パンクチャリング処理部１９では、ＭＣＳ選択部１３から与えられるＭＣＳ番号に基づき、選択されたＭＣＳが示す符号化率となるように、一部のビットを間引く処理を行う。データ変調部２０は、ＭＣＳ選択部１３から与えられるＭＣＳ番号に基づき、選択されたＭＣＳが示す変調方式に対応して、入力データを変調する。

　制御信号生成部１５は、ＭＣＳ選択部１３から通知されるＭＣＳ番号を、ＭＣＳを示す制御ビットＭＣＳ＿Ｂに変換する。制御信号生成部１５は、この制御ビットＭＣＳ＿Ｂと、再送制御部１６から通知されるＮＤＩを示す制御ビットＮＤＩ＿Ｂとを含む制御信号を生成して、チャネル多重化部２１へ出力する。
　なお、制御信号生成部１５では、データが新規送信であるか、又は再送信であるかによって、ＭＣＳ番号から制御ビットＭＣＳ＿Ｂへの変換方法が異なる。この点については、後述する。

　チャネル多重化部２１は、データ変調部２０からのデータ信号と、制御信号生成部１５からの制御信号と、パイロット信号生成部１４で生成されるパイロット信号とを多重して、送信すべきベースバンド信号を生成する。例えばＯＦＤＭＡ通信方式を採る場合には、ＧＩ付加、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)処理による各サブキャリアの信号の時間領域信号への変換が行われる。
　送信機２２は、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、チャネル多重化部２１からのベースバンド信号を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナから空間へ放射する。

　（１－３）基地局における制御信号生成処理
　次に、基地局の制御信号生成部１５で行われる制御信号の生成処理について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、制御信号生成部１５で参照される、制御ビットＭＣＳ＿Ｂの決定のための変換テーブルの一例を示す図である。図５は、制御信号の生成処理を示すフローチャートである。

　図４に示す変換テーブルは、ＭＣＳ選択部１３から通知されるＭＣＳ番号から制御ビットＭＣＳ＿Ｂを決定するためのものであり、データの新規送信時に適用される変換テーブルＣＡと、データの再送信時に適用される変換テーブルＣＢとが示されている。図４に示す３２個のＭＣＳ番号（０～３１）は、対応するＭＣＳの変調符号化方式の強度の大きさの順に設定されている。なお、図４に示したＭＣＳ番号は一例に過ぎず、適用される通信方式のＡＭＣＳ仕様に応じて適宜設定されることは言うまでもない。

　図４に示す例では、制御信号生成部１５に通知されるＭＣＳ番号は、データの新規送信時には、３２個のＭＣＳ番号（０～３１）のいずれかであり、データの再送信時には、４，１２，２０，２８の４個のＭＣＳ番号（ＭＣＳ＿Ｂが記述されたＭＣＳ番号）の中のいずれかである。そして、制御ビットＭＣＳ＿Ｂは、データの新規送信時には３２個のＭＣＳ番号に対応して５ビットデータ（０００００～１１１１１）として設定され、データの再送信時には４個のＭＣＳ番号に対応して２ビットデータ（００，０１，１０，１１）として設定されている。

　図５のフローチャートを説明する。
　図５において、送信データが存在する場合（ステップＳ１０のＹｅｓ）、制御信号生成部１５は先ず、再送制御部１６から通知されるＮＤＩが「新規送信」又は「再送信」のいずれを示しているか確認する（ステップＳ１２）。そして、ＮＤＩが「新規送信」を示す（すなわち、「再送信」でない）場合、通知されたＭＣＳ番号に基づき、例えば図５の変換テーブルＣＡに従って制御ビットＭＣＳ＿Ｂ（５ビット）を決定する（ステップＳ１４）。一方、ＮＤＩが「再送信」を示す場合、通知されたＭＣＳ番号に基づき、例えば図５の変換テーブルＣＢに従って制御ビットＭＣＳ＿Ｂ（２ビット）を決定する（ステップＳ１６）。さらに制御信号生成部１５は、ステップＳ１４又はＳ１６のいずれかで決定した制御ビットＭＣＳ＿Ｂを含む制御信号を生成する（ステップＳ１８）。
　すなわち、制御信号生成部１５では、ＭＣＳを示す制御ビットＭＣＳ＿Ｂを、新規送信時には５ビットデータ、再送信時には２ビットデータとするので、再送信時には制御信号の情報量が新規送信時よりも少なくなる。

　なお、図４では、ＭＣＳ選択部１３で選択可能なＭＣＳ番号を４個に限定したが、再送信時に新規送信時よりも制御ビットＭＣＳ＿Ｂの情報量が少なくなるようにすれば、任意の個数に設定可能である。また、新規送信用に設定されるＭＣＳ番号の中からどのＭＣＳを再送信時に選択可能にするかという点についても任意に決定することができる。図４に示した例（４，１２，２０，２８の４個のＭＣＳ番号）では、広範囲なＣＱＩの値に対応してＭＣＳを選択できるように、４個のＭＣＳ番号を分散させて設定した例を示している。

　以上説明したように、本実施形態の無線通信システムでは、送信装置としての基地局が、データの再送時に、ＭＣＳの選択結果を示す制御ビット（上記ＭＣＳ＿Ｂ）の情報量を減少させるため、受信装置としての移動局へ送信される制御信号の情報量が減少する。これにより、送信装置は、相対的に送信データの情報量を増加させることができるため、データ伝送効率が向上することになる。
　ここで、基地局では、データの再送信時には選択可能なＭＣＳの数が制限されるので、再送信時に必ずしも移動局からのＣＱＩに対応した最適なＭＣＳを選択できない可能性もある。しかしながら、この無線通信システムではＨＡＲＱが適用されており、再送時には移動局での誤り訂正能力が向上しているため、ＭＣＳが最適なものでないとしても受信品質の低下が抑制されることになる。

　（２）第２の実施形態
　本発明の他の実施形態について、第１の実施形態との相違点についてのみ、以下で説明する。
　第２の実施形態の無線通信システムにおける基地局（送信装置）では、データの再送信時に選択可能なＭＣＳが、そのデータの新規送信時に選択されたＭＣＳに基づいて適応的に設定される。すなわち、データの新規送信時と再送信時とで通信環境が大きく変化しない場合が多いため、新規送信時に選択されたＭＣＳ番号を基準として、その基準となるＭＣＳ番号に近いＭＣＳ番号のものを、データの再送信時に選択可能なＭＣＳとして設定した方が、再送信時に、より最適なＭＣＳが選択される可能性が高いと考えられるためである。

　以下、図３及び図６を参照して、第２の実施形態における、再送信時のＭＣＳ設定方法について説明する。図６は、制御ビットＭＣＳ＿Ｂの決定のための別の変換テーブルの一例を示す図である。
　図６では、データの新規送信時にＭＣＳ選択部１３で選択されたＭＣＳ番号（以下、基準となるＭＣＳ番号）が１０である場合を例として示している。さらに図６では、再送信時には、基準となるＭＣＳ番号：１０と、その前後のＭＣＳ番号：８及び１２とが、選択可能なＭＣＳ番号（ＭＣＳ＿Ｂが記述されたＭＣＳ番号）として設定されたことを示している。

　本実施形態の基地局では、ＭＣＳ選択部１３は内部にバッファを備え、再送制御部１６から通知されるＮＤＩが「新規送信」であることを示す場合、データの新規送信に対して選択したＭＣＳ番号をバッファに格納しておく。そして、ＭＣＳ選択部１３は、そのデータについて、再送制御部１６から通知されるＮＤＩが「再送信」であることを示す場合、バッファからＭＣＳ番号を読み出し、そのＭＣＳ番号（以下、第１ＭＣＳ番号）と、基準ＭＣＳ番号より所定の数だけ大きいＭＣＳ番号（以下、第２ＭＣＳ番号）と、基準ＭＣＳ番号より所定の数だけ小さい番号ＭＣＳ番号とを、再送信時に選択可能なＭＣＳ番号（以下、第３ＭＣＳ番号）として設定する。バッファは、例えばＡＣＫ信号を受信したときにリセットしてもよい。

　制御信号生成部１５では、上記第１～第３ＭＣＳ番号に対応させて、図６に例示するように変換テーブルＣＢがデータを再送信するタイミングで適応的に設定される。図６に示す例では、第１ＭＣＳ番号は「１０」であり、第２ＭＣＳ番号は「１２」であり、第１ＭＣＳ番号は「８」である。当然ながら、選択可能な別のＭＣＳ番号をさらに追加するようにしてもよい。

　図６を図４と比較して明らかなように、この実施形態では、選択可能なＭＣＳの数が図４の場合よりも少ないにもかかわらず、選択可能なＭＣＳ番号の間隔が少ないので、データの新規送信時と再送信時とで通信環境が大きく変化しないとすれば、データの再送信時に選択されるＭＣＳの精度が向上することになる。

　（３）第３の実施形態
　本発明の他の実施形態について、第１の実施形態との相違点についてのみ、以下で説明する。
　第３の実施形態の無線通信システムにおける基地局では、データの再送信時には、ＭＣＳを選択せず、ＭＣＳを示す制御ビットＭＣＳ＿Ｂを含まずに制御信号を移動局へ送信する。これにより、制御信号の情報量についてさらなる減少が図られ、データの伝送効率が上述した各実施形態の場合よりもさらに向上することになる。

　この実施形態では、データの再送信時には、移動局（第１通信装置）と基地局（第２通信装置）とで同一の規則をもって通信品質情報に基づく変調符号化方式を決定するようにする。すなわち、データの再送信時には、同一のＣＱＩに基づいて両者で同一のＭＣＳが選択されるような設定にしておく。これにより、データの再送信時には、移動局は、ＭＣＳを示す制御ビットＭＣＳ＿Ｂを基地局から取得しなくても、自局が一定期間内に（直近に）基地局へ送信したＣＱＩに基づいて、再送信時のデータのＭＣＳを予定することができ、正しく再送データを復調できるようになっている。

　この実施形態では、移動局は、一定期間内に（直近に）基地局へ送信したＣＱＩに基づいて再送データのＭＣＳを選択するため、通信環境に応じた適切なＭＣＳを決定することができる。また、この実施形態の無線通信システムにおいてもＨＡＲＱが適用されているため、データの再送信時には移動局での誤り訂正能力が向上しており、受信品質の低下が抑制される。

　本実施形態の上述した通信方法は、データの新規送信時にデータに付随して送信された制御信号が移動局で正しく受信できなかった場合に特に有効である。例えばＬＴＥでは、移動局は、制御信号を復号できたかどうかによって、自らに対して無線リソースが割り当てられているかどうかを認知する。そのため、上記の場合、移動局は、自らに対して無線リソースが割り当てられていることを認知しないので、受信処理を行われず、基地局へＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号を送信することはないが、それにもかかわらず基地局でＮＡＣＫ信号を受信したと誤判定することがある。この場合において、本実施形態の通信方法について、図７のフローを参照して以下で説明する。

　図７において、移動局（ＭＳ）は基地局（ＢＳ）に対して定期的にＣＱＩを通知している（ステップＳ３０，Ｓ３６）。基地局は、データの新規送信時において、ステップＳ３０で通知された直近のＣＱＩに基づいてＭＣＳを決定する（ステップＳ３２）。そして、新規のデータと、決定したＭＣＳに対応する制御ビットＭＣＳ＿Ｂを含む制御信号を移動局へ送信するが、この制御信号が移動局で正しく受信できなかった場合を想定する（ステップＳ３６）。この場合、移動局では、制御信号を取得することができないため、ステップＳ３４で送信された新規のデータを受信することができない。

　移動局では新規のデータの受信処理が行われず、基地局へＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号を送信することはないが、それにもかかわらず基地局でＮＡＣＫ信号を受信したと誤判定したとする（ステップＳ３８）。この場合、基地局は、再送データを移動局へ送信するが（ステップＳ４０）、この再送データに付随して送信される制御信号（再送用）には、本実施形態においてはＭＣＳに対応する制御ビットＭＣＳ＿Ｂが含まれていない。
　そこで、移動局では、データの再送信時には、一定期間内に（直近に）基地局へ送信したＣＱＩ（図７では、例えばステップＳ３６で送信したＣＱＩ）に基づいて再送データのＭＣＳを決定し（ステップＳ４２）、再送データを復調する。本実施形態では、データの再送信時には、基地局と移動局とで同一のＣＱＩに基づいて同一のＭＣＳが選択されるような設定がなされているため、データ再送時に基地局で選択されたＭＣＳに関する情報が移動局で取得できない場合でも、移動局で再送データを正しく復調できる。

Claims

　受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う受信装置に対してデータを送信する送信装置であって、
　第１データの変調符号化方式として、前記第１データを新規に送信するときには、受信装置から取得する通信品質情報に基づいてＭ個の変調符号化方式からなる第１方式群の中のいずれかを選択し、前記第１データを再送信するときには、前記通信品質情報に基づいてＮ個（Ｎ＜Ｍ）の変調符号化方式からなる第２方式群の中のいずれかを選択する選択部と、
　前記第１データの変調符号化方式が前記第２方式群から選択された場合には、前記第１方式群から選択された場合よりも情報量が少なくなるようにして、選択された変調符号化方式を示す情報を含む制御信号を生成する制御信号生成部と、
　を備えた送信装置。
　前記第２方式群として、前記第１方式群の中から複数の変調符号化方式が設定される、
　請求項１に記載された送信装置。
　前記第２方式群として、前記第１データを新規に送信したときに選択された第１変調符号化方式と、当該第１変調符号化方式よりも変調符号化の強度が高い第２変調符号化方式と、第１変調符号化方式よりも変調符号化の強度が低い第３変調符号化方式とが、前記第１方式群の中から設定される、
　請求項１に記載された送信装置。
　受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う第１通信装置と、第１通信装置に対してデータを送信する第２通信装置とを含む通信システムであって、
　第１通信装置は、
　　第２通信装置への送信対象として、第２通信装置との通信に関する通信品質情報を生成する品質情報生成部、を備え、
　第２通信装置は、
　　第１データの変調符号化方式として、前記第１データを新規に送信するときには、前記通信品質情報に基づいてＭ個の変調符号化方式からなる第１方式群の中のいずれかを選択し、前記第１データを再送信するときには、前記通信品質情報に基づいてＮ個（Ｎ＜Ｍ）の変調符号化方式からなる第２方式群の中のいずれかを選択する選択部と、
　　前記第１データの変調符号化方式が前記第２方式群から選択された場合には、前記第１方式群から選択された場合よりも情報量が少なくなるようにして、選択された変調符号化方式を示す情報を含む制御信号を生成する制御信号生成部と、を備える、
　通信システム。
　受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う第１通信装置と、第１通信装置に対してデータを送信する第２通信装置とを含む通信システムにおける通信方法であって、
　第２通信装置が、第１通信装置から通信品質情報を受信するステップと、
　第２通信装置が、第１データを新規に送信するときに、前記通信品質情報に基づいてＭ個の変調符号化方式からなる第１方式群の中のいずれかを選択し、選択された第１変調符号化方式により前記第１データを変調符号化するステップと、
　第２通信装置が、前記第１変調符号化方式を示す情報を含む第１制御信号を生成して第１通信装置へ送信するステップと、
　第２通信装置が、前記第１データを再送信するときに、第１通信装置から受信した通信品質情報に基づいてＮ個（Ｎ＜Ｍ）の変調符号化方式からなる第２方式群の中のいずれかを選択し、選択された第２変調符号化方式により前記第１データを変調符号化するステップと、
　第２通信装置が、前記第１制御信号よりも情報量が少なくなるようにして、前記第２変調符号化方式を示す情報を含む第２制御信号を生成して第１通信装置へ送信するステップと、
　を備えた通信方法。
受信済みのデータと再送信されたデータとを合成して誤り訂正復号処理を行う第１通信装置と、第１通信装置に対してデータを送信する第２通信装置とを含み、データの再送信時には第１通信装置と第２通信装置とで同一の規則をもって通信品質情報に基づく変調符号化方式を決定する通信システムにおける通信方法であって、
　第２通信装置が、第１通信装置から第１通信品質情報を受信するステップと、
　第２通信装置が、第１データを新規に送信するときに、前記第１通信品質情報に基づいて前記第１データの変調符号化方式を決定し、当該変調符号化方式により前記第１データを変調符号化するステップと、
　第２通信装置が、前記第１変調符号化方式を示す第１制御信号を生成し、前記第１データとともに第１通信装置へ送信するステップと、
　第２通信装置が、前記第１データを再送信するときには、第１データの変調符号化方式を示す情報を含まずに第２制御信号を生成して第１通信装置へ送信するステップと、
　第１通信装置が、一定期間内に第２通信装置へ送信した第２通信品質情報に基づいて第１データの変調符号化方式を決定し、再送信された第１データを復調するステップと、
　を備えた通信方法。