JP2005277570A - 送信装置、受信装置、再送制御方法 - Google Patents

送信装置、受信装置、再送制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明の目的の１つは、最初の送信に対して、再送信を区別して制御することにより、合成利得の得られる受信装置における過剰品質を抑えることである。
【解決手段】 本発明においては、例えば、受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、再送信を行なう際には、最初の送信に対して、再送信を行なう際の送信パラメータを無線リソースを節約する方向に制御する制御手段を備えた、ことを特徴とする送信装置を用いる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、送信装置、受信装置、再送制御方法に関し、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式を採用した移動無線通信システムにおける無線基地局、移動局に関する。
現在、３ＧＰＰ（３rd Generation Partnership Project）で、第３世代移動通信システムの１つの方式であるＷ−ＣＤＭＡ方式の標準化が進められている。そして、標準化のテーマの１つとして下りリンクで最大約１４Ｍｂｐｓの伝送速度を提供するＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）が規定されている。
ＨＳＤＰＡは、適応符号化変調方式を採用しており、例えば、ＱＰＳＫ変調方式と１６値ＱＡＭ方式とを基地局、移動局間の無線環境に応じて適応的に切りかえることを特徴としている。
また、ＨＳＤＰＡは、Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）方式を採用している。ＨＳＤＰＡは、移動局が基地局からの受信データについて誤りを検出した場合に、移動局からの要求により基地局からデータの再送が行われ、移動局は、既に受信済みのデータと、再送された受信データとの双方を用いて誤り訂正復号化を行うことで特徴付けられる。このようにＨ−ＡＲＱでは、誤りがあっても既に受信したデータを有効に利用することで、誤り訂正復号の利得を高め、再送回数を抑えている。
ＨＳＤＰＡに用いられる主な無線チャネルは、ＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed-Shared Control Channel）、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed-Physical Downlink Shared Channel）、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（High Speed-Dedicated Physical Control Channel）がある。
ＨＳ−ＳＣＣＨ、ＨＳ−ＰＤＳＣＨは、双方とも下り方向（即ち、基地局から移動局への方向）の共通チャネルであり、ＨＳ−ＳＣＣＨは、ＨＳ−ＰＤＳＣＨにて送信するデータに関する各種パラメータを送信する制御チャネルである。各種パラメータとしては、例えば、どの変調方式を用いてＨＳ−ＰＤＳＣＨによりデータを送信するかを示す変調タイプ情報や、拡散符号の割当て数（コード数）、送信データに対して行うレートマッチングのパターン等の情報が挙げられる。
一方、ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、上り方向（即ち、移動局から基地局への方向）の個別の制御チャネルであり、ＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して受信したデータの受信可、否に応じてそれぞれＡＣＫ信号、ＮＡＣＫ信号を移動局が基地局に対して送信する場合に用いられる。尚、移動局がデータの受信に失敗した場合（受信データがＣＲＣエラである場合等）は、ＮＡＣＫ信号が移動局から送信されるので、基地局は再送制御を実行することとなる。
その他、ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、基地局からの受信信号の受信品質（例えばＳＩＲ）を測定した移動局が、その結果をＣＱＩ（Channel Quality Indicator）として基地局に送信するためにも用いられる。基地局は、受信したＣＱＩにより、下り方向の無線環境の良否を判断し、良好であれば、より高速にデータを送信可能な変調方式に切りかえ、逆に良好でなければ、より低速にデータを送信する変調方式に切りかえる（即ち、適応変調を行う）。
・「チャネル構造」
次に、ＨＳＤＰＡにおけるチャネル構成について説明する。
図１は、ＨＳＤＰＡにおけるチャネル構成を示すための図である。尚、Ｗ−ＣＤＭＡは、符号分割多重方式を採用するため、各チャネルは符号により分離されている。
まず、説明していないチャネルについて簡単に説明しておく。
ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel）、Ｐ−ＣＣＰＣＨ（Primary Common Control Channel）は、それぞれ下り方向の共通チャネルである。
ＣＰＩＣＨは、移動局においてチャネル推定、セルサーチ、同一セル内における他の下り物理チャネルのタイミング基準として利用されるチャネルであり、いわゆるパイロット信号を送信するためのチャネルである。Ｐ−ＣＣＰＣＨは、報知情報を送信するためのチャネルである。
次に、図１を用いて、チャネルのタイミング関係について説明する。
図のように、各チャネルは、１５個のスロットにより１フレーム（１０ｍｓ）を構成している。先に説明したように、ＣＰＩＣＨは他のチャネルの基準として用いられるため、Ｐ−ＣＣＰＣＨ及びＨＳ−ＳＣＣＨのフレームの先頭はＣＰＩＣＨのフレームの先頭と一致している。ここで、ＨＳ−ＰＤＳＣＨのフレームの先頭は、ＨＳ−ＳＣＣＨ等に対して２スロット遅延しているが、移動局がＨＳ−ＳＣＣＨを介して変調タイプ情報を受信してから、受信した変調タイプに対応する復調方式でＨＳ−ＰＤＳＣＨの復調を行うことを可能にするためである。また、ＨＳ−ＳＣＣＨ、ＨＳ−ＰＤＳＣＨは、３スロットで１サブフレームを構成している。
ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、ＣＰＩＣＨに同期していないが、上り方向のチャネルであり、移動局において生成されたタイミングに基づくためである。
以上が、ＨＳＤＰＡのチャネル構成の簡単な説明である。次に、送信データがＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して送信されるまでの過程についてブロック図を用いながら説明する。
・「基地局の構成」
図２は、ＨＳＤＰＡをサポートする基地局の構成を示す。
図において、１はＣＲＣ付加部、２は符号ブロック分割部、３はチャネル符号化部、４はビット分離部、５はレートマッチング部、６はビット収集部、７は変調部を示す。
次に各ブロックの動作について説明する。
ＨＳ−ＰＤＳＣＨを介して送信される送信データ（図１におけるＨＳ−ＰＤＳＣＨの１サブフレーム内に収められるデータ）は、まず、１のＣＲＣ付加部においてＣＲＣ演算処理がなされ、演算結果が送信データの最後尾に付加される。そして、ＣＲＣ演算結果の付加された送信データは、符号ブロック分割部２に入力されて、複数のブロックに分割される。これは、受信側における復号処理負荷を考慮して、誤り訂正符号化を行う単位のデータ長を短くするためであり、所定長を超える場合には、複数のブロックに等分するのである。分割数は２以上の整数を取り得るが、以下、説明を簡単にするため分割数が２であった場合について説明する。もちろんデータ長が短い場合は分割不要である。
分割された送信データのそれぞれは、チャネル符号化部３において、それぞれ別個の誤り訂正符号化の対象のデータとして扱われる。即ち、分割された第１ブロック、第２ブロックのそれぞれについて誤り訂正符号化処理が施される。チャネル符号化の例としては、ターボ符号化が挙げられる。
ここで、ターボ符号化について簡単に説明する。ターボ符号化は、符号化の対象となるデータをＵとすると、Ｕに基づいて、Ｕそのものと、Ｕを畳み込み符号化して得られたＵ'と、Ｕをインタリーブ（並び替え処理）してから同様に畳み込み符号化して得られたＵ''とを出力することとなる。ここで、Ｕは、組織ビットと称され、ターボ復号において、２つの要素復号器の双方で用いられるデータであり、利用頻度が高いため重要度が高いデータであると解することができる。他方、Ｕ'、Ｕ''は冗長ビットであり、それぞれ２つの要素復号器の１方で用いられるデータであり、利用頻度が低いため重要度はＵより低いものと解することができる。
即ち、組織ビットの方が冗長ビットよりも重要度が高く、組織ビットがより正しく受信されることで、ターボ復号器により正しい復号結果を得ることができるともいえる。
さて、このようにして生成された、組織ビットと、冗長ビットは、シリアルデータとしてビット分離部４に入力され、ビット分離部４は、入力されたシリアルデータをＵ、Ｕ'、Ｕ''の３つの系統のデータに分離し、パラレルデータとして出力する。
レートマッチング部５は、ＨＳ−ＳＣＣＨの３スロットで構成されるサブフレーム内に収まるように、所定のアルゴリズムによりビットを削除するパンクチャ処理を行ったり、ビットを繰り返すことによるレピテッション処理を行う。
このように、レートマッチング部５において、サブフレームへのビット適合化の処理が施されたビットは、ビット収集部６にパラレルに入力される。
ビット収集部６は、入力データに基づいて、例えば１６値ＱＡＭ変調の各信号点を示す４ビットのビット列を生成して出力する。尚、ビット列の生成に際しては、最初の送信時には、組織ビットを誤りずらい上位ビット側に優先的に配置される。
変調部７は、入力されたビット列により示される信号点に対応する振幅、位相となるように１６値ＱＡＭ変調された信号を出力して、周波数変換により無線周波数に変換してから不図示のアンテナ側へ送出する。
上述した、ＨＳＤＰＡに関する事項は、例えば次の特許文献１、２、非特許文献１に開示されている。
特開２００２−９７４１号公報 特開２００２−２８１００３号公報 ３Ｇ ＴＳ ２５．２１２（3rd Generation Partnership Project: Technical Specificati on Group Radio Access Network ; Multiplexing and channel coding (FDD)）
先に説明した背景技術によれば、移動局からのＮＡＣＫ信号を基地局が受信すると基地局は再送信を行うが、その際、最初の送信に対して送信電力を異ならせる等の特段の制御を行っていないため、再送信時には、最初の送信と同程度の送信電力等で送信されることとなる。
ところが、先に説明したように、最初に受信した信号と再送信により受信した信号の双方を用いて合成して受信データの再生（復号）を行う場合には、受信した信号を単体として用いる場合に対してそもそも合成利得が得られることとなる。
従って、最初の送信によりもう少しでデータを再生（復号）できるのだが、数ビット誤ったために再生（復号）できない場合であっても、同程度の送信電力等で再送信が行なわれてしまい、過剰品質となってしまうことがある。
従って、本発明の目的の１つは、最初の送信に対して、再送信を区別して制御することにより、合成利得の得られる受信装置における過剰品質を抑えることを１つの目的とする。
尚、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の目的の１つとして位置付けることができる。
（１）本発明においては、受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、最初の送信に対して、再送信を行なう際の送信パラメータを無線リソースを節約する方向に制御する制御手段を備えた、ことを特徴とする送信装置を用いる。
（２）また、本発明においては、受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、送信時における送信パラメータを変更する制御を行なう制御手段と、最初の送信に対して、再送信する場合には、前記制御を無線リソースの消費を抑制する方向に制御する抑制手段と、を備えたことを特徴とする送信装置を用いる。
（３）また、本発明においては、受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置において、再送信時に送信パラメータを制御可能な送信装置に対して、受信データの尤度情報又は該尤度情報から算出した情報を該送信装置にフィードバックするフィードバック部、を備えたことを特徴とする受信装置を用いる。
（４）また、本発明においては、前記尤度情報から算出した情報は変更すべき送信パラメータを特定する情報を含む、ことを特徴とする請求項３記載の受信装置を用いる。
（５）また、本発明においては、受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、受信データの尤度情報又は該尤度情報から算出した情報を該受信装置から受信する受信手段と、該受信により得られた情報に基づいて、再送信時における送信パラメータを決定し、決定したパラメータで再送信を実行する制御を行なう制御部と、を備えたことを特徴とする送信装置を用いる。
（６）また、本発明においては、基地局と移動局との間で、ハイブリッドＡＲＱ方式を採用した伝送を行なうＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、該基地局が再送信を行なう際に、最初の送信に対して、送信電力を下げて送信するか、利用する拡散コード数を少なくするか、拡散率を上げるように制御する制御部を備えた、ことを特徴とするＣＤＭＡ移動通信システムを用いる。
（７）また、本発明においては、移動局からのＣＱＩ情報に基づいて適応変調を行なうとともに、移動局との間でハイブリッドＡＲＱ方式を採用した伝送を行なう基地局を含むＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、該基地局が再送信を行なう際に、前記ＣＱＩ情報に基づく適応変調を行なう場合に対して、送信電力を下げて送信するか、利用する拡散コード数を少なくするか、拡散率を上げるように制御する制御部を備えた、ことを特徴とするＣＤＭＡ移動通信システムを用いる。
本発明にかかる送信装置によれば、再送信を行なう際に、無線リソースを節約して送信するので、受信装置における過剰品質の抑制、または、節約した無線リソースの他の受信装置向けの割当てができる。
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
〔ａ〕第１実施形態の説明
図３は、本発明に係る送信装置を示す図である。
尚、送信装置の１例として、先に説明したＨＳＤＰＡに対応したＷ−ＣＤＭＡ通信システムの送信装置（無線基地局）について説明することとする。他の通信システムにおける送信装置に適用することも可能である。
図において、１０はＨＳ―ＰＤＳＣＨを介して送信する伝送データ（１サブフレーム内で送信するデータ）を順次出力するとともに各部（１１〜２６等）の制御を行う制御部を示す。制御部１０の主要な制御としては、次の事項が挙げられる。
（１）後述する受信部２６により受信したＮＡＣＫ信号に基づいて再送信の制御を行なう。
（２）最初の送信時と再送信時とを区別し、最初の送信時に対して、再送信を行なう際の送信パラメータを無線リソースを節約する方向に制御する。
ここで無線リソースの例としては、送信電力、送信アンテナ数、拡散コード数、キャリア数等があげられる。
尚、ＨＳ−ＰＤＳＣＨは、共通チャネルであるから、順次出力される伝送データは、それぞれ異なる移動局宛てであることが許容される。
１１は、順次入力される伝送データ（同じ無線フレーム内で送信するデータ）に対してＣＲＣ演算を行い、この伝送データの最後尾にＣＲＣ演算結果を付加するＣＲＣ付加（CRC attachment）部、１２は、ＣＲＣ演算結果が付加された伝送データに対して、ビット単位でスクランブルをかけることで、送信データにランダム性を与えるビットスクランブル（Bit scrambling）部を示す。
１３は、次に行うチャネル符号化において、符号化の対象とするデータ長が長くなりすぎることで、受信側の復号器の演算量が増大することを防止する等の目的から、入力されたビットスクランブル後の伝送データが、所定のデータ長を超える場合に、分割（例えば、２等分）する符号ブロック分割（Code block segmentation）部を示す。図では、入力データ長が所定のデータ長を超えており、２等分（第１データブロック、第２データブロックに分割）した場合の出力を示している。もちろん分割数として２以外の分割数とする例も考えられるし、また、等分ではなく、異なるデータ長に分割する例も考えられる。
１４は、分割された各データについてそれぞれ、別個に誤り訂正符号化処理を施すチャネル符号化（Channel coding）部を示す。尚、チャネル符号化部１４としては、前述のターボ符号器を用いることが望ましく、ここでもターボ符号器を用いることとする。
従って、その第１の出力は、先に説明したように、第１ブロックについて、符号化対象のデータと同じデータである重要な組織ビット（Ｕ）と、組織ビット（Ｕ）を畳み込み符号化して得られる第１冗長ビット（Ｕ'）と、組織ビットをインタリーブ処理してから同様に畳み込み符号化して得られる第２冗長ビット（Ｕ''）とが含まれる。同様に、第２の出力には、第２ブロックについての組織ビット（Ｕ）、第１冗長ビット（Ｕ'）、第２冗長ビット（Ｕ''）が含まれる。尚、符号化率は送信パラメータの１つに含まる。
符号化率を上げると、冗長ビット数が減るので、送信パラメータとしての拡散率を大きくする（１シンボルに対して割当てる拡散コードのチップ数を増やす）ことができ、他の通信に利用できる拡散コード数を多くすることができる。チップレートが固定とすると、データ幅を広げることで、拡散率を大きくすることができる。
また、データ量が多いため、複数の拡散コードを用いて送信している場合には、冗長ビット数が減るので、利用する拡散コード数を減らすことが可能となり、送信パラメータとしての拡散コード数を節約することができる。
１５は、チャネル符号化部１４（ターボ符号器）からシリアル入力された第１ブロック及び第２ブロックの各組織ビット（Ｕ）、第１冗長ビット（Ｕ'）、第２冗長ビット（Ｕ''）をそれぞれ分離して出力するビット分離（Bit separation）部を示す。尚、第２ブロックについても同様のため、第１ブロックに対応する出力だけ図示している。
１６は、入力されたデータ（複数のブロックに分割している場合は、分割されたブロックのデータの全て）が、後段のバーチャルバッファ部１７の所定の領域に収まるデータ量となるように、入力データに対してパンクチャ処理（間引き）等のレートマッチング処理を行う第１レートマッチング（1st rate matching）部を示す。
１７は、制御部１０により、送信対象の移動局の受信処理能力に応じた領域を設定され、その領域内に、第１レートマッチング部１６により、レートマッチング処理されたデータを格納するバーチャルバッファ（Buffer）部を示す。再送信時には、格納したデータを出力することで、ＣＲＣ付加部１１〜第１レートマッチング部１６までの処理を省略することができるが、再送信時に符号化率を変更したい場合等には、格納したデータを使わず、制御部１０で記憶している送信データを再度出力することが望ましい。尚、バーチャルバッファ部１７としてバッファを設けず、そのままスルーとすることもできる。その場合、再送データは、制御部１０から再度出力することとなる。
１８は、制御部１０により、指定された１サブフレーム内に収納可能なデータ長に調整するための第２レートマッチング（2nd rate matching）部を示し、パンクチャ処理（間引き）、レピテション処理（繰り返し）を施すことで、指定されたデータ長となるように、入力されたデータのデータ長を調整する。
尚、第１レートマッチング部１６又は第２レートマッチング部１８においてパンクチャ処理等により結果的に削除するビット数を増加させることで、シンボルレートを下げることができる。レートマッチングパターンは送信パラメータの１つであり、レートマッチングパターンをデータ量をより少なくするようなパターンに変更することで、送信パラメータとしての拡散率を大きくする（１シンボルに対して割当てる拡散コードのチップ数を増やす）ことができ、他の通信に利用できる拡散コード数を多くすることができる。チップレートが固定とすると、データ幅を広げることで、拡散率を大きくすることができる。
また、データ量が多いため、複数の拡散コードを用いて送信している場合には、送信データ量が減るので、利用する拡散コード数を減らすことが可能となり、送信パラメータとしての拡散コード数を節約することができる。
１９は、第２レートマッチング部１９からのデータを複数のビット列に配置するビット収集(Bit collection)部を示す。即ち、第１ブロックのデータと、第２ブロックのデータとを所定のビット配置方法により配置することで、それぞれ位相平面上における信号点を示すための複数のビット列を出力する。尚、この実施例では、１６値ＱＡＭ変調方式を用いるため、ビット列は４ビットで構成されるが、６４値ＱＡＭ変調方式を用いる場合はビット列は６ビット、ＱＰＳＫ変調方式を用いる場合はビット列は２ビットにする。
ここで、ビット列のビット数（Ｎ値変調を行なう際のこのＮの値）は送信パラメータの１つと考えられる。ビット列のビット数を増やすことで、ビット列で構成されるシンボルのレートを下げることができ、送信パラメータとしての拡散率を大きくする（１シンボルに対して割当てる拡散コードのチップ数を増やす）ことができ、他の通信に利用できる拡散コード数を多くすることができる。
また、データ量が多いため、複数の拡散コードを用いて送信している場合には、１信号点に割当て可能なデータ量が増えるので、利用する拡散コード数を減らすことが可能となり、送信パラメータとしての拡散コード数を節約することができる。
２０は、制御部１０により通知された拡散符号の数（コード数）と同じ数の系統に、ビット列を分割して出力する。即ち、制御部１０により通知された送信パラメータにおけるコード数がＮの場合、入力されたビット列を順に１〜Ｎの系統に振り分けて出力する物理チャネル分割（Physical channel segmentation）部を示す。
２１は、Ｎ系統のビット列のそれぞれに対して、インタリーブ処理を施して出力するインタリーブ（Interleaving）部を示す。
２２は、入力された各ビット列に対してビット列内でのビットの再配置が可能なコンスタレーション再配置（Constellation re-arrangement for 16 QAM）部を示す。例えば、最初の送信時においては、入力された各ビット列をそのまま素通しで出力し、先に説明したＨ−ＡＲＱにおける再送時に、ビットの再配置を行うようにすることもできる。ビットの再配置としては、例えば、上位ビットと下位ビットを入れ替えるなどの処理であり、複数のビット列について同じ法則でビット入れ替えを行うことが好ましい。尚、再送時のもそのまま素通しすることもできる。
２３は、後段のＮ系統のビット列を、後段の拡散処理部２４の対応する拡散部に振り分ける物理チャネルマッピング（Physical channel mapping）部を示す。
２４は、複数の拡散部を備え、それぞれ、Ｎ系統の各ビット列に基づき対応するＩ、Ｑの電圧値を出力し、それぞれ異なる拡散コードにより拡散処理を施して出力する拡散処理(Spreading)部を示す。先に説明したように、送信パラメートとしての符号化率、レートマッチングパターン、Ｎ値変調時の値Ｎを変更することで、シンボルレートを下げることができる場合には、拡散率を大きくするために、１シンボルに対してより多くの拡散符号のチップを割当てられることとなり、他の通信に利用できる拡散コードの数が増える。また、利用する拡散コード数が減らされる場合は、利用する拡散部が少なくなり、他の送信に割当てることができる。
２５は、拡散処理部２４により拡散された各信号を合成し、これに基づいて、例えば１６値ＱＡＭ変調方式等の振幅位相変調を施し、可変利得増幅器により増幅し、更に、無線信号に周波数変換してからアンテナ側に出力して無線信号として送信可能とする変調（Modulating）部を示す。ここで、変調時における信号点間の距離は伝送パラメータの１つと考えられる。信号点間の距離を狭めることで、誤り易くはなるが、無線リソースとしての送信電力を抑えることができるからである。
尚、ＨＳＤＰＡにおいては、同じタイミングのサブフレームにおいても拡散符号により他の移動局宛ての信号を多重することができるため、１０〜２５及び可変利得増幅器等のセット（送信セットと称することとする）を複数備え、可変利得増幅器の出力信号をそれぞれ合成してから、共通に周波数変換してからアンテナ側に送信することが好ましい。もちろん、符号により分離される必要があるので、各送信セットにおける拡散処理部２４で用いられる拡散符号はそれぞれ分離可能なように異なる拡散符号を用いることとなる。
ここで、可変利得増幅器における利得は送信パラメータの１つと考えることができる。即ち、単純に利得を下げることで、他の送信セットとの合成後の最大送信電力に制限がある場合には、他の送信セットに送信電力を割り振ることもでき、また、他の信号に対する干渉を下げることで結果的に無線リソースの節約を図ることができる。
２６は、受信部を示し、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ等を介して受信した移動局からの信号を受信し、ＡＣＫ、ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ等を制御部１０に与える。
以上が、各部の名称とその動作の説明である。
尚、基地局が、ＭＩＭＯ（multi input multi output）に対応する場合には、基地局は、複数のアンテナを備え、それぞれ別個に信号を送信することができる。即ち、物理チャネルマッピング部２３から第１の拡散処理部２４に与えられた信号は第１のアンテナから、第２の逆拡散処理部２４に与えられた信号は第２のアンテナから送信する。これにより、同一の移動局に対して異なるアンテナからそれぞれ異なるデータを送信することができる。第１の逆拡散部と第２の逆拡散部における拡散コードは、同一のアンテナから送信する場合には、異なる拡散コードとなるが、このように、ＭＩＭＯを適用する場合には、同一の拡散コードを用いることができる。従って、同一の移動局宛てに送信したい系列がＮ系列存在し、ＭＩＭＯ用のアンテナがＭ個あるとすると、［Ｎ／Ｍ］個の拡散コードをこの移動局用として用いれば足ることとなる。（ここで、［ｎ］は、ｎ以上の最小の整数である。）尚、好ましくは、第１のアンテナ、第２のアンテナから送信する信号の拡散に用いる拡散コードは、共通の拡散コード発生器からの出力を用いる。これにより、拡散コード発生器を共有することができるからである。
従って、このような場合には、送信相手の移動局に対して送信を行なうアンテナの数を変更することで送信可能なデータ量等を制御することもできる。即ち、Ｍ個のアンテナがあるとすれば、１つの移動局に対する信号の送信用にＬ（Ｌ≦Ｍ）個割当てることで、拡散符号をＬ個割当てるのと同じように、Ｌ個のチャネルを割当てることができる。このように、ＭＩＭＯを採用する場合に割当てるアンテナ数は送信パラメータの１つとして挙げられ、制御部１０が制御可能な送信パラメータの１つに属する。尚、ＭＩＭＯは各アンテナで個別のデータを送信することが可能であるが、アンテナ数を減らすためには、先に説明した送信パラメータとしての、符号率を高めるか、Ｎ値変調のＮを増加させるか、レートマッチングパターンを変更して結果的に送信しないビット数を増やす等の措置をあわせてとることで可能となる。
また、基地局が、ＯＦＤＭ方式に対応する場合には、１つの移動局に対する送信を行なう際に用いるサブキャリア数は、送信パラメータの１つとして挙げられ、これも同様制御部１０が制御可能なパラメータの１つに属する。尚、サブキャリア数を減らすためには、先に説明した送信パラメータとしての、符号率を高めるか、Ｎ値変調のＮを増加させるか、レートマッチングパターンを変更して結果的に送信しないビット数を増やす等の措置をあわせてとることで可能となる。
・「制御部１０の処理」
次に、再送制御に関する制御部１０の処理について、図４を用いて詳細に説明する。
図４は、制御部１０の処理１について示すフローチャートである。
制御部１０は、まず、送信すべきデータである送信データｉを準備する（ステップ１）。尚、この送信データは例えば基地局制御装置側から移動局宛てのデータとして受信したものとすることができる。
そして、送信パラメータをＸとして設定し（ステップ２）、送信を行なう（ステップ３）。送信パラメータとしては、例えば、チャネル符号化部１４における符号化レート、第１、第２レートマッチング部１６、１７におけるレートマッチングパターン、物理チャネル分離部における拡散コード数に応じた分離数、拡散処理部２４における拡散率、変調部２５における変調方式（１〜Ｎの計Ｎ種類）、変調部２５の出力に対して他の移動局宛ての信号との合成前に増幅するための不図示の可変利得増幅器の利得、ＭＩＭＯ方式を採用する場合の不図示の送信アンテナ数等が挙げられ、これらの値をそれぞれＸ１、Ｘ２、…として対応する部位に設定する。尚、Ｘは、これらの各送信パラメータ（ｘｉ）の組み合わせを示している。
そして、送信後後述する受信装置としての移動局から、受信データについての誤り検出結果（ＣＲＣチェック結果）に応じて送信されるＡＣＫ、ＮＡＣＫ信号の受信を待ち、所定時間内にＡＣＫ信号を受信したかどうかの判定を行なう（ステップ４）。ここで、ＡＣＫ信号を受信した場合は、送信データとして次の送信データｉ＋１を準備し（ステップ５）、ステップ２に戻る。
一方、移動局からＮＡＣＫ信号を受信するか又は所定時間内にＡＣＫ信号を受信しなかった場合は、再送制御処理に移る（ステップ６）。即ち、送信に失敗したデータｉを出力して、再送信を行う。尚、制御部１０は、ＡＣＫを受信するまでの間送信データｉを記憶する記憶手段を備えており、その記憶手段から読み出すことで再度の送信を行うことが望ましい。
さて、再送制御処理に移った場合は、今度は送信パラメータをＹに設定し、（ステップ７）、再度送信を行う。ここで、送信パラメータをＸに対してＹとしたのは、少なくともＸｉのパラメータのいずかが異なることを意味するためである。更に、設定値Ｙは、Ｘに対して無線リソースを節約した値であることが特徴とされる。
例えば、1)チャネル符号化部１４における符号化レートを上げるか、2)第１、第２レートマッチング部１６、１７におけるレートマッチングパターンを変更してデータ量を減らすか、3)ビット収集部１９でビット列のビット数を増加させるとともに変調部２５で、Ｎ値変調を行なう際のＮを増加させるかのいずれか（1)〜3)のいずれか）を行い、更に、拡散率を上げるか、または、使用する拡散コード数を減らすことで、結果的に他の通信に利用可能なコード数を増やす。
また、変調部２５における変調方式を信号点の距離がより狭い方式にして、結果的に送信電力を抑える。
また、変調部２５の出力に対して他の移動局宛ての信号との合成前に増幅するための不図示の可変利得増幅器の利得を下げて、単純に送信電力を下げる
また、1)チャネル符号化部１４における符号化レートを上げるか、2)第１、第２レートマッチング部１６、１７におけるレートマッチングパターンにおいてパンクチャするビット数を増やすか、3)Ｎ値変調を行なう際のＮを増加させて、ＭＩＭＯ方式を採用する場合の不図示の送信アンテナ数を減らす。
このように、制御部１０は、再送時には、送信パラメータを無線リソースを節約する方向に変更するため、Ｈ−ＡＲＱ等のように、合成利得が得られる受信装置（移動局）に対して過剰品質で送信してしまうようなことが抑制される。尚、節約した無線リソースは他の移動局との通信のために制御部１０が利用することが好ましい。
・「制御部１０の別の処理」
図５に、制御部１０の処理として別の処理を示す。
特徴的なのは、追加されたステップ８についてであるからこの部分について特に説明しておく。他のステップは、先の説明を参照されたい。
ステップ６で再送制御処理に移行した場合は、今度は、再送信がＮ回目かどうかの判定を行う。ここで、Ｎ回目であれば、送信パラメータをＹにするが、Ｎ回目でなければ、再送信であっても送信パラメータはＸに設定される。
ここで、Ｎとしては、１、２、３…のいずれかを設定する場合と、これらのうち複数（２つ等）を設定する場合が考えられる。
移動局は再送信を行うほど、より大きい合成利得を得ることができると考えられるので、Ｎを大きい値にすることもできるが、過剰品質を抑制する面からすると、なるべく、小さい値に設定することも有益であり、例えば最初の再送信（即ちＮ＝１）のときと，最後の再送信（Ｎ＝Ｌ（Ｌは最大再送信回数））のときとすると好ましい。
次に、本発明に係る受信装置について説明する。
・「受信装置（移動局）の説明」
図６は、本発明に係る受信装置を示す図である。
尚、受信装置の１例として、先に説明したＨＳＤＰＡに対応したＷ−ＣＤＭＡ通信システムの受信装置（移動局）について説明することとする。もちろん基地局のように、複数のアンテナを備えることで、ＭＩＭＯに対応した移動局とすることや、ＯＦＤＭ方式に対応した移動局とすることができる。
図において、２７は、受信部であり、受信信号に対して直交検波、逆拡散処理等を施した受信信号を出力するものである。尚、後述するチャネル復号化３２において、軟判定情報も利用するため、受信部２７の出力は軟判定情報も含まれる。
２８は第１デパンクチャ部であり、第２レートマッチング部１８の処理の逆の処理に対応し、パンクチャ処理により削除されたビット位置に尤度０の情報を挿入する。尤度０の情報を入れることで、チャネル復号化部３２における誤り訂正復号処理への悪影響が抑えられる。
尚、送信毎に第２レートマッチング部１８におけるレートマッチングのパターンは変更されるが、ＨＳ−ＳＣＣＨを介してそのパターンを予め制御部１０が認識することができるので、制御部１０は、データの受信毎に基地局から通知されたパターンに対応するデパンクチャ処理を行うように第１デパンクチャ部２８を制御する。
２９は、合成部、３０はメモリを示し、最初の送信にかかるデータについては、そのまま第２デパンクチャ部３１に出力し、メモリ３１に記憶する。一方、特定の再送信でない２回目以降の送信データについては、既にメモリ３０に記憶しているデータと合成して第２デパンクチャ部３１に出力し、再びメモリ３０に合成後のデータを記憶する。尚、合成を行う際には、例えば、尤度情報の平均化を行うことが考えられる。即ち、最初の受信だけ尤度が高かったが、その後の受信は尤度が低い場合には合成により尤度は最初の尤度に対して低下する。
３１は第２デパンクチャ部を示し、第１レートマッチング部１６の処理の逆の処理に対応し、パンクチャ処理により削除されたビット位置に尤度０の情報を挿入する。
３２は、チャネル復号化部を示し、第２デパンクチャ部３１からの出力に基づいてターボ復号化等の誤り訂正復号処理等を施して誤り訂正後のデータを出力する。
ここで、チャネル復号化部３２の１例としてターボ復号器を用いる場合についてその構成について簡単に説明する。
「ターボ復号器の構成」
図７はターボ復号器の構成を示す図である。
図において、３２１は、第１の要素復号器、３２３は、第２の要素復号器を示し、３２２は、インタリーバ、３２４は、デインタリーバを示す。
尚、送信側（基地局側）におけるターボ符号化により、Ｕ、Ｕ'、Ｕ''が得られるが、これらに対応する情報であって、受信した情報をそれぞれ、Ｙ、Ｙ'、Ｙ''として示している。次に動作について簡単に説明する。
ターボ復号を行なう際には、Ｙ、Ｙ'、Ｙ''のうちまず、Ｙ、Ｙ'を使って、第１の要素復号器（ＤＥＣ１）３２１、で復号を行なう。要素復号器３２１は、軟出力要素復号器であり、復号結果に尤度を出力する。次に、第１の要素復号器から出力された尤度とＹ''を用いて第２の要素復号器（ＤＥＣ２）３２３で同様の復号を行なう。すなわち、第２の要素復号器３２３も軟出力要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。Ｙ''は情報データＵをインタリーブしたものとを（畳み込み）符号化したＵ''に対応する受信信号であるから、第１の要素復号器３２１から出力される尤度は、第２の要素復号器３２３に入力する前にインタリーバ（π）３２２でインタリーブする。
第２の要素復号器３２３から出力された尤度はデインタリーバ（π-1）３２４でデインタリーブされた後、第１の要素復号器３２１への入力としてフィードバックされる。このフィードバックがなされた後は、第１の要素復号器は、フィードバックされた尤度情報と、Ｙ、Ｙ'の組を用いて復号を行い、第２の要素復号器３２３に復号結果が引き渡される。
以上のように、第１の要素復号器３２１、第２の要素復号器により、順に復号がＮ回繰返して行なわれ、ターボ復号結果としてデインタリーバ３２４から復号結果が出力されるが、その復号結果には、「０」、「１」の判定データだけではなく、尤度情報も含まれるため、判定データの確からしさがわかることとなる。
この尤度情報は、要素復号器３２１の出力、デインタリーバ３２４のどちらにも含まれるが、より精度のよい尤度情報は復号をより多く行なって得られたものであり、一番精度が高いと思われる尤度情報は、Ｎ回繰替えして復号が行なわれた結果デインタリーバ３２４から出力されるものと考えられる。
３３は、ＣＲＣチェック部であり、誤り訂正された後のデータに付加されたＣＲＣビットを用いて誤り検出処理がなされ、その結果を制御部３４に通知する。
制御部３４は、各部の制御を行うとともに、ＣＲＣチェック部３３からのＣＲＣエラの有無に応じて送信部３５を制御してＡＣＫ、ＮＡＣＫを基地局に送信する。尚、ＣＲＣエラ無しであれば、ＡＣＫ信号を送信し、ＣＲＣエラ有りでればＮＡＣＫ信号を送信するため、基地局は、ＮＡＣＫ信号の受信時に再送を行うこととなる。
また、チャネル復号化部３２からの尤度情報を受信し、サブフレーム内で送信されたデータについての尤度の平均値Ａを求め、基準値Ｔとの比率ｒ（＝Ａ／Ｔ）を算出する。
そして、Ｋ＝［（１−ｒ）Ｍ］を求め、Ｋをフィードバック情報として、ＮＡＣＫとともに基地局へ送信するように、送信部３５（フィードバック部）を制御する。ここで、Ｍは拡散コード数を示し、［ｎ］はｎ以下の最大の自然数を示す。尚、ＡＣＫ信号を送信する場合も送信してもよいが、ここでは、ＮＡＣＫ信号を送信する場合にＫを送信するが、ＡＣＫ信号を送信する場合にはＫを送信しないことにより、送信データ量の増加を抑えている。
尚、ここではＫを基地局に送信することとしたが、受信部２７から得られる軟判定データ、チャネル復号器から得られる尤度情報等そのものまたはこれらを所定の関数により変換して得られた情報を基地局に送信することが好ましい。尚、このような情報は、受信データの信頼度情報と称することとする。その際、関数は、情報量を減らすことができるものを選択することが好ましく、上述したＫを算出するために用いた関数がその１例といえる。
このように、受信データの信頼度情報を受信した基地局は、この信頼度情報に基づいて、Ｙを決定する。即ち、ＮＡＣＫ信号の受信により、再送を決定するが、送信パラメータＹを決定する際に、この信頼度情報を用いる。
信頼度情報が、先に説明したＫである場合には、単純に伝送パラメータとしての拡散コード数をＫとして設定することができるが、信頼度情報が、Ｘｉ相当の情報でない場合には、基地局はその信頼度情報に基づいて、伝送パラメータをＹとすべきかＸのままとすべきか判定することが望ましい。
即ち、軟判定データ、チャネル復号器から得られる尤度情報等が、受信データの判定についての不確実性が高いことを示す場合に送信される信頼度情報を基地局が受信すると、送信パラメータをＸのままとし、軟判定データ、チャネル復号器から得られる尤度情報等が、受信データの判定についての不確実性が低いことを示す場合に送信される信頼度情報を基地局が受信すると、送信パラメータをＹ（Ｘに対して無線リソースを節約した値）とするのである。
・「ＣＱＩ制御との並存」
送信パラメータＸを移動局からのＣＱＩ情報等により変更する制御を別途行うことも許容されることに留意すべきである。
即ち、受信品質としてのＳＩＲ等を測定した移動局がその報告として、ＣＱＩを基地局に送信する場合には、基地局の制御部１０はそのＣＱＩに応じて適応変調等の送信パラメータの変更制御を行う。例えば、ＣＱＩによりＳＩＲが良好であることを認識すると、ＱＰＳＫ変調から１６値ＱＡＭに切り換えたり、拡散符号数を増加させることがある。
この場合は、送信パラメータＸがＣＱＩによる制御により変動することとなるが、伝送パラメータＹとしては、移動局が受信に失敗したデータの送信時の伝送パラメータＸに対して無線リソースを節約した値とするという手法とは別に、ＣＱＩ制御により変動すべき後の伝送パラメタＸ'に対して無線リソースを節約した値とすることもできる。このようにするとＣＱＩによる制御により、本来であれば過剰品質に変更されるところ、その変更を抑制する方向に制御がかかり、制御部１０は、ＣＱＩに基づく制御を無線リソースの消費を抑制する方向に制御する抑制手段として動作することとなる。
・「その他」
最後に、ＭＩＭＯ採用時の基地局における拡散処理について詳細に説明しておく。図８は、ＭＩＭＯ採用時の基地局における拡散処理部周辺の構成を示す図である。
図に示したのは、１つの移動局に対する送信系を示したもので、２４1〜２４3は拡散処理部、２５1〜２５3は変調部、３６1、３６2は拡散コード発生部、３７1、３７2は可変利得増幅部、３８1、３８2はアンテナを示す。
図３の物理チャネルマッピング部２３から出力されたＮ系列（ここでは３系列とする）の信号はそれぞれ拡散処理部２４1〜２４3に入力される。拡散処理部２４1、２４2で拡散処理された信号は別個のアンテナ３８1、３８2から送信されるため、拡散コードとして共通の拡散コードを用いることができる。従って、図のように、拡散コード発生部３６1から共通の拡散コードを２４1、２４2に与えている。しかし、拡散処理部２４2、２４3で拡散された信号は、共通のアンテナ３８2から送信されるため、拡散コードは別個のものを用いるため、それぞれ、拡散コード発生部３６1、３６2から与えられる拡散コードを用いて拡散処理を行なっている。各拡散処理部から出力された信号は変調部２５1〜２５3で変調され、変調部２５１の出力は可変利得増幅器３７1に入力され、変調部２５2、２５3の出力は合成されてから可変利得増幅器３７2に与えられる。
可変利得増幅器３７1、３７2の出力は必要に応じて他の移動局宛ての信号と合成されて、それぞれアンテナ３８1、３８2に与えられることとなる。尚、必要に応じて周波数変換を行なうが、図では省略している。
ＨＳＤＰＡにおけるチャネル構成を示すための図である。 ＨＳＤＰＡをサポートする基地局の構成を示す図である。 本発明に係る送信装置を示すである。 本発明に係る制御部１０の処理１を示す図である。 本発明に係る制御部１０の処理２を示す図である。 本発明に係る受信装置を示す図である。 チャネル復号器（ターボ復号器）を示す図である。 ＭＩＭＯ適用時の拡散処理を示す図である。
符号の説明
１ ＣＲＣ付加部
２ 符号ブロック分割部
３ チャネル符号化部
４ ビット分離部
５ レートマッチング部
６ ビット収集部
７ 変調部
１０ 制御部
１１ ＣＲＣ付加部
１２ ビットスクランブル部
１３ 符号分割部
１４ チャネル符号化部
１５ ビット分離部
１６ 第１レートマッチング部
１７ バーチャルバッファ部
１８ 第２レートマッチング部
１９ ビット収集部
２０ 物理チャネル分割部
２１ インタリーブ処理部
２２ コンスタレーション再配置部
２３ 物理チャネルマッピング部
２４ 拡散処理部
２５ 変調部
２６ 受信部
２５ 受信部
２８ 第１デパンクチャ部
２９ 合成部
３０ メモリ
３１ 第２デパンクチャ部
３２ チャネル復号化部
３３ ＣＲＣチェック部
３４ 制御部
３５ 送信部
３６ 拡散コード発生器
３７ 可変利得増幅器
３８ アンテナ
３２１ ＤＥＣ１（第１の要素復号器）
３２２ π（インタリーバ）
３２３ ＤＥＣ２（第２の要素復号器）
３２４ π-1（デインタリーバ）

Claims (7)

  1. 受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、
    最初の送信に対して、再送信を行なう際の送信パラメータを無線リソースを節約する方向に制御する制御部を備えた、
    ことを特徴とする送信装置。
  2. 受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、
    送信時における送信パラメータを変更する制御を行なう制御手段と、
    最初の送信に対して、再送信する場合には、前記制御を無線リソースの消費を抑制する方向に制御する抑制手段と、
    を備えたことを特徴とする送信装置。
  3. 受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置において、
    再送信時に送信パラメータを制御可能な送信装置に対して、受信データの尤度情報又は該尤度情報から算出した情報を該送信装置へフィードバックするフィードバック部、
    を備えたことを特徴とする受信装置。
  4. 前記尤度情報から算出した情報は変更すべき送信パラメータを特定する情報を含む、
    ことを特徴とする請求項３記載の受信装置。
  5. 受信済みのデータと再送信されたデータとを用いてデータの再生を行なう受信装置に対してデータを送信する送信装置において、
    受信データの尤度情報又は該尤度情報から算出した情報を該受信装置から受信する受信手段と、
    該受信により得られた情報に基づいて、再送信時における送信パラメータを決定し、決定したパラメータで再送信を実行する制御を行なう制御部と、
    を備えたことを特徴とする送信装置。
  6. 基地局と移動局との間で、ハイブリッドＡＲＱ方式を採用した伝送を行なうＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、
    該基地局が再送信を行なう際に、最初の送信に対して、送信電力を下げて送信するか、利用する拡散コード数を少なくするか、拡散率を上げるように制御する制御部を備えた、
    ことを特徴とするＣＤＭＡ移動通信システム。
  7. 移動局からのＣＱＩ情報に基づいて適応変調を行なうとともに、移動局との間でハイブリッドＡＲＱ方式を採用した伝送を行なう基地局を含むＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、
    該基地局が再送信を行なう際に、前記ＣＱＩ情報に基づく適応変調を行なう場合に対して、送信電力を下げて送信するか、利用する拡散コード数を少なくするか、拡散率を上げるように制御する制御部を備えた、
    ことを特徴とするＣＤＭＡ移動通信システム。
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