JP2006333346A

JP2006333346A - 無線通信装置、基地局、移動通信端末及びデータ再送方法

Info

Publication number: JP2006333346A
Application number: JP2005157443A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwai; 敬岩井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】データの伝送効率を低下させることなく、パケット合成時の特性改善に必要なデータ区間のみを再送することで、再送時の送信電力リソースを有効に利用するとともに、通信システム全体のスループットを向上させること。
【解決手段】ＮＡＣＫ信号検出部１０７は、復号部１０４から出力された受信データからＮＡＣＫ信号を抽出し、再送データ決定部１０８に通知する。再送データ決定部１０８は、ＮＡＣＫ信号検出部１０７からＮＡＣＫ信号が通知された場合、ＴＰＣ情報保持部１０６から、基地局が初回送信データを受信した時に通知したＴＰＣ情報を取得し、そのＴＰＣ情報を基に再送すべきデータ区間を決定し、データバッファ１０９へ出力する。再送データ決定部１０８の再送データ区間の決定方法は、例えば、ＴＰＣ情報が送信電力Ｕｐであったデータ区間のみを再送データとするように決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置、基地局、移動通信端末及びデータ再送方法に関する。

従来、より高速なＩＭＴ−２０００のパケット伝送方式として、上り／下りのピーク伝送速度の高速化、高スループット化等を目的としたＨＳＵＰＡ(High Speed Uplink Packet Access)/ＨＳＤＰＡ(High Speed Downlink Packet Access )と呼ばれる方式が検討されている。これらの方式を採用した通信システムにおいては、ＨＡＲＱ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)技術が用いられている。

ＨＡＲＱとは、再送制御と誤り訂正を組み合わせた技術で、ＨＳＤＰＡを例にとると、次のような手順で制御が行われる。まず、移動局において受信されたパケットが誤りと判定された場合、基地局に対し、自動的にデータの再送要求が行われる。再送を要求された基地局は、該当するパケットをこの移動局に対し再送する。再送データを受信した移動局は、初回伝送時のパケットと再送時のパケットの両方を合成して、パケットの受信ＳＩＲ(Signal to Interference Power Ratio)を高め、復号処理を行う。

また、ＨＡＲＱには、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)で採用されているＣＣ(Chase Combining)法がある。ＣＣ法は、データの初回送信時と再送時とで同じビットを送信する。そして、受信側で初回送信時のデータと再送時のデータとを合成することで、最終的なＳＩＲを向上させることができ、受信誤り率を改善させることができる。

従来のＨＡＲＱを用いた無線通信システムとして、基地局が測定した受信尤度に基づいて、移動局へ再送を要求するビットを指定する無線通信システムが提案されている（特許文献１）。即ち、特許文献１の無線通信システムでは、初回送信時に受信品質の良かったビット、即ち、再送する必要のないビットは再送しないようにすることで、再送時の送信電力リソースを有効に活用し、通信システム全体のスループットの向上を図っている。
特開２００４−２５３９５９号公報

しかしながら、従来の装置においては、ビット指定情報（再送を要求するビット番号）を誤りなく伝送する必要があり、このためには、複数の再送ビットを指定する必要があるが、ビット指定情報は大きなデータ量になる。このため、このビット指定情報を制御情報として伝送すると、データの伝送効率が低下してしまうという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、データの伝送効率を低下させることなく、パケット合成時の特性改善に必要なデータ区間のみを再送することで、再送時の送信電力リソースを有効に利用することができるとともに、通信システム全体のスループットを向上させることができる無線通信装置、基地局、移動通信端末及びデータ再送方法を提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、送信したパケットに対して、相手局からの再送要求信号を検出する再送要求信号検出手段と、前記相手局からの送信電力制御信号を検出する送信電力制御信号検出手段と、前記再送要求信号検出手段が検出した再送要求信号と前記送信電力制御信号検出手段が検出した送信電力制御信号とに基づき、前記相手局に対して再送すべきデータを決定する再送データ決定手段と、を具備する構成を採る。

本発明のデータ再送方法は、送信したパケットに対して、相手局からの再送要求信号を検出する工程と、前記相手局からの送信電力制御信号を検出する工程と、前記検出した再送要求信号と前記送信電力制御信号とに基づき、前記相手局に対して再送すべきデータを決定する工程と、を具備するようにした。

本発明によれば、データの伝送効率を低下させることなく、パケット合成時の特性改善に必要なデータ区間のみを再送することで、再送時の送信電力リソースを有効に利用することができるとともに、通信システム全体のスループットを向上させることができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態では、３ＧＰＰのＨＳＵＰＡのような上り高速パケット伝送を例に説明する。また本実施の形態では、ＨＡＲＱにてＣＣ法を用いる場合について説明する。即ち、データの初回送信時と再送時とで同じデータを送信するような再送方法を想定する。又、３ＧＰＰのＨＳＵＰＡやＨＳＤＰＡのように、送信電力制御周期はパケット長に比べて短いことを想定する（ＨＳＵＰＡではパケット長：１０ｍｓ又は２ｍｓ、送信電力周期：０．６６７ｍｓ、ＨＳＤＰＡではパケット長：２ｍｓ、送信電力周期：０．６６７ｍｓである）。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置を具備する移動通信端末１００の構成を示すブロック図である。この移動通信端末１００は、アンテナ１０１、無線部１０２、復調部１０３、復号部１０４、ＴＰＣ情報検出部１０５、ＴＰＣ情報保持部１０６、ＮＡＣＫ信号検出部１０７、再送データ決定部１０８、データバッファ１０９、符号化部１１０、変調部１１１、送信電力制御部１１２を有する。

無線部１０２は、アンテナ１０１を介して受信した信号に対し、ダウンコンバート等の所定の無線受信処理を施し、復調部１０３に出力する。復調部１０３は、無線部１０２から出力された信号を復調し、復号部１０４に出力する。復号部１０４は、復調部１０３から出力された復調後の信号に誤り訂正等の復号処理を施し、受信データを得る。送信電力制御信号検出手段であるＴＰＣ情報検出部１０５は、復号部１０４から出力された受信データから、基地局が指示した送信電力Ｕｐあるいは送信電力Ｄｏｗｎの情報である送信電力制御情報（以下「ＴＰＣ情報」と記載する）を検出し、ＴＰＣ情報を保持するＴＰＣ情報保持部１０６、及び、送信電力制御情報に従って送信電力を制御する送信電力制御部１１２へ出力する。

再送要求信号検出手段であるＮＡＣＫ信号検出部１０７は、復号部１０４から出力された受信データからＮＡＣＫ信号（Negative Acknowledgment:再送要求信号）を抽出し、再送データ決定部１０８に通知する。再送データ決定部１０８は、ＮＡＣＫ信号検出部１０７からＮＡＣＫ信号が通知された場合、ＴＰＣ情報保持部１０６から、基地局が初回送信データを受信した時に通知したＴＰＣ情報を取得し、そのＴＰＣ情報を基に再送すべきデータ区間を決定し、データバッファ１０９へ出力する。再送データ決定部１０８の再送データ区間の決定方法は、例えば、ＴＰＣ情報が送信電力Ｕｐであったデータ区間のみを再送データとするように決定する。

一方、送信データは、まずデータバッファ１０９に格納される。データバッファ１０９は、初回送信時には、１パケットの全データを符号化部１１０に出力し、パケット再送時には、再送データ決定部１０８から指定されたデータ区間の再送パケットデータを出力する。符号化部１１０は、データバッファ１０９から出力される送信パケットに対し、誤り訂正符号化等の符号化処理を施し、変調部１１１に出力する。変調部１１１は、符号化部１１０から出力された符号化された信号に変調処理を施し、送信電力制御部１１２に出力する。送信電力制御部１１２は、ＴＰＣ情報検出部１０５から取得した基地局が指示したＴＰＣ情報に従い、変調部１１１から出力された変調後の信号の送信電力を制御し、無線部１０２に出力する。無線部１０２は、送信電力制御部１１２から出力された信号に対し、アップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、アンテナ１０１を介して基地局に対し送信する。

次いで、上記構成を有する移動通信端末１００と基地局２００との通信手順について、図２を用いて説明する。図２は、移動通信端末１００と基地局２００との動作を示すシーケンス図である。

移動通信端末１００から基地局２００に対し、送信データと制御データが送信される（ＳＴ２０１）。基地局２００は、これを受信し（ＳＴ２０２）、復調および復号処理を施す。制御信号から求めた受信ＳＩＲと目標ＳＩＲとを比較し、ＴＰＣ情報（送信電力ＵｐあるいはＤｏｗｎ）を決定し、移動通信端末１００へ送信する。このＴＰＣ情報は送信電力制御周期毎に送信する（ＳＴ２０３−０〜ＳＴ２０３−Ｎ）。また、復号後のパケットについて誤り検出を行い、結果を移動通信端末１００へ送信する（ＳＴ２０４）。例えば、ＣＲＣ判定により受信ＯＫ／ＮＧが判定され、受信パケットが誤りと判定された場合、ＮＡＣＫ信号を移動通信端末１００へ送信する。移動通信端末１００は、基地局２００から送信された信号を受信し（ＳＴ２０５）、復調および復号処理を施し、パケット受信時に送信されたＮ個のＴＰＣ情報およびパケットのＮＡＣＫ信号を検出する（ＳＴ２０６）。ＮＡＣＫ信号を検出した、即ち、再送要求があった場合、Ｎ個のＴＰＣ情報を基にパケットを再送するデータ区間を決定する（ＳＴ２０７）。ここで、もし、再送するデータ量がパケットを構成する数に満たない場合は、拡散率や符号化率を下げ、冗長度を増し、送信電力を低くして送信する（ＳＴ２０８）。基地局２００は再送パケットを受信し、初回パケットと合成して復号を行う（ＳＴ２０９）。

次に、本発明の実施の形態に係る移動通信端末１００の動作を、図３を用いて説明する。図３は、移動通信端末１００の動作を説明する図であり、移動通信端末１００からの初回送信パケットを基地局２００が受信した時に、制御信号から測定した受信ＳＩＲの変動を示す図である。

図３に示すように、送信電力が一定であっても、無線信号が伝搬路においてフェージングを受けることにより、受信ＳＩＲ３００は異なってくる。受信ＳＩＲ３００は送信電力制御周期毎に算出し、目標ＳＩＲ３０１と比較し、ＴＰＣ情報を求める。つまり、受信ＳＩＲ３００が目標ＳＩＲ３０１よりも大きいときは、送信電力Ｄｏｗｎを指示するＴＰＣ情報３０２となり、受信ＳＩＲ３００が目標ＳＩＲ３０１よりも小さいときは、送信電力Ｕｐを指示するＴＰＣ情報３０３となる。このように、ＴＰＣ情報は、受信ＳＩＲの良し悪しと相関がある。

従って、受信ＳＩＲの低いデータが、パケット復号時の誤りの原因となると考えられるので、本実施の形態では、移動通信端末１００は、基地局２００から通知されたＴＰＣ情報に基づき、初回送信パケットの受信ＳＩＲの悪いデータ区間を推測して、そのデータ区間のみを再送する。このように、初回パケットの劣化を補うのに必要なデータのみを再送することで、再送時の送信電力リソースを有効に活用できる。ここで、データ区間とは、送信電力制御周期と同一である。例えば、パケット長が１０ｍｓ、送信電力周期が０．６６７ｍｓ、及び１パケットが１５０ビットである場合には、データ区間は１０ビットになる。従って、再送されるデータは、１パケットよりも小さいデータ単位である。

そして、基地局２００は、再送パケットを初回パケットと合成し復号を行う。このとき、基地局２００は、再送されるデータ区間を判断しなければならない。その判断方法は、例えば、基地局２００自身が移動通信端末１００に送信したＴＰＣ情報から、どのデータ区間が再送されてくるかを判断してもよい。また、基地局２００から移動通信端末１００へ通知したＴＰＣ情報が伝搬路で誤る可能性があるので、移動通信端末１００は基地局２００へどのデータ区間を再送したかを制御情報として通知してもよい。このとき、制御情報を新たに追加するため、若干データ伝送効率が低下するが、パケット合成時の誤り率特性をより改善させることができる。

このように、本実施の形態によれば、データの伝送効率を低下させることなく、パケット合成時の特性改善に必要なデータ区間のみを再送することで、再送時の送信電力リソースを有効に利用することができるとともに、通信システム全体のスループットを向上させることができる。

なお、上記実施の形態において、本発明に係る無線通信装置を移動通信端末に用いた場合について説明したが、これに限らず、基地局に用いても良い。

本発明にかかる無線通信装置、基地局、移動通信端末及びデータ再送方法は、データを再送するのに好適である。

本発明の実施の形態に係る無線通信装置を具備する移動通信端末の構成を示すブロック図本発明の実施の形態に係る無線通信装置を具備する移動通信端末と基地局との動作を示すシーケンス図本発明の実施の形態に係る無線通信装置を具備する移動通信端末の動作を説明する図

符号の説明

１００移動通信端末
１０１アンテナ
１０２無線部
１０３復調部
１０４復号部
１０５ＴＰＣ情報検出部
１０６ＴＰＣ情報保持部
１０７ＮＡＣＫ信号検出部
１０８再送データ決定部
１０９データバッファ
１１０符号化部
１１１変調部
１１２送信電力制御部

Claims

送信したパケットに対して、相手局からの再送要求信号を検出する再送要求信号検出手段と、
前記相手局からの送信電力制御信号を検出する送信電力制御信号検出手段と、
前記再送要求信号検出手段が検出した再送要求信号と前記送信電力制御信号検出手段が検出した送信電力制御信号とに基づき、前記相手局に対して再送すべきデータを決定する再送データ決定手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
前記再送データ決定手段は、受信した送信電力制御情報が、送信電力を上げるように指示したデータ区間のデータのみを再送するように決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
請求項１または請求項２記載の無線通信装置を具備することを特徴とする基地局。
請求項１または請求項２記載の無線通信装置を具備することを特徴とする移動通信端末。
送信したパケットに対して、相手局からの再送要求信号を検出する工程と、
前記相手局からの送信電力制御信号を検出する工程と、
前記検出した再送要求信号と前記送信電力制御信号とに基づき、前記相手局に対して再送すべきデータを決定する工程と、
を具備することを特徴とするデータ再送方法。