JP2012090115A - 復号装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】通信相手から所定回数送信される送信データに対する復号処理を効率化する。
【解決手段】複数の通信相手の夫々から所定回数送信される送信データに関する復号処理を行う復号部と、周期的に発生する復号タイミング中の或る復号タイミングにおいて復号部により復号処理を実行すべき送信データを特定する特定部と、特定された送信データの上記或る復号タイミングにおける復号処理の要否を上記特定された送信データが送信されたときの送信回数に基づいて決定する決定部とを含む復号装置である。
【選択図】図6

Description

本発明は、同一の符号化データに関して所定回数送信される送信データを受信し、送信データに対する復号処理を行う復号装置に関する。
第3世代(3G)移動体通信システムの標準化プロジェクト(3rd Generation Partnership Project:3GPP)で規格されるLTE(Long Term Evolution)では、UL−SC
H(Uplink Sheared Channel)のHARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)制御におい
て、Transmission Time Interval (TTI) Bundlingが規定される(例えば、非特許文献1)
。HARQは、誤りのあったデータを保持し、再送されたデータと合成して誤り回復を行う技術である。TTI Bundlingは、Ack/Nack応答を待たずに、規定された回数分の再送データを連続して送信し、受信側では、規定回数分の受信データの復号結果に対しAck/Nack応答を送信し、HARQ制御を行う技術である。
TTI Bundlingでは、TTI_BUNDLE_SIZEで規定されるSubframe(サブフレーム)分の初
送および再送データが、基地局からのFeedbackコマンドを用いることなく連続送信される。このときのHARQ制御では、TTI_BUNDLE_SIZEで規定されたSubframe数分のデータ
を一つの単位として扱い、Subframe単位での制御は行われない。TTI_BUNDLE_SIZEで規
定されたSubframe数分の初送、再送データを一つの単位として、TTI_BUNDLEデータ(T
TIバンドルデータ)と呼ぶ。なお、非特許文献1ではTTI_BUNDLE_SIZEは4が例示されている。
図1は、TTI Bundlingが適用された場合の移動局(User Equipment: UE)と基地局との間で送受信されるメッセージを示すシーケンス図である。 図1において、UEは、基地
局に対してデータ(UL-SCH)を送信する。このとき、初送UL-SCH(0-0)から再送UL-SCH(0-3)までは、基地局からのFeedBackコマンドを受信することなく、UL-SCHの送信を行う。一方、基地局では、1つのTTI_BUNDLEデータに対する復号結果に対し、OKであった場合に
はACKを、NGであった場合にはNACKをFeedbackコマンドとして送信する。このように、TTI_BUNDLEデータ単位のHARQ制御が行われる。
図2、図3、図4は、通信装置におけるTTI Bundling適用時のUL-SCH復号処理の説明図である。図2において、通信装置は、送受信アンテナ2−1と、Radio Frequency(RF)
部2−2、復調部2−3、チャネルデコード部2−4、HARQバッファ(HARQ Buffer
)2−5、ターボ(Turbo)復号部2−6、及びスケジューラ部2−7を含む。
送受信アンテナ2−1によって受信されるUEからの上りデータ(無線信号)は、RF部2−2で無線処理され、ベースバンド信号に変換される。スケジューラ部2−7は、UEの割り当て情報や変調方式等、復調および復号に必要な情報を管理しており、復調部2−3、チャネルデコード部2−4へスケジューリング情報を送信する。ベースバンド信号は、復調部2−3で復調処理され、復調されたデータは、チャネルデコード部2−4でチャネルデコード処理される。チャネルデコード部2−4は、受信したデータが再送データの場合には、前受信データが格納されているHARQ Buffer2−5のデータと再送データと
を合成し、復号特性の改善を図る。
チャネルデコードされたデータは、ターボ復号部2−6に送られる。ターボ復号部2−6は、畳みこみ符号化されたデータ(チャネルデコードされたデータ)に対してターボ復号処理を行い、データに付与された巡回冗長検査(Cyclic redundancy check:CRC)
の判定を行う。ここで、CRC判定結果がOKであった場合には、UEに対してACKが送信される。これに対し、判定結果がNGであった場合には、NACKが送信される。
なお、上記のように、TTI Bundling適用時には、1つのTTI BUNDLEデータ(4Subframe分)
に対し、FeedBackコマンドが1回送信される。
ここで、送信回数1〜3回目の受信信号でCRC判定結果がOKになった場合は、次に続くデータを復号する必要がないので、ターボ復号部2−6は復号処理を停止する。図3に例示するシーケンス図では、2回目の復号処理でCRC判定結果がOKになっている。このため、3及び4回目の復号処理は行われない。このようなHARQ制御によって、不要な復号処理が回避され、消費電力が削減される。
図4は、上記した復号処理を示すフローチャートである。基地局は、Subframe毎にUL-SCHを受信し(S−1)、復調処理(S−2)、チャネルデコード処理(S−3)、Turbo復号処
理(S−4)、CRC判定を順次行う(S−5)。ステップS−5において、CRC判定結果がOKであれば、規定されたタイミングでFeedBackコマンド(ACK)がUEへ送信される(S−6)。OKのCRC判定結果が、3回目のデータ送信までに得られた場合には、上述したように、次回以降の再送データの受信処理は行われない。
一方、CRC判定結果がNGの場合には、当該データが何回目の送信データかをチェックし(S−7)、送信回数が1〜3回目の場合は、次SubframeのUL-SCH受信処理を行う。一方、送信回数が4回目である場合には、当該TTI BUNDLEデータはもうUEから送信されないので、UEに対し、FeedBackコマンド(NACK)が規定タイミングで送信される(S−8)。
特開2009−253981号公報
3GPP TS36.321 v8.8.0
図1〜図4に示した関連技術では、基地局におけるTTI Bundling適用時において、TTIバンドルデータに対する復号処理を順次行い、CRC判定結果がOKになった時点で復号を停止し、フィードバック(FeedBack)コマンドを規定タイミングでUEへ送信する。これによって、消費電力の削減を図りつつ復号処理を行う。
しかしながら、受信されたTTIバンドルデータに関して無条件で復号処理を順次行うことは、基地局の処理量の増大を招来する。基地局の処理量の増大は、基地局のCapacity(回線収容可能数)の減少や、周波数利用効率の低下などを招来する虞がある。
本発明の態様の一つは、通信相手から所定回数送信される送信データに関する復号処理を効率良く実施可能な技術を提供することを目的とする。
本発明の態様の一つは、上記した目的を達成するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明の態様の一つは、複数の通信相手の夫々から所定回数送信される送信データに関する復号処理を行う復号部と、
周期的に発生する復号タイミング中の或る復号タイミングにおいて前記復号部により復
号処理を実行すべき送信データを特定する特定部と、
特定された送信データの前記或る復号タイミングにおける復号処理の要否を前記特定された送信データが送信されたときの送信回数に基づいて決定する決定部とを含む復号装置である。
本発明の他の態様は、例えば、上記復号装置を含む通信装置である。また、本発明の他の態様は、上記した復号装置による復号対象決定方法,コンピュータを上記復号装置として機能させるプログラム、或いは上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。記録媒体は、ROM,RAM,フラッシュメモリのような半導体メモリ,CD−ROM,DVD−ROM,ブルーレイディスクのようなディスク型記録媒体,USBメモリのような可搬性を有する記録媒体を含むことができる。
本発明の態様の一つによれば、通信相手から所定回数送信される送信データに関する復号処理を効率良く実施することができる。
図1は、TTI Bundling 適用時におけるUEと基地局との間のやりとりを示すシーケンス図である。 図2は、TTI Bundling を実行する受信装置の構成例を示す図である。 図3は、TTI Bundlingにおける基地局の動作を示すシーケンス図である。 図4は、TTI Bundlingにおける基地局の動作を示すフローチャートである。 図5は、実施形態における通信装置の構成例を示す図である。 図6は、第1実施形態における通信装置(基地局装置)の構成例を示す図である。 図7は、第1実施形態における復号処理なしユーザの選択処理の例を示すフローチャートである。 図8は、第1実施形態におけるチャネルデコード処理(復号処理)の例を示すフローチャートである。 図9は、第1実施形態の作用効果の説明図である。 図10は、第2実施形態に係る通信装置(基地局装置)の構成例を示す。 図11は、優先度の設定方法の具体例を示す。 図12は、第2実施形態における復号処理なしユーザの選択処理の例を示すフローチャートである。 図13は、第3実施形態に係る通信装置(基地局装置)の構成例を示す。 図14は、図13に示した復号開始送信回数算出部の処理例を示すフローチャートである。 図15は、バンドルデータのイメージ(TTIバンドルサイズ=4の例)を示す。 図16は、復号開始送信回数算出処理の説明図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は、実施形態の構成に限定されない。
以下の実施形態で説明する復号装置を含む通信装置は、例えば、移動通信システムにおける基地局装置である。もっとも、基地局装置は一例であり、実施形態に係る通信装置を移動端末(移動局)に適用することもできる。以下、通信装置が基地局装置であり、通信相手である通信装置が移動端末(UE)である例について説明する。
通信装置は、通信相手として機能するUEとの通信(UEから見たアップリンク通信)において、TTI Bundlingを用いたHARQ制御を実行することができる。
すなわち、通信装置は、UEとのアップリンク通信において、UEから、データがターボ符号化のような誤り訂正符号化され、所定の変調方式で変調され、さらにチャネルエンコードされた符号化データを有する無線信号を受信アンテナで受信することができる。
TTI Bundlingが実施される場合には、UEから同一の符号化データに関するデータ送信がTTIバンドルサイズ(TTI_BUNDLE_SIZE)で規定された回数だけ繰り返し実行され
る。例えば、TTIバンドルサイズが"4"であれば、同一の符号化データに関するデータ送信が、初送1回、再送3回の計4回、UEから繰り返し実行される。この初送及び再送に係るデータ送信は、受信側からのフィードバックコマンド(ACK/NACK)を待つことなく実行される。TTIバンドルサイズは適宜設定可能である。
通信装置は、TTIバンドルサイズに応じた送信回数、送信データを受信する毎に、受信された送信データ、すなわち受信データの復号処理の結果(ACK/NACK)をフィードバックコマンド(Feedback Command)としてUEに送信する(図1、図3参照)。すなわち、通信装置は、受信アンテナで受信された無線信号をダウンコンバートしてベースバンド信号(受信データ)を得る。続いて、通信装置は、受信データに対する復調処理を行い、復調データを得る。さらに、通信装置は、復調データに対する復号処理を行う。復号処理は、復調データに対するチャネルデコード処理と、チャネルデコード処理によって得られたチャネルデコードデータに対するターボ復号処理のような誤り訂正復号処理とを含む。通信装置は、誤り訂正復号処理の結果として得られたデータに対するCRC計算を行い、CRC計算の結果がOKであればACKを、NGであればNACKをフィードバックコマンドとしてUEに送信する。
また、通信装置において、UEから受信される受信データは、HARQバッファ(HARQ
Buffer)と呼ばれる一時格納領域に格納され、先に上記UE受信された(先にHARQ
バッファに格納された)同一のデータと合成されることによって、受信データの誤り状態の回復が図られる(HARQ制御)。HARQ制御で行われる受信データの合成方法として、既存の合成方法を適宜選択して適用可能である。
<第1実施形態>
最初に、本発明の実施形態に係るデータ復号装置が適用される通信装置のハードウェア構成について説明する。図5は、通信装置の構成例を示す図である。図5において、通信装置10は、送受信アンテナ11と、送受信アンテナ11に接続されたRF部12と、RF部12に接続されたField Programmable Gate Array(FPGA)13とを備えている
。RF部12は、無線処理を司る。例えば、RF部12は、送受信アンテナ11で受信された無線周波数の信号をダウンコンバートしてベースバンド信号に変換したり、ベースバンド信号をアップコンバートして無線周波数の信号に変換し、送受信アンテナ11から送信したりする。
FPGA13は、RF部12から出力されるベースバンド信号(受信データ)に対する復調処理を実行するようにプログラムされており、図示しないUEで実施された変調形式に応じた復調処理を行う。
また、通信装置10は、FPGA13に接続された復調用Data Signal Processor(DSP)14と、スケジューラ用DSP17とを備えている。復調用DSP14は、メモリ(
ストレージ)15に接続されており、スケジューラ用DSP17は、メモリ(ストレージ)17Aに接続されている。さらに、復調用DSP14は、ターボ復号回路16に接続さ
れている。
復調用DSP14は、メモリ15のようなストレージに記憶されたプログラムを実行することによって、FPGA13から出力される復調データに対するチャネルデコード処理を司る。また、復調用DSP14は、HARQ制御に従って、チャネルデコード結果を、メモリ15を用いて一時的に保管したり、受信データのデータ誤りを回復するために受信されたデータ同士の合成処理を行ったりする。
メモリ15は、復調用DSP14によって実行されるプログラムや、プログラム実行に際して使用されるデータを格納する。メモリ15は、HARQ制御におけるデータの一時格納領域(バッファ)として使用され、データの一時的な保管や、データの合成処理の作業領域として使用される。
ターボ復号回路16は、復調用DSP14から出力されるチャネルデコード結果、すなわちチャネルデコードデータに対し、データ送信時に施されたターボ符号化を復号するターボ復号処理を行う。
スケジューラ用DSP17は、メモリ17Aに格納された情報(例えば、UEに対するリソースの割り当て状態、信号の変調方式のような、データの復調及び復号に必要な情報)を読み出し、スケジューリング情報として復調用DSP14やターボ復号回路16に与える処理を行う。すなわち、スケジューラ用DSP17は、データの復調及び復号に関する復調用DSP14及びターボ復号回路16に対し、動作制御用の情報を付与する。
メモリ17Aは、スケジューラ用DSP17によって実行されるプログラムや、プログラム実行に際して使用されるデータを格納する。また、メモリ17Aは、データの復調及び復号のスケジューリングを行うために必要なデータを保持する。
なお、上記したFPGA13やDSP(マイクロプロセッサ)14及び17の代わりに、Application Specific Integrated Circuit(ASIC)のような専用のハードウェア
(集積回路)を適用することができる。
図5に示した通信装置10は、図6に示すような通信装置20として機能することができる。図6において、通信装置20は、送受信アンテナ11に相当する送受信アンテナ21と、RF部12に相当するRF部22と、FPGA13に施されたプログラムドロジックによって実現される復調部23とを備える。復調部23は、スケジューラ部27から供給される、受信データの変調方式を含むスケジューリング情報を用いて復調処理を行う。
また、通信装置20は、チャネルデコード部24と、HARQバッファ25とを備える。チャネルデコード部24は、復調用DSP14(マイクロプロセッサ)がメモリ15に記録されたプログラムを実行することによって実現される機能である。チャネルデコード部24は、HARQバッファ25に格納された復調データに対するチャネルデコード処理を行い、チャネルデコードデータを得る。HARQバッファ25は、メモリ15の記憶領域上に作成され、復調データを一時的に格納する。
さらに、通信装置20は、ターボ復号部26と、スケジューラ部27とを備える。ターボ復号部26は、ターボ復号回路16によって実現される。ターボ復号部26は、チャネルデコード部24から得られたチャネルデコードデータに対するターボ復号処理を行い、得られた復号結果に対するCRC計算を行う。スケジューラ部27は、スケジューラ用DSP17がメモリ17Aに記録されたプログラムを実行することによって実現される機能である。
なお、図5,6では、図示が省略されているが、通信装置10(20)は、通信相手(UE)へデータを送信する送信システムを実現するハードウェアを備えている。送信システムを実現するハードウェアは、例えば、誤り訂正符号化処理,変調処理,チャネルエンコード処理の夫々を実行するハードウェアを含むことができる。誤り訂正符号化処理,変調処理,チャネルエンコード処理の夫々を実施するハードウェアは、ASIC(集積回路),FPGA,DSP,及びこれらの組み合わせのいずれかを適用することができる。チャネルエンコード処理を経たデータは、RF部22にて無線周波数にアップコンバートされ、送受信アンテナ21から送信される。このような、送信システムを用いて、CRC計算結果に対するOK/NGの判定結果(フィードバックコマンド)データを通信相手(UE)へ送信することができる。
図1に示した通信装置の構成例では、受信されたデータに対する復号処理が無条件で順次実行される。すなわち、TTIバンドルサイズに従って通信装置に到来する初送データ及び再送データ(受信データ)の夫々に対する復号処理(チャネルエンコード処理,ターボ復号処理,CRC計算)が無条件で行われる。このため、通信装置の処理量増大を招き、基地局の回線収容数の減少や、周波数利用効率の低下などを招来する可能性があった。
図6に示す通信装置20(通信装置10)は、上記問題に鑑み、TTI Bundlingが適用されるユーザからの符号化データの復号Subframe(復号タイミング)を、復号処理の負荷状態と当該ユーザの送信回数とに応じて適応的に制御し、処理量を削減する。
このため、スケジューラ用DSP17(スケジューラ部27)は、ノーマルユーザ管理部51と、TTI Bundlingユーザ管理部52(以下、バンドリングユーザ管理部52と表記)と、処理ユーザ数閾値設定部53(以下、閾値設定部53と表記)と、処理ユーザ閾値比較部54(以下、比較部54と表記)と、TTI Bundlingユーザ選択部55(以下、ユーザ選択部55と表記)とを備えた装置として機能することができる。
ノーマルユーザ管理部51は、Normalユーザ(TTI Bundling適用ユーザ以外のユーザ)を管理する。バンドリングユーザ管理部52は、TTI Bundling適用ユーザ数と、ユーザ毎のデータ送信回数とを管理する。閾値設定部53は、処理ユーザ数を設定する。ここに、"
ユーザ"は、通信装置20の通信相手(本実施形態ではUE)を意味する。比較部54は
、当該Subframeの処理ユーザ数と設定された処理ユーザ数閾値を比較する。ユーザ選択部55は、処理すべきTTI Bundlingユーザの中で復号処理を行わないユーザを選択する。チャネルデコード部24は、各TTI Bundlingユーザに対する復号処理の選択/非選択を示すTTI Bundlingユーザ情報に基づいてチャネルデコード処理を実行する。
図7は、スケジューラ部27で実施される、復号処理を行わないユーザ(復号処理なしユーザ)を選択する選択処理を示すフローチャートである。選択処理は、所定周期で実施される。本実施形態では、選択処理は、データを受信するためのサブフレーム(サブフレーム時間)毎に実施される。
図7に示す選択処理が開始されると、最初に、処理ユーザ数比較処理(S001)が実行される。すなわち、ステップS001では、比較部54は、ノーマルユーザ管理部51から今回のサブフレームで復号処理を実施すべきノーマルユーザ数を読み出すとともに、バンドリングユーザ管理部52から今回のサブフレームで復号処理を実施すべきバンドリングユーザ数を読み出す。続いて、比較部54は、ノーマルユーザ数とバンドリングユーザ数との合計値(今回のサブフレームで復号処理を実施すべきユーザ数:処理ユーザ数)を算出する。さらに、比較部54は、閾値設定部53に設定されている処理ユーザ数の閾値を読み出す。本実施形態では、閾値が“4[ユーザ]"であると仮定する。但し、閾値は
適宜設定可能である。
比較部54は、処理ユーザ数と閾値とを比較し、処理ユーザ数が閾値より大きいか否かを判定する。このとき、処理ユーザ数が閾値より小さい場合には、通信装置20における処理が高負荷状態でないと判定され、選択処理が終了する。これに対し、処理ユーザ数が閾値より大きい場合には、通信装置20における処理が高負荷状態であるとの前提において、処理がステップS002へ進む。
ステップS002〜S006のループ処理は、比較部54から高負荷状態である旨の通知を受けた選択部55によって実行される。通知は、処理ユーザ数(合計値)を含むことができる。ループ処理は、バンドリングユーザ数を最大値とし、必要に応じて繰り返し実行される。
ステップS002では、選択部55は、バンドリングユーザ管理部52で管理されている1以上のバンドリングユーザのうち、所定のバンドリングユーザを選択し、選択したバンドリングユーザに関するデータ送信回数をバンドリングユーザ管理部52から得る。バンドリングユーザの選択方法は、適宜設定可能である。もっとも、第1実施形態では、ユーザ管理部53で管理される各バンドリングユーザに対して予め設定されているユーザ番号順で、バンドリングユーザが選択される。
ここに、バンドリングユーザ管理部52は、各バンドリングユーザに関して、各サブフレームにおける受信データがTTIバンドルサイズに応じたデータ送信回数(本実施形態では1〜4(4が最大))における何回目であるかを示すデータを保持する。
続いて、ステップS003において、選択部55は、データ送信回数が送信回数の閾値(最大回数)より小さいか否かを判定する。ここに、送信回数の閾値は、TTIバンドルサイズ(=4)である。
データ送信回数が閾値より小さい場合(S003,YES)には、当該バンドリングユーザの受信データに関して次回以降のサブフレームで復号処理を行う機会を確保できるとの前提において、選択部55は処理をステップS004に進める。処理をステップS004に進める。これに対し、データ送信回数が閾値以上である場合(S003,NO)には、当該バンドリングユーザの受信データに関して今回のサブフレームが復号処理を行う最後の機会であるとの前提において、選択部55は処理をステップS002に戻す。
処理がステップS002に戻った場合には、選択部55は、次のバンドリングユーザに対するデータ送信回数をバンドリングユーザ管理部52から得て、ステップS003以降の処理を実行する。
ステップS004に処理が進んだ場合には、選択部55は、当該バンドリングユーザに対する復号処理は今回のサブフレームで実行されないように、TTI Bundling復号なしユーザテーブル55A(以下、テーブル55Aと表記)に、当該バンドリングユーザのユーザ情報を設定する。テーブル55Aは、例えば、メモリ17Aの記憶領域上に作成することができる。
次に、選択部55は、処理ユーザ数のデクリメント処理を行う(ステップS005)。すなわち、選択部55は、処理ユーザ数から1を減じる。
続いて、選択部55は、処理ユーザ数が高負荷状態判定用の閾値より大きいか否かを判定する(ステップS006)。このとき、処理ユーザ数が閾値より大きい場合(S006
,YES)には、高負荷状態が継続しているとの前提において、選択部55は、処理をステップS002に戻す。これに対し、処理ユーザ数が閾値以下(S006,NO)の場合には、高負荷状態が解消されたとの前提において、選択部55はループ処理を終了する。その後、選択処理が終了する。
以上のように、選択処理は、今回のサブフレームで復号処理を実行すべきユーザ数が閾値を上回る状態(高負荷状態)である場合に実行される。選択処理において、選択部55は、ユーザ管理部53で管理されている1以上のバンドリングユーザの中から、今回のサブフレームで復号処理を実行しないバンドリングユーザを選択し、選択したバンドリングユーザのユーザ情報をテーブル55Aに格納する。選択処理によって、データ送信回数がTTIバンドルサイズに達しないバンドリングユーザが、復号処理対象から外される。
チャネルデコード部は、スケジューリング部27から供給されるスケジューリング情報にしたがってチャネルデコード処理を行う。スケジューリング情報は、チャネルデコード部24及びターボ復号部26が復号処理を実行するための情報を含む。例えば、スケジューリング情報は、各サブフレームにおいて復号処理を行うべきユーザに関する情報を含むことができる。また、スケジューリング情報は、TTI Bundling処理情報を含む。TTI Bundling処理情報は、上記したテーブル55Aに格納された、今回のサブフレームで復号処理を行わないバンドリングユーザを示すユーザ情報を含む。
図8は、チャネルデコード部24の処理例を示すフローチャートである。チャネルデコード部24は、スケジューリング処理を元に復号処理を行う。図8に示すフローチャートは、所定周期(本実施形態ではサブフレーム)毎に実行される。なお、図8では、バンドリングユーザを対象とした処理が図示されているが、サブフレーム毎の復号処理は、バンドリングユーザ及び非バンドリングユーザ(ノーマルユーザ)の双方について実行される。
図8におけるステップS101では、チャネルデコード部24は、スケジュール情報に含まれるバンドリングユーザ数を図示しないカウンタに設定する。続いて、チャネルデコード部24は、バンドリングユーザの1つを選択し、選択したバンドリングユーザの復調データをHARQバッファ25へ書き込む(ステップS102)。バンドリングユーザの選択は、バンドリングユーザに付与されたユーザ番号に従って行われる。もっとも、他の手法によってバンドリングユーザが選択されるようにすることが可能である。
次に、チャネルデコード部24は、復号処理なしユーザ判定処理を行う(ステップS103)。すなわち、チャネルデコード部24は、選択したバンドリングユーザが復号処理を行わないユーザ(復号処理なしユーザ)か否かを判定する。この判定処理は、選択部55から提供されるテーブル55Aの格納内容に基づいて行われる。
バンドリングユーザが復号処理なしユーザである場合(S103,YES)には、処理がステップS101に戻り、残りのバンドリングユーザに関するループ処理が実行される。ループ処理は、全てのバンドリングユーザに関して実行される。
これに対し、バンドリングユーザが復号処理なしユーザでない場合(S103,NO)には、チャネルデコード部24は、当該バンドリングユーザの復調データに対するチャネルデコード処理を行う(ステップS104)。このとき、必要に応じて、チャネルデコード部24は、HARQバッファ25に格納された当該バンドリングユーザの復調データの合成処理を行う。
その後、チャネルデコード部24は、チャネルデコード処理後のデータ(チャネルデコ
ードデータ)をターボ復号部26に与える。ターボ復号部26は、チャネルデコードデータに対するターボ復号処理を行う(ステップS105)。さらに、ターボ復号処理の結果得られたデータに対し、CRC計算が行われ、データがOKかNGかどうかを判定する判定処理(CRC判定処理)が実行される(ステップS106)。
ステップS106が終了すると、ステップS101で設定されたバンドリングユーザ数のカウンタから1を減じ、ステップS101に戻す。もっとも、カウンタの値が0、すなわち、全てのバンドリングユーザに対する処理が終了した場合には、ループ処理が終了し、チャネルデコード処理が終了する。
以上のチャネルデコード処理によって、今回のサブフレームにおいて、復号処理なしユーザに該当するバンドリングユーザを除くバンドリングユーザ及びノーマルユーザに対する復号処理が実行される。チャネルデコード処理において、選択部55で選択されたバンドリングユーザに関する復号処理が実行されない(回避される)ことで、当該サブフレームにおける処理負荷の軽減を図ることができる。
また、上述したチャネルデコード処理では、復号処理が実行されるか否かに拘わらず、全てのバンドリングユーザ(及びノーマルユーザ)に関する復調データがHARQバッファ25に格納される。格納された復調データは、他のサブフレームで受信される同一の復調データとの合成処理に使用される。これによって、復調データの誤り含有率を低減することができる。よって、図8に示すようなチャネルデコード処理が実施されることによって、ターボ復号結果(CRCチェック)のNGが増加することはない。すなわち、HARQによる誤り回復の効果を維持しつつ、サブフレームにおける復号処理量を削減することができる。
第1実施形態の作用効果の詳細を図9を用いて説明する。図9は、横軸に時間(Subframe)、縦軸に処理ユーザ数を示した図である。図9に示す例では、処理ユーザ閾値(高負荷状態判定閾値)を"3[ユーザ]"とし、処理ユーザ数が3より多い場合は、基地局処理が高負荷状態である判定する。また、図9において、"UE0"が、バンドリングユーザであり、UE1〜UE4は、非バンドリングユーザであると仮定する。
サブフレームn(nは正の整数)では、処理ユーザ数が4であり、高負荷状態と判定される。また、UE0の送信データは、UE0からの1回目の送信データ(初送データ)である。このため、UE0は、復号処理なしユーザとして選択部55により選択される。この結果、チャネルデコード部24は、UE0の復調データをHARQバッファ25へ格納する処理を行う一方で、UE0に対する復号処理は実行しない。
サブフレームnにおけるUE0の送信データは、初送データである。このため、サブフレームnより後のサブフレームにおいて、再送データを3回受信することができる(TTIバンドドルサイズ=4)。このように、UE0に関しては、後のサブフレームで復号処理を行う機会が残されているので、高負荷状態での復号処理を回避することができる。よって、サブフレームnでは、UE0の復号処理が回避されることによって、サブフレームnで復号処理を行うユーザ数を削減することができる(図9では、4→3)。
次のサブフレームn+1は、高負荷状態ではない。このため、サブフレームn+1における全てのユーザに対する復号処理を実行可能である。よって、UE0の送信データに対するチャネルデコード処理及びターボ復号処理が実行される。
次のサブフレームn+2は、サブフレームnと同様に高負荷状態である。また、UE0の送信データは、3回目の送信に係る再送データであるため、復号処理なしユーザである
と判定される。この結果、UE0の送信データに対する復号処理は行わない。
次のサブフレームn+3は、高負荷状態ではある。しかし、UE0の送信データは、4回目の送信データ(すなわち、最後の送信に係るデータ)である。このため、UE0の送信データに対する復号処理は、サブフレームn+3で実施しなければならない。このように、TTIバンドルサイズで規定された最終回の送信データに関しては、高負荷状態であっても復号処理が実行される。これによって、スループットの低下を防ぐことができる。
第1実施形態によれば、TTI Bundling ユーザ(バンドリングユーザ)に相当するUE
から送信される、TTIバンドルサイズに応じた送信回数で送信される送信データのうち、3回目までに受信された送信データの復号処理は、高負荷状態時での実行が回避(停止)される。
チャネルデコード処理及びターボ復号処理の処理量は、例えば復調処理の処理量に比べて大きく、基地局での受信処理において大きなウェイトを占めている。このため、上述したような復号処理の停止によって、処理量の大幅な削減を期待することができる。
一方、HARQバッファ25への書込処理までの処理は、負荷状態と無関係に実行されるため、HARQの利得(データ合成による誤り状態回復)の効果を得ることができるので、上述した復号処理の実施停止によってCRC判定でのNG発生率が上昇するような特性劣化は生じない。なお、チャネルデコード処理全体の処理量に対してHARQバッファ25への書き込み処理の処理量が占める割合は非常に小さいので、書込処理を全ての復調データに対して実施することに問題は生じない。
なお、高負荷状態の判定に用いる閾値を1以下に設定することによって、常に高負荷状態となり、復号処理なしユーザの選択が常に実施されるようにすることができる。逆に、閾値を通信装置(基地局)が収容可能なユーザ(UE)の最大値より大きく設定することで、高負荷状態判定を実質的に無効化することができる。よって、高負荷状態か否かの判定は、必須の要件ではない。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は第1実施形態と共通点を含むので、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
図10は、第2実施形態に係る通信装置(基地局装置)の構成例を示す。図10に示す通信装置20Aは、図5に示したハードウェア構成を以て実現可能である。但し、スケジューラ用DSP17によって実行されるプログラムが第1実施形態と異なっており、プログラムの実行によって実現される機能の一部が第1実施形態と異なる。
図10に図示される、第2実施形態に係る通信装置20Aにおいて、第1実施形態(図6)と同様の構成要素については同一の符号が付されており、同一のブロックに関する説明は省略する。通信装置20Aは、以下の点で第1実施形態に係る通信装置20と異なる。すなわち、スケジューラ部27Aは、スケジューラ部27が備える構成要素に加えて、ユーザ管理部53と選択部55との間に挿入されたTTI Bundlingユーザ優先度決定部91(以下、決定部91と表記)をさらに備えている。
第1実施形態に係る通信装置20では、高負荷状態における復号処理なしユーザの選択において、TTI Bundlingユーザ(バンドリングユーザ)内の優先度等は特に規定することなく、スケジューラ部27で管理するユーザ番号順でバンドリングユーザが選択されていた。これに対し、第2実施形態では、バンドリングユーザ間で優先度を決定し、優先度の
低い順で復号処理なしユーザの選択処理を行う。
優先度は、サブフレームにおけるデータ送信回数(受信回数)が少ないほど低い優先度が設定されるように定義される。例えば、送信回数が3回目であるユーザは、今回を除くと復号機会があと1回しか残されていない。これに対し、送信回数が1回目であるユーザは、次回以降で3回の復号機会を得ることができる。よって、送信回数が1回目のユーザは、今回のサブフレームで復号処理なしユーザに選択されても、次回以降のサブフレームで復号機会を得られる可能性が相対的に高いので低い優先度が設定される。
また、送信回数が1回目の受信データより、送信回数が3回目の受信データの方がHARQバッファ25で実行される合成処理によって品質が良い(誤りが少ない)可能性が高く、CRC判定結果がOKとなる可能性が高い。したがって、送信回数が大きい程高い優先度を設定し、可能な限り大きい送信回数で復号処理が実行されるようにすれば、CRC判定結果がNGとなる無駄な復号処理を回避することができる。よって、第2実施形態における通信装置20Aによれば、バンドリングユーザに優先度を付与することによって、第1実施形態における通信装置20より多くの処理量を削減することを期待できる。
以上の理由により、決定部91は、ユーザ管理部53からバンドリングユーザの情報(バンドリングユーザ数を含むことができる)と、各バンドリングユーザに関するデータ送信回数(受信回数)とを受け取り、各バンドリングユーザをデータ送信回数が少ない順でソートし、ソートした順序でバンドリングユーザ情報を決定部55に供給する。このように、決定部91によって、ユーザ番号順で並べられたバンドリングユーザが送信回数に応じた優先度順で並び替えられた状態となる。なお、優先度が同一の複数のバンドリングユーザが発生した場合、適宜のルールで順位が決定される。例えば、優先度が同一のバンドリングユーザに対しては、ユーザ番号順で順位が決定される。
図11は、優先度の設定方法の具体例を示す。図11には、4つのバンドリングユーザが存在する場合の例が図示されている。図11において、サブフレームn+3に着目すると、UE0のデータは1回目のデータ送信に係るデータであり、UE1のデータは2回目のデータ送信に係るデータであり、UE2のデータは4回目のデータ送信に係るデータであり、UE3のデータは3回目のデータ送信に係るデータである。この場合、送信回数の少ない順で優先度が決定され、UE0〜UE3が優先度の低い順で並べられると、UE0,UE1,UE3,UE2の順となる。
図12は、第2実施形態における復号処理なしユーザの選択処理の例を示すフローチャートである。図12に示す選択処理は、第1実施形態と同様にサブフレーム毎に実行される。ステップS201における高負荷状態の判定処理は、第1実施形態における選択処理(図7)中のステップS001の処理と同じである。但し、比較部54は、高負荷状態(処理ユーザ数>閾値)と判定した場合には、選択部55と決定部91に高負荷状態であることを通知する。
ステップS202の優先度決定処理は、高負荷状態の通知を受けた決定部91によって実行される。すなわち、決定部91は、ユーザ管理部53で管理されている各バンドリングユーザの情報を、データ送信回数の少ない順(優先度の低い順)で並び替え、選択部55に供給する。
ステップS203〜ステップS206の処理は、選択部55で実行される。ステップS203では、選択部55は、決定部91で決定された順序(優先度が低い順)に従って、バンドリングユーザの1つを選択する。ステップS204では、選択部55は、ステップS203で選択したバンドリングユーザのユーザ情報を無条件でテーブル55Aに格納す
る。
続いて、選択部55は、比較部54から通知された処理ユーザ数を1つ減じ(デクリメント)(ステップS205)、処理ユーザ数が閾値より大きいか否かを判定する(ステップS206)。
このとき、処理ユーザ数が閾値より大きい場合(S206,YES)には、処理がステップS203に戻り、次のバンドリングユーザが選択される。これに対し、処理ユーザ数が閾値以下の場合(S206,NO)には、ステップS203〜S206のループ処理が終了し、選択処理が終了する。なお、選択処理は、処理ユーザ数が閾値以下になる前に、全てのバンドリングユーザに対する処理が終了した場合にも終了する。
したがって、図12に示す選択処理によれば、テーブル55Aには、処理ユーザ数が閾値以下になる(高負荷状態で無くなる)までにステップS203で選択されたバンドリングユーザの全てが復号処理なしユーザとして登録された状態となる。テーブル55Aの格納内容(復号処理なしユーザ情報)は、スケジュール情報の一部として、チャネルデコード部24に供給される。チャネルデコード部24及びターボ復号部26による処理は、第1実施形態と同じであるので、説明を省略する。
なお、図12に示した処理は一例である。例えば、処理ユーザ数と閾値との差分、すなわち、1サブフレームで復号処理を実施すべきユーザ数を超えるユーザ数を予め算出し、差分に等しい数のバンドリングユーザを、優先順位の低い順から一括して復号優先なしユーザとして選択する方法が考えられる。このような方法が適用される場合には、例えば、以下の構成を採用し得る。すなわち、比較部54が差分を算出して選択部55に供給する。選択部55は、決定部91から優先度の低い順でソートされたバンドリングユーザのリストを得て、当該リストから差分に相当するバンドリングユーザを優先度の低い方から一括選択する。
第2実施形態によれば、第1実施形態で得られる作用効果を得ることができる。さらに、第2実施形態によると、バンドリングユーザの送信回数が少ないほど低い優先度が設定され、優先度が低い順で復号処理なしユーザが選択される。これによって、第1実施形態よりも適正な復号処理なしユーザを選択することができ、CRC判定結果NGの発生を抑えて処理量の削減を図ることができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は第1及び第2実施形態と共通点を含むので、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
図13は、第3実施形態に係る通信装置(基地局装置)の構成例を示す。図13に示す通信装置20Bは、図5に示したハードウェア構成を以て実現可能である。但し、スケジューラ用DSP17によって実行されるプログラムが第1実施形態と異なっており、プログラムの実行によって実現される機能の一部が第1実施形態と異なる。
図13に示す通信装置20Bは、第1実施形態における通信装置20が有するスケジューラ部27に相当するスケジューラ部27Bを有している。スケジューラ部27Bは、TTI Bundlingユーザ(バンドリングユーザ)毎に、TTI Bundlingデータに対する復号開始送信回数を決定する復号開始送信回数算出部121(以下、算出部121と表記)を有している。
以下の説明で、「TTI Bundlingデータ(バンドルデータ)」の語は、TTIバンドルサイズに従って所定回数送信される一連の送信データをまとめて指す。バンドルデータを構成する個々の送信データは、「データ」又は「送信データ」と表記する。
また、スケジューラ部27Bが備えるTTI Bundlingユーザ選択部55は、バンドリングユーザのデータの送信回数が復号開始送信回数に満たない場合に、当該バンドリングユーザを復号処理なしユーザテーブル55Aに格納する。
図14は、復号開始送信回数算出部121によって実行される復号開始送信回数算出処理(算出処理)の例を示すフローチャートである。図14に示す算出処理は、周期的に実行される。例えば、算出処理は、各バンドリングユーザに関して、バンドルデータ中の初送データが受信されるサブフレーム以前に、復号開始送信回数が決定されるように実行される。
算出部121は、ユーザ管理部52で管理されるバンドリングユーザであって、新たなバンドルデータの送信(受信)が開始されるバンドリングユーザを対象として、ステップS301〜S304のループ処理を繰り返し行う。
ステップS301の前処理として、算出部121は、復号開始送信回数を決定すべきバンドリングユーザの1つを選択する。バンドリングユーザの選択は、例えば、第1実施形態と同様に、バンドリングユーザに予め付されたユーザ番号順で行うことができる。もっとも、他の選択方法を適用することもできる。
ステップS301では、算出部121は、前処理で選択されたバンドリングユーザに関する前回のバンドルデータ復号時において、CRC判定結果がOKになったときのデータの送信回数X(m−1)と、前回のバンドルデータ復号時において決定された復号開始送信回数(前復号開始送信回数Y(m−1))とを比較する。
送信回数X(m−1)と前復号開始送信回数Y(m−1)とが等しい場合(S301,YES)には、算出部121は、保護段比較用変数Zをインクリメント(Zの値に1を加算)する(ステップS302)。
続いて、算出部121は、インクリメントした保護段比較用変数Zと予め用意された保護段閾値とを比較する(ステップS303)。このとき、変数Zが保護団閾値より大きい場合(S303,YES)には、算出部121は、今回のバンドルデータの復号処理に関する復号開始送信回数Y(m)を、前回のバンドルデータ復号時の復号開始送信回数Y(m−
1)から1を減じた値に設定する。
一方、送信回数X(m−1)と前復号開始送信回数Y(m−1)が等しくない場合(S30
1,NO)、及び、保護段用変数Zが保護段閾値を超えない場合(S303,NO)には
、算出部121は、今回のバンドルデータの復号処理における復号開始送信回数Y(m)を、下記の式(1)を用いた平均処理によって算出する(ステップS305)。
Y(m)= (1−α)Y(m−1)+ αY(m−2) ・・・式(1)
ここで、上記mは、バンドルデータ、すなわち、TTIバンドルサイズに従って所定回数送信される同一のデータを一つの単位としたものであり、図15は、バンドルデータのイメージ(TTIバンドルサイズ=4の例)を示す。なお、各バンドルデータの間には、パラメータで設定された所定数のサブフレームの時間間隔が設けられる。各バンドリングユーザに関する算出処理は、この時間間隔中に実行される。
上記した式(1)は、忘却平均を表している。式(1)におけるαは、忘却係数(0≦α≦1)であり、伝搬路特性などを考慮して設定される。なお、ステップS305の平均化処理は、CRC判定結果がOKとなった時の送信回数の平均効果を得られれば良く、忘却平均の代わりに区間平均を用いることもできる。
このように、上記した算出処理において、算出部121は、ステップS304又はS305によって算出された復号開始送信回数Y(m)で当該バンドリングユーザのバンドルデータに対する復号処理を介することを決定する。
決定された各バンドリングユーザの復号開始送信回数Y(m)は、選択部55に通知される。選択部55は、各サブフレームにおける復号処理なしユーザの選択において、今回のサブフレームで復号処理を実施すべきバンドリングユーザの中から、送信回数が復号開始送信回数Y(m)に達していないバンドリングユーザを選択してテーブル55Aに書き込む。一方、選択部55は、送信回数が復号開始送信回数Y(m)に達したバンドリングユーザに関しては、第1実施形態と同様の手法により、復号処理なしユーザとして選択するか否かが決定される。もっとも、復号開始送信回数Y(m)に達したバンドリングユーザに対する復号処理を復号開始送信回数Y(m)に対応するサブフレームで強制的に実施するようにしても良い。
なお。バンドルデータを含む無線信号が送受信アンテナ21によって受信されてから復調部23によって復調データを得るまでの処理、及びチャネルデコード部24及びターボ復号部26によって実行される復号処理は、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
図16は、復号開始送信回数算出処理の説明図である。第3実施形態では、復号開始送信回数の小さい方向への制御は保護段制御で、大きい方向への制御は忘却平均による制御で行われる。
第3実施形態では、算出処理によって決定された復号開始送信回数から復号を開始する。このため、仮に平均化処理だけで制御しようとすると、CRC判定結果がOKとなるときの送信回数は、復号開始送信回数以上になる。したがって、平均化処理だけでは、復号開始送信回数の値が小さくならない。
このため、第3実施形態では、保護段制御を導入している。すなわち、設定された復号開始送信回数でOKのCRC判定結果が出た回数が所定の保護段数分連続した場合には、通信装置20Bと通信相手(UE)との間の無線区間の伝搬路特性が良いとの前提を以て、現在の復号開始送信回数より1つ少ない復号開始送信回数が設定される。保護段閾値については、伝搬路特性などを考慮して設定される。
第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、第3実施形態によれば、CRC判定結果がOKとなったときの送信回数を平均した値を以て、次の復号開始送信回数を決定する。CRC判定結果がOKとなる送信回数は、伝搬路特性などバンドリングユーザの状態に応じて決定される。このため、平均化処理を行うことで、次のバンドルデータの復号時にCRCがOKとなる送信回数を推定することができる。したがって、次のバンドルデータの復号時においては、算出された復号開始送信回数から復号処理を開始する(復調処理なしユーザとしての選択を止める)ことで、CRC判定結果がNGになるような無駄な復号処理を減らすことができる。一方、設定された復号開始送信回数でOKのCRC判定結果が出された回数が保護段数分連続したら、伝搬路特性が良いと判断し、さらに一つ少ない送信回数での復号処理を試行する。 以上のような
平均化処理および保護段処理により、最適な復号開始送信回数を推定し、特性劣化するこ
となく、処理量を削減することができる。
10,20,20A,20B・・・通信装置
11,21・・・送受信アンテナ
12,22・・・RF部
13・・・FPGA
14・・・復調用DSP(マイクロプロセッサ)
15,17A・・・メモリ
16・・・ターボ復号回路
17・・・スケジューラ用DSP(マイクロプロセッサ)
23・・・復調部
24・・・チャネルデコード部
25・・・HARQバッファ
26・・・ターボ復号部
51・・・ノーマルユーザ管理部
52・・・TTIバンドリングユーザ管理部(特定部)
53・・・処理ユーザ数閾値設定部
54・・・処理ユーザ閾値比較部
55・・・TTIバンドリングユーザ選択部(決定部)
55A・・・復号処理なしユーザテーブル
91・・・TTIバンドリングユーザ優先度決定部
121・・・復号開始送信回数算出部

Claims (11)

  1. 複数の通信相手の夫々から所定回数送信される送信データに関する復号処理を行う復号部と、
    周期的に発生する復号タイミング中の或る復号タイミングにおいて前記復号部により復号処理を実行すべき送信データを特定する特定部と、
    特定された送信データの前記或る復号タイミングにおける復号処理の要否を前記特定された送信データが送信されたときの送信回数に基づいて決定する決定部と
    を含む復号装置。
  2. 前記決定部は、前記特定された送信データの前記送信回数が前記所定回数より少ない規定回数以下である場合に、前記特定された符号化データの復号処理を前記或る復号タイミングにおいて実行しないことを決定する
    請求項1に記載の復号装置。
  3. 前記決定部は、前記或る復号タイミングにおいて復号処理を実行すべき複数の送信データの数が閾値を超えることを条件に、前記或る復号タイミングにおいて復号処理を実行しない少なくとも1つの送信データを決定する
    請求項1に記載の復号装置。
  4. 前記決定部は、前記複数の送信データの数と前記閾値との差分に相当する数の前記或るタイミングで前記復号処理を実行しない送信データを前記複数の送信データから決定したときに、残りの送信データからさらに前記復号処理を実行しない送信データを決定することを停止する
    請求項3に記載の復号装置。
  5. 前記所定回数より小さい送信回数で送信された前記送信データを、この送信データの送信回数より後の送信回数において送信される送信データと合成するために記憶する記憶部をさらに含む
    請求項1から4のいずれか1項に記載の復号装置。
  6. 前記特定部は、前記復号タイミングの1つにおいて復号処理を行うべき複数の送信データを特定し、
    前記複数の送信データの夫々に対し、各送信データの前記送信回数が小さいほど低い優先度を設定する設定部をさらに含み、
    前記決定部は、前記優先度の低い順で、前記複数の送信データの中から、前記復号タイミングの1つで復号処理を実行しない1以上の送信データを決定する
    請求項1から5のいずれか1項に記載の復号装置。
  7. 前記所定回数送信される送信データは、各通信相手から周期的に送信され、
    前記通信相手毎に、前記所定回数送信される送信データに関して、前記特定部による特定対象となる送信データの送信回数である復号処理開始回数を決定する送信回数決定部をさらに含む
    請求項1に記載の復号装置。
  8. 前記送信回数決定部は、前記通信相手毎に、良好な符号化データの復号処理結果が得られたときにおける当該送信データの送信回数の平均値を、前記復号処理開始回数として決定する
    請求項7に記載の復号装置。
  9. 前記送信回数決定部は、前記複数の通信相手の1つに関して、前記復号処理開始回数において送信された送信データに対する良好な復号処理結果が得られた復調タイミングが所定数連続して発生したときに、前記複数の通信相手の1つに関する前記復号処理開始回数を小さくする
    請求項7又は8に記載の復号装置。
  10. 複数の通信相手の夫々から所定回数送信される送信データに関する復号処理を行う復号装置が、
    周期的に発生する復号タイミング中の或る復号タイミングにおいて前記復号部により復号処理を実行すべき送信データを特定し、
    特定された送信データの前記或る復号タイミングにおける復号処理の要否を前記特定された送信データが送信されたときの送信回数に基づいて決定する
    ことを含む復号装置の復号対象決定方法。
  11. 複数の通信相手の夫々から所定回数送信される送信データに関する復号処理を行う復号装置に含まれるコンピュータが、
    周期的に発生する復号タイミング中の或る復号タイミングにおいて前記復号部により復号処理を実行すべき送信データを特定するステップと、
    特定された送信データの前記或る復号タイミングにおける復号処理の要否を前記特定された送信データが送信されたときの送信回数に基づいて決定するステップと
    を実行するためのプログラム。
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