JP4413869B2 - 無線通信装置及び送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のリソースブロックを用いて再送を行う無線通信装置及び方法に関する。

ハイブリッドＡＲＱとは、既存のＡＲＱ機能（誤り検出・再送機能）に誤り訂正技術を加えた技術のことをいう。ハイブリッドＡＲＱでは、予め誤り訂正符号を送信することで誤り訂正を行い、パケット再送回数を減らすことができる。

ハイブリッドＡＲＱには、図１に示す２種類の方式が存在する。一方は同期型ＡＲＱ（Synchronous ARQ）と呼ばれ、他方は非同期型ＡＲＱ（Asynchronous ARQ）と呼ばれている。

同期型ＡＲＱとは、予め決められた再送タイミングで再送を行うことをいい、例えば＃０（Ｓ００）の送信パケットが誤りとして検出されたときに、その再送は＃０（Ｓ１０）、＃０（Ｓ２０）でのみ行うことができる。すなわち、ＲＴＴ（Round Trip Time：制御ループ遅延ともいう）の整数倍のフレームで再送を行う。

この同期型ＡＲＱの利点には、再送タイミングが予め決められているため、再送パケットの元の送信パケットを示すプロセス番号を制御ビットとして送信する必要がなく、オーバーヘッドが低減できるという点がある。また、処理が簡単であるという利点もある。しかし、再送タイミングに制約があるため、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）に割り当てるときのスケジューリングの柔軟性が小さいという欠点がある。更に、１ＲＴＴ後に送ることができなかった場合には、最低でも２ＲＴＴ後に送信する必要があり、遅延が増大する可能性がある。

非同期型ＡＲＱとは、１ＲＴＴ後であれば再送パケットをいつでも送信でき、再送タイミングが決められていない再送のことをいい、例えば＃０（Ａ００）の送信パケットが誤りとして検出されたときに、その再送は（Ａ１０）以降の如何なるＴＴＩで再送を行ってもよい。すなわち、１ＲＴＴ以降の如何なるＴＴＩ（Ａ１０〜Ａ２５）で再送を行ってもよい。非同期型ＡＲＱはＨＳＤＰＡにおいて使用されている（非特許文献１）。

この非同期型ＡＲＱの利点には、スケジューリングの柔軟性が大きいという点がある。また、１ＲＴＴ後に送信できなかったときには、２ＲＴＴ後ではなく（ＲＴＴ＋１）後に送信ができるため、遅延の増大が生じる可能性が小さい。一方、処理が複雑になるという欠点がある。また、プロセス番号を制御ビットとして送信する必要があり、オーバーヘッドが増大するという欠点もある。
3GPP TS 25.212, "Multiplexing and channel coding (FDD)"

複数のリソースブロックで構成される周波数領域スケジューリングを用いた場合に、上記の同期型ＡＲＱ及び非同期型ＡＲＱを使用して再送を行うと、次のような問題が生じる。

同期型ＡＲＱでは、図２（ａ）に示すように、同じリソースブロック（周波数ブロック）を使用して再送を行うため、そのリソースブロックの通信品質が悪い場合に、再送時に誤りが再検出される可能性が高いという問題がある。

一方、非同期型ＡＲＱでは最適なリソースブロックを使用して再送することもできるが、図２（ｂ）に示す１ＲＴＴ以降のリソースブロックのうち何が使用されるかが再送毎に変わるため、非常に処理が複雑化する。

本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、送信パケットで使用されるリソースブロックと再送パケットで使用されるリソースブロックとの対応関係を用いることにより、再送時の特性向上を図ることを目的とする。

本発明の前記の目的を解決するため、無線通信装置は、
周波数方向に複数のリソースブロックを配置したフレームが時間方向に繰り返し形成されており、記憶した式を再送時に計算した、フレーム番号を変数として使用するリソースブロックの割当パターンをもとに、受信側無線通信装置から再送要求信号を受け取った場合の再送用のリソースブロックを決定するスケジューリング部と、
前記スケジューリング部において決定した再送用のリソースブロックによりパケットを送信する送信部とを備え、
前記スケジューリング部は、前回送信時のリソースブロック番号とフレーム番号の変化量との加算値を周波数方向のリソースブロック数で除算した場合の剰余をもとに、再送用のリソースブロックを決定することを特徴とする。

また、本発明の前記の目的を解決するため、送信方法は、
周波数方向に複数のリソースブロックを配置したフレームが時間方向に繰り返し形成されており、記憶した式を再送時に計算した、フレーム番号を変数として使用するリソースブロックの割当パターンをもとに、受信側無線通信装置から再送要求信号を受け取った場合の再送用のリソースブロックを決定するステップと、
決定した再送用のリソースブロックによりパケットを送信するステップとを備え、
前記決定するステップは、前回送信時のリソースブロック番号とフレーム番号の変化量との加算値を周波数方向のリソースブロック数で除算した場合の剰余をもとに、再送用のリソースブロックを決定することを特徴とする。

上記のように、本願発明の実施例によれば、再送時に周波数ダイバーシチ効果を得ることができ、再送の特性向上を図ることができる。

本発明の実施例について、図面を参照して以下に詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例に従った再送方法を示す概略図である。上記の同期型ＡＲＱとは異なり、本発明は、元の送信パケット（初回送信パケットという）と再送パケットとで異なるリソースブロック（周波数ブロック）を使用する。図３（ａ）に示すように、初回送信パケットと再送パケットとは予め決められた順序でリソースブロックが入れ替えられており、この対応関係を送信側無線通信装置と受信側無線通信装置とで予め格納しておく。図３（ｂ）に示すように、送信側無線通信装置は予め定められた対応関係に基づいて再送パケットを構築し、１ＲＴＴ後に受信側に送信する。受信側無線通信装置は対応関係に基づいて誤り検出（及び誤り訂正）を行うことができる。

このように、再送パケットに周波数ホッピングを適用することにより、再送時に周波数の異なるリソースブロックで送信するため、周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。

（構成例）
図４は、本発明が適用される通信システムの構成図を示す図である。通信システムは、図４（ａ）に示す送信側無線通信装置（送信部）１０と、図４（ｂ）に示す受信側無線通信装置（受信部）１２とで構成される。

送信側無線通信装置１０は、典型的には無線通信システムの基地局に使用されるが、移動局のような別の装置に使用されてもよい。送信側無線通信装置１０は、パターン格納部１０３と、パケットスケジューリング部１０５と、チャネル符号化部１０７と、データ変調部１０９と、無線リソース割り当て部１１１とで構成される。

パターン格納部１０３は、送信パケットで使用されるリソースブロックと再送パケットで使用されるリソースブロックとの対応関係を格納する。以下に説明するように、パターン格納部は、最大再送回数までの送信に使用されるリソースブロックの対応関係を予め格納しておいてもよく、初回送信パケットから再送パケットのリソースブロックの割り当てパターンを生成することができる所定の対応関係を格納しておいてもよい。パケットスケジューリング部１０５は、各ユーザからのデータを受け取り、送信パケット又は再送パケットを構成する。初回送信時には、信号品質のようなフィードバック情報に基づいて、各ユーザからのデータをリソースブロック＃１〜＃Ｎに割り当てるスケジューリングを行う。また、再送時には（受信側無線通信装置から再送要求信号を受け取った場合）、各ユーザからのデータを、パターン格納部１０３に格納されている対応関係に基づいて再送パケットに構成する。例えば、再送パケットの場合には、図３（ｂ）に示すように、初回送信パケットと異なるリソースブロックを使用するように並び替えを行う。チャネル符号化部１０７は、パケットスケジューリング部１０５で構成された送信データ（送信パケット又は再送パケット）を何らかの符号化アルゴリズムに従って符号化する。データ変調部１０９は、チャネル符号化部１０７で符号化されたデータを変調する。データ変調は各リソースブロックに適した変調方式を使用して変調を行う。例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのような様々な変調が用いられる。無線リソース割り当て部１１１は、パケットスケジューリング部１０５で構成されたスケジューリングに基づいて、リソースブロック＃１〜＃Ｎへの割り当てを行う。

なお、共通制御チャネルは、後述するように、パターン格納部１０３に格納されている対応関係を報知チャネルで受信側無線通信装置に送信する場合に使用される。

受信側無線通信装置１２は、無線リソース割り当て部１２１と、パターン格納部１２３と、データ復調再送制御部１２５とで構成される。

パターン格納部１２３は、送信側無線通信装置１０のパターン格納部１０３に格納されている対応関係と共通の情報を格納している。送信側無線通信装置１０と受信側無線通信装置１２とで一意的に決定された対応関係を予め格納しておいてもよく、送信側無線通信装置１０と受信側無線通信装置１２とで対応関係を相互に通信して、共通の情報を格納してもよい。無線リソース割り当て部１２１は、ＲＴＴ前に送信した再送要求信号により、初回送信パケットであるか、再送パケットであるかを事前に認識しているため、初回送信パケットの場合には、リソースブロック＃１〜＃Ｎの中から所定のリソースブロックを抽出する。また、再送パケットの場合には、パターン格納部に格納されている対応関係に基づいて、受信側無線通信装置で使用するリソースブロックをリソースブロック＃１〜＃Ｎの中から抽出する。データ復調再送制御部１２５は、抽出したリソースブロックをデータ復調し、ユーザデータを構成する。その後、誤り検出（及び誤り訂正）を行い、必要に応じて再送要求信号を送信側無線通信装置に送信する。

（対応関係の決定方法）
図５は、初回送信パケットのリソースブロックと再送パケットのリソースブロックとの第１の対応関係を示す図である。第１の対応関係では、最大送信回数までの対応関係を予め送信側無線通信装置及び受信側無線通信装置で定めておく。このようにすることで、対応関係のパターン変更の自由度が高くなり、最もダイバーシチ効果が得られる構成を予め定めておくことが可能になる。一方、最大送信回数の増加に伴い、記憶する対応関係の情報量が増大することになる。

図６は、初回送信パケットのリソースブロックと再送パケットのリソースブロックとの第２の対応関係を示す図である。第２の対応関係では、ｎ回目の送信と（ｎ＋１）回目の送信との対応関係を予め送信側無線通信装置及び受信側無線通信装置で定めておく。このようにすることで、図５と比較して記憶する対応関係の情報量を低減することができる。一方、図６に示すように、例えば初回送信時と３回送信時とで使用するリソースブロックが同じになる場合があり、ダイバーシチ効果が図５と比較して減少する可能性がある。

図７は、初回送信パケットのリソースブロックと再送パケットのリソースブロックとの第３の対応関係を示す図である。第３の対応関係では、送信側無線通信装置と受信側無線通信装置とで共通に有する変数に基づいて対応関係のパターンを生成する。例えば、フレーム番号はシステム情報として報知されるため、このフレーム番号を変数として使用してパターンを生成することができる。フレーム番号からパターンを生成する方法として、例えば以下の式を使うことができる。

Chunk(n+1)=(Chunk(n)+ΔFN)mod(MAX_CHUNK)
nは送信回数を示し、初回送信時はn=1であり、１回再送時はn=2である。Chunk(n)はn回目にデータを送信するときのリソースブロックの番号を示し、図７ではリソースブロックが６個存在するため、Chunk(n)は０〜５の中から割り当てられた番号に相当する。すなわち、初回送信パケット＃０のChunk(n)は０、初回送信パケット＃１のChunk(n)は１である。ΔFNはフレーム番号の変化量（図７では４）であり、MUX_CHUNKはリソースブロックの最大数（図７では６）である。

この式に基づいて、初回送信パケット＃０が１回再送時に送信されるリソースブロックChunk(n+1)を求めることができ、Chunk(n+1)=(0+4)mod(6)=4になる。このように、再送時の対応関係を所定の変数に基づいて計算することで、図５と比較して記憶する対応関係の情報量を低減することができる。この場合も、例えば初回送信時と３回送信時とで使用するリソースブロックが同じになる場合があり、ダイバーシチ効果が図５と比較して減少する可能性がある。

（対応関係の通知方法）
次に、図５〜７を用いて定められた対応関係を送信側無線通信装置と受信側無線通信装置とで共通に保持するために、対応関係を一方から他方に通知する方法について説明する。

第１に、対応関係を予め一意的に決定し、送信側無線通信装置及び受信側無線通信装置のパターン格納部（図４の１０３及び１２３）で共通に保持する方法がある。この方法は、送信側無線通信装置から受信側無線通信装置又は受信側無線通信装置から送信側無線通信装置に対応関係を通知する必要がないため、オーバーヘッドが小さくなるという特徴を有する。一方、対応関係の変更はできなくなる。

第２に、システム情報として報知チャネルで送信する方法がある。例えば、報知チャネルを用いて、セル毎に対応関係を変更することができる。送信側無線通信装置のパターン格納部（図４の１０３）に格納された対応関係は、共通制御チャネルを使用して報知チャネル（図示せず）を用いて受信側無線通信装置に送信され、受信側無線通信装置のパターン格納部（図４の１２３）に格納される。このようにすることで、複数の対応関係のパターンを保持しておき、パターンの変更を行うことができるようになるが、第１の方法に比較してオーバーヘッドが増大する。

第３に、呼設定時にレイヤ３シグナリングとして共有データチャネルで通知する方法がある。送信側無線通信装置のパターン格納部（図４の１０３）に格納された対応関係は、共有チャネル（各ユーザからのデータとして図４のパケットスケジューリング部１０５に入力され、共有チャネルに送出される）を用いて受信側無線通信装置に送信され、受信側無線通信装置のパターン格納部（図４の１２３）に格納される。このようにすることで、呼設定毎に異なるパターンを設定することができるが、オーバーヘッドが増大する。

上記のように、本願発明の実施例によれば、再送時に周波数ダイバーシチ効果を得ることができ、再送の特性向上を図ることができる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。

従来技術のハイブリッドＡＲＱの２つの方式を示す図 周波数領域スケジューリングを用いた場合の従来技術のハイブリッドＡＲＱでの再送を示す図 本発明の実施例に従った再送方法を示す概略図 本発明が適用される通信システムの構成図 初回送信パケットのリソースブロックと再送パケットのリソースブロックとの第１の対応関係を示す図 初回送信パケットのリソースブロックと再送パケットのリソースブロックとの第２の対応関係を示す図 初回送信パケットのリソースブロックと再送パケットのリソースブロックとの第３の対応関係を示す図

符号の説明

１０ 送信側無線通信装置
１２ 受信側無線通信装置
１０３ パターン格納部
１０５ パケットスケジューリング部
１０７ チャネル符号化部
１０９ データ変調部
１１１ 無線リソース割り当て部
１２１ 無線リソース割り当て部
１２３ パターン格納部
１２５ ユーザデータ構成部
１２７ チャネル処理部

Claims (8)

1. 周波数方向に複数のリソースブロックを配置したフレームが時間方向に繰り返し形成されており、記憶した式を再送時に計算した、フレーム番号を変数として使用するリソースブロックの割当パターンをもとに、受信側無線通信装置から再送要求信号を受け取った場合の再送用のリソースブロックを決定するスケジューリング部と、
   前記スケジューリング部において決定した再送用のリソースブロックによりパケットを送信する送信部とを備え、
   前記スケジューリング部は、前回送信時のリソースブロック番号とフレーム番号の変化量との加算値を周波数方向のリソースブロック数で除算した場合の剰余をもとに、再送用のリソースブロックを決定することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記スケジューリング部は、受信した報知チャネルをもとに、割当パターンを設定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記フレーム番号は、報知チャネルに含まれていることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記スケジューリング部は、受信した共有データチャネルをもとに、割当パターンを設定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
5. 周波数方向に複数のリソースブロックを配置したフレームが時間方向に繰り返し形成されており、記憶した式を再送時に計算した、フレーム番号を変数として使用するリソースブロックの割当パターンをもとに、受信側無線通信装置から再送要求信号を受け取った場合の再送用のリソースブロックを決定するステップと、
   決定した再送用のリソースブロックによりパケットを送信するステップとを備え、
   前記決定するステップは、前回送信時のリソースブロック番号とフレーム番号の変化量との加算値を周波数方向のリソースブロック数で除算した場合の剰余をもとに、再送用のリソースブロックを決定することを特徴とする送信方法。
6. 前記決定するステップは、受信した報知チャネルをもとに、割当パターンを設定することを特徴とする請求項５に記載の送信方法。
7. 前記フレーム番号は、報知チャネルに含まれていることを特徴とする請求項６に記載の送信方法。
8. 前記決定するステップは、受信した共有データチャネルをもとに、割当パターンを設定することを特徴とする請求項５に記載の送信方法。

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