JP4677478B2 - パケット伝送の再送制御方法、及びこれに用いる送信機及び受信機 - Google Patents

Description

本発明は、第４世代移動通信システムにおける無線アクセス方式の一候補として開発されているＭＣ−ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システムのパケット伝送の再送制御方法、及びこれを用いた移動通信システム、並びにこの移動通信システムに用いる送信機及び受信機に関し、特に高速パケット伝送において高い信頼性を確保することが可能なパケット伝送の再送制御方法、及びこれを用いた移動通信システム、並びにこの移動通信システムに用いる送信機及び受信機に関するものである。

三好、松元、Ｗｅｇｅｒｔｅｒ、上杉、"ＭＣ−ＣＤＭＡにおける ＨＡＲＱのデータマッピングに関する検討"、信学技報、ＲＣＳ２００２−３７、２００２ 三木、安部田、佐和橋、"ＯＦＤＭパケット無線アクセスにおける パケット合成ハイブリッドＡＲＱのスループット特性比較"、信学技報、ＲＣＳ２００２−ｋ６、２００２

現在、新世代（第４世代）の移動通信システムとしては、移動時で最大２０Ｍｂｐｓ以上、静止時で最大１００Ｍｂｐｓ程度の高速パケット伝送を目指す通信システムの検討が開始されている。この新世代移動通信システムで要求される高速パケット伝送を実現するための有力な候補としては、直交周波数間隔に配置されたサブキャリアを持つＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）通信方式を基本とし、拡散シンボルを複数のサブキャリアで送信するＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier −ＣＤＭＡ）方式が検討されている。

本発明者等は、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式が周波数軸上に複数のサブキャリアを有することに着目し、サブキャリア可変割当てＭＣ−ＣＤＭＡ（ＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡ：Sub-carrier Selecting ＭＣ−ＣＤＭＡ）方式を既に提案している。このＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡ方式は、通常のＭＣ−ＣＤＭＡ方式と異なり、常時全帯域のサブキャリアに拡散シンボルを割当てるのではなく、ユーザの伝送速度に応じたサブキャリア数を割当てることを特徴とするものである。従って、ＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡ方式では、伝送速度が異なるユーザデータを柔軟に収容することができ、最大速度が非常に高いシステムにおいても、全サブキャリアを復調する高速な信号処理を常時行う必要がないため、移動局の信号処理量や消費電力の大幅な低減が期待できる。

ところで、上記ＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡ方式に限らず、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システムにおいて高速パケット伝送を実現するためには、パケット伝送において高い信頼性を確保することが重要な課題となっている。基地局から移動局に送信するパケットの伝送速度を高速化した場合であっても、伝搬路の状態に起因して移動局で受信したパケットに誤りパケットが発生したときに、伝送特性を改善する技術が必要不可欠となる。

第３世代移動通信システムでは、下り高速データ通信を実現するために、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）技術が標準化されている。このＨＳＤＰＡ技術では、伝搬路状態に応じた適応変調技術やＦＥＣ（Forward Error Correction）等の誤り訂正符号化技術、更にはハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ：Hybrid Automatic Repeat reQuest ）、あるいは高速パケットスケジューリングなどの技術を適用することが検討されている。

上記ＨＳＤＰＡ技術で適用が検討されているハイブリッドＡＲＱは、誤りパケットの復号前の軟判定情報を移動局側で保存し、次に受信した再送パケットの軟判定情報と合成するパケット合成型のハイブリッドＡＲＱである。このパケット合成型ハイブリッドＡＲＱでは、一度受信したパケットが誤りパケットであっても、廃棄せずにその軟判定情報を再利用することによってパケットの伝送効率を向上させることができる。そのため、上記パケット合成型ハイブリッドＡＲＱは、第４世代の移動通信システムにおいて高速パケット伝送を実現しつつ、パケット伝送の高信頼性を確保するための有効な手段であり、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式への適用が検討されている（非特許文献１、非特許文献２）。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記ＨＳＤＰＡ技術で適用が検討されているパケット合成型ハイブリッドＡＲＱは、最大ドップラー周波数が高い場合のように、合成されるシンボル間の時間相関が低くなる場合には、誤りパケットの復号前の軟判定情報と、次に受信した再送パケットの軟判定情報とを合成する際に、図２５に示すように、誤りパケットの受信時と再送パケットの受信時とで、各周波数における受信レベルが変化するため、伝送特性を大幅に改善させることができ、非常に有効な方法である。

ところが、上記パケット合成型ハイブリッドＡＲＱは、低速移動時や静止時のように最大ドップラー周波数が低い場合には、合成されるシンボル間の時間相関が大きくなるため、伝送特性の改善効果が低下するという問題点を有している。

更に説明すると、パケット合成型ハイブリッドＡＲＱは、図２５に示すように、誤りパケットが発生した場合に、所定時間Δｔをおいてパケットを再送するという時間ダイバーシチ効果によって、パケット伝送特性の改善を図る手法であると言える。このため、合成されるシンボル間の時間相関が低くなるほど、大きなダイバーシチ利得が得られる。

これに対して、低速移動時や静止時のように最大ドップラー周波数ｆD が低い場合には、受信電力の時間相関が大きい、つまり合成されるシンボル間の時間相関が大きくなるため、ダイバーシチ利得が低下し、図２５に示すように、誤りパケット＃１の受信時と、再送パケット＃２の受信時とで、各周波数における受信レベルが殆ど変化せず、誤りパケットの復号前の軟判定情報と、次に受信した再送パケットの軟判定情報とを合成しても、パケットの再生率を殆ど向上させることができないという問題点を有している。また、上記パケット合成型ハイブリッドＡＲＱは、パケットの再生率が向上しないと、パケットの再送要求が頻繁に起こり、時間当たりの情報伝送効率、つまりスループットが低下したり、遅延時間が増大するなど、通信品質を劣化させる要因が大きくなるという問題点を有している。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、周波数選択性フェージング環境下では、周波数をある程度離せばサブキャリア間の相関を小さくすることができることに着目し、パケットを再送する際に異なるサブキャリアにシンボル配置を変更して送信することによって、高速パケット伝送を実現しつつ、最大ドップラー周波数が低い伝搬路環境においても、パケットの再生率を向上させることができ、伝送特性を大幅に改善することが可能なパケット伝送の再送制御方法、及びこれを用いた移動通信システム、並びにこの移動通信システムに用いる送信機及び受信機を提供することにある。

本発明において、上記課題を解決するための手段を説明するにあたって、まず最初に無線通信媒体である伝搬路環境について考察する。

セルラー通信を想定した場合、一般的な市街地では、遅延スプレッドが数μｓｅｃ、周波数相関帯域幅が数１００ｋＨｚである周波数選択性フェージング環境下と考えることができる。

いま、マルチキャリア変復調方式において、サブキャリアの間隔を５０ｋＨｚ程度と想定すると、パケットを再送する際に、同一のシンボルを再送するためのサブキャリアが、数サブキャリア以上だけ離れると、前回の同一シンボルを送信したサブキャリアとの間の周波数相関は、非常に小さくなる。一方、シンボル間の時間相関は、最大ドップラー周波数に依存する。特に、最大ドップラー周波数が非常に低い場合には、時間軸方向の相関と比較して、周波数軸方向の相関は小さくなる。

そこで、本発明では、マルチキャリア変復調方式が複数のサブキャリアを用いてシンボルを送信することと、上述した周波数軸方向の相関特性、つまり、最大ドップラー周波数が非常に低い場合には、時間軸方向の相関に比較して周波数軸方向の相関が小さくなることを考慮し、パケットを再送する度にサブキャリア上のシンボル配置を変更して送信することを特徴とするサブキャリアを再配置するパケット合成型のハイブリッド自動再送要求（ＡＲＱ）方式を採用することによって課題を解決するものである。

また、本発明は、パケット合成型ハイブリッドＡＲＱのうち、Chase combining 法を用いたパケット合成型ハイブリッドＡＲＱや、Incremental redundancy法を用いたパケット合成型ハイブリッドＡＲＱにも適用可能である。

パケット合成型ハイブリッドＡＲＱにおいて用いられる再送要求信号としてのＮＡＣＫ信号を受信した送信機側は、再送パケットのサブキャリア上のシンボル配置を、前回の送信時とは異ならせて送信するように構成される。その場合、前回の送信時と比較して周波数相関が十分に小さくなるようにサブキャリア上にシンボルが再配置される。本発明は、送受信側の双方でサブキャリア上の再配置規則が既知であればよく、再配置規則としては様々なパターンを使用することができる。

ところで、上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、マルチキャリア変復調方式を用いてパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信し、再送されたパケットの情報と先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケット伝送の再送制御を行うパケット伝送の再送制御方法において、
前記パケットを再送する際に、当該パケットを送信するサブキャリアに対するシンボルの配置を、前回のパケット送信時に対して受信側で算出された周波数相関帯域幅より離れたサブキャリアの配置となるように制御することを特徴とするパケット伝送の再送制御方法である。

さらに、請求項２に記載された発明は、マルチキャリア変復調方式によってパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信して、再送されたパケットの情報と、先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケットを送受信する移動通信システムに用いられる送信機において、
前記パケットを再送する際に、当該パケットを送信するサブキャリアに対するシンボルの配置を、前回のパケット送信時に対して前記受信側で算出された周波数相関帯域幅より離れたサブキャリアに再配置する再配置手段を備えたことを特徴とする送信機である。

又、請求項３に記載された発明は、マルチキャリア変復調方式によってパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信して、再送されたパケットの情報と、先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケットを送受信する移動通信システムに用いられる受信機において、
前記送信側から再送されてくるパケットのサブキャリアに対するシンボルの配置を、変更前の状態に再配置する再配置手段と、
前回のパケット送信時における周波数相関帯域幅を算出する周波数相関帯域幅算出手段と、
前記周波数相関帯域幅算出手段によって算出された周波数相関帯域幅を送信側に通知する通知手段とを備えたことを特徴とする受信機である。

更に、請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された受信機において、
前記マルチキャリア変復調方式が、時間軸方向に拡散処理を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式であることを特徴とする受信機である。

また、請求項５に記載された発明は、請求項３に記載された受信機において、
前記マルチキャリア変復調方式が、周波数軸方向に拡散処理を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式であることを特徴とする受信機である。

本発明によれば、周波数軸上の相関が低いサブキャリアを利用して再送パケットを送信しているため、大きなダイバーシチ利得が得られる。したがって、最大ドップラー周波数が低い環境下であってもパケット合成によるダイバーシチ利得が得られることから、パケット合成型のハイブリッド自動再送要求方式において大幅な伝送特性の向上を図ることが可能となる。そのため、本発明を適用することで、パケットの伝送速度を高速化した場合であっても、伝搬路状態によらず、常に良好な通信品質を維持することが可能なパケット伝送の再送制御方法、及びこれを用いた移動通信システム、並びにこの移動通信システムに用いる送信機及び受信機を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るパケット伝送の再送制御方法を適用したＭＣ−ＣＤＭＡ方式の移動通信システムである。

この移動通信システム１は、送信側としての基地局２と、受信側としての移動局３とを備えている。なお、移動局３は、便宜上、１つのみ図示されているが、実際には、複数の移動局３が配置されていることは勿論である。

また、上記移動通信システム１は、マルチキャリア変復調方式として時間領域で拡散するＭＣ−ＣＤＭＡ方式を用いて送信機と受信機との間でパケット伝送を行うものであるが、送信機としては基地局２に配備される送信機を、受信機としては個々のユーザが使用する移動局３としての受信機を、それぞれ想定しており、本発明は、主にダウンリンク（基地局から移動局へ）の通信において適用されるものである。但し、これに限定されるものではない。

図２において、符号１００は基地局２に配備される送信機を示すものであり、この送信機１００は、大別して、データストリーム出力部１０１と、チャネル符号化部１０２と、１次変調部１０３と、バッファメモリ１０４と、再配置手段としてのシンボル再配置（アロケータ）部１０５と、再配置制御手段としてのシンボル再配置（アロケータ）制御部１０６と、拡散処理部１０７と、Ｓ／Ｐ（Serial／Parallel）変換部１０８と、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）部１０９と、ガードインター バル（ＧＩ）付加部１１０とを備えている。なお、上記逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１０９は、逆離散フーリエ変換部（ＩＤＦＴ）としても良い。

上記データストリーム出力部１０１には、文字情報や画像情報などのディジタル情報からなる送信データ１１１が順次入力され、このデータストリーム出力部１０１からは、複数の送信データ１１１が一連のデータストリーム１１２として出力される。このデータストリーム出力部１０１から出力されたデータストリーム１１２は、チャネル符号化部１０２に入力され、当該チャネル符号化部１０２では、データストリーム１１２に対して誤り検出符合化及び誤り訂正符号化等の所定の符号化処理が施される。上記チャネル符号化部１０２によって符号化された符号化データ１１３は、１次変調部１０３によって、所定ｂｉｔ数毎に１次変調され、シリアル信号としての送信シンボル列１１４が生成される。この１次変調器１０３における変調方式の指定は、１つのパケットに収まる符号化データ１１３毎に行うことも可能となっている。上記１次変調器１０３では、例えば、符号化データ１１３に対して、位相変調の一種であるＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）変調、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調や、振幅変調の一種である１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）変調、６４ＱＡＭ変調等の変調が施されるが、他の変調が施されるように構成しても勿論良い。

上記１次変調器１０３によって１次変調された送信シンボル列１１４は、拡散処理部１０７により所定の拡散符号を用いて時間領域で拡散された後、Ｓ／Ｐ変換器１０８によってパラレル信号である１つのパケットを構成するサブチャネル信号１１５₀ 〜１１５_N-1 に変換される。また、上記送信シンボル列１１４は、同時にバッファメモリ１０４に一時記憶される。上記シリアル／パラレル変換器１０８によってパラレル信号に変換された各サブチャネル信号１１５₀ 〜１１５_N-1 は、逆高速フーリエ変換器１０９によって複数のサブキャリアに対応したマルチキャリア変調信号１１６に変換される。更に、上記マルチキャリア変調信号１１６には、ガードインターバル付加器１１０によってガードインターバル（ＧＩ）信号が付加されることにより、１つのパケットのデータシンボルを構成する送信シンボル１１７が生成される。上記１パケット毎の送信シンボル１１７は、図示しないフィルター等を介して送信アンテナ１１８から送信される。

さらに、上記基地局２は、図２に示すように、受信器部１２０と、当該受信器部１２０で受信されたＡＣＫ信号と再送要求信号としてのＮＡＣＫ信号とに基づいて、データストリーム出力部１０１におけるデータの送出を制御するデータ送出制御部１２１とを備えている。また、上記データ送出制御部１２１は、受信器部１２０でＡＣＫ（入力待機解除）信号を受信すると、データストリーム出力部１０１によって次のパケットに相当するデータストリーム１１２を送出するように制御するとともに、受信器部１２０でＮＡＣＫ（入力待機）信号を受信すると、データストリーム出力部１０１によって次のデータストリーム１１２を送出する動作を一時待機するように構成されている。さらに、上記シンボル再配置制御部１０６は、受信器部１２０でＮＡＣＫ（入力待機）信号を受信すると、シンボル再配置部１０５によってバッファメモリ１０４に記憶された各シンボルの位置を再配置するように制御を行うようになっている。また、このシンボル再配置制御部１０６は、受信器部１２０でＡＣＫ（入力待機解除）信号を受信した場合には、シンボル再配置部１０５による各シンボルの再配置制御を行わないで、後続のパケットの送信を開始する。

また、上記ガードインターバル付加器１１０は、逆高速フーリエ変換器１０９の出力の一部、例えば、後端の１／４を切出して、当該切出したガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）信号を、逆高速フーリエ変換器１０９の出力１１６の先頭に付加することにより、送信シンボル１１７を構成するようになっている。このように、上記ガードインターバル（ＧＩ）は、例えば、図３に示すように、ＯＦＤＭのシンボル長の１／４の長さに設定され、送信される全シンボル長は、ＯＦＤＭシンボル長の５／４となる。但し、上記ガードインターバル（ＧＩ) 長は、ＯＦＤＭのシンボル長の１／４の長さに限定されるものではなく、他の値に設定しても良いことは勿論である。

上述したＭＣ−ＣＤＭＡ方式における送信シンボル１１７は、図４に示すように、ＯＦＤＭ方式を用いて多重化されており、互いに直交関係にある複数のサブキャリア信号３０１によって構成されている。サブキャリア信号３０１の数Ｎは、例えば、１０２４に設定されるが、これに限定されるものではないことは勿論である。ここで、Ｎ個のサブキャリア３０１が占めるバンド幅は、例えば、４０．９６ＭＨｚとなる。

また、上記Ｎ個のサブキャリア信号３０１は、必ずしもすべてのサブキャリア信号３０１を常時使用する必要はなく、例えば、Ｎ個のサブキャリア信号３０１を複数のブロックに分割し、ユーザの要求する伝送速度に応じて、適宜数のブロックのサブキャリア信号３０１を使用するように構成しても良い。

このように、常時全帯域のサブキャリアに拡散シンボルを割当てるのではなく、ユーザの伝送速度に応じたサブキャリア数を割当てる方式は、サブキャリア可変割当てＭＣ−ＣＤＭＡ（ＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡ：Sub-carrier Selecting ＭＣ−ＣＤＭＡ）方式と 呼ばれるものである。

また、パイロットシンボル３０２は、データシンボル３０３と共に時間軸方向へ拡散されており、符号多重化されている。ここで、パイロット信号３０２は、例えば、オール「１」のコードで拡散され、パイロット信号３０２の時間波形は、時間軸で連続するすべてのＯＦＤＭシンボルで等しく設定される。

なお、ここでは、データシンボル３０３とパイロットシンボル３０２とを、時間軸方向に拡散した場合について説明したが、これらデータシンボル３０３とパイロットシンボル３０２とを、周波数軸方向に拡散した場合でも、同様に適用できることは勿論である。

そして、時間軸方向へ拡散された個々のキャリア信号を、逆高速フーリエ変換器１０９によって逆高速フーリエ変換して重ね合わせることにより、ベースバンドＯＦＤＭ信号が生成される。

ところで、この実施の形態に係るパケット伝送の再送制御方法では、マルチキャリア変復調方式を用いてパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信し、再送されたパケットの情報と先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケット伝送の再送制御を行うパケット伝送の再送制御方法において、前記パケットを再送する際に、当該パケットを送信するサブキャリアに対するシンボルの配置を、前回のパケット送信時と異ならせるように制御するように構成されている。

また、この実施の形態に係る移動通信システムでは、マルチキャリア変復調方式を用いて送信機と受信機との間でパケット伝送を行うとともに、受信機側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信機側にパケットの再送要求信号を送信し、再送されたパケットの情報と先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求信方式を用いてパケット伝送を行う移動通信システムにおいて、前記送信機は、パケットを再送する際に、当該パケットを送信するサブキャリアに対するシンボルの配置を、前回のパケット送信時と異なるように再配置する再配置手段を備えるとともに、前記受信機は、前記送信機から再送されてくるパケットのサブキャリアに対するシンボルの配置を、変更前の状態に再配置する再配置手段を備えるように構成されている。

また、この実施の形態では、前記パケットを再送する際に、前記サブキャリアに対するシンボルの配置を変更する規則として、送信機及び受信機側の双方で予め既知の再配置規則を使用するように構成されている。

すなわち、上記送信機１００では、上述したように、受信器部１２０でＮＡＣＫ（（Negative Acknowledgement ：入力待機）信号を受信すると、データ送出制御部１２１によってデータストリーム出力部１０１から次のパケットに相当するデータストリーム１１１を出力するのを待機するように構成されている。また、上記シンボル再配置制御部１０６は、受信器部１２０でＮＡＣＫ（入力待機）信号を受信すると、シンボル再配置部１０５によってバッファメモリ１０４に記憶された送信シンボル列１１４の各シンボルのサブキャリアに対する配置を変更するように制御を行うものである。上記シンボル再配置部１０５は、送信シンボル列１１４の各シンボルと、サブキャリアの対応関係を変更することができるものであれば良い。

上記シンボル再配置部１０５では、図１に示すように、例えば、送信シンボル列１１４のシンボルの総数を８個とすると、１番目のシンボルＳ１〜８番目のシンボルＳ８からなるシンボル列１１４が入力されると、予め決められた再配置規則に従って、各シンボルＳ１〜Ｓ８の配置を変更して再配置するように構成されている。シンボル再配置部１０５は、例えば、１番目のシンボルＳ１〜８番目のシンボルＳ８のうち、先頭のシンボルＳ１から順に所定数ｎ（図示例では、ｎ＝２）だけ後方にずらすとともに、最後のｎ個のシンボルＳ７、Ｓ８を、そのままの順番で先頭に移動させるように構成されている。このシンボルの再配置規則では、シンボルの総数が多い場合でも、シンボル全体で順次シンボルを再配置するように決定されている。なお、後方にずらすシンボルの数ｎは、適宜変更することが可能となっている。

上記シンボルの再配置規則としては、図１に示すものに限らず、図５に示すように、複数（例えば、１０２４個）のサブキャリアを３２個のサブキャリアずつ複数（例えば、３２個）のブロックに分割し、各ブロックの中で、先頭のシンボルＳ１から順に所定数ｎ（図示例では、ｎ＝８）だけ後方にずらすとともに、最後のｎ個のシンボルを、そのままの順番で先頭に移動させるような再配置規則を採用しても良い。

また、上記シンボルの再配置規則としては、複数のサブキャリアに対応したシンボルを乱数等を用いてランダムに再配置するような再配置規則を用いても良い。ただし、この場合には、ランダムに再配置する際に用いた乱数として、送受信機の双方で既知のものを用いる必要がある。

上記シンボル再配置部１０５で再配置された送信シンボル列１１４は、図２に示すように、通常と同様に、拡散処理部１０７で時間軸方向に拡散処理された後に、Ｓ／Ｐ変換器１０８によってパラレル信号であるサブチャネル信号１１５0 〜１１５N-1 に変換されるとともに、逆高速フーリエ変換器１０９によってマルチキャリア変調信号１１６に変換され、ガードインターバル付加器１１０によってガードインターバル（ＧＩ）信号が付加されて、再送パケットである送信シンボル１１７として送信される。

図２は時間領域で拡散するＭＣ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムにおける受信機の構成をも示すブロック図である。

この実施の形態１では、マルチキャリア変復調方式によってパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信して、再送されたパケットの情報と、先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケットを送受信する移動通信システムに用いられる受信機において、前記送信側から再送されてくるパケットのサブキャリアに対するシンボルの配置を、変更前の状態に再配置する再配置手段を備えるように構成されている。

上記受信機２００は、主として、ガードインターバル（ＧＩ）除去部２０１と、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform ）部２０２と、Ｐ／Ｓ（Parallel／Serial）変換部２０３と、逆拡散処理部２０４と、伝搬路推定部２０５と、伝搬路補償部２０６と、複数のバッファメモリからなる第１のバッファメモリ２０７と、パケット合成型ＨＡＲＱ制御部２０８と、複素合成部２０９と、第２のバッファメモリ２１０と、シンボル再配置（デアロケータ）部２１１と、シンボル再配置（デアロケータ）制御部２１２と、一次復調部２１３と、第１のチャネル復号部２１４と、第２のチャネル復号部２１５と、送信器部２１７を介してＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信するように制御するＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信制御部２１６とを備えている。なお、上記高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部２０２は、離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）としても良い。

上記受信機２００では、受信アンテナ２１８で受信されフィルター（図示せず）を介した受信信号２１９がガードインターバル除去器２０１に入力され、当該ガードインターバル除去器２０１によって受信信号２１９からガードインターバル（ＧＩ）が除去される。その後、ガードインターバル（ＧＩ）が除去された受信信号２２０は、高速フーリエ変換器２０２によりサブキャリア毎の受信信号２２１₀ 〜２２１_N-1 が求められる。上記高速フーリエ変換器２０２によってサブキャリア毎に求められた受信信号２２１₀ 〜２２１_N-1 は、Ｐ／Ｓ変換器２０３によりシリアル信号に変換されて、受信シンボル列２２２が得られる。上記受信シンボル列２２２は、逆拡散処理部２０４によって時間領域で逆拡散される。この逆拡散処理部２０４によって逆拡散された受信シンボル列２２３は、伝搬路補償部２０６によって伝搬路特性が補償された後、受信シンボル列２２４として第１のバッファメモリ２０７に一旦記憶される。なお、再送されたパケットの受信シンボル列２２４は、伝搬路補償部２０６によって伝搬路特性が補償された後、第２のバッファメモリ２１０に一旦記憶される。なお、上記受信シンボル列２２４が第１のバッファメモリ２０７に記憶されるか、又は第２のバッファメモリ２１０に記憶されるかは、当該受信シンボル列２２４の受信回数によって決定される。即ち、初回のパケットの受信シンボル列２２４であれば、第１のバッファメモリ２０７が初回の受信信号であることを判別し、当該第１のバッファメモリ２０７に記憶し、再送されたパケットの受信シンボル列２２４であれば、第２のバッファメモリ２１０が２回目以降の受信シンボル列２２４であることを判別して、当該第２のバッファメモリ２１０に記憶する。

さらに、上記受信シンボル列２２４は、１次復調部２１３によって復調された後、第１のチャネル復号部２１４によって誤り訂正符号を用いて復号されるとともに、第２のチャネル復号部２１５によって誤り検出符号を用いて復号の誤りが検出される。その際、上記第２のチャネル復号部２１５によって復号の誤りが検出された場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信制御部２１６からＮＡＣＫ信号を送信するように制御され、送信器部２１７からは、ＮＡＣＫ信号が送信アンテナ２３０を介して送信機１００に向けて出力される。また、上記第２のチャネル復号部２１５によって復号の誤りが検出されなかった場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信制御部２１６からＡＣＫ信号を送信するように制御され、送信器部２１７からは、ＡＣＫ信号が送信アンテナ２３０を介して送信機１００に向けて出力されるようになっている。

また、上記ＮＡＣＫ信号に応じて送信機１００から再送されたパケットは、第２のバッファメモリ２１０に一旦記憶された後、シンボル再配置部２１１に送られ、当該シンボル再配置部２１１によって再送パケットのシンボル配置が元の位置に再配置される。

上記シンボル再配置制御部２１２は、予め送信機１００がパケットを再送する際に、シンボルをどのように再配置するかを示す再配置規則に関する情報を有しており、当該シンボル再配置制御部２１２は、送信機１００からパケットが再送される毎に、予め既知の再配置規則に従って再送パケットのシンボル配置を元の位置に再配置するようにシンボル再配置部２１１を制御するように構成されている。

上記シンボル再配置部２１１は、例えば、図６に示すように、シンボル再配置制御部２１２からの信号に基づいて、先頭の所定数ｎのシンボルＳ７、Ｓ８を最後に移動させ、ｎ＋１番目のシンボルを先頭にして順に先頭側へずらすように再配置させるようになっている。同様に、上記シンボル再配置部２１１では、再送パケットを受信するたびに、シンボル再配置制御部２１２からの信号に基づいて、先頭の所定数ｎのシンボルを最後に移動させ、ｎ＋１番目のシンボルを先頭にして順に先頭側へずらすように移動させるようになっている。

また、上記パケット合成型ＨＡＲＱ制御部２０８は、再送パケットがシンボル再配置部２１１によってシンボル配置が元の位置に再配置されると、当該再配置されたシンボル列２２４は、第１のバッファメモリ２０７の他のメモリにバッファリングされる。すると、上記第１のバッファメモリ２０７の他のメモリにバッファリングされた再送パケットは、第１のバッファメモリ２０７に記憶された初回の誤りパケットとともに複素合成部２０９に送られ、当該複素合成部２０９では、逆拡散処理された軟判定情報である初回の誤りパケットと再送パケットとが複素合成される。この複素合成部２０９で複素合成された初回パケットと再送パケットは、１次復調部２１３に送られて復調され、再度、第１のチャネル復号部２１４によって誤り訂正符号を用いて復号されるとともに、第２のチャネル復号部２１５によって誤り検出符号を用いて復号の誤りが検出される。そして、上記第２のチャネル復号部２１５によって復号の誤りが検出されなかった場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信制御部２１６からＡＣＫ信号を送信するように制御され、送信器部２１７からは、ＡＣＫ信号が送信アンテナ２３０を介して送信機１００に出力される。また、上記第２のチャネル復号部２１５によって復号の誤りが検出されてしまった場合には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信制御部２１６から再度ＮＡＣＫ信号を送信するように制御され、送信器部２１７からは、ＮＡＣＫ信号が送信アンテナ２３０を介して送信機１００に出力されるようになっている。

上記パケット合成型ＨＡＲＱ制御部２０８では、Chase combining 法を採用するように構成されているが、これに限らず、Incremental redundancy法を採用しても良い。パケット合成型ＨＡＲＱ制御部２０８は、複素合成部２０９に対して、採用している方式がChase combining 法かIncremental redundancy法かを示す情報と、Incremental redundancy法を採用している場合には、使用しているパンクチャ規則を通知するように構成されている。また、上記パケット合成型ＨＡＲＱ制御部２０８は、Incremental redundancy法を採用している場合には、図２中、符号２３５に示すように、合成後の符号化率を第１のチャネル復号部２１４に通知するように構成され、第１のチャネル復号部２１４は、通知された符号化率に応じたチャネル復号を行うものとなっている。

なお、上記ＮＡＣＫ信号を送信する回数は、例えば、１回にのみ設定されるが、このＮＡＣＫ信号を送信する回数は、任意であり、２回、３回など、複数回に設定しても良い。

このように、上記ＭＣ−ＣＤＭＡ方式を採用した移動通信システム１においては、第２のチャネル復号部２１５によって受信機２００側で受信したパケットの復号に誤りがあったことが検出されると、再送要求信号としてのＮＡＣＫ信号を送信機１００側に送り、送信機１００側からパケットを再送することによって、パケット伝送における高い信頼性を確保するように構成されている。

その際、上記移動通信システム１では、誤りパケットの復号前の軟判定情報を受信機２００の第１のバッファメモリ２０７で保存し、次に受信した再送パケットの軟判定情報と複素合成部２０９によって合成するパケット合成型のハイブリッドＡＲＱ方式が採用されている。このパケット合成型ハイブリッドＡＲＱは、一度受信したパケットが誤りパケットであっても、廃棄せずにその軟判定情報を再利用することによってパケット伝送効率を向上させることができる。

図７はこのパケット合成型のハイブリッドＡＲＱの動作を示す説明図である。

上記パケット合成型ハイブリッドＡＲＱには、主に、(a)Chase combining 法と、(b)Incremental redundancy法の２つの方法がある。

上記Chase combining 法では、図７に示すように、受信機２００側で受信パケットの復号に失敗し、受信パケットに誤りが検出されると、受信機２００の送信器部２１１から送信機１００側に再送要求信号としてＮＡＣＫ信号を送信してパケットの再送要求を行うとともに、受信パケットの復号前の軟判定情報を受信機２００の第１のバッファメモリ２０７に保存する。そして、送信機１００側は、図２に示すように、ＮＡＣＫ信号を受信器部１２０で受信すると、同一パケットをサブキャリアに対するシンボルの配置を変更して再配置した状態で再度受信機２００側に送信する。受信機２００側は、再送パケットを受信すると、再送パケットのシンボルを元の状態に再配置した上で、当該再送パケットの復号前の軟判定情報と、先に保存している誤りパケットの軟判定情報とを合成してから復号を行うようになっている。受信機２００側は、同じ情報を送信した複数のパケットを合成することでダイバーシチ利得が得られ、誤り率特性を改善することが可能となる。

一方、Incremental redundancy法では、図７（ｂ）に示すように、送信機１００側はパンクチャド符号化されたパケットを送信する。送信機１００側でＮＡＣＫ信号を受信した場合は、先に送信したパケットに適用した消去規則と異なる消去規則を用いて再送パケットをパンクチャド符号化し、送信する。再送パケットを受信した受信機２００側は、ＮＡＣＫ送信時に保存した誤りパケットの軟判定情報と受信した再送パケットの軟判定情報を組み合わせて復号を行うようになっている。受信機２００側は、異なる消去規則のパンクチャド符号を組み合わせることでパンクチャド前の符号語に近付けることが可能となる。この結果、再送の度に符号化率を例えば３／４から３／８に小さくすることと等価になることから、誤り率特性の改善を図ることができるようになっている。

以上の構成において、この実施の形態に係る移動通信システムでは、次のようにして、周波数選択性フェージング環境下では、周波数をある程度離せばサブキャリア間の相関を小さくすることができることに着目し、パケットを再送する際に異なるサブキャリアにシンボル配置を変更して送信することによって、高速パケット伝送を実現しつつ、最大ドップラー周波数が低い伝搬路環境においても、パケットの再生率を向上させることができ、伝送特性を大幅に改善することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係る移動通信システム１では、図８に示すように、基地局２の送信機１００からパケットを所定のタイミングで順次送信するとともに、移動局３の受信機２００によって受信して復調した後、復号するようになっている。上記移動局３の受信機２００は、図９に示すように、パケット信号を受信すると（ステップ１０１）、第２のチャネル復号部２１５によって受信したパケットの復号に誤りがあった否かが検出され、パケットの復号に誤りがなかった場合には、送信機１００に向けてＡＣＫ信号を送り（ステップ１０２）、パケットの復号に誤りがあった場合には、送信機１００に向けてＮＡＣＫ信号を送るとともに（ステップ１０３）、パケットの軟判定情報を第１のバッファメモリ２０７に保存する（ステップ１０４）。

一方、上記基地局２の送信機１００は、図１０に示すように、パケットを送信した後（ステップ２０１）、移動局３の受信機２００側からＡＣＫ信号を受信すると（ステップ２０２）、次のパケットを送信する（ステップ２０１）。また、上記送信機１００は、パケットを送信した後に（ステップ２０１）、移動局３の受信機２００側からＮＡＣＫ信号を受信した場合には（ステップ２０３）、パケットを再送した回数をカウントし（ステップ２０４）、当該再送回数が最大再送回数以上である場合には、送信を停止する（ステップ２０５）。なお、送信を停止した後は、上位層のアプリケーションの指示に従い、接続を切断したり、該当パケットの送信を断念して、次のパケットを送信するような制御が行われる。

また、再送回数が最大再送回数以上でない場合には、再送パケットを再送回数と再配置規則に基づき、再送パケットのシンボルをシンボル再配置部１０５によって再配置した後（ステップ２０６）、再送パケットを送信する（ステップ２０１）。

これに伴って、移動局３の受信機２００は、図９に示すように、再送パケットを受信すると（ステップ１０５）、第２のバッファメモリ２１０に保存し、再送パケットを再送回数と再配置規則に基づき、再送パケットのシンボルをシンボル再配置部２１１によって元の位置に戻し、第１のバッファメモリ２０７に保存する（ステップ１０６）。そして、上記受信機２００は、第１のバッファメモリ２０７に保存されている誤りパケットと、再送パケットの軟判定情報を複素合成部２０９によって合成し（ステップ１０７）、復調した後、第２のチャネル復号部２１５によって復号に誤りがあった否かが検出される。その後、パケットの復号に誤りがなかった場合には、送信機１００に向けてＡＣＫ信号を送り（ステップ１０２）、パケットの復号に誤りがあった場合には、送信機１００に向けてＮＡＣＫ信号を送る（ステップ１０３）。

このように、上記実施の形態に係る移動通信システム１では、図８に示すように、基地局２の送信機１００からパケットを所定のタイミングで順次送信するとともに、移動局３の受信機２００によって受信し、受信したパケットの復号に誤りがあった否かが検出され、パケット復号の誤りの有無によって、ＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号を送信するようになっている。

そして、上記送信機１００では、ＮＡＣＫ信号を送信して、復号に誤りがあったパケットを再送する際に、そのままパケットを再送するのではなく、図１に示すように、当該パケットのサブキャリアに対するシンボルの配置を異ならせて再配置した状態で送信する。このシンボルを配置することによって、同一のシンボルを再送する際のサブキャリアが、誤りパケットの送信時に比べて、例えば、一般的な市街地における周波数相関帯域幅（２００ｋＨｚ程度）以上離れるように設定して、再送パケットを送信する際の周波数に対する受信レベルが、図１１に示すように、誤りパケットの送信時と異なる時間ダイバーシチ効果を確実に得ることができ、誤りパケットと再送パケットの軟判定情報とを合成することによって、非常に高いパケットの再生効率を得ることができ、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式を採用することによって、高速パケット伝送を実現しつつ、最大ドップラー周波数が低い伝搬路環境においても、パケットの再生率を向上させることができ、伝送特性を大幅に改善することが可能となっている。

その際、上記移動局３の受信機２００では、誤りパケットと再送パケットの軟判定情報とを合成するにあたって、再送パケットではシンボル配置が変更されているため、元の位置に再配置した後に合成するように構成されている。

上記シンボルの再配置は、シンボル再配置部によって極めて容易に行うことができ、送信機１００及び受信機２００として、装置の構成上、ハードウエアの構成が複雑となったり、処理が煩雑となることもなく、低コスト及び処理の負担を増大させることなく、実現することが可能である。

実験例１
本発明者らは、本発明の効果を確認するために、ＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡ方式に上記実施の形態１に係る方法を適用した移動通信システム及び送受信機において、伝送特性がどのように改善するかを計算機シミュレーションによって評価する実験を行った。尚、本実験例では、パケット合成型ハイブリッドＡＲＱとして図３に示すchase combining 法を用いて評価した。

図１２は計算機シミュレーションの条件を示したものである。シンボル変調は、ＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭとし、サブキャリア総数はＮｃ＝１０２４、サブキャリア間の直交周波数間隔はΔｆ＝４０ｋH ｚとして、使用周波数帯域幅はｆB ＝４０．９６ＭＨｚとした。このとき、マルチキャリア信号（ＯＦＤＭシンボル）の１シンボル長はＴｓ＝２５．０μｓであるが、シンボル間干渉を低減するためのガードインターバルをＴGI＝６．２５μｓ（Ｔｓ／４）だけ付加した。拡散コードは拡散長がＰＧ＝１６のＷＨ( Ｗａｌｓｈ Ｈａｄａｍａｒｄ）符号を用い、コード拡散方向は時間軸方向とした。受信機２００側での逆拡散処理は等利得合成（ＥＧＣ：Eqaul Gain Combining)を用いた。同期検波に必要なパイロットシンボルはデータシンボルにコード多重するため、コード多重数Ｃ_max は１５としている。本実験例では簡単のためチャネル推定値は理想的に得られるものとする。誤り訂正符号には、拘束長がＫ＝７、符号化率がｒ＝１／２の畳み込み符号を用い、復号には軟判定ビタビアルゴリズムを用いた。

図５はこの実験例１で使用した送信フレームの構成を示したものである。再送単位であるフレーム長は０．５ｍｓｅｃ、ＡＲＱの再送時間間隔は１０ｍｓｅｃとした。

受信機２００側でデータシンボルを逆拡散して復号を行い、誤りビットが発生した場合は送信機１００側から再送パケットのフレームを送信する。ここで誤り検出は理想的に行われ、またＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の送信は誤りなく行われると仮定し、最大再送回数はここでは１回としていた。また、再送フレームのサブキャリア上のシフト量Δｎは８とした。このとき、再送前後の周波数差はΔｆｓ＝３２０ｋＨｚ（＝ΔｆΔｎ）となり、一般的な市街地での周波数相関帯域幅が２００ｋＨｚ程度（遅延スプレッドは１．０μｓｅｃ) であることを考慮すれば、合成するシンボル間の相関は十分に小さい値となっていると考えることができる。ただし、ＳＣＳ−ＭＣ−ＣＤＭＡでは３２サブキヤリアを１ブロックとしてユーザに割当てることが想定されているため、１ブロック（３２サブキャリア）内に閉じてシンボル再配置のサブキャリアシフトを行っている。そのため、図５のように拡散シンボルＳ₁ ，Ｓ₂ ，…, Ｓ₃₂，Ｓ₃₃，…, Ｓ₁₀₂₄を、初回の送信パケットではサブキャリアｆ₁ ，ｆ₂ ，…, ｆ₃₂，ｆ₃₃，…, ｆ₁₀₂₄を用いて送信し、再送パケットではサブキャリアｆ₉ ，ｆ₁₀，…, ｆ₈ ，ｆ₄₁，…, ｆ₁₀₀₀を用いて送信している。

また、送信機１００と受信機２００との間の無線区間における伝搬路モデルとして、本実験例１では、図１３に示すように、離散パスモデルを用いている。本実験例１で、市街地におけるパスモデルを想定しており、受信パス数をＭ＝１５、各パスの平均受信電力は先頭波から順に｜Δｋ｜＝１．５ｄＢだけ減衰していく指数関数モデルとした。各パスの瞬時変動は独立なレイリー分布に従うものとし、各パスの平均受信電力Γ_k はその和が０ｄＢ（Σ^M _k=1 １０¹⁰＝１）となるように正規化している。また、各パスの遅延時間差は全て等しくΔτｓｅｃとする。遅延スプレッドσs については、各パスの遅延時間差Δτを変化させることで与えており、本実験例１では、最大ドップラー周波数がｆ_D ＝１．０Ｈｚ、遅延スプレッドがσ_s ＝１．０μｓｅｃの場合について評価を行った。

図１４乃至図１６は上記実験例１における計算機シミュレーションの結果を示すグラフである。

ここでは、本実施の形態１の方法を適用した場合（Proposed）の改善効果を、(i) 再送制御を行わない場合( Ｎ_max ＝０）、(ii)従来のChase combining 法の場合（従来法:Conventional ）、(iii) 従来のChase combining 法でｆ_D Δｔ＝∞とした場合（Ideal ）と比較して評価した。

図１４（ａ）は１次変調をＱＰＳＫとした場合の平均Ｅ_b ／Ｎ₀ とビット誤り率特性の関係を、図６（ｂ）は平均Ｅ_b ／Ｎ₀ とフレーム誤り率特性をそれぞれ示したものである。ただし、最大再送回数はＮ_max ＝１、最大ドップラー周波数はｆD ＝１．０Ｈｚ、再送時間間隔はΔｔ＝１０ｍｓｅｃ（ｆ_D Δｔ＝０．０１）、遅延スプレッドはσ_s ＝１．０μｓｅとしている。また、各ユーザのＥ_b ／Ｎ₀ はパイロットシンボルの電力を考慮しておらず、パイロットシンボルと１ユーザあたりのデータシンボルは等しいものとしている。

図１４（ａ）から明らかなように、本実施の形態を適用した場合、ビット誤り率１０^-4をを満たす所要Ｅ_b ／Ｎ₀ は約４．５ｄＢであり、従来のChase combining 法と比較して約２．０ｄＢ改善されることが分かる。また、図１４（ｂ）からは、フレーム誤り率１０-3を満たす所要Ｅ_b ／Ｎ₀ は６ｄＢであり、従来のChase combining 法と比較して同じく約２．０ｄＢ改善されることが分かる。

また、図１５（ａ）は１次変調が１６ＱＡＭの場合の平均Ｅ_b ／Ｎ₀ とビット誤り率特性の関係を、図１５（ｂ）は平均Ｅ_b ／Ｎ₀ とフレーム誤り率特性をそれぞれ示したものである。

図１５（ａ）より、本実施の形態を適用した場合、ビット誤り率１０^-4を満たす所要Ｅ_b ／Ｎ₀ は約１２．５ｄＢであり、従来のChase combining 法と比較して約５．５ｄＢ改善されることが分かる。また、図７（ｂ）からは、フレーム誤り率１０^-2を満たす所要Ｅ_b ／Ｎ₀ は約１３．０ｄＢであり、従来のChase combining 法と比較して約7 ．０ｄＢ改善されることが分かる。

さらに、図１４及び図１５より、本実施の形態に係る方法は、従来法では最大ドップラー周波数が非常に小さくて時間ダイバーシチ効果が殆ど得られない場合（ｆ_D Δｔ＝０．０１、ｆ_D ＝１Ｈｚ）でも、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭともに理想に近い誤り率特性を実現していることがわかる。

図１６は平均Ｅ_b ／Ｎ₀ とスループット特性の関係を示したものである。ただし、縦軸は理想的な伝送状態にあるＱＰＳＫのスループットで規格化した相対スループットを示している。

図１６（ａ）はＱＰＳＫの場合、同（ｂ）は１６ＱＡＭの場合をそれぞれ示している。

図１６から明らかなように、本実施の形態に係る方法は、従来法と比較してスループットを大きく改善できることが分かった。特に、１６ＱＡＭにおけるスループットの改善効果は大きく、従来法では平均Ｅ_b ／Ｎ₀ が１３ｄＢ以上の領域で１６ＱＡＭのスループットがＱＰＳＫのスループットを上回っているのに対し、提案法では平均Ｅ_b ／Ｎ₀ が９ｄＢ以上の領域で１６ＱＡＭのスループットがＱＰＳＫのスループットを上回っていることがわかる。

図１７乃至図１９は、最大再送回数を３に設定した場合における１次変調がＱＰＳＫと１６ＱＡＭのそれぞれの誤り率特性とスループットの関係を示したものである。

図１７乃至図１９から明らかなように、最大再送回数を３に設定した場合における改善効果は大きく、最大再送回数を３に設定した場合でも、本発明を適用することで、スループット特性を改善することができることが分かる。

実施の形態２
図２０はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、パケットを再送する際に、前記サブキャリアに対するシンボルの配置を変更する規則として、前記受信機側で決定した規則を使用するとともに、当該受信機側で決定したサブキャリアの再配置規則を送信機側に通知するように構成されている。

また、この実施の形態２では、通信伝搬路環境を測定して、再送パケットにおいて周波数相関帯域幅より離れたサブキャリア配列規則を決定して、当該受信機側で決定したサブキャリアの配列変更規則を送信側に通知するように構成されている。

すなわち、この実施の形態２では、図２０に示すように、移動局としての受信機２００が、伝搬路推定部２０５から信号に基づいて周波数相関の帯域幅を算出する周波数相関帯域幅算出部２４０を備えており、この周波数相関帯域幅算出部２４０によって算出された周波数相関帯域幅の値に基づいて、再配置規則決定部２４１によってシンボルを再配置する際におけるシンボルの移動数ｎを決定するように構成されている。上記再配置規則決定部２４１によって決定された再配置規則データは、シンボル再配置制御部２１２に送られ、このシンボル再配置制御部２１２では、決定された再配置規則に基づいてシンボルの再配置制御動作が行われる。また、この実施の形態２では、図２１に示すように、予め、シンボル再配置制御部２１２が再配置のパターンテーブルを備えている。

そして、この実施の形態２では、図２２に示すように、受信機２００がパケットを受信すると、周波数相関帯域幅算出部２４０は、パイロットシンボルを用いて、図２３に示すように、伝搬路の遅延スプレッドσ_s を測定し（ステップ３０１）、測定された伝搬路の遅延スプレッドσ_s を用いて、例えば、次の式（１）に示すような関係式を用いて、周波数相関帯域幅：２×Δｆ_s を算出する（ステップ３０２）。
ρ_f ≒１／｛１＋（２π×Δｆ_s ×σ_s ）² ｝ ・・・（１）

ここで、式（１）に示す関係式は、近似的に、伝搬遅延プロファイルの分布関数を指数関数と仮定したもので、周波数差をΔｆ_s 、周波数相関係数をρ_f としている。図２４は、遅延スプレッドσ_s が異なる場合における周波数差Δｆ_s と周波数相関係数ρ_f との関係を示すグラフである。この図２４から明らかなように、例えば、遅延スプレッドσ_s が１．０μｓのとき、対数目盛において周波数差Δｆ_s が２００ｋＨｚ以上であれば、周波数相関係数ρf が略０．２以下となり、略無相関とみなせることがわかる。したがって、図１２に示すシミュレーション諸元において、Δｎ＝８サブキャリアだけシフトさせれば、４０（ｋＨｚ）×８＝３２０（ｋＨｚ）異ならせることができ、周波数相関帯域幅：２×Δｆ_s ＝４００（ｋＨｚ）に近い値となり、略無相関とみなせる。

上記周波数相関帯域幅算出部２４０は、式（１）に基づいて、求めた周波数相関帯域幅：２×Δｆ_s に近くなるように、図２１に示す再配置パターンテーブルから再配置規則を決定するとともに（ステップ３０３）、決定された再配置規則データをシンボル再配置制御部２１２に送る。シンボル再配置制御部２１２は、ＮＡＣＫ信号を送信する際に、図２１に示すような再配置パターンテーブルの中から、何れのパターンの再配置規則を使用するかを、ＮＡＣＫ信号に載せて送信機１００側に送信する。

そして、送信機１００は、ＮＡＣＫ信号を受信するとともに、パターンいくつの再配置規則を使用するかを判別し（ステップ３０４）、シンボル再配置制御部１０６に再配置規則データを送るようになっている。

このように、上記実施の形態２では、伝搬路環境を測定して、再送パケットにおいて周波数相関帯域幅より離れたサブキャリア配列規則を決定して、当該受信機側で決定したサブキャリアの配列変更規則を送信側に通知するように構成されているので、実際の伝搬路環境に応じて、より適切な再配置規則を選択することができ、例えば、周波数の相関帯域幅が広い環境下等においても、常に高い信頼性を実現したパケット伝送を行うことができる。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

なお、前記実施の形態では、マルチキャリア変復調方式として、時間軸方向に拡散処理を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式を採用した場合について説明したが、本発明ではこれに限定するものではなく、マルチキャリア変復調方式として、周波数軸方向に拡散処理を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式にも適用できることは勿論である。

また、前記実施の形態では、例えば、送信機及び受信機側の双方で既知の再配列規則を１つ保持し、それを使用する場合について説明したが、これに限らず、前記送信機及び受信機側の双方でサブキャリアに対するシンボルの再配列規則を複数保持し、前記受信機側でシンボルの再配列規則を決定して、送信機側に通知するように構成しても良い。

また、前記送信機及び受信機側の双方でサブキャリアに対するシンボルの再配列規則を複数保持し、前記送信機側でシンボルの再配列規則を決定して、受信機側に通知するように構成しても良い。

その際、前記受信機側でシンボルの再配列規則を決定するにあたっては、上述したように、受信機側において、伝搬路環境を測定して、再送パケットにおいて周波数相関帯域幅より離れたサブキャリアに対するシンボルの再配列規則を決定して、送信機側に通知するように構成しても良い。

図１はこの発明の実施の形態１に係るパケット伝送の再送制御方法を示す説明図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係るパケット伝送の再送制御方法を適用した通信システムを示すブロック図である。 図３はマルチキャリア変復調方式におけるシンボル配置を示す説明図である。 図４はガードインターバルの付加方法を示す説明図である 図５はこの発明の実施の形態１に係るパケット伝送の再送制御方法を示す説明図である。 図６はこの発明の実施の形態１に係るパケット伝送の再送制御方法を示す説明図である。 図７はこの発明の実施の形態１に係る移動通信システムにおけるパケット合成型のハイブリッドＡＲＱの動作を示す説明図である。 図８はこの発明の実施の形態１に係る移動通信システムにおけるパケットの伝送状態を示す状態図である。 図９はこの発明の実施の形態１に係る移動通信システムにおける受信機の動作を示すフローチャートである。 図１０はこの発明の実施の形態１に係る移動通信システムにおける送信機の動作を示すフローチャートである。 図１１はこの発明の実施の形態１に係る移動通信システムの作用を示すグラフである。 図１２は実験例１における計算機シミューレーションの条件を示す図表である。 図１３は伝搬路のモデルを示すグラフである。 図１４は実験例１における計算機シミューレーションの結果を示すグラフある。 図１５は実験例１における計算機シミューレーションの結果を示すグラフある。 図１６は実験例１における計算機シミューレーションの結果を示すグラフある。 図１７は実験例１における計算機シミューレーションの結果を示すグラフある。 図１８は実験例１における計算機シミューレーションの結果を示すグラフある。 図１９は実験例１における計算機シミューレーションの結果を示すグラフある。 図２０はこの発明の実施の形態２に係るパケット伝送の再送制御方法を適用した通信システムを示すブロック図である。 図２１は再配置規則を示すテーブルである。 図２２はこの発明の実施の形態２に係るパケット伝送の再送制御方法を適用した通信システムの動作を示すフローチャートである。 図２３は周波数相関帯域幅の算出法を示す説明図である。 図２４は周波数相関係数の特性を示すグラフである。 図２５は従来技術における再送パケットの周波数軸上の受信レベルを示す説明図である。

符号の説明

１：移動通信システム、１００：送信機、１０５：シンボル再配置部、１０６：シンボル再配置制御部、２００：受信機、２１１：シンボル再配置部、２１２：シンボル再配置制御部、Ｓ：シンボル。

Claims (5)

1. マルチキャリア変復調方式を用いてパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信し、再送されたパケットの情報と先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケット伝送の再送制御を行うパケット伝送の再送制御方法において、
   前記パケットを再送する際に、当該パケットを送信するサブキャリアに対するシンボルの配置を、前回のパケット送信時に対して受信側で算出された周波数相関帯域幅より離れたサブキャリアの配置となるように制御することを特徴とするパケット伝送の再送制御方法。
2. マルチキャリア変復調方式によってパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信して、再送されたパケットの情報と、先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケットを送受信する移動通信システムに用いられる送信機において、
   前記パケットを再送する際に、当該パケットを送信するサブキャリアに対するシンボルの配置を、前回のパケット送信時に対して前記受信側で算出された周波数相関帯域幅より離れたサブキャリアに再配置する再配置手段を備えたことを特徴とする送信機。
3. マルチキャリア変復調方式によってパケット伝送を行うとともに、受信側でパケットの
   復号に誤りが発生した場合に、送信側にパケットの再送要求信号を送信して、再送されたパケットの情報と、先に受信した誤りパケットの情報とを合成して受信パケットの復号を行うパケット合成型の自動再送要求方式を用いてパケットを送受信する移動通信システムに用いられる受信機において、
   前記送信側から再送されてくるパケットのサブキャリアに対するシンボルの配置を、変更前の状態に再配置する再配置手段と、
   前回のパケット送信時における周波数相関帯域幅を算出する周波数相関帯域幅算出手段と、
   前記周波数相関帯域幅算出手段によって算出された周波数相関帯域幅を送信側に通知する通知手段とを備えたことを特徴とする受信機。
4. 請求項３に記載された受信機において、
   前記マルチキャリア変復調方式が、時間軸方向に拡散処理を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式であることを特徴とする受信機。
5. 請求項３に記載された受信機において、
   前記マルチキャリア変復調方式が、周波数軸方向に拡散処理を行うＭＣ−ＣＤＭＡ方式であることを特徴とする受信機。

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