JP5446857B2 - 中継装置、無線中継方法 - Google Patents
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Description
この中継装置は、
(A)中継対象の第1データを、受信装置への再送のために一時的に格納するバッファと、
(B)受信装置からフィードバックされる信号により得られた情報に基づいて、前記第1データを再送する可能性が低いと判断した場合には、前記第1データを前記バッファに格納しないようにするバッファ制御部と、
(C)前記第1データが前記バッファに格納されず、かつ、前記第1データを受信装置に再送する場合には、送信装置に対して前記第1データの再送を要求する再送要求部と、
を備える。
この無線中継方法は、
(D)中継対象の第1データの送信に先立って、受信装置からフィードバックされる信号により得られた情報を参照し、前記第1データを再送する可能性を判定すること、
(E)前記第1データを再送する可能性が低いと判断した場合には、前記第1データを保持せずに受信装置へ送信すること、
(F)前記第1データを保持せず、かつ、前記第1データを受信装置に再送する場合には、送信装置に対して前記第1データの再送を要求すること、
を含む。
以下、第1の実施形態の無線中継システムについて説明する。
また、中継局は、中継先の移動局からフィードバックされる信号(以下、「フィードバック信号」という。)により得られる情報(以下、「参照情報」という。)として、中継局と移動局の間の無線品質を示す情報を含む様々な情報を得ている。参照情報は、中継局と移動局の間の無線品質に限られず、中継局から移動局へデータを再送する可能性を判断するための指標となる情報であれば何でも構わない。参照情報としては、上記無線品質のほか、中継局と移動局の間の距離、移動局からのデータの再送要求の頻度を示す情報等が考えられる。なお、中継局は、フィードバック信号を中継先の移動局ごとに取得する。
図2は、中継局からデータを再送しない場合の無線中継方法を示すフロー図である。図3は、中継局からデータを再送する場合の無線中継方法を示すフロー図である。なお、図2と図3では、ステップS10〜S18が共通する。
この場合、中継局は、自局に送信データを格納していないため、送信元の基地局から再度データを送信することを要求する。すなわち、中継局は、移動局からの“NACK”を受けて、データの送信元の基地局へ、データの再送要求として、再送制御信号の“NACK”を送信する(ステップS24)。基地局は、中継局からの“NACK”を受けて、データを中継局へ再送する(ステップS26)。中継局は、基地局から再送されたデータを元に、移動局へデータを再送する(ステップS28)。
また、中継局にてデータを再送する可能性が高い場合には、そのデータが中継局内の再送バッファに保持されるので、データの再送可能性の如何に関わらずすべてのデータを基地局から再送する場合と比較して、再送データの通信時間を低減できる。
以下、第2の実施形態の無線中継システムについて説明する。
本実施形態では、中継局及び移動局の具体的な構成例に基づいて説明する。また、LTE(Long Term Evolution)等では、下り信号にOFDMが適用されるが、このOFDMに基づく処理についても以下の各構成の説明において適宜言及される。
以下、実施形態の無線中継システムにおける中継局及び移動局の構成について、それぞれ図4及び図5を参照して説明する。図4は、中継局(RN)の内部構成の要部を示すブロック図である。図5は、移動局(UE)の内部構成の要部を示すブロック図である。
図4に示すように、中継局(RN)は、受信アンテナ11と、受信機12と、分離部(DMUX)13と、チャネル推定部14と、HARQバッファ15と、復調・復号部16と、復調・復号部17と、再送バッファ18と、送信バッファ19と、符号化・変調部20と、符号化・変調部21と、参照信号生成部22と、多重化部(MUX)23と、送信機24と、送信アンテナ25、情報格納部26、バッファ制御部27とを備えている。
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信方式を採る場合には、このチャネル分離部32において、GI(Guard Interval)を除去した後、所定のFFT(Fast Fourier Transform)ウィンドウが設定された上でのFFT処理により各サブキャリアの符号化シンボル列が生成される。そして、所定のサブキャリアに挿入されているデータ信号、制御信号及び参照信号を分離する処理が行われる。
分離部13で得られたデータ信号は、いったんHARQバッファ15に格納され、HARQを実行する場合に復調・復号部16へ供給される。
なお、HARQを実行することは、本実施形態において必須でないことを明記しておく。
符号化・変調部20,21はそれぞれ、送信対象のデータ信号及び制御信号に対して符号化・変調処理を行う。
送信機24は、D/A(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備える。送信機24は、多重化部23からのベースバンド信号を、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、送信アンテナ25から空間へ放射する。
図5に示すように、移動局(UE)は、受信アンテナ51と、受信機52と、分離部(DMUX)53と、チャネル推定部54と、HARQバッファ55と、復調・復号部56と、復調・復号部57と、再送制御信号生成部58と、CQI生成部59と、制御信号生成部60と、符号化・変調部61と、多重化部(MUX)62と、送信機63と、送信アンテナ64とを備えている。
分離部53は、受信信号(ベースバンド信号)を、データ信号、制御信号及び参照信号に分離する。参照信号は、例えば既知のパイロットシンボル、プリアンブル等である。
HARQバッファ55は、再送時にHARQ(Hybrid Auto Repeat reQuest)を実行するために設けられる。なお、HARQを実行することは、本実施形態において必須でないことを明記しておく。
このCQIは、中継局にて参照情報を得るために、中継局へ送信されるフィードバック信号の一例である。
次に、本実施形態の中継局におけるバッファ制御部27の動作について、図6を参照して説明する。図6は、バッファ制御部27の動作の要部を示すフローチャートである。
バッファ制御部27は、再送バッファ18において、復調・復号部16,17によってそれぞれ復調・復号されたデータ信号及び制御信号を格納できるだけの記憶領域が残っているか、すなわち再送バッファ18に空きがあるか判定する(ステップS32)。その結果、再送バッファ18に空きがなければ(ステップS32のNO)、データ信号及び制御信号(図6のフローチャート上の「データ」)を再送バッファ18に格納せずに、符号化・変調を行って移動局へ送信する(ステップS38)。
本実施形態の中継局の変形例について、以下説明する。
変形例1は、中継局の情報格納部26に格納される参照情報が、各基地局からのデータ再送要求の頻度を示す情報である場合である。
例えば、移動局が無線環境の良好でない場所、又はセル境界の近傍に長時間位置する場合には、過去の再送要求の頻度が多く、かつ、新規の送信に対しても再送要求を受ける可能性が高いと考えられる。すなわち、中継局から移動局へデータ送信を行う場合、過去の一定の送信回数についてデータ再送要求の頻度が多い移動局(受信装置)に対しては、新たなデータ送信に対してもデータ再送を行う可能性が高いと判断することができる。
かかる観点から、本変形例では、各移動局に対する過去の一定の送信回数について移動局からフィードバックされる再送制御信号に基づき、再送要求の頻度を示す情報を参照情報として情報格納部26に保持しておく。そして、バッファ制御部27は、その一定の送信回数中、再送要求を受けた回数、すなわち、“NACK”又は“DTX”を示す再送制御信号を受けた回数が多いほど、新たなデータについて再送を行う可能性が高いと判断する。なお、この変形例において、再送制御信号は、移動局からのフィードバック信号に相当する。
変形例2は、中継局の情報格納部26に格納される参照情報が、中継局と各基地局との間の距離を示す情報である場合である。
例えば、移動局がセル境界の近傍に位置する場合には、移動局が中継局の近傍に位置する場合と比較して伝播損失が大きいため、新規の送信に対して再送要求を受ける可能性が高いと考えられる。すなわち、中継局から移動局へデータ送信を行う場合、中継局から遠方の移動局(受信装置)に対しては、新たなデータ送信に対してデータ再送を行う可能性が高いと判断することができる。
かかる観点から、本変形例では、中継局と各基地局との間の距離を示す情報を参照情報として情報格納部26に保持しておく。参照情報を得る方法は幾つか考えられる。例えば、移動局がGPS(Global Positioning System)を備えている場合、中継局は、各移動局のGPS上の座標情報を示す信号をフィードバック信号として移動局から取得し、その座標情報から中継局と各基地局との間の距離を推定するようにしてもよい。
また、各移動局に対するデータ送信から再送制御信号を受けるまでの時間に基づいて、中継局と各基地局との間の距離を推定するようにしてもよい。そして、バッファ制御部27は、中継局と各基地局との間の距離が長いほど、新たなデータについて再送を行う可能性が高いと判断する。この場合には、再送制御信号が移動局からのフィードバック信号に相当する。
以下、第3の実施形態の無線中継システムについて説明する。
移動局の移動速度が低い場合には無線環境が定常的に変化がないと考えられるため、中継局は、過去に得られた参照情報に基づいてバッファ制御を行ってもよい。他方、移動局の移動速度が高い場合には無線環境が大きく変化している可能性があるため、中継局は、最新の参照情報に基づいてバッファ制御を行うことが好ましい。かかる観点から、本実施形態では、移動局の移動速度に応じて、移動局からの参照情報を更新する頻度を可変にした点に特徴がある。
先ず、本実施形態の中継局の構成について図9を参照して説明する。なお、図9では、図4に示した第2実施形態の中継局と同一の部位については同一の符号を付し、以下では重複説明を行わない。
移動速度取得部30は、分離部13から得られるパイロットシンボル、プリアンブル等の既知の参照信号を抽出し、この参照信号の電界強度の落ち込みの間隔(フェージングピッチ)を測定することにより、移動速度を推定する。なお、移動速度推定の具体的方法は周知(例えば特開平10−79701号公報(US 6,335,923B2)参照)であるので詳細は説明しない。
なお、移動局において自局の移動速度を検出し、検出した移動速度を上りの制御信号に含める場合には、移動速度取得部30は、各移動局の移動速度を制御信号から抽出する。
次に、本実施形態の中継局におけるバッファ制御部27の動作について、図10を参照して説明する。図10は、バッファ制御部27の動作の要部を示すフローチャートである。
なお、図10の各ステップにおいて、図6と同一のステップについては同一の符号を付している。
バッファ制御部27は、再送バッファ18において、復調・復号部16,17によってそれぞれ復調・復号されたデータ信号及び制御信号を格納できるだけの記憶領域が残っているか、すなわち再送バッファ18に空きがあるか判定する(ステップS32)。その結果、再送バッファ18に空きがなければ(ステップS32のNO)、データ信号及び制御信号(図10のフローチャート上の「データ」)を再送バッファ18に格納せずに、符号化・変調を行って移動局へ送信する(ステップS38)。
例えば、以上の各実施形態では、基地局(送信装置)から移動局(受信装置)への下りの無線通信を中継する場合を例にとって説明したが、これに限られない。移動局(送信装置)から基地局(受信装置)への上りの無線通信を中継する場合にも適用できることは自明である。
また、基地局を経由しない通信装置間の無線通信を中継する場合にも適用されうる。このような無線通信の例として、例えばアドホック通信、又はマルチホップ通信を挙げることができる。
送信装置と受信装置の間の無線通信を中継する中継装置であって、
中継対象の第1データを、受信装置への再送のために一時的に格納するバッファと、
受信装置からフィードバックされる信号により得られた情報に基づいて、前記第1データを再送する可能性が低いと判断した場合には、前記第1データを前記バッファに格納しないようにするバッファ制御部と、
前記第1データが前記バッファに格納されず、かつ、前記第1データを受信装置に再送する場合には、送信装置に対して前記第1データの再送を要求する再送要求部と、
を備えた、中継装置。
前記情報は、中継装置と前記受信装置との間の無線品質を示す情報、再送要求の頻度を示す情報、中継装置と前記受信装置との間の距離を示す情報のいずれかである、
付記1に記載された中継装置。
前記バッファ制御部は、前記受信装置の移動速度が高いほど、前記情報を更新する頻度を多くする、
付記1又は2に記載された中継装置。
送信装置と受信装置の間の無線通信を中継する中継装置における無線中継方法であって、
中継対象の第1データの送信に先立って、受信装置からフィードバックされる信号により得られた情報を参照し、前記第1データを再送する可能性を判定し、
前記第1データを再送する可能性が低いと判断した場合には、前記第1データを保持せずに受信装置へ送信し、
前記第1データを保持せず、かつ、前記第1データを受信装置に再送する場合には、送信装置に対して前記第1データの再送を要求する、
無線中継方法。
前記受信装置の移動速度を取得し、所定の閾値を基準として前記移動速度が高いときには、前記第1データを再送する可能性を判定するに当たっての前記情報の更新頻度を、前記移動速度が低いときと比較して多くすること、
をさらに含む、付記4に記載された無線中継方法。
RN…中継局
11…受信アンテナ
12…受信機
13…分離部
14…チャネル推定部
15…HARQバッファ
16…復調・復号部
17…復調・復号部
18…再送バッファ
19…送信バッファ
20…符号化・変調部
21…符号化・変調部
22…参照信号生成部
23…多重化部
24…送信機
25…送信アンテナ
26…情報格納部
27…バッファ制御部
30…移動速度取得部
UE…移動局
51…受信アンテナ
52…受信機
53…分離部
54…チャネル推定部
55…HARQバッファ
56…復調・復号部
57…復調・復号部
58…再送制御信号生成部
59…CQI生成部
60…制御信号生成部
61…符号化・変調部
62…多重化部
63…送信機
64…送信アンテナ
Claims (4)
- 送信装置と受信装置の間の無線通信を中継する中継装置であって、
中継対象の第1データを、受信装置への再送のために一時的に格納するバッファと、
受信装置からフィードバックされる信号により得られた情報に基づいて、前記第1データを再送する可能性が低いと判断した場合には、前記第1データを前記バッファに格納しないようにするバッファ制御部と、
前記第1データが前記バッファに格納されず、かつ、前記第1データを受信装置に再送する場合には、送信装置に対して前記第1データの再送を要求する再送要求部と、
を備えた、中継装置。 - 前記情報は、中継装置と前記受信装置との間の無線品質を示す情報、再送要求の頻度を示す情報、中継装置と前記受信装置との間の距離を示す情報のいずれかである、
請求項1に記載された中継装置。 - 前記バッファ制御部は、前記受信装置の移動速度が高いほど、前記情報を更新する頻度を多くする、
請求項1又は2に記載された中継装置。 - 送信装置と受信装置の間の無線通信を中継する中継装置における無線中継方法であって、
中継対象の第1データの送信に先立って、受信装置からフィードバックされる信号により得られた情報を参照し、前記第1データを再送する可能性を判定し、
前記第1データを再送する可能性が低いと判断した場合には、前記第1データを保持せずに受信装置へ送信し、
前記第1データを保持せず、かつ、前記第1データを受信装置に再送する場合には、送信装置に対して前記第1データの再送を要求する、
無線中継方法。
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