WO2005008948A1 - データ通信装置およびデータ通信方法 - Google Patents

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WO2005008948A1
WO2005008948A1 PCT/JP2004/010675 JP2004010675W WO2005008948A1 WO 2005008948 A1 WO2005008948 A1 WO 2005008948A1 JP 2004010675 W JP2004010675 W JP 2004010675W WO 2005008948 A1 WO2005008948 A1 WO 2005008948A1
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transmission
packet data
error
communication
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PCT/JP2004/010675
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Inventor
Takashi Kitahara
Atsushi Sumasu
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1867—Arrangements specially adapted for the transmitter end
    • H04L1/189—Transmission or retransmission of more than one copy of a message

Definitions

  • the present invention relates to a data communication device and a data communication method used in a wireless communication system to which a hybrid ARQ (Hibrid-Automatic Repeat reQuest) method is applied.
  • a hybrid ARQ Hibrid-Automatic Repeat reQuest
  • an ARQ control method applied to a wireless communication system in which data communication is performed between a transmitting and receiving device includes a method called an SR (Selective Repeat) method, and a connection between FEC (Forward Error Correction) and ARQ.
  • SR Selective Repeat
  • FEC Forward Error Correction
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional wireless communication system.
  • data is transmitted from a transmitting device 10 to a receiving device 20 via a transmission path 30.
  • the transmitting device 10 includes an ARQ processing unit 11, a transmitting unit 12, and a receiving unit 13.
  • the receiving device 20 includes an ARQ processing unit 21, a receiving unit 22, a transmitting unit 23, a pre-stage buffer 24, and a post-stage buffer 25.
  • transmission data is accumulated in the ARQ processing unit 11.
  • the stored transmission data is subjected to a predetermined transmission process in the transmission section 12, and is transmitted to the reception-side apparatus 20.
  • the transmission data transmitted to the reception-side device 20 via the transmission path 30 is subjected to predetermined reception processing in the reception unit 22, Input to ARQ processing section 21.
  • the ARQ processing unit 21 performs error detection on the data subjected to the reception processing, and outputs an ACK (Acknowledgment) signal when no error is detected in the received data, and a NACK (Acknowledgment) signal when an error is detected. Negative Acknowledgment) signal to the transmitter 23.
  • ACK Acknowledgment
  • NACK Acknowledgment
  • Negative Acknowledgment signal to the transmitter 23.
  • the ARQ processing section 21 When no error is detected, the ARQ processing section 21 generates an ACK signal as described above and stores the data in the preceding buffer 24.
  • the first-stage buffer 24 temporarily stores the correctly received data, and outputs the accumulated data to the second-stage buffer 25 in accordance with a predetermined data order.
  • the transmission unit 23 performs a predetermined transmission process on the AC / NACK signal, and feeds back the signal to the transmitting apparatus 10.
  • the ACK / NACK signal that has been fed back is subjected to predetermined reception processing in the reception unit 13 and input to the scale 0 processing unit 11.
  • the ARQ processing unit 11 transmits the next transmission data when the ACK signal is input, and retransmits the previously transmitted transmission data when the NACK signal is input. By repeating the above operation, data communication is performed between the transmitting device 10 and the receiving device 20.
  • the data stored in the first-stage buffer 24 is output to the second-stage buffer 25 in a predetermined order, so that the data is correctly received until the data of a certain number is correctly received. Data subsequent to that number remains stored in the preceding buffer 24.
  • An object of the present invention is to provide a data communication device and a data communication method capable of suppressing an increase in the buffer capacity of a communication partner device and preventing an increase in the scale of the communication partner device.
  • An object of the present invention is to calculate the distribution of the number of retransmissions of bucket data addressed to a communication partner device, and based on the calculated distribution of the number of retransmissions, to initialize the initial value of other bucket data addressed to the communication partner device. Achieved by controlling transmission.
  • the inventor of the present invention has focused on the fact that packet data can be combined in the hybrid ARQ scheme, and that the error of the bucket data is eliminated when the reception quality of the combined packet data reaches a predetermined level. Reached.
  • a data communication device is a data communication device used in a wireless communication system to which a hybrid ARQ scheme is applied, and performs initial transmission of packet data addressed to a communication partner device, Transmission processing means for retransmitting the packet data when an error is detected in the packet data, calculating means for calculating a distribution of the number of times the packet data is retransmitted by the transmission processing means, Control for reducing the probability that an error is detected in the other bucket data at the communication partner device with respect to the initial transmission of the other bucket data addressed to the communication partner device performed by the transmission processing unit Or control to reduce the time required for the other communication device to eliminate the error in the other packet data, Retransmissions distribution that is And control means for performing based on.
  • a data communication method is a data communication method in a data communication device used in a wireless communication system to which a hybrid ARQ scheme is applied, wherein the initial transmission of bucket data addressed to a communication partner device is performed.
  • Performing an initial transmission step performing retransmission of the packet data when an error is detected in the packet data at the communication partner device, and performing retransmission of the bucket data in the retransmission step.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an operation when data communication is performed in the conventional wireless communication system.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a base station apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a communication terminal apparatus that performs data communication with the base station apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Block diagram,
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a retransmission count distribution calculated in the base station apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of an operation when the base station apparatus according to Embodiment 1 of the present invention performs data communication with a communication terminal apparatus,
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a base station apparatus according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 8 shows an example of a retransmission count distribution calculated in the base station apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the base station apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the base station apparatus 100 shown in FIG. 3 includes an antenna 110, a transmission processing unit 120, a reception RF unit 130, an ACKZNACK signal extraction unit 1332, a retransmission count distribution calculation unit 134, a continuous transmission count determination unit 1 36 and an uncalculated detection section 138.
  • transmission processing section 120 includes CRC (Cyclic Redundancy Check) adding section 122, error correction encoding section 124, ARQ processing section 126, and transmission RF section 128.
  • Base station apparatus 100 performs data communication with communication terminal apparatus 150 via a transmission path (not shown). As shown in FIG.
  • the communication terminal device 150 includes an antenna 152, a reception RF unit 154, a 10 processing unit 156, an error correction decoding unit 158, an error detection unit 160, and a pre-stage buffer 1. 62, a post-buffer 164, and a transmission RF unit, a small ACK / NACK signal generation unit 166.
  • the adding unit 122 adds a CRC to the transmission packet data (hereinafter, simply referred to as “data”) addressed to the communication terminal device 150 and inputs the CRC to the error correction coding unit 124.
  • the error correction coding unit 124 performs error correction coding on the data output from the CRC adding unit 122, and inputs the data to the 0 processing unit 126.
  • the ARQ processing unit 126 performs error correction coding when the detection report is not received from the uncalculated detection unit 138 and the ACK signal reception is notified from the 0 ⁇ 1 ⁇ signal extraction unit 132.
  • the new data output from the unit 124 is input to the transmission RF unit 128 continuously for the number of times determined by the continuous transmission number determination unit 136.
  • new data output from the error correction encoding unit 124 will be referred to.
  • the transmission processing performed by the transmission processing unit 120 is called “initial transmission”.
  • the 10 processing unit 126 transmits the data corresponding to the NACK signal output from the error correction encoding unit 124 to the transmission RF unit. 1 Enter in 28.
  • a transmission process performed by the transmission processing unit 120 on data output from the error correction encoding unit 124 and for which reception of the corresponding NACK signal has been notified is referred to as “retransmission”.
  • the processing unit 126 inputs the target data to the transmission RF unit 128 continuously for a predetermined number of times when performing the initial transmission while the detection report is received from the uncalculated detection unit 138.
  • the NACK signal from the communication terminal apparatus 150 is not calculated.
  • the retransmission count distribution calculation unit 134 can calculate the retransmission count distribution, and can reduce the time required until the error is resolved.
  • the transmission RF section 128 performs predetermined radio transmission processing including digital-to-analog conversion and up-comparison on the data output from the ARQ processing section 126, and transmits the data wirelessly via the antenna 110.
  • the reception RF section 130 receives a radio signal via the antenna 110, performs predetermined radio reception processing including down-comparison / analog / digital conversion, etc., and inputs the ACK / NACK signal extraction section 132 to the ACK / NACK signal extraction section 132. I do.
  • the ACKZNACK signal extraction unit 132 extracts an ACK / N ACK signal wirelessly transmitted from the communication terminal device 150 from the wireless reception signal output from the reception RF unit 130. If the extracted signal is an ACK signal, the reception of the ACK signal is notified to the ARQ processing unit 126 and the retransmission count distribution calculation unit 134, while if the extracted signal is a NACK reception, the reception of the NACK signal is ARQ The processing unit 126 and the retransmission count distribution calculating unit 134 are notified.
  • Retransmission count distribution calculating section 134 calculates the retransmission count distribution based on the notification result from ACK / NACK signal extraction section 132. More specifically, statistics on the number of retransmissions performed on certain data are taken.
  • a retransmission count distribution as shown in FIG. 5 is calculated.
  • the ratio of one retransmission is 2%
  • the ratio of two retransmissions is 5%
  • the ratio of three retransmissions is 86%
  • the ratio of four retransmissions is four.
  • the ratio is 5%
  • the ratio of 5 times is 2. /. It is.
  • the average number of retransmissions is 3, and the standard deviation is 0.5.
  • the continuous transmission count determination unit 1336 determines the number of continuous transmissions, which is one of the information indicating the radio resources, in the initial transmission, that is, the data Is determined, and the determined number is input to the ARQ processing unit 126.
  • the retransmission count distribution calculation section 13 4 calculates the retransmission count distribution shown in FIG. 5, the minimum retransmission count is larger than the difference “2.5” between the average retransmission count “3” and the standard deviation “0.5”. Since the integer of “3” is “3”, the number of continuous data transmissions is determined to be “3”.
  • the non-calculation detecting unit 1338 detects that an appropriate (highly reliable) retransmission count distribution has not been calculated by the retransmission count distribution calculating unit 134.
  • the non-calculation detecting unit 1338 outputs the detection result to the ARQ processing unit 12 while it is detected that an appropriate retransmission number distribution is not calculated, that is, until an appropriate retransmission number distribution is calculated. Notify 6. For example, when data communication is started between base station apparatus 100 and communication terminal apparatus 150, an appropriate retransmission number distribution has not been calculated.
  • reception RF section 154 transmits data wirelessly transmitted from base station apparatus 100 to antenna 150. And performs predetermined radio reception processing including down-conversion and analog-to-digital conversion, and inputs the result to the ARQ processing unit 156. 1 (3 The processing unit 156, upon receiving the data output from the receiving RF unit 154, determines whether or not the same data as the data is stored therein. As a result of this determination, When the same data as the data is not stored, the data is temporarily stored therein, while when the same data is stored, the data received from the reception RF unit 154 is stored.
  • the 10 processing unit 156 receives the data output from the reception RF unit 154 when receiving the data. If it is determined that the data is not being continuously transmitted, if the data is not being continuously transmitted, the same data as the temporarily stored data is corrected. Input to the decoding unit 1 58. On the other hand, If the data is data being continuously transmitted, the data received from the reception RF unit 154 is combined with the same data stored immediately before, and the combined data is temporarily stored inside, It is input to error correction decoding section 158. At this time, the number of times continuous reception data is synthesized is counted, and the counted number of times of synthesis is input to AC KZN ACK signal generation section 166.
  • the error correction decoding section 158 performs error correction decoding on the data output from the 1 ⁇ 0 processing section 156 and inputs the data to the error detection section 160.
  • the error detection unit 160 performs (3) error detection on the data output from the processing unit 156. If no error is detected in the data as a result of this error detection, the ACK / NACK signal In addition to notifying the generation unit 166, the data is stored in the pre-stage buffer 16 2. On the other hand, if an error is detected in the data, the fact is notified to the ACKZNACK signal generation unit 166, and the data Is not stored in the first buffer 162.
  • the first-stage buffer 162 refers to the number previously assigned to the data accumulated by the error detection unit 160, and moves the data to the second-stage buffer 164 according to the order of the assigned numbers, and accumulates the data.
  • the data stored in the subsequent buffer 164 is subjected to predetermined signal processing as received data.
  • the / 0 signal generation unit 166 generates an ACKZNACK signal according to the error detection result notified from the error detection unit 160. That is, when it is notified that an error has been detected, a NACK signal is generated and input to the transmission RF section 168. On the other hand, when it is notified that no error is detected, an ACK signal is generated and input to the transmission RF section 168. Further, at this time, it is determined whether or not the data corresponding to the error detection result is data being continuously transmitted. If the result of this determination is that the data is data being continuously transmitted, the number of times of combining required until no error is detected is transmitted at the same time.
  • the transmission RF section 168 performs predetermined radio transmission processing including digital-to-analog conversion and up-conversion on the ACKZNACK signal output from the ACKZNACK signal generation section 166, and transmits the base station apparatus via an antenna 152. Send to 100.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation when base station 100 performs data communication with communication terminal apparatus 150.
  • the time required from data transmission to retransmission that is, RTT (Round Trip Time) is 6 packets.
  • RTT Red Trip Time
  • the description is given on the assumption that the number of times S is “3” determined by the continuous transmission number determination unit 136.
  • base station apparatus 100 transmits transmission data sequence Tx, and communication terminal apparatus 150 receives reception data sequence Rx.
  • data # 1, # 3, and # 4 are correctly received without errors since the transmission is repeated three times in the initial transmission.
  • data # 2 although errors have been detected in the initial transmission even though transmission has been repeated three times, the error is eliminated by performing one retransmission.
  • the number of retransmissions is calculated, and the number of continuous transmissions in the initial transmission is determined based on the calculated distribution of the number of retransmissions. And the time required for the error to be eliminated can be reduced, and the increase in the capacity of the pre-stage buffer 162 provided in the communication terminal device 150 can be suppressed. An increase in the scale of 50 can be prevented.
  • the present invention is applied to a base station apparatus.
  • the same operation and effect as described above can be achieved by applying the present invention to a communication terminal apparatus that performs data communication with the base station apparatus.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a base station apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the base station apparatus according to the present embodiment has the same basic configuration as base station apparatus 100 described in Embodiment 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. And a detailed description thereof will be omitted.
  • Base station apparatus 200 shown in FIG. 7 includes transmission processing section 210 and transmission power determining section instead of transmission processing section 120 and continuous transmission count determining section 132 described in Embodiment 1. 2 2 0.
  • the transmission processing unit 210 includes an ARQ processing unit 212 and a transmission RF unit 214 instead of the ARQ processing unit 126 and the transmission RF unit 128 of the transmission processing unit 120.
  • Base station apparatus 200 performs data communication with communication terminal apparatus 150 described in the first embodiment.
  • the ARQ processing section 212 receives the ACK signal from the 1/800 signal extraction section 132 when the detection report is not received from the uncalculated detection section 1338. If notified, the new data output from the error correction encoding unit 124 is input to the transmission RF unit 214. Further, when notified of the NACK signal reception from the ACK / NACK signal extraction unit 13 2, the 10 processing unit 2 12 2 transmits data corresponding to the NACK signal output from the error correction coding unit 124. Is input to the transmission RF section 214.
  • the ARQ processing unit 212 when the ARQ processing unit 212 performs the initial transmission during the period in which the detection report is received from the uncalculated detection unit 1338, the ARQ processing unit 212 inputs the target data to the transmission RF unit 214 continuously for a predetermined number of times.
  • the probability of continuously receiving NACK signals from communication terminal apparatus 150 can be reduced, and the number of distributions of retransmission number calculation section 134
  • the retransmission count distribution can be calculated by using, and the time required until the error is eliminated can be shortened.
  • Transmission power determination section 220 determines transmission power, which is one of the information indicating the radio resources, in the initial transmission based on the retransmission number distribution calculated by retransmission number distribution calculating section 134, and determines the determined transmission power. Is input to the transmission RF section 214.
  • the retransmission count distribution calculation section 134 has calculated the retransmission count distribution shown in FIG.
  • the rate of 1 retransmission and the rate of 7 retransmissions are 5%, respectively
  • the rate of 2 retransmissions and the rate of 6 retransmissions are 15%, respectively
  • the rate of 3 retransmissions is 3%.
  • the ratio, the ratio of 4 times and the ratio of 5 times are each 20%.
  • the average number of retransmissions is 4, and the standard deviation is 1.58.
  • the transmission power determination unit 220 determines that the minimum integer greater than the difference “2.42” between the average number of retransmissions “4” and the standard deviation “1.58” is “3”. Is determined to be "3" times the normal value.
  • the transmission RF section 214 performs predetermined radio transmission processing including digital-to-analog conversion and up-comparison on the data output from the ARQ processing section 212, and performs radio transmission via the antenna 110. I do.
  • the transmission power determination unit 220 The data is amplified so that the wireless transmission of data is performed at the transmission power determined by.
  • an error is detected in communication terminal apparatus 150 because the distribution of the number of retransmissions is calculated and the transmission power in the initial transmission is determined based on the calculated distribution of the number of retransmissions. It is possible to reduce the probability and reduce the time required for the error to be eliminated, to suppress the increase in the capacity of the pre-stage buffer 162 provided in the communication terminal device 150, and to reduce the capacity of the communication terminal device 150. An increase in scale can be prevented.
  • the present invention is applied to a base station apparatus.
  • the same operation and effect as described above can be achieved by applying the present invention to a communication terminal apparatus that performs data communication with the base station apparatus.
  • an increase in the buffer capacity of a communication partner device can be suppressed, and an increase in the scale of the communication partner device can be prevented.
  • a data communication device and a data communication method according to the present invention have an effect of suppressing an increase in buffer capacity of a communication partner device and preventing an increase in the size of the communication partner device, and a wireless communication system to which the hybrid ARQ scheme is applied.
  • the present invention is useful as a data communication device and a data communication method used for the communication.

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Abstract

通信相手装置のバッファ容量の増大を抑制し、通信相手装置の規模の増大を防止するデータ通信装置。本装置において、送信処理部１２０は、通信端末装置１５０宛てのパケットデータの初期送信を行い、通信端末装置１５０で当該パケットデータに誤りが検出されたときに当該パケットデータの再送信を行う。再送回数分布算出部１３４は、送信処理部１２０によってパケットデータの再送信が行われる回数の分布を算出する。連続送信回数決定部１３６は、算出された再送回数分布に基づいて、初期送信において、パケットデータを連続で送信する回数を決定する。

Description

明 細 書 データ通信装置およびデータ通信方法 技術分野
本発明は、 ハイブリッド A R Q (Hibrid - Automatic Repeat reQuest) 方 式を適用した無線通信システムに用いられるデータ通信装置およびデータ通 信方法に関する。 背景技術
従来、 送受信装置間でデータ通信を行う無線通信システムに適用される A R Q制御方式には、 S R (Selective Repeat) 方式と呼ばれるものがあり、 また、 F E C (Forward Error Correction) と A R Qとを糸且み合わせたハイ ブリッド A R Q方式と呼ばれるものがある （例えば、「ウエーブサミット講座 移動通信」、 第 1版、 2 3 9〜 2 4 1ページ、 オーム社、 を参照）。 以下、 従 来のハイブリッド A R Q方式を適用した無線通信システムにおける動作につ いて図面を用いて説明する。
図 1は、 従来の無線通信システムの構成の一例を示すプロック図である。 図 1に示す無線通信システムでは、 送信側装置 1 0から受信側装置 2 0へ伝 送路 3 0を介してデータが伝送される。 送信側装置 1 0は、 A R Q処理部 1 1、 送信部 1 2および受信部 1 3を有する。 受信側装置 2 0は、 A R Q処理 部 2 1、 受信部 2 2、 送信部 2 3、 前段バッファ 2 4および後段パッファ 2 5を有する。
この無線通信システムにおいて、 まず、 A R Q処理部 1 1に送信データが 蓄積される。 蓄積された送信データは、 送信部 1 2で所定の送信処理が施さ れ、 受信側装置 2 0宛てに送信される。 そして、 伝送路 3 0を介して受信側 装置 2 0に伝送された送信データは、受信部 2 2で所定の受信処理が施され、 ARQ処理部 2 1に入力される。
ARQ処理部 2 1では、 受信処理されたデータに対して誤り検出を行い、 受信処理されたデータに誤り が検出されなかった場合は A C K (Acknowledgment) 信号を、 誤りが検出された場合は N A C K (Negative Acknowledgment) 信号を、 送信部 2 3に入力する。 ここで、 データに誤り が検出された場合はそのデータを一時的に記憶しておく。 そして、 そのデー タが再送信されたとき、 再送信されたデータと一時的に記憶されたデータと を合成した上で、 誤り検出を行う。
また、 ARQ処理部 2 1では、 誤りが検出されなかった場合は、 上記のと おり ACK信号を生成すると共に、 当該データを前段バッファ 24に蓄積す る。 前段バッファ 24では、 正しく受信されたデータを一時的に蓄積し、 蓄 積したデータを、 予め決められたデータの順番に従って後段バッファ 25に 出力する。
送信部 23では、 A C /NA C K信号に対して所定の送信処理が施され、 送信側装置 1 0にフィードバックする。 フィードバックされた A CK/NA CK信号は、 受信部 1 3で所定の受信処理が施され、 尺0処理部1 1に入 力される。 ARQ処理部 1 1では、 ACK信号が入力されたとき次の送信デ ータを送信する一方、 N A C K信号が入力されたときは前回送信した送信デ ータを再送信する。 以上の動作を繰り返すことで、 送信側装置 10および受 信側装置 20の間でデータ通信が行われる。
しかしながら、 従来の無線通信システムにおいては、 前段バッファ 24に 蓄積されたデータは予め決められた順番に従って後段バッファ 25に出力さ れるため、 ある番号のデータが正しく受信されるまでは、 正しく受信された その番号以降のデータが前段バッファ 24に蓄積されたままになる。
例えば図 2に示すように、 送信側装置 1 0から送信データ系列 T xが送信 され、 受信側装置 20で受信データ系列 R xが受信された場合、 受信データ 系列のうち正しく受信されたデータ # 1〜# 2については、 前段バッファ 2 4から後段バッファ 2 5に移すことができる。 ところが、 データ # 3が正し く受信されていないため、 既に正しく受信されているデータ # 4、 # 5…に ついては、 前段バッファ 2 4から後段バッファ 2 5に移すことができない。 すなわち、 ある番号のデータの誤りが解消するまでの時間が長くなる場合に 対処するため、 前段バッファの容量を大きく しなければならず、 装置規模が 増大するという問題があった。 発明の開示
本発明の目的は、 通信相手装置のバッファ容量の増大を抑制し、 通信相手 装置の規模の増大を防止することができるデータ通信装置およびデータ通信 方法を提供することである。
本発明の目的は、 通信相手装置宛てのバケツトデータの再送信の回数の分 布を算出し、 算出された再送信回数分布に基づいて、 当該通信相手装置宛て の他のバケツトデータの初期送信を制御することによって、 達成される。 ハ イブリツド A R Q方式ではパケットデータの合成が可能であり、 合成後のパ ケットデータの受信品質が所定レベルに達すればバケツトデータの誤りが解 消されることに着目することにより、 発明者は本発明に至った。
本発明の一形態によれば、 データ通信装置は、 ハイブリッド A R Q方式を 適用した無線通信システムに用いられるデータ通信装置であって、 通信相手 装置宛てのパケットデータの初期送信を行い、 前記通信相手装置で前記パケ ットデータに誤りが検出されたときに前記パケットデータの再送信を行う送 信処理手段と、 前記送信処理手段によって前記パケットデータの再送信が行 われる回数の分布を算出する算出手段と、 前記送信処理手段によって行われ る前記通信相手装置宛ての他のバケツトデータの初期送信に対して、 前記通 信相手装置での前記他のバケツトデータに誤りが検出される確率を低減する 制御を、 または、 前記通信相手装置において前記他のパケットデータの誤り が解消するまでに要する時間を短縮する制御を、 算出された再送信回数分布 に基づいて行う制御手段と、 を有する。
本発明の他の形態によれば、 データ通信方法は、 ハイブリッド A R Q方式 を適用した無線通信システムに用いられるデータ通信装置におけるデータ通 信方法であって、 通信相手装置宛てのバケツトデータの初期送信を行う初期 送信ステップと、 前記通信相手装置で前記パケットデータに誤りが検出され たときに前記パケットデータの再送信を行う再送信ステツプと、 前記再送信 ステップで前記バケツトデータの再送信を行う回数の分布を算出する算出ス テツプと、 前記送信処理ステップでの他のバケツトデータの初期送信に対し て、 前記通信相手装置での前記他のパケットデータに誤りが検出される確率 を低減する制御を、 または、 前記通信相手装置において前記他のパケットデ ータの誤りが解消するまでに要する時間を短縮する制御を、 前記算出ステツ プで算出した再送信回数分布に基づいて行う制御ステップと、 を有する。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来の無線通信システムの構成の一例を示すプロック図、 図 2は、 従来の無線通信システムにおいてデータ通信が行われるときの動 作の一例を説明するための図、
図 3は、本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すプロック図、 図 4は、 本発明の実施の形態 1に係る基地局装置とデータ通信を行う通信 端末装置の構成を示すブロック図、
図 5は、 本発明の実施の形態 1に係る基地局装置において算出される再送 回数分布の例を示す図、
図 6は、 本発明の実施の形態 1に係る基地局装置が通信端末装置とデータ 通信を行うときの動作の一例を説明するための図、
図 7は、本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すプロック図、 図 8は、 本発明の実施の形態 2に係る基地局装置において算出される再送 回数分布の例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 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。 な お、 以下全ての実施の形態では、 本発明を無線通信システムにおける基地局 装置に適用した場合を例にとって説明する。 '
(実施の形態 1)
図 3は、 本発明の実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すプロック図 である。
図 3に示す基地局装置 1 00は、 アンテナ 1 10、 送信処理部 1 20、 受 信 RF部 1 30、 ACKZNACK信号抽出部 1 3 2、 再送回数分布算出部 1 34、 連続送信回数決定部 1 36および未算出検出部 1 38を有する。 ま た、 送信処理部 1 20は、 CRC (Cyclic Redundancy Check) 付加部 1 2 2、 誤り訂正符号化部 1 24、 ARQ処理部 1 26および送信 R F部 1 28 を有する。 基地局装置 1 00は、 伝送路 （不図示） を通じて通信端末装置 1 50とデータ通信を行う。 通信端末装置 1 50は、 図 4に示すとおり、 アン テナ 1 5 2、 受信 RF部 1 54、 1 0処理部1 56、 誤り訂正複号化部 1 5 8、 誤り検出部 160、 前段バッファ 1 6 2、 後段バッファ 1 64、 送信 RF部ぉょぴACK/NACK信号生成部1 6 6を有する。
〇1 じ付加部1 22は、通信端末装置 1 50宛ての送信パケットデータ（以 下、 単に 「データ」 と言う） に CRCを付加し、 誤り訂正符号化部 1 24に 入力する。 誤り訂正符号化部 1 24は、 CRC付加部 1 22から出力された データに対して誤り訂正符号化を行い、 0処理部1 26に入力する。
ARQ処理部 1 26は、 未算出検出部 1 38から検出報告を受けていない 場合であって、 0 〇1^信号抽出部1 32から AC K信号受信を通 知された場合、 誤り訂正符号化部 1 24から出力された新規のデータを、 連 続送信回数決定部 1 36によって決定された回数連続で送信 RF部 1 28に 入力する。 以下、 誤り訂正符号化部 1 24から出力された新規のデータに対 して送信処理部 1 20で行われる送信処理を 「初期送信」 と言う。
また、 1 0処理部1 26は、 ACKZNACK信号抽出部 1 3 2から N A CK信号受信を通知された場合、 誤り訂正符号化部 1 24から出力された 当該 NACK信号に対応するデータを送信 RF部 1 28に入力する。 以下、 誤り訂正符号化部 1 24から出力されたデータであり対応する NACK信号 の受信が通知されたデータに対して送信処理部 1 20で行われる送信処理を 「再送信」 と言う。
また、 1 (3処理部1 26は、 未算出検出部 1 38から検出報告を受けて いる期間に初期送信を行う場合は、 対象のデータを所定回数連続で送信 RF 部 1 28に入力する。 これにより、 例えばデータ通信開始時のように適切な 再送回数分布 （送信処理部 1 20で再送信が行われる回数の分布） が算出さ れていない状況においても、 通信端末装置 1 50から NACK信号を連続受 信する確率を低減すると共に、 再送回数分布算出部 1 34で再送回数分布を 算出することができ、 誤りが解消するまでに要する時間を短縮することがで きる。
送信 RF部 1 28は、 ARQ処理部 1 26から出力されたデータに対して、 ディジタルアナログ変換やアップコンパ一ト等を含む所定の無線送信処理を 施し、 アンテナ 1 10を介して無線送信する。
受信 RF部 1 30は、 アンテナ 1 1 0を介して無線信号を受信し、 ダウン コンパ一トゃアナログディジタル変換等を含む所定の無線受信処理を施し、 ACK/NACK信号抽出部1 3 2に入力する。
ACKZNACK信号抽出部1 32は、 受信 RF部 1 30から出力された 無線受信信号の中から、 通信端末装置 1 50から無線送信された ACK/N ACK信号を抽出する。 抽出された信号が ACK信号の場合、 ACK信号受 信を ARQ処理部 1 26および再送回数分布算出部 1 34に通知する一方、 抽出された信号が NACK受信の場合は、 NACK信号受信を A RQ処理部 1 26および再送回数分布算出部 1 34に通知する。 再送回数分布算出部 1 3 4は、 A C K/N A C K信号抽出部1 3 2からの 通知結果に基づいて、 再送回数分布を算出する。 より具体的には、 あるデー タに対して行われた再送信の回数の統計を取る。 これにより、 例えば、 図 5 に示すような再送回数分布が算出される。 図 5に示す再送回数分布の例にお いて、 再送回数が 1回の割合は 2 %であり、 2回の割合は 5 %であり、 3回 の割合は 8 6 %であり、 4回の割合は 5 %であり、 5回の割合は 2。/。である。 また、 この例では、 平均再送回数は 3回であり、 標準偏差は 0 . 5である。 連続送信回数決定部 1 3 6は、 再送回数分布算出部 1 3 4によって算出さ れた再送回数分布に基づいて、 初期送信において、 無線リソースを表す情報 の一つである連続送信回数、 つまりデータを連続で送信する回数を決定し、 決定された回数を A R Q処理部 1 2 6に入力する。
例えば、 再送回数分布算出部 1 3 4によって図 5に示す再送回数分布が算 出された場合、 平均再送回数 「3」 と標準偏差 「0 . 5」 の差 「2 . 5」 よ り大きい最少の整数は 「3」 であるため、 データの連続送信回数を 「3」 に 決定する。
未算出検出部 1 3 8は、 再送回数分布算出部 1 3 4によって適切な （信頼 性が高い） 再送回数分布が算出されていないことを検出する。 未算出検出部 1 3 8は、適切な再送回数分布が算出されていないことが検出されている間、 すなわち、 適切な再送回数分布が算出されるまで、 この検出結果を A R Q処 理部 1 2 6に通知する。 例えば、 基地局装置 1 0 0および通信端末装置 1 5 0の間でデータ通信を開始したときは、 適切な再送回数分布が算出されてい ない。
上記構成を有する基地局装置 1 0 0とデータ通信を行う通信端末装置 1 5 0において、 受信 R F部 1 5 4は、 基地局装置 1 0 0から無線送信されたデ ータをアンテナ 1 5 2を介して受信し、 ダウンコンバートやアナログデイジ タル変換等を含む所定の無線受信処理を施し、 A R Q処理部 1 5 6に入力す る。 1 (3処理部1 56は、 受信 RF部 1 54から出力されたデータを受けた ときに、 当該データと同一のデータが内部に記憶されているか否かを判断す る。 この判断の結果、 当該データと同一のデータが記憶されていない場合、 当該データを内部に一時的に記憶する。 一方、 当該データと同一のデータが 記憶されている場合は、 受信 RF部 1 54から受けた当該データを記憶され ている同一データと合成し、 合成後のデータを内部に一時的に記憶する。 また、 1 0処理部1 5 6は、 受信 RF部 1 54から出力されたデータを 受けたときに、 当該データが連続送信中のデータであるか否かを判断する。 この判断の結果、 当該データが連続送信中のデータでない場合、 内部に一時 的に記憶されるデータと同一のものを誤り訂正復号化部 1 58に入力する。 一方、 当該データが連続送信中のデータの場合は、 受信 RF部 1 54から受 けた当該データを直前に記憶されている同一データと合成し、 合成後のデー タを内部に一時的に記憶するとともに、誤り訂正復号化部 1 58に入力する。 また、 このとき連続受信データを合成した回数をカウントし、 カウントされ た合成回数を AC KZN AC K信号生成部 1 66に入力する。
誤り訂正複号化部 1 58は、 1^0処理部1 56から出力されたデータに 対して誤り訂正復号化を施し、 誤り検出部 1 60に入力する。
誤り検出部 1 60は、 (3処理部1 56から出力されたデータに対して 誤り検出を行う。 この誤り検出の結果、 データに誤りが検出されなかった場 合、 その旨を ACK/NACK信号生成部 1 66に通知すると共に、 当該デ ータを前段バッファ 1 6 2に蓄積する。 一方、 データに誤りが検出された場 合、 その旨を ACKZNACK信号生成部 1 66に通知し、 当該データを前 段バッファ 1 62に蓄積しない。
前段バッファ 162は、 誤り検出部 1 60によって蓄積されたデータに予 め付与された番号を参照し、 付与された番号の順番に従って、 データを後段 バッファ 1 64に移し、 蓄積する。 後段バッファ 1 64に蓄積されたデータ は、 受信データとして所定の信号処理が施される。 / 0 信号生成部1 66は、 誤り検出部 1 60から通知された 誤り検出結果に応じて、 ACKZNACK信号を生成する。 つまり、 誤りが 検出されたことが通知された場合、 NACK信号を生成し、 送信 RF部 1 6 8に入力する。 一方、 誤りが検出されなかったことが通知された場合は、 A CK信号を生成し、 送信 RF部 1 68に入力する。 さらにこのとき、 誤り検 出結果に対応するデータが連続送信中のデータであつたか否かを判断する。 この判断の結果、 当該データが連続送信中のデータであった場合には、 誤り が検出されなくなるまで要した合成回数も同時に送信する。
送信 R F部 1 68は、 ACKZNACK信号生成部 1 66から出力された ACKZNACK信号に対して、 ディジタルアナログ変換やアップコンバー ド等を含む所定の無線送信処理を施し、 アンテナ 1 52を介して基地局装置 1 00に送信する。
次いで、 上記構成を有する基地局装置 1 00が通信端末装置 1 50とデー タ通信を行うときの動作について説明する。 図 6は、 基地局装置 1 00が通 信端末装置 1 50とデータ通信を行うときの動作の一例を説明するための図 である。 なお、 ここで説明する例において、 データを送信してから再送信す るまでに要する時間、 すなわち RTT (Round Trip Time) は 6パケットで ある。 また、 ここでは、 連続送信回数決定部 1 36によって決定された回数 力 S 「3」 であることを前提として説明する。
図 6に示すように、 基地局装置 1 00からは、 送信データ系列 Txが送信 され、 通信端末装置 1 50では、 受信データ系列 Rxが受信される。 このデ ータ通信において、 例えば、 データ # 1、 # 3、 # 4は、 初期送信において 送信が 3回繰り返されているため、 誤りが検出されることなく正確に受信さ れている。 また、 例えば、 データ # 2は、 初期送信において送信が 3回繰り 返されたにもかかわらず誤りが検出されているが、 1回の再送信を行うこと によって誤りが解消される。
すなわち、 データ # 2に関して、 従来では 1回の送信および 3回の再送信 が必要であつたと仮定することができる。 この場合、 誤りが解消されるまで に要する時間は、 2 4 ( = 6パケット X 4回） パケットであつたと考えられ る。 これに対して、 図 6の例の場合は、 3回の連続送信および 1回の再送信 が行われたため、 誤りが解消されるまでに要する時間は、' 9 ( 3パケット + 6パケット X 1回） パケットに短縮される。
このように、 本実施の形態によれば、 再送回数分布を算出し、 算出された 再送回数分布に基づいて、 初期送信における連続送信回数を決定するため、 通信端末装置 1 5 0で誤りが検出される確率を低減すると共に誤りが解消す るまでに要する時間を短縮することができ、 通信端末装置 1 5 0に設けられ た前段バッファ 1 6 2の容量の増大を抑制し、 通信端末装置 1 5 0の規模の 増大を防止することができる。
なお、 本実施の形態では、 本発明を基地局装置に適用しているが、 基地局 装置とデータ通信を行う通信端末装置に適用しても上記と同様の作用効果を 実現することができる。
(実施の形態 2 )
図 7は、 本発明の実施の形態 2に係る基地局装置の構成を示すプロック図 である。 なお、 本実施の形態に係る基地局装置は、 実施の形態 1で説明した 基地局装置 1 0 0と同様の基本的構成を有しており、 同一の構成要素には同 一の参照符号を付し、 その詳細な説明を省略する。
図 7に示す基地局装置 2 0 0は、 実施の形態 1で説明した送信処理部 1 2 0および連続送信回数決定部 1 3 2に代わりに、 送信処理部 2 1 0および送 信電力決定部 2 2 0を有する。 送信処理部 2 1 0は、 送信処理部 1 2 0の A R Q処理部 1 2 6および送信 R F部 1 2 8の代わりに A R Q処理部 2 1 2お よび送信 R F部 2 1 4を設けてなる。 基地局装置 2 0 0は、 実施の形態 1で 説明した通信端末装置 1 5 0とデータ通信を行う。
A R Q処理部 2 1 2は、 未算出検出部 1 3 8から検出報告を受けていない 場合であって、 じ1 / 八〇1^信号抽出部1 3 2から A C K信号受信を通 知された場合、 誤り訂正符号化部 1 24から出力された新規のデータを送信 RF部 2 14に入力する。 また、 1 0処理部2 1 2は、 ACK/NACK 信号抽出部 1 3 2から NACK信号受信を通知された場合、 誤り訂正符号化 部 1 24から出力された当該 N AC K信号に対応するデータを送信 RF部 2 14に入力する。
また、 ARQ処理部 2 1 2は、 未算出検出部 1 3 8から検出報告を受けて いる期間に初期送信を行う場合は、 対象のデータを所定回数連続で送信 RF 部 2 14に入力する。 これにより、 例えばデータ通信開始時のように適切な 再送回数分布が算出されていない状況においても、 通信端末装置 1 50から NACK信号を連続受信する確率を低減すると共に、 再送回数分布算出部 1 34で再送回数分布を算出することができ、 誤りが解消するまでに要する時 間を短縮することができる。
送信電力決定部 220は、 再送回数分布算出部 1 34によって算出された 再送回数分布に基づいて、 初期送信において、 無線リソースを表す情報の一 つである送信電力を決定し、 決定された送信電力を送信 RF部 2 14に入力 する。
例えば、 再送回数分布算出部 1 34によって、 図 8に示す再送回数分布が 算出されたとする。 この再送回数分布の例において、 再送回数が 1回の割合 および 7回の割合はそれぞれ 5 %であり、 2回の割合および 6回の割合はそ れぞれ 1 5%であり、 3回の割合、 4回の割合および 5回の割合はそれぞれ 20%である。 また、 この例では、 平均再送回数は 4回であり、 標準偏差は 1. 58である。 この場合、 送信電力決定部 220は、 平均再送回数 「4」 と標準偏差 「1. 58」 の差 「2. 42」 より大きい最少の整数は 「3」 で あるため、 初期送信時の送信電力を通常時の 「3」 倍に決定する。
送信 RF部 2 14は、 A RQ処理部 2 1 2から出力されたデータに対して、 ディジタルアナログ変換やアップコンパ一ト等を含む所定の無線送信処理を 施し、 アンテナ 1 10を介して無線送信する。 また、 送信電力決定部 220 によって決定された送信電力にてデータの無線送信が行われるようにデータ の増幅を行う。
このように、 本実施の形態によれば、 再送回数分布を算出し、 算出された 再送回数分布に基づいて、 初期送信における送信電力を決定するため、 通信 端末装置 1 50で誤りが検出される確率を低減すると共に誤りが解消するま でに要する時間を短縮することができ、 通信端末装置 1 50に設けられた前 段バッファ 1 6 2の容量の増大を抑制し、 通信端末装置 1 50の規模の増大 を防止することができる。
なお、 本実施の形態では、 本発明を基地局装置に適用しているが、 基地局 装置とデータ通信を行う通信端末装置に適用しても上記と同様の作用効果を 実現することができる。
以上説明したように、 本発明によれば、 通信相手装置のバッファ容量の増 大を抑制し、 通信相手装置の規模の増大を防止することができる。
本明細書は、 2003年 7月 23日出願の特願 2003— 278 3 9 1に 基づく。 この内容はすべてここに含めておく。 産業上の利用可能性
本発明に係るデータ通信装置およびデータ通信方法は、 通信相手装置のバ ッファ容量の増大を抑制し、 通信相手装置の規模の増大を防止する効果を有 し、 ハイブリッド ARQ方式を適用した無線通信システムに用いられるデー タ通信装置およびデータ通信方法として有用である。

Claims

請求の範囲
1 . ハイプリッド A R Q方式を適用した無線通信システムに用いられるデ ータ通信装置であって、
通信相手装置宛てのパケットデータの初期送信を行い、 前記通信相手装置 で前記パケットデータに誤りが検出されたときに前記パケットデータの再送 信を行う送信処理手段と、
前記送信処理手段によつて前記パケットデータの再送信が行われる回数の 分布を算出する算出手段と、
前記送信処理手段によって行われる前記通信相手装置宛ての他のバケツト データの初期送信に対して、 前記通信相手装置での前記他のバケツトデータ に誤りが検出される確率を低減する制御を、 または、 前記通信相手装置にお いて俞記他のパケットデータの誤りが解消するまでに要する時間を短縮する 制御を、 算出された再送信回数分布に基づいて行う制御手段と、
を有するデータ通信装置。
2 . .前記制御手段は、
前記送信処理手段による前記他のパケットデータの初期送信において、 前 記他のパケットデータを連続で送信する回数を決定する請求の範囲 1記載の データ通信装置。
3 . 前記制御手段は、
前記送信処理手段によつて前記他のパケットデータの初期送信が行われる ときの送信電力を調整する請求の範囲 1記載のデータ通信装置。
4 . 前記算出手段によって再送信回数分布が算出されていないことを検出 する検出手段をさらに有し、
前記送信処理手段は、
再送信回数分布が算出されていないことが検出されたとき、 前記バケツト データの初期送信において、 前記バケツトデータを所定回数連続で送信する 請求の範囲 1記載のデータ通信装置。
5 . ハイプリッド A R Q方式を適用した無線通信システムに用いられるデ 一タ通信装置におけるデータ通信方法であって、
通信相手装置宛てのバケツトデータの初期送信を行う初期送信ステップと、 前記通信相手装置で前記パケッドデータに誤りが検出されたときに前記パ ケットデータの再送信を行う再送信ステップと、
前記再送信ステップで前記パケットデータの再送信を行う回数の分布を算 出する算出ステップと、
前記送信処理ステップでの他のバケツトデータの初期送信に対して、 前記 通信相手装置での前記他のバケツトデータに誤りが検出される確率を低減す る制御を、 または、 前記通信相手装置において前記他のパケットデータの誤 りが解消するまでに要する時間を短縮する制御を、 前記算出ステップで算出 した再送信回数分布に基づいて行う制御ステップと、
を有するデータ通信方法。
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