WO2021149122A1 - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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ジヤンミン ウー
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富士通株式会社
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    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/18—Interfaces between hierarchically similar devices between terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication system, and a wireless communication method.
  • the traffic of mobile terminals occupies most of the network resources.
  • the traffic used by mobile terminals tends to increase in the future.
  • Non-Patent Documents 13 to 39 technical studies are underway by the 3GPP working group (for example, TSG-RAN WG1, TSG-RAN WG2, etc.), and the first edition of the standard document was issued in December 2017. (Non-Patent Documents 13 to 39).
  • 5G is often classified into eMBB (Enhanced Mobile Broad Band), Massive MTC (Machine Type Communications), and URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication). It is supposed to support the use case of.
  • eMBB Enhanced Mobile Broad Band
  • Massive MTC Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • NR-V2X New Radio Vehicle to Everything
  • V2V Vehicle to Vehicle
  • V2P Vehicle to Pedestrian
  • V2I Vehicle to Infrastructure
  • V2N Vehicle to Network
  • 3GPP TS 22.186 V16.2.0 (2019-06) 3GPP TS 36.211 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 36.212 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 36.213 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 36.300 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 36.321 V15.8.0 (2019-12) 3GPP TS 36.322 V15.3.0 (2019-09) 3GPP TS 36.323 V15.5.0 (2019-12) 3GPP TS 36.331 V15.8.0 (2019-12) 3GPP TS 36.413 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 36.423 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 36.425 V15.0.0 (2018-06) 3GPP TS 37.340 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 38.201 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 38.202 V16.0.0 (2019-12) 3GPP TS 38.211 V16
  • data may not be transmitted / received correctly between wireless communication devices that are far apart from each other due to propagation loss or the like. That is, depending on the wireless line quality, the group cast data may not be received by some wireless communication devices in the group. Therefore, it is conceivable that the wireless communication device that has received the data transfers the data to another wireless communication device in the group and relays the data.
  • the disclosed technology has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a wireless communication device, a wireless communication system, and a wireless communication method capable of appropriately and efficiently relaying data.
  • the wireless communication device disclosed in the present application is, in one embodiment, a reception control unit that receives a signal transmitted to a plurality of wireless communication devices including its own device and acquires data included in the received signal, and another wireless communication.
  • a detection unit that detects a retransmission request that is a retransmission request transmitted from the device and requests the retransmission of the data, and when the retransmission request is detected, the data acquired by the reception control unit is used as the other radio. It has a transmission unit that transmits to a communication device.
  • the wireless communication device According to one aspect of the wireless communication device, the wireless communication system, and the wireless communication method disclosed in the present application, there is an effect that data can be relayed appropriately and efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram showing a specific example of the wireless communication system according to the embodiment.
  • the wireless communication system has terminal devices UEs # 1 to # 7 mounted on a plurality of automobiles.
  • the terminal devices UEs # 1 to # 7 belong to the same group and can wirelessly communicate with each other. That is, for example, when terminal device # UE3 group casts data, this data is received by terminal devices UE # 1, UE # 2, and UEs # 4 to # 7.
  • the terminal device # UE3 transmits control information such as SCI (Sidelink Control Information) through a control channel such as PSCCH (Physical Sidelink Control Channel), and PSCH (Physical Sidelink Shared Channel) used for data transmission.
  • SCI Segment Control Information
  • PSCCH Physical Sidelink Control Channel
  • PSCH Physical Sidelink Shared Channel
  • the terminal device UE # 7 may fail to decode the data channel even though it succeeds in decoding the control channel and identifies the data channel from the control information.
  • the terminal devices UEs # 1, # 2, and # 4 to # 6 that have succeeded in decoding the data channel do not give any feedback, the feedback channels of other terminal devices can be monitored. Then, when it is detected that NAK has been transmitted from any of the terminal devices, the received data obtained by decoding the data channel is transmitted to the NAK transmission source as retransmission data. That is, here, the data received from the terminal device UE # 3 is transmitted to the terminal device UE # 7 which is the transmission source of the NAK.
  • the terminal device UE # 3 can also monitor the feedback channel of the other terminal device, and when it detects that the NAK has been transmitted from any of the terminal devices, it transmits the retransmission data to the transmission source of the NAK. At this time, the terminal devices # 1 to # 6 that transmit the retransmission data transmit the retransmission data using the same radio resource.
  • the radio resource used for transmitting the retransmission data may be predetermined or may be specified by the control information of the control channel.
  • the terminal device UEs # 1, # 2, # 4 to # 6 that have received the NAK relay the data received from the terminal device UE # 3 and transmit the data to the terminal device UE # 7 that is the source of the NAK. .. Then, the terminal device UE # 7 simultaneously receives the same signal from a plurality of terminal devices UEs # 1, # 2, # 4 to # 6 that serve as relay stations, thereby causing SNR (Signal to Noise Ratio) gain and diversity. You can get a gain. Further, the terminal device UE # 7 combines, for example, chase combining the initial transmission data received from the terminal device UE # 3 and the retransmission data received from the terminal devices UEs # 1, # 2, # 4 to # 6. Data decoding results can be improved by soft-combining.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a terminal device 100 having a configuration equivalent to that of the terminal devices UEs # 1 to # 7.
  • the terminal device 100 includes a wireless communication unit 110, a processor 120, and a memory 130.
  • the processor 120 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), and the like, and controls the entire terminal device 100 in an integrated manner.
  • the processor 120 includes a control information generation unit 121, a transmission data generation unit 122, a transmission control unit 123, a reception control unit 124, a NAK generation unit 125, a reception data buffer unit 126, a NAK detection unit 127, and a retransmission data acquisition. It has a part 128.
  • the control information generation unit 121 generates control information such as SCI.
  • the control information generated by the control information generation unit 121 includes information on the data coding rate and modulation method, information for specifying the radio resource of the data channel used for data transmission, information for specifying the radio resource of the feedback channel, and so on. Information that identifies the radio resource used for data retransmission may be included.
  • the reception control unit 124 acquires a reception signal from the wireless communication unit 110 and executes reception processing for the reception signal. Specifically, the reception control unit 124 executes demodulation and decoding of the control channel to acquire control information, and demodulates and decodes the data channel according to the control information. If the decoding fails as a result of decoding the data channel, the reception control unit 124 notifies the NAK generation unit 125 to that effect. On the other hand, when the data channel is successfully decoded, the reception control unit 124 outputs the received data obtained by the decoding to the reception data buffer unit 126. Further, when the data channel is successfully decoded, the reception control unit 124 executes demodulation and decoding of the feedback channel corresponding to the data channel.
  • the NAK generation unit 125 generates a NAK requesting data retransmission when the reception control unit 124 notifies that the data decoding has failed. Then, the NAK generation unit 125 outputs the generated NAK to the transmission control unit 123.
  • the reception data buffer unit 126 temporarily holds the reception data obtained by decoding by the reception control unit 124. At this time, the reception data buffer unit 126 temporarily holds the reception data obtained by decoding the data channel and the control information obtained by decoding the control channel.
  • the NAK detection unit 127 monitors the feedback channel decoded by the reception control unit 124, and detects NAK from the decoding result of the feedback channel. That is, the NAK detection unit 127 detects the NAK transmitted from another wireless communication device whose data decoding has failed using the feedback channel.
  • the radio resource used as the feedback channel may be predetermined or may be specified by the control information.
  • the retransmission data acquisition unit 128 acquires the retransmission data from the reception data buffer unit 126. Specifically, the retransmission data acquisition unit 128 acquires the reception data and control information held in the reception data buffer unit 126 as retransmission data. Then, the retransmission data acquisition unit 128 outputs the acquired retransmission data to the transmission control unit 123. If the control information acquired from the received data buffer unit 126 includes an index indicating the initial transmission and retransmission of data, the retransmission data acquisition unit 128 changes this index to one indicating retransmission. , Received data and control information are used as retransmission data.
  • the radio resource for retransmission used for transmitting the retransmission data may be predetermined or may be specified by the control information. Further, the retransmission data acquisition unit 128 acquires transmission data from the transmission data generation unit 122 when NAK is detected for the transmission data transmitted by the own device, and the acquired transmission data is used as retransmission data in the transmission control unit 123. You may output to.
  • the memory 130 includes, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), and stores information used for processing by the processor 120.
  • a RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • UE # 3 group casts control information according to the control channel (step S101). That is, the control information generated by the control information generation unit 121 of UE # 3 is transmitted to UEs # 1, # 2, and # 4 to # 7. Since the control information includes information that identifies the radio resource of the data channel used for data transmission, UEs # 1, # 2, and # 4 to # 7 perform reception processing on the data channel according to the control information.
  • UE # 3 group casts the transmitted data by the data channel (step S102). That is, the transmission data generated by the transmission data generation unit 122 of UE # 3 is transmitted to UEs # 1, # 2, and # 4 to # 7.
  • the control channel is transmitted with higher reliability than the data channel, the control information is correctly decoded by UEs # 1, # 2, # 4 to # 7 in the group.
  • the transmission data is correctly decoded by UEs # 1, # 2, and # 4 to # 6 in the group, but is not correctly decoded by UE # 7. That is, for example, as shown in FIG. 4, since UE # 7 is located relatively far from UE # 3 and the wireless environment is poor, the transmission data transmitted from UE # 3 fails to be received by UE # 7. And.
  • step S101 the transmission of control information (step S101) and the transmission of transmission data (step S102) are shown separately, but the control information and transmission data are simultaneously transmitted using different radio resources. You may.
  • UE # 7 which failed to receive the data, transmits a NAK requesting data retransmission via the feedback channel (step S103). That is, the NAK generated by the NAK generation unit 125 of UE # 7 is transmitted using the feedback channel notified by the control information.
  • UEs # 1, # 2, and # 4 to # 6 that succeeded in receiving the data monitor the feedback channel without transmitting an ACK indicating that the data reception was successful. That is, UEs # 1, # 2, and # 4 to # 6 execute the reception process for the feedback channel without executing the transmission process using the feedback channel. Therefore, for example, UEs # 4 to # 6 receive the NAK transmitted from UE # 7. That is, for example, as shown in FIG. 5, UEs # 4 to # 6 receive the NAK, except for UEs # 1 and # 2, which are located relatively far from UE # 7 and have a poor wireless environment. UE # 3, which is the source of the data, also receives the NAK.
  • each UE # 1 to # 7 has half-duplex communication. Even when performing the above, UEs # 1 to # 6 can perform reception processing on the feedback channel and monitor the presence or absence of NAK.
  • UE # 3 to # 6 since the NAK detection unit 127 of UEs # 3 to # 6 detects the NAK from UE # 7, UE # 3, which is the data transmission source, may retransmit the data requested to be retransmitted (step). S104). Further, UEs # 4 to # 6, which have detected NAK instead of the data source, transmit the data received from UE # 3 and decoded to UE # 7 (step S105). That is, the data and control information held in the reception data buffer units 126 of UEs # 4 to # 6 are used as retransmission data, and the retransmission data is transmitted to UE # 7, which is the transmission source of NAK. Specifically, for example, as shown in FIG. 6, UEs # 4 to # 6 simultaneously transmit retransmission data to UE # 7 using the radio resources for retransmission notified by the control information.
  • the reception control unit 124 executes decoding of the received data. Then, the reception control unit 124 determines whether or not the decoding is successful (step S202), and if the decoding fails (step S202No), the NAK generation unit 125 generates the NAK (step S207). The NAK is transmitted via the transmission control unit 123 and the wireless communication unit 110 using the feedback channel notified by the control information (step S208).
  • the reception data is held by the reception data buffer unit 126 (step S203).
  • the control information corresponding to the received data is also held by the received data buffer unit 126.
  • the process ends without relaying the received data.
  • the retransmission data acquisition unit 128 acquires the reception data and the control information from the reception data buffer unit 126 as retransmission data (step S205).
  • the retransmission data is transmitted via the transmission control unit 123 and the wireless communication unit 110 (step S206). That is, when NAK is detected by the NAK detection unit 127, the received data held in the reception data buffer unit 126 is relayed.
  • the terminal device that detects NAK relays the received data
  • the source of NAK that fails to decode the data can receive the retransmission data and improve the decoding accuracy of the data.
  • decoding can be performed using the retransmission data transmitted simultaneously by these terminal devices, so that the decoding accuracy can be greatly improved.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the wireless line quality and the error rate when the number of terminal devices for transmitting retransmission data increases.
  • the graph indicated by the black circle shows the relationship between the SNR (Signal to Noise Ratio) and the block error rate (BLER: BLock Error Rate) when there is one terminal device for transmitting the retransmission data.
  • the graph shown by the triangle indicates that there are two terminal devices that transmit the retransmission data
  • the graph indicated by the rectangle indicates that there are four terminal devices that transmit the retransmission data
  • the graph indicated by the white circle indicates that the terminal device that transmits the retransmission data is 8.
  • the relationship between SNR and BLER in each of the two cases is shown.
  • the SNR for satisfying the same BLER may be lower. That is, the more terminal devices detect NAK and transmit the retransmission data, the better the error rate can be achieved even if the wireless line quality is poor.
  • a gain increase of about 3 dB can be expected in terms of SNR.
  • the terminal device that fails to decode the group cast data transmits NAK using the feedback channel. Then, when the terminal device that succeeds in decoding the data detects NAK in the feedback channel, the decoded received data is transmitted as retransmission data. Therefore, the terminal equipment within the range in which NAK can be received within the group relays the received data, and the terminal equipment in the wireless environment capable of relaying the data can adaptively relay the data, which is appropriate and appropriate. Data can be relayed efficiently.
  • a wireless communication system in which a plurality of terminal devices are not connected to a network has been described.
  • a plurality of terminal devices are connected to a network, for example, wireless communication with a base station device.
  • a relay method similar to that of the above embodiment can be applied to the wireless communication system. That is, for example, when a base station device group casts data to a plurality of terminal devices belonging to a group, the terminal device that fails to decode the data transmits NAK, succeeds in decoding the data, and detects the NAK. May relay the data. In this way, even when the wireless communication system is connected to the network, the terminal device that has detected the NAK can autonomously act as a relay station and relay data without designating a relay station from the network.
  • Wireless communication unit 120 Processor 121 Control information generation unit 122 Transmission data generation unit 123 Transmission control unit 124 Reception control unit 125 NAK generation unit 126 Reception data buffer unit 127 NAK detection unit 128 Retransmission data acquisition unit 130 Memory

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

適切かつ効率的にデータを中継すること。この課題を解決するために、無線通信装置（１００）は、自装置を含む複数の無線通信装置へ送信される信号を受信し、受信信号に含まれるデータを取得する受信制御部（１２４）と、他の無線通信装置から送信される再送要求であって前記データの再送を要求する再送要求を検出する検出部（１２７）と、前記再送要求が検出された場合に、前記受信制御部（１２４）によって取得されたデータを前記他の無線通信装置へ送信する送信部（１２３）とを有する。

Description

無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法
　本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
　現在のネットワークにおいては、モバイル端末（スマートフォンやフィーチャーホン）のトラフィックがネットワークのリソースの大半を占めている。また、モバイル端末が使用するトラフィックは、今後も拡大していく傾向にある。
　一方で、ＩｏＴ（Internet　of　Things）サービス（例えば、交通システム、スマートメータ、装置等の監視システム）の展開に合わせて、多様な要求条件を持つサービスに対応することが求められている。そのため、第５世代移動体通信（５Ｇ又は、ＮＲ（Ｎｅｗ　Ｒａｄｉｏ））の通信規格では、４Ｇ（第４世代移動体通信）の標準技術（例えば、非特許文献２～１２）に加えて、さらなる高データレート化、大容量化、低遅延化を実現する技術が求められている。
　なお、第５世代通信規格については、３ＧＰＰの作業部会（例えば、ＴＳＧ－ＲＡＮ　ＷＧ１、ＴＳＧ－ＲＡＮ　ＷＧ２等）で技術検討が進められており、２０１７年１２月に標準規格書の初版が出されている（非特許文献１３～３９）。
　上述したように、多種多様なサービスに対応するために、５Ｇでは、ｅＭＢＢ（Enhanced　Mobile　Broad　Band）、Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＴＣ（Machine　Type　Communications)、及びＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable　and　Low　Latency　Communication）に分類される多くのユースケースのサポートを想定している。
　また、３ＧＰＰの作業部会では、ＮＲ－Ｖ２Ｘ（New　Radio　Vehicle　to　Everything）通信についても議論されている。ＮＲ－Ｖ２Ｘは、例えば、サイドリンクチャネルを用いて、自動車間通信を行うＶ２Ｖ（Vehicle　to　Vehicle）、自動車と歩行者（Pedestrian）間で通信を行うＶ２Ｐ（Vehicle　to　Pedestrian）、自動車と標識等の道路インフラ間で通信を行うＶ２Ｉ（Vehicle　to　Infrastructure）、及び自動車とネットワーク間で通信を行うＶ２Ｎ（Vehicle　to　Network）等の総称である。Ｖ２Ｘに関する規定は、例えば非特許文献１に記載されている。
　ＮＲ－Ｖ２Ｘにおけるリソース配置に関しては、制御チャネル（ＰＳＣＣＨ：Physical　Sidelink　Control　CHannel）とデータチャネル（ＰＳＳＣＨ：Physical　Sidelink　Shared　CHannle）をＴＤＭ（Time　Division　Multiplexing）又はＦＤＭ（Frequency　Division　Multiplexing）させる配置方法がある。なお、ＰＳＣＣＨのリソースには、例えば、対応するＰＳＳＣＨのデータの変調方式及び符号化率に関する情報などを含むＳＣＩ（Sidelink　Control　Information）がマッピングされる。また、サイドリンクのチャネル品質を向上するために、フィードバックチャネル（ＰＳＦＣＨ：Physical　Sidelink　Feedback　CHannel）が導入されている。
3GPP　TS　22.186　V16.2.0（2019-06） 3GPP　TS　36.211　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　36.212　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　36.213　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　36.300　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　36.321　V15.8.0（2019-12） 3GPP　TS　36.322　V15.3.0（2019-09） 3GPP　TS　36.323　V15.5.0（2019-12） 3GPP　TS　36.331　V15.8.0（2019-12） 3GPP　TS　36.413　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　36.423　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　36.425　V15.0.0（2018-06） 3GPP　TS　37.340　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.201　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.202　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.211　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.212　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.213　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.214　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.215　V16.0.1（2020-01） 3GPP　TS　38.300　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.321　V15.8.0（2019-12） 3GPP　TS　38.322　V15.5.0（2019-03） 3GPP　TS　38.323　V15.6.0（2019-06） 3GPP　TS　38.331　V15.8.0（2019-12） 3GPP　TS　38.401　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.410　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.413　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.420　V15.2.0（2018-12） 3GPP　TS　38.423　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.470　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TS　38.473　V16.0.0（2019-12） 3GPP　TR　38.801　V14.0.0（2017-03） 3GPP　TR　38.802　V14.2.0（2017-09） 3GPP　TR　38.803　V14.2.0（2017-09） 3GPP　TR　38.804　V14.0.0（2017-03） 3GPP　TR　38.900　V15.0.0（2018-06） 3GPP　TR　38.912　V15.0.0（2018-06） 3GPP　TR　38.913　V15.0.0（2018-06）
　Ｖ２Ｘにおいては、無線通信装置のグループを形成し、グループ内の各無線通信装置に対してデータを送信するグループキャストが頻繁に実行されると考えられる。すなわち、例えば所定範囲内に位置する自動車や歩行者が有する無線通信装置がグループを形成し、グループキャストによって各自動車の進行方向や挙動がグループ内で共有される。また、道路インフラ、自動車及び歩行者が有する無線通信装置がグループを形成し、グループキャストによって道路インフラから警報や指示がグループ内の自動車及び歩行者へ通知される。
　このような場合、例えば互いの距離が遠く離れている無線通信装置間では、伝搬損失などによりデータが正しく送受信されないことがある。つまり、無線回線品質によっては、グループキャストされたデータが、グループ内の一部の無線通信装置に受信されない。そこで、データを受信した無線通信装置が、グループ内の他の無線通信装置へデータを転送し中継することが考えられる。
　しかしながら、グループ内でデータを中継する無線通信装置を決定するのは困難であるという問題がある。具体的には、例えばグループ内で決定されるクラスタヘッダなどの代表の無線通信装置が固定的に中継局となる場合には、この無線通信装置と他の無線通信装置との間の無線回線品質によっては、適切な中継が困難なことがある。また、グループ内で適応的に中継局を決定する方法については、これまでに具体的な検討例がない。特に、Ｖ２Ｘによる無線通信システムがネットワークに接続されておらず、例えば自動車及び歩行者が有する無線通信装置のみからグループが形成される場合には、ネットワークから中継局が指定されることがない。このため、グループ内で自律的に中継局を決定することが要求され、適切なデータの中継を実現することが難しくなっている。
　開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、適切かつ効率的にデータを中継することができる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
　本願が開示する無線通信装置は、１つの態様において、自装置を含む複数の無線通信装置へ送信される信号を受信し、受信信号に含まれるデータを取得する受信制御部と、他の無線通信装置から送信される再送要求であって前記データの再送を要求する再送要求を検出する検出部と、前記再送要求が検出された場合に、前記受信制御部によって取得されたデータを前記他の無線通信装置へ送信する送信部とを有する。
　本願が開示する無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法の１つの態様によれば、適切かつ効率的にデータを中継することができるという効果を奏する。
図１は、一実施の形態に係る無線通信システムの具体例を示す図である。 図２は、一実施の形態に係る端末装置の構成を示すブロック図である。 図３は、一実施の形態に係る無線通信方法を示すシーケンス図である。 図４は、グループキャストの一例を示す図である。 図５は、フィードバックの一例を示す図である。 図６は、データ中継の一例を示す図である。 図７は、一実施の形態に係る端末装置の動作を示すフロー図である。 図８は、無線回線品質と誤り率の関係の具体例を示す図である。
　以下、本願が開示する無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法の一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、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
　図１は、一実施の形態に係る無線通信システムの具体例を示す図である。図１に示すように、無線通信システムは、複数の自動車に搭載される端末装置ＵＥ＃１～＃７を有する。端末装置ＵＥ＃１～＃７は、同一のグループに所属し、互いに無線通信可能である。すなわち、例えば端末装置＃ＵＥ３がデータをグループキャストすると、このデータは、端末装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２、ＵＥ＃４～＃７によって受信される。具体的には、端末装置＃ＵＥ３は、例えばＳＣＩ（Sidelink　Control　Information）などの制御情報をＰＳＣＣＨ（Physical　Sidelink　Control　CHannel）などの制御チャネルによって送信し、データの送信に用いられるＰＳＳＣＨ（Physical　Sidelink　Shared　CHannel）などのデータチャネルの情報をグループ内に報知する。端末装置ＵＥ＃３以外の端末装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２、ＵＥ＃４～＃７は、制御チャネルの制御情報を受信して復号することにより、データを含むデータチャネルを特定する。そして、端末装置ＵＥ＃３がデータチャネルによってデータを送信すると、端末装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２、ＵＥ＃４～＃７は、データチャネルのデータを受信して復号する。
　このとき、無線回線品質によっては、端末装置ＵＥ＃３が送信したデータの復号に失敗する端末装置がある。すなわち、例えば端末装置ＵＥ＃３から遠く離れた端末装置ＵＥ＃７においては、グループキャストされたデータの復号に失敗し、正しいデータが得られない。なお、データチャネルと比較して制御チャネルは高い信頼性で送信されるため、無線回線品質が不良であっても、制御情報は各端末装置によって正しく復号される。このため、例えば端末装置ＵＥ＃７は、制御チャネルの復号に成功して制御情報からデータチャネルを特定するにも関わらず、このデータチャネルの復号に失敗することがある。
　このような場合、データチャネルの復号に失敗した端末装置ＵＥ＃７は、データの再送を要求するＮＡＫを送信する。具体的には、端末装置ＵＥ＃７は、ＰＳＦＣＨ（Physical　Sidelink　Feedback　CHannel）などのフィードバックチャネルによって、ＮＡＫを送信する。つまり、例えばＰＳＣＣＨなどの制御チャネルが正しく受信されたにも関わらず、例えばＰＳＳＣＨなどのデータチャネルが正しく受信されない場合には、端末装置ＵＥ＃７は、ＮＡＫをフィードバックする。これに対して、制御チャネル及びデータチャネルの双方を正しく受信した端末装置ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６は、何もフィードバックしない。フィードバックチャネルとして用いられる無線リソースは、あらかじめ決められていても良いし、制御チャネルの制御情報によって指定されても良い。
　一方、データチャネルの復号に成功した端末装置ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６は、何もフィードバックしないため、他の端末装置のフィードバックチャネルを監視することができる。そして、いずれかの端末装置からＮＡＫが送信されたことを検出すると、データチャネルの復号により得られた受信データを再送データとしてＮＡＫの送信元へ送信する。すなわち、ここでは、端末装置ＵＥ＃３から受信されたデータが、ＮＡＫの送信元の端末装置ＵＥ＃７に対して送信される。また、端末装置ＵＥ＃３も他の端末装置のフィードバックチャネルを監視することができ、いずれかの端末装置からＮＡＫが送信されたことを検出すると、再送データをＮＡＫの送信元へ送信する。このとき、再送データを送信する端末装置＃１～＃６は、同一の無線リソースを利用して再送データを送信する。再送データの送信に用いられる無線リソースは、あらかじめ決められていても良いし、制御チャネルの制御情報によって指定されても良い。
　このように、ＮＡＫを受信した端末装置ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６は、端末装置ＵＥ＃３から受信したデータを中継し、ＮＡＫの送信元の端末装置ＵＥ＃７へ送信する。そして、端末装置ＵＥ＃７は、中継局となる複数の端末装置ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６から同一の信号を同時に受信することで、ＳＮＲ（Signal　to　Noise　Ratio）ゲイン及びダイバシティゲインを獲得することができる。また、端末装置ＵＥ＃７は、端末装置ＵＥ＃３から受信した初回送信データと端末装置ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６から受信した再送データとを例えばチェイス合成（chase　combining）などのソフト合成（soft-combining）することにより、データの復号結果を改善することができる。
　図２は、端末装置ＵＥ＃１～＃７と同等の構成を有する端末装置１００の構成を示すブロック図である。端末装置１００は、無線通信部１１０、プロセッサ１２０及びメモリ１３０を有する。
　無線通信部１１０は、他の無線通信装置との間で信号を送受信する。具体的には、無線通信部１１０は、送信信号に対して所定の無線送信処理を施し、アンテナを介して他の端末装置や基地局装置などの無線通信装置へ無線送信する。また、無線通信部１１０は、アンテナを介して信号を無線受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理を施す。
　プロセッサ１２０は、例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）又はＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などを備え、端末装置１００の全体を統括制御する。具体的には、プロセッサ１２０は、制御情報生成部１２１、送信データ生成部１２２、送信制御部１２３、受信制御部１２４、ＮＡＫ生成部１２５、受信データバッファ部１２６、ＮＡＫ検出部１２７及び再送データ取得部１２８を有する。
　制御情報生成部１２１は、例えばＳＣＩなどの制御情報を生成する。制御情報生成部１２１が生成する制御情報には、データの符号化率及び変調方式の情報、データの送信に用いられるデータチャネルの無線リソースを特定する情報、フィードバックチャネルの無線リソースを特定する情報、データの再送に用いられる無線リソースを特定する情報などが含まれていても良い。
　送信データ生成部１２２は、グループ内の無線通信装置へグループキャストする送信データを生成する。送信データ生成部１２２が生成する送信データは、初回送信される初回送信データである。また、ＮＡＫ検出部１２７によってＮＡＫが検出された場合には、送信データ生成部１２２が生成した送信データは、再送される再送データとなる。
　送信制御部１２３は、制御情報及び送信データを符号化及び変調して無線リソースにマッピングし、送信信号を生成する。すなわち、送信制御部１２３は、制御情報を制御チャネルにマッピングし、送信データをデータチャネルにマッピングして送信信号を生成する。また、送信制御部１２３は、ＮＡＫ生成部１２５によってＮＡＫが生成された場合、ＮＡＫをフィードバックチャネルにマッピングして無線通信部１１０から送信させる。さらに、送信制御部１２３は、再送データ取得部１２８によって再送データが取得された場合、再送データを再送用の無線リソースにマッピングして無線通信部１１０から送信させる。
　受信制御部１２４は、無線通信部１１０から受信信号を取得し、受信信号に対する受信処理を実行する。具体的には、受信制御部１２４は、制御チャネルの復調及び復号を実行して制御情報を取得し、制御情報に従ってデータチャネルの復調及び復号を実行する。受信制御部１２４は、データチャネルを復号した結果、復号が失敗した場合、その旨をＮＡＫ生成部１２５へ通知する。一方、受信制御部１２４は、データチャネルの復号が成功した場合、復号により得られた受信データを受信データバッファ部１２６へ出力する。さらに、受信制御部１２４は、データチャネルの復号が成功した場合、このデータチャネルに対応するフィードバックチャネルの復調及び復号を実行する。
　ＮＡＫ生成部１２５は、受信制御部１２４からデータの復号が失敗した旨が通知された場合、データの再送を要求するＮＡＫを生成する。そして、ＮＡＫ生成部１２５は、生成したＮＡＫを送信制御部１２３へ出力する。
　受信データバッファ部１２６は、受信制御部１２４による復号により得られた受信データを一時的に保持する。このとき、受信データバッファ部１２６は、データチャネルを復号して得られる受信データとともに、制御チャネルを復号して得られる制御情報を一時的に保持する。
　ＮＡＫ検出部１２７は、受信制御部１２４によって復号されるフィードバックチャネルを監視し、フィードバックチャネルの復号結果からＮＡＫを検出する。すなわち、ＮＡＫ検出部１２７は、データの復号が失敗した他の無線通信装置からフィードバックチャネルを用いて送信されるＮＡＫを検出する。フィードバックチャネルとして用いられる無線リソースは、あらかじめ決められていても良いし、制御情報によって指定されても良い。
　再送データ取得部１２８は、ＮＡＫ検出部１２７によってＮＡＫが検出された場合、受信データバッファ部１２６から再送データを取得する。具体的には、再送データ取得部１２８は、受信データバッファ部１２６に保持された受信データと制御情報を再送データとして取得する。そして、再送データ取得部１２８は、取得した再送データを送信制御部１２３へ出力する。なお、再送データ取得部１２８は、受信データバッファ部１２６から取得される制御情報に、データの初回送信及び再送を示すインデックスが含まれる場合には、このインデックスを再送を示すものに変更した上で、受信データと制御情報を再送データとする。再送データの送信に用いられる再送用の無線リソースは、あらかじめ決められていても良いし、制御情報によって指定されても良い。また、再送データ取得部１２８は、自装置が送信した送信データに対するＮＡＫが検出された場合には、送信データ生成部１２２から送信データを取得し、取得した送信データを再送データとして送信制御部１２３へ出力しても良い。
　メモリ１３０は、例えばＲＡＭ（Random　Access　Memory）又はＲＯＭ（Read　Only　Memory）などを備え、プロセッサ１２０による処理に用いられる情報を記憶する。
　次いで、上記の端末装置１００と同等の端末装置ＵＥ＃１～＃７を有する無線通信システムにおける無線通信方法について、図３に示すシーケンス図を参照しながら説明する。以下においては、端末装置ＵＥ＃３がデータをグループキャストする場合の無線通信方法について説明する。
　ＵＥ＃３は、制御チャネルによって制御情報をグループキャストする（ステップＳ１０１）。すなわち、ＵＥ＃３の制御情報生成部１２１によって生成された制御情報がＵＥ＃１、＃２、＃４～＃７へ送信される。制御情報には、データの送信に用いられるデータチャネルの無線リソースを特定する情報が含まれるため、ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃７は、制御情報に従ってデータチャネルに対する受信処理を行う。また、ＵＥ＃３は、データチャネルによって送信データをグループキャストする（ステップＳ１０２）。すなわち、ＵＥ＃３の送信データ生成部１２２によって生成された送信データがＵＥ＃１、＃２、＃４～＃７へ送信される。
　ここで、制御チャネルは、データチャネルに比べて高い信頼性で送信されるため、制御情報は、グループ内のＵＥ＃１、＃２、＃４～＃７によって正しく復号される。一方、送信データは、グループ内のＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６によって正しく復号されるものの、ＵＥ＃７によっては正しく復号されないものとする。すなわち、例えば図４に示すように、ＵＥ＃７がＵＥ＃３から比較的遠くに位置し無線環境が悪いため、ＵＥ＃３から送信された送信データは、ＵＥ＃７において受信に失敗するものとする。
　なお、図３においては、便宜上、制御情報の送信（ステップＳ１０１）と送信データの送信（ステップＳ１０２）とを分けて示したが、制御情報と送信データは、異なる無線リソースを用いて同時に送信されても良い。
　データの受信に失敗したＵＥ＃７は、フィードバックチャネルによってデータの再送を要求するＮＡＫを送信する（ステップＳ１０３）。すなわち、ＵＥ＃７のＮＡＫ生成部１２５によって生成されたＮＡＫが、制御情報によって通知されたフィードバックチャネルを用いて送信される。
　このとき、データの受信に成功したＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６は、データの受信に成功した旨のＡＣＫを送信することなく、フィードバックチャネルを監視する。すなわち、ＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６は、フィードバックチャネルを用いた送信処理を実行することなく、フィードバックチャネルに対する受信処理を実行する。このため、例えば、ＵＥ＃４～＃６は、ＵＥ＃７から送信されたＮＡＫを受信する。すなわち、例えば図５に示すように、ＵＥ＃７から比較的遠くに位置し無線環境が悪いＵＥ＃１、＃２を除く、ＵＥ＃４～＃６がＮＡＫを受信する。また、データの送信元であるＵＥ＃３もＮＡＫを受信する。
　このように、データの受信に成功したＵＥ＃１、＃２、＃４～＃６がフィードバックチャネルを用いてＡＣＫを送信しないため、各ＵＥ＃１～＃７が半二重通信（half　duplex）を行う場合でも、ＵＥ＃１～＃６は、フィードバックチャネルに対する受信処理を行ってＮＡＫの有無を監視することができる。
　ここでは、ＵＥ＃３～＃６のＮＡＫ検出部１２７がＵＥ＃７からのＮＡＫを検出するため、データの送信元であるＵＥ＃３が、再送要求されたデータを再送しても良い（ステップＳ１０４）。さらに、データの送信元ではなくＮＡＫを検出したＵＥ＃４～＃６が、ＵＥ＃３から受信して復号したデータをＵＥ＃７へ送信する（ステップＳ１０５）。すなわち、ＵＥ＃４～＃６の受信データバッファ部１２６に保持されたデータ及び制御情報を再送データとして、この再送データがＮＡＫの送信元のＵＥ＃７へ送信される。具体的には、例えば図６に示すように、ＵＥ＃４～＃６は、制御情報によって通知された再送用の無線リソースを用いて、同時に再送データをＵＥ＃７へ送信する。
　ＵＥ＃４～＃６それぞれとＵＥ＃７との間の距離が異なるため、ＵＥ＃４～＃６が同時に再送データを送信しても、ＵＥ＃７における再送データの受信タイミングは一致しない。ただし、再送データの受信タイミングのずれがＣＰ（Cyclic　Prefix）のサイズより小さければ、ＵＥ＃４～＃６からの再送データが互いに干渉することはなく、ＳＮＲゲイン及びダイバシティゲインが向上し、データの復号精度を向上することができる。また、ＵＥ＃７は、復号が失敗した初回送信データと再送データとをソフト合成することにより、さらに復号精度を向上することができる。
　このように、ＵＥ＃７からのＮＡＫを受信したＵＥ＃４～＃６が再送データを送信することにより、ＵＥ＃７からのＮＡＫを受信可能な無線環境にある端末装置によって、ＵＥ＃３からのデータが中継されることになる。したがって、ＵＥ＃７に対してデータを中継可能な無線環境にある端末装置が適応的にＵＥ＃３からのデータを中継することができ、適切かつ効率的にデータを中継することができる。
　次に、端末装置ＵＥ＃１～＃７と同等の構成を有する端末装置１００がデータを受信した後の動作について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。
　無線通信部１１０によってデータが受信されると（ステップＳ２０１）、受信制御部１２４によって受信データの復号が実行される。そして、受信制御部１２４によって復号が成功したか否かが判断され（ステップＳ２０２）、復号が失敗した場合には（ステップＳ２０２Ｎｏ）、ＮＡＫ生成部１２５によってＮＡＫが生成される（ステップＳ２０７）。ＮＡＫは、制御情報によって通知されたフィードバックチャネルを用いて、送信制御部１２３及び無線通信部１１０を介して送信される（ステップＳ２０８）。
　一方、受信データの復号が成功した場合には（ステップＳ２０２Ｙｅｓ）、受信データバッファ部１２６によって受信データが保持される（ステップＳ２０３）。このとき、受信データに対応する制御情報も受信データバッファ部１２６によって保持される。その後、制御情報によって通知されたフィードバックチャネルが監視され（ステップＳ２０４）、ＮＡＫ検出部１２７によってＮＡＫが検出されなければ（ステップＳ２０４Ｎｏ）、受信データが中継されることなく、処理が終了する。これに対して、ＮＡＫ検出部１２７によってＮＡＫが検出されると（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）、再送データ取得部１２８によって、受信データバッファ部１２６から受信データ及び制御情報が再送データとして取得され（ステップＳ２０５）、再送データは、送信制御部１２３及び無線通信部１１０を介して送信される（ステップＳ２０６）。すなわち、ＮＡＫ検出部１２７によってＮＡＫが検出された場合には、受信データバッファ部１２６に保持された受信データが中継される。
　このように、ＮＡＫを検出した端末装置が受信データを中継するため、データの復号に失敗したＮＡＫの送信元は、再送データを受信してデータの復号精度を改善することができる。特に、ＮＡＫを検出する端末装置の数が多くなる場合には、これらの端末装置が同時に送信する再送データを用いた復号を実行することができるため、復号精度を大きく改善することができる。
　具体的に、図８は、再送データを送信する端末装置の数が増える場合の無線回線品質と誤り率の関係を示す図である。図８において、黒丸で示すグラフは再送データを送信する端末装置が１つである場合のＳＮＲ（Signal　to　Noise　Ratio）とブロックエラーレート（ＢＬＥＲ：BLock　Error　Rate）との関係を示す。また、三角形で示すグラフは再送データを送信する端末装置が２つの場合、四角形で示すグラフは再送データを送信する端末装置が４つの場合、白丸で示すグラフは再送データを送信する端末装置が８つの場合のそれぞれＳＮＲとＢＬＥＲとの関係を示す。
　図８に示すように、再送データを送信する端末装置の数が多くなるほど、同じＢＬＥＲを満たすためのＳＮＲが低くても良い。すなわち、多くの端末装置がＮＡＫを検出して再送データを送信するほど、無線回線品質が悪くても良好な誤り率を達成することが可能となる。図８に示す例では、再送データを送信する端末装置の数が２倍になると、ＳＮＲにしておよそ３ｄＢのゲイン増加が見込めることがわかる。
　以上のように、本実施の形態によれば、グループキャストされたデータの復号に失敗した端末装置は、フィードバックチャネルを用いてＮＡＫを送信する。そして、データの復号に成功した端末装置は、フィードバックチャネルにおいてＮＡＫを検出すると、復号した受信データを再送データとして送信する。このため、グループ内でＮＡＫを受信可能な範囲の端末装置が受信データを中継することになり、データを中継可能な無線環境にある端末装置が適応的にデータを中継することができ、適切かつ効率的にデータを中継することができる。
　なお、上記一実施の形態においては、複数の端末装置がネットワークに接続されていない無線通信システムの場合について説明したが、複数の端末装置がネットワークに接続されており、例えば基地局装置と無線通信する無線通信システムにも上記一実施の形態と同様の中継方法を適用することができる。すなわち、例えば基地局装置がグループに属する複数の端末装置に対してデータをグループキャストする場合、データの復号に失敗した端末装置がＮＡＫを送信し、データの復号に成功しＮＡＫを検出した端末装置がデータを中継しても良い。このように、無線通信システムがネットワークに接続する場合でも、ネットワークから中継局が指定されることなく、ＮＡＫを検出した端末装置が自律的に中継局となってデータを中継することができる。
　１１０　無線通信部
　１２０　プロセッサ
　１２１　制御情報生成部
　１２２　送信データ生成部
　１２３　送信制御部
　１２４　受信制御部
　１２５　ＮＡＫ生成部
　１２６　受信データバッファ部
　１２７　ＮＡＫ検出部
　１２８　再送データ取得部
　１３０　メモリ

Claims (8)

  1. 　自装置を含む複数の無線通信装置へ送信される信号を受信し、受信信号に含まれるデータを取得する受信制御部と、
    　他の無線通信装置から送信される再送要求であって前記データの再送を要求する再送要求を検出する検出部と、
    　前記再送要求が検出された場合に、前記受信制御部によって取得されたデータを前記他の無線通信装置へ送信する送信部と
    　を有することを特徴とする無線通信装置。
  2. 　前記検出部は、
    　フィードバックチャネルを用いて送信される再送要求を検出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  3. 　前記受信制御部は、
    　受信信号に含まれる制御情報をさらに取得し、
    　前記検出部は、
    　前記制御情報によって無線リソースが指定されるフィードバックチャネルにおいて再送要求を検出する
    　ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
  4. 　前記受信制御部は、
    　受信信号に含まれる制御情報をさらに取得し、
    　前記送信部は、
    　前記制御情報によって指定される再送用の無線リソースを用いて、前記受信制御部によって取得されたデータを送信する
    　ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
  5. 　自装置を含む複数の無線通信装置へ送信される信号を受信し、受信信号に含まれるデータを取得する受信制御部と、
    　前記受信制御部によるデータの取得が失敗した場合、当該データの再送を要求する再送要求を送信する送信部と、
    　前記複数の無線通信装置のうち前記再送要求を検出した他の無線通信装置から前記データを受信する受信部と
    　を有することを特徴とする無線通信装置。
  6. 　前記受信制御部は、
    　受信信号に含まれる制御情報をさらに取得し、
    　前記送信部は、
    　前記制御情報によって無線リソースが指定されるフィードバックチャネルを用いて再送要求を送信する
    　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
  7. 　送信装置と、第１の無線通信装置と、第２の無線通信装置とを有する無線通信システムであって、
    　前記送信装置は、
    　データを含む信号を前記第１の無線通信装置及び前記第２の無線通信装置へ送信する無線送信部を有し、
    　前記第１の無線通信装置は、
    　前記送信装置から送信された信号を受信し、受信信号に含まれるデータを取得する第１受信制御部と、
    　前記第２の無線通信装置から送信される再送要求であって前記データの再送を要求する再送要求を検出する検出部と、
    　前記再送要求が検出された場合に、前記第１受信制御部によって取得されたデータを前記第２の無線通信装置へ送信する第１送信部とを有し、
    　前記第２の無線通信装置は、
    　前記送信装置から送信された信号を受信し、受信信号に含まれるデータを取得する第２受信制御部と、
    　前記第２受信制御部によるデータの取得が失敗した場合、当該データの再送を要求する再送要求を送信する第２送信部と、
    　前記第１の無線通信装置から前記データを受信する受信部とを有する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  8. 　複数の無線通信装置へ送信される信号を受信し、
    　受信信号に含まれるデータを取得し、
    　他の無線通信装置から送信される再送要求であって前記データの再送を要求する再送要求を検出し、
    　前記再送要求が検出された場合に、前記受信信号から取得されたデータを前記他の無線通信装置へ送信する
    　処理を有することを特徴とする無線通信方法。
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