JP3784982B2 - 再送制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディジタル無線通信により、画像等の大容量のデータを受信することを目的とする移動無線端末を利用した移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＴＣＰ／ＩＰを代表とするデータ通信システムに用いられてきた再送制御方式について、図１〜図３を参照して２つの端末間のデータ送受信の場合を例にとり説明する。
【０００３】
図１は、ストップアンドウエイト（Stop and Wait）方式と呼ばれるものである。図１において、送信側の端末から送信されたパケットＡ１は、受信側の端末で正常に受信され、受信側端末から送信側端末へ正常に受信した旨を通知する応答信号としての正常受信信号（ＡＣＫ）が返される。送信側端末は正常受信信号（ＡＣＫ）を受け取ったとき後続のパケットＡ２の送信を開始する。送信側端末から送信されたパケットＡ３が受信側端末で正常に受信できなかった（誤りが発生した）場合には、受信側端末から送信側端末へ誤り受信信号（ＮＡＫ）が返される。これを受けて送信側端末はパケットＡ３を再送する。この場合、再送制御のための制御情報（誤り受信信号等）のやりとりのため、送信側端末からの後続のパケットの送信は一時停止するため、全てのパケットを送信し終わるまでに時間がかかり伝送効率が悪いという問題点がある。
【０００４】
図２は、ゴーバックエヌ（Go Back N）方式（以下、簡単にＧＢＮ方式と呼ぶ）と呼ばれるものである。この方式では、送信側端末は、送信したパケットＢ１に対する受信側端末から正常受信信号（ＡＣＫ）あるいは誤り受信信号（ＮＡＫ）といった応答信号を受け取る前に、次のパケットＢ２の送信を開始する。その後、正常受信信号（ＡＣＫ）を受信した場合、引き続き後続のパケットＢ４の送信を行う。一方、誤り受信信号（ＮＡＫ）を受信した場合、その誤り受信されたパケットＢ３までもどって、パケットＢ３から再び送信を開始する。この場合、パケットＢ４、Ｂ５のように受信側端末にて正常受信されたパケットまで再送されるため、誤りの多い伝送路（例えば、移動通信伝搬路のように、マルチパスフェージングのようなランダム誤りの多く発生する伝送路）では余分な再送が多く生じ伝送効率が悪いという問題点がある。
【０００５】
図３は、セレクティブリピート（Selective Repeat）方式（以下、簡単にＳＲ方式と呼ぶ）と呼ばれるもので、この方式を採用する場合、受信側端末は、受信データを蓄積するための受信バッファを有している。送信側端末からパケットを送信する度に、各パケットに対し受信側端末から正常受信信号（ＡＣＫ）あるいは誤り受信信号（ＮＡＫ）といった応答信号が返される。図３に示すように、パケットＣ３が受信側端末にて正常に受信できなかったとき、受信側端末からは誤り受信信号（ＮＡＫ）が返されるが、これを受けた送信側端末では、当該受信誤りのあったパケット（ここでは、パケットＣ３）のみ再送を行い、正常受信信号（ＡＣＫ）が返されたパケットについては再送を行わない。この場合、伝送効率は以上３つの方式の中で最もよいが、再送制御のための制御信号が多くなるため、一方の伝送路の伝送速度が低い場合や、バースト誤り（連続した多数のパケットが続いて誤る場合）には、制御信号が多くなり、伝送効率が低下する。また、伝送速度が高速になると、受信側に多量の受信バッファを必要とするため、コストや消費電力の点でもかえってデメリットが大きい場合がある。
【０００６】
以上は、誤りの少ない有線伝送路を想定したもので、誤り率の高い無線伝送路に用いる際には制御量が増し伝送が冗長になる問題点があった。
【０００７】
このため、１つの解決方法としては、送信パケットの最初の幾つかを効率の高いＳＲ方式で、以降を制御量の少ないＧＢＮ方式で伝送する方式が考えられている。しかし、画像ファイルを携帯可能な移動端末で受信するようなマルチメディア移動通信における双方向の伝送路の伝送速度の異なる通信路においては、ＳＲ方式の時は高速受信側からの制御信号応答の負担が大きく、ＧＢＮ方式の時は高速受信側からの比較的低速な伝送路でのパケットの送信が冗長となるため、逆方向の低速伝送路の伝送効率を低下させることが問題となっていた。
【０００８】
また、別の問題として、高速伝送の無線通信装置と低速伝送の無線通信装置の両方を具備するデュアルモード端末を利用したサービスにおいては、低速サービスエリア内において効率の高いＳＲ方式を高速サービスエリアでも使用する場合、高速伝送においては一般的に誤り率が高くなり、またバースト誤りも原理的に多く発生するようになるため、そのままでは制御量が多くなり伝送効率が低下するという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、伝送特性（例えば、データ伝送速度、周波数帯域、データ誤り率等）の異なる伝送路を組み合わせてデータ送受信を行う通信において、その伝送特性に応じた伝送効率のよい再送制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の再送制御方法は、伝送速度の異なる複数の伝送路を介してパケットデータを送受信する通信における再送制御方法であって、前記複数の伝送路のうち高速な方の伝送路にて送信されたパケットデータが正常受信されなかったとき、該パケットデータ以降のパケットデータを既に送信したかしないかにかかわらず順次送信し、前記複数の伝送路のうち低速な方の伝送路にて送信されたパケットデータを正常受信できなかったとき、該正常受信できなかったパケットデータのみを再送することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の再送制御方法は、中心周波数の異なる複数の伝送路を介してパケットデータを送受信する通信における再送制御方法であって、前記複数の伝送路のうち伝送誤り率の高い方の伝送路にて送信されたパケットデータが正常受信されなかったとき、該データパケット以降のデータパケットを既に送信したかしないかにかかわらず順次送信し、前記複数の伝送路のうち伝送誤り率の低い方の伝送路にて送信されたデータパケットを正常受信できなかったとき、該正常受信できなかったパケットデータのみを再送することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、伝送特性の異なる複数の伝送路を介してデータパケットを送受信する通信における再送制御方法であって、いずれかの伝送路にて送信されたデータパケットが正常受信されなかったとき、該データパケット以降のデータパケットを既に送信したかしないかにかかわらず順次送信する第１の再送制御と、該正常受信できなかったデータパケットのみを再送する第２の再送制御とのいずれか一方を、前記データパケットの受信誤り率に基づき選択することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、伝送路の特性（例えば、データ伝送速度、周波数帯域、データ誤り率等）に応じた伝送効率のよい再送制御が可能となる。
【００１４】
なお、本発明は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピーディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図４は、第１の実施形態に係る無線通信システム全体の概略的な構成を示したもので、データ通信を行う端末４が基地局３と通信を行い、画像、高品質音楽といった大容量のデータを無線伝送路Ｔ１を介して端末４で受信し、閲覧するためのものである。
【００１７】
大容量のデータを受信するには、例えば、３２ｋｂｐｓ（bit per second）の音声通話をモデルとしたディジタル無線通信システムにおいて、数メガビットものデータで構成される動画ファイルや、高精細画像、音楽を伝送するには数分ないし数十分もの時間がかかるため、より高速な無線伝送路Ｔ１を利用するのが一般的である。
【００１８】
一方、高速な伝送速度での受信に対し、端末４から基地局３への無線伝送路Ｔ２を介しての送信につては発着信制御、データ受信要求、選択信号、受信確認応答信号など制御信号の受信が主であり、送信情報は認証情報程度の少ない伝送量に過ぎない。
【００１９】
無線伝送路Ｔ１での高い伝送速度のデータ伝送における再送制御にはＧＢＮ方式、無線伝送路Ｔ２での低い伝送速度のデータ伝送における再送制御にはＳＲ方式を組み合わせて用いて信頼性のあるデータ伝送を実現する。
【００２０】
図５は、基地局３の構成を概略的に示したもので、ネットワークインタフェース部３ａ、データ処理部３ｂ、再送制御部３ｃ、無線送受信部３ｄから構成されている。
【００２１】
ネットワークインタフェース部３ａは、例えば、所定の有線のネットワーク１を介してサーバ２と通信可能なように接続して、端末４からの要求に応じて、サーバ２にアクセスして、所望の動画像、音声等を取得する。
【００２２】
データ処理部３ｂは、端末４へ送信する下りデータをパケット化したり、端末４から受信したパケットに含まれる上りデータを処理する。
【００２３】
無線送受信部３ｄは、端末４と無線通信路Ｔ１、Ｔ２を介して無線通信を行うためのものである。
【００２４】
再送制御部３ｃは、無線送受信部３ｄにて受信された上りデータに受信誤りを検出したときには送信側（すなわち端末４）に再送を要求したり、端末４から送信されてきた正常受信信号（以下、ＡＣＫ信号と呼ぶ）、未受信あるいは受信誤り信号（以下、ＮＡＫ信号と呼ぶ）などの再送制御信号に応じて下りデータの再送制御を行う。
【００２５】
図６は、端末４の構成を概略的に示したもので、無線送受信部４ａ、端末データ処理部４ｂ、再送制御部４ｃから構成されている。
【００２６】
無線送受信部４ａは、基地局３と無線通信路Ｔ１、Ｔ２を介して無線通信を行うためのものである。
【００２７】
端末データ処理部４ｂは、基地局３へ送信する上りデータをパケット化したり、基地局３から受信したパケットに含まれる下りデータを処理する。
【００２８】
再送制御部４ｃは、無線送受信部４ａにて受信された下りデータに受信誤りを検出したとき、あるいは未受信のとき、送信側（すなわち基地局３）に再送を要求したり、基地局３から送信されてきたＡＣＫ信号、ＮＡＫ信号などの再送制御信号に応じて上りデータの再送制御を行う。
【００２９】
まず、基地局３から端末４へ伝送路Ｔ１を介して１つのパケットに下りデータＰ１、Ｐ２、…をそれぞれ１つづつ含めて伝送する場合について、図７を参照して説明する。下りデータＰ３がシャドーイング等により消滅したとすると、端末４では来るはずの下りデータＰ３が来ないので、ＮＡＫ信号を伝送する。基地局３は、端末４からＡＣＫ信号を受信していない下りデータは送出済みであっても、例えば、データ処理部３ｂの送信データ蓄積部３ｆに蓄積してあるので、ＮＡＫ信号受信後直ちに下りデータＰ３を送信し、以後、下りデータＰ４、Ｐ５、…と順に送信する。
【００３０】
端末４は、消失した下りデータＰ３が正しく受信されるまでは、下りデータＰ４、Ｐ５、…が到着してもそれをメモリに蓄積することなく廃棄する。
【００３１】
これにより、基地局３から端末４への伝送路Ｔ１を介しての高速伝送においては、端末４では再送されるはずの余分な受信パケット（ここでは、下りデータＰ３〜Ｐ５）を蓄積するためのメモリが不要になるため、端末４の小型化、低消費電力化、低価格化が図れる。
【００３２】
次に、端末４から基地局３へ伝送路Ｔ２を介して１つのパケットに上りデータＱ１、Ｑ２、…をそれぞれ１つづつ含めて伝送する場合について、図８を参照して説明する。上りデータＱ３、Ｑ４が上記同様消失したとすると、基地局３では、来るはずの上りデータＱ３、Ｑ４が来ないので、ＮＡＫ信号を伝送する。端末４では、上記同様ＡＣＫ信号を受信していない上りデータは送出済みであっても、端末データ処理部４ｂの送信データ蓄積部３ｄに蓄積しているので、ＮＡＫ信号受信後直ちに上りデータＱ３、Ｑ４を再送する。
【００３３】
無線伝送路Ｔ２における再送制御はＳＲ方式であるので、送出済みの上りデータはＮＡＫ信号が来るか、タイムアウトまでにＡＣＫ信号を受信しない限り再送しない。従って、上りデータＱ３、Ｑ４を再送した後、次の未送出の上りデータＱ５、…を送出する。基地局３では、受信した上りデータおよびその順番をデータ処理部３ｂの持つ受信データ蓄積部３ｅに蓄積しているので、その順番にしたがって当該受信した上りデータを並べ直す。
【００３４】
これにより、端末４から基地局３に送出するパケットの量を最小限にすることができ、また、端末４は基地局３から受信したパケットをその順番に従って並び替えるために蓄積するための大容量のメモリを持つ必要がないため、小型化、低消費電力化、低価格化が図れる。
【００３５】
図９は、伝送路Ｔ１、Ｔ２を介して送受信されるバケットのデータ構成例を示したもので、同期ビットの後に制御信号が入り、その後に、基地局３から端末４への下りデータ、端末４から基地局３への上りデータが続く。ここで、伝送路Ｔ１は伝送路Ｔ２より高速であるので、下りデータの方が上りデータよりもデータ量が多い。
【００３６】
上記再送制御方法では、上りデータ、下りデータのそれぞれに対するＡＣＫ信号／ＮＡＫ信号等の再送制御信号が図９のパケット中の下りデータおよび上りデータのフィールドにて送信されてもよいし、パケット中の制御信号のフィールドにて送信されていてもよい。
【００３７】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態の再送制御方法では、データ伝送の方向ごと（上りデータ、下りデータごと）に再送制御のプロトコルは独立に動作するため、それぞれの再送制御信号を伝送するためのパケット（制御パケット）もデータ伝送の方向毎に別々に伝送される。しかしこの場合は制御パケットによるオーバーヘッドが大きくなるため、データ伝送の確認を返すＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を上り、下りデータパケットの一部に取り込むことによりオーバーヘッドの影響を少なくすることも一般的には行なわれる（ピギーバック）。
【００３８】
そこで、第２の実施形態では、低速な無線伝送路Ｔ２上の上りデータパケットの伝送に対するオーバーヘッドの大きなＳＲ方式の再送制御信号の伝送を高速な無線伝送路Ｔ１において行ない、逆に、高速な無線伝送路Ｔ１上の下りデータパケットの伝送に対するオーバーヘッドの小さなＧＢＮ方式の再送制御信号の伝送を低速な無線伝送路Ｔ２にて行うことにより、オーバーヘッドの大きさを伝送容量で吸収し円滑なデータ伝送を実現する。この場合について、図１０を参照して説明する。
【００３９】
図１０では、基地局３、端末４のそれぞれから送出される下り、上りデータパケットを太線で、その再送制御信号を細線で表している。
【００４０】
基地局３から端末４へは高速の無線伝送路Ｔ１を介して下りデータパケットＤ１、Ｄ２、Ｄ３、…が、端末４から基地局３へは低速の無線伝送路Ｔ２を介して上りデータパケットＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、…が送出されるものとする。
【００４１】
下りデータパケットＤ１の送達確認のための再送制御信号（ＡＣＫ信号／ＮＡＣＫ信号）は、通常は上りデータパケットＥ１の伝送とは別個に行われるが、ピギーバック方式では例えば上りデータパケットＥ１の一部として伝送される。また、基地局３から端末４への逆方向においても、上りデータパケットＥ１の送達確認のための再送制御信号（ＡＣＫ信号／ＮＡＣＫ信号）が例えば下りデータパケットＤ４の一部として伝送される。
【００４２】
なお、ビギーパック方式では、上り／下りデータと再送制御信号とが必ずしも１対１に組み合わされるわけではなく、部分的には例えば上りデータパケットＥ４のようにピギーバックを伴わないパケットや、逆に再送制御信号のみのパケットが混在することがある。
【００４３】
図１１（ａ）、（ｂ）は、ビギーパック方式を適用した場合の基地局３から端末４へ送出される下りデータパケットのデータ構成例と、端末４から基地局３への上りデータパケットのデータ構成例とを示したものである。
【００４４】
どちらのパケットにも他方のパケットに対する再送制御信号が、例えばオプションの一部として組み込まれている。
【００４５】
なお、以下の実施形態においても、特に言及なき場合はこのようなピギーバック方式を適用できるものとする。
【００４６】
（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態に係る無線通信システム全体の概略的な構成を示したもので、端末１５は、無線伝送路Ｔ１２を介してデータを送信する無線装置（無線送信部１５ｂ）と、それとは別個に、無線伝送路Ｔ１２とは異なる周波数帯域でデータ伝送速度が無線伝送路Ｔ１２よりも高速な無線伝送路Ｔ１１を介してデータを受信する無線装置（無線受信部１５ａ）とを具備している。
【００４７】
また、所定の有線のネットワーク１１には、端末１５へ高速な無線伝送路Ｔ１１を介してデータ送信を行なう基地局（ＢＳ（＃１））１３と、端末１５からの低速な無線伝送路Ｔ１２を介してデータ受信を行う基地局（ＢＳ（＃２））１４とが互いに通信可能なように接続されていている。なお、基地局１３は、衛星放送局であってもよい。
【００４８】
図１３は、端末１５の構成を概略的に示したもので、無線受信部１５ａ、無線送信部１５ｂ、再送制御部１５ｃ、端末データ処理部１５ｄから構成されている。
【００４９】
無線受信部１５ａは、基地局１３から高速な下り無線伝送路Ｔ１１を介して送信されてきたデータを受信するためのものである。
【００５０】
無線送信部１５ｂは、端末１５から低速な上り無線伝送路Ｔ１２を介してパケットを送信するためのものである。
【００５１】
端末データ処理部１５ｄは、基地局１３へ送信する上りデータをパケット化したり、基地局１３から受信したパケットに含まれる下りデータ等を処理する。
【００５２】
再送制御部１５ｃは、無線伝送路Ｔ１１を介して無線受信部１５ａにて受信されたパケットデータに受信誤りを検出したときには送信側（すなわち基地局１３）に再送を要求したり、基地局１３から送信されてきたＡＣＫ信号／ＮＡＫ信号などの再送制御信号に応じてパケットの再送制御を行う。
【００５３】
図１４（ａ）、（ｂ）に、基地局１３から端末１５へ送出される下りデータパケットのデータ構成例と、端末１５から基地局１４への上りデータパケットのデータ構成例とを示したものである。
【００５４】
図１４（ａ）に示すように、下りデータパケットには、同期ビットの後ろに、基地局１３から端末１５への下りデータの他に、端末１５から基地局１４に図１４（ｂ）に示したような上りデータパケットにて送出された上りデータに対する再送制御信号（ＡＣＫ信号、ＮＡＫ信号等）が含まれている。
【００５５】
図１４（ｂ）に示すように、上りデータパケットには、同期ビットの後ろに、端末１５から基地局１４への上りデータの他に、基地局１３から端末１５に図１４（ａ）に示したような下りデータパケットにて送出された下りデータに対する再送制御信号（ＡＣＫ信号、ＮＡＫ信号等）が含まれている。
【００５６】
基地局１３、１４は必ずしもそれぞれ送信装置のみ、受信装置のみで構成されるわけではないが、ここでは、それぞれ送信装置、受信装置を主に利用するものである。
【００５７】
ここで、高速データ伝送は低速データ伝送よりも高い伝送周波数で、しかも伝送帯域幅も広いものとする。一般に、周波数が高くなると伝搬損失が高くなり、また電波の直進性が強まるため、シャドーイングの影響が生じやすく、さらに、高速伝送では符号間干渉により伝送誤り率が高くなる。このため、高速伝送の伝送路Ｔ１１と低速伝送の伝送路Ｔ１２とでは、前者の方が誤り率が高い傾向がある。
【００５８】
本実施形態では、無線伝送路Ｔ１１上の高速伝送の再送制御のプロトコルはＧＢＮ方式、無線伝送路Ｔ１２上の低速伝送においてはＳＲ方式を組み合わせて用い、端末１５からサーバ１２へのアクセスと情報転送を行なうことを実現する。
【００５９】
ＧＢＮ方式では、誤り率の高い場合には伝送スループットの低下が多く見られるが、もとの伝送速度が高いのでデータ伝送に重大な問題にはならない。また、高速伝送に多く見られるシャドーイングに対しては、誤りパケットの急激な増大に対し、制御量はあまり増大しないので端末１５から基地局１４への上り伝送路Ｔ１２の負荷への影響も小さく押さえることができる。
【００６０】
ＳＲ方式では、誤り率が高くなっても伝送スループットの低下はＧＢＮ方式ほど急激でなく、逆にスループットはＧＢＮ方式より一般に高くなるので、低速な伝送路に適した方式である。
【００６１】
以上説明したように、上記第１〜第３の実施形態によれば、複数の（例えば双方向２本の）伝送路を用いてデータの送受信を行う際に、各伝送路の特性（例えば、伝送速度や周波数帯域、データの誤り率等）の違いに応じて、それぞれ異なる再送制御方式を組み合わせて用いることにより、効率のよい無線データ伝送が可能となる。
【００６２】
（第４の実施形態）
図１５は、第４の実施形態にかかる無線通信システム全体の概略的な構成を示したものである。
【００６３】
端末２９は、例えば、図１６に示すように、高い伝送周波数でのデータ受信が可能な無線受信部２９ａと、それよりも低い伝送周波数でのデータ送受信を可能にする無線送受信部２９ｂと、再送制御部２９ｃを通じて送受信データを処理する端末データ処理部２９ｄとを具備している。また、所定の有線ネットワーク２１には、端末２９へ高周波で高速な無線通信エリア２６を提供する基地局（ＢＳ＃１）２３と、端末２９へ無線通信エリア２６より低周波で低速な無線通信エリア２７、２８をそれぞれ提供する複数の（ここでは２つ）基地局（ＢＳ＃２）２４、２５とが互いに通信可能なように接続されている。なお、基地局２４、２５は、衛星放送局であってもよい。また、ここでは、基地局２３により構成される無線通信エリア２６と基地局２４により構成される無線通信エリア２７とはオーバーラップしているものとする。
【００６４】
図１６は、端末２９の構成を概略的に示したもので、無線受信部２９ａ、無線送受信部２９ｂ、再送制御部２９ｃ、端末データ処理部２９ｄから構成されている。
【００６５】
無線受信部２９ａは、通信エリア２６内で、基地局２３から高速な下り無線伝送路を介して送信されてきたデータを受信するためのものである。
【００６６】
無線送受信部２９ｂは、通信エリア２７、２８内で基地局２４あるいは基地局２５と低速な上下双方向の無線伝送路を介してデータの送受信を行うためのものである。
【００６７】
端末データ処理部２９ｄは、基地局２４、２５へ送信する上りデータをパケット化したり、基地局２３、２４、２５から受信したパケットに含まれる下りデータを処理する。
【００６８】
再送制御部２９ｃは、無線受信部２９ａ、無線送受信部２９ｂにて受信されたパケットデータに受信誤りを検出したときには送信側（すなわち基地局２３、２４、２５）に再送を要求したり、基地局２４、２５から送信されてきたＡＣＫ信号／ＮＡＫ信号などの再送制御信号に応じてパケットの再送制御を行う。
【００６９】
図１７は、端末２９の他の構成を概略的に示したもので、図１６の無線受信部２９ａの代わりに無線送受信部２９ｅを具備し、基地局２３との間で上下双方向の無線伝送路を介して高速なデータの送受信を行うような構成であってもよい。そして再送制御部２９ｃでは、さらに、基地局２３から送信されてきたＡＣＫ信号、ＮＡＫ信号などの再送制御信号に応じてパケットの再送制御を行う。
【００７０】
次に、図１５の無線通信システムの処理動作について説明する。
【００７１】
無線通信エリア２６内の端末２９は、無線通信エリア２７の基地局２４とも通信することができる。そこで、大容量のデータを受信する場合には基地局２３と通信を行ない大容量のデータを高速に受信することができる。
【００７２】
この端末２９が無線通信エリア２６から出て、なおまだ無線通信エリア２７内に存在する場合は無線通信エリア２６から無線通信エリア２７へハンドオフして通信を継続する。また、無線通信エリア２８へハンドオフした場合も、同様に低周波対応の無線送受信部２９ｂを用いて通信を継続する。
【００７３】
この場合、高周波対応の無線通信エリア２６内で高速なデータ伝送を行なう際の再送制御にはＧＢＮ方式を用い、それ以外のデータ伝送を行なう場合にはＳＲ方式を用いる。
【００７４】
この切替えには、通常行なわれる高速無線伝送への接続が行なわれる際に、高速無線伝送の接続を示す信号を無線受信部２９ａあるいは無線送受信部２９ｅから再送制御部２９ｃに対して出すことによっておこない、高速無線伝送が終了するか、もしくはある定まった期間高速無線伝送が中断する状態が発生した際に、基地局および端末双方において切替を行なう。
【００７５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態にかかる通信システムは、例えば、第３の実施形態（図１２参照）、第４の実施形態（図１５参照）で説明したような構成の、速度、周波数帯域が異なる双方向の無線伝送路を介してデータ送受信を行う通信システムにおいて適用可能である。
【００７６】
図１８は、第５の実施形態にかかる無線通信システムを構成する基地局３１の構成を概略的に示したもので、図１９は、同じく無線通信システムを構成する端末３２の構成を概略的に示したものである。
【００７７】
図１８、図１９に示すように、基地局３１および端末３２は受信側と送信側とで対象的な構成となっている。
【００７８】
端末３２において、受信部３２ａで受信された下りデータは復号化部３２ｂにおいて誤り判定を行った後、受信バッファ３２ｃに蓄積される。復号化部３２ｂではＣＲＣ符号等による誤り判定結果を受信再送制御部３２ｇに伝送し、ここで本発明にかかる再送制御方法を用いて下りデータのＡＣＫ信号またはＮＡＫ信号を符号化部３２ｅ、送信部３２ｄを通して基地局３１に向かう上り無線伝送路によって伝送する。
【００７９】
一方、基地局３１では、受信部３１ａで受信して、復号化部３１ｂで復号されたＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送信再送制御部３１ｈに転送し、ＮＡＫ信号を受信して、再送が必要なものやＡＣＫ信号の受信前に再送待ち時間を過ぎたパケットは送信バッファ３１ｆから再び読み出して再送し、ＡＣＫ信号を受信して正常受信の確認がとれたパケットは送信バッファ３１ｆから廃棄する。
【００８０】
逆方向の伝送、すなわち、端末３２から基地局３１へのパケットを送信する際も上記同様に、基地局３１において、受信部３１ａで受信された上りデータは復号化部３１ｂにおいて誤り判定を行った後、受信バッファ３１ｃに蓄積される。復号化部３１ｂではＣＲＣ符号等による誤り判定結果を受信再送制御部３１ｇに伝送し、ここで本発明にかかる再送制御方法を用いて上りデータのＡＣＫ信号、ＮＡＫ信号を符号化部３１ｅ、送信部３１ｄを通して端末３２に向かう下り無線伝送路によって伝送される。
【００８１】
一方、端末３２では、受信部３２ａで受信して、復号化部３２ｂで復号されたＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送信再送制御部３２ｈに転送し、ＮＡＫ信号を受信して再送が必要なものやＡＣＫ信号の受信前に再送待ち時間を過ぎたパケットは送信バッファ３２ｆから再び読み出して再送し、ＡＣＫ信号を受信して正常受信の確認がとれたパケットは送信バッファ３２ｆから廃棄する。
【００８２】
図２０は、図１８の受信再送制御部３１ｇ、図１９の受信再送制御部３２ｇの概略構成を示したものである。復号化部３１ｂあるいは復号化部３２ｂで受信したパケットデータに対するＣＲＣ符号等による誤り判定結果（当該パケットデータの受信誤り）は、誤り率計算部４１に入力され、受信時の平均誤り率（受信平均誤り率）が計算される。この受信平均誤り率を基に再送方式切替部４２はＧＢＮ方式とＳＲ方式とを切り替え、その情報は信号作成部４３により誤り判定結果と併せてＡＣＫ／ＮＡＫ信号として符号化部３１ｅ、３２ｅに伝送する。
【００８３】
なお、図２０に示す構成は、ハードウェア等により物理的に別々に構成されてもよいし、同一の半導体装置内に論理的に構成されても同等の効果を有する。
【００８４】
図２１は、再送方式切替部４２における再送制御方式の切替動作について説明するためのもので、基地局３１／端末３２でデータが正常に受信された時間（図２１の受信データ上の白地の部分）、受信したデータに誤りが検出された、あるいは未受信である時間（図２１の受信データ上の斜線部）に対応して、そのとき、誤り率計算部４１で計算された平均誤り率と再送制御方式の変遷の様子を表している。
【００８５】
図中、通信スタート時には受信平均誤り率は再送制御方式の切替を判断するための閾値ＴＥ以下であるため、ＳＲ方式による再送制御を行うが、伝送誤りが増加して受信平均誤り率が増加し閾値ＴＥを越えると、ＧＢＮ方式に切り替えて伝送が行われ、制御信号量の低減が図られる。
【００８６】
図２２は、実際のパケット伝送を例にとり、再送制御方式を切替る様子を示したもので、以下、図２３に示すフローチャートを参照して、受信再送制御部３１ｇ、３２ｇにおける再送制御方式の切替処理動作の一例について説明する。なお、図２３では、複数のパケットを含むパケットの送信単位である１フレームについての再送制御方式の切替処理を示したものである。
【００８７】
送信側からは最初ＳＲ方式で伝送を開始する。受信側も同じくＳＲ方式にて受信したパケットデータに対する誤り判定結果を基にＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送信する（ステップＳ１）。受信平均誤り率は所定時間経過後に行うとすると、所定時間経過するまでに受信したパケットデータの誤り率の判定結果を蓄積して、所定時間経過したら（ステップＳ２）、当該蓄積された誤り判定結果の平均、すなわち、受信平均誤り率を計算する（ステップＳ３）。算出された受信平均誤り率が閾値ＴＥ以下のときは（ステップＳ４）、引き続きＳＲ方式にて、ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送出する（ステップＳ５）。その後引き続きパケットの受信を継続する（ステップＳ７）。
【００８８】
図２２に示すように、多数のパケットが途中で消失するか、あるいは受信誤りが生じた場合には、フレーム内の短時間内でのパケット誤り率が急激に悪化する。
【００８９】
受信側ではこの誤り率を常に監視しておき（ステップＳ３）、再送方式切替部４２は、ある閾値ＴＥを越えたと判断した場合に（ステップＳ４）、信号作成部４３で、ＳＲ方式からＧＢＮ方式への再送制御方式を切替える信号を作成して、それをＡＣＫ／ＮＡＫ信号と合わせて受信側から送信側に対し送信する（ステップＳ６）。
【００９０】
送信側では、この切替え信号を受信したら送信再送制御部３１ｈあるいは３２ｈでの再送制御方式をＳＲ方式からＧＢＮ方式に切替えて送信を継続する。
【００９１】
その後、パケットの受信を継続して（ステップＳ８）、受信平均誤り率が低下して、受信側の再送方式切替部４２にて、ある閾値ＴＥを下回ったと判断したときには（ステップＳ３〜ステップＳ４）、信号作成部４３で、ＧＢＮ方式からＳＲ式への再送制御方式を切替える信号を作成して、受信側から送信側に対し送信する（ステップＳ５）。
【００９２】
送信側では、この切替え信号を受信したら送信再送制御部３１ｈあるいは３２ｈでの再送制御方式をＧＢＮ方式からＳＲ方式に切替えて送信を継続する。
【００９３】
フレーム内の全パケットの送信が完了後、次のフレームからは再びＳＲ方式で再送制御を行なう。
【００９４】
これにより、高速無線伝送においてバースト誤りが頻繁に発生した場合でも、制御負荷量の小さなＧＢＮ方式に切替えることによって再送制御の制御負荷を減少させて、効率のよいデータ伝送が可能になる。
【００９５】
図２４に示すフローチャートは、受信再送制御部３１ｇ、３２ｇにおける再送制御方式の切替処理の他の例を示したもので、パケットの送信単位であるフレームの枠にとらわれずに、通信が継続されている間、受信平均誤り率の算出結果に基づき再送制御方法を切り替えるものである。すなわち、受信平均誤り率が上昇してＳＲ方式からＧＢＮ方式に切り替えた後、伝送誤りが低下して受信平均誤り率が低下して閾値ＴＥを下回った場合は、再度ＳＲ方式に戻す制御を行い、通信中継続するものである。
【００９６】
送信側からは通信開始時、最初ＳＲ方式で伝送を開始するものとする。受信側は、受信したパケットデータに対する誤り判定結果が得られると、例えば、今回受信したパケットとそれ以前に受信された予め定められた数のパケットデータに対する誤り率の平均、すなわち、受信平均誤り率を計算する（ステップＳ１１）。
【００９７】
受信平均誤り率が閾値ＴＥ以下のときは（ステップＳ１２）、ＳＲ方式にて、ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送出する（ステップＳ５）。その後引き続きパケットの受信を継続する（ステップＳ１４）。そして、受信したパケットの誤り判定結果が得られる度に、それを含めた予め定められた数のパケットについての受信平均誤り率を計算し直し、受信平均誤り率が閾値ＴＥ以下のときは、引き続きＳＲ方式にて、ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送出する（ステップＳ１７〜ステップＳ１９）。その後、引き続きパケットの受信を継続する（ステップＳ１４）。
【００９８】
パケットを受信している間に、前述同様に多数のパケットが途中で消失するか、あるいは受信誤りが生じた場合には、フレーム内の短時間内でのパケット誤り率が急激に悪化する。このような場合には、ステップＳ１９で受信平均誤り率が閾値ＴＥを超えるため、ステップＳ２０へ進み、ＳＲ方式からＧＢＮ方式への再送制御方式を切替える信号を作成して、それを送信側に送信するとともに、ステップＳ１５へ進み、ＧＢＮ方式のＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送信側に対し送信する。
【００９９】
その後フレーム内の短時間内でのパケット誤り率が低下した場合には、受信側では継続的にこの誤り率を監視しているので（ステップＳ１６〜ステップＳ１８）、受信平均誤り率が閾値ＴＥを下回ったときに（ステップＳ２１）、信号作成部４３で、ＧＢＮ方式からＳＲ式への再送制御方式を切替える信号を作成して、受信側から送信側に対し送信し（ステップＳ２２）、ステップＳ１３へ進み、ＳＲ方式のＡＣＫ／ＮＡＫ信号を送信側に対し送信する。そうでない場合には、受信平均誤り率が閾値ＴＥを下回るまで再送制御方式はＧＢＮ方式を継続する（ステップＳ２１、ステップＳ１５）。
【０１００】
これにより、バースト誤りの発生しやすい高周波高速無線伝送においても、スループットの低下を防ぎ、少ない制御量で効率のよい再送制御が可能となる。また、基地局および端末の無線送受信部の低消費電力化と小型化が実現できる。
【０１０１】
なお、図２３、図２４に示した手順は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピーディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、伝送路の特性（例えば、データ伝送速度、周波数帯域、データ誤り率等）に応じた伝送効率のよい再送制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来からある再送制御方式である、ストップアンドウエイト（Stop and Wait）方式について説明するための図。
【図２】従来からある再送制御方式である、ゴーバックエヌ（ＧＢＮ）方式について説明するための図。
【図３】従来からある再送制御方式である、セレクティブリピート（ＳＲ）方式について説明するための図。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる無線通信システム全体の概略的な構成を示した図。
【図５】基地局の構成を概略的に示した図。
【図６】端末の構成を概略的に示した図。
【図７】基地局から端末へパケットデータを伝送する際の再送制御方式（ＧＢＮ方式）について説明するための図。
【図８】端末から基地局へパケットデータを伝送する際の再送制御方式（ＳＲ方式）について説明するための図。
【図９】パケットのデータ構成例を示した図。
【図１０】ビギーバックについて説明するための図。
【図１１】ビギーパック方式を適用した場合の基地局から端末へ送出される下りデータパケットのデータ構成例と、端末から基地局への上りデータパケットのデータ構成例とを示した図。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システム全体の概略的な構成を示した図。
【図１３】端末の概略構成を示した図。
【図１４】基地局から端末へ送出される下りデータパケットのデータ構成例と、端末から基地局への上りデータパケットのデータ構成例を示した図。
【図１５】本発明の第４の実施形態にかかる無線通信システム全体の概略的な構成を示した図。
【図１６】端末の概略構成例を示した図。
【図１７】端末の概略構成の他の例を示した図。
【図１８】本発明の第５の実施形態にかかる基地局の概略構成例を示した図。
【図１９】第５の実施形態にかかる端末の概略構成例を示した図。
【図２０】受信再送制御部の概略構成例を示した図。
【図２１】受信再送制御部の再送方式切替部における再送制御方式の切替動作について説明するための図。
【図２２】実際のパケット伝送を例にとり、再送制御方式を切替る様子を示した図。
【図２３】再送制御方式の切替処理の一例について説明するためのフローチャート。
【図２４】再送制御方式の切替処理の他の例について説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
３…基地局
３ａ…ネットワークインタフェース部
３ｂ…データ処理部
３ｃ…再送制御部
３ｄ…無線送受信部
３ｅ…受信データ蓄積部
３ｆ…送信データ蓄積部
４…端末装置
４ａ…無線送受信部
４ｂ…端末データ処理部
４ｃ…再送制御部
４ｄ…送信データ蓄積部
１５…端末
１５ａ…無線受信部
１５ｂ…無線送信部
１５ｃ…再送制御部
１５ｄ…端末データ処理部
２９…端末
２９ａ…無線受信部
２９ｂ…無線送受信部
２９ｃ…再送制御部
２９ｄ…端末データ処理部
２９ｅ…無線送受信部
３１…基地局
３１ａ…受信部
３１ｂ…復号化部
３１ｃ…受信バッファ
３１ｄ…送信部
３１ｅ…符号化部
３１ｆ…送信バッファ
３１ｇ…受信再送制御部
３１ｈ…送信再送制御部
３１ｉ…パケット処理部
３１ｊ…入出力インタフェース部
３２…端末
３２ａ…受信部
３２ｂ…復号化部
３２ｃ…受信バッファ
３２ｄ…送信部
３２ｅ…符号化部
３２ｆ…送信バッファ
３２ｇ…受信再送制御部
３２ｈ…送信再送制御部
３２ｉ…パケット処理部
３２ｊ…アプリケーション実行部
４１…誤り率計算部
４２…再送方式切替部
４３…信号作成部

Claims (4)

1. 第１の伝送速度の第１の伝送路を介して、パケットデータを受信する第１の受信手段と、
   前記第１の伝送速度とは異なる第２の伝送速度の第２の伝送路を介してパケットデータを送信する第１の送信手段と、
   を備えた第１の通信装置と、
   前記第１の伝送路を介して、パケットデータを送信する第２の送信手段と、
   前記第２の伝送路を介して、パケットデータを受信する第２の受信手段と、
   を備えた第２の通信装置との間の通信における再送制御方法であって、
   前記第１の通信装置が、所定時間毎に、当該所定時間の間に前記第１の受信手段で受信するパケットデータの誤り率の平均値を計算する計算ステップと、
   前記第２の通信装置が送信したパケットデータのうち前記第１の受信手段で正常受信できなかったパケットデータのみが再送されるＳＲ（ Selective Repeat ）方式と、前記第１の受信手段で正常受信できなかったパケットデータからパケットデータの送信が再開されるＧＢＮ（ Go Back N ）方式との２つの再送制御方式のうち、前記第１の通信装置が、前記平均値が予め定められた閾値以内のときには前記ＳＲ方式を選択し、前記平均値が前記閾値を超えるときには前記ＧＢＮ方式を選択する選択ステップと、
   前記選択ステップで前回と同じ再送制御方式が選択されたとき、前記第１の通信装置が、当該再送制御方式のＡＣＫ／ＮＡＫ信号を前記第１の送信手段で送信する第１の送信ステップと、
   前記選択ステップで今回選択された再送制御方式が前回と異なるとき、前記第１の通信装置が、今回選択された再送制御方式への切替え信号とともに前記ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を前記第１の送信手段で送信する第２の送信ステップと、
   前記第２の通信装置が、前記ＡＣＫ／ＮＡＫ信号とともに前記切替え信号を前記第２の受信手段で受信する受信ステップと、
   前記第２の通信装置が、前記２つの再送制御方式のうち前記切替え信号により指示された再送制御方式で前記第２の送信手段でデータパケットを送信するステップと、
   を有する再送制御方法。
2. 第１の伝送速度の第１の伝送路を介して、パケットデータを受信する第１の受信手段と、
   前記第１の伝送速度とは異なる第２の伝送速度の第２の伝送路を介してパケットデータを送信する第１の送信手段と、
   を備えた第１の通信装置と、
   前記第１の伝送路を介して、パケットデータを送信する第２の送信手段と、
   前記第２の伝送路を介して、パケットデータを受信する第２の受信手段と、
   を備えた第２の通信装置との間の通信における再送制御方法であって、
   前記第１の通信装置が、前記第１の受信手段でパケットデータを受信する度に、今回受信したパケットデータと、それ以前に受信されたパケットデータを含む予め定められた数のパケットデータの誤り率の平均値を計算する計算ステップと、
   前記第２の通信装置が送信したパケットデータのうち前記第１の受信手段で正常受信できなかったパケットデータのみが再送されるＳＲ（ Selective Repeat ）方式と、前記第１の受信手段で正常受信できなかったパケットデータからパケットデータの送信が再開されるＧＢＮ（ Go Back N ）方式との２つの再送制御方式のうち、前記第１の通信装置が、前記平均値が予め定められた閾値以内のときには前記ＳＲ方式を選択し、前記平均値が前記閾値を超えるときには前記ＧＢＮ方式を選択する選択ステップと、
   前記選択ステップで前回と同じ再送制御方式が選択されたとき、前記第１の通信装置が、当該再送制御方式のＡＣＫ／ＮＡＫ信号を前記第１の送信手段で送信する第１の送信ステップと、
   前記選択ステップで今回選択された再送制御方式が前回と異なるとき、前記第１の通信装置が、今回選択された再送制御方式への切替え信号とともに前記ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を前記第１の送信手段で送信する第２の送信ステップと、
   前記第２の通信装置が、前記ＡＣＫ／ＮＡＫ信号とともに前記切替え信号を前記第２の受信手段で受信する受信ステップと、
   前記第２の通信装置が、前記２つの再送制御方式のうち前記切替え信号により指示された再送制御方式で前記第２の送信手段でデータパケットを送信するステップと、
   を有する再送制御方法。
3. 前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へのデータパケット送信開始時の再送制御方式は、前記ＳＲ方式であることを特徴とする請求項１または２記載の再送制御方法。
4. 前記第１の伝送速度は前記第２の伝送速度より高速であること特徴とする請求項１または２記載の再送制御方法。

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