JP4477611B2

JP4477611B2 - 通信システム、受信装置、送信装置、およびデータフレーム再送制御方法

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Publication number: JP4477611B2
Application number: JP2006251772A
Authority: JP
Inventors: 弘展谷川; 泰浩中村; 信昭高松
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008072662A

Description

本発明は、通信システム、受信装置、送信装置、およびデータフレーム再送制御方法に関する。

誤り訂正方式の一つであるＡＲＱ（Automatic Repeat Request：自動再送要求）方式では、受信したデータフレームに誤りがあった場合、受信側が送信側に対して当該データフレームの再送要求を送信する。再送要求には、再送すべきデータフレームを特定するためのシーケンス番号（順序番号）が含まれており、送信側はこのシーケンス番号に基づいて要求されたデータフレームを特定し再送信する（たとえば、特許文献１参照）。
特開平１０−１１７１８２号公報

しかしながら、上記従来のＡＲＱ方式では、再送要求のデータサイズがシーケンス番号に係るビット数だけ大きくなってしまう。特に、再送要求とともに通信データその他のデータを送信する場合には、再送要求に割り当てるビット数を減らし、通信データなどに少しでも多くのビット数を割り当てることが望ましい。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、再送要求にデータフレームのシーケンス番号を含めることなく、データフレームの自動再送制御を実現することができる通信システム、受信装置、送信装置、およびデータフレーム再送制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、データフレームの自動再送要求方式を適用する送信装置と受信装置とを含む通信システムであって、前記受信装置は、前記送信装置から送信されるデータフレームを受信したタイミングに基づいて、該送信装置に該データフレームの再送要求を送信するタイミングを特定する再送要求送信タイミング特定手段を含み、前記送信装置は、前記受信装置から送信される再送要求を受信したタイミングに基づいて、前記受信装置に送信した複数のデータフレームから再送すべきデータフレームを選出する再送データフレーム選出手段を含み、前記再送データフレーム選出手段により選出されるデータフレームを前記受信装置に再送することを特徴としている。

本発明によれば、受信装置は、データフレームの受信タイミング（送信装置にとっての送信タイミング）に基づいて、当該データフレームに係る再送要求の返信タイミング（送信装置にとっての受信タイミング）を特定する。逆に、送信装置は、再送要求の受信タイミングに基づいて、その再送要求に係るデータフレームを送信したタイミングを特定する。すなわち、本通信システムでは、受信装置と送信装置が、データフレームの送信（受信）タイミングと当該データフレームに係る再送要求の受信（送信）タイミングとのタイミング差（時間間隔）を共有する。このため、再送要求においてデータフレームのシーケンス番号を省略しても、送信装置は受信した再送要求がいずれのデータフレームに係るものであるかを特定することができる。

また、前記送信装置は、前記受信装置に送信した前記複数のデータフレームの少なくとも一部を、該各データフレームを送信したタイミングを特定できるように記憶する送信済みデータフレーム記憶手段をさらに含み、前記再送データフレーム選出手段は、前記再送要求を受信したタイミングに基づいて、前記再送すべきデータフレームを送信したタイミングを特定するとともに、該特定したタイミングに基づいて、前記送信済みデータフレーム記憶手段から前記再送すべきデータフレームを選出してもよい。

なお、前記通信システムは、時分割多重通信方式をさらに適用してもよく、前記タイミングは、時分割多重によるタイムスロットまたはタイムフレームにより特定されてもよい。

また、本発明に係る受信装置は、送信装置から送信されるデータフレームを受信するとともに、該受信したデータフレームの誤りを検出した場合に、前記送信装置に該データフレームの再送要求を送信する受信装置であって、前記データフレームを受信したタイミングに基づいて、該データフレームの再送要求を送信するタイミングを特定する再送要求送信タイミング特定手段、を含むことを特徴としている。

また、本発明に係る送信装置は、受信装置にデータフレームを送信するとともに、該受信装置からの再送要求に応じて、該再送要求に係るデータフレームを再送する送信装置であって、前記再送要求を受信したタイミングに基づいて、前記受信装置に送信した複数のデータフレームから再送すべきデータフレームを選出する再送データフレーム選出手段を含み、前記再送データフレーム選出定手段により選出されるデータフレームを前記受信装置に再送することを特徴としている。

また、本発明に係るデータフレーム再送制御方法は、送信装置と受信装置とを含む通信システムにおけるデータフレーム再送制御方法であって、前記受信装置が前記送信装置から送信されるデータフレームを受信したタイミングに基づいて、前記送信装置に該データフレームの再送要求を送信するタイミングを特定する再送要求送信タイミング特定ステップと、前記送信装置が前記再送要求を受信したタイミングに基づいて、前記受信装置に送信した複数のデータフレームから再送すべきデータフレームを選出する再送データフレーム選出ステップと、を含むことを特徴としている。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの全体構成図である。同図に示すように、移動体通信システム１は、基地局装置１０と複数の移動局装置１２（ここでは３つとする。）を含んで構成されている。

各移動局装置１２は、基地局装置１０と無線通信を行うものであり、たとえば可搬型の携帯電話機、携帯情報端末、および通信カードである。ここでは、ＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式により基地局装置１０とデータの送受信を行い、またＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式およびＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式により多重通信を行う。さらに、基地局装置１０は、後述するようにアダプティブアレイアンテナを備えており、このアダプティブアレイアンテナを用いて、同一のタイムスロットおよび同一のキャリア周波数において、複数の移動局装置１２のそれぞれとＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access：空間分割多元接続）方式による多重通信を行う。こうして、きわめて高い周波数利用効率で複数の移動局装置１２と双方向通信を行うようにしている。

図４は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤによるタイムスロット構成（１ＴＤＭＡフレーム分）およびＯＦＤＭＡによるサブチャネル構成の一例を示す図である。同図に示すように、ダウンリンク（基地局装置１０から移動局装置１２に向かう無線伝送路）およびアップリンク（移動局装置１２から基地局装置１０に向かう無線伝送路）は、それぞれ４つのタイムスロットから構成されている。また、各タイムスロットは、それぞれ２８のサブチャネルから構成されており、そのうち１つは制御チャネル（ＣＣＨ：Control Channel）として、残りの２７サブチャネルは通信チャネル（ＴＣＨ：Traffic Channel）として使用される。

基地局装置１０は、ダウンリンクおよびアップリンクそれぞれにおいて、通信チャネルとして使用される計１０８のサブチャネル（２７サブチャネル×４スロット）のうち、少なくとも一部のサブチャネルを各移動局装置１２に割り当てる。具体的には、図４に示すように、１つのアンカーサブチャネル（ＡＳＣＨ：Anchor Sub Channel）を割り当て、必要に応じ１または複数のエクストラサブチャネル（ＥＳＣＨ：Extra Sub Channel）を各移動局装置１２に割り当てる。

ＡＳＣＨは、リンク確立時（通信開始時）に決定され、ＣＣＨを用いて各移動局装置１２に通知されるサブチャネルであり、ＭＡＰ情報やその他の制御情報などを送受信するために使用されるものである。ＭＡＰ情報とは、それを受信した次のＴＤＭＡフレーム（次のアップリンクフレームおよびダウンリンクフレーム）で使用する１または複数のＥＳＣＨを示す１０８ビットからなるビット列である。具体的には、次ＴＤＭＡフレームにおいて当該移動局装置１２に割り当てるＥＳＣＨに対応するビットを“１”で示し、その他のサブチャネル（ＡＳＣＨ、他の移動局装置１２に割り当てるＥＳＣＨ、および空きサブチャネル）に対応するビットを“０”で示すものである。一方、ＥＳＣＨは、リンク確立後に決定され、ＡＳＣＨを用いて各移動局装置１２に通知されるＭＡＰ情報により特定されるサブチャネルであり、主に通信データの送受信に使用されるものである。なお、図４に示すように、ＡＳＣＨとＥＳＣＨはスロット番号の対応するダウンリンクスロットとアップリンクスロット（ＤＬ＃１とＵＬ＃１、ＤＬ＃２とＵＬ＃２、・・・）の同じサブチャネルに割り当てられる。

図５は、アップリンクにおけるＰＨＹ（Physical Layer）フレーム構成の一例を示す図である。１ＰＨＹフレーム分のデータは、１ＴＤＭＡフレームで送信される。具体的には、各ＴＤＭＡフレームにおける１つのＡＳＣＨと１または複数のＥＳＣＨに係る各ＳＣＨ（Sub Channel）ペイロードに分配して送信される。図５に示すように、ＰＨＹフレームは、ＡＣＫＣＨ、ＲＭＡＰなどを含むＰＨＹヘッダと、ＰＨＹペイロードなどを含む複数のＰＨＹデータユニットとから構成されている。なお本実施形態において、再送されるデータフレームとはＰＨＹフレームを指し、ＰＨＹフレームの再送はハイブリッドＡＲＱ方式を用いて再送制御される。

ここで、ＡＣＫＣＨ（Acknowledge Channel）は、ダウンリンクにおいて受信されたデータフレームの誤りの有無を示すＡＣＫ（Acknowledge：肯定応答）またはＮＡＣＫ（Negative Acknowledge：否定応答）を格納する領域である。特にＡＣＫＣＨがＮＡＣＫである場合、そのＡＣＫＣＨはデータフレームの再送要求を意味する。本実施形態において特徴的なことの一つは、この再送要求にデータフレームのシーケンス番号を含めることなく、ＡＲＱを実現することであり、これによりＰＨＹヘッダサイズを縮小できることである。

また、ＲＭＡＰ（Refuse MAP）は、ＭＡＰ情報と同サイズのＲＭＡＰ情報を格納する領域である。ＲＭＡＰ情報とは、次ＴＤＭＡフレームにおいて基地局装置１０からの割り当てを拒否するＥＳＣＨを示す１０８ビットからなるビット列である。具体的には、次ＴＤＭＡフレームにおいて基地局装置１０からの割り当てを拒否するＥＳＣＨを示す１０８ビットからなるビット列であり、割り当てを拒否するＥＳＣＨに対応するビットを“１”で示し、その他のビットを“０”で示すものである。

以下では、基地局装置１０および移動局装置１２の構成・動作について説明する。

図２は、移動局装置１２の機能ブロック図である。同図に示すように、移動局装置１２は、アンテナ２０、無線通信部２２、信号処理部２４、変復調部２６、最大比合成部２８、受信バッファ３０、誤り訂正部３２、誤り検出部３４、再送要求送信制御部３６を含んで構成されている。

無線通信部２２は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ、アップコンバータを含んで構成されており、アンテナ２０で受信される基地局装置１０からの無線信号をダウンコンバートし、信号処理部２４に出力する。また、信号処理部２４から入力される送信信号を無線信号にアップコンバートし、送信出力レベルにまで増幅して、アンテナ２０から送信するものである。

信号処理部２４は、無線通信部２２から入力される信号に対して、シンボル同期およびガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）信号の除去などを行ってベースバンドＯＦＤＭ信号を取得し、変復調部２６に出力する。また、変復調部２６から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号にガードインターバル信号を付加し、無線通信部２２に出力するものである。

変復調部２６は、Ａ／Ｄコンバータ、ＦＦＴ部、チャネル等推定部を含んでおり、信号処理部２４から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭ復調し、得られた受信データフレーム（１ダウンリンクフレームに対応するデータ）を最大比合成部２８に出力するものである。具体的には、ベースバンドＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄ変換した後、ＦＦＴ部においてＦＦＴを行い、ＯＦＤＭシンボルの各サブキャリア成分を得る。さらに、所定のチャネル推定処理などを施した後に、基地局装置１０から割り当てられた複数のサブチャネル（１つのＡＳＣＨと１または複数のＥＳＣＨ）に係る各サブキャリア成分を連結してシンボル列を生成する。さらに、そのシンボル列を最大比合成部２８に出力する。

また、変復調部２６は、シンボルマッピング部、ＩＦＦＴ部、Ｄ／Ａコンバータを含んでおり、図示しない外部接続装置やデータ入力部などから入力される送信データをＯＦＤＭ変調し、得られたベースバンドＯＦＤＭ信号を信号処理部２４に出力するものである。具体的には、送信データを複数のＰＨＹペイロードに分配し、それらＰＨＹペイロードを結合してなるＰＨＹデータユニットに、再送要求送信制御部３６から入力されるＡＣＫまたはＮＡＣＫを格納するＡＣＫＣＨを含むＰＨＹヘッダを付加して所定のＰＨＹフレームを構成する。次に、そのＰＨＹフレームに係るデータを、基地局装置１０から割り当てられた複数のサブチャネル（１つのＡＳＣＨと１または複数のＥＳＣＨ）に係るＳＣＨペイロードに分割し、サブチャネルごとの送信データを生成する。この際、ＡＣＫＣＨを含むデータ列はＡＳＣＨに係るＳＣＨペイロードに割り当てられる。続いて、生成した当該各サブチャネルの送信データをシンボルマッピングによりシンボル列に変換し、当該シンボル列を当該サブチャネルの各サブキャリアに分配する。そして、ＩＦＦＴ部においてＩＦＦＴを行い、Ｄ／Ａ変換して得たベースバンドＯＦＤＭ信号を信号処理部２４に出力する。

最大比合成部２８は、変復調部２６から入力される当該受信データフレームから生成されたシンボル列と、受信バッファ３０から入力される過去の受信データフレームから生成されたシンボル列とを最大比合成するものであり、誤り訂正部３２における受信データの誤り訂正率を向上させるためものである。なお、過去の受信データフレームから生成されたシンボル列は、変復調部２６から入力される受信データフレームのシーケンス番号に基づいて、受信バッファ３０から読み出される。

受信バッファ３０は、最大比合成部２８から入力されるシンボル列を、当該受信データフレームのシーケンス番号に関連づけて記憶するものである。なお、誤り検出部３４において誤りが検出されなかったシンボル列は、所定のタイミングで受信バッファ３０から削除される。

誤り訂正部３２は、最大比合成部２８から入力されるシンボル列に対し、ビット列の抽出と所定の誤り訂正アルゴリズムよる誤り訂正を行うものである。ここで、誤りが訂正されなければ、後続の誤り検出部３４で誤りが検出されるようになっている。

誤り検出部３４は、誤り訂正部３２から入力される誤り訂正後のデータについて、データ誤りがあるか否かを検出するものである。そして、誤りが検出されなかったデータのみが受信データとして図示しない外部接続装置に出力され、誤りが検出されたデータについては再送要求の対象とされ、正常なデータフレームが基地局装置１０から再送されるまで外部接続装置に出力されない。また、誤り検出部３４による検出結果は、再送要求送信制御部３６に出力される。なお、誤り検出の方式としては、たとえばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）などが用いられる。

再送要求送信制御部３６は、データフレーム受信タイミング取得部３８、再送要求送信タイミング特定部４０、タイミング差情報記憶部４２を含んで構成されており、誤り検出部３４から入力される誤り検出結果に基づいて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを生成する。そして、所定のタイミングで、データフレームのシーケンス番号を付加することなく、生成したＡＣＫまたはＮＡＣＫを基地局装置１０に対して送信するための制御を行うものである。具体的には、誤り検出部３４から誤りが検出されなかった場合はＡＣＫを生成し、誤りが検出された場合はＮＡＣＫを生成する。そして、生成したＡＣＫまたはＮＡＣＫが後述する再送要求送信タイミング特定部４０により特定されるタイミングにおいて送信されるよう、変復調部２６に出力する。

データフレーム受信タイミング取得部３８は、変復調部２６において取得される各受信データフレームの受信タイミングを取得するものである。なお、受信タイミングは、各データフレームを受信したダウンリンクスロットまたはダウンリンクフレームにより特定されてもよいが、そのいずれを受信タイミングとして用いるかは、各移動局装置１２と基地局装置１０との間で予め共有されている。

タイミング差情報記憶部４２は、データフレームの受信タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の送信タイミングとのタイミング差（時間間隔）を示すタイミング差情報を記憶するものである。このタイミング差情報は、時間であってもよいし、ＴＤＭＡスロット数またはＴＤＭＡフレーム数であってもよいが、基地局装置１０のタイミング差情報記憶部６６に記憶されるタイミング差情報と同じ情報である。すなわち、データフレームの受信（送信）タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の送信（受信）タイミングとのタイミング差は、各移動局装置１２と基地局装置１０との間で予め共有されている。なお、タイミング差情報は、移動体通信システム１において予め規定されていてもよいし、通信開始時に各移動局装置１２と基地局装置１０との間で決定されてもよい。

再送要求送信タイミング特定部４０は、基地局装置１０から送信されるデータフレームを受信したタイミングに基づいて、当該データフレームの再送要求を送信するタイミングを特定するものである。具体的には、データフレーム受信タイミング取得部３８により取得されるデータフレームの受信タイミングと、タイミング差情報記憶部４２に記憶されるタイミング差情報（データフレームの受信タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の送信タイミングとのタイミング差を示す情報）とに基づいて、当該データフレームに係るＡＣＫまたはＮＡＣＫの送信タイミングを特定する。なお、送信タイミングは、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを送信するアップリンクスロットまたはアップリンクフレームにより特定されてもよいが、そのいずれを送信タイミングとして用いるかは、各移動局装置１２と基地局装置１０との間で予め共有されている。

図６は、再送要求送信タイミング特定部４０が特定する再送要求の送信タイミングを説明する図である。ここでは、タイミング差情報記憶部４２に記憶されるタイミング差情報が「１ＴＤＭＡフレーム（次々フレーム）」であり、ＡＣＫＣＨを含むデータを送信するＡＳＣＨが第１スロットであるものとして説明する。同図に示すように、データフレーム受信タイミング取得部３８が、誤りが検出されたデータフレームを受信したダウンリンクフレームを取得すると、再送要求送信タイミング特定部４０は、当該ダウンリンクフレームの「次々フレーム」におけるアップリンクスロット（ここでは、第１スロット）を、当該データフレームに係る再送要求（ＮＡＣＫ）の送信タイミングであると特定する。

次に、図３は、基地局装置１０のブロック図である。同図に示すように、基地局装置１０は、アダプティブアレイアンテナ５０、無線通信部５２、信号処理部５４、変復調部５６、データバッファ５８、データフレーム再送制御部６２を含んで構成されている。

アダプティブアレイアンテナ５０は、複数のアンテナの配列であり、各移動局装置１２から送信される無線信号を各アンテナで受信し、受信した信号を受信部２２に出力する。また、無線通信部５２から入力される信号を各アンテナから送信するものである。なお、受信および送信は、時分割で切り替えられる。

無線通信部５２は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ、アップコンバータを含んで構成されており、アダプティブアレイアンテナ５０で受信される無線信号をダウンコンバートし、信号処理部２４に出力する。また、信号処理部２４から入力される送信信号を無線信号にアップコンバートし、送信出力レベルにまで増幅して、アダプティブアレイアンテナ５０に供給するものである。

信号処理部５４は、空間分割多重処理部および時分割多重処理部を含んで構成されており、無線通信部５２から入力される信号からベースバンドＯＦＤＭ信号を取得し、変復調部５６に出力するものである。すなわち、無線通信部５２から入力される信号は、空間分割多重（ＳＤＭＡ）、時分割多重（ＴＤＭＡ）、および直交周波数分割多重（ＯＦＤＭＡ）されたものであるため、信号処理部５４は、当該信号に対して、アダプティブアレイアンテナ５０のウェイト制御に係る空間分割処理および時分割処理を施す。次に、分離された信号に対してシンボル同期およびガードインターバル信号の除去などを行い、ベースバンドＯＦＤＭ信号を得る。そして、こうして得られたベースバンドＯＦＤＭ信号を変復調部５６に出力する。

また、信号処理部５４は、変復調部５６から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号にガードインターバル信号を付加し、時分割多重処理およびアダプティブアレイアンテナ５０のウェイト制御に係る空間分割多重処理を施した信号を生成し、無線通信部５２に出力するものである。

変復調部５６は、Ａ／Ｄコンバータ、ＦＦＴ部、チャネル等推定部、デマッピング部を含んでおり、信号処理部５４から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭ復調し、得られた各移動局装置１２からの受信データフレーム（１アップリンクフレームに対応するデータ）をデータバッファ５８に出力する。また、シンボルマッピング部、ＩＦＦＴ部、Ｄ／Ａコンバータを含んでおり、データバッファ５８（送信キュー６０）から入力される送信データフレーム（１ダウンリンクフレームに対応するデータ）をＯＦＤＭ変調し、得られたベースバンドＯＦＤＭ信号を信号処理部５４に出力するものである。なお、変復調部５６における処理内容は、移動局装置１２の変復調部２６における処理内容とほぼ共通するため、ここでは詳細な説明を割愛する。

データバッファ５８は、送信キュー６０を含んで構成されており、変復調部５６から入力される各移動局装置１２からの受信データフレームを一時的に記憶するとともに、それらを連結してなる受信データを所定の図示しない上位装置に順次出力する。また、上位装置およびデータフレーム再送制御部６２から入力される各移動局装置１２への送信データフレームを一時的に記憶するとともに、送信キュー６０を介して変復調部５６に順次出力するものである。

送信キュー６０は、送信データフレームを先入れ先出し（ＦＩＦＯ：First In First Out）方式のリスト構造で保持するものである。送信キュー６０には、送信データフレームまたはデータフレーム再送制御部６２から入力される再送データフレームがＴＤＭＡフレームごとに追加される。また、送信キュー６０における最先のデータフレームは、ＴＤＭＡフレームごとに取り出され、変復調部５６に出力される。

データフレーム再送制御部６２は、再送要求取得部６４、タイミング差情報記憶部６６、送信済みキュー（送信済みデータフレーム記憶部）６８、再送データフレーム選出部７０を含んで構成されており、各移動局装置１２から送信される再送要求に応じて、当該再送要求に係るデータフレームの再送を制御するものである。

再送要求取得部６４は、データバッファ５８から出力される受信データから、ＴＤＭＡフレームごとに、図５に示すＰＨＹヘッダのＡＣＫＣＨを取得するとともに、当該ＡＣＫＣＨを含むデータフレームの受信タイミングを取得するものである。なお、受信タイミングは、再送要求を受信したダウンリンクスロットまたはダウンリンクフレームにより特定されてもよいが、そのいずれを受信タイミングとして用いるかは、基地局装置１０と各移動局装置１２との間で予め共有されている。

タイミング差情報記憶部６６は、データフレームの送信タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の受信タイミングとのタイミング差を示すタイミング差情報を記憶するものである。このタイミング差情報は、時間であってもよいし、ＴＤＭＡスロット数またはＴＤＭＡフレーム数であってもよいが、移動局装置１２のタイミング差情報記憶部４２に記憶されるタイミング差情報と同じ情報である。すなわち、データフレームの送信（受信）タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の受信（送信）タイミングとのタイミング差は、基地局装置１０と各移動局装置１２との間で予め共有されている。このため、移動局装置１２が送信するＡＣＫやＮＡＣＫに受信データフレームのシーケンス番号が付加されていなくても、基地局装置１０は、当該ＡＣＫまたはＮＡＣＫの受信タイミングから、当該ＡＣＫまたはＮＡＣＫに係るデータフレームを送信したタイミングを特定できるようになっている。なお、タイミング差情報は、移動体通信システム１において予め規定されていてもよいし、通信開始時に基地局装置１０と各移動局装置１２との間で決定されてもよい。

送信済みキュー６８は、各移動局装置１２に送信した複数のデータフレームの少なくとも一部を先入れ先出し（ＦＩＦＯ）方式のリスト構造で保持し、送信済みデータフレーム記憶部として機能するものである。送信キュー６０における最先のデータフレームは、ＴＤＭＡフレームごとに送信されるものであり、送信とともに送信キュー６０から取り出され、送信済みキュー６８に追加される。なお、送信済みキュー６８は、保持する送信済みデータフレームの数に上限を設けており、それら各データフレームを送信したタイミングを特定できるようにしている。

すなわち、送信済みキュー６８は、タイミング差情報記憶部６６に記憶されるタイミング差情報（データフレームの送信タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の受信タイミングとのタイミング差を示す情報）に対応するサイズを有する。たとえば、当該タイミング差情報が「１ＴＤＭＡフレーム」である場合、送信済みキュー６８は、それに１ＴＤＭＡフレームを加えた２ＴＤＭＡフレーム分、すなわち、最大２つの送信済みデータフレームを保持できるサイズを有する。同様に、当該タイミング差情報が２ＴＤＭＡフレームである場合には、最大３つの送信済みデータフレームを保持できるサイズを有する。これにより、再送要求取得部６４がＴＤＭＡフレームごとに取得するＡＣＫＣＨは、それが受信されたタイミングにおける送信済みキュー６８の最先のデータフレームに係るものとなる。

このため、再送要求取得部６４が取得するＡＣＫＣＨにＮＡＣＫが格納されている場合、当該最先のデータフレームは、再送データフレームとして送信済みキュー６８から取り出され、送信キュー６０に追加される。一方、当該ＡＣＫＣＨにＡＣＫが格納されている場合、当該最先のデータフレームは再送の必要がなく削除される。

なお、ここでは送信済みデータフレーム記憶部として送信済みキュー６８を用いたが、送信済みデータフレーム記憶部は必ずしもキュー構造を有する必要はなく、各移動局装置１２に送信した複数のデータフレームの少なくとも一部を、それら各データフレームを送信したタイミングを特定できるように記憶するものであればよい。たとえば、各データフレームを送信したＴＤＭＡフレームの識別番号に関連づけて、各送信済みデータフレームを記憶してもよい。

再送データフレーム選出部７０は、各移動局装置１２から送信される再送要求の受信タイミングに基づいて、その移動局装置１２に送信した複数のデータフレームの中から再送すべきデータフレームを選出するものである。具体的には、再送要求取得部６４により取得されるその移動局装置１２からのＡＣＫＣＨを受信したタイミングと、タイミング差情報記憶部６６に記憶されるタイミング差情報（データフレームの送信タイミングとそのデータフレームに係る再送要求の受信タイミングとのタイミング差を示す情報）とに基づいて、当該ＡＣＫＣＨに係るデータフレームの送信タイミングを特定する。そして、特定した送信タイミングに基づいて、その移動局装置１２に対してそれまでに送信した複数のデータフレームの中から、当該タイミングで送信したデータフレームを送信済みキュー６８から選出する。

前述のとおり、本実施形態では、送信済みキュー６８が、タイミング差情報記憶部６６に記憶されるタイミング差情報に対応するサイズを有するため、再送要求取得部６４がＴＤＭＡフレームごとに取得するＡＣＫＣＨは、それが受信されたタイミングにおける送信済みキュー６８の最先のデータフレームに係るものとなっている。このため、当該ＡＣＫＣＨにＮＡＣＫが格納されている場合、再送データフレーム選出部７０は、送信済みキュー６８から最先のデータフレームを再送データフレームとして選出し（取り出し）、送信キュー６０に追加する。一方、当該ＡＣＫＣＨにＡＣＫが格納されている場合、送信済みキュー６８から再送の必要がない当該最先のデータフレームを削除する。

ここで、基地局装置１０の動作について説明する。図７は、基地局装置１０におけるデータフレーム送信（再送を含む）処理を示すフロー図である。

同図に示すように、まず、ダウンリンクフレームにおいて、上位装置から受け取った送信パケットを含むデータフレームをデータバッファ５８に記憶する（Ｓ１００）。そして、データフレームを送信キュー６０に追加する（Ｓ１０２）。次に、送信キュー６０から最先のデータフレームを取り出すとともに、当該データフレームを送信信号に変換し、移動局装置１２に対して送信する（Ｓ１０４）。そして、送信したデータフレームを送信済みキュー６８に追加する（Ｓ１０６）。

次に、アップリンクフレームにおいて、移動局装置１２からの受信データを取得する。再送要求取得部６４は、受信データにおけるＰＨＹヘッダからＡＣＫＣＨを取得し、ＡＣＫＣＨに格納された値がＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかを判断する（Ｓ１０８）。当該値がＡＣＫである場合、再送データフレーム選出部７０は、送信済みキュー６８から最先のデータフレームを削除する（Ｓ１１０）。そして、データ送信が完了したか否かを判断し（Ｓ１１２）、送信が完了していなければ、次のダウンリンクフレームにおいて、Ｓ１０２以降の処理が実行される。

一方、Ｓ１０８において、ＡＣＫＣＨに格納された値がＮＡＣＫである場合、再送データフレーム選出部７０は、送信済みキュー６８から最先のデータフレームを再送データフレームとして取り出し（Ｓ１１４）、送信キュー６０に追加する（Ｓ１１６）。そして、次のダウンリンクフレームにおいて、Ｓ１０４以降の処理が実行される。

次に、移動局装置１２の動作について説明する。図８は、移動局装置１２における受信データフレームの誤り訂正処理を示すフロー図である。

まず、ダウンリンクフレームにおいて、基地局装置１０からデータフレームを受信する（Ｓ２００）。次に、最大比合成部２８は、変復調部２６から入力される当該受信データフレームから生成されたシンボル列と、当該受信データフレームのシーケンス番号に基づいて受信バッファ３０から読み出されるシンボル列とを最大比合成する（Ｓ２０２）。そして、合成されたシンボル列は、当該受信データフレームのシーケンス番号に関連づけて受信バッファ３０に記憶される（Ｓ２０４）。また、合成されたシンボル列は、誤り訂正部３２においてビット列に変換され、誤り訂正される（Ｓ２０６）。

次に、誤り検出部３４は、誤り訂正部３２から入力される誤り訂正後のデータについて、データ誤りがあるか否かを検出し（Ｓ２０８）、検出結果を再送要求送信制御部３６に出力する。データ誤りが検出されなかった場合、再送要求送信タイミング特定部４０は、データフレーム受信タイミング取得部３８により取得される当該受信データフレームの受信タイミングと、タイミング差情報記憶部４２に記憶されるタイミング差情報とに基づいて、当該受信データフレームに係るＡＣＫの送信タイミングを特定する（Ｓ２１０）。そして、再送要求送信制御部３６は、Ｓ２１０において特定されたタイミング（たとえば、次々アップリンクフレーム）でＡＣＫが送信されるよう、変復調部２６にＡＣＫを出力する。変調部２６に入力されたＡＣＫは、データフレームのシーケンス番号を伴うことなく、ＰＨＹヘッダのＡＣＫＣＨに格納され、送信される（Ｓ２１２）。その後、再送要求送信制御部３６は、受信バッファ３０から当該ＡＣＫに係る受信データフレームを削除する（Ｓ２１４）。

一方、Ｓ２０８においてデータ誤りが検出された場合、再送要求送信タイミング特定部４０は、データフレーム受信タイミング取得部３８により取得される当該受信データフレームの受信タイミングと、タイミング差情報記憶部４２に記憶されるタイミング差情報とに基づいて、当該受信データフレームに係るＮＡＣＫの送信タイミングを特定する（Ｓ２１６）。そして、再送要求送信制御部３６は、Ｓ２１６において特定されたタイミング（たとえば、次々アップリンクフレーム）でＮＡＣＫが送信されるよう、変復調部２６にＮＡＣＫを出力する。変調部２６に入力されたＮＡＣＫは、データフレームのシーケンス番号を伴うことなく、ＰＨＹヘッダのＡＣＫＣＨに格納され、送信される（Ｓ２１８）。

上記実施形態によれば、基地局装置１０と移動局装置１２が、データフレームの送信（受信）タイミングと当該データフレームに係る再送要求の受信（送信）タイミングとのタイミング差（時間間隔）を共有するため、再送要求においてデータフレームのシーケンス番号を省略しても、基地局装置１０は受信した再送要求がいずれのデータフレームに係るものであるかを特定することができる。このため、ＰＨＹヘッダ部のサイズを縮小し、ＰＨＹボディ部のサイズを拡大することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。たとえば、以上の説明では、ＳＤＭＡ、ＴＤＭＡ、およびＯＦＤＭＡを併用した移動体通信システムに本発明を適用したが、本発明は、データフレームの自動再送要求方式を適用する送信装置と受信装置とを含む通信システム全般に適用可能である。

また、上記実施形態では、移動局装置１２がデータフレームの再送を要求し、基地局装置１０がその要求に応じてデータフレームを再送する構成を示したが、移動局装置１２と基地局装置１０の立場を入れ替えた構成や、それぞれが再送要求およびデータフレーム再送の両機能を備える構成に本発明を適用してよいのはもちろんである。

本発明の実施形態に係る移動体通信システムの全体構成図である。本発明の実施形態に係る移動局装置の機能ブロック図である。本発明の実施形態に係る基地局装置の機能ブロック図である。ＴＤＭＡ／ＴＤＤによるタイムスロット構成およびＯＦＤＭＡによるサブチャネル構成の一例を示す図である。アップリンクにおけるＰＨＹフレーム構成の一例を示す図である。再送要求の送信タイミングを説明する図である。基地局装置におけるデータフレーム送信（再送を含む）処理を示すフロー図である。移動局装置における受信データフレームの誤り訂正処理を示すフロー図である。

符号の説明

１移動体通信システム、１０基地局装置、１２移動局装置、２０アンテナ、２２，５２無線通信部、２４，５４信号処理部、２６，５６変復調部、２８最大比合成部、３０受信バッファ、３２誤り訂正部、３４誤り検出部、３６再送要求送信制御部、３８データフレーム受信タイミング取得部、４０再送要求送信タイミング特定部、４２，６６タイミング差情報記憶部、５０アダプティブアレイアンテナ、５８データバッファ、６０送信キュー、６２データフレーム再送制御部、６４再送要求取得部、６８送信済みキュー、７０再送データフレーム選出部。

Claims

時分割多重通信方式を採用する送信装置と受信装置とを含み、時分割多重によるタイムフレームを構成する複数のタイムスロットの中から制御情報を送受信するタイムスロットである制御スロットが決定される、通信システムであって、
前記送信装置と前記受信装置は、それぞれ、
データフレームを送受信するタイムフレームと、該データフレームの再送要求を送受信するタイムフレームと、のタイミング差を示すタイミング差情報を記憶する手段を含み、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信されるデータフレームを受信したタイムフレームと、前記タイミング差情報により示されるタイミング差と、に基づいて、前記送信装置に該データフレームの再送要求を送信するタイムフレームを特定する再送要求送信タイミング特定手段と、
前記再送要求送信タイミング特定手段により特定されるタイムフレームの制御スロットで、前記受信したデータフレームの再送要求を送信する手段と、
をさらに含み、
前記送信装置は、
前記受信装置から送信される再送要求を受信した制御スロットと、前記タイミング差情報により示されるタイミング差と、に基づいて、再送すべきデータフレームを送信したタイミングを特定するとともに、該特定したタイミングに基づいて、前記受信装置に送信した複数のデータフレームから前記再送すべきデータフレームを選出する再送データフレーム選出手段と、
前記再送データフレーム選出手段により選出されるデータフレームを前記受信装置に再送する手段と、
をさらに含む、
ことを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記送信装置は、
前記受信装置に送信した前記複数のデータフレームの少なくとも一部を、該各データフレームを送信したタイミングを特定できるように記憶する送信済みデータフレーム記憶手段をさらに含み、
前記再送データフレーム選出手段は、前記特定したタイミングに基づいて、前記送信済みデータフレーム記憶手段から前記再送すべきデータフレームを選出する、
ことを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記送信装置は、
前記受信装置に送信した前記複数のデータフレームのうち、前記タイミング差情報により示されるタイミング差だけ前以降に送信したデータフレームを保持できるサイズを有する先入れ先出し方式の送信済みキューをさらに含み、
前記再送データフレーム選出手段は、
前記受信装置から再送要求を受信した場合に、前記送信済みキューから最先のデータフレームを前記再送すべきデータフレームとして取り出し、
前記受信装置から肯定応答を受信した場合に、前記送信済みキューから最先のデータフレームを削除する、
ことを特徴とする通信システム。
時分割多重通信方式により受信装置にデータフレームを送信し、時分割多重によるタイムフレームを構成する複数のタイムスロットの中から制御情報を受信するタイムスロットである制御スロットが決定される、送信装置であって、
前記受信装置にデータフレームを送信するタイムフレームと、該受信装置から送信される該データフレームの再送要求を受信するタイムフレームと、のタイミング差を示すタイミング差情報を記憶する手段と、
前記受信装置から送信される再送要求を受信した制御スロットと、前記タイミング差情報により示されるタイミング差と、に基づいて、再送すべきデータフレームを送信したタイミングを特定するとともに、該特定したタイミングに基づいて、前記受信装置に送信した複数のデータフレームから前記再送すべきデータフレームを選出する再送データフレーム選出手段と、
前記再送データフレーム選出手段により選出されるデータフレームを前記受信装置に再送する手段と、
を含むことを特徴とする送信装置。
時分割多重通信方式を採用する送信装置と受信装置とを含み、時分割多重によるタイムフレームを構成する複数のタイムスロットの中から制御情報を送受信するタイムスロットである制御スロットが決定される、通信システムにおけるデータフレーム再送制御方法であって、
前記送信装置と前記受信装置が、データフレームを送受信するタイムフレームと、該データフレームの再送要求を送受信するタイムフレームと、のタイミング差を示すタイミング差情報をそれぞれ記憶するステップと、
前記受信装置が、前記送信装置から送信されるデータフレームを受信したタイムフレームと、前記タイミング差情報により示されるタイミング差と、に基づいて、前記送信装置に該データフレームの再送要求を送信するタイムフレームを特定する再送要求送信タイミング特定ステップと、
前記受信装置が、前記再送要求送信タイミング特定ステップで特定されるタイムフレームの制御スロットで、前記受信したデータフレームの再送要求を送信するステップと、
前記送信装置が、前記受信装置から送信される再送要求を受信した制御スロットと、前記タイミング差情報により示されるタイミング差と、に基づいて、再送すべきデータフレームを送信したタイミングを特定するとともに、該特定したタイミングに基づいて、前記受信装置に送信した複数のデータフレームから前記再送すべきデータフレームを選出する再送データフレーム選出ステップと、
前記送信装置が、前記再送データフレーム選出ステップで選出されるデータフレームを前記受信装置に再送するステップと、
を含むことを特徴とするデータフレーム再送制御方法。