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JP2001103060A - 無線通信システム、無線通信方法、無線基地局、および無線端末局 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法、無線基地局、および無線端末局

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Publication number
JP2001103060A
JP2001103060A JP27522599A JP27522599A JP2001103060A JP 2001103060 A JP2001103060 A JP 2001103060A JP 27522599 A JP27522599 A JP 27522599A JP 27522599 A JP27522599 A JP 27522599A JP 2001103060 A JP2001103060 A JP 2001103060A
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JP
Japan
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base station
signal
packet
terminal stations
subcarriers
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Application number
JP27522599A
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Kiyoshi Toshimitsu
光 清 利
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US09/662,121 priority patent/US6735256B1/en
Priority to EP00308109A priority patent/EP1089480B1/en
Priority to DE60030378T priority patent/DE60030378T2/de
Priority to TW089119498A priority patent/TW474076B/zh
Priority to KR1020000056688A priority patent/KR100353793B1/ko
Priority to CNB001292137A priority patent/CN1171406C/zh
Publication of JP2001103060A publication Critical patent/JP2001103060A/ja
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  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的かつ信頼性の高いマルチキャスト伝送
を行うことが可能なマルチキャスト伝送システムを提供
する。 【解決手段】 基地局から複数の端末局に対して同報伝
送を行うマルチキャスト伝送システムにおいて、端末局
にて誤りが検出されると、端末局は、OFDMシンボルを構
成するサブキャリアの一部を利用してＮＡＫ信号を生成
して基地局に送信する。基地局内のレベル判定部２５
は、受信信号レベルがスレッショルドを越えた場合の
み、各端末局にパケットを再送する。端末局数やパケッ
トの通信品質等に基づいて、ＮＡＫ信号の生成に利用可
能なサブキャリアの本数ＭとＮＡＫ信号の生成に必要な
サブキャリアの本数Ｌを決定するため、ＮＡＫ信号の誤
検出確率と検出見逃し確率をともに低くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線マルチキャス
ト通信におけるデータ伝送方法に関する。特に本発明
は、マルチキャスト伝送されたパケットに誤りを検出し
た際に、応答として基地局に対して否定応答(Negative
Acknowledgement：以下ＮＡＫと呼ぶ)を返信することに
より、再送要求を行なう無線マルチキャスト通信に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】無線通信システムで同報通信を行なう場
合、基地局と通信可能な全ての端末局が情報を送受でき
るので一度の伝送で全ての端末局に情報を伝送できると
いう長所がある。しかしその反面、伝送路で誤りが生じ
て再送要求をする場合、複数の端末局が同時に再送要求
を行なうと無線回線上で互いに衝突を起こして正しく再
送要求（ＮＡＫ）情報が伝わらないという問題がある。
【０００３】このように複数の端末局が同一の回線を利
用する場合に生ずる信号の衝突に対する問題は、マルチ
アクセスの問題として良く知られ、種々の解決方法が提
案されている。
【０００４】例えば、送達確認用の信号送信権を与える
送信権制御方式(特開平11-46161)、受信信号に誤りが生
じた場合に、ランダムアクセスにより正常に受信されな
かったパケットの番号を記したＮＡＫ信号を送信する方
式(特開平10-210031)、受信信号の誤りを検出した場合
に、そのパケット番号に対応する時間位置にバースト信
号をＮＡＫ信号として送信する方式(特開平5-53089)が
知られている。
【０００５】第１の送信権制御方式は、再送要求信号の
返信タイミングを調整するための情報の授受が必要とな
り、制御が複雑になるという問題がある。また、端末局
が移動する移動通信システムでは、同報通信の対象とな
る端末局が変化するため、その制御は一層複雑となる。
【０００６】第２のランダムアクセス方式では、同報通
信の再送要求信号が複数の端末局で同時に発生する場合
が多く、ＮＡＫ信号の衝突が起こる確率が高く効率が悪
い。衝突を減らすためには、ＮＡＫ信号の送信前にバッ
クオフタイムをとる必要があるが、マルチキャストの宛
先端末局数が増える程バックオフタイムを大きくする必
要があり、バックオフタイムに起因する効率劣化が無視
できなくなってしまう。
【０００７】第３のバースト信号方式は、ランダムアク
セス方式と同様に衝突が起こる確率は高いものの、その
時間位置に信号エネルギーを検出しようとすれば、たと
え複数の端末局からのＮＡＫ信号が衝突しても、何らか
の信号エネルギーが検出されるため、少なくとも1つの
端末局で対応するパケットが誤って受信されたことを認
識することができる。しかしながら、本方式は、信号エ
ネルギーの検出精度が問題となる。例えば、PSK変調さ
れた２つの信号が、マルチパスにより位相が180度ずれ
て受信されると信号エネルギーはゼロになってしまい、
マルチキャスト送信局である基地局はパケット受信する
受信局に誤りが生じたことを検出することはできない。
【０００８】また、本方式はバースト信号を送信する時
間位置により、誤ったパケットを特定しているため、検
出見逃し（バースト信号を受信しているにもかかわら
ず、バースト信号がないと判断してしまうこと）があっ
た場合には誤ったパケットの再送は行なわれない。検出
見逃しを軽減するために、検出のためのスレッショルド
を下げれば、不可雑音等の外乱の影響により誤検出（バ
ースト信号を受信していないにもかかわらず、バースト
信号があると誤判断してしまうこと）が生じやすくな
り、不要な再送が行なわれてしまう。
【０００９】すなわち、これまでマルチアクセスの種々
の解決方法が提案されているものの、制御が複雑であっ
たり、十分な効果が得られない等の問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、1997年にIE
EE802.11無線ＬＡＮの規格が完成したことを受け、無線
ＬＡＮの低価格化が進んだこともあって、無線ＬＡＮ製
品が市場に多数出回るようになってきた。
【００１１】現在、無線ＬＡＮのさらなる高速化を目指
し、IEEE802.11委員会において、5GHz帯の無線周波数を
用いた無線ＬＡＮの仕様検討が行なわれ、伝送方式とし
てマルチパス干渉に強いOFDM(Orthogonal Frequency Di
vision Multiplexing)方式が採用されることになった。
【００１２】一方、現状のIEEE802.11の再送制御方法で
は、特定の1端末局に情報伝送するユニキャスト伝送を
行う場合、端末局は、伝送されたパケットを正しく受信
した場合に、SIFS(Short Interframe Space)と呼ばれる
時間間隔後に、送達確認信号(Acknowledgemnt：以下ACK
信号と呼ぶ)を返信する。
【００１３】しかしながら、マルチキャスト伝送を含む
同報通信に対しては、送達確認をしない仕様になってい
る。すなわち、無線リンクでの再送制御が適用されない
ため、マルチキャスト伝送における情報伝送の信頼性は
低く、さらに上位レイヤの再送制御に委ねることにより
データ伝送の効率が低くなるという問題があった。
【００１４】本発明は、上述した問題点を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、効率的かつ信頼性の高い
マルチキャスト伝送を行うことが可能なマルチキャスト
伝送システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、基地局と複数の端末局の間
で、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexin
g)方式を用いてパケットの送受信を行う無線通信システ
ムにおいて、前記複数の端末局のそれぞれは、前記基地
局から各々の前記端末局宛てに送信された同報送信パケ
ットを受信する受信手段と、この受信手段で受信した前
記同報送信パケットに誤りがあるか否かを検出する誤り
検出手段と、前記同報送信パケットに対する再送要求信
号である送信用のOFDM信号が構成する少なくともＭ個
（Ｍ≧１、Ｍは整数）のサブキャリアから、Ｌ個（Ｍ≧
Ｌ、Ｌは整数）のサブキャリアを選択するサブキャリア
選択手段と、選択された前記Ｌ個のサブキャリアのみに
変調信号を重畳したOFDM信号を再送要求信号として前記
基地局に送信する端末局内送信手段と、を有し、前記基
地局は、前記複数の端末局から受信した再送要求信号に
基づいて、先に同報送信した前記同報送信パケットを再
送するか否かを判断する判断手段と、前記判断手段にて
再送すると判断した場合、前記同報送信パケットを前記
複数の端末局宛てに再送する再送手段とを有するもので
ある。
【００１６】請求項１の発明では、受信パケットのOFDM
シンボルを構成するサブキャリアの一部のみを用いて再
送要求信号を生成するため、再送要求信号の誤検出確率
や検出見逃し確率を低減することができる。
【００１７】請求項２の発明では、再送要求信号の受信
信号レベルがスレッショルド以上の場合のみパケットの
再送を行うようにしたため、簡易な装置で再送制御が実
現できる。
【００１８】請求項３の発明では、再送要求信号の生成
に利用可能なサブキャリアの本数Ｍと、再送要求信号の
生成に必要なサブキャリアの本数Ｌとの少なくとも一方
に基づいて、スレッショルドを決定するため、誤検出確
率を低減できるだけでなく、検出見逃し確率も低減でき
る。
【００１９】請求項４の発明では、端末局の数とパケッ
トの通信品質（例えば、パケットの誤り率特性）とに基
づいて、再送要求信号の生成に必要なサブキャリアの本
数Ｌを決定するため、例えば、端末局数が多くてもパケ
ット誤り率特性が非常によい場合にはＬを大きくし、パ
ケット誤り率特性がそれほどよくないときはＬを小さく
するといった制御が可能になる。
【００２０】請求項５の発明では、基地局でＬとＭを設
定するため、端末局数やパケットの通信品質が変化して
も、最適なＬとＭを設定できる。
【００２１】請求項６の発明では、IEEE802.11のような
CSMAベースのシステムにも適用可能である。
【００２２】請求項７の発明は、基地局と複数の端末局
との間で、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multi
plexing)方式を用いてパケットの送受信を行う無線通信
方法であって、前記複数の端末局のそれぞれは、前記基
地局から各々の前記端末局宛てに送信された同報送信パ
ケットを受信する第１ステップと、この第１ステップで
受信した前記同報送信パケットに誤りがあるか否かを検
出する第２ステップと、前記同報送信パケットに対する
再送要求信号である送信用のOFDM信号が構成する少なく
ともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは整数）のサブキャリアから、Ｌ
個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）のサブキャリアを選択する第３
ステップと、選択された前記Ｌ個のサブキャリアのみに
変調信号を重畳したOFDM信号を再送要求信号として前記
基地局に送信する第４ステップと、を有し、前記基地局
は、前記複数の端末局から受信した再送要求信号に基づ
いて、先に同報送信した前記同報送信パケットを再送す
るか否かを判断する第５ステップと、前記第５ステップ
にて再送すると判断した場合、前記同報送信パケットを
前記複数の端末局宛てに再送する第６ステップと、を有
するものである。
【００２３】請求項８の発明は、複数の端末局に対し
て、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexin
g)方式でパケットの送受信を行う無線基地局において、
前記複数の端末局の少なくとも一つから送信された再送
要求信号であって、前記再送要求信号は、OFDM信号を構
成する少なくともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは整数）のサブキャ
リアから、Ｌ個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）のサブキャリアを
選択して、前記Ｌ個のサブキャリアのみに変調信号を重
畳したOFDM信号であり、前記再送要求信号が受信される
と、該再送要求信号の受信信号レベルが予め設定された
スレッショルド以上か否かを判定するレベル判定手段
と、前記スレッショルド以上と判定された場合のみ、同
報送信パケットを前記複数の端末局宛てに再送する再送
手段と、を有するものである。
【００２４】請求項９の発明は、基地局との間で、OFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を
用いてパケットの送受信を行う無線端末局において、前
記基地局から送信された同報送信パケットを受信する受
信手段と、この受信手段で受信した前記同報送信パケッ
トに誤りがあるか否かを検出する誤り検出手段と、前記
同報送信パケットに対する再送要求信号である送信用の
OFDM信号が構成する少なくともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは整
数）のサブキャリアから、Ｌ個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）の
サブキャリアを選択するサブキャリア選択手段と、選択
された前記Ｌ個のサブキャリアのみに変調信号を重畳し
たOFDM信号を再送要求信号として前記基地局に送信する
端末局内送信手段と、を備えるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマルチキャス
ト伝送システムについて、図面を参照しながら具体的に
説明する。
【００２６】(第１の実施形態)本発明に係るマルチキャ
スト伝送システムは、基地局から複数の端末局に同時に
パケットを同報伝送するものである。
【００２７】図１は第１の実施形態の端末局の構成を示
すブロック図、図２はマルチキャスト伝送の原理を説明
する図である。図１の構成を説明する前に、図２を用い
てマルチキャスト伝送の概略を説明する。
【００２８】基地局は、複数の端末局に同時にパケット
を同報伝送する（図２のｔ１〜ｔ２）。各端末局は、CR
Cチェック等を用いて受信パケットの誤り検出を行な
う。その結果、受信パケットに誤りが検出されると、Ｎ
ＡＫ信号を生成する。
【００２９】ＮＡＫ信号は１個のOFDMシンボルで構成さ
れる。通常、OFDMシンボルは、直交するＮ本のサブキャ
リアに変調信号を重畳してIFFT(逆フーリエ変換)処理を
行なって生成するが、本実施形態では、サブキャリアの
一部(Ｌ本)を利用してＮＡＫ信号(OFDMシンボル)を生成
する。なお、ＮＡＫ信号の生成手法の詳細は後述する。
【００３０】基地局がパケットを同報するタイムスロッ
ト（図２のｔ１〜ｔ２）と、そのパケットに対し端末局
がＮＡＫ信号を応答するタイムスロット（図２のｔ２〜
ｔ３）は、事前の手順により定められているため、各端
末局は、指定されたタイムスロット（図２のｔ２〜ｔ
３）を用いてＮＡＫ信号を基地局に送信する。
【００３１】次に、図１に示す端末局の第１の実施形態
について説明する。図１の端末局は、受信系の構成とし
て、アンテナ１で受信した無線周波数信号をダウンコン
バートして直交復調を行うＲＦ部２と、ＲＦ部２の出力
に対してＦＦＴ処理を行ってOFDMシンボルを検出するOF
DMシンボル検出器３と、OFDMシンボルをパラレル／シリ
アル変換するＰ／Ｓ変換器４と、シリアル変換されたOF
DMシンボルを復調する復調器５と、ＣＲＣチェック等を
用いて復調信号の誤り検出を行う符号器（誤り検出手
段）６と、誤りが検出されたときに一部のサブキャリア
を選択するサブキャリア選択部（サブキャリア選択手
段）７と、選択されたサブキャリアを用いてＮＡＫ信号
の生成を行う制御部８とを備えている。
【００３２】サブキャリア選択部７は、OFDMシンボルを
構成するＭ本のサブキャリアの一部（Ｌ本）を選択す
る。サブキャリア選択部７におけるサブキャリアの選択
方法としては、毎回ランダムに選択する方法や、通信開
始時のみランダムに選択し、それ以降は同一のサブキャ
リアを選択する方法や、固定のサブキャリアを選択する
方法などがあり、どの方法で選択してもよい。
【００３３】サブキャリア選択部７は、選択したサブキ
ャリアを制御部８に通知する。制御部８は、選択された
Ｌ本のサブキャリアのみに変調信号を重畳し、他のサブ
キャリアはヌルとなるような信号系列を生成する。
【００３４】また、図１の端末局は、送信系（端末局内
送信手段）の構成として、送信用の信号を符号化して信
号系列を生成する符号器９と、符号器９および制御部８
で生成された各信号系列を多重化する多重部１０と、多
重化信号を変調する変調器１１と、変調信号をパラレル
信号に変換するＳ／Ｐ変換器１２と、Ｓ／Ｐ変換器１２
の出力に対してIFFT処理を行ってOFDMシンボルを生成す
るOFDMシンボル生成器１３と、OFDMシンボルを変調して
無線周波数にアップコンバートするＲＦ部１４とを備え
ており、ＲＦ部１４の出力はアンテナ１から送信され
る。
【００３５】多重部１０は、制御部８がＮＡＫ信号を生
成しなかった場合には、符号器９が生成した信号系列を
出力し、制御部８がＮＡＫ信号を生成した場合には、符
号器９が生成した信号系列とＮＡＫ信号に対応する信号
系列とを多重化する。
【００３６】なお、図面では本発明を説明するための最
小限の構成しか示していないが、例えば、インターリー
ブや誤り訂正(FEC:Forward Error Collection)を行なう
場合は、符号器９の直後にインターリーバ、符号器６の
直前にデインタリーバなどが必要となる。
【００３７】図３は各端末局が送信するＮＡＫ信号の一
例を示す図であり、サブキャリアの総数がＮ本で、ＮＡ
Ｋ信号のサブキャリアの本数が１の場合に、サブキャリ
アsub3のみを用いてＮＡＫ信号を送信する例を示してい
る。
【００３８】図４は基地局が受信したＮＡＫ信号の一例
を示す図である。図４の斜線部それぞれがＮＡＫ信号を
示している。
【００３９】図４に示すように、各端末局が送信したＮ
ＡＫ信号のサブキャリアがそれぞれ異なる場合には、各
サブキャリアの受信レベルは低下しない。
【００４０】本実施形態は、ＮＡＫ信号の衝突が起こっ
ても、各サブキャリアごとの受信レベルが増減しないよ
うにした点に特徴がある。
【００４１】このため、本実施形態では、各端末局がＮ
ＡＫ信号を生成する際に同一のサブキャリアを選択する
確率をできるだけ小さくしている。この確率を最小にす
るためには、ＮＡＫ信号の生成に必要なサブキャリアの
本数Ｌを1、ＮＡＫ信号の生成に利用可能なサブキャリ
アの本数ＭをＮ（ＮはOFDMシンボルを構成するサブキャ
リアの総数）に設定するのが最も望ましい。
【００４２】ところが、Ｌを1、ＭをＮに設定すると、
通信品質が良好で、端末局からＮＡＫ信号が返信されな
いような場合に、ＮＡＫ信号が存在しないにもかかわら
ず存在すると誤って判断する誤検出確率が大きくなる。
その理由は、誤検出確率はＭの値に比例して大きくなる
ためである。従って、誤検出確率の観点からすれば、で
きるだけＭを小さく設定するのが望ましい。
【００４３】一方、ＮＡＫ信号が存在するにもかかわら
ず存在しないと誤って判断する検出見逃し確率の観点か
らは、できるだけＬを大きく設定するのが望ましい。た
だし、Ｍが小さくてＬが大きいほど、各端末局がＮＡＫ
信号を生成する際に同一のサブキャリアを選択する確率
が大きくなる。
【００４４】以上に説明したＬとＭの大小関係をまとめ
ると図５のようになる。図５からわかるように、最適な
ＬとＭを設定するには、種々の条件を考慮に入れる必要
がある。
【００４５】ＬとＭの値は制御部８から通知されるが、
少なくともＭの値は基地局で最終的に決定され、各端末
局には基地局で決定されたＭの値が通知される。なお、
ここで、Ｍの設定とは、単にサブキャリアの本数を意味
するだけではなく、どのサブキャリアを利用するかの指
定も含んでいる。
【００４６】一方、Ｌの値は基地局で決定してもよい
し、端末局で決定してもよい。図６はＬの値を端末局が
決定する場合の端末局の構成を示すブロック図である。
図６では、図１と共通する構成部分には同一符号を付し
ている。図６の端末局は、図１にサブキャリア数決定部
（サブキャリア数決定手段）１５を新たに追加した構成
になっている。
【００４７】図６のサブキャリア数決定部１５がＬの値
を決定する手法として２通りある。第１の手法は、パケ
ットの受信特性のみを利用する手法である。この手法で
は、受信パケットの誤り率特性等の受信特性を測定し、
受信特性が非常に良い場合はＬを大きくする。逆に、受
信特性が悪い場合はＬを小さくする。
【００４８】第２の手法は、何らかの手法で同報パケッ
トの宛先端末局数を把握し、その情報を利用してＬの値
を決定する。宛先端末局数を把握する手法としては、同
報パケットの宛先アドレスから宛先端末局数を把握する
手法や、Ｌを決定するための情報として、基地局から宛
先端末局数を通知してもらう手法が挙げられる。
【００４９】ＬとＭ(ＭはＬ以上、Ｎ以下)の決定方法に
ついては、例えば、パケットを同報伝送する端末局数
が、OFDMシンボルを構成するサブキャリアの総数Ｎに対
して十分に少ない場合はＭを小さくしてＬを大きくする
のが望ましい。これにより、誤検出確率と検出見逃し確
率をともに小さくできる。
【００５０】また、サブキャリアの総数Ｎと比較して、
同報伝送する端末局数が多い場合でも、ＮＡＫ信号を返
信する端末局数が少ないと予測できる場合(例えば、パ
ケット誤り率特性が非常に良いとき)は、Ｍを小さくし
てＬを大きくした方が誤検出確率と検出見逃し確率をと
もに小さくできる。
【００５１】一方、同報伝送する宛先端末局数が非常に
多くて、パケット誤り率特性もそれほど良くない場合な
ど、ＮＡＫ信号を返信する端末局数が多いと予測できる
場合は、Ｍを大きくしてＬを小さくした方が、同一のサ
ブキャリアを選択する確率が小さくなり、誤検出確率や
検出見逃し確率も小さくできる。
【００５２】このように、同報伝送する端末局数とパケ
ット誤り率等の通信品質とを考慮してＬとＭを決定すれ
ば、誤検出確率と検出見逃し確率をともに小さくするこ
とができる。
【００５３】また、ＬとＭの決定方法として、ＮＡＫ信
号における各サブキャリアごとの受信電力の変動を測定
し、その結果をフィードバックさせる方法もある。同一
サブキャリアに信号成分が重畳されたＮＡＫ信号が衝突
した場合、位相関係が同相であれば電力は倍になり、位
相が逆相であれば電力は0になってしまう。
【００５４】逆に、同一サブキャリアに信号成分が重畳
されていない場合は、電力変動は伝搬路や熱雑音等の影
響しか受けない。
【００５５】そこで、最初はＬを小さくし、かつＭを大
きくしておき、電力変動が大きくなるか、あるいは、十
分なＮＡＫ検出確率が得られるようになるまで、徐々に
Ｌを大きくし、かつＭを小さくする方法も考えられる。
【００５６】図７は図１や図６に示す端末局に対して同
報伝送を行う第１の実施形態の基地局の構成を示すブロ
ック図である。図７の基地局は、受信系の構成として、
アンテナ２１で受信した無線周波数信号をダウンコンバ
ートして直交復調を行うＲＦ部２２と、ＲＦ部２２の出
力に対してＦＦＴ処理を行ってOFDMシンボルを検出する
OFDMシンボル検出器２３と、OFDMシンボルに含まれる各
サブキャリアごとの信号成分の受信レベルを検出するレ
ベル検出部２４と、各信号成分の受信レベルが予め設定
されたスレッショルドＴ以上であるか否かを判定するレ
ベル判定部（レベル判定手段）２５と、OFDMシンボルを
パラレル／シリアル変換するＰ／Ｓ変換器２６と、シリ
アル変換されたOFDMシンボルを復調する復調器２７と、
復調信号に基づいて誤り検出を行う符号器２８と、誤り
検出後の復調信号を受信する制御部２９とを備えてい
る。
【００５７】レベル判定部２５は、信号成分のレベルが
スレッショルド以上であれば、そのＮＡＫ信号に対応す
るパケットを再送するように制御部２９に通知する。こ
の通知を受けると、制御部２９は、図７の送信系を介し
て各端末局にパケットの再送を行う。
【００５８】図７の基地局は、送信系（基地局内再送手
段）の構成として、送信用の信号を符号化して信号系列
を生成する符号器３０と、符号器３０で生成された各信
号系列を変調する変調器３１と、変調信号をパラレル信
号に変換するＰ／Ｓ変換器３２と、Ｐ／Ｓ変換器３２の
出力に対してIFFT処理を行ってOFDMシンボルを生成する
OFDMシンボル生成器３３と、OFDMシンボルを直交変調し
て無線周波数にアップコンバートするＲＦ部３４とを備
えており、ＲＦ部３４の出力はアンテナ２１から送信さ
れる。
【００５９】なお、図７では、再送パケットを制御部２
９に蓄積する例を示しているが、パケットのバッファリ
ングは必ずしも制御部２９で行なう必要はない。例え
ば、変調器１１で変調した後の信号やOFDMシンボル生成
器で生成したOFDMシンボルをバッファリングしてもよ
い。制御部２９以外にバッファリングする場合は、レベ
ル判定部２５からの再送要求をバッファリングしている
場所に送ればよい。
【００６０】また、レベル検出部２４で検出された受信
レベルは、常にレベル判定部２５に送られるわけではな
い。制御部２９は、マルチキャスト伝送を行なった場合
には、ＮＡＫ信号が返信されるタイムスロットを把握し
ているので、そのタイムスロット内に受信した信号のレ
ベルのみがレベル判定部２５に送られる。
【００６１】なお、図７では、本発明を説明するための
最小限の構成しか示していないが、端末局と同様に、イ
ンターリーブや誤り訂正を行う場合は、インターリーバ
やデインターリーバ等が必要となる。
【００６２】また、レベル判定部２５は、OFDMシンボル
を構成するＮ本のサブキャリア全てにおいて、受信信号
のレベル検出を行う必要はない。前述したように、ＮＡ
Ｋ信号の生成に利用可能なサブキャリアの本数Ｍは、単
にサブキャリアの数を意味するだけではなく、どのサブ
キャリアを利用するかを指定する意味も含んでいる。従
って、レベル判定部２５は、制御部２９から通知された
Ｍ本のサブキャリアのみのレベル検出を行なえば良い。
これにより、ＮＡＫ信号の誤検出確率を小さくすること
ができる。
【００６３】図８は図７のレベル判定部２５の内部構成
を示すブロック図である。図示のように、レベル判定部
２５は、セレクタ４１と、比較器４２とを有する。レベ
ル判定部２５には、図７のレベル検出部２４で検出され
た全サブキャリア(Ｎ本)の受信レベルが入力される。レ
ベル判定部２５内のセレクタ４１は、サブキャリアＮ本
の中からＭ本の信号を選択する。どのＭ本を選択するか
は、制御部２９からの指示に従う。
【００６４】セレクタ４１で選択されたＭ本の信号は比
較器４２に入力される。比較器４２は、予め設定したス
レッショルドＴ以上の受信レベルの信号が存在するか否
かを判定する。比較器４２による比較結果は、例えば制
御部２９に通知され、制御部２９はバッファリングして
いたパケットの再送を行なう。前述した通り、パケット
のバッファリングが制御部２９以外で行なわれる場合
は、そのバッファリングしている場所に判定結果が送ら
れる。
【００６５】このように、第１の実施形態では、基地局
から複数の端末局にOFDM方式にてマルチキャスト伝送を
行ったときに、端末局で受信された受信パケットに誤り
が検出されると、OFDMシンボルを構成するサブキャリア
の一部のみを用いて生成したＮＡＫ信号を基地局に返信
するため、ＮＡＫ信号の誤検出確率と検出見逃し確率を
ともに低減することができる。
【００６６】また、端末局の数やパケットの誤り率特性
等に応じて、ＮＡＫ信号の生成に利用するサブキャリア
の本数Ｌを決定するため、信頼性の高いマルチキャスト
伝送が可能になる。
【００６７】さらに、端末局からのＮＡＫ信号を受信し
た基地局は、ＮＡＫ信号の受信レベルがスレッショルド
Ｔを越える場合のみ、端末局に送信パケットを再送する
ため、誤って端末局に送信パケットを再送するおそれが
なくなる。
【００６８】（第２の実施形態）第２の実施形態は、Ｎ
ＡＫ信号の生成に利用可能なサブキャリアの本数Ｍを基
地局が決定するものである。
【００６９】図９は第２の実施形態の基地局の構成を示
すブロック図である。図９では、図７と共通する構成部
分には同一符号を付しており、以下では相違点を中心に
説明する。
【００７０】図９の基地局は、図７にサブキャリア数決
定部（サブキャリア数決定手段）３５を新たに追加した
構成になっている。
【００７１】サブキャリア数決定部３５は、ＮＡＫ信号
の生成に利用可能なサブキャリアの本数Ｍと実際にＮＡ
Ｋ信号の生成に利用されるサブキャリアの本数Ｌとの少
なくとも一方を決定する。
【００７２】端末局が図６のように構成されている場合
には、図６のサブキャリア数決定部１５がサブキャリア
の本数Ｌを決定するため、図９のサブキャリア数決定部
３５はサブキャリアの本数Ｍのみを決定する。一方、端
末局内に図６のようなサブキャリア数決定部１５が存在
しない場合には、図９のサブキャリア数決定部３５がサ
ブキャリアの本数Ｌ，Ｍの双方を決定する。
【００７３】このように、第２の実施形態は、基地局の
内部にサブキャリア数決定部３５を設けるため、端末局
の数やパケット誤り特性等に応じて、サブキャリアの本
数ＬやＭを変更することができ、ＮＡＫ信号の誤検出確
率や検出見逃し確率をともに低減することができる。
【００７４】（第３の実施形態）第３の実施形態は、サ
ブキャリアの本数Ｌ，Ｍに応じて、ＮＡＫ信号の検出の
基準となるスレッショルドを変更するものである。
【００７５】図１０は第３の実施形態の基地局の構成を
示すブロック図である。図１０では、図７と共通する構
成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中
心に説明する。
【００７６】図１０の基地局は、図７にスレッショルド
決定部（スレッショルド決定手段）３６を新たに追加し
た構成になっている。
【００７７】一般に、ＮＡＫ信号の生成に利用可能なサ
ブキャリアの本数Ｍが小さくて、ＮＡＫ信号の生成に必
要な本数Ｌが大きい場合には、ＮＡＫ信号の衝突が起き
やすいため、スレッショルドを大きくするのが望まし
い。スレッショルドを大きくすることにより、誤検出確
率が低くなるとともに、Ｌが大きいので検出見逃し確率
も低くなる。
【００７８】そこで、図１０のスレッショルド決定部３
６は、制御部２９から通知されたサブキャリアの本数
Ｌ，Ｍの少なくとも一方に基づいてスレッショルドＴを
決定し、その値をレベル判定部２５に通知する。レベル
判定部２５はスレッショルドＴに基づいて、ＮＡＫ信号
の検出を行なう。具体的には、受信レベルがスレッショ
ルドＴを越えた場合のみ、ＮＡＫ信号が受信されたと判
断する。
【００７９】このように、第３の実施形態は、サブキャ
リアの本数Ｌ，Ｍの少なくとも一方に基づいて、ＮＡＫ
信号の受信の有無を判断するためのスレッショルドＴの
大きさを設定するため、ＮＡＫ信号が受信されたと誤っ
て判断する誤検出確率を低くすることができる。また、
ＮＡＫ信号の生成に必要なサブキャリアの本数Ｌとの関
連でスレッショルドＴを設定するため、検出見逃し確率
も低くすることができる。
【００８０】また、図７の構成を有する基地局に、図９
のサブキャリア数決定部３５と図１０のスレッショルド
決定部３６とを追加してもよい。これにより、サブキャ
リアの本数Ｌ，ＭとスレッショルドＴとを同時に制御す
ることができ、マルチキャスト伝送時の通信品質をさら
にいっそう向上できる。
【００８１】上述した第１〜第３の実施形態では、基地
局内のレベル検出部２４が、OFDMシンボル検出器３の出
力に基づいて、各サブキャリアごとにＮＡＫ信号の受信
信号レベルを検出する例を説明したが、その他の例とし
て、ＲＦ部２で直交復調する前の時間波形のOFDM信号の
受信信号レベルを検出した結果に基づいてＮＡＫ信号の
有無を判断してもよい。ただし、その場合には、受信信
号レベルの検出範囲を大きくしなければならない。
【００８２】(マルチキャスト伝送の伝送手順)図１１は
上述した第１〜第３の実施形態におけるマルチキャスト
伝送の伝送手順を示す図である。基地局はパケットを送
信する前にキャリアセンスを行ない、DIFS(Distribuete
d coordination function Interframe Space)と呼ばれ
る第１の時間間隔の間、アイドルであると判定した場合
に、マルチキャスト伝送によりパケットを送信する。こ
の手順はIEEE802.11で定められたユニキャスト伝送と同
様である。
【００８３】基地局からのパケットを受信した各端末局
は、受信したパケットの誤りを検出し、誤りを検出した
場合は、第１の実施形態と同様にＮＡＫ信号を生成す
る。そして、マルチキャスト伝送されたパケットを受信
した後、SIFS(Short InterFrame Space)と呼ばれる第２
の時間間隔が経過した後にＮＡＫ信号を送信する。
【００８４】基地局は、マルチキャスト伝送によりパケ
ットを送信した後、SIFS時間の経過を待って、受信信号
レベルの検出を開始する。そして、基地局はパケット送
信後、DIFS時間が経過するまでに検出した受信信号レベ
ルが、第１の実施形態で説明したスレッショルドＴ以上
であれば、先程送信したパケットの再送を行なう。も
し、受信信号レベルが、スレッショルドＴ未満であれ
ば、パケットの再送は行なわない。
【００８５】このように、本発明は、IEEE802.11のよう
なCSMAベースのシステムにも適用できる。なお、Ｌ、Ｍ
等の設定については、第１の実施形態と同様である。
【００８６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、受信パケットのOFDMシンボルを構成するサブキャ
リアの一部のみを用いて再送要求信号を生成するため、
再送要求信号の誤検出確率や検出見逃し確率を低減する
ことができ、信頼性の高いマルチキャスト伝送が可能と
なる。
【００８７】また、本発明は、OFDM伝送では周波数軸で
の直交性が容易に実現できることを利用しているため、
時間軸での直交性を利用した同様のシステムよりもその
実現性に優位性がある。
【００８８】さらに、本発明は、基地局が無線帯域の割
当を行なう集中制御型の無線システムだけでなく、CSMA
等をベースとしたランダムアクセス型の無線システムに
も適用できるため、既存のIEEE802.11無線ＬＡＮシステ
ムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の端末局の構成を示すブロック
図。
【図２】マルチキャスト伝送の原理を説明する図。
【図３】各端末局が送信するＮＡＫ信号の一例を示す
図。
【図４】基地局が受信したＮＡＫ信号の一例を示す図。
【図５】ＬとＭの大小関係を示す図。
【図６】Ｌの値を端末局が決定する場合の端末局の構成
を示すブロック図。
【図７】図１や図６に示す端末局に対して同報伝送を行
う第１の実施形態の基地局の構成を示すブロック図。
【図８】図７のレベル判定部の内部構成を示すブロック
図。
【図９】第２の実施形態の基地局の構成を示すブロック
図。
【図１０】第３の実施形態の基地局の構成を示すブロッ
ク図。
【図１１】上述した第１〜第３の実施形態におけるマル
チキャスト伝送の伝送手順を示す図。
【符号の説明】
１，２１ アンテナ ２，１４，２２，３４ ＲＦ部 ３，２３ ＯＦＤＭシンボル検出器 ４，２６ Ｐ／Ｓ変換器 ５，２７ 復調器 ６，９，２８，３０ 符号器 ７ サブキャリア選択部 ８，２９ 制御部 １０ 多重部 １１，３１ 変調部 １２，３２ Ｓ／Ｐ変換器 １３，３３ ＯＦＤＭシンボル生成器 １５，３５ サブキャリア数決定部 ２４ レベル検出部 ２５ レベル判定部 ３６ スレッショルド決定部 ４１ セレクタ ４２ 比較器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１０月４日（１９９９．１０．
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基地局と複数の端末局の間で、OFDM(Ortho
    gonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いて
    パケットの送受信を行う無線通信システムにおいて、 前記複数の端末局のそれぞれは、 前記基地局から各々の前記端末局宛てに送信された同報
    送信パケットを受信する受信手段と、 この受信手段で受信した前記同報送信パケットに誤りが
    あるか否かを検出する誤り検出手段と、 前記同報送信パケットに対する再送要求信号である送信
    用のOFDM信号が構成する少なくともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは
    整数）のサブキャリアから、Ｌ個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）
    のサブキャリアを選択するサブキャリア選択手段と、 選択された前記Ｌ個のサブキャリアのみに変調信号を重
    畳したOFDM信号を再送要求信号として前記基地局に送信
    する端末局内送信手段と、を有し、 前記基地局は、 前記複数の端末局から受信した再送要求信号に基づい
    て、先に同報送信した前記同報送信パケットを再送する
    か否かを判断する判断手段と、 前記判断手段にて再送すると判断した場合、前記同報送
    信パケットを前記複数の端末局宛てに再送する再送手段
    とを有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 【請求項２】前記基地局は、 受信した前記再送要求信号の受信信号レベルが予め設定
    されたスレッショルド以上か否かを判定するレベル判定
    手段を有し、 前記スレッショルド以上と判定された場合のみ、前記再
    送手段にて前記同報送信パケットを再送することを特徴
    とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 【請求項３】前記基地局は、前記サブキャリア選択手段
    における前記Ｌおよび前記Ｍの少なくとも一方の値に基
    づいて、前記スレッショルドを決定するスレッショルド
    決定手段を有することを特徴とする請求項２に記載の無
    線通信システム。
  4. 【請求項４】前記端末局は、同報伝送されたパケットの
    宛先である前記端末局の数とパケットの通信品質との少
    なくとも一方に基づいて、前記Ｌの値を決定するサブキ
    ャリア数決定手段を有することを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれかに記載の無線通信システム。
  5. 【請求項５】前記基地局は、同報伝送するパケットの宛
    先である前記端末局の数と前記端末局との間のパケット
    通信品質との少なくとも一方に基づいて、前記Ｌおよび
    前記Ｍの少なくとも一方の値を決定するサブキャリア数
    決定手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいず
    れかに記載の無線通信システム。
  6. 【請求項６】前記端末局内送信手段は、前記基地局から
    の受信パケットに誤りが検出された場合には、該パケッ
    トを受信してから第１の時間間隔が経過した後、前記再
    送要求信号を前記基地局に送信し、 前記レベル判定手段は、前記基地局が前記複数の端末局
    にパケットを同報伝送した後、前記第１の時間間隔以上
    の第２の時間間隔が経過するまでの間に受信された受信
    信号レベルが前記スレッショルド以上であればパケット
    の再送を行い、受信信号レベルが前記スレッショルド未
    満であればパケットの再送を行わないことを特徴とする
    請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信システム。
  7. 【請求項７】基地局と複数の端末局との間で、OFDM(Ort
    hogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用い
    てパケットの送受信を行う無線通信方法であって、 前記複数の端末局のそれぞれは、 前記基地局から各々の前記端末局宛てに送信された同報
    送信パケットを受信する第１ステップと、 この第１ステップで受信した前記同報送信パケットに誤
    りがあるか否かを検出する第２ステップと、 前記同報送信パケットに対する再送要求信号である送信
    用のOFDM信号が構成する少なくともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは
    整数）のサブキャリアから、Ｌ個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）
    のサブキャリアを選択する第３ステップと、 選択された前記Ｌ個のサブキャリアのみに変調信号を重
    畳したOFDM信号を再送要求信号として前記基地局に送信
    する第４ステップと、を有し、 前記基地局は、 前記複数の端末局から受信した再送要求信号に基づい
    て、先に同報送信した前記同報送信パケットを再送する
    か否かを判断する第５ステップと、 前記第５ステップにて再送すると判断した場合、前記同
    報送信パケットを前記複数の端末局宛てに再送する第６
    ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
  8. 【請求項８】複数の端末局に対して、OFDM(Orthogonal
    Frequency Division Multiplexing)方式でパケットの送
    受信を行う無線基地局において、 前記複数の端末局の少なくとも一つから送信された再送
    要求信号であって、前記再送要求信号は、OFDM信号を構
    成する少なくともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは整数）のサブキャ
    リアから、Ｌ個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）のサブキャリアを
    選択して、前記Ｌ個のサブキャリアのみに変調信号を重
    畳したOFDM信号であり、前記再送要求信号が受信される
    と、該再送要求信号の受信信号レベルが予め設定された
    スレッショルド以上か否かを判定するレベル判定手段
    と、 前記スレッショルド以上と判定された場合のみ、同報送
    信パケットを前記複数の端末局宛てに再送する再送手段
    と、を有することを特徴とする無線基地局。
  9. 【請求項９】基地局との間で、OFDM(Orthogonal Freque
    ncy Division Multiplexing)方式を用いてパケットの送
    受信を行う無線端末局において、 前記基地局から送信された同報送信パケットを受信する
    受信手段と、 この受信手段で受信した前記同報送信パケットに誤りが
    あるか否かを検出する誤り検出手段と、 前記同報送信パケットに対する再送要求信号である送信
    用のOFDM信号が構成する少なくともＭ個（Ｍ≧１、Ｍは
    整数）のサブキャリアから、Ｌ個（Ｍ≧Ｌ、Ｌは整数）
    のサブキャリアを選択するサブキャリア選択手段と、 選択された前記Ｌ個のサブキャリアのみに変調信号を重
    畳したOFDM信号を再送要求信号として前記基地局に送信
    する端末局内送信手段と、を備えることを特徴とする無
    線端末局。
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