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JP3643360B2 - 受信装置及び通信方法 - Google Patents

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JP3643360B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット伝送を行う受信装置及び通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高速大容量な下りチャネルを複数の通信端末装置が共有し、パケット伝送を行う下り高速パケット伝送方式(HSDPA等)が開発されている。この伝送方式では、伝送効率を高めるために、スケジューリング技術が用いられている。
【0003】
スケジューリング技術とは、基地局装置がタイムスロット毎にパケットの送信先となる通信端末装置を設定し、当該装置に送信するパケットを割り当てる技術である。また、適応変調技術とは、パケットを送信する通信端末装置の伝搬路の状態に応じて適応的に変調方式あるいは誤り訂正符号化方式を決定する技術である。
【0004】
基地局装置は、1フレームについてタイムスロット毎に各通信端末装置の回線品質を予測し、最も回線品質が良い通信端末装置を選択し、各タイムスロットに当該装置へのパケットを割り当てる。そして、基地局装置は、スケジューリング結果を示す情報及びスケジューリングにより定めた方式でパケットを誤り訂正符号化及び変調して送信する。
【0005】
各通信端末装置は、受信したスケジューリング結果を示す情報に基づいて、自局宛のパケットが割り当てられたタイムスロットにおいて復調を行い、CRC検出等の誤り検出処理を行って、パケットデータを正しく復調できた場合にはこれを示すACK信号を基地局装置に送信し、パケットデータを正しく復調できなかった場合にはこれを示すNACK信号を基地局装置に送信する。
【0006】
基地局装置は、NACK信号を受信した場合、スケジューリングにより割り当てたタイムスロットにおいて前回送信したパケットを再送するか、前回送信したパケットと合成可能なパケットを送信する。ただし、再送回数が、システムで予め設定された最大の再送回数になった場合には、当該パケットを廃棄して、新たなパケットを送信する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシステムでは、基地局装置が、NACK信号を受信した場合には一義的にパケットを再送するため、複数の通信端末装置に対してスケジューリングを行いながらパケットを送信する場合、回線品質が悪い通信端末装置に対してパケット再送を繰り返すこととなり、システム全体のスループットが低下してしまうという問題を有している。
【0008】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、パケット伝送を行う無線通信システムにおいて、システム全体のスループットの向上を図ることができる受信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信装置は、受信パケットの受信品質を測定する受信品質測定手段と、第1閾値及びこの第1閾値よりも低い第2閾値とを用意して受信品質と前記各閾値との大小関係を判定する閾値判定手段と、前記受信パケットに対して誤り検出処理を行う誤り検出手段と、前記受信品質が前記第1閾値以下で前記第2閾値よりも大きい場合にパケット送信の一時停止を指示するコマンドを生成し、その後、他ユーザ宛のパケットの受信品質が前記第1閾値より大きくなった場合にパケット送信の再開を要求するコマンドを生成し、受信品質が前記第2閾値以下であった場合にパケット送信の中止を指示するコマンドを生成するコマンド生成手段と、生成されたコマンドを通信相手装置に送信する送信手段とを具備する構成を採る。
【0011】
本発明の受信装置における前記コマンド生成手段は、前記閾値判定手段における同一の比較結果が連続する回数によってコマンドを生成する構成を採る。
【0012】
本発明の受信装置における前記コマンド生成手段は、所定回数連続して受信パケットに誤りが検出された場合にパケット送信の停止を指示するコマンドを生成する構成を採る。
【0014】
これらの構成により、送信装置においてパケット送信の停止の指示を受信した場合にパケットの再送を停止し、スケジューリングをやり直すことで再送パケットの数を減少させることができるので、システム全体のスループットの向上を図ることができる。
【0018】
本発明の通信方法は、受信パケットの受信品質を測定する受信品質測定工程と、第1閾値及びこの第1閾値よりも低い第2閾値とを用意して受信品質と前記各閾値との大小関係を判定する閾値判定工程と、前記受信パケットに対して誤り検出処理を行う誤り検出工程と、前記受信品質が前記第1閾値以下で前記第2閾値よりも大きい場合にパケット送信の一時停止を指示するコマンドを生成し、その後、他ユーザ宛のパケットの受信品質が前記第1閾値より大きくなった場合にパケット送信の再開を要求するコマンドを生成し、受信品質が前記第2閾値以下であった場合にパケット送信の中止を指示するコマンドを生成するコマンド生成工程と、生成されたコマンドを通信相手装置に送信する送信工程とを具備する方法をとる。
【0019】
この方法により、送信装置においてパケット送信の停止の指示を受信した場合にパケットの再送を停止し、スケジューリングをやり直すことで再送パケットの数を減少させることができるので、システム全体のスループットの向上を図ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、基地局装置が、パケット送信の一時停止を指示するSUSPEND信号あるいはパケット送信の中止を指示するGIVEUP信号を受信した場合、パケットの再送を停止し、スケジューリングをやり直すことである。
【0021】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信端末装置の構成を示すブロック図である。図1に示す通信端末装置100は、アンテナ101と、受信RF部102と、復調部103と、合成部104と、バッファ105と、誤り訂正復号部106と、誤り検出部107と、スイッチ108と、SIR(希望波対干渉波比)測定部109と、SIR判定部110と、コマンド生成部111と、CIR(キャリア対干渉波比)測定部112と、CIR情報生成部113と、変調部114と、送信RF部115とを有する。
【0023】
受信RF部102は、アンテナ101に受信された信号に対して所定の無線処理を行い、個別チャネルのベースバンド信号を復調部103に出力し、共通制御チャネルのベースバンド信号をCIR測定部112に出力する。
【0024】
復調部103は、受信RF部102の出力信号を復調して合成部104に出力する。また、復調部103は、復調の過程で測定される希望波レベル及び干渉波レベルをSIR測定部109に出力する。
【0025】
合成部104は、復調部103の出力信号とバッファ105に保存されている信号とを合成し、合成した信号をバッファ105及び誤り訂正復号部106に出力する。バッファ105は、保存している信号を合成部104に出力し、合成部104から出力された新たな信号を上書き保存する。
【0026】
誤り訂正復号部106は、合成部104から出力された信号に対してビタビ復号等の誤り訂正復号処理を行って誤り検出部107に出力する。誤り検出部107は、誤り訂正復号部106の出力信号に対して誤り検出(CRC判定)を行い、誤りが検出された場合にはNACK信号をコマンド生成部111に出力する。一方、誤りが検出されなかった場合、誤り検出部107は、バッファ105に保存されている信号を消去し、スイッチ108を接続し、ACK信号をコマンド生成部部111に出力する。この結果、誤りが検出されなかった場合、誤り訂正復号部106から出力された受信データは、図示しない後工程を行う装置に出力される。
【0027】
SIR測定部109は、希望波レベルと干渉波レベルとの比(SIR)を測定し、測定結果を示す信号をSIR判定部110に出力する。SIR判定部110は、SIR測定部109にて測定されたSIRと予め設定されている閾値Th1及び閾値Th2(閾値Th1>閾値Th2)との大小比較を行い、比較結果を示す信号をコマンド生成部111に出力する。
【0028】
コマンド生成部111は、SIRが閾値Th1よりも大きかった場合には、誤り訂正復号部106から出力されたACK信号あるいはNACK信号を変調部114に出力する。また、コマンド生成部111は、SIRが閾値Th1以下で閾値Th2よりも大きかった場合にはパケット送信の一時停止を指示するSUSPEND信号を変調部114に出力する。また、コマンド生成部111は、SIRが閾値Th2以下の場合にはパケット送信の中止を指示するGIVEUP信号を変調部114に出力する。また、コマンド生成部111は、SUSPEND信号を送信した後、他の通信端末装置宛のパケットのSIRが閾値Th1より大きかったとすると、パケット送信の再開を要求するRESUME信号を変調部114に出力する。以下、コマンド生成部111にて生成される各信号を総称して「ARQコマンド」という。
【0029】
CIR測定部112は、共通制御チャネルの信号を用いてキャリアと干渉波レベルとの比(CIR)を測定し、測定結果を示す信号をCIR情報生成部113に出力する。CIR情報生成部113は、CIR測定部112にて測定されたCIRを表す情報(以下、「CIR情報」という)を変調部114に出力する。
【0030】
変調部114は、コマンド生成部111から出力されたARQコマンド及びCIR情報生成部113から出力されたCIR情報を変調し、送信RF部115に出力する。送信RF部115は、変調部114の出力信号を無線周波数に変換してアンテナ101から無線送信する。
【0031】
次に、本実施の形態のARQについて図2を用いて具体的に説明する。
【0032】
図2において、通信端末装置100は、まず、新規のパケット201を受信するものとする。通信端末装置100は、パケット201をバッファ105に保存し、誤り訂正復号部106にてパケット201に対して誤り訂正復号処理を行い、誤り検出部107にて誤り検出処理を行う。また、通信端末装置100は、SIR測定部109にてパケット201のSIRを測定し、SIR判定部110にてSIRと閾値Th1、Th2との大小比較を行う。この結果、誤りが検出され(CRC=NG)、SIRが閾値Th1より大きかったとすると、通信端末装置100は、NACK信号251を基地局装置に送信する。
【0033】
次に、通信端末装置100は、再送パケット202を受信し、合成パケット(201+202)をバッファ105に保存し、誤り訂正復号部106にて合成パケット(201+202)に対して誤り訂正復号処理を行い、誤り検出部107にて誤り検出処理を行う。また、通信端末装置100は、SIR測定部109にてパケット202のSIRを測定し、SIR判定部110にてSIRと閾値Th1、Th2との大小比較を行う。この結果、誤りが検出され(CRC=NG)、SIRが閾値Th1より大きかったとすると、通信端末装置100は、NACK信号252を基地局装置に送信する。
【0034】
次に、通信端末装置100は、再送パケット203を受信し、合成パケット(201+202+203)をバッファ105に保存し、誤り訂正復号部106にて合成パケット(201+202+203)に対して誤り訂正復号処理を行い、誤り検出部107にて誤り検出処理を行う。また、通信端末装置100は、SIR測定部109にてパケット203のSIRを測定し、SIR判定部110にてSIRと閾値Th1、Th2との大小比較を行う。この結果、誤りが検出され(CRC=NG)、SIRが閾値Th1以下で閾値Th2より大きかったとすると、通信端末装置100は、SUSPEND信号253を基地局装置に送信する。
【0035】
これにより、基地局装置は、所定時間(図2では2フレーム時間とする)、他の通信端末装置にパケットを送信する。
【0036】
次に、通信端末装置100は、2フレーム時間経過後、SIR測定部109にて他の通信端末装置宛のパケットのSIRを測定し、SIR判定部110にてSIRと閾値Th1、Th2との大小比較を行う。この結果、SIRが閾値Th2以下だったとすると、通信端末装置100は、GIVEUP信号254を基地局装置に送信する。
【0037】
このように、本実施の形態の通信端末装置は、ACK/NACK信号の他に、受信SIRと閾値との大小関係によってSUSPEND信号、RESUME信号あるいはGIVEUP信号を基地局装置に送信する。
【0038】
なお、図2において、SUSPEND信号を送信した後、他の通信端末装置宛のパケットのSIRが閾値Th1より大きかったとすると、通信端末装置100は、RESUME信号を基地局装置に送信し、再送パケット204の受信を再開する。
【0039】
次に、本実施の形態に係る基地局装置の構成について図3のブロック図を用いて説明する。図3に示す基地局装置300は、アンテナ301と、受信RF部302と、復調部303と、スケジューラ304と、コマンド検出部305と、バッファ306と、誤り訂正符号化部307と、変調部308、309と、送信RF部310とから主に構成される。
【0040】
受信RF部302は、現在通信中の通信端末装置から送信されアンテナ301に受信された信号に対して所定の無線処理を行い、ベースバンドの信号を復調部303に出力する。復調部303は、受信RF部302の出力信号を復調してARQコマンドをコマンド検出部305に出力し、CIR情報をスケジューラ304に出力する。
【0041】
スケジューラ304は、復調部303から出力されたCIR情報の順にパケットを送信する通信端末装置を決定するスケジューリングを行い、当該パケットの変調方式、符号化率を決定する。そして、スケジューラ304は、パケットを送信する通信端末装置を示す信号をコマンド検出部305及びバッファ306に出力し、符号化率を示す信号を誤り訂正符号化部307に出力し、変調方式を示す信号を変調部308に出力する。
【0042】
また、スケジューラ304は、コマンド検出部305からSUSPEND信号あるいはGIVEUP信号を入力した場合に再送を停止し、スケジューリングをやり直す。
【0043】
コマンド検出部305は、ARQコマンドの中からスケジューラ304にて決定された通信端末装置から送信されたものを検出し、ACK/NACK信号をバッファ306に出力し、SUSPEND信号あるいはGIVEUP信号をスケジューラ304に出力する。
【0044】
バッファ306は、スケジューラ304に指示された通信端末装置に対するデータを選択する。その際、コマンド検出部305からACK信号を入力した場合、バッファ306は、記憶しているデータを削除して新たなデータを誤り訂正符号化部307に出力するとともに記憶する。一方、コマンド検出部305からNACK信号を入力した場合、バッファ306は、記憶しているデータを誤り訂正符号化部307に出力する。
【0045】
誤り訂正符号化部307は、バッファ306の出力信号にCRCビットを付加し、スケジューラ304で選定された符号化率の方式により誤り訂正符号化処理を行って変調部308に出力する。変調部308は、スケジューラ304で選定された変調方式により誤り訂正符号化部307の出力信号を変調して送信RF部310に出力する。
【0046】
変調部309は、共通制御チャネルの信号を変調し、送信RF部310に出力する。送信RF部310は、変調部308及び変調部309の出力信号を無線周波数に変換してアンテナ301から無線送信する。
【0047】
次に、本実施の形態に係る基地局装置のスケジューリングについて図4を用いて具体的に説明する。
【0048】
図4(a)は、従来のスケジューリングを示している。この場合、パケット送信時にCIRが最も高い通信端末装置(例えば、時刻t1では端末A、時刻t4では端末B)にパケットを送信し、NACK信号を受信した場合にはパケットを再送する。その後、パケットを送信した通信端末装置において誤りが検出され続けた場合、基地局装置は、最大再送回数(9回)になるまで再送を繰り返した後(時刻t5〜t13)、当該通信端末装置(端末B)へのパケット再送を諦め、次のタイミング(時刻t14)でCIRが最も高い通信端末装置(端末C)にパケットを送信する。
【0049】
これに対し、図4(b)に示す本発明のスケジューリングでは、時刻t7で端末BからSUSPEND信号を受信したとすると、基地局装置は、端末Bへのパケット再送を一時停止し、時刻t7でCIRが最も高い端末Cにパケットを送信する。
【0050】
このように、基地局装置が、パケット送信の一時停止を指示するSUSPEND信号あるいはパケット送信の中止を指示するGIVEUP信号を受信した場合、パケットの再送を停止し、スケジューリングをやり直すことにより、再送パケットの数を減少させることができるので、システム全体のスループットの向上を図ることができる。
【0051】
なお、本実施の形態では、閾値Th1及び閾値Th2を予め設定された値として説明したが、本発明はこれに限られず、例えば、誤り率を検出し、誤り率が一定の値になるように閾値を定める等、閾値を可変制御しても良い。
【0052】
(実施の形態2)
実施の形態1では、SIRが所定の閾値を下回った場合、通信端末装置が即座にSUSPEND信号あるいはGIVEUP信号を基地局装置に送信する場合について説明した。これに対し、実施の形態2では、通信端末装置が他の判断基準によってSUSPEND信号あるいはGIVEUP信号を基地局装置に送信する場合について説明する。
【0053】
図5は、本発明の実施の形態2に係る通信端末装置の構成を示すブロック図である。なお、図5に示す通信端末装置500において、図1に示した通信端末装置100と共通する構成部分には図1と同一符号を付してその説明を省略する。
【0054】
図5に示す通信端末装置500において、コマンド生成部501の作用が、図1のコマンド生成部111と異なる。
【0055】
コマンド生成部501は、計数機能を有し、SIR判定部110から同一判定結果が連続して出力された回数、そして/あるいは、誤り検出部107からNACK信号が連続して出力された回数を計数し、計数値が所定数に達したか否かによってコマンドを生成する。
【0056】
例えば、SIR判定部110において判定した結果、2スロット連続してSIRが閾値Th1以下で閾値Th2より大きかった場合にSUSPEND信号を生成し、その後、1スロットでもSIRが閾値Th1より大きかった場合にRESUME信号を生成する。あるいは、3スロット連続してSIRが閾値Th2以下であった場合にSUSPEND信号を生成する。また、SIR判定部110の判定結果によらず、誤り検出部107から3スロット連続して出力された場合にSUSPEND信号を生成する。
【0057】
このように、本実施の形態の通信端末装置は、受信SIRと閾値とを比較し、同一の比較結果が連続する回数によって、ACK/NACK信号、SUSPEND信号、RESUME信号あるいはGIVEUP信号を基地局装置に送信する。これにより、基地局装置が、SUSPEND信号あるいはGIVEUP信号を受信した場合、パケットの再送を停止し、スケジューリングをやり直すことにより、再送パケットの数をさらに減少させることができるので、さらなるシステム全体のスループットの向上を図ることができる。
【0058】
なお、上記各実施の形態では、測定したSIRと閾値との大小関係に基づいてコマンドを生成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、SIRの代わりにCIR,受信信号の尤度、受信電界強度等、受信品質を示す他のパラメータを用いても良い。
【0059】
また、上記各実施の形態では、基地局装置から通信端末装置にパケットを送信する下り方向のパケット伝送システムについて説明したが、本発明は上り方向のパケット伝送システムにも適用することができる。
【0060】
また、本発明は、上りリンクと下りリンクとが別々の基地局装置であるシステムにおいても適用可能である。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通信端末装置が、ACK/NACK信号の他に、SUSPEND信号、RESUME信号あるいはGIVEUP信号を基地局装置に送信し、基地局装置が、SUSPEND信号あるいはGIVEUP信号を受信した場合、パケットの再送を停止し、スケジューリングをやり直すことにより、再送パケットの数を減少させることができるので、システム全体のスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る通信端末装置の構成を示すブロック図
【図2】上記実施の形態のARQを具体的に説明するための図
【図3】上記実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図4】上記実施の形態のスケジューリングを具体的に説明するための図
【図5】本発明の実施の形態2に係る通信端末装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
107 誤り検出部
108 スイッチ
109 SIR測定部
110 SIR判定部
111、501 コマンド生成部
112 CIR測定部
113 CIR情報生成部
304 スケジューラ
305 コマンド検出部

Claims (4)

  1. 受信パケットの受信品質を測定する受信品質測定手段と、第1閾値及びこの第1閾値よりも低い第2閾値とを用意して受信品質と前記各閾値との大小関係を判定する閾値判定手段と、前記受信パケットに対して誤り検出処理を行う誤り検出手段と、前記受信品質が前記第1閾値以下で前記第2閾値よりも大きい場合にパケット送信の一時停止を指示するコマンドを生成し、その後、他ユーザ宛のパケットの受信品質が前記第1閾値より大きくなった場合にパケット送信の再開を要求するコマンドを生成し、受信品質が前記第2閾値以下であった場合にパケット送信の中止を指示するコマンドを生成するコマンド生成手段と、生成されたコマンドを通信相手装置に送信する送信手段とを具備すること特徴とする受信装置。
  2. 前記コマンド生成手段は、前記閾値判定手段における同一の比較結果が連続する回数によってコマンドを生成することを特徴とする請求項1記載の受信装置。
  3. 前記コマンド生成手段は、所定回数連続して受信パケットに誤りが検出された場合にパケット送信の停止を指示するコマンドを生成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の受信装置。
  4. 受信パケットの受信品質を測定する受信品質測定工程と、第1閾値及びこの第1閾値よりも低い第2閾値とを用意して受信品質と前記各閾値との大小関係を判定する閾値判定工程と、前記受信パケットに対して誤り検出処理を行う誤り検出工程と、前記受信品質が前記第1閾値以下で前記第2閾値よりも大きい場合にパケット送信の一時停止を指示するコマンドを生成し、その後、他ユーザ宛のパケットの受信品質が前記第1閾値より大きくなった場合にパケット送信の再開を要求するコマンドを生成し、受信品質が前記第2閾値以下であった場合にパケット送信の中止を指示するコマンドを生成するコマンド生成工程と、生成されたコマンドを通信相手装置に送信する送信工程とを具備すること特徴とする通信方法。
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