受信装置、周波数割当方法、制御プログラムおよび集積回路
【課題】再送制御を用いた通信システムにおいて、再送頻度が高い場合のスループット低下を軽減する。
【解決手段】送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、送信装置に対して再送信号を要求する受信装置であって、送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する判定部２１７−１〜Ｕと、判定の結果、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と送信装置または送信装置とは異なる他の送信装置が再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうスケジューリング部２１１と、を備える。
【解決手段】送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、送信装置に対して再送信号を要求する受信装置であって、送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する判定部２１７−１〜Ｕと、判定の結果、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と送信装置または送信装置とは異なる他の送信装置が再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうスケジューリング部２１１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再送制御を行なう無線通信システムの伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、受信信号が伝搬路による信号の歪みや受信装置での熱雑音の影響を受けた場合にビット誤りが生じ、通信品質が劣化する。このような通信品質の劣化は、一般に伝搬路の等化処理もしくは誤り訂正符号によって補償されるが、必ずしも正しくデータを復号できるとは限らない。そのため、受信装置で正しくデータを復号できない場合に、同一データを再度送信する再送制御（自動再送要求、ARQ（Automatic Repeat reQuest）とも称される）が用いられる。特に近年では検出誤りが発生した初回の送信（初送）あるいは再送の受信信号の情報を次回の再送時まで保存しておき、再送信号と合成することで再送効率を高めるＨ−ＡＲＱ（Hybrid ARQ）が採用されている。Ｈ−ＡＲＱの例として、チェイス合成法（CC：Chase Combining）（非特許文献1）やＩＲ（Incremental Redundancy）法（非特許文献2）の２つの方式が主に用いられている。
【０００３】
ＣＣ法は、再送時に初送と同一の送信信号を送信し、受信装置で初送の受信信号と再送の受信信号との合成を行なう。このような合成により受信信号の受信レベルを向上させるとともに、時間ダイバーシチも獲得する事ができるため、再送を繰り返すごとに誤り率特性が改善される。
【０００４】
一方、ＩＲ法の再送時では、誤り訂正符号化された符号ビットのうち初送で送信していない（パンクチャリングされた）符号ビットを含むように再送信号を構成する。受信装置は、初送信号から復調された符号ビットの尤度に対し、再送信号から復調された符号ビットの尤度を組み合わせることで、再送時の誤り訂正復号において符号化率が低くなり、誤り訂正能力が向上する。このように、ＩＲ法では、再送のたびに誤り訂正復号時の符号化率を低くすることができるため、通常のＡＲＱに比べ再送回数を低減され、スループットを向上させる事ができる。
【０００５】
次に、再送信号の送信方法について述べる。再送方法としては、一定時間後に初送と同一の無線リソースを用いて再送信号を送信する同期式再送と、どのパケット（ブロック、フレーム）に対する再送信号かを再送信号とともに送信することで任意の無線リソースを使用することができる非同期式再送がある。同期式の場合には、決まったリソースを必ず確保する必要があるため、無線リソースの割当時には、最優先して確保する必要がある。非同期式再送の場合には、初送の他のユーザと同じように無線リソースを割り当てる必要があり、特にＣＣの場合には同一の送信信号を再送することから、同一の送信信号を送信するのに必要な帯域幅は必ず確保する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】D. Chase, “Code combining- A maximum likelihood decoding approach for combing and arbitrary number of noisy packets,”
【非特許文献２】J. Hagenauer, “Rate-compatible punctured convolutional codes (RCPC codes) and their application,” IEEE Trans. Commun., vol. 36, pp. 389-400, April 1988.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の再送制御にあっては、いずれの方法も再送時に無線リソースを確保する必要があるため、同一送信機会に初送信号を送信する端末（初送端末）に割り当てることができる無線リソースの量を相対的に減らしてしまうことになり、再送頻度に応じてセルスループットが低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、再送制御を用いた通信システムにおいて、再送頻度が高い場合のスループット低下を軽減することのできる受信装置、周波数割当法、制御プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の受信装置は、少なくとも一つの受信アンテナを備え、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置であって、前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する判定部と、前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうスケジューリング部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このように、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループットの低下を防ぐことができる。
【００１１】
（２）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記送信装置または前記送信装置とは異なる他の送信装置が前記再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００１２】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と送信装置または送信装置とは異なる他の送信装置が再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００１３】
（３）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００１４】
このように、受信装置は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうので、再送端末による周波数リソースの占有を回避し、初送端末に割り当てる周波数リソース量を増大できる。
【００１５】
（４）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記受信した信号に誤りがあった場合、復号情報に基づいて、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうか否かを判断することを特徴としている。
【００１６】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合、復号情報に基づいて、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうか否かを判断するので、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００１７】
（５）また、本発明の受信装置において、前記復号情報は、復号処理後に得られる符号化ビットの対数尤度比の絶対値平均であり、前記スケジューリング部は、前記復号情報が予め定められた基準値以上である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なう一方、前記復号情報が予め定められた基準値未満である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域とが重複しないように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００１８】
このように、受信装置は、復号情報が予め定められた基準値以上である場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なう一方、復号情報が予め定められた基準値未満である場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域とが重複しないように周波数割当を行なうので、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００１９】
（６）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域に、前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域が重複する割合を決定することを特徴としている。
【００２０】
このように、受信装置は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域に、他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域が重複する割合を決定するので、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００２１】
（７）また、本発明の受信装置において、ＣＣ（Chase Combining）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴としている。
【００２２】
このように、受信装置は、ＣＣ（Chase Combining）を用いて、初送信号と再送信号との合成を行なうので、受信信号の受信レベルを向上させるとともに、時間ダイバーシチも獲得する事ができるため、再送を繰り返すごとに誤り率特性が改善することができる。
【００２３】
（８）また、本発明の受信装置において、ＩＲ（Incremental Redundancy）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴としている。
【００２４】
このように、受信装置は、ＩＲ（Incremental Redundancy）を用いて、初送信号と再送信号との合成を行なうので、再送のたびに誤り訂正復号時の符号化率を低くすることができるため、通常のＡＲＱに比べ再送回数を低減され、スループットを向上させる事ができる。
【００２５】
（９）また、本発明の受信装置において、前記受信した信号に誤りがあった場合は、復号情報を記憶するバッファ部と、前記送信装置から再送信号を受信した際に、前記バッファ部に記憶されている復号情報に基づいて、前記再送信号のレプリカを生成するソフトレプリカ生成部と、前記再送信号のレプリカと他の送信装置から受けた干渉を示す情報とを用いて、干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、前記干渉レプリカを用いて、前記受信した再送信号からユーザ間干渉を除去するソフトキャンセル部と、を備えることを特徴としている。
【００２６】
このように、受信装置は、送信装置から再送信号を受信した際に、記憶されている復号情報に基づいて、再送信号のレプリカを生成し、再送信号のレプリカと他の送信装置から受けた干渉を示す情報とを用いて、干渉レプリカを生成し、干渉レプリカを用いて、受信した再送信号からユーザ間干渉を除去するので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００２７】
（１０）また、本発明の周波数割当法は、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の周波数割当方法であって、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００２８】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００２９】
（１１）また、本発明の制御プログラムは、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の制御プログラムであって、前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する処理と、前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴としている。
【００３０】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００３１】
（１２）また、本発明の集積回路は、受信装置に実装されることにより、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する機能と、前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する機能と、前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう機能と、の一連の機能を、前記受信装置に発揮させることを特徴としている。
【００３２】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明を適用することにより、再送端末による周波数リソースの占有を回避し、初送端末に割り当てる周波数リソース量を増大できるため、周波数利用効率およびスループットの向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るデータ信号検出部２１３−ｕの内部構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るデータ信号検出部４０１−１〜Ｕの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部２１１における移動局装置への帯域割当法を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る移動局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】符号化部６０５およびパンクチャリング部６０７により生成される符号化ビットの一例を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る移動局装置で図１０に示される初送信号および再送信号が送信された場合の合成法の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】従来の無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。なお、以下の実施形態では、送信装置を移動局とし、受信装置を基地局とする伝送の上り回線について説明するが、下り回線（基地局から移動局へ伝送）にも適用可能である。
【００３６】
（第１の実施形態）
本実施形態では、再送時に初回の送信（初送）と同一データを送信する再送方法を用いる無線通信システムにおいて、同一送信機会で初送信号を送信する移動局と再送信号を送信する移動局に対し、同一周波数への重複割り当てを許容する形態を示す。ただし、複数の移動局が割り当てられた周波数においては互いの送信信号がユーザ間干渉（IUI : Inter-User Interference）となるため、本実施形態における基地局装置は初送時の復号ビットの尤度により生成されるレプリカを基に非線形処理である繰り返し等化技術を用いてＩＵＩを除去し、各移動局の信号を分離する。本実施形態における移動局装置への帯域割当法を示すため、従来の帯域割当法と比較しながらその特徴について示す。
【００３７】
図１４は、従来の無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。ここでは同期式再送が用いられるものとし、システムで予め定義された一定時間後に初送時と同一の無線リソースを用いて再送を行なう例を示している。ただし、同様の割当法は非同期式再送においても適用可能であり、その場合、再送時の割当帯域は初送時と同じ伝送レートが確保されるよう任意の周波数に同じリソース量だけ割り当てられる。
【００３８】
まず、第１の移動局装置、第２の移動局装置および第３の移動局装置は、第１の送信信号、第２の送信信号および第３の送信信号のように信号を周波数軸上に配置し、送信する。このとき各移動局装置の送信信号は周波数領域で直交するように、異なる周波数に対して割り当てられる。これらの送信信号を基地局装置で受信した際、第１の移動局装置および第３の移動局装置からの送信信号は誤りなく伝送できたものとし、第２の移動局装置からの送信信号は復号後のビットに誤り（信号検出誤り）があったものとすると、基地局装置は応答信号として、第１の移動局装置および第３の移動局装置に対してはＡＣＫ（Acknowledgement;肯定応答）を、第２の移動局装置に対してはＮＡＣＫ（Negative ACK;否定応答）を送信する。同期式再送ではＮＡＣＫを受信した第２の移動局装置は初送時の一定時間後に同一の周波数リソースを用いて再送信号を送信する。よって、基地局装置のスケジューリング部は第２の移動局装置の再送時において、まず第２の移動局装置に対し初送時と同じ帯域を割り当てた後、新しいデータを送信する第１の移動局装置および第３の移動局装置に対しては第２の移動局装置が使用しない周波数のみを割当可能な周波数として割当を行なう。そのため、第２の移動局装置のように再送を行なう移動局装置の周波数リソースのシステム帯域に占める割合が大きくなるほどセル全体のスループットが低下する。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。同図に示されるように、本実施形態では、再送信号が割り当てられた周波数を割当可能な周波数とし、他の移動局装置がその周波数を使用して送信することを許容する。同図では、第１の移動局装置と第３の移動局装置の送信信号が、第２の移動局装置の再送信号と一部同一の周波数を使用している例を示している。このような割当を行なうことで、セル内の割当可能な帯域は再送時の信号により制限されることが無くなり、再送によるセル全体の伝送レート低下を防ぐことが可能となる。
【００４０】
このような割当を行なった場合、信号を受信する基地局装置では、少なくとも一部で初送信号と再送信号が重複されて受信される。このとき、重複された信号の数が受信アンテナ本数より多い（例えば、基地局装置の受信アンテナが１本の場合は重複数が２以上、受信アンテナが２本の場合は重複数が３以上）場合、セル内でＩＵＩが発生することを意味している。このとき、勿論、ＩＵＩを含めた受信信号対干渉雑音電力比（SINR : Signal to Interference and Noise power Ratio）によっては分離することができる場合もあるが、一般的には従来の方法に比べると誤り率は悪くなる。そこで、本実施形態では、誤り訂正復号後の送信ビットに関する信頼性あるいは復号ビットを、等化処理を行なう等化部へフィードバックするフィードバックループを基地局装置に具備させる。これは、硬判定値をフィードバックする判定帰還型でもよいし、対数尤度比（LLR;Log Likelihood Ratio）のような送信ビットの信頼性をフィードバックするターボ等化のような方法を用いてもよい。以下では、ターボ等化を用いた分離方法について記載するものとするが、これに限定されない。
【００４１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の基本構成を示すブロック図である。まず、移動局装置はアンテナ１０１において基地局装置から下り回線で通知された制御信号を受信する。受信処理部１０３では、受信した制御情報をベースバンド信号にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換によりデジタル信号に変換した後、制御信号検出部１０５と応答信号検出部１０７に入力する。制御信号検出部１０５は、入力されたベースバンド信号から、データ信号を生成するために必要な変調方式や符号化率に関する情報（合わせてMCS（Modulation and Coding Scheme）とも呼ばれる）や周波数割当情報、参照信号の系列に関する情報などを検出し、それぞれデータ信号生成部１０９、周波数割当部１１１、参照信号生成部１１３に入力する。一方、応答信号検出部１０７では、前回の伝送機会で送信した信号が後述する基地局装置において正しく受信された際にはＡＣＫ（Acknowledgement）が、正しく受信されなかった場合にはＮＡＣＫ（Negative ACK）が受信されているため、これらの応答信号に関する情報を検出し、初送／再送切替部１１５へ入力する。
【００４２】
一方、移動局装置から基地局装置に伝送される情報ビット列は、まずＣＲＣ付加部１１７に入力され、基地局装置で正しく復号できたかをチェックするためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号が付加される。データ信号生成部１０９では、ＣＲＣ付加部１１７からの入力に対し、制御信号検出部１０５より得られた制御情報に基づき、送信データの時間信号の生成が行なわれる。まず、通知された符号化率となる様に誤り訂正符号である畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などの誤り訂正符号化処理を施す。次に、符号化されたビットに対し、ＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying : 四相位相偏移変調）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation : 16直交振幅変調）および６４ＱＡＭ等の変調方式のうち制御情報として通知されたものを用いて変調処理が行なわれ、生成された変調シンボルが初送／再送切替部１１５およびバッファ部１１９に入力される。
【００４３】
バッファ部１１９は、データ信号生成部１０９から入力される変調シンボルを記憶する機能を有し、該変調シンボルに対する応答信号を受信した際に記憶されている変調シンボルを初送／再送切替部１１５に入力する。初送／再送切替部１１５は、応答信号検出部１０７より入力される応答信号に応じて、ＤＦＴ部１２１に入力する変調シンボルを切り替える。応答信号がＡＣＫである場合には、データ信号生成部１０９より入力される初送の変調シンボルを出力し、応答信号がＮＡＣＫである場合には、バッファ部１１９に記憶されている変調シンボルをＤＦＴ部１２１に出力する。ただし、応答信号がＮＡＣＫである場合、データ信号生成部１０９より入力された初送の変調シンボルは次の送信機会において再度使用される。ただし、本例ではバッファ部１１９および初送／再送切替部１１５は変調後の時間領域において記憶・切替を行なう構成としたが、ＤＦＴ部１２１の後に配置し周波数領域で処理を行なう構成としても良い。また、初送時と再送時で、同一周波数リソースを使用する同期式の再送法である場合には周波数割当部１１１以降に配置しても良い。
【００４４】
ＤＦＴ部１２１には、初送／再送切替部１１５より入力された変調シンボルがＮＤＦＴシンボル毎に入力され、ＮＤＦＴポイントの離散フーリエ変換（DFT : Discrete Fourier Transform）により周波数信号に変換される。周波数割当部１１１では制御信号検出部１０５より入力される周波数割当情報に基づいてシステム帯域ＮＦＦＴポイントのうち指定されたＮＤＦＴポイントの周波数に配置される。ただし、割当方式としては連続した周波数帯域に割り当てられるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、SC-FDMAとも称される）や離散した周波数帯域に割り当てられるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ等が挙げられるが送受信間で定められた任意の方式が用いられて良い。ＩＦＦＴ部１２３では、割当後のＮＦＦＴポイントの周波数信号をＮＦＦＴポイントの逆高速フーリエ変換（IFFT : Inverse Fast Fourier Transform）により時間信号に変換する。
【００４５】
参照信号生成部１１３では制御信号検出部１０５より入力される参照信号の系列に関する情報に基づき伝搬路推定用の参照信号（RS : Reference Signal）が生成され、参照信号多重部１２５においてデータ信号と多重される。ただし、本例では時間領域で参照信号を多重する構成としたが、周波数領域で参照信号を多重する構成としても良い。送信処理部１２７では参照信号が多重された時間信号の後方の一部をサイクリックプレフィックス（CP : Cyclic Prefix）として前方にコピーし、Ｄ／Ａ変換によりアナログ信号に変換した後、搬送波周波数にアップコンバートし、アンテナ１０１から送信する。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。ただし本例では具備する受信アンテナの本数は１としているが複数本備えていても良い。ここでは、Ｕ局の移動局装置が基地局装置と接続しているものとする。アンテナ２０１で受信された受信信号は、受信処理部２０３において、ベースバンド信号にダウンコンバートされ、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換された後、ＣＰが除去される。参照信号分離部２０５では受信信号に多重されている各移動局装置の参照信号を分離し、分離後の受信信号をＦＦＴ部２０７へ、分離された参照信号を伝搬路推定部２０９へそれぞれ入力する。伝搬路推定部２０９では入力された参照信号から各移動局装置の伝搬路特性を推定し、スケジューリング部２１１およびデータ信号検出部２１３−１〜Ｕに出力する。
【００４７】
一方、ＦＦＴ部２０７では、参照信号が分離された受信信号をＮＦＦＴポイントの高速フーリエ変換（FFT : Fast Fourier Transform）により周波数信号に変換し、周波数デマッピング部２１５に入力する。周波数デマッピング部２１５は、スケジューリング部２１１が制御情報を生成する際に決定された割当情報に従い各移動局装置が使用したＮＤＦＴポイントの帯域の周波数信号をそれぞれ抽出する。抽出された周波数信号は移動局装置毎にデータ信号検出部２１３−１〜２１３−Ｕに入力され、繰り返し等化技術を用いた信号検出が行なわれる。
【００４８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るデータ信号検出部２１３−ｕの内部構成を示すブロック図である。ソフトキャンセル部３０１−ｕは周波数デマッピング部２１５より入力された周波数信号に対し、干渉レプリカ生成部３０３−ｕより入力されるレプリカ信号の減算を行ない、無線伝搬路の遅延波に起因して生じるシンボル間干渉（ISI : Inter-Symbol Interference）、および再送時に他の移動局装置が同一周波数を使用したことにより発生するＩＵＩを除去する。ただし、同一セル内に再送を行なった移動局装置が存在しない場合の繰り返し１回目の処理では、ＩＳＩやＩＵＩに関する情報が未知であることから何もキャンセルされない。再送を行なう移動局装置が存在する場合については後述する。
【００４９】
等化部３０５−ｕでは、伝搬路推定部２０９より入力される伝搬路推定値を用いてＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）重みやＺＦ（Zero Forcing）重み等を乗算する等によりＩＳＩおよびＩＵＩに関する残留干渉成分の抑圧が行なわれ、ＤＦＴ部３０７−ｕより入力されるソフトレプリカにより希望信号の合成が行なわれる。ＩＤＦＴ部３０９−ｕは等化部３０５−ｕの出力である周波数信号をＮＤＦＴポイントの逆離散フーリエ変換（IDFT : Inverse DFT）により時間信号に変換する。復調部３１１−ｕでは伝送に使用された変調方式に従い復調処理により各符号化ビットの信頼性を表す対数尤度比（LLR : Log Likelihood Ratio）が算出される。ここで、対数尤度比は、符号化ビットが１である確率と０である確率の比の自然対数（底がe（ネイピア数）の対数）で表現される。
【００５０】
復号部３１３−ｕでは各符号化ビットのＬＬＲについて、最大事後確率（MAP : Maximum A Posteriori）推定に基づく誤り訂正処理を行ない、尤度の向上した符号化ビットの外部ＬＬＲをソフトレプリカ生成部３１５−ｕに出力し、情報ビットの事後ＬＬＲを硬判定した復号ビットをＣＲＣ判定部（判定部）２１７−ｕに出力する。ただし、繰り返し処理を終了する場合には、符号化ビットの外部ＬＬＲはバッファ部３１７−ｕへ入力される。ここで、外部ＬＬＲは、誤り訂正処理により、尤度の向上した符号化ビットの事後ＬＬＲから、復号部３１３−ｕに入力された符号化ビットのＬＬＲを減算した値であり、誤り訂正処理のみで向上した信頼性を表す。また、情報ビットは、各移動局装置の符号化前のビットを表す。
【００５１】
バッファ部３１７−ｕは、繰り返し等化処理を終了する際に復号部３１３−ｕより入力される外部ＬＬＲを、再送信号を受信する機会まで記憶する機能を有する。ただし、応答信号生成部２１９−ｕより入力される応答信号がＡＣＫである場合には再送が行なわれないため記憶されない。応答信号がＮＡＣＫであった場合、該応答信号に対する再送信号を受信した際に記憶した外部ＬＬＲをソフトレプリカ生成部３１５−ｕに入力する。ソフトレプリカ生成部３１５−ｕでは入力された符号ビットの外部ＬＬＲから、ソフトレプリカと呼ばれる各変調シンボルの振幅の期待値が算出され、ＤＦＴ部３０７−ｕにおいてＮＤＦＴポイントのＤＦＴにより周波数領域のレプリカ信号に変換される。ＤＦＴ部３０７−ｕより出力されるレプリカ信号は、等化部３０５−ｕにおける希望信号の合成に使用されると共に、各移動局装置の干渉レプリカ生成部３０３−ｕに入力される。ただし、ＤＦＴ部３０７−ｕの出力は図３において記載していないが、全移動局に対するデータ信号検出部２１３−１〜Ｕに対して入力される。
【００５２】
干渉レプリカ生成部３０３−ｕは、各移動局に対応したデータ信号検出部２１３−１〜Ｕから入力されるレプリカ信号に対し、伝搬路推定部２０９から入力される各移動局の伝搬路推定値を乗算した後に全移動局分加算することで受信信号のレプリカ信号を生成する。さらにスケジューリング部２１１で決定された割当情報に基づき、データ検出する信号が使用した帯域のレプリカ信号のみを抽出し、ソフトキャンセル部３０１−ｕへ入力する。
【００５３】
このデータ信号検出部２１３−１〜Ｕ内の一連の処理の繰り返しがターボ等化技術と一般的に称され、これを任意の回数繰り返した後、復号部３１３−ｕより得られる復号ビットがＣＲＣ判定部２１７−１〜Ｕへ出力される。ただし、繰り返しの毎回でＣＲＣ判定部２１７−１〜Ｕへ出力し、誤りが無いと判定された場合に繰り返し処理を終了しても良い。
【００５４】
以上の処理は、受信信号に再送信号が含まれない場合を示したが、Ｕ局の移動局のうちいずれかが再送信号であった場合、繰り返し処理の初回において再送信号のキャンセル処理が行なわれる。再送信号である移動局のデータ信号検出部２１３−１〜Ｕでは、まずバッファ部３１７−ｕに記憶された外部ＬＬＲをソフトレプリカ生成部３１５−ｕに入力し、再送信号のレプリカ信号を生成する。生成されたレプリカ信号はＤＦＴ部３０７−ｕを介して周波数信号に変換され、全ての移動局のデータ信号検出部２１３−１〜Ｕの干渉レプリカ生成部３０３−ｕに入力される。各移動局の干渉レプリカ生成部３０３−１〜Ｕは入力された全ての再送信号のレプリカ信号から干渉成分を生成し、ソフトキャンセル部３０１−ｕに入力する。よってソフトキャンセル部３０１−ｕでは繰り返し初回において、干渉レプリカ生成部３０３−ｕより入力される干渉成分の減算が行なわれ、ＩＵＩの低減が可能となる。ただし、繰り返し２回目以降の処理は再送信号が存在しない場合と同様である。
【００５５】
図３のＣＲＣ判定部２１７−１〜Ｕではデータ信号検出部２１３−１〜Ｕより復号ビットが入力され、移動局装置でビット系列に付加したＣＲＣ符号と復号ビットから生成されるＣＲＣ符号を照合し、正しく復号できたかどうかを判定する。正しく復号できた場合にのみ、復号ビット列を移動局装置から送信された送信データとして出力する。また、判定の結果（正しく復号できたか否か）は、応答信号生成部２１９−１〜Ｕに入力される。応答信号生成部２１９−１〜Ｕは、正しく復号できたことが入力された場合はＡＣＫ信号を、正しく復号できなかったことが入力された場合はＮＡＣＫ信号を生成し、送信処理部２２３およびデータ信号検出部２１３−１〜Ｕのバッファ部３１７−１〜Ｕに入力する。
【００５６】
一方で、伝搬路推定部２０９で推定された各移動局装置の伝搬路推定値はスケジューリング部２１１へ入力され、周波数割当および使用される変調方式、符号化率の決定を行ない、制御情報生成部２２１に入力される。周波数割当の決定法については後述する。制御情報生成部２２１では、スケジューリング部２１１の出力から制御情報が生成され、送信処理部２２３に出力される。ただし、制御情報にはその他の移動局装置が信号を送信するために必要な情報（例えば、参照信号系列が移動局装置毎に設定できる場合の、参照信号の系列に関する情報など）が含まれても良い。送信処理部２２３は所定のタイミングにおいて制御情報あるいは応答信号に対しＤ／Ａ変換および無線周波数へのアップコンバートを行なった後、アンテナ２０１から各移動局装置に送信される。ただし、これらの制御情報および応答信号は、データの受信処理にも必要なため、通知した情報に基づいて伝送されたデータの受信まで記憶されているものとする。
【００５７】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の動作を説明するフローチャートである。基地局装置は初送信号あるいは再送信号が多重された信号を受信する（ステップＳ１）。次に、基地局装置は受信信号に再送信号が含まれるかを判定する（ステップＳ２）。再送信号が含まれない場合は（ステップＳ２：No）ステップ３をスキップする。再送信号が含まれる場合（ステップＳ２：Yes）、バッファ部３１７−１〜Ｕに保管されている前回の送信機会の外部ＬＬＲからソフトレプリカを生成し、各移動局装置に対応したソフトキャンセル部３０１−ｕにおいてＩＵＩおよびＩＳＩのキャンセルを行なう（ステップＳ３）。
【００５８】
続いて、基地局装置は、推定された伝搬路推定値に基づいた等化処理、復調処理が行なわれ、信号が検出される（ステップＳ４）。次に、基地局装置は、誤り訂正復号処理を行なう（ステップＳ５）。基地局装置は、該信号に対して誤りがあるかを判定する（ステップＳ６）。誤りが検出された場合（ステップＳ６：Yes）、基地局装置は、繰り返し処理を行なうかを判定する（ステップＳ７）。繰り返し処理を終了する場合（ステップＳ７：Yes）、基地局装置は、移動局装置に対しＮＡＣＫを送信し（ステップＳ８）、再送時の初回処理において干渉キャンセルを行なうために、ステップＳ５で得られた符号化ビットのＬＬＲを記憶する（ステップＳ９）。ステップＳ７において繰り返し処理を行なうと判定された場合（ステップＳ７：No）、基地局装置は、ステップＳ５で得られたＬＬＲからレプリカ信号を生成する（ステップＳ１０）。基地局装置は、ステップＳ１０で生成したレプリカ信号を用いて干渉キャンセルを行なった後（ステップＳ１１）、ステップＳ４に戻る。以降、ステップＳ６で誤りが検出されないか、ステップＳ７で繰り返し処理を終了すると判定されるまで、繰り返し処理が行なわれる。ステップＳ６で誤りが検出されない場合、ステップＳ１２では、基地局装置は、移動局装置に対しＡＣＫを送信し、終了する。
【００５９】
本実施形態では、再送を行なう移動局の割当帯域に対し、初送を行なう移動局の割当帯域を重複させることを許容する。この結果、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。なお、重複した帯域に対しては、再送を行なう移動局の前回の伝送時に記憶された復号情報を用いたソフトキャンセルを行なうことで、ＩＵＩによる劣化を抑えることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、初送を行なう移動局と再送を行なう移動局の割当帯域を重複させ、信号分離の際に、再送を行なう移動局の前回の伝送時に記憶された復号情報を用いる形態を示した。しかしながら、記憶された復号情報は誤りが存在しており、復号情報の信頼性が低い場合にはソフトキャンセルによるＩＵＩの低減効果は小さいことが考えられる。そこで本実施形態では、再送を行なう移動局の繰り返し処理後に与えられる符号ビットのＬＬＲの大きさに応じて、初送を行なう移動局の重複を許容するか否か、あるいは重複量を決定する形態について説明する。本実施形態における移動局装置の基本構成は、第１の実施形態における図２の構成例と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。第１の実施形態における図３と同様の機能を有するブロックについては同一の符号を割り振っており説明を省略する。一方、図３におけるデータ信号検出部２１３−１〜Ｕが図６ではデータ信号検出部４０１−１〜Ｕであり、次回の伝送機会において再送を行なう移動局装置の割当帯域に対し、他の初送を行なう移動局装置の割当帯域が重複することを許容するか否かを判定する機能を有する。
【００６２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係るデータ信号検出部４０１−１〜Ｕの内部構成の一例を示すブロック図である。図７のデータ信号検出部４０１−１〜Ｕは図４におけるデータ信号検出部２１３−１〜Ｕとは重複許容判定部５０１−ｕを有する点、およびバッファ部５０３−１〜Ｕの機能が異なり、その他のブロックについては同様の機能を有するため説明を省略する。
【００６３】
重複許容判定部５０１−ｕは、応答信号生成部２１９−ｕより入力される第ｕの移動局装置に対する応答信号がＮＡＣＫである場合に、復号部３１３−ｕより出力される符号化ビットのＬＬＲに基づき、第ｕの移動局装置の割当帯域に対し他の移動局装置が重複することを許容するか判定を行なう。ここでは判定基準として符号化ビットのＬＬＲの絶対値の平均が、判定基準値以上であるか否かに応じて重複の許容を決定する。すなわち重複許容判定部５０１−ｕは判定基準値ＬＣを保有し、復号部３１３−ｕより入力される第ｕの移動局装置のｋ番目の符号ビットのＬＬＲがＬｕ（ｋ）∈ＣＮｓｙｍ×１（ただし、Nsymは符号ビット数）であるとすると、ＬＬＲの平均値Ｌｕ，ａｖｅを次式で算出する。
【００６４】
【数１】
【００６５】
そして、「Ｌｕ，ａｖｅ≧ＬＣ」である場合には第ｕの移動局の割当帯域に対する他の移動局の重複を許容すると判定し、「Ｌｕ，ａｖｅ＜ＬＣ」である場合には重複を許容しないと判定する。ただし、判定結果はバッファ部５０３−ｕおよび図６のスケジューリング部２１１へ出力される。
【００６６】
バッファ部５０３−ｕには、重複許容判定部５０１−ｕより判定結果が入力され、重複を許容する旨が入力された場合には、その時点での復号部３１３より出力された符号ビットの外部ＬＬＲを記憶する。記憶された外部ＬＬＲは再送された信号を受信した際にソフトレプリカ生成部３１５−ｕに出力され、その他の場合においては復号部３１３より入力された外部ＬＬＲがそのままソフトレプリカ生成部３１５−ｕに出力される。
【００６７】
図６のスケジューリング部２１１には、伝搬路推定部２０９より各移動局の伝搬路推定値が入力される。また、データ信号検出部４０１−１〜Ｕより、各移動局の割当帯域に対し、初送を行なう他の移動局の重複を許容するかの判定結果が入力される。また、応答信号生成部２１９−１〜Ｕより各移動局の応答信号が入力される。図６のスケジューリング部２１１は、これらの情報を基に周波数割当および使用される変調方式、符号化率の決定を行なう。
【００６８】
図８は、本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部２１１における移動局装置への帯域割当法を示す図である。ここでは、第１の移動局装置、第２の移動局装置、第３の移動局装置および第４の移動局装置が、第１の送信信号、第２の送信信号、第３の送信信号および第４の送信信号を周波数軸上に直交するように配置し、初送を行なう。これらの送信信号を基地局装置で受信した際、第１の移動局装置および第３の移動局装置において誤りが無かったものとし、第２の移動局装置および第４の移動局装置に信号検出誤りがあったものとすると、基地局装置は応答信号として、第１の移動局装置および第３の移動局装置に対してはＡＣＫを、第２の移動局装置および第４の移動局装置に対してはＮＡＣＫを送信する。
【００６９】
そしてデータ信号検出部４０１−１〜Ｕにおいて第２の移動局装置および第４の移動局装置における重複許容判定を行なった結果、第２の移動局装置はＬＬＲの値が十分に高いため重複可能となり、第４の移動局装置はＬＬＲの値が小さいため重複不可となった場合、スケジューリング部２１１は図８（ｂ）の様に各移動局装置に対し伝送帯域を割り当てる。まず再送を行なう第２の移動局装置および第４の移動局装置に対し初送と同じ帯域を割り当てた後、重複を許容しない第４の移動局装置の割当帯域を除く全ての帯域に対し第１の移動局装置および第３の移動局装置の伝送帯域を割り当てる。ただし、再送時において新たに第５の移動局装置が初送を行なう場合には、第２の移動局装置との重複を許容した上で、第１の移動局装置、第３の移動局装置および第５の移動局装置間で異なる帯域を使用するよう割り当てが行なわれてよい。このような割当を行なうことで、初送時の復号情報によりＩＵＩの除去が困難である移動局装置への重複を禁止した上で、従来の再送制御を用いた場合に比べ、初送を行なう移動局装置の割当可能な帯域を増加させる事ができる。
【００７０】
ただし、本実施形態は復号部３１３より出力される符号化ビットのＬＬＲの平均値とただ１つの判定基準値を比較した結果により重複を許容するか許容しないかを判定したが、判定基準値を複数用意し、判定結果により重複量を制限する構成としても良い。例として、判定基準値をＬｃ１＜Ｌｃ２の２つを用意し、Ｌｕ，ａｖｅとの比較を行なう。Ｌｕ，ａｖｅ＜Ｌｃ１であった場合、第ｕの移動局の再送信号には重複を許容せず、Ｌｃ１≦Ｌｕ，ａｖｅ＜Ｌｃ２であった場合には、第ｕの移動局の再送信号の割当帯域の５０％まで重複を許容し、Ｌｕ，ａｖｅ≧Ｌｃ２であった場合は、第ｕの移動局に対して他の初送信号の重複を許容する。このように初送信号の符号化ビットのＬＬＲの大きさ、すなわち信頼性により重複量を制限することで、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００７１】
ただし、本実施形態は復号部３１３より出力される符号化ビットのＬＬＲの絶対値平均により判定を行なったが、復号情報の信頼性を示す指標であれば異なる基準が用いられても良い。
【００７２】
（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、再送時に初送時と同一の信号を送信することを前提とし、再送を行なう移動局装置からの再送信号と初送を行なう移動局装置からの初送信号を重複させる形態を示した。本実施形態では再送方法としてＨ−ＡＲＱ方式の１つであるＩＲ法を用いることを想定し、再送信号と初送信号を重複させ、非線形繰り返し処理によりＩＵＩを除去した後にＩＲ法による信号合成を行なう形態を示す。
【００７３】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る移動局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。図９の移動局装置は、図２の移動局装置とはデータ信号生成部６０１の構成およびバッファ部６０３の機能が異なる。その他の同一符号が割り当てられているブロックは図２の移動局装置と同様の機能を有するため説明を省略する。
【００７４】
データ信号生成部６０１は符号化部６０５と、バッファ部６０３と、パンクチャリング部６０７と変調部６０９とを備える。一般に、誤り訂正符号は、情報ビットに拘束と冗長を与える。このとき、どのように拘束と冗長を与えるかは符号器構成で決定されている。例えば、ターボ符号の場合、情報ビット長をＮビットとすると、２Ｎビットのパリティビットが付加され、３Ｎビットの符号ビットが出力される。これは、ターボ符号器そのものは符号化率１／３で符号化することを意味しており、これを基底符号化と定義する。さらに、受信ＳＩＮＲなど受信品質に応じて符号化率を変更する場合には、基底符号化率で符号化された符号ビットに対し、一部を消去法則（パンクチャパターン）に基づいて間引くことで、任意の符号化率を実現している。畳み込み符号の場合は、さまざまな基底符号化の符号器構成があるが、よく使用されるのは符号化率１／２のものであり、得られた２Ｎビットの長さの符号ビットからパンクチャパターンに基づいて間引くことで任意の符号化率（3/4や7/8など）を実現する。
【００７５】
パンクチャリング部６０７では制御信号検出部１０５より符号化率情報Ｒが入力され、送信回数に応じて異なる消去法則（パンクチャパターン）に基づき、符号化ビットの一部を間引く（パンクチャリング）処理が行なわれる。パンクチャリングにより生成される符号化ビットはＮ／Ｒビットとなり変調部６０９へ出力される。
【００７６】
図１０は、符号化部６０５およびパンクチャリング部６０７により生成される符号化ビットの一例を示す図である。図１０では符号化部６０５における基底符号化率を１／３、パンクチャリング部６０７に制御情報として入力される、伝送する情報ビットの符号化率Ｒを２／３とする。また、パンクチャリング部６０７におけるパンクチャパターンが初送時において「Ｐ１＝１、１、０、１、０、０」、再送時において「Ｐ２＝０、０、１、０、１、１」である場合を示している。符号化部６０５に送信データが２ビット入力されると、誤り訂正符号化により６ビットの符号化ビットが生成される。生成された符号化ビットはバッファ部６０３に記憶された後、パンクチャリング部６０７でパンクチャリングされる。
【００７７】
初送時においてはパンクチャパターンＰ１が使用されるため、６ビットの符号化ビットのうち３番目、５番目、６番目のビットが削除され、１番目、２番目、４番目のビットのみ出力される。次に初送に対する応答信号でＮＡＣＫを受信した場合、移動局装置はバッファ部６０３より６ビットの記憶された符号化ビットをパンクチャリング部６０７に出力し、パンクチャリング部６０７においてパンクチャパターンＰ２を使用してパンクチャリングを行なう。符号化ビットの１番目、２番目、４番目が削除され、３番目、５番目、６番目のビットが出力される。このように初送信号と再送信号で異なるビットを削除することで、初送信号時の誤りの原因が誤り訂正に寄与しない間引かれた符号ビットであるという考えに基づき、再送時に補完することで低い符号化率の誤り訂正復号が可能となる。変調部６０９は、制御信号検出部１０５より入力される変調方式情報に基づきＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の変調処理を行なう。
【００７８】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る基地局装置の構成は第１の実施形態における図３の基地局装置の構成と同様であるが、データ信号検出部７０１−ｕの構成が一部異なる。図１１におけるデータ信号検出部７０１−ｕは符号合成部７０３−ｕを具備する。第１のバッファ部７０５−ｕは、初送時および再送機会毎の繰り返し終了時に復調部７０７−ｕで得られた符号化ビットのＬＬＲを記憶する。記憶されたＬＬＲの値は次回以降の再送時において符号合成部７０３−ｕに出力される。符号合成部７０３−ｕは、検出する信号が再送信号である場合に復調部７０７−ｕより入力された符号化ビットと第１のバッファ部７０５−ｕに記憶された符号化ビットを合成する。ＩＲ法では再送機会毎に符号化ビットの異なるビットをパンクチャリングするため、合成を行なうことで伝送に使用された符号化率より高い符号化利得を獲得することができる。
【００７９】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る移動局装置で図１０に示される初送信号および再送信号が送信された場合の合成法の一例を示す図である。第１のバッファに記憶されたＬＬＲがＬ１、Ｌ２、Ｌ３とすると、これらは初送信号で送信されたビットに相当するものであり、それぞれパンクチャリング前の符号化ビットにおける１番目、２番目、４番目のビットのＬＬＲに相当する。一方、再送時に復調部７０７−ｕより入力されるＬＬＲをＬ４、Ｌ５、Ｌ６とすると、これらは再送信号で送信されたビットに相当するため、それぞれパンクチャリング前の符号化ビットにおける３番目、５番目、６番目のビットの尤度に相当する。そのため符号合成部７０３−ｕはこれらのＬＬＲを合成し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６を符号化ビットの１番目から６番目のＬＬＲとして復号部３１３に出力する。
【００８０】
復号部３１３−ｕは各符号化ビットのＬＬＲについて、誤り訂正処理を行ない、尤度の向上した符号化ビットの外部ＬＬＲをパンクチャリング部７０９−ｕに出力し、情報ビットの事後ＬＬＲをＣＲＣ判定部２１７−ｕに出力する。ただし繰り返し処理を終了する場合、符号化ビットの外部ＬＬＲは第２のバッファ部７１１−ｕへ出力される。第２のバッファ部７１１−ｕは応答信号生成部２１９−ｕよりＮＡＣＫが通知された場合に、復号部３１３−ｕより入力された外部ＬＬＲを次回の再送時まで記憶する。記憶された外部ＬＬＲは再送信号を受信した際の繰り返し処理が行なわれる前にパンクチャリング部７０９−ｕへ出力される。パンクチャリング部７０９−ｕは移動局装置と同様に再送回数に応じて決定されるパンクチャパターンを用いて入力された符号化ビットの外部ＬＬＲに対してパンクチャリングが行なわれる。なお、ソフトキャンセル部３０１−ｕは、図４で示したものと同様の機能を有する。
【００８１】
図１３は、本発明の第３の実施形態における基地局装置の動作を説明するフローチャートである。図５におけるフローチャートと同一符号を振っているステップは同一の機能を有するが、本実施形態ではステップＳ４にて信号検出後、基地局装置は、検出された信号が初送信号であるかを判定する（ステップＳ１０１）。初送信号である場合（ステップＳ１０１：Yes）、ステップＳ１０２をスキップする。初送信号でない（再送信号である）場合（ステップＳ１０１：No）、基地局装置は、得られた符号化ビットのＬＬＲと前回の送信機会で記憶された符号化ビットのＬＬＲの合成し、符号化ビットのＬＬＲ生成を行なう（ステップＳ１０２）。
【００８２】
ただし、本実施形態では初送と再送で異なるパンクチャリングを行なうＩＲ方式について説明したが、ＣＣ法においても適用可能である。ＣＣ法を用いる場合、初送と再送で同一のパンクチャリングを行ない、基地局装置における符号合成部７０３−ｕで初送信号のＬＬＲと再送信号のＬＬＲを最大比合成する処理を行なうことで実現可能である。
【００８３】
本実施形態では、再送方式としてＩＲ法を用いた場合において、初送を行なう移動局の割当帯域を重複させることを許容する。この結果、再送によるセル全体のスループット低下を防ぎつつ、再送により向上する符号化利得によって再送回数を少なく抑えることができる。
【００８４】
本発明に関わる移動局装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【００８５】
また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。
【００８６】
また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００８７】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１０１ アンテナ
１０３ 受信処理部
１０５ 制御信号検出部
１０７ 応答信号検出部
１０９ データ信号生成部
１１１ 周波数割当部
１１３ 参照信号生成部
１１５ 初送／再送切替部
１１７ ＣＲＣ付加部
１１９ バッファ部
１２１ ＤＦＴ部
１２３ ＩＦＦＴ部
１２５ 参照信号多重部
１２７ 送信処理部
２０１ アンテナ
２０３ 受信処理部
２０５ 参照信号分離部
２０７ ＦＦＴ部
２０９ 伝搬路推定部
２１１ スケジューリング部
２１３−１〜２１３−Ｕ、２１３ データ信号検出部
２１５ 周波数デマッピング部
２１７−１〜２１７−Ｕ、２１７ ＣＲＣ判定部
２１９−１〜２１９−Ｕ、２１９ 応答信号生成部
２２１ 制御情報生成部
２２３ 送信処理部
３０１−１〜３０１−Ｕ、３０１ ソフトキャンセル部
３０３−１〜３０３−Ｕ、３０３ 干渉レプリカ生成部
３０５−１〜３０５−Ｕ、３０５ 等化部
３０７−１〜３０７−Ｕ、３０７ ＤＦＴ部
３０９−１〜３０９−Ｕ、３０９ ＩＤＦＴ部
３１１−１〜３１１−Ｕ、３１１ 復調部
３１３−１〜３１３−Ｕ、３１３ 復号部
３１５−１〜３１５−Ｕ、３１５ ソフトレプリカ生成部
３１７−１〜３１７−Ｕ、３１７ バッファ部
４０１−１〜４０１−Ｕ、４０１ データ信号検出部
５０１−１〜５０１−Ｕ、５０１ 重複許容判定部
５０３−１〜５０３−Ｕ、５０３ バッファ部
６０１ データ信号生成部
６０３ バッファ部
６０５ 符号化部
６０７ パンクチャリング部
６０９ 変調部
７０１−１〜７０１−Ｕ、７０１ データ信号検出部
７０３−１〜７０３−Ｕ、７０３ 符号合成部
７０５−１〜７０５−Ｕ、７０５ 第１のバッファ部
７０７−１〜７０７−Ｕ、７０７ 復調部
７０９−１〜７０９−Ｕ、７０９ パンクチャリング部
７１１−１〜７１１−Ｕ、７１１ 第２のバッファ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再送制御を行なう無線通信システムの伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、受信信号が伝搬路による信号の歪みや受信装置での熱雑音の影響を受けた場合にビット誤りが生じ、通信品質が劣化する。このような通信品質の劣化は、一般に伝搬路の等化処理もしくは誤り訂正符号によって補償されるが、必ずしも正しくデータを復号できるとは限らない。そのため、受信装置で正しくデータを復号できない場合に、同一データを再度送信する再送制御（自動再送要求、ARQ（Automatic Repeat reQuest）とも称される）が用いられる。特に近年では検出誤りが発生した初回の送信（初送）あるいは再送の受信信号の情報を次回の再送時まで保存しておき、再送信号と合成することで再送効率を高めるＨ−ＡＲＱ（Hybrid ARQ）が採用されている。Ｈ−ＡＲＱの例として、チェイス合成法（CC：Chase Combining）（非特許文献1）やＩＲ（Incremental Redundancy）法（非特許文献2）の２つの方式が主に用いられている。
【０００３】
ＣＣ法は、再送時に初送と同一の送信信号を送信し、受信装置で初送の受信信号と再送の受信信号との合成を行なう。このような合成により受信信号の受信レベルを向上させるとともに、時間ダイバーシチも獲得する事ができるため、再送を繰り返すごとに誤り率特性が改善される。
【０００４】
一方、ＩＲ法の再送時では、誤り訂正符号化された符号ビットのうち初送で送信していない（パンクチャリングされた）符号ビットを含むように再送信号を構成する。受信装置は、初送信号から復調された符号ビットの尤度に対し、再送信号から復調された符号ビットの尤度を組み合わせることで、再送時の誤り訂正復号において符号化率が低くなり、誤り訂正能力が向上する。このように、ＩＲ法では、再送のたびに誤り訂正復号時の符号化率を低くすることができるため、通常のＡＲＱに比べ再送回数を低減され、スループットを向上させる事ができる。
【０００５】
次に、再送信号の送信方法について述べる。再送方法としては、一定時間後に初送と同一の無線リソースを用いて再送信号を送信する同期式再送と、どのパケット（ブロック、フレーム）に対する再送信号かを再送信号とともに送信することで任意の無線リソースを使用することができる非同期式再送がある。同期式の場合には、決まったリソースを必ず確保する必要があるため、無線リソースの割当時には、最優先して確保する必要がある。非同期式再送の場合には、初送の他のユーザと同じように無線リソースを割り当てる必要があり、特にＣＣの場合には同一の送信信号を再送することから、同一の送信信号を送信するのに必要な帯域幅は必ず確保する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】D. Chase, “Code combining- A maximum likelihood decoding approach for combing and arbitrary number of noisy packets,”
【非特許文献２】J. Hagenauer, “Rate-compatible punctured convolutional codes (RCPC codes) and their application,” IEEE Trans. Commun., vol. 36, pp. 389-400, April 1988.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の再送制御にあっては、いずれの方法も再送時に無線リソースを確保する必要があるため、同一送信機会に初送信号を送信する端末（初送端末）に割り当てることができる無線リソースの量を相対的に減らしてしまうことになり、再送頻度に応じてセルスループットが低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、再送制御を用いた通信システムにおいて、再送頻度が高い場合のスループット低下を軽減することのできる受信装置、周波数割当法、制御プログラムおよび集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の受信装置は、少なくとも一つの受信アンテナを備え、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置であって、前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する判定部と、前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうスケジューリング部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このように、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループットの低下を防ぐことができる。
【００１１】
（２）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記送信装置または前記送信装置とは異なる他の送信装置が前記再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００１２】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と送信装置または送信装置とは異なる他の送信装置が再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００１３】
（３）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００１４】
このように、受信装置は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうので、再送端末による周波数リソースの占有を回避し、初送端末に割り当てる周波数リソース量を増大できる。
【００１５】
（４）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記受信した信号に誤りがあった場合、復号情報に基づいて、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうか否かを判断することを特徴としている。
【００１６】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合、復号情報に基づいて、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうか否かを判断するので、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００１７】
（５）また、本発明の受信装置において、前記復号情報は、復号処理後に得られる符号化ビットの対数尤度比の絶対値平均であり、前記スケジューリング部は、前記復号情報が予め定められた基準値以上である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なう一方、前記復号情報が予め定められた基準値未満である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域とが重複しないように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００１８】
このように、受信装置は、復号情報が予め定められた基準値以上である場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なう一方、復号情報が予め定められた基準値未満である場合は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域と他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域とが重複しないように周波数割当を行なうので、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００１９】
（６）また、本発明の受信装置において、前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域に、前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域が重複する割合を決定することを特徴としている。
【００２０】
このように、受信装置は、送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域に、他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域が重複する割合を決定するので、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００２１】
（７）また、本発明の受信装置において、ＣＣ（Chase Combining）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴としている。
【００２２】
このように、受信装置は、ＣＣ（Chase Combining）を用いて、初送信号と再送信号との合成を行なうので、受信信号の受信レベルを向上させるとともに、時間ダイバーシチも獲得する事ができるため、再送を繰り返すごとに誤り率特性が改善することができる。
【００２３】
（８）また、本発明の受信装置において、ＩＲ（Incremental Redundancy）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴としている。
【００２４】
このように、受信装置は、ＩＲ（Incremental Redundancy）を用いて、初送信号と再送信号との合成を行なうので、再送のたびに誤り訂正復号時の符号化率を低くすることができるため、通常のＡＲＱに比べ再送回数を低減され、スループットを向上させる事ができる。
【００２５】
（９）また、本発明の受信装置において、前記受信した信号に誤りがあった場合は、復号情報を記憶するバッファ部と、前記送信装置から再送信号を受信した際に、前記バッファ部に記憶されている復号情報に基づいて、前記再送信号のレプリカを生成するソフトレプリカ生成部と、前記再送信号のレプリカと他の送信装置から受けた干渉を示す情報とを用いて、干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、前記干渉レプリカを用いて、前記受信した再送信号からユーザ間干渉を除去するソフトキャンセル部と、を備えることを特徴としている。
【００２６】
このように、受信装置は、送信装置から再送信号を受信した際に、記憶されている復号情報に基づいて、再送信号のレプリカを生成し、再送信号のレプリカと他の送信装置から受けた干渉を示す情報とを用いて、干渉レプリカを生成し、干渉レプリカを用いて、受信した再送信号からユーザ間干渉を除去するので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００２７】
（１０）また、本発明の周波数割当法は、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の周波数割当方法であって、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうことを特徴としている。
【００２８】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００２９】
（１１）また、本発明の制御プログラムは、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の制御プログラムであって、前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する処理と、前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴としている。
【００３０】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【００３１】
（１２）また、本発明の集積回路は、受信装置に実装されることにより、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する機能と、前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する機能と、前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう機能と、の一連の機能を、前記受信装置に発揮させることを特徴としている。
【００３２】
このように、受信装置は、受信した信号に誤りがあった場合は、送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域で、受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうので、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明を適用することにより、再送端末による周波数リソースの占有を回避し、初送端末に割り当てる周波数リソース量を増大できるため、周波数利用効率およびスループットの向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るデータ信号検出部２１３−ｕの内部構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るデータ信号検出部４０１−１〜Ｕの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部２１１における移動局装置への帯域割当法を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る移動局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】符号化部６０５およびパンクチャリング部６０７により生成される符号化ビットの一例を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る移動局装置で図１０に示される初送信号および再送信号が送信された場合の合成法の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】従来の無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。なお、以下の実施形態では、送信装置を移動局とし、受信装置を基地局とする伝送の上り回線について説明するが、下り回線（基地局から移動局へ伝送）にも適用可能である。
【００３６】
（第１の実施形態）
本実施形態では、再送時に初回の送信（初送）と同一データを送信する再送方法を用いる無線通信システムにおいて、同一送信機会で初送信号を送信する移動局と再送信号を送信する移動局に対し、同一周波数への重複割り当てを許容する形態を示す。ただし、複数の移動局が割り当てられた周波数においては互いの送信信号がユーザ間干渉（IUI : Inter-User Interference）となるため、本実施形態における基地局装置は初送時の復号ビットの尤度により生成されるレプリカを基に非線形処理である繰り返し等化技術を用いてＩＵＩを除去し、各移動局の信号を分離する。本実施形態における移動局装置への帯域割当法を示すため、従来の帯域割当法と比較しながらその特徴について示す。
【００３７】
図１４は、従来の無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。ここでは同期式再送が用いられるものとし、システムで予め定義された一定時間後に初送時と同一の無線リソースを用いて再送を行なう例を示している。ただし、同様の割当法は非同期式再送においても適用可能であり、その場合、再送時の割当帯域は初送時と同じ伝送レートが確保されるよう任意の周波数に同じリソース量だけ割り当てられる。
【００３８】
まず、第１の移動局装置、第２の移動局装置および第３の移動局装置は、第１の送信信号、第２の送信信号および第３の送信信号のように信号を周波数軸上に配置し、送信する。このとき各移動局装置の送信信号は周波数領域で直交するように、異なる周波数に対して割り当てられる。これらの送信信号を基地局装置で受信した際、第１の移動局装置および第３の移動局装置からの送信信号は誤りなく伝送できたものとし、第２の移動局装置からの送信信号は復号後のビットに誤り（信号検出誤り）があったものとすると、基地局装置は応答信号として、第１の移動局装置および第３の移動局装置に対してはＡＣＫ（Acknowledgement;肯定応答）を、第２の移動局装置に対してはＮＡＣＫ（Negative ACK;否定応答）を送信する。同期式再送ではＮＡＣＫを受信した第２の移動局装置は初送時の一定時間後に同一の周波数リソースを用いて再送信号を送信する。よって、基地局装置のスケジューリング部は第２の移動局装置の再送時において、まず第２の移動局装置に対し初送時と同じ帯域を割り当てた後、新しいデータを送信する第１の移動局装置および第３の移動局装置に対しては第２の移動局装置が使用しない周波数のみを割当可能な周波数として割当を行なう。そのため、第２の移動局装置のように再送を行なう移動局装置の周波数リソースのシステム帯域に占める割合が大きくなるほどセル全体のスループットが低下する。
【００３９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムにおける再送方法の概念の一例を示す図である。同図に示されるように、本実施形態では、再送信号が割り当てられた周波数を割当可能な周波数とし、他の移動局装置がその周波数を使用して送信することを許容する。同図では、第１の移動局装置と第３の移動局装置の送信信号が、第２の移動局装置の再送信号と一部同一の周波数を使用している例を示している。このような割当を行なうことで、セル内の割当可能な帯域は再送時の信号により制限されることが無くなり、再送によるセル全体の伝送レート低下を防ぐことが可能となる。
【００４０】
このような割当を行なった場合、信号を受信する基地局装置では、少なくとも一部で初送信号と再送信号が重複されて受信される。このとき、重複された信号の数が受信アンテナ本数より多い（例えば、基地局装置の受信アンテナが１本の場合は重複数が２以上、受信アンテナが２本の場合は重複数が３以上）場合、セル内でＩＵＩが発生することを意味している。このとき、勿論、ＩＵＩを含めた受信信号対干渉雑音電力比（SINR : Signal to Interference and Noise power Ratio）によっては分離することができる場合もあるが、一般的には従来の方法に比べると誤り率は悪くなる。そこで、本実施形態では、誤り訂正復号後の送信ビットに関する信頼性あるいは復号ビットを、等化処理を行なう等化部へフィードバックするフィードバックループを基地局装置に具備させる。これは、硬判定値をフィードバックする判定帰還型でもよいし、対数尤度比（LLR;Log Likelihood Ratio）のような送信ビットの信頼性をフィードバックするターボ等化のような方法を用いてもよい。以下では、ターボ等化を用いた分離方法について記載するものとするが、これに限定されない。
【００４１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の基本構成を示すブロック図である。まず、移動局装置はアンテナ１０１において基地局装置から下り回線で通知された制御信号を受信する。受信処理部１０３では、受信した制御情報をベースバンド信号にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換によりデジタル信号に変換した後、制御信号検出部１０５と応答信号検出部１０７に入力する。制御信号検出部１０５は、入力されたベースバンド信号から、データ信号を生成するために必要な変調方式や符号化率に関する情報（合わせてMCS（Modulation and Coding Scheme）とも呼ばれる）や周波数割当情報、参照信号の系列に関する情報などを検出し、それぞれデータ信号生成部１０９、周波数割当部１１１、参照信号生成部１１３に入力する。一方、応答信号検出部１０７では、前回の伝送機会で送信した信号が後述する基地局装置において正しく受信された際にはＡＣＫ（Acknowledgement）が、正しく受信されなかった場合にはＮＡＣＫ（Negative ACK）が受信されているため、これらの応答信号に関する情報を検出し、初送／再送切替部１１５へ入力する。
【００４２】
一方、移動局装置から基地局装置に伝送される情報ビット列は、まずＣＲＣ付加部１１７に入力され、基地局装置で正しく復号できたかをチェックするためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号が付加される。データ信号生成部１０９では、ＣＲＣ付加部１１７からの入力に対し、制御信号検出部１０５より得られた制御情報に基づき、送信データの時間信号の生成が行なわれる。まず、通知された符号化率となる様に誤り訂正符号である畳み込み符号やターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などの誤り訂正符号化処理を施す。次に、符号化されたビットに対し、ＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying : 四相位相偏移変調）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation : 16直交振幅変調）および６４ＱＡＭ等の変調方式のうち制御情報として通知されたものを用いて変調処理が行なわれ、生成された変調シンボルが初送／再送切替部１１５およびバッファ部１１９に入力される。
【００４３】
バッファ部１１９は、データ信号生成部１０９から入力される変調シンボルを記憶する機能を有し、該変調シンボルに対する応答信号を受信した際に記憶されている変調シンボルを初送／再送切替部１１５に入力する。初送／再送切替部１１５は、応答信号検出部１０７より入力される応答信号に応じて、ＤＦＴ部１２１に入力する変調シンボルを切り替える。応答信号がＡＣＫである場合には、データ信号生成部１０９より入力される初送の変調シンボルを出力し、応答信号がＮＡＣＫである場合には、バッファ部１１９に記憶されている変調シンボルをＤＦＴ部１２１に出力する。ただし、応答信号がＮＡＣＫである場合、データ信号生成部１０９より入力された初送の変調シンボルは次の送信機会において再度使用される。ただし、本例ではバッファ部１１９および初送／再送切替部１１５は変調後の時間領域において記憶・切替を行なう構成としたが、ＤＦＴ部１２１の後に配置し周波数領域で処理を行なう構成としても良い。また、初送時と再送時で、同一周波数リソースを使用する同期式の再送法である場合には周波数割当部１１１以降に配置しても良い。
【００４４】
ＤＦＴ部１２１には、初送／再送切替部１１５より入力された変調シンボルがＮＤＦＴシンボル毎に入力され、ＮＤＦＴポイントの離散フーリエ変換（DFT : Discrete Fourier Transform）により周波数信号に変換される。周波数割当部１１１では制御信号検出部１０５より入力される周波数割当情報に基づいてシステム帯域ＮＦＦＴポイントのうち指定されたＮＤＦＴポイントの周波数に配置される。ただし、割当方式としては連続した周波数帯域に割り当てられるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、SC-FDMAとも称される）や離散した周波数帯域に割り当てられるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ等が挙げられるが送受信間で定められた任意の方式が用いられて良い。ＩＦＦＴ部１２３では、割当後のＮＦＦＴポイントの周波数信号をＮＦＦＴポイントの逆高速フーリエ変換（IFFT : Inverse Fast Fourier Transform）により時間信号に変換する。
【００４５】
参照信号生成部１１３では制御信号検出部１０５より入力される参照信号の系列に関する情報に基づき伝搬路推定用の参照信号（RS : Reference Signal）が生成され、参照信号多重部１２５においてデータ信号と多重される。ただし、本例では時間領域で参照信号を多重する構成としたが、周波数領域で参照信号を多重する構成としても良い。送信処理部１２７では参照信号が多重された時間信号の後方の一部をサイクリックプレフィックス（CP : Cyclic Prefix）として前方にコピーし、Ｄ／Ａ変換によりアナログ信号に変換した後、搬送波周波数にアップコンバートし、アンテナ１０１から送信する。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。ただし本例では具備する受信アンテナの本数は１としているが複数本備えていても良い。ここでは、Ｕ局の移動局装置が基地局装置と接続しているものとする。アンテナ２０１で受信された受信信号は、受信処理部２０３において、ベースバンド信号にダウンコンバートされ、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換された後、ＣＰが除去される。参照信号分離部２０５では受信信号に多重されている各移動局装置の参照信号を分離し、分離後の受信信号をＦＦＴ部２０７へ、分離された参照信号を伝搬路推定部２０９へそれぞれ入力する。伝搬路推定部２０９では入力された参照信号から各移動局装置の伝搬路特性を推定し、スケジューリング部２１１およびデータ信号検出部２１３−１〜Ｕに出力する。
【００４７】
一方、ＦＦＴ部２０７では、参照信号が分離された受信信号をＮＦＦＴポイントの高速フーリエ変換（FFT : Fast Fourier Transform）により周波数信号に変換し、周波数デマッピング部２１５に入力する。周波数デマッピング部２１５は、スケジューリング部２１１が制御情報を生成する際に決定された割当情報に従い各移動局装置が使用したＮＤＦＴポイントの帯域の周波数信号をそれぞれ抽出する。抽出された周波数信号は移動局装置毎にデータ信号検出部２１３−１〜２１３−Ｕに入力され、繰り返し等化技術を用いた信号検出が行なわれる。
【００４８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係るデータ信号検出部２１３−ｕの内部構成を示すブロック図である。ソフトキャンセル部３０１−ｕは周波数デマッピング部２１５より入力された周波数信号に対し、干渉レプリカ生成部３０３−ｕより入力されるレプリカ信号の減算を行ない、無線伝搬路の遅延波に起因して生じるシンボル間干渉（ISI : Inter-Symbol Interference）、および再送時に他の移動局装置が同一周波数を使用したことにより発生するＩＵＩを除去する。ただし、同一セル内に再送を行なった移動局装置が存在しない場合の繰り返し１回目の処理では、ＩＳＩやＩＵＩに関する情報が未知であることから何もキャンセルされない。再送を行なう移動局装置が存在する場合については後述する。
【００４９】
等化部３０５−ｕでは、伝搬路推定部２０９より入力される伝搬路推定値を用いてＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）重みやＺＦ（Zero Forcing）重み等を乗算する等によりＩＳＩおよびＩＵＩに関する残留干渉成分の抑圧が行なわれ、ＤＦＴ部３０７−ｕより入力されるソフトレプリカにより希望信号の合成が行なわれる。ＩＤＦＴ部３０９−ｕは等化部３０５−ｕの出力である周波数信号をＮＤＦＴポイントの逆離散フーリエ変換（IDFT : Inverse DFT）により時間信号に変換する。復調部３１１−ｕでは伝送に使用された変調方式に従い復調処理により各符号化ビットの信頼性を表す対数尤度比（LLR : Log Likelihood Ratio）が算出される。ここで、対数尤度比は、符号化ビットが１である確率と０である確率の比の自然対数（底がe（ネイピア数）の対数）で表現される。
【００５０】
復号部３１３−ｕでは各符号化ビットのＬＬＲについて、最大事後確率（MAP : Maximum A Posteriori）推定に基づく誤り訂正処理を行ない、尤度の向上した符号化ビットの外部ＬＬＲをソフトレプリカ生成部３１５−ｕに出力し、情報ビットの事後ＬＬＲを硬判定した復号ビットをＣＲＣ判定部（判定部）２１７−ｕに出力する。ただし、繰り返し処理を終了する場合には、符号化ビットの外部ＬＬＲはバッファ部３１７−ｕへ入力される。ここで、外部ＬＬＲは、誤り訂正処理により、尤度の向上した符号化ビットの事後ＬＬＲから、復号部３１３−ｕに入力された符号化ビットのＬＬＲを減算した値であり、誤り訂正処理のみで向上した信頼性を表す。また、情報ビットは、各移動局装置の符号化前のビットを表す。
【００５１】
バッファ部３１７−ｕは、繰り返し等化処理を終了する際に復号部３１３−ｕより入力される外部ＬＬＲを、再送信号を受信する機会まで記憶する機能を有する。ただし、応答信号生成部２１９−ｕより入力される応答信号がＡＣＫである場合には再送が行なわれないため記憶されない。応答信号がＮＡＣＫであった場合、該応答信号に対する再送信号を受信した際に記憶した外部ＬＬＲをソフトレプリカ生成部３１５−ｕに入力する。ソフトレプリカ生成部３１５−ｕでは入力された符号ビットの外部ＬＬＲから、ソフトレプリカと呼ばれる各変調シンボルの振幅の期待値が算出され、ＤＦＴ部３０７−ｕにおいてＮＤＦＴポイントのＤＦＴにより周波数領域のレプリカ信号に変換される。ＤＦＴ部３０７−ｕより出力されるレプリカ信号は、等化部３０５−ｕにおける希望信号の合成に使用されると共に、各移動局装置の干渉レプリカ生成部３０３−ｕに入力される。ただし、ＤＦＴ部３０７−ｕの出力は図３において記載していないが、全移動局に対するデータ信号検出部２１３−１〜Ｕに対して入力される。
【００５２】
干渉レプリカ生成部３０３−ｕは、各移動局に対応したデータ信号検出部２１３−１〜Ｕから入力されるレプリカ信号に対し、伝搬路推定部２０９から入力される各移動局の伝搬路推定値を乗算した後に全移動局分加算することで受信信号のレプリカ信号を生成する。さらにスケジューリング部２１１で決定された割当情報に基づき、データ検出する信号が使用した帯域のレプリカ信号のみを抽出し、ソフトキャンセル部３０１−ｕへ入力する。
【００５３】
このデータ信号検出部２１３−１〜Ｕ内の一連の処理の繰り返しがターボ等化技術と一般的に称され、これを任意の回数繰り返した後、復号部３１３−ｕより得られる復号ビットがＣＲＣ判定部２１７−１〜Ｕへ出力される。ただし、繰り返しの毎回でＣＲＣ判定部２１７−１〜Ｕへ出力し、誤りが無いと判定された場合に繰り返し処理を終了しても良い。
【００５４】
以上の処理は、受信信号に再送信号が含まれない場合を示したが、Ｕ局の移動局のうちいずれかが再送信号であった場合、繰り返し処理の初回において再送信号のキャンセル処理が行なわれる。再送信号である移動局のデータ信号検出部２１３−１〜Ｕでは、まずバッファ部３１７−ｕに記憶された外部ＬＬＲをソフトレプリカ生成部３１５−ｕに入力し、再送信号のレプリカ信号を生成する。生成されたレプリカ信号はＤＦＴ部３０７−ｕを介して周波数信号に変換され、全ての移動局のデータ信号検出部２１３−１〜Ｕの干渉レプリカ生成部３０３−ｕに入力される。各移動局の干渉レプリカ生成部３０３−１〜Ｕは入力された全ての再送信号のレプリカ信号から干渉成分を生成し、ソフトキャンセル部３０１−ｕに入力する。よってソフトキャンセル部３０１−ｕでは繰り返し初回において、干渉レプリカ生成部３０３−ｕより入力される干渉成分の減算が行なわれ、ＩＵＩの低減が可能となる。ただし、繰り返し２回目以降の処理は再送信号が存在しない場合と同様である。
【００５５】
図３のＣＲＣ判定部２１７−１〜Ｕではデータ信号検出部２１３−１〜Ｕより復号ビットが入力され、移動局装置でビット系列に付加したＣＲＣ符号と復号ビットから生成されるＣＲＣ符号を照合し、正しく復号できたかどうかを判定する。正しく復号できた場合にのみ、復号ビット列を移動局装置から送信された送信データとして出力する。また、判定の結果（正しく復号できたか否か）は、応答信号生成部２１９−１〜Ｕに入力される。応答信号生成部２１９−１〜Ｕは、正しく復号できたことが入力された場合はＡＣＫ信号を、正しく復号できなかったことが入力された場合はＮＡＣＫ信号を生成し、送信処理部２２３およびデータ信号検出部２１３−１〜Ｕのバッファ部３１７−１〜Ｕに入力する。
【００５６】
一方で、伝搬路推定部２０９で推定された各移動局装置の伝搬路推定値はスケジューリング部２１１へ入力され、周波数割当および使用される変調方式、符号化率の決定を行ない、制御情報生成部２２１に入力される。周波数割当の決定法については後述する。制御情報生成部２２１では、スケジューリング部２１１の出力から制御情報が生成され、送信処理部２２３に出力される。ただし、制御情報にはその他の移動局装置が信号を送信するために必要な情報（例えば、参照信号系列が移動局装置毎に設定できる場合の、参照信号の系列に関する情報など）が含まれても良い。送信処理部２２３は所定のタイミングにおいて制御情報あるいは応答信号に対しＤ／Ａ変換および無線周波数へのアップコンバートを行なった後、アンテナ２０１から各移動局装置に送信される。ただし、これらの制御情報および応答信号は、データの受信処理にも必要なため、通知した情報に基づいて伝送されたデータの受信まで記憶されているものとする。
【００５７】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の動作を説明するフローチャートである。基地局装置は初送信号あるいは再送信号が多重された信号を受信する（ステップＳ１）。次に、基地局装置は受信信号に再送信号が含まれるかを判定する（ステップＳ２）。再送信号が含まれない場合は（ステップＳ２：No）ステップ３をスキップする。再送信号が含まれる場合（ステップＳ２：Yes）、バッファ部３１７−１〜Ｕに保管されている前回の送信機会の外部ＬＬＲからソフトレプリカを生成し、各移動局装置に対応したソフトキャンセル部３０１−ｕにおいてＩＵＩおよびＩＳＩのキャンセルを行なう（ステップＳ３）。
【００５８】
続いて、基地局装置は、推定された伝搬路推定値に基づいた等化処理、復調処理が行なわれ、信号が検出される（ステップＳ４）。次に、基地局装置は、誤り訂正復号処理を行なう（ステップＳ５）。基地局装置は、該信号に対して誤りがあるかを判定する（ステップＳ６）。誤りが検出された場合（ステップＳ６：Yes）、基地局装置は、繰り返し処理を行なうかを判定する（ステップＳ７）。繰り返し処理を終了する場合（ステップＳ７：Yes）、基地局装置は、移動局装置に対しＮＡＣＫを送信し（ステップＳ８）、再送時の初回処理において干渉キャンセルを行なうために、ステップＳ５で得られた符号化ビットのＬＬＲを記憶する（ステップＳ９）。ステップＳ７において繰り返し処理を行なうと判定された場合（ステップＳ７：No）、基地局装置は、ステップＳ５で得られたＬＬＲからレプリカ信号を生成する（ステップＳ１０）。基地局装置は、ステップＳ１０で生成したレプリカ信号を用いて干渉キャンセルを行なった後（ステップＳ１１）、ステップＳ４に戻る。以降、ステップＳ６で誤りが検出されないか、ステップＳ７で繰り返し処理を終了すると判定されるまで、繰り返し処理が行なわれる。ステップＳ６で誤りが検出されない場合、ステップＳ１２では、基地局装置は、移動局装置に対しＡＣＫを送信し、終了する。
【００５９】
本実施形態では、再送を行なう移動局の割当帯域に対し、初送を行なう移動局の割当帯域を重複させることを許容する。この結果、再送によるセル全体のスループット低下を防ぐことができる。なお、重複した帯域に対しては、再送を行なう移動局の前回の伝送時に記憶された復号情報を用いたソフトキャンセルを行なうことで、ＩＵＩによる劣化を抑えることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、初送を行なう移動局と再送を行なう移動局の割当帯域を重複させ、信号分離の際に、再送を行なう移動局の前回の伝送時に記憶された復号情報を用いる形態を示した。しかしながら、記憶された復号情報は誤りが存在しており、復号情報の信頼性が低い場合にはソフトキャンセルによるＩＵＩの低減効果は小さいことが考えられる。そこで本実施形態では、再送を行なう移動局の繰り返し処理後に与えられる符号ビットのＬＬＲの大きさに応じて、初送を行なう移動局の重複を許容するか否か、あるいは重複量を決定する形態について説明する。本実施形態における移動局装置の基本構成は、第１の実施形態における図２の構成例と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。第１の実施形態における図３と同様の機能を有するブロックについては同一の符号を割り振っており説明を省略する。一方、図３におけるデータ信号検出部２１３−１〜Ｕが図６ではデータ信号検出部４０１−１〜Ｕであり、次回の伝送機会において再送を行なう移動局装置の割当帯域に対し、他の初送を行なう移動局装置の割当帯域が重複することを許容するか否かを判定する機能を有する。
【００６２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係るデータ信号検出部４０１−１〜Ｕの内部構成の一例を示すブロック図である。図７のデータ信号検出部４０１−１〜Ｕは図４におけるデータ信号検出部２１３−１〜Ｕとは重複許容判定部５０１−ｕを有する点、およびバッファ部５０３−１〜Ｕの機能が異なり、その他のブロックについては同様の機能を有するため説明を省略する。
【００６３】
重複許容判定部５０１−ｕは、応答信号生成部２１９−ｕより入力される第ｕの移動局装置に対する応答信号がＮＡＣＫである場合に、復号部３１３−ｕより出力される符号化ビットのＬＬＲに基づき、第ｕの移動局装置の割当帯域に対し他の移動局装置が重複することを許容するか判定を行なう。ここでは判定基準として符号化ビットのＬＬＲの絶対値の平均が、判定基準値以上であるか否かに応じて重複の許容を決定する。すなわち重複許容判定部５０１−ｕは判定基準値ＬＣを保有し、復号部３１３−ｕより入力される第ｕの移動局装置のｋ番目の符号ビットのＬＬＲがＬｕ（ｋ）∈ＣＮｓｙｍ×１（ただし、Nsymは符号ビット数）であるとすると、ＬＬＲの平均値Ｌｕ，ａｖｅを次式で算出する。
【００６４】
【数１】
【００６５】
そして、「Ｌｕ，ａｖｅ≧ＬＣ」である場合には第ｕの移動局の割当帯域に対する他の移動局の重複を許容すると判定し、「Ｌｕ，ａｖｅ＜ＬＣ」である場合には重複を許容しないと判定する。ただし、判定結果はバッファ部５０３−ｕおよび図６のスケジューリング部２１１へ出力される。
【００６６】
バッファ部５０３−ｕには、重複許容判定部５０１−ｕより判定結果が入力され、重複を許容する旨が入力された場合には、その時点での復号部３１３より出力された符号ビットの外部ＬＬＲを記憶する。記憶された外部ＬＬＲは再送された信号を受信した際にソフトレプリカ生成部３１５−ｕに出力され、その他の場合においては復号部３１３より入力された外部ＬＬＲがそのままソフトレプリカ生成部３１５−ｕに出力される。
【００６７】
図６のスケジューリング部２１１には、伝搬路推定部２０９より各移動局の伝搬路推定値が入力される。また、データ信号検出部４０１−１〜Ｕより、各移動局の割当帯域に対し、初送を行なう他の移動局の重複を許容するかの判定結果が入力される。また、応答信号生成部２１９−１〜Ｕより各移動局の応答信号が入力される。図６のスケジューリング部２１１は、これらの情報を基に周波数割当および使用される変調方式、符号化率の決定を行なう。
【００６８】
図８は、本発明の第２の実施形態に係るスケジューリング部２１１における移動局装置への帯域割当法を示す図である。ここでは、第１の移動局装置、第２の移動局装置、第３の移動局装置および第４の移動局装置が、第１の送信信号、第２の送信信号、第３の送信信号および第４の送信信号を周波数軸上に直交するように配置し、初送を行なう。これらの送信信号を基地局装置で受信した際、第１の移動局装置および第３の移動局装置において誤りが無かったものとし、第２の移動局装置および第４の移動局装置に信号検出誤りがあったものとすると、基地局装置は応答信号として、第１の移動局装置および第３の移動局装置に対してはＡＣＫを、第２の移動局装置および第４の移動局装置に対してはＮＡＣＫを送信する。
【００６９】
そしてデータ信号検出部４０１−１〜Ｕにおいて第２の移動局装置および第４の移動局装置における重複許容判定を行なった結果、第２の移動局装置はＬＬＲの値が十分に高いため重複可能となり、第４の移動局装置はＬＬＲの値が小さいため重複不可となった場合、スケジューリング部２１１は図８（ｂ）の様に各移動局装置に対し伝送帯域を割り当てる。まず再送を行なう第２の移動局装置および第４の移動局装置に対し初送と同じ帯域を割り当てた後、重複を許容しない第４の移動局装置の割当帯域を除く全ての帯域に対し第１の移動局装置および第３の移動局装置の伝送帯域を割り当てる。ただし、再送時において新たに第５の移動局装置が初送を行なう場合には、第２の移動局装置との重複を許容した上で、第１の移動局装置、第３の移動局装置および第５の移動局装置間で異なる帯域を使用するよう割り当てが行なわれてよい。このような割当を行なうことで、初送時の復号情報によりＩＵＩの除去が困難である移動局装置への重複を禁止した上で、従来の再送制御を用いた場合に比べ、初送を行なう移動局装置の割当可能な帯域を増加させる事ができる。
【００７０】
ただし、本実施形態は復号部３１３より出力される符号化ビットのＬＬＲの平均値とただ１つの判定基準値を比較した結果により重複を許容するか許容しないかを判定したが、判定基準値を複数用意し、判定結果により重複量を制限する構成としても良い。例として、判定基準値をＬｃ１＜Ｌｃ２の２つを用意し、Ｌｕ，ａｖｅとの比較を行なう。Ｌｕ，ａｖｅ＜Ｌｃ１であった場合、第ｕの移動局の再送信号には重複を許容せず、Ｌｃ１≦Ｌｕ，ａｖｅ＜Ｌｃ２であった場合には、第ｕの移動局の再送信号の割当帯域の５０％まで重複を許容し、Ｌｕ，ａｖｅ≧Ｌｃ２であった場合は、第ｕの移動局に対して他の初送信号の重複を許容する。このように初送信号の符号化ビットのＬＬＲの大きさ、すなわち信頼性により重複量を制限することで、発生するＩＵＩを制限し、ターボ等化処理による移動局間の信号分離を容易にすることが可能となる。
【００７１】
ただし、本実施形態は復号部３１３より出力される符号化ビットのＬＬＲの絶対値平均により判定を行なったが、復号情報の信頼性を示す指標であれば異なる基準が用いられても良い。
【００７２】
（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、再送時に初送時と同一の信号を送信することを前提とし、再送を行なう移動局装置からの再送信号と初送を行なう移動局装置からの初送信号を重複させる形態を示した。本実施形態では再送方法としてＨ−ＡＲＱ方式の１つであるＩＲ法を用いることを想定し、再送信号と初送信号を重複させ、非線形繰り返し処理によりＩＵＩを除去した後にＩＲ法による信号合成を行なう形態を示す。
【００７３】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る移動局装置の基本構成の一例を示すブロック図である。図９の移動局装置は、図２の移動局装置とはデータ信号生成部６０１の構成およびバッファ部６０３の機能が異なる。その他の同一符号が割り当てられているブロックは図２の移動局装置と同様の機能を有するため説明を省略する。
【００７４】
データ信号生成部６０１は符号化部６０５と、バッファ部６０３と、パンクチャリング部６０７と変調部６０９とを備える。一般に、誤り訂正符号は、情報ビットに拘束と冗長を与える。このとき、どのように拘束と冗長を与えるかは符号器構成で決定されている。例えば、ターボ符号の場合、情報ビット長をＮビットとすると、２Ｎビットのパリティビットが付加され、３Ｎビットの符号ビットが出力される。これは、ターボ符号器そのものは符号化率１／３で符号化することを意味しており、これを基底符号化と定義する。さらに、受信ＳＩＮＲなど受信品質に応じて符号化率を変更する場合には、基底符号化率で符号化された符号ビットに対し、一部を消去法則（パンクチャパターン）に基づいて間引くことで、任意の符号化率を実現している。畳み込み符号の場合は、さまざまな基底符号化の符号器構成があるが、よく使用されるのは符号化率１／２のものであり、得られた２Ｎビットの長さの符号ビットからパンクチャパターンに基づいて間引くことで任意の符号化率（3/4や7/8など）を実現する。
【００７５】
パンクチャリング部６０７では制御信号検出部１０５より符号化率情報Ｒが入力され、送信回数に応じて異なる消去法則（パンクチャパターン）に基づき、符号化ビットの一部を間引く（パンクチャリング）処理が行なわれる。パンクチャリングにより生成される符号化ビットはＮ／Ｒビットとなり変調部６０９へ出力される。
【００７６】
図１０は、符号化部６０５およびパンクチャリング部６０７により生成される符号化ビットの一例を示す図である。図１０では符号化部６０５における基底符号化率を１／３、パンクチャリング部６０７に制御情報として入力される、伝送する情報ビットの符号化率Ｒを２／３とする。また、パンクチャリング部６０７におけるパンクチャパターンが初送時において「Ｐ１＝１、１、０、１、０、０」、再送時において「Ｐ２＝０、０、１、０、１、１」である場合を示している。符号化部６０５に送信データが２ビット入力されると、誤り訂正符号化により６ビットの符号化ビットが生成される。生成された符号化ビットはバッファ部６０３に記憶された後、パンクチャリング部６０７でパンクチャリングされる。
【００７７】
初送時においてはパンクチャパターンＰ１が使用されるため、６ビットの符号化ビットのうち３番目、５番目、６番目のビットが削除され、１番目、２番目、４番目のビットのみ出力される。次に初送に対する応答信号でＮＡＣＫを受信した場合、移動局装置はバッファ部６０３より６ビットの記憶された符号化ビットをパンクチャリング部６０７に出力し、パンクチャリング部６０７においてパンクチャパターンＰ２を使用してパンクチャリングを行なう。符号化ビットの１番目、２番目、４番目が削除され、３番目、５番目、６番目のビットが出力される。このように初送信号と再送信号で異なるビットを削除することで、初送信号時の誤りの原因が誤り訂正に寄与しない間引かれた符号ビットであるという考えに基づき、再送時に補完することで低い符号化率の誤り訂正復号が可能となる。変調部６０９は、制御信号検出部１０５より入力される変調方式情報に基づきＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の変調処理を行なう。
【００７８】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る基地局装置の構成は第１の実施形態における図３の基地局装置の構成と同様であるが、データ信号検出部７０１−ｕの構成が一部異なる。図１１におけるデータ信号検出部７０１−ｕは符号合成部７０３−ｕを具備する。第１のバッファ部７０５−ｕは、初送時および再送機会毎の繰り返し終了時に復調部７０７−ｕで得られた符号化ビットのＬＬＲを記憶する。記憶されたＬＬＲの値は次回以降の再送時において符号合成部７０３−ｕに出力される。符号合成部７０３−ｕは、検出する信号が再送信号である場合に復調部７０７−ｕより入力された符号化ビットと第１のバッファ部７０５−ｕに記憶された符号化ビットを合成する。ＩＲ法では再送機会毎に符号化ビットの異なるビットをパンクチャリングするため、合成を行なうことで伝送に使用された符号化率より高い符号化利得を獲得することができる。
【００７９】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る移動局装置で図１０に示される初送信号および再送信号が送信された場合の合成法の一例を示す図である。第１のバッファに記憶されたＬＬＲがＬ１、Ｌ２、Ｌ３とすると、これらは初送信号で送信されたビットに相当するものであり、それぞれパンクチャリング前の符号化ビットにおける１番目、２番目、４番目のビットのＬＬＲに相当する。一方、再送時に復調部７０７−ｕより入力されるＬＬＲをＬ４、Ｌ５、Ｌ６とすると、これらは再送信号で送信されたビットに相当するため、それぞれパンクチャリング前の符号化ビットにおける３番目、５番目、６番目のビットの尤度に相当する。そのため符号合成部７０３−ｕはこれらのＬＬＲを合成し、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６を符号化ビットの１番目から６番目のＬＬＲとして復号部３１３に出力する。
【００８０】
復号部３１３−ｕは各符号化ビットのＬＬＲについて、誤り訂正処理を行ない、尤度の向上した符号化ビットの外部ＬＬＲをパンクチャリング部７０９−ｕに出力し、情報ビットの事後ＬＬＲをＣＲＣ判定部２１７−ｕに出力する。ただし繰り返し処理を終了する場合、符号化ビットの外部ＬＬＲは第２のバッファ部７１１−ｕへ出力される。第２のバッファ部７１１−ｕは応答信号生成部２１９−ｕよりＮＡＣＫが通知された場合に、復号部３１３−ｕより入力された外部ＬＬＲを次回の再送時まで記憶する。記憶された外部ＬＬＲは再送信号を受信した際の繰り返し処理が行なわれる前にパンクチャリング部７０９−ｕへ出力される。パンクチャリング部７０９−ｕは移動局装置と同様に再送回数に応じて決定されるパンクチャパターンを用いて入力された符号化ビットの外部ＬＬＲに対してパンクチャリングが行なわれる。なお、ソフトキャンセル部３０１−ｕは、図４で示したものと同様の機能を有する。
【００８１】
図１３は、本発明の第３の実施形態における基地局装置の動作を説明するフローチャートである。図５におけるフローチャートと同一符号を振っているステップは同一の機能を有するが、本実施形態ではステップＳ４にて信号検出後、基地局装置は、検出された信号が初送信号であるかを判定する（ステップＳ１０１）。初送信号である場合（ステップＳ１０１：Yes）、ステップＳ１０２をスキップする。初送信号でない（再送信号である）場合（ステップＳ１０１：No）、基地局装置は、得られた符号化ビットのＬＬＲと前回の送信機会で記憶された符号化ビットのＬＬＲの合成し、符号化ビットのＬＬＲ生成を行なう（ステップＳ１０２）。
【００８２】
ただし、本実施形態では初送と再送で異なるパンクチャリングを行なうＩＲ方式について説明したが、ＣＣ法においても適用可能である。ＣＣ法を用いる場合、初送と再送で同一のパンクチャリングを行ない、基地局装置における符号合成部７０３−ｕで初送信号のＬＬＲと再送信号のＬＬＲを最大比合成する処理を行なうことで実現可能である。
【００８３】
本実施形態では、再送方式としてＩＲ法を用いた場合において、初送を行なう移動局の割当帯域を重複させることを許容する。この結果、再送によるセル全体のスループット低下を防ぎつつ、再送により向上する符号化利得によって再送回数を少なく抑えることができる。
【００８４】
本発明に関わる移動局装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【００８５】
また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。
【００８６】
また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００８７】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１０１ アンテナ
１０３ 受信処理部
１０５ 制御信号検出部
１０７ 応答信号検出部
１０９ データ信号生成部
１１１ 周波数割当部
１１３ 参照信号生成部
１１５ 初送／再送切替部
１１７ ＣＲＣ付加部
１１９ バッファ部
１２１ ＤＦＴ部
１２３ ＩＦＦＴ部
１２５ 参照信号多重部
１２７ 送信処理部
２０１ アンテナ
２０３ 受信処理部
２０５ 参照信号分離部
２０７ ＦＦＴ部
２０９ 伝搬路推定部
２１１ スケジューリング部
２１３−１〜２１３−Ｕ、２１３ データ信号検出部
２１５ 周波数デマッピング部
２１７−１〜２１７−Ｕ、２１７ ＣＲＣ判定部
２１９−１〜２１９−Ｕ、２１９ 応答信号生成部
２２１ 制御情報生成部
２２３ 送信処理部
３０１−１〜３０１−Ｕ、３０１ ソフトキャンセル部
３０３−１〜３０３−Ｕ、３０３ 干渉レプリカ生成部
３０５−１〜３０５−Ｕ、３０５ 等化部
３０７−１〜３０７−Ｕ、３０７ ＤＦＴ部
３０９−１〜３０９−Ｕ、３０９ ＩＤＦＴ部
３１１−１〜３１１−Ｕ、３１１ 復調部
３１３−１〜３１３−Ｕ、３１３ 復号部
３１５−１〜３１５−Ｕ、３１５ ソフトレプリカ生成部
３１７−１〜３１７−Ｕ、３１７ バッファ部
４０１−１〜４０１−Ｕ、４０１ データ信号検出部
５０１−１〜５０１−Ｕ、５０１ 重複許容判定部
５０３−１〜５０３−Ｕ、５０３ バッファ部
６０１ データ信号生成部
６０３ バッファ部
６０５ 符号化部
６０７ パンクチャリング部
６０９ 変調部
７０１−１〜７０１−Ｕ、７０１ データ信号検出部
７０３−１〜７０３−Ｕ、７０３ 符号合成部
７０５−１〜７０５−Ｕ、７０５ 第１のバッファ部
７０７−１〜７０７−Ｕ、７０７ 復調部
７０９−１〜７０９−Ｕ、７０９ パンクチャリング部
７１１−１〜７１１−Ｕ、７１１ 第２のバッファ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの受信アンテナを備え、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置であって、
前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する判定部と、
前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうスケジューリング部と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記送信装置または前記送信装置とは異なる他の送信装置が前記再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記スケジューリング部は、前記受信した信号に誤りがあった場合、復号情報に基づいて、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
前記復号情報は、復号処理後に得られる符号化ビットの対数尤度比の絶対値平均であり、
前記スケジューリング部は、前記復号情報が予め定められた基準値以上である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なう一方、前記復号情報が予め定められた基準値未満である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域とが重複しないように周波数割当を行なうことを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域に、前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域が重複する割合を決定することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項７】
ＣＣ（Chase Combining）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項８】
ＩＲ（Incremental Redundancy）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項９】
前記受信した信号に誤りがあった場合は、復号情報を記憶するバッファ部と、
前記送信装置から再送信号を受信した際に、前記バッファ部に記憶されている復号情報に基づいて、前記再送信号のレプリカを生成するソフトレプリカ生成部と、
前記再送信号のレプリカと他の送信装置から受けた干渉を示す情報とを用いて、干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、
前記干渉レプリカを用いて、前記受信した再送信号からユーザ間干渉を除去するソフトキャンセル部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項１０】
送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の周波数割当方法であって、
前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうことを特徴とする周波数割当方法。
【請求項１１】
送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の制御プログラムであって、
前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する処理と、
前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１２】
受信装置に実装されることにより、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する機能と、
前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する機能と、
前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう機能と、の一連の機能を、前記受信装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【請求項１】
少なくとも一つの受信アンテナを備え、送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置であって、
前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する判定部と、
前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうスケジューリング部と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記送信装置または前記送信装置とは異なる他の送信装置が前記再送信号以外の信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記スケジューリング部は、前記受信した信号に誤りがあった場合、復号情報に基づいて、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なうか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
前記復号情報は、復号処理後に得られる符号化ビットの対数尤度比の絶対値平均であり、
前記スケジューリング部は、前記復号情報が予め定められた基準値以上である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域の少なくとも一部とが重複するように周波数割当を行なう一方、前記復号情報が予め定められた基準値未満である場合は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域と前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域とが重複しないように周波数割当を行なうことを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
前記スケジューリング部は、前記送信装置が再送信号を送信するために使用する周波数帯域に、前記他の送信装置が初送信号を送信するために使用する周波数帯域が重複する割合を決定することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項７】
ＣＣ（Chase Combining）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項８】
ＩＲ（Incremental Redundancy）を用いて、前記初送信号と前記再送信号との合成を行なう符号合成部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項９】
前記受信した信号に誤りがあった場合は、復号情報を記憶するバッファ部と、
前記送信装置から再送信号を受信した際に、前記バッファ部に記憶されている復号情報に基づいて、前記再送信号のレプリカを生成するソフトレプリカ生成部と、
前記再送信号のレプリカと他の送信装置から受けた干渉を示す情報とを用いて、干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、
前記干渉レプリカを用いて、前記受信した再送信号からユーザ間干渉を除去するソフトキャンセル部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項１０】
送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の周波数割当方法であって、
前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なうことを特徴とする周波数割当方法。
【請求項１１】
送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する受信装置の制御プログラムであって、
前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する処理と、
前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう処理と、の一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１２】
受信装置に実装されることにより、前記受信装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
送信装置から受信した信号に誤りがあった場合、前記送信装置に対して再送信号を要求する機能と、
前記送信装置から受信した信号に誤りがあるかどうかを判定する機能と、
前記判定の結果、前記受信した信号に誤りがあった場合は、前記送信装置が再送信号を送信するための周波数帯域に対し、前記受信アンテナの数を超える異なる信号が重複するように周波数割当を行なう機能と、の一連の機能を、前記受信装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−５１３９（Ｐ２０１３−５１３９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２９４９（Ｐ２０１１−１３２９４９）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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