受信装置およびバッファ制御方法
【課題】ＨＡＲＱプロセスにおけるスループットの低下を招くことなく、軟判定データのバッファへの書き込みを少なくして消費電力の削減を図ること。
【解決手段】受信信号から抽出された符号列の軟判定データを記憶するバッファ（２０）を有し、前記符号列から元データを復元できなかった場合に、バッファ（２０）に記憶された軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて元データの再度の復号処理を行う受信装置において、通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいてバッファ（２０）へ書き込む軟判定データの格納サイズを変更するバッファ制御部（３０）を備えている。
【解決手段】受信信号から抽出された符号列の軟判定データを記憶するバッファ（２０）を有し、前記符号列から元データを復元できなかった場合に、バッファ（２０）に記憶された軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて元データの再度の復号処理を行う受信装置において、通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいてバッファ（２０）へ書き込む軟判定データの格納サイズを変更するバッファ制御部（３０）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置に関し、例えば、ＨＳＰＡ＋（High Speed Packet Access plus）およびＬＴＥ（Long Term Evolution）のダウンリンク物理層の通信処理に適用されるＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest：自動再送要求）プロセスのバッファ制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＳＰＡ＋におけるＨＳ−ＤＳＣＨ（High Speed Downlink Shared Channel）のＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）送信、または、ＬＴＥにおけるＰＤＳＣＨ送信等おいて、誤り訂正を行うためにターボ符号によるＦＥＣ（Forward Error Control：前方誤り訂正）の技術と、ＨＡＲＱの技術が採用されている。
【０００３】
ＨＡＲＱ技術においては、端末（ＵＥ：User Equipment）に、受信された符号列の軟判定データを一時的に記憶するバッファを設けることが要求される。このようなバッファはソフトバッファまたはＩＲ（Incremental Redundancy）バッファと呼ばれる。ＩＲバッファのサイズは、スループットの情報等とともに、ＵＥ capability（端末能力）の情報内に規定されており、また、このＩＲバッファのサイズは端末から基地局側へ通知される。
【０００４】
ＰＤＳＣＨ送信において、送信データはターボ符号化された後、データサイズを端末のＩＲバッファのサイズに合わせる処理（ＨＳＰＡ＋の第１レートマッチ、ＬＴＥのレートマッチ）が行われ、その後、端末へ送信される。端末では、受信信号から抽出された符号列が軟判定され、この判定結果のＬＬＲ（対数尤度比）データがＩＲバッファに記憶される。そして、端末において、この符号列から元データの復号処理が行われる。復号処理の結果、符号誤りにより元データが復元できなかった場合には、ＨＡＲＱプロセスにより端末から基地局へ自動再送要求がなされる。この要求により基地局から冗長データが再送されると、端末でこの冗長データのＬＬＲデータとＩＲバッファに記憶されているＬＬＲデータとが合成されて、再度、元データの復号が試みられる。
【０００５】
また、本発明に関連する従来技術として、非特許文献１には、ソフトバッファのサイズを規定する内容が示されている。端末はＨＡＲＱ合成用にＰＤＳＣＨ送信データのＬＬＲを適宜保持しなければならないが、ターボ符号化されたデータサイズは元データの３倍以上と非常に冗長で大きくなる。一方、端末にとってバッファサイズを増大することは回路規模と消費電力の増大を招くため容易ではない。そこで、非特許文献１には、幾つかの送信データに対してＬＬＲデータを保存可能なソフトバッファのサイズについてカテゴリ分けを行い、このカテゴリに従って端末のソフトバッファのサイズを規定する内容が示されている。
【０００６】
また、非特許文献２には、ターボ符号化後の送信データが端末のソフトバッファのサイズより大きくなった場合に次のような対処を行う技術が開示されている。すなわち、ターボ符号化後の送信データを複数のコードブロックに分割して送信する場合に、このコードブロックの数で端末のソフトバッファを分割した個々のサイズ（分割サイズ）を計算する。そして、各コードブロックの先頭から上記分割サイズのデータを抽出して、このデータを送信する一方、各コードブロックの残りの部分は送信しない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP TS36.300 V8.2.0, "UE-Category"
【非特許文献２】3GPP 寄書 R1-080515
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のＨＡＲＱプロセスでは、通信品質、電波の伝搬環境の良し悪しに関わらず、受信された符号列の全てのＬＬＲデータをＩＲバッファに格納するようになっている。したがって、通信品質または伝搬環境が良くて受信された符号列の誤り率が低くなると、ＩＲバッファに格納されるＬＬＲデータはほとんど使用されないため、ＬＬＲデータをＩＲバッファへ書き込む際の消費電力が無駄なものになる。一方、ＩＲバッファに格納されるＬＬＲデータのサイズを、通信品質、電波の伝搬環境の良し悪しに関わらずに、単純に小さくしたのでは、受信データの誤り率が高くなった場合に、ＨＡＲＱプロセスによる再送合成利得が低くなるという問題が生じる。
【０００９】
この発明の目的は、ＨＡＲＱプロセスにおけるスループットの低下を招くことなく、軟判定データのバッファへの書き込みを少なくして消費電力の削減を図れる受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る受信装置は、受信信号から抽出された符号列の軟判定データを記憶するバッファと、前記符号列から元データの復号処理を行うとともに、元データが復元できなかった場合に、前記バッファに記憶された前記軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて再度の元データの復号処理を行う復号部と、通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいて、前記バッファへ書き込む前記軟判定データの格納サイズを変更するバッファ制御部と、を備えている構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、元データの再度の復号処理に使用される軟判定データのバッファへの書き込みサイズを、通信チャネルの品質情報に基づいて適宜変更することができる。従って、符号誤りの発生が余り生じない場合には軟判定データの書き込みサイズを小さくして無駄な消費電力の削減を図るとともに、符号誤りが多く発生して多くの誤り訂正を要するような場合には軟判定データの書き込みサイズを元に戻して復号処理のスループットが低下することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の無線受信装置の構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態のＩＲバッファの周辺を詳細に示すブロック図
【図３】第１実施形態のバッファ制御部の動作を説明するフローチャート
【図４Ａ】第１実施形態においてＩＲバッファの使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図
【図４Ｂ】第１実施形態においてＩＲバッファの使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図
【図５】デレートマッチ部によるサーキュラバッファへの書き込みと読み出しの順番を説明する図
【図６】サーキュラバッファの出力データとバッファイネーブルの出力パターンの一例を示す図
【図７】第２実施形態のＩＲバッファの周辺を詳細に示すブロック図
【図８Ａ】書き込み制御部により行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図
【図８Ｂ】読み込み制御部により行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図
【図９】第２実施形態のバッファ制御部の動作を説明するフローチャート
【図１０Ａ】第２実施形態においてＩＲバッファの使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図
【図１０Ｂ】第２実施形態においてＩＲバッファの使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図
【図１１】第３実施形態のＩＲバッファの周辺を詳細に示すブロック図
【図１２Ａ】第３実施形態のバッファ制御部の動作を説明するフローチャートの第１部
【図１２Ｂ】同、フローチャートの第２部
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。この無線通信装置は、移動端末（ＵＥ：User Equipment）に搭載されて、ＨＳＰＡ＋とＬＴＥの無線接続方式により基地局との間で通信を行うものである。この無線通信装置は、受信部（受信装置）の構成として、無線周波数領域の信号処理を行う受信無線部（Ｒｘ−ＲＦ）１３と、受信無線部１３によりＡＤ変換された信号に対して同期処理および逆フーリエ変換処理を行って符号列を抽出する同期・ＩＦＦＴ処理部１４と、抽出された符号列に対してチャネル推定および軟判定を行ってＬＬＲ（対数尤度比）を求める信号分離・復調部１５と、符号列のＬＬＲデータ（軟判定データ）に対して基地局でレートマッチされた符号配列を元に戻すデレートマッチ部１６と、デレートマッチ部１６の処理のためにＬＬＲデータを一時的に記憶するサーキュラバッファ１７と、ＨＡＲＱプロセス用にＬＬＲデータを一時的に記憶するＩＲバッファ２０と、ＩＲバッファ２０の全体的な制御を行うＩＲバッファ制御部３０と、ＨＡＲＱプロセスにより再送された符号列のＬＬＲデータとＩＲバッファ２０に記憶されているＬＬＲデータとの合成処理を行うＨＡＲＱ合成処理部１８と、受信した符号列に対してターボ復号処理を行って元データを復元するターボ復号部１９等を備えている。
【００１５】
また、この無線通信装置は、送信部の構成として、送信データに誤り検出用のＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）コードを付加するＣＲＣ付加部４１と、ＣＲＣコードの付加された送信データに対して誤り訂正を可能とするターボ符号を生成するターボ符号化部４２と、ターボ符号化後の送信データに対してレートマッチを行うレートマッチ部４３と、レートマッチ後の符号列をパラレルにしてサブキャリア変調する変調部４４と、変調部４４から出力される複数のサブキャリア信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理してＣＰ（cyclic prefix）を付加するＦＦＴ部４５と、ＦＦＴ処理された信号を無線送信用に調整・増幅して出力する送信無線部（Ｔｘ−ＲＦ）４６等を備えている。
【００１６】
さらに、この無線通信装置には、電波の送受信を行うアンテナ素子１１と、アンテナ素子１１を受信用と送信用とに切り換えるアンテナ共用部１２と、上位層の通信処理を行う制御ユニット５０とが設けられている。上記ターボ復号部１９により復号された受信データは制御ユニット５０へ入力され、上記ＣＲＣ付加部４１へ送られる送信データは制御ユニット５０から出力される。制御ユニット５０は、受信データの誤り検出を行う。また、制御ユニット５０は、受信動作の監視を行って通信チャネルの品質および通信方式に関する種々の情報を生成する。
【００１７】
また、図１では省略しているが、この無線通信装置には、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重アクセス）方式の無線部と変調復調部とが設けられている。そして、これらがＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）方式の受信無線部１３、同期・ＩＦＦＴ処理部１４、信号分離・復調部１５、送信無線部４６、ＦＦＴ部４５および変調部４４の構成と切り換え可能にされている。この切り換えにより、ＬＴＥの方式とＨＳＰＡ＋の方式とが切り換えられるようになっている。また、この無線通信装置には、複数のアンテナ素子１１と、複数のアンテナから送信され重畳されて受信された複数の受信信号を分離する信号分離部が設けられ、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）の伝送方式にも切り換えられるようになっている。
【００１８】
ＨＡＲＱ合成処理部１８は、ＨＡＲＱプロセスによるデータ再送が行われている期間には、上述のように再送された符号列のＬＬＲデータと保存されているＬＬＲデータとの合成処理を行って、合成されたＬＬＲデータをターボ復号部１９とＩＲバッファ制御部３０へ送る。一方、ＨＡＲＱプロセスによるデータ再送が行われてなく、初回のデータ送信が行われている期間には、デレートマッチ部１６から送られてきた符号列のＬＬＲデータをそのままターボ復号部１９とＩＲバッファ制御部３０へ送るように構成されている。
【００１９】
［第１実施形態］
図２には、第１実施形態のＩＲバッファ２０とＩＲバッファ制御部３０の詳細を表わしたブロック図を示す。
【００２０】
第１実施形態のＩＲバッファ制御部３０は、書き込み制御部３１、読み込み制御部３２、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３、バッファ制御部３４等から構成される。
【００２１】
書き込み制御部３１は、ＨＡＲＱ合成処理部１８から供給されるＬＬＲデータと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルの信号とを、それぞれ受ける。そして、バッファイネーブルが有効の期間に、ＨＡＲＱ合成処理部１８から送られてきたＬＬＲデータ（ｗ．ＬＬＲ）を、ライトアドレスｗ．ａｄｄとともにＩＲバッファ２０に出力することで、このＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込む。一方、バッファイネーブルが無効の期間に、ＨＡＲＱ合成処理部１８から送られてきたＬＬＲデータは破棄する。ライトアドレスｗ．ａｄｄは、１つのＨＡＲＱプロセスの開始時にＨＡＲＱプロセスごとの開始アドレスに初期化され、その後、ＬＬＲデータを書き込んでいくごとにカウントアップして更新されていく。
【００２２】
読み込み制御部３２は、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルを受けて、ＨＡＲＱプロセスに同期してＩＲバッファ２０からＬＬＲデータ（ｒ．ＬＬＲ）を読み出す制御を行う。詳細には、１つのＨＡＲＱプロセスの開始時に、リードアドレスｒ．ａｄｄがＨＡＲＱプロセスごとの開始アドレスに初期化される。そして、ＨＡＲＱプロセスで自動再送要求がなされてデータ再送が行われた場合に、この再送データの受信処理に同期させて読み込み制御を開始する。読み込み制御が開始されたら、バッファイネーブルが有効の期間にリードアドレスｒ．ａｄｄをＩＲバッファ２０へ出力してＬＬＲデータを読み出し、これをＨＡＲＱ合成処理部１８へ出力する。バッファイネーブルが無効の期間にはＬＬＲデータの読み込みを行わない。リードアドレスｒ．ａｄｄは、ＬＬＲデータを読み出すごとにカウントアップされていく。
【００２３】
バッファ制御部３４は、制御ユニット５０から供給される回線品質情報および制御情報に基づいてＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのサイズを決定し、この格納サイズ情報（LLR size）をＩＲバッファ格納有効信号生成部３３に出力する。ここで、格納サイズを決定するパラメータである回線品質情報には、基地局へのフィードバック用に制御ユニット５０により生成されたＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）、ＰＥＲ（パケットエラーレート）、ＨＡＲＱプロセスによる再送回数が含まれる。また、上記制御情報には、方式情報として、現在選択されているＲＡＴ（Radio Access Technology：ＬＴＥ−ＦＤＤ（周波数分割複信）、ＬＴＥ−ＴＤＤ（時分割複信）あるいはＨＳＰＡ＋の何れが選択されているか）、無線伝送モード（Transmission Mode：ＭＩＭＯであるか否か）の各情報が含まれる。また、この制御情報には、現在選択されているＲＡＴに対応するＩＲバッファの規定サイズ、並列的に実行されるＨＡＲＱプロセスの数、送信データがブロック分割されて送信される際のコードブロック数の各情報が含まれる。
【００２４】
図３には、第１実施形態のバッファ制御部３４の動作を説明するフローチャートを示す。
【００２５】
バッファ制御部３４は、制御ユニット５０からＣＱＩとＰＥＲの情報を取得すると、直前の一定期間に取得したＣＱＩとＰＥＲからこれらの平均値ａｖｇ＿ＣＱＩ，ａｖｇ＿ＰＥＲを求める（ステップ３０１）。次いで、これらと所定の閾値ｔｈ＿ＣＱＩ，ｔｈ＿ＰＥＲとをそれぞれ比較する（ステップ３０２）。その結果、両方の平均値ａｖｇ＿ＣＱＩ，ａｖｇ＿ＰＥＲがそれぞれ閾値ｔｈ＿ＣＱＩ，ｔｈ＿ＰＥＲ以上であれば、内部変数である内部ループ回数を「０」にセットして（ステップ３０３）、ＩＲバッファ２０の使用率を１００％に決定する（ステップ３０４）。なお、この実施形態では、ＣＱＩは値が小さいときに品質低下、値が大きいときに品質向上となるように定義されている。また、上記の内部ループ回数とは、ＩＲバッファ２０の使用率の削減中であるか否か、ならびに、削減中の期間に使用率を変更した回数を表わす内部変数である。
【００２６】
一方、ステップ３０２の比較で、両方の平均値ａｖｇ＿ＣＱＩ，ａｖｇ＿ＰＥＲがそれぞれ閾値ｔｈ＿ＣＱＩ，ｔｈ＿ＰＥＲより小さいと判定されたら、現在のＨＡＲＱプロセスの再送回数が１回以下であるか判定する（ステップ３０５）。そして、２回以上であれば、上記ステップ３０３，３０４の処理を行い、１回以下であれば、ステップ３０６へ進む。
【００２７】
ステップ３０６では、内部ループ回数が「０」より大きいか判定し、「０」であれば、ＩＲバッファ２０の使用率を７０％に決定し（ステップ３０７）、かつ、内部ループ回数を「１」にセットする（ステップ３０８）。
【００２８】
一方、ステップ３０６で内部ループ回数が「０」より大きければ、先ず、内部ループ回数を「＋１」加算し（ステップ３０９）、次いで、今回の送信データが再送のものか否かを判定する（ステップ３１０）。そして、再送データであれば、ＩＲバッファの使用率を一段階上昇させる（ステップ３１１）。一方、初回の送信データであれば、ＩＲバッファ２０の使用率を一段階低下させる（ステップ３１２）。
【００２９】
上記のように、ステップ３０４，３０７，３１１，３１２でＩＲバッファ２０の使用率が決定されたら、次に、バッファ制御部３４は、制御ユニット５０から通知されているＩＲバッファ２０の規定サイズに使用率を乗算して、この計算結果のサイズを、ＬＬＲデータを格納するＩＲバッファ２０の全使用サイズとして決定する（ステップ３１３）。
【００３０】
【表１】
【００３１】
例えば、表１に示されるように、ＵＥカテゴリがＬＴＥの或るカテゴリでＩＲバッファ２０の使用率が制限されていないときには、ＩＲバッファの全使用サイズが上記ＵＥカテゴリで規定されている“１２３７２４８ｂｉｔ”に決定される。また、ＵＥカテゴリがＨＳＰＡ＋のカテゴリ２０でＩＲバッファ２０の使用率の制限がないときには、ＩＲバッファの全使用サイズが上記ＵＥカテゴリで規定されている“５１８４００ｂｉｔ”に決定される。また、使用率が７０％、５０％、３５％などに決定された場合には、上記の各ＵＥカテゴリに応じた規定サイズにそれぞれ使用率を乗算した値と同程度のサイズが、ＩＲバッファ２０の全使用サイズとして決定される。
【００３２】
ステップ３１３で全使用サイズを決定したら、続いて、バッファ制御部３４は、この全使用サイズと、制御ユニット５０から通知されているＨＡＲＱプロセス数、コードブロック数および無線伝送モードの情報から、ＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長（ＬＬＲの個数）を次のように決定する。すなわち、複数のＨＡＲＱプロセスが並列的に実行されるため、上記のＩＲバッファ２０の全使用サイズをこれら複数のＨＡＲＱプロセスで分配しなければならない。そのため、バッファ制御部３４は、各プロセスで格納されるＬＬＲデータのトータルサイズの最大値が上記決定された全使用サイズとなるように、各ＨＡＲＱプロセスにおけるＬＬＲデータの格納データ長（ＬＬＲの個数）を決定する（ステップ３１４）。なお、ＬＴＥ−ＴＤＤ方式の無線接続が選択されている場合には、複数のＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０の全使用サイズを均等に振り分けて、各ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長を決定しても良い。そして、このＬＬＲデータのデータ長を上記の格納サイズ情報（LLR size）としてＩＲバッファ格納有効信号生成部３３に通知する。
【００３３】
バッファ制御部３４では、上記のようなＬＬＲデータの格納サイズの変更制御を、個々のＨＡＲＱプロセスの開始タイミングに合わせて実行する。或いは、このような変更制御を、任意の周期、任意のタイミングで実行する。任意のタイミングで、ＬＬＲデータの格納サイズが変更された場合には、次のＨＡＱＲプロセスの開始時（再送データでなく初回データの受信時）から上記格納サイズの変更が適用されように制御される。
【００３４】
図４Ａは、ＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図、図４Ｂは、ＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図である。図４Ａ，図４Ｂは、ＬＴＥにおけるＬＬＲデータの格納状態を示すものであり、ＲＶは再送時における送信コード範囲の先頭を表わすリダンダンシーバージョンを示している。
【００３５】
図４Ａに示すように、回線品質が悪くてＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときには受信データの全てのＬＬＲデータがＩＲバッファ２０に格納される。一方、図４Ｂに示すように、回線品質が良好でＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されているときには受信データの一部のコード範囲２２のＬＬＲデータのみがＩＲバッファ２０に格納されるように制御される。なお、この実施形態では、ＨＡＲＱプロセスによりデータ再送が行われてＲＶ（Redundancy Version）に基づき異なるコード範囲のデータ再送が行われた場合には次のように処理される。すなわち、先にＬＬＲデータが格納されているコード範囲２２と重なる分のＬＬＲデータのみが格納され、このコード範囲２２と重ならない範囲のＬＬＲデータはＩＲバッファ２０に格納されない。
【００３６】
図５には、デレートマッチ部１６によるサーキュラバッファ１７への書き込み順序と読み出し順序を説明する図を、図６には、サーキュラバッファ１７の出力データとバッファイネーブルの出力パターンの一例を示す図を、それぞれ示す。
【００３７】
受信された符号列は、デレートマッチ部１６により符号配列が変更される。そのため、所定のコード範囲２２のＬＬＲデータのみをＩＲバッファ２０へ格納する場合、受信された符号列のＬＬＲデータが、デレートマッチ後の配列でコード範囲２２に含まれているのか否かを区別する必要がある。この実施の形態では、このような区別を、サーキュラバッファ１７の読出しアドレスに基づくＩＲバッファ格納有効信号生成部３３の動作により実現している。
【００３８】
すなわち、図５に示すように、デレートマッチ部１６は、受信された符号列のＬＬＲデータをサーキュラバッファ１７にアドレス順に格納したのち、デレートマッチ用に規定された順序で読み出して後段へ送る。
【００３９】
ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３は、先ず、バッファ制御部３４から通知されたＬＬＲデータの格納サイズ情報に基づき、ＩＲバッファ２０に格納すべきＬＬＲデータが書き込まれるサーキュラバッファ１７のアドレス範囲１７ｂを決定する。そして、サーキュラバッファ１７のリードアドレスを入力して、このリードアドレスがアドレス範囲１７ｂにあればバッファイネーブルを有効とし、このアドレス範囲１７ｂから外れていればバッファイネーブルを無効とする。
【００４０】
このような処理により、図６に示されるように、サーキュラバッファ１７のリードアドレスに応じてバッファイネーブルの値が切り換えられる。そして、このようなバッファイネーブルの信号によって、書き込み制御部３１のライト動作と読み込み制御部３２のリード動作とが許可または禁止されて、アドレス範囲１７ｂのＬＬＲデータのみがＩＲバッファ２０へ読み書きされるようになっている。
【００４１】
上記のように構成された無線通信装置においては、次のような受信処理が行われる。
すなわち、基地局から送信された電波が受信されると、無線受信部１３および同期・ＩＦＦＴ処理部１４により受信された信号から符号列が抽出される。
続いて、信号分離・復調部１５によりこの符号列が軟判定された後、この判定結果のＬＬＲデータがＩＲバッファ制御部３０の制御によってサイズが調整されてＩＲバッファ２０に記憶される。
そして、ターボ復号部１９により上記の符号列から元データの復号処理が行われ、その結果、符号誤りにより元データが復元できなかった場合には、制御ユニット５０の制御によりＨＡＲＱプロセスの自動再送要求が送信部を介して送信される。
さらに、この要求により基地局から冗長データが再送されると、無線受信部１３および同期・ＩＦＦＴ処理部１４により信号受信および冗長の符号列が抽出されて、信号分離・復調部１５によりこの符号列が軟判定される。
続いて、ＩＲバッファ制御部３０の制御によりＩＲバッファに記憶されているＬＬＲデータが読み出され、このＬＬＲデータと冗長の符号列のＬＬＲデータとがＨＡＲＱ合成処理部１８により合成される。
そして、この合成されたＬＬＲデータがターボ復号部１９に送られて、元データの再度の復号処理が行われる。この合成されたＬＬＲデータも、再度の復号エラーが生じたときのために、ＩＲバッファ制御部３０の制御によってサイズが調整されてＩＲバッファ２０に格納される。
このような受信処理を繰り返して、基地局から送信されたデータが受信されていく。
【００４２】
この第１実施形態の無線通信装置によれば、上記の受信処理の途中、通信チャネルの品質が良好で受信された符合の誤りが少ないときには、ＩＲバッファ２０へ格納するＬＬＲデータのサイズが小さくされてＩＲバッファ２０へのアクセス量が少なくされる。したがって、ＩＲバッファ２０で消費される電力の削減を図ることができる。一方、通信チャネルの品質が悪くて受信された符号の誤りが多いときには、ＩＲバッファ２０へ格納するＬＬＲデータのサイズが元のサイズに近づく方向に変更されるので、ＨＡＲＱプロセスによる再送合成利得の低下を回避することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
図７には、第２実施形態のＩＲバッファ２０とＩＲバッファ制御部３０の詳細を示すブロック図を示す。
【００４４】
第２実施形態は、ＩＲバッファ２０の使用率を低減する場合に、第１実施形態のように受信した符号列のＬＬＲデータの個数を削減するのではなく、個々のＬＬＲデータのビット幅を小さくしてＩＲバッファ２０に格納するようにしたものである。
【００４５】
第２実施形態のＩＲバッファ制御部３０は、書き込み制御部３１Ａと、読み込み制御部３２Ａと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３と、バッファ制御部３４Ａ等から構成される。
【００４６】
書き込み制御部３１Ａは、第１実施形態と同様に、ＨＡＲＱ合成処理部１８から供給されるＬＬＲデータと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルの信号とを、それぞれ受けて、バッファイネーブルが有効のときに供給されたＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込んでいく。さらに、第２実施形態の書き込み制御部３１Ａは、バッファ制御部３４Ａから右ビットシフト量のデータ（right bit shift value）を受ける。そして、ＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込む際に、ＬＬＲデータに対して上記右ビットシフト量だけビットシフトを行って、個々のＬＬＲデータのビット幅を縮小する。その上で、このＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込んでいくように構成されている。
【００４７】
図８Ａには、書き込み制御部３１Ａにより行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図を示す。例えば、ＨＡＲＱ合成処理部１８から供給された１つのＬＬＲデータが８ｂｉｔであり、右ビットシフト量が４ｂｉｔであった場合、図８Ａに示すように、書き込み制御部３１Ａは、上位４ビットを下位方向へビットシフトして、下位４ビットを切り捨てる。このビットシフトにより、個々のＬＬＲデータのビット幅が半分にされ、且つ、個々のＬＬＲデータの値が上位４桁の値に丸め（端数処理）られたのと同様の作用が得られる。なお、このビットシフトの際、切り捨てられるビットの最上位の値が「１」である場合に、残されるビットの最下位ビットに「１」を加算して、四捨五入のように端数処理の誤差が累積しないようにしても良い。
【００４８】
読み込み制御部３２Ａは、第１実施形態と同様に、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルの信号を受けて、バッファイネーブルが有効のときにＨＡＲＱプロセスに同期してＩＲバッファ２０からＬＬＲデータを読み出して、ＨＡＲＱ合成処理部１８へ出力する。さらに、第２実施形態の読み込み制御部３２Ａは、バッファ制御部３４Ａから左ビットシフト量のデータ（left bit shift value）を受ける。そして、ＬＬＲデータをＩＲバッファ２０から読み出す際に、個々のＬＬＲデータに対して上記左ビットシフト量だけビットシフトを行って、個々のＬＬＲデータのビット幅を元に戻す。その上で、このＬＬＲデータをＨＡＲＱ合成処理部１８へ送るように構成されている。
【００４９】
図８Ｂには、読み込み制御部３２Ａにより行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図を示す。例えば、左ビットシフト量が４ｂｉｔで、ＩＲバッファ２０に４ｂｉｔ幅のＬＬＲデータが格納されている場合、シフト前のビット列を上位方向へビットシフトして、下位４ビットをゼロ値で詰める。このビットシフトにより、個々のＬＬＲデータの値が上位４桁の値に丸められたまま、ＬＬＲデータのビット幅が元に戻される。従って、ＨＡＲＱ合成処理部１８のＬＬＲデータの合成処理で、通常の処理動作でＬＬＲデータの合成を行うことができる。また、ビットシフトによるビット幅の縮小・拡大に起因したＬＬＲデータ値の誤差は下位数桁分の切り捨て分に留まる。
【００５０】
バッファ制御部３４Ａは、次に示すように、制御ユニット５０から供給される制御情報に基づいてＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのビット幅を決定する。そして、このビット幅に対応する右ビットシフト量のデータ（right bit shift value）と左ビットシフト量のデータ（left bit shift value）とを書き込み制御部３１Ａと読み込み制御部３２Ａとにそれぞれ出力する。
【００５１】
図９には、バッファ制御部３４Ａの動作を説明するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ＩＲバッファ２０の全使用サイズを決定するまでの処理（ステップ３０１〜３１３）は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
ステップ３１３でＩＲバッファ２０の全使用サイズを決定したら、次いで、バッファ制御部３４Ａは、制御ユニット５０から通知されているＨＡＲＱプロセス数、コードブロック数および無線伝送モードの情報から、ＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのビット幅を次のように決定する。すなわち、複数のＨＡＲＱプロセスが並列的に実行されるので、これら複数のＨＡＲＱプロセスでそれぞれ格納されるＬＬＲデータのトータルサイズの最大値が上記決定された全使用サイズとなるように、各ＨＡＲＱプロセスごとにＩＲバッファ２０の全使用サイズを分配する。なお、ＬＴＥ−ＴＤＤ方式の無線接続が選択されている場合には、複数のＨＡＲＱプロセスで均等にＩＲバッファ２０の全使用サイズを振り分けるようにしてよい。そして、各ＨＡＲＱプロセスに分配された各バッファサイズに、送信されてくる１セットの符号列の始端から終端までがそれぞれ収まるように、ＬＬＲデータのビット幅を決定する（ステップ７０１）。
【００５３】
図１０Ａは、ＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図、図１０Ｂは、ＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図である。図１０Ａに示すように、回線品質が良好でなくＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときには受信された符号列の全てのＬＬＲデータがビット幅を削減することなくＩＲバッファ２０に格納される。一方、図１０Ｂに示すように、回線品質が良好でＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されているときには受信された符号列の全てのＬＬＲデータが一律にビット幅を縮小されてＩＲバッファ２０に格納される（図１０Ａ，Ｂにおいて網掛けによりＬＬＲデータの格納部分を示している）。
【００５４】
なお、第２実施形態ではバッファ制御部３４ＡからＩＲバッファ格納有効信号生成部３３へ出力される格納サイズ情報（LLR size）は、ＵＥカテゴリの規定サイズに従った値となる。従って、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３は、デレートマッチ部１６から送られてくるサーキュラバッファ１７のリードアドレスの範囲に因らずにバッファイネーブルを有効とする。
【００５５】
この第２実施形態の無線通信装置によれば、通信チャネルの品質が良好で受信された符合の誤りが少ないときには、各ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０に格納されるＬＬＲデータのビットサイズが小さくされるので、ＩＲバッファ２０へのアクセス量が少なくなる。したがって、ＩＲバッファ２０で消費される電力の削減を図ることができる。一方、通信チャネルの品質が悪くて受信された符号の誤りが多いときには、各ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０へ格納されるＬＬＲデータのビット幅が元に戻される方向に変化するので、ＨＡＲＱプロセスの再送合成利得の低下を回避できる。
【００５６】
［第３実施形態］
図１１には、第３実施形態のＩＲバッファとＩＲバッファ制御部との詳細を示すブロック図を示す。
【００５７】
第３実施形態は、ＩＲバッファ２０を個別に電源制御が可能な複数のバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆから構成し、ＩＲバッファ２０の使用率を低減する際、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち使用しないブロックの電源をオフに切り換えて、消費電力をより低減するようにしたものである。
【００５８】
バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆは、それぞれ異なるサイズ（一部同一サイズでも良い）に分割されており、ブロックの組み合わせを変化させることでブロックの合計サイズを多数のサイズの中から選択できるようになっている。後述する表２の“ブロックＡ”〜“ブロックＦ”の各欄に、バッファブロック２０Ａのサイズが“５１８４００ｂｉｔ”、バッファブロック２０Ｂのサイズが“２５９２００ｂｉｔ”等、各バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのサイズを併記している。
【００５９】
第３実施形態のＩＲバッファ制御部３０は、図１１に示すように、書き込み制御部３１Ｂと、読み込み制御部３２Ｂと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３と、バッファ制御部３４Ｂを備えている。
【００６０】
書き込み制御部３１Ｂは、第２実施形態の書き込み制御部３１Ａの動作に加え、ライトアドレスとライトデータとをバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち対応するブロックへ振り分けて出力するように構成されている。また、ＨＡＲＱプロセスで一連のＬＬＲデータを順次書き込んでいく際に、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち電源オンされているブロックのアドレスがライトアドレスとして順に生成されていくように一連のアドレス生成を行う機能を有している。
【００６１】
読み込み制御部３２Ｂは、第２実施形態の読み込み制御部３２Ａの動作に加え、リードアドレスをバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち対応するブロックへ振り分けて出力して、対応するブロックからリードデータを読み込むように構成されている。また、ＨＡＲＱプロセスで一連のＬＬＲデータを読み出していく際に、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち電源オンされているブロックのアドレスがリードアドレスとして順に生成されていくように一連のアドレス生成を行う機能を有している。
【００６２】
図１１では省略しているが、上記の書き込み制御部３１Ｂのアドレス生成機能と読み込み制御部３２Ｂのアドレス生成機能を実現するために、例えば、バッファ制御部３４Ｂからバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆの電源オン・オフの情報が書き込み制御部３１Ｂと読み込み制御部３２Ｂへ送られるようになっている。或いは、１つのＨＡＲＱプロセスごとに、バッファ制御部３４Ｂが自動生成に使用するアドレス範囲を適宜選択して、このアドレス範囲の情報を書き込み制御部３１Ｂと読み込み制御部３２Ｂとへ送って上記のアドレス生成が行われるようにすることもできる。
【００６３】
バッファ制御部３４Ｂは、制御ユニット５０から供給される制御情報に基づいてＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長とビット幅とを決定して、このビット幅に対応する右ビットシフト量データと左ビットシフト量データとを書き込み制御部３１Ａと読み込み制御部３２Ａとにそれぞれ出力する。さらに、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち使用するブロックと非使用のブロックとを決定して、これらの電源オン・オフを切り換える信号“Power ON/OFF”を出力するように構成されている。次に、これらの動作の詳細を説明する。
【００６４】
図１２Ａと図１２Ｂには、第３実施形態のバッファ制御部３４Ｂの動作を説明するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップ３０１〜３１２の処理は第１実施形態のものと同様である。
【００６５】
第３実施形態では、ＩＲバッファ２０の使用率の切り換えを８０％以上の範囲では行われないようにするため、ステップ３１１または３１２で使用率の設定を段階的に変更したらステップ１００１へ進む。そして、この時点で設定されているＩＲバッファ２０の使用率が８０％以上であるか判定する（ステップ１００１）。その結果、８０％より小さければ、そのままステップ１００３へ進むが、８０％以上であればＩＲバッファ２０の使用率を１００％に設定し、かつ、内部変数である内部ループ回数を「０」にセットする（ステップ１００２）。そして、ステップ１００３へ進む。
【００６６】
ステップ３０４，３０７，３１１，３１２，１００２でＩＲバッファ２０の使用率が決定されてステップ１００３へ進んだら、バッファ制御部３４は、ＩＲバッファの規定サイズに使用率を乗算して、この計算結果のサイズを、ＬＬＲデータを格納するＩＲバッファ２０の全使用サイズとして決定する。さらに、この全使用サイズが確保されるようにバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち電源オンにするブロックとオフにするブロックとを決定する（ステップ１００３）。
【００６７】
【表２】
【００６８】
この表の“ブロックＡ〜ブロックＦ”の列に、各条件におけるバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆの電源オン・オフ（“１”がオン、“０”がオフ）の決定パターンをそれぞれ示す。例えば、ＵＥカテゴリがＬＴＥのカテゴリでＩＲバッファの使用率が７０％に決定されていれば、ステップ１００３において、３つのバッファブロック２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄを電源オンにするブロックに決定して、ＩＲバッファ２０の全使用サイズ“８６４０００ｂｉｔ”が確保されるように制御される。また、ＵＥカテゴリがＨＳＰＡ＋のカテゴリ２０でＩＲバッファの使用率が３５％に決定されていれば、ステップ１００３において、バッファブロック２０Ｃを電源オンにするブロックに決定して、ＩＲバッファ２０の全使用サイズ“１７２８００ｂｉｔ”が確保されるように制御される。
【００６９】
ステップ１００３で電源オン・オフを切り換えるブロックを決定したら、バッファ制御部３４は、この決定に従って電源オン・オフを切り換える信号を各バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆに出力する。
【００７０】
続いて、バッファ制御部３４は、ステップ１００３で決定されたＩＲバッファ２０の全使用サイズと、制御ユニット５０から通知されているＨＡＲＱプロセス数、コードブロック数および無線伝送モードの情報から、ＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長（ＬＬＲの個数）と、個々のＬＬＲデータのビット幅を、次のように決定する。すなわち、複数のＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０に格納されるＬＬＲデータのトータルサイズの最大値が上記決定された全使用サイズとなり、且つ、各ＨＡＲＱプロセスにおけるＬＬＲデータの削減の影響が偏らないように、上記ＬＬＲデータのデータ長（ＬＬＲの個数）とビット幅とを決定する（ステップ１００４）。そして、この決定されたＬＬＲデータのデータ長を格納サイズ情報（LLR size）としてＩＲバッファ格納有効信号生成部３３に出力する。さらに、上記決定されたビット幅に対応させて書き込み制御部３１Ｂへ右ビットシフト量データ（right bit shift value）と読み込み制御部３２Ｂへ左ビットシフト量データ（left bit shift value）とを出力する。
【００７１】
ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３は、第１実施形態のものと同様に動作する。すなわち、上記格納サイズ情報と、サーキュラバッファ１７のリードアドレスを入力して、このリードアドレスと上記の格納サイズ情報に基づき決定されるアドレス範囲１７ｂ（図５参照）とを比較して、この比較結果に基づきバッファイネーブルの有効と無効とを切り換える。
【００７２】
この第３実施形態の無線通信装置によれば、ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０へ格納するＬＬＲデータのデータ長またはビット幅を小さくして、ＩＲバッファ２０の全使用サイズを削減する際、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち使用されないブロックの電源がオフにされる。従って、ＬＬＲデータのサイズ削減によりＩＲバッファ２０で消費される電力をより低減することができる。
【００７３】
なお、上記第１〜第３実施形態では、通信チャネルの品質を表わす品質情報として、ＣＱＩ、ＰＥＲ、および、ＨＡＲＱプロセスによる再送回数を適用した例を示しているが、品質情報として、無線信号のドップラーシフト周波数、または、無線信号の遅延スプレッドを含めるようにしてもよい。また、上記第１〜第３実施形態では、ＨＳＰＡ＋とＬＴＥの無線接続方式、ＭＩＭＯとそれ以外の無線伝送モードとをそれぞれ切換え可能な構成を示しているが、無線接続方式と無線伝送モードは固定としてもよい。また、上記第１〜第３実施形態では、受信された符号列の軟判定データとしてＬＬＲを適用した例を示しているが、符号列の尤度を表わすものであれば別の関数値を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る受信装置は、例えばＨＳＰＡ＋およびＬＴＥの無線接続方式の通信端末に適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１６ デレートマッチ部
１７ サーキュラバッファ
１８ ＨＡＲＱ合成処理部
１９ ターボ復号部
２０ ＩＲバッファ
３０ ＩＲバッファ制御部
３１，３１Ａ，３１Ｂ 書き込み制御部
３２，３２Ａ，３２Ｂ 読み込み制御部
３３ ＩＲバッファ格納有効信号生成部
３４，３４Ａ，３４Ｂ バッファ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置に関し、例えば、ＨＳＰＡ＋（High Speed Packet Access plus）およびＬＴＥ（Long Term Evolution）のダウンリンク物理層の通信処理に適用されるＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest：自動再送要求）プロセスのバッファ制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＨＳＰＡ＋におけるＨＳ−ＤＳＣＨ（High Speed Downlink Shared Channel）のＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）送信、または、ＬＴＥにおけるＰＤＳＣＨ送信等おいて、誤り訂正を行うためにターボ符号によるＦＥＣ（Forward Error Control：前方誤り訂正）の技術と、ＨＡＲＱの技術が採用されている。
【０００３】
ＨＡＲＱ技術においては、端末（ＵＥ：User Equipment）に、受信された符号列の軟判定データを一時的に記憶するバッファを設けることが要求される。このようなバッファはソフトバッファまたはＩＲ（Incremental Redundancy）バッファと呼ばれる。ＩＲバッファのサイズは、スループットの情報等とともに、ＵＥ capability（端末能力）の情報内に規定されており、また、このＩＲバッファのサイズは端末から基地局側へ通知される。
【０００４】
ＰＤＳＣＨ送信において、送信データはターボ符号化された後、データサイズを端末のＩＲバッファのサイズに合わせる処理（ＨＳＰＡ＋の第１レートマッチ、ＬＴＥのレートマッチ）が行われ、その後、端末へ送信される。端末では、受信信号から抽出された符号列が軟判定され、この判定結果のＬＬＲ（対数尤度比）データがＩＲバッファに記憶される。そして、端末において、この符号列から元データの復号処理が行われる。復号処理の結果、符号誤りにより元データが復元できなかった場合には、ＨＡＲＱプロセスにより端末から基地局へ自動再送要求がなされる。この要求により基地局から冗長データが再送されると、端末でこの冗長データのＬＬＲデータとＩＲバッファに記憶されているＬＬＲデータとが合成されて、再度、元データの復号が試みられる。
【０００５】
また、本発明に関連する従来技術として、非特許文献１には、ソフトバッファのサイズを規定する内容が示されている。端末はＨＡＲＱ合成用にＰＤＳＣＨ送信データのＬＬＲを適宜保持しなければならないが、ターボ符号化されたデータサイズは元データの３倍以上と非常に冗長で大きくなる。一方、端末にとってバッファサイズを増大することは回路規模と消費電力の増大を招くため容易ではない。そこで、非特許文献１には、幾つかの送信データに対してＬＬＲデータを保存可能なソフトバッファのサイズについてカテゴリ分けを行い、このカテゴリに従って端末のソフトバッファのサイズを規定する内容が示されている。
【０００６】
また、非特許文献２には、ターボ符号化後の送信データが端末のソフトバッファのサイズより大きくなった場合に次のような対処を行う技術が開示されている。すなわち、ターボ符号化後の送信データを複数のコードブロックに分割して送信する場合に、このコードブロックの数で端末のソフトバッファを分割した個々のサイズ（分割サイズ）を計算する。そして、各コードブロックの先頭から上記分割サイズのデータを抽出して、このデータを送信する一方、各コードブロックの残りの部分は送信しない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP TS36.300 V8.2.0, "UE-Category"
【非特許文献２】3GPP 寄書 R1-080515
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のＨＡＲＱプロセスでは、通信品質、電波の伝搬環境の良し悪しに関わらず、受信された符号列の全てのＬＬＲデータをＩＲバッファに格納するようになっている。したがって、通信品質または伝搬環境が良くて受信された符号列の誤り率が低くなると、ＩＲバッファに格納されるＬＬＲデータはほとんど使用されないため、ＬＬＲデータをＩＲバッファへ書き込む際の消費電力が無駄なものになる。一方、ＩＲバッファに格納されるＬＬＲデータのサイズを、通信品質、電波の伝搬環境の良し悪しに関わらずに、単純に小さくしたのでは、受信データの誤り率が高くなった場合に、ＨＡＲＱプロセスによる再送合成利得が低くなるという問題が生じる。
【０００９】
この発明の目的は、ＨＡＲＱプロセスにおけるスループットの低下を招くことなく、軟判定データのバッファへの書き込みを少なくして消費電力の削減を図れる受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る受信装置は、受信信号から抽出された符号列の軟判定データを記憶するバッファと、前記符号列から元データの復号処理を行うとともに、元データが復元できなかった場合に、前記バッファに記憶された前記軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて再度の元データの復号処理を行う復号部と、通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいて、前記バッファへ書き込む前記軟判定データの格納サイズを変更するバッファ制御部と、を備えている構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、元データの再度の復号処理に使用される軟判定データのバッファへの書き込みサイズを、通信チャネルの品質情報に基づいて適宜変更することができる。従って、符号誤りの発生が余り生じない場合には軟判定データの書き込みサイズを小さくして無駄な消費電力の削減を図るとともに、符号誤りが多く発生して多くの誤り訂正を要するような場合には軟判定データの書き込みサイズを元に戻して復号処理のスループットが低下することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の無線受信装置の構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態のＩＲバッファの周辺を詳細に示すブロック図
【図３】第１実施形態のバッファ制御部の動作を説明するフローチャート
【図４Ａ】第１実施形態においてＩＲバッファの使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図
【図４Ｂ】第１実施形態においてＩＲバッファの使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図
【図５】デレートマッチ部によるサーキュラバッファへの書き込みと読み出しの順番を説明する図
【図６】サーキュラバッファの出力データとバッファイネーブルの出力パターンの一例を示す図
【図７】第２実施形態のＩＲバッファの周辺を詳細に示すブロック図
【図８Ａ】書き込み制御部により行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図
【図８Ｂ】読み込み制御部により行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図
【図９】第２実施形態のバッファ制御部の動作を説明するフローチャート
【図１０Ａ】第２実施形態においてＩＲバッファの使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図
【図１０Ｂ】第２実施形態においてＩＲバッファの使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図
【図１１】第３実施形態のＩＲバッファの周辺を詳細に示すブロック図
【図１２Ａ】第３実施形態のバッファ制御部の動作を説明するフローチャートの第１部
【図１２Ｂ】同、フローチャートの第２部
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。この無線通信装置は、移動端末（ＵＥ：User Equipment）に搭載されて、ＨＳＰＡ＋とＬＴＥの無線接続方式により基地局との間で通信を行うものである。この無線通信装置は、受信部（受信装置）の構成として、無線周波数領域の信号処理を行う受信無線部（Ｒｘ−ＲＦ）１３と、受信無線部１３によりＡＤ変換された信号に対して同期処理および逆フーリエ変換処理を行って符号列を抽出する同期・ＩＦＦＴ処理部１４と、抽出された符号列に対してチャネル推定および軟判定を行ってＬＬＲ（対数尤度比）を求める信号分離・復調部１５と、符号列のＬＬＲデータ（軟判定データ）に対して基地局でレートマッチされた符号配列を元に戻すデレートマッチ部１６と、デレートマッチ部１６の処理のためにＬＬＲデータを一時的に記憶するサーキュラバッファ１７と、ＨＡＲＱプロセス用にＬＬＲデータを一時的に記憶するＩＲバッファ２０と、ＩＲバッファ２０の全体的な制御を行うＩＲバッファ制御部３０と、ＨＡＲＱプロセスにより再送された符号列のＬＬＲデータとＩＲバッファ２０に記憶されているＬＬＲデータとの合成処理を行うＨＡＲＱ合成処理部１８と、受信した符号列に対してターボ復号処理を行って元データを復元するターボ復号部１９等を備えている。
【００１５】
また、この無線通信装置は、送信部の構成として、送信データに誤り検出用のＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）コードを付加するＣＲＣ付加部４１と、ＣＲＣコードの付加された送信データに対して誤り訂正を可能とするターボ符号を生成するターボ符号化部４２と、ターボ符号化後の送信データに対してレートマッチを行うレートマッチ部４３と、レートマッチ後の符号列をパラレルにしてサブキャリア変調する変調部４４と、変調部４４から出力される複数のサブキャリア信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理してＣＰ（cyclic prefix）を付加するＦＦＴ部４５と、ＦＦＴ処理された信号を無線送信用に調整・増幅して出力する送信無線部（Ｔｘ−ＲＦ）４６等を備えている。
【００１６】
さらに、この無線通信装置には、電波の送受信を行うアンテナ素子１１と、アンテナ素子１１を受信用と送信用とに切り換えるアンテナ共用部１２と、上位層の通信処理を行う制御ユニット５０とが設けられている。上記ターボ復号部１９により復号された受信データは制御ユニット５０へ入力され、上記ＣＲＣ付加部４１へ送られる送信データは制御ユニット５０から出力される。制御ユニット５０は、受信データの誤り検出を行う。また、制御ユニット５０は、受信動作の監視を行って通信チャネルの品質および通信方式に関する種々の情報を生成する。
【００１７】
また、図１では省略しているが、この無線通信装置には、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重アクセス）方式の無線部と変調復調部とが設けられている。そして、これらがＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）方式の受信無線部１３、同期・ＩＦＦＴ処理部１４、信号分離・復調部１５、送信無線部４６、ＦＦＴ部４５および変調部４４の構成と切り換え可能にされている。この切り換えにより、ＬＴＥの方式とＨＳＰＡ＋の方式とが切り換えられるようになっている。また、この無線通信装置には、複数のアンテナ素子１１と、複数のアンテナから送信され重畳されて受信された複数の受信信号を分離する信号分離部が設けられ、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）の伝送方式にも切り換えられるようになっている。
【００１８】
ＨＡＲＱ合成処理部１８は、ＨＡＲＱプロセスによるデータ再送が行われている期間には、上述のように再送された符号列のＬＬＲデータと保存されているＬＬＲデータとの合成処理を行って、合成されたＬＬＲデータをターボ復号部１９とＩＲバッファ制御部３０へ送る。一方、ＨＡＲＱプロセスによるデータ再送が行われてなく、初回のデータ送信が行われている期間には、デレートマッチ部１６から送られてきた符号列のＬＬＲデータをそのままターボ復号部１９とＩＲバッファ制御部３０へ送るように構成されている。
【００１９】
［第１実施形態］
図２には、第１実施形態のＩＲバッファ２０とＩＲバッファ制御部３０の詳細を表わしたブロック図を示す。
【００２０】
第１実施形態のＩＲバッファ制御部３０は、書き込み制御部３１、読み込み制御部３２、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３、バッファ制御部３４等から構成される。
【００２１】
書き込み制御部３１は、ＨＡＲＱ合成処理部１８から供給されるＬＬＲデータと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルの信号とを、それぞれ受ける。そして、バッファイネーブルが有効の期間に、ＨＡＲＱ合成処理部１８から送られてきたＬＬＲデータ（ｗ．ＬＬＲ）を、ライトアドレスｗ．ａｄｄとともにＩＲバッファ２０に出力することで、このＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込む。一方、バッファイネーブルが無効の期間に、ＨＡＲＱ合成処理部１８から送られてきたＬＬＲデータは破棄する。ライトアドレスｗ．ａｄｄは、１つのＨＡＲＱプロセスの開始時にＨＡＲＱプロセスごとの開始アドレスに初期化され、その後、ＬＬＲデータを書き込んでいくごとにカウントアップして更新されていく。
【００２２】
読み込み制御部３２は、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルを受けて、ＨＡＲＱプロセスに同期してＩＲバッファ２０からＬＬＲデータ（ｒ．ＬＬＲ）を読み出す制御を行う。詳細には、１つのＨＡＲＱプロセスの開始時に、リードアドレスｒ．ａｄｄがＨＡＲＱプロセスごとの開始アドレスに初期化される。そして、ＨＡＲＱプロセスで自動再送要求がなされてデータ再送が行われた場合に、この再送データの受信処理に同期させて読み込み制御を開始する。読み込み制御が開始されたら、バッファイネーブルが有効の期間にリードアドレスｒ．ａｄｄをＩＲバッファ２０へ出力してＬＬＲデータを読み出し、これをＨＡＲＱ合成処理部１８へ出力する。バッファイネーブルが無効の期間にはＬＬＲデータの読み込みを行わない。リードアドレスｒ．ａｄｄは、ＬＬＲデータを読み出すごとにカウントアップされていく。
【００２３】
バッファ制御部３４は、制御ユニット５０から供給される回線品質情報および制御情報に基づいてＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのサイズを決定し、この格納サイズ情報（LLR size）をＩＲバッファ格納有効信号生成部３３に出力する。ここで、格納サイズを決定するパラメータである回線品質情報には、基地局へのフィードバック用に制御ユニット５０により生成されたＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）、ＰＥＲ（パケットエラーレート）、ＨＡＲＱプロセスによる再送回数が含まれる。また、上記制御情報には、方式情報として、現在選択されているＲＡＴ（Radio Access Technology：ＬＴＥ−ＦＤＤ（周波数分割複信）、ＬＴＥ−ＴＤＤ（時分割複信）あるいはＨＳＰＡ＋の何れが選択されているか）、無線伝送モード（Transmission Mode：ＭＩＭＯであるか否か）の各情報が含まれる。また、この制御情報には、現在選択されているＲＡＴに対応するＩＲバッファの規定サイズ、並列的に実行されるＨＡＲＱプロセスの数、送信データがブロック分割されて送信される際のコードブロック数の各情報が含まれる。
【００２４】
図３には、第１実施形態のバッファ制御部３４の動作を説明するフローチャートを示す。
【００２５】
バッファ制御部３４は、制御ユニット５０からＣＱＩとＰＥＲの情報を取得すると、直前の一定期間に取得したＣＱＩとＰＥＲからこれらの平均値ａｖｇ＿ＣＱＩ，ａｖｇ＿ＰＥＲを求める（ステップ３０１）。次いで、これらと所定の閾値ｔｈ＿ＣＱＩ，ｔｈ＿ＰＥＲとをそれぞれ比較する（ステップ３０２）。その結果、両方の平均値ａｖｇ＿ＣＱＩ，ａｖｇ＿ＰＥＲがそれぞれ閾値ｔｈ＿ＣＱＩ，ｔｈ＿ＰＥＲ以上であれば、内部変数である内部ループ回数を「０」にセットして（ステップ３０３）、ＩＲバッファ２０の使用率を１００％に決定する（ステップ３０４）。なお、この実施形態では、ＣＱＩは値が小さいときに品質低下、値が大きいときに品質向上となるように定義されている。また、上記の内部ループ回数とは、ＩＲバッファ２０の使用率の削減中であるか否か、ならびに、削減中の期間に使用率を変更した回数を表わす内部変数である。
【００２６】
一方、ステップ３０２の比較で、両方の平均値ａｖｇ＿ＣＱＩ，ａｖｇ＿ＰＥＲがそれぞれ閾値ｔｈ＿ＣＱＩ，ｔｈ＿ＰＥＲより小さいと判定されたら、現在のＨＡＲＱプロセスの再送回数が１回以下であるか判定する（ステップ３０５）。そして、２回以上であれば、上記ステップ３０３，３０４の処理を行い、１回以下であれば、ステップ３０６へ進む。
【００２７】
ステップ３０６では、内部ループ回数が「０」より大きいか判定し、「０」であれば、ＩＲバッファ２０の使用率を７０％に決定し（ステップ３０７）、かつ、内部ループ回数を「１」にセットする（ステップ３０８）。
【００２８】
一方、ステップ３０６で内部ループ回数が「０」より大きければ、先ず、内部ループ回数を「＋１」加算し（ステップ３０９）、次いで、今回の送信データが再送のものか否かを判定する（ステップ３１０）。そして、再送データであれば、ＩＲバッファの使用率を一段階上昇させる（ステップ３１１）。一方、初回の送信データであれば、ＩＲバッファ２０の使用率を一段階低下させる（ステップ３１２）。
【００２９】
上記のように、ステップ３０４，３０７，３１１，３１２でＩＲバッファ２０の使用率が決定されたら、次に、バッファ制御部３４は、制御ユニット５０から通知されているＩＲバッファ２０の規定サイズに使用率を乗算して、この計算結果のサイズを、ＬＬＲデータを格納するＩＲバッファ２０の全使用サイズとして決定する（ステップ３１３）。
【００３０】
【表１】
【００３１】
例えば、表１に示されるように、ＵＥカテゴリがＬＴＥの或るカテゴリでＩＲバッファ２０の使用率が制限されていないときには、ＩＲバッファの全使用サイズが上記ＵＥカテゴリで規定されている“１２３７２４８ｂｉｔ”に決定される。また、ＵＥカテゴリがＨＳＰＡ＋のカテゴリ２０でＩＲバッファ２０の使用率の制限がないときには、ＩＲバッファの全使用サイズが上記ＵＥカテゴリで規定されている“５１８４００ｂｉｔ”に決定される。また、使用率が７０％、５０％、３５％などに決定された場合には、上記の各ＵＥカテゴリに応じた規定サイズにそれぞれ使用率を乗算した値と同程度のサイズが、ＩＲバッファ２０の全使用サイズとして決定される。
【００３２】
ステップ３１３で全使用サイズを決定したら、続いて、バッファ制御部３４は、この全使用サイズと、制御ユニット５０から通知されているＨＡＲＱプロセス数、コードブロック数および無線伝送モードの情報から、ＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長（ＬＬＲの個数）を次のように決定する。すなわち、複数のＨＡＲＱプロセスが並列的に実行されるため、上記のＩＲバッファ２０の全使用サイズをこれら複数のＨＡＲＱプロセスで分配しなければならない。そのため、バッファ制御部３４は、各プロセスで格納されるＬＬＲデータのトータルサイズの最大値が上記決定された全使用サイズとなるように、各ＨＡＲＱプロセスにおけるＬＬＲデータの格納データ長（ＬＬＲの個数）を決定する（ステップ３１４）。なお、ＬＴＥ−ＴＤＤ方式の無線接続が選択されている場合には、複数のＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０の全使用サイズを均等に振り分けて、各ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長を決定しても良い。そして、このＬＬＲデータのデータ長を上記の格納サイズ情報（LLR size）としてＩＲバッファ格納有効信号生成部３３に通知する。
【００３３】
バッファ制御部３４では、上記のようなＬＬＲデータの格納サイズの変更制御を、個々のＨＡＲＱプロセスの開始タイミングに合わせて実行する。或いは、このような変更制御を、任意の周期、任意のタイミングで実行する。任意のタイミングで、ＬＬＲデータの格納サイズが変更された場合には、次のＨＡＱＲプロセスの開始時（再送データでなく初回データの受信時）から上記格納サイズの変更が適用されように制御される。
【００３４】
図４Ａは、ＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図、図４Ｂは、ＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図である。図４Ａ，図４Ｂは、ＬＴＥにおけるＬＬＲデータの格納状態を示すものであり、ＲＶは再送時における送信コード範囲の先頭を表わすリダンダンシーバージョンを示している。
【００３５】
図４Ａに示すように、回線品質が悪くてＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときには受信データの全てのＬＬＲデータがＩＲバッファ２０に格納される。一方、図４Ｂに示すように、回線品質が良好でＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されているときには受信データの一部のコード範囲２２のＬＬＲデータのみがＩＲバッファ２０に格納されるように制御される。なお、この実施形態では、ＨＡＲＱプロセスによりデータ再送が行われてＲＶ（Redundancy Version）に基づき異なるコード範囲のデータ再送が行われた場合には次のように処理される。すなわち、先にＬＬＲデータが格納されているコード範囲２２と重なる分のＬＬＲデータのみが格納され、このコード範囲２２と重ならない範囲のＬＬＲデータはＩＲバッファ２０に格納されない。
【００３６】
図５には、デレートマッチ部１６によるサーキュラバッファ１７への書き込み順序と読み出し順序を説明する図を、図６には、サーキュラバッファ１７の出力データとバッファイネーブルの出力パターンの一例を示す図を、それぞれ示す。
【００３７】
受信された符号列は、デレートマッチ部１６により符号配列が変更される。そのため、所定のコード範囲２２のＬＬＲデータのみをＩＲバッファ２０へ格納する場合、受信された符号列のＬＬＲデータが、デレートマッチ後の配列でコード範囲２２に含まれているのか否かを区別する必要がある。この実施の形態では、このような区別を、サーキュラバッファ１７の読出しアドレスに基づくＩＲバッファ格納有効信号生成部３３の動作により実現している。
【００３８】
すなわち、図５に示すように、デレートマッチ部１６は、受信された符号列のＬＬＲデータをサーキュラバッファ１７にアドレス順に格納したのち、デレートマッチ用に規定された順序で読み出して後段へ送る。
【００３９】
ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３は、先ず、バッファ制御部３４から通知されたＬＬＲデータの格納サイズ情報に基づき、ＩＲバッファ２０に格納すべきＬＬＲデータが書き込まれるサーキュラバッファ１７のアドレス範囲１７ｂを決定する。そして、サーキュラバッファ１７のリードアドレスを入力して、このリードアドレスがアドレス範囲１７ｂにあればバッファイネーブルを有効とし、このアドレス範囲１７ｂから外れていればバッファイネーブルを無効とする。
【００４０】
このような処理により、図６に示されるように、サーキュラバッファ１７のリードアドレスに応じてバッファイネーブルの値が切り換えられる。そして、このようなバッファイネーブルの信号によって、書き込み制御部３１のライト動作と読み込み制御部３２のリード動作とが許可または禁止されて、アドレス範囲１７ｂのＬＬＲデータのみがＩＲバッファ２０へ読み書きされるようになっている。
【００４１】
上記のように構成された無線通信装置においては、次のような受信処理が行われる。
すなわち、基地局から送信された電波が受信されると、無線受信部１３および同期・ＩＦＦＴ処理部１４により受信された信号から符号列が抽出される。
続いて、信号分離・復調部１５によりこの符号列が軟判定された後、この判定結果のＬＬＲデータがＩＲバッファ制御部３０の制御によってサイズが調整されてＩＲバッファ２０に記憶される。
そして、ターボ復号部１９により上記の符号列から元データの復号処理が行われ、その結果、符号誤りにより元データが復元できなかった場合には、制御ユニット５０の制御によりＨＡＲＱプロセスの自動再送要求が送信部を介して送信される。
さらに、この要求により基地局から冗長データが再送されると、無線受信部１３および同期・ＩＦＦＴ処理部１４により信号受信および冗長の符号列が抽出されて、信号分離・復調部１５によりこの符号列が軟判定される。
続いて、ＩＲバッファ制御部３０の制御によりＩＲバッファに記憶されているＬＬＲデータが読み出され、このＬＬＲデータと冗長の符号列のＬＬＲデータとがＨＡＲＱ合成処理部１８により合成される。
そして、この合成されたＬＬＲデータがターボ復号部１９に送られて、元データの再度の復号処理が行われる。この合成されたＬＬＲデータも、再度の復号エラーが生じたときのために、ＩＲバッファ制御部３０の制御によってサイズが調整されてＩＲバッファ２０に格納される。
このような受信処理を繰り返して、基地局から送信されたデータが受信されていく。
【００４２】
この第１実施形態の無線通信装置によれば、上記の受信処理の途中、通信チャネルの品質が良好で受信された符合の誤りが少ないときには、ＩＲバッファ２０へ格納するＬＬＲデータのサイズが小さくされてＩＲバッファ２０へのアクセス量が少なくされる。したがって、ＩＲバッファ２０で消費される電力の削減を図ることができる。一方、通信チャネルの品質が悪くて受信された符号の誤りが多いときには、ＩＲバッファ２０へ格納するＬＬＲデータのサイズが元のサイズに近づく方向に変更されるので、ＨＡＲＱプロセスによる再送合成利得の低下を回避することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
図７には、第２実施形態のＩＲバッファ２０とＩＲバッファ制御部３０の詳細を示すブロック図を示す。
【００４４】
第２実施形態は、ＩＲバッファ２０の使用率を低減する場合に、第１実施形態のように受信した符号列のＬＬＲデータの個数を削減するのではなく、個々のＬＬＲデータのビット幅を小さくしてＩＲバッファ２０に格納するようにしたものである。
【００４５】
第２実施形態のＩＲバッファ制御部３０は、書き込み制御部３１Ａと、読み込み制御部３２Ａと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３と、バッファ制御部３４Ａ等から構成される。
【００４６】
書き込み制御部３１Ａは、第１実施形態と同様に、ＨＡＲＱ合成処理部１８から供給されるＬＬＲデータと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルの信号とを、それぞれ受けて、バッファイネーブルが有効のときに供給されたＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込んでいく。さらに、第２実施形態の書き込み制御部３１Ａは、バッファ制御部３４Ａから右ビットシフト量のデータ（right bit shift value）を受ける。そして、ＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込む際に、ＬＬＲデータに対して上記右ビットシフト量だけビットシフトを行って、個々のＬＬＲデータのビット幅を縮小する。その上で、このＬＬＲデータをＩＲバッファ２０へ書き込んでいくように構成されている。
【００４７】
図８Ａには、書き込み制御部３１Ａにより行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図を示す。例えば、ＨＡＲＱ合成処理部１８から供給された１つのＬＬＲデータが８ｂｉｔであり、右ビットシフト量が４ｂｉｔであった場合、図８Ａに示すように、書き込み制御部３１Ａは、上位４ビットを下位方向へビットシフトして、下位４ビットを切り捨てる。このビットシフトにより、個々のＬＬＲデータのビット幅が半分にされ、且つ、個々のＬＬＲデータの値が上位４桁の値に丸め（端数処理）られたのと同様の作用が得られる。なお、このビットシフトの際、切り捨てられるビットの最上位の値が「１」である場合に、残されるビットの最下位ビットに「１」を加算して、四捨五入のように端数処理の誤差が累積しないようにしても良い。
【００４８】
読み込み制御部３２Ａは、第１実施形態と同様に、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３から出力されるバッファイネーブルの信号を受けて、バッファイネーブルが有効のときにＨＡＲＱプロセスに同期してＩＲバッファ２０からＬＬＲデータを読み出して、ＨＡＲＱ合成処理部１８へ出力する。さらに、第２実施形態の読み込み制御部３２Ａは、バッファ制御部３４Ａから左ビットシフト量のデータ（left bit shift value）を受ける。そして、ＬＬＲデータをＩＲバッファ２０から読み出す際に、個々のＬＬＲデータに対して上記左ビットシフト量だけビットシフトを行って、個々のＬＬＲデータのビット幅を元に戻す。その上で、このＬＬＲデータをＨＡＲＱ合成処理部１８へ送るように構成されている。
【００４９】
図８Ｂには、読み込み制御部３２Ａにより行われるＬＬＲデータのビットシフト処理を説明する図を示す。例えば、左ビットシフト量が４ｂｉｔで、ＩＲバッファ２０に４ｂｉｔ幅のＬＬＲデータが格納されている場合、シフト前のビット列を上位方向へビットシフトして、下位４ビットをゼロ値で詰める。このビットシフトにより、個々のＬＬＲデータの値が上位４桁の値に丸められたまま、ＬＬＲデータのビット幅が元に戻される。従って、ＨＡＲＱ合成処理部１８のＬＬＲデータの合成処理で、通常の処理動作でＬＬＲデータの合成を行うことができる。また、ビットシフトによるビット幅の縮小・拡大に起因したＬＬＲデータ値の誤差は下位数桁分の切り捨て分に留まる。
【００５０】
バッファ制御部３４Ａは、次に示すように、制御ユニット５０から供給される制御情報に基づいてＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのビット幅を決定する。そして、このビット幅に対応する右ビットシフト量のデータ（right bit shift value）と左ビットシフト量のデータ（left bit shift value）とを書き込み制御部３１Ａと読み込み制御部３２Ａとにそれぞれ出力する。
【００５１】
図９には、バッファ制御部３４Ａの動作を説明するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ＩＲバッファ２０の全使用サイズを決定するまでの処理（ステップ３０１〜３１３）は、第１実施形態と同様である。
【００５２】
ステップ３１３でＩＲバッファ２０の全使用サイズを決定したら、次いで、バッファ制御部３４Ａは、制御ユニット５０から通知されているＨＡＲＱプロセス数、コードブロック数および無線伝送モードの情報から、ＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのビット幅を次のように決定する。すなわち、複数のＨＡＲＱプロセスが並列的に実行されるので、これら複数のＨＡＲＱプロセスでそれぞれ格納されるＬＬＲデータのトータルサイズの最大値が上記決定された全使用サイズとなるように、各ＨＡＲＱプロセスごとにＩＲバッファ２０の全使用サイズを分配する。なお、ＬＴＥ−ＴＤＤ方式の無線接続が選択されている場合には、複数のＨＡＲＱプロセスで均等にＩＲバッファ２０の全使用サイズを振り分けるようにしてよい。そして、各ＨＡＲＱプロセスに分配された各バッファサイズに、送信されてくる１セットの符号列の始端から終端までがそれぞれ収まるように、ＬＬＲデータのビット幅を決定する（ステップ７０１）。
【００５３】
図１０Ａは、ＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときのＬＬＲデータの格納状態を説明する図、図１０Ｂは、ＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されたときのＬＬＲデータの格納状態の一例を説明する図である。図１０Ａに示すように、回線品質が良好でなくＩＲバッファ２０の使用率が１００％のときには受信された符号列の全てのＬＬＲデータがビット幅を削減することなくＩＲバッファ２０に格納される。一方、図１０Ｂに示すように、回線品質が良好でＩＲバッファ２０の使用率が低く設定されているときには受信された符号列の全てのＬＬＲデータが一律にビット幅を縮小されてＩＲバッファ２０に格納される（図１０Ａ，Ｂにおいて網掛けによりＬＬＲデータの格納部分を示している）。
【００５４】
なお、第２実施形態ではバッファ制御部３４ＡからＩＲバッファ格納有効信号生成部３３へ出力される格納サイズ情報（LLR size）は、ＵＥカテゴリの規定サイズに従った値となる。従って、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３は、デレートマッチ部１６から送られてくるサーキュラバッファ１７のリードアドレスの範囲に因らずにバッファイネーブルを有効とする。
【００５５】
この第２実施形態の無線通信装置によれば、通信チャネルの品質が良好で受信された符合の誤りが少ないときには、各ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０に格納されるＬＬＲデータのビットサイズが小さくされるので、ＩＲバッファ２０へのアクセス量が少なくなる。したがって、ＩＲバッファ２０で消費される電力の削減を図ることができる。一方、通信チャネルの品質が悪くて受信された符号の誤りが多いときには、各ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０へ格納されるＬＬＲデータのビット幅が元に戻される方向に変化するので、ＨＡＲＱプロセスの再送合成利得の低下を回避できる。
【００５６】
［第３実施形態］
図１１には、第３実施形態のＩＲバッファとＩＲバッファ制御部との詳細を示すブロック図を示す。
【００５７】
第３実施形態は、ＩＲバッファ２０を個別に電源制御が可能な複数のバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆから構成し、ＩＲバッファ２０の使用率を低減する際、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち使用しないブロックの電源をオフに切り換えて、消費電力をより低減するようにしたものである。
【００５８】
バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆは、それぞれ異なるサイズ（一部同一サイズでも良い）に分割されており、ブロックの組み合わせを変化させることでブロックの合計サイズを多数のサイズの中から選択できるようになっている。後述する表２の“ブロックＡ”〜“ブロックＦ”の各欄に、バッファブロック２０Ａのサイズが“５１８４００ｂｉｔ”、バッファブロック２０Ｂのサイズが“２５９２００ｂｉｔ”等、各バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのサイズを併記している。
【００５９】
第３実施形態のＩＲバッファ制御部３０は、図１１に示すように、書き込み制御部３１Ｂと、読み込み制御部３２Ｂと、ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３と、バッファ制御部３４Ｂを備えている。
【００６０】
書き込み制御部３１Ｂは、第２実施形態の書き込み制御部３１Ａの動作に加え、ライトアドレスとライトデータとをバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち対応するブロックへ振り分けて出力するように構成されている。また、ＨＡＲＱプロセスで一連のＬＬＲデータを順次書き込んでいく際に、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち電源オンされているブロックのアドレスがライトアドレスとして順に生成されていくように一連のアドレス生成を行う機能を有している。
【００６１】
読み込み制御部３２Ｂは、第２実施形態の読み込み制御部３２Ａの動作に加え、リードアドレスをバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち対応するブロックへ振り分けて出力して、対応するブロックからリードデータを読み込むように構成されている。また、ＨＡＲＱプロセスで一連のＬＬＲデータを読み出していく際に、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち電源オンされているブロックのアドレスがリードアドレスとして順に生成されていくように一連のアドレス生成を行う機能を有している。
【００６２】
図１１では省略しているが、上記の書き込み制御部３１Ｂのアドレス生成機能と読み込み制御部３２Ｂのアドレス生成機能を実現するために、例えば、バッファ制御部３４Ｂからバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆの電源オン・オフの情報が書き込み制御部３１Ｂと読み込み制御部３２Ｂへ送られるようになっている。或いは、１つのＨＡＲＱプロセスごとに、バッファ制御部３４Ｂが自動生成に使用するアドレス範囲を適宜選択して、このアドレス範囲の情報を書き込み制御部３１Ｂと読み込み制御部３２Ｂとへ送って上記のアドレス生成が行われるようにすることもできる。
【００６３】
バッファ制御部３４Ｂは、制御ユニット５０から供給される制御情報に基づいてＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長とビット幅とを決定して、このビット幅に対応する右ビットシフト量データと左ビットシフト量データとを書き込み制御部３１Ａと読み込み制御部３２Ａとにそれぞれ出力する。さらに、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち使用するブロックと非使用のブロックとを決定して、これらの電源オン・オフを切り換える信号“Power ON/OFF”を出力するように構成されている。次に、これらの動作の詳細を説明する。
【００６４】
図１２Ａと図１２Ｂには、第３実施形態のバッファ制御部３４Ｂの動作を説明するフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、ステップ３０１〜３１２の処理は第１実施形態のものと同様である。
【００６５】
第３実施形態では、ＩＲバッファ２０の使用率の切り換えを８０％以上の範囲では行われないようにするため、ステップ３１１または３１２で使用率の設定を段階的に変更したらステップ１００１へ進む。そして、この時点で設定されているＩＲバッファ２０の使用率が８０％以上であるか判定する（ステップ１００１）。その結果、８０％より小さければ、そのままステップ１００３へ進むが、８０％以上であればＩＲバッファ２０の使用率を１００％に設定し、かつ、内部変数である内部ループ回数を「０」にセットする（ステップ１００２）。そして、ステップ１００３へ進む。
【００６６】
ステップ３０４，３０７，３１１，３１２，１００２でＩＲバッファ２０の使用率が決定されてステップ１００３へ進んだら、バッファ制御部３４は、ＩＲバッファの規定サイズに使用率を乗算して、この計算結果のサイズを、ＬＬＲデータを格納するＩＲバッファ２０の全使用サイズとして決定する。さらに、この全使用サイズが確保されるようにバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち電源オンにするブロックとオフにするブロックとを決定する（ステップ１００３）。
【００６７】
【表２】
【００６８】
この表の“ブロックＡ〜ブロックＦ”の列に、各条件におけるバッファブロック２０Ａ〜２０Ｆの電源オン・オフ（“１”がオン、“０”がオフ）の決定パターンをそれぞれ示す。例えば、ＵＥカテゴリがＬＴＥのカテゴリでＩＲバッファの使用率が７０％に決定されていれば、ステップ１００３において、３つのバッファブロック２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄを電源オンにするブロックに決定して、ＩＲバッファ２０の全使用サイズ“８６４０００ｂｉｔ”が確保されるように制御される。また、ＵＥカテゴリがＨＳＰＡ＋のカテゴリ２０でＩＲバッファの使用率が３５％に決定されていれば、ステップ１００３において、バッファブロック２０Ｃを電源オンにするブロックに決定して、ＩＲバッファ２０の全使用サイズ“１７２８００ｂｉｔ”が確保されるように制御される。
【００６９】
ステップ１００３で電源オン・オフを切り換えるブロックを決定したら、バッファ制御部３４は、この決定に従って電源オン・オフを切り換える信号を各バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆに出力する。
【００７０】
続いて、バッファ制御部３４は、ステップ１００３で決定されたＩＲバッファ２０の全使用サイズと、制御ユニット５０から通知されているＨＡＲＱプロセス数、コードブロック数および無線伝送モードの情報から、ＩＲバッファ２０に格納するＬＬＲデータのデータ長（ＬＬＲの個数）と、個々のＬＬＲデータのビット幅を、次のように決定する。すなわち、複数のＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０に格納されるＬＬＲデータのトータルサイズの最大値が上記決定された全使用サイズとなり、且つ、各ＨＡＲＱプロセスにおけるＬＬＲデータの削減の影響が偏らないように、上記ＬＬＲデータのデータ長（ＬＬＲの個数）とビット幅とを決定する（ステップ１００４）。そして、この決定されたＬＬＲデータのデータ長を格納サイズ情報（LLR size）としてＩＲバッファ格納有効信号生成部３３に出力する。さらに、上記決定されたビット幅に対応させて書き込み制御部３１Ｂへ右ビットシフト量データ（right bit shift value）と読み込み制御部３２Ｂへ左ビットシフト量データ（left bit shift value）とを出力する。
【００７１】
ＩＲバッファ格納有効信号生成部３３は、第１実施形態のものと同様に動作する。すなわち、上記格納サイズ情報と、サーキュラバッファ１７のリードアドレスを入力して、このリードアドレスと上記の格納サイズ情報に基づき決定されるアドレス範囲１７ｂ（図５参照）とを比較して、この比較結果に基づきバッファイネーブルの有効と無効とを切り換える。
【００７２】
この第３実施形態の無線通信装置によれば、ＨＡＲＱプロセスでＩＲバッファ２０へ格納するＬＬＲデータのデータ長またはビット幅を小さくして、ＩＲバッファ２０の全使用サイズを削減する際、バッファブロック２０Ａ〜２０Ｆのうち使用されないブロックの電源がオフにされる。従って、ＬＬＲデータのサイズ削減によりＩＲバッファ２０で消費される電力をより低減することができる。
【００７３】
なお、上記第１〜第３実施形態では、通信チャネルの品質を表わす品質情報として、ＣＱＩ、ＰＥＲ、および、ＨＡＲＱプロセスによる再送回数を適用した例を示しているが、品質情報として、無線信号のドップラーシフト周波数、または、無線信号の遅延スプレッドを含めるようにしてもよい。また、上記第１〜第３実施形態では、ＨＳＰＡ＋とＬＴＥの無線接続方式、ＭＩＭＯとそれ以外の無線伝送モードとをそれぞれ切換え可能な構成を示しているが、無線接続方式と無線伝送モードは固定としてもよい。また、上記第１〜第３実施形態では、受信された符号列の軟判定データとしてＬＬＲを適用した例を示しているが、符号列の尤度を表わすものであれば別の関数値を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る受信装置は、例えばＨＳＰＡ＋およびＬＴＥの無線接続方式の通信端末に適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１６ デレートマッチ部
１７ サーキュラバッファ
１８ ＨＡＲＱ合成処理部
１９ ターボ復号部
２０ ＩＲバッファ
３０ ＩＲバッファ制御部
３１，３１Ａ，３１Ｂ 書き込み制御部
３２，３２Ａ，３２Ｂ 読み込み制御部
３３ ＩＲバッファ格納有効信号生成部
３４，３４Ａ，３４Ｂ バッファ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号から抽出された符号列の軟判定データを記憶するバッファと、
前記符号列から元データの復号処理を行うとともに、元データが復元できなかった場合に、前記バッファに記憶された前記軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて再度の元データの復号処理を行う復号部と、
通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいて、前記バッファへ書き込む前記軟判定データの格納サイズを変更するバッファ制御部と、
を備える受信装置。
【請求項２】
前記バッファ制御部は、前記品質情報と、信号の伝送方式を表わす方式情報とに基づいて、前記軟判定データの格納サイズを変更する、
請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記バッファは、電源のオン・オフを個別に切り換え可能な複数のバッファブロックを有し、
前記バッファ制御部は、前記軟判定データの格納サイズの変更により前記複数のバッファブロックのうち使用されなくなったバッファブロックの電源をオフに切り換える、
請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記バッファ制御部は、個々の前記軟判定データのビット幅を縮小または拡大することにより前記軟判定データの格納サイズを変更する、
請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
前記バッファ制御部の制御に応じた格納サイズで前記軟判定データを前記バッファへ書き込む書き込み制御部と、
前記再度の復号処理が行われる場合に、前記バッファ制御部の制御に応じた格納サイズで前記軟判定データを前記バッファから読み出す読み込み制御部と、
をさらに備える請求項１記載の受信装置。
【請求項６】
前記個々の軟判定データの下位ビットを破棄して前記バッファ制御部の制御に応じたビット幅に変更するとともに、当該ビット幅の変更された軟判定データを前記バッファへ書き込む書き込み制御部と、
前記再度の復号処理が行われる場合に、前記ビット幅の変更された軟判定データを前記バッファから読み出すとともに、任意の下位ビットを補填して元のビット幅に戻す読み込み制御部と、
をさらに備える請求項４記載の受信装置。
【請求項７】
前記品質情報には、基地局へのフィードバック用に生成されるチャネル品質インジケータ、受信パケットのエラーレート、受信信号の再送回数、無線信号のドップラーシフト周波数、または、無線信号の遅延スプレッドが含まれる、
請求項１記載の受信装置。
【請求項８】
前記方式情報には、無線接続方式の情報、または、無線伝送モードの情報が含まれる、
請求項２記載の受信装置。
【請求項９】
受信信号から抽出された符号列の軟判定データをバッファに記憶し、
前記符号列から元データを復元できなかった場合に、前記バッファに記憶された前記軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて元データの再度の復号処理を行い、
通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいて、前記バッファへ書き込む前記軟判定データの格納サイズを変更する、
バッファ制御方法。
【請求項１】
受信信号から抽出された符号列の軟判定データを記憶するバッファと、
前記符号列から元データの復号処理を行うとともに、元データが復元できなかった場合に、前記バッファに記憶された前記軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて再度の元データの復号処理を行う復号部と、
通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいて、前記バッファへ書き込む前記軟判定データの格納サイズを変更するバッファ制御部と、
を備える受信装置。
【請求項２】
前記バッファ制御部は、前記品質情報と、信号の伝送方式を表わす方式情報とに基づいて、前記軟判定データの格納サイズを変更する、
請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記バッファは、電源のオン・オフを個別に切り換え可能な複数のバッファブロックを有し、
前記バッファ制御部は、前記軟判定データの格納サイズの変更により前記複数のバッファブロックのうち使用されなくなったバッファブロックの電源をオフに切り換える、
請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記バッファ制御部は、個々の前記軟判定データのビット幅を縮小または拡大することにより前記軟判定データの格納サイズを変更する、
請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
前記バッファ制御部の制御に応じた格納サイズで前記軟判定データを前記バッファへ書き込む書き込み制御部と、
前記再度の復号処理が行われる場合に、前記バッファ制御部の制御に応じた格納サイズで前記軟判定データを前記バッファから読み出す読み込み制御部と、
をさらに備える請求項１記載の受信装置。
【請求項６】
前記個々の軟判定データの下位ビットを破棄して前記バッファ制御部の制御に応じたビット幅に変更するとともに、当該ビット幅の変更された軟判定データを前記バッファへ書き込む書き込み制御部と、
前記再度の復号処理が行われる場合に、前記ビット幅の変更された軟判定データを前記バッファから読み出すとともに、任意の下位ビットを補填して元のビット幅に戻す読み込み制御部と、
をさらに備える請求項４記載の受信装置。
【請求項７】
前記品質情報には、基地局へのフィードバック用に生成されるチャネル品質インジケータ、受信パケットのエラーレート、受信信号の再送回数、無線信号のドップラーシフト周波数、または、無線信号の遅延スプレッドが含まれる、
請求項１記載の受信装置。
【請求項８】
前記方式情報には、無線接続方式の情報、または、無線伝送モードの情報が含まれる、
請求項２記載の受信装置。
【請求項９】
受信信号から抽出された符号列の軟判定データをバッファに記憶し、
前記符号列から元データを復元できなかった場合に、前記バッファに記憶された前記軟判定データと再送された受信信号の符号列とに基づいて元データの再度の復号処理を行い、
通信チャネルの品質を表わす品質情報に基づいて、前記バッファへ書き込む前記軟判定データの格納サイズを変更する、
バッファ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【公開番号】特開２０１３−１２９１６（Ｐ２０１３−１２９１６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４４１１（Ｐ２０１１−１４４４１１）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００１８７７２５）パナソニック モバイルコミュニケーションズ株式会社 (38)
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００１８７７２５）パナソニック モバイルコミュニケーションズ株式会社 (38)
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]