JP2012222519A - 無線通信装置及び再送制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＩＭＯ伝送時の再送において再送回数を少なくすることができるようにする。
【解決手段】ＭＩＭＯ空間多重技術をサポートする無線通信システムにおいて、空間的に分割されるストリームＳ１及びストリームＳ２を無線端末ＵＥとの間に形成する基地局ｅＮＢは、ストリームＳ１及びストリームＳ２毎に異なるデータ信号を送信するＭＩＭＯ伝送によってデータ信号＃１及びデータ信号＃２を送信する。基地局ｅＮＢは、ＭＩＭＯ伝送によって送信したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のうち単一のデータ信号＃１の再送を無線端末ＵＥから要求されると、ストリームＳ１及びストリームＳ２のそれぞれで同一のデータ信号を送信する送信ダイバシティに切り替えて、再送が要求されたデータ信号＃１を再送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多入力多出力空間多重技術をサポートする無線通信装置及び再送制御方法に関する。

近年、無線通信システムでは、周波数利用効率を高めて伝送速度の向上を図るために、様々な多重化技術が実現されている。例えば、複数の送信アンテナを介して複数のデータ信号を同一の時間・周波数リソースを用いて送信するとともに、複数の受信アンテナを介して該複数のデータ信号を受信し、各データ信号に分離して復号する多入力多出力（ＭＩＭＯ）空間多重技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ＭＩＭＯ空間多重技術では、データ信号毎に異なる送信アンテナ又は異なる送信指向性を用いることによって、送信側と受信側との間に、空間的に分割される論理伝送路（「ストリーム」と称される）を複数形成する。このようなストリームは「レイヤ」と称されることもある。

一方で、無線通信システムでは、伝送誤りが頻繁に発生するため、通信の信頼性を確保するための自動再送要求（ＡＲＱ）又はハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）が用いられている。このような再送制御技術では、受信側は、送信側から受信したデータ信号の復号に失敗すると、該データ信号の再送を送信装置に要求し、送信側は、再送が要求されたデータ信号の再送を行う。そして、受信側は、送信側から受信したデータ信号の復号に成功すると、該データ信号の復号成功を送信装置に通知する。

なお、受信側から送信側へ否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信することによって再送要求が行われ、受信側から送信側へ肯定確認応答（ＡＣＫ）を送信することによって復号成功通知が行われることが一般的である。

特開２００７−１９８０６号公報

ところで、送信側がＭＩＭＯ空間多重技術により複数のデータ信号の送信（ＭＩＭＯ伝送）を行っている場合に、該複数のデータ信号のうち単一のデータ信号の再送を要求されると、ＭＩＭＯ伝送を中止し、該単一のデータ信号に対応する単一のストリームのみを用いて該単一のデータ信号の再送を行うことが想定される。

しかしながら、このような再送制御方法では、受信側で該単一のデータ信号の復号に成功する確率は低いため、該単一のデータ信号の復号に失敗することによって、該単一のデータ信号の再送を再び要求する可能性が高い。このような再送要求が繰り返されることで再送回数が増大すると、伝送速度が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、ＭＩＭＯ伝送時の再送において再送回数を少なくすることができる無線通信装置及び再送制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。

まず、本発明に係る無線通信装置の特徴は、ＭＩＭＯ空間多重技術をサポートする無線通信システムにおいて、空間的に分割される複数のストリーム（例えばストリームＳ１及びストリームＳ２）を他の無線通信装置（例えば無線端末ＵＥ）との間に形成する無線通信装置（例えば基地局ｅＮＢ）であって、前記複数のストリーム毎に異なるデータ信号を送信する第１の送信方式（ＭＩＭＯ伝送）と、前記複数のストリームのそれぞれで同一のデータ信号を送信する第２の送信方式（送信ダイバシティ）との何れかでデータ信号を送信するように構成された送信部（例えば送信部１１０）と、前記第１の送信方式によって前記送信部が送信した複数のデータ信号（例えばデータ信号＃１及びデータ信号＃２）のうち、単一のデータ信号（例えばデータ信号＃１）の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、前記第１の送信方式から前記第２の送信方式に切り替えるとともに、該単一のデータ信号の再送を前記第２の送信方式により行うように前記送信部を制御する制御部（例えば制御部１０１）と、を備えることを要旨とする。

このような無線通信装置によれば、第１の送信方式によって送信した複数のデータ信号のうち単一のデータ信号の再送を要求されると、第１の送信方式から第２の送信方式に切り替えるとともに、該単一のデータ信号の再送を第２の送信方式により行うことによって、ダイバシティゲインを得る。これにより、受信側で該単一のデータ信号の復号に成功する確率が高まるため、再送回数を少なくすることができる。従って、本特徴によれば、ＭＩＭＯ伝送時の再送において再送回数を少なくすることができる無線通信装置が提供される。

本発明に係る無線通信装置の他の特徴は、上記特徴に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記第１の送信方式によって前記送信部が送信した複数のデータ信号（例えばデータ信号＃１及びデータ信号＃２）のうち、２以上のデータ信号（例えばデータ信号＃１及びデータ信号＃２）の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、前記複数のストリームのそれぞれに対するデータ信号の割り当てを変更するとともに、該２以上のデータ信号の再送を前記第１の送信方式により行うように前記送信部を制御する、ことを要旨とする。

本発明に係る無線通信装置の他の特徴は、上記特徴に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記他の無線通信装置との間の伝搬路状態が劣化している場合に、前記第１の送信方式によって前記送信部が送信した複数のデータ信号（例えばデータ信号＃１及びデータ信号＃２）のうち、単一のデータ信号（例えばデータ信号＃１）の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、前記第１の送信方式から前記第２の送信方式に切り替えるとともに、該単一のデータ信号の再送を前記第２の送信方式により行うように前記送信部を制御する、ことを要旨とする。

本発明に係る無線通信装置の他の特徴は、上記特徴に係る無線通信装置において、前記制御部は、前記第１の送信方式から前記第２の送信方式に切り替えた後、前記第２の送信方式によって再送した単一のデータ信号の復号成功を前記他の無線通信装置から通知されると、前記第２の送信方式から前記第１の送信方式に切り替えるように前記送信部を制御する、ことを要旨とする。

本発明に係る無線通信装置の他の特徴は、上記特徴に係る無線通信装置において、ＭＩＭＯ空間多重技術をサポートする無線通信システムにおいて、空間的に分割される複数のストリームを他の無線通信装置との間に形成する無線通信装置で用いられる再送制御方法であって、前記複数のストリーム毎に異なるデータ信号を送信する第１の送信方式によって、複数のデータ信号を送信するステップと、前記第１の送信方式によって送信した前記複数のデータ信号のうち、単一のデータ信号の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、前記複数のストリームのそれぞれで同一のデータ信号を送信する第２の送信方式に切り替えるステップと、前記第２の送信方式によって、前記再送が要求された単一のデータ信号を再送するステップと、を含むことを要旨とする。

本発明によれば、ＭＩＭＯ伝送時の再送において再送回数を少なくすることができる無線通信装置及び再送制御方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの概要を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る無線端末の動作を示すフローチャートである。

図面を参照して、本発明の実施形態に係る無線通信システムについて、（１）無線通信システムの概要、（２）無線通信システムの詳細構成例、（３）無線通信システムの動作例、（４）実施形態の効果、（５）その他の実施形態の順に説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。

（１）無線通信システムの概要
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの概要を説明するための図である。本実施形態に係る無線通信システムは、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で仕様が策定されているＬＴＥ（Long Term Evolution）に基づいて構成されている。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、基地局ｅＮＢと、基地局ｅＮＢとの無線通信を行う無線端末ＵＥとを有する。本実施形態では、基地局ｅＮＢは２つの送信アンテナ（送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２）を有し、無線端末ＵＥは２つの受信アンテナ（受信アンテナ２１及び受信アンテナ２２）を有する。なお、基地局ｅＮＢに設けられる送信アンテナの数及び無線端末ＵＥに設けられる受信アンテナの数は、２つよりも多くてもよい。

基地局ｅＮＢ及び無線端末ＵＥは、下りリンクにおいてＭＩＭＯ空間多重技術をサポートする。本実施形態では、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の伝搬路特性の情報（いわゆる、伝搬路状態情報（ＣＳＩ））が無線端末ＵＥから基地局ｅＮＢにフィードバックされない形態のＭＩＭＯ伝送、すなわち開ループＭＩＭＯが適用される。

ＭＩＭＯ空間多重技術では、データ信号毎に異なる送信アンテナ又は異なる送信指向性を用いることによって、送信側と受信側との間に、空間的に分割されるストリームを複数形成することができる。本実施形態では、データ信号＃１及びデータ信号＃２毎に異なる送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２を用いることで、ストリームＳ１及びストリームＳ２が形成されている。

基地局ｅＮＢは、ストリームＳ１及びストリームＳ２を用いてデータ信号＃１及びデータ信号＃２をそれぞれ送信する。その際、基地局ｅＮＢは、送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２毎に異なる既知信号（パイロット信号）を挿入して送信する。

無線端末ＵＥは、データ信号＃１及びデータ信号＃２を混信状態で受信するが、送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２毎の既知信号から送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２毎の伝搬路特性を推定し、これらの伝搬路特性の相違に基づいて各データ信号＃１及びデータ信号＃２を分離し、分離したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のそれぞれを復号する。

また、本実施形態に係る無線通信システムは、ＨＡＲＱをサポートする。ＨＡＲＱの方式としては、チェイス合成（ＣＣ）方式やインクリメンタル・リダンダンシ（ＩＲ）方式等の既存の技術が使用できるが、本実施形態では、ＣＣ方式を使用するものとする。

無線端末ＵＥは、基地局ｅＮＢから受信したデータ信号＃１及び／又はデータ信号＃２の復号に失敗すると、復号に失敗したデータ信号の再送を基地局ｅＮＢに要求し、基地局ｅＮＢは、再送が要求されたデータ信号の再送を行う。その際、無線端末ＵＥは、復号に失敗したデータ信号に係る情報を保持しておき、保持している情報を、再送されたデータ信号の復号に利用する。無線端末ＵＥは、基地局ｅＮＢから受信したデータ信号の復号に成功すると、該データ信号の復号成功を送信装置に通知する。

本実施形態では、無線端末ＵＥから基地局ｅＮＢへＮＡＣＫを送信することによって再送要求が行われ、無線端末ＵＥから基地局ｅＮＢへＡＣＫを送信することによって復号成功通知が行われる。

例えば、無線端末ＵＥは、データ信号＃１及びデータ信号＃２の何れも復号成功である場合には、データ信号＃１及びデータ信号＃２についてのＡＣＫを送信する。無線端末ＵＥは、データ信号＃１及びデータ信号＃２の何れも復号失敗である場合には、データ信号＃１及びデータ信号＃２についてのＮＡＣＫを送信する。無線端末ＵＥは、データ信号＃１及びデータ信号＃２の一方が復号成功であって他方が復号失敗である場合には、該一方のデータ信号についてのＡＣＫを送信するとともに、該他方のデータ信号についてのＮＡＣＫを送信する。

図１（ｂ）は、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、図１（ａ）に示したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のうちデータ信号＃１が復号失敗であってデータ信号＃２が復号成功である場合、すなわち単一のデータ信号＃１の再送が要求される場合の再送制御を説明するための図である。この場合、無線端末ＵＥは、データ信号＃１についてのＮＡＣＫを送信するとともに、データ信号＃２についてのＡＣＫを送信するものとする。

図１（ｂ）に示すように、基地局ｅＮＢは、図１（ａ）に示したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のうち単一のデータ信号＃１の再送を無線端末ＵＥから要求されると、ストリームＳ１及びストリームＳ２のそれぞれで同一のデータ信号を送信する送信ダイバシティに切り替えて、再送が要求されたデータ信号＃１を再送する。これにより、ダイバシティゲインを得ることができる。なお、送信ダイバシティは、ストリームＳ１及びストリームＳ２のそれぞれで同一のデータ信号を送信するものであるが、データ信号の同一性が保たれていれば、一方のデータ信号を遅延させる方式や一方のデータ信号を符号化する方式であってもよい。

このように、データ信号＃１及びデータ信号＃２のうち単一のデータ信号＃１の再送時に送信ダイバシティに切り替えることで、次のような効果が得られる。例えば、ストリームＳ１で再送されたデータ信号＃１を構成する各ビットｂ１，ｂ２，ｂ３のうちビットｂ３に伝送誤りが生じ、ストリームＳ２で再送されたデータ信号＃１を構成する各ビットｂ１，ｂ２，ｂ３のうちビットｂ２に伝送誤りが生じても、両ストリームのデータ信号＃１を合成することによって、これらの伝送誤りを相互に補完することができる。その結果、再送されたデータ信号＃１の復号成功率を高めることができる。

図１（ｃ）は、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、図１（ａ）に示したデータ信号＃１及びデータ信号＃２の両方が復号失敗である場合、すなわち複数のデータ信号の再送が要求される場合の再送制御を説明するための図である。この場合、無線端末ＵＥは、データ信号＃１及びデータ信号＃２についてのＮＡＣＫを送信するものとする。

図１（ｃ）に示すように、基地局ｅＮＢは、図１（ａ）に示したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のそれぞれの再送を無線端末ＵＥから要求されると、ストリームＳ１及びストリームＳ２のそれぞれに対するデータ信号の割り当てを変更する（入れ替える）とともに、データ信号＃１及びデータ信号＃２の再送をＭＩＭＯ伝送により行う。詳細には、図１（ａ）では、ストリームＳ１にデータ信号＃１が割り当てられ、且つストリームＳ２にデータ信号＃２が割り当てられているが、図１（ｃ）では、ストリームＳ１にデータ信号＃２が割り当てられ、且つストリームＳ２にデータ信号＃１が割り当てられている。

このように、データ信号＃１及びデータ信号＃２の両データ信号の再送時に入れ替えを行うことで、次のようなダイバシティゲインが得られる。例えば、図１（ａ）で、ストリームＳ１で送信されたデータ信号＃１を構成する各ビットｂ１，ｂ２，ｂ３のうちビットｂ３に伝送誤りが生じ、復号失敗したケースを想定する。この場合、ＨＡＲＱの機能によりビットｂ１，ｂ２に係る復号情報が無線端末ＵＥに保持される。ここで、再送時にストリームＳ１でデータ信号＃１を送信すると、ビットｂ３が再び誤る可能性が高く、保持している復号情報を用いても復号に失敗することになる。これに対し、再送時にストリームＳ２でデータ信号＃１を送信すると、ビットｂ３が再び誤る可能性が低く、保持している復号情報を用いて復号に成功する確率を高めることができる。

（２）無線通信システムの詳細構成例
次に、本実施形態に係る無線通信システムの詳細構成例について、（２．１）基地局の構成、（２．２）無線端末の構成の順に説明する。

（２．１）基地局の構成
図２は、本実施形態に係る基地局ｅＮＢの構成を示すブロック図である。なお、ここでは本発明に関連する構成を主として説明する。

図２に示すように、基地局ｅＮＢは、制御部１０１と、データ生成部１０２と、ストリーム分割部１０３と、誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２と、変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２と、マッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２と、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２と、送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２とを含む。

制御部１０１は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）やメモリ等からなる。制御部１０１は、送信部１１０を制御する。

送信部１１０は、データ信号の送信を行うものであって、例えばデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等からなり、データ生成部１０２と、ストリーム分割部１０３と、誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２と、変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２と、マッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２と、ＩＦＦＴ部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２によって構成される。

誤り訂正符号化部１０４＃１と、変調部１０５＃１と、マッピング・プリコーディング部１０６＃１と、ＩＦＦＴ部１０７＃１と、送信アンテナ１１は、図１に示したストリームＳ１に対応して設けられている。誤り訂正符号化部１０４＃２と、変調部１０５＃２と、マッピング・プリコーディング部１０６＃２と、ＩＦＦＴ部１０７＃２と、送信アンテナ１２は、図１に示したストリームＳ２に対応して設けられている。

データ生成部１０２は、制御部１０１の制御下で、無線端末ＵＥに送信すべきデータ信号を生成し、生成したデータ信号をストリーム分割部１０３に出力する。なお、伝送用にフォーマットされる前のデータ信号はコードワードと称されることがある。詳細には、データ生成部１０２は、ＭＩＭＯ伝送時には、２つの異なるデータ信号（マルチコードワード）を生成し、生成した２つのデータ信号をストリーム分割部１０３に出力する。また、データ生成部１０２は、ＨＡＲＱに係る再送処理を行うために、生成したデータ信号のバッファリングを行う。データ生成部１０２は、送信ダイバシティ時には、１つのデータ信号（シングルコードワード）をストリーム分割部１０３に出力する。

ストリーム分割部１０３は、データ生成部１０２から入力されたデータ信号を誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２のそれぞれに振り分ける処理を行う。ＭＩＭＯ伝送時には、２つの異なるデータ信号がストリーム分割部１０３に入力されるため、ストリーム分割部１０３は、一方のデータ信号を誤り訂正符号化部１０４＃１に出力し、他方のデータ信号を誤り訂正符号化部１０４＃２に出力する。これに対し、送信ダイバシティ時には、１つのデータ信号がストリーム分割部１０３に入力されるため、ストリーム分割部１０３は、該データ信号の複製を作成し、一方のデータ信号を誤り訂正符号化部１０４＃１に出力し、他方のデータ信号を誤り訂正符号化部１０４＃２に出力する。

誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２は、ストリーム分割部１０３から入力されたデータ信号を誤り訂正符号化して変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２にそれぞれ出力する。

変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２は、誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を変調してマッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２にそれぞれ出力する。

マッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２は、変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を各サブキャリアにマッピングするとともに、送信方式（ＭＩＭＯ伝送／送信ダイバシティ）に応じたプリコーディングを行ってＩＦＦＴ部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２にそれぞれ出力する。

ＩＦＦＴ部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２は、マッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２からそれぞれ入力されるデータ信号にＩＦＦＴを施して出力する。ＩＦＦＴ部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２が出力する各データ信号には、図示を省略するサイクリックプリフィックス（ＣＰ）付加部によってＣＰが付加された後、図示を省略するアップコンバータ及びパワーアンプ等を介してＲＦ帯に変換される。送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２は、ＲＦ帯のデータ信号をそれぞれ送出する。

（２．２）無線端末の構成
図３は、本実施形態に係る無線端末ＵＥの構成を示すブロック図である。

図３に示すように、無線端末ＵＥは、受信アンテナ２１及び受信アンテナ２２と、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部２０１＃１及びＦＦＴ部２０１＃２と、送信方式判別部２０３と、ＭＩＭＯ検出部２０４と、復調部２０５＃１及び復調部２０５＃２と、誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２と、巡回冗長検査（ＣＲＣ）部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２と、ＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２と、ストリーム合成部２０９とを含む。

受信アンテナ２１及び受信アンテナ２２のそれぞれは、基地局ｅＮＢからのＲＦ帯のデータ信号を受信する。受信アンテナ２１及び受信アンテナ２２のそれぞれが受信したＲＦ帯のデータ信号は、図示を省略するローノイズアンプやダウンコンバータを介してベースバンド帯に変換される。

ＦＦＴ部２０１＃１は、受信アンテナ２１からのベースバンド帯のデータ信号にＦＦＴを施して送信方式判別部２０３に出力する。ＦＦＴ部２０１＃２は、受信アンテナ２２からのベースバンド帯のデータ信号にＦＦＴを施して送信方式判別部２０３に出力する。

送信方式判別部２０３は、ＦＦＴ部２０１＃１及びＦＦＴ部２０１＃２のそれぞれから入力されるデータ信号に基づいて送信方式（ＭＩＭＯ伝送／送信ダイバシティ）を判別する。例えば、送信方式判別部２０３は、該データ信号に含まれる送信方式情報から送信方式（ＭＩＭＯ伝送／送信ダイバシティ）を判別することができる。

ＭＩＭＯ検出部２０４は、ＭＩＭＯ伝送時において、ストリーム毎のデータ信号を分離するためのＭＩＭＯ検出処理を行う。ＭＩＭＯ検出処理の方式としては、Zero Forcing、ＭＭＳＥ、ＭＲＣ、ＭＬＤ等の既存の方式が使用できる。例えば、ＭＩＭＯ検出部２０４は、送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２毎の既知信号（パイロット信号）から送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２毎の伝搬路特性を推定し、これらの伝搬路特性の相違に基づいて各データ信号を分離し、一方のデータ信号を復調部２０５＃１に出力し、他方のデータ信号を復調部２０５＃２に出力する。これに対し、送信ダイバシティ時には、ストリーム毎に同一のデータ信号を受信しているため、ＭＩＭＯ検出部２０４は、該同一のデータ信号を復調部２０５＃１にのみ出力する。

復調部２０５＃１及び復調部２０５＃２は、ＭＩＭＯ検出部２０４からそれぞれ入力されるデータ信号を復調して誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２にそれぞれ出力する。

誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２は、復調部２０５＃１及び復調部２０５＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を誤り訂正復号してＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２にそれぞれ出力する。また、誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２は、ＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２の制御下で、ＨＡＲＱに係る合成処理を行う。

ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２は、誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２からそれぞれ入力されるデータ信号に対してＣＲＣによる誤り検出を行って、伝送誤りの有無（復号成功／復号失敗）をＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２にそれぞれ通知する。ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２のそれぞれは、復号成功の場合にはデータ信号をストリーム合成部２０９に出力する。

ＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２は、ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２からそれぞれ通知された伝送誤りの有無（復号成功／復号失敗）に応じて、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを基地局ｅＮＢに送信するための処理を行う。また、ＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２は、復号に失敗したデータ信号に係る復号情報を保持し、保持している復号情報を誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２に出力する。

ストリーム合成部２０９は、ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を合成して元のデータ信号を復元し、図示を省略する上位レイヤのブロックに出力する。

（３）無線通信システムの動作例
次に、本実施形態に係る無線通信システムの詳細構成例について、（３．１）基地局の動作、（３．２）無線端末の動作の順に説明する。ここでは、図１に示したシステム構成での動作を例に説明する。

（３．１）基地局の動作
図４は、本実施形態に係る基地局ｅＮＢの動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、ステップＳ１０１において、制御部１０１は、初送であるか再送であるかを判定する。ストリームＳ１又はストリームＳ２の少なくとも一方についてのＮＡＣＫを無線端末ＵＥから受信している場合には、該ＮＡＣＫについての再送を行うと判定する。ストリームＳ１及びストリームＳ２の両方についてのＡＣＫを無線端末ＵＥから受信している場合には、初送を行うと判定する。なお、再送回数の上限が設けられ、且つ再送回数が上限に達している場合には、再送を打ち切ると判定して初送を行うと判定してもよい。

初送であると判定すると、制御部１０１は処理をステップＳ１０２に進める。一方、再送であると判定すると、制御部１０１は処理をステップＳ２０３に進める。

ステップＳ１０２において、制御部１０１は、ＭＩＭＯ伝送を行うために、無線端末ＵＥに送信すべき２つのデータ信号＃１及びデータ信号＃２（マルチコードワード）を生成するようにデータ生成部１０２を制御する。

一方、ステップＳ１０３において、制御部１０１は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫに基づいて、ストリームＳ１及びストリームＳ２の両ストリームのデータ信号の再送が要求されたのか、ストリームＳ１又はストリームＳ２の何れか一方のみのデータ信号の再送が要求されたのかを判定する。

ストリームＳ１及びストリームＳ２の両ストリームのデータ信号の再送が要求されたと判定すると、制御部１０１は処理をステップＳ１０４に進める。一方、ストリームＳ１又はストリームＳ２の何れか一方のみのデータ信号（ここでは、データ信号＃１とする）の再送が要求されたと判定すると、制御部１０１は処理をステップＳ１０５に進める。

ステップＳ１０４において、制御部１０１は、再送用のデータ信号＃１及びデータ信号＃２を出力するようにデータ生成部１０２を制御し、且つ、該データ信号＃１及びデータ信号＃２の出力先を変更するようにストリーム分割部１０３を制御する。例えば、初送時にデータ信号＃１を誤り訂正符号化部１０４＃１に出力し、データ信号＃２を誤り訂正符号化部１０４＃２に出力している場合には、再送時にデータ信号＃１を誤り訂正符号化部１０４＃２に出力し、データ信号＃２を誤り訂正符号化部１０４＃１に出力するようストリーム分割部１０３に設定する。

ステップＳ１０５において、制御部１０１は、再送用のデータ信号＃１を出力するようにデータ生成部１０２を制御し、且つ、該データ信号＃１を誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２のそれぞれに出力するようストリーム分割部１０３に設定する。

ステップＳ１０６において、ストリーム分割部１０３は、制御部１０１からの制御に従い、入力されるデータ信号を誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２に出力する。

ステップＳ１０７において、誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２は、ストリーム分割部１０３から入力されたデータ信号を誤り訂正符号化して変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２にそれぞれ出力する。

ステップＳ１０８において、変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２は、誤り訂正符号化部１０４＃１及び誤り訂正符号化部１０４＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を変調してマッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２にそれぞれ出力する。

ステップＳ１０９において、マッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２は、変調部１０５＃１及び変調部１０５＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を各サブキャリアにマッピングするとともに、送信方式（ＭＩＭＯ伝送／送信ダイバシティ）に応じたプリコーディングを行ってＩＦＦＴ部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２にそれぞれ出力する。

ステップＳ１１０において、ＩＦＦＴ部１０７＃１及びＩＦＦＴ部１０７＃２は、マッピング・プリコーディング部１０６＃１及びマッピング・プリコーディング部１０６＃２からそれぞれ入力されるデータ信号にＩＦＦＴを施して出力する。

ステップＳ１１１において、送信アンテナ１１及び送信アンテナ１２は、ＲＦ帯のデータ信号をそれぞれ送出する。

（３．２）無線端末の動作
図５は、本実施形態に係る無線端末ＵＥの動作を示すフローチャートである。

図５に示すように、ステップＳ２０１において、受信アンテナ２１及び受信アンテナ２２のそれぞれは、基地局ｅＮＢからのＲＦ帯のデータ信号を受信する。

ステップＳ２０２において、ＦＦＴ部２０１＃１は、受信アンテナ２１からのベースバンド帯のデータ信号にＦＦＴを施して送信方式判別部２０３に出力する。

ステップＳ２０３において、送信方式判別部２０３は、ＦＦＴ部２０１＃１及びＦＦＴ部２０１＃２のそれぞれから入力されるデータ信号に基づいて送信方式（ＭＩＭＯ伝送／送信ダイバシティ）を判別する。そして、ＭＩＭＯ伝送であると判定すると、処理をステップＳ２０４に進める。一方、送信ダイバシティであると判定すると、処理をステップＳ２０５に進める。

ステップＳ２０４において、ＭＩＭＯ検出部２０４は、ストリーム毎のデータ信号＃１及びデータ信号＃２を分離するためのＭＩＭＯ検出処理を行い、一方のデータ信号を復調部２０５＃１に出力し、他方のデータ信号を復調部２０５＃２に出力する。一方、ステップＳ２０５において、ＭＩＭＯ検出部２０４は、ストリーム毎に同一のデータ信号＃１を受信しているため、該同一のデータ信号＃１を復調部２０５＃１にのみ出力する。なお、以下の処理は、ＭＩＭＯ伝送時について説明する。

ステップＳ２０６において、復調部２０５＃１及び復調部２０５＃２は、ＭＩＭＯ検出部２０４からそれぞれ入力されるデータ信号を復調して誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２にそれぞれ出力する。

ステップＳ２０７において、誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２は、復調部２０５＃１及び復調部２０５＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を誤り訂正復号してＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２にそれぞれ出力する。また、誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２は、再送時には、ＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２の制御下で、ＨＡＲＱに係る合成処理を行う。

ステップＳ２０８において、ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２は、誤り訂正復号部２０６＃１及び誤り訂正復号部２０６＃２からそれぞれ入力されるデータ信号に対してＣＲＣによる誤り検出を行って、伝送誤りの有無（復号成功／復号失敗）をＨＡＲＱ制御部２０８＃１及びＨＡＲＱ制御部２０８＃２にそれぞれ通知する。ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２のそれぞれは、復号成功の場合（ステップＳ２０８；ＹＥＳ）、データ信号をストリーム合成部２０９に出力する。

ステップＳ２０９において、ストリーム合成部２０９は、ＣＲＣ部２０７＃１及びＣＲＣ部２０７＃２からそれぞれ入力されるデータ信号を合成して元のデータ信号を復元し、図示を省略する上位レイヤのブロックに出力する。

（４）実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態に係る基地局ｅＮＢは、ＭＩＭＯ伝送によって送信したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のうち単一のデータ信号＃１の再送を要求されると、ＭＩＭＯ伝送から送信ダイバシティに切り替えるとともに、データ信号＃１の再送を送信ダイバシティにより行う。これにより、ダイバシティゲインを得ることができ、受信側でデータ信号＃１の復号に成功する確率が高まるため、再送回数を少なくすることができる。

また、本実施形態に係る基地局ｅＮＢは、ＭＩＭＯ伝送によって送信したデータ信号＃１及びデータ信号＃２の両データ信号の再送を要求されると、ストリームＳ１及びストリームＳ２のそれぞれに対するデータ信号の割り当てを変更する（入れ替える）とともに、データ信号＃１及びデータ信号＃２の再送をＭＩＭＯ伝送により行う。これにより、空間ダイバシティ効果を得ることができ、受信側でデータ信号＃１及びデータ信号＃２の復号に成功する確率が高まるため、再送回数を少なくすることができる。

このように、本実施形態に係る基地局ｅＮＢは、ＭＩＭＯ伝送時の再送において再送回数を少なくすることができる。

さらに、本実施形態に係る基地局ｅＮＢは、ＭＩＭＯ伝送から送信ダイバシティに切り替えた後、送信ダイバシティによって再送した単一のデータ信号＃１の復号成功を無線端末ＵＥから通知されると、送信ダイバシティからＭＩＭＯ伝送に切り替える。これにより、伝送速度の向上を図ることができる。

（５）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

（５．１）変更例１
例えば、ＭＩＭＯ伝送から送信ダイバシティに切り替えるための条件として、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の伝搬路状態が劣化しているという条件を加えてもよい。基地局ｅＮＢの制御部１０１は、無線端末ＵＥから受信する信号のＳＩＮＲが閾値を下回ったこと、又は、該信号のフェージング周波数が閾値を上回ったことを以て、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の伝搬路状態が劣化していると判断する。あるいは、基地局ｅＮＢの制御部１０１は、無線端末ＵＥからフィードバックされるＳＩＮＲ情報（ＣＱＩ；Channel Quality Indicator）が閾値を下回ったことを以て、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の伝搬路状態が劣化していると判断する。

そして、制御部１０１は、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の伝搬路状態が劣化している場合であって、且つ、ＭＩＭＯ伝送によって送信したデータ信号＃１及びデータ信号＃２のうち、単一のデータ信号＃１の再送を無線端末ＵＥから要求されると、ＭＩＭＯ伝送から送信ダイバシティに切り替えるとともに、該単一のデータ信号＃１の再送を送信ダイバシティにより行うように送信部１１０を制御する。このように、伝搬路状態が劣化している場合には、受信側でデータ信号＃１の復号に成功する確率が非常に低くなることから、該単一のデータ信号＃１の再送を送信ダイバシティにより行うことによって、受信側で該単一のデータ信号＃１の復号に成功する確率が高まるため、再送回数を少なくすることができる。

（５．２）変更例２
上述した実施形態では、無線端末ＵＥから基地局ｅＮＢへＮＡＣＫを送信することによって再送要求が行われ、無線端末ＵＥから基地局ｅＮＢへＡＣＫを送信することによって復号成功通知が行われていた。しかしながら、このような明示的な再送要求／復号成功通知に代えて、暗黙的な再送要求／復号成功通知を適用してもよい。例えば、ＮＡＣＫを使用しないシステムでは、基地局ｅＮＢは、無線端末ＵＥからのＡＣＫを受信しないことを以て、再送が暗黙的に要求されたとみなして再送を行ってもよい。また、ＡＣＫを使用しないシステムでは、基地局ｅＮＢは、無線端末ＵＥからのＮＡＣＫを受信しないことを以て、復号成功が暗黙的に通知されたとみなしてもよい。

（５．３）変更例３
上述した実施形態では、主に下りリンクについてのデータ信号の伝送を説明したが、本発明は下りリンクに限定されるものではなく、上りリンクにも本発明を適用可能である。この場合、上述した実施形態で基地局ｅＮＢが行っていた処理を無線端末ＵＥが行い、上述した実施形態で無線端末ＵＥが行っていた処理を基地局ｅＮＢが行うことになる。また、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥとの間の無線通信に限らず、基地局ｅＮＢと無線中継局（リレーノード）との間の無線通信や、無線中継局と無線端末ＵＥとの間の無線通信にも本発明を適用可能である。

さらに、上述した実施形態では、ＬＴＥに基づく無線通信システムを例に説明したが、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６シリーズ）や無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ）、次世代ＰＨＳ等に基づく無線通信システム対して本発明を適用してもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ｅＮＢ…基地局、ＵＥ…無線端末、１１，１２…送信アンテナ、２１，２２…受信アンテナ、１０１…制御部、１０２…データ生成部、１０３…ストリーム分割部、１０４＃１，＃２…誤り訂正符号化部、１０５＃１，＃２…変調部、１０６＃１，＃２…マッピング・プリコーディング部、１０７＃１，＃２…ＩＦＦＴ部、１１０…送信部、２０１＃１，＃２…ＦＦＴ部、２０３…送信方式判別部、２０４…ＭＩＭＯ検出部、２０５＃１，＃２…復調部、２０６＃１，＃２…誤り訂正復号部、２０７＃１，＃２…ＣＲＣ部、２０８＃１，＃２…ＨＡＲＱ制御部、２０９…ストリーム合成部

Claims (4)

1. 多入力多出力（ＭＩＭＯ）空間多重技術をサポートする無線通信システムにおいて、空間的に分割される複数のストリームを他の無線通信装置との間に形成する無線通信装置であって、
   前記複数のストリーム毎に異なるデータ信号を送信する第１の送信方式と、前記複数のストリームのそれぞれで同一のデータ信号を送信する第２の送信方式との何れかでデータ信号を送信するように構成された送信部と、
   前記第１の送信方式によって前記送信部が送信した複数のデータ信号のうち、単一のデータ信号の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、該単一のデータ信号の再送を前記第２の送信方式により行うように前記送信部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記制御部は、前記第１の送信方式によって前記送信部が送信した複数のデータ信号のうち、２以上のデータ信号の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、前記複数のストリームのそれぞれに対するデータ信号の割り当てを変更するとともに、該２以上のデータ信号の再送を前記第１の送信方式により行うように前記送信部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、前記他の無線通信装置との間の伝搬路状態が劣化している場合に、前記第１の送信方式によって前記送信部が送信した複数のデータ信号のうち、単一のデータ信号の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、該単一のデータ信号の再送を前記第２の送信方式により行うように前記送信部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 多入力多出力（ＭＩＭＯ）空間多重技術をサポートする無線通信システムにおいて、空間的に分割される複数のストリームを他の無線通信装置との間に形成する無線通信装置で用いられる再送制御方法であって、
   前記複数のストリーム毎に異なるデータ信号を送信する第１の送信方式によって、複数のデータ信号を送信するステップと、
   前記第１の送信方式によって送信した前記複数のデータ信号のうち、単一のデータ信号の再送を前記他の無線通信装置から要求されると、第２の送信方式によって、前記再送が要求された単一のデータ信号を再送するステップと、
   を含むことを特徴とする再送制御方法。

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