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WO2018123058A1 - 無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法 Download PDF

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Publication number
WO2018123058A1
WO2018123058A1 PCT/JP2016/089198 JP2016089198W WO2018123058A1 WO 2018123058 A1 WO2018123058 A1 WO 2018123058A1 JP 2016089198 W JP2016089198 W JP 2016089198W WO 2018123058 A1 WO2018123058 A1 WO 2018123058A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
response signal
wireless communication
nack
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/089198
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
矢野　哲也
田中　良紀
ジヤンミン ウー
Original Assignee
富士通株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士通株式会社 filed Critical 富士通株式会社
Priority to PCT/JP2016/089198 priority Critical patent/WO2018123058A1/ja
Publication of WO2018123058A1 publication Critical patent/WO2018123058A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication system, and a wireless communication method.
  • the 5G (5th generation mobile communication) communication standard requires a technology that realizes a higher data rate, larger capacity, lower delay, and larger number of connections in addition to the 4G (4th generation mobile communication) technology. It has been.
  • eMBB Enhanced Mobile BroadBand
  • Massive MTC Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • URLLC is the most difficult use case to be realized.
  • a packet error rate in a wireless section is 10 ⁇ 5 or less.
  • As one method for realizing the ultra-high reliability requirement there is a method of increasing the amount of resources used and making data redundant.
  • radio resources are limited, it is difficult to increase usage resources without limitation.
  • URLLC has a goal of setting the delay of the radio section of the user plane in the uplink and downlink to 0.5 milliseconds or less. This target is a high requirement of less than 1/10 of LTE (Long Term Evolution) 4G wireless system. URLLC is required to satisfy the above two requirements of ultra-high reliability and low delay at the same time.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE (4th generation communication system) and the like adopt a hybrid automatic repeat request (HARQ) technology.
  • HARQ the receiving apparatus requests the transmitting apparatus side to retransmit the data that could not be correctly decoded in the processing of the layer 1 protocol layer such as LTE.
  • the transmission apparatus requests retransmission of data
  • the transmission apparatus transmits the original data that could not be correctly decoded on the reception apparatus side as retransmission data.
  • the data is decoded by combining the data that could not be correctly decoded and the retransmission data corresponding to the retransmission request for the data that could not be correctly decoded.
  • the retransmission request is repeated by the receiving apparatus side sending the retransmission request again to the transmitting apparatus side. May be.
  • communication delay increases as the data for which retransmission requests are repeated increases. For example, in the case of URLLC, it becomes difficult to achieve the packet error rate of 10 ⁇ 5 in the radio section within the target delay time.
  • the disclosed technology has been made in view of the above, and provides a wireless communication device, a wireless communication system, and a wireless communication method capable of suppressing a decrease in communication reliability such as an increase in communication delay
  • the purpose is to do.
  • the wireless communication apparatus includes a reception unit, a determination unit, a selection unit, a modulation unit, and a transmission unit.
  • the receiving unit receives data wirelessly transmitted from another device.
  • the determination unit determines whether or not the received data has been successfully decoded.
  • the selection unit selects ACK (ACKnowledgement) as a response signal to be returned to another device when the determination unit determines that the data decoding is successful, and the determination unit determines that the data decoding has failed To select one of a plurality of NACKs (Negative ACKnowledgement) as a response signal.
  • the modulation unit modulates the response signal selected by the selection unit.
  • the transmission unit wirelessly transmits the response signal modulated by the modulation unit to another device.
  • the modulation unit transmits a response signal so that an ACK symbol is arranged in one area across one of the I axis and the Q axis on the IQ plane. Modulate. Further, when any one of a plurality of NACKs is selected by the selection unit, the modulation unit selects the other region across one axis in the IQ plane by the selection unit along a straight line parallel to the one axis. The response signal is modulated such that the received NACK symbols are arranged.
  • the reliability of communication can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a wireless terminal.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of symbols in the response signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between ACK and NACK when NACK occurrence probability P NACK is 1%.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between ACK and NACK when NACK occurrence probability P NACK is 10%.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between NACK i and NACK j when the occurrence probability P NACK of NACK is 1%.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a wireless terminal.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of symbols in the response signal.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between NACK i and NACK j when the occurrence probability P NACK of NACK is 10%.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a calculation result of a required SN (Signal-to-Noise ratio) for satisfying a predetermined error rate when the occurrence probability P NACK of NACK is 1%.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a calculation result of a required SN for satisfying a predetermined error rate when the NACK occurrence probability P NACK is 10%.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a calculation result of average signal power.
  • FIG. 11 is a diagram showing an arrangement of ACK and a plurality of NACK symbols in the comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from ACK to NACK in the comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from NACK to ACK in the comparative example.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between NACK i and NACK j in the comparative example.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the required SN when a predetermined error rate is satisfied in the comparative example.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the required SN when the error rate from NACK to ACK is 0.01% and the error rate from NACK i to NACK j is 1%.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from ACK to NACK in the comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another example of the arrangement of ACK and NACK symbols.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating another example of arrangement of each symbol of ACK and NACK.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from ACK to NACK.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from NACK to ACK.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the calculation result of the error rate from NACK i to NACK j .
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating an example of a radio base station.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a correspondence table in the first embodiment.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of the operation of the wireless terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of the operation of the radio base station according to the first embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a method for transmitting additional information according to the second embodiment.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of the transmission timing of NACK and additional information.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a correspondence table in the second embodiment.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating an example of the operation of the wireless terminal according to the second embodiment.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating an example of the operation of the radio base station according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system 10.
  • the radio communication system 10 includes a radio base station 20 and a radio terminal 30. Note that the radio communication system 10 may include a plurality of radio base stations 20 and a plurality of radio terminals 30.
  • the radio communication system 10 is a mobile communication system such as LTE.
  • the radio base station 20 and the radio terminal 30 are examples of radio communication devices.
  • the radio base station 20 includes a communication interface 21, a processor 22, a memory 23, a radio communication circuit 24, and an antenna 25.
  • the communication interface 21 is connected to the core network 11, receives data transmitted via the core network 11, outputs the data to the processor 22, and outputs data output from the processor 22 to the core network 11.
  • the processor 22 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a DSP (Digital Signal Processor). Based on the signal output from the communication interface 21, the processor 22 generates a transmission signal to be transmitted to the wireless terminal 30 and outputs the generated transmission signal to the wireless communication circuit 24. Further, the processor 22 generates a transmission signal including retransmission data for data that has failed to be decoded in the wireless terminal 30 and outputs the generated transmission signal to the wireless communication circuit 24. Further, the processor 22 generates a signal to be transmitted to the core network 11 based on the reception signal output from the wireless communication circuit 24, and outputs the generated signal to the communication interface 21.
  • a CPU Central Processing Unit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • DSP Digital Signal Processor
  • the memory 23 includes, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), and stores information used by the processor 22 to execute processing.
  • the processor 22 executes predetermined processing using information read from the memory 23.
  • the wireless communication circuit 24 performs processing such as up-conversion, quadrature modulation, and amplification on the transmission signal output from the processor 22, and wirelessly transmits the processed transmission signal to the space via the antenna 25.
  • the wireless communication circuit 24 performs processing such as amplification, orthogonal demodulation, and down-conversion on the received signal received via the antenna 25 and outputs the processed received signal to the processor 22.
  • the wireless terminal 30 includes an antenna 31, a wireless communication circuit 32, a processor 33, and a memory 34.
  • the wireless communication circuit 32 performs processing such as up-conversion, orthogonal modulation, and amplification on the transmission signal output from the processor 33 and wirelessly transmits the processed transmission signal to the space via the antenna 31.
  • the radio communication circuit 32 performs processing such as amplification, quadrature demodulation, and down-conversion on the reception signal received via the antenna 31 and outputs the processed reception signal to the processor 33.
  • the wireless communication circuit 32 is an example of a transmission unit.
  • the processor 33 includes a CPU, FPGA, DSP, or the like, for example, and determines whether or not the data transmitted from the radio base station 20 has been successfully decoded based on the received signal output from the radio communication circuit 32. When the data transmitted from the radio base station 20 is successfully decoded, the processor 33 generates a transmission signal including ACK, outputs the generated transmission signal to the radio communication circuit 32, and based on the data successfully decoded. To execute a predetermined process.
  • the processor 33 if the decoding of the data transmitted from the radio base station 20 fails, the processor 33 generates a transmission signal including NACK and outputs the generated transmission signal to the radio communication circuit 32. Then, the processor 33 tries to decode the data again based on the retransmission data transmitted from the radio base station 20 and the data that failed to be decoded.
  • the memory 34 includes, for example, a RAM or a ROM, and stores a program, data, and the like for the processor 33 to realize each function.
  • the processor 33 implements various functions based on a program read from the memory 34 and the like.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the wireless terminal 30.
  • the wireless terminal 30 includes a reception BB (BaseBand) processing unit 330, a determination unit 331, a measurement unit 332, a response signal generation unit 333, a transmission BB (BaseBand) processing unit 334, and a re-decoding unit 335.
  • Each function of the reception BB processing unit 330, the determination unit 331, the measurement unit 332, the response signal generation unit 333, the transmission BB processing unit 334, and the re-decoding unit 335 executes a program read from the memory 34 by the processor 33. It is realized by.
  • the reception BB processing unit 330 performs error correction decoding or the like for each block of a predetermined unit on the reception signal output from the wireless communication circuit 32 and restores data transmitted from the wireless base station 20. Then, the reception BB processing unit 330 outputs the restored data to the determination unit 331.
  • the reception BB processing unit 330 is an example of a reception unit.
  • the determination unit 331 determines whether or not the data has been successfully decoded by determining whether or not the data output from the reception BB processing unit 330 or the re-decoding unit 335 includes an error.
  • the determination unit 331 determines, for example, whether or not an error is included in the restored data using an error detection code such as a CRC (Cyclic Redundancy Check) code included in the data. If it is determined that the data has been successfully decoded, the determination unit 331 notifies the response signal generation unit 333 that the data has been successfully decoded.
  • the successfully decoded data is sent to a processing block (not shown), and a predetermined process based on the data is performed.
  • the determining unit 331 notifies the response signal generating unit 333 of the data decoding failure and outputs the data that has failed to be decoded to the re-decoding unit 335.
  • the re-decoding unit 335 holds the data that has been output from the determination unit 331 and failed to be decoded. Then, when the retransmission data is output from the reception BB processing unit 330, the re-decoding unit 335 restores the data using the retransmission data and the held data. Then, the re-decoding unit 335 outputs the restored data to the determination unit 331. Note that the function of the re-decoding unit 335 may be realized by the decoding function of the reception BB processing unit 330.
  • the measuring unit 332 measures an index indicating the quality of the reception environment based on the reception signal output from the wireless communication circuit 32.
  • the index indicating the quality of the reception environment include CQI (Channel Quality Indicator), SINR (Signal-to-Interference plus Noise power Ratio), RSSI (Received Signal Strength Indicator), and the like.
  • the measurement unit 332 outputs a measured value of an index indicating the quality of the reception environment to the response signal generation unit 333.
  • the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating ACK when the determination unit 331 is notified of successful data decoding. Then, the response signal generation unit 333 outputs the generated response signal to the transmission BB processing unit 334.
  • the response signal generation unit 333 is an example of a selection unit.
  • the response signal generation unit 333 acquires a measurement value of an index indicating the quality of the reception environment from the measurement unit 332. Then, the response signal generation unit 333 selects one NACK from a plurality of different NACKs according to the quality level of the reception environment indicated by the measurement value acquired from the measurement unit 332. In the present embodiment, the response signal generation unit 333 selects one NACK from the three different NACKs 1 to 3. Then, the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating the selected NACK. Then, the response signal generation unit 333 outputs the generated response signal to the transmission BB processing unit 334.
  • the transmission BB processing unit 334 modulates the response signal output from the response signal generation unit 333. Then, the transmission BB processing unit 334 maps the modulated response signal to, for example, an uplink control channel resource and outputs the mapped response signal to the radio communication circuit 32.
  • the uplink control channel is, for example, PUCCH (Physical Uplink Control Channel).
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the modulated response signal may be mapped to the channel resource.
  • the uplink user data channel is, for example, PUSCH (Physical Uplink Shared Channel).
  • the transmission BB processing unit 334 is an example of a modulation unit.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of symbols in the response signal.
  • the transmission BB processing unit 334 when the response signal is ACK, the transmission BB processing unit 334 has an ACK symbol in one area across one of the I axis and the Q axis on the IQ plane that is the complex coordinate plane. Modulate the response signal to be placed.
  • the transmission BB processing unit 334 when the response signal is ACK, the transmission BB processing unit 334, for example, as illustrated in FIG. 3, a region where the I component is positive across the Q axis (that is, the first quadrant and the first quadrant of the IQ plane).
  • the response signal is modulated so that an ACK symbol is arranged on the I axis.
  • the amplitude of the ACK symbol is defined as a.
  • the transmission BB processing unit 334 when the response signal is one of a plurality of NACKs, the transmission BB processing unit 334 extends along the straight line parallel to one axis in the other region across one axis in the IQ plane.
  • the response signal is modulated so that NACK symbols are arranged.
  • the transmission BB processing unit 334 has a region where the I component is negative across the Q axis (that is, on the IQ plane).
  • the response signal is modulated such that the NACK symbol is arranged on the straight line 40 that passes through the coordinates of -a on the I axis in the second quadrant and third quadrant areas). For example, as shown in FIG.
  • the radio base station 20 that has received the response signal can determine whether or not the response signal is ACK by determining whether or not the amplitude of the I component of the response signal is positive.
  • the plurality of NACK1 to 3 NACK symbols are arranged in the direction along the straight line 40 so that the intervals between adjacent NACK symbols are equal.
  • the Q component of the NACK1 symbol is + 2b
  • the Q component of the NACK2 symbol is 0,
  • the Q component of the NACK3 symbol is -2b.
  • the symbol interval is 2b.
  • the transmission BB processing unit 334 performs BPSK (Binary Phase Shift Keying) modulation of the response signal with ACK and NACK in the I-axis direction, and further NACK is ternary in the Q-axis direction according to the values of NACK1 to NACK3.
  • BPSK Binary Phase Shift Keying
  • NACK is ternary in the Q-axis direction according to the values of NACK1 to NACK3.
  • PAM modulation Pulse Amplitude Modulation
  • the radio base station 20 that has received the response signal determines whether or not the amplitude of the Q component of the response signal is greater than + b. Whether or not it is NACK1 can be determined.
  • the radio base station 20 that has received the response signal determines whether the amplitude of the Q component of the response signal is smaller than + b and larger than ⁇ b when the amplitude of the I component of the received signal is negative. Thus, it can be determined whether or not the response signal is NACK2.
  • the radio base station 20 determines whether or not the amplitude of the Q component of the response signal is smaller than ⁇ b. It can be determined whether or not it is NACK3.
  • the radio base station 20 determines whether the response signal is ACK or NACK 1 to 3 based on the amplitudes of the I component and Q component of the response signal. Can be determined. Therefore, the response signal determination circuit can be configured simply.
  • the amplitude of the NACK1 and NACK3 symbols is ⁇ (a 2 + 4b 2 ), and the power of the NACK1 and NACK3 symbols is (a 2 + 4b 2 ). is there.
  • the amplitude of the symbols of the ACK and NACK2 are a, power of the symbol of the ACK and NACK2 is a 2. Therefore, the power of the NACK1 and NACK3 symbols is greater than the power of the ACK symbols.
  • actual communication is often performed in a state where the occurrence probability of NACK is not so high, and the occurrence frequency of NACK is much lower than the occurrence frequency of ACK. Therefore, even if there is a symbol having an amplitude larger than that of the ACK symbol among the plurality of NACK symbols, the power consumption does not increase so much in the entire communication.
  • the radio terminal 30 transmits one of the three types of NACKs to the radio base station 20 according to the quality level of the reception environment when data decoding fails.
  • the NACK symbol with the highest occurrence frequency among the three types of NACKs as NACK2 on the I axis.
  • the power of NACK2 is a 2, smaller than a power of NACK1 and NACK2 (a 2 + 4b 2) . Therefore, it is possible to further suppress an increase in power consumption when viewed over the entire communication.
  • an error rate P (ACK ⁇ NACK) that is a rate of ACK being mistaken as any NACK, and an error rate P (NACK ⁇ ACK) that is a rate at which any NACK is mistaken as ACK are: For example, it is expressed as the following formula (1).
  • an error rate P (NACK i ⁇ NACK i ⁇ j ), which is a rate of mistaking one NACK i as another NACK j (j ⁇ i), is expressed by, for example, the following equation (2).
  • the average power S of the response signal is expressed as the following equation (3), for example.
  • the coordinates of the ACK symbol on the IQ plane are (+ a, 0), the coordinates of the NACK1 symbol are ( ⁇ a, + 2b), and the coordinates of the NACK2 symbol are ( ⁇ a, 0). 0), the coordinates of the NACK3 symbol are ( ⁇ a, ⁇ 2b).
  • N noise power
  • N 2 ⁇ 2 .
  • Erfc (x) is a complementary error function of x.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between ACK and NACK when NACK occurrence probability P NACK is 1%.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between ACK and NACK when NACK occurrence probability P NACK is 10%.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between NACK i and NACK j when the occurrence probability P NACK of NACK is 1%.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between NACK i and NACK j when the occurrence probability P NACK of NACK is 10%.
  • the error rate tends to increase as the NACK occurrence probability P NACK increases. Also, the error rate tends to decrease as the value of b is increased.
  • FIGS. 8 and 9 The required SNs for satisfying the predetermined error rate are summarized as shown in FIGS. 8 and 9, for example.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a calculation result of a required SN for satisfying a predetermined error rate when the occurrence probability P NACK of NACK is 1%.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a calculation result of a required SN for satisfying a predetermined error rate when the NACK occurrence probability P NACK is 10%.
  • the required SN for setting the error rate between ACK and NACK to a predetermined value and the error rate between different NACKs to a predetermined value is a large value of b with respect to a. Varies depending on the situation. Therefore, the size of b with respect to a is determined according to the target required SN. For example, in FIG. 8, when the ratio of b to a is about 0.66, the required SN in which the error rate between ACK and NACK is 0.01% and the required SN in which the error rate between NACK is 1%. Both are about 8.4 dB. For example, in FIG. 9, when the ratio of b to a is about 0.66, the required SN where the error rate between ACK and NACK is 0.01% and the error rate between NACK is 1%. The required SN is both about 8.8 dB.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a calculation result of average signal power.
  • the average power increases as the size of b with respect to a increases.
  • the average power increase rate increases. If the probability P NACK of NACK is 10% when the magnitude of b and size the same order of a, the size of b is compared with the case of 0, the average power is increased by about 27%.
  • the occurrence probability P NACK of NACK is 1%, if the size of b is about the same as the size of a, the average power increases by about 3% compared to the case where the size of b is 0. Stay.
  • the lower the NACK occurrence probability P NACK the lower the average power increase.
  • a response is made so that the ACK symbol and the NACK 1 to 3 symbols are arranged on the circumference of the radius A centered on the origin O on the IQ plane.
  • an ACK symbol and a NACK1 symbol are arranged on the Q axis.
  • NACK3 is arranged on the circumference of the angle ⁇ ° from the I axis
  • NACK2 is arranged on the circumference of the angle ⁇ ° from the I axis.
  • the comparative example is a modulation method described in “Performance of Asymmetric QPSK Modulation for Multi-Level ACK / NACK in LTE Uplink” (European Wireless 2014; 20th European Wireless Conference, Pages: 814-819).
  • an error rate P (ACK ⁇ NACK), which is a rate at which ACK is mistaken as any NACK, is expressed by, for example, the following equation (4).
  • an error rate P (NACK ⁇ ACK), which is a rate at which any NACK is mistaken as ACK, is expressed by, for example, the following equation (5).
  • an error rate P (NACK i ⁇ NACK i ⁇ j ), which is a ratio of mistaking one NACK i as another NACK j (i ⁇ j), is represented by the following equation (6), for example. It is expressed in
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from ACK to NACK in the comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from NACK to ACK in the comparative example.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate between NACK i and NACK j in the comparative example.
  • the error rate between ACK and NACK decreases. This is because the distance between the ACK symbol and the NACK2 and NACK3 symbols increases on the IQ plane as the angle ⁇ increases.
  • the error rate between different NACKs deteriorates as the angle ⁇ increases. This is because the distance between adjacent NACKs becomes shorter in the IQ plane as the angle ⁇ increases.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the required SN when a predetermined error rate is satisfied in the comparative example.
  • the required SN for setting the error rate between ACK and NACK to a predetermined value and setting the error rate between different NACKs to a predetermined value is a large angle ⁇ . Varies depending on the situation. For example, in FIG. 15, when the angle ⁇ is about 22 °, both the required SN in which the error rate between ACK and NACK is 0.01% and the required SN in which the error rate between NACK is 1% are both It is about 9.7 dB.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the required SN when the error rate from NACK to ACK is 0.01% and the error rate from NACK i to NACK j is 1%.
  • the required SN for achieving both an error rate of 0.01% between ACK and NACK and an error rate of 1% between NACKs is approximately 9.7 dB in the comparative example. Then, it becomes about 8.4 to 8.8 dB.
  • the modulation method of the present embodiment can achieve the same error rate as the comparative example with a lower average SN than the modulation method of the comparative example. Also, the modulation method of this embodiment can achieve a lower error rate than the modulation method of the comparative example under the same average SN conditions.
  • FIG. 16 also describes the required SNs when binary NACK is used (BPSK + BPSK) and when quaternary NACK is used (BPSK + 4PAM).
  • the response signal has a symbol arrangement as shown in FIG. 17, for example.
  • the response signal when the response signal is NACK1 or 2, the NACK symbol is placed on the straight line 40 that passes through the ⁇ a coordinate on the I axis, in which the I component is negative across the Q axis.
  • the response signal is modulated to be arranged.
  • the IQ plane coordinates of NACK1 are ( ⁇ a, + b), for example, and the IQ plane coordinates of NACK2 are ( ⁇ a, ⁇ b), for example.
  • the interval between adjacent NACK symbols is 2b, for example.
  • the response signal has a symbol arrangement as shown in FIG. 18, for example.
  • the response signal when the response signal is any one of NACK1 to NACK4, it is a region where the I component is negative across the Q axis, and the NACK is on the straight line 40 passing through the -a coordinate on the I axis.
  • the response signal is modulated such that the symbols are arranged.
  • the IQ plane coordinates of NACK1 are, for example, ( ⁇ a, + 3b)
  • the IQ plane coordinates of NACK2 are, for example, ( ⁇ a, + b)
  • the IQ plane coordinates of NACK3 are, for example, ( ⁇ a, + 3b).
  • the IQ plane coordinates of NACK4 are, for example, (-a, -3b).
  • the interval between adjacent NACK symbols is 2b, for example.
  • the required SN for achieving both an error rate of 0.01% between ACKs and NACK and an error rate of 1% between NACKs is about 8. It can be seen that it is 4 to 8.5 dB.
  • the required SN for achieving both an error rate of 0.01% between ACKs and NACK and an error rate of 1% between NACKs is about 8.4 to 9.2 dB.
  • an error rate comparable to that of the comparative example can be achieved with an average SN lower than that of the modulation method of the comparative example.
  • the number of NACKs can be increased as compared with the modulation method of the comparative example under the same average SN condition.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from ACK to NACK.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an error rate from NACK to ACK.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the calculation result of the error rate from NACK i to NACK j .
  • comparison is made at a required SN that achieves both an error rate of 0.01% between ACK and NACK and an error rate of 1% between NACKs.
  • a lower error rate than the comparative example can be achieved with the same multi-level number of NACK as in the example.
  • an error rate lower than that of the comparative example can be achieved even when the number of multilevel NACKs is smaller than that of the comparative example and when the number of multilevel NACKs is larger than that of the comparative example.
  • the modulation method of the comparative example it is determined whether the response signal is ACK or NACK 1 to 3 depending on which boundary line 41 set on the IQ plane is located in the response signal symbol. The This complicates the response signal determination circuit.
  • the modulation method of the present embodiment it is possible to determine whether the response signal is ACK or NACK 1 to 3 based on the amplitudes of the I component and Q component of the response signal. For this reason, in this embodiment, the response signal determination circuit can be simplified in comparison with the comparative example.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating an example of the radio base station 20.
  • the radio base station 20 includes a scheduler 220, a determination unit 221, a reception BB processing unit 222, a buffer 223, a retransmission data generation unit 224, a transmission data processing unit 225, and a transmission BB processing unit 226.
  • Each function of the scheduler 220, the determination unit 221, the reception BB processing unit 222, the buffer 223, the retransmission data generation unit 224, the transmission data processing unit 225, and the transmission BB processing unit 226 is a program read from the memory 23 by the processor 22. It is realized by executing.
  • the reception BB processing unit 222 performs error correction decoding on the reception signal output from the wireless communication circuit 24 for each block of a predetermined unit, and restores data transmitted from the wireless terminal 30. Then, the reception BB processing unit 222 outputs the restored data to a reception data processing unit (not shown).
  • the reception BB processing unit 222 performs quadrature demodulation on the block including the response signal, and outputs I component and Q component signals to the determination unit 221.
  • the reception BB processing unit 222 is an example of a reception unit.
  • the determination unit 221 determines whether the response signal is ACK or NACK 1 to 3 based on the amplitudes of the I component and Q component of the response signal output from the reception BB processing unit 222. In the present embodiment, the determination unit 221 determines whether or not the response signal is ACK by determining whether or not the amplitude of the I component is positive. When the amplitude of the I component is negative, that is, when the response signal is not ACK, the determination unit 221 determines whether the response signal is NACK 1 to 3 based on the amplitude of the Q component. judge. The determination unit 221 outputs the determination result to the scheduler 220 and the retransmission data generation unit 224.
  • the scheduler 220 instructs the retransmission data generation unit 224 about the transmission timing of the retransmission data.
  • the transmission data processing unit 225 generates transmission data based on the signal output from the communication interface 21. Then, transmission data processing section 225 outputs the generated transmission data to buffer 223 and transmission BB processing section 226.
  • the buffer 223 holds the transmission data output from the transmission data processing unit 225.
  • the buffer 223 is an example of a holding unit.
  • the transmission BB processing unit 226 performs processing such as baseband modulation and multiplexing on the transmission data output from the retransmission data generation unit 224 and the retransmission data output from the transmission data processing unit 225. Then, the transmission BB processing unit 226 outputs the processed transmission signal to the wireless communication circuit 24.
  • the transmission BB processing unit 226 is an example of a transmission unit.
  • the retransmission data generation unit 224 acquires the transmission data held in the buffer 223 when the determination result of the response signal by the determination unit 221 is any one of NACK1 to NACK3. Then, the retransmission data generation unit 224 generates retransmission data based on the transmission data acquired from the buffer 223 with reference to, for example, the correspondence table 50 illustrated in FIG. In the present embodiment, the retransmission data generation unit 224 holds the correspondence table 50. Note that the processing such as encoding and modulation performed by the retransmission data generation unit 224 may be executed by a functional unit that performs encoding and modulation included in the transmission BB processing unit 226.
  • the scheduler 220 may read MCS and transmission power parameters from the correspondence table 50 and pass them to the transmission BB processing unit 226. Further, when only a part of the data before encoding is retransmitted, the retransmission data generation unit 224 extracts the part of the data from the buffer 223 and passes it to the transmission BB processing unit 226. May be.
  • the encoded retransmission data is held in the buffer 223, the encoding process is omitted at the time of retransmission, and the repetition of encoding at the time of retransmission and the amount of decimation are adjusted according to the NACK level. The form of can also be considered.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the correspondence table 50 according to the first embodiment.
  • the correspondence table 50 is information for generating retransmission data corresponding to each of NACK 1 to 3 in association with transmission information including information on transmission data such as MCS (Modulation and Coding Scheme) of transmission data and transmission power. Store some generated information.
  • transmission information 2 when transmission data is generated based on “transmission information 2”, retransmission data is generated based on “generation information [21]” for NACK1, For NACK2, retransmission data is generated based on “generation information [22]”, and for NACK3, retransmission data is generated based on “generation information [23]”.
  • the retransmission data generation unit 224 refers to the correspondence table 50, and outputs the retransmission data generated based on the transmission data acquired from the buffer 223 to the transmission BB processing unit 226 at the transmission timing instructed by the scheduler 220. In addition, when the determination result of the response signal by the determination unit 221 is ACK, the retransmission data generation unit 224 deletes transmission data corresponding to the ACK from the buffer 223.
  • the retransmission data generation unit 224 is an example of a generation unit.
  • the retransmission data generation unit 224 generates retransmission data according to the type of NACK determined by the determination unit 221 when the determination unit 221 determines that the response signal is NACK.
  • the disclosed technology is not limited to this.
  • the retransmission data generation unit 224 may generate retransmission data in advance for each of the NACKs 1 to 3 with reference to the correspondence table 50 when transmission data is stored in the buffer 223.
  • the retransmission data generation unit 224 transmits the retransmission data corresponding to the determination result from the retransmission data generated in advance from the scheduler 220.
  • the data is output to the transmission BB processing unit 226 at the timing.
  • the retransmission data generation unit 224 can sufficiently secure time for generating retransmission data.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of the operation of the wireless terminal 30 according to the first embodiment. For example, when starting reception of data, the wireless terminal 30 starts the operation illustrated in this flowchart.
  • the wireless terminal 30 receives data transmitted from the wireless base station 20 (S100). Specifically, the wireless communication circuit 32 performs processing such as amplification, orthogonal demodulation, and down-conversion on the reception signal received via the antenna 31 and outputs the processed reception signal to the processor 33.
  • the reception BB processing unit 330 in the processor 33 performs error correction decoding or the like for each block of a predetermined unit on the reception signal output from the wireless communication circuit 32 to restore the data transmitted from the wireless base station 20. . Then, the reception BB processing unit 330 outputs the restored data to the determination unit 331.
  • the wireless terminal 30 determines whether the data has been successfully decoded (S101). Specifically, the determination unit 331 determines whether or not the restored data includes an error using an error detection code such as a CRC code included in the data output from the reception BB processing unit 330. Thus, it is determined whether or not the data has been successfully decoded.
  • an error detection code such as a CRC code included in the data output from the reception BB processing unit 330.
  • the determination unit 331 notifies the response signal generation unit 333 of the successful data decoding.
  • the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating ACK, and outputs the generated response signal to the transmission BB processing unit 334 (S104). Then, the transmission BB processing unit 334 executes the process shown in step S105.
  • the determination unit 331 notifies the response signal generation unit 333 of the data decoding failure.
  • the response signal generation unit 333 acquires a measurement value of an index indicating the quality of the reception environment from the measurement unit 332 (S102). Then, the response signal generation unit 333 selects one NACK from the plurality of NACKs 1 to 3 according to the quality level of the reception environment indicated by the measurement value acquired from the measurement unit 332. Then, the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating the selected NACK (S103). Then, the response signal generation unit 333 outputs the generated response signal to the transmission BB processing unit 334.
  • the transmission BB processing unit 334 modulates the response signal output from the response signal generation unit 333 (S105). Specifically, when the response signal is ACK, the transmission BB processing unit 334, for example, as illustrated in FIG. 3, the response signal so that the symbol is mapped to the coordinates of (+ a, 0) on the IQ plane. Modulate.
  • the response signal is NACK1
  • the response signal is modulated so that the symbol is mapped to the coordinates of ( ⁇ a, + 2b) on the IQ plane.
  • the response signal is NACK2 for example, as shown in FIG. 3, the response signal is modulated so that the symbol is mapped to the coordinates of ( ⁇ a, 0) on the IQ plane.
  • the response signal is NACK3, for example, as shown in FIG. 3, the response signal is modulated so that symbols are mapped to the coordinates of ( ⁇ a, ⁇ 2b) on the IQ plane.
  • the transmission BB processing unit 334 maps the modulated response signal to, for example, an uplink control channel resource, and outputs the mapped response signal to the wireless communication circuit 32.
  • the wireless communication circuit 32 wirelessly transmits the response signal modulated by the transmission BB processing unit 334 via the antenna 31 (S106).
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of the operation of the radio base station 20 according to the first embodiment. For example, when starting the transmission of data, the radio base station 20 starts the operation shown in this flowchart.
  • the wireless base station 20 wirelessly transmits data (S200). Specifically, the transmission data processing unit 225 in the processor 22 generates transmission data based on a signal output from the communication interface 21, and outputs the generated transmission data to the buffer 223 and the transmission BB processing unit 226. .
  • the transmission BB processing unit 226 performs processing such as baseband modulation and multiplexing on the transmission data output from the retransmission data generation unit 224. Then, the transmission BB processing unit 226 outputs the processed transmission signal to the wireless communication circuit 24.
  • the wireless communication circuit 24 performs processing such as up-conversion, orthogonal modulation, and amplification on the transmission signal output from the transmission BB processing unit 226, and wirelessly transmits the processed transmission signal to the space via the antenna 25. To do.
  • the buffer 223 holds the transmission data output from the transmission data processing unit 225 (S201).
  • the determination unit 221 refers to the signal output from the reception BB processing unit 222 and determines whether a response signal has been received (S202).
  • the determination unit 221 determines whether the response signal is ACK based on the amplitudes of the I component and the Q component of the response signal output from the reception BB processing unit 222. (S203). Specifically, the determination unit 221 determines whether or not the response signal is ACK by determining whether or not the amplitude of the I component is positive.
  • the determination unit 221 outputs the determination result to the scheduler 220 and the retransmission data generation unit 224.
  • the retransmission data generation unit 224 deletes the transmission data corresponding to ACK from the buffer 223 (S206).
  • the determination unit 221 determines the response based on the magnitude of the Q component amplitude of the response signal. It is determined whether the signal is NACK1 to NACK3. Then, the determination unit 221 outputs the determination result to the scheduler 220 and the retransmission data generation unit 224.
  • the scheduler 220 instructs the retransmission data generation unit 224 to transmit retransmission data.
  • the retransmission data generation unit 224 acquires transmission data held in the buffer 223. Then, the retransmission data generation unit 224 generates retransmission data based on the transmission data acquired from the buffer 223 with reference to, for example, the correspondence table 50 illustrated in FIG. 23 (S204). Then, retransmission data generation section 224 outputs the generated retransmission data to transmission BB processing section 226 at the transmission timing instructed from scheduler 220.
  • the transmission BB processing unit 226 performs processing such as baseband modulation and multiplexing on the retransmission data output from the retransmission data generation unit 224. Then, the transmission BB processing unit 226 outputs the processed transmission signal to the wireless communication circuit 24.
  • the wireless communication circuit 24 performs processing such as up-conversion, orthogonal modulation, and amplification on the transmission signal output from the transmission BB processing unit 226, and wirelessly transmits the processed transmission signal to the space via the antenna 25. (S205).
  • the radio communication system 10 includes a radio base station 20 and a radio terminal 30.
  • the wireless terminal 30 includes a reception BB processing unit 330, a determination unit 331, a response signal generation unit 333, a transmission BB processing unit 334, and a wireless communication circuit 32.
  • the reception BB processing unit 330 receives data transmitted from the radio base station 20.
  • the determination unit 331 determines whether or not the received data has been successfully decoded.
  • the response signal generation unit 333 selects ACK as a response signal to be returned to the radio base station 20 when the determination unit 331 determines that the data has been successfully decoded.
  • the response signal generation unit 333 selects one of a plurality of NACKs as the response signal.
  • the transmission BB processing unit 334 modulates the response signal selected by the response signal generation unit 333.
  • the wireless communication circuit 32 transmits the response signal modulated by the transmission BB processing unit 334 to the wireless base station 20.
  • the transmission BB processing unit 334 responds so that the ACK symbol is arranged in a region where the I coordinate is positive across the Q axis in the IQ plane. Modulate.
  • the transmission BB processing unit 334 is parallel to the Q axis in a region where the I coordinate is negative across the Q axis on the IQ plane when any one of the plurality of NACKs is selected by the response signal generating unit 333.
  • the response signal is modulated such that the NACK symbols selected by the response signal generation unit 333 are arranged along the straight line.
  • the radio base station 20 includes a reception BB processing unit 222 and a transmission BB processing unit 226.
  • the transmission BB processing unit 226 transmits data to the wireless terminal 30.
  • the reception BB processing unit 222 receives a response signal indicating one of ACK and a plurality of NACKs returned from the wireless terminal 30.
  • the transmission BB processing unit 226 transmits retransmission data created from the data transmitted to the radio terminal 30 to the radio terminal 30 in response to the NACK. To do. Thereby, the radio
  • the distance on the IQ plane from the ACK symbol to the Q axis is equal to the distance on the IQ plane from each of the plurality of NACK symbols to the Q axis.
  • the radio base station 20 can determine whether or not the response signal is ACK by determining whether or not the amplitude of the I component of the response symbol is positive in the IQ plane.
  • a circuit for determining whether or not the response signal is ACK can be simplified.
  • a plurality of NACK symbols are arranged at equal intervals along a straight line parallel to the Q axis on the IQ plane.
  • the radio base station 20 can determine which of the plurality of NACKs is the response signal according to the magnitude of the amplitude of the Q component of the response symbol on the IQ plane.
  • a circuit for identifying a plurality of NACKs can be simplified.
  • the wireless terminal 30 includes a measurement unit 332 that measures the reception environment.
  • the response signal generation unit 333 selects one of a plurality of NACKs according to the reception environment measured by the measurement unit 332.
  • wireless terminal 30 can notify the information regarding the receiving environment in the radio
  • the radio base station 20 can transmit retransmission data that is more likely to be successfully decoded to the radio terminal 30 while suppressing the size of the retransmission data in data retransmission.
  • the radio base station 20 includes a buffer 223 and a retransmission data generation unit 224.
  • the buffer 223 holds the data transmitted to the wireless terminal 30 by the transmission BB processing unit 226. If any NACK is included in the response signal, retransmission data generation section 224 generates retransmission data from the data held in buffer 223 in response to NACK.
  • the transmission BB processing unit 226 transmits the retransmission data generated by the retransmission data generation unit 224 to the radio terminal 30 when NACK is included in the response signal. As a result, the radio base station 20 can retransmit the data that the radio terminal 30 has failed to decode.
  • each of the multi-valued NACKs is associated with a different reception environment in the wireless terminal 30, and reception of the wireless terminal 30 is performed when data decoding fails on the wireless terminal 30 side. NACK corresponding to the environment is notified to the radio base station 20.
  • NACK when data decoding fails on the wireless terminal 30 side, NACK is notified to the wireless base station 20, and information about the reception environment of the wireless terminal 30 is low. The data is transmitted to the radio base station 20 through a channel for transmitting delay data.
  • the wireless terminal 30 of this embodiment includes an antenna 31, a wireless communication circuit 32, a processor 33, and a memory 34.
  • the wireless terminal 30 also includes a reception BB processing unit 330, a determination unit 331, a measurement unit 332, a response signal generation unit 333, a transmission BB processing unit 334, and a re-decoding unit 335.
  • the configuration of the wireless terminal 30 is the same as that of the wireless terminal 30 according to the first embodiment described with reference to FIG. 2 except for the points described below, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating ACK when the determination unit 331 is notified of successful data decoding. Further, when the data decoding failure is notified from the determination unit 331, the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating NACK. Then, the response signal generation unit 333 outputs the generated response signal to the transmission BB processing unit 334.
  • the response signal generation unit 333 acquires a measurement value of an index indicating the quality of the reception environment from the measurement unit 332 when the data decoding failure is notified from the determination unit 331. Then, the response signal generation unit 333 converts the acquired measurement value into additional information and outputs it to the transmission BB processing unit 334.
  • the additional information is information obtained by quantizing measured values such as CQI, SINR, and RSSI into a predetermined number of bits.
  • the response signal generation unit 333 converts the measurement value acquired from the measurement unit 332 into, for example, 4-bit additional information and outputs it to the transmission BB processing unit 334. Note that the number of bits of the additional information is not limited to 4 bits, and may be 3 bits or less, or 5 bits or more.
  • the transmission BB processing unit 334 modulates the response signal output from the response signal generation unit 333.
  • the transmission BB processing unit 334 performs BPSK modulation on the response signal, for example.
  • the transmission BB processing unit 334 maps the modulated response signal to, for example, an uplink control channel resource and outputs the mapped response signal to the radio communication circuit 32.
  • the response signal is transmitted to the radio base station 20 via the uplink control channel, for example, as shown in FIG. In FIG. 26, “A” indicates ACK, and “N” indicates NACK.
  • the modulated response signal may be mapped to a resource of a channel for uplink user data.
  • the transmission BB processing unit 334 establishes a channel for low delay data with the radio base station 20.
  • the low delay data channel is, for example, a URLLC channel.
  • the transmission BB processing unit 334 performs processing such as encoding and modulation on the additional information, and converts the processed data into a low-delay data channel.
  • the additional information output from the response signal generation unit 333 is transmitted to the radio base station 20 via a low-delay data channel, for example, as illustrated in FIG.
  • the radio base station 20 when the radio terminal 30 fails to decode the data, the radio base station 20 notifies the additional information to the radio base station 20 together with NACK, so that the radio base station 20 is more likely to succeed in decoding the data.
  • the retransmission data can be transmitted to the wireless terminal 30.
  • the radio terminal 30 transmits the additional information to the radio base station 20 using the low-delay data channel, so that the radio base station 20 can quickly receive the additional information having a larger data amount than the ACK and NACK. be able to.
  • the radio terminal 30 transmits additional information to the radio base station 20, but the transmission timing of the additional information is not necessarily the same as the slot or subframe in which the NACK is transmitted, It may not be transmitted in a subframe.
  • the transmission BB processing unit 334 may transmit the additional information to the radio base station 20 at an arbitrary timing within a range that satisfies the condition that the data retransmission timing in the radio base station 20 is met.
  • ACK and NACK may also be transmitted to the radio base station 20 at an arbitrary timing within a range that satisfies the condition of being in time for the data retransmission timing in the radio base station 20.
  • the radio base station 20 of this embodiment includes a communication interface 21, a processor 22, a memory 23, a radio communication circuit 24, and an antenna 25. Further, the radio base station 20 includes a scheduler 220, a determination unit 221, a reception BB processing unit 222, a buffer 223, a retransmission data generation unit 224, a transmission data processing unit 225, and a transmission BB processing unit 226.
  • the configuration of the radio base station 20 is the same as that of the radio base station 20 according to the first embodiment described with reference to FIG. 22 except for the points described below, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the reception BB processing unit 222 establishes a channel for low delay data with the wireless terminal 30. Specifically, the reception BB processing unit 222 establishes a channel for URLLC, for example.
  • the determination unit 221 refers to the signal output from the reception BB processing unit 222 and determines whether a response signal has been received. When the response signal is received, the determination unit 221 determines whether the response signal output from the reception BB processing unit 222 is ACK. In this embodiment, the response signal is BPSK-modulated, for example, and the determination unit 221 determines whether or not the response signal is ACK by determining whether or not the amplitude of the response signal is positive.
  • the determination unit 221 outputs the determination result to the scheduler 220 and the retransmission data generation unit 224.
  • the scheduler 220 instructs the retransmission data generation unit 224 to transmit retransmission data.
  • the retransmission data generation unit 224 acquires the transmission data held in the buffer 223 when the determination result of the response signal by the determination unit 221 is NACK. Then, the retransmission data generation unit 224 generates retransmission data based on the transmission data acquired from the buffer 223 with reference to, for example, the correspondence table 51 illustrated in FIG. In the present embodiment, the retransmission data generation unit 224 holds the correspondence table 51.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of the correspondence table 51 in the second embodiment.
  • the correspondence table 51 stores generation information, which is information for generating retransmission data corresponding to each additional information, in association with transmission information including information on transmission data such as MCS and transmission power of transmission data. For example, when the transmission data is generated based on “transmission information 2”, the correspondence table 51 illustrated in FIG. 28 generates retransmission data based on “generation information [21]” for the additional information 1. For additional information 2, it is shown that retransmission data is generated based on “generation information [22]”.
  • the retransmission data generation unit 224 refers to the correspondence table 51 and outputs the retransmission data generated based on the transmission data acquired from the buffer 223 to the transmission BB processing unit 226 at the transmission timing instructed by the scheduler 220. In addition, when the determination result of the response signal by the determination unit 221 is ACK, the retransmission data generation unit 224 deletes transmission data corresponding to the ACK from the buffer 223. Also in this embodiment, the retransmission data generation unit 224 may generate retransmission data corresponding to each additional information in advance before a response signal is returned from the wireless terminal 30.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating an example of the operation of the wireless terminal 30 according to the second embodiment. For example, when the wireless terminal 30 starts communication with the wireless base station 20, the wireless terminal 30 starts the operation shown in this flowchart.
  • the wireless terminal 30 establishes a low-delay data channel with the wireless base station 20 (S120).
  • the radio terminal 30 establishes a URLLC channel, for example, with the radio base station 20.
  • a URLLC channel is established with the radio base station 20 by a control unit (not shown) in the processor 33, for example.
  • the wireless terminal 30 receives data transmitted from the wireless base station 20 (S121).
  • the wireless communication circuit 32 performs processing such as amplification, orthogonal demodulation, and down-conversion on the reception signal received via the antenna 31 and outputs the processed reception signal to the processor 33.
  • the reception BB processing unit 330 in the processor 33 performs error correction decoding or the like for each block of a predetermined unit on the reception signal output from the wireless communication circuit 32 to restore the data transmitted from the wireless base station 20. . Then, the reception BB processing unit 330 outputs the restored data to the determination unit 331.
  • the wireless terminal 30 determines whether the data has been successfully decoded (S122). Specifically, the determination unit 331 determines whether or not the restored data includes an error using an error detection code such as a CRC code included in the data output from the reception BB processing unit 330. Thus, it is determined whether or not the data has been successfully decoded.
  • an error detection code such as a CRC code included in the data output from the reception BB processing unit 330.
  • the determination unit 331 notifies the response signal generation unit 333 of the successful data decoding.
  • the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating ACK.
  • the transmission BB processing unit 334 performs encoding and modulation on the response signal generated by the response signal generation unit 333, and outputs the processed signal to the wireless communication circuit 32.
  • the wireless communication circuit 32 wirelessly transmits the response signal output from the transmission BB processing unit 334 via the antenna 31 via the control channel (S127). And the reception BB process part 330 performs the process shown to step S126.
  • the determination unit 331 notifies the response signal generation unit 333 of the data decoding failure.
  • the response signal generation unit 333 generates a response signal indicating NACK.
  • the transmission BB processing unit 334 performs processing such as encoding and modulation on the response signal generated by the response signal generation unit 333. Then, the transmission BB processing unit 334 maps the processed response signal to the control channel and outputs it to the wireless communication circuit 32.
  • the wireless communication circuit 32 wirelessly transmits the response signal output from the transmission BB processing unit 334 via the antenna 31 (S123).
  • the response signal generation unit 333 acquires a measurement value of an index indicating the quality of the reception environment from the measurement unit 332 (S124). Then, the response signal generation unit 333 converts the measurement value acquired from the measurement unit 332 into additional information having a predetermined number of bits. Then, the response signal generation unit 333 outputs the additional information to the transmission BB processing unit 334.
  • the transmission BB processing unit 334 performs processing such as encoding and modulation on the additional information output from the response signal generation unit 333. Then, the transmission BB processing unit 334 maps the processed additional information to the low-delay data channel and outputs it to the wireless communication circuit 32.
  • the wireless communication circuit 32 wirelessly transmits the additional information output from the transmission BB processing unit 334 via the antenna 31 (S125).
  • the reception BB processing unit 330 determines whether or not the communication with the radio base station 20 has ended (S126). If the communication with the radio base station 20 has not ended (S126: No), the reception BB processing unit 330 executes the process shown in step S121 again. On the other hand, when the communication with the radio base station 20 is finished (S126: Yes), the radio terminal 30 finishes the process shown in this flowchart.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating an example of the operation of the radio base station 20 according to the second embodiment. For example, when starting communication with the wireless terminal 30, the wireless base station 20 starts the operation shown in this flowchart.
  • the radio base station 20 establishes a channel for low delay data with the radio terminal 30 (S220).
  • the radio base station 20 establishes, for example, a URLLC channel with the radio terminal 30.
  • a URLLC channel is established with the radio base station 30 by a control unit (not shown) in the processor 22, for example.
  • the wireless base station 20 wirelessly transmits data (S221). Specifically, the transmission data processing unit 225 in the processor 22 generates transmission data based on a signal output from the communication interface 21, and outputs the generated transmission data to the buffer 223 and the transmission BB processing unit 226. .
  • the transmission BB processing unit 226 performs processing such as baseband modulation and multiplexing on the transmission data output from the transmission data processing unit 225. Then, the transmission BB processing unit 226 outputs the processed transmission signal to the wireless communication circuit 24.
  • the wireless communication circuit 24 performs processing such as up-conversion, orthogonal modulation, and amplification on the transmission signal output from the transmission BB processing unit 226, and wirelessly transmits the processed transmission signal to the space via the antenna 25. To do.
  • the buffer 223 holds the transmission data output from the transmission data processing unit 225 (S222).
  • the determination unit 221 refers to the signal output from the reception BB processing unit 222 and determines whether a response signal has been received (S223).
  • the determination unit 221 determines whether the response signal output from the reception BB processing unit 222 is ACK (S224). Then, the determination unit 221 outputs the determination result to the scheduler 220 and the retransmission data generation unit 224.
  • the retransmission data generation unit 224 deletes the transmission data corresponding to the ACK from the buffer 223 (S229). Then, the transmission BB processing unit 226 executes the process shown in step S228.
  • the determination unit 221 receives the additional information through the low-delay data channel established by the reception BB processing unit 222 with the wireless terminal 30. (S225). Then, the determination unit 221 outputs the received additional information to the retransmission data generation unit 224. Further, the scheduler 220 instructs the retransmission data generation unit 224 to transmit retransmission data.
  • the retransmission data generation unit 224 acquires the transmission data held in the buffer 223. Then, the retransmission data generation unit 224 generates retransmission data based on the transmission data acquired from the buffer 223 with reference to, for example, the correspondence table 51 illustrated in FIG. 28 (S226). Then, retransmission data generation section 224 outputs the generated retransmission data to transmission BB processing section 226 at the transmission timing instructed from scheduler 220.
  • the transmission BB processing unit 226 performs processing such as baseband modulation and multiplexing on the retransmission data output from the retransmission data generation unit 224. Then, the transmission BB processing unit 226 outputs the processed transmission signal to the wireless communication circuit 24.
  • the wireless communication circuit 24 performs processing such as up-conversion, orthogonal modulation, and amplification on the transmission signal output from the transmission BB processing unit 226, and wirelessly transmits the processed transmission signal to the space via the antenna 25. (S227).
  • the transmission BB processing unit 226 determines whether or not communication with the wireless terminal 30 has ended (S228). If the communication with the wireless terminal 30 has not ended (S228: No), the transmission BB processing unit 226 executes the process shown in step S221 again. On the other hand, when the communication with the wireless terminal 30 is finished (S228: Yes), the wireless base station 20 finishes the processing shown in this flowchart.
  • the radio communication system 10 includes a radio base station 20 and a radio terminal 30.
  • the wireless terminal 30 includes a reception BB processing unit 330, a determination unit 331, a measurement unit 332, and a wireless communication circuit 32.
  • the reception BB processing unit 330 receives data transmitted from the radio base station 20.
  • the determination unit 331 determines whether or not the received data has been successfully decoded.
  • the radio communication circuit 32 transmits ACK or NACK to the radio base station 20 according to the determination result of the determination unit 331.
  • the measurement unit 332 measures the reception environment.
  • the wireless communication circuit 32 transmits NACK to the wireless base station 20
  • the information regarding the reception environment measured by the measuring unit 332 is obtained from the channel secured with the wireless base station 20 for low-delay data.
  • the radio base station 20 includes a reception BB processing unit 222 and a transmission BB processing unit 226.
  • the transmission BB processing unit 226 transmits data to the wireless terminal 30.
  • the reception BB processing unit 222 receives ACK or NACK returned from the wireless terminal 30 in response to reception of data transmitted from the wireless base station 20 to the wireless terminal 30.
  • the reception BB processing unit 222 further receives information indicating the reception environment in the wireless terminal 30 from the wireless terminal 30 using a channel secured with the wireless terminal 30 for low-delay data.
  • the transmission BB processing unit 226 transmits retransmission data created from data transmitted to the wireless terminal 30 to the wireless terminal 30 according to information indicating the reception environment.
  • wireless communications system 10 can suppress the fall of the reliability of communication, such as the increase in the delay of communication.
  • the radio terminal 30 can cause the radio base station 20 to promptly receive additional information having a larger data amount than ACK and NACK.
  • the case where the wireless terminal 30 returns ACK or NACK to the wireless base station 20 for the data transmitted from the wireless base station 20 has been described as an example, but the disclosed technology is not limited thereto.
  • the technique disclosed in each of the above embodiments can also be applied to the case where the radio base station 20 returns ACK or NACK to the radio terminal 30 for data transmitted from the radio terminal 30.
  • the above-described first and second embodiments can be combined. Specifically, when each of the multi-valued NACKs is associated with a different reception environment in the wireless terminal 30 and data decoding fails on the wireless terminal 30 side, the wireless terminal 30 responds to the reception environment. NACK is notified to the radio base station 20. Further, the radio terminal 30 may transmit more detailed information regarding the reception environment as additional information to the radio base station 20 using a channel established with the radio base station 20 for low-delay data.
  • the case where the number of multi-levels of NACK is 2 to 4 has been described as an example.
  • the disclosed technique is not limited to this, and the number of multi-levels of NACK may be 5 or more.
  • the modulation method of the comparative example shown in FIG. 11 when the multi-level number of NACK is increased, the distance between adjacent NACKs is shortened and the error rate between NACKs is increased.
  • the modulation method of the first embodiment since each NACK symbol is arranged along a straight line 40 parallel to the Q axis, multiple NACK values are maintained while maintaining a distance between adjacent NACKs at a certain value or more. The number can be increased. Therefore, in the modulation method of the first embodiment, it is possible to increase the multi-level number of NACK without increasing the error rate between NACKs.
  • the ACK symbol is arranged on the I axis where the I coordinate is positive, and each NACK symbol is arranged along the straight line 40 parallel to the Q axis.
  • the response signal may be modulated such that an ACK symbol is arranged on the Q axis with a positive Q coordinate, and each NACK symbol is arranged along a straight line parallel to the I axis.
  • each processing block included in the radio base station 20 and the radio terminal 30 in the above-described embodiment can be subdivided into a larger number of processing blocks according to the processing content, or a plurality of processing blocks can be divided into one processing block. Can also be integrated.
  • the processing executed by each processing block may be realized as software processing, or may be realized by dedicated hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • wireless communication system 11 core network 20 wireless base station 21 communication interface 22 processor 220 scheduler 221 determination unit 222 reception BB processing unit 223 buffer 224 retransmission data generation unit 225 transmission data processing unit 226 transmission BB processing unit 23 memory 24 wireless communication circuit 25 Antenna 30 Wireless terminal 31 Antenna 32 Wireless communication circuit 33 Processor 330 Reception BB processing unit 331 Determination unit 332 Measurement unit 333 Response signal generation unit 334 Transmission BB processing unit 335 Re-decoding unit 34 Memory 40 Straight line 50 Correspondence table 51 Correspondence table

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Abstract

無線通信装置は、受信部と、選択部と、変調部と、送信部とを有する。選択部は、受信データの復号に成功したと判定された場合に応答信号としてＡＣＫを選択し、受信データの復号に失敗したと判定された場合に応答信号として複数のＮＡＣＫの中のいずれかを選択する。変調部は、選択部によってＡＣＫが選択された場合に、ＩＱ平面において、Ｉ軸およびＱ軸のうち一方の軸を挟んで一方の領域にＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。また、変調部は、選択部によって複数のＮＡＣＫのいずれかが選択された場合に、ＩＱ平面において一方の軸を挟んで他方の領域に、選択部によって選択されたＮＡＣＫのシンボルが一方の軸と平行な直線（４０）に沿って配置されるように応答信号を変調する。送信部は、変調部によって変調された応答信号を他の装置へ送信する。

Description

無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法
　本発明は、無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法に関する。
　現在のネットワークは、スマートフォンやフィーチャーホン等のモバイル端末のトラフィックがネットワークのリソース利用の大半を占めている。また、モバイル端末が使うトラフィックは、今後も拡大していく傾向にある。
　一方で、ＩｏＴ（Internet　of　Things）サービス（例えば、交通システム、スマートメータ、装置等の監視システム）の展開にあわせて、多様な要求条件を持つサービスに対応することが求められている。そのため、５Ｇ（第５世代移動体通信）の通信規格では、４Ｇ（第４世代移動体通信）の技術に加えて、さらなる高データレート、大容量、低遅延、大量接続を実現する技術が求められている。
　５Ｇでは、前述のような多種多様なサービスに対応するために、ｅＭＢＢ（Enhanced　Mobile　BroadBand）、Ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＴＣ（Machine　Type　Communications)、およびＵＲＬＬＣ（Ultra－Reliable　and　Low　Latency　Communications）に分類される多くのユースケースのサポートが想定されている。
　その中でも、ＵＲＬＬＣは実現が最も困難なユースケースである。例えば、ＵＲＬＬＣでは、無線区間のパケットエラーレートが１０－５以下という超高信頼性の要求がある。超高信頼性の要求を実現する１つの方法として、使用リソース量を増やしてデータに冗長性を持たせる方法がある。しかし、無線リソースには限りがあるので、無制限に使用リソースを増やすことは難しい。
　また、低遅延に関しても、ＵＲＬＬＣでは、上り回線および下り回線におけるユーザプレーンの無線区間の遅延を０．５ミリ秒以下とすることが目標とされている。この目標は４Ｇ無線システムＬＴＥ（Long　Term　Evolution）の１／１０未満という高い要求である。ＵＲＬＬＣでは上記のような超高信頼性と低遅延の２つの要求を、同時に満たすことが求められている。
　信号の信頼度を向上させるためにＬＴＥ（第４世代通信方式）等では、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Hybrid　Automatic　repeat　request）の技術が採用されている。ＨＡＲＱでは、受信装置は、例えばＬＴＥ等のレイヤ１プロトコル階層の処理において正しく復号できなかったデータについての再送を、送信装置側に要求する。送信装置側は、データの再送が要求されると、受信装置側において正しく復号できなかったもとのデータを再送データとして送信する。受信装置側では、正しく復号できなかったデータと、当該正しく復号できなかったデータの再送要求に対応する再送データとを組み合わせて、データの復号が行われる。これにより、高効率かつ高精度な再送制御が実現される。
"Revision　of　SI：Study　on　New　Radio　Access　Technology"，NTT　docomo，RP-161596，3GPP　TSG　RAN　Meeting　#73,　New　Orleans,　19.-22.　Septemper，2016 3GPP　TR　38.913　V14.0.0　(2016-10)
　ところで、現状のＨＡＲＱでは、例えば、１度目の再送要求に対して再送された再送データの復号処理で誤りが発生すると、受信装置側が再度、再送要求を送信装置側に送ることにより再送要求が繰り返される場合がある。このような、再送要求が繰り返されるデータが増えるほど、通信の遅延が増加する問題がある。例えば、ＵＲＬＬＣの場合、目標とされる遅延時間内において、無線区間のパケットエラーレートである１０－５を達成することが困難となる。
　開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、通信の遅延の増加等の通信の信頼性の低下を抑制することが可能な無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法を提供することを目的とする。
　１つの側面では、無線通信装置は、受信部と、判定部と、選択部と、変調部と、送信部とを有する。受信部は、他の装置から無線送信されたデータを受信する。判定部は、受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する。選択部は、判定部によってデータの復号に成功したと判定された場合に他の装置へ返信する応答信号としてＡＣＫ（ACKnowledgement）を選択し、判定部によってデータの復号に失敗したと判定された場合に応答信号として複数のＮＡＣＫ（Negative　ACKnowledgement）の中のいずれかを選択する。変調部は、選択部によって選択された応答信号を変調する。送信部は、変調部によって変調された応答信号を他の装置へ無線送信する。また、変調部は、選択部によってＡＣＫが選択された場合に、ＩＱ平面において、Ｉ軸およびＱ軸のうち一方の軸を挟んで一方の領域にＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。また、変調部は、選択部によって複数のＮＡＣＫのいずれかが選択された場合に、ＩＱ平面において一方の軸を挟んで他方の領域に、一方の軸と平行な直線に沿って選択部によって選択されたＮＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。
　１実施形態によれば、通信の信頼性を向上させることができる。
図１は、無線通信システムの一例を示す図である。 図２は、無線端末の一例を示すブロック図である。 図３は、応答信号のシンボルの配置の一例を示す図である。 図４は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合のＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図５は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合のＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図６は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合のＮＡＣＫiとＮＡＣＫjとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図７は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合のＮＡＣＫiとＮＡＣＫjとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図８は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合に、所定の誤り率を満たすための所要ＳＮ（Signal－to－Noise　ratio）の計算結果の一例を示す図である。 図９は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合に、所定の誤り率を満たすための所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。 図１０は、平均信号電力の計算結果の一例を示す図である。 図１１は、比較例におけるＡＣＫおよび複数のＮＡＣＫのシンボルの配置を示す図である。 図１２は、比較例におけるＡＣＫからＮＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図１３は、比較例におけるＮＡＣＫからＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図１４は、比較例におけるＮＡＣＫiとＮＡＣＫjとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図１５は、比較例において、所定の誤り率を満たす場合の所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。 図１６は、ＮＡＣＫからＡＣＫへの誤り率が０．０１％となり、かつ、ＮＡＣＫiからＮＡＣＫjへの誤り率が１％となる場合の所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。 図１７は、ＡＣＫおよびＮＡＣＫの各シンボルの配置の他の例を示す図である。 図１８は、ＡＣＫおよびＮＡＣＫの各シンボルの配置の他の例を示す図である。 図１９は、ＡＣＫからＮＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図２０は、ＮＡＣＫからＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図２１は、ＮＡＣＫiからＮＡＣＫjへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。 図２２は、無線基地局の一例を示すブロック図である。 図２３は、実施例１における対応テーブルの一例を示す図である。 図２４は、実施例１における無線端末の動作の一例を示すフローチャートである。 図２５は、実施例１における無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 図２６は、実施例２における付加情報の送信方法の一例を示す図である。 図２７は、ＮＡＣＫおよび付加情報の送信タイミングの一例を示す図である。 図２８は、実施例２における対応テーブルの一例を示す図である。 図２９は、実施例２における無線端末の動作の一例を示すフローチャートである。 図３０は、実施例２における無線基地局の動作の一例を示すフローチャートである。
　以下に、本願の開示する無線通信装置、無線通信システム、および無線通信方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。また、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
［無線通信システム１０］
　図１は、無線通信システム１０の一例を示す図である。無線通信システム１０は、無線基地局２０および無線端末３０を有する。なお、無線通信システム１０は、複数の無線基地局２０および複数の無線端末３０を有していてもよい。無線通信システム１０は、例えばＬＴＥ等の移動通信システムである。無線基地局２０および無線端末３０は、無線通信装置の一例である。
　無線基地局２０は、通信インターフェイス２１、プロセッサ２２、メモリ２３、無線通信回路２４、およびアンテナ２５を有する。通信インターフェイス２１は、コアネットワーク１１に接続され、コアネットワーク１１を介して送信されたデータを受信してプロセッサ２２へ出力し、プロセッサ２２から出力されたデータをコアネットワーク１１へ出力する。
　プロセッサ２２は、例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などを備える。プロセッサ２２は、通信インターフェイス２１から出力された信号に基づいて、無線端末３０へ送信される送信信号を生成し、生成された送信信号を無線通信回路２４へ出力する。また、プロセッサ２２は、無線端末３０において復号に失敗したデータについて、再送データを含む送信信号を生成し、生成された送信信号を無線通信回路２４へ出力する。また、プロセッサ２２は、無線通信回路２４から出力された受信信号に基づいて、コアネットワーク１１へ送信される信号を生成し、生成された信号を通信インターフェイス２１へ出力する。
　メモリ２３は、例えばＲＡＭ（Random　Access　Memory）またはＲＯＭ（Read　Only　Memory）などを備え、プロセッサ２２が処理を実行するために使用する情報を記憶する。プロセッサ２２は、メモリ２３から読み出した情報を用いて所定の処理を実行する。
　無線通信回路２４は、プロセッサ２２から出力された送信信号に対してアップコンバート、直交変調、および増幅等の処理を施し、処理後の送信信号をアンテナ２５を介して空間に無線送信する。また、無線通信回路２４は、アンテナ２５を介して受信した受信信号に対して増幅、直交復調、およびダウンコンバート等の処理を施し、処理後の受信信号をプロセッサ２２へ出力する。
　無線端末３０は、アンテナ３１、無線通信回路３２、プロセッサ３３、およびメモリ３４を有する。無線通信回路３２は、プロセッサ３３から出力された送信信号に対してアップコンバート、直交変調、および増幅等の処理を施し、処理後の送信信号をアンテナ３１を介して空間に無線送信する。また、無線通信回路３２は、アンテナ３１を介して受信した受信信号に対して増幅、直交復調、およびダウンコンバート等の処理を施し、処理後の受信信号をプロセッサ３３へ出力する。無線通信回路３２は、送信部の一例である。
　プロセッサ３３は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ、またはＤＳＰなどを備え、無線通信回路３２から出力された受信信号に基づいて、無線基地局２０から送信されたデータの復号に成功したか否かを判定する。無線基地局２０から送信されたデータの復号に成功した場合、プロセッサ３３は、ＡＣＫを含む送信信号を生成し、生成した送信信号を無線通信回路３２へ出力すると共に、復号に成功したデータに基づいて所定の処理を実行する。
　一方、無線基地局２０から送信されたデータの復号に失敗した場合、プロセッサ３３は、ＮＡＣＫを含む送信信号を生成し、生成した送信信号を無線通信回路３２へ出力する。そして、プロセッサ３３は、無線基地局２０から送信された再送データと復号に失敗したデータとに基づいて、再びデータの復号を試みる。
　メモリ３４は、例えばＲＡＭまたはＲＯＭなどを備え、プロセッサ３３が各機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。プロセッサ３３は、メモリ３４から読み出したプログラム等に基づいて、各種機能を実現する。
［無線端末３０］
　図２は、無線端末３０の一例を示すブロック図である。無線端末３０は、受信ＢＢ（BaseBand）処理部３３０、判定部３３１、測定部３３２、応答信号生成部３３３、送信ＢＢ（BaseBand）処理部３３４、および再復号部３３５を有する。受信ＢＢ処理部３３０、判定部３３１、測定部３３２、応答信号生成部３３３、送信ＢＢ処理部３３４、および再復号部３３５の各機能は、プロセッサ３３がメモリ３４から読み出したプログラム等を実行することにより実現される。
　受信ＢＢ処理部３３０は、無線通信回路３２から出力された受信信号に対して、所定単位のブロック毎に誤り訂正復号等を行い、無線基地局２０から送信されたデータを復元する。そして、受信ＢＢ処理部３３０は、復元されたデータを判定部３３１へ出力する。受信ＢＢ処理部３３０は、受信部の一例である。
　判定部３３１は、受信ＢＢ処理部３３０または再復号部３３５から出力されたデータに誤りが含まれているか否かを判定することにより、データの復号に成功したか否かを判定する。判定部３３１は、例えば、データに含まれるＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）符号等の誤り検出符号を用いて、復元されたデータに誤りが含まれているか否かを判定する。データの復号に成功したと判定した場合、判定部３３１は、データの復号の成功を応答信号生成部３３３に通知する。復号が成功したデータは、図示しない処理ブロックへ送られ、データに基づいた所定の処理が行われる。一方、データの復号に失敗したと判定した場合、判定部３３１は、データの復号の失敗を応答信号生成部３３３に通知し、復号に失敗したデータを再復号部３３５へ出力する。
　再復号部３３５は、判定部３３１から出力された復号に失敗したデータを保持する。そして、再復号部３３５は、受信ＢＢ処理部３３０から再送データが出力された場合、再送データと保持しているデータとを用いて、データを復元する。そして、再復号部３３５は、復元されたデータを判定部３３１へ出力する。なお、再復号部３３５の機能は、受信ＢＢ処理部３３０が有する復号機能で実現されてもよい。
　測定部３３２は、無線通信回路３２から出力された受信信号に基づいて、受信環境の品質を示す指標を測定する。受信環境の品質を示す指標としては、例えば、ＣＱＩ（Channel　Quality　Indicator）、ＳＩＮＲ（Signal－to－Interference　plus　Noise　power　Ratio）、およびＲＳＳＩ（Received　Signal　Strength　Indicator）等が挙げられる。測定部３３２は、受信環境の品質を示す指標の測定値を応答信号生成部３３３へ出力する。
　応答信号生成部３３３は、判定部３３１からデータの復号の成功が通知された場合、ＡＣＫを示す応答信号を生成する。そして、応答信号生成部３３３は、生成された応答信号を送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。応答信号生成部３３３は、選択部の一例である。
　また、判定部３３１からデータの復号の失敗が通知された場合、応答信号生成部３３３は、測定部３３２から受信環境の品質を示す指標の測定値を取得する。そして、応答信号生成部３３３は、測定部３３２から取得した測定値が示す受信環境の品質のレベルに応じて、異なる複数のＮＡＣＫの中からＮＡＣＫを１つ選択する。本実施例において、応答信号生成部３３３は、３つの異なるＮＡＣＫ１～３の中からＮＡＣＫを１つ選択する。そして、応答信号生成部３３３は、選択されたＮＡＣＫを示す応答信号を生成する。そして、応答信号生成部３３３は、生成された応答信号を送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。
　送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３から出力された応答信号を変調する。そして、送信ＢＢ処理部３３４は、変調された応答信号を、例えば上りリンクの制御チャネルのリソースにマッピングし、無線通信回路３２へ出力する。ＬＴＥ方式の場合、上りリンクの制御チャネルは、例えばＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　Channel）等である。なお、上りリンクのユーザデータ用のチャネルが確立されている場合には、変調された応答信号は当該チャネルのリソースにマッピングされてもよい。ＬＴＥ方式の場合、上りリンクのユーザデータ用のチャネルは、例えばＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　Channel）等である。送信ＢＢ処理部３３４は、変調部の一例である。
　ここで、応答信号の変調方法について説明する。図３は、応答信号のシンボルの配置の一例を示す図である。本実施例において、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号がＡＣＫである場合、複素座標平面であるＩＱ平面において、Ｉ軸およびＱ軸のうち一方の軸を挟んで一方の領域にＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。具体的には、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号がＡＣＫである場合、例えば図３に示すように、Ｑ軸を挟んでＩ成分がプラスとなる領域（即ちＩＱ平面の第１象限および第４象限側の領域）であって、Ｉ軸上にＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。本実施例では、ＡＣＫのシンボルの振幅をａと定義する。
　また、本実施例において、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号が複数のＮＡＣＫのいずれかである場合、ＩＱ平面において一方の軸を挟んで他方の領域に、一方の軸と平行な直線に沿ってＮＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。具体的には、送信ＢＢ処理部３３４は、例えば図３に示すように、応答信号がＮＡＣＫ１～３のいずれかである場合、Ｑ軸を挟んでＩ成分がマイナスとなる領域（即ちＩＱ平面の第２象限および第３象限側の領域）であって、Ｉ軸上の－ａの座標を通る直線４０上にＮＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。例えば図３に示すように、ＮＡＣＫ１～３のいずれにおいてもＩ成分の座標は－ａとなる。従って、ＡＣＫのシンボルからＱ軸までの距離は、複数のＮＡＣＫのシンボルのそれぞれからＱ軸までの距離と等しい。これにより、応答信号を受信した無線基地局２０は、応答信号のＩ成分の振幅がプラスか否かを判定することにより、応答信号がＡＣＫか否かを判定することができる。
　また、複数のＮＡＣＫ１～３のシンボルは、直線４０に沿う方向において、隣り合うＮＡＣＫのシンボルの間隔が等しくなるように配置される。具体的には、例えば図３に示すように、ＮＡＣＫ１のシンボルのＱ成分は＋２ｂ、ＮＡＣＫ２のシンボルのＱ成分は０、ＮＡＣＫ３のシンボルのＱ成分は－２ｂとなるように配置され、隣り合うＮＡＣＫのシンボルの間隔は２ｂである。
　送信ＢＢ処理部３３４は、例えば、応答信号をＡＣＫとＮＡＣＫとでＩ軸方向にＢＰＳＫ（Binary　Phase　Shift　Keying）変調を行い、ＮＡＣＫをさらにＮＡＣＫ１～３の値に応じて、Ｑ軸方向に３値のＰＡＭ変調（Pulse　Amplitude　Modulation）を行う。
　これにより、応答信号を受信した無線基地局２０は、応答信号のＩ成分の振幅がマイナスである場合、応答信号のＱ成分の振幅が＋ｂより大きいか否かを判定することにより、応答信号がＮＡＣＫ１であるか否かを判定することができる。また、応答信号を受信した無線基地局２０は、受信信号のＩ成分の振幅がマイナスである場合、応答信号のＱ成分の振幅が＋ｂより小さく、かつ、－ｂより大きいか否かを判定することにより、応答信号がＮＡＣＫ２であるか否かを判定することができる。また、応答信号を受信した無線基地局２０は、受信信号のＩ成分の振幅がマイナスである場合、応答信号のＱ成分の振幅が－ｂより小さいか否かを判定することにより、応答信号がＮＡＣＫ３であるか否かを判定することができる。
　応答信号が上記のように変調されることにより、応答信号を受信した無線基地局２０は、応答信号のＩ成分およびＱ成分の振幅に基づいて、応答信号がＡＣＫおよびＮＡＣＫ１～３のいずれであるかを判定することができる。そのため、応答信号の判定回路を簡易な構成とすることができる。
　また、本実施例では、例えば図３に示すように、ＮＡＣＫ１およびＮＡＣＫ３のシンボルの振幅は、√（ａ2＋４ｂ2）であり、ＮＡＣＫ１およびＮＡＣＫ３のシンボルの電力は、（ａ2＋４ｂ2）である。一方、ＡＣＫおよびＮＡＣＫ２のシンボルの振幅はａであり、ＡＣＫおよびＮＡＣＫ２のシンボルの電力はａ2である。従って、ＮＡＣＫ１およびＮＡＣＫ３のシンボルの電力は、ＡＣＫのシンボルの電力よりも大きい。ここで、実際の通信は、ＮＡＣＫの発生確率がそれほど高くない状態で行われる場合が多く、ＮＡＣＫの発生頻度は、ＡＣＫの発生頻度よりもずっと少ない。そのため、複数のＮＡＣＫのシンボルの中に、ＡＣＫのシンボルよりも振幅が大きいシンボルが存在するとしても、通信全体でみれば、消費電力はそれほど大きくならない。
　また、本実施例では、無線端末３０は、データの復号に失敗した場合の受信環境の品質のレベルに応じて３種類のＮＡＣＫの中のいずれかを無線基地局２０へ送信する。この場合、３種類のＮＡＣＫのうち、発生頻度が最も多いＮＡＣＫのシンボルをＮＡＣＫ２としてＩ軸上に割り当てることが好ましい。本実施例において、ＮＡＣＫ２の電力はａ2であり、ＮＡＣＫ１およびＮＡＣＫ２の電力である（ａ2＋４ｂ2）よりも小さい。従って、通信全体で見た場合の電力消費の増加をさらに抑えることができる。
［誤り率の計算結果］
　次に、図３に示すように応答信号をいずれかのシンボルの位置に配置するように変調した場合のシンボル間の誤り率について検討する。本実施例の変調方式において、ＡＣＫをいずれかのＮＡＣＫと誤る割合である誤り率Ｐ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）、および、いずれかのＮＡＣＫをＡＣＫと誤る割合である誤り率Ｐ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）は、例えば下記の式（１）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、あるＮＡＣＫiを別のＮＡＣＫj（ｊ≠ｉ）と誤る割合である誤り率Ｐ（ＮＡＣＫi→ＮＡＣＫi≠j）は、例えば下記の式（２）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、応答信号の平均電力Ｓは、例えば下記の式（３）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　上記の式（１）～（３）において、ＩＱ平面におけるＡＣＫのシンボルの座標は（＋ａ，０）、ＮＡＣＫ１のシンボルの座標は（－ａ，＋２ｂ）、ＮＡＣＫ２のシンボルの座標は（－ａ，０）、ＮＡＣＫ３のシンボルの座標は（－ａ，－２ｂ）である。また、Ｎは雑音電力であり、Ｎ＝２σ2である。また、ｅｒｆｃ（ｘ）は、ｘの相補誤差関数である。また、ｒはａとｂの比を表し、ｂ＝ｒ×ａである。また、上記の式（１）～（３）では、３つのＮＡＣＫ１～３の発生確率は等しいと仮定した。
　次に、上記の式（１）～（３）に基づいて、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKとｂの大きさとを変えた場合の誤り率を計算した。図４は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合のＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。図５は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合のＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。図６は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合のＮＡＣＫiとＮＡＣＫjとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。図７は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合のＮＡＣＫiとＮＡＣＫjとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。
　図４および図５の計算結果に示すように、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが低い場合には、ＮＡＣＫのシンボルのＱ成分に関連するｂの値の変化は、誤り率にそれほど大きな影響を及ぼさない。一方、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが大きくなると、ｂの値の変化によって誤り率が影響を受けるようになる。具体的には、ｂの値が大きくなるほど、誤り率が増加する傾向にある。
　また、図６および図７の計算結果においても、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが高くなると、全体的に誤り率が増加する傾向にある。また、ｂの値を大きくしていくと、誤り率が減少する傾向にある。
　所定の誤り率を満たすための所要ＳＮをまとめると、例えば図８および図９のようになる。図８は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合に、所定の誤り率を満たすための所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。図９は、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合に、所定の誤り率を満たすための所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。
　例えば図８および図９に示すように、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率を所定値とすると共に、異なるＮＡＣＫ間の誤り率を所定の値とするための所要ＳＮは、ａに対するｂの大きさによって変化する。そのため、ａに対するｂの大きさは、目標とする所要ＳＮに応じて定まる。例えば図８において、ａに対するｂの比が約０．６６の場合、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率が０．０１％となる所要ＳＮと、ＮＡＣＫ間の誤り率が１％となる所要ＳＮとが、共に約８．４ｄＢとなっている。また、例えば図９において、ａに対するｂの比が約０．６６の場合、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率が０．０１％となる所要ＳＮと、ＮＡＣＫ間の誤り率が１％となる所要ＳＮとが、共に約８．８ｄＢとなっている。
　次に、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKとｂの大きさとが平均信号電力に与える影響について計算を行った。図１０は、平均信号電力の計算結果の一例を示す図である。
　例えば図１０に示すように、ａに対するｂの大きさが大きくなるほど、平均電力が増加している。また、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが大きくなるほど、平均電力の増加率が高くなっている。ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１０％の場合、ｂの大きさをａの大きさと同程度とすると、ｂの大きさが０の場合に比べて、平均電力は約２７％程度増加する。一方、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが１％の場合、ｂの大きさをａの大きさと同程度とすると、ｂの大きさが０の場合に比べて、平均電力は約３％程度の増加にとどまる。このように、ＮＡＣＫの発生確率ＰNACKが低いほど、平均電力の増加が低く抑えられる。
［比較例］
　ここで、比較例として、例えば図１１に示すように、ＩＱ平面上において、原点Ｏを中心とする半径Ａの円周上にＡＣＫのシンボルとＮＡＣＫ１～３のシンボルとが配置されるように応答信号を変調する場合を考える。図１１に示した比較例では、Ｑ軸上にＡＣＫのシンボルとＮＡＣＫ１のシンボルが配置されている。また、ＩＱ平面の第１象限において、Ｉ軸から角度α°の円周上にＮＡＣＫ３が配置され、ＩＱ平面の第２象限において、Ｉ軸から角度α°の円周上にＮＡＣＫ２が配置されている。図１１に示した比較例の変調方法では、応答信号のシンボルが、ＩＱ平面上に設定されたどの境界線４１の間に位置するかによって、応答信号がＡＣＫおよびＮＡＣＫ１～３のいずれであるかが判定される。なお、比較例は、「Performance　of　Asymmetric　QPSK　Modulation　for　Multi－Level　ACK/NACK　in　LTE　Uplink」（European　Wireless　2014；　20th　European　Wireless　Conference，　Pages：814－819）に記載されている変調方法である。
［計算結果］
　次に、図１１に示すように応答信号をいずれかのシンボルの位置に配置するように変調した場合のシンボル間の誤り率について検討する。比較例の変調方法において、ＡＣＫをいずれかのＮＡＣＫと誤る割合である誤り率Ｐ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）は、例えば下記の式（４）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、比較例の変調方法において、いずれかのＮＡＣＫをＡＣＫと誤る割合である誤り率Ｐ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）は、例えば下記の式（５）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　また、比較例の変調方法において、あるＮＡＣＫiを別のＮＡＣＫj（ｉ≠ｊ）と誤る割合である誤り率Ｐ（ＮＡＣＫi→ＮＡＣＫi≠j）は、例えば下記の式（６）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　次に、上記の式（４）～（６）に基づいて、角度αの大きさを変えた場合の誤り率を計算した。図１２は、比較例におけるＡＣＫからＮＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。図１３は、比較例におけるＮＡＣＫからＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。図１４は、比較例におけるＮＡＣＫiとＮＡＣＫjとの間の誤り率の計算結果の一例を示す図である。
　例えば図１２および図１３に示すように、角度αが大きくなるほど、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率が低くなる。これは、角度αが大きくなるほど、ＩＱ平面において、ＡＣＫのシンボルと、ＮＡＣＫ２およびＮＡＣＫ３のシンボルとの距離が大きくなるためである。一方、例えば図１４に示すように、角度αが大きくなるほど、異なるＮＡＣＫ間の誤り率は悪化する。これは、角度αが大きくなるほど、ＩＱ平面において、隣接するＮＡＣＫ間の距離が短くなるためである。
　比較例において所定の誤り率を満たすための所要ＳＮをまとめると、例えば図１５のようになる。図１５は、比較例において、所定の誤り率を満たす場合の所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。例えば図１５に示すように、比較例において、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率を所定値とすると共に、異なるＮＡＣＫ間の誤り率を所定の値とするための所要ＳＮは、角度αの大きさによって変化する。例えば図１５において、角度αが約２２°の場合、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率が０．０１％となる所要ＳＮと、ＮＡＣＫ間の誤り率が１％となる所要ＳＮとが、共に約９．７ｄＢとなっている。
　ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率０．０１％と、ＮＡＣＫ間の誤り率１％とを両立する所要ＳＮについて、本実施例の計算結果と比較例の計算結果とをまとめると、例えば図１６のようになる。図１６は、ＮＡＣＫからＡＣＫへの誤り率が０．０１％となり、かつ、ＮＡＣＫiからＮＡＣＫjへの誤り率が１％となる場合の所要ＳＮの計算結果の一例を示す図である。
　例えば図１６に示すように、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率０．０１％と、ＮＡＣＫ間の誤り率１％とを両立する所要ＳＮは、比較例では約９．７ｄＢとなり、本実施例では約８．４～８．８ｄＢとなる。このように、本実施例の変調方法は、比較例の変調方法より低い平均ＳＮで比較例と同程度の誤り率を達成することができる。また、本実施例の変調方法は、同じ平均ＳＮの条件では、比較例の変調方法よりも低い誤り率を達成することができる。
　なお、図１６には、参考として、２値のＮＡＣＫを用いた場合（ＢＰＳＫ＋ＢＰＳＫ）と、４値のＮＡＣＫを用いた場合（ＢＰＳＫ＋４ＰＡＭ）の所要ＳＮについても記載されている。２値のＮＡＣＫを用いる場合、応答信号は、例えば図１７に示すようなシンボルの配置となる。図１７の例では、応答信号がＮＡＣＫ１または２である場合、Ｑ軸を挟んでＩ成分がマイナスとなる領域であって、Ｉ軸上の－ａの座標を通る直線４０上にＮＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号が変調される。ＮＡＣＫ１のＩＱ平面状の座標は例えば（－ａ，＋ｂ）であり、ＮＡＣＫ２のＩＱ平面状の座標は例えば（－ａ，－ｂ）である。隣り合うＮＡＣＫのシンボルの間隔は例えば２ｂである。
　また、４値のＮＡＣＫを用いる場合、応答信号は、例えば図１８に示すようなシンボルの配置となる。図１８の例では、応答信号がＮＡＣＫ１～４のいずれかである場合、Ｑ軸を挟んでＩ成分がマイナスとなる領域であって、Ｉ軸上の－ａの座標を通る直線４０上にＮＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号が変調される。ＮＡＣＫ１のＩＱ平面状の座標は例えば（－ａ，＋３ｂ）であり、ＮＡＣＫ２のＩＱ平面状の座標は例えば（－ａ，＋ｂ）であち、ＮＡＣＫ３のＩＱ平面状の座標は例えば（－ａ，－ｂ）であり、ＮＡＣＫ４のＩＱ平面状の座標は例えば（－ａ，－３ｂ）である。隣り合うＮＡＣＫのシンボルの間隔は例えば２ｂである。
　このように、本実施例の変調方法では、ＮＡＣＫを多値化する場合、ＩＱ平面において、Ｑ軸に平行な直線４０に沿って等間隔で各ＮＡＣＫのシンボルが配置される。そのため、本実施例の変調方法では、隣接するＮＡＣＫのシンボル間の距離を一定に保ちながら、ＮＡＣＫの多値数を増加させることができる。これにより、ＮＡＣＫ間の誤り率の増加を伴うことなく、ＮＡＣＫの多値数を増加させることが可能となる。
　図１６に戻って説明を続ける。例えば図１６に示すように、２値のＮＡＣＫを用いた場合、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率０．０１％と、ＮＡＣＫ間の誤り率１％とを両立する所要ＳＮは、約８．４～８．５ｄＢとなることが分かる。また、４値のＮＡＣＫを用いた場合、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率０．０１％と、ＮＡＣＫ間の誤り率１％とを両立する所要ＳＮは、約８．４～９．２ｄＢとなることが分かる。いずれにおいても、比較例の変調方法より低い平均ＳＮで比較例と同程度の誤り率を達成することができる。また、本実施例の変調方法では、同じ平均ＳＮの条件の場合、比較例の変調方法よりもＮＡＣＫの多値数を増やすことができる。
　次に、誤り率について比較する。図１９は、ＡＣＫからＮＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。図２０は、ＮＡＣＫからＡＣＫへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。図２１は、ＮＡＣＫiからＮＡＣＫjへの誤り率の計算結果の一例を示す図である。例えば図１９～図２１に示すように、本実施例の変調方法では、ＡＣＫとＮＡＣＫとの間の誤り率０．０１％と、ＮＡＣＫ間の誤り率１％とを両立する所要ＳＮにおいて、比較例と同じＮＡＣＫの多値数で比較例より低い誤り率を達成することができる。また、例えば図１９～図２１に示すように、比較例より少ないＮＡＣＫの多値数、および、比較例より多いＮＡＣＫの多値数においても、比較例より低い誤り率を達成することができる。
　また、比較例の変調方法では、応答信号のシンボルが、ＩＱ平面上に設定されたどの境界線４１の間に位置するかによって、応答信号がＡＣＫおよびＮＡＣＫ１～３のいずれであるかが判定される。そのため、応答信号の判定回路が複雑になる。一方、本実施例の変調方法では、応答信号のＩ成分およびＱ成分の振幅に基づいて、応答信号がＡＣＫおよびＮＡＣＫ１～３のいずれであるかを判定することができる。そのため、本実施例では、比較例に比べて、応答信号の判定回路を簡易な構成とすることができる。
［無線基地局２０］
　図２２は、無線基地局２０の一例を示すブロック図である。無線基地局２０は、スケジューラ２２０、判定部２２１、受信ＢＢ処理部２２２、バッファ２２３、再送データ生成部２２４、送信データ処理部２２５、および送信ＢＢ処理部２２６を有する。スケジューラ２２０、判定部２２１、受信ＢＢ処理部２２２、バッファ２２３、再送データ生成部２２４、送信データ処理部２２５、および送信ＢＢ処理部２２６の各機能は、プロセッサ２２がメモリ２３から読み出したプログラム等を実行することで実現される。
　受信ＢＢ処理部２２２は、無線通信回路２４から出力された受信信号に対して、所定単位のブロック毎に誤り訂正復号等を行い、無線端末３０から送信されたデータを復元する。そして、受信ＢＢ処理部２２２は、復元されたデータを、図示しない受信データ処理部へ出力する。また、受信ＢＢ処理部２２２は、応答信号が含まれているブロックについては直交復調を行い、Ｉ成分およびＱ成分の信号をそれぞれ判定部２２１へ出力する。受信ＢＢ処理部２２２は、受信部の一例である。
　判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された応答信号のＩ成分およびＱ成分の振幅に基づいて、応答信号がＡＣＫおよびＮＡＣＫ１～３のいずれであるかを判定する。本実施例において、判定部２２１は、Ｉ成分の振幅がプラスか否かを判定することにより、応答信号がＡＣＫであるか否かを判定する。また、Ｉ成分の振幅がマイナスである場合、即ち、応答信号がＡＣＫではない場合、判定部２２１は、Ｑ成分の振幅の大きさに基づいて、応答信号がＮＡＣＫ１～３のいずれであるかを判定する。判定部２２１は、判定結果をスケジューラ２２０および再送データ生成部２２４へ出力する。
　スケジューラ２２０は、判定部２２１による応答信号の判定結果がＮＡＣＫ１～３のいずれかである場合、再送データの送信タイミングを再送データ生成部２２４に指示する。
　送信データ処理部２２５は、通信インターフェイス２１から出力された信号に基づいて、送信データを生成する。そして、送信データ処理部２２５は、生成した送信データをバッファ２２３および送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。バッファ２２３は、送信データ処理部２２５から出力された送信データを保持する。バッファ２２３は、保持部の一例である。送信ＢＢ処理部２２６は、再送データ生成部２２４から出力された送信データおよび送信データ処理部２２５から出力された再送データに対して、ベースバンド変調や多重化等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部２２６は、処理後の送信信号を無線通信回路２４へ出力する。送信ＢＢ処理部２２６は、送信部の一例である。
　再送データ生成部２２４は、判定部２２１による応答信号の判定結果がＮＡＣＫ１～３のいずれかである場合、バッファ２２３内に保持されている送信データを取得する。そして、再送データ生成部２２４は、例えば図２３に示す対応テーブル５０を参照して、バッファ２２３から取得した送信データに基づいて再送データを生成する。本実施例において、再送データ生成部２２４は、対応テーブル５０を保持する。なお、再送データ生成部２２４によって行われる符号化や変調等の処理は、送信ＢＢ処理部２２６が有する符号化や変調等を行う機能部によって実行されてもよい。この場合、例えばスケジューラ２２０が対応テーブル５０からＭＣＳや送信電力のパラメータを読み出して、送信ＢＢ処理部２２６に渡すようにしてもよい。また、符号化前の情報データのうち、一部のデータのみが再送される場合、再送データ生成部２２４が、その一部のデータをバッファ２２３から取り出して、送信ＢＢ処理部２２６に渡すようにしてもよい。また、符号化後の再送データをバッファ２２３内に保持しておき、再送時は符号化処理を省略し、ＮＡＣＫのレベルに応じて、再送時の符号化の繰り返しや間引きの量を調整するなどの形態も考えられる。
　図２３は、実施例１における対応テーブル５０の一例を示す図である。対応テーブル５０は、送信データのＭＣＳ（Modulation　and　Coding　Scheme）や送信電力等の送信データに関する情報を含む送信情報に対応付けて、ＮＡＣＫ１～３のそれぞれに対応する再送データを生成するための情報である生成情報を格納する。図２３に例示された対応テーブル５０は、例えば、送信データが「送信情報２」に基づいて生成された場合、ＮＡＣＫ１に対しては「生成情報［２１］」に基づいて再送データが生成され、ＮＡＣＫ２に対しては「生成情報［２２］」に基づいて再送データが生成され、ＮＡＣＫ３に対しては「生成情報［２３］」に基づいて再送データが生成されることを示している。
　再送データ生成部２２４は、対応テーブル５０を参照して、バッファ２２３から取得した送信データに基づいて生成した再送データを、スケジューラ２２０から指示された送信タイミングで送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。また、再送データ生成部２２４は、判定部２２１による応答信号の判定結果がＡＣＫである場合、当該ＡＣＫに対応する送信データをバッファ２２３内から削除する。再送データ生成部２２４は、生成部の一例である。
　なお、本実施例において、再送データ生成部２２４は、判定部２２１によって応答信号がＮＡＣＫと判定された場合に、判定部２２１によって判定されたＮＡＣＫの種別に応じて、再送データを生成する。しかし、開示の技術はこれに限られない。例えば、再送データ生成部２２４は、バッファ２２３に送信データが格納された場合に、対応テーブル５０を参照して、ＮＡＣＫ１～３のそれぞれについて、再送データを予め生成してもよい。そして、判定部２２１から応答信号の判定結果が出力された場合に、再送データ生成部２２４は、予め生成された再送データの中から判定結果に対応する再送データを、スケジューラ２２０から指示された送信タイミングで送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。これにより、再送データ生成部２２４は、再送データを生成するための時間を十分に確保することができる。
［無線端末３０の動作］
　図２４は、実施例１における無線端末３０の動作の一例を示すフローチャートである。無線端末３０は、例えばデータの受信を開始する場合に、本フローチャートに示す動作を開始する。
　まず、無線端末３０は、無線基地局２０から送信されたデータを受信する（Ｓ１００）。具体的には、無線通信回路３２は、アンテナ３１を介して受信した受信信号に対して増幅、直交復調、およびダウンコンバート等の処理を施し、処理後の受信信号をプロセッサ３３へ出力する。プロセッサ３３内の受信ＢＢ処理部３３０は、無線通信回路３２から出力された受信信号に対して、所定単位のブロック毎に誤り訂正復号等を行い、無線基地局２０から送信されたデータを復元する。そして、受信ＢＢ処理部３３０は、復元されたデータを判定部３３１へ出力する。
　次に、無線端末３０は、データの復号に成功したか否かを判定する（Ｓ１０１）。具体的には、判定部３３１は、受信ＢＢ処理部３３０から出力されたデータに含まれるＣＲＣ符号等の誤り検出符号を用いて、復元されたデータに誤りが含まれているか否かを判定することにより、データの復号に成功したか否かを判定する。
　データの復号に成功した場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、判定部３３１は、データの復号の成功を応答信号生成部３３３に通知する。応答信号生成部３３３は、ＡＣＫを示す応答信号を生成し、生成した応答信号を送信ＢＢ処理部３３４へ出力する（Ｓ１０４）。そして、送信ＢＢ処理部３３４は、ステップＳ１０５に示す処理を実行する。
　一方、データの復号に失敗した場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、判定部３３１は、データの復号の失敗を応答信号生成部３３３に通知する。応答信号生成部３３３は、測定部３３２から受信環境の品質を示す指標の測定値を取得する（Ｓ１０２）。そして、応答信号生成部３３３は、測定部３３２から取得した測定値が示す受信環境の品質のレベルに応じて、複数のＮＡＣＫ１～３の中からＮＡＣＫを１つ選択する。そして、応答信号生成部３３３は、選択されたＮＡＣＫを示す応答信号を生成する（Ｓ１０３）。そして、応答信号生成部３３３は、生成された応答信号を送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。
　次に、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３から出力された応答信号を変調する（Ｓ１０５）。具体的には、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号がＡＣＫである場合、例えば図３に示したように、ＩＱ平面において、シンボルが（＋ａ，０）の座標にマッピングされるように応答信号を変調する。また、応答信号がＮＡＣＫ１である場合、例えば図３に示したように、ＩＱ平面において、シンボルが（－ａ，＋２ｂ）の座標にマッピングされるように応答信号を変調する。また、応答信号がＮＡＣＫ２である場合、例えば図３に示したように、ＩＱ平面において、シンボルが（－ａ，０）の座標にマッピングされるように応答信号を変調する。また、応答信号がＮＡＣＫ３である場合、例えば図３に示したように、ＩＱ平面において、シンボルが（－ａ，－２ｂ）の座標にマッピングされるように応答信号を変調する。
　そして、送信ＢＢ処理部３３４は、変調された応答信号を、例えば上りリンクの制御チャネルのリソースにマッピングし、無線通信回路３２へ出力する。無線通信回路３２は、送信ＢＢ処理部３３４によって変調された応答信号をアンテナ３１を介して無線送信する（Ｓ１０６）。
［無線基地局２０の動作］
　図２５は、実施例１における無線基地局２０の動作の一例を示すフローチャートである。無線基地局２０は、例えばデータの送信を開始する場合に、本フローチャートに示す動作を開始する。
　まず、無線基地局２０は、データを無線送信する（Ｓ２００）。具体的には、プロセッサ２２内の送信データ処理部２２５は、通信インターフェイス２１から出力された信号に基づいて、送信データを生成し、生成した送信データをバッファ２２３および送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。送信ＢＢ処理部２２６は、再送データ生成部２２４から出力された送信データに対して、ベースバンド変調や多重化等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部２２６は、処理後の送信信号を無線通信回路２４へ出力する。無線通信回路２４は、送信ＢＢ処理部２２６から出力された送信信号に対してアップコンバート、直交変調、および増幅等の処理を施し、処理後の送信信号を、アンテナ２５を介して空間に無線送信する。バッファ２２３は、送信データ処理部２２５から出力された送信データを保持する（Ｓ２０１）。
　次に、判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された信号を参照して、応答信号を受信したか否かを判定する（Ｓ２０２）。応答信号を受信した場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された応答信号のＩ成分およびＱ成分の振幅に基づいて、応答信号がＡＣＫであるかを判定する（Ｓ２０３）。具体的には、判定部２２１は、Ｉ成分の振幅がプラスか否かを判定することにより、応答信号がＡＣＫであるか否かを判定する。判定部２２１は、判定結果をスケジューラ２２０および再送データ生成部２２４へ出力する。
　応答信号がＡＣＫである場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、再送データ生成部２２４は、ＡＣＫに対応する送信データをバッファ２２３内から削除する（Ｓ２０６）。
　一方、応答信号がＡＣＫではない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、即ち、応答信号がＮＡＣＫ１～３のいずれかである場合、判定部２２１は、応答信号のＱ成分の振幅の大きさに基づいて、応答信号がＮＡＣＫ１～３のいずれであるかを判定する。そして、判定部２２１は、判定結果をスケジューラ２２０および再送データ生成部２２４へ出力する。
　次に、スケジューラ２２０は、再送データの送信タイミングを再送データ生成部２２４に指示する。再送データ生成部２２４は、バッファ２２３内に保持されている送信データを取得する。そして、再送データ生成部２２４は、例えば図２３に示した対応テーブル５０を参照して、バッファ２２３から取得した送信データに基づいて再送データを生成する（Ｓ２０４）。そして、再送データ生成部２２４は、生成した再送データを、スケジューラ２２０から指示された送信タイミングで送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。
　次に、送信ＢＢ処理部２２６は、再送データ生成部２２４から出力された再送データに対して、ベースバンド変調や多重化等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部２２６は、処理後の送信信号を無線通信回路２４へ出力する。無線通信回路２４は、送信ＢＢ処理部２２６から出力された送信信号に対してアップコンバート、直交変調、および増幅等の処理を施し、処理後の送信信号を、アンテナ２５を介して空間に無線送信する（Ｓ２０５）。
［実施例１の効果］
　以上、実施例１について説明した。本実施例の無線通信システム１０は、無線基地局２０および無線端末３０を有する。無線端末３０は、受信ＢＢ処理部３３０と、判定部３３１と、応答信号生成部３３３と、送信ＢＢ処理部３３４と、無線通信回路３２とを有する。受信ＢＢ処理部３３０は、無線基地局２０から送信されたデータを受信する。判定部３３１は、受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する。応答信号生成部３３３は、判定部３３１によってデータの復号に成功したと判定された場合に無線基地局２０へ返信する応答信号としてＡＣＫを選択する。また、応答信号生成部３３３は、判定部３３１によってデータの復号に失敗したと判定された場合に応答信号として複数のＮＡＣＫの中のいずれかを選択する。送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３によって選択された応答信号を変調する。無線通信回路３２は、送信ＢＢ処理部３３４によって変調された応答信号を無線基地局２０へ送信する。また、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３によってＡＣＫが選択された場合に、ＩＱ平面におけるＱ軸を挟んでＩ座標がプラスとなる領域にＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。また、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３によって複数のＮＡＣＫのいずれかが選択された場合に、ＩＱ平面におけるＱ軸を挟んでＩ座標がマイナスとなる領域に、Ｑ軸と平行な直線に沿って応答信号生成部３３３によって選択されたＮＡＣＫのシンボルが配置されるように応答信号を変調する。また、無線基地局２０は、受信ＢＢ処理部２２２と送信ＢＢ処理部２２６とを有する。送信ＢＢ処理部２２６は、無線端末３０へデータを送信する。受信ＢＢ処理部２２２は、無線端末３０から返信されたＡＣＫおよび複数のＮＡＣＫの中のいずれかを示す応答信号を受信する。また、送信ＢＢ処理部２２６は、応答信号に複数のＮＡＣＫのいずれかが含まれている場合、ＮＡＣＫに応じて、無線端末３０へ送信されたデータから作成された再送データを無線端末３０へ送信する。これにより、無線通信システム１０は、通信の遅延の増加等の通信の信頼性の低下を抑制することができる。
　また、本実施例の変調方法において、ＡＣＫのシンボルからＱ軸までのＩＱ平面上の距離は、複数のＮＡＣＫのシンボルのそれぞれからＱ軸までのＩＱ平面上の距離と等しい。これにより、無線基地局２０は、ＩＱ平面において、応答シンボルのＩ成分の振幅がプラスか否かを判定することにより、応答信号がＡＣＫか否かを判定することができる。これにより、応答信号がＡＣＫか否かを判定するための回路を簡略化することができる。
　また、本実施例の変調方法において、複数のＮＡＣＫのシンボルは、ＩＱ平面において、Ｑ軸と平行な直線に沿って等間隔で配置される。これにより、無線基地局２０は、ＩＱ平面において、応答シンボルのＱ成分の振幅の大きさに応じて応答信号が複数のＮＡＣＫのいずれであるかを判定することができる。これにより、複数のＮＡＣＫを識別するための回路を簡略化することができる。
　また、本実施例において、無線端末３０は、受信環境を測定する測定部３３２を有する。また、応答信号生成部３３３は、判定部３３１によってデータの復号に失敗したと判定された場合に、測定部３３２によって測定された受信環境に応じて、複数のＮＡＣＫのいずれかを選択する。これにより、無線端末３０は、データの復号に失敗した場合に、付加情報として無線端末３０における受信環境に関する情報を無線基地局２０に通知することができる。これにより、無線基地局２０は、データの再送において、再送データのサイズを抑えつつ、データの復号に成功する可能性がより高い再送データを無線端末３０に送信することができる。
　また、本実施例において、無線基地局２０は、バッファ２２３と、再送データ生成部２２４とを有する。バッファ２２３は、送信ＢＢ処理部２２６によって無線端末３０へ送信されたデータを保持する。再送データ生成部２２４は、応答信号にいずれかのＮＡＣＫが含まれている場合、ＮＡＣＫに応じてバッファ２２３に保持されたデータから再送データを生成する。送信ＢＢ処理部２２６は、応答信号にＮＡＣＫが含まれている場合、再送データ生成部２２４によって生成された再送データを無線端末３０へ送信する。これにより、無線基地局２０は、無線端末３０が復号に失敗したデータを再送することができる。
　実施例１の無線通信システム１０では、多値化されたＮＡＣＫのそれぞれが無線端末３０における異なる受信環境に対応付けられ、無線端末３０側でデータの復号に失敗した場合に、無線端末３０の受信環境に応じたＮＡＣＫが無線基地局２０に通知される。これに対し、実施例２の無線通信システム１０では、無線端末３０側でデータの復号に失敗した場合、ＮＡＣＫが無線基地局２０に通知されると共に、無線端末３０の受信環境に関する情報が、低遅延データの送信用のチャネルを介して無線基地局２０へ送信される。以下では、実施例１と異なる点を中心に説明する。なお、無線通信システム１０の構成は、実施例１における無線通信システム１０と同様であるため、説明を省略する。
［無線端末３０］
　本実施例の無線端末３０は、アンテナ３１、無線通信回路３２、プロセッサ３３、およびメモリ３４を有する。また、無線端末３０は、受信ＢＢ処理部３３０、判定部３３１、測定部３３２、応答信号生成部３３３、送信ＢＢ処理部３３４、および再復号部３３５を有する。なお、無線端末３０の構成は、以下に説明する点を除き、図２を用いて説明した実施例１の無線端末３０と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　応答信号生成部３３３は、判定部３３１からデータの復号の成功が通知された場合、ＡＣＫを示す応答信号を生成する。また、判定部３３１からデータの復号の失敗が通知された場合、応答信号生成部３３３は、ＮＡＣＫを示す応答信号を生成する。そして、応答信号生成部３３３は、生成された応答信号を送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。
　また、応答信号生成部３３３は、判定部３３１からデータの復号の失敗が通知された場合に、測定部３３２から受信環境の品質を示す指標の測定値を取得する。そして、応答信号生成部３３３は、取得した測定値を付加情報に変換して送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。付加情報は、例えばＣＱＩ、ＳＩＮＲ、およびＲＳＳＩ等の測定値を所定数のビットの値に量子化された情報である。本実施例において、応答信号生成部３３３は、測定部３３２から取得した測定値を、例えば４ビットの付加情報に変換して送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。なお、付加情報のビット数は４ビットに限られず、３ビット以下であってもよく、５ビット以上であってもよい。
　送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３から出力された応答信号を変調する。本実施例において、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号を例えばＢＰＳＫ変調する。そして、送信ＢＢ処理部３３４は、変調された応答信号を、例えば上りリンクの制御チャネルのリソースにマッピングし、無線通信回路３２へ出力する。これにより、応答信号は、例えば図２６に示すように、上りリンクの制御チャネルを介して無線基地局２０へ送信される。図２６において、「Ａ」はＡＣＫを示し、「Ｎ」はＮＡＣＫを示す。なお、上りリンクのユーザデータ用のチャネルが確立されている場合には、変調された応答信号は上りリンクのユーザデータ用のチャネルのリソースにマッピングされてもよい。
　また、送信ＢＢ処理部３３４は、無線基地局２０との間で低遅延データ用のチャネルを確立する。低遅延データ用のチャネルとは、例えばＵＲＬＬＣ用のチャネルである。そして、送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３から付加情報が出力された場合、当該付加情報に対して符号化や変調等の処理を施し、処理後のデータを低遅延データ用のチャネルのリソースにマッピングし、無線通信回路３２へ出力する。これにより、応答信号生成部３３３から出力された付加情報は、例えば図２６に示すように、低遅延データ用のチャネルを介して無線基地局２０へ送信される。
　このように、無線端末３０が、データの復号に失敗した場合に、ＮＡＣＫと共に付加情報を無線基地局２０に通知することにより、無線基地局２０は、データの復号に成功する可能性がより高い再送データを無線端末３０に送信することができる。また、無線端末３０は、付加情報を低遅延データ用のチャネルを用いて無線基地局２０へ送信することにより、ＡＣＫおよびＮＡＣＫよりもデータ量の多い付加情報を迅速に無線基地局２０に受信させることができる。
　ここで、無線端末３０は、データの復号に失敗した場合、付加情報を無線基地局２０へ送信するが、付加情報の送信タイミングは、必ずしもＮＡＣＫが送信されるスロットやサブフレームと同一のスロットやサブフレームで送信されなくてもよい。例えば図２７に示すように、送信ＢＢ処理部３３４は、無線基地局２０におけるデータの再送タイミングに間に合うという条件を満たす範囲で、任意のタイミングで付加情報を無線基地局２０へ送信してもよい。なお、ＡＣＫおよびＮＡＣＫについても、無線基地局２０におけるデータの再送タイミングに間に合うという条件を満たす範囲で、任意のタイミングで無線基地局２０へ送信されてもよい。
［無線基地局２０］
　本実施例の無線基地局２０は、通信インターフェイス２１、プロセッサ２２、メモリ２３、無線通信回路２４、およびアンテナ２５を有する。また、無線基地局２０は、スケジューラ２２０、判定部２２１、受信ＢＢ処理部２２２、バッファ２２３、再送データ生成部２２４、送信データ処理部２２５、および送信ＢＢ処理部２２６を有する。なお、無線基地局２０の構成は、以下に説明する点を除き、図２２を用いて説明した実施例１における無線基地局２０と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　受信ＢＢ処理部２２２は、無線端末３０との間で低遅延データ用のチャネルを確立する。具体的には、受信ＢＢ処理部２２２は、例えばＵＲＬＬＣ用のチャネルを確立する。判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された信号を参照して、応答信号を受信したか否かを判定する。応答信号を受信した場合、判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された応答信号がＡＣＫであるかを判定する。本実施例において、応答信号は例えばＢＰＳＫ変調されており、判定部２２１は、応答信号の振幅がプラスか否かを判定することにより、応答信号がＡＣＫであるか否かを判定する。判定部２２１は、判定結果をスケジューラ２２０および再送データ生成部２２４へ出力する。
　スケジューラ２２０は、判定部２２１による応答信号の判定結果がＮＡＣＫである場合、再送データの送信タイミングを再送データ生成部２２４に指示する。
　再送データ生成部２２４は、判定部２２１による応答信号の判定結果がＮＡＣＫである場合、バッファ２２３内に保持されている送信データを取得する。そして、再送データ生成部２２４は、例えば図２８に示す対応テーブル５１を参照して、バッファ２２３から取得した送信データに基づいて再送データを生成する。本実施例において、再送データ生成部２２４は、対応テーブル５１を保持する。
　図２８は、実施例２における対応テーブル５１の一例を示す図である。対応テーブル５１は、送信データのＭＣＳや送信電力等の送信データに関する情報を含む送信情報に対応付けて、付加情報のそれぞれに対応する再送データを生成するための情報である生成情報を格納する。図２８に例示された対応テーブル５１は、例えば、送信データが「送信情報２」に基づいて生成された場合、付加情報１に対しては「生成情報［２１］」に基づいて再送データが生成され、付加情報２に対しては「生成情報［２２］」に基づいて再送データが生成されことを示している。
　再送データ生成部２２４は、対応テーブル５１を参照して、バッファ２２３から取得した送信データに基づいて生成した再送データを、スケジューラ２２０から指示された送信タイミングで送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。また、再送データ生成部２２４は、判定部２２１による応答信号の判定結果がＡＣＫである場合、当該ＡＣＫに対応する送信データをバッファ２２３内から削除する。なお、本実施例においても、再送データ生成部２２４は、無線端末３０から応答信号が返信される前に、各付加情報に対応する再送データを予め生成しておいてもよい。
［無線端末３０の動作］
　図２９は、実施例２における無線端末３０の動作の一例を示すフローチャートである。無線端末３０は、例えば無線基地局２０との間で通信を開始する場合に、本フローチャートに示す動作を開始する。
　まず、無線端末３０は、無線基地局２０との間で低遅延データ用のチャネルを確立する（Ｓ１２０）。本実施例において、無線端末３０は、無線基地局２０との間で例えばＵＲＬＬＣ用のチャネルを確立する。具体的には、例えば、プロセッサ３３内の制御部（図示せず）によって、無線基地局２０との間で例えばＵＲＬＬＣ用のチャネルが確立される。
　次に、無線端末３０は、無線基地局２０から送信されたデータを受信する（Ｓ１２１）。具体的には、無線通信回路３２は、アンテナ３１を介して受信した受信信号に対して増幅、直交復調、およびダウンコンバート等の処理を施し、処理後の受信信号をプロセッサ３３へ出力する。プロセッサ３３内の受信ＢＢ処理部３３０は、無線通信回路３２から出力された受信信号に対して、所定単位のブロック毎に誤り訂正復号等を行い、無線基地局２０から送信されたデータを復元する。そして、受信ＢＢ処理部３３０は、復元されたデータを判定部３３１へ出力する。
　次に、無線端末３０は、データの復号に成功したか否かを判定する（Ｓ１２２）。具体的には、判定部３３１は、受信ＢＢ処理部３３０から出力されたデータに含まれるＣＲＣ符号等の誤り検出符号を用いて、復元されたデータに誤りが含まれているか否かを判定することにより、データの復号に成功したか否かを判定する。
　データの復号に成功した場合（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、判定部３３１は、データの復号の成功を応答信号生成部３３３に通知する。応答信号生成部３３３は、ＡＣＫを示す応答信号を生成する。送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３によって生成された応答信号に対して符号化および変調等を行い、処理後の信号を無線通信回路３２へ出力する。無線通信回路３２は、送信ＢＢ処理部３３４から出力された応答信号をアンテナ３１を介して制御チャネルで無線送信する（Ｓ１２７）。そして、受信ＢＢ処理部３３０は、ステップＳ１２６に示す処理を実行する。
　一方、データの復号に失敗した場合（Ｓ１２２：Ｎｏ）、判定部３３１は、データの復号の失敗を応答信号生成部３３３に通知する。応答信号生成部３３３は、ＮＡＣＫを示す応答信号を生成する。送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３によって生成された応答信号に対して符号化および変調等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部３３４は、処理後の応答信号を制御チャネルにマッピングし、無線通信回路３２へ出力する。無線通信回路３２は、送信ＢＢ処理部３３４から出力された応答信号を、アンテナ３１を介して無線送信する（Ｓ１２３）。
　次に、応答信号生成部３３３は、測定部３３２から受信環境の品質を示す指標の測定値を取得する（Ｓ１２４）。そして、応答信号生成部３３３は、測定部３３２から取得した測定値を所定のビット数の付加情報に変換する。そして、応答信号生成部３３３は、付加情報を送信ＢＢ処理部３３４へ出力する。送信ＢＢ処理部３３４は、応答信号生成部３３３から出力された付加情報に対して符号化および変調等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部３３４は、処理後の付加情報を低遅延データ用のチャネルにマッピングし、無線通信回路３２へ出力する。無線通信回路３２は、送信ＢＢ処理部３３４から出力された付加情報を、アンテナ３１を介して無線送信する（Ｓ１２５）。
　次に、受信ＢＢ処理部３３０は、無線基地局２０との通信が終了したか否かを判定する（Ｓ１２６）。無線基地局２０との通信が終了していない場合（Ｓ１２６：Ｎｏ）、受信ＢＢ処理部３３０は、再びステップＳ１２１に示した処理を実行する。一方、無線基地局２０との通信が終了した場合（Ｓ１２６：Ｙｅｓ）、無線端末３０は、本フローチャートに示した処理を終了する。
［無線基地局２０の動作］
　図３０は、実施例２における無線基地局２０の動作の一例を示すフローチャートである。無線基地局２０は、例えば無線端末３０との間で通信を開始する場合に、本フローチャートに示す動作を開始する。
　まず、無線基地局２０は、無線端末３０との間で低遅延データ用のチャネルを確立する（Ｓ２２０）。本実施例において、無線基地局２０は、無線端末３０との間で例えばＵＲＬＬＣ用のチャネルを確立する。具体的には、例えば、プロセッサ２２内の制御部（図示せず）によって、無線基地局３０との間で例えばＵＲＬＬＣ用のチャネルが確立される。
　次に、無線基地局２０は、データを無線送信する（Ｓ２２１）。具体的には、プロセッサ２２内の送信データ処理部２２５は、通信インターフェイス２１から出力された信号に基づいて、送信データを生成し、生成した送信データをバッファ２２３および送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。送信ＢＢ処理部２２６は、送信データ処理部２２５から出力された送信データに対して、ベースバンド変調や多重化等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部２２６は、処理後の送信信号を無線通信回路２４へ出力する。無線通信回路２４は、送信ＢＢ処理部２２６から出力された送信信号に対してアップコンバート、直交変調、および増幅等の処理を施し、処理後の送信信号を、アンテナ２５を介して空間に無線送信する。バッファ２２３は、送信データ処理部２２５から出力された送信データを保持する（Ｓ２２２）。
　次に、判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された信号を参照して、応答信号を受信したか否かを判定する（Ｓ２２３）。応答信号を受信した場合（Ｓ２２３：Ｙｅｓ）、判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２から出力された応答信号がＡＣＫであるかを判定する（Ｓ２２４）。そして、判定部２２１は、判定結果をスケジューラ２２０および再送データ生成部２２４へ出力する。
　応答信号がＡＣＫである場合（Ｓ２２４：Ｙｅｓ）、再送データ生成部２２４は、ＡＣＫに対応する送信データをバッファ２２３内から削除する（Ｓ２２９）。そして、送信ＢＢ処理部２２６は、ステップＳ２２８に示した処理を実行する。
　一方、応答信号がＡＣＫではない場合（Ｓ２２４：Ｎｏ）、判定部２２１は、受信ＢＢ処理部２２２が無線端末３０との間で確立している低遅延データ用のチャネルを介して付加情報を受信する（Ｓ２２５）。そして、判定部２２１は、受信した付加情報を再送データ生成部２２４へ出力する。また、スケジューラ２２０は、再送データの送信タイミングを再送データ生成部２２４に指示する。
　次に、再送データ生成部２２４は、バッファ２２３内に保持されている送信データを取得する。そして、再送データ生成部２２４は、例えば図２８に示した対応テーブル５１を参照して、バッファ２２３から取得した送信データに基づいて再送データを生成する（Ｓ２２６）。そして、再送データ生成部２２４は、生成した再送データを、スケジューラ２２０から指示された送信タイミングで送信ＢＢ処理部２２６へ出力する。
　次に、送信ＢＢ処理部２２６は、再送データ生成部２２４から出力された再送データに対して、ベースバンド変調や多重化等の処理を行う。そして、送信ＢＢ処理部２２６は、処理後の送信信号を無線通信回路２４へ出力する。無線通信回路２４は、送信ＢＢ処理部２２６から出力された送信信号に対してアップコンバート、直交変調、および増幅等の処理を施し、処理後の送信信号を、アンテナ２５を介して空間に無線送信する（Ｓ２２７）。
　次に、送信ＢＢ処理部２２６は、無線端末３０との通信が終了したか否かを判定する（Ｓ２２８）。無線端末３０との通信が終了していない場合（Ｓ２２８：Ｎｏ）、送信ＢＢ処理部２２６は、再びステップＳ２２１に示した処理を実行する。一方、無線端末３０との通信が終了した場合（Ｓ２２８：Ｙｅｓ）、無線基地局２０は、本フローチャートに示した処理を終了する。
［実施例２の効果］
　以上、実施例２について説明した。本実施例の無線通信システム１０は、無線基地局２０および無線端末３０を有する。無線端末３０は、受信ＢＢ処理部３３０と、判定部３３１と、測定部３３２と、無線通信回路３２とを有する。受信ＢＢ処理部３３０は、無線基地局２０から送信されたデータを受信する。判定部３３１は、受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する。無線通信回路３２は、判定部３３１の判定結果に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを無線基地局２０へ送信する。測定部３３２は、受信環境を測定する。また、無線通信回路３２は、ＮＡＣＫを無線基地局２０へ送信する際に、測定部３３２によって測定された受信環境に関する情報を、低遅延データ用に無線基地局２０との間で確保されたチャネルを用いて送信する。無線基地局２０は、受信ＢＢ処理部２２２と、送信ＢＢ処理部２２６とを有する。送信ＢＢ処理部２２６は、無線端末３０へデータを送信する。受信ＢＢ処理部２２２は、無線基地局２０から無線端末３０へ送信されたデータの受信に対して無線端末３０から返信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫを受信する。また、受信ＢＢ処理部２２２は、ＮＡＣＫを受信した場合、低遅延データ用に無線端末３０との間で確保されたチャネルを用いて、無線端末３０における受信環境を示す情報を無線端末３０からさらに受信する。また、送信ＢＢ処理部２２６は、ＮＡＣＫが受信された場合、受信環境を示す情報に応じて無線端末３０へ送信されたデータから作成された再送データを無線端末３０へ送信する。これにより、無線通信システム１０は、通信の遅延の増加等の通信の信頼性の低下を抑制することができる。また、無線端末３０は、ＡＣＫおよびＮＡＣＫよりもデータ量の多い付加情報を迅速に無線基地局２０に受信させることができる。
　なお、開示の技術は、上記した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
　例えば、上記した各実施例では、無線基地局２０から送信されるデータについて無線端末３０がＡＣＫまたはＮＡＣＫを無線基地局２０へ返す場合を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、無線端末３０から送信されるデータについて無線基地局２０がＡＣＫまたはＮＡＣＫを無線端末３０へ返す場合についても、上記した各実施例において開示された技術を適用することができる。
　また、上記した実施例１と実施例２とは、組み合わせることが可能である。具体的には、多値化されたＮＡＣＫのそれぞれが無線端末３０における異なる受信環境に対応付けられ、無線端末３０側でデータの復号に失敗した場合に、無線端末３０は、受信環境に応じたＮＡＣＫを無線基地局２０に通知する。さらに、無線端末３０は、受信環境に関するより詳細な情報を付加情報として、低遅延データ用に無線基地局２０との間で確立されたチャネルを用いて無線基地局２０へ送信してもよい。
　また、上記した実施例１では、ＮＡＣＫの多値数が２～４の場合を例に説明したが、開示の技術はこれに限られず、ＮＡＣＫの多値数は５以上であってもよい。ここで、図１１に示した比較例の変調方法では、ＮＡＣＫの多値数を増やすと、隣接するＮＡＣＫ間の距離が短くなり、ＮＡＣＫ間の誤り率が増加する。これに対し、実施例１の変調方法では、Ｑ軸と平行な直線４０に沿ってそれぞれのＮＡＣＫのシンボルが配置されるため、隣接するＮＡＣＫ間の距離を一定値以上に保ちながらＮＡＣＫの多値数を増加させることができる。そのため、実施例１の変調方法では、ＮＡＣＫ間の誤り率を増加させることなく、ＮＡＣＫの多値数を増やすことが可能となる。
　また、上記した実施例１の変調方法では、Ｉ座標がプラスとなるＩ軸上にＡＣＫのシンボルが配置され、Ｑ軸と平行な直線４０に沿ってそれぞれのＮＡＣＫのシンボルが配置されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、Ｑ座標がプラスとなるＱ軸上にＡＣＫのシンボルが配置され、Ｉ軸と平行な直線に沿ってそれぞれのＮＡＣＫのシンボルが配置されるように、応答信号が変調されてもよい。
　また、上記した各実施例において、無線基地局２０および無線端末３０がそれぞれ有する処理ブロックは、実施例における無線基地局２０および無線端末３０の理解を容易にするために、主な処理内容に応じて機能別に区分したものである。そのため、処理ブロックの区分方法やその名称によって、開示の技術が制限されることはない。また、上記した実施例における無線基地局２０および無線端末３０が有する各処理ブロックは、処理内容に応じてさらに多くの処理ブロックに細分化することもできるし、複数の処理ブロックを１つの処理ブロックに統合することもできる。また、それぞれの処理ブロックによって実行される処理は、ソフトウェアによる処理として実現されてもよく、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）等の専用のハードウェアにより実現されてもよい。
１０　無線通信システム
１１　コアネットワーク
２０　無線基地局
２１　通信インターフェイス
２２　プロセッサ
２２０　スケジューラ
２２１　判定部
２２２　受信ＢＢ処理部
２２３　バッファ
２２４　再送データ生成部
２２５　送信データ処理部
２２６　送信ＢＢ処理部
２３　メモリ
２４　無線通信回路
２５　アンテナ
３０　無線端末
３１　アンテナ
３２　無線通信回路
３３　プロセッサ
３３０　受信ＢＢ処理部
３３１　判定部
３３２　測定部
３３３　応答信号生成部
３３４　送信ＢＢ処理部
３３５　再復号部
３４　メモリ
４０　直線
５０　対応テーブル
５１　対応テーブル

Claims (13)

  1. 　他の装置から送信されたデータを受信する受信部と、
    　受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する判定部と、
    　前記判定部によって前記データの復号に成功したと判定された場合に前記他の装置へ返信する応答信号としてＡＣＫ（ACKnowledgement）を選択し、前記判定部によって前記データの復号に失敗したと判定された場合に前記応答信号として複数のＮＡＣＫ（Negative　ACKnowledgement）の中のいずれかを選択する選択部と、
    　前記選択部によって選択された前記応答信号を変調する変調部と、
    　前記変調部によって変調された前記応答信号を前記他の装置へ送信する送信部と
    　を有し、
    　前記変調部は、
    　前記選択部によって前記ＡＣＫが選択された場合に、ＩＱ平面において、Ｉ軸およびＱ軸のうち一方の軸を挟んで一方の領域に前記ＡＣＫのシンボルが配置されるように前記応答信号を変調し、前記選択部によって前記複数のＮＡＣＫのいずれかが選択された場合に、ＩＱ平面において前記一方の軸を挟んで他方の領域に、前記一方の軸と平行な直線に沿って前記選択部によって選択されたＮＡＣＫのシンボルが配置されるように前記応答信号を変調することを特徴とする無線通信装置。
  2. 　ＩＱ平面において、前記ＡＣＫのシンボルから前記一方の軸までの距離は、前記複数のＮＡＣＫのシンボルのそれぞれから前記一方の軸までの距離と等しいことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　ＩＱ平面において、前記複数のＮＡＣＫのシンボルは、前記直線に沿って等間隔で配置されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  4. 　受信環境を測定する測定部を有し、
    　前記選択部は、
    　前記判定部によって前記データの復号に失敗したと判定された場合に、前記測定部によって測定された受信環境に応じて、前記複数のＮＡＣＫのいずれかを選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  5. 　他の装置へデータを送信する送信部と、
    　前記他の装置から返信された、ＡＣＫおよび複数のＮＡＣＫの中のいずれかを示す応答信号を受信する受信部と
    　を有し、
    　前記送信部は、
    　前記応答信号に前記複数のＮＡＣＫのいずれかが含まれている場合、前記ＮＡＣＫに応じて、前記他の装置へ送信されたデータから作成された再送データを前記他の装置へ送信することを特徴とする無線通信装置。
  6. 　前記送信部によって前記他の装置へ送信されたデータを保持する保持部と、
    　前記応答信号にいずれかのＮＡＣＫが含まれている場合、前記ＮＡＣＫに応じて前記保持部に保持されたデータから前記再送データを生成する生成部と
    　を有し、
    　前記送信部は、
    　前記応答信号に前記ＮＡＣＫが含まれている場合、前記生成部によって生成された前記再送データを前記他の装置へ送信することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
  7. 　前記送信部によって前記他の装置へ送信されたデータに基づいて、前記複数のＮＡＣＫのそれぞれに対応する前記再送データを生成する生成部を有し、
    　前記送信部は、
    　前記応答信号に前記ＮＡＣＫが含まれている場合、前記生成部によって予め生成されていた前記再送データのうち、前記応答信号に含まれている前記ＮＡＣＫに対応する前記再送データを前記他の装置へ送信することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
  8. 　第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを有する無線通信システムにおいて、
    　前記第１の無線通信装置は、
    　前記第２の無線通信装置から送信されたデータを受信する第１の受信部と、
    　受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する判定部と、
    　前記判定部によって前記データの復号に成功したと判定された場合に前記第２の無線通信装置へ返信する応答信号としてＡＣＫを選択し、前記判定部によって前記データの復号に失敗したと判定された場合に前記応答信号として複数のＮＡＣＫの中のいずれかを選択する選択部と、
    　前記選択部によって選択された前記応答信号を変調する変調部と、
    　前記変調部によって変調された前記応答信号を前記第２の無線通信装置へ送信する第１の送信部と
    　を有し、
    　前記変調部は、
    　前記選択部によって前記ＡＣＫが選択された場合に、ＩＱ平面において、Ｉ軸およびＱ軸のうち一方の軸を挟んで一方の領域に前記ＡＣＫのシンボルが配置されるように前記応答信号を変調し、前記選択部によって前記複数のＮＡＣＫのいずれかが選択された場合に、ＩＱ平面において前記一方の軸を挟んで他方の領域に、前記一方の軸と平行な直線に沿って前記選択部によって選択されたＮＡＣＫのシンボルが配置されるように前記応答信号を変調し、
    　前記第２の無線通信装置は、
    　前記第１の無線通信装置へデータを送信する第２の送信部と、
    　前記第１の無線通信装置から返信された、前記応答信号を受信する第２の受信部と
    　を有し、
    　前記第２の送信部は、
    　前記応答信号に前記複数のＮＡＣＫのいずれかが含まれている場合、前記応答信号に含まれている前記ＮＡＣＫに応じて、前記第１の無線通信装置へ送信されたデータから作成された再送データを前記第１の無線通信装置へ送信することを特徴とする無線通信システム。
  9. 　無線通信装置が、
    　他の装置から送信されたデータを受信し、
    　受信されたデータの復号に成功したか否かを判定し、
    　前記データの復号に成功したと判定した場合に前記他の装置へ返信する応答信号としてＡＣＫを選択し、前記データの復号に失敗したと判定した場合に前記応答信号として複数のＮＡＣＫの中のいずれかを選択し、
    　選択された前記応答信号を変調し、
    　変調された前記応答信号を前記他の装置へ送信する
    　処理を実行し、
    　前記変調する処理は、
    　前記ＡＣＫが選択された場合に、ＩＱ平面において、Ｉ軸およびＱ軸のうち一方の軸を挟んで一方の領域に前記ＡＣＫのシンボルが配置されるように前記応答信号を変調し、前記複数のＮＡＣＫのいずれかが選択された場合に、ＩＱ平面において前記一方の軸を挟んで他方の領域に、選択されたＮＡＣＫのシンボルが前記一方の軸と平行な直線に沿って配置されるように前記応答信号を変調する処理であることを特徴とする無線通信方法。
  10. 　他の装置から送信されたデータを受信する受信部と、
    　受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する判定部と、
    　前記判定部の判定結果に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを前記他の装置へ送信する送信部と、
    　受信環境を測定する測定部と
    　を有し、
    　前記送信部は、
    　前記ＮＡＣＫを前記他の装置へ送信する際に、前記測定部によって測定された受信環境に関する情報を、低遅延データ用に前記他の装置との間で確保されたチャネルを用いて送信することを特徴とする無線通信装置。
  11. 　他の装置へデータを送信する送信部と、
    　前記データの受信に対して前記他の装置から返信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫを受信する受信部と
    　を有し、
    　前記受信部は、
    　前記ＮＡＣＫを受信した場合、低遅延データ用に前記他の装置との間で確保されたチャネルを用いて、前記他の装置における受信環境を示す情報を前記他の装置からさらに受信し、
    　前記送信部は、
    　前記ＮＡＣＫが受信された場合、前記受信環境を示す情報に応じて前記他の装置へ送信されたデータから作成された再送データを前記他の装置へ送信することを特徴とする無線通信装置。
  12. 　第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを有する無線通信システムにおいて、
    　前記第１の無線通信装置は、
    　第２の無線通信装置から送信されたデータを受信する第１の受信部と、
    　受信されたデータの復号に成功したか否かを判定する判定部と、
    　前記判定部の判定結果に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを前記第２の無線通信装置へ送信する第１の送信部と、
    　受信環境を測定する測定部と
    　を有し、
    　前記第１の送信部は、
    　前記ＮＡＣＫを前記第２の無線通信装置へ送信する際に、前記測定部によって測定された受信環境に関する情報を、低遅延データ用に前記第２の無線通信装置との間で確保されたチャネルを用いて送信し、
    　前記第２の無線通信装置は、
    　前記第１の無線通信装置へデータを送信する第２の送信部と、
    　前記第１の無線通信装置から返信されたＡＣＫまたはＮＡＣＫを受信する第２の受信部と
    　を有し、
    　前記第２の受信部は、
    　前記ＮＡＣＫを受信した場合、前記チャネルを用いて前記第１の無線通信装置における受信環境を示す情報を前記第１の無線通信装置からさらに受信し、
    　前記第２の送信部は、
    　前記ＮＡＣＫが受信された場合、前記受信環境を示す情報に応じて前記第１の無線通信装置へ送信されたデータから作成された再送データを前記第１の無線通信装置へ送信することを特徴とする無線通信システム。
  13. 　無線通信装置が、
    　他の装置から送信されたデータを受信し、
    　受信されたデータの復号に成功したか否かを判定し、
    　判定結果に応じて、ＡＣＫまたはＮＡＣＫを前記他の装置へ送信し、
    　受信環境を測定する
    　処理を実行し、
    　前記送信する処理は、
    　前記ＮＡＣＫを前記他の装置へ送信する際に、測定された受信環境に関する情報を、低遅延データ用に前記他の装置との間で確保されたチャネルを用いて送信する処理を含むことを特徴とする無線通信方法。
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