专利名称：通信控制方法、无线通信系统和无线通信机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于多载波的无线通信系统的重传控制方法，尤其适用于移动通信系统。
背景技术：
图1中示出一般的蜂窝通信的系统构成。多个终端(移动站)103、104、105、106经无线与基站101、102进行通信，基站101、102在基站控制站107的控制下，所述终端彼此或与属于固定网108的通信设备确立通信。在与属于固定网108的通信设备确立通信的情况下，从所属的全部终端中选择部分终端。
在这种无线通信系统中，为了使基站的吞吐量提高，已知优先选择所属终端中可通信的传输速度高的终端的手段(调度)。例如，在A.Jalali，R.Padovani，and R.Pankaj，“Data throughput of CDMA-HDR ahigh efficiency-high data personal communication wireless system，”IEEE VTC-Spring 2000，Tokyo，Japan，May 2000.(非专利文献1)中，示出如下技术，即，以可接收的最大传输速度的形式，向所属的终端分别通知测定的传输路径状况，将与平均速率之比最大的终端确定为发送对象，从而在确保终端间的公平性的同时，使基站的吞吐量提高。
另外，作为获得时间分集效应的方法， 已知执行基于ARQ(Automatic Repeat request自动重复请求)方式的重传控制，再利用过去的相同数据的接收结果，进行解码的HARQ(Hybrid ARQ混合ARQ)方式。
通过组合这些方式，可在确保终端间的公平性的同时，与各终端的通信进行对应于终端状态的品质的通信。例如，在3GPP2 C.S2004Version4.0“cdma2000 High Rate Packet Data Air InterfaceSpecification”pp.9-62-9-67(非专利文献2)中，示出如下技术，即，对每个传输速度设定最大重传次数，执行HARQ通信，在重传结束时(最大次数发送结束，或从终端侧接收解码完成的通信)，执行调度。
图2示出现有技术的控制序列。首先，基站将发送数据与导频信号的时间多路复用信号(201)发送给构成发送对象的终端。终端根据该导频信号，算出SIR(信号与干扰功率比)(202)，将DRC(可以该SIR接收的最大传输速度的信息)发送到基站侧(204)。另外，同时，执行被扩散的数据的纠错解码(203)，向基站侧发送错误检测结果(205)。
由于结果的发送在接收的3个时隙之后，所以纠错解码在3个时隙以内进行。基站根据错误检测结果，判断是重传还是发送新数据，在发送新数据时，根据全部终端的DRC，确定构成发送对象的终端(206)。
图3示出现有技术的基站中的数据发送定时。对在时刻1发送的数据(301)的数据解码结果(302)在时刻4被接收。根据该结果，判定是否需要调度(303)，确定时刻5的发送数据(304)是时刻1发送的数据301的重传还是新数据。
这样，需要等待数据解码结果的返回，数据的重传需4个时隙。由此，由于时刻1的数据与时刻2、3、4的数据可分别独立发送，所以基站以4个并列的方式发送数据。之后，举例记述数据发送定时1。每个定时的时刻t1-1与绝对时刻之间的对应如图3所示。
图4示出现有技术的调度动作触发(trigger)。这是如下情况，即，在时刻t1-4，结束终端A的第1数据(下面表述为“A1”)(401)的重传(402)，进行调度(403)，选出终端A，从时刻t1-5开始，开始发送数据A2(404)。除所述数据解码结果为解码成功的情况外，在重传结束了规定的重传次数的情况下，402为有效。
现有技术的调度按基于持有数据的优先级的选出与基于评价指标的选出的两个阶段执行。图5是如下情况的实例，即，A、B、C3个终端属于基站，终端A在存储优先级1、2、3的数据的队列501、502、503中分别持有数据，终端B在存储优先级1、2、3的数据的队列504、505、506中仅506持有数据，终端C在存储优先级1、2、3的数据的队列507、508、509中、508、509持有数据。此时，以优先级最高的优先级1的队列中持有数据的终端A为发送对象。
图6是如下情况的实例，即，A、B、C3个终端属于基站，终端A在存储优先级1、2、3的数据的队列501、502、503中502、503持有数据，终端B在存储优先级1、2、3的数据的队列504、505、506中仅506持有数据，终端C在存储优先级1、2、3的数据的队列507、508、509中、508、509持有数据。此时，以优先级最高的优先级2的队列持有数据的终端A与C中、通知的评价指标高的一方的终端为发送对象。
图7中示出现有技术的动作流程图。首先，接收对上次发送的数据的数据解码结果(步骤701)。在步骤701为解码成功、或执行了规定次数重传的情况下，设调度的动作触发有效(步骤702)。在步骤702的调度动作触发有效的情况下，对所属的全部终端收集优先级最高的发送数据的信息与通知的传输路径信息(步骤703)。根据步骤703的结果，在存在持有发送数据的终端(步骤704)的情况下，将持有优先级最高的数据的终端选为候补(步骤705)，将根据步骤703收集到的传输路径信息算出的评价指标最大的终端设为发送对象(步骤706)。从发送等待的队列中删除开始发送的数据，考虑基于上位层的重传控制的可能性，存储在规定时间删除等待的队列中(步骤707)。
图8示出基于现有方式的终端侧无线通信机的构成。从天线接收到的信号被无线频率电路(801)变换为基带频域的信号，将该基带频域的信号输入调制解调部(810)，由解调器(802)实施检波等解调处理，由纠错解码器(804)按每个编码单位进行解码。当由纠错解码器(804)解码时，将与过去接收到的相同数据有关的解调结果相加(803)，执行随时纠错解码。由通信线路解码器803纠错后的结果由错误检测部(805)检测错误，将有无错误制作为接收品质信息。该接收品质信息和传输路径信息，与导频信号生成部(806)生成的导频信号、和由纠错编码器(807)接受了通信路径编码的数据信号，由调制解调部(810)的多路复用器(808)进行编码多路复用。所述多路复用后的信号被调制器(809)调制，经无线频率电路801送出到无线传输路径。
该从接收侧无线通信机送出的信号被图9所示的基站侧无线通信机接收。基站侧无线通信机在解调部(906)执行全部终端的解调。801、802、803的动作与终端侧无线通信机一样。传输路径信息抽取部(904)抽取所述传输路径信息，数据解码结果抽取部(905)抽取所述数据解码结果。根据906收集到的数据解码结果与由重传次数管理部(907)管理的重传次数，调度器触发制作部(908)生成动作触发，根据该动作触发与收集到的传输路径信息，发送数据确定部(909)确定发送数据。该发送数据被移动到删除等待数据管理部(910)，并且，通过纠错编码器(911)接受通信路径编码，通过多路复用器(913)与由导频信号生成部(912)生成的导频信号编码多路复用。所述多路复用后的信号被调制器(914)调制，经无线频率电路(901)送出到无线传输路径。
以前的系统中，尽管设想了基站-终端间使用单一载波进行通信，但若考虑频率方向的分集效应，则认为同时由多个载波进行通信也有效。目前存在不对应于这种多个载波的调度的问题。
发明内容
因此，本发明的第一目的在于提供一种对应于使用多个载波的同时通信的调度与重传控制的方式。
就利用的各个载波而言，通知传输路径信息和数据解码结果，管理重传次数，由此执行多个载波的同时重传控制。
根据本发明，在基站-终端间同时使用多个载波进行通信的情况下，可执行包含重传控制的调度。另外，利用多个载波这一优点，可使特定终端的通信品质提高、提高系统整体的吞吐量。
图1是一般的蜂窝通信系统的整体构成图。
图2是现有技术的控制序列图。
图3是表示现有技术的重传控制周期的定时图。
图4是表示现有技术的重传控制中的调度器动作触发的定时图。
图5是现有技术利用队列间的优先级来缩小调度候补范围的实例图。
图6是表示现有技术的存在队列间的优先级相同的终端时的发送对象确定方法的图。
图7是现有技术的动作流程图。
图8是现有技术的终端无线通信机的构成例的框图。
图9是现有技术的基站侧无线通信机的构成例的框图。
图10是本发明第1实施方式的控制序列图。
图11是本发明第1实施方式的每个载波的重传控制原理图。
图12是表示本发明第1实施方式的每个载波的发送对象终端确定法的图。
图13是本发明第1实施方式的动作流程图。
图14是本发明第1实施方式的重传完成加速方法的原理图。
图15是表示本发明第1实施方式的终端速度加速的实例图。
图16是本发明第2实施方式的动作流程图。
图17是本发明第3实施方式的原理图。
图18是本发明第3实施方式的动作流程图。
图19是本发明第1实施方式的终端无线通信机的构成例的框图。
图20是本发明第1实施方式的基站无线通信机的构成例的框图。
图21是本发明第2实施方式的终端侧无线通信机的构成例的框图。
图22是本发明第2实施方式的基站侧无线通信机的构成例的框图。
具体实施例方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)在本发明中，使用与图1所示的现有技术一样的蜂窝通信的系统构成。每个载波的发送对象终端与现有技术一样，每个时刻为一个，但与现有技术的区别在于使用多个载波进行通信。由此，每个时刻可同时发送的数据量增加，可执行利用该特征的新的重传控制。
下面，说明本发明的重传控制算法。
图10示出本发明第1方法的控制序列。首先，基站对于各个载波，向构成发送对象的终端发送数据与导频信号的时间多路复用信号(1001)。终端对于全部载波，根据导频信号算出SIR(信号与干扰功率比)(1002)，按每个载波向基站侧发送传输路径信息(1004)。
另外，有接收数据的终端对存在以本站为目标的接收数据的每个载波，执行被扩散的数据的纠错解码(1003)，将表示数据是否正确解码的各个错误检测结果(1005)发送到基站侧。基站在存在于每个载波的发送等待队列中的数据的调度(1006)中，对于通知了错误检测结果的载波，根据错误检测结果，判断是执行重传还是发送新的数据。
对于判断为执行重传的载波，向通知了表示数据未正确解码的错误检测结果的终端，重传不能解码的数据。对于判断为发送新的数据的载波和未通知错误检测结果的各个载波，以全部终端对该载波的传输路径信息为指标，确定构成发送对象的终端。
图11和图12示出每个载波的调度(1006)中执行的、基于第1方法的调度动作的原理。
图11是在时刻t1-1、由载波1、2、3、4、5、6、7、8分别发送数据A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3时的实例。着色的部分表示作为该数据发送的结果，用于发送新的数据的调度的动作触发为有效的载波及其时隙，对于除此之外的载波的时隙，在下一时隙进行重传。
图12表示时刻t1-1对终端A、B、C的载波1～8的传输路径信息(1201、1202、1203)。此时，例如在时刻t1-1确定由载波2发送新的数据(1101)，在优先级相同的情况下，仅关注各终端的传输路径信息(1201、1202、1203)中载波2对应部分(1204)，将终端B选出为载波2的下一发送对象，在时刻t1-2开始数据B4的发送。同样，在时刻t1-2仅关注载波7。这样，可对每个载波适用与现有技术一样的构成。
图13示出本发明第1方法的动作流程图。
首先，接收对每个载波上次发送数据的数据解码结果(步骤1301)。以与上述步骤701一样的基准，对每个载波判定是执行重传还是发送新的数据(步骤1302)。
对于全部终端，收集优先级最高的发送数据的信息、和从终端通知的每个载波的传输路径信息(步骤1303)。对于执行新数据发送的全部载波(步骤1308)，以与上述步骤704～707一样的步骤，确定发送对象终端。与现有技术一样，将开始发送的数据存储在删除等待的队列中规定时间。
这样，根据并列现有调度器的第1方法，具有将可同时发送的数据数量增加载波数量的效果、和每个终端可以用传输路径状况好的载波进行通信的效果。
下面，说明每个载波的调度(1006)的第2方法。本发明的第2方法通过在同时传送时还利用是多个载波这一情况，加速数据的重传完成。
例如，在图14的情况下，载波3、4、8可在时刻t1-3结束时刻进行调度，数据A1、A3、B2、B4、C2正在重传。此时，在第1方法中，如1701所示，仅将新发送数据设为调度候补，相反，在第2方法中，如1702所示，未完成重传的数据也作为调度候补，被再投入至发送等待队列，并利用其它载波，并列发送上述未完成重传的数据，从而缩短完成所需的时间。此时，也可由各个队列管理新发送数据与重传用数据，并优先重传用数据。
即，在HARQ未终止的情况下，正在发送(已选出完毕)的数据也构成调度对象。
图15示出利用本发明第2方法的重传完成时间缩短的实例。数据A1构成在已6次接收的时刻完成解码的数据。通过从时刻t1-2开始利用载波2、从时刻t1-3开始进一步利用载波7来同时传送数据A1，在时刻t1-3的时刻完成6次接收，数据A1的解码完成。由此，作为现有6个时隙的至解码完成为止的时间，缩短为3个时隙(1903)。
(第2实施方式)图16示出本发明第2方法的动作流程图。1301～1308的动作与第1方法一样。当收集构成调度候补的数据时，追加将解码失败(数据解码结果(步骤1301)为解码失败)的数据中、重传次数剩余多次的数据再投入至发送队列的动作(步骤2001)。通过增加再投入至调度候补的数据，可缩短从数据开始发送至完成所需的时间。
根据第2方法，具有可使至全部数据重传完成为止所需时间缩短的效果。
(第3实施方式)下面说明的本发明的第3方法，是以提高载波的资源利用效率为目的的方法。在第3方法中，通过仅在不存在新发送数据的情况下执行第2方法的再投入来提高通信资源的利用效率。
例如在图17的情况下，由于在时刻t1-2不存在新数据(2101)，所以再投入重传未完成的数据(2102)，用载波7开始数据A1的并列发送。相反，由于在时刻t1-3存在新数据(2103)，所以不执行数据的再投入，用载波3开始数据A4的发送。
这里，再投入的数据的确定基准与第2方法一样，但不同之处在于，需要降低再投入的数据相对新发送数据的优先级。
图18示出本发明第3方法的动作流程图。1301～1308的动作与第1方法一样。当收集构成调度候补的数据时，追加在不存在具有数据的终端的情况下将解码失败的数据再投入发送队列的动作(2201)。
(系统构成)下面，说明实施上述算法用的系统及装置构成。
图19示出用于实施本发明第1方法的第1终端侧无线通信机的构成。纠错解码器804、错误检测部805、纠错编码器807、调制解调部810的动作与现有构成中的终端侧无线通信机一样。其中，与载波为多个相伴随地，包含纠错解码器804、错误检测部805、纠错编码器807、调制解调部810的处理系列增加载波数量。
由天线接收到的信号经无线频率电路1401变换为基带信号，并执行按每个载波不同(分配给系列的处理部)的、此后按与现有的构成一样的步骤进行的包含纠错解码的数据接收处理。按每个载波生成的数据解码结果与传输路径信息由调制解调部810进行编码多路复用，实施调制处理，所生成的全部载波的调制信号由无线频率电路(1401)频率多路复用，送出至无线传输路径。对于未接收数据的载波，不发送数据解码结果，但对于全部载波，发送传输路径信息。
该从接收侧无线通信机送出的信号由图20所示的第1构成的基站侧无线通信机接收。解调部906的动作与现有构成中的基站侧无线通信机一样，接收到的信号经无线频率电路1501变换为基带信号，由按每个载波而不同的解调部906输出全部终端的接收数据、传输路径信息、数据解码结果。
对全部载波收集该输出，生成接收数据(1502)、传输路径信息(1503)、数据解码结果(1504)，根据重传次数管理部(1505)管理的每个载波的重传次数与数据解码结果(1504)，调度动作触发制作部(1506)对每个载波设定动作触发。
根据该动作触发与传输路径信息(1503)，发送数据确定部(1507)确定每个载波的发送数据。由纠错编码器(1508)执行通信路径编码，通过多路复用器(1510)与由导频信号生成部(1509)生成的导频信号多路复用。上述多路复用后的信号被调制器(1511)调制，经无线频率电路(1401)送出到无线传输路径。
发送数据确定部(1507)具有按每个发送定时存储载波数量的下一发送数据的寄存器、和存储发送等待队列中所存在的数据的存储器，具有根据全部载波的调度动作触发及全部终端的全部载波的传输路径信息，确定下一发送数据的功能和输出所确定的发送数据的功能。对于调度动作触发有效的载波，发送数据的确定如下实现，即从发送等待队列中存在数据的终端中，根据该载波的传输路径信息，确定构成发送对象的终端，将存储发送数据的寄存器的对应于该载波的部分更新为该终端的新发送数据。发送数据的输出通过输出全部载波的更新后的寄存器的内容来实现。
接着，图21中示出用于实施本发明第2方法的第2终端侧无线通信机的构成。无线频率电路(1401)与调制解调部(810)的动作与第1构成的终端侧无线通信机一样。由于对相同数据的重传有可能由多个载波同时进行，所以根据全部载波的解调结果与前同步码(preamble)信息(1701)，执行解调结果的加法(1702)与纠错解码(1703)，这一点与第1终端侧无线通信机的构成不同。这种情况下，从错误检测部(1704)得到的错误检测结果(1705)成为至对应于该数据的全部载波的输入。
图22示出第2基站侧无线通信机的构成。删除等待数据管理部(1801)、发送数据确定部(1802)之外的动作与实施例1的基站侧无线通信机一样。删除等待数据管理部(1801)具有将在发送数据确定部(1802)中被确定为发送对象的数据在规定时间存储在存储器中的功能、和将数据解码结果(1505)及每个载波的发送中数据的剩余重传次数作为输入、将解码失败且剩余多次重传次数的数据再投入到发送数据确定部(1802)的发送队列中(1803)的功能。
为了实施本发明的第3方法，也可构成为将表示发送数据确定部(1802)的发送队列中是否存在新发送数据的信息，从发送数据确定部(1802)传递到删除等待数据管理部(1801)。
就数据的重传方法而言，除重复发送上述代码字全体、利用重传来提高接收侧的信号功率，从而提高解码成功的可能性的方法之外，也可使用如下方法，即重传时发送属于相同代码字的其它数据，通过利用重传提高接收侧的编码的冗余性，从而提高解码成功的可能性。这种情况下，发送站的删除等待数据管理部1802存储已发送数据所属的代码字，在确定重传的情况下，输出已发送数据所属的代码字的相同或不同的部分，作为发送数据。
在确认已发送数据的数据解码成功的情况下，或在重传次数达到规定数量的情况下，从删除等待数据管理部1802中删除代码字全体。
接收站的解调结果相加部1702并不是使作为重传数据而接收到的数据与已接收的数据重合，而是与属于相同代码字的数据结合后进行输出，纠错解码器1703统一进行解码。
也可在第2构成中，通过将再投入的数据投入到501～503那样的队列构成中优先级高的队列，将再投入数据优先选择为发送对象。
另外，也可通过在第2构成中利用是否是再投入数据来变更评价指标的系数，由此使再投入数据的评价指标比相同队列内的一般数据大，从而将再投入数据优先选择为发送对象。此时，也可通过利用是否是QoS(Quality of Service服务质量)保证数据等，在再投入数据之间附加优先级的差异，将QoS保证数据优先选择为发送对象。
另外，在第2构成中，也可考虑过去的通信状况，对再投入数据优先利用状况好的载波，从而优先提高再投入数据的通信品质。
产业上的可利用性本发明可适用于基于多载波的无线通信系统，尤其适用于移动通信系统。
权利要求
1.一种无线通信系统的通信控制方法，该无线通信系统包含至少一个基站和多个无线通信终端，并使用多个载波执行伴随重传控制的通信，其特征在于，该方法具有如下步骤在基站中，获得与存在已发送数据的无线通信终端有关的数据解码结果的步骤；根据从基站向无线终端装置利用第1载波已发送的数据的重传次数、和所述数据解码结果，判断是否由所述第1载波重传该已发送数据的步骤；在执行所述重传的情况下，对所述第1载波以外的其它载波执行发送等待数据的调度的步骤；和在不执行所述重传的情况下，对所述第1载波和其它载波执行发送等待数据的调度的步骤。
2.根据权利要求1所述的通信控制方法，其特征在于具有获得关于与各无线通信终端有关的各载波的、传输路径状态的判定结果的步骤，在所述发送等待数据的调度中，使用与具有发送等待数据的无线通信终端有关的、每个所述载波的传输路径状态，进行调度。
3.根据权利要求2所述的通信控制方法，其特征在于关于与各无线通信终端有关的各载波的、传输路径状态的判定结果，是所述基站从所述各无线通信终端接收通知的判定结果。
4.根据权利要求1所述的通信控制方法，其特征在于即便是所述已发送数据，也将需要重传的已发送数据作为所述发送等待数据处理，并作为所述发送等待数据的调度的对象。
5.根据权利要求4所述的通信控制方法，其特征在于在将所述需要重传的已发送数据作为发送等待数据处理时，优先选择所述需要重传的已发送数据作为发送用数据候补。
6.根据权利要求4所述的通信控制方法，其特征在于在将所述需要重传的已发送数据作为发送等待数据处理时，非优先地选择所述需要重传的已发送数据作为发送用数据候补。
7.根据权利要求1所述的通信控制方法，其特征在于所述重传的数据，是与已发送数据相同的代码字中的相同或不同的部分。
8.一种无线基站，使用多个载波，与多个终端执行伴随重传控制的通信，其特征在于，该无线基站具有接收部，接收多个载波的量的信号；控制部，进行多个载波的量的重传控制和调度；和发送部，发送该重传控制后的或该调度后的多个载波的量的信号，所述接收部从存在已发送数据的终端接收数据解码结果，所述控制部根据所述数据解码结果和该已发送数据的重传次数，判断是否通过用于向该终端发送该已发送数据的第1载波来重传该已发送数据，在执行所述重传的情况下，对所述第1载波以外的其它载波执行发送等待数据的调度，在不执行所述重传的情况下，对所述第1载波和其它载波执行发送等待数据的调度。
9.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于所述控制部，根据由所述接收部接收到的信号，判定关于与各终端有关的各载波的传输路径状态，在所述发送等待数据的调度中，使用与具有发送等待数据的无线通信终端有关的、每个所述载波的传输路径状态，进行调度。
10.根据权利要求9所述的无线基站，其特征在于所述接收部，从所述各终端接收关于与该终端有关的各载波的、传输路径状态的判定结果。
11.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于即便是所述已发送数据，所述控制部也将需要重传的已发送数据作为所述发送等待数据处理，并作为所述发送等待数据的调度的对象。
12.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于在将所述需要重传的已发送数据作为发送等待数据处理时，所述控制部优先选择所述需要重传的已发送数据作为发送用数据候补。
13.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于在将所述需要重传的已发送数据作为发送等待数据处理时，所述控制部非优先地选择所述需要重传的已发送数据作为发送用数据候补。
14.根据权利要求8所述的无线基站，其特征在于所述重传的数据，是与已发送数据相同的代码字中的相同或不同的部分。
15.一种无线通信系统中的终端装置，在该无线通信系统中，基站与多个终端装置使用多个载波执行伴随重传控制的通信，其特征在于，该终端装置具有接收部，可接收多个载波的量的信号；解码部，对从所述接收部输入的多个载波的量的接收信号进行解码；和发送部，向所述基站发送从所述解码部得到的数据解码结果，在存在基于一个载波的接收数据的情况下，所述接收部执行基于该一个载波以外的其它载波的重传数据的接收等待，在接收了基于该其它载波的重传数据的情况下，所述解码部将该重传数据与利用所述一个载波接收到的接收数据一起进行解码。
全文摘要
本发明提供一种对应于使用多个载波的同时通信的调度与重传控制方式。对于利用的各个载波，通知传输路径信息和数据解码结果，管理重传次数，由此执行多个载波的同时重传控制。从而，在基站－终端间同时使用多个载波进行通信的情况下，也可执行包含重传控制的调度。另外，可提高通信品质，提高吞吐量。
文档编号H04J11/00GK101091337SQ200480044769
公开日2007年12月19日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者斋藤利行, 花冈诚之, 矢野隆, 玉木谕, 桑原干夫 申请人:日立通讯技术株式会社