发送装置、接收装置、信息通信方法

专利名称：发送装置、接收装置、信息通信方法
技术领域：
本发明涉及发送装置、接收装置、信息通信方法，特别涉及应用 于构成无线通信系统的发送装置以及接收装置中的重发控制技术等且 有效的技术。
背景技术：
在以便携电话等为代表的移动通信领域中，为了实现语音以外的 大容量数据、高精细图像数据的收发等服务，实现高速大容量通信的要 求在不断提高。在希望高速大容量通信的当前的无线通信中，必须使用补偿无线 传送区间的错误的技术，以改善吞吐量。作为用于此目的的重要的错误补偿技术，有自动重发控制方式(ARQ: Automatic Repeat reQuest)。 图1是示出作为以往的重发控制方式的ARQ的作用的概念图。该ARQ 是如下方式使用附加在发送分组中的CRC (Cyclic Redundancy Check code:循环冗余校验码)等检错码，针对每个分组进行检错，在接收到 的分组中没有错误时向发送侧返回ACK信号，请求下一个分组的发送； 在判明为有错误的情况下，返回NACK (Not—ACKnowledge:否定应 答)信号来请求该分组的重发。该ARQ之一有HARQ(Hybrid—ARQ:混合ARQ)。此处在HARQ 中，也以非专利文献1中言及的使用分组合成的HARQ为示例进行说 明。以下在该段落中，HARQ是指使用分组合成的HARQ。图2是示 出该HARQ方式的原理的概念图。在HARQ中进行了纠错之后，使用 附加在发送帧最末尾的CRC等来针对每个帧进行检错。在检测到错误 时，向发送侧返回NACK信号，请求该帧整体的重发。此时接收侧向 缓冲器输入检测到错误的帧的接收信号。合成在HARQ中重发的帧的接收结果和初次发送的帧的接收信号。由此，可利用初次帧的软判定信 息，进一步改善接收特性。在以HARQ为首的以往的重发控制方式中，使用称为RTT (Round Trip Time,往返时间)的确认应答等待时间来控制重发。该RTT为分 组从发送侧到达接收侧为止的时间、确认在接收侧接收到的分组是否成 功的时间、表示确认结果的ACK/NACK从接收侧到达发送侧为止的时 间的和，其使用规定的既定值。发送侧在发送数据之后，当ACK信号 在既定的RTT以内从接收侧到达时，在从最初的数据发送经过预定的 RTT之后发送新数据，在NACK信号的情况下，在RTT之后进行重发。 当ACK或NACK在RTT以内没有到达发送侧时，发送侧向接收侧进 行重发。在下一代移动通信中(课题l)期待实现与有线网络的无缝连接、 (课题2)传送速度可达1Gbps的大容量且高速的无线传送这二点。在 实现(课题1)方面，必须将广泛用作有线网传送协议的TCP (Transmission Control Protocol:传输控制协议)安装到无线网中。TCP 基本上观测网络内部的拥塞，在没有拥塞时逐渐提高传送速率。在产生 拥塞的情况下将速率降到最低。通过分组丢失来判别该拥塞的产生。此处在将TCP用于无线系统时有如下的问题。当ACK没有在预定 的超时时间内从接收侧返回发送侧的情况下，TCP判断为发生了分组 丢失，但在无线环境中与有线环境相比延迟时间更长，所以超过TCP 的超时时间而判定为产生分组丢失的概率变高。其结果，TCP视为由 于拥塞引起分组丢失，大幅限制向网络流入的数据流入量，所以在无线 环境中应用的情况下，易于产生系统的吞吐量降低。这在进行(课题2) 的大容量高速传送时成为重要的课题。为了改善吞吐量降低，可考虑改善TCP协议、以及降低无线环境中的延迟时间等方法，此处采纳后者。 重发处理时的延迟可认为是无线环境的处理延迟的原因之一。在 使用RTT控制重发的以往方式中，由于RTT的值，在发送/重发新数据 之前需要时间，进而在重复重发时重发延迟增加，引起系统的吞吐量降 低。另外，作为以往技术在专利文献1中公开有如下技术针对衰落 和干扰等线路质量不同的多个无线区域，使从基站向移动站的呼叫信号 的重发次数不同，从而适当地确保一齐呼叫信道的通信量，同时希望确 保充分的呼叫连接率，但没有认识到通信数据本身的重发控制中的上述 技术课题。非专禾U文献1: D. Chase， "Code Combining —A Maximum — Likelihood Decoding Approach for Combining an Arbitrary Number of Noisy Packets ，"正EE TRANSACTIONSON COMMUNICATIONS ， VOL.COM—33， N0.5， MAY 1985.专利文献l:日本特开平10—13331号公报发明内容本发明的目的在于，提供一种可縮短通信数据的重发控制中的重 发延迟时间的通信技术。本发明的另一个目的在于提供一种通信技术，其在传送延迟引起 的通信速率降低(penalty)比较严重的与有线通信网连接的无线通信网 中，可实现基于通信数据的重发控制的无线通信，而不会产生通信速率 的降低。本发明的第1方面的发送装置具有-发送单元，其向接收装置发送通信数据；接收单元，其接收与所述通信数据对应地从所述接收装置应答的 否定应答信号或确认应答信号；重发控制单元，其不等待所述否定应答信号从所述接收装置到达 或经过规定的确认应答等待时间，即对所述接收装置重发所述通信数 据；以及重发等待时间控制单元，其控制从发送所述通信数据到所述重发 为止的时间间隔。本发明的第2方面在第1方面记载的发送装置中， 该发送装置还具有无线资源的分配控制单元，在所述无线资源中存在空闲的情况下，该发送装置执行所述通信 数据的所述重发。本发明的第3方面在第1方面记载的发送装置中， 所述重发控制单元根据所述通信数据的属性，控制是否执行所述重发、或者多次连续执行所述重发。本发明的第4方面在第1方面记载的发送装置中， 该发送装置还具有预测单元，该预测单元根据与所述接收装置间的通信状况来预测所述通信数据的重发的产生，根据预测结果来控制所述重发控制单元是否执行所述重发。本发明的第5方面在第l方面记载的发送装置中， 该发送装置还具有预测单元，该预测单元根据过去的所述通信数据的重发处理的产生频度，预测所述通信数据的重发的产生，根据预测结果来控制所述重发控制单元是否执行所述重发。本发明的第6方面在第l方面记载的发送装置中， 该发送装置还具有预测单元，该预测单元根据与所述接收装置间的信息传送路径的状态，预测所述通信数据的重发的产生，根据预测结果来控制所述重发控制单元是否执行所述重发。本发明的第7方面在第1方面记载的发送装置中， 所述重发等待时间控制单元根据所述通信数据的属性、与所述接收装置间的信息传送路径的状态、过去的所述通信数据的重发频度中的至少一个来控制所述时间间隔的长度。 本发明的第8方面的接收装置具有 接收单元，其接收从发送装置到来的通信数据； 发送单元，其根据所述通信数据的接收是否成功，向所述发送装置发送与该通信数据相关的确认应答信号或否定应答信号； 存储单元，其存储所述确认应答信号的发送结果；以及控制信息生成单元，其当接收从所述发送装置重发来的所述通信 数据时，在所述存储单元中存储有所述确认应答信号的情况下，不进行 该通信数据的解码处理而向所述发送装置应答所述确认应答信号。本发明的第9方面在第8方面记载的接收装置中，该接收装置还具有重发缓冲器，其保持检测出错误的所述通信数据；以及重发合成单元，其在所述存储单元中没有存储所述确认应答信号 的情况下，根据保持在所述重发缓冲器中的所述通信数据和重发的所述 通信数据来执行该通信数据的解码处理。本发明的第IO方面的信息通信方法在发送侧执行如下步骤-第1步骤，向接收侧发送通信数据；以及第2步骤，不等待从所述接收侧到来的所述通信数据的否定应答 信号的到达或经过规定的确认应答等待时间，即向所述接收侧重发所述 通信数据。本发明的第11方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，当在所述发送侧和所述接收侧间的无线资源 中存在空闲的情况下，发送所述通信数据。本发明的第12方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，预测从所述接收侧请求重发在所述第1步骤 中发送的所述通信数据的可能性，当所述可能性高且在所述发送侧和所 述接收侧间的无线资源中存在空闲的情况下，发送所述通信数据。 本发明的第13方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，根据过去的所述通信数据的重发处理的产生 频度，预测从所述接收侧请求重发在所述第1步骤中发送的所述通信数 据的可能性，当所述可能性高且在所述发送侧和所述接收侧间的无线资 源中存在空闲的情况下，发送所述通信数据。本发明的第14方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，根据所述发送侧和所述接收侧间的信息传送 路径的质量，预测从所述接收侧请求重发在所述第1步骤中发送的所述 通信数据的可能性，当所述可能性高且在所述发送侧和所述接收侧间的 无线资源中存在空闲的情况下，发送所述通信数据。本发明的第15方面在第10方面记载的信息通信方法中，在所述第2步骤中，根据所述通信数据的即时性，确定是否重发 所述通信数据。本发明的第16方面在第10方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，根据所述通信数据的即时性，多次发送所述 通信数据。本发明的第17方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，根据所述发送侧和所述接收侧间的信息传送路径的质量，使从在所述第1步骤中发送所述通信数据到在该第2步骤中重发所述通信数据为止的重发时间间隔变化。本发明的第18方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，根据过去的所述通信数据的重发处理的产生频度，使从在所述第1步骤中发送所述通信数据到在该第2步骤中重发所述通信数据为止的重发时间间隔变化。本发明的第19方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述第2步骤中，根据所述通信数据的即时性，使从在所述第l步骤中发送所述通信数据到在该第2步骤中重发所述通信数据为止的重发时间间隔变化。本发明的第20方面在第IO方面记载的信息通信方法中， 在所述接收侧执行如下步骤第1步骤，接收从发送侧到来的通信数据，当所述通信数据的接 收成功的情况下向所述发送侧应答确认应答信号，当所述通信数据的接 收失败的情况下向所述发送侧应答否定应答信号并且存储应答结果；以 及第2步骤，在接收到从所述发送侧重发来的所述通信数据时，当 在所述第1步骤中将所述确认应答信号作为应答结果存储的情况下，抑 制该通信数据的解码处理，并且向所述发送侧应答确认应答信号。


图1是示出作为以往的重发控制方式的ARQ的作用的概念图。图2是示出以往的HARQ方式的原理的概念图。 图3是说明本发明的各实施方式的信息通信方法中共同的原理的 概念图。图4是说明本发明的各实施方式的信息通信方法中共同的原理的 概念图。图5是说明本发明的各实施方式的信息通信方法中共同的原理的 概念图。图6是说明本发明的各实施方式的信息通信方法中共同的原理的 概念图。图7是示出本发明的各实施方式的信息通信方法中共同的发送侧 的作用的一个示例的流程图。图8是示出本发明的各实施方式的信息通信方法中共同的接收侧 的作用的一个示例的流程图。图9是示出作为本发明的一个实施方式的信息通信中的分组结构 的一个示例的概念图。图IO是示出应用作为本发明的一个实施方式的通信方法的通信系 统的结构的一个示例的概念图。图11是示出实施作为本发明的一个实施方式的信息通信方法的发 送装置的结构的一个示例的框图。图12是示出实施作为本发明的一个实施方式的信息通信方法的接 收装置的结构的一个示例的框图。图13是示出实施本发明的另一个实施方式的信息通信方法的发送 装置的结构的一个示例的框图。图14是示出图13例示出的发送装置的变形例的框图。图15是示出图14例示出的发送装置的变形例的作用的流程图。图16是示出本发明的另一个实施方式中的发送装置的另一个变形 例的结构的框图。图17是示出图16例示出的发送装置的变形例的作用的流程图。图18是示出本发明的又一个实施方式的发送装置的结构例的框图。图19是示出图18例示出的发送装置的变形例的作用的流程图。 图20是示出本发明的又一个实施方式的发送装置的变形例的结构 的框图。图21是示出图20例示出的发送装置的变形例的作用的流程图。 图22是示出本发明的又一个实施方式中的发送装置的变形例的框图。图23是示出图22例示出的发送装置的变形例的作用的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。首先，使用图3来说明以下的各实施方式的通信方法以及发送装 置、接收装置中共同的原理。在以往的ARQ方式中，如上述图l所示， 相对于在发送新分组并经过确认应答等待时间(RTT)之后进行了重发， 在本发明的实施方式中等待时间间隔T (T<RTT)，强制重发通信数据 部分与最初的分组IO相同的强制重发分组10R (在本说明书中将其称 为"强制重发")。设为可根据传输路径信息、过去几个分组的重发频度、 发送分组的QoS (Quality of Service:服务质量)的指标之一即即时性 等来改变时间间隔T。由此，强制重发的分组更有效地利用时间分集， 提高在接收侧正确地解码的可能性。以下，对实际进行强制重发时的重发处理方法进行说明。另外， 假定在从接收侧向发送侧返回ACK/NACK的时间点附加CRC (Cyclic Redundancy check Codes:循环冗余校验码)，在发送侧当CRC错误时 作为NACK来处理。首先，考虑在接收侧错误地对最初发送的分组进行解码的情况。 发送侧在从新分组10的发送经过时间间隔T之后进行强制重发，所以 在接收侧在从新分组10的到达经过T之后强制重发分组10R到达。接 收侧进行强制重发分组10R的解码，根据其结果，在接收成功的情况 下向发送侧返回ACK (确认应答信号)，在接收失败的情况下向发送侧返回NACK (否定应答信号)。发送侧即使新分组10的NACK到达也 不会立即进行重发，而是等待强制重发分组10R的ACK、 NACK。图 3示出正确地对强制重发分组10R进行了解码时的状态。如果在上述图 1的以往方式中，在发送下一个新数据之前最低需要2XRTT，但在本 方式中通过RTT+T的时间来实现。因此，可削减RTT —T以上的处理 延迟。相反图4示出错误地对强制重发分组IOR进行了解调时的状态。 在该情况下，在强制重发分组10R的NACK到达的时间点进行重发。 之后，重复相同的处理。接下来考虑在接收侧正确地对最初发送的分组进行解码的情况。 在接收侧，在从新分组10的到达经过T之后强制重发分组10R到达。 由于在接收侧正确地对新分组IO进行了解码，所以无需进行强制重发 分组10R的解码，在强制重发分组10R到达时向发送侧返回ACK。图5示出正确地向发送侧传送新分组10的ACK的情况。在该情 况下，在最初的ACK到达的时间点发送新分组IO，即使强制重发分组 10R的ACK到达也不进行任何动作。另外，图6示出向发送侧错误地传送新分组10的ACK的情况。 在该情况下，等待强制重发分组IOR的ACK到达，发送新分组10。在 该情况下，也可削减RTT—T以上的处理延迟。在将上述4种情况按照发送侧、接收侧集中到流程图时，如图7、 图8所示。在该图7和图8中，还包括控制信息错误的情况来进行说明。另外，以下说明图8中示出的新分组IO和强制重发分组IOR的判 别法的具体示例。艮卩，向分组附加SN (Sequential Number:时序序号) 而进行发送。此时，在发送侧发送新分组10的情况下更新SN;在重 发的强制重发分组10R的情况下维持SN。通过在接收侧检査该SN， 可鉴别新分组10和强制重发分组IOR。图9例示出的分组10 (强制重发分组10R)包括作为头部的发送 帧控制信息11、应发送的实质数据即发送数据12、以及包含发送帧控 制信息11和发送数据12的纠错信息的CRC部13。发送帧控制信息11包括由该分组10 (强制重发分组10R)的发送目的地或发送源的地址、线路质量等信息构成的控制信息lla、和与上 述的SN (Sequential Number)相当的重发时序序号llb。在分组10和 与该分组IO对应的强制重发分组IOR中，重发时序序号llb和发送数 据12相互相等。在以上的说明中，在等待时间间隔T之后进行强制重发，但在用 于发送时进行无线资源管理的系统的情况下，即使没有等待时间间隔 T，只要在资源中存在空闲时，就可以进行强制重发。另外，为了在该系统中减少无用的重发而防止发送功率的浪费， 还可考虑在预测分组需要重发的可能性之后进行强制重发。根据过去几 个分组的重发频度和传输路径信息等，进行重发可能性的预测。在进行该预测之后进行强制重发的系统中，当发送实时数据的情 况下，还可考虑判断是否还加入数据的QoS (Quality of Service)的指 标之一即即时性来进行强制重发。在要求即时性的数据的情况下，变更 重发可能性的判断基准的设定，提高进行强制重发的可能性。由此，虽 然有可能进行一些无用的重发，但提高了强制重发的概率，可起到大幅 降低重发处理延迟的效果。同样作为考虑到QoS的方法，还可考虑在QoS的迫切性高的情况 下不进行预测而进行规定次数的强制重发的方法。由此，虽然发送功率 的消耗变大，但可节约预测中使用的时间，进一步降低处理延迟。以上的方式与任意一个以往方式相比每单位时间的重发次数都增 加，所以在设定有最大重发次数的系统中，更快地达到最大重发次数， 所以可在该时间点避免无用的延迟。另外，在与HARQ等方式并用时， 通过使用重发合成可在接收侧更快且无错误地进行接收。因此在设定有 重发超时时间等的系统中，在限制时间内正确地解码的可能性提高。 (实施方式1)图IO是示出应用本实施方式的通信方法的通信系统的结构的一个 示例的概念图，图11是示出实施本实施方式的信息通信方法的发送装 置的结构的一个示例的框图，图12是示出实施本实施方式的信息通信 方法的接收装置的结构的一个示例的框图。如图IO例示所示，本实施方式的发送装置100以及接收装置200 构成重发控制方式中使用HARQ的无线通信系统90而相互进行无线通 信，并且与进行信息通信的有线通信网20连接。有线通信网20以及无 线通信系统卯例如通过使用TCP/IP等通信协议来无缝地连接。如图11例示所示，本实施方式的发送装置100包括发送缓冲器 101、重发缓冲器102、无线资源管理部103、重发控制部104、等待功 能部105、复用部106、发送部107、发送天线108 (Tx)、接收天线109 (Rx)、接收部110以及控制信号解码部111。发送缓冲器101是临时保持发送数据12的缓冲器。重发缓冲器102 是保持已发送的发送数据12的缓冲器，其用于强制重发。无线资源管理部103进行分配对发送缓冲器101的发送数据12或 重发缓冲器102进行发送时使用的无线资源(频率、码、时隙中的任意 一个或者它们的组合)的处理。复用部106进行在发送数据12的前后附加上述图9例示的发送帧 控制信息11、 CRC部13来构筑分组10和强制重发分组10R的处理。发送部107进行将分组IO和强制重发分组IOR的数据转换为电磁 波并从发送天线108发射的处理。接收部IIO进行将接收天线109接收到的电磁波转换为数字数据， 提取出控制信息50并输入给控制信号解码部111的处理。控制信号解码部111根据从接收部IIO输入的控制信息50对重发 控制信号40进行解码，输入给后述的重发控制部104。重发控制信号 40由ACK信号41或NACK信号42构成。ACK信号41是在接收侧(后 述的接收装置200)分组10的接收成功的情况下从该接收侧应答的确 认应答信号。NACK信号42是在接收侧(后述的接收装置200)分组 10的接收失败的情况下从该接收侧应答的否定应答信号。重发控制部104向重发缓冲器102输出新数据发送请求信号31， 该新数据发送请求信号31给出将存储在该重发缓冲器102中的发送数 据12作为分组IO输出的契机。另外，将该发送数据12的发送作为契 机，从发送缓冲器101向重发控制部104输入发送通知信号32。重发控制部104向复用部106输入发送帧控制信息34。该发送帧 控制信息34包括上述图9例示的分组10和强制重发分组10R的构筑 时使用的发送帧控制信息11。重发控制部104向无线资源管理部103输出重发请求信号33来使 重发处理进行。在本实施方式的情况下，在重发控制部104和无线资源管理部103 之间设有等待功能部105。该等待功能部105进行使从重发控制部104输入的重发请求信号 33延迟上述时间间隔T并输入给无线资源管理部103的动作。此处，以往如上述图1所示，重发控制部104根据发送通知信号 32在上述RTT期间等待来自接收侧的重发控制信号40的到来，在经 过该RTT或在该期间NACK信号42到来的情况下，向无线资源管理 部103输入重发请求信号33来执行分组10的重发处理。与此相对，在本实施方式的发送装置100中，重发控制部104在 检测到发送通知信号32之后，与重发控制信号40(ACK信号41、NACK 信号42)是否从接收侧到来无关地，如上述图3、图4、图5、图6例 示所示，经由等待功能部105向无线资源管理部103输入重发请求信号 33，从而向接收侧发送强制重发分组IOR。艮口，在本实施方式的情况下，在新分组10的发送之后经过RTT之 前，而且，与是否接收到与该分组IO对应的来自接收侧的ACK信号 41和NACK信号42无关地，在由等待功能部105控制的上述时间间 隔T的延迟之后，强制地发送强制重发分组IOR。另一方面，如图12例示所示，本实施方式的接收装置200包括接 收天线201 (Rx)、接收部202、重发合成部203、重发缓冲器204、 ACK 缓冲器205、解码处理部206、检错部207、控制信息生成部208、发送 部209以及发送天线210 (Tx)。接收天线201将从发送装置100接收到的电磁波转换成数字数据 并输入给重发合成部203、控制信息生成部208。重发合成部203进行根据需要将从接收部202到来的数据存储在重发缓冲器204中的处理、以及向从接收部202到来的数据重叠保持在 重发缓冲器204中的数据的处理。解码处理部206进行从重发合成部203输入的数据的解码处理。检错部207针对由解码处理部206解码后的分组10或强制重发分 组10R等数据进行利用CRC部13的信息的检错或纠错处理，并进行 如下处理在无错误的情况下将ACK信号41作为重发控制信号40输 出给ACK缓冲器205以及控制信息生成部208;在检测出无法纠正的 错误的情况下将NACK信号42作为重发控制信号40输出给ACK缓冲 器205以及控制信息生成部208。ACK缓冲器205保持从检错部207输出的ACK信号41 ，在NACK 信号42到来的情况下，清除以前的ACK信号41的保持状态。上述重发合成部203参照该ACK缓冲器205，在该ACK缓冲器 205中没有存储ACK信号41的情况下，视为上次的接收处理失败，执 行向从接收部202到来的数据重叠重发缓冲器204的数据的处理。另外， 在ACK缓冲器205中存储有ACK信号41的情况下，视为上次的接收 处理成功，抑制向从接收部202到来的数据重叠重发缓冲器204的数据 的处理。控制信息生成部208进行如下处理将从检错部207输入的重发 控制信号40 (ACK信号41或NACK信号42)以及从接收部202取得 的SIR信息51或与通信状态相关的各种信息作为控制信息50送到发 送部209，向分组10或强制重发分组10R的发送源的发送装置100进 行应答。另外，SIR信息51包括由接收部202实测到的发送装置100和该 接收装置200之间的无线通信路径中的SIR (Signal to Interference Ratio:信号干扰比)的值。发送部209进行将控制信息50转换成电磁波并从发送天线210发 送的处理。另外，在上述图11以及图12中，为便于说明，独立地图示出发 送装置100以及接收装置200，但也可以在进行信息通信的多个信息通信装置中分别具有发送装置100以及接收装置200的组，进行分组10 的双向通信。在该情况下，在各信息通信装置中，可采用共用在发送装 置100和接收装置200中共同的发送部、接收部、天线等结构要素的结 构。即，发送装置100以及接收装置200都可构成信息通信装置的一部 分。以下，对本实施方式中的发送装置100以及接收装置200的作用 的一个示例进行说明。首先，在发送装置100中，在发送缓冲器101中存储发送数据12， 将来自重发控制部104的新数据发送请求信号31作为契机，将发送缓 冲器101内的发送数据12构成为分组IO，经由复用部106、发送部107、 发送天线108进行发送。在发送缓冲器101中，随着该发送的完成，在重发缓冲器102中 存储发送数据12，并且向重发控制部104输入发送通知信号32。将其作为契机，重发控制部104不等待经过RTT，并且与是否从 控制信号解码部111输入重发控制信号40无关地，直接经由等待功能 部105向无线资源管理部103输出重发请求信号33。在无线资源中存 在空闲时，无线资源管理部103在从最初的分组10的发送经过由等待 功能部105控制的时间间隔T (<RTT)之后，经由复用部106、发送部 107以及发送天线108发送使用存储在重发缓冲器102中的相同发送数 据12而构筑的强制重发分组IOR。此时，如上所述，强制重发分组10R 的发送数据12以及重发时序序号llb、控制信息lla的地址信息等与 原来的分组10的值相同。在接收装置200侧，经由传输路径从发送装置100到来的发送数 据12到达接收天线201 (Rx)，经由接收部202、重发合成部203以及 解码处理部206、检错部207进行接收信号的解码处理以及错误判定处 理，在检错部207没有检测出错误的情况下，经由控制信息生成部208、 发送部209以及发送天线210(Tx)向发送源的发送装置100返回ACK 信号41，并且存储在ACK缓冲器205中。在检错部207检测出错误的情况下，经由控制信息生成部208、发送部209以及发送天线210向发送源的发送装置100返回NACK信号 42,同时在重发缓冲器204中积蓄产生错误的分组的接收信号，用于之 后的重发合成处理。艮P，在该接收装置200的解调处理中，在对最初发送的数据(分 组10)检测到ACK信号41的情况下，将其存储在ACK缓冲器205 中，即使强制重发的强制重发分组10R到达也不对其进行解调，而是 向发送装置100返回ACK信号41。接收装置200向发送装置100回送 由ACK信号41或NACK信号42和SIR信息51构成的控制信息50, 同时在重发缓冲器204中积蓄产生错误的帧(分组)的接收信号，用于 重发合成处理。在发送装置100中，由控制信号解码部111解码后的ACK信号41 或NACK信号42被输入到重发控制部104。重发控制部104在输入信 号为ACK信号41时输出新数据发送请求信号31，在输入信号为NACK 信号42时经由无线资源管理部103向重发缓冲器102送出重发请求信 号33。在无线资源中存在空闲时，从重发缓冲器102送出重发信号。该重发信号在接收装置200侧被接收之后，与在上次的接收中积 蓄在重发缓冲器204中的信号合成，通过解码处理部206解码之后，通 过检错部207在纠错之后进行检错。之后重复相同的处理，直到在接收 侧没有检测出错误，或者重发次数达到最大重发次数为止。另外，也可确定发送装置100中的强制重发分组IOR的预定次数， 在强制重发分组IOR的强制重发时连续重发该次数。参照上述图7的流程图来说明上述发送装置100的处理。首先，在向接收装置200发送包括发送数据12的新分组10之后 (步骤301)，在时间间隔T(〈RTT)内，直接向接收装置200发送包 括与分组IO相同的发送数据12以及重发时序序号llb在内的强制重发 分组10R (步骤302)。然后，在RTT以内没有从接收装置200侧应答包括ACK信号41 或NACK信号42等的控制信息50的期间(步骤303)，且在没有超过 既定的最大重发次数的期间(步骤310)，重复步骤301、步骤302，在RTT内存在应答的情况下，判别所应答的控制信息50有无错误(步骤 304)。然后，在控制信息50中检测到错误的情况下，进行有无与该控制 信息50对应的强制重发(步骤306)、该控制信息50是否在T以内到 达(步骤307)、与强制重发分组IOR对应的控制信息50有无错误(步 骤308)、以及该控制信息50是ACK信号41还是NACK信号42的判 定(步骤309)。然后，在步骤306中判定为没有强制重发的情况下，或者，在步 骤307中判定为控制信息50没有在T以内到达的情况下，或者，在步 骤308中判定为与强制重发分组IOR对应的控制信息50存在错误的情 况下，或者，在步骤309中判定为控制信息50是NACK信号42的情 况下，返回步骤301。另外，在步骤306中判定为存在强制重发的情况下，并且在步骤 307中判定为控制信息50在T以内到达的情况下，并且在步骤308中 判定为与强制重发分组10R对应的控制信息50没有错误的情况下，并 且在步骤309中判定为控制信息50是ACK信号41的情况下，结束该 分组10的发送处理。另一方面，在步骤304中判定为没有检测出错误的情况下，进一 步判别所应答的控制信息50为ACK信号41或NACK信号42中的哪 一个(步骤305)。然后，在判定为NACK信号42的情况下，分支到 上述步骤306，进行上述步骤306 步骤309的判定处理。另外，在步骤305中判定为ACK信号41的情况下，结束该分组 IO的发送处理。另一方面，接收装置200的处理如上述图8的流程图所示。艮P， 首先判别是否正确接收了包含在所接收的分组10的发送帧控制信息11 中的控制信息50 (步骤311)，在不正确的控制信息50的情况下，向发 送装置100侧应答NACK信号42并结束。在步骤311中正确地接收了控制信息50的情况下，进一步参照重 发时序序号lib来判别是否为新分组10 (步骤312)，在是新分组10的情况下，由解码处理部206以及检错部207执行解码处理以及检错处 理(步骤313)，判别有无错误(步骤314)，在没有错误的情况下，向 发送装置100侧应答ACK信号41 ，并且在ACK缓冲器205中存储ACK 信号41 (步骤315)并结束。在上述步骤314中检测出错误的情况下，在重发缓冲器204中保 存分组10(步骤318)，向发送装置100应答NACK信号42(步骤319) 并结束。在上述步骤312中判定为不是新分组10、即是强制重发分组10R 的情况下，参照ACK缓冲器205来判别先行的分组10的接收是否失 败(即是否为NACK信号42)(步骤316)，在失败的情况下，执行将 重发缓冲器204的数据并用的重发数据(强制重发分组IOR)的处理(步 骤317)，执行步骤314以后的处理。在步骤316中判定为接收成功(不是NACK信号42)的情况下， 向发送装置100应答ACK信号41 (步骤315)并结束。由此，在本实施方式中，在发送装置100中，在经过RTT之前与 是否从接收装置200接收到NACK信号42无关地，在分组10的发送 之后，在延迟时间间隔T (<RTT)后定时发送与该分组IO相同内容的 强制重发分组10R，从而即使在最初的分组IO错误的情况(图3)、分 组IO和强制重发分组IOR中的任意一个错误的情况(图4)、由接收装 置200成功接收最初的分组10但从接收装置200向发送装置100应答 的ACK信号41错误的情况(图6)中的任意一个情况下，也能以RTT 十T的延迟时间来开始重发，所以与图1的以往技术中的2XRTT相比， 直到重发开始为止的延迟时间縮短RTT—T，可縮短发送数据12的重 发控制中的重发延迟时间。通过在分组IO之后强制地重发强制重发分组IOR，缩短直到最大 重发次数为止的到达时间，可尽早开始通信线路状态不良引起的发送中 断的判定以及对策。另外，在接收装置200侧，在ACK缓冲器205中存储分组10有 无错误，在最初的分组10的接收成功的情况下抑制后续的强制重发分组10R的解码处理，所以也不会增大分组10的接收处理中的功耗(图 5、图6)。
另外，在进行TCP/IP通信的有线通信网20中，在与有线通信网 20连接的无线通信系统90中由于分组10的重发延迟而视为产生分组 丢失的情况下，判断为该分组丢失起因于无线通信系统90中的拥塞， 进行大幅限制从无线通信系统90流入有线通信网20的数据流入量的控 制动作，所以经由有线通信网20的无线通信系统90间的吞吐量降低。
与此相对，在本实施方式的情况下，接着分组IO在T (<RTT)以 内强制地重发强制重发分组IOR，所以在有线通信网20中视为分组丢 失的概率减小，经由有线通信网20的无线通信系统90间的吞吐量也不 会降低。
(实施方式2)
图13是示出本发明的实施方式2的发送装置的结构的一个示例的 框图。与上述实施方式1的不同点是向发送装置IOO追加有预测部121， 接收装置200的结构与实施方式1相同。
即，在本实施方式2的情况下，来自发送缓冲器101的发送通知 信号32被输入到预测部121，重发请求信号33a从该预测部121输入 到重发控制部104。
另外，从控制信号解码部111向预测部121输入控制信息50。该 控制信息50从接收装置200送来并包括表示通信状态的各种信息。然 后，预测部121根据控制信息50，预测是否需要强制重发分组10R的 强制重发，通过重发请求信号33a来控制重发控制部104。
在发送装置100中，在发送包含发送数据12的分组10的同时， 向预测部121送出发送通知信号32。在预测部121中，根据从控制信 号解码部111输入的控制信息50，对该分组IO被请求重发的可能性进 行预测。在可能性高的情况下，向重发控制部104送出重发请求信号 33a。之后，与实施方式1相同地，经由等待功能部105、无线资源管 理部103向重发缓冲器102送出重发请求信号，执行强制重发。
图14是示出上述图13的结构的变形例的框图。在该图14的结构中，根据过去的分组的重发产生频度来进行重发可能性的预测。艮P，在预测部121和控制信号解码部111之间设有ACK/NACK缓 冲器122。在该ACK/NACK缓冲器122中，存储有由控制信号解码部 111解码后的ACK信号41以及NACK信号42的各频度。预测部121参照ACK/NACK缓冲器122取得过去的重发产生频度 信息，在重发产生频度高时，向重发控制部104送出重发请求信号33a。 另外，通过将发送数据12的QoS信息32a与发送通知信号32 —起传 送到预测部121，还可以在要求即时性的情况下降低作为重发可能性判 断基准的阈值Th (threshold),提高进行重发的可能性。图15是示出 此时的预测部121的处理的情况的流程图。艮口，预测部121在从发送缓冲器101接收到发送通知信号32时(步 骤321),从ACK/NACK缓冲器122读出与过去n个分组10 (帧)相 关的重发产生频度信息(步骤322)，计算出重发产生概率p二要重发的 帧数(NACK信号42的次数)/n (步骤323)。之后，根据与发送通知信号32—起送来的QoS信息32a，判别该 分组(发送数据12)是否为实时数据(步骤324)，在是实时数据的情 况下，将作为执行强制重发的判定基准的阈值Th降低pl (步骤326)。然后，判定p〉Th是否成立(步骤325)，在p〉Th成立的情况下向 重发控制部104送出重发请求信号33a，使强制重发执行(步骤327)。另外，也可以在上述步骤321刚刚完成之后，立即从QoS信息32a 读取与发送数据12相关的迫切性的水平信息，在迫切性高的情况下， 也可以省略从步骤322到步骤325的处理，直接分支到步骤327来执行 强制重发处理。图16是示出本实施方式2中的发送装置100的又一个变形例的结 构的框图。在该情况下，在预测部121中根据从控制信号解码部111 送来的SIR信息51来进行重发可能性的预测。该SIR信息51从接收 装置200侧与ACK信号41或NACK信号42 —起伴随控制信息50而 到来。在该图16的结构中，也可根据发送数据12的QoS信息32a来使24重发概率变化。图17是示出此时的预测部121的处理的情况的流程图。 艮P，预测部121在从发送缓冲器101接收到发送通知信号32时(步 骤331)，从控制信号解码部111取得SIR信息51的值(SIR)(步骤 332)。之后，根据与发送通知信号32—起送来的QoS信息32a，判别该 分组(发送数据12)是否为实时数据(步骤333)，在是实时数据的情 况下，将作为执行强制重发的判定基准的阈值Th提高sl (步骤335)。然后，判定SIR<Th是否成立(步骤334)，在SIR<Th成立的情况 下向重发控制部104送出重发请求信号33a，使强制重发执行(步骤 336)。另外，也可以在上述步骤331刚刚完成之后，立即从QoS信息32a 读取与发送数据12相关的迫切性的水平信息，在迫切性高的情况下， 也可以省略从步骤332到步骤334的处理，直接分支到步骤336来执行 强制重发处理。由此，在本实施方式2的情况下，根据从接收装置200侧应答的 控制信息50中包含的SIR信息51，确定是否执行强制重发，所以在 SIR小且无线线路的状态良好的情况下，可抑制无用的强制重发并可降 低发送功率，并且，可进行与发送数据12的实时性对应的适当的强制 重发。(实施方式3)图18是示出本发明的实施方式3的发送装置的结构例的框图。与 实施方式1的主要不同之处是等待功能部105的处理，接收装置200 的结构与实施方式l相同。在本实施方式中，从控制信号解码部111向等待功能部105输入 SIR信息51。然后，设为在等待功能部105中可根据过去的分组的SIR 来改变直到强制重发时为止的时间间隔T。等待功能部105根据从控制信号解码部111送来的SIR信息51， 调节直到强制重发为止的时间间隔T。即，在SIR小且传输路径状况良 好时縮短T，进而达成重发延迟的降低。相反在SIR大且传输路径状况恶劣的情况下延长T，达成分集效果。图19是示出等待功能部105的 处理的情况的流程图。此处示出通过使用阈值Th (threshold)评价SIR 的大小来判断传输路径状况的示例。艮P，在从发送缓冲器101向重发控制部104输入发送通知信号32 时，重发控制部104向等待功能部105输入重发请求信号33(步骤341)。此时，等待功能部105从控制信号解码部111取得反映之前的传 输路径状况的SIR信息51 (步骤342)。然后，判定SIIKTh是否成立(步骤343)，在SIIKTh成立的情况 下将时间间隔T增大恒定量t来使强制重发执行(步骤345)，在SIIKTh 不成立的情况下将时间间隔T减小恒定量t来使强制重发执行(步骤 344)。由此，通过设为可根据SIR信息51来改变直到强制重发为止的时 间间隔T，从而可在与SIR信息51表示的传输路径状况对应的最佳定 时进行强制重发分组IOR的强制重发。图20是示出本实施方式3中的发送装置100的变形例的结构的框 图。在该情况下，在等待功能部105和发送帧控制信息11之间设有 ACK/NACK缓冲器122。在该ACK/NACK缓冲器122中，存储有由控 制信号解码部111解码后的ACK信号41以及NACK信号42的各频度。然后，等待功能部105从ACK/NACK缓冲器122取得过去的NACK 信号42的产生频度、即重发产生频度的信息。在过去的重发产生频度 低的情况下，縮短直到强制重发为止的时间间隔T，进而达成重发延迟 的降低。相反在重发产生频度高的情况下，延长时间间隔T，达成分集 效果。图21是示出该情况的流程图。此处示出使用阈值Th (threshold) 来判断重发产生频度的示例。艮口，在从发送缓冲器101向重发控制部104输入发送通知信号32 时，重发控制部104向等待功能部105输入重发请求信号33(步骤351)。此时，等到功能部105从ACK/NACK缓冲器122取得过去n个分 组(帧)的重发信息(步骤352)，计算出重发产生概率p二要重发的帧 数(NACK信号42的次数)/n (步骤353)。然后，判定p〉Th是否成立(步骤354)，在p〉Th成立的情况下， 将时间间隔T增大恒定量t来使强制重发执行(步骤356)，在p>Th 不成立的情况下，将时间间隔T减小恒定量t来使强制重发执行(步 骤355)。由此，通过设为可根据重发产生频度来改变直到强制重发为止的 时间间隔T，从而可在与重发产生频度表示的传输路径状况对应的最佳 定时进行强制重发分组IOR的强制重发。图22是示出本实施方式3中的发送装置100的又一个变形例的框 图。在该情况下，从重发缓冲器102向等待功能部105输入与发送数据 12相关的QoS信息32a。等待功能部105在强制重发分组10R的强制发送时取得发送数据 12的QoS信息32a。然后，在发送数据12需要即时性的情况下縮短直 到强制重发为止的时间间隔T，进而达成重发延迟的降低。图23是示 出该情况的流程图。此处，示出根据QoS信息32a来判断发送数据12 是否为实时数据的示例。艮P，在从发送缓冲器101向重发控制部104输入发送通知信号32 时，重发控制部104向等待功能部105输入重发请求信号33(步骤361 )。此时，等待功能部105根据从发送缓冲器101输入的QoS信息32a， 判别该发送缓冲器101内的发送数据12是否为实时数据(步骤362)， 在发送数据12为实时数据的情况下，将时间间隔T减小恒定量t (步 骤364)来使强制重发执行，在不是实时数据的情况下将时间间隔T减 小恒定量t来使强制重发执行(步骤363)。由此，通过根据发送数据12需要的实时性等QoS将直到强制重发 为止的时间间隔T控制为可变，可实现适合于QoS的重发控制。根据以上说明的各实施方式，起到如下的效果。 (1)在发送装置100中，在发送分组10之后，不等待RTT而进 行强制重发分组10R的强制重发。因此重发次数快速增加，通过与 HARQ的合成优点(错误的分组10和强制重发分组10R的信号电平的 合成)相匹配，更快速地发送成功(ACK)的可能性变高。其结果，可降低重发延迟。特别在己确定最大重发延迟时间和最大重发次数的系 统中有效。(2) 在发送分组10之后，针对其重发的可能性，在进行预测之 后确定是否执行强制重发分组10R的强制重发，所以可减少无用的重 发，降低发送功率。(3) 可根据分组10的即时性来变更作为用于进行强制重发的基 准的阈值Th，所以通过在实时数据等中优先进行强制重发，可降低重 发时的处理延迟。(4) 在不进行预测而进行重发的情况下，虽然浪费一些发送功率， 但由于不进行预测而强制进行多次重发，所以可改善重发延迟。(5) 在发送分组10之后，通过设为可根据传输路径的状况、重 发产生频度等来改变直到进行强制重发分组10R的强制重发为止的时 间间隔T，从而可同时获得时间分集效果并降低处理延迟。产业上的可利用性根据本发明，可縮短通信数据的重发控制中的重发延迟时间。 另外，在传送延迟引起的通信速率降低比较严重的通信网中，可实现基于通信数据的重发控制的无线通信，而不会产生通信速度速率的降低。另外，本发明不限于上述实施方式中例示出的结构，当然可在不 脱离其要旨的范围内进行各种变更。例如，不限于无线通信，可广泛应用在一般的有线通信的ARQ、 HARQ等中的重发技术。
权利要求
1.一种发送装置，其特征在于，该发送装置具有发送单元，其向接收装置发送通信数据；接收单元，其接收与所述通信数据对应地从所述接收装置应答的否定应答信号或确认应答信号；重发控制单元，其不等待所述否定应答信号从所述接收装置到达或经过规定的确认应答等待时间，即对所述接收装置重发所述通信数据；以及重发等待时间控制单元，其控制从发送所述通信数据到所述重发为止的时间间隔。
2. 根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于， 该发送装置还具有无线资源的分配控制单元，在所述无线资源中存在空闲的情况下，该发送装置执行所述通信 数据的所述重发。
3. 根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述重发控制 单元根据所述通信数据的属性，控制是否执行所述重发、或者多次连续 执行所述重发。
4. 根据权利要求l所述的发送装置，其特征在于，该发送装置还 具有预测单元，该预测单元根据与所述接收装置间的通信状况来预测所 述通信数据的重发的产生，根据预测结果由所述重发控制单元来控制是 否执行所述重发。
5. 根据权利要求l所述的发送装置，其特征在于，该发送装置还 具有预测单元，该预测单元根据过去的所述通信数据的重发处理的产生 频度，预测所述通信数据的重发的产生，根据预测结果来控制所述重发 控制单元是否执行所述重发。
6. 根据权利要求l所述的发送装置，其特征在于，该发送装置还 具有预测单元，该预测单元根据与所述接收装置间的信息传送路径的状 态，预测所述通信数据的重发的产生，根据预测结果来控制所述重发控制单元是否执行所述重发。
7. 根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述重发等待 时间控制单元根据所述通信数据的属性、与所述接收装置间的信息传送 路径的状态、过去的所述通信数据的重发频度中的至少一个来控制所述 时间间隔的长度。
8. —种接收装置，其特征在于，该接收装置具有 接收单元，其接收从发送装置到来的通信数据；发送单元，其根据所述通信数据的接收是否成功，向所述发送装置发送与该通信数据相关的确认应答信号或否定应答信号； 存储单元，其存储所述确认应答信号的发送结果；以及 控制信息生成单元，其当接收从所述发送装置重发来的所述通信 数据时，在所述存储单元中存储有所述确认应答信号的情况下，不进行 该通信数据的解码处理而向所述发送装置应答所述确认应答信号。
9. 根据权利要求8所述的接收装置，其特征在于， 该接收装置还具有重发缓冲器，其保持检测出错误的所述通信数据；以及 重发合成单元，其在所述存储单元中没有存储所述确认应答信号的情况下，根据保持在所述重发缓冲器中的所述通信数据和重发的所述通信数据来执行该通信数据的解码处理。
10. —种信息通信方法，其特征在于，该信息通信方法在发送侧 执行如下步骤第1步骤，向接收侧发送通信数据；以及第2步骤，不等待从所述接收侧到来的所述通信数据的否定应答 信号的到达或经过规定的确认应答等待时间，即向所述接收侧重发所述 通信数据。
11. 根据权利要求10所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，当在所述发送侧和所述接收侧间的无线资源中存在空闲的 情况下，发送所述通信数据。
12. 根据权利要求IO所述的信息通信方法，其特征在于，在所述第2步骤中，预测从所述接收侧请求重发在所述第1步骤中发送的所述 通信数据的可能性，当所述可能性高且在所述发送侧和所述接收侧间的 无线资源中存在空闲的情况下，发送所述通信数据。
13. 根据权利要求IO所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据过去的所述通信数据的重发处理的产生频度，预测从 所述接收侧请求重发在所述第1步骤中发送的所述通信数据的可能性， 当所述可能性高且在所述发送侧和所述接收侧间的无线资源中存在空 闲的情况下，发送所述通信数据。
14. 根据权利要求10所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据所述发送侧和所述接收侧间的信息传送路径的质量， 预测从所述接收侧请求重发在所述第1步骤中发送的所述通信数据的 可能性，当所述可能性高且在所述发送侧和所述接收侧间的无线资源中 存在空闲的情况下，发送所述通信数据。
15. 根据权利要求IO所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据所述通信数据的即时性，确定是否重发所述通信数据。
16. 根据权利要求10所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据所述通信数据的即时性，多次发送所述通信数据。
17. 根据权利要求10所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据所述发送侧和所述接收侧间的信息传送路径的质量， 使从在所述第1步骤中发送所述通信数据到在该第2步骤中重发所述通 信数据为止的重发时间间隔变化。
18. 根据权利要求IO所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据过去的所述通信数据的重发处理的产生频度，使从在 所述第1步骤中发送所述通信数据到在该第2步骤中重发所述通信数据 为止的重发时间间隔变化。
19. 根据权利要求IO所述的信息通信方法，其特征在于，在所述 第2步骤中，根据所述通信数据的即时性，使从在所述第1步骤中发送 所述通信数据到在该第2步骤中重发所述通信数据为止的重发时间间 隔变化。20.根据权利要求10所述的信息通信方法，其特征在于， 在所述接收侧执行如下步骤-第1步骤，接收从发送侧到来的通信数据，当所述通信数据的接 收成功的情况下向所述发送侧应答确认应答信号，当所述通信数据的接收失败的情况下向所述发送侧应答否定应答信号并且存储应答结果；以 及第2步骤，在接收到从所述发送侧重发来的所述通信数据时，当在所述第1步骤中将所述确认应答信号作为应答结果存储的情况下，抑 制该通信数据的解码处理，并且向所述发送侧应答确认应答信号。
全文摘要
本发明提供一种发送装置、接收装置、信息通信方法。在发送侧发送分组之后，不等待经过等待来自接收侧的ACK/NACK应答的规定的确认应答等待时间RTT，并且与和该分组对应的来自接收侧的ACK/NACK应答无关地，在发送分组之后，以时间间隔T(＜RTT)向接收侧强制地重发与分组相同的强制重发分组。由此，分组产生错误时的重发延迟时间从以往的ARQ中的2×RTT缩短RTT-T而成为RTT+T。
文档编号H04L29/08GK101223759SQ20058005101
公开日2008年7月16日 申请日期2005年7月8日 优先权日2005年7月8日
发明者关宏之, 实川大介, 椎崎耕太郎, 须田健二 申请人:富士通株式会社