パケット再送信及び受信の方法並びに同方法を採用する無線装置

专利摘要:
第１の無線装置は、第２の無線装置に対してデータを通信する。前記第１の無線装置は、第１の複数のデータビットから第１のデータパケットを生成するのに第１のインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第１のデータパケットを前記第２の無線装置に送信する。前記第１のデータパケットが前記第２の無線装置により正しく受信されない場合に、前記第１の無線装置は、前記第１の複数のデータビットから第２のデータパケットを作成するのに第２のインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第２のデータパケットを前記第２の無線装置に送信する。
公开号:JP2011511524A
申请号:JP2010543615
申请日:2009-01-23
公开日:2011-04-07
发明作者:ヴァサンス ガッダム；モニシャ ゴーシュ；ジャン‐フェン ワン
申请人:コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ；
IPC主号:H04L1-00

专利说明:

[0001] 米国特許法35 USC §119(e)の下の優先権の請求が、２００８年１月２９日に出願された米国特許仮出願61/024316に対して行われる。]
[0002] 本発明は、無線通信の分野に関し、より具体的には、パケット再送信及び受信の方法並びに同方法を採用する無線装置に関する。]
背景技術

[0003] 現在の無線システム／技術の多くは、自動再送要求（ＡＲＱ）機構を使用してデータパケットの受信の成功の確率を向上させる。]
[0004] これらのシステムにおいて、ＡＲＱがイネーブルである場合、同じパケットが再送信されるか又は異なって符号化されたパケットが送信されるかのいずれかである。これら両方の方法は、特定の欠点を持つ。]
[0005] 同じパケットが再送信される場合、これは、ダイバーシティ利得を提供せず、特にチャネルがゆっくりと変化する場合、元のパケットがエラーとともに受信された場合に再送信されたパケットもエラーである可能性が高い。この問題を克服するために、既存のプロトコルは、受信成功の確率を向上させるために特定数の再試行の後により低いデータレートを使用する。しかしながら、この方法は、システムの全体的なスループットを減少させる。]
[0006] 再送信スキームの有効性を向上させる他の方法は、再送信されるパケットを符号化するのに異なる符号化スキームを使用することを含む。異なる符号化スキーム（及び復号スキーム）の使用は、追加の複雑さを生じ、多くの場合に魅力的ではない。]
発明が解決しようとする課題

[0007] したがって、ある程度のロバスト性を提供するが、データの最初の送信と前記データの再送信との間で異なるエラー訂正符号化スキームを採用するシステムより低い複雑さを要求するデータの再送信の方法を提供することが望ましい。このような方法を使用して送信及び再送信されたデータを受信する方法を提供することも望ましい。更に、このような送信及び受信の方法を採用することができる無線装置を提供することが望ましい。]
課題を解決するための手段

[0008] 本発明の一態様において、第１の無線装置から第２の無線装置にデータを通信する方法が提供される。前記方法は、第１の複数のデータビットから第１のデータパケットを生成するのに第１のインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップと、前記第１のデータパケットを前記第２の無線装置に送信するステップとを有する。前記第１のデータパケットが、前記第２の無線装置により正しく受信されない場合、前記方法は、前記第１の複数のデータビットから第２のデータパケットを作成するのに第２のインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップと、前記第２のデータパケットを前記第２の無線装置に送信するステップとを更に有する。]
[0009] 本発明の他の態様において、第２の無線装置において第１の無線装置からのデータを受信する方法が提供される。前記方法は、前記第１の無線装置から、第１の複数のデータビットから生成された第１のデータパケットを受信するステップと、前記第１のデータパケットから第２の複数のデータビットを作成するのに第１のデインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップとを有する。前記第１のデータパケットが正しく受信されない場合、前記方法は、前記第１の無線装置から、前記第１の複数のデータビットから生成された第２のデータパケットを受信するステップと、前記第２のデータパケットから第３の複数のデータビットを生成するのに第２のデインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップとを更に有する。]
[0010] 本発明の更に他の態様において、無線装置は、送信器を含む。前記送信器は、第１の複数のデータビットから第１のデータパケットを作成するのに第１のインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第１のデータパケットを第２の無線装置に送信する。前記第１のデータパケットが、前記第２の無線装置により成功裏に受信されない場合、前記送信器は、前記第１の複数のデータビットから第２のデータパケットを作成するのに第２のインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第２のデータパケットを前記第２の無線装置に送信する。]
[0011] 本発明の更に他の態様において、無線装置は、受信器を含む。前記受信器は、前記第１の無線装置から、第１の複数のデータビットから生成された第１のデータパケットを受信する。前記受信器は、前記第１のデータパケットから第２の複数のデータビットを作成するのに第１のデインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用する。前記第１のデータパケットが正しく受信されない場合、前記受信器は、前記第１の無線装置から、前記第１の複数のデータビットから生成された第２のデータパケットを受信し、前記第２のデータパケットから第３の複数のデータビットを生成するのに第２のデインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用する。]
図面の簡単な説明

[0012] 無線装置の一実施例の機能的ブロック図である。
データ送信器の一実施例の単純化されたブロック図を示す。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおいてデータパケットを送信するサブキャリアマッピングスキームの一実施例を示す。
ＯＦＤＭシステムにおいてデータパケットを再送信するサブキャリアマッピングスキームの一実施例を示す。
第１のマルチパスチャネルにおける様々なパケット再送信オプションに対するシミュレートされたパケットエラーレート（ＰＥＲ）対信号対雑音比（ＳＮＲ）曲線を示す。
第２のマルチパスチャネルにおける様々なパケット再送信オプションに対するシミュレートされたＰＥＲ対ＳＮＲ曲線を示す。]
実施例

[0013] 図１は、無線装置１００の機能的ブロック図である。当業者により理解されるように、図１に示される様々な"部分"の１以上は、ソフトウェア制御マイクロプロセッサ、配線論理回路、又はこれらの組み合わせを使用して物理的に実装されることができる。また、前記部分は、説明目的で図１において機能的に分離されるが、これらは、物理的実装において様々に組み合わせられることができる。] 図１
[0014] 無線装置１００は、送受信器１１０、プロセッサ１２０、メモリ１３０、及び指向性アンテナシステム１４０を含む。]
[0015] 送受信器１１０は、受信器１１２及び送信器１１４を含み、他の無線装置と通信する無線装置１００の機能を提供する。]
[0016] プロセッサ１２０は、無線装置１００の機能を提供するようにメモリ１３０と連動して１以上のソフトウェアアルゴリズムを実行する。有益には、プロセッサ１２０は、無線装置１００の様々な機能を実行することを可能にする実行可能ソフトウェアコードを記憶する独自のメモリ（例えば、不揮発性メモリ）を含む。代わりに、前記実行可能コードは、メモリ１３０内の指定されたメモリ場所に記憶されてもよい。]
[0017] 有益には、アンテナシステム１４０は、全方位性能及び／又は指向性アンテナ性能を含むことができる。]
[0018] 一実施例において、第１の無線装置の送信器は、データセットの全ての送信に対してデータを符号化するのに同じエラー訂正符号化スキームを採用しながら、前記データセットの異なる送信に対して異なるインタリーブ（ビット及び／又はシンボル）及び／又はサブキャリアマッピングスキームを採用することにより第２の無線装置に前記データセットを送信する。すなわち、前記送信器は、第１の（元の）データパケットにおいて第１のデータビットのセットを送信する場合に第１のインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、第２の（再送信）データパケットにおいて前記第１のデータビットのセットを送信する場合に第２のインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用する。有益には、このスキームは、デコーダの複雑さを大幅に増大させることなしに追加の周波数ダイバーシティを提供することができる。有益には、このスキームは、図１の無線装置１００内の送信器１１４により採用されることができる。] 図１
[0019] 図２は、送信器２００の一実施例の単純化されたブロック図を示す。一実施例において、送信器２００は、図１の送信器１１４と同じものであることができる。] 図１ 図２
[0020] 図２において、パラメータ"パケットタイプ"は、採用されるインタリーブ及び／又はマッピングスキームの特定の組み合わせに対するユニークポインタを規定する。前記"パケットタイプ"パラメータが、元のパケットが符号化されていることを示す場合、前記送信器は、インタリーブ及び／又はマッピングスキームの１つの組み合わせを採用することができる。他方で、前記"パケットタイプ"パラメータが、前記データが再送信されることを示す場合、前記送信器は、インタリーブ及びマッピングの他の組み合わせを採用することができる。例えば、前記送信器が２つの異なるインタリーブスキーム及び２つの異なるマッピングスキームを採用するように構成されると仮定すると、前記"パケットタイプ"パラメータの１つの可能な規定は、下の表１において示される。] 図２
[0021] 同じデータの複数の送信に対する符号化が、異なるビットインタリーブ及び／又はサブキャリアマッピングスキームを使用する場合、前記受信器は、性能を向上させるために複数の受信を組み合わせることができる。]
[0022] 受信器は、ペイロード情報を復号するために'（再）送信モード'を決定しなければならない。'（再）送信モード'情報は、様々な異なる方法を使用して前記送信器により前記受信器に搬送されることができる。２つのこのような方法は、（１）ユニーク署名シーケンス及び（２）ヘッダ内の'（再）送信モード'フィールドを含む。]
[0023] 前記第１の方法は、プリアンブル部分における前記異なる（再）送信モードに対応するユニーク署名シーケンスの送信を含む。これは、前記ヘッダ及び前記ペイロードが同じスキームを使用して送信されるので、最大の利得を提供する。このスキームの欠点は、前記受信器が全ての署名シーケンスに対して前記受信された信号を相関させなければならないので、受信器の複雑さを増大することである。]
[0024] 前記第２の方法は、前記ヘッダにおいて前記'（再）送信モード'フィールドを送信することを含む。このスキームの利点は、上記のユニーク署名シーケンスに関連した受信器の複雑さを避けることである。前記ヘッダは、常に所定のスキームを使用して送信されるのに対し、前記ペイロードは、前記'（再）送信モード'フィールドにより決定されるように異なるスキームを使用して送信される。結果として、前記ヘッダフィールドは、提案された方法の利益を最大化することができず、したがって、この方法は、幾らかの性能損失を持つ。しかしながら、ヘッダは、通常は、性能損失が重大でないようにペイロード対応部分よりロバストなレートで符号化される。]
[0025] これらの原理のより良い理解を容易にするために、典型的な場合がここに記載される。]
[0026] 第一に、１０４のサブキャリアがデータサブキャリアとして規定される１２８のサブキャリアを持つＯＦＤＭシステムを考慮する。全ての符号化されたデータビットは、単一のＯＦＤＭシンボル内のビット数NCBPSに対応するブロックサイズを持つブロックインタリーバによりインタリーブされる。前記インタリーバは、隣接した符号化されたビットが、非隣接サブキャリア上にマッピングされることを保証する。]
[0027] 前記インタリーバの前の符号化ビットのインデックスをkにより示し、変調マッピングの直前の、前記インタリーバの後の符号化ビットのインデックスをiにより示す。この場合、インタリーバスキーム＃１は、ルール、すなわち、
（１）i=(NCBPS/13)(k mod 13)+floor(k/13) k=0,1,...,NCBPS-1
により規定されることができる。
関数floor(.)は、パラメータを超過しない最大の整数を示す。
同時に、インタリーバスキーマ＃２は、ルール、すなわち、
（２）i=(NCBPS/8)(k mod 8)+floor(k/8) k=0,1,...,NCBPS-1
により規定されることができる。
前記受信器において、異なるパケット送信に対するソフトメトリクスは、記憶され、元のデータを最適に復号するために畳み込みデコーダにおいて結合されることができる。]
[0028] 図３は、１２８のサブキャリアを持つ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおいて第１のデータパケットにおいてデータを送信するサブキャリアマッピングスキーム３００の一実施例を示す。コンプレックスデータシンボルは、スキーム＃１を使用して、下方帯域端における最初のものから開始するデータサブキャリアにマッピングされる。前記受信器において、前記コンプレックスデータは、

と示されるように受信されたシンボルから回復され、ここでmはkの関数であり、m=f(k)である。Rk及び

は、サブキャリアkに対する受信されたシンボル及びチャネル周波数応答推定をそれぞれ表す。] 図３
[0029] 例えば、

及び

である。]
[0030] 図４は、ＯＦＤＭシステムにおいて第２のデータパケットにおいてデータを再送信するサブキャリアマッピングスキーム４０の一実施例を示す。この場合、前記コンプレックスデータは、

として前記受信されたシンボルから回復され、ここでm'はkの関数であり、m'=f(1)(k)である。] 図４
[0031] このマッピングスキームにおいて、

及び

である。]
[0032] 前記受信器が、前記第１の（元の）データパケットからのシンボル及び前記第２の（再送信された）データパケットからのシンボルを結合することができる場合、

であり、ここでR1,k及びR2,kは、それぞれ、前記第１のデータパケット及び前記第２のデータパケット内の受信されたシンボルを表す。]
[0033] 例えば、上の例において、

及び

である。]
[0034] 式（５）に示されるように２つのシンボルを結合することは、前記システムの周波数ダイバーシティを向上させる。しかしながら、このスキームは、前記受信器が以前の送信からのパケットを記憶することを要求し、したがって追加のハードウェアリソースを伴う。代わりに、前記受信器は、前記元のパケット及び前記再送信されたパケットからの対応するソフトビットメトリクスを結合し、前記畳み込みデコーダにおいて使用することもできる。]
[0035] 現在の再送信スキームを用いる提案されたスキームの性能は、シミュレーションを通して比較される。後に続くシミュレーション結果において、１２８のサブキャリアを持つＯＦＤＭシステムが仮定される。ＦＥＣは、異なる高いレートコードを得るようにパンクチャされたレート１／２畳み込みコードを含む。ビットインタリーバは、符号化ビットをインタリーブするのに使用され、前記符号化ビットは、１６−ＱＡＭ又は６４−ＱＡＭ変調スキームのいずれかを使用してマッピングされる。マルチパスチャネルは、ＲＭＳ遅延拡散に基づいて得られたタップ数を持つ指数関数的レイリーフェージングモデルに基づく。前記受信器は、利得を最大化するために最適な結合スキームを使用する。]
[0036] 図５は、１００ｎｓＲＭＳ遅延拡散を持つ第１のマルチパスチャネルにおいてレート５／６の６４−ＱＡＭモードを採用するシステムに対する様々なパケット再送信オプションに対するシミュレートされたパケットエラーレート（ＰＥＲ）対信号対雑音比（ＳＮＲ）曲線を示す。修正されたシンボルマッピング及びビットマッピング（インタリーブ）を用いる提案されたスキームが、同じパケットを再送信するのと比較して４％ＰＥＲに対してそれぞれ３．０ｄＢ及び４．５ｄＢの追加の利得を提供することが観測されることができる。] 図５
[0037] 図６は、１０ｎｓＲＭＳ遅延拡散を持つ第２のマルチパスチャネルにおける様々なパケット再送信オプションに対するシミュレートされたＰＥＲ対ＳＮＲを示す。修正されたビットマッピングスキームが、このチャネルにおいてでさえ１％ＰＥＲにおいて１ｄＢ利得を提供することが観測されることができる。] 図６
[0038] 好適な実施例がここに開示されるが、本発明の概念及び範囲内に留まる多くのこのような変形例が可能である。このような変形例は、本明細書、図面及び請求項の閲覧の後に当業者に明らかになる。本発明は、したがって、添付の請求項の精神及び範囲内を除き、限定されるべきでない。]

权利要求:

請求項1
第１の無線装置から第２の無線装置にデータを通信する方法において、第１の複数のデータビットから第１のデータパケットを生成するのに第１のインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップ、前記第１のデータパケットを前記第２の無線装置に送信するステップ、並びに前記第１のデータパケットが前記第２の無線装置により正しく受信されない場合に、前記第１の複数のデータビットから第２のデータパケットを作成するのに第２のインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップ、及び前記第２のデータパケットを前記第２の無線装置に送信するステップ、を有する方法。
請求項2
前記第１のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームの両方が、前記第１の複数のデータビットから前記第１のデータパケットを生成するのに採用され、前記第１のインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアマッピングスキームが、前記第１の複数のデータビットから前記第２のデータパケットを生成するのに採用される、請求項１に記載の方法。
請求項3
前記第１のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームの両方が、前記第１の複数のデータビットから前記第１のデータパケットを生成するのに採用され、前記第２のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームが、前記第１の複数のデータビットから前記第２のデータパケットを生成するのに採用される、請求項１に記載の方法。
請求項4
前記第１のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームの両方が、前記第１の複数のデータビットから前記第１のデータパケットを生成するのに採用され、前記第２のインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアマッピングスキームが、前記第１の複数のデータビットから前記第２のデータパケットを生成するのに採用される、請求項１に記載の方法。
請求項5
第２の無線装置において第１の無線装置からのデータを受信する方法において、第１の複数のデータビットから生成された第１のデータパケットを前記第１の無線装置から受信するステップ、前記第１のデータパケットから第２の複数のデータビットを作成するのに第１のデインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップ、並びに前記第１のデータパケットが正しく受信されない場合に、前記第１の複数のデータビットから生成された第２のデータパケットを前記第１の無線装置から受信するステップ、及び前記第２のデータパケットから第３の複数のデータビットを生成するのに第２のデインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用するステップ、を有する方法。
請求項6
前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームの両方が、前記第１のデータパケットから前記第２の複数のデータビットを生成するのに採用され、前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアデマッピングスキームが、前記第２のデータパケットから前記第３の複数のデータビットを生成するのに採用される、請求項５に記載の方法。
請求項7
前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームの両方が、前記第１のデータパケットから前記第２の複数のデータビットを生成するのに採用され、前記第２のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームが、前記第２のデータパケットから前記第３の複数のデータビットを生成するのに採用される、請求項５に記載の方法。
請求項8
前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームの両方が、前記第１のデータパケットから前記第２の複数のデータビットを生成するのに採用され、前記第２のデインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアデマッピングスキームが、前記第２のデータパケットから前記第３の複数のデータビットを生成するのに採用される、請求項５に記載の方法。
請求項9
第１の複数のデータビットから第１のデータパケットを作成するのに第１のインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第１のデータパケットを第２の無線装置に送信する送信器を含む無線装置において、前記第１のデータパケットが前記第２の無線装置により成功裏に受信されない場合に、前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから第２のデータパケットを作成するのに第２のインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第２のデータパケットを前記第２の無線装置に送信する、装置。
請求項10
前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから前記第１のデータパケットを生成するのに前記第１のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームの両方を採用し、前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから前記第２のデータパケットを生成するのに前記第１のインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアマッピングスキームを採用する、請求項９に記載の装置。
請求項11
前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから前記第１のデータパケットを生成するのに前記第１のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームの両方を採用し、前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから前記第２のデータパケットを生成するのに前記第２のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームを採用する、請求項９に記載の装置。
請求項12
前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから前記第１のデータパケットを生成するのに前記第１のインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアマッピングスキームの両方を採用し、前記送信器が、前記第１の複数のデータビットから前記第２のデータパケットを生成するのに前記第２のインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアマッピングスキームを採用する、請求項９に記載の装置。
請求項13
第１の複数のデータビットから生成された第１のデータパケットを第１の無線装置から受信する受信器を含む無線装置において、前記受信器が、前記第１のデータパケットから第２の複数のデータビットを作成するのに第１のデインタリーブスキーム及び第１のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用し、前記第１のデータパケットが正しく受信されない場合に、前記受信器が、前記第１の複数のデータビットから生成された第２のデータパケットを前記第１の無線装置から受信し、前記第２のデータパケットから第３の複数のデータビットを生成するのに第２のデインタリーブスキーム及び第２のサブキャリアデマッピングスキームの少なくとも一方を採用する、装置。
請求項14
前記受信器が、前記第１のデータパケットから前記第２の複数のデータビットを生成するのに前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームの両方を採用し、前記受信器が、前記第２のデータパケットから前記第３の複数のデータビットを生成するのに前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアデマッピングスキームを採用する、請求項１３に記載の装置。
請求項15
前記受信器が、前記第１のデータパケットから前記第２の複数のデータビットを生成するのに前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームの両方を採用し、前記受信器が、前記第２のデータパケットから前記第３の複数のデータビットを生成するのに前記第２のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームを採用する、請求項１３に記載の装置。
請求項16
前記受信器が、前記第１のデータパケットから前記第２の複数のデータビットを生成するのに前記第１のデインタリーブスキーム及び前記第１のサブキャリアデマッピングスキームの両方を採用し、前記受信器が、前記第２のデータパケットから前記第３の複数のデータビットを生成するのに前記第２のデインタリーブスキーム及び前記第２のサブキャリアデマッピングスキームを採用する、請求項１３に記載の装置。