JP2009089187A - 移動局装置、基地局装置、並びに上りリンクおよび下りリンク送信方法 - Google Patents

移動局装置、基地局装置、並びに上りリンクおよび下りリンク送信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の多重化に伴う送信フォーマット数の増加を回避することができる移動局および基地局を提供する。
【解決手段】開示される移動局装置は、基地局からの参照信号に基づいて下りリンクのチャネル品質を推定し、推定結果をチャネル推定情報として出力するチャネル品質推定部３０６と、基地局からの下りデータチャネルの受信の成否を判定し、判定結果を送達確認情報として出力する送達確認判定部３０８と、チャネル推定情報と送達確認情報とが、基地局に対して同時に返信されることとなる場合に、送達確認情報を優先して返信させる送達確認情報優先部３１０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、送信方法に関し、特に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とＣＱＩ情報とを多重することなく送信する方法に関する。
Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved-UMTS（Universal Telecommunications System）Terrestrial Radio Access）においては、上りリンクの無線アクセス方式として、シングルキャリア（SC: Single Carrier）−ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiplexing Access）が採用される。上りリンクで採用されている無線アクセス方式については、非特許文献1を参照。
この方式においては、図１に示すように、セル内のユーザＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、異なる時間・周波数リソース（最小の単位をリソースブロックと呼ぶ）を用いて送信することにより、セル内の移動局（端末、ユーザ機器、単にユーザとも呼ばれる）間の信号の直交性が実現される。また、低ＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio）のシングルキャリア伝送を維持するため、連続する周波数を割り当てる。この結果、移動局の消費電力を低減することができ、マルチキャリア伝送を用いる場合に比較してカバレッジを増大することができる。また、どの時間・周波数リソースを割り当てるかは、基地局のスケジューラにより、各ユーザの伝搬状況、送るべきデータのＱｏＳ（品質（データレート、所要の誤り率、遅延など））に基づいて決定されるため、伝搬状況の良好な時間・周波数リソースを各ユーザに割り当てることにより、スループットが増大される。
この方式において、上りリンクの制御チャネルは、下りリンクデータチャネルに対する周波数スケジューリング、適応変復調・チャネル符号化を実現するためのＣＱＩ（Channel Quality Indicator）の送信、下りリンクデータの再送のための送達確認情報の送信のために使用される。ここで、送達確認情報は、たとえば、巡回冗長検査法（CRC: Cyclic Redundancy Check）などの誤り検出により得られ、誤りが検出されない場合の肯定的応答（ＡＣＫ）と、誤りが検出された場合の否定的応答（ＮＡＣＫ）がある。
3GPP TS 36.211, "E-UTRA; Physical Channels and Modulation (Release 8)"
ところで、上りリンクにおいてシングルキャリア伝送により、制御チャネルとデータチャネルを多重する方法には２通りがある。図２に示されるように、一方は、上りリンクを通してデータが送信される場合に適用され、制御チャネルがデータチャネルに時間分割多重される方法である。他方は、上りリンクを通してデータが送信されない場合に適用され、制御チャネルが制御情報専用の時間・周波数リソースに多重される方法である。制御情報専用の時間・周波数リソースとは、データチャネルと周波数領域で分離して同一のサブフレーム内に設けられる狭帯域のチャネルであり、Physical Uplink Control Channel（ＰＵＣＣＨ）とも呼ばれる。上りリンク制御チャネルとデータチャネルの多重法については、非特許文献1を参照。
上りデータ送信がない場合、上り制御チャネルはPUCCHの無線リソースを用いて伝送される。このとき、PUCCHで送信する制御チャネルの送信フォーマットは、ＣＱＩと送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報）を多重して同時に送信する場合だけでなく、ＣＱＩのみを送信する場合もあれば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のみを送信する場合もある。さらに、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に加えて、スケジューリングリクエスト情報、下りリンクＭＩＭＯ用のプリコーディングマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）なども送信される。このため、何通りもの送信フォーマットを用意する必要が生じ、移動局および基地局の構成および動作が複雑化するという問題が生じる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされ、その目的は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報との多重化に伴うPUCCH上の送信フォーマット数の増加を回避することができる移動局および基地局を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の第１の態様は、基地局からの信号に基づいて下りリンクのチャネル品質を推定し、推定結果をチャネル推定情報として出力するチャネル品質推定部と、基地局からの下りデータチャネルの受信の成否を判定し、判定結果を送達確認情報として出力する送達確認判定部と、チャネル推定情報と送達確認情報とが、基地局に対して同時に返信されることとなる場合に、送達確認情報を優先して返信させる送達確認情報優先部と、を備える移動局装置を提供する。
また、本発明の第２の態様は、移動局装置が、少なくとも下りリンクで送信されたデータチャネルに関する送達確認情報を上りリンクで送信するフレームを示すフレーム情報を管理するフレーム管理部と、フレーム情報を用いて、上りリンクの無線リソース割り当て情報を生成する割り当て情報信号生成部と、を備える基地局装置を提供する。
本発明の第３の態様は、移動局装置から基地局装置へ送信する上りリンク送信方法であって、基地局からの信号に基づいて下りリンクのチャネル品質を推定し、推定結果をチャネル推定情報として出力するステップと、基地局からの下りデータチャネルの受信の成否を判定し、判定結果を送達確認情報として出力するステップと、チャネル推定情報と送達確認情報とが、基地局に対して同時に返信されることとなる場合に、送達確認情報を優先して返信するステップと、を有する上りリンク送信方法を提供する。
本発明の第４の態様は、基地局装置から移動局装置へ送信する下りリンク送信方法であって、移動局装置が取得する下りリンクに関するチャネル推定情報と下りリンクで送信されたデータチャネルに関する送達確認情報とを上りリンクで送信するフレームを示すフレーム情報を生成するステップと、フレーム情報を用いて、上りリンクの無線リソース割り当て情報を生成するステップと、を有する下りリンク送信方法を提供する。
本発明によれば、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報との多重化に伴うPUCCH上の送信フォーマット数の増加を回避することができる移動局および基地局が提供される。
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
＜移動局＞
図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態による移動局を説明する。図示のとおり、第１の実施形態による移動局３０は、受信部と送信部から構成される。受信部は、ＯＦＤＭ信号復調部３０２、上りリソース割り当て情報の復調・復号部３０４、下りリンクのチャネル品質推定部３０６、および下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８を有し、送信部は、バッファ３１０、チャネル符号化部３１２、データ変調部３１４、およびＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部３１６を有する。
ＯＦＤＭ信号復調部３０２は、ＯＦＤＭ変調されて基地局（図示せず）から送信された信号をアンテナ、デュープレクサおよび電力増幅器等（いずれも図示せず、以下、電力増幅器等）を介して入力し、入力した信号をＯＦＤＭ復調する。ＯＦＤＭ信号復調部３０２によるＯＦＤＭ復調には、主として、直交検波、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換、および高速フーリエ変換等の信号処理が含まれる。また、ＯＦＤＭ信号復調部３０２は、上りリソース割り当て情報の復調・復号部３０４、下りリンクのチャネル品質推定部３０６、および下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８に対して、復調した信号を出力する。
上りリソース割り当て情報の復調・復号部３０４は、ＯＦＤＭ信号復調部３０２から復調信号を入力し、入力した復調信号から、移動局３０から基地局へ上りリンクを通して送信を行う際に利用する上りリソース割り当てに関する情報（上りリソース割り当て情報）を含む信号を抽出する。上りリソース割り当て情報の復調・復号部３０４は、抽出した信号を復調・復号することにより、上りリソース割り当て情報を取得する。さらに、上りリソース割り当て情報の復調・復号部３０４は、取得した上りリソース割り当て情報をＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部３１６に対して出力する。
下りリンクのチャネル推定部３０６は、ＯＦＤＭ信号復調部３０２から復調信号を入力し、入力した復調信号に含まれるパイロットチャネル（参照信号とも呼ばれる）を用いて、下りリンクのチャネル状態を測定する。また、下りリンクのチャネル推定部３０６は、その測定結果をチャネル状態情報（Channel Quality Indicator：ＣＱＩ）として、バッファ３１０に対して出力する。ＣＱＩは、基地局から送信されたパイロットチャネルの受信品質、たとえば、信号電力対干渉電力比（Signal to Interference Ratio：ＳＩＲ）や信号対干渉雑音比（Signal to Interference Noise Ratio：ＳＩＮＲ）等を測定して得られる測定値を所定の方法で数値化することにより得られる。
下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８は、ＯＦＤＭ信号復調部３０２から復調信号を入力し、入力した復調信号中のパケットに誤りがあるか否かを、たとえば、ＣＲＣなどの誤り検出により、検出する。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８は、誤りが検出されない場合に肯定的応答（ＡＣＫ）を、誤りが検出された場合に否定的応答（ＮＡＣＫ）を、バッファ３１０に対して出力する。
バッファ３１０は、下りリンクのチャネル推定部３０６からのＣＱＩと、下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とを入力する。ＣＱＩは、移動局３０と基地局との間の事前の取り決めにより、移動局３０から基地局に対して所定の時間間隔で定期的に送信される。このため、バッファ３１０は、ＣＱＩを所定の時間間隔でチャネル推定部３０６から入力することとなる。一方、バッファ３１０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を不定期に入力する。これは、基地局から送信された信号にデータチャネルが含まれている場合（データ送信が行われた場合）に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８がそのデータチャネルを誤りなく受信できたか否かを判定してＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を出力するためである。したがって、バッファ３１０は、入力タイミングに応じて、ＣＱＩのみ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のみ、またはＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の両方を入力する。
バッファ３１０は、入力した情報が、ＣＱＩのみであるか、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のみであるか、またはＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の両方であるかを検出する。バッファ３１０は、ＣＱＩのみを入力したことを検出すると、そのＣＱＩをチャネル符号化部３１２に対して出力する。また、バッファ３１０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のみを入力したことを検出すると、そのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をチャネル符号化部３１２に対して出力する。さらに、バッファ３１０は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の両方を入力したことを検出すると、移動局３０と基地局との間で予め定められた取り決めに従って、ＣＱＩを廃棄し、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をチャネル符号化部３１２に対して出力する。すなわち、バッファ３１０は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同時に入力したときに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を優先して返信させる送達確認情報優先部を含んでいる。
チャネル符号化部３１２は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のいずれかをバッファ３１０から入力し、入力した情報に対してチャネル符号化を行う。また、チャネル符号化部３１２は、チャネル符号化により得た信号をデータ変調部３１４に対して出力する。
データ変調部３１４は、チャネル符号化部３１２から入力した信号に対して所定の変調処理を行って、基地局へ返信すべき情報（ＣＱＩのみか、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のみのいずれか）を含む系列をブロック毎に生成する。また、データ変調部３１４は、生成した系列をＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部３１６に対して出力する。
ＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部３１６は、データ変調部３１４から入力した系列に対して、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、上述の復調・復号部３０４から入力した上りリソース割り当て情報に基づく周波数領域でのサブキャリアマッピング、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）、およびサイクリックプレフィックスの付与等を行って、上りリンクで送信されるＳＣ−ＦＤＭＡ信号を生成する。生成されたＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、電力増幅器等（図示せず）を通して、基地局に対して送信される。
続いて、図４（Ａ）を参照しながら、本実施形態の移動局３０が奏する効果を説明する。図４（Ａ）は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが送信されるタイミングを示す模式図である。図４（Ａ）において、横軸は時間を表わす。また、図中の破線は、移動局３０からの送信におけるサブフレームの送信タイミングを示し、上段の矢印は、その矢印で示されるタイミングでＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されることを示し、下段の矢印は、その矢印で示されるタイミングでＣＱＩが送信されることを示す。すなわち、図示の例では、サブフレーム＃１によりＣＱＩが送信され、サブフレーム＃２によりＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されていることになる。
上述のとおり、ＣＱＩは、移動局３０から基地局に対して周期的に送信されるように定められている。これに従うと、図示のように、ＣＱＩは４サブフレームに１回の割合で、たとえば、サブフレーム＃１、サブフレーム＃５、...により送信されることとなっている。一方、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、移動局３０が基地局よりデータチャネルを受信したときに送信されるため、不定期に送信され、図示の例では、サブフレーム＃２、サブフレーム＃５、サブフレーム＃７、・・・により送信されている。ここで、ＣＱＩは、予め定められた周期に従うとサブフレーム＃５により送信されるため、サブフレーム＃５においては、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の両方が送信されることになる。しかし、本実施形態の移動局３０によれば、バッファ３１０は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の両方が入力されたことを検出すると、ＣＱＩを廃棄し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を出力するため、サブフレーム＃５では、結果としてＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信され、ＣＱＩは送信されない。ＣＱＩが送信されないことは、図４（Ａ）において、破線の楕円と斜め線により示されている。この楕円と斜め線は、他のサブフレーム（＃９に相当）にも図示されており、このサブフレームにおいてもＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが（多重されて）同時に送信されるのが回避されている。
なお、サブフレームは、時間軸上、２つのスロットから構成され、典型的には1 ｍｓｅｃの長さを有している。
以上のとおり、本発明の第１の実施形態による移動局３０によれば、チャネル品質推定部３０８からのＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とを入力するバッファ３１０において、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同時に入力されたか否かが検出され、同時に入力されたと検出された場合に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報がチャネル符号化部３１２に対して出力される。したがって、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが多重化されることがない。このため、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とを多重化するための送信フォーマットを用意する必要がなくなるため、送信フォーマット数の増加を防止することができる。しかも、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、基地局からのデータチャネルの送信に応答して毎回行われるため、移動局３０と基地局との間の正常な通信が維持される。
なお、バッファ３１０は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同時に入力された場合に、ＣＱＩを廃棄するのではなく、一時的に保管することもできる。そして、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を優先的に出力し、このＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されたサブフレームの次のサブフレームによりＣＱＩの送信が可能か否かを判定し、可能と判定した場合には、次のサブフレームでＣＱＩを送信すべく保管したＣＱＩをチャネル符号化部３１２に対して出力してもよい。このようにすれば、図４（Ｂ）に示すように、予め定められた周期に従うとＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが（多重化されて）同時に送信されていたサブフレーム＃５によりＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信し、次のサブフレーム＃６により、ＣＱＩを送信することができる。これにより、基地局は移動局３０から送信されたＣＱＩに基づいたスケジューリングを行うことができる。
なお、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の送信に使用されたサブフレームの次のサブフレームでなく、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の送信に使用されたサブフレームより後のサブフレームのいずれかから、一時的に保管したＣＱＩを送信するようにしてもよい。
また、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とを多重して送信する場合には、移動局から送信される情報信号のカバレッジが、ＣＱＩまたはＡＣＫ／ＮＡＣＫを単独で送信する場合に比較して、低下する傾向がある。このため、セル端近傍に存在するユーザ（移動局）に、通信品質の低下を招く、通信ができなくなるといった不都合が生じる虞がある。または、これを防止しようとすれば、送信電力を高くせざるを得ず、消費電力の増大を招くといった不都合が生じる可能性がある。しかし、本実施形態による移動局３０によれば、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが多重されることがないため、そのような不都合は生じない。
＜基地局＞
図５を参照しながら、第１の実施形態による基地局を説明する。この基地局は、上述の移動局３０（図３）に対して通信サービスを提供するよう意図されている。図示のとおり、基地局５０は、受信部と送信部から構成される。受信部は、同期検出・チャネル推定部５０２、コヒーレント検波部５０４、チャネル復号部５０６、各ユーザの上りリンクチャネル状態推定部５０８、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０、および無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部５１２を有し、送信部は、上りリソース割り当て情報信号生成部５１４、およびＯＦＤＭ信号生成部５１８を有する。
同期検出・チャネル推定部５０２は、アンテナ（図示せず）で受信した移動局からの信号（ＳＣ−ＦＤＭＡ信号）を電力増幅器等（図示せず）を介して入力し、入力した信号に含まれる上りパイロットチャネル（または同期チャネル）を用いて受信タイミングを特定し、上りパイロットチャネルの受信状態に基づいて上りリンクのチャネル状態を推定し、チャネル補償のための情報を生成する。同期検出・チャネル推定部５０２は、これらの情報をコヒーレント検波部５０４へ出力する。
コヒーレント検波部５０４は、アンテナ（図示せず）で受信した移動局からの信号を電力増幅器等（図示せず）を介して入力する。また、コヒーレント検波部５０４は、入力した信号に対して、同期検出・チャネル推定部５０４入力した情報に基づいて、復調し、復調した信号をチャネル復号部５０６へ出力する。
チャネル復号部５０６は、コヒーレント検波部５０４から入力した復調信号を適切にチャネル復号処理する。これにより、チャネル復号部３１６は、ＣＱＩまたはＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を再生し、いずれかを出力する。
各ユーザの上りリンクチャネル状態推定部５０８は、アンテナ（図示せず）で受信した移動局からのＳＣ−ＦＤＭＡ信号を、電力増幅器（図示せず）を介して入力し、当該信号中のパイロットチャネル（参照信号）に基づいて、上りリンクのチャネル状態を推定する。また、チャネル状態推定部５０８は、推定結果をスケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０に対して出力する。
スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、各ユーザのサービス品質（ＱｏＳ）、たとえば、要求データレート、バッファ状態、所要誤り率、遅延などと、上りリンクチャネル状態推定部５０８から入力したチャネル推定結果とに基づいて、下りリンクのスケジューリングを行う。また、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、チャネル推定結果に基づき、送信先となる移動局（詳細には割り当てユーザ番号）を決定し、その移動局が送信に利用する上りリンクのリソース割り当てを決定する。さらに、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、移動局３０から基地局５０に対してＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信するのに利用するフレームの番号（たとえば、図４（Ａ）（Ｂ）に示したサブフレーム＃）を管理する無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部５１２から、当該フレーム番号を入力する。
また、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、送信先である移動局がＣＱＩを送信するタイミング（サブフレーム）と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信するタイミング（サブフレーム）とを監視する。図４（Ａ）（Ｂ）を参照しながら説明したように、ＣＱＩは所定の周期で定期的に移動局から送信されるため、ＣＱＩが送信されてくるタイミングを把握することができ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されてくるはずのタイミングは、無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部５１２から入力したフレーム番号に基づいて把握することができる。このため、上記のタイミングの監視をすることができる。
さらに、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、送信先である移動局３０からＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同時に送信されてくるタイミング（フレーム）の回数を計数する。この回数が所定の回数を超え、その後に、同時送信が行われることとなるタイミングを検知すると、そのタイミングでＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が返信されるのを防止するため、下りデータ信号生成部（図示せず）に対して下りデータ送信停止信号を出力する。なお、この停止信号が奏する効果は後述する。
また、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、割り当てリソース番号等を上りリソース割り当て情報生成部５１４およびコヒーレント検波部５０４に対して出力する。さらに、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、割り当てユーザ番号を上りリソース割り当て情報生成部５１４およびチャネル復号部５０６に対して出力する。
上りリソース割り当て情報信号生成部５１４は、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０から入力した割り当てリソース番号等と割り当てユーザ番号とを関連付けて、上りリソース割り当て情報を生成し、生成した上りリソース割り当て情報をＯＦＤＭ信号生成部５１８に対して送信する。
スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０から下りデータ送信停止信号が入力されると、下りデータ信号生成部（図示せず）では、この信号により指定されたデータ送信を停止するよう動作し、そのデータの送信を繰り延べる。
ＯＦＤＭ信号生成部５１８は、上りリソース割り当て情報信号生成部５１４からの上りリソース割り当て情報とを入力するとともに、下りリンクのチャネル状態や各ユーザのＱｏＳを考慮して割り当てられた他の下りリンクチャネル（下りデータ信号、参照信号（共通パイロット）や制御情報（制御チャネル）など）を入力する。ＯＦＤＭ信号生成部５１８は、下りデータ信号、上りリソース割り当て情報、および他の下りリンクチャネルから、スケジューリング情報に基づいて、ＯＦＤＭ信号を生成する。ＯＦＤＭ信号の生成には、マッピング、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）、デジタル／アナログ（Ａ／Ｄ）変換、および直交変調などの信号処理が含まれる。ＯＦＤＭ信号生成部５１８により生成されたＯＦＤＭ信号は、電力増幅器等（図示せず）を介して、移動局に対して送信される。
次いで、本発明の第１の実施形態による基地局５０が奏する効果を説明する。
基地局５０は、移動局３０（図３）と通信を行う際、移動局３０がＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の同時送信を避けてＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を優先して送信するため、ＣＱＩを周期的に受信しない場合がある。しかし、基地局５０は、移動局との事前の取り決めと、無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部５１２により管理されるフレーム番号とに基づいて、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同時に送信されてくるはずのタイミング（フレーム）を把握することができるため、そのタイミングでＣＱＩを受信しなかったとしても、通信のトラブルと誤認することがない。また、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同時に送信されてくるはずのタイミング（フレーム）でＣＱＩを受信しない場合、過去のＣＱＩを利用してスケジューリング等を行うことができるため、移動局３０との適切な通信を維持することができる。
したがって、本実施形態の移動局５０は、本発明の第１の実施形態による移動局３０が有する効果である送信フォーマット数の増加防止とカバレッジ低下の防止といった効果を有している。
また、図４（Ｂ）を参照しながら説明したように、移動局３０のバッファ３１０がＣＱＩを一時保管し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信したサブフレーム（タイミング）の次（又はそれ以降のいずれか）のサブフレームで送信するようにすれば、基地局においてＣＱＩが早く更新されるため、移動局３０との間のスムースな通信の観点から、より好適である。
さらに、本実施形態による基地局５０は、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０を有し、これにより、移動局がＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報との送信タイミングが同一であることを理由にＣＱＩを送信せずにＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信した回数が計数される。この回数が所定の回数を超えた場合において、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同時に送信されるべき次のタイミングを把握したときは、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０は、下りデータ信号生成部（図示せず）に対して、下りリンクでのデータ送信を停止するための停止信号を出力する。下りデータ信号生成部は、この停止信号を入力すると、当該データ送信を停止する。これにより、移動局３０は、データを受信しないこととなり、そのため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は送信しない。その結果、移動局からＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同時に送信されるはずであったフレームからは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は送信されず、ＣＱＩが送信されることとなる。よって、基地局５０はそのフレームによりＣＱＩを受信することができる。これにより、以下の利点をもたらされる。
本実施形態の移動局３０は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の同時送信を回避し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を優先して送信するため、基地局は、長期間にわたってＣＱＩを受信しない事態ともなり得る。しかし、本実施形態による基地局５０によれば、同時送信の回避を理由に移動局３０からＣＱＩが送信されない回数が所定の回数を超えた場合に、基地局５０からのデータ送信を停止することによって、移動局３０からＣＱＩを受信するようにしているため、上記の事態を避けることができる。
したがって、本実施形態の基地局５０は、所定の期間にＣＱＩを更新することができ、適切なスケジューリングを行うことができるようになるという効果をも有している。
なお、基地局５０は、データ送信を停止することを移動局３０に対してシグナリングするようにすると好ましい。
また、基地局５０は、移動局３０からＣＱＩが送信されない回数を計数する代わりに、ある測定区間を設定し、移動局３０が最後にＣＱＩを送信してから、設定した測定区間内にＣＱＩが再び送信されたかどうかを判定し、その測定区間内にＣＱＩが送信されなかった場合に、基地局５０からのデータ送信を停止することによって、移動局３０からＣＱＩを受信するようにし、上記の事態を避けることもできる。
（第２の実施形態）
＜移動局＞
図７を参照しながら、本発明の第２の実施形態による移動局を説明する。図示のとおり、第２の実施形態による移動局７０は、受信部と送信部から構成される。受信部は、ＯＦＤＭ信号復調部７０２、上りリソース割り当て情報の復調・復号部７０４、下りリンクのチャネル品質推定部７０６、および下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部７０８を有し、送信部は、チャネル符号化部７１２、データ変調部７１４、およびＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部７１６を有する。
ＯＦＤＭ信号復調部７０２は、ＯＦＤＭ変調されて基地局（図示せず）から送信された信号をアンテナ、デュープレクサ、および電力増幅器等（いずれも図示せず）を介して入力し、入力した信号をＯＦＤＭ復調する。ＯＦＤＭ復調には、主として、直交検波、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換、および高速フーリエ変換等が含まれる。また、ＯＦＤＭ信号復調部７０２は、上りリソース割り当て情報の復調・復号部７０４、下りリンクのチャネル品質推定部７０６、および下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部７０８に対して、復調した信号を出力する。
上りリソース割り当て情報の復調・復号部７０４は、ＯＦＤＭ信号復調部７０２から復調信号を入力し、入力した復調信号から、移動局７０から基地局（図示せず）へ上りリンクを通して送信する際に利用する上りリソース割り当てに関する情報（上りリソース割り当て情報）を含む信号を抽出する。また、上りリソース割り当て情報の復調・復号部７０４は、抽出した情報を復調・復号することにより、上りリソース割り当て情報を取得する。本実施形態においては、後述するように基地局は移動局７０に対して、移動局７０がデータを送信する際に用いるリソース（Physical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨ）を用いてＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信することができるように、リソース割り当てを指定する。詳細には、割り当て周波数幅（帯域幅）やサブフレーム番号が上りリソース割り当て情報を利用して、基地局から移動局７０に対して通知される。ただし、基地局から移動局７０に対して別途のシグナリングが行われてもよい。
また、復調・復号部７０４は、復調信号から、基地局が指定した変調方式に関する情報を含む信号を抽出し、変調方式情報を取得する。さらに、復調・復号部７０４は、復調信号から、基地局が指定した変調率に関する情報を含む信号を抽出し、変調率情報を取得する。
復調・復号部７０４は、取得した上りリソース割り当て情報をＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部７１６に対して、変調方式情報をデータ変調部７１４に対して、チャネル符号化率をチャネル符号化部７１２に対して出力する。
下りリンクのチャネル推定部７０６は、ＯＦＤＭ信号復調部７０２から復調信号を入力し、入力した復調信号に含まれるパイロットチャネル（参照信号）を用いて、下りリンクのチャネル状態を測定する。また、下りリンクのチャネル推定部７０６は、その測定結果をＣＱＩとして、チャネル符号化部７１２に対して出力する。
下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部７０８は、ＯＦＤＭ信号復調部７０２から復調信号を入力し、入力した復調信号中のパケットに誤りがあるか否かを検出する。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部７０８は、誤りが検出されない場合に肯定的応答（ＡＣＫ）を、誤りが検出された場合に否定的応答（ＮＡＣＫ）を、チャネル符号化部に対して出力する。
チャネル符号化部７１２は、下りリンクのチャネル推定部７０６からのＣＱＩと、下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部７０８からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とを入力する。また、チャネル符号化部７１２は、入力したＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とに対して、復調・復号部７０４から入力した変調率情報に基づいて、チャネル符号化を行う。また、チャネル符号化部７１２は、チャネル符号化により得た信号をデータ変調部７１４に対して出力する。
データ変調部７１４は、復調・復号部７０４から入力した変調方式情報に基づいて、チャネル符号化部７１２から入力した信号に対して変調処理を行って、基地局へ送信すべき情報の系列をブロック毎に生成する。また、データ変調部７１４は、生成した系列をＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部７１６に対して出力する。
ＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部７１６は、データ変調部７１４から入力した系列に対して、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、復調・復号部７０４から入力した上りリソース割り当て情報に基づく周波数領域におけるサブキャリアマッピング、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）、およびサイクリックプレフィックス（ＣＰ）の付与などを行って、上りリンクで送信されるＳＣ−ＦＤＭＡ信号を生成する。生成されたＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、電力増幅器等（図示せず）を通して、基地局に対して送信される。
本発明の第２の実施形態による移動局７０によれば、基地局から通知される上りリソース割り当て情報に基づいて、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が多重化されて、基地局により指定されたＰＵＳＣＨに割り当てが行われるため、ＰＵＳＣＨにより、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同時に基地局に対して送信される。
＜基地局＞
図８を参照しながら、第２の実施形態による基地局を説明する。この基地局は、上述の移動局７０（図７）に対して通信サービスを提供するよう意図されている。図示のとおり、基地局８０は、受信部と送信部から構成される。受信部は、同期検出・チャネル推定部８０２、コヒーレント検波部８０４、チャネル復号部８０６、各ユーザの上りリンクチャネル状態推定部８０８、スケジューラ８１０、および無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部８１２を有し、送信部は、上りリソース割り当て情報信号生成部８１４およびＯＦＤＭ信号生成部８１８を有する。
なお、同期検出・チャネル推定部８０２は、第１の実施形態による基地局５０（図５）における同期検出・チャネル推定部５０２と同一の機能および構成を有し、コヒーレント検波部８０４は、第１の実施形態による基地局５０（図５）におけるコヒーレント検波部５０４と同一の機能および構成を有し、チャネル復調部８０６は、第１の実施形態による基地局５０（図５）におけるチャネル復調部５０６と同一の機能および構成を有するため、重複する説明を省略する。
各ユーザの上りリンクチャネル状態推定部８０８は、アンテナ（図示せず）で受信した移動局からのＳＣ−ＦＤＭＡ信号を、デュープレクサや電力増幅器（ともに図示せず）を介して入力し、当該信号中のパイロットチャネル（参照信号）に基づいて、上りリンクのチャネル状態を推定する。また、チャネル状態推定部８０８は、推定結果をスケジューラ８１０に対して出力する。
スケジューラ８１０は、各ユーザのサービス品質（ＱｏＳ）、たとえば、要求データレート、バッファ状態、所要誤り率、遅延などと、上りリンクチャネル状態推定部８０８から入力したチャネル推定結果とに基づいて、下りリンクのスケジューリングを行う。また、スケジューラ８１０は、チャネル推定結果に基づき、送信先となる移動局（詳細には割り当てユーザ番号）を決定し、その移動局が送信に利用する上りリンクのリソース割り当てを決定する。さらに、スケジューラ８１０は、移動局７０から基地局８０に対してＣＱＩおよびＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信するのに利用するフレームの番号（たとえば、第１の実施形態の図４（Ａ）（Ｂ）に示したサブフレーム＃）を管理する無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部８１２から、当該フレーム番号を入力する。
また、スケジューラ８１０は、送信先である移動局７０がＣＱＩを送信するタイミングとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信するタイミングとを監視する。第１の実施形態において図４（Ａ）（Ｂ）を参照しながら説明したように、ＣＱＩは所定の周期で定期的に移動局７０から送信されるため、ＣＱＩが送信されてくるタイミングを把握することができ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されてくるタイミングは、無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部５１２から入力したフレーム番号に基づいて把握することができる。このため、上記のタイミングの監視をすることができる。
スケジューラ８１０は、上記の監視の結果に基づき、移動局７０がＣＱＩのみを返信する場合は、そのＣＱＩをＰＵＣＣＨに割り当てるように、上りリソース割り当て情報を生成し、移動局７０がＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のみを返信する場合は、そのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をＰＵＣＣＨに割り当てるように、上りリソース割り当て情報を生成する。また、スケジューラ８１０は、上記の監視の結果に基づき、移動局７０がＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の両方を返信する場合には、本来的にはデータの送信に利用されるＰＵＳＣＨにＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を多重化して割り当てるように、上りリソース割り当て情報を生成する。ただし、別途のシグナリングが行われてもよい。
また、スケジューラ８１０は、割り当てリソース番号等（割り当て周波数幅（帯域幅）やサブフレーム番号等）を上りリソース割り当て情報生成部８１４およびコヒーレント検波部８０４に対して出力する。さらに、スケジューラ８１０は、割り当てユーザ番号を上りリソース割り当て情報生成部８１４およびチャネル復号部８０６に対して出力する。
上りリソース割り当て情報信号生成部８１４は、スケジューラ８１０から入力した割り当てリソース番号等と割り当てユーザ番号とを関連付けて、上りリソース割り当て情報を生成し、生成した上りリソース割り当て情報をＯＦＤＭ信号生成部８１８に対して送信する。
ＯＦＤＭ信号生成部８１８は、上りリソース割り当て情報信号生成部８１４からの上りリソース割り当て情報を入力するとともに、下りリンクのチャネル状態や各ユーザのＱｏＳを考慮して割り当てられた他の下りリンクチャネル（下り参照信号（共通パイロット）や制御情報（制御チャネル）など）を入力する。ＯＦＤＭ信号生成部８１８は、上りリソース割り当て情報、および他の下りリンクチャネルから、スケジューリング情報に基づいて、ＯＦＤＭ信号を生成する。ＯＦＤＭ信号の生成には、マッピング、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）、デジタル／アナログ（Ａ／Ｄ）変換、および直交変調などの信号処理が含まれる。ＯＦＤＭ信号生成部８１８により生成されたＯＦＤＭ信号は、電力増幅器、デュープレクサ、およびアンテナ（いずれも図示せず）などを介して、移動局に対して送信される。
上述のとおり、本実施形態による基地局８０によれば、スケジューラ８１０により、移動局７０（図７）から基地局８０へＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同時に返信されることが予め把握され、この場合に、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を上りリンクのＰＵＳＣＨに割り当てるよう移動局７０に指令する上りリソース割り当て情報が生成される。したがって、基地局７０は、この上りリソース割り当て情報を受信すると、これに従って、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を基地局８０へ返信する。すなわち、移動局７０がＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をＰＵＵＣＨに多重して基地局８０へ返信することはない。よって、移動局７０は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をＰＵＵＣＨに多重する送信フォーマットを必要とせず、ゆえに、送信フォーマット数の増加が防止される。
以上、幾つかの実施形態を参照しながら、本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、種々の変形および変更が可能である。
たとえば、第１の実施形態による移動局３０では、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同じタイミング（サブフレーム）で送信されるか否かについて、バッファ３１０により検出されるよう構成されているが、この検出は、他の要素により行われてよく、また、この検出のための要素を別途設けるようにしてもよい。また、バッファ３１０は、下りリンクのチャネル品質推定部３０６からＣＱＩを入力し、下りデータチャネルに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部３０８からＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を入力するよう構成され、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同じタイミング（サブフレーム）で送信される場合に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を優先して出力するよう構成されているが、この構成に限られない。たとえば、下りリンクのチャネル品質推定部３０６とバッファ３１０との間に、ＣＱＩがバッファ３１０に入力されるのを防止するＣＱＩ遮断部を設け、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とが同じタイミング（サブフレーム）で送信される場合に、ＣＱＩ遮断部の作用により、ＣＱＩがバッファ３１０に入力されるのを防止し、もって、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が優先的に出力されるような構成を採用しても構わない。
また、図４（Ｂ）を参照しながら、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が同一のフレームから返信されることとなる場合に、バッファ３１０がＣＱＩを一時保管し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信したサブフレームの次のサブフレームでそのＣＱＩを送信する場合を説明したが、これに限られない。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信したサブフレームの２つ以上後のサブフレームのいずれかでＣＱＩを送信してもよい。
また、説明の便宜上、本発明を幾つかの実施形態に分けて説明したが、各実施形態の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施形態が必要に応じて使用されてよい。第１の実施形態による基地局５０は、スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部５１０を有し、これにより、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の優先送信のためにＣＱＩが送信されなかった回数が所定の回数を超えたときに、移動局３０へのデータ送信を停止（繰り延べ）するように構成されていた。しかし、データ送信の停止（繰り延べ）に代わり、第２の実施形態による基地局８０が移動局７０に対して行うように、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報とを多重化してＰＵＳＣＨにより返信するよう移動局３０に対して指令してもよい。
シングルキャリア伝送方式における無線リソースの割り当てを説明する図 上りリンクの無線リソースの割り当てを説明する図 本発明の一実施形態による移動局装置のブロック図 ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の送信タイミングを説明する図 本発明の一実施形態による基地局装置のブロック図 ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の送信タイミングを説明する図 本発明の他の実施形態による移動局装置のブロック図 本発明の他の実施形態による基地局装置のブロック図
符号の説明
３０・・・移動局、３０２・・・ＯＦＤＭ信号復調部、３０４・・・復調・復号部、３０６・・・チャネル品質推定部、３０８・・・ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部、３１０・・・バッファ、３１２・・・チャネル符号化部、３１４・・・データ変調部、３１６・・・ＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部、
５０・・・基地局、５０２・・・同期検出・チャネル推定部、５０４・・・コヒーレント検波部、５０６・・・チャネル復号部、５０８・・・上りリンクチャネル状態推定部、５１０・・・スケジューラ・ＣＱＩ未送信区間判定部、５１２・・・無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部、５１４・・・上りリソース割り当て情報信号生成部、５１８・・・ＯＦＤＭ信号生成部、
７０・・・移動局、７０２・・・ＯＦＤＭ信号復調部、７０４・・・復調・復号部、７０６・・・下りリンクのチャネル品質推定部７０６、７０８・・・ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部、７１２・・・チャネル符号化部、７１４・・・データ変調部、７１６・・・ＳＣ−ＦＤＭＡ信号生成部、
８０・・・基地局、８０２・・・同期検出・チャネル推定部、８０４・・・コヒーレント検波部、８０６・・・チャネル復号部、８０８・・・各ユーザの上りリンクチャネル状態推定部、８１０・・・スケジューラ、８１２・・・無線フレーム番号・サブフレーム番号管理部、８１４・・・上りリソース割り当て情報信号生成部、８１８・・・ＯＦＤＭ信号生成部８１８。

Claims (9)

  1. 基地局からの信号に基づいて下りリンクのチャネル品質を推定し、推定結果をチャネル推定情報として出力するチャネル品質推定部と、
    基地局からの下りデータチャネルの受信の成否を判定し、判定結果を送達確認情報として出力する送達確認判定部と、
    前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とが、前記基地局に対して同時に返信されることとなる場合に、前記送達確認情報を優先して返信させる送達確認情報優先部と、
    を備える移動局装置。
  2. 前記送達確認情報優先部が、前記チャネル品質推定部および前記送達確認判定部に接続され、前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とを同時に入力した場合に、 入力した前記チャネル推定情報を廃棄する、請求項１に記載の移動局装置。
  3. 前記送達確認情報優先部が、前記チャネル品質推定部および前記送達確認判定部に接続され、前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とを同時に入力した場合に、入力した前記チャネル推定情報が入力した前記送達確認情報より所定の数のサブフレーム分遅れて送信されるように、前記送達確認情報と前記チャネル推定情報とを順次出力する、請求項１に記載の移動局装置。
  4. 移動局装置が、少なくとも下りリンクで送信されたデータチャネルに関する送達確認情報を上りリンクで送信するフレームを示すフレーム情報を管理するフレーム管理部と、
    前記フレーム情報を用いて、上りリンクの無線リソース割り当て情報を生成する割り当て情報信号生成部と、
    を備える基地局装置。
  5. 前記フレーム情報に基づいて、前記移動局装置から、前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とが、同時に送信されるタイミングを検出する判定部を更に備える、請求項４に記載の基地局装置。
  6. 前記判定部が、前記移動局装置から前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とが同時に送信されるタイミングの回数を計数し、その回数が所定の回数に達したときに、データ送信の停止または繰り延べを指示する信号を出力する、請求項５に記載の基地局装置。
  7. 前記判定部が、前記移動局装置から前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とが同時に送信されるタイミングを把握した場合に、前記移動局装置に対して、前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とを上りリンクのデータチャネルを用いて送信させるように上りリンクの無線リソース割り当て情報を送信する、請求項４に記載の基地局装置。
  8. 移動局装置から基地局装置へ送信する上りリンク送信方法であって、
    基地局からの信号に基づいて下りリンクのチャネル品質を推定し、推定結果をチャネル推定情報として出力するステップと、
    基地局からの下りデータチャネルの受信の成否を判定し、判定結果を送達確認情報として出力するステップと、
    前記チャネル推定情報と前記送達確認情報とが、前記基地局に対して同時に返信されることとなる場合に、前記送達確認情報を優先して返信するステップと、
    を有する上りリンク送信方法。
  9. 基地局装置から移動局装置へ送信する下りリンク送信方法であって、
    前記移動局装置が取得する下りリンクに関するチャネル推定情報と下りリンクで送信されたデータチャネルに関する送達確認情報とを上りリンクで送信するフレームを示すフレーム情報を生成するステップと、
    前記フレーム情報を用いて、上りリンクの無線リソース割り当て情報を生成するステップと、
    を有する下りリンク送信方法。
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