JP2014204277A - 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 - Google Patents

無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】将来の無線通信システムに適するリンクアダプテーションを可能とすること。【解決手段】本発明の無線基地局は、複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化する符号化部と、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調する変調部と、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータをサブバンド毎に多重して、サブバンド毎に前記複数のユーザ端末の各々に対して割り当てられる送信電力を用いて送信する送信部と、を具備する。【選択図】図６

Description

本発明は、将来の無線通信システムに適した無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法に関する。
従来、無線通信システムでは、様々な無線アクセス方式が用いられている。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）とも呼ばれるＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）では、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）が用いられる。また、ＬＴＥ（Long Term Evolution）では、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が用いられる（例えば、非特許文献１）。
また、無線通信システムにおけるリンクアダプテーションとして、変調方式と符号化率との少なくとも一つを適応的に調整する適応変調符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）や、送信電力を適応的に制御する送信電力制御などが知られている。
ＦＲＡ（Future Radio Access）などと呼ばれる将来の無線通信システムでは、下りリンクの無線アクセス方式として、受信側での干渉除去（Interference Cancellation）を前提する非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ：Non-Orthogonal Multiple Access）を用いることも検討されている。
非直交多重アクセスでは、例えば、図１に示すように、ＯＦＤＭＡによって割り当てられる同一の無線リソースに対して、チャネル状態（例えば、パスロス、ＳＩＮＲ(Signal to Interference plus Noise Ratio)、ＳＮＲ（signal-noise ratio）など）が異なる複数のユーザ端末に対する下り信号が重畳（superpose）され、異なる送信電力で送信される。受信側では、他のユーザ端末に対する下り信号をキャンセルすることで、所望のユーザ端末に対する下り信号が抽出される。
将来の無線通信システムにおいて、上述の非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を用いる場合、どのようにリンクアダプテーション（例えば、変調・符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme1）、送信電力などの適応制御）を行うかが問題となる。また、将来の無線通信システムにおいて、ＯＦＤＭＡなどの直交多重アクセス（ＯＭＡ）を用いる場合にもリンクアダプテーションの改善が望まれる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、将来の無線通信システムに適するリンクアダプテーションを可能とする無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の無線基地局は、複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを多重して送信する無線基地局であって、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化する符号化部と、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調する変調部と、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータをサブバンド毎に多重して、サブバンド毎に前記複数のユーザ端末の各々に対して割り当てられる送信電力を用いて送信する送信部と、を具備する。
本発明によれば、将来の無線通信システムに適するリンクアダプテーションを可能とする。
種々の無線通信システムで用いられる無線アクセス方式の説明図である。 非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）の説明図である。 直交多重アクセス（ＯＭＡ）及び非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）におけるチャネル容量の説明図である。 ＮＯＭＡの送信電力の適応制御の説明図である ＯＭＡにおける送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。 第１態様に係る送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。 第１態様に係るＭＡＣレイヤから物理レイヤへのマッピングの説明図である。 第１態様に係るＭＰＳテーブルの一例を示す図である。 第１態様に係るＭＰＳテーブルの他の例を示す図である。 第１態様に係るＭＰＳテーブルの更に他の例を示す図である。 第２態様に係る送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。 第２態様に係るＭＡＣレイヤから物理レイヤへのマッピングの説明図である。 第２態様に係るＭＣＰＳテーブルの一例を示す図である。 第３態様に係る送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。 第３態様に係るＭＡＣレイヤから物理レイヤへのマッピングの説明図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。 本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末の構成図である。
図２は、下りリンクにおける非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）の説明図である。図２では、無線基地局ＢＳによって形成されるセルの中央部（以下、セル中央部という）にユーザ端末ＵＥ１が位置し、当該セルの端部（以下、セル端部という）にユーザ端末ＵＥ２が位置する場合が示される。セル内のパスロスは、セル中央部からセル端部に向かうにつれて増加する。このため、図２に示すように、パスロスが大きいセル端部に位置するユーザ端末ＵＥ２の受信ＳＩＮＲは、パスロスが小さいセル中央部に位置するユーザ端末ＵＥ１の受信ＳＩＮＲよりも低くなる。
非直交多重アクセスでは、チャネル状態（例えば、パスロス、ＳＩＮＲ、ＳＮＲなど）の相違に応じて送信電力を異ならせることで、同一の無線リソースに対して複数のユーザ端末ＵＥを多重する。例えば、図２では、受信ＳＩＮＲが異なるユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に対する下り信号が同一の無線リソースに多重される。また、受信ＳＩＮＲが高いユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号が相対的に小さい送信電力で送信され、受信ＳＩＮＲが低いユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号が相対的に大きい送信電力で送信される。
また、非直交多重アクセスでは、ＳＩＣ（Successive Interference Cancellation）により受信信号から干渉信号を除去することで、自端末に対する下り信号が抽出される。具体的には、自端末より受信ＳＩＮＲが低い他のユーザ端末ＵＥに対する下り信号を除去することで、自端末に対する下り信号が抽出される。
例えば、図２において、ユーザ端末ＵＥ２の受信ＳＩＮＲはユーザ端末ＵＥ１よりも低いので、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号より大きい送信電力で送信される。このため、ユーザ端末ＵＥ１は、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号を干渉信号として受信してしまうが、当該干渉信号は、ＳＩＣにより適切に除去される。この結果、ユーザ端末ＵＥ１は、自端末に対する下り信号を抽出して適切に復号できる。
一方、ユーザ端末ＵＥ１の受信ＳＩＮＲはユーザ端末ＵＥ２よりも高いので、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号は、ユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号より小さい送信電力で送信される。このため、ユーザ端末ＵＥ２は、ユーザ端末ＵＥ１に対する下り信号による干渉を無視でき、ＳＩＣによる干渉除去を行う必要はない。
このように、下りリンクにおいて非直交多重アクセスを適用する場合、同一の無線リソースに対して、受信ＳＩＮＲが異なる複数のユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２を多重できるので、周波数利用効率を向上させることができる。
図３を参照し、直交多重アクセス及び非直交多重アクセスにおけるチャネル容量（通信容量、レートなどともいう）について説明する。なお、図３では、図２と同様に、セル中央部にユーザ端末ＵＥ１（ユーザ１）が位置し、セル端部にユーザ端末ＵＥ２（ユーザ２）が位置するものとする。また、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２におけるＳＮＲは、それぞれ、２０ｄＢ、０ｄＢであるものとする。
図３Ａに示すように、直交多重アクセスでは、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２（ユーザ１及び２）に対して、直交する（異なる）帯域Ｂ１、Ｂ２が等しく割り当てられる。また、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に対する下り信号が、一定の送信電力Ｓ１、Ｓ２で送信される。かかる場合、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２のチャネル容量Ｒ１、Ｒ２は、
Figure 2014204277
 に基づいて算出され、例えば、３．３２ｂｐｓ／Ｈｚ、０．５０ｂｐｓ／Ｈｚである。
また、図３Ｂに示すように、直交多重アクセスの特定の送信モード（例えば、リリース１０のＴＭ９など）では、送信電力制御を行うこともできる。具体的には、セル中央部のユーザ端末ＵＥ１に対して、より広い帯域幅が割り当てられ、セル端部のユーザ端末ＵＥ２に対する下り信号がより高い送信密度で送信される。
図３Ｂに示す場合、ユーザ端末ＵＥ及びＵＥ２のチャネル容量Ｒ１、Ｒ２は、（式１）に基づいて算出され、例えば、３．７６ｂｐｓ／Ｈｚ、０．４６ｂｐｓ／Ｈｚである。このように、直交多重アクセスにおいて送信電力制御が行われる場合、セル中央部のユーザ端末ＵＥ１のチャネル容量Ｒ１が向上するなどの効果がある。一方で、電力制御のダイナミックレンジに制限があるため、セル端部のユーザ端末ＵＥ２のチャネル容量Ｒ２が向上するとは限らない。
一方、図３Ｃに示すように、非直交多重アクセスでは、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２（ユーザ１及び２）に対して、直交しない（同じ）帯域Ｂ１、Ｂ２が割り当てられる。また、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に対する下り信号が、チャネル状態に基づいて制御される送信電力Ｓ１、Ｓ２で送信される。
図３Ｃに示す場合、セル中央部のユーザ端末ＵＥ１のチャネル容量Ｒ１は、例えば、ユーザ端末ＵＥ２の干渉除去（ＳＩＣ）前においては０．３１ｂｐｓ／Ｈｚであるが、干渉除去（ＳＩＣ）後においては４．３９ｂｐｓ／Ｈｚに改善する。また、セル端部のユーザ端末ＵＥ２のチャネル容量Ｒ２は、０．７４ｂｐｓ／Ｈｚである。非直交多重アクセスでは、図３Ａに示す直交多重アクセスと比較して、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２の双方のチャネル容量Ｒ１、Ｒ２の向上が見込まれる。
このような非直交多重アクセスの送信電力制御では、例えば、フラクショナル送信電力制御（ＦＴＰＣ：Fractional Transmission Power Control）を適用することが検討されている。ＦＴＰＣでは、例えば、（式２）に基づいて、同一の無線リソースに割り当てられる各ユーザ端末ＵＥ（図２のユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２）の送信電力が決定される。
Figure 2014204277
 ここで、Ｐｂは、ｂ（１≦ｂ≦ｎ）番目のサブバンドの総送信電力である。Ｐｋ，ｂは、ｋ（１≦ｋ≦Ｋ）番目のユーザ端末ＵＥ（ユーザ）のｂ番目のサブバンドの送信電力である。ｈｋ，ｂは、ｋ番目のユーザ端末ＵＥのｂ番目のサブバンドのチャネル係数である。Ｎｋ，ｂは、ｋ番目ユーザ端末ＵＥのｂ番目のサブバンドにおける他のセルからの干渉と、雑音との和である。また、α（０≦α≦１）は、システム効率と公平性を制御するパラメータである。α＝０である場合、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ間の送信電力は等しくなり、α→１である場合、チャネルゲインが低いユーザ端末ＵＥにより多くの送信電力が割り当てられる。
なお、（式２）において、
Figure 2014204277
 は、ｋ番目のユーザ端末ＵＥのｂ番目のサブバンドにおけるチャネルゲインを示す。
また、非直交多重アクセスの送信電力制御は、ワイドバンド又はサブバンドで行われることも検討されている。図４は、非直交多重アクセスの送信電力制御の概念図である。なお、図４では、一例として、同一の無線リソースに３つのユーザ端末ＵＥが割り当てられる場合（Ｋ＝３）を示す。
図４Ａに示すように、ワイドバンドで送信電力制御が行われる場合、総送信電力Ｐが、ユーザ端末ＵＥ１（ユーザ１）、ユーザ端末ＵＥ２（ユーザ２）及びユーザ端末ＵＥ３（ユーザ３）に分配される。なお、サブバンド数ｎが１である場合、ワイドバンドで送信電力制御が行われることを示してもよい。
一方、図４Ｂに示すように、サブバンド毎に送信電力制御が行われる場合、サブバンド毎の総送信電力Ｐｂが、ユーザ端末ＵＥ１（ユーザ１）、ユーザ端末ＵＥ２（ユーザ２）及びユーザ端末ＵＥ３（ユーザ３）に分配される。なお、サブバンド数ｎは、例えば、２、４、８であるが、これに限られない。
ところで、ＬＴＥやＬＴＥアドバンスド（ＬＴＥ−Ａ）の直交多重アクセスでは、図５に示すように、ワイドバンドで送信電力、変調・符号化方式（ＭＣＳ）が制御される。かかる送信電力は、参照信号とデータ信号との送信電力比をＲＲＣシグナリングで通知することにより、準静的（Semi-static）に制御される。また、変調・符号化方式は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）の下り制御情報（ＤＣＩ）に含められ、動的（Dynamic）に制御される。
一方、ＦＲＡなどの将来の無線通信システムにおいて、非直交多重アクセスを用いる場合、サブバンド毎に非直交多重される複数のユーザ端末ＵＥを決定することが検討されている。かかる場合、ワイドバンドで送信電力を制御するだけでは、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥ間の干渉を十分に制御できない恐れがある。
また、ＦＲＡなどの将来の無線通信システムにおいて、ＯＦＤＭＡなどの直交多重アクセスを用いる場合においても、サブバンド毎に直交多重される複数のユーザ端末ＵＥを決定することが想定される。かかる場合、ワイドバンドで送信電力を制御するだけでは、セル間の干渉を十分に制御できない恐れがある。
このように、サブバンド毎に多重（非直交多重又は直交多重）される複数のユーザ端末ＵＥの各々に対する下りデータを、ワイドバンドで制御される送信電力を用いて送信する場合、ユーザ端末ＵＥ間の干渉又はセル間の干渉を十分に制御できない恐れがある。
そこで、本発明者らは、サブバンド毎に多重（非直交多重又は直交多重）される複数のユーザ端末ＵＥの各々に対する下りデータを、サブバンド毎に複数のユーザ端末ＵＥの各々に対して割り当てられる送信電力を用いて送信可能とすることで、当該複数のユーザ端末ＵＥ間の干渉又はセル間の干渉を十分に制御可能とするという着想を得て、本発明に至った。
本発明に係る無線通信方法では、無線基地局ｅＮＢは、複数のユーザ端末ＵＥの各々に対する下りデータを符号化し、複数のユーザ端末ＵＥの各々に対する下りデータを変調する。また、無線基地局ｅＮＢは、複数のユーザ端末ＵＥの各々に対する下りデータをサブバンド毎に多重（非直交多重又は直交多重）して、サブバンド毎に複数のユーザ端末ＵＥの各々に対して割り当てられる送信電力を用いて送信する。
ここで、サブバンドとは、周波数方向に連続する所定数の無線リソース（例えば、リソースブロック（ＲＢ）など）で構成される周波数帯域である。また、後述するワイドバンドは、複数のサブバンドを含んで構成される周波数帯域である。ワイドバンドは、ユーザ端末ＵＥに割り当てられるシステム帯域と等しくてもよい。また、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ）（例えば、最大５ＣＣ）を統合するキャリアアグリゲーションが行われる場合、ワイドバンドは、１コンポーネントキャリアと等しくてもよい。
また、各サブバンドを構成する無線リソース数（例えば、ＲＢ数）（サブバンドサイズ）や、システム帯域（ワイドバンド）を構成するサブバンド数は、ユーザ端末ＵＥに割り当てられるシステム帯域のサイズに応じて変更できる。
なお、以下では、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を用いた無線通信システムにおける無線通信方法を説明するが、これに限られない。本発明に係る無線通信方法は、非直交多重アクセスを用いた無線通信システムだけでなく、ＯＦＤＭＡなどの直交多重アクセスを用いた無線通信システムにも適宜適用可能である。直交多重アクセスを用いたシステムにおいて本発明を適用することで、セル間の干渉を十分に制御できる。
（第１態様）
図６−１０を参照し、第１態様に係る無線通信方法を説明する。第１態様に係る無線通信方法では、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥに対する下りデータが、ワイドバンド単位で決定される符号化率で符号化される。ワイドバンド単位で符号化された下りデータは、サブバンド毎に決定される変調方式で変調される。サブバンド毎に変調された下りデータは、サブバンド毎にユーザ端末ＵＥに割り当てられる送信電力で、送信される。
図６は、第１態様における送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。なお、図６では、ワイドバンドがｎ（ｎ≧１）個のサブバンドを含んで構成される。また、図６では、ｎ個のサブバンドのそれぞれにおいて、ｍ（ｍ≧１）個のユーザ端末ＵＥが非直交多重されるものとする。
図６Ａは、ｎ個のサブバンドそれぞれに１ユーザ端末ＵＥだけが多重される場合（ｍ＝１）を示す。図６Ａに示すように、ユーザ端末ＵＥに対する下りデータは、ワイドバンド単位で決定される符号化率Ｃで符号化される。ワイドバンド単位で符号化された下りデータは、サブバンド毎に決定される変調方式Ｍｂ（１≦ｂ≦ｎ）で変調される。サブバンド毎に変調された下りデータは、サブバンド毎に割り当てられる送信電力Ｐｂ（１≦ｂ≦ｎ）で送信される。
図６Ｂは、ｎ個のサブバンドそれぞれに複数のユーザ端末ＵＥが多重される場合（例えば、ｍ＝２）を示す。図６Ｂに示すように、ｋ（図６Ｂでは、ｋ＝１又は２）番目のユーザ端末ＵＥに対する下りデータは、ワイドバンド単位で決定される符号化率Ｃｋで符号化される。符号化されたｋ番目のユーザ端末ＵＥの下りデータは、サブバンド毎に決定される変調方式Ｍｋ，ｂ（１≦ｂ≦ｎ）で変調される。変調されたｋ番目のユーザ端末ＵＥの下りデータは、サブバンド毎に割り当てられる送信電力Ｐｋ，ｂ（１≦ｂ≦ｎ）で送信される。
図７は、第１態様におけるＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤから物理レイヤへのマッピングの説明図である。なお、図７では、２ＣＣを統合するキャリアアグリゲーションが行われる場合を示すが、これに限られない。キャリアアグリゲーションが行われない場合や、３ＣＣ以上が統合される場合にも適宜適用可能である。また、図７では、ワイドバンドが１ＣＣで構成されるものとするが、ワイドバンドは複数のＣＣで構成されてもよい。
図７に示すように、ＭＡＣレイヤでは、下りデータの再送制御単位（ＨＡＲＱ：Hybrid-Automatic Repeat reQuest entity）となるトランスポートブロックがＣＣ毎に生成される。なお、１ＣＣあたり、２トランスポートブロックまでがサポートされ得る。生成されたトランスポートブロックは、ＭＡＣレイヤから物理レイヤに送られる。
物理レイヤにおいて、各ＣＣのトランスポートブロックは、１ＣＣ（ワイドバンド）単位で決定される符号化率で符号化される。符号化された各ＣＣの下りデータは、サブバンド毎に変調方式と送信電力とが決定される。また、サブバンド毎に決定された変調方式で変調された下りデータは、対応するサブバンドの無線リソース（例えば、リソースブロック）にマッピングされ、当該サブバンド用に決定された送信電力で送信される。
また、第１態様に係る無線通信方法において、ワイドバンド単位で決定される符号化率は、動的（dynamic）にユーザ端末ＵＥに通知されてもよいし、準静的（semi-static）にユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。動的に通知される場合、符号化率は、例えば、下り制御情報（ＤＣＩ）として下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced Physical Downlink Control Channel）により通知されてもよい。また、準静的に通知される場合、符号化率は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤやＭＡＣレイヤなどの上位レイヤシグナリングにより通知されてもよい。
また、第１態様に係る無線通信方法において、サブバンド毎に決定される送信電力及び変調方式は、動的にユーザ端末ＵＥに通知される。また、決定された送信電力及び変調方式は、個別に通知されてもよいし、ジョイント符号化して通知されてもよい。
ここで、送信電力及び変調方式のジョイント符号化は、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎に行われてもよいし、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥまとめて行われてもよい。また、送信電力及び変調方式のジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
図８−１０を参照し、送信電力及び変調方式のジョイント符号化に用いられるテーブル（以下、ＭＰＳ（Modulation, Power Set）テーブルという）について説明する。
図８は、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎にジョイント符号化を行う場合のＭＰＳテーブルの一例を示す図である。かかる場合、ＭＰＳテーブルでは、送信電力（Power Level）及び変調方式（Modulation）の組み合わせ（以下、ＭＰＳ（Modulation, Power Set）という）と、当該組み合わせを示すインデックス（以下、ＭＰＳインデックスという）と、が規定される。
例えば、図６Ａにおいて、サブバンド１の送信電力Ｐ１及び変調方式Ｍ１が、０．２Ｐ及び１６ＱＡＭである場合、図８に示すＭＰＳテーブルから当該送信電力Ｐ１及び変調方式Ｍ１の組み合わせに対応するＭＰＳインデックス「１」が選択される。同様に、サブバンド２−ｎのＭＰＳインデックスが選択される。
図８に示すＭＰＳテーブルからサブバンド毎に選択されたｎ個のＭＰＳインデックスは、それぞれ、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥに通知される。この図８に示すＭＰＳテーブルでは、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎かつサブバンド毎に、送信電力及び変調方式をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
なお、図８に示すＭＰＳテーブルでは、ＭＰＳインデックスが３ビットであり、８個のＭＰＳが規定されるが、これに限られない。ＭＰＳテーブルで規定されるＭＰＳ数は、当該ＭＰＳインデックスのビット数に応じて増減されてもよい。
また、図示しないが、図８に示すＭＰＳテーブルでは、全サブバンドの送信電力Ｐ１−Ｐｎ及び変調方式Ｍ１−Ｍｎの組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックスとが規定されてもよい。このＭＰＳテーブルから選択された１ＭＰＳインデックスは、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。このＭＰＳテーブルでは、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎に全サブバンドまとめて、送信電力及び変調方式をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
図９は、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥまとめてジョイント符号化を行う場合のＭＰＳテーブルの一例を示す図である。かかる場合、ＭＰＳテーブルでは、複数のユーザ端末ＵＥの送信電力（Power Level）及び変調方式（Modulation）の組み合わせ（以下、ＭＰＳという）と、当該組み合わせを示すインデックス（以下、ＭＰＳインデックスという）と、が規定される。
例えば、２ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２が非直交多重される場合、図９に示すように、ユーザ端末ＵＥ１の送信電力（Power level Pu1）、ユーザ端末ＵＥ１の変調方式（Modulation Mu1）、ユーザ端末ＵＥ２の送信電力（Power level Pu2）、ユーザ端末ＵＥ２の変調方式（Modulation Mu2）の組み合わせと、当該組み合わせを示すＭＣＳインデックス（index）とが規定される。
ここで、図６Ｂにおいて、サブバンド１のユーザ端末ＵＥ１（ユーザ１）の送信電力Ｐ１，１及び変調方式Ｍ１，１が、０．２Ｐ及び１６ＱＡＭであり、ユーザ端末ＵＥ２（ユーザ２）の送信電力Ｐ２，１及び変調方式Ｍ２，１が、それぞれ、０．８Ｐ及び１６ＱＡＭであるものとする。かかる場合、図９に示すＭＰＳテーブルから、ユーザ端末ＵＥ１の送信電力Ｐ１，１及び変調方式Ｍ１，１と、ユーザ端末ＵＥ２の送信電力Ｐ２，１及び変調方式Ｍ２，１と、の組み合わせに対応するＭＰＳインデックス「１」が選択される。同様に、サブバンド２−ｎのＭＰＳインデックスが選択される。
図９に示すＭＰＳテーブルからサブバンド毎に選択されたｎ個のＭＰＳインデックスは、それぞれ、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥに通知される。この図９に示すＭＰＳテーブルでは、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥをまとめてサブバンド毎に、送信電力及び変調方式をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
なお、図９に示すＭＰＳテーブルでは、ＭＰＳインデックスが４ビットであり、１２個のＭＰＳが規定されるが、これに限られない。ＭＰＳテーブルで規定されるＭＰＳ数は、当該ＭＰＳインデックスのビット数に応じて増減されてもよい。
また、図示しないが、図９に示すＭＰＳテーブルでは、複数のユーザ端末ＵＥの全サブバンドの送信電力Ｐ１，１−Ｐｍ，ｎ及び変調方式Ｍ１，１−Ｍｍ，ｎの組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックスとが規定されてもよい。このＭＰＳテーブルから選択された１ＭＰＳインデックスは、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。このＭＰＳテーブルでは、このＭＰＳテーブルでは、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥ及び全サブバンドまとめて、送信電力及び変調方式をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
図１０は、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥまとめてジョイント符号化を行う場合のＭＰＳテーブルの他の例を示す図である。図１０に示すように、２ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２が非直交多重される場合、一方のユーザ端末ＵＥ１の送信電力Ｐ１（Power level Pu1と、双方のユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２の変調方式Ｍ１及びＭ２（Modulation Mu1、Modulation Mu2）の組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックス（以下、ＭＰＳインデックスという）と、が規定されてもよい。
図１０に示すＭＰＳテーブルからサブバンド毎に選択されたｎ個のＭＰＳインデックスは、それぞれ、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に通知される。また、ｎ個のサブバンドそれぞれの総送信電力Ｐは、ＲＲＣレイヤやＭＡＣレイヤなどの上位レイヤシグナリングにより、ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に通知される。ユーザ端末ＵＥ１は、各サブバンドの総送信電力Ｐから、ＭＰＳインデックスが示すユーザ端末ＵＥ１の送信電力Ｐ１を減算することで、ユーザ端末ＵＥ２の送信電力Ｐ2を算出できる。
なお、総送信電力ＰはDynamic制御される場合も、ユーザ端末ＵＥ１は、下り制御チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ）などで通知される各サブバンドの総送信電力Ｐから、ＭＰＳインデックスが示すユーザ端末ＵＥ１の送信電力Ｐ１を減算することで、ユーザ端末ＵＥ２の送信電力Ｐ2を算出できる。ユーザ端末ＵＥ１がユーザ端末ＵＥ１とユーザ端末ＵＥ２に割り当てられた送信電力を知ることで逐次復号順位を決定してもよい。
図１０に示すＭＰＳテーブルでは、図９に示すＭＰＳテーブルと比べて、１ＭＰＳインデックスにジョイント符号化される情報量を削減できる。
なお、図１０に示すＭＰＳテーブルでは、ＭＰＳインデックスが４ビットであり、１２個のＭＰＳが規定されるが、これに限られない。ＭＰＳテーブルで規定されるＭＰＳ数は、当該ＭＰＳインデックスのビット数に応じて増減されてもよい。また、図示しないが、全サブバンドの組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックスとが規定されてもよい。
以上の第１態様に係る無線通信方法によれば、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥに対する下りデータの送信電力及び変調方式がサブバンド毎に決定される一方、当該下りデータの符号化率はワイドバンド単位で決定される。このため、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥ間の干渉を十分に制御して非直交多重によるゲインを得ながら、オーバヘッドの増大を防止できる。
（第２態様）
図１１−１３を参照し、第２態様に係る無線通信方法を説明する。第２態様に係る無線通信方法では、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥに対する下りデータが、サブバンド毎に決定される符号化率で符号化される。サブバンド毎に符号化された下りデータは、サブバンド毎に決定される変調方式で変調される。サブバンド毎に変調された下りデータは、サブバンド毎にユーザ端末ＵＥに割り当てられる送信電力で、送信される。
図１１は、第２態様における送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。なお、図１１では、ワイドバンドがｎ（ｎ≧１）個のサブバンドを含んで構成される。また、図１１では、ｎ個のサブバンドのそれぞれにおいて、ｍ（ｍ≧１）個のユーザ端末ＵＥが非直交多重されるものとする。
図１１Ａは、ｎ個のサブバンドそれぞれに１ユーザ端末ＵＥだけが多重される場合（ｍ＝１）を示す。図１１Ａに示すように、ユーザ端末ＵＥに対する下りデータは、サブバンド毎に決定される符号化率Ｃｂ（１≦ｂ≦ｎ）で符号化される。サブバンド単位で符号化された下りデータは、サブバンド毎に決定される決定される変調方式Ｍｂ（１≦ｂ≦ｎ）で変調される。サブバンド毎に変調された下りデータは、サブバンド毎に割り当てられる送信電力Ｐｂ（１≦ｂ≦ｎ）で送信される。
図１１Ｂは、ｎ個のサブバンドそれぞれに複数のユーザ端末ＵＥが多重される場合（ｍ＝２）を示す。図１１Ｂに示すように、ｋ（図１１Ｂでは、ｋ＝１又は２）番目のユーザ端末ＵＥに対する下りデータは、サブバンド毎に決定される符号化率Ｃｋ，ｂ（１≦ｂ≦ｎ）で符号化される。符号化されたｋ番目のユーザ端末ＵＥの下りデータは、サブバンド毎に決定される変調方式Ｍｋ，ｂ（１≦ｂ≦ｎ）で変調される。変調されたｋ番目のユーザ端末ＵＥの下りデータは、サブバンド毎に割り当てられる送信電力Ｐｋ，ｂ（１≦ｂ≦ｎ）で送信される。
図１２は、第２態様におけるＭＡＣレイヤから物理レイヤへのマッピングの説明図である。なお、図１２では、図７と同様の点は説明を省略し、図７との相違点を中心に説明する。図１２に示すように、ＭＡＣレイヤでは、下りデータの再送制御単位（ＨＡＲＱ entity）となるトランスポートブロックがＣＣ毎に生成される。
第２態様における物理レイヤにおいて、各ＣＣのトランスポートブロックは、サブバンド毎に符号化率、変調方式及び送信電力が決定される。各ＣＣのトランスポートブロックは、サブバンド毎に決定された符号化率で符号化される。符号化された下りデータは、対応するサブバンド用に決定された変調方式で変調される。変調された下りデータは、対応するサブバンドの無線リソース（例えば、リソースブロック）にマッピングされ、当該サブバンド用に決定された送信電力で送信される。
また、第２態様に係る無線通信方法において、サブバンド毎に決定される送信電力、変調方式及び符号化率は、動的にユーザ端末ＵＥに通知される。送信電力、変調方式及び符号化率は、個別に通知されてもよいし、ジョイント符号化して通知されてもよい。
ここで、送信電力、変調方式及び符号化率のジョイント符号化は、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎に行われてもよいし、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥまとめて行われてもよい。また、送信電力、変調方式及び符号化率のジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
図１３を参照し、送信電力、変調方式及び符号化率のジョイント符号化に用いられるテーブル（以下、ＭＣＰＳ（Modulation, Coding, Power Set）テーブルという）について説明する。
図１３は、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎にジョイント符号化を行う場合のＭＣＰＳテーブルの一例を示す図である。かかる場合、ＭＣＰＳテーブルでは、送信電力（Power Level）、変調方式（Modulation）及び符号化率（Coding rate）の組み合わせ（以下、ＭＣＰＳ（Modulation, Coding, Power Set）という）と、当該組み合わせを示すインデックス（以下、ＭＣＰＳインデックスという）と、が規定される。
例えば、図１１Ａにおいて、サブバンド１の送信電力Ｐ１、変調方式Ｍ１及び符号化率Ｃ１が、０．２Ｐ、ＱＰＳＫ及び３／４である場合、図１３に示すＭＣＰＳテーブルから当該送信電力Ｐ１、変調方式Ｍ１及び符号化率Ｃ１の組み合わせに対応するＭＣＰＳインデックス「１」が選択される。同様に、サブバンド２−ｎのＭＣＰＳインデックスが選択される。
図１３に示すＭＣＰＳテーブルからサブバンド毎に選択されたｎ個のＭＣＰＳインデックスは、それぞれ、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥに通知される。この図１３に示すＭＣＰＳテーブルでは、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎かつサブバンド毎に、送信電力、変調方式及び符号化率をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
なお、図１３に示すＭＣＰＳテーブルでは、ＭＣＰＳインデックスが４ビットであり、１５個のＭＣＰＳが規定されるが、これに限られない。ＭＣＰＳテーブルで規定されるＭＣＰＳ数は、当該ＭＣＰＳインデックスのビット数に応じて増減されてもよい。
また、図示しないが、図１３に示すＭＣＰＳテーブルでは、全サブバンドの送信電力Ｐ１−Ｐｎ、変調方式Ｍ１−Ｍｎ及び符号化率Ｃ１−Ｃｎの組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックスとが規定されてもよい。このＭＣＰＳテーブルから選択された１ＭＣＰＳインデックスは、下り制御チャネルによりユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。このＭＣＰＳテーブルでは、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎に全サブバンドまとめて、送信電力、変調方式及び符号化率をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
また、図示しないが、図１３に示すＭＣＰＳテーブルでは、図９と同様に、複数のユーザ端末ＵＥの送信電力（Power Level）、変調方式（Modulation）及び符号化率（Coding Rate）の組み合わせ（以下、ＭＣＰＳという）と、当該組み合わせを示すインデックス（以下、ＭＰＳインデックスという）と、が規定されてもよい。このＭＣＰＳテーブルでは、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥまとめてサブバンド毎に、送信電力、変調方式及び符号化率をジョイント符号化して、ユーザ端末ＵＥに通知できる。
また、図示しないが、図１３に示すＭＣＰＳテーブルでは、図１０と同様に、２ユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２が非直交多重される場合、一方のユーザ端末ＵＥ１の送信電力Ｐ１と、双方のユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２の変調方式Ｍ１及びＭ２と、双方のユーザ端末ＵＥ１及びＵＥの符号化率Ｃ１及びＣ２の組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックス（以下、ＭＣＰＳインデックスという）と、が規定されてもよい。かかる場合、各サブバンドの総送信電力がユーザ端末ＵＥ１及びＵＥ２に通知されれば、ユーザ端末ＵＥの送信電力のジョイント符号化を省略できる。
以上の第２態様に係る無線通信方法によれば、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥに対する下りデータの送信電力、変調方式及び符号化率がサブバンド毎に決定される。このため、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥ間の干渉を十分に制御して、非直交多重によるゲインを大きく得ることができる。
（第３態様）
図１４−１５を参照し、第３態様に係る無線通信方法を説明する。第３態様に係る無線通信方法では、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥに対する下りデータが、ワイドバンド単位で決定される符号化率で符号化される。ワイドバンド単位で符号化された下りデータは、ワイドバンド単位で決定される変調方式で変調される。ワイドバンド単位で変調された下りデータは、サブバンド毎にユーザ端末ＵＥに割り当てられる送信電力で、送信される。
図１４は、第３態様における送信電力、変調・符号化方式の適応制御の説明図である。なお、図１４では、ワイドバンドがｎ（ｎ≧１）個のサブバンドを含んで構成される。また、図１４では、ｎ個のサブバンドのそれぞれにおいて、ｍ（ｍ≧１）個のユーザ端末ＵＥが非直交多重されるものとする。
図１４Ａは、ｎ個のサブバンドそれぞれに１ユーザ端末ＵＥだけが多重される場合（ｍ＝１）を示す。図１４Ａに示すように、ユーザ端末ＵＥに対する下りデータは、ワイドバンド単位で決定される符号化率Ｃで符号化される。ワイドバンド単位で符号化された下りデータは、ワイドバンド単位で決定される決定される変調方式Ｍで変調される。ワイドバンド単位で変調された下りデータは、サブバンド毎に割り当てられる送信電力Ｐｂ（１≦ｂ≦ｎ）で送信される。
図１４Ｂは、ｎ個のサブバンドそれぞれに複数のユーザ端末ＵＥが多重される場合（ｍ＝２）を示す。図１４Ｂに示すように、ｋ（図１４Ｂでは、ｋ＝１又は２）番目のユーザ端末ＵＥに対する下りデータは、ワイドバンド単位で決定される符号化率Ｃｋで符号化される。符号化されたｋ番目のユーザ端末ＵＥの下りデータは、ワイドバンド単位で決定される変調方式Ｍｋで変調される。変調されたｋ番目のユーザ端末ＵＥの下りデータは、サブバンド毎に割り当てられる送信電力Ｐｋ，ｂ（１≦ｂ≦ｎ）で送信される。
図１５は、第３態様におけるＭＡＣレイヤから物理レイヤへのマッピングの説明図である。なお、図１５では、図７と同様の点は説明を省略し、図７との相違点を中心に説明する。図１５に示すように、ＭＡＣレイヤでは、下りデータの再送制御単位（ＨＡＲＱ entity）となるトランスポートブロックがＣＣ毎に生成される。
第３態様における物理レイヤにおいて、各ＣＣのトランスポートブロックは、１ＣＣ（ワイドバンド）単位で決定される符号化率で符号化される。符号化された下りデータは、１ＣＣ（ワイドバンド）単位で決定される変調方式で変調される。変調された下りデータは、サブバンド毎の無線リソース（例えば、リソースブロック）にマッピングされ、サブバンド毎に決定された送信電力で送信される。
また、第３態様に係る無線通信方法において、ワイドバンド単位で決定される変調方式及び符号化率は、動的（dynamic）にユーザ端末ＵＥに通知されてもよいし、準静的（semi-static）にユーザ端末ＵＥに通知されてもよい。動的に通知される場合、変調方式及び符号化率は、例えば、下り制御情報（ＤＣＩ）として下り制御チャネルにより通知されてもよい。また、準静的に通知される場合、変調方式及び符号化率は、ＲＲＣレイヤやＭＡＣレイヤなどの上位レイヤシグナリングにより通知されてもよい。
また、第３態様に係る無線通信方法において、サブバンド毎に決定される送信電力は、動的にユーザ端末ＵＥに通知される。各サブバンドの送信電力は、サブバンド毎に個別に通知されてもよいし、全サブバンドまとめてジョイント符号化して通知されてもよい。
また、全サブバンドの送信電力のジョイント符号化は、非直交多重されるユーザ端末ＵＥ毎に行われてもよいし、非直交多重される全ユーザ端末ＵＥまとめて行われてもよい。
以上の第３態様に係る無線通信方法によれば、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥに対する下りデータの送信電力がサブバンド毎に決定される。このため、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末ＵＥ間の干渉を制御できる。
（無線通信システムの構成）
以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述の第１−第３態様に係る無線通信方法が適用される。図１６及び１７を参照し、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明する。
図１６に示すように、無線通信システム１は、無線基地局１０（１０Ａ，１０Ｂ）、及び複数のユーザ端末２０（２０Ａ，２０Ｂ）を含んでいる。無線基地局１０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。各ユーザ端末２０は、セルＣ１，Ｃ２において無線基地局１０と通信を行うことができる。
無線通信システム１において、無線基地局１０は、（マクロ）セルを形成するｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）であってもよいし、（スモール）セルを形成するＲＲＨ（Remote Radio Head）、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、フェムト基地局、ピコ基地局などのいずれであってもよい。また、ユーザ端末２０は、移動端末でも良いし固定端末でもよい。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これらに限定されない。
無線通信システム１では、無線アクセス方式として、下りリンクに非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）が適用される。非直交多重アクセスでは、チャネル状態（ＳＩＮＲ、ＳＮＲ、パスロスなど）が異なる複数のユーザ端末ＵＥが同一の無線リソースに多重され、当該複数のユーザ端末ＵＥに対する下りデータが異なる送信電力で送信される。なお、当該複数のユーザ端末ＵＥは、サブバンド毎に非直交多重されるものとするが、これに限られない。また、無線通信システム１においては、下りリンクにＯＦＤＭＡなどの直交多重アクセスが適用されてもよい。
また、無線通信システム１では、下りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）と、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、拡張下り制御チャネル（ＥＰＤＣＣＨ）、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、報知チャネル（ＰＢＣＨ）などが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、下りデータ（ユーザデータや上位レイヤ制御情報を含む）が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ）が伝送される。
また、無線通信システム１では、上りリンクの通信チャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）と、物理上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ）、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）などが用いられる。ＰＵＳＣＨにより、上りデータ（ユーザデータや上位レイヤ制御情報を含む）が伝送される。また、ＰＵＣＣＨ又はＰＵＳＣＨにより、下りリンクのチャネル状態情報（後述）や、送達確認情報（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）等が伝送される。
また、無線通信システム１では、下りリンクの参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-Specific Reference Signal）、ＰＤＳＣＨに関連づけられる端末固有参照信号（ＵＥ−Specific Reference Signal、ＤＭ−ＲＳともいう）や、ＥＰＤＣＣＨに関連づけられる復調用参照信号（ＤＭ−ＲＳ）、チャネル状態測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）などが用いられる。
次に、図１７を参照し、無線基地局１０及びユーザ端末２０の詳細構成を説明する。なお、図１７では、構成の一部のみを示しているが、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、必要な構成を不足なく備えているものとする。
図１７に示すように、無線基地局１０は、受信部１０１、スケジューリング部１０２、下りデータ生成部１０３、下り制御情報（ＤＣＩ）生成部１０４、記憶部１０５、送信部１０６を具備する。
受信部１０１は、上りデータ及び上り制御情報を受信する。具体的には、受信部１０４は、ユーザ端末ＵＥからフィードバックされるチャネル状態情報（ＣＳＩ）を受信する。ここで、チャネル状態情報とは、下りリンクのチャネル状態を示す情報であり、例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）や、ＳＩＮＲ、ＳＮＲ、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＳＩ（Reference Signal Strength Indicator）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）などである。
また、チャネル状態情報は、サブバンド単位のチャネル状態を示す情報であってもよいし、複数のサブバンドを含むワイドバンド単位のチャネル状態を示す情報であってもよいし、双方のチャネル状態を示す情報であってもよい。サブバンド毎のチャネル状態情報は、例えば、サブバンドＣＱＩ、サブバンド毎のＳＩＮＲ、ＳＮＲ、ＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＱなどである。また、ワイドバンドのチャネル状態情報は、ワイドバンドＣＱＩや、ワイドバンドのＳＩＮＲ、ＳＮＲ、ＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＱなどである。
スケジューリング部１０２は、ユーザ端末２０からのチャネル状態情報に基づいて、スケジューリングを行う。具体的には、スケジューリング部１０２は、ユーザ端末２０からのチャネル状態情報に基づいて、サブバンド毎に非直交多重される複数のユーザ端末２０を決定する。また、スケジューリング部１０２は、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末２０の各々に対して送信電力を割り当てる。
また、スケジューリング部１０２は、ユーザ端末２０からのチャネル状態情報に基づいて、下りデータの符号化率を決定する。具体的には、スケジューリング部１０２は、ワイドバンド単位で、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下データの符号化率を決定してもよい（第１態様、第３態様）。或いは、スケジューリング部１０２は、サブバンド毎に、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下データの符号化率を決定してもよい（第２態様）。
また、スケジューリング部１０２は、ユーザ端末２０からのチャネル状態情報に基づいて、下りデータの変調方式を決定する。具体的には、スケジューリング部１０２は、ワイドバンド単位で、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下データの変調方式を決定してもよい（第３態様）。或いは、スケジューリング部１０２は、サブバンド毎に、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下データの変調方式を決定してもよい（第１態様、第２態様）。
下りデータ生成部１０３は、ユーザ端末２０に対する下りデータを生成する。具体的には、下りデータ生成部１０３は、スケジューリング１０２によって決定された符号化率で、ユーザ端末２０に対する下りデータを符号化する。例えば、下りデータ生成部１０３は、ワイドバンド単位で決定された符号化率で、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下りデータを符号化してもよい（第１態様、第３態様）。また、下りデータ生成部１０３は、サブバンド毎に決定された符号化率で、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下りデータを符号化してもよい（第２態様）。
また、下りデータ生成部１０３は、スケジューリング１０２によって決定された変調方式で、ユーザ端末２０に対する下りデータを変調する。例えば、下りデータ生成部１０３は、ワイドバンド単位で決定された変調方式で、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下りデータを変調してもよい（第３態様）。或いは、下りデータ生成部１０３は、サブバンド毎に決定された変調方式で、非直交多重されるユーザ端末２０に対する下りデータを変調してもよい（第１態様、第２態様）。
また、下りデータ生成部１０３は、変調されたユーザ端末２０に対する下りデータを無線リソース（例えば、リソースブロック）に対してマッピングする。なお、下りデータ生成部１０３によって生成される下りデータは、ＲＲＣレイヤやＭＡＣレイヤなどの上位レイヤ制御情報を含んでもよい。当該上位レイヤ制御情報は、ワイドバンド単位の符号化率や、サブバンド毎の総送信電力など、準静的（semi-static）に制御される情報を含んでもよい。
ＤＣＩ生成部１０４は、制御信号を生成する。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、スケジューリング部１０２によって決定された送信電力と変調方式と符号化率の少なくとも一つを示す下り制御情報（ＤＣＩ）を生成する。
また、ＤＣＩ生成部１０４は、非直交多重されるユーザ端末２０毎に、サブバンド毎に決定される送信電力及び変調方式をジョイント符号化してもよい。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、記憶部１０５に記憶されるＭＰＳテーブルから（図８参照）、ユーザ端末２０の送信電力及び変調方式を示すインデックス（ＭＰＳインデックス）を取得して、当該インデックスを含むＤＣＩを生成してもよい。なお、このジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
例えば、ｍ個のユーザ端末２０が非直交多重され、ｎ個のサブバンドが設けられる場合、ＤＣＩ生成部１０４は、ｋ（１≦ｋ≦ｍ）番目のユーザ端末２０のｂ（１≦ｂ≦ｎ）番目のサブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ及び変調方式Ｍｋ，ｂをジョイント符号化してもよい（図８参照）。或いは、ＤＣＩ生成部１０４は、ｋ番目のユーザ端末２０の全サブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｂ）及び変調方式Ｍｋ，ｂ（∀ｂ）をジョイント符号化してもよい。
また、ＤＣＩ生成部１０４は、非直交多重される全ユーザ端末２０まとめて、サブバンド毎に決定される送信電力及び変調方式をジョイント符号化してもよい。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、記憶部１０５に記憶されるＭＰＳテーブルから（図９、１０参照）、全ユーザ端末２０の送信電力及び変調方式を示すインデックス（ＭＰＳインデックス）を取得して、当該インデックスを含むＤＣＩを生成してもよい。なお、このジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
例えば、ｍ個のユーザ端末２０が非直交多重され、ｎ個のサブバンドが設けられる場合、ＤＣＩ生成部１０４は、全ユーザ端末２０のｂ（１≦ｂ≦ｎ）番目のサブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｋ）及び変調方式Ｍｋ，ｂ（∀ｋ）をジョイント符号化してもよい（図９、１０参照）。また、ＤＣＩ生成部１０４は、全ユーザ端末２０の全サブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｋ，ｂ）及び変調方式Ｍｋ，ｂ（∀ｋ，ｂ）をジョイント符号化してもよい。
また、ＤＣＩ生成部１０４は、非直交多重されるユーザ端末２０毎に、サブバンド毎に決定される送信電力、変調方式及び符号化率をジョイント符号化してもよい。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、記憶部１０５に記憶されるＭＣＰＳテーブルから（図１３参照）、ユーザ端末２０の送信電力、変調方式及び符号化率を示すインデックス（ＭＣＰＳインデックス）を取得して、当該インデックスを含むＤＣＩを生成してもよい。このジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
例えば、ｍ個のユーザ端末２０が非直交多重され、ｎ個のサブバンドが設けられる場合、ＤＣＩ生成部１０４は、ｋ（１≦ｋ≦ｍ）番目のユーザ端末２０のｂ（１≦ｂ≦ｎ）番目のサブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ、変調方式Ｍｋ，ｂ及び符号化率Ｃｋ，ｂをジョイント符号化してもよい（図１３参照）。或いは、ＤＣＩ生成部１０４は、ｋ番目のユーザ端末２０の全サブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｂ）、変調方式Ｍｋ，ｂ（∀ｂ）及び符号化率Ｃｋ，ｂ（∀ｂ）をジョイント符号化してもよい。
また、ＤＣＩ生成部１０４は、非直交多重される全ユーザ端末２０まとめて、サブバンド毎に決定される送信電力、変調方式及び符号化率をジョイント符号化してもよい。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、記憶部１０５に記憶されるＭＣＰＳテーブルから、全ユーザ端末２０の送信電力、変調方式及び符号化率を示すインデックス（ＭＣＰＳインデックス）を取得して、当該インデックスを含むＤＣＩを生成してもよい。このジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
例えば、ｍ個のユーザ端末２０が非直交多重され、ｎ個のサブバンドが設けられる場合、ＤＣＩ生成部１０４は、全ユーザ端末２０のｂ（１≦ｂ≦ｎ）番目のサブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｋ）、変調方式Ｍｋ，ｂ（∀ｋ）及び符号化率Ｃｋ，ｂ（∀ｋ）をジョイント符号化してもよい。また、ＤＣＩ生成部１０４は、全ユーザ端末２０の全サブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｋ，ｂ）、変調方式Ｍｋ，ｂ（∀ｋ，ｂ）及び符号化率Ｃｋ，ｂ（∀ｋ，ｂ）をジョイント符号化してもよい。
また、ＤＣＩ生成部１０４は、非直交多重されるユーザ端末２０毎に、サブバンド毎に決定される送信電力を全サブバンドまとめてジョイント符号化してもよい。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、記憶部１０５に記憶されるＰＳテーブルから、ユーザ端末２０の送信電力を示すインデックス（ＰＳインデックス）を取得して、当該インデックスを含むＤＣＩを生成してもよい。
例えば、ｍ個のユーザ端末２０が非直交多重され、ｎ個のサブバンドが設けられる場合、ＤＣＩ生成部１０４は、ｋ（１≦ｋ≦ｍ）番目のユーザ端末２０の全サブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｂ）をジョイント符号化してもよい。
また、ＤＣＩ生成部１０４は、非直交多重される全ユーザ端末２０まとめて、サブバンド毎に決定される送信電力をジョイント符号化してもよい。具体的には、ＤＣＩ生成部１０４は、記憶部１０５に記憶されるＰＳテーブルから、全ユーザ端末２０の送信電力を示すインデックス（ＰＳインデックス）を取得して、当該インデックスを含むＤＣＩを生成してもよい。このジョイント符号化は、サブバンド毎に行われてもよいし、全サブバンドまとめて行われてもよい。
例えば、ｍ個のユーザ端末２０が非直交多重され、ｎ個のサブバンドが設けられる場合、ＤＣＩ生成部１０４は、全ユーザ端末２０のｂ（１≦ｂ≦ｎ）番目のサブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｋ）をジョイント符号化してもよい。また、ＤＣＩ生成部１０４は、全ユーザ端末２０の全サブバンドの送信電力Ｐｋ，ｂ（∀ｋ，ｂ）をジョイント符号化してもよい。
記憶部１０５は、各種情報やテーブルを記憶する。具体的には、記憶部１０５は、図８に示すように、送信電力（送信電力レベル）及び変調方式の組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックス（ＭＰＳインデックス）を規定するテーブル（ＭＰＳテーブル）を記憶してもよい。また、記憶部１０５は、図９に示すように、複数のユーザ端末２０の送信電力（送信電力レベル）及び変調方式の組み合わせと、当該組み合わせを示すＭＰＳインデックスとを規定するＭＰＳテーブルを記憶してもよい。また、記憶部１０５は、図１０に示すように、一方のユーザ端末２０の送信電力（送信電力レベル）及び双方のユーザ端末２０の変調方式の組み合わせと、当該組み合わせを示すＭＰＳインデックスを規定するＭＰＳテーブルを記憶してもよい。なお、ＭＰＳテーブルで記憶される送信電力及び変調方式は、全サブバンドの送信電力及び変調方式を含んでもよい。
また、記憶部１０５は、図１３に示すように、送信電力（送信電力レベル）、変調方式及び符号化率の組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックス（ＭＣＰＳインデックス）とを規定するテーブル（ＭＣＰＳテーブル）を記憶してもよい。また、記憶部１０５は、複数のユーザ端末２０の送信電力（送信電力レベル）、変調方式及び符号化率の組み合わせと、当該組み合わせを示すＭＣＰＳインデックスとを規定するＭＣＰＳテーブルを記憶してもよい。なお、ＭＣＰＳテーブルで記憶される送信電力、変調方式及び符号化率は、全サブバンドの送信電力、変調方式及び符号化率を含んでもよい。
また、記憶部１０５は、複数のユーザ端末２０の送信電力（送信電力レベル）の組み合わせと、当該組み合わせを示すインデックス（ＰＳ（Power Set）インデックス）を規定するテーブル（ＰＳテーブル）を記憶してもよい。なお、ＭＰＳテーブルで記憶される送信電力は、全サブバンドの送信電力を含んでもよい。
送信部１０６は、下りデータ生成部１０３で生成された下りデータ及びＤＣＩ生成部１０４で生成されたＤＣＩを送信する。具体的には、送信部１０６は、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を用いて下りデータを送信し、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を用いてＤＣＩを送信してもよい。また、送信部１０６は、参照信号（例えば、ＣＲＳや、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳなど）を送信してもよい。
図１７に示すように、ユーザ端末２０は、受信部２０１、チャネル状態情報（ＣＳＩ）推定部２０２、復調部２０３、記憶部２０４、送信部２０５を具備する。
受信部２０１は、無線基地局１０からの受信信号を受信し、制御信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）とデータ信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）とに分離する。具体的には、受信部２０１は、ＰＤＣＣＨのサーチスペースをブラインド復号して、下り制御情報（ＤＣＩ）を取得する。また、受信部２０１は、参照信号（例えば、ＣＲＳや、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳなど）を受信してもよい。
ＣＳＩ推定部２０２は、チャネル状態を推定する。具体的には、ＣＳＩ推定部２０２は、サブバンド毎にチャネル状態を推定し、推定されたチャネル状態を示すチャネル状態情報を送信部２０４に出力する。また、ＣＳＩ推定部２０２は、複数のサブバンドを含むワイドバンドのチャネル状態を推定し、推定されたチャネル状態を示すチャネル状態情報を送信部２０４に出力する。
復調部２０３は、受信部２０１で受信されたデータ信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）の復調、復号、干渉除去（例えば、ＳＩＣ）などを行う。具体的には、復調部２０３は、送信電力と変調方式と符号化率の少なくとも一つを示すＤＣＩに基づいて、下りデータを復調及び復号する。
例えば、復調部２０３は、記憶部２０４に記憶されるＭＰＳテーブルから（図８参照）、ＤＣＩに含まれるＭＰＳインデックスに対応する送信電力及び変調方式を取得する。復調部２０３は、取得された送信電力に基づいて干渉除去を行う。また、復調部２０３は、取得された変調方式に基づいて下りデータを復調する。かかる場合、復調部２０３は、ＤＣＩ又は上位レイヤ制御情報に含まれる符号化率に基づいて、下りデータを復調する。
また、復調部２０３は、記憶部２０４に記憶されるＭＰＳテーブルから（図９、１０参照）、ＤＣＩに含まれるＭＰＳインデックスに対応する複数の送信電力及び変調方式の中から、自端末の送信電力及び変調方式を取得する。復調部２０３、自端末の送信電力に基づいて干渉除去を行うとともに、自端末の変調方式に基づいて下りデータを復調してもよい。
なお、復調部２０３は、例えば、図９、１０において、ＭＰＳインデックス１（index 1）が常に自端末の送信電力及び変調方式の情報をさしており、ＭＰＳインデックス２（index 2）が常に干渉端末の送信電力及び変調方式を指しているよう各ユーザ端末２０のＤＣＩに含まれるＭＰＳ情報を送付する。または、各ユーザ端末２０に通知する追加のビット列を用いて（２ユーザの場合は１ビット）、自端末に通知されるＭＰＳ情報がindex 1か、又はindex 2に該当するのかを自端末に対して通知する。それによって、ＭＰＳテーブルに通知される情報が自端末か干渉端末の情報なのかを端末が識別できるようにする。
また、復調部２０３は、記憶部２０４に記憶されるＭＣＰＳテーブルから（図１３参照）、ＤＣＩに含まれるＭＣＰＳインデックスに対応する送信電力、変調方式及び符号化率を取得する。復調部２０３は、取得された送信電力に基づいて干渉除去を行う。また、復調部２０３は、取得された変調方式に基づいて下りデータを復調し、取得された符号化率に基づいて下りデータを復号する。
また、復調部２０３は、記憶部２０４に記憶されるＭＣＰＳテーブルから、ＤＣＩに含まれるＭＣＰＳインデックスに対応する複数の送信電力、変調方式及び符号化率の中から、自端末の送信電力、変調方式及び符号化率を取得する。復調部２０３は、自端末の送信電力に基づいて干渉除去を行う。また、復調部２０３は、自端末の変調方式に基づいて下りデータを復調してもよい。なお、ＤＣＩに含まれるＭＣＰＳ情報は、ＭＣＰＳインデックス１（index 1）が常に自端末の送信電力、変調方式及び符号化率を示すように設定されてもよい。或いは、ＭＣＰＳ情報に含まれる送信電力、変調方式及び符号化率が自端末か干渉端末の情報なのかを識別可能なビット列がＤＣＩに追加されてもよい。
また、復調部２０３は、記憶部２０４に記憶されるＰＳテーブルから、ＤＣＩに含まれるＰＳインデックスに対応する送信電力を取得する。復調部２０３は、取得された送信電力に基づいて干渉除去を行う。かかる場合、復調部２０３は、ＤＣＩ又は上位レイヤ制御情報に含まれる符号化率及び変調方式に基づいて、下りデータを復調する。
また、復調部２０３は、記憶部２０４に記憶されるＰＳテーブルから、ＤＣＩに含まれるＰＳインデックスに対応する複数の送信電力の中から、自端末の送信電力を取得する。復調部２０３、自端末の送信電力に基づいて干渉除去を行う。なお、ＤＣＩに含まれるＭＣＰＳ情報は、ＭＣＰＳインデックス１（index 1）が常に自端末の送信電力を示すように設定されてもよい。或いは、ＭＣＰＳ情報に含まれる送信電力が自端末か干渉端末の情報なのかを識別可能なビット列がＤＣＩに追加されてもよい。
記憶部２０４は、各種情報やテーブルを記憶する。具体的には、記憶部２０４は、記憶部１０５と同様に、ＭＰＳテーブル、ＭＣＰＳテーブル、ＰＳテーブルなどを記憶する。
送信部２０５は、ＣＳＩ推定部２０２で推定されたチャネル状態情報を無線基地局１０に送信する。具体的には、送信部２０５は、上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）又は上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を用いて、チャネル状態情報を送信する。
以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、サブバンド毎に非直交多重されるユーザ端末２０に対する下りデータの送信電力が、サブバンド毎に決定されるので、非直交多重されるユーザ端末２０間の干渉を十分に制御できる。
なお、上述の本実施の形態では、非直交多重アクセス（ＮＯＭＡ）を用いた無線通信システムを説明したが、これに限られない。本実施の形態に係る無線通信システムは、ＯＦＤＭＡなどの直交多重アクセスを用いた無線通信システムにも適宜適用可能である。本実施の形態に係る直交多重アクセスを用いる場合には、セル間の干渉を十分に制御できる。
本発明は、その趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施できる。つまり、本明細書の記載は、例示を目的とするものに過ぎず、本発明に対して制限を加えるものではない。
１…無線通信システム
１０…無線基地局
２０…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…受信部
１０２…スケジューリング部
１０３…下りデータ生成部
１０４…ＤＣＩ生成部
１０５…記憶部
１０６…送信部
２０１…受信部
２０２…ＣＳＩ推定部
２０３…復調部
２０４…記憶部
２０５…送信部

Claims (10)

  1. 複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを多重して送信する無線基地局であって、
    前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化する符号化部と、
    前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調する変調部と、
    前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータをサブバンド毎に多重して、サブバンド毎に前記複数のユーザ端末の各々に対して割り当てられる送信電力を用いて送信する送信部と、
    を具備することを特徴とする無線基地局。
  2. 前記符号化部は、複数のサブバンドを含むワイドバンド単位で決定される符号化率を用いて、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化し、
    前記変調部は、サブバンド毎に決定される変調方式を用いて、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  3. 前記符号化部は、サブバンド毎に決定される符号化率を用いて、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化し、
    前記変調部は、サブバンド毎に決定される変調方式を用いて、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  4. 前記符号化部は、複数のサブバンドを含むワイドバンド単位で決定される符号化率を用いて、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化し、
    前記変調部は、前記ワイドバンド単位で決定される変調方式を用いて、前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
  5. 前記送信部は、前記送信電力と前記変調方式とをサブバンド毎に又は全サブバンドまとめてジョイント符号化して、下り制御チャネルを用いて前記複数のユーザ端末の各々に送信することを特徴とする請求項２に記載の無線基地局。
  6. 前記送信部は、前記送信電力と前記変調方式と前記符号化率とをサブバンド毎に又は全サブバンドまとめてジョイント符号化して、下り制御チャネルを用いて前記複数のユーザ端末の各々に送信することを特徴とする請求項３に記載の無線基地局。
  7. 前記送信部は、前記送信電力を全サブバンドまとめてジョイント符号化して、下り制御チャネルを用いて前記複数のユーザ端末の各々に送信することを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
  8. 前記送信部は、前記ユーザ端末に対する下りデータをサブバンド毎に非直交多重又は直交多重することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の無線基地局。
  9. 無線基地局から他のユーザ端末に対する下りデータと多重されて送信される下りデータを受信するユーザ端末であって、
    サブバンド毎にチャネル状態を推定する推定部と、
    前記推定されたチャネル状態を示すチャネル状態情報を送信する送信部と、
    前記チャネル状態情報に基づいてサブバンド毎に前記ユーザ端末に割り当てられる送信電力情報を取得する取得部と、
    前記送信電力情報に基づいて、前記ユーザ端末に対する下りデータを復号する復号部と、
    を具備することを特徴とするユーザ端末。
  10. 複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを多重して送信する無線通信方法であって、
    前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを符号化する工程と、
    前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータを変調する工程と、
    前記複数のユーザ端末の各々に対する下りデータをサブバンド毎に多重して、サブバンド毎に前記複数のユーザ端末の各々に対して割り当てられる送信電力を用いて送信する工程と、
    を有することを特徴とする無線通信方法。
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