JP2019096919A - 送信装置および受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の端末装置がコンテンションベースの無線通信技術で上りリンクのデータ送信を行う場合の基地局装置におけるデータ送信した端末装置の識別を実現する通信方法を提供する。【解決手段】基地局装置は、ＳＲ受信や送信許可の制御情報なく送信されるデータ信号を受信する第一のデータ受信とＳＲ受信や送信許可の制御情報の送信後に送信されるデータ信号を受信する第二のデータ受信が可能な複数の受信処理部と、識別信号を分離する複数の識別信号分離部と、識別信号から送信装置を識別する送信端末識別部と、送信パラメータを予め送信する制御情報送信部を有する。受信処理部が、第一のデータ受信時のみ送信パラメータに基づいて送信された識別信号を受信する。送信端末識別部は、識別信号からデータ送信の有無を識別する。【選択図】図１０

Description

本発明は、送信装置および受信装置に関する。

近年、第五世代移動無線通信システム（5G: Fifth Generation mobile telecommunication systems）が注目されており、主に多数の端末装置によるＭＴＣ（mMTC；Massive Machine Type Communications）、超高信頼・低遅延通信（Ultra-reliable and low latency
communications）、大容量・高速通信（Enhanced mobile broadband）を満たす通信技術の仕様化が見込まれている。特に、今後はＩｏＴ（Internet of Things）が多様な機器で実現されることが予想されており、ｍＭＴＣの実現が５Ｇの重要な要素の一つになっている。

例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、小さいサイズのデータ送受信を行う端末装置を収容するＭＴＣ（Machine Type Communication）として、Ｍ２Ｍ（Machine-to-Machine）通信技術の標準化がされている（非特許文献１）。さらに、低レートでのデータ送信を狭帯域でサポートするため、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band-IoT）
の仕様化も進められている。

３ＧＰＰで仕様化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃ
ｅｄ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏなどでは、端末装置が送信データのトラフィック発生時にスケジューリング要求（SR；Scheduling Request）を送信し、基地局装置より送信許可の制御情報（UL Grant）を受信した後に、所定のタイミングでＵＬ Ｇｒａｎｔに含まれる制御情報の送信パラメータでデータ送信を行う。このように基地局装置が全ての上りリンクのデータ送信（端末装置から基地局装置へのデータ送信）の無線リソース制御を行う無線通信技術を実現している。よって、基地局装置は、無線リソース制御により直交多元接続（OMA；Orthogonal Multiple Access）を実現でき、簡易な受信処理により
上りリンクのデータ受信を可能としている。

一方、このような従来の無線通信技術では、基地局装置が全ての無線リソース制御を行うために、端末装置が送信するデータ量に関わらず、データ送信前に制御情報の送受信が必要であり、特に送信するデータサイズが小さいと相対的に制御情報の占める割合が高くなる。そこで、端末が小さいサイズのデータ送信を行う場合、端末装置がＳＲ送信や基地局装置が送信するＵＬ Ｇｒａｎｔの受信なしにデータ送信を行うコンテンションベース（Grant Free）の無線通信技術が制御情報によるオーバヘッドの観点で効果的である。さらに、コンテンションベースの無線通信技術では、データ発生からデータ送信までの時間も短くできる。

3GPP， TS22.368 V11.6.0， "Service requirements for Machine-Type communications (MTC),", Sept. 2012

しかしながら、多数の端末装置がコンテンションベースの無線通信技術で上りリンクのデータ送信を行う場合、複数の端末装置で周波数リソースを共有することが想定され、複数の端末装置のデータ信号が同一時間・同一周波数で衝突する問題がある。データ信号が
同一時間・同一周波数で衝突し、基地局の受信アンテナ数を超える端末装置からデータが空間で非直交多重される場合であっても、基地局装置が受信処理にターボ等化や逐次干渉キャンセラ（SIC: Successive Interference Canceller）、ＳＬＩＣ（Symbol Level Interference Canceller）を適用することで、送信データ信号の検出をすることが可能であ
る。一方で、コンテンションベースの無線通信技術の場合、周波数リソースを共有している端末装置の中でデータ送信を行った端末装置の識別が必要になる。特に、空間的に非直交多重される端末装置の数が増加すると、データ送信した端末装置の識別が困難になる問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、多数の端末装置がコンテンションベースの無線通信技術で上りリンクのデータ送信を行う場合の基地局装置におけるデータ送信した端末装置の識別を実現する通信方法を提供することにある。

（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、複数の送信装置のデータ信号を受信する受信装置であって、スケジューリング要求受信や送信許可の制御情報の送信をせずに送信される前記データ信号を受信する第一のデータ受信と前記スケジューリング要求受信や前記送信許可の制御情報の送信をし、前記制御情報に基づいて送信される前記データ信号を受信する第二のデータ受信が可能な受信処理部と、前記データと一緒に受信する識別信号を直交リソースから分離する識別信号分離部と、前記識別信号からデータ送信をした前記送信装置を識別する送信端末識別部と、前記データ送信に用いる送信パラメータを予め送信する制御情報送信部と、を有し、前記受信処理部が前記第一のデータ受信する場合のみ前記送信パラメータに基づいて送信された前記識別信号を受信し、送信端末識別部は前記識別信号からデータ送信の有無を識別する。

（２）また、本発明の一態様は、送信端末識別部は、データの中に含まれる送信装置の識別子からデータ送信をした前記送信装置を識別する。

（３）また、本発明の一態様は、前記第一のデータ受信の受信データを誤り訂正復号し、復号結果に誤りがあるかをＣＲＣで確認する復号部と、を有し、
Ｃ−ＲＮＴＩと前記ＣＲＣを排他的論理演算した後に誤りの有無をチェックすることでデータ送信した前記送信装置を識別する。

（４）また、本発明の一態様は、前記受信処理部は、データ送信に信頼性が要求されない第一の送信装置とデータ送信に信頼性が要求される第二の送信装置からデータを受信する場合、前記制御情報送信部は前記第一の送信装置に対し、複数の前記第一の送信装置と共通の前記識別信号の前記直交リソースの制御情報を送信し、前記第二の送信装置に対し、占有の前記識別信号の前記直交リソースの制御情報を送信する。

（５）また、本発明の一態様は、受信装置に対してデータ信号を送信する送信装置であって、スケジューリング要求送信や前記受信装置が送信する送信許可の制御情報の受信をせずに前記データ信号を送信する送信処理部と、識別信号を直交リソースに多重する識別信号多重部と、前記データ信号の送信に係る送信パラメータを予め受信する制御情報受信部と、を有し、前記送信処理部が前記データ送信をする場合に一緒に送信する前記識別信号の直交リソースを前記識別信号多重部が決定する。

（６）また、本発明の一態様は、前記制御情報受信部が使用できる前記識別信号の直交リソースの候補を受信し、前記識別信号多重部は前記候補の中から前記識別信号の直交リソースを決定する。

（７）また、本発明の一態様は、前記識別信号の直交リソースの候補には、サブフレームの情報、周波数リソースの情報、ＯＣＣ系列の情報、ＣＳパターンの情報、ＩＦＤＭＡパターンの情報のいずれかが含まれる。

（８）また、本発明の一態様は、前記制御情報受信部は、前記送信処理部が前記データ送信をする前記受信装置と異なる受信装置より使用できる前記識別信号の直交リソースの候補を受信する。

（９）また、本発明の一態様は、前記識別信号多重部は、データ送信に要求される信頼性に基づいて前記識別信号の直交リソースを前記候補より選択するか、占有して割り当てられている前記識別信号の直交リソースを使用するかを決定する。

本発明によれば、多数の端末装置がコンテンションベースの無線通信技術で上りリンクのデータ送信を行う場合に、基地局装置においてデータ送信した端末装置の識別を実現できる。その結果、基地局装置は多数の端末装置の収容と制御情報量の低減を実現できる。

本実施形態に係るシステムの構成の一例を示す図である。 従来の無線通信技術に係る端末装置のデータ送信のシーケンスチャートの一例を示す図である。 本実施形態の無線通信技術に係る端末装置のデータ送信のシーケンスチャートの一例を示す図である。 従来の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す図である。 本実施形態の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る端末装置の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る送信信号生成部１０３の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る送信信号生成部１０３の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る送信信号生成部１０３の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る送信信号生成部１０３の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る信号多重部１０４の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る基地局装置の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る信号分離部２０５−１の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る信号検出部２０６の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る送信端末装置の識別信号の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る端末装置の識別信号とデータ送信の一例を示す図である。 本実施形態の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す図である。 本実施形態の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す図である。 本実施形態の無線通信技術に係る端末装置のデータ送信のシーケンスチャートの一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態について説明する。以下の各実施形態では、Ｍ２Ｍ通信（Machine-to-Machine Communication、ＭＴＣ（Machine Type Communication）、ＩｏＴ（Internet of Things）用の通信、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band-IoT）とも呼称さ
れる）を前提として、送信装置をＭＴＣ端末（以下、端末装置とする）とし、受信装置を基地局装置として説明する。ただし、この例に限定されるものではなく、セルラシステムのアップリンク伝送にも適用可能であり、その場合は人間が介在したデータ送信する端末装置が送信装置、基地局装置が受信装置となる。また、セルラシステムのダウンリンク伝送にも適用可能であり、その場合はデータ送信における送受信装置がアップリンク伝送と逆になる。また、Ｄ２Ｄ（Device-to-Device）通信にも適用可能であり、その場合は送信装置も受信装置も共に端末装置になる。

図１は、本実施形態に係るシステムの構成の一例を示す。該システムは、基地局装置１０、端末装置２０−１〜２０−Ｎｍから構成される。なお、端末装置（端末、移動端末、移動局、UE；User Equipment）の数は限定されない他、各装置のアンテナ数は１であっても良いし、複数あっても良い。また、基地局装置１０は無線事業者がサービスを提供する国や地域から使用許可が得られた、いわゆるライセンスバンド（licensed band）による
通信を行っても良いし、国や地域からの使用許可を必要としない、いわゆるアンライセンスバンド（unlicensed band）による通信を行っても良い。また、基地局装置１０は、カ
バレッジの広いマクロ基地局装置であっても良いし、マクロ基地局装置よりカバレッジが狭いスモールセル基地局またはピコ基地局装置（Pico eNB；evolved Node B、SmallCell
、Low Power Node、Remote Radio Headとも呼称される）でも良い。また、本明細書にお
いてライセンスバンド以外の周波数帯域は、アンライセンスバンドの例に限定されず、ホワイトバンド（ホワイトスペース）等でも良い。また、基地局装置１０はＬＴＥの通信で用いられる帯域のコンポーネントキャリア（CC: Component CarrierもしくはServing cellとも呼称される）を複数使用するＣＡ（Carrier Aggregation）技術を適用しても良く、ＭＴＣと、ＭＴＣと異なる通信を異なるＣＣでデータ伝送しても良いし、同一のＣＣでデータ伝送しても良い。ＣＡを適用する例としては、ＭＴＣと異なる通信をＰＣｅｌｌ（Primary cell）とし、ＭＴＣ通信をＳＣｅｌｌ（Secondary cell）としても良い。また、同一のＣＣ内でＭＴＣと異なる通信とＭＴＣで使用するサブキャリアを分けても良い。

端末装置２０−１〜２０−Ｎｍは、ＭＴＣのデータを基地局装置１０へ送信可能とする。端末装置２０−１〜２０−Ｎｍは、基地局との接続時に基地局装置１０もしくは他の基地局装置より予めデータ送信に必要な制御情報を受信する。端末装置２０−１〜２０−Ｎｍは、送信するデータ（トラフィック）発生後に、スケジューリング要求（SR；Scheduling Request）送信や基地局装置が送信する送信許可の制御情報（UL Grant）の受信の不要な無線通信技術（コンテンションベースの無線通信技術、Grant free access、Grant free communication、Grant free data transmissionなどとも呼称される。以下、コンテン
ションベースの無線通信技術と呼ぶ）でデータ送信を行う。ただし、端末装置２０−１〜２０−Ｎｍは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＬＴＥ−
Ａｄｖａｎｃｅｄ ＰｒｏなどのＳＲ送信やＵＬ Ｇｒａｎｔ受信が必要な無線通信技術（ノンコンテンションベースの無線通信技術、Grant-based access、Grant-based communication、Grant-based data transmissionなどとも呼称される。以下、ノンコンテンションベースの無線通信技術と呼ぶ）も使用できる場合には、送信データやデータサイズ、送信データのサービス品質（QoS；Quality of Service）などに応じてコンテンションベー
スの無線通信技術とノンコンテンションベースの無線通信技術を切り替えて使用しても良い。つまり、端末装置２０−１〜２０−Ｎｍは、データ送信を行う前にＳＲ送信することで基地局装置からスケジューリングされた無線リソースを用いたデータ送信するか、データ発生前に予め指定された無線リソースの少なくとも一部でデータ送信するかを決めても良い。また、ＱｏＳには、データ送信の信頼度、データ送信にかかる遅延時間、通信速度が含まれても良く、さらに端末装置のデータ送信に係る消費電力（例えば、データ送信において1ビット当たりの電力）などの指標があっても良い。ここで、端末装置２０−１〜
２０−Ｎｍは、ＭＴＣのみに限定されず、人が介在するＨ２Ｍ通信（Human-to-Machine Communication）やＨ２Ｈ通信（Human-to-Human Communication）などを可能としても良い
。その場合には、基地局装置１０がデータの種類によりダイナミックスケジューリングやＳＰＳ（Semi-Persistent Scheduling）によりデータ送信に用いる送信パラメータを含む制御情報であるＵＬ ＧｒａｎｔをＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）
、もしくはＥＰＤＣＣＨ（Enhanced PDCCH）、もしくはその他の下りリンクの制御情報を送信する物理チャネルで送信しても良い。端末装置２０−１〜２０−Ｎｍは、ＵＬ Ｇｒａｎｔの送信パラメータに基づくデータ送信を行う。

（第１の実施形態）
図２に、従来の無線通信技術に係る端末装置のデータ送信のシーケンスチャートの一例を示す。基地局装置は、端末装置が接続時にコンフィグレーションの制御情報を送信する（Ｓ１０１）。コンフィグレーションの制御情報は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）で通知しても良いし、ＳＩＢ（System Information Block）などの上位層の制御情報でも良いし、ＤＣＩフォーマットでも良い。また、使用する物理チャネルは、ＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）でも良いし、その他の物理チャネルを使用しても良い。端末装置は、アップリンクのデータが発生し、ＵＬ Ｇｒａｎｔを受信していない場合、ＵＬ Ｇｒａｎｔを要求するためにＳＲを送信する（Ｓ１０１）。基地局装置は、ＳＲを受信後、ＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨでＵＬ Ｇｒａｎｔを端末装置に送信する（Ｓ１０２）。端末装置は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplexも
しくはframe structure type1とも呼称される）の場合、ＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨをブ
ラインドデコーディングでＵＬ Ｇｒａｎｔを検出したサブフレームの４ｍｓｅｃ後のサブフレームで、ＵＬ Ｇｒａｎｔに含まれる送信パラメータに基づくデータ送信を行う（Ｓ１０３）。ただし、ＴＤＤ（Time Division Duplexもしくはframe structure type2と
も呼称される）の場合は、４ｍｓｅｃとは限らないが、説明を簡単にするためＦＤＤを前提に説明する。基地局装置は、端末装置が送信したデータを検出し、データ信号を受信したサブフレームから４ｍｓｅｃ後のサブフレームで検出したデータに誤りがあったか否かを示すＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（Ｓ１０４）。ここで、Ｓ１０１において、端末装置はＲＲＣでＳＲ送信用のリソースが通知されていない場合、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access CHannel）を用いてＵＬ Ｇｒａｎｔを要求する。また、Ｓ１０２において、ダイナミックスケジューリングの場合は、１サブフレームのみのデータ送信が可能だが、ＳＰＳの場合は周期的なデータ送信が許可され、ＳＰＳの周期などの情報はＳ１００のＲＲＣで通知されるものとする。端末装置は、基地局装置よりＲＲＣで通知されたＳＲ送信用のリソースなどの送信パラメータやＳＰＳの周期等などを記憶する。

図３に、本実施形態の無線通信技術に係る端末装置のデータ送信のシーケンスチャートの一例を示す。まず、基地局装置は、端末装置が接続時にコンフィグレーションの制御情報を送信する（Ｓ２００）。コンフィグレーションの制御情報は、ＲＲＣで通知しても良いし、ＳＩＢなどの上位層の制御情報でも良いし、ＤＣＩフォーマットでも良い。また、使用する物理チャネルは、ＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨでも良いし、その他の物理チャネルを使用しても良い。このコンフィグレーションの制御情報には、コンテンションベースの無線通信技術で使用する無線リソースや送信パラメータなどが含まれる。また、端末装置がＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏなどのノンコンテンションベースの無線通信技術も使用できる場合、図２のＳ１００で通知される制御情報も含まれても良い。端末装置は、アップリンクのデータが発生し、Ｓ２００の制御情報を受信している場合、ＳＲ送信や基地局装置が送信するＵＬ Ｇｒａｎｔの受信の不要なコンテンションベースの無線通信技術によりデータを送信する（Ｓ２０１−１）。ここで、端末装置は、要求されるＱｏＳ（データ送信の信頼度、データ送信にかかる遅延時間、通信速度も含まれても良い）に応じてＳ２００で同一データの送信回数や送信期間、送信周期、送信に用いる無線リソース、送信パラメータなどが通知されており、Ｓ２００で受信した制御情報に基づいてＳ２０１−１と同様のデータを送信する（Ｓ２０１−２〜Ｓ２０１−Ｌ）。ただし、本発明は、同一データを複数回送信することに限定
されるものではなく、Ｌ＝１とし、１回のみ送信しても良い。基地局装置は、端末装置が送信したデータを検出し、データ信号を受信したサブフレームからＸｍｓｅｃ後のサブフレームで検出したデータに誤りがあったか否かを示すＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（Ｓ２０２）。ただし、従来のＦＤＤと同様に、データ送信からＸ＝４としても良いし、異なる値としても良い。図３では、最後のデータ送信（Ｓ２０１−Ｌ）を基準としているが、本例に限らず、例えば基地局装置がデータを誤りなく検出できたサブフレームを基準としてＸｍｓｅｃ後としても良い。また、コンテンションベースの無線通信技術では、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信しないとしても良く、基地局装置はノンコンテンションベースとコンテンションベースの無線通信技術によってＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信有無を切り替えても良い。

図４に、従来の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す。従来の上りリンクのフレーム構成は、１フレームが１０ｍｓｅｃであり、１０サブフレームで構成され、１サブフレームが２スロットで構成され、１スロットが７ＯＦＤＭシンボルで構成される。各スロットの真ん中のＯＦＤＭシンボル、つまりＯＦＤＭシンボル＃１〜＃７が存在する場合はＯＦＤＭシンボル＃４に復調用参照信号（DMRS；De-Modulation Reference Signal）が配置される。また、従来は、端末装置がサブフレーム＃１でＵＬ Ｇｒａｎｔを受信した場合、４ｍｓｅｃ後のサブフレーム＃５でデータ送信が可能となる。図５に、本実施形態の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す。同図は、フレーム構成を図４と同様としてコンテンションベースの無線通信技術を用いる場合の例である。コンテンションベースの無線通信技術では、端末装置がデータ発生後にすぐにデータ送信可能であり、サブフレーム＃１の前にデータが発生した場合は、図５の例で示すデータ送信を行う。サブフレーム＃１では、送信端末識別用信号を送信し、サブフレーム＃２ではデータを送信する。送信端末識別用信号とデータの送信方法の詳細は後述する。

図６に、本実施形態に係る端末装置の構成の一例を示す。ただし、本発明に必要な最低限のブロックを示している。端末装置は、端末装置２０−１〜２０−ＮｍのようにＭＴＣのデータ送信としてコンテンションベースの無線通信技術、前述の従来技術であるノンコンテンションベースの無線通信技術の両方を使用できることを前提に説明する。ただし、端末装置がコンテンションベースの無線通信技術のみ使用できる場合にも本発明は適用でき、その場合、ノンコンテンションベースの無線通信技術に関する処理が存在しないが、基本構成は同様となる。端末装置は、基地局装置からＥＰＤＣＣＨやＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨで送信された制御情報を受信アンテナ１１０で受信する。無線受信部１１１は、受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ（Analog/Digital；アナログ／ディジタル）変換し、ディジタル信号からＣＰ（Cyclic Prefix）を除去した信号を制御
情報検出部１１２に入力する。制御情報検出部１１２は、ＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨで送信された自局宛てのＤＣＩ（Downlink Control Information）フォーマットをブラインドデコーディングにより検出する。ブラインドデコーディングはＤＣＩフォーマットが配置される候補のＣＳＳ（Common Search Space）やＵＳＳ（UE-specific Search Space）に
対して復号処理を行い、制御情報を検出する。ここで、ＤＣＩフォーマットは、用途に応じて複数のフォーマットが規定され、アップリンクのシングルアンテナ用のＤＣＩフォーマット０、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）用のＤＣＩフォーマット４などが定義されている。また、制御情報検出部１１２は、ＲＲＣの信号を受信した場合も検出を行う。制御情報検出部１１２は、検出した制御情報を送信パラメータ記憶部１１３に入力する。送信パラメータ記憶部１１３は、ダイナミックスケジューリングやＳＰＳなどのＵＬ Ｇｒａｎｔを受信した場合には、トラフィック管理部１１４に制御情報を入力する。また、送信パラメータ記憶部１１３は、ＲＲＣによりコンフィグレーションの制御情報を受信した場合、コンテンションベースの無線通信技術によるデータ送信を行うまで、これらの制御情報を保持する。送信パラメータ記憶部１１３が保持するコンフィグレーションの制御情報は、後述する。

トラフィック管理部１１４は、送信データのビット列が入力され、ＵＬ Ｇｒａｎｔを受信時には制御情報が入力され、コンテンションベースの無線通信技術用のコンフィグレーションの制御情報を予め受信している場合、これらの制御情報も入力される。また、トラフィック管理部１１４は、送信データの種類やＱｏＳなども入力されても良い。トラフィック管理部１１４は、入力された情報からコンテンションベースもしくはノンコンテンションベースの無線通信技術の使用を選択し、選択した無線通信技術の送信パラメータを誤り訂正符号化部１０１、変調部１０２、送信信号生成部１０３、信号多重部１０４、識別信号生成部１１５に入力し、データビット列を誤り訂正符号化部１０１に入力する。

誤り訂正符号化部１０１は、入力されたデータビット列に対し、誤り訂正符号の符号化を施す。誤り訂正符号には、例えば、ターボ符号やLDPC（Low Density Parity Check）符号、畳み込み符号、Polar符号などが用いられる。誤り訂正符号化部１０１で施される誤
り訂正符号の種類や符号化率は、送受信装置で予め決められていても良いし、トラフィック管理部１１４より入力されても良いし、コンテンションベースもしくはノンコンテンションベースの無線通信技術により切り替えても良い。誤り訂正符号化の種類や符号化率が制御情報として通知される場合は、これらの情報がトラフィック管理部１１４より誤り訂正符号化部１０１へ入力される。また、誤り訂正符号化部１０１は、適用する符号化率に応じて符号化ビット列のパンクチャリング（間引き）やインターリーブ（並び換え）を行っても良い。誤り訂正符号化部１０１は、符号化ビット列のインターリーブを行う場合、端末装置毎に異なる並びにするインターリーブを行う。また、誤り訂正符号化部１０１は、スクランブルを適用しても良い。スクランブルを適用は、後述の識別信号により端末装置が使用しているスクランブルパターンを一意に判別できる場合のみとしても良い。

変調部１０２は、変調方式の情報がトラフィック管理部１１４より入力され、誤り訂正符号化部１０１から入力された符号化ビット列に対して変調を施すことで、変調シンボル列を生成する。変調方式には、例えば、QPSK（Quaternary Phase Shift Keying；四相位
相偏移変調）、16QAM（16-ary Quadrature Amplitude Modulation；１６直交振幅変調）64QAMや256QAMなどがある。または、変調方式はＧｒａyラベリングでなくても良く、セッ
トパーティショニングを使用しても良い。また、ＧＭＳＫ（Gaussian Minimum-Shift Keying）を使用しても良い。変調部１０２は、生成した変調シンボル列を送信信号生成部１
０３へ出力する。ここで、変調方式もしくは変調方法は、送受信装置で予め決められていても良いし、トラフィック管理部１１４より入力されても良いし、コンテンションベースもしくはノンコンテンションベースの無線通信技術により切り替えても良い。

図７ａ〜ｃに、本実施形態に係る送信信号生成部１０３の構成の一例を示す。図７ａでは、ＤＦＴ部１０３１は、入力された変調シンボルを離散フーリエ変換することで、時間領域信号から周波数領域信号に変換し、得られた周波数領域信号を信号割当部１０３２へ出力する。信号割当部１０３２は、トラフィック管理部１１４よりデータ伝送に用いる１以上のＲＢ（Resource Block）の情報であるリソース割当情報が入力され、指定されたＲＢに周波数領域の送信信号を割り当てる。トラフィック管理部１１４より入力されるリソース割当情報は、ノンコンテンションベースの無線通信技術の場合、ＵＬ Ｇｒａｎｔで通知され、コンテンションベースの無線通信技術の場合、コンフィグレーションの制御情報で予め通知される。ここで、１ＲＢは１２サブキャリア、１スロット（７ＯＦＤＭシンボル）で定義され、リソース割当情報とは１サブフレーム分（２スロット）を割り当てる情報である。ただし、ＬＴＥでは１サブフレームを１ｍｓｅｃ、サブキャリア間隔１５ｋＨｚとなっているが、１サブフレームの時間とサブキャリア間隔を２ｍｓｅｃ、７．５ｋＨｚもしくは、０．２ｍｓｅｃ、７５ｋＨｚもしくは、０．１ｍｓｅｃ、１５０ｋＨｚなど異なっても良く、異なるフレーム構成でも１サブフレーム単位でリソース割当情報を通知しても良い。また、リソース割当情報は、ＬＴＥのサブフレーム構成と同様の場合もＬＴＥのサブフレーム構成と異なる場合のいずれであっても複数のサブフレームの割当を通
知しても良いし、スロット単位の割当を通知しても良いし、ＯＦＤＭシンボル単位の割当を通知しても良いし、２ＯＦＤＭシンボル単位の割当を通知しても良い。また、リソース割当情報は、ＲＢ単位ではなく、１サブキャリア単位でも良いし、複数のＲＢから構成されるＲＢＧ（Resource Block Group）単位でも良く、１以上のＲＢＧに割り当てても良い。

図７ｂでは、位相回転部１０３０は、入力された変調シンボルに対して位相回転を施す。位相回転部１０３０における時間領域のデータ信号に与える位相回転は、端末装置毎に異なるパターンを適用するために、トラフィック管理部１１４より入力されたパターンを用いる。位相回転のパターンの例は、変調シンボル単位で異なる位相回転とするパターンなどである。トラフィック管理部１１４が入力する位相回転のパターンは、ＵＬ Ｇｒａｎｔで通知される、もしくはコンフィグレーションの制御情報で予め通知されるなどにより、端末装置と基地局装置間で共有されているとする。ＤＦＴ部１０３１と信号割当部１０３２は、図７ａと同様であるため説明は省略する。ここで、図７ｂでは時間領域のデータ信号に位相回転が与えられる例を示したが、異なる方法で同様の効果を得ても良い。例えば、ＤＦＴ部１０３１により得られた周波数領域の信号に端末装置毎に異なる巡回遅延を与えても良い。具体的には、端末装置２０−ｕの巡回遅延しない周波数領域の信号をＳ_Ｕ（１）、Ｓ_Ｕ（２）、Ｓ_Ｕ（３）、Ｓ_Ｕ（４）とした場合、端末装置２０−ｉに遅延量１シンボルの巡回遅延を与え、Ｓ_ｉ（４）、Ｓ_ｉ（１）、Ｓ_ｉ（２）、Ｓ_ｉ（３）とするなどである。

図７ｃのＤＦＴ部１０３１と信号割当部１０３２は、図７ａと同様であるため説明は省略する。位相回転部１０３３は、ＤＦＴ部１０３１により得られた周波数領域のデータ信号に対して位相回転を施す。位相回転部１０３３における周波数領域のデータ信号に与える位相回転は、端末装置毎に異なるパターンを適用するため、トラフィック管理部１１４より入力されたパターンを用いる。位相回転のパターンの例は、周波数領域のデータ信号単位で異なる位相回転とするなどである。トラフィック管理部１１４が入力する位相回転のパターンは、ＵＬ Ｇｒａｎｔで通知される、もしくはコンフィグレーションの制御情報で予め通知されるなどにより、端末装置と基地局装置間で共有されている情報とする。ここで、図７ｃでは周波数領域のデータ信号に位相回転が与えられる例を示したが、異なる方法で同様の効果を得ても良い。例えば、ＤＦＴ部１０３１で周波数領域信号に変換前の変調シンボルに端末装置毎に異なる巡回遅延を与えても良い。具体的には、端末装置２０−ｕの巡回遅延しない周波数領域の信号をｓ_Ｕ（１）、ｓ_Ｕ（２）、ｓ_Ｕ（３）、ｓ_Ｕ（４）とした場合、端末装置２０−ｉに遅延量１の巡回遅延を与え、ｓ_ｉ（４）、ｓ_ｉ（１）、ｓ_ｉ（２）、ｓ_ｉ（３）とするなどである。また、図７ｂと図７ｃの位相回転部１０３０と位相回転部１０３３の両方が使用されても良い。図７ａ〜ｃの送信信号生成部１０３は、送信信号を信号多重部１０４に入力する。

なお、送信信号生成部１０３の構成は、図８の構成でも良い。この例では、送信信号生成部１０３はＤＦＴ部１０３１の前に入力された変調シンボルに対してインターリーブ（並び換え）を施す。変調シンボルに対してインターリーブが行われる場合、端末装置毎に異なる並びにするインターリーブが行われる。

図９に、本実施形態に係る信号多重部１０４の構成の一例を示す。送信信号生成部１０３から入力された送信信号は、参照信号多重部１０４１に入力される。また、トラフィック管理部１１４は、参照信号を生成するパラメータを参照信号生成部１０４２に入力し、基地局装置に送信する制御情報が制御情報生成部１０４４に入力する。参照信号多重部１０４１は入力された送信信号と参照信号生成部より生成された参照信号列（ＤＭＲＳ）を多重する。このように送信信号とＤＭＲＳを多重することで、図４のフレーム構成を生成する。図５のフレーム構成については、後述する。ただし、参照信号多重部１０４１は、
図４のフレーム構成のようにデータ信号と異なるＯＦＤＭシンボルに配置する場合、時間領域でデータ信号と参照信号を多重しても良い。

一方、制御信号生成部１０４４は、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）
で送信するアップリンクの制御情報の伝搬路品質情報（CSI: Channel State Information）やＳＲ（Scheduling Request）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Acknowledgement / Negative Acknowledgement）を生成し、制御情報多重部１０４３に出力する。制御情報多重部１０４３は、データ信号と参照信号で構成されるフレーム構成に対して制御情報を多重する。信号多重部１０４は、生成した送信フレームをＩＦＦＴ部１０５に入力する。ただし、端末装置がＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨを同時に送信できない場合は、予め決められている信号の優先順位に従って、優先度の高い信号のみを送信する。また、端末装置の送信電力余力がなく、ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨを同時に送信できない場合も同様に予め決められている信号の優先順位に従って、優先度の高い信号のみを送信する。信号の送信の優先順位は、コンテンションベースの無線通信技術とノンコンテンションベースの無線通信技術で異なる優先順位としても良い。また、送信するデータの優先度が存在し、その優先度によってＰＵＳＣＨの優先度が変わっても良い。

ＩＦＦＴ部１０５は、周波数領域の送信フレームが入力され、各ＯＦＤＭシンボル単位で逆高速フーリエ変換することで、周波数領域信号列から時間領域信号列に変換する。ＩＦＦＴ部１０５は、時間領域信号列を識別信号多重部１０６に入力する。識別信号生成部１１５は、図５の識別信号用のサブフレームで送信する信号を生成し、識別信号多重部１０６に入力する。識別信号の詳細は後述する。識別信号多重部１０６は、時間領域信号列と識別信号を図５のように異なるサブフレームに多重し、多重された信号を送信電力制御部１０７に入力する。ただし、同一サブフレームの異なるＯＦＤＭシンボルや異なるスロットに多重しても良い。送信電力制御部１０７は、オープンループの送信電力制御値のみもしくはオープンループとクローズループの送信電力制御値の両方を使用して送信電力制御を行い、送信電力制御後の信号列を送信処理部１０８に入力する。送信処理部１０８は、入力された信号列にＣＰを挿入し、Ｄ／Ａ（Digital/Analog；ディジタル／アナログ）変換によりアナログの信号に変換し、変換後の信号を伝送に使用する無線周波数にアップコンバートする。送信処理部１０８は、アップコンバートした信号を、ＰＡ（Power Amplifier）で増幅し、増幅後の信号を、送信アンテナ１０９を介して送信する。以上のよう
に、端末装置は、データ送信を行う。端末装置が送信信号生成部１０３で図７ａを行う場合はＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、SC-FDMAとも称される）信号を送信することを意味する。また、
端末装置が送信信号生成部１０３で図７ｂもしくは図７ｃを行う場合はＤＦＴＳ−ＯＦＤＭに位相回転、もしくは巡回遅延を適用した信号を送信することを意味する。また、端末装置が送信信号生成部１０３で図８を行う場合はＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ信号を送信することを意味する。また、端末装置が送信信号生成部１０３でＤＦＴを行わない、つまり図７ａ〜７ｃもしくは図８のいずれかでＤＦＴ部１０３１が存在しない構成の場合、ＯＦＤＭ信号を送信することを意味する。また、端末装置が送信信号生成部１０３で上述の方法を使用しても良いし、異なる拡散方法や異なる送信信号の波形生成法を用いても良い。

図１０に、本実施形態に係る基地局装置の構成の一例を示す。同図より、基地局装置は、Ｎ本の受信アンテナ２０１−１〜２０１−Ｎで端末装置が送信したデータを受信し、受信処理部２０２−１〜２０２−Ｎにそれぞれ入力する。受信処理部２０２−１〜２０２−Ｎは、受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換し、ディジタル信号からＣＰを除去する。受信処理部２０２−１〜２０２−ＮはＣＰ除去後の信号を識別信号分離部２０３−１〜２０３−Ｎに出力する。識別信号分離部２０３−１〜２０３−Ｎは、識別信号とその他の信号を分離し、それぞれ送信端末識別部２１１とＦＦＴ部２０４−１〜２０４−Ｎに出力する。送信端末識別部２１１は、後述する識別信号よりデータ送
信した端末装置を識別し、送信端末装置の情報を伝搬路推定部２０７と信号分離部２０５−１〜２０５−Ｎに出力する。ＦＦＴ部２０４−１〜２０４−Ｎは、入力された受信信号列を高速フーリエ変換により時間領域信号列から周波数領域信号列に変換し、周波数領域信号列を信号分離部２０５−１〜２０５−Ｎに出力する。

信号分離部２０５−１〜２０５−Ｎはすべて共通の構成であり、図１１に、本実施形態に係る信号分離部２０５−１の構成の一例を示す。同図より、信号分離部２０５−１では、ＦＦＴ部２０４−１より周波数領域信号列が参照信号分離部２０４１に入力され、送信端末識別部２１１より識別された送信端末装置の情報が入力される。参照信号分離部２０５１は、入力された送信端末装置の情報を用い、周波数領域信号列を参照信号とその他の信号に分離し、それぞれ伝搬路推定部２０７と制御情報分離部２０５２に出力する。制御情報分離部２０５２は、入力された信号を制御信号とデータ信号に分離し、それぞれ制御情報検出部２０５４と割当信号抽出部２０５３に出力する。制御情報検出部２０５４は、ＰＵＣＣＨで送信された信号を検出し、ＳＲはアップリンクのスケジューリング、ＣＳＩはダウンリンクのスケジューリング、ＡＣＫ／ＮＡＣＫはダウンリンク伝送の再送制御に用いるため、制御情報生成部２０８に出力する。一方、割当信号抽出部２０５３は、端末装置に制御情報で通知したリソース割当情報に基づいて端末装置毎の送信信号を抽出する。

伝搬路推定部２０７は、データ信号と多重されて送信された参照信号であるＤＭＲＳ（De-Modulation Reference Signal）と識別された送信端末装置の情報が入力され、周波数応答を推定し、復調用に推定した周波数応答を信号検出部２０６に出力する。また、伝搬路推定部２０７は、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が入力された場合、次回のス
ケジューリングで使用する周波数応答を推定する。制御情報生成部２０８は、ＤＭＲＳやＳＲＳで推定した周波数応答を基にアップリンクのスケジューリング、適応変調符号化（Adaptive Modulation and Coding、リンクアダプテーションとも呼称される）を行い、端末装置がアップリンク伝送に用いる送信パラメータを生成し、ＤＣＩフォーマットに変換する。また、制御情報生成部２０８は、受信したデータ信号の誤りの有無の情報が信号検出部２０５より入力された場合、アップリンク伝送におけるＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知する制御情報を生成する。ここで、アップリンク伝送におけるＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＰＨＩＣＨ（Physical HARQ CHannel）もしくはＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨの少なくとも一つで送
信される。制御情報送信部２０９は、制御情報生成部２０８より変換された制御情報が入力され、入力された制御情報をＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨに割り当てて各端末装置へ送信する。

図１２に、本実施形態に係る信号検出部２０６の構成の一例を示す。信号検出部２０６は、信号分離部２０５−１〜２０５−Ｎより抽出された端末装置毎の信号がキャンセル処理部２０６１に入力される。キャンセル処理部２０６１は、ソフトレプリカ生成部２０６７よりソフトレプリカが入力され、各受信信号に対してキャンセル処理を行う。等化部２０６２は、伝搬路推定部２０７より入力された周波数応答よりＭＭＳＥ規範に基づく等化重みを生成し、ソフトキャンセル後の信号に乗算する。等化部２０６２は、等化後の端末装置毎の信号をＩＤＦＴ部２０６３−１〜２０６３−Ｕに出力する。ＩＤＦＴ部２０６３−１〜２０６３−Ｕは、周波数領域の等化後の受信信号を時間領域信号に変換する。なお、端末装置が送信処理でＤＦＴの前もしくは後に信号に巡回遅延や位相回転、インターリーブが施している場合、周波数領域の等化後の受信信号もしくは時間領域信号は巡回遅延や位相回転、インターリーブを元に戻す処理が施される。復調部２０６４−１〜２０６４−Ｕは、図示していないが予め通知されている、もしくは予め決められている変調方式の情報が入力され、時間領域の受信信号列に対して復調処理を施し、ビット系列のＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）、つまりＬＬＲ列を得る。

復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕは、図示していないが予め通知されているもしくは予め決められている符号化率の情報が入力され、ＬＬＲ列に対して復号処理を行う。ここで、逐次干渉キャンセラ（SIC: Successive Interference Canceller）やターボ等化のキャンセル処理を行うために、復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕは、復号器出力の外部ＬＬＲもしくは事後ＬＬＲをシンボルレプリカ生成部２０６６−１〜２０６６−Ｕに出力する。外部ＬＬＲと事後ＬＬＲの違いは、それぞれ復号後のＬＬＲから復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕに入力される事前ＬＬＲを減算するか、否かである。なお、端末装置が送信処理で誤り訂正符号化後の符号化ビット列にパンクチャリング（間引き）やインターリーブ、スクランブルが施している場合、信号検出部２０６は復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕに入力するＬＬＲ列に対してデパンクチャリング（間引きされたビットのＬＬＲに０を挿入）、デインターリーブ（並び換えを元に戻す）、デスクランブルを施す。シンボルレプリカ生成部２０６６−１〜２０６６−Ｕは、入力されたＬＬＲ列を端末装置がデータ伝送に用いた変調方式に応じてシンボルレプリカを生成し、ソフトレプリカ生成部２０６７に出力する。ソフトレプリカ生成部２０６７は、入力されたシンボルレプリカをＤＦＴで周波数領域の信号に変換し、各端末装置が使用したリソースに信号を割り当て、周波数応答を乗算することでソフトレプリカを生成する。復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕは、ＳＩＣの処理やターボ等化の繰り返し回数が所定の回数に達した場合、復号後のＬＬＲ列を硬判定し、巡回冗長検査（CRC: Cyclic Redundancy Check）より誤りビットの有無を判別し、誤りビットの有無の情報を制御情報生成部２０８に出力する。

図１３に、本実施形態に係る送信端末装置の識別信号の構成の一例を示す。ここで、識別信号の送信に使用可能なＯＦＤＭシンボル数をＮ_ＯＦＤＭ、識別信号の送信に使用可能なサブキャリア数をＮ_ＳＣとする。さらに、各送信端末が識別信号の送信に使用するＯＦＤＭシンボル数をＴ_ＯＦＤＭ、時間方向にＯＣＣ（Orthogonal Cover Code）を使用する
場合は長さＴ_ＯＣＣのＯＣＣ系列を使用する。ただし、ＯＣＣ系列長は１≦Ｔ_ＯＣＣ≦Ｔ_ＯＦＤＭの値とし、送受信装置間で使用するＯＣＣの系列長の情報を予め共有できていれば良い。また、各送信端末が識別信号の送信に使用するサブキャリア数をＴ_ＳＣとする。周波数方向にＣＳ（Cyclic Shift）を使用する場合は、ＣＳパターン数Ｔ_ＣＳを使用し、ＩＦＤＭＡ（Interleaved Frequency Division Multiple Access）を使用する場合は、多重パターン数Ｔ_ＲＦを使用する。よって、識別信号用の直交リソース数は（Ｎ_ＯＦＤＭ／Ｔ_ＯＦＤＭ）×Ｔ_ＯＣＣ×（Ｎ_ＳＣ／Ｔ_ＳＣ）×Ｔ_ＣＳ×Ｔ_ＲＦになる。図１３は、識別信号を送信可能な時間・周波数リソースが１サブフレーム（Ｎ_ＳＣ＝１４）、サブキャリア数Ｎ_ＳＣ、Ｔ_ＯＦＤＭ＝Ｔ_ＯＣＣ＝２の場合の例であるが、本発明はこの例に限定されない。同図の場合、Ｎ_ＳＣ＝Ｔ_ＳＣ＝４８かつＴ_ＣＳ＝１２、Ｔ_ＲＦ＝２とすると直交リソース数は３３６個存在することを意味する。基地局装置が送信するコンフィグレーションの制御情報には、識別信号を送信する直交リソースを示す情報が含まれる。識別信号を送信する２ＯＦＤＭシンボルを図１３のように連続する２ＯＦＤＭシンボル毎にＴ１〜Ｔ７としてＯＦＤＭシンボルセットを定義し、実際に使用するＯＦＤＭシンボルセットのインデックスＩ_Ｔとし、Ｎ_ＳＣ＞Ｔ_ＳＣであれば使用するサブキャリアセットの情報がＸ個あるとＦ１〜ＦＸと定義し、実際に使用するサブキャリアセットのインデックスＩ_Ｆとし、使用するＯＣＣ系列のインデックスをＩ_ＯＣＣとし、使用するＣＳパターンをＩ_ＣＳとし、使用するＩＦＤＭＡの多重パターンをＩ_ＲＦとする。この場合、基地局装置が送信するコンフィグレーションの制御情報に（Ｉ_Ｔ、Ｉ_Ｆ、Ｉ_ＯＣＣ、Ｉ_ＣＳ、Ｉ_ＲＦ）を一意に示す情報が含まれている。コンフィグレーションの制御情報は、（Ｉ_Ｔ、Ｉ_Ｆ、Ｉ_ＯＣＣ、Ｉ_ＣＳ、Ｉ_ＲＦ）の一部のみを含む情報でも良い。ただし、ＯＦＤＭシンボルセットは、連続するＯＦＤＭシンボルである必要はなく、ＯＦＤＭシンボル＃１とＯＦＤＭシンボル＃８のような組合せでも良い。また、サブキャリアセットにおいても連続するサブキャリアでなくても良く、例えばＴ_ＲＦの整数倍を識別信号のクラスタとして複数の識別信号のクラスタを周波数軸上で非連続に使用しても良い。また、識別信号の送信に使用可能なサブキャリアＳ＃１〜Ｓ＃Ｎ_ＳＣはデータ送信するサブキャリアと同一でも良いし、異
なっても良い。識別信号の送信に使用可能なサブキャリアと異なる場合は、一部のサブキャリアだけ重複するようにしても良い。また、識別信号の送信に使用するサブキャリアと同一でも良いし、異なっても良い。識別信号の送信に使用するサブキャリアと異なる場合は、一部のサブキャリアだけ重複するようにしても良い。また、基地局装置で収容されている端末装置数が識別信号の直交リソース数を超える場合は、異なる端末装置に同一の直交リソースを重複して割り当てる必要がある。この場合は、識別信号の直交リソースに加えて端末装置固有の識別子による送信端末装置の識別が必要になる。具体的には、データ信号に付加されているＣＲＣを端末装置固有のＩＤであるＣ−ＲＮＴＩ（Cell-Radio Network Temporary Identifier）やＳＰＳ Ｃ―ＲＮＴＩなどで排他的論理和演算する。こ
のようにすることで、受信側の基地局装置は、ＳＩＣやターボ等化による信号検出後に、複数の識別子とＣＲＣの排他的論理和演算を行い、ＣＲＣで誤りが検出されない識別子を確認することで、送信端末装置の識別を行うことができる。

図１４に、本実施形態に係る端末装置の識別信号とデータ送信の一例を示す。同図に示す通りデータを送信する際に、本実施形態では複数回のデータ送信を行う。その結果、端末装置の上りリンクのデータ送信で要求される所定の品質を満たす。ここで、従来のＬＴＥなどでは、全ての端末装置がデータ送信から所定の時間で再送のデータ送信を行う。

本実施形態では、識別信号により伝搬路推定を実現するため、図５のフレーム構成において、データ送信サブフレーム（ＵＬ送信のサブフレーム）のＯＦＤＭシンボル＃４と＃１１でＤＭＲＳ送信を行わず、データを配置する。よって、１回の送信機会にける送信可能なビット数が増加する。また、本実施形態では、端末装置は図９の信号多重部１０４の処理が変わる。参照信号多重部１０４１と参照信号生成部１０４２ではＤＭＲＳの生成とデータ信号と多重するが、コンテンションベース（Grant Free）の無線通信技術においては識別信号とＤＭＲＳを共用することから参照信号多重部１０４１と参照信号生成部１０４２は何もしない。ただし、端末装置がノンコンテンションベースの無線通信技術も使用する場合、ノンコンテンションベースの無線通信技術でデータ送信時は参照信号多重部１０４１と参照信号生成部１０４２ではＤＭＲＳの生成とデータ信号と多重を行う。また、本実施形態では、基地局装置は図１１の信号分離部２０５−１〜２０５−Ｎの処理が変わる。参照信号分離部２０５１ではＤＭＲＳを分離するが、コンテンションベースの無線通信技術においては識別信号とＤＭＲＳを共用することから何もしない。ただし、端末装置がノンコンテンションベースの無線通信技術も使用する場合、ノンコンテンションベースの無線通信技術でデータ送信時では参照信号分離部２０５１はＤＭＲＳの分離を行う。

図１５に、本実施形態の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す。図１５ａは、識別信号を送信するサブフレームとデータ送信（ＵＬ送信）のサブフレームを１つのサブフレームセットとし、サブフレームセットをアクセス領域１〜５と設定する例である。また、基地局装置は収容する端末装置をアクセス領域１〜５の少なくとも１つでコンテンションベースの無線通信技術によるデータ送信許可するコンフィグレーションの制御情報（図３のＳ２００）を送信する。ここで、アクセス領域１〜５の送信許可は、ビットマップで１以上のアクセス領域を示す制御情報で通知しても良いし、１つのアクセス領域のみを示す制御情報で通知しても良いし、２つのアクセス領域のみを示す制御情報で通知しても良い。このように端末装置毎にコンテンションベースの無線通信技術を使用できるアクセス領域を限定する。例えば、同一タイミングでデータ送信が発生する端末装置を異なるアクセス領域にすることで、データ送信の衝突確率を低減することができる。また、識別信号の直交リソースが重複する端末装置を異なるアクセス領域にすることで、識別信号の直交リソースの衝突による送信端末の識別精度の低下を回避できる。また、データ送信頻度が高い、もしくはデータ送信までの遅延時間を短くする必要がある送信端末に対して、基地局装置がより多くのアクセス領域でコンテンションベースの無線通信技術でのデータ送信許可を行うことで、端末装置毎のＱｏＳもしくはＱｏＥを満たすことがで
きる。

一方、図１５ｂでは、複数のサブフレームセットをアクセス領域とする例である。同図では、アクセス領域１と２に二つのサブフレームセットを割り当て、アクセス領域３に一つのサブフレームセットを割り当てる例である。この場合、アクセス領域１と２でコンテンションベースの無線通信技術でのデータ送信を許可する端末装置数をアクセス領域３と比較して２倍しても良い。また、別のアクセス領域１〜３の使用例として、アクセス領域１と２に多数の端末装置に使用許可を与え、アクセス領域３に信頼性が求められる少数の端末装置に使用許可を与えても良い。

図１６に、本実施形態の無線通信技術に係る上りリンクのフレーム構成の一例を示す。同図では、周波数リソースでアクセス領域を限定するものであり、最小の周波数リソース（例えば１以上のリソースブロックやリソースブロックグループなど）をアクセス領域としている。この例では、Ｆ１〜Ｆ４をアクセス領域とし、各端末装置にコンフィグレーションの制御情報でコンテンションベースの無線通信技術を使用できるアクセス領域を指定する。ただし、図１５で説明したサブフレームセットを同時に使用しても良く、例えば、連続するサブフレームセットをＴ１〜Ｔ５とし、Ｆ１〜Ｆ４とＴ１〜Ｔ５の組み合わせの２０個をアクセス領域とし、周波数・時間で定義しても良い。端末装置に使用できるアクセス領域を指定する場合、一つのアクセス領域に限定しても良いし、複数のアクセス領域としても良い。

本実施形態における基地局装置が送信するコンフィグレーションの制御情報について、説明する。コンフィグレーションの制御情報は、図３のＳ２００のように予め送信する。このコンフィグレーションの制御情報には、識別信号を送信する直交リソースを示す情報だけでなく、データ送信に用いる周波数リソース（周波数位置、帯域幅）、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）、データ送信を複数回送信する場合は送信回数、ＨＡＲＱの適用有無、送信電力制御のクローズドループの制御値やセル固有と端末装置固有の目標受信、フラクショナル送信電力制御のパラメータ、データ送信サブフレーム（図５のＵＬ送信のサブフレーム）でＤＭＲＳの送信の有無、データ送信サブフレームでＤＭＲＳを送信する場合のＤＭＲＳのＣＳパターンαとＯＣＣパターン［ｗ（０）、ｗ（１）］、ＣＳＩの送信有無、ＳＲＳの送信有無などが含まれても良い。ただし、端末装置の状態や能力、ＱｏＳに応じて、基地局装置がコンフィグレーションの制御情報を送信しても良い。この場合のデータ送信のシーケンスチャートの一例を図１７に示す。図１７では、基地局装置は、端末装置の状態や能力、ＱｏＳによって変わらないコンフィグレーションの制御情報を送信する（Ｓ３００）。例えば、ＨＡＲＱの適用有無、ＣＳＩの送信有無、データ送信サブフレームでＤＭＲＳの送信の有無、ＳＲＳの送信有無などがある。次に、端末装置は、送信データや端末装置の情報を送信する（Ｓ３０１）。例えば、端末装置が送信するデータサイズやデータレート、送信品質（必要とされるパケット誤り率）、パスロス値などがある。基地局装置は、端末装置より送信データや端末装置の情報を受信後、端末装置の状態や能力、ＱｏＳに応じたコンフィグレーションの制御情報を送信する（Ｓ３０２）。例えば、周波数リソース（周波数位置、帯域幅）、ＭＣＳ、セル固有と端末装置固有の目標受信などがある。また、端末装置が複数の送信アンテナを有する場合、送信レイヤ数（ランク数）、レイヤ毎（もしくはコードワード毎）のＭＣＳ、プリコーディング情報も含まれても良い。以下、図３のＳ２０１−１〜Ｓ２０２までは図３と同様の処理であるため、説明を省略する。

本実施形態では、ＦＤＤの例について説明したが、ＴＤＤにも適用可能である。なお、端末装置が同一のデータ送信を複数回行うか、およびその送信回数は、端末装置からＱｏＳとして通知しても良いし、基地局装置がセル単位で決定しても良い。

以上のように本実施形態では、コンテンションベースの無線通信技術において、ＤＭＲＳと識別信号を共通化し、周波数利用効率を向上できる。また、基地局装置がアクセス領域を端末装置毎に指定することで、データ送信が衝突する確率を下げることが可能となり、通信品質が改善する。その結果、受信品質の向上やシステム全体の周波数利用効率の向上を実現でき、多数端末を効率的に収容することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、送信端末装置の識別信号ではなく、送信データの有無の識別信号を送信する例について説明する。

本実施形態では、端末装置の構成例は第１の実施形態と同様で図６、７、８、９であり、基地局装置の構成例も第１の実施形態と同様で図１０、１１，１２である。また、端末装置のデータ送信のシーケンスチャートも第１の実施形態と同様で図３もしくは１７である。そのため、本実施形態では、異なる処理のみを説明し、同様の処理の説明は省略する。

本実施形態では、識別信号を送信端末装置の識別ではなく、送信データの識別（送信データの有無、もしくは送信データの存在の識別）に使用するため、図５のフレーム構成において、識別信号の送信は行う。本実施形態では、端末装置において、図６の識別信号多重部１０６と識別信号生成部１１５は、送信端末装置の識別ではなく、データ送信していることの識別のために識別信号の生成と多重を行う。ここで、識別信号多重部１０６と識別信号生成部１１５は、識別信号の直交リソースの選択を行う。識別信号の直交リソースの選択方法は、端末装置によりランダムに選択されても良い。また、識別信号の直交リソースの候補は、基地局装置よりコンフィグレーション制御情報で複数の候補を端末装置固有に通知されても良いし、基地局装置より報知情報の伝送（ブロードキャスト）で複数の候補を通知されても良いし、端末装置と基地局装置間で予め決められていても良い。また、端末装置はデータ送信先の基地局装置と異なる基地局装置より直交リソースの候補を通知されても良い。さらに端末装置は、データ送信先の基地局装置と異なる基地局装置より、コンテンションベースの無線通信技術が可能な基地局装置の情報、例えばセルＩＤや使用可能な周波数や帯域幅、識別信号の直交リソースなどの情報を受信し、コンテンションベースの無線通信技術が可能な基地局装置の同期信号や報知情報などの検知が可能となった時点でコンテンションベースの無線通信技術を使用しても良い。

本実施形態では、基地局装置は図１０の識別信号分離部２０３−１〜２０３−Ｎと送信端末識別部２１１において、送信端末装置の識別ではなく、データを受信していることの識別のために識別信号の分離と検出を行う。識別信号を検出したとしても送信端末装置を一意に識別できないため、データ送信サブフレーム（ＵＬ送信のサブフレーム）に送信端末装置の識別情報を入れる。端末装置は、図６のトラフィック管理部１１４においてコンテンションベースの無線通信技術を選択した場合、データビット列に端末装置の識別子を含める。この識別子はＣ−ＲＮＴＩでも良いし、コンフィグレーション制御情報で予め割り当てられても良いし、その他の端末装置固有の情報であっても良い。また、データ信号の中に端末装置固有の識別情報が含まれる場合は、基地局装置は図１２の復号部２０６５−１〜２０６５−ＵにおいてＣＲＣにより誤りビットが無いことを確認後、データビット列に含まれる端末装置の識別子を取得し、送信端末装置の識別を行う。復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕは得られた情報ビット列の中の端末装置固有の識別情報を送信端末識別部２１１に入力しても良い。該送信端末装置にＡＣＫ／ＮＡＣＫなどの制御情報を送信する場合は、識別した送信端末装置の情報を制御情報生成部２０８に出力する。その後の処理は第１の実施形態と同様のため、説明を省略する。

本実施形態の送信端末装置の識別方法の別の例について説明する。基地局装置は、送信
データの有無を識別信号により識別後、信号検出部２０６において信号の検出を行う。復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕは、誤り訂正復号後のビット列を得た後に、ＣＲＣとＣ−ＲＮＴＩを排他的論理和演算後に誤りビットの有無を確認する。ここで、Ｃ−ＲＮＴＩは端末装置固有の情報であり、本実施形態では識別信号により送信端末装置の識別ができないことから使用すべきＣ−ＲＮＴＩを判別できない。そこで、復号部２０６５−１〜２０６５−Ｕは、コンテンションベースの無線通信技術でデータ送信する可能性のある端末装置の情報（Ｃ−ＲＮＴＩ）を保持しており、保持されている全てのＣ−ＲＮＴＩとＣＲＣの排他的論理和演算の結果から誤りビットの有無を確認する。つまり、基地局装置はＣＲＣにより誤りビットが無いことが確認できたＣ−ＲＮＴＩを使用している端末装置がデータを送信した端末装置と識別できる。

上記のようにすることで、基地局装置は、端末装置がデータ送信時に使用する識別信号の直交リソースをコンフィグレーション制御情報で通知する必要が無くなる。一方、端末装置は任意の直交リソースを使用すれば良い。本実施形態では、その他のデータ送信に係る制御情報を報知情報の伝送（ブロードキャスト）としても良く、その場合には、図３のシーケンスチャートによるＳ２００のコンフィグレーションの制御情報送信は端末固有の制御情報にする必要がなくなり、報知チャネルを使用すれば良い。報知情報として識別信号の直交リソースを通知している場合には、報知情報を受信可能な端末装置であれば、通知されている識別信号の直交リソースを使用することを意味し、多くの端末装置で共有して使用することを意味する。

このような場合、端末装置は初回の基地局装置との接続時に識別子を取得していれば、基地局装置の同期信号や参照信号により基地局装置を発見し、報知チャネルの情報を受信後であれば、端末装置固有の制御情報の送受信なくデータ伝送（コンテンションベースの無線通信技術）を実現できる。また、識別子の取得はデータ伝送を行う基地局装置でなくても良い。例えばカバレッジの広いマクロ基地局装置とカバレッジの狭いスモール基地局装置が存在し、端末装置はマクロ基地局装置と接続時に識別子を取得し、スモール基地局装置のカバレッジに入ってから端末装置固有の制御情報の送受信なくデータ伝送をするなどが可能である。

一方、端末装置が直交リソースを自由に選択し、さらに基地局装置でコンテンションベースの無線通信技術を使用する可能性の端末装置数を把握できないため、データ送信に高い信頼性が必要な端末装置に対しては不向きである。そこで、基地局装置は、高い信頼性が必要な端末装置に対して、報知チャネルで通知している識別信号の直交リソースと異なる直交リソースの割り当てやデータ送信用の周波数リソース、もしくはサブフレームの少なくとも一方をコンフィグレーションの制御情報として送信しても良い。そのため、高い信頼性が必要な端末装置は、コンテンションベースの無線通信技術を使用する場合、コンフィグレーションの制御情報要求を予め送信し、高い信頼性が要求されない端末装置はコンフィグレーションの制御情報要求を送信せずに報知チャネルの情報を基にデータ伝送をする。また、端末装置は、送信データで要求される信頼性により報知チャネルで通知している識別信号の直交リソースとコンフィグレーションの制御情報で通知された識別信号の直交リソースの使用を選択しても良い。

なお、端末装置が同一のデータ送信を複数回行うか、およびその送信回数は、端末装置から基地局装置にＱｏＳとして通知されても良いし、基地局装置がセル単位で決定しても良い。なお、端末装置は第１の実施形態のように送信許可されるアクセス領域を予め通知されており、送信許可されるアクセス領域で、本実施形態のように端末装置が識別信号の直交リソースを選択し、識別信号とデータ信号を送信しても良い。また、送信許可されるアクセス領域の情報はサブフレームセットやＯＦＤＭシンボルの情報など時間領域の情報でも良いし、周波数リソースの情報でも良いし、時間・周波数の両方により定義されるリ
ソースでも良い。

以上のように本実施形態では、コンテンションベースの無線通信技術において、送信端末装置の識別用の信号をデータビット列に含め、データ送信の識別信号の送信に用いる直交リソースを端末装置が自由に決定できる。そのため、端末装置は、予め識別子を取得している場合、基地局装置を発見し、報知チャネルの情報を受信すれば、端末装置固有の制御情報の送受信なく、データ送信が可能となる。その結果、制御情報量を削減でき、システム全体の周波数利用効率の向上を実現でき、多数端末を効率的に収容することができる。

本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる実施形態の機能を実現するように、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）等を制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、一時的にＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリあるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＨａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）、あるいはその他の記憶装置システムに格納される。

尚、本発明に関わる実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体、光記録媒体、磁気記録媒体、短時間動的にプログラムを保持する媒体、あるいはコンピュータが読み取り可能なその他の記録媒体であっても良い。

また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、たとえば、集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。本明細書で述べられた機能を実行するように設計された電気回路は、汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものを含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。前述した電気回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、本発明は当該技術による新たな集積回路を用いることも可能である。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来る。

以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果
を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

１０…基地局装置
２０−１〜２０−Ｎｍ…端末装置
１０１…誤り訂正符号化部
１０２…変調部
１０３…送信信号生成部
１０４…信号多重部
１０５…ＩＦＦＴ部
１０６…識別信号多重部
１０７…送信電力制御部
１０８…送信処理部
１０９…送信アンテナ
１１０…受信アンテナ
１１１…無線受信部
１１２…制御情報検出部
１１３…送信パラメータ記憶部
１１４…トラフィック管理部
１０３０…位相回転部
１０３１…ＤＦＴ部
１０３２…信号割当部
１０３３…位相回転部
１０３４…インターリーブ部
１０４１…参照信号多重部
１０４２…参照信号生成部
１０４３…制御情報多重部
１０４４…制御情報生成部
２０１−１〜２０１−Ｎ…受信アンテナ
２０２−１〜２０２−Ｎ…受信処理部
２０３−１〜２０３−Ｎ…識別信号分離部
２０４−１〜２０４−Ｎ…ＦＦＴ部
２０５−１〜２０５−Ｎ…信号分離部
２０６…信号検出部
２０７…伝搬路推定部
２０８…制御情報生成部
２０９…制御情報送信部
２１０…送信アンテナ
２１１…送信端末識別部
２０５１…参照信号分離部
２０５２…制御情報分離部
２０５３…割当信号抽出部
２０５４…制御情報検出部
２０６１…キャンセル処理部
２０６２…等化部
２０６３−１〜２０６３−Ｕ…ＩＤＦＴ部
２０６４−１〜２０６４−Ｕ…復調部
２０６５−１〜２０６５−Ｕ…復号部
２０６６−１〜２０６６−Ｕ…シンボルレプリカ生成部
２０６７…ソフトレプリカ生成部

Claims (9)

1. 複数の送信装置のデータ信号を受信する受信装置であって、
   スケジューリング要求受信や送信許可の制御情報の送信をせずに送信される前記データ信号を受信する第一のデータ受信と前記スケジューリング要求受信や前記送信許可の制御情報の送信をし、前記制御情報に基づいて送信される前記データ信号を受信する第二のデータ受信が可能な受信処理部と、前記データと一緒に受信する識別信号を直交リソースから分離する識別信号分離部と、前記識別信号からデータ送信をした前記送信装置を識別する送信端末識別部と、前記データ送信に用いる送信パラメータを予め送信する制御情報送信部と、を有し、
   前記受信処理部が前記第一のデータ受信する場合のみ前記送信パラメータに基づいて送信された前記識別信号を受信し、送信端末識別部は前記識別信号からデータ送信の有無を識別することを特徴とする受信装置。
2. 送信端末識別部は、データの中に含まれる送信装置の識別子からデータ送信をした前記送信装置を識別することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記第一のデータ受信の受信データを誤り訂正復号し、復号結果に誤りがあるかをＣＲＣで確認する復号部と、を有し、
   Ｃ−ＲＮＴＩと前記ＣＲＣを排他的論理演算した後に誤りの有無をチェックすることでデータ送信した前記送信装置を識別することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
4. 前記受信処理部は、データ送信に信頼性が要求されない第一の送信装置とデータ送信に信頼性が要求される第二の送信装置からデータを受信する場合、前記制御情報送信部は前記第一の送信装置に対し、複数の前記第一の送信装置と共通の前記識別信号の前記直交リソースの制御情報を送信し、前記第二の送信装置に対し、占有の前記識別信号の前記直交リソースの制御情報を送信することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
5. 受信装置に対してデータ信号を送信する送信装置であって、
   スケジューリング要求送信や前記受信装置が送信する送信許可の制御情報の受信をせずに前記データ信号を送信する送信処理部と、識別信号を直交リソースに多重する識別信号多重部と、前記データ信号の送信に係る送信パラメータを予め受信する制御情報受信部と、を有し、
   前記送信処理部が前記データ送信をする場合に一緒に送信する前記識別信号の直交リソースを前記識別信号多重部が決定することを特徴とする送信装置。
6. 前記制御情報受信部が使用できる前記識別信号の直交リソースの候補を受信し、前記識別信号多重部は前記候補の中から前記識別信号の直交リソースを決定することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
7. 前記識別信号の直交リソースの候補には、サブフレームの情報、周波数リソースの情報、ＯＣＣ系列の情報、ＣＳパターンの情報、ＩＦＤＭＡパターンの情報のいずれかが含まれることを特徴とする請求項５記載の送信装置。
8. 前記制御情報受信部は、前記送信処理部が前記データ送信をする前記受信装置と異なる受信装置より使用できる前記識別信号の直交リソースの候補を受信することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
9. 前記識別信号多重部は、データ送信に要求される信頼性に基づいて前記識別信号の直交リソースを前記候補より選択するか、占有して割り当てられている前記識別信号の直交リ
   ソースを使用するかを決定することを特徴とする請求項６記載の送信装置。

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