JP2019530258A - 送信装置、受信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

信号波形生成において、通信環境に応じてPost-IFFT部の処理を適切に設定することができる端末。端末（２００）において、IFFT部（２０６）は、送信信号に対してIFFT処理を行い、制御部（１０１）は、端末２００（送信装置）の通信環境に応じて、IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定し、Post-IFFT部（２０７）は、決定された信号波形の設定に基づいて、IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行う。

Description

本開示は、送信装置、受信装置及び通信方法に関する。

近年のモバイルブロードバンドを利用したサービスの普及に伴い、モバイル通信におけるデータトラフィックは指数関数的に増加を続けており、将来に向けてデータ伝送容量の拡大が急務となっている。また、今後はあらゆる「モノ」がインターネットを介してつながるIoT（Internet of Things）の飛躍的な発展が期待されている。IoTによるサービスの多様化を支えるには、データ伝送容量だけではなく、低遅延性及び通信エリア（カバレッジ）などのさまざまな要件について、飛躍的な高度化が求められる。こうした背景を受けて、第４世代移動通信システム(4G: 4th Generation mobile communication systems)と比較して性能及び機能を大幅に向上する第５世代移動通信システム(5G)の技術開発・標準化が進められている。

4Gの無線アクセス技術（RAT: Radio Access Technology）の１つとして、3GPPにより標準化されたLTE（Long Term Evolution）-Advancedがある。3GPPでは、5Gの標準化において、LTE-Advancedとは必ずしも後方互換性を持たない新しい無線アクセス技術（NR: New RAT）の技術開発を進めている。

5Gでは、モバイルブロードバンドの更なる高度化(eMBB: enhanced Mobile Broadband)だけではなく、多数MTC(Machine Type Communication)端末のサポート(mMTC: massive MTC)、及び、超高信頼低遅延通信(URLLC: Ultra Reliable and Low Latency Communication)などのサービス又はユースケースの多様化に対応する必要がある。

近年、5Gの多様なユースケースへの適応性、柔軟性を高めることを目的として、NRに用いる信号波形が検討されている。

以下では、3GPPにより標準化されたLTEおよびLTE-Advancedにおける信号波形生成技術について説明する（例えば、非特許文献１−３を参照）。

LTEの下りリンクの信号波形にはOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)が採用されている。下りリンクでOFDMが採用されている理由は、周波数選択性フェージングへの耐性に優れており、また、多値変調及びMIMO(Multiple Input Multiple Output)との親和性が高いことが挙げられる。また、OFDMでは、周波数軸上において不連続なリソースブロックを割当可能であるため、リソース割当の柔軟性が高く、スケジューリング効果が期待できる。しかし、OFDMには、ピーク対平均信号電力比(PAPR: Peak-to-Average Power Ratio)が高いという問題がある。

一方、LTE及びLTE-Advancedの上りリンクの信号波形にはシングルキャリア周波数分割多重(SC-FDMA: Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)が採用されている。SC-FDMAは、離散フーリエ変換（DFT：Discrete Fourier Transform）による拡散によって信号波形生成を実現できるため、DFT拡散OFDM(DFT-s-OFDM: DFT spread OFDM)とも呼ばれる。上りリンクでDFT-s-OFDMが採用されている理由は、PAPRが小さいため、電力効率の高い増幅器の利用に適しており、広範囲なカバレッジをサポートできることが挙げられる。

LTE及びLTE-Advancedで採用されているOFDM及びDFT-s-OFDMは、CP(Cyclic Prefix)を挿入することでシンボル間干渉を除去し、高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)により比較的簡易に実装可能である利点がある。

一方で、CPを用いるOFDM及びDFT-s-OFDMでは帯域外輻射が大きくなるため、隣接帯域とのガードバンドを広く確保する必要がある。また、上りリンクにおいて複数の端末（UE：User Equipment）間が非同期である場合には、サブキャリア間干渉が発生し特性劣化が懸念される。

また、5Gでは、eMBB、mMTC及びURLLCなどの多様なユースケースを提供するSub-RATにおいて、シンボル長又はサブキャリア間隔（subcarrier spacing）をユースケースに合わせて変更することが想定される。同じ周波数単位バンド内において、シンボル長又はサブキャリア間隔が異なるシステム(またはSub-RAT)を混在させると、Sub-RAT間でサブキャリア間干渉が発生する。そのため、CPを用いるOFDM又はDFT-s-OFDMでは、Sub-RAT間でガードバンドを挿入するなどの対策が必要となり、周波数利用効率の低下、及び、5Gで要求される様々なユースケースをサポートする観点からは適応性及び柔軟性に欠ける側面がある。

そこで、NRでは、OFDM又はDFT-s-OFDMが引き続き信号波形の基本になると考えられる一方で、様々なユースケースのサポートを想定した信号波形の検討が進められている。具体的には、OFDM又はDFT-s-OFDMに対して、逆高速フーリエ変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)によって周波数領域信号を時間領域信号に変換した後に、帯域外輻射を抑圧するためのフィルタリング(Filtering)又はウィンドウイング(Windowing)を適用することが議論されている（例えば、非特許文献４を参照）。

また、NRに用いる信号波形として、下りリンクには、LTEと同じOFDMを適用し、かつ、上りリンクにも高い周波数利用効率を実現するためにOFDMを適用することも議論されている（例えば、非特許文献５を参照）。しかし、OFDMでは、PAPRが大きいという問題があるため、LTEで採用されているDFT-s-OFDMと比較してカバレッジが狭くなる。または、上りリンクにおいてOFDMを適用する場合にDFT-s-OFDMと同程度のカバレッジを実現するためには、端末において性能の高い電力増幅器を備える必要となり、端末のコストが増大する。

そこで、LTE-Advancedの標準化においても提案（例えば、非特許文献６を参照）されてきたように、5GにおけるNRの標準化でも、通信環境などに応じて信号波形を切り替えることが提案されている（例えば、非特許文献７を参照）。

具体的には、非特許文献６では、上りリンクにおいて、通信環境に応じてDFT-s-OFDMとOFDMとが切り替えられる。例えば、セル端にいる端末は送信電力が不足する状態になるため、PAPRの小さいDFT-s-OFDMを用いて通信し、基地局（eNBと呼ぶこともある）に近い端末又はセルサイズの小さいスモールセルに接続する端末は送信電力に余裕があるため、OFDMを用いて通信する。DFT-s-OFDMとOFDMとの切り替えは、IFFT処理部に対して変調信号を直接入力するか(OFDMに相当)、IFFT処理の前にDFT拡散を適用するか(DFT-s-OFDMに相当)によって実現できる。

これに対して、非特許文献７には、5Gの多様なユースケースへの適応性、柔軟性を高めることを目的に、図１に示すように、OFDM（マルチキャリアモード）と、DFT-s-OFDM（DFT拡散モード）と、DFT-s-OFDMにゼロ挿入処理を加えたZT-DFT-s-OFDM(Zero-Tail DFT-s-OFDM。ZT拡散モード)と、を切り替える信号波形生成方法(FC-OFDM: Flexible configured OFDM)が示されている。これらの信号波形の切り替えは、非特許文献６と同様に、IFFT処理部に対して変調信号を直接入力するか(OFDMに相当)、IFFT処理の前にDFT拡散を適用するか(DFT-s-OFDMに相当)、又は、IFFT処理の前にDFT拡散を適用し、かつDFT拡散の前段にゼロ挿入を加えるか(ZT-DFT-s-OFDMに相当)によって実現できる。

例えば、eMBBの上りリンクでは、端末はPAPRの小さいDFT-s-OFDMを用いて通信する。また、例えば、複数の端末間が非同期環境となることが想定されるmMTC、又は、伝搬路の遅延スプレッドが大きくなるセル端環境における端末の上りリンクでは、端末はそれらの環境に耐性のあるZT-DFT-s-OFDMを用いて通信する。また、基地局に近い端末又はセルサイズの小さいスモールセルに接続する端末は送信電力に余裕があるため、OFDMを用いて通信する。

また、非特許文献７では、IFFTにより周波数領域信号を時間領域信号に変換した後に、帯域外輻射を抑圧するためのウィンドウイングが適用される。

3GPP TS 36.211 V13.1.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 13)," March 2016. 3GPP TS 36.212 V13.1.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding (Release 13)," March 2016. 3GPP TS 36.213 V13.0.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 13)," March 2016. R1-165173, NTT DOCOMO, INC., "Comparison of candidate waveforms," May 2016 R1-164629, Ericsson,"On OFDM in NR,"May 2016 R1-081791, Panasonic "Technical prosals and considerations for LTE advanced," May 2008 R1-164619, Orange, "Flexible configured OFDM (FC-OFDM) waveform," May 2016 V. Vakilian, et. al., "Universal-filtered multi-carrier technique for wireless systems beyond LTE," Proc. IEEE Globecom Workshop, Dec. 2013.

上述したように、FC-OFDMは、IFFTの前段の処理部(以下、「Pre-IFFT部」と呼ぶ)における処理（OFDM、DFT-s-OFDM、ZT-DFT-s-OFDM）のみを切り替える信号波形生成方式である。一方で、FC-OFDMでは、IFFTの後段の処理部(以下、「Post-IFFT部」と呼ぶ)については、ウィンドウイングのみが固定的に設定されている。つまり、FC-OFDMでは、Post-IFFT処理に関して、通信環境に応じた柔軟な処理について十分な検討がなされていない。

本開示の一態様は、信号波形生成において、通信環境に応じてPost-IFFT部の処理を適切に設定することができる送信装置、受信装置及び通信方法を提供することである。

本開示の一態様に係る送信装置は、送信信号に対してIFFT処理を行うIFFT部と、送信装置の通信環境に応じて、前記IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定する制御部と、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行うPost-IFFT部と、を具備する構成を採る。

本開示の一態様に係る受信装置は、送信装置の通信環境に応じて、送信装置から送信された信号に対する信号波形の設定を決定する制御部と、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記信号に対してPre-FFT処理を行うPre-FFT部と、前記Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行うFFT部と、を具備する構成を採る。

本開示の一態様に係る通信方法は、送信信号に対してIFFT処理を行い、送信装置の通信環境に応じて、前記IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定し、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行う。

本開示の一態様に係る通信方法は、送信装置の通信環境に応じて、送信装置から送信された信号に対する信号波形の設定を決定し、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記信号に対してPre-FFT処理を行い、前記Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行う。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様によれば、信号波形生成において、通信環境に応じてPost-IFFT部の処理を適切に設定することができる。

本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

FC-OFDMの構成例を示す図 各OFDM動作の特徴の一例を示す図 各DFT-s-OFDM動作の特徴の一例を示す図 実施の形態１に係る基地局の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る端末の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るmMTC時の信号波形生成の動作例を示す図 実施の形態１に係るURLLC時の信号波形生成の動作例を示す図 実施の形態２に係る信号波形生成の動作例を示す図

［本開示に至る経緯］
まず、本開示に至る経緯について説明する。

ウィンドウイング及びフィルタリングは、周波数領域での信号波形の広がりを小さくして、帯域外輻射を抑圧することで、隣接帯域とのガードバンドを削減して周波数利用効率を高めたり、サブキャリア間干渉による特性劣化の影響を抑圧したりする技術である。

図２は、LTE及びLTE-Advancedと同様のCPを用いるOFDM(CP-OFDM。つまり、ウィンドウイング及びフィルタリング無し)、ウィンドウイングを用いるOFDM（OFDM+Windowing）、及び、フィルタリングを用いるOFDM（OFDM+Filtering）をそれぞれ用いた場合の特徴の一例（帯域外輻射、シングルユーザ／マルチユーザ時の伝送品質、PAPR、演算量）を示す。また、図３は、LTE及びLTE-Advancedと同様のCPを用いるDFT-s-OFDM(つまり、ウィンドウイング及びフィルタリング無し)、ウィンドウイングを用いるDFT-s-OFDM（DFT-s-OFDM + Windowing）、及び、フィルタリングを用いるDFT-s-OFDM（DFT-s-OFDM + Filtering）をそれぞれ用いた場合の特徴の一例を示す。なお、図２及び図３において、フィルタリングは、UF-OFDM(Universal Filtered OFDM)（例えば、非特許文献８を参照）に代表されるサブバンド単位でフィルタリングを行う方法を仮定している。

ウィンドウイングは、フィルタリングと比較して少ない演算量で帯域外輻射を抑圧することができるものの、ウィンドウイングの適用効果は、ウィンドウイング関数の長さ又は伝搬路遅延に依存する。また、一般に、ウィンドウイングによる帯域外輻射の抑圧効果はフィルタリングと比較して劣る。つまり、図２及び図３に示すように、フィルタリングは、ウィンドウイングと比較して演算量の増加を伴うものの、一般に帯域外輻射の抑圧効果が大きい。

また、ウィンドウイング及びフィルタリングは、周波数領域での信号波形の広がりを抑える（帯域外輻射を抑圧する）代わりに、図２および図３に示すように、PAPR、シングルユーザ環境での伝送品質、送受信機の演算量などの特徴に対して多次元に影響を与える。すなわち、ウィンドウイング及びフィルタリングを適用する場合に、図２及び図３に示すような各特徴について同時に良好な特性を満足させることは困難である。

そこで、本開示の一態様では、信号波形生成において、Post-IFFT部でウィンドウイング又はフィルタリングを用いる場合に、5Gの多様なユースケースに応じて適切にそれらのパラメータを設定することを目的とする。すなわち、本開示の一態様では、通信環境に応じて、信号波形を効率的に決定することを目的とする。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
［通信システムの概要］
本開示の各実施の形態に係る通信システムは、基地局１００及び端末２００を備える。

図４は、本開示の各実施の形態に係る基地局１００の要部構成を示すブロック図である。図４に示す基地局１００において、制御部１０１は、端末２００（送信装置）の通信環境に応じて、端末２００から送信された信号に対する信号波形の設定を決定し、抽出部１１１（Pre-FFT部に対応）は、決定された信号波形の設定に基づいて、FFT処理前の信号に対してPre-FFT処理を行い、FFT部１１２は、Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行う。

図５は、本開示の各実施の形態に係る端末２００の要部構成を示すブロック図である。図５に示す端末２００において、IFFT部２０６は、送信信号に対してIFFT処理を行い、制御部２０１は、端末２００（送信装置）の通信環境に応じて、IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定し、Post-IFFT部２０７は、決定された信号波形の設定に基づいて、IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行う。

なお、図４及び図５は、上りリンクの送受信処理（端末２００が送信装置である場合）について示しているが、本開示は、下りリンクの送受信処理（基地局１００が送信装置である場合）についても同様に適用することができる。

［基地局の構成］
図６は、本開示の実施の形態１に係る基地局１００の構成を示すブロック図である。図６において、基地局１００は、制御部１０１と、符号化部１０２と、変調部１０３と、Pre-IFFT部１０４と、信号割当部１０５と、IFFT部１０６と、Post-IFFT部１０７と、送信部１０８と、アンテナ１０９と、受信部１１０と、抽出部１１１と、FFT部１１２と、信号検出部１１３と、復調部１１４と、復号部１１５と、を有する。

制御部１０１は、端末２００に対する下りリンク又は上りリンクにおける信号波形に関する情報（例えば、基地局１００又は端末２００の通信環境に関する情報）を決定する。制御部１０１は、決定した下りリンクの信号波形に関する情報に基づいて、下りリンク送信のための信号波形設定（例えば、Pre-IFFT部１０４及びPost-IFFT部１０７の処理）を決定し、決定した信号波形設定（処理内容）を示す設定情報をPre-IFFT部１０４及びPost-IFFT部１０７へ出力する。また、制御部１０１は、決定した上りリンクの信号波形に関する情報に基づいて、上りリンク受信のための信号波形設定（例えば、端末２００におけるPre-IFFT処理及びPost-IFFT処理に対応する処理）を決定し、決定した信号波形設定（処理内容）を示す設定情報を抽出部１１１、信号検出部１１３及び復調部１１４へ出力する。また、制御部１０１は、決定した信号波形に関する情報を所定の通知方法（詳細を後述する）に従って端末２００へ通知する。

また、制御部１０１は、端末２００に対するリソース割当（割当帯域、割当帯域幅など）を決定し、決定した無線リソースを示すリソース割当情報を信号割当部１０５及び信号検出部１１３へ出力する。また、制御部１０１は、決定したリソース割当情報を、下りリンク制御信号又は端末固有（UE固有）の上位レイヤのシグナリングにより端末２００（制御部２０１）へ通知する（図示せず）。

符号化部１０２は、送信データ(下りリンクデータ)を符号化し、得られた符号化ビット系列を変調部１０３へ出力する。

変調部１０３は、符号化部１０２から入力される符号化ビット系列を変調して、得られた変調シンボル列をPre-IFFT部１０４へ出力する。

Pre-IFFT部１０４は、変調部１０３から入力される変調シンボル列に対して、制御部１０１から受け取る設定情報に示されるPre-IFFT処理を施して、Pre-IFFT処理後の信号を信号割当部１０５へ出力する。例えば、Pre-IFFT部１０４は、LTE及びLTE-Advancedの下りリンクに用いられているOFDMが指示された場合、変調シンボル列に対して処理を実施せず、変調シンボル列をそのまま信号割当部１０５へ出力する。また、Pre-IFFT部１０４は、LTE及びLTE-Advancedの上りリンクに用いられているDFT-s-OFDMが指示された場合、DFT拡散処理を実施し、DFT拡散後の系列を信号割当部１０５へ出力する。

信号割当部１０５は、Pre-IFFT部１０４から入力される信号を、制御部１０１から指示される無線リソースにマッピングする。信号割当部１０５は、信号がマッピングされた下りリンクの信号をIFFT部１０６へ出力する。

IFFT部１０６は、信号割当部１０５から入力される信号に対して、周波数領域信号を時間領域信号に変換するIFFT処理を施す。IFFT部１０６は、IFFT処理後の時間領域信号をPost-IFFT部１０７へ出力する。

Post-IFFT部１０７は、IFFT部１０６から入力されるIFFT処理後の信号に対して、制御部１０１から受け取る設定情報に示されるPost-IFFT処理を施して、Post-IFFT処理後の信号を送信部１０８へ出力する。例えば、Post-IFFT部１０７は、LTE及びLTE-Advancedに用いられているOFDM又はDFT-s-OFDMが指示された場合、IFFT部１０６から入力される信号に対してCPを挿入する処理を施す。また、Post-IFFT部１０７は、ウィンドウイング又はフィルタリングが指示された場合、IFFT部１０６から入力される信号に対してウィンドウイング又はフィルタリングを施す。

送信部１０８は、Post-IFFT部１０７から入力される信号に対してD/A（Digital-to-Analog）変換、アップコンバート等のRF（Radio Frequency）処理を行い、アンテナ１０９を介して端末２００に無線信号を送信する。

受信部１１０は、アンテナ１０９を介して受信された端末２００からの上りリンク信号の信号波形に対して、ダウンコンバート又はA/D（Analog-to-Digital）変換などのRF処理を行い、得られる受信信号を抽出部１１１に出力する。

抽出部１１１は、制御部１０１から受け取る設定情報に基づいて、受信信号（つまり、FFT処理前の信号）に対して、端末２００が送信した信号波形に対するPost-IFFT設定に対応する処理（CPの除去，ウィンドウイング又はフィルタリングなど。Pre-FFT処理と呼ぶこともある）を施し、当該端末２００からの信号が送信された無線リソース部分を抽出し、抽出した受信信号をFFT部１１２に出力する。

FFT部１１２は、抽出部１１１から入力される信号（時間領域信号。Pre-FFT処理後の信号）に対して、時間領域信号を周波数領域信号に変換するFFT処理を施す。FFT部１１２は、FFT処理により得られた周波数領域信号を信号検出部１１３へ出力する。

信号検出部１１３は、制御部１０１から受け取る設定情報及びリソース割当情報に基づいて、FFT部１１２から入力される信号に対して、端末２００が送信した信号波形に対応した等化処理を施し、等化処理後の信号を復調部１１４へ出力する。

復調部１１４は、制御部１０１から受け取る設定情報に基づいて、信号検出部１１３から入力される信号に対して、端末２００が送信した信号波形に対応した復調処理（Post-FFT処理と呼ぶこともある）を施し、復調後の信号を復号部１１５へ出力する。例えば、端末２００（後述するPre-IFFT部２０４）がPre-IFFT処理としてDFT拡散を施して信号を送信した場合、復調部１１４は、信号に対してIDFT（Inverse Discrete Fourier Transform）処理を施す。

復号部１１５は、復調部１１４から入力される信号に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列（上りリンクデータ）を得る。

［端末の構成］
図７は、本開示の実施の形態１に係る端末２００の構成を示すブロック図である。図７において、端末２００は、制御部２０１と、符号化部２０２と、変調部２０３と、Pre-IFFT部２０４と、信号割当部２０５と、IFFT部２０６と、Post-IFFT部２０７と、送信部２０８と、アンテナ２０９と、受信部２１０と、抽出部２１１と、FFT部２１２と、信号検出部２１３と、復調部２１４と、復号部２１５と、を有する。

制御部２０１は、下りリンク又は上りリンクにおける信号波形に関する情報、及び、リソース割当情報を、例えば、下りリンク制御信号（DCI：Downlink Control Information）又は端末固有の上位レイヤのシグナリングにより基地局１００（制御部１０１）から受け取る（図示せず）。

制御部２０１は、基地局１００（制御部１０１）から通知される下りリンクの信号波形に関する情報に基づいて、下りリンク受信のための信号波形設定（例えば、基地局１００におけるPre-IFFT処理及びPost-IFFT処理に対応する処理）を決定し、決定した信号波形設定（処理内容）を示す設定情報を抽出部２１１、信号検出部２１３及び復調部２１４へ出力する。また、制御部２０１は、上りリンクの信号波形に関する情報に基づいて、上りリンク送信のための信号波形設定（例えば、Pre-IFFT部２０４及びPost-IFFT部２０７の処理）を決定し、決定した信号波形設定（処理内容）を示す設定情報をPre-IFFT部２０４及びPost-IFFT部２０７へ出力する。

また、制御部２０１は、基地局１００（制御部１０１）から通知されるリソース割当情報に基づいて、上りリンク信号を送信する無線リソースを特定し、無線リソースに関する情報を信号割当部２０５へ出力する。また、制御部２０１は、リソース割当情報に基づいて、下りリンク信号を受信する無線リソースを特定し、無線リソースに関する情報を信号検出部２１３へ出力する。

符号化部２０２は、送信データ(上りリンクデータ)を符号化し、得られた符号化ビット系列を変調部２０３へ出力する。

変調部２０３は、符号化部２０２から入力される符号化ビット系列を変調して、得られた変調シンボル列をPre-IFFT部２０４へ出力する。

Pre-IFFT部２０４は、変調部２０３から入力される変調シンボル列に対して、制御部２０１から受け取る設定情報に示されるPre-IFFT処理を施して、Pre-IFFT処理後の信号を信号割当部２０５へ出力する。例えば、Pre-IFFT部２０４は、LTE及びLTE-Advancedの下りリンクに用いられているOFDMが指示された場合、変調シンボル列に対して処理を実施せず、変調シンボル列をそのまま信号割当部２０５へ出力する。また、Pre-IFFT部２０４は、LTE及びLTE-Advancedの上りリンクに用いられているDFT-s-OFDMが指示された場合、DFT拡散処理を実施し、DFT拡散後の系列を信号割当部２０５へ出力する。

信号割当部２０５は、Pre-IFFT部２０４から入力される信号を、制御部２０１から指示される無線リソースにマッピングする。信号割当部２０５は、信号がマッピングされた上りリンクの信号をIFFT部２０６へ出力する。

IFFT部２０６は、信号割当部２０５から入力される信号に対して、周波数領域信号を時間領域信号に変換するIFFT処理を施す。IFFT部２０６は、IFFT処理後の時間領域信号をPost-IFFT部２０７へ出力する。

Post-IFFT部２０７は、IFFT部２０６から入力されるIFFT処理後の信号に対して、制御部２０１から受け取る設定情報に示されるPost-IFFT処理を施して、Post-IFFT処理後の信号を送信部２０８へ出力する。例えば、Post-IFFT部２０７は、LTE及びLTE-Advancedに用いられているOFDM又はDFT-s-OFDMが指示された場合、IFFT部２０６から入力される信号に対してCPを挿入する処理を施す。また、Post-IFFT部２０７は、ウィンドウイング又はフィルタリングが指示された場合、IFFT部２０６から入力される信号に対してウィンドウイング又はフィルタリングを施す。

送信部２０８は、Post-IFFT部２０７から入力される信号に対してD/A（Digital-to-Analog）変換、アップコンバート等のRF（Radio Frequency）処理を行い、アンテナ２０９を介して基地局１００に無線信号を送信する。

受信部２１０は、アンテナ２０９を介して受信された基地局１００からの下りリンク信号の信号波形に対して、ダウンコンバート又はA/D（Analog-to-Digital）変換などのRF処理を行い、得られる受信信号を抽出部２１１に出力する。

抽出部２１１は、制御部２０１から受け取る設定情報に基づいて、受信信号（つまり、FFT処理前の信号）に対して、基地局１００が送信した信号波形に対するPost-IFFT設定に対応する処理（ウィンドウイング又はフィルタリングなど。Pre-FFT処理）を施し、当該基地局１００からの信号が送信された無線リソース部分を抽出し、抽出した受信信号をFFT部２１２に出力する。

FFT部２１２は、抽出部２１１から入力される信号（時間領域信号。Pre-FFT処理後の信号）に対して、時間領域信号を周波数領域信号に変換するFFT処理を施す。FFT部２１２は、FFT処理により得られた周波数領域信号を信号検出部２１３へ出力する。

信号検出部２１３は、制御部２０１から受け取る設定情報及びリソース割当情報に基づいて、FFT部２１２から入力される信号に対して、基地局１００が送信した信号波形に対応した等化処理を施し、等化処理後の信号を復調部２１４へ出力する。

復調部２１４は、制御部２０１から受け取る設定情報に基づいて、信号検出部２１３から入力される信号に対して、基地局１００が送信した信号波形に対応した復調処理（Post-FFT処理）を施し、復調後の信号を復号部２１５へ出力する。例えば、基地局１００（Pre-IFFT部１０４）がPre-IFFT処理としてDFT拡散を施して信号を送信した場合、復調部２１４は、信号に対してIDFT処理を施す。

復号部２１５は、復調部２１４から入力される信号に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列（下りリンクデータ）を得る。

［基地局１００及び端末２００の動作］
以上の構成を有する基地局１００及び端末２００における動作について詳細に説明する。

以下では、基地局１００及び端末２００が、5Gの特定のユースケースに応じて信号波形の設定を決定する方法について説明する。

［mMTCのユースケース］
LTE及びLTE-Advancedに代表される4Gまでの無線アクセス技術は、主にMBBをターゲットに設計されてきたが、5Gでは、IoTをターゲットとしたユースケースもサポートする必要がある。特に、大量のセンサー端末をサポートするmMTCのユースケースでは、スマートフォン及びタブレット端末と比較して低コストで生産できる端末が要求される。このため、端末の電源容量が小さくなり、駆動時間が短くなることが懸念される。

そこで、端末の駆動時間を増加させるために、同期信号などの制御信号を削減することが検討されている。この場合、基地局と端末との間で完全には同期していない端末が存在する状態となり、端末同士が非同期状態となる上りリンク通信をサポートする必要がある。

複数の端末間の信号が基地局において非同期で受信される場合、サブキャリア間干渉が発生する。このため、端末が帯域外輻射の大きい信号波形で信号を送信した場合、伝送特性が著しく劣化する。伝送特性の劣化を防ぐためには、隣接帯域に割り当てられた端末との間にガードバンドを広く確保する必要があるが、ガードバンドの確保は周波数利用効率の劣化につながる。

そこで、本実施の形態では、図８Ａに示すように、基地局１００は、mMTCのユースケースにおける上りリンク通信において、端末２００間が非同期状態における通信を効率良くサポートするために、端末２００（Post-IFFT部２０７）における信号波形設定（Post-IFFT処理）として、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定する。つまり、端末２００（Post-IFFT部２０７）は、複数の端末２００が非同期で動作する場合（ここでは、mMTCのユースケース）における上りリンク通信において、フィルタリング又はウィンドウイングを適用して信号波形を生成する。

mMTCのユースケースにおいて端末２００がフィルタリング又はウィンドウイングを適用して信号波形を生成することで、上りリンクの信号波形における帯域外輻射を抑圧することができる。これにより、複数の端末２００間の信号が基地局１００において非同期で受信される場合でも、サブキャリア間干渉による伝送特性の劣化を防ぐことができる。

また、上りリンクの信号波形における帯域外輻射をPost-IFFT処理（フィルタリング又はウィンドウイング）によって抑圧するため、複数の端末２００の割当帯域間にガードバンドを広く確保する必要がなくなり、周波数利用効率の向上を図ることができる。

なお、mMTCのユースケースにおける上りリンク通信では、端末２００のPre-IFFT部２０４において、図８Ａに示すように、電力効率の高い増幅器を用いることができるDFT拡散を適用することが望ましいが、Pre-IFFT部２０４の処理はこれに限定されるものではない。

［URLLCのユースケース］
5Gでは、IoTをターゲットとしたユースケースとして、低遅延・高信頼が要求されるURLLCもある。URLLCでは、端末及び基地局における信号処理遅延の削減が望まれる。また、低遅延を実現するためにできるだけ少ないシンボル数で通信を行う必要がある。しかし、少ないシンボル数での通信では、カバレッジの確保が困難となり、この場合、周波数ダイバーシチ効果を得ることで通信品質の劣化を防ぐことが考えられる。よって、URLLCでは、広帯域通信が想定される。

一方で、フィルタリングは、一般的に、信号帯域幅が広帯域になるほど信号処理量（演算量）が多くなる。

そこで、本実施の形態では、図８Ｂに示すように、基地局１００及び端末２００は、広帯域での通信が想定され、低遅延通信が要求されるURLLCのユースケースでは、Post-IFFT部１０７，２０７における信号波形設定（Post-IFFT処理）として、フィルタリングを適用しないことを決定する。つまり、基地局１００（Post-IFFT部１０７）及び端末２００（Post-IFFT部２０７）は、URLLCのユースケースにおける通信において、フィルタリングを適用せずに信号波形を生成する。

URLLCのユースケースにおいてPost-IFF部１０７，２０７がフィルタリングを適用しないで信号波形を生成することで、信号波形の生成処理に要する演算量の増加を抑えることができ、広帯域通信における信号処理遅延を低減することができる。これにより、URLLCにおいて低遅延・高信頼を実現できる。

なお、一般に、ウィンドウイングは時間領域における信号処理であるので、ウィンドウイングの演算量は、信号帯域幅（つまり、周波数領域のパラメータ）に依存しない。よって、広帯域通信におけるウィンドウイングの演算量は、フィルタリングと比較して少ない。このことから、URLLCのユースケースでは、基地局１００及び端末２００は、Pre-IFF部１０７，２０７においてウィンドウイングを適用してもよい。ウィンドウイングを適用することで、演算量の増加を抑えつつ、帯域外輻射を比較的低いレベルまで抑圧できる。これにより、例えば、サブキャリア間隔の異なるSub-RATが混在する環境では、Sub-RAT間でガードバンドを広く確保する必要がなくなるという利点がある。

また、URLLCのユースケースでは、基地局１００のPre-IFFT部１０４及び端末２００のPre-IFFT部２０４において、図８Ｂに示すように、少ないシンボル数で周波数ダイバーシチ効果を得るために、DFT拡散を適用しないマルチキャリアモードが望ましいが、Pre-IFFT部１０４，２０４の処理はこれに限定されるものではない。

以上、5Gの特定のユースケースに応じて信号波形を設定する方法について説明した。

なお、上記ユースケース（mMTC又はURLLC）の各々と信号波形の設定との対応関係について予め規定されていてもよい。例えば、基地局１００及び端末２００は、信号波形に関する情報としてmMTCが示される場合には、図８Ａに示す信号波形設定に基づく処理を行い、信号波形に関する情報としてURLLCが示される場合には図８Ｂに示す信号波形設定に基づく処理を行えばよい。

このように、本実施の形態では、基地局１００及び端末２００は、信号波形生成において、Post-IFFT部１０７，２０７でウィンドウイング又はフィルタリングを用いる場合に、5Gの多様なユースケース応じて適切にそれらのパラメータを設定することができる。すなわち、基地局１００及び端末２００は、ユースケースに応じて特定の処理を切り替えることにより、5Gの多様なユースケースに応じたPost-IFFT部１０７，２０７の処理を適切に設定することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、端末が複数のユースケースをサポートする場合に信号波形の設定を適切に決定する方法について説明する。

なお、本実施の形態に係る基地局及び端末は、実施の形態１に係る基地局１００及び端末２００と基本構成が共通するので、図６及び図７を援用して説明する。

上述したように、5Gでは、eMBB、mMTC及びURLLCなどの多様なユースケースを柔軟にサポートすることが望ましい。各ユースケースを提供するSub-RATでは、シンボル長又はサブキャリア間隔をユースケースに合わせて変更することが想定される。また、端末も複数のユースケース又は複数のSub-RATに対応できることが想定される。

各ユースケースでは、要求条件が異なることから、端末では様々なユースケースを想定して柔軟に信号波形を生成できることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、図９に示すように、基地局１００及び端末２００は、Post-IFFT部１０７，２０７に対して複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、Sub-RAT又は当該Sub-RATのユースケースに応じて、Post-IFFT部１０７，２０７の設定を切り替えて信号波形を生成する。

図９では、基地局１００（制御部１０１）及び端末２００（制御部２０１）は、ユースケースに応じて、フィルタリング／ウィンドウイングの適用無し、ウィンドウイングの適用有り、フィルタリングの適用有りを切り替えて、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定を決定する。例えば、基地局１００及び端末２００は、mMTCのユースケースの場合（つまり、複数の端末２００が非同期動作を行う場合）、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定して信号波形を生成してもよい。また、例えば、基地局１００及び端末２００は、URLLCのユースケースの場合（つまり、広帯域通信又は低遅延通信が要求されている場合）、フィルタリング／ウィンドウイングを適用しないこと、又は、ウィンドウイングの適用を決定して信号波形を生成してもよい。

こうすることで、基地局１００及び端末２００は、ユースケース毎の通信環境に適したPost-IFFT処理を行うことができる。

また、Pre-IFFT部１０４，２０４についても同様に、基地局１００及び端末２００は、Pre-IFFT部１０４，２０４に対する複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、Sub-RAT又は当該Sub-RATのユースケースに応じて、Pre-IFFT部１０４，２０４の設定を切り替えて信号波形を生成してもよい。

図９では、基地局１００（制御部１０１）及び端末２００（制御部２０１）は、ユースケースに応じて、マルチキャリアモード（DFT拡散無し）、DFT拡散モード、及び、ZT拡散モードを切り替えて、Pre-IFFT部１０４，２０４に対する信号波形設定を決定する。例えば、基地局１００及び端末２００は、mMTCのユースケースの場合にはDFT拡散モードを設定して信号波形を生成し、URLLCのユースケースの場合にはマルチキャリアモードを設定して信号波形を生成してもよい。

なお、Post-IFFT部１０７，２０７及びPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定は、eMBB、mMTC及びURLLCなどの特定のユースケース又はSub-RATに応じて予め規定されていてもよい。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定、及び、Pre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定は、RRC(Radio Resource Control)信号等の上位レイヤのシグナリングにより基地局１００から端末２００へ通知してもよい。例えば、１つのセルで共通のユースケースを提供する場合には、基地局１００は、セル固有（Cell-specific）のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理及びPre-IFFT処理に対するセル内共通の信号波形設定をセル内の端末２００へ通知する。

一方、１つのセルで複数のユースケースを提供する場合には、基地局１００は、セル固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理及びPre-IFFT処理に対するセル内の複数の信号波形設定をセル内の端末２００へ通知してもよい。また、Sub-RAT固有（Sub-RAT specific）のRRC信号が規定される場合には、基地局１００は、Sub-RAT固有のRRC信号を用いて、当該Sub-RATにおけるPost-IFFT処理及びPre-IFFT処理に対する信号波形設定を端末２００へ通知してもよい。また、基地局１００は、端末固有（UE specific）のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理及びPre-IFFT処理に対する信号波形設定を端末２００毎に通知してもよい。

また、上記RRC信号を用いてPost-IFFT処理及びPre-IFFT処理に対する信号波形設定が通知される場合、端末２００は、上記RRC信号を受信するまではその信号波形設定に基づいて信号波形を生成することができない。したがって、端末２００は、上記RRC信号を受信する前までに送受信が必要な信号（例えば、同期信号、報知信号、ランダムアクセス信号などの共通チャネル）については、予め規定されたPost-IFFT処理及びPre-IFFT処理の信号波形設定に基づいて信号波形を生成し、上記RRC信号を受信した後の信号（例えば、ユニキャストチャネル）については、上記RRC信号により通知されたPost-IFFT処理及びPre-IFFT処理の信号波形設定に基づいて信号波形を生成してもよい。

上述したように、本実施の形態によれば、基地局１００及び端末２００は、ユースケースに応じて、信号波形設定を柔軟に切り替えて信号波形を生成することができる。すなわち、基地局１００及び端末２００は、要求条件の異なるユースケースに対して、特徴の異なる複数のPost-IFFT部及びPre-IFFT部の設定の中から、各ユースケースに適した設定に基づいて信号波形を生成し、通信を行うことが可能になる。

なお、図９では、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、ウィンドウイング及びフィルタリングを適用しない場合、ウィンドウイングを適用する場合、フィルタリングを適用する場合の３つの設定を示しているが、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関しては、上記３つの設定のみに限定されない。例えば、フィルタリングに関して、複数のフィルタリング方法(例えば、サブバンドベースのフィルタリング、サブキャリアベースのフィルタリング等)が設定に含まれもよく、フィルタリング又はウィンドウイングのパラメータ(フィルタ係数、フィルタ長など)が複数設定に含まれてもよい。これにより、基地局１００及び端末２００は信号波形の設定をより柔軟に切り替えることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る基地局及び端末は、実施の形態１に係る基地局１００及び端末２００と基本構成が共通するので、図６及び図７を援用して説明する。

本実施の形態では、端末が信号の送受信に用いる割当帯域幅に応じて、信号波形の設定を適切に決定する方法について説明する。

フィルタリング手法の一つとして、複数のサブキャリアをグループ化したサブバンド単位で時間領域のフィルタリングを適用する信号波形手法がある。サブバンド単位のフィルタリングでは、システム帯域幅を複数のサブバンドで分割し、サブバンド毎にフィルタを適用した後に、それらの信号を合成して信号波形を生成する。この時、サブバンドの帯域幅(サブバンドサイズ)に対して、割当帯域幅が大きい場合、割当帯域を複数のサブバンドに分割してフィルタリングの処理を行う必要があるため、演算量が増加してしまう。

演算量を削減するために、割当帯域幅が大きい場合にはサブバンドサイズを大きくしてフィルタリングを行うことも考えられる。しかし、サブバンドサイズの大きいフィルタを設計する場合、一般に帯域外輻射と帯域内歪みとがトレードオフの関係にある。具体的には、帯域外輻射の抑圧効果を大きくすると、サブキャリア間干渉の影響は抑圧できるものの、帯域内歪みが増加してしまい、シンボル間干渉の影響により伝送品質が劣化する。一方、帯域内歪みの低減効果を大きくすると、帯域外輻射が増大し、サブキャリア間干渉の影響により伝送品質が劣化する。

そこで、本実施の形態では、基地局１００及び端末２００は、Post-IFFT部１０７，２０７に対して複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、基地局１００及び端末２００の通信に割り当てられた割当帯域幅に応じて、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定を決定する。

例えば、基地局１００（制御部１０１）及び端末２００（制御部２０１）は、割当帯域幅に対する閾値を予め設定し、割当帯域幅が閾値未満の場合、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定として、フィルタリングの適用を決定する。こうすることで、基地局１００及び端末２００は、演算量の増大及び帯域外輻射を抑えて信号波形を送信することができる。

一方、基地局１００及び端末２００は、割当帯域幅が閾値以上を超える場合、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定として、フィルタリングを適用しないこと、又はウィンドウイングの適用を決定する。こうすることで、基地局１００及び端末２００は、演算量の増大を抑えて信号波形を送信することができる。

また、Pre-IFFT部１０４，２０４についても同様に、基地局１００及び端末２００は、Pre-IFFT部１０４，２０４に対する複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、割当帯域幅に応じて、Pre-IFFT部１０４，２０４の設定を切り替えて信号波形を生成してもよい。

なお、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定、及び、当該信号波形設定に用いる割当帯域幅に関する情報（以下、割当帯域幅情報と呼ぶ）は予め規定されていてもよい。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定、及び、割当帯域幅情報は、RRC信号等の上位レイヤのシグナリングにより基地局１００から端末２００へ通知してもよい。例えば、１つのセルで共通の信号波形設定及び割当帯域幅情報を用いる場合には、基地局１００は、セル固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定及び割当帯域幅情報をセル内の端末２００へ通知する。

一方、１つのセルでPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する複数の信号波形設定及び割当帯域幅情報を提供する場合には、基地局１００は、セル固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対するセル内の複数の信号波形設定及び割当帯域幅情報をセル内の端末２００へ通知してもよい。また、Sub-RAT固有のRRC信号が規定される場合には、基地局１００は、Sub-RAT固有のRRC信号を用いて、当該Sub-RATにおけるPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定及び割当帯域幅情報を端末２００へ通知してもよい。また、基地局１００は、端末固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定及び割当帯域幅情報を端末２００毎に通知してもよい。

また、上記RRC信号を用いてPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定が通知される場合、端末２００は、上記RRC信号を受信するまではその信号波形設定に基づいて信号波形を生成することができない。したがって、端末２００は、上記RRC信号を受信する前までに送受信が必要な信号（例えば、同期信号、報知信号、ランダムアクセス信号などの共通チャネル）については、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理の予め規定された信号波形設定に基づいて信号波形を生成し、上記RRC信号を受信した後の信号（例えば、ユニキャストチャネル）については、上記RRC信号により通知されたPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理の信号波形設定に基づいて信号波形を生成してもよい。この時、基地局１００及び端末２００は、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する予め規定される信号波形設定を、割当帯域幅に応じて決定してもよい。

上述したように、本実施の形態によれば、基地局１００及び端末２００は、割当帯域幅に応じて、信号波形設定を柔軟に切り替えて信号波形を生成することができる。すなわち、基地局１００及び端末２００は、割当帯域幅に応じて、帯域外輻射及び帯域内歪みの双方を考慮した信号波形で通信を行うことが可能になる。

なお、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、ウィンドウイング及びフィルタリングを適用しない場合、ウィンドウイングを適用する場合、フィルタリングを適用する場合の３つの設定について説明したが、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関しては、上記３つの設定のみに限定しない。例えば、フィルタリングに関して、割当帯域幅に応じて、複数のフィルタリング方法(例えば、サブバンドベースのフィルタリング、サブキャリアベースのフィルタリング等)が設定に含まれてもよく、フィルタリング又はウィンドウイングのパラメータ(フィルタ係数、フィルタ長など)が複数設定に含まれてもよい。これにより、基地局１００及び端末２００は信号波形の設定を柔軟に切り替えることができる。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、割当帯域幅のみでなく、周波数リソース割当方法を考慮してもよい。例えば、基地局１００及び端末２００は、割当帯域が連続するLocalized割り当ての場合（つまり、割当帯域が局所的であり、割当帯域の両端の間の周波数間隔が狭い場合）にはフィルタリングを適用し、Distributed割り当ての場合（つまり、割当帯域がシステム帯域全体に渡り、割当帯域の両端の間の周波数間隔が広い場合）にはフィルタリングを適用しないと判断してもよい。

（実施の形態４）
本実施の形態に係る基地局及び端末は、実施の形態１に係る基地局１００及び端末２００と基本構成が共通するので、図６及び図７を援用して説明する。

本実施の形態では、基地局及び端末が信号の送受信に用いる割当帯域に隣接する隣接帯域の状況に応じて、信号波形の設定を適切に決定する方法について説明する。

フィルタリング及びウィンドウイングの目的は、帯域外輻射を抑圧し、隣接帯域に与えるサブキャリア間干渉を抑圧することである。一方で、フィルタリング及びウィンドウイングは、送受信機の演算量の増大又は伝搬路遅延への耐性を劣化させる要因となる。このため、帯域外輻射を抑圧する必要がない場合には、フィルタリング及びウィンドウイングを適用しないことが望ましい。

そこで、本実施の形態では、基地局１００及び端末２００は、Post-IFFT部１０７，２０７に対して複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、割当帯域に隣接する隣接帯域の状況に応じて、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定を決定する。

例えば、基地局１００（制御部１０１）及び端末２００（制御部２０１）は、割当帯域の隣接帯域がガードバンド無しで運用されている場合、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定として、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定する。こうすることで、基地局１００及び端末２００は、フィルタリング又はウィンドウイングによって隣接帯域への帯域外輻射を抑圧して、信号波形を生成することができる。

一方、基地局１００及び端末２００は、割当帯域の隣接帯域が運用されていない、又は、ガードバンド有りで運用されている場合、Post-IFFT部１０７，２０７に対する信号波形設定として、フィルタリング及びウィンドウイングの双方を適用しないことを決定する。こうすることで、基地局１００及び端末２００は、フィルタリング又はウィンドウイングに要する信号処理が不要となり、伝搬路遅延を抑えることができる。

また、Pre-IFFT部１０４，２０４についても同様に、基地局１００及び端末２００は、Pre-IFFT部１０４，２０４に対する複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、割当帯域の隣接帯域の状況に応じて、Pre-IFFT部１０４，２０４の設定を切り替えて信号波形を生成してもよい。

なお、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定、及び、当該信号波形設定に用いる隣接帯域に関する情報（以下、隣接帯域情報と呼ぶ）は予め規定されていてもよい。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定、及び、隣接帯域情報は、RRC信号等の上位レイヤのシグナリングにより基地局１００から端末２００へ通知してもよい。例えば、１つのセルで共通の信号波形設定及び隣接帯域情報を用いる場合には、基地局１００は、セル固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定及び隣接帯域情報をセル内の端末２００へ通知する。

一方、１つのセルでPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する複数の信号波形設定及び隣接帯域情報を提供する場合には、基地局１００は、セル固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対するセル内の複数の信号波形設定及び隣接帯域情報をセル内の端末２００へ通知してもよい。また、Sub-RAT固有のRRC信号が規定される場合には、基地局１００は、Sub-RAT固有のRRC信号を用いて、当該Sub-RATにおけるPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定及び隣接帯域情報を端末２００へ通知してもよい。また、基地局１００は、端末固有のRRC信号を用いて、Post-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定及び隣接帯域情報を端末２００毎に通知してもよい。

また、上記RRC信号を用いてPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定が通知される場合、端末２００は、上記RRC信号を受信するまではその信号波形設定に基づいて信号波形を生成することができない。したがって、端末２００は、上記RRC信号を受信する前までに送受信が必要な信号（例えば、同期信号、報知信号、ランダムアクセス信号などの共通チャネル）については、予め規定されたPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理の信号波形設定に基づいて信号波形を生成し、上記RRC信号を受信した後の信号（例えば、ユニキャストチャネル）については、上記RRC信号により通知されたPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理の信号波形設定に基づいて信号波形を生成してもよい。この時、基地局１００及び端末２００は、予め規定されるPost-IFFT処理又はPre-IFFT処理に対する信号波形設定を、隣接帯域の状況に応じて決定してもよい。

上述したように、本実施の形態によれば、基地局１００及び端末２００は、隣接帯域の状況に応じて、信号波形設定を柔軟に切り替えて信号波形を生成することができる。すなわち、基地局１００及び端末２００は、帯域外輻射の抑圧、送受信機の演算量の増大又は伝搬路遅延への耐性を考慮した信号波形で通信を行うことが可能になる。

なお、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、ウィンドウイングやフィルタリングを適用しない場合、ウィンドウイングを適用する場合、フィルタリングを適用する場合の３つの設定について説明したが、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関しては、上記３つの設定のみに限定しない。例えば、フィルタリングに関して、隣接帯域の状況に応じて、複数のフィルタリング方法（例えば、サブバンドベースのフィルタリング、サブキャリアベースのフィルタリング等)が設定に含まれてもよく、フィルタリング又はウィンドウイングのパラメータ(フィルタ係数、フィルタ長など)が複数設定に含まれてもよい。これにより、基地局１００及び端末２００は信号波形の設定を柔軟に切り替えることができる。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、隣接帯域の状況として、ガードバンドの設定の有無に限定されず、例えば、サブキャリア間隔又は割当帯域幅を考慮することもできる。具体的には、狭いサブキャリア間隔を用いるSub-RATから広いサブキャリア間隔を用いるSub-RATへの干渉の影響は、その逆の、広いサブキャリア間隔を用いるSub-RATから狭いサブキャリア間隔を用いるSub-RATへの干渉の影響と比較して大きくない。そこで、基地局１００及び端末２００は、隣接帯域において、端末２００の割当帯域におけるサブキャリア間隔よりも狭いサブキャリア間隔を用いるSub-RATが運用されている場合にフィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定して、隣接帯域への帯域外輻射を抑圧すればよい。一方、基地局１００及び端末２００は、隣接帯域において、端末２００の割当帯域におけるサブキャリア間隔以上のサブキャリア間隔を用いるSub-RATが運用されている場合は、フィルタリング及びウィンドウイングの双方を適用しないと決定し、フィルタリング又はウィンドウイングに要する演算量を削減し、伝搬路遅延を抑えればよい。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、隣接帯域の状況のみでなく、基地局１００又は端末２００が送受信に用いる割当周波数位置を考慮してもよい。例えば、基地局１００及び端末２００は、割当帯域において、割当周波数位置が当該割当帯域に隣接する隣接帯域に近接する場合（つまり、割当周波数位置が割当帯域の端であり、隣接帯域へ干渉の影響が及ぶ場合）にはフィルタリングを適用し、割当帯域において、割当周波数位置が隣接帯域に近接していない場合（例えば、割当周波数位置が割当帯域の中央付近であり、隣接帯域へ干渉の影響が及ばない場合）にはフィルタリングを適用しないと判断してもよい。

また、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定に関して、基地局１００及び端末２００は、1つの端末に対して，複数のPost-FFTの設定を用いてもよい。例えば、基地局１００及び端末２００は、割当帯域において、当該割当帯域に隣接する隣接帯域に近接する帯域のみ（つまり、割当帯域の端であり、隣接帯域へ干渉の影響が及ぶ部分）にはフィルタリングを適用し、割当帯域において、隣接帯域に近接していない帯域（例えば、割当帯域の中央付近で、隣接帯域へ干渉の影響が及ばない部分）にはフィルタリングを適用しないと設定してもよい。

（実施の形態５）
本実施の形態は、信号波形設定を動的に通知する方法について説明する。

なお、本実施の形態に係る基地局及び端末は、実施の形態１に係る基地局１００及び端末２００と基本構成が共通するので、図６及び図７を援用して説明する。

実施の形態１〜４では、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定は、予め規定されること、若しくは、RRC信号等の上位レイヤのシグナリングにより基地局１００から端末２００へ通知されることを想定していた。

一方で、実施の形態３及び４で説明したように、割当帯域幅、又は、割当帯域の隣接帯域の状況は変動し得る。

そのため、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４に対する信号波形設定についても、動的に設定可能とすることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、基地局１００及び端末２００は、Post-IFFT部１０７，２０７の複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ、下りリンク制御信号（DCI）又はMACヘッダ等の動的な通知により、Post-IFFT部１０７，２０７の信号波形設定を切り替えて信号波形を生成する。

また、Pre-IFFT部１０４，２０４についても同様に、基地局１００及び端末２００は、Pre-IFFT部１０４，２０４の複数の設定(モード)を有することを許容し、かつ下りリンク制御信号（DCI）又はMACヘッダ等の動的な通知により、Post-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定を切り替えて信号波形を生成してもよい。

上述したように、本実施の形態によれば、基地局１００及び端末２００は、例えば、割当帯域幅、又は、割当帯域の隣接帯域の変動に応じて、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形設定を動的に切り替えることができる。これにより、基地局１００及び端末２００は、帯域外輻射の抑圧、送受信機の演算量の増大又は伝搬路遅延への耐性を考慮した適切な信号波形で通信を行うことが可能になる。

以上、本開示の各実施の形態について説明した。

なお、実施の形態１〜５では、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形に関して、予め規定する方法、RRC信号による通知の方法、さらに、下りリンク制御信号又はMACヘッダ等による動的な通知方法について説明したが、信号波形の設定については、上述方法をいくつか組み合わせてもよい。

例えば、基地局１００及び端末２００は、予め規定する方法、又は、RRC信号による通知方法によって、フィルタリングの適用の有無を設定し、さらに、動的な通知方法によって、フィルタリングのパラメータを設定することも可能である。

また、上記実施の形態では、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の信号波形に関して、基地局１００及び端末２００は、Post-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の複数の設定(モード)を有することを許容する場合について説明した。ただし、特定のチャネル(例えば、下りリンク、上りリンク、サイドリンク)又はSub-RATに応じて、基地局１００及び端末２００が設定可能なPost-IFFT部１０７，２０７又はPre-IFFT部１０４，２０４の設定(モード)が異なってもよい。すなわち、基地局１００及び端末２００は、特定のチャネル又はSub-RAT毎に複数の設定のうち一部の設定を対応付けてもよい。こうすることで、特定のチャネル又はSub-RATと、信号波形設定との組み合わせの数が低減されるので、シグナリングのオーバヘッドを削減することができる。

なお、上記実施の形態では、本開示の一態様をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力と出力を備えてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本開示の送信装置は、送信信号に対してIFFT処理を行うIFFT部と、送信装置の通信環境に応じて、前記IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定する制御部と、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行うPost-IFFT部と、を具備する。

本開示の送信装置において、前記制御部は、複数の送信装置が非同期で動作する場合、前記信号波形の設定として、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定する。

本開示の送信装置において、前記制御部は、前記送信装置に対して低遅延通信が要求される場合、前記信号波形の設定として、フィルタリングを適用しないこと、又はウィンドウイングの適用を決定する。

本開示の送信装置において、前記制御部は、前記送信装置の通信に割り当てられた割当帯域幅が閾値未満の場合、前記信号波形の設定として、フィルタリングの適用を決定し、前記割当帯域幅が前記閾値以上の場合、前記信号波形の設定として、フィルタリングを適用しないこと、又はウィンドウイングの適用を決定する。

本開示の送信装置において、前記制御部は、前記送信装置の通信に割り当てられた割当帯域に隣接する隣接帯域においてガードバンドが設定されている場合、前記信号波形の設定として、フィルタリング及びウィンドウイングの双方を適用しないことを決定し、前記隣接帯域においてガードバンドが設定されていない場合、前記信号波形の設定として、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定する。

本開示の送信装置において、前記通信環境と前記信号波形の設定との対応関係は予め規定されている。

本開示の送信装置において、前記信号波形の設定は、上位レイヤのシグナリング又は制御チャネルによって前記送信装置へ通知される。

本開示の受信装置は、送信装置の通信環境に応じて、送信装置から送信された信号に対する信号波形の設定を決定する制御部と、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記信号に対してPre-FFT処理を行うPre-FFT部と、前記Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行うFFT部と、を具備する。

本開示の通信方法は、送信信号に対してIFFT処理を行い、送信装置の通信環境に応じて、前記IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定し、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行う。

本開示の通信方法は、送信装置の通信環境に応じて、送信装置から送信された信号に対する信号波形の設定を決定し、前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記信号に対してPre-FFT処理を行い、前記Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行う。

本開示の一態様は、移動通信システムに有用である。

１００ 基地局
１０１，２０１ 制御部
１０２，２０２ 符号化部
１０３，２０３ 変調部
１０４，２０４ Pre-IFFT部
１０５，２０５ 信号割当部
１０６，２０６ IFFT部
１０７，２０７ Post-IFFT部
１０８，２０８ 送信部
１０９，２０９ アンテナ
１１０，２１０ 受信部
１１１，２１１ 抽出部
１１２，２１２ FFT部
１１３，２１３ 信号検出部
１１４，２１４ 復調部
１１５，２１５ 復号部
２００ 端末

Claims (10)

1. 送信信号に対してIFFT処理を行うIFFT部と、
   送信装置の通信環境に応じて、前記IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定する制御部と、
   前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行うPost-IFFT部と、
   を具備する送信装置。
2. 前記制御部は、複数の送信装置が非同期で動作する場合、前記信号波形の設定として、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定する、
   請求項１に記載の送信装置。
3. 前記制御部は、前記送信装置に対して低遅延通信が要求される場合、前記信号波形の設定として、フィルタリングを適用しないこと、又はウィンドウイングの適用を決定する、
   請求項１に記載の送信装置。
4. 前記制御部は、前記送信装置の通信に割り当てられた割当帯域幅が閾値未満の場合、前記信号波形の設定として、フィルタリングの適用を決定し、前記割当帯域幅が前記閾値以上の場合、前記信号波形の設定として、フィルタリングを適用しないこと、又はウィンドウイングの適用を決定する、
   請求項１に記載の送信装置。
5. 前記制御部は、前記送信装置の通信に割り当てられた割当帯域に隣接する隣接帯域においてガードバンドが設定されている場合、前記信号波形の設定として、フィルタリング及びウィンドウイングの双方を適用しないことを決定し、前記隣接帯域においてガードバンドが設定されていない場合、前記信号波形の設定として、フィルタリング又はウィンドウイングの適用を決定する、
   請求項１に記載の送信装置。
6. 前記通信環境と前記信号波形の設定との対応関係は予め規定されている、
   請求項１に記載の送信装置。
7. 前記信号波形の設定は、上位レイヤのシグナリング又は制御チャネルによって前記送信装置へ通知される、
   請求項１に記載の送信装置。
8. 送信装置の通信環境に応じて、送信装置から送信された信号に対する信号波形の設定を決定する制御部と、
   前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記信号に対してPre-FFT処理を行うPre-FFT部と、
   前記Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行うFFT部と、
   を具備する受信装置。
9. 送信信号に対してIFFT処理を行い、
   送信装置の通信環境に応じて、前記IFFT処理後の送信信号に対する信号波形の設定を決定し、
   前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記IFFT処理後の送信信号に対してPost-IFFT処理を行う、
   通信方法。
10. 送信装置の通信環境に応じて、送信装置から送信された信号に対する信号波形の設定を決定し、
    前記決定された信号波形の設定に基づいて、前記信号に対してPre-FFT処理を行い、
    前記Pre-FFT処理後の信号に対してFFT処理を行う、
    通信方法。

Images