JP2020025151A - 基地局装置、端末装置および通信方法 - Google Patents

基地局装置、端末装置および通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】送信信号が衝突する可能性がある場合に、高効率な通信が可能な基地局装置、端末装置及び通信方法を提供すること。【解決手段】符号化部と、無線送信部と、を備え、前記符号化部は、第１の符号化部と、分割部と、第２の符号化部と、を備え、前記第１の符号化部は、情報ビットを第１の符号化で符号化し、前記分割部は、前記第１の符号化部の出力を複数のブロックに分割し、前記第２の符号化部は、前記分割部の出力した各々のブロックを誤り訂正符号化して符号化ブロックを生成し、前記無線送信部は、前記複数の符号化ブロックをランダムな送信タイミングで送信する。【選択図】図２

Description

本発明は、基地局装置、端末装置および通信方法に関する。
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）によって仕様策定されたＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）のような通信システムでは、基地
局装置（基地局、送信局、送信点、下りリンク送信装置、上りリンク受信装置、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ、アクセスポイント、ＡＰ）或いは基地局装置に準じる送信局がカバーするエリアをセル（Cell）状に複数配置するセルラ構成とすることにより、通信エリアを拡大することができる。基地局装置には、端末装置（受信局、受信点、下りリンク受信装置、上りリンク送信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、ＵＥ、ステーション、ＳＴＡ）が接続する。このセルラ構成において、隣接するセルまたはセクタ間で同一周波数を利用することで、周波数利用効率を向上させることができる。
また、２０２０年頃の商業サービス開始を目指し、第５世代移動無線通信システム（5Gシステム）に関する研究・開発活動が盛んに行なわれている。最近、国際標準化機関である国際電気通信連合 無線通信部門（International Telecommunication Union Radio communications Sector：ＩＴＵ−Ｒ）より、５Ｇシステムの標準方式（International mobile telecommunication - 2020 and beyond：IMT-2020）に関するビジョン勧告が報告さ
れた（非特許文献１参照）。
５Ｇシステムでは、３つの大きなユースシナリオ（Enhanced mobile broadband(EMBB)
、Massive machine type communication(mMTC)、Ultra-reliable and low latency communication(URLLC)）に代表される様々な要求条件を満たすために、様々な周波数バンドを
組み合わせて、無線アクセスネットワークを運用することが想定されている。その中で、５Ｇでは、低遅延通信の実現するためや制御情報のオーバーヘッドを低減するために、スケジューリングなしのアクセスであるグラントフリーアクセス（コンテンションベースアクセス）技術が検討されている。
しかしながら、グラントフリーアクセス（コンテンションベースアクセス）技術は、ある端末装置の送信信号（パケット）が、他の端末装置の送信信号（パケット）と衝突する可能性がある。送信信号が衝突した場合、基地局装置では、同じ時間／周波数リソースで複数の送信信号を分離・検出する必要がある。送信信号が正しく検出できない場合、その送信信号は再送される必要がある。従って、送信信号が衝突する確率が低くない場合、高効率な通信ができない可能性がある。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、送信信号が衝突する可能性がある場合に、高効率な通信が可能な基地局装置、端末装置及び通信方法を提供
することにある。
上述した課題を解決するために本発明に係る基地局装置、端末装置および通信方法の構成は、次の通りである。
本発明の一態様に係る端末装置は、基地局装置と通信する端末装置であって、符号化部と、無線送信部と、を備え、前記符号化部は、第１の符号化部と、分割部と、第２の符号化部と、を備え、前記第１の符号化部は、情報ビットを第１の符号化で符号化し、前記分割部は、前記第１の符号化部の出力を複数のブロックに分割し、前記第２の符号化部は、前記分割部の出力した各々のブロックを誤り訂正符号化して符号化ブロックを生成し、前記無線送信部は、前記複数の符号化ブロックをランダムな送信タイミングで送信する。
また本発明の一態様に係る端末装置において、前記符号化ブロックは、前記情報ビットを識別するデータＩＤを含む。
また本発明の一態様に係る端末装置において、前記分割部が分割するブロック数は、前記基地局装置から指示される。
また本発明の一態様に係る端末装置において、前記情報ビットに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を前記基地局装置から受信し、前記無線送信部は、前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がＮＡＣＫを示す場合、初送とは異なる数の符号化ブロックを送信する。
また本発明の一態様に係る端末装置において、前記情報ビットに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を前記基地局装置から受信し、前記無線送信部は、前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がＮＡＣＫを示す場合、初送とは異なる送信間隔で符号化ブロックを送信する。
また本発明の一態様に係る端末装置において、前記無線送信部は、前記複数の符号化ブロックを各々異なる送信ビームでビームフォーミングして送信する。
また本発明の一態様に係る基地局装置は、端末装置と通信する基地局装置であって、前記端末装置からランダムなタイミングで送信された１又は複数の符号化ブロックを受信する無線受信部と、前記１又は複数の符号化ブロックを復号する復号部と、を備え、前記復号部は、前記１又は複数の符号化ブロックの各々を誤り訂正復号する第１の復号部と、前記第１の復号部の出力を復号して情報ビットを検出する第２の復号部と、を備える。
また本発明の一態様に係る基地局装置において、前記符号化ブロックは、前記情報ビットを識別するデータＩＤを含み、前記復号部は、同じデータＩＤを持つ前記１又は複数の符号化ブロックから情報ビットを検出する。
また本発明の一態様に係る基地局装置において、前記分割部が分割するブロック数を、前記端末装置に指示する。
また本発明の一態様に係る基地局装置において、前記無線受信部は、各々異なる送信ビームでビームフォーミングされた前記１又は複数の符号化ブロックを受信する。
また本発明の一態様に係る通信方法は、基地局装置と通信する端末装置における通信方法であって、符号化ステップと、無線送信ステップと、を備え、前記符号化ステップは、第１の符号化ステップと、分割ステップと、第２の符号化ステップと、を備え、前記第１の符号化ステップは、情報ビットを第１の符号化で符号化し、前記分割ステップは、前記
第１の符号化ステップの出力を複数のブロックに分割し、前記第２の符号化ステップは、前記分割ステップの出力した各々のブロックを誤り訂正符号化して符号化ブロックを生成し、前記無線送信ステップは、前記複数の符号化ブロックをランダムな送信タイミングで送信する。
また本発明の一態様に係る通信方法は、端末装置と通信する基地局装置における通信方法であって、前記端末装置からランダムなタイミングで送信された１又は複数の符号化ブロックを受信する無線受信ステップと、前記１又は複数の符号化ブロックを復号する復号ステップと、を備え、前記復号ステップは、前記１又は複数の符号化ブロックの各々を誤り訂正復号する第１の復号ステップと、前記第１の復号ステップの出力を復号して情報ビットを検出する第２の復号ステップと、を備える。
本発明によれば、送信信号が衝突する可能性がある場合に、高効率に通信することが可能となる。
本実施形態に係る通信システムの例を示す図である 本実施形態に係る端末装置の構成例を示すブロック図である 本実施形態に係る符号化部の構成例を示すブロック図である 本実施形態に係る符号化ブロックの送信タイミングの例を示す図である 本実施形態に係る符号化ブロックの送信ビームの例を示す図である 本実施形態に係る基地局装置の受信ビームの例を示す図である 本実施形態に係る送信ビームと受信ビームの通信品質例を示す図である 本実施形態に係る基地局装置の構成例を示すブロック図である 本実施形態に係る復号部の構成例を示すブロック図である
本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ）および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、ＵＥ）を備える。また端末装置と接続している（無線リンクを確立している）基地局装置をサービングセルと呼ぶ。
本実施形態における基地局装置及び端末装置は、免許が必要な周波数帯域（ライセンスバンド）及び／又は免許不要の周波数帯域（アンライセンスバンド）で通信することができる。
本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸまたはＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸおよびＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“Ｘおよび／またはＹ”の意味を含む。
図１は、本実施形態に係る通信システムの例を示す図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａ、２Ｂを備える。また、カバレッジ１−１は、基地局装置１Ａが端末装置と接続可能な範囲（通信エリア）である。また、端末装置２Ａ、２Ｂを総称して端末装置２とも称する。
図１において、端末装置２Ａから基地局装置１Ａへの上りリンクの無線通信では、以下の上りリンク物理チャネルが用いられる。上りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）
・ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）
・ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）
ＰＵＣＣＨは、上りリンク制御情報（Uplink Control Information: UCI）を送信する
ために用いられる。ここで、上りリンク制御情報は、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、Downlink-Shared Channel: DL-SCH）に対するＡＣＫ（a positive acknowledgement）またはＮＡＣＫ（a negative acknowledgement）（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ
）を含む。下りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ、ＨＡＲＱフィードバックとも称する。
また、上りリンク制御情報は、下りリンクに対するチャネル状態情報（Channel State Information: CSI）を含む。また、上りリンク制御情報は、上りリンク共用チャネル（Uplink-Shared Channel: UL-SCH）のリソースを要求するために用いられるスケジューリン
グ要求（Scheduling Request: SR）を含む。前記チャネル状態情報は、好適な空間多重数を指定するランク指標ＲＩ（Rank Indicator）、好適なプレコーダを指定するプレコーディング行列指標ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、好適な伝送レートを指定するチャネル品質指標ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、好適なＣＳＩ−ＲＳリソースを
示すＣＳＩ−ＲＳ（Reference Signal、参照信号）リソース指標ＣＲＩ（CSI-RS Resource Indication）などが該当する。
前記チャネル品質指標ＣＱＩは（以下、ＣＱＩ値）、所定の帯域（詳細は後述）における好適な変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなど）、符号化率（coding rate）とすることができる。ＣＱＩ値は、前記変更方式や符号化率に
より定められたインデックス（CQI Index）とすることができる。前記ＣＱＩ値は、予め
当該システムで定めたものをすることができる。
なお、前記ランク指標、前記プレコーディング品質指標は、予めシステムで定めたものとすることができる。前記ランク指標や前記プレコーディング行列指標は、空間多重数やプレコーディング行列情報により定められたインデックスとすることができる。なお、前記ランク指標、前記プレコーディング行列指標、前記チャネル品質指標ＣＱＩの値をＣＳＩ値と総称する。
ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータ（上りリンクトランスポートブロック、UL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータと共に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび／またはチャネル状態情報を送信するために用いられても良い。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンク制御情報のみを送信するために用いられても良い。
また、ＰＵＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ＲＲＣメッセージは、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層において処理される情報／
信号である。また、ＰＵＳＣＨは、ＭＡＣ ＣＥ（Control Element）を送信するために
用いられる。ここで、ＭＡＣ ＣＥは、媒体アクセス制御（MAC: Medium Access Control）層において処理（送信）される情報／信号である。
例えば、パワーヘッドルームは、ＭＡＣ ＣＥに含まれ、ＰＵＳＣＨを経由して報告されても良い。すなわち、ＭＡＣ ＣＥのフィールドが、パワーヘッドルームのレベルを示すために用いられても良い。
ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために用いられる。
また、上りリンクの無線通信では、上りリンク物理信号として上りリンク参照信号（Uplink Reference Signal: UL RS）が用いられる。上りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。ここで、上りリンク参照信号には、ＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）が含まれる。
ＤＭＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連する。例えば、基地局装置１Ａは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの伝搬路補正を行なうためにＤＭＲＳを使用する。ＳＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連しない。例えば、基地局装置１Ａは、上りリンクのチャネル状態を測定するためにＳＲＳを使用する。
図１において、基地局装置１Ａから端末装置２Ａへの下りリンクの無線通信では、以下の下りリンク物理チャネルが用いられる。下りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel；報知チャネル）
・ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel；制御フォーマット指示
チャネル）
・ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel；HARQ指示チャネル）
・ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel；下りリンク制御チャネル）
・ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel；拡張下りリンク制御チャネル）
・ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel；下りリンク共有チャネル）
ＰＢＣＨは、端末装置で共通に用いられるマスターインフォメーションブロック（Master Information Block: MIB, Broadcast Channel: BCH）を報知するために用いられる。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨの送信に用いられる領域（例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重）シンボルの数）を指示する情報
を送信するために用いられる。
ＰＨＩＣＨは、基地局装置１Ａが受信した上りリンクデータ（トランスポートブロック、コードワード）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、上りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを示すＨＡＲＱインディケータ（ＨＡＲＱフィードバック）を送信するために用いられる。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫとも呼称する。端末装置２Ａは、受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫを上位レイヤに通知する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、正しく受信されたことを示すＡＣＫ、正しく受信しなかったことを示すＮＡＣＫ、対応するデータがなかったことを示すＤＴＸである。また、上りリンクデータに対するＰＨＩＣＨが存在しない場合、端末装置２ＡはＡＣＫを上位レイヤに通知する。
ＰＤＣＣＨおよびＥＰＤＣＣＨは、下りリンク制御情報（Downlink Control Information: DCI）を送信するために用いられる。ここで、下りリンク制御情報の送信に対して、
複数のＤＣＩフォーマットが定義される。すなわち、下りリンク制御情報に対するフィールドがＤＣＩフォーマットに定義され、情報ビットへマップされる。
例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＤＳＣＨ（１つの下りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット１Ａが定義される。
例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＤＳＣＨのリソース割り当て
に関する情報、ＰＤＳＣＨに対するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）に関する情報、ＰＵＣＣＨに対するＴＰＣコマンドなどの下りリンク制御情報が含まれる。ここで、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、下りリンクグラント（または、下りリンクアサインメント）とも称する。
また、例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＵＳＣＨ（１つの上りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット０が定義される。
例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＵＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＭＣＳに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＴＰＣコマンドなど上りリンク制御情報が含まれる。上りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、上りリンクグラント（または、上りリンクアサインメント）とも称する。
また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、下りリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ；Channel State Information。受信品質情報とも称する。）を要求（CSI request）するために用いることができる。
また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソース
を示す設定のために用いることができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために用いることができる。
例えば、チャネル状態情報報告は、不定期なチャネル状態情報（Aperiodic CSI）を報
告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、不定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために
用いることができる。基地局装置は、前記定期的なチャネル状態情報報告又は前記不定期的なチャネル状態情報報告のいずれかを設定することができる。また、基地局装置は、前記定期的なチャネル状態情報報告及び前記不定期的なチャネル状態情報報告の両方を設定することもできる。
また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告の種類を示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告の種類は、広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CQI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CQI）などがある。
端末装置は、下りリンクアサインメントを用いてＰＤＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、スケジュールされたＰＤＳＣＨで下りリンクデータを受信する。また、端末装置は、上りリンクグラントを用いてＰＵＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、スケジュールされたＰＵＳＣＨで上りリンクデータおよび／または上りリンク制御情報を送信する。
ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、DL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。
また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションメッセージを送信するために用いら
れる。システムインフォメーションメッセージは、システムインフォメーションブロックタイプ１以外のシステムインフォメーションブロックＸを含む。システムインフォメーションメッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。
また、ＰＤＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ここで、基地局装置から送信されるＲＲＣメッセージは、セル内における複数の端末装置に対して共通であっても良い。また、基地局装置１Ａから送信されるＲＲＣメッセージは、ある端末装置２に対して専用のメッセージ（dedicated signalingとも称する）であっても良い。すな
わち、ユーザ装置スペシフィック（ユーザ装置固有）な情報は、ある端末装置に対して専用のメッセージを使用して送信される。また、ＰＤＳＣＨは、ＭＡＣ ＣＥを送信するために用いられる。
ここで、ＲＲＣメッセージおよび／またはＭＡＣ ＣＥを、上位層の信号（higher layer signaling）とも称する。
また、ＰＤＳＣＨは、下りリンクのチャネル状態情報を要求するために用いることができる。また、ＰＤＳＣＨは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソースを送信するために用いる
ことができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic
CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）
のために用いることができる。
下りリンクのチャネル状態情報報告の種類は広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CSI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CSI）がある。広帯域ＣＳＩは、セルのシステム帯域に対
して１つのチャネル状態情報を算出する。狭帯域ＣＳＩは、システム帯域を所定の単位に区分し、その区分に対して１つのチャネル状態情報を算出する。
また、下りリンクの無線通信では、下りリンク物理信号として同期信号（Synchronization signal: SS）、下りリンク参照信号（Downlink Reference Signal: DL RS）が用いられる。下りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。
同期信号は、端末装置が、下りリンクの周波数領域および時間領域の同期を取るために用いられる。また、下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンク物理チャネルの伝搬路補正を行なうために用いられる。例えば、下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンクのチャネル状態情報を算出するために用いられる。
ここで、下りリンク参照信号には、ＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal;
セル固有参照信号）、ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳ（UE-specific Reference Signal；端末固有参照信号、端末装置固有参照信号）、ＥＰＤＣＣＨに関連するＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ（Non-Zero Power Chanel State Information - Reference Signal）、ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳ（Zero Power Chanel State Information - Reference Signal）が含まれる。
ＣＲＳは、サブフレームの全帯域で送信され、ＰＢＣＨ／ＰＤＣＣＨ／ＰＨＩＣＨ／ＰＣＦＩＣＨ／ＰＤＳＣＨの復調を行なうために用いられる。ＰＤＳＣＨに関連するＵＲＳは、ＵＲＳが関連するＰＤＳＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信され、ＵＲＳが関連するＰＤＳＣＨの復調を行なうために用いられる。
ＥＰＤＣＣＨに関連するＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＥＰＤＣＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信される。ＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＥＰＤＣＣＨの復調を行なうために用いられる。
ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳのリソースは、基地局装置１Ａによって設定される。例えば、端末装置２Ａは、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳを用いて信号の測定（チャネルの測定）を行なう。ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳのリソースは、基地局装置１Ａによって設定される。基地局装置１Ａは、ＺＰ ＣＳＩ−ＲＳをゼロ出力で送信する。例えば、端末装置２Ａは、ＮＺＰ ＣＳＩ−ＲＳが対応するリソースにおいて干渉の測定を行なう。
ＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）
ＲＳは、ＰＭＣＨの送信に用いられるサブフレームの全帯域で送信される。ＭＢＳＦＮ
ＲＳは、ＰＭＣＨの復調を行なうために用いられる。ＰＭＣＨは、ＭＢＳＦＮ ＲＳの送信に用いられるアンテナポートで送信される。
ここで、下りリンク物理チャネルおよび下りリンク物理信号を総称して、下りリンク信号とも称する。また、上りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理信号を総称して、上りリンク信号とも称する。また、下りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理チャネルを総称して、物理チャネルとも称する。また、下りリンク物理信号および上りリンク物理信号を総称して、物理信号とも称する。
また、ＢＣＨ、ＵＬ−ＳＣＨおよびＤＬ−ＳＣＨは、トランスポートチャネルである。ＭＡＣ層で用いられるチャネルを、トランスポートチャネルと称する。また、ＭＡＣ層で用いられるトランスポートチャネルの単位を、トランスポートブロック（Transport Block: TB）、または、ＭＡＣ ＰＤＵ（Protocol Data Unit）とも称する。トランスポート
ブロックは、ＭＡＣ層が物理層に渡す（deliverする）データの単位である。物理層にお
いて、トランスポートブロックはコードワードにマップされ、コードワード毎に符号化処理などが行なわれる。
また、キャリアアグリゲーション（CA; Carrier Aggregation）をサポートしている端
末装置に対して、基地局装置は、より広帯域伝送のため複数のコンポーネントキャリア（CC; Component Carrier）を統合して通信することができる。キャリアアグリゲーション
では、１つのプライマリセル（ＰＣｅｌｌ；Primary Cell）及び１または複数のセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ；Secondary Cell）がサービングセルの集合として設定される。
また、デュアルコネクティビティ（DC; Dual Connectivity）では、サービングセルの
グループとして、マスターセルグループ（MCG; Master Cell Group）とセカンダリセルグループ（SCG; Secondary Cell Group）が設定される。ＭＣＧはＰＣｅｌｌとオプション
で１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。またＳＣＧはプライマリＳＣｅｌｌ（ＰＳＣｅｌｌ）とオプションで１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。
基地局装置は無線フレームを用いて通信することができる。無線フレームは複数のサブフレーム（サブ区間）から構成される。フレーム長を時間で表現する場合、例えば、無線フレーム長は１０ミリ秒（ms）、サブフレーム長は１msとすることができる。この例では無線フレームは１０個のサブフレームで構成される。またサブフレームは複数のＯＦＤＭシンボルを含むため、サブフレーム長をＯＦＤＭシンボル数で表すことができる。例えば、サブフレームはリファレンスサブキャリア間隔（例えば１５ｋＨｚ）のＯＦＤＭシンボル数とすることができる。例えばサブフレーム長を示すＯＦＤＭシンボル数は１４ＯＦＤＭシンボルとすることができる。また、サブフレームは複数のスロットで構成される。スロットは伝送に用いられるサブキャリア間隔のＯＦＤＭシンボル数で表現される。スロッ
トのＯＦＤＭシンボル数は、サブフレームのＯＦＤＭシンボル数と関連してもよい。例えばスロットのＯＦＤＭシンボル数はサブフレームのＯＦＤＭシンボル数と同じ又は１／２とすることができる。例えばスロットは、７又は１４個のＯＦＤＭシンボルで構成される。また、サブキャリア間隔によって、スロットを構成するＯＦＤＭシンボル数が変わっても良い。例えば、サブキャリア間隔が６０ｋＨｚ以上の場合、スロットは１４ＯＦＤＭシンボルで構成される。以下の説明では、サブフレーム長を時間で表す場合に１ｍｓとして説明するが、本発明はこれに限るものではない。またサブフレーム／スロットは、上りリンク信号／チャネルを通信する上りリンク区間及び／又は下りリンク信号／チャネルを通信する下りリンク区間を含むことができる。つまり、サブフレーム／スロットは上りリンク区間のみで構成されても良いし、下りリンク区間のみで構成されても良いし、上りリンク区間及び下りリンク区間で構成されても良い。また、サブフレーム／スロットはガード区間（ヌル区間）を含むことができる。なお、ガード区間の配置できる位置及び／又はガード区間長は固定であってもよいし、基地局装置が設定できてもよい。またガード区間が、サブフレーム／スロットの前方に配置される場合と後方に配置される場合とで設定できる区間長が変わっても良い。また、上りリンク区間、下りリンク区間及びガード区間を含むサブフレーム／スロットでは、各々の区間の配置によって区間長が固定されても良い。また基地局装置は、サブフレーム／スロットの上りリンク区間／下りリンク区間／ガード区間の配置や区間長を上位層で設定することができるし、制御情報に含めて端末に送信することができる。また基地局装置はサブフレーム／スロット又はサブフレームグループ毎に設定することができる。また、スロットよりも短いミニスロットが定義されても良い。サブフレーム／スロット／ミニスロットはスケジューリング単位になることができる。例えばミニスロットは、スロットが１４ＯＦＤＭシンボルの場合、ミニスロットは２、４又は７ＯＦＤＭシンボルとすることができる。また例えば、スロットが７ＯＦＤＭシンボルの場合、ミニスロットは４又は７ＯＦＤＭシンボルとすることができる。
サブフレーム／スロットは１又は複数のＯＦＤＭシンボルを含む。以下の実施形態では、ＯＦＤＭシンボルはＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform;逆高速フーリエ変換
）に基づいて生成されるものを示し、ＯＦＤＭ信号はＯＦＤＭシンボルにガード区間を加えたものを示すことにする。なお、ガード区間は、ゼロ区間（ヌル区間）やＣＰ（Cyclic
Prefix）などである。なお、ガード区間長はゼロになってもよい。
ＯＦＤＭシンボルを生成するためのパラメータは複数設定され得る。パラメータはサブキャリア間隔及び／又はＦＦＴ（Fast Fourier Transform; 高速フーリエ変換）ポイント数が含まれる。また複数のパラメータの基本となるパラメータであるベースパラメータが設定される。なお、ベースパラメータはリファレンスパラメータとも呼ぶ。ベースパラメータ以外のパラメータはベースパラメータに基づいて求めることができる。例えばベースパラメータのサブキャリア間隔が15 kHzの場合、ベースパラメータ以外のパラメータは15
kHzのＮ倍とすることができる。なお、Ｎは整数又は2のｍ乗又は分数である。なお、ｍ
は整数であり、ｍ＝−２など負の数も含む。なお、このＮ又はｍをサブキャリア間隔（パラメータセット）のスケールファクタとも呼ぶ。また、サブキャリア間隔などの値が固定されたパラメータをパラメータセットとも呼ぶ。以下の実施形態では、特に断らない限り、一例として、第１のパラメータセットをサブキャリア間隔15 kHz、第２のパラメータセットをサブキャリア間隔30 kHzとして説明するが、本発明はこれに限らない。また、基地局装置が設定できるパラメータセット数は２に限らない。また以下の実施形態では、特に断りがない限り、第１のパラメータセットと第２のパラメータセットのＦＦＴポイント数は同じとする。つまりサブキャリア間隔が広くなるとＯＦＤＭシンボル長は短くなる。また、第１のパラメータセット、第２のパラメータセットで生成されるＯＦＤＭシンボルをそれぞれ第１のＯＦＤＭシンボル、第２のＯＦＤＭシンボルとも呼ぶ。
また、位相雑音などの影響を軽減するため、キャリア周波数（バンド）が高くなるにつ
れて、サブキャリア間隔を広げることが望ましい。従って、基地局装置はキャリア周波数（バンド）又はキャリア周波数範囲（バンド範囲）でベースパラメータセットを設定することができる。例えば、６ＧＨｚ未満のキャリア周波数を第１のキャリア周波数範囲（バンド範囲）、６ＧＨｚ以上４０ＧＨｚ未満のキャリア周波数を第２のキャリア周波数範囲（バンド範囲）、４０ＧＨｚ以上のキャリア周波数を第３のキャリア周波数（バンド範囲）とする。このとき、基地局装置は、第１のキャリア周波数範囲ではベースパラメータをサブキャリア間隔１５ｋＨｚとすることができる。また基地局装置は、第２のキャリア周波数範囲ではベースパラメータをサブキャリア間隔６０ｋＨｚとすることができる。また基地局装置は、第３のキャリア周波数範囲ではベースパラメータをサブキャリア間隔２４０ｋＨｚとすることができる。
またＣＰ長は複数種類設定されてもよい。またＣＰ長はパラメータセット毎に複数種類設定されてもよい。例えば、２種類のＣＰ長が設定される。また２種類のＣＰは、それぞれ第１のＣＰ、第２のＣＰとも呼ぶ。同じパラメータセットでは、第１のＣＰ長よりも第２のＣＰ長の方が長い。また第１のＣＰ長と第２のＣＰ長は、各パラメータセット間でＯＦＤＭシンボルに対する比率（オーバーヘッド）は同程度とすることができる。なお、第１のＣＰをノーマルＣＰ（normal CP）、第２のＣＰを拡張ＣＰ（extended CP）とも呼称する。また、第１のＯＦＤＭシンボルに第１のＣＰ、第２のＣＰを付加したＯＦＤＭ信号をそれぞれ第１のＯＦＤＭ信号−１、第１のＯＦＤＭ信号−２とも呼ぶ。また、第２のＯＦＤＭシンボルに第１のＣＰ、第２のＣＰを付加したＯＦＤＭ信号をそれぞれ第２のＯＦＤＭ信号−１、第２のＯＦＤＭ信号−２とも呼ぶ。なお、ＣＰ長が複数設定されないパラメータセットがあってもよい。また、パラメータセット毎に設定されるＣＰ長の数が変わっても良い。また、複数のＣＰ長が設定可能な特別なパラメータセットがあってもよい。なお、上記又は以下の実施形態において、上りリンク（端末装置が送信する場合）でも、ＯＦＤＭシンボル／信号として説明する場合があるが、特に断りがなければ、ＯＦＤＭシンボル／信号は、ＯＦＤＭシンボル／信号、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル／信号のことを含む。また、パラメータセットやＣＰ長は下りリンクと上りリンクで同じ又は異なる設定とすることができる。端末装置は、下りリンクに対して設定されたパラメータセットやＣＰ長を用いて下りリンク信号（ＯＦＤＭ信号）を復調し、上りリンクに対して設定されたパラメータセットやＣＰ長を用いて上りリンク信号（ＯＦＤＭ信号、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号）を送信することができる。なお、リファレンスパラメータは、上りリンクと下りリンクで共通とすることができる。このとき、サブフレーム長をリファレンスパラメータから求めると、上りリンクと下りリンクでサブフレーム長は等しくなる。
なお、上りリンクと下りリンクで所定時間区間に含まれるサブフレーム数／スロット数は同じ又は異なる値とすることができ、例えば、下りリンクにおいて該所定時間区間に含まれるサブフレーム数／スロット数は、上りリンクにおいて該所定時間区間に含まれるサブフレーム数／スロット数よりも少なくすることも可能であり、その逆も可能である。このような通信システムが備える基地局装置と端末装置は、上りリンクと下りリンクとで、異なる要求条件が設定される通信サービスを提供することができる。該通信サービスは、例えば、下りリンクが動画伝送等の高速伝送を行なう一方で、上りリンクでは、該動画伝送に対する低遅延での返答が必要となるような通信サービスであり、つまり上りリンクのサブフレーム／スロット長が、下りリンクのサブフレーム／スロット長よりも短く設定される必要がある場合が含まれる。繰り返しになるが、下りリンクのサブフレーム／スロット長が、上りリンクのサブフレーム／スロット長よりも短く設定される必要がある場合も、本実施形態には含まれる。
なお、上りリンク、もしくは下りリンクの一部リソースを使って、別のリンク（例えばサイドリンク）の伝送を行なう場合、端末装置は、該一部リソースで上りリンク伝送（または下りリンク伝送）を行なう場合に設定されるパラメータセットやＣＰ長とは、異なる
パラメータセットやＣＰ長を用いてサイドリンクの伝送を行なうことも可能であり、また、基地局装置より、設定されることも可能である。当然、端末装置は、該一部リソースで上りリンク伝送（または下りリンク伝送）を行なう場合に設定されるパラメータセットやＣＰ長と、同じパラメータセットやＣＰ長を用いてサイドリンクの伝送を行なうことも可能である。また、サイドリンク用に、専用のパラメータセットやＣＰ長が端末装置に設定されることも可能である。
本実施形態において、フレーム長、シンボル長、ＣＰ長などの時間領域のサイズは、基本時間単位Ｔｓで表現する。なお、特に断りがなければ、ポイントはあるＴｓの数を表す。例えば、ＣＰをＮＣＰポイントで表現した場合、ＣＰ長はＮＣＰとＴｓの積になる。ここで、基本時間単位Ｔｓは、サブキャリア間隔、ＦＦＴサイズ（ＦＦＴポイント数）から求めることができる。ここでサブキャリア間隔をＳＣＳ、ＦＦＴポイント数をＮＦＦＴとすると、Ｔｓ＝１／（ＳＣＳ×ＮＦＦＴ）秒（ここでは／は割り算を意味する）となる。従って、ＦＦＴポイント数が等しく、サブキャリア間隔がＮ倍になると、ＣＰ長はＮ分の１になる。なお、Ｔｓは例えばＳＣＳ＝１５ ｋＨｚ、ＮＦＦＴ＝２０４８ポイントのようなリファレンスパラメータ（サブキャリア間隔、ＦＦＴポイント数）に基づいた時間単位であってもよい。この場合、サブキャリア間隔が１５Ｎ ｋＨｚのときの基本時間単位はＴｓ／Ｎ（ここでは／は割り算を意味する）となる。また、ＳＣＳが等しくＮＦＦＴがＮ倍になっても、基本時間単位はＴｓ／Ｎ（ここでは／は割り算を意味する）となる。
また、ＮＦＦＴが共通の場合、ＣＰのポイント数は一部のＯＦＤＭシンボルを除いて全てのパラメータで共通とすることができる。例えば、０．５ｍｓの先頭シンボルを除いたＯＦＤＭシンボルでは、第１のＣＰは１４４ポイントで、第２のＣＰは５１２ポイントとすることができる。またＮＦＦＴが等しい場合、ＳＣＳによってシステム帯域幅が変わる。なお、このようなＳＣＳによって決まるシステム帯域幅をリファレンスシステム帯域幅とも呼ぶ。例えばＳＣＳ＝１５ｋＨｚの場合のリファレンスシステム帯域幅は２０ＭＨｚで、ＳＣＳ＝６０ｋＨｚのリファレンスシステム帯域幅は８０ＭＨｚとすることができる。ＳＣＳ毎にシステム帯域幅が等しい場合、ＳＣＳ毎にＮＦＦＴが変わり、ＴｓはＳＣＳによって等しくなり、ＣＰのポイント数はＳＣＳに応じて変化する。なお、全てのパラメータセットが、例えばＮ倍など、ＳＣＳの変化に応じた統一のルールに準じていなくても良い。つまり、全てのパラメータセットで、第１のＣＰ／第２のＣＰのオーバーヘッドが同等でなくても良い。例えば、Ｎが分数の場合、ＣＰのオーバーヘッドを少なくすることができる。また、Ｎが４以上などで、リファレンスシステム帯域幅が広くなる場合、ＣＰのオーバーヘッドを少なくすることができる。なお、第１のＣＰよりもオーバーヘッドが少ないＣＰをショートＣＰ（ＳＣＰ；Shortened CP）とも呼ぶ。またショートＣＰを第３のＣＰとも呼ぶ。なお第３のＣＰはＮＣＰ＝０の場合を含んで良い。なお第３のＣＰ長がゼロの場合、ゼロＣＰとも呼ぶ。またＯＦＤＭシンボルに第３のＣＰを付加した信号をＯＦＤＭ信号−３とも呼ぶ。なお、ＯＦＤＭ信号−３はＯＦＤＭ信号−１、ＯＦＤＭ信号−２と時間多重されないとしてもよい。また、ＯＦＤＭ信号−３はＯＦＤＭ信号−１、ＯＦＤＭ信号−２と時間／周波数多重されないとしてもよい。また、基地局装置は、第３のＣＰを付加する場合に、端末装置に固有のＣＰ長（ガード区間長、ゼロ区間長、ヌル区間長）を設定することもできる。このとき基地局装置は、第３のＣＰをセル内共通の制御チャネルで送信し、端末固有のＣＰ長を端末固有の制御チャネルで送信することができる。また、第３のＣＰは、あるキャリア周波数範囲でのみ設定してもよい。
一般的に、同程度のキャリア周波数ではサブキャリア間隔に依らず遅延広がりは同様なため、遅延広がりの影響が少ないＣＰ長にすることが望ましい。従って、基地局装置は、キャリア周波数又はキャリア周波数範囲で、パラメータセット毎にベース（リファレンス）となるＣＰ長を設定することができる。例えば、第１のキャリア周波数範囲において、第１のパラメータセットのベースＣＰは第１のＣＰとし、第２のパラメータセットのベー
スＣＰは第２のＣＰとすることができる。なお、遅延広がりは、基地局装置のカバレッジ（送信電力）、セル半径、基地局装置と端末装置との距離などが影響するため、同じキャリア周波数の場合に基地局装置毎／端末装置毎にＣＰ長を変えると、効率の良い通信が可能となる。従って、基地局装置／端末装置は、同一サブフレーム内で第１のＣＰが付加されたＯＦＤＭシンボルと第２のＣＰが付加されたＯＦＤＭシンボルを時間領域／周波数領域で多重して送信することができる。第１のＣＰが付加されたＯＦＤＭシンボルと第２のＣＰが付加されたＯＦＤＭシンボルは同じパラメータセットでも異なるパラメータセットでも良い。また、サブフレームをリファレンスパラメータ（サブキャリア間隔）のＯＦＤＭシンボル数とする場合、ＯＦＤＭシンボル数は第１のＣＰを考慮して求めても良いし、第２のＣＰを考慮して求めても良い。また、第１のＣＰ又は第２のＣＰか、もしくは、ＣＰ長、はリファレンスパラメータに含めることができる。
なお、端末装置がサポートしているパラメータセットは端末装置の機能（能力）又は端末装置のカテゴリとして基地局装置に報告される。また、あるサブキャリア間隔において、第１のＣＰ／第２のＣＰ／第３のＣＰをサポートしているか否かを示す情報は端末装置の機能（能力）又は端末装置のカテゴリに含めることができる。第１のＣＰ／第２のＣＰ／第３のＣＰをサポートしているか否かを示す情報は、バンド毎又はバンドコンビネーション毎に示すことができる。基地局装置は、端末装置から受信した端末装置の機能（能力）又は端末装置のカテゴリによって、端末装置がサポートしているパラメータセット又はＣＰ長の送信信号を送信することができる。
基地局装置／端末装置は、データ復調に用いられる復調参照信号（UE固有参照信号、ＤＭＲＳ（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、下りリンク復調参照信号、上りリンク復調参照信号）を端末装置／基地局装置に送信する。基地局装置／端末装置は、復調参照信号を用いてデータ信号を復調する。５Ｇは、様々なユースケースや帯域幅をサポートすることが求められる。例えば、低速伝送レート、高速伝送レート、低遅延、高信頼性、高速移動環境、高周波数帯通信などがある。このような様々な無線環境や伝送方法に対して、それぞれに適した復調ができることが望ましい。このため、復調参照信号は、柔軟な送信（設定）ができることが望ましい。また、下りリンク、上りリンクで例えばＯＦＤＭなどの共通の信号波形を用いる場合は、下りリンク、上りリンクの参照信号はある程度は共通の構成（設定）であることが望ましい。
特に低遅延通信の要求や低コスト端末の消費電力低減のために、端末装置は、スケジューリング（上りリンクグラントの送信）をされずにデータ送信（アクセス）することが可能である。なお、スケジューリング（上りリンクグラント）なしでデータ送信することを、グラントフリーアクセスとも呼ばれる。また、スケジューリングをしないため、端末装置間でデータが衝突する可能性があるため、コンテンションベースアクセスとも呼ばれる。グラントフリーアクセスでは、基地局装置はスケジューリングをしないため、スケジューリング情報を端末装置に送信する必要はない。また端末装置は、スケジューリング情報を受信する必要はないため、上りリンクグラントをモニタリングする必要はない。
グラントフリーアクセスでは、各端末装置は、無線リソースを共有してデータを送信することができる。例えば、無線リソースは、マルチアクセス物理リソースとマルチアクセスシグネチャで構成される。例えば、マルチアクセス物理リソースは、時間や周波数で示される。また、マルチアクセスシグネチャは、拡散コード、コードブック、系列、インターリーバ、リソースマッピングパターン、復調参照信号、プリアンブル、空間リソース（ビームパターン、ビーム方向）、送信電力の一部又は全部を示す。なお、マルチアクセス物理リソースは、リソースが直交しているため、直交リソースとも呼ばれる。また、マルチアクセスシグネチャは、リソースが分かれていても干渉が生じる可能性があるため、非直交リソースとも呼ばれる。端末装置は、マルチアクセス物理リソースとマルチアクセス
シグネチャを選択して、データを送信することができる。また、マルチアクセス物理リソース／マルチアクセスシグネチャは、データ信号と参照信号で共通に（リンクして）設定されてもよい。また、マルチアクセス物理リソース／マルチアクセスシグネチャは、データ信号と参照信号で独立に設定されてもよい。この場合、参照信号のマルチアクセス物理リソースは、参照信号物理リソースとも呼ばれる。また、参照信号のマルチアクセスシグネチャは、参照信号シグネチャとも呼ばれる。例えば、参照信号物理リソースは、時間／周波数リソース及び／又は、時間密度、周波数密度を示す。また、例えば、参照信号シグネチャは、直交カバーコード、送信ビーム、サイクリックシフトの一部又は全部を含む。時間密度は、Ｎ（Ｎ＞０の整数）シンボル／スロット／サブフレーム毎に参照信号が配置されることを示す。また時間密度は、Ｎ通りの配置パターンのうちの１つを示すことができる。例えばＮ＝２の場合、時間密度は、偶数シンボル／スロット／サブフレーム又は奇数シンボル／スロット／サブフレームを示す。周波数密度は、Ｍ（Ｍ＞０の整数）サブキャリア／サブバンド毎に参照信号が配置されることを示す。また、周波数密度は、Ｍ通りの配置パターンのうちの１つを示すことができる。例えば、Ｍ＝２の場合、周波数密度は、偶数サブキャリア／サブバンド又は奇数サブキャリア／サブバンドを示す。また、参照信号物理リソースと参照信号シグネチャは、アンテナポート番号によってリンクされてもよい。例えば、アンテナポート番号は、参照信号物理リソースのうちの１つと参照信号シグネチャのうちの１つを示すことができる。
基地局装置は、グラントフリーアクセスが可能な無線リソースを端末装置に指示又は設定することができる。例えば、基地局装置は、上位層のシグナリングで、グラントフリー用のリソースプールを設定することができる。この場合、端末装置は、リソースプールからランダムにリソースを選択し、任意の送信タイミングでデータ信号及び／又は参照信号を送信することができる。なお、リソースプールは、時間及び／又は周波数リソース及び／又は空間リソースを示すことができる。また、リソースプールは、アクティブ／デアクティブなどの情報で利用可能か否かを制御されても良い。
また基地局装置は、利用可能なリソース情報を含む複数の端末装置で共通の下りリンク制御情報を送信することができる。利用可能なリソース情報は、利用可能なマルチアクセス物理リソース、利用可能なマルチアクセスシグネチャ、利用可能な参照信号物理リソース、利用可能な参照信号シグネチャの一部又は全部を示す。端末装置は、共通の下りリンク制御情報に含まれる利用可能なりソース情報に示されているリソースで、データ信号及び／又は参照信号を送信することができる。
また、端末装置は、周囲の通信状況を観測（キャリアセンス）し、通信している機器がいない（ＩＤＬＥ）と判断した場合に、送信することができる。キャリアセンスする期間は、固定又はランダムである。
図２は、本実施形態における端末装置２の構成を示す概略ブロック図である。図２に示すように、端末装置２Ａは、上位層処理部（上位層処理ステップ）２０１、制御部（制御ステップ）２０２、送信部（送信ステップ）２０３、受信部（受信ステップ）２０４、チャネル状態情報生成部（チャネル状態情報生成ステップ）２０５と送受信アンテナ２０６を含んで構成される。また、上位層処理部２０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）２０１１、スケジューリング情報解釈部（スケジューリング情報解釈ステップ）２０１２を含んで構成される。また、送信部２０３は、符号化部（符号化ステップ）２０３１、変調部（変調ステップ）２０３２、上りリンク参照信号生成部（上りリンク参照信号生成ステップ）２０３３、多重部（多重ステップ）２０３４、無線送信部（無線送信ステップ）２０３５を含んで構成される。また、受信部２０４は、無線受信部（無線受信ステップ）２０４１、多重分離部（多重分離ステップ）２０４２、信号検出部（信号検出ステップ）２０４３を含んで構成される。
上位層処理部２０１は、ユーザの操作等によって生成された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を、送信部２０３に出力する。また、上位層処理部２０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet
Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）
層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。
上位層処理部２０１は、端末装置の機能（UE capability）等、端末装置に関する情報
を、送信部２０３に出力する。
なお、以下の説明において、端末装置に関する情報は、その端末装置が所定の機能をサポートするかどうかを示す情報、または、その端末装置が所定の機能に対する導入およびテストの完了を示す情報を含む。なお、以下の説明において、所定の機能をサポートするかどうかは、所定の機能に対する導入およびテストを完了しているかどうかを含む。
例えば、端末装置が所定の機能をサポートする場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信する。端末装置が所定の機能をサポートしない場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信しない。すなわち、その所定の機能をサポートするかどうかは、その所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信するかどうかによって通知される。なお、所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）は、１または０の１ビットを用いて通知してもよい。
無線リソース制御部２０１１は、自端末装置の各種設定情報の管理をする。また、無線リソース制御部２０１１は、上りリンクの各チャネルに配置される情報を生成し、送信部２０３に出力する。
無線リソース制御部２０１１は、基地局装置から送信されたＣＳＩフィードバックに関する設定情報を取得し、制御部２０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１１は、下りリンクのリファレンスパラメータ（サブキャリア間隔）、ＣＰ長、ＦＦＴポイント数などの設定情報を基地局装置から取得し、制御部２０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１１は、上りリンクのリファレンスパラメータ（サブキャリア間隔）、ＣＰ長、ＦＦＴポイント数などの設定情報を基地局装置から取得し、制御部２０２に出力する。
スケジューリング情報解釈部２０１２は、受信部２０４を介して受信した下りリンク制御情報を解釈し、スケジューリング情報を判定する。また、スケジューリング情報解釈部２０１２は、スケジューリング情報に基づき、受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部２０２に出力する。
制御部２０２は、上位層処理部２０１から入力された情報に基づいて、受信部２０４、チャネル状態情報生成部２０５および送信部２０３の制御を行なう制御信号を生成する。制御部２０２は、生成した制御信号を受信部２０４、チャネル状態情報生成部２０５および送信部２０３に出力して受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なう。
制御部２０２は、チャネル状態情報生成部２０５が生成したＣＳＩを基地局装置に送信するように送信部２０３を制御する。
受信部２０４は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置１Ａから受信した受信信号を、分離、復調、復号し、復号した情報
を上位層処理部２０１に出力する。
無線受信部２０４１は、送受信アンテナ２０６を介して受信した下りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信した信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。
また、無線受信部２０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去し、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を抽出する。
多重分離部２０４２は、抽出した信号をＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号に、それぞれ分離する。また、多重分離部２０４２は、チャネル測定から得られた所望信号のチャネルの推定値に基づいて、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、およびＥＰＤＣＣＨのチャネルの補償を行ない、下りリンク制御情報を検出し、制御部２０２に出力する。また、制御部２０２は、ＰＤＳＣＨおよび所望信号のチャネル推定値を信号検出部２０４３に出力する。
信号検出部２０４３は、ＰＤＳＣＨ、チャネル推定値を用いて、信号検出し、上位層処理部２０１に出力する。
送信部２０３は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、上りリンク参照信号を生成し、上位層処理部２０１から入力された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を符号化および変調し、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、および生成した上りリンク参照信号を多重し、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置１Ａに送信する。
符号化部２０３１は、上位層処理部２０１から入力された上りリンク制御情報を畳み込み符号化、ブロック符号化、Ｐｏｌａｒ符号等の符号化を行う。また、符号化部２０３１は、ＰＵＳＣＨのスケジューリングに用いられる情報に基づきターボ符号化、ＬＤＰＣ（低密度パリティ検査符号：Low Density Parity Check）符号化、Ｐｏｌａｒ符号化、ブロック符号化などの誤り訂正符号化、及び／又は、ＬＴ（Luby Transform）符号化、Ｒａｐｔｏｒ符号化などのレートレス符号化を行なう。ＬＴ符号は、入力されたビットからランダムにｄ（ｄ＝１、２、・・・）ビットを選択し、排他的論理和演算して符号化ビットを生成する。符号化ビットは任意の数が生成される。ｄの値は、例えば、理想ソリトン（Ideal Soliton）分布やロバストソリトン（Robust Soliton）分布などの次数分布に従う。
なお、ｄのパターン（候補系列）は規定されてもよい。Ｒａｐｔｏｒ符号はＬＤＰＣ符号とＬＴ符号を組合せたものである。
変調部２０３２は、符号化部２０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の下りリンク制御情報で通知された変調方式または、チャネル毎に予め定められた変調方式で変調する。
上りリンク参照信号生成部２０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（physical cell identity: PCI、Cell IDなどと称される）、上りリンク参照信号を配置する帯域幅、上りリンクグラントで通知されたサイクリックシフト、ＤＭＲＳシーケンスの生成に対するパラメータの値などを基に、予め定められた規則（式）で求まる系列を生成する。
多重部２０３４は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、ＰＵＳＣＨの変調
シンボルを並列に並び替えてから離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform: DFT
）する。また、多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎に多重する。つまり、多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎にリソースエレメントに配置する。
無線送信部２０３５は、多重された信号を逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier
Transform: IFFT）して、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式の変調を行い、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを生成し、生成されたＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにＣＰを付加し、ベースバンドのディジタル信号（ＳＣ−ＦＤＭＡ信号）を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、余分な周波数成分を除去し、アップコンバートにより搬送周波数に変換し、電力増幅し、送受信アンテナ２０６に出力して送信する。
なお、端末装置２はＳＣ−ＦＤＭＡ方式に限らず、ＯＦＤＭＡ方式の変調を行うことができる。
図３は、符号化部２０３１の構成例を示す概略ブロック図である。図３では、例として、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３通りの構成を示している。
図３（ａ）は、インターリーブ部（インターリーブステップ）２０３１１、第１の符号化部（第１の符号化ステップ）２０３１２、分割部（分割ステップ）２０３１３を備える。インターリーブ部２０３１１は、入力ビット（例えばトランスポートブロック、情報ビット、データビット）を並び替える。第１の符号化部２０３１３は、情報ビットに対して、誤り訂正符号化及びＣＲＣ（巡回冗長検査；Cyclic Redundancy Check）ビットを付加
する。分割部２０３１３は、入力ビットを１又は複数のブロックに分割する。分割した各々のブロックを符号化ブロックとも呼ぶ。分割部２０３１３が分割するブロック数は、固定（規定）、基地局装置からの指示（設定）又はランダムな値とすることができる。このとき、１又は複数の符号化ブロックのうち、一部の符号化ブロックの通信品質が良ければ、誤り訂正復号により、情報ビットを正しく復号できる可能性は高い。
図３（ｂ）は、第２の符号化部（第２の符号化ステップ）２０３１４、分割部（分割ステップ）２０３１５を備える。第２の符号化部２０３１４は、入力ビット（例えばトランスポートブロック、情報ビット、データビット）をレートレス符号化する。分割部２０３１５は入力ビットを１又は複数のブロックに分割する。分割されたブロックはＣＲＣビットが付加され、符号化ブロックとして出力される。レートレス符号化は消失訂正符号化（Erasure coding）の１種であり、一部の符号化ブロックが消失しても情報ビットを復号できる。言い換えると、１又は複数の符号化ブロックのうち一部の符号化ブロックの通信品質が良ければ、情報ビットを正しく復号できる可能性は高い。
図３（ｃ）は、第２の符号化部（第３の符号化ステップ）２０３１６、分割部（分割ステップ）２０３１７、第１の符号化部（第１の符号化ステップ）２０３１８を備える。第２の符号化部２０３１６は、入力ビット（例えばトランスポートブロック、情報ビット、データビット）を誤り訂正符号化又はレートレス符号化する。分割部２０３１７は、入力ビットを１又は複数のブロックに分割する。第１の符号化部２０３１８は、分割部２０３１７が出力する各ブロックに対して、誤り訂正符号化及びＣＲＣビットを付加して符号化ブロックを生成する。なお、図３（ｃ）において、第２の符号化を外符号化、第１の符号化を内符号化とも呼ぶ。従って、１又は複数の符号化ブロックのうち一部の符号化ブロックを正しく復号できれば、外符号を復号することによって情報ビットを正しく復号できる可能性は高い。なお、分割部２０３１７が分割したビット系列をトランスポートブロックと呼んでも良い。
端末装置は、基地局装置が復号するための制御情報（復号情報）を送信することができる。復号情報は符号化ブロックに付加されて送信される。復号情報は、データＩＤ、ＵＥＩＤ、符号化ブロック数、符号化ＩＤの一部又は全部を含む。データＩＤは情報ビット（トランスポートブロック）の識別子である。同じ情報ビットに対して、複数の符号化ブロックを送信する場合、同じデータＩＤが設定される。この場合、基地局装置は、同じデータＩＤの符号化ブロックを集めて、情報ビットを復号することができる。ＵＥＩＤは、端末装置の識別子であり、どの端末装置が送信したデータかを示す。なお、ＵＥＩＤは、マルチアクセス物理リソース、マルチアクセスシグネチャ、参照信号物理リソース、参照信号シグネチャの一部又は全部と関連付けられてもよい。符号化ブロック数は、情報ビットが送信される符号化ブロック数であり、端末装置が符号化ブロック数を選択（決定）する場合に送信される。符号化ＩＤは符号化の識別子であり、符号化方式又は符号化パラメータを含む。符号化方式は、どの符号化方式で符号化したかを示す。符号化パラメータは、符号化するときのパラメータであり、符号化率や擬似ランダム系列を生成するための初期値（ＩＤ）が含まれる。擬似ランダム系列はインターリーブパターン生成やＬＴ符号／Ｒａｐｔｏｒ符号の次数分布生成などに用いられる。
誤り訂正符号化されている符号化ブロック（コードワード）は、符号化ブロックの衝突がない又は強い干渉信号がないなど、通信品質が良ければ、誤りなく復号できる可能性が高い。上述した図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、端末装置が送信した複数の符号化ブロックのうち少なくとも一部の符号化ブロックが正しく復号できれば、基地局装置は情報ビットを正しく得られる可能性が高い。従って、符号化ブロックの衝突確率を下げることが重要である。
図４は、符号化ブロックの送信タイミング（周期）の例を示す。図４では、端末装置１（図４（ａ））と端末装置２（図４（ｂ））がそれぞれ異なる送信タイミング（周期）で送信している。図４の例では、端末装置１及び端末装置２は、各々が３つの符号化ブロック（ＣＢ）を送信する。３つの符号化ブロックは、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３と表記している。またＴ１は端末装置１における符号化ブロックの送信周期、Ｔ２は端末装置２における符号化ブロックの送信周期を示している。送信周期は、Ｔシンボル／スロット／サブフレームで示される。なお、Ｔは正の整数であり、Ｔ＝０を含む。Ｔ＝０の場合、各符号化ブロックは、連続するシンボル／スロット／サブフレームで送信される。また、送信周期Ｔは、基地局装置から指示又は設定される、又は、端末装置で選択する。なお、基地局装置は、Ｔの最大値又はＴの候補を指示又は設定してもよい。この場合、端末装置は、Ｔの最大値を越えない値又はＴの候補から選択された値を送信周期とすることができる。また図４では、一例として、各符号化ブロックの通信品質は、ＯとＸで示している。例えば、Ｏは通信品質が良い状態を示し、誤りなく復号できる符号化ブロックであり、Ｘは衝突などにより通信品質が劣化し、正しく復号できない符号化ブロックである。図４の例では、端末装置１のＣＢ２と端末装置のＣＢ１が衝突しているためＸになっている。このように、端末装置毎に異なる送信周期で送信すれば、符号化ブロックの衝突確率が低下し、基地局装置で情報ビットを正しく復号できる確率を向上させることができる。なお、図４では、ＣＢ１とＣＢ２の間隔とＣＢ２とＣＢ３の間隔を同じとしているが、異なっても良い。また、図４は時間軸の例であるが、周波数軸でも同様に可能である。この場合、端末装置毎に異なるサブキャリア／サブバンド間隔で送信すれば良く、同じ送信タイミングで送信されても衝突確率を低下させることができる。
図５から図７は、ビームフォーミングを用いた例を説明するための図である。特に高周波数帯では、多数（大規模）アンテナを用いて高精度なビームフォーミングが可能である。図５は、端末装置が複数の符号化ブロックを送信する際に、（ａ）符号化ブロック毎に同じ送信ビーム（ビームパターン、ビーム方向）で送信する例、（ｂ）符号化ブロック毎
に異なる送信ビームで送信する例を示している。図５では、端末装置は、３つの符号化ブロック、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３を送信する。同じ送信ビームで送信する場合、端末装置は、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３を同じ送信ビーム１で送信する。異なる送信ビームで送信する場合、端末装置は、ＣＢ１は送信ビーム１で、ＣＢ２は送信ビーム２で、ＣＢ３は送信ビーム３で送信する。なお、図５は時間軸で説明しているが、周波数軸も同様である。また、複数のサブアレーの各々で異なる送信ビームで各符号化ブロックを送信することも可能である。なお、送信ビームは、アナログビームフォーミング、ディジタルビームフォーミング、アナログとディジタルのハイブリッドビームフォーミング、プリコーディングによって形成される。また、データ信号と復調参照信号は同じビームフォーミングとすれば、基地局装置は、送信ビームの情報がなくても復調可能である。
図６は、基地局装置の受信ビーム（ビームパターン、ビーム方向）の例を説明するための図である。図６では、基地局装置は、サブアレー６０１、サブアレー６０２、サブアレー６０３、サブアレー６０４を備える。各サブアレーは同じ受信タイミングで異なる受信ビームを形成することができる。図６の例では、サブアレー６０１は受信ビーム１を形成し、サブアレー６０２は受信ビーム２を形成し、サブアレー６０３は受信ビーム３を形成し、サブアレー６０４は受信ビーム４を形成している。サブアレーは、基地局装置が備えるアンテナ素子の一部で構成される。各サブアレーは、論理的なアンテナであるアンテナポートを示してもよい。なお、サブアレーの数は基地局装置で異なって良い。例えば、サブアレーを持たない、つまり全アンテナ素子で１つの受信ビームを形成する基地局装置があってもよい。また、各サブアレーは受信ビームを時間的に変化させることができる。
ビームフォーミングの通信品質は、送信ビームと受信ビームのペア（組合せ）に依存する。図７は、送信ビームと受信ビームのペアの通信品質の例を示す。図７（ａ）は端末装置１と基地局装置との間の通信品質の例である。図７（ｂ）は端末装置２と基地局装置との間の通信品質の例である。なお、サブアレーで受信ビームが固定されている場合、各受信ビームの通信品質は各サブアレーの通信品質と言い換えることができる。また、各送信ビームと受信ビームのペアの通信品質は、図４と同様にＯとＸで示している。端末装置１と端末装置２が異なる場所にある場合、図７に示しているように、各送信ビームと受信ビームのペアの通信品質は変わる可能性がある。端末装置１と端末装置２は図５（ｂ）に示すように同じ送信タイミングで符号化ブロックを送信したと仮定する。基地局装置は、図６に示すようにサブアレー６０１からサブアレー６０４において各々異なる受信ビーム１から受信ビーム４で受信したと仮定する。このとき端末装置１のＣＢ１（図７（ａ）の送信ビーム１）の各サブアレー（受信ビーム）における通信品質は、受信ビーム１と受信ビーム２においてＯで、受信ビーム３と受信ビーム４においてＸである。一方、端末装置２のＣＢ１（図７（ｂ）の送信ビーム１）の各サブアレー（受信ビーム）における通信品質は、受信ビーム２と受信ビーム３においてＯで、受信ビーム１と受信ビーム４においてＸである。端末装置１及び端末装置２のいずれか一方の通信品質が良く、他方の通信品質が悪いサブアレー（受信ビーム）の場合、一方の端末装置が送信した符号化ブロックのみが受信されるため、正しく復号できる可能性が高い。端末装置１及び端末装置２の両方の通信品質が良いサブアレー（受信ビーム）の場合、符号化ブロックが衝突するため正しく復号できる可能性は低い。端末装置１及び端末装置２の両方の通信品質が悪いサブアレー（受信ビーム）の場合、符号化ブロックが衝突するため正しく復号できる可能性はきわめて低い。従って、端末装置１のＣＢ１（送信ビーム１）は受信ビーム１（サブアレー６０１）で正しく復号でき、端末装置２のＣＢ１（送信ビーム１）は受信ビーム３（サブアレー６０３）で正しく復号できる。同様に、端末装置１のＣＢ２（送信ビーム２）は、受信ビーム３（サブアレー６０３）で正しく復号でき、端末装置２のＣＢ２（送信ビーム２）は、受信ビーム１（サブアレー６０１）で正しく復号できる。同様に考えると、端末装置１及び端末装置２のＣＢ３（送信ビーム３）は、受信ビーム３（サブアレー６０３）及び受信ビーム４（サブアレー６０４）で通信品質は良いものの衝突が生じるため、正しく復号
できない可能性が高い。端末装置１及び端末装置２は、ＣＢ１とＣＢ２は正しく復号でき、ＣＢ３は正しく復号できなかったと仮定すると、図３で説明した符号化により１つのＣＢが正しく復号できない場合が想定できていれば、ＣＢ１とＣＢ２から基地局装置は情報ビットを正しく復号することができる。なお、図４の例と同様に、端末装置１及び端末装置２は異なる送信周期で符号化ブロックを送信することもできる。
なお、上記のようなビームフォーミングは、好適な送信ビーム及び／又は受信ビームを探索するビームサーチにも用いることができる。例えば、端末装置が送信ビーム１、送信ビーム２、送信ビーム３でビームフォーミングしたデータ信号（符号化ブロック、ＰＤＳＣＨ）をそれぞれ時間又は周波数で多重して送信したとする。基地局装置は、ある受信ビームで送信ビームの異なる３つのデータ信号（符号化ブロック、ＰＤＳＣＨ）を受信し、通信品質を測定することで端末装置に好適な送信ビームを知ることができる。また、端末装置は、送信ビーム１でビームフォーミングされたデータ信号（符号化ブロック、ＰＤＳＣＨ）を１又は複数送信し、基地局装置は異なる受信ビームで受信するものとする。この場合、基地局装置は、通信品質の好適な受信ビームを知ることができる。また、基地局装置は受信したデータ信号（符号化ブロック、ＰＤＳＣＨ）を復号することで情報ビットが得られる。従って、データ通信しながらビームサーチすることができるため、参照信号／同期信号など既知の信号を用いてビームサーチする場合と比較すると、高効率な通信が可能となる。
なお、複数の符号化ブロックは、それぞれ異なる送信点から送信されることもできる。複数の符号化ブロックが送信される送信点の数は、所定の数に制限されることができる。端末装置は、実際に異なる送信点から送信される複数の符号化ブロックについて、同じ送信点から送信されたものとみなして復調してもよいし、異なる送信点から送信されたものとして復調してもよい。端末装置が、複数の符号化ブロックが同じ送信点から送信されたものとみなすか、異なる送信点から送信されたものとみなすかは、端末装置が判断してもよいし、基地局装置が端末装置に通知（指示、設定）してもよい。なお、端末装置は、異なる送信点から複数の符号化ブロックが送信されたものとみなす場合、復調結果が良好となる符号化ブロックの集合が送信された送信点を示す情報を取得し、該情報を基地局装置に通知（報告）することができる。また、端末装置は、複数の符号化ブロックを、それぞれ異なる受信点に送信することができる。例えば、端末装置は、受信点毎に異なるビームを用いて、複数の符号化ブロックを、それぞれ送信することができる。
図８は、本実施形態における基地局装置１Ａの構成を示す概略ブロック図である。図８に示すように、基地局装置１Ａは、上位層処理部（上位層処理ステップ）１０１、制御部（制御ステップ）１０２、送信部（送信ステップ）１０３、受信部（受信ステップ）１０４と送受信アンテナ１０５を含んで構成される。また、上位層処理部１０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）１０１１、スケジューリング部（スケジューリングステップ）１０１２を含んで構成される。また、送信部１０３は、符号化部（符号化ステップ）１０３１、変調部（変調ステップ）１０３２、下りリンク参照信号生成部（下りリンク参照信号生成ステップ）１０３３、多重部（多重ステップ）１０３４、無線送信部（無線送信ステップ）１０３５を含んで構成される。また、受信部１０４は、無線受信部（無線受信ステップ）１０４１、多重分離部（多重分離ステップ）１０４２、復調部（復調ステップ）１０４３、復号部（復号ステップ）１０４４を含んで構成される。
上位層処理部１０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。また、上位層処理部１０１は、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なうために必要な情報を生成し、制御部１０２に出力する。
上位層処理部１０１は、端末装置の機能（UE capability）等、端末装置に関する情報
を端末装置から受信する。言い換えると、端末装置は、自身の機能を基地局装置に上位層の信号で送信する。
無線リソース制御部１０１１は、下りリンクのＰＤＳＣＨに配置される下りリンクデータ（トランスポートブロック）、システムインフォメーション、ＲＲＣメッセージ、ＭＡＣ ＣＥなどを生成、又は上位ノードから取得する。無線リソース制御部１０１１は、下りリンクデータを送信部１０３に出力し、他の情報を制御部１０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１１は、端末装置の各種設定情報の管理をする。また、無線リソース制御部１０１１は、下りリンクのリファレンスパラメータ（サブキャリア間隔）、ＣＰ長、ＦＦＴポイント数などを設定（管理）する。また、無線リソース制御部１０１１は、端末装置（上りリンク）のリファレンスパラメータ（サブキャリア間隔）、ＣＰ長、ＦＦＴポイント数などを設定（管理）する。
スケジューリング部１０１２は、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）を割り当てる周波数およびサブフレーム、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）の符号化率および変調方式（あるいはＭＣＳ）および送信電力などを決定する。スケジューリング部１０１２は、決定した情報を制御部１０２に出力する。
スケジューリング部１０１２は、スケジューリング結果に基づき、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）のスケジューリングに用いられる情報を生成する。スケジューリング部１０１２は、生成した情報を制御部１０２に出力する。
制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なう制御信号を生成する。制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、下りリンク制御情報を生成し、送信部１０３に出力する。
送信部１０３は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、下りリンク参照信号を生成し、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および、下りリンクデータを、符号化および変調し、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号を多重して、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２に信号を送信する。
符号化部１０３１は、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化、ＬＤＰＣ（低密度パリティ検査符号：Low Density Parity Check）符号化、Ｐｏｌａｒ符号化、リードソロモン符号化、ハミング符号化などの誤り訂正符号化、及び／又は、ＬＴ（Luby Transform）符号化、Ｒａｐｔｏｒ符号化などのレートレス符号化等の予め定められた符号化方式を用いて符号化を行なう、または無線リソース制御部１０１１が決定した符号化方式を用いて符号化を行なう。変調部１０３２は、符号化部１０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）、６４
ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または無線リソース制御部１０１１が決定した変調方式で変調する。
下りリンク参照信号生成部１０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（ＰＣＩ、セルＩＤ）などを基に予め定められた規則で求まる、端末装置２Ａが既知の系列を下りリンク参照信号として生成する。
多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とを多重する。つまり、多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とをリソースエレメントに配置する。
無線送信部１０３５は、多重された変調シンボルなどを逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform: IFFT）してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＯＦＤＭシンボルにサイクリックプレフィックス（cyclic prefix: CP）を付加してベースバンドのディジタル
信号（ＯＦＤＭ信号）を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、フィルタリングにより余分な周波数成分を除去し、搬送周波数にアップコンバートし、電力増幅して無線信号を生成し、送受信アンテナ１０５に出力して送信する。
受信部１０４は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２Ａから受信した受信信号を分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部１０１に出力する。
無線受信部１０４１は、送受信アンテナ１０５を介して受信された上りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信された信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。
無線受信部１０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去する。無線受信部１０４１は、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform: FFT）を行い、周波数領域の信号を抽出し多重分離部１０４２に出力する。
多重分離部１０４２は、無線受信部１０４１から入力された信号をＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、上りリンク参照信号などの信号に分離する。なお、この分離は、予め基地局装置１Ａが無線リソース制御部１０１１で決定し、各端末装置２に通知した上りリンクグラントに含まれる無線リソースの割り当て情報に基づいて行なわれる。
また、多重分離部１０４２は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの伝搬路の補償を行なう。また、多重分離部１０４２は、上りリンク参照信号を分離する。
復調部１０４３は、ＰＵＳＣＨを逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT）し、変調シンボルを取得し、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの変調シンボルそれぞれに対して、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または自装置が端末装置２各々に上りリンクグラントで予め通知した変調方式を用いて受信信号の復調を行なう。
復号部１０４４は、復調されたＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの符号化ビットを、予め定められた符号化方式の、予め定められた、又は自装置が端末装置２に上りリンクグラントで予め通知した符号化率で復号を行ない、復号した上りリンクデータと、上りリンク制御情報を上位層処理部１０１へ出力する。ＰＵＳＣＨが再送信の場合は、復号部１０４４は、上位層処理部１０１から入力されるＨＡＲＱバッファに保持している符号化ビットと、復調された符号化ビットを用いて復号を行なう。
図９は、図３で説明した符号化部２０３１に対応する復号部１０４４の構成例を示す。図９（ａ）は図３（ａ）に対応し、図９（ｂ）は図３（ｂ）に対応し、図９（ｃ）は図３
（ｃ）に対応している。
図９（ａ）は、第１の復号部（第１の復号ステップ）１０４３１、デインターリーブ部（デインターリーブステップ）１０４３２を備える。第１の復号部１０４３１は、端末装置から受信した同じデータＩＤを持つ１又は複数の符号化ブロックを誤り訂正復号する。デインターリーブ部１０４３２は、第１の復号部１０４３１の出力に対して、インターリーブ部２０３１１の並び替えの逆処理を行い、情報ビットを得る。
図９（ｂ）は、第２の復号部１０４３３を備える。端末装置から受信した同じデータＩＤを持つ１又は複数の符号化ブロックを復号して、情報ビットを得る。
図９（ｃ）は、第１の復号部１０４３４、第２の復号部１０４３５を備える。第１の復号部１０４３４は、端末装置から受信した符号化ブロックを誤り訂正復号する。第２の復号部１０４３５は、第１の復号部１０４３４で誤りなく復号でき、かつ、同じ端末装置から送信され、かつ、同じデータＩＤを持つ１又は複数の符号化ブロックを復号し、情報ビットを得る。
基地局装置は、上りリンク信号に対するＨＡＲＱ−ＡＣＫを端末装置に送信する。端末装置が図３で説明した複数の符号化ブロックを送信した場合、情報ビットを正しく復号できなかった場合にＮＡＣＫを端末装置に送信する。情報ビットを正しく復号できない場合は、全ての符号化ブロックが正しく受信できなかった場合、一部又は全部の符号化ブロックを正しく受信できたが情報ビットを正しく復号できなかった場合、の２通りが考えられる。ここで、全ての符号化ブロックが正しく受信できなかった場合をＮＡＣＫ１、一部又は全部の符号化ブロックを正しく受信できたが情報ビットを正しく復号できなかった場合をＮＡＣＫ２と呼ぶ。基地局装置は、ＨＡＲＱ−ＡＣＫにＮＡＣＫ１とＮＡＣＫ２を含めて送信することができる。ＮＡＣＫ１の場合、全ての符号化ブロックが正しく受信できていないため、端末装置は初送と同じかそれ以上の符号化ブロックを送信することが望ましい。ＮＡＣＫ１とは異なり、ＮＡＣＫ２はいくつかの符号化ブロックは正しく受信できているため、ＮＡＣＫ２で再送する符号化ブロック数は初送よりも少なくすることができる。基地局装置は、初送の符号化ブロック数及び再送の符号化ブロック数を端末装置に指示又は設定することができる。このとき、端末装置は、初送の場合とＮＡＣＫ１による再送の場合、初送の符号化ブロック数で指示又は設定されている数で符号化ブロックを送信する。また、端末装置は、ＮＡＣＫ２による再送の場合、再送の符号化ブロック数で指示又は設定されている数の符号化ブロックを送信する。なお、基地局装置は、正しく受信できた符号化ブロック数に応じて、ダイナミックに再送する符号化ブロック数を指示することができる。例えば、再送する符号化ブロック数はＨＡＲＱ−ＡＣＫと抱き合わせて（ピギーバックして）送信することができる。
また、ＮＡＣＫ１の場合、全ての符号化ブロックが衝突によって正しく受信できなかったとすると、各端末装置が同じタイミング（送信ビーム）で再送すると、再度全ての符号化ブロックが衝突してしまう。このため、端末装置は、再送の場合、初送とは同じ又は異なる送信周期及び／又は送信ビームを選択して送信することができる。
また、基地局装置および端末装置は、アンライセンスバンドを用いて通信を行なう場合、基地局装置および端末装置は、通信を行なう前に、通信媒体（無線リソース）を他の端末装置が使用していないか否かを判断するキャリアセンスを行なう必要がある。キャリアセンスの１例として、端末装置が受信した信号の受信電力が、所定の閾値（キャリアセンスレベル、ＣＣＡ（Channel Clear Assessment）レベル）を超えている場合、通信媒体は使用状態（ビジー状態）と判断し、該受信電力が該所定の閾値以下の場合、通信媒体は不使用状態（アイドル状態）と判断する方法がある。この場合、端末装置は所定の閾値を引
き上げることにより、通信媒体をアイドル状態と判断する確率が上がるため、通信機会の獲得率が向上するが、自装置が送信したパケットが、他装置が送信したパケットと衝突する確率も向上してしまう。よって、端末装置は、受信したパケットに使用されている符号化方式によって、キャリアセンスレベルを所定のキャリアセンスレベルよりも高い値とすることができる。例えば、受信パケットが複数の符号化ブロックの一部と判断できる場合、該受信パケットの通信品質が低下したとしても、他の符号化ブロックにより正しく復調できる可能性が高いため、端末装置はキャリアセンスレベルを所定のキャリアセンスレベルよりも高い値に設定してキャリアセンスを行なうことができる。他に、端末装置は、受信パケットに使用されている符号の種類、符号化率等に応じて、キャリアセンスレベルを変更することができる。なお、上述してきたキャリアセンスレベルの動的変更は基地局装置も同様に行なうことができることは言うまでもない。
なお、アンライセンスバンドは、国や地域からの使用許可を必要としない周波数バンドであるが、本実施形態に係る基地局装置および端末装置は、他の周波数バンドでも、前述したようなキャリアセンスを行なった通信を行なうことができる。本実施形態が対象とする周波数バンドには、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンドと呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、これまで特定の事業者に排他的に割り当てられていたものの、将来的に複数の事業者で共用することが見込まれる共用周波数バンドも含まれる。なお、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においても、本実施形態に係る基地局装置および端末装置が、キャリアセンスに基づいた通信を行なうことが可能であることは言うまでもない。
基地局装置は、上述したパケットに使用されている符号化方式に基づいたキャリアセンスレベルの動的変更を許可するか否かを示す制御情報を端末装置に通知することができる。該制御情報が、キャリアセンスレベルの動的変更を禁止する場合、端末装置は、たとえ受信したパケットが複数の符号化ブロックの一部と判断できる場合でも、キャリアセンスレベルの動的変更を行なってはならない。基地局装置および端末装置は、送信するパケットに該パケットに用いられている符号化方式（符号化率、符号化ブロック数を含む）を示す情報を含めることができる。該情報は、物理層およびＭＡＣ層のヘッダ情報として含まれることができる。なお、基地局装置および端末装置は該情報に基づいてキャリアセンスレベルを変更するから、可能な限り容易に該情報を取得できることが望ましい。基地局装置および端末装置は、送信するパケットに用いられる波形および変調方式（例えば、符号化方式に基づいて、所定の符号化方式を用いる場合は、π／２シフトＢＰＳＫを用いて、該所定の符号化方式以外の符号化方式を用いる場合はＢＰＳＫを用いる）や、信号の送信方法（例えば、所定の信号を所定数だけ繰り返して送信する）によって、該パケットに用いられている符号化方式を、受信装置にシグナリングすることができる。
上述のキャリアセンスレベルの動的変更は、基地局装置がキャリアセンスにより確保（獲得）した占有期間内で行われても良い。なお、通信装置（基地局装置、端末装置など）がキャリアセンスにより確保（獲得）した占有期間は最大チャネル占有時間（MCOT: Maximum Channel Occupancy Time）とも呼ばれる。この場合、基地局装置は、制御信号でＭＣＯＴの情報を端末装置に送信することができる。
本発明の一態様に関わる装置で動作するプログラムは、本発明の一態様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、本発明の一又は複数の態様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、本発明の一態様は、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一態様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。
本発明は、基地局装置、端末装置および通信方法に用いて好適である。
１Ａ 基地局装置
２Ａ、２Ｂ 端末装置
１０１ 上位層処理部
１０２ 制御部
１０３ 送信部
１０４ 受信部
１０５ 送受信アンテナ
１０１１ 無線リソース制御部
１０１２ スケジューリング部
１０３１ 符号化部
１０３２ 変調部
１０３３ 下りリンク参照信号生成部
１０３４ 多重部
１０３５ 無線送信部
１０４１ 無線受信部
１０４２ 多重分離部
１０４３ 復調部
１０４４ 復号部
１０４３１、１０４３４ 第１の復号部
１０４３２ デインターリーブ部
１０４３３、１０４３５ 第２の復号部
２０１ 上位層処理部
２０２ 制御部
２０３ 送信部
２０４ 受信部
２０５ チャネル状態情報生成部
２０６ 送受信アンテナ
２０１１ 無線リソース制御部
２０１２ スケジューリング情報解釈部
２０３１ 符号化部
２０３２ 変調部
２０３３ 上りリンク参照信号生成部
２０３４ 多重部
２０３５ 無線送信部
２０４１ 無線受信部
２０４２ 多重分離部
２０４３ 信号検出部
２０３１１ インターリーブ部
２０３１２、２０３１８ 第１の符号化部
２０３１３、２０３１５、２０３１７ 分割部
２０３１４、２０３１６ 第２の符号化部
６０１、６０２、６０３、６０４ サブアレー

Claims (12)

  1. 基地局装置と通信する端末装置であって、
    符号化部と、無線送信部と、を備え、
    前記符号化部は、第１の符号化部と、分割部と、第２の符号化部と、を備え、
    前記第１の符号化部は、情報ビットを第１の符号化で符号化し、
    前記分割部は、前記第１の符号化部の出力を複数のブロックに分割し、
    前記第２の符号化部は、前記分割部の出力した各々のブロックを誤り訂正符号化して符号化ブロックを生成し、
    前記無線送信部は、前記複数の符号化ブロックをランダムな送信タイミングで送信する、
    端末装置。
  2. 前記符号化ブロックは、前記情報ビットを識別するデータＩＤを含む、
    請求項１に記載の端末装置。
  3. 前記分割部が分割するブロック数は、前記基地局装置から指示される、
    請求項１に記載の端末装置。
  4. 前記情報ビットに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を前記基地局装置から受信し、
    前記無線送信部は、前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がＮＡＣＫを示す場合、初送とは異なる数の符号化ブロックを送信する、
    請求項１に記載の端末装置。
  5. 前記情報ビットに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を前記基地局装置から受信し、
    前記無線送信部は、前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がＮＡＣＫを示す場合、初送とは異なる送信間隔で符号化ブロックを送信する、
    請求項１に記載の端末装置。
  6. 前記無線送信部は、前記複数の符号化ブロックを各々異なる送信ビームでビームフォーミングして送信する、
    請求項１から５のいずれかに記載の端末装置。
  7. 端末装置と通信する基地局装置であって、
    前記端末装置からランダムなタイミングで送信された１又は複数の符号化ブロックを受信する無線受信部と、
    前記１又は複数の符号化ブロックを復号する復号部と、を備え、
    前記復号部は、前記１又は複数の符号化ブロックの各々を誤り訂正復号する第１の復号部と、前記第１の復号部の出力を復号して情報ビットを検出する第２の復号部と、を備える、
    基地局装置。
  8. 前記符号化ブロックは、前記情報ビットを識別するデータＩＤを含み、
    前記復号部は、同じデータＩＤを持つ前記１又は複数の符号化ブロックから情報ビットを検出する、
    請求項７に記載の基地局装置。
  9. 前記分割部が分割するブロック数を、前記端末装置に指示する、
    請求項７に記載の基地局装置。
  10. 前記無線受信部は、各々異なる送信ビームでビームフォーミングされた前記１又は複数の符号化ブロックを受信する、
    請求項７から９のいずれかに記載の基地局装置。
  11. 基地局装置と通信する端末装置における通信方法であって、
    符号化ステップと、無線送信ステップと、を備え、
    前記符号化ステップは、第１の符号化ステップと、分割ステップと、第２の符号化ステップと、を備え、
    前記第１の符号化ステップは、情報ビットを第１の符号化で符号化し、
    前記分割ステップは、前記第１の符号化ステップの出力を複数のブロックに分割し、
    前記第２の符号化ステップは、前記分割ステップの出力した各々のブロックを誤り訂正符号化して符号化ブロックを生成し、
    前記無線送信ステップは、前記複数の符号化ブロックをランダムな送信タイミングで送信する、
    通信方法。
  12. 端末装置と通信する基地局装置における通信方法であって、
    前記端末装置からランダムなタイミングで送信された１又は複数の符号化ブロックを受信する無線受信ステップと、
    前記１又は複数の符号化ブロックを復号する復号ステップと、を備え、
    前記復号ステップは、前記１又は複数の符号化ブロックの各々を誤り訂正復号する第１の復号ステップと、前記第１の復号ステップの出力を復号して情報ビットを検出する第２の復号ステップと、を備える、
    通信方法。
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