JP5350394B2 - 端末装置及び送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、適応変調及びＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術を利用した無線通信システムに用いられる端末装置及び送信方法に関する。

３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Radio Access Network Long Term Evolution、以下「ＬＴＥ」と省略する）の上り回線では、低ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を達成するために、シングル・キャリア伝送が採用されている。

また、ＬＴＥの上り回線では、高スループットを得るために、各ユーザの回線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）に応じて、ユーザ毎にＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）パターンを選択する適応変調（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）が採用されている。

また、より高い伝送レートを達成し、かつ、周波数利用効率をさらに向上させるために、ＭＩＭＯシステムの導入が検討されている。さらに、空間伝搬路の状態に応じて、ランク数が適応的に切り替わるランクアダプテーションなど、伝送レートをより向上させるランク送信技術の導入も検討されている。

このような背景の中、ＬＴＥの上り回線で、制御情報（Control Information）とユーザデータとを同時に送信する場合においても、低ＰＡＰＲを維持することができるように、制御情報とユーザデータとを同一サブフレームのＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）を用いて時間多重することが合意されている（非特許文献１参照）。

ユーザデータと時間多重される制御情報の符号化シンボル数Ｑ’は、式（１）を用いて設定される。

また、式（１）において、Ｍ_ｓｃは、ＰＵＳＣＨの１サブフレームあたりのサブキャリア数であり、ΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＲＩ（Rank Indicator）、ＣＱＩ等の制御情報毎に異なるＰＵＳＣＨオフセットである。ＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔは、上位レイヤから通知される（非特許文献１参照）。

また、Ｏは、制御情報のビット数である。また、Ｒ_ｄａｔａは、式（２）で表される。

式（２）において、Ｋ_ｒは、１ブロック当たりのビット数であり、Ｃは、ＰＵＳＣＨの１サブフレームあたりのブロック数である。また、Ｎ_ｓｙｍｂは、ＰＵＳＣＨの１サブキャリアあたりのシンボル数である。ユーザデータの実際の符号化率は、式（２）のＲ_ｄａｔａを１シンボルあたりのビット数で除算することにより得られ、式（２）のＲ_ｄａｔａに比例するため、以降、式（２）のＲ_ｄａｔａを、ユーザデータの符号化率と呼び説明する。

式（１）において、Ｑ１は、制御情報のビット数Ｏと、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔとにより設定される制御情報の符号化後のシンボル数である。また、Ｑ２は、制御情報の符号化後のシンボル数の上限値である。式（１）から分かるように、制御情報の符号化後のシンボル数Ｑ’は、シンボル数Ｑ１と上限値Ｑ２のうち、小さい方の値に設定される。

ここで、式（１）を変形すると、式（３）を得る。なお、式（２）のＲ_ｄａｔａと同様に、制御情報の実際の符号化率は、式（３）のＲ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を１シンボルあたりのビット数で除算することにより得られ、式（３）のＲ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}に比例するため、以降、式（３）のＲ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を、制御情報の符号化率と呼び説明する。

式（３）において、Ｒ１は、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔとにより設定される符号化率であり、Ｒ２は、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の下限値である。式（３）から分かるように、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、符号化率Ｒ１と下限値Ｒ２のうち、大きい方の値に設定される。以下では、下限値Ｒ２に比べ符号化率Ｒ１が大きく、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}が符号化率Ｒ１に設定される場合について考える。

このとき、式（３）において、ＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔ＞０の場合には、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａよりも低く設定されるようになる。制御情報は、ユーザデータと異なり、一般に再送されないので、ＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔ＞０とし、式（３）を用いることにより、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａよりも低くし、制御情報の誤り訂正能力を強化する。

3GPP TS 36.212 v8.4.0,"Uplink transport channels and control information"

しかしながら、単純にユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔとのみを用いて、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を設定してしまうと、ユーザの回線品質情報に応じて適応変調が適用され、ユーザデータが送信されるデータチャネル（以下「データＣＨ（Channel）と標記する」）がランク送信される場合に、制御情報の伝送効率が低下してしまう場合がある。

例えば、データＣＨにランク２が適用され、ストリーム間干渉により、受信品質が劣化すると、適応変調では、受信品質の劣化による伝送効率の低下を抑えるため、ユーザデータのＭＣＳが下げられ、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａが低く設定される。

このようにして適応変調によりユーザデータのＭＣＳが下げられる場合に、式（３）を用いて制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を設定すると、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}が必要以上に低く設定されてしまうことがある。この結果、例えば、制御情報を送信する制御チャネル（以下「制御ＣＨ（Channel）と標記する」）がランク送信されず、制御ＣＨがストリーム間干渉の影響を受けない場合においても、制御情報が低い符号化率で符号化され過剰品質となり、制御情報の伝送効率が低下してしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができる端末装置及び送信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る符号化率設定方法は、ユーザの回線品質情報に応じて適応的に設定されるユーザデータの符号化率を基準値とし、前記ユーザデータと時間多重される制御情報の種類及び前記ユーザデータが送信されるデータチャネルのランク数に応じて前記基準値を補正し、補正後の前記基準値を、前記制御情報の符号化率に設定するようにした。

本発明の一態様に係る無線通信装置は、ユーザの回線品質情報に応じて適応的に設定されるユーザデータの符号化率を基準値とし、前記ユーザデータと時間多重される制御情報の種類及び前記ユーザデータが送信されるデータチャネルのランク数に応じて補正された前記基準値を、前記制御情報の符号化率として取得する符号化率取得手段と、前記制御情報の符号化率を用いて前記制御情報を符号化する符号化手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができる。

本発明の実施の形態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に係る符号化率設定部の要部構成を示すブロック図 実施の形態１におけるランク情報オフセットテーブルの一例を示す図 実施の形態１におけるランク情報オフセットテーブルの別の例を示す図 本発明の実施の形態２に係る端末の要部構成を示すブロック図 実施の形態２に係る符号化率設定部の要部構成を示すブロック図 実施の形態２におけるランク情報オフセットテーブルの一例を示す図 実施の形態２におけるランク情報オフセットテーブルの別の例を示す図 実施の形態２におけるランク情報オフセットテーブルの更に別の例を示す図

以下、本発明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）
本実施の形態では、ユーザの回線品質情報に応じて適応変調が適用される場合に、ユーザデータが送信されるデータＣＨのランク数に応じたランクオフセットを用いて、制御情報の符号化率を設定する場合について説明する。制御情報は、例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＲＩ、ＣＱＩ等であり、制御情報は、ユーザデータと時間多重されて、端末装置（以下「端末」と省略する）から基地局装置（以下「基地局」と省略する）に送信される。

制御情報の符号化率は、基地局又は端末のどちらで設定されても良い。以下では、端末が、制御情報の符号化率を設定する場合について説明する。

図１は、本実施の形態に係る端末の要部構成を示すブロック図である。図１において、無線受信部１１１、ＣＰ（Cyclic Prefix）除去部１１２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）部１１３、伝搬路推定部１１４、復調部１１５及び復号化部１１６は、端末１００の受信部１１０を構成する。又、図１において、符号化率設定部１２１、符号化率設定部１２２、符号化変調部１２３、符号化変調部１２４、チャネル多重化部１２５、ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform-spread-OFDM）部１２６、ＣＰ付加部１２７及び無線送信部１２８は、端末１００の送信部１２０を構成する。

無線受信部１１１は、アンテナを介して受信した受信信号をベースバンド信号へ変換し、ベースバンド信号をＣＰ除去部１１２に出力する。

ＣＰ除去部１１２は、無線受信部１１１から出力されるベースバンド信号に対し、ＣＰ（Cyclic Prefix）を除去する処理を行い、ＣＰ除去後の時間領域信号をＦＦＴ部１１３に出力する。

ＦＦＴ部１１３は、ＣＰ除去部１１２から出力される時間領域信号に対し、高速フーリエ変換を行い、周波数領域信号を取得し、取得した周波数領域信号を伝搬路推定部１１４及び復調部１１５に出力する。

伝搬路推定部１１４は、ＦＦＴ部１１３から出力される周波数領域信号に含まれるパイロット信号を用いて、受信信号の伝搬路環境を推定し、推定結果を復調部１１５に出力する。

復調部１１５は、ＦＦＴ部１１３から出力される周波数領域信号のうち、パイロット信号が除かれた信号に対し、伝搬路推定部１１４から出力される伝搬路環境の推定結果に基づいて伝搬路補償を行う。さらに、復調部１１５は、基地局で用いられたＭＳＣと同一のＭＣＳ、すなわち、同一の変調方式、符号化率等に基づいて、伝搬路補償後の信号に対し復調処理を行い、復調信号を取得し、取得した復調信号を復号化部１１６に出力する。

復号化部１１６は、復調信号に対し誤り訂正を行い、復号信号を取得する。そして、復号化部１１６は、取得した復号信号から、情報データ列、１ブロック当たりのビット数を示すＫｒ、１サブフレームあたりのサブキャリア数を示すＭ_ｓｃ、１サブキャリアあたりのシンボル数を示すＮ_ｓｙｍｂ、ＰＵＳＣＨオフセット及びデータＣＨのランク数の情報を抽出する。なお、Ｍ_ｓｃ及びＮ_ｓｙｍｂの情報は、端末１００から送信されるＣＱＩに応じて、基地局において適応変調により好適な値に設定される。復号化部１１６は、抽出したＫ_ｒ、Ｍ_ｓｃ及びＮ_ｓｙｍｂの情報を符号化率設定部１２１に出力し、ＰＵＳＣＨオフセット及びデータＣＨのランク数の情報を符号化率設定部１２２に出力する。

符号化率設定部１２１は、式（２）に基づき、復号化部１１６から入力されるＫ_ｒ、Ｍ_ｓｃ及びＮ_ｓｙｍｂの情報よりユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａを設定する。符号化率設定部１２１は、算出したユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａの情報を、符号化率設定部１２２及び符号化変調部１２３に出力する。

符号化率設定部１２２は、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａ、ＰＵＳＣＨオフセット及びデータＣＨのランク数の情報に基づいて、制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を設定する。符号化率設定部１２２の内部構成及び制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の設定方法については、後述する。符号化率設定部１２２は、設定した制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の情報を符号化変調部１２４に出力する。

符号化変調部１２３は、符号化率設定部１２１から出力されるユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａの情報に基づいて、入力されるユーザデータを符号化し符号化データを生成し、更に、生成した符号化データを変調しデータＣＨの送信データを生成する。符号化変調部１２３は、生成したデータＣＨの送信データをチャネル多重化部１２５に出力する。

符号化変調部１２４は、符号化率設定部１２２から出力される符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の情報に基づいて、制御情報を符号化し符号化データを生成し、生成した符号化データを変調し制御ＣＨの送信データを生成する。符号化変調部１２４は、生成した制御ＣＨの送信データをチャネル多重化部１２５に出力する。

チャネル多重化部１２５は、符号化変調部１２３から出力されるデータＣＨの送信データと制御ＣＨの送信データとを時間多重する。チャネル多重化部１２５は、多重化後の送信データを、ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１２６に出力する。

ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１２６は、チャネル多重化部１２５から出力される多重化後の送信データを離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）し、周波数領域信号を取得する。ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１２６は、周波数領域信号を送信サブキャリアにマッピングし、マッピング後の周波数領域信号を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）し、時間領域信号の送信データ列を取得し、取得した送信データ列をＣＰ付加部１２７に出力する。

ＣＰ付加部１２７は、ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部１２６から出力される送信データ列の各フレームにおいて、フレーム末尾のデータを複製してフレーム先頭に挿入することにより、送信データ列にＣＰを付加し、無線送信部１２８に出力する。

無線送信部１２８は、ＣＰ付加部１２７から出力されるベースバンド信号を無線周波数帯域へ周波数変換し送信信号を取得し、取得した送信信号をアンテナを介して送信する。

図２は、本実施の形態に係る符号化率設定部１２２の内部構成を示すブロック図である。

ランク情報オフセット取得部１２２１は、内部にランク情報オフセットテーブル１２２２を保持し、ランク情報オフセットテーブル１２２２からデータＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを取得する。ランク情報オフセットテーブル１２２２については、後述する。ランク情報オフセット取得部１２２１は、取得したランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを符号化率演算部１２２３に出力する。

符号化率演算部１２２３は、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、ＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔと、データＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔとから、式（４）に基づき、制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を設定する。

式（４）において、Ｒ’１は、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔと、データＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔとにより設定される符号化率である。また、Ｒ２’は、制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の下限値である。以下では、下限値Ｒ’２に比べ符号化率Ｒ’１が大きく、制御情報の符号化率Ｒ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}が符号化率Ｒ’１に設定される場合について考える。

また、式（４）において、Ｏは、制御情報のビット数であり、Ｑ’は、制御情報の符号化後のシンボル数である。なお、制御情報の符号化後のシンボル数Ｑ’は、式（５）によってあらわされる。

式（４）から分かるように、本実施の形態では、制御情報の種類に応じたＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔと、データＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔとを用いて、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａを補正して、補正後の符号化率を、制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}に設定する。換言すると、ユーザのＣＱＩに応じて適応的に設定されたユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａを基準値とし、制御情報の種類に応じたＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔ及びデータＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔにより、基準値を補正し、補正後の基準値を制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}とする。

制御情報の種類に応じたＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔには、例えば、制御情報がＨＡＲＱ−ＡＣＫの場合にはΔＨＡＲＱ−ＡＣＫを用い、制御情報がＲＩの場合にはΔＲＩを用い、制御情報がＣＱＩの場合にはΔＣＱＩを用いる。ΔＨＡＲＱ−ＡＣＫ、ΔＲＩ、ΔＣＱＩ等の制御情報に応じたオフセットは、上位レイヤにより基地局から通知される（非特許文献１参照）。

図３は、ランク情報オフセット取得部１２２１が内部に保持するランク情報オフセットテーブル１２２２の一例である。本実施の形態では、ランク情報オフセットテーブル１２２２には、データＣＨのランク数が大きいほど、値が大きいランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔが格納されている。例えば、図３のランク情報オフセットテーブル１２２２において、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔは、データＣＨのランク数が小さい順にａ〜ｚに設定され、ａ〜ｚの値は、ｚ＞・・・＞ｂ＞ａを満たすように設定されている。

このようにして、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを、データＣＨのランク数が大きいほど大きい値とすることにより、式（４）によって得られる制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、データＣＨのランク数が大きいほど高い符号化率となるように補正される。

一般に、ストリーム間干渉の影響は、ランク数が大きいほど大きい。そのため、データＣＨのランク数が大きい場合、適応変調では、受信品質を確保するために、ユーザデータのＭＣＳが下げられる。すなわち、適応変調では、データＣＨのランク数が大きく、ストリーム間干渉の影響が大きくなるほど、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａが低く設定されるようになる。

したがって、適応変調によりユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａが低く設定される場合に、制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔのみを用いて、例えば、式（３）より制御情報の符号化率を設定する場合には、制御情報の符号化率がユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａよりも更に低く設定されてしまう。そのため、制御情報が過剰に低い符号化率で符号化されてしまう場合がある。

これに対し、本実施の形態では、制御情報毎のオフセットに加え、データＣＨのランク数が大きいほど大きい値のランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを更に用いて、式（４）より制御情報の符号化率を設定する。これにより、データＣＨのランク数が大きいほど、制御情報の符号化率が高くなるように補正されるので、制御情報の符号化率が過剰に低く設定されるのを回避することができるようになる。このように、本実施の形態では、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響との差に応じて、ユーザデータの符号化率の値を補正して制御情報の符号化率を得る。

以上のように、本実施の形態によれば、符号化率設定部１２２は、ユーザの回線品質情報に応じて適応的に設定されるユーザデータの符号化率の値を、ユーザデータと時間多重される制御情報の種類及びユーザデータが送信されるデータＣＨのランク数に応じて補正し、補正後の符号化率の値を、制御情報の符号化率とするようにした。つまり、符号化率設定部１２２は、ユーザの回線品質情報に応じて適応的に設定されるユーザデータの符号化率を基準値とし、ユーザデータと時間多重される制御情報の種類及びユーザデータが送信されるデータＣＨのランク数に応じて基準値を補正し、補正後の基準値を、制御情報の符号化率とするようにした。例えば、符号化率設定部１２２は、ユーザデータと時間多重される制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔと、データＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔにより、式（４）を用いて設定する。

このようにして、本実施の形態では、制御情報の種類及びデータＣＨのランク数に応じてユーザデータの符号化率の値を補正し、補正後の符号化率の値を制御情報の符号化率とする。これにより、ユーザデータが送信されるデータＣＨのランク数が大きく、適応変調によりユーザデータの符号化率が低く設定される場合においても、制御情報の符号化率が過剰に低く設定されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑えることができるようになる。

また、データＣＨのランク数が大きいほど、制御情報の符号化率が高くなるように補正することにより、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響との差に応じて、ユーザデータの符号化率の値を補正して制御情報の符号化率とすることができる。この結果、ユーザデータの符号化率が極めて低い場合においても、制御情報の符号化率が過剰に低く設定されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑えることができるようになる。

なお、以上の説明では、ランク情報オフセット取得部１２２１が、ランク情報オフセットテーブル１２２２を保持し、ランク情報オフセットテーブル１２２２には、ランク数毎にランクオフセットを、ａ〜ｚのように個々に定義しておく場合について説明した。しかし、ランク情報オフセット取得部１２２１が、ランク情報オフセットテーブル１２２２を保持せず、式（６）に示すような演算式を用いてランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを算出するようにしても良い。

また、ランクオフセットは、ランク数毎に必ずしも異なる値に定義する必要はなく、複数のランク数に対して、同一のランクオフセットを定義してもよい。例えば、データＣＨのランク数と所定の閾値との比較により、データＣＨのランク数を複数のグループに分け、各グループのデータＣＨのランク数が大きいほど、制御情報の符号化率を高くすることができるようなランクオフセットを定義してもよい。例えば、図４に示すように、２以上のランク数では、ランクオフセットを全てａ（ａ＞０）に定義しても良い。

（実施の形態２）
実施の形態１では、データＣＨがランク送信される場合に、データＣＨのランク数に応じたランクオフセットを用いて、制御情報の符号化率を設定する場合について説明した。本実施の形態では、データＣＨ及び制御ＣＨがランク送信される場合に、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせに基づいたランクオフセットを用いて、制御情報の符号化率を設定する場合について説明する。

図５は、本実施の形態に係る端末の要部構成を示すブロック図である。なお、図５の本実施の形態に係る端末において、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付して説明を省略する。図５の端末１００ａは、図１の端末１００に対して、復号化部１１６及び符号化率設定部１２２に代えて、復号化部１１６ａ及び符号化率設定部１２２ａを備える。

なお、実施の形態１と同様に、制御情報の符号化率は、基地局又は端末のどちらで設定されても良い。以下では、端末が、制御情報の符号化率を設定する場合について説明する。

復号化部１１６ａは、復調信号に対し誤り訂正を行い、復号信号を取得する。そして、復号化部１１６ａは、取得した復号信号から、情報データ列、１ブロック当たりのビット数を示すＫｒ、１サブフレームあたりのサブキャリア数を示すＭ_ｓｃ、１サブキャリアあたりのシンボル数を示すＮ_ｓｙｍｂ、ＰＵＳＣＨオフセット、データＣＨのランク数及び制御ＣＨのランク数の情報を抽出する。

復号化部１１６ａは、抽出したＫ_ｒ、Ｍ_ｓｃ及びＮ_ｓｙｍｂの情報を符号化率設定部１２１に出力し、ＰＵＳＣＨオフセット、データＣＨのランク数及び制御ＣＨのランク数の情報を符号化率設定部１２２ａに出力する。

符号化率設定部１２２ａは、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａ、ＰＵＳＣＨオフセット、及び、データＣＨのランク数と御情報のランク数との組み合わせに基づいて、制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を設定する。符号化率設定部１２２の内部構成及び制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の設定方法については、後述する。符号化率設定部１２２ａは、設定した制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}の情報を符号化変調部１２４に出力する。

図６は、本実施の形態に係る符号化率設定部１２２ａの内部構成を示すブロック図である。

ランク情報オフセット取得部１２２１ａは、内部にランク情報オフセットテーブル１２２２ａを保持し、ランク情報オフセットテーブル１２２２ａからデータＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせに応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを取得する。ランク情報オフセットテーブル１２２２ａについては、後述する。ランク情報オフセット取得部１２２１ａは、取得したランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを符号化率演算部１２２３ａに出力する。

符号化率演算部１２２３ａは、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、ＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔと、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数の組み合わせに応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔとから、式（４）に基づき、制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を設定する。

図７は、ランク情報オフセット取得部１２２１ａが内部に保持するランク情報オフセットテーブル１２２２ａの一例である。なお、図７は、最大ランク数が２の場合の例である。本実施の形態では、ランク情報オフセットテーブル１２２２ａには、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせに応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔが格納されている。以下、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせと、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔの値との関係について説明する。

図７のケース＃１のように、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に１の場合には、データＣＨ及び制御ＣＨは、ストリーム間干渉を共に受けない。そのため、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、ユーザデータの符号化率の値を補正して制御情報の符号化率を得る場合に、ストリーム間干渉の影響の差を考慮する必要がない。そのため、ケース＃１のように、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に１である場合には、ランクオフセットΔＲＡＮＬＫｏｆｆｓｅｔを０とする。なお、ΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔが０の場合には、制御情報の符号化率は式（３）を用いて設定される符号化率と一致する。

図７のケース＃２のように、データＣＨのランク数が１で制御ＣＨのランク数２の場合には、ストリーム間干渉により、制御情報の受信品質のみが劣化するので、ＲＡＮＫフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＝ａ（ａ＜０）とする。ΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＜０とすることにより、式（４）を用いて得られる制御情報の符号化率を、式（３）を用いて得られる制御情報の符号化率より低くすることができる。これにより、制御情報の誤り訂正能力を強化することができるようになる。

図７のケース＃３のように、データＣＨのランク数が２で制御ＣＨのランク数が１の場合には、ストリーム間干渉により、ユーザデータの受信品質のみが劣化するので、ＲＡＮＫオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＝ｂ（ｂ＞０）とする。ΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＞０とすることにより、式（４）を用いて得られる制御情報の符号化率を、式（３）を用いて得られる制御情報の符号化率より高くすることができる。これにより、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができるようになる。

図７のケース＃４のように、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に２の場合には、データＣＨ及び制御ＣＨはストリーム間干渉を共に受ける。このとき、ストリーム間干渉の影響は、ユーザデータと制御情報とでほぼ等しいと考えられる。そこで、ケース＃４のように、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に２の場合には、基地局と端末との通信状況におけるデータＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響との僅かな差に応じた値（ｃ）を、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔに設定する。なお、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響とが等しい場合には、ケース＃１と同様に、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを０としても良い。

図８は、ランク情報オフセット取得部１２２１ａが内部に保持するランク情報オフセットテーブル１２２２ａの別の一例である。なお、図８は、最大ランク数が４の場合の例である。以下、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせと、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔの値との関係について説明する。なお、図８のケース＃１〜ケース＃４は、図７のケース＃１〜ケース＃４と同じであるため、説明を省略する。

図８のケース＃５及びケース＃９のように、図７のケース＃２と同様に、データＣＨのランク数より制御ＣＨのランク数が大きい場合には、ストリーム間干渉の影響の違いにより、制御情報の受信品質が劣化がユーザデータの受信品質の劣化に比べ大きい。そこで、この場合には、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＜０とする。ΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＜０とすることにより、式（４）を用いて得られる制御情報の符号化率を、式（３）を用いて得られる制御情報の符号化率より低くすることができる。これにより、制御情報の誤り訂正能力が強化されるようになる。このとき、例えば、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より小さいほど、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔの絶対値を大きくすると、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より小さいほど、制御情報の符号化率が低くなるので、制御情報の受信品質の劣化を改善することができる。

図８のケース＃６、ケース＃７、ケース＃１０〜ケース＃１２のように、図７のケース＃３と同様に、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より大きい場合には、ストリーム間干渉の影響の違いにより、ユーザデータの受信品質の劣化が制御情報の受信品質の劣化より大きい。そこで、この場合には、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＞０とする。ΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＞０とすることにより、式（４）を用いて得られる制御情報の符号化率を、式（３）を用いて得られる制御情報の符号化率より高くすることができる。これにより、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができる。このとき、例えば、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より大きいほど、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔの絶対値を大きくすると、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より大きいほど、制御情報の符号化率が高くなる。この結果、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができる。

図８のケース＃８及びケース＃１３のように、図７のケース＃４と同様に、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に等しい場合には、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響とはほぼ等しいと考えられる。そこで、ケース＃４のように、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に等しい場合には、基地局と端末との通信状況におけるデータＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響との僅かな差に応じた値（ｇ、ｌ）を、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔに設定する。なお、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響とが等しい場合には、ケース＃１と同様に、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを０としても良い。

図９は、ランク情報オフセット取得部１２２１ａが内部に保持するランク情報オフセットテーブル１２２２ａの更に別の一例である。図９のランク情報オフセット取得部１２２１ａには、複数の組み合わせ（データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせ）に対して、同一のランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔが定義されている。具体的には、データＣＨのランク数／制御ＣＨのランク数が等しい組み合わせに対し、同一のランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔが定義されている。以下、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせと、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔの値との関係について説明する。なお、図９は、図８と同様に最大ランク数が４の場合の例である。

図９のケース＃１のように、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に１の場合には、データＣＨ及び制御ＣＨは、ストリーム間干渉を共に受けない。また、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に２以上で等しい場合、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響とはほぼ等しいと考えられる。

そこで、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数とが共に等しい場合には、ストリーム間干渉の影響は、データＣＨと制御ＣＨとで等しいとし、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを０とする。

図９のケース＃２〜ケース＃６のように、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より大きい場合には、ストリーム間干渉の影響の違いにより、ユーザデータの受信品質の劣化が制御情報の受信品質の劣化より大きい。そこで、この場合には、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＞０とする。ΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔ＞０とすることにより、式（４）を用いて得られる制御情報の符号化率を、式（３）を用いて得られる制御情報の符号化率より高くすることができる。これにより、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができる。

このとき、制御ＣＨのランク数に対するデータＣＨのランク数の比（データＣＨのランク数／制御ＣＨのランク数）が大きいほど、ランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔの大きくする。例えば、図９において、ｐ＞ｎ＞ｍ＞ｏ＞ｑとすると、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より大きいほど、制御情報の符号化率が高くなるので、制御情報が不必要に低い符号化率で符号化されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑圧することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、符号化率設定部１２２ａは、ユーザの回線品質情報に応じて適応的に設定されるユーザデータの符号化率の値を、ユーザデータと時間多重される制御情報の種類、及び、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせに応じて補正し、補正後の符号化率の値を、制御情報の符号化率とするようにした。
つまり、符号化率設定部１２２ａは、ユーザの回線品質情報に応じて適応的に設定されるユーザデータの符号化率を基準値とし、ユーザデータと時間多重される制御情報の種類、及び、データＣＨのランク数と制御ＣＨのランク数との組み合わせに応じて基準値を補正し、補正後の基準値を、制御情報の符号化率とするようにした。例えば、ユーザデータと時間多重される制御情報の符号化率Ｒ’_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を、ユーザデータの符号化率Ｒ_ｄａｔａと、制御情報毎のＰＵＳＣＨオフセットΔＰＵＳＣＨｏｆｆｓｅｔと、データＣＨのランク数に応じたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔにより、式（４）を用いて設定する。

このとき、データＣＨのランク数が制御ＣＨのランク数より大きいほど、制御情報の符号化率が高くなるように補正することにより、データＣＨが受けるストリーム間干渉の影響と、制御ＣＨが受けるストリーム間干渉の影響との差に応じて、ユーザデータの符号化率を補正して制御情報の符号化率を設定することができる。この結果、ユーザデータの符号化率が低い場合においても、制御情報の符号化率が過剰に低く設定されるのを回避し、制御情報の伝送効率の低下を抑えることができるようになる。

以上の説明では、端末が制御情報の符号化率を設定する場合について説明したが、基地局が制御情報の符号化率を設定し、設定した制御情報の符号化率を端末に通知し、端末が通知された制御情報の符号化率を取得するようにしても良い。

また、制御情報の符号化率に代えて、基地局がランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを設定し、設定したランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを端末に通知し、端末が通知されたランクオフセットΔＲＡＮＫｏｆｆｓｅｔを用いて制御情報の符号化率を取得するようにしても良い。

また、ランク情報オフセットテーブルを基地局から端末に上位レイヤで通知する構成としても良い。

また、データＣＨ及び制御ＣＨに限らず、本発明を要求される受信品質が異なる２つのチャネルに適用することができる。

上記実施の形態では、本発明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、本発明は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。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・プロセッサーを利用してもよい。

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。

２００８年１２月２日出願の特願２００８−３０７６５８に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、適応変調及びＭＩＭＯ技術を利用した無線通信システムに用いられる符号化率設定方法及び無線通信装置等として有用である。

１００，１００ａ 端末
１１０ 受信部
１１１ 無線受信部
１１２ ＣＰ除去部
１１３ ＦＦＴ部
１１４ 伝搬路推定部
１１５ 復調部
１１６，１１６ａ 復号化部
１２０ 送信部
１２１，１２２，１２２ａ 符号化率設定部
１２３，１２４ 符号化変調部
１２５ チャネル多重化部
１２６ ＤＦＴ-ｓ-ＯＦＤＭ部
１２７ ＣＰ付加部
１２８ 無線送信部
１２２１，１２２１ａ ランク情報オフセット取得部
１２２２，１２２２ａ ランク情報オフセットテーブル
１２２３，１２２３ａ 符号化率演算部

Claims (10)

1. 符号化部であって、オフセット値に基づいて設定された符号化率で、制御情報の符号化を行い、
   前記オフセット値は、上位レイヤから通知された、第１オフセット及び第２オフセットのいずれかに相当し、前記第１オフセットは前記第２オフセットと異なり、前記第１オフセットは、ユーザチャネルのランク数が１の場合に用いられ、前記第２オフセットは、前記ランク数が１の場合には用いられず、
   送信部であって、前記符号化された制御情報を送信する、
   アンテナと、
   を具備する端末装置。
2. 制御情報の種類に応じて、前記符号化率が設定される、
   請求項１に記載の端末装置。
3. 前記制御信号の種類は、HARQ-ACK、RIおよびCQIのいずれかである、
   請求項２に記載の端末装置。
4. 前記第２オフセットは、前記ランク数が１より大きい場合に用いられる、
   請求項１から３のいずれかに記載の端末装置。
5. 前記符号化率は、ユーザチャネルの符号化率と前記オフセット値に基づいて設定される、
   請求項１から４のいずれかに記載の端末装置。
6. 符号化工程であって、オフセット値に基づいて設定された符号化率で、制御情報の符号化を行い、
   前記オフセット値は、上位レイヤから通知された、第１オフセット及び第２オフセットのいずれかに相当し、前記第１オフセットは前記第２オフセットと異なり、前記第１のオフセットは、ユーザチャネルのランク数が１の場合に用いられ、前記第２オフセットは、前記ランク数が１の場合には用いられず、
   送信工程であって、前記符号化された制御情報を送信する、
   送信方法。
7. 制御情報の種類に応じて、前記符号化率が設定される、
   請求項６に記載の送信方法。
8. 前記制御信号の種類は、HARQ-ACK、RIおよびCQIのいずれかである、
   請求項７に記載の送信方法。
9. 前記第２オフセットは、前記ランク数が１より大きい場合に用いられる、
   請求項６から８のいずれかに記載の送信方法。
10. 前記符号化率は、ユーザチャネルの符号化率と前記オフセット値に基づいて設定される、
    請求項６から９のいずれかに記載の送信方法。

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