JP6272371B2 - ユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法に関する。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。また、ＬＴＥからの更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ Ｒｅｌ．１３、１４、１５〜、などともいう）も検討されている。
ところで、近年、通信装置の低コスト化に伴い、ネットワークに繋がれた装置が、人間の手を介さずに相互に通信して自動的に制御を行う機器間通信（Ｍ２Ｍ：Machine-to-Machine）の技術開発が盛んに行われている。特に、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）は、Ｍ２Ｍの中でも機器間通信用のセルラシステムとして、ＭＴＣ（Machine Type Communication）の最適化に関する標準化を進めている（非特許文献２）。ＭＴＣ用のユーザ端末（ＭＴＣ ＵＥ（User Equipment））は、例えば電気メータ、ガスメータ、自動販売機、車両、その他産業機器などの幅広い分野への利用が考えられている。
ＭＴＣでは、コストの低減及びセルラシステムにおけるカバレッジエリアの改善の観点から、簡易なハードウェア構成で実現可能なユーザ端末（ＬＣ（Low-Cost）−ＭＴＣ端末、ＬＣ−ＭＴＣ ＵＥ等ともいう）の需要が高まっている。当該ユーザ端末の通信方式として、非常に狭い帯域でのＬＴＥ通信（例えば、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band Internet of Things）、ＮＢ−ＬＴＥ（Narrow Band LTE）、ＮＢセルラＩｏＴ（Narrow Band cellular Internet of Things）、クリーンスレート（clean slate）などと呼ばれてもよい）が検討されている。以降、本明細書で記載される「ＮＢ−ＩｏＴ」は、上記ＮＢ−ＬＴＥ、ＮＢセルラＩｏＴ、クリーンスレートなど含むものとする。
ＮＢ−ＩｏＴをサポートするユーザ端末（ＮＢ−ＩｏＴ端末、ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ等ともいう）の使用帯域は、既存のＬＴＥシステム（例えば、Ｒｅｌ．１２以前のＬＴＥシステム）の最小のシステム帯域（１．４ＭＨｚ）よりも狭い帯域（例えば、１８０ｋＨｚ、１リソースブロック（ＲＢ：Resource Block、ＰＲＢ：Physical Resource Block等とも呼ばれる））に制限されることも想定される。
このように、既存のＬＴＥシステムと比較して使用帯域が狭帯域に制限されるＮＢ−ＩｏＴの上り送信では、単一のサブキャリア（トーン）を用いた送信（シングルトーン送信（single-tone transmission））と複数のサブキャリアを用いた送信（マルチトーン送信（multiple-tone transmission））とをサポートすることが検討されている。
上り送信においてシングルトーン送信がサポートされるＮＢ−ＩｏＴでは、下り信号（例えば、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel））の再送制御情報）をどのように送信するかが問題となる。既存のＬＴＥシステムの上り送信では、シングルトーン送信はサポートされないため、シングルトーン送信をサポートするＮＢ−ＩｏＴにおいて、既存のＬＴＥシステムの再送制御情報の送信方式をそのまま適用すると、下り信号の再送制御を適切に行うことができない恐れがあるためである。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、将来の無線通信システムにおいて、下り信号（例えば、下り共有チャネル）の再送制御を適切に行うことが可能なユーザ端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様に係るユーザ端末は、下り共有チャネルの再送制御情報を送信するユーザ端末であって、下り制御情報を受信する受信部と、前記下り制御情報に基づいて、前記ユーザ端末が使用可能な最大サブキャリア数よりも少ない数に制限された複数のサブキャリアの中から、前記再送制御情報の送信に用いられる単一のサブキャリアを決定する制御部と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、将来の無線通信システムにおいて、下り信号（例えば、下り共有チャネル）の再送制御を適切に行うことができる。
ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域の説明図である。 ＮＢ−ＩｏＴにおけるリソースユニットの一例を示す図である。 ＰＵＣＣＨフォーマット１ａの構成例を示す図である。 第１の態様に係る新規ＰＵＣＣＨフォーマットの構成例を示す図である。 第１の態様に係るＰＵＣＣＨリソースの一例の説明図である。 第１の態様に係るＰＵＣＣＨリソースの他の説明図である。 第１の態様の変更例に係るサブキャリア間隔の一例の説明図である。 第１の態様の変更例に係る新規ＰＵＣＣＨフォーマットの構成例を示す図である。 第２の態様に係る再送制御情報の送信方式の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
ＮＢ−ＩｏＴ端末では、処理能力の低下を許容して、ハードウェア構成を簡略化することが検討されている。例えば、ＮＢ−ＩｏＴ端末では、既存のユーザ端末（例えば、Ｒｅｌ．１２以前のＬＴＥ端末）に比べて、ピークレートの減少、トランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ：Transport Block Size）の制限、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block、ＰＲＢ：Physical Resource Block等とも呼ばれる）の制限、受信ＲＦ（Radio Frequency）の制限などを適用することが検討されている。
使用帯域の上限がシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ（１００ＲＢ）、１コンポーネントキャリアなど）に設定されるＬＴＥ端末とは異なり、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域の上限は所定の狭帯域（ＮＢ：Narrow Band、例えば、１８０ｋＨｚ、１．４ＭＨｚ）に制限される。例えば、当該所定の狭帯域は、既存のＬＴＥシステム（Ｒｅｌ．１２以前のＬＴＥシステム、以下、単に、ＬＴＥシステムともいう）の最小のシステム帯域（例えば、１．４ＭＨｚ、６ＰＲＢ）と同じ、又は、その一部の帯域（例えば、１８０ｋＨｚ、１ＰＲＢ）であってもよい。
このように、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、既存のＬＴＥ端末よりも使用帯域の上限が狭い端末、既存のＬＴＥ端末よりも狭い帯域（例えば、１．４ＭＨｚより狭い帯域）で送信及び／又は受信（以下、送受信という）可能な端末ともいえる。このＮＢ−ＩｏＴ端末は、既存のＬＴＥシステムとの後方互換性を考慮してＬＴＥシステムのシステム帯域内で動作させることが検討されている。例えば、ＬＴＥシステムのシステム帯域において、帯域が制限されたＮＢ−ＩｏＴ端末と帯域が制限されない既存のＬＴＥ端末との間で、周波数多重がサポートされてもよい。また、ＮＢ−ＩｏＴは、ＬＴＥシステム帯域内だけでなくＬＴＥシステム帯域に隣接するキャリア間のガードバンドや専用周波数を用いて運用されても良い。
図１は、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域となる狭帯域の配置例を示す図である。図１では、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域がＬＴＥシステムのシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ）の一部に設定されている。なお、図１以降では、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域が１８０ｋＨｚに設定されるものとするが、これに限られない。ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域は、ＬＴＥシステムのシステム帯域（例えば、２０ＭＨｚ）より狭ければよく、例えば、Ｒｅｌ．１３のＬＣ−ＭＴＣ端末の使用帯域（例えば、１．４ＭＨｚ）以下であってもよい。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末の使用帯域となる狭帯域の周波数位置は、システム帯域内で変化可能な構成とすることが好ましい。例えば、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、所定の期間（例えば、サブフレーム）毎に異なる周波数リソースを用いて通信することが好ましい。これにより、ＮＢ−ＩｏＴ端末に対するトラヒックオフロードや、周波数ダイバーシチ効果が実現でき、周波数利用効率の低下を抑制することができる。したがって、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、周波数ホッピングや周波数スケジューリングの適用を考慮して、ＲＦの再調整（retuning）機能を有することが好ましい。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、下りと上りとで異なる帯域を使用してもよいし、同じ帯域を使用してもよい。下り送受信に使用される帯域は、下り狭帯域（ＤＬ ＮＢ：Downlink Narrow Band）と呼ばれてもよい。上り送受信に使用される帯域は、上り狭帯域（ＵＬ ＮＢ：Uplink Narrow Band）と呼ばれてもよい。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、狭帯域に配置（allocate）される下り制御チャネルを用いて下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）を受信する。当該下り制御チャネルは、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）と呼ばれてもよいし、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）と呼ばれてもよいし、Ｍ−ＰＤＣＣＨ（ＭＴＣ ＰＤＣＣＨ）、ＮＢ−ＰＤＣＣＨ等と呼ばれてもよい。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、狭帯域に配置される下り共有チャネルを用いて下りデータを受信する。当該下り共有チャネルは、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と呼ばれてもよいし、Ｍ−ＰＤＳＣＨ（ＭＴＣ ＰＤＳＣＨ）と呼ばれてもよいし、ＮＢ−ＰＤＳＣＨ等と呼ばれてもよい。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、狭帯域に配置される上り制御チャネルを用いて、上り制御情報（ＵＣＩ：Uplink Control Information）を送信する。ＵＣＩは、下り信号の再送制御情報及び／又はチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）を含む。ここで、再送制御情報は、下り信号（例えば、上記下り共有チャネル）の再送制御に用いられる情報であり、例えば、ＡＣＫ（ACKnowledge）とＮＡＣＫ（Non-ACKnowledge）とＤＴＸ（Discontinuous Transmission）との少なくとも一つ（以下、ＡＣＫ／ＮＡＣＫという）である。再送制御情報は、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ（Hybrid Automatic Repeat reQuest−ACKnowledge）とも呼ばれる。当該上り制御チャネルは、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）と呼ばれてもよいし、Ｍ−ＰＵＣＣＨ（ＭＴＣ ＰＵＣＣＨ）、ＮＢ−ＰＵＣＣＨ等と呼ばれてもよい。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、狭帯域に配置される上り共有チャネルを用いて、ＵＣＩ又は／及び上りデータを受信する。当該上り共有チャネルは、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と呼ばれてもよいし、Ｍ−ＰＵＳＣＨ（ＭＴＣ ＰＵＳＣＨ）、ＮＢ−ＰＵＳＣＨ等と呼ばれてもよい。
以上のチャネルに限られず、同じ用途に用いられる従来のチャネルにＭＴＣを示す「Ｍ」やＮＢ−ＩｏＴを示す「Ｎ」、または「ＮＢ」を付して表されてもよい。以下では、上記狭帯域で用いられる下り制御チャネル、下り共有チャネル、上り共有チャネル、上り共有チャネルを、それぞれ、ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨと呼ぶが、上述の通り、呼称はこれらに限られない。
また、ＮＢ−ＩｏＴでは、カバレッジを拡張するために、複数のサブフレームに渡って同一の下り信号（例えば、ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨなど）及び／又は上り信号（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨなど）を送受信する繰り返し送信／受信が行われてもよい。同一の下り信号及び／又は上り信号が送受信される複数のサブフレーム数は、繰り返し数（repetition number）とも呼ばれる。また、当該繰り返し数は、繰り返しレベルによって示されてもよい。当該繰り返しレベルは、カバレッジ拡張（ＣＥ：Coverage Enhancement）レベルと呼ばれてもよい。
以上のようなＮＢ−ＩｏＴでは、上り送信において、単一のサブキャリアを用いた送信（シングルトーン送信）と複数のサブキャリアを用いた送信（マルチトーン送信（multiple-tone transmission））とをサポートすることが検討されている。ここで、トーンとは、サブキャリアと同義であり、使用帯域（例えば、１８０ｋＨｚ、１リソースブロック）が分割された各帯域を意味する。
シングルトーン送信では、既存のＬＴＥシステムと同一のサブキャリア間隔（すなわち、１５ｋＨｚ）と、ＬＴＥシステムよりも狭いサブキャリア間隔（例えば、３．７５ｋＨｚ）とをサポートすることが検討されている。一方、マルチトーン送信では、ＬＴＥシステムと同一のサブキャリア間隔（すなわち、１５ｋＨｚ）をサポートすることが検討されている。サブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合、１ＰＲＢ（１８０ｋＨｚ）が１２サブキャリアで構成される。また、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚの場合、１ＰＲＢは、４８サブキャリアで構成される。
また、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、無線基地局から通知されたサブキャリア（トーン）数で、上り送信（例えば、ＰＵＳＣＨ又は／及びＰＵＣＣＨの送信）を行うことが検討されている。当該サブキャリア数の組み合わせとしては、例えば、｛１、３、６、１２｝等が考えられる。このように、予め定められた組み合わせの中から選択されたサブキャリア数が、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングや報知情報）により設定（configure）され、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、設定されたサブキャリア数で上り送信を行ってもよい。
図２は、ＮＢ−ＩｏＴにおけるリソースユニットの一例を示す図である。図２では、サブキャリア（トーン）数の組み合わせとして｛１、３、６、１２｝を用いる場合を説明するが、トーン数の組み合わせはこれに限られない。例えば、｛１、２、４、１２｝の組み合わせが用いられてもよい。
図２に示すように、１リソースユニットを構成するサブキャリア（トーン）数に応じて、１リソースユニットの時間単位は変更される。具体的には、１リソースユニットを構成する時間単位は、１リソースを構成するサブキャリア数及び／又はサブキャリア間隔の減少に応じて長くなる。
例えば、図２では、サブキャリア間隔が既存のＬＴＥシステムと同一の１５ｋＨｚである場合で、かつ、トーン数が１２、６、３、１である場合、１リソースユニットの時間単位は、それぞれ、１ｍｓ、２ｍｓ、４ｍｓ、８ｍｓとなる。また、サブキャリア間隔が既存のＬＴＥシステムの１／４倍の３．７５ｋＨｚである場合で、かつ、トーン数が１である場合、１リソースユニットの時間単位は、３２ｍｓとなる。
なお、図２において、データの格納単位である１トランスポートブロック（ＴＢ：Transport Block）は、１リソースユニットにマッピングされてもよいし、複数のリソースユニットにマッピングされてもよい。また、以上のようなリソースユニットは、上り送信だけでなく、下り送信に適用することも可能である。
ところで、ＮＢ−ＩｏＴ端末は、下り信号の再送制御情報（例えば、上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を無線基地局に送信することが望まれる。また、当該再送制御情報の送信には、１５ｋＨｚ及び３．７５ｋＨｚの双方のサブキャリア間隔がサポートされることが想定される。
当該再送制御情報の送信方式としては、例えば、ＮＢ−ＩｏＴにおける単一又は複数のサブキャリアを用いたＰＵＳＣＨの送信方式（例えば、符号化方式、変調方式、リソースマッピング方式など）を用いることが想定される。しかしながら、単一又は複数のサブキャリアのＰＵＳＣＨの送信方式を用いて少ないビット数（例えば、１ビット）の再送制御情報を送信する場合、ターボ符号のゲインを効果的に得ることができない恐れがある。また、少ないビット数のＡＣＫ／ＮＡＣＫの誤り検出のために、２４ビットの巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）を付加することになり、オーバヘッドが増加する恐れもある。
或いは、当該再送制御情報の送信方式として、既存のＬＴＥシステムのＰＵＣＣＨフォーマット１ａを用いることが想定される。図３は、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａの構成例を示す図である。ＰＵＣＣＨフォーマット１ａは、既存のＬＴＥシステムにおいて最大２ビットのＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信に用いられる。
図３Ａに示すように、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａでは、各スロットの中央の３シンボルが復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）に用いられ、残りの４シンボルが、ＡＣＫ／ＮＡＣＫに用いられる。ＤＭＲＳ用の３シンボルは、参照信号（ＲＳ：Reference Signal）シンボル、ＤＭＲＳシンボルとも呼ばれ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ用のシンボルは、情報シンボル、ＡＣＫ／ＮＡＣＫシンボル、データシンボルとも呼ばれる
また、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａでは、サブフレーム内のスロット間で周波数ホッピングが適用される。ここで、周波数ホッピングとは、ユーザ端末の使用帯域（例えば、システム帯域、１コンポーネントキャリア（ＣＣ））の中心周波数を中心として対称となる周波数位置に割り当てリソースをホッピングさせることである。
図３Ｂに示すように、ユーザ端末は、１又は２ビットのＡＣＫ／ＮＡＣＫを、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）又はＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）により１変調シンボルに変調し、前半及び後半の２スロット用に繰り返す。ユーザ端末は、２スロット用の２変調シンボルを各スロット内の４情報シンボル用にそれぞれコピーし、それぞれ、巡回シフト系列（Cyclic Shifted Sequence）を用いた巡回シフト（位相回転）が施される。
ユーザ端末は、周波数領域の信号を、システム帯域を包含する周波数帯域幅を有する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）の所定位置の１２サブキャリア（１ＰＲＢに相当）に入力して、時間領域のシンボルに変換する。また、スロット間で周波数ホッピングが適用されるように、１２サブキャリアの位置は切り替えられる。
ユーザ端末は、時間領域に変換された各スロットに対応するシンボルに、各スロットの情報シンボル数（Ｎ）と等しい系列長の直交系列［Ｗ０，…，ＷＮ−１］（例えば、ＯＣＣ：Orthogonal Cover Code）を乗算し、当該シンボルを各スロット内の全情報シンボルにブロック拡散する。図３Ａに示すように、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａでは、各スロット内に４情報シンボルが設けられるため、ユーザ端末は、ＩＦＦＴからの出力シンボルに系列長４のＯＣＣを乗算し、各スロットで４情報シンボルと３ＤＭＲＳシンボルとを多重する。
以上のように、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａでは、巡回シフトによる周波数方向の符号分割多重（ＣＤＭ：Code Division Multiplexing）と、ブロック拡散による時間方向の符号分割多重により、複数のユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫが多重される。
しかしながら、以上のようなＰＵＣＣＨフォーマット１ａは、図３Ａ及び３Ｂに示すように、１２サブキャリア（１ＰＲＢ）を用いた送信を想定しており、単一のサブキャリアを用いたシングルトーン送信は想定されていない。したがって、ＮＢ−ＩｏＴ端末が再送制御情報をシングルトーン送信する場合、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａをそのまま適用することはできない。また、ＮＢ−ＩｏＴ端末が再送制御情報をマルチトーン送信する場合、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：Peak-to-average Power Ratio）が大きくなる恐れがある。
そこで、本発明者らは、シングルトーン送信をサポートする将来の無線通信システムにおける下り信号の再送制御情報の送信方式を検討し、本発明に至った。具体的には、新規ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて再送制御情報を送信すること（第１の態様）と、トーン送信の有無で再送制御情報を認識させること（第２の態様）を着想し、本発明に至った。
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、ユーザ端末の使用帯域は、既存のＬＴＥシステムの最小のシステム帯域（１．４ＭＨｚ）よりも狭い帯域である１８０ｋＨｚ（１ＰＲＢ）に制限されるものとするが、これに限られない。
また、以下では、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚであり、１８０ｋＨｚが１２サブキャリアで構成される場合を例示するが、これに限られない。本実施の形態は、例えば、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚであり、１８０ｋＨｚが４８サブキャリアで構成される場合などにも、適宜適用可能である。なお、図２で説明したように、サブキャリア間隔に応じて１リソースユニットの時間長は変更されてもよい。
また、以下では、シングルトーン送信に用いられる単一のサブキャリアの割り当て例について説明するが、これに限られない。本実施の形態は、１ＰＲＢ（１８０ｋＨｚ）よりも小さい周波数単位（例えば、３又は６サブキャリア）でのマルチトーン送信にも適宜適用可能である。
また、本実施の形態に係る再送制御情報の送信方式は、ＮＢ−ＩｏＴに限られず、５Ｇの無線アクセス方式（Ｎｅｗ ＲＡＴ（Radio Access Technology）、例えば、通常の伝送時間間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）よりも短いＴＴＩを用いる構成）や、使用帯域が狭帯域に限定されないＩｏＴにも適用可能である。すなわち、本実施の形態において、サブフレーム長、サブフレームを構成するシンボル数、スロットを構成するシンボル数は適宜変更されてもよい。
本実施の形態に係るユーザ端末は、単一のサブキャリアで構成される送信リソース（第１態様の新規ＰＵＣＣＨフォーマット用のＰＵＣＣＨリソース、第２態様の送信リソース）を決定し、当該送信リソースを用いて下り信号の再送制御情報を送信する。
（第１の態様）
第１の態様では、ユーザ端末は、シングルトーン送信に適する新規ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて再送制御情報を送信する。新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、サブキャリア（トーン）単位で複数のユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫが周波数分割多重（ＦＤＭ：Frequency Division Multiplexing）され、各ユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫは単一のサブキャリアを用いて送信される。
また、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、同一のサブキャリアを用いて送信される複数のユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫに対して、直交系列を用いて時間方向及び／又は周波数方向の直交拡散が適用されてもよい。以下では、新規ＰＵＣＣＨフォーマットにおいて、時間方向の直交拡散（ブロック拡散）が適用される例を一例として説明するが、直交拡散は適用されなくともよい。また、ＤＭＲＳシンボルの位置及び数も図４に示すものに限られない。
＜新規ＰＵＣＣＨフォーマット＞
図４は、第１の態様に係る新規ＰＵＣＣＨフォーマットの構成例を示す図である。例えば、図４Ａに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、各スロットの中央の３シンボルがＤＭＲＳシンボルとして用いられ、当該３ＤＭＲＳシンボルにＤＭＲＳがマッピングされてもよい。また、各スロットの残りの４シンボルが情報シンボルとして用いられ、当該４情報シンボルにＡＣＫ／ＮＡＣＫがマッピングされてもよい。なお、図８で詳述するように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットを構成するＤＭＲＳシンボルの数及び位置は、これに限られない。
また、図４Ａに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、サブフレーム内のスロット間での周波数ホッピングは適用されなくともよい。図３Ａに示すように、ユーザ端末がシステム帯域を利用できる場合、スロット間の周波数ホッピングにより周波数ダイバーシチ効果を得ることができる。一方、ユーザ端末の使用帯域が所定の狭帯域（例えば、１８０ｋＨｚ）に制限される場合、スロット間で狭帯域内での周波数ホッピングを適用しても、周波数ダイバーシチ効果を大きく得られないことが想定される。
したがって、図４Ａに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、サブフレーム内のスロット間の周波数ホッピングが適用されずに、スロット間で同一のサブキャリアが用いられてもよい。なお、カバレッジ拡張（ＣＥ）のために複数のサブフレームに渡ってＰＵＣＣＨ送信を行う場合、当該複数のサブフレーム間において狭帯域内での周波数ホッピングが適用されてもよい。
図４Ｂに示すように、ユーザ端末は、１ビットのＡＣＫ／ＮＡＣＫを、Ｐｉ／２−ＢＰＳＫ（π／２−ＢＰＳＫ、π／２シフトＢＰＳＫ）により１変調シンボルに変調してもよい。Ｐｉ／２−ＢＰＳＫは、１回の変調（１シンボル）毎に互いに９０度（π／２ラジアン）位相の異なるＢＰＳＫを交互に用いる変調方式である。なお、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの変調方式としては、通常のＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ、Ｐｉ／４−ＱＰＳＫ（π／４−ＱＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などが用いられてもよい。
また、ユーザ端末は、１変調シンボルを前半及び後半の２スロット用に繰り返し、２スロット用の２変調シンボルを単一のサブキャリア（トーン）にマッピングしてもよい（トーンシフト用の位相を乗算する）。ユーザ端末は、各スロットの変調シンボルに、情報シンボル数（Ｎ）と等しい系列長（ここでは、４）の直交系列（直交符号、直交拡散符号ともいう）［Ｗ０，…，ＷＮ−１］（例えば、ＯＣＣ）を乗算し、当該シンボルを各スロット内の全情報シンボルに直交拡散（ブロック拡散）してもよい。
図４Ａに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットにおいて各スロット内に４情報シンボルを設ける場合、ユーザ端末は、各スロットの変調シンボルに系列長４のＯＣＣを乗算し、各スロットで４情報シンボルと３ＤＭＲＳシンボルとを多重してもよい（サブフレームあたり８情報シンボルと６ＤＭＲＳシンボルとを多重する）。
以上のような新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、サブキャリア単位での周波数分割多重と、時間方向の直交拡散により、最大３６のユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫを同一のサブフレーム内で送信できる。
なお、図４Ａ及び４Ｂでは、通常サイクリックプリフィクス（ＣＰ）が各シンボルに付加される場合が例示されるが、新規ＰＵＣＣＨフォーマットは、拡張ＣＰが各シンボルに付加される場合にも適宜適用可能である。拡張ＣＰを用いる場合、１サブフレームは１２シンボルで構成され、各スロットは６シンボルで構成され、各スロットの中央の２シンボルがＤＭＲＳシンボルとして用いられ、残りの４シンボルが情報シンボルとして用いられてもよい。また、スロット間に既存の１ｍｓと合わせるためのガード期間を設けても良い。また、図８で詳述するように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、通常ＣＰ又は拡張ＣＰは、各シンボルに付加されなくともよい。
また、図４Ｂでは、変調シンボルの繰り返し（repetition）が適用されるが、当該繰り返しは適用されなくともよい。この場合、ユーザ端末は、１変調シンボルを繰り返さずに、単一のサブキャリアにマッピングし、サブフレーム内の情報シンボル数（ここでは、８）と等しい系列長の直交系列を乗算してもよい。すなわち、スロット内の情報シンボル間ではなく、サブフレーム内の情報シンボル間での直交多重（ブロック拡散）が適用されてもよい。
＜ＰＵＣＣＨリソース＞
以上のように構成される新規ＰＵＣＣＨフォーマットで用いられる無線リソース（ＰＵＣＣＨリソース）について説明する。図５は、第１の態様に係るＰＵＣＣＨリソースの一例の説明図である。
図５Ａでは、既存のＰＵＣＣＨフォーマット１ａ用のＰＵＣＣＨリソースが示される。図５Ａにおいて、周波数方向は、１２種類の巡回シフト（ＣＳ）系列（例えば、ＣＳインデックス値「０」〜「１１」のＣＳ系列（以下、ＣＳ系列＃０〜＃１１））を示し、時間方向は、３種類の直交系列（例えば、ＯＣＣインデックス値「０」〜「２」のＯＣＣ系列（以下、ＯＣＣ系列＃０〜＃２））を示す。図５Ａに示すように、既存のＰＵＣＣＨフォーマット１ａ用のＰＵＣＣＨリソースは、巡回シフト系列と直交系列との組み合わせにより規定される。
図５Ａにおいて、利用可能なＰＵＣＣＨリソースには、周波数方向から順番にリソース識別子が付与される。例えば、図５Ａでは、ＯＣＣ系列＃０とＣＳインデックス＃０とで構成されるＰＵＣＣＨリソースには、リソース識別子「０」が付される。同様に、ＯＣＣ系列＃０とＣＳインデックス＃２、＃４、＃６、＃８、＃１０とで構成されるＰＵＣＣＨリソースには、それぞれ、リソース識別子「１」、「２」、「３」、「４」、「５」が付される。ＯＣＣ系列＃１及び＃２についても同様である。
図５Ａにおいて、ユーザ端末は、所定のルールに従って導出するリソース識別子と、上位レイヤシグナリングにより通知されるオフセット値ΔＰＵＣＣＨ ｓｈｉｆｔに基づいて、ＣＳインデックス値とＯＣＣインデックス値とを導出する。例えば、ユーザ端末は、ＰＵＣＣＨリソースのリソース識別子「１」とオフセットΔＰＵＣＣＨ ｓｈｉｆｔ値「２」に基づいてＣＳインデックス値「２」とＯＣＣインデックス値「０」を導出する。
図５Ｂでは、新規ＰＵＣＣＨフォーマット用のＰＵＣＣＨリソースが示される。図５Ｂにおいて、周波数方向は、１２種類のサブキャリア（例えば、トーンインデックス値「０」〜「１１」のトーン（サブキャリア））を示し、時間方向は、３種類の直交系列を示す。図５Ｂに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマット用のＰＵＣＣＨリソースは、サブキャリア（トーン）と直交系列（ＯＣＣ系列）との組み合わせにより規定される。なお、図５Ｂでは、一例にすぎず、サブキャリア数及び直交系列数はこれに限られない。
図５Ｂに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマット用のＰＵＣＣＨリソースには、時間方向から順番にリソース識別子が付与される。具体的には、同一のサブキャリアと異なる直交系列との組み合わせから順番にリソース識別子が付与される。新規ＰＵＣＣＨフォーマットにおいて、既存のＰＵＣＣＨフォーマット１ａと同様に周波数方向から順番にリソース識別子が付与される場合、使用帯域内の全てのサブキャリアがＰＵＣＣＨで占有される恐れがある。具体的には、複数のユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫが、異なるＯＣＣ系列により同一のサブキャリアに符号多重できるにもかかわらず、異なるサブキャリアに周波数分割多重される結果、周波数利用効率が低下する恐れがある。
一方、図５Ｂに示すように、時間方向から順番にリソース識別子を付与する場合、同一のサブキャリアに異なるＯＣＣ系列を用いて複数のユーザ端末のＡＣＫ／ＮＡＣＫを多重できるので、周波数利用効率を向上できる。例えば、ユーザ端末＃１、＃２、＃３にそれぞれ、順番に、リソース識別子「０」、「１」、「２」のＰＵＣＣＨリソースが割り当てられる場合、ユーザ端末＃１、＃２及び＃３のＡＣＫ／ＮＡＣＫを、異なるＯＣＣインデックス「０」、「１」、「２」を用いて同一のサブキャリア＃０に多重できる。
また、新規ＰＵＣＣＨフォーマットのＰＵＣＣＨリソースでは、周波数方向は、直交するサブキャリアで規定されるため、使用帯域内の全サブキャリアをＰＵＣＣＨリソースとして利用しても、ユーザ端末間の直交性を保つことができる。すなわち、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、既存のＰＵＣＣＨフォーマット１ａのように、ユーザ端末間の直交性を保つために、使用しない（リソース識別子を付さない）ＰＵＣＣＨリソースを設けなくともよい。
なお、図５Ｂにおいて、各ＰＵＣＣＨリソースに付されるリソース識別子は一例にすぎず、これに限られない。例えば、カバレッジ拡張（ＣＥ）のために複数のサブフレームに渡ってＰＵＣＣＨ送信を行う場合、当該複数のサブフレーム間では、同一のリソース識別子が所定のホッピングパターンに従って異なるＰＵＣＣＨリソースに付されてもよい。また、図５Ｂでは、３種類の直交系列が用いられるが、直交系列の数及び系列長は、どのようなものであってもよい。
＜ＰＵＣＣＨリソースの割り当て＞
以上のような新規ＰＵＣＣＨフォーマット用のＰＵＣＣＨリソースのユーザ端末に対する割り当てについて説明する。新規ＰＵＣＣＨフォーマット用のＰＵＣＣＨリソースは、（１）黙示的にユーザ端末に割り当てられてもよいし、（２）明示的にユーザ端末に割り当てられてもよい。
（１）黙示的な割り当て
ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨ（ＮＢ−ＰＤＣＣＨ）の制御チャネル要素（ＣＣＥ：Control Channel Element）のインデックス（以下、ＣＣＥインデックス）及び／又はＰＤＣＣＨの繰り返し情報（例えば、繰り返し数、繰り返しレベル、ＣＥレベルなど）に基づいて、ＰＵＣＣＨリソース（例えば、図５Ｂ参照）を決定してもよい。
具体的には、ユーザ端末は、ＣＣＥインデックス及び／又は繰り返し情報に基づいて、ＰＵＣＣＨリソースのリソース識別子を導出し、当該リソース識別子に基づいて、トーンインデックス値及び／又はＯＣＣインデックス値を導出してもよい。或いは、ユーザ端末は、ＣＣＥインデックス及び／又は繰り返し情報に基づいて、トーンインデックス値及び／又はＯＣＣインデックス値そのものを導出してもよい。
また、ユーザ端末は、上記ＰＵＣＣＨリソースの決定に、上位レイヤシグナリングにより通知される所定のパラメータ、ＤＣＩにより通知されるオフセット、サブフレーム間でのホッピングパターンを示すホッピングパターン情報などの少なくとも一つを用いてもよい。
（２）明示的な割り当て
或いは、無線基地局は、ＰＵＣＣＨリソースの割り当て情報を含むＤＣＩ（例えば、ＤＬアサインメント、ＵＬグラント）を送信してもよい。当該割り当て情報は、ＰＵＣＣＨリソースのリソース識別子であってもよいし、或いは、トーンインデックス値及び／又はＯＣＣインデックス値であってもよい。
ＤＣＩを用いてＰＵＣＣＨリソースを明示的に割り当てる場合、ＰＵＣＣＨリソースとして利用可能なトーン数が制限されてもよい。図６は、第１の態様に係るＰＵＣＣＨリソースの他の例を示す図である。図６Ａ、図６Ｂでは、それぞれ、ＰＵＣＣＨリソースとして利用可能なトーン数が１、３に制限される例が示される。なお、ＰＵＣＣＨリソースとして利用可能なトーン数は、１又は３に限られない。
ＮＢ−ＩｏＴのＰＵＳＣＨのトーン数としては、｛１、３、６、１２｝をサポートすることが想定される。このため、図６Ａ及び６Ｂに示すように、ＰＵＣＣＨリソースとして利用可能なトーン数を１又は３に制限する場合、ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨとを同一のサブフレームでより効率的に多重することができる。
図６Ａ及び６Ｂに示すように、ＰＵＣＣＨリソースとして利用可能なサブキャリア（トーン）数が制限される場合、どのサブキャリアがＰＵＣＣＨリソースを構成するかは、ユーザ端末に上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング又は報知情報）により通知されてもよいし、予め定められていてもよい。
例えば、図６Ａでは、ＰＵＣＣＨリソースとしてトーン＃０を利用できることを示す情報が、上位レイヤシグナリングによりユーザ端末に送信されるものとする。図６Ａにおいて、ユーザ端末は、ＤＣＩ内のＰＵＣＣＨリソースの割り当て情報（例えば、１又は２ビット）により、トーン＃０においてどのＯＣＣ系列を用いるか（すなわち、ＰＵＣＣＨリソース＃０〜＃２のいずれか）を決定してもよい。
また、図６Ｂでは、ＰＵＣＣＨリソースとしてトーン＃０〜＃２を利用できることを示す情報が、上位レイヤシグナリングによりユーザ端末に送信されるものとする。図６Ｂにおいて、ユーザ端末は、ＤＣＩ内のＰＵＣＣＨリソースの割り当て情報（例えば、３又は４ビット）により、トーン＃０〜＃２のいずれかにおいてどのＯＣＣ系列を用いるか（すなわち、ＰＵＣＣＨリソース＃０〜＃８のいずれか）を決定してもよい。
また、上記ＰＵＣＣＨリソースの割り当て情報を含むＤＣＩは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを応答するＰＤＳＣＨを割り当てるＤＬアサインメントであってもよいし、ランダムアクセス手順におけるメッセージ４を割り当てるＤＣＩであってもよい。ここで、メッセージ４とは、ユーザ端末が無線基地局からのランダムアクセス応答（ＲＡＲ）に応じてＲＲＣコネクション要求などの上位レイヤメッセージを無線基地局に送信する場合、無線基地局から送信される衝突解決（Contention resolution）メッセージである。メッセージ４は、ＰＤＳＣＨを介して送信され、ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨを介して当該メッセージ４（ＰＤＳＣＨ）を割り当てるＤＬアサインメントを受信し、当該メッセージ４を受信する。
＜変更例＞
以上の新規ＰＵＣＣＨフォーマットの構成及びＰＵＣＣＨリソースの割り当ては、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚである場合を想定するが、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合にも適宜適用可能である。図７は、第１の態様の変更例に係るサブキャリア間隔の一例の説明図である。
サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合、図７Ａに示すように、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合と比べて、シンボル長、スロット長、サブフレーム長がそれぞれ４倍となる。このため、図４で説明した新規ＰＵＣＣＨフォーマットは、４倍の時間長で適用されてもよい。
また、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合、１ＰＲＢ（１８０ｋＨｚ）内のサブキャリア数は、４８となる（サブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合は、１ＰＲＢあたり１２サブキャリア）。このため、図７Ｂに示すように、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合、周波数方向のＰＵＣＣＨリソースは、４８種類のサブキャリア（例えば、トーンインデックス値「０」〜「４７」）で構成されてもよい。なお、図７Ｂでは、時間方向のＰＵＣＣＨリソースが、３種類の直交系列（例えば、ＯＣＣ系列）で構成される場合を示すが、直交系列数はこれに限られない。また、時間方向の直交拡散が適用されなくともよい。
また、新規ＰＵＣＣＨフォーマットの構成は、図４又は図７Ａに示すものに限られない。新規ＰＵＣＣＨフォーマットを構成するＤＭＲＳシンボル及び／又は情報シンボルの数及び位置は、どのようなものであってもよい。また、情報シンボル間での直交拡散も適用されなくともよい。図８は、第１の態様の変更例に係る新規ＰＵＣＣＨフォーマットの構成例を示す図である。なお、図８では、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚである場合を例示するが、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合にも適宜適用可能である。
図８Ａに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、ＤＭＲＳシンボルと情報シンボルとがサブフレームの前半又は後半にまとめて設定されてもよい。例えば、図８Ａでは、サブフレームの前半の所定数（ここでは、７）シンボルがＤＭＲＳシンボルとして設定され、サブフレームの後半の所定数（ここでは、７）シンボルが情報シンボルとして設定される。このように、サブフレームの前半にＤＭＲＳシンボルをまとめて配置することで、チャネル推定精度を向上させることができる。
図８Ａに示す場合、ブロック拡散に用いる直交系列の系列長は、サブフレーム内の情報シンボル数（ここでは、７）と等しくてもよい。また、図８Ａでは、サブフレーム内のＤＲＭＳシンボル数と情報シンボル数とが等しく設定されるが、等しく設定されなくともよい。
或いは、図８Ｂに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットは、ＤＭＲＳシンボルを含まず、情報シンボルを含んで構成されてもよい。または、ＡＣＫとＮＡＣＫの両方に対して、無線基地局とユーザ端末間で既知である系列（たとえば、ＰＮ（Pseudo-random Noise）系列）を送信しても良い。受信機（ここでは、無線基地局）において、ＤＭＲＳを用いたチャネル推定を行わずとも、最尤（ＭＬ：Maximum Likelihood）法により情報シンボルを検出（復調）できる。また、ＮＡＣＫとＤＴＸを区別しない場合は、ＡＣＫのときのみ上記系列を送信し、ＮＡＣＫの場合には送信しないとしても良い。さらに、既知の系列はセル間干渉の影響を軽減するためにセル固有，又はユーザ固有であることが望ましい。これら既知の系列は、報知、ＲＲＣ信号で通知したり、ユーザ端末の識別子（ＵＥ−ＩＤ）やセルの識別子（セルＩＤ）に括りつけて求めても良い。
図８Ｂに示す場合、無線基地局は、ＭＬ法によりＡＣＫ／ＮＡＣＫの変調シンボル（ＡＣＫ／ＮＡＣＫビット）を検出する。この場合、ＤＭＲＳを用いたチャネル推定によりＡＣＫ／ＮＡＣＫの変調シンボルを検出する場合と比較して、検出精度を向上させることができる。
また、図８Ｂに示す場合、ＤＭＲＳのオーバヘッドを削減できるため、シングルトーン送信が想定される場合（すなわち、周波数リソースが少ない場合）に適する。また、通常のＴＴＩ（サブフレーム、１ｍｓ）より短いＴＴＩを用いる場合（すなわち、時間リソースが少ない場合）にも図８Ｂに示すように、ＤＭＲＳシンボルを配置しない構成は適する。
或いは、図８Ｃに示すように、新規ＰＵＣＣＨフォーマットでは、各シンボルにサイクリックプリフィクス（ＣＰ）を付加せず、ＤＭＲＳシンボルと情報シンボルとの切り替え時にだけＣＰが付加されてもよい。新規ＰＵＣＣＨフォーマットにおいてブロック拡散を適用しない（直交系列を乗算しない）場合、同一のシンボルが繰り返されるため、図８Ｃに示すように、各シンボルに付加されていたＣＰを纏めてもよい。図８Ｃに示す場合、各シンボルにＣＰを付加する場合よりもＣＰ長を長くできるので、カバレッジ拡張に対する耐性を向上させる（ロバストにする）ことができる。
なお、図４、図７Ａ、図８Ａ−８Ｃに示す新規ＰＵＣＣＨフォーマットは、スロット間又はサブフレーム間での周波数ホッピングの適用有無に関わらず、適用可能である。
以上のように、第１の態様では、シングルトーン送信に適する新規ＰＵＣＣＨフォーマットを用いて再送制御情報を送信することができるので、無線基地局における再送制御情報の検出精度を向上させることができる。これにより、再送回数を減少させることができるので、ユーザ端末の低消費電力化にも有効である。
（第２の態様）
第２の態様では、トーン送信の有無で再送制御情報を認識させる。具体的には、ユーザ端末は、前記下り信号の復号に成功する場合にだけ、単一のサブキャリアで構成される送信リソースを用いて再送制御情報（ＡＣＫ）を送信する。
無線基地局が、下り信号の再送時に冗長バージョン（redundancy version）を変更しなくともよい場合、ＤＴＸとＮＡＣＫとを区別する必要はない。無線基地局は、ユーザ端末からＤＴＸ又はＮＡＣＫを受信する場合、同一の下り信号（下りデータ、ＰＤＳＣＨ）を送信すればよいためである。ここで、ＤＴＸは、「ＡＣＫもＮＡＣＫもユーザ端末から通知されなかった」という判定結果であり、ユーザ端末がＰＤＣＣＨを受信できなかったことを意味してもよい。
上述のように、ＤＴＸとＮＡＣＫとを区別しなくともよい場合、無線基地局は、ＡＣＫとＤＴＸ又はＮＡＣＫ（以下、ＤＴＸ／ＮＡＣＫという）との２値（すなわち、ＡＣＫであるか否か）を検出できればよい。このため、無線基地局は、上記送信リソース（例えば、所定位置のトーン）における送信有無により、ユーザ端末からＡＣＫが送信されたか否かを検出してもよい。
図９は、第２の態様に係る再送制御情報の送信方式の一例を示す図である。なお、図９では、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚである（すなわち、１ＰＲＢあたり１２サブキャリア）場合が示されるが、これに限られない。例えば、サブキャリア間隔が３．７５ｋＨｚである場合にも適宜適用可能である。
図９Ａ及び９Ｂでは、上記送信リソースとしてトーン＃０が割り当てられるものとする。ユーザ端末は、下りデータの復号に成功した場合、図９Ａに示すように、サブキャリア（トーン）＃０でＡＣＫを送信する。一方、ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨを受信できない場合（通常、ＤＴＸを送信する場合）、又は、下り信号の復号に失敗した場合（通常、ＮＡＣＫを送信する場合）、図９Ｂに示すように、サブキャリア＃０での送信を行わない（中止する）。
無線基地局は、所定のタイミング（例えば、ＰＤＳＣＨの送信サブフレームから所定期間後のサブフレーム）で、サブキャリア＃０での送信を検出した場合、ＡＣＫであると判断し、当該下りデータの再送を行わない。一方、無線基地局は、所定のタイミングでトーン＃０での送信を検出しない場合、ＤＴＸ又はＮＡＣＫであると判断し、下り信号を再送する。
なお、図９において、同一のサブキャリア＃０には、複数のユーザ端末のＡＣＫが多重されてもよい。例えば、同一のサブキャリア＃０が割り当てられる複数のユーザ端末には、異なる直交系列が割り当てられ、当該複数のユーザ端末が符号分割多重されてもよい。この場合、ＡＣＫの送信リソースは、サブキャリアと直交系列との組み合わせにより規定される。
＜送信リソースの割り当て＞
ＡＣＫの送信リソースの割り当てについて説明する。ＡＣＫの送信リソースには、図５Ｂ及び図６で説明したように、リソース識別子が付与されていてもよい。当該ＡＣＫの送信リソースは、（１）黙示的にユーザ端末に割り当てられてもよいし、（２）明示的にユーザ端末に割り当てられてもよい。
（１）黙示的な割り当て
ユーザ端末は、ＰＤＣＣＨ（ＮＢ−ＰＤＣＣＨ）のＣＣＥインデックス及び／又はＰＤＣＣＨの繰り返し情報に基づいて、ＡＣＫの送信リソースを決定してもよい。具体的には、ユーザ端末は、ＣＣＥインデックス及び／又は繰り返し情報に基づいて、送信リソースのリソース識別子を導出し、当該リソース識別子に基づいて、トーンインデックス値及び／又はＯＣＣインデックス値を導出してもよい。或いは、ユーザ端末は、ＣＣＥインデックス及び／又は繰り返し情報に基づいて、トーンインデックス値及び／又はＯＣＣインデックス値そのものを導出してもよい。
また、ユーザ端末は、上記送信リソースの決定に、上位レイヤシグナリングにより通知される所定のパラメータ、ＤＣＩにより通知されるオフセット、サブフレーム間でのホッピングパターンを示すホッピングパターン情報などの少なくとも一つを用いてもよい。
（２）明示的な割り当て
或いは、無線基地局は、送信リソースの割り当て情報を含むＤＣＩ（例えば、ＤＬアサインメント、ＵＬグラント）を送信してもよい。当該割り当て情報は、送信リソースのリソース識別子であってもよいし、トーンインデックス値及び／又はＯＣＣインデックス値であってもよい。また、上記送信リソースの割り当て情報を含むＤＣＩは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを応答するＰＤＳＣＨを割り当てるＤＬアサインメントであってもよいし、ランダムアクセス手順におけるメッセージ４を割り当てるＤＣＩであってもよい。
以上のように、第２の態様では、所定の送信リソースにおけるシングルトーン送信の有無により、無線基地局が再送の要否を検出できる。このため、無線基地局における再送制御情報の検出精度を向上させることができる。また、第２の態様に係る送信方式も、通常のＴＴＩ（サブフレーム、１ｍｓ）より短いＴＴＩを用いる場合、５Ｇの無線アクセス方式、ＩｏＴにも適用可能である。
（無線通信システム）
以下、本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述した各態様に係る無線通信方法が適用される。なお、各態様に係る無線通信方法は、単独で用いられてもよいし、組み合わせされてもよい。ここでは、狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末としてＮＢ−ＩｏＴ端末を例示するが、これに限定されるものではない。
図１０は、本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図１０に示す無線通信システム１は、マシン通信システムのネットワークドメインにＬＴＥシステムを採用した一例である。当該無線通信システム１では、ＬＴＥシステムのシステム帯域幅を１単位とする複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア）を一体としたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）及び／又はデュアルコネクティビティ（ＤＣ）を適用することができる。また、ＬＴＥシステムが下りリンク及び上りリンク共に最小１．４ＭＨｚから最大２０ＭＨｚまでのシステム帯域に設定されるものとするが、この構成に限られない。
なお、無線通信システム１は、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th generation mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、ＩｏＴなどと呼ばれてもよい。
無線通信システム１は、無線基地局１０と、無線基地局１０に無線接続する複数のユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを含んで構成されている。無線基地局１０は、上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）などが含まれるが、これに限定されるものではない。
複数のユーザ端末２０（２０Ａ−２０Ｃ）は、セル５０において無線基地局１０と通信を行うことができる。例えば、ユーザ端末２０Ａは、ＬＴＥ（Ｒｅｌ−１０まで）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｒｅｌ−１０以降も含む）をサポートするユーザ端末（以下、ＬＴＥ端末（ＬＴＥ ＵＥ：ＬＴＥ User Equipment））であり、他のユーザ端末２０Ｂ、２０Ｃは、マシン通信システムにおける通信デバイスとなるＮＢ−ＩｏＴ端末（ＮＢ−ＩｏＴ ＵＥ（ＮＢ−ＩｏＴ User Equipment））である。以下、特に区別を要しない場合は、ユーザ端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは単にユーザ端末２０と呼ぶ。ユーザ端末２０は、ＵＥ（User Equipment）等と呼ばれてもよい。
ＮＢ−ＩｏＴ端末２０Ｂ、２０Ｃは、既存のＬＴＥシステムでサポートされる最小のシステム帯域幅よりも狭帯域に使用帯域が制限されたユーザ端末である。なお、ＮＢ−ＩｏＴ端末２０Ｂ、２０Ｃは、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であってもよく、電気メータ、ガスメータ、自動販売機などの固定通信端末に限らず、車両などの移動通信端末でもよい。また、ユーザ端末２０は、他のユーザ端末２０と直接通信してもよいし、無線基地局１０を介して通信してもよい。
無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクに直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が適用され、上りリンクにシングルキャリア−周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域幅を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。なお、上り及び下りの無線アクセス方式は、これらの組み合わせに限られない。
無線通信システム１では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）、下りＬ１／Ｌ２制御チャネルなどが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のＳＩＢ（System Information Block）が伝送される。また、ＰＢＣＨにより、ＭＩＢ（Master Information Block）が伝送される。
下りＬ１／Ｌ２制御チャネルは、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）、ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel）、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel）などを含む。ＰＤＣＣＨにより、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューリング情報を含む下り制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）などが伝送される。ＰＣＦＩＣＨにより、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨにより、ＰＵＳＣＨの再送制御情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）が伝送される。ＥＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨと周波数分割多重され、ＰＤＣＣＨと同様にＤＣＩなどの伝送に用いられる。
無線通信システム１では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）、上りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）、ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical Random Access Channel）などが用いられる。ＰＵＳＣＨは、上りデータチャネルと呼ばれてもよい。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、再送制御情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）などが伝送される。ＰＲＡＣＨにより、セルとの接続確立のためのランダムアクセスプリアンブルが伝送される。
なお、ＭＴＣ端末／ＮＢ−ＩｏＴ端末向けのチャネルは、ＭＴＣを示す「Ｍ」やＮＢ−ＩｏＴを示す「ＮＢ」を付して表されてもよく、ＭＴＣ端末／ＮＢ−ＩｏＴ端末向けのＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨはそれぞれ、Ｍ（ＮＢ）−ＰＤＣＣＨ、Ｍ（ＮＢ）−ＰＤＳＣＨ、Ｍ（ＮＢ）−ＰＵＣＣＨ、Ｍ（ＮＢ）−ＰＵＳＣＨなどと呼ばれてもよい。以下、特に区別を要しない場合は、単に、ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨと呼ぶ。
無線通信システム１では、下り参照信号として、セル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ：Channel State Information-Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）、位置決定参照信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）などが伝送される。また、無線通信システム１では、上り参照信号として、測定用参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）、復調用参照信号（ＤＭＲＳ）などが伝送される。なお、ＤＭＲＳはユーザ端末固有参照信号（UE-specific Reference Signal）と呼ばれてもよい。また、伝送される参照信号は、これらに限られない。
＜無線基地局＞
図１１は、本発明の一実施の形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６と、を少なくとも備えている。
下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。
ベースバンド信号処理部１０４では、ユーザデータに関して、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御（例えば、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）の送信処理）、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）処理、プリコーディング処理などの送信処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換などの送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎にプリコーディングして出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部１０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部１０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
送受信部１０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部１０２により増幅され、送受信アンテナ１０１から送信される。送受信部１０３は、システム帯域幅（例えば、１コンポーネントキャリア）より制限された狭帯域幅（例えば、１８０ｋＨｚ）で、各種信号を送受信することができる。
一方、上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅される。各送受信部１０３はアンプ部１０２で増幅された上り信号を受信する。送受信部１０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部１０４に出力する。
ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、伝送路インターフェース１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
伝送路インターフェース１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。また、伝送路インターフェース１０６は、基地局間インターフェース（例えば、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠した光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して他の無線基地局１０と信号を送受信（バックホールシグナリング）してもよい。
送受信部１０３は、ユーザ端末２０に対して、狭帯域で、同期信号、参照信号、制御信号、データ信号などの下り信号を送信する。また、送受信部１０３は、ユーザ端末２０から、狭帯域で参照信号、制御信号、データ信号などの上り信号を受信する。具体的には、送受信部１０３は、下り制御信号（ＤＣＩ）、上位レイヤシグナリングによる上位レイヤ制御情報を送信する。また、送受信部１０３は、ＤＣＩによりユーザ端末２０に割り当てられるＰＤＳＣＨを送信し、ＤＣＩによりユーザ端末２０に割り当てられるＰＵＳＣＨを受信する。
図１２は、本発明の一実施の形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。なお、図１２では、本実施の形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、無線基地局１０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図１２に示すように、ベースバンド信号処理部１０４は、制御部３０１と、送信信号生成部（生成部）３０２と、マッピング部３０３と、受信信号処理部３０４と、測定部３０５と、を少なくとも備えている。
制御部３０１は、無線基地局１０全体の制御を実施する。制御部３０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部３０１は、例えば、送信信号生成部３０２による信号の生成や、マッピング部３０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部３０１は、受信信号処理部３０４による信号の受信処理や、測定部３０５による信号の測定を制御する。
制御部３０１は、システム情報、ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨのリソース割り当て（スケジューリング）を制御する。また、同期信号（例えば、ＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）／ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal）、ＮＢ−ＳＳ）や、ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳなどの下り参照信号に対するリソース割り当てを制御する。
制御部３０１は、各種信号を狭帯域に割り当ててユーザ端末２０に対して送信するように、送信信号生成部３０２及びマッピング部３０３を制御する。制御部３０１は、例えば、下りリンクの報知情報（ＭＩＢ、ＳＩＢ（ＭＴＣ−ＳＩＢ））や、ＰＤＣＣＨ（Ｍ−ＰＤＣＣＨ、ＮＢ−ＰＤＣＣＨ等ともいう）、ＰＤＳＣＨなどを狭帯域で送信するように制御する。当該狭帯域（ＮＢ）は、既存のＬＴＥシステムのシステム帯域よりも狭い帯域（例えば、１８０ｋＨｚ）である。
また、制御部３０１は、再送制御情報の送信リソース（第１の態様の新規ＰＵＣＣＨフォーマットのＰＵＣＣＨリソース、第２の態様の送信リソース）を明示的に割り当てる場合、当該送信リソースの割り当て情報（例えば、リソース識別子）を含む下り制御信号（ＤＣＩ）を生成するよう、送信信号生成部３０２、マッピング３０３、送受信部１０３を制御してもよい。一方、制御部３０１は、当該送信リソースを黙示的に割り当てる場合、ユーザ端末２０における当該送信リソースの決定に用いられる情報（例えば、上位レイヤシグナリングによるパラメータや、ＤＣＩ内のオフセット）を送信するように、送信信号生成部３０２、マッピング部３０３、送受信部１０３を制御してもよい。
また、制御部３０１は、ユーザ端末２０からの再送制御情報に基づいて、下り信号の再送を制御する。具体的には、制御部３０１は、ユーザ端末２０からの再送制御情報がＤＴＸ／ＮＡＣＫを示す場合、下り信号を再送するよう、送信信号生成部３０２、マッピング部３０３、送受信部１０３を制御してもよい（第１の態様）。
或いは、制御部３０１は、所定のタイミング（例えば、ＰＤＳＣＨの送信サブフレームから所定期間後のサブフレーム）で、所定の送信リソースでの送信を検出した場合、ＡＣＫであると判断し、当該下り信号の再送を行わない。一方、無線基地局は、所定のタイミングで所定の送信リソースでの送信を検出しない場合、ＤＴＸ又はＮＡＣＫであると判断し、下り信号を再送してもよい（第２の態様）。
また、制御部３０１は、送受信部１０３、受信信号処理部３０２、測定部３０５と協働して、決定されたＰＵＳＣＨリソースでＰＵＳＣＨを受信する。また、制御部３０１は、送信信号生成部３０２、マッピング部３０３、送受信部１０３と協働して、決定されたＰＤＳＣＨリソースでＰＤＳＣＨを送信する。
送信信号生成部（生成部）３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り信号（ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、下り参照信号など）を生成して、マッピング部３０３に出力する。送信信号生成部３０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部３０２は、例えば、制御部３０１からの指示に基づいて、ＰＵＳＣＨ及び／又はＰＤＳＣＨをユーザ端末２０に割り当てるＤＣＩ（ＤＬアサインメント、ＵＬグラント等ともいう）を生成する。また、ＰＤＳＣＨには、各ユーザ端末２０からのチャネル状態情報（ＣＳＩ）などに基づいて決定された符号化率、変調方式などに従って符号化処理、変調処理が行われる。
マッピング部３０３は、制御部３０１からの指示に基づいて、送信信号生成部３０２で生成された下り信号を、所定の狭帯域の無線リソース（例えば、最大１リソースブロック）にマッピングして、送受信部１０３に出力する。マッピング部３０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部３０４は、送受信部１０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、ユーザ端末２０から送信される上り信号（ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、上り参照信号など）である。受信信号処理部３０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部３０４は、受信処理により復号された情報を制御部３０１に出力する。また、受信信号処理部３０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部３０５に出力する。
測定部３０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部３０５は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部３０５は、信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power））、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality））やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部３０１に出力されてもよい。
＜ユーザ端末＞
図１３は、本発明の一実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、通常のＬＴＥ端末がＮＢ−ＩｏＴ端末としてふるまうように動作してもよい。ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５と、を少なくとも備えている。また、ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１、アンプ部２０２、送受信部２０３などを複数備えてもよい。
送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号は、アンプ部２０２で増幅される。送受信部２０３は、アンプ部２０２で増幅された下り信号を受信する。
送受信部２０３は、受信信号をベースバンド信号に周波数変換して、ベースバンド信号処理部２０４に出力する。送受信部２０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるトランスミッター／レシーバー、送受信回路又は送受信装置から構成することができる。なお、送受信部２０３は、一体の送受信部として構成されてもよいし、送信部及び受信部から構成されてもよい。
ベースバンド信号処理部２０４は、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などを行う。下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。
一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）処理、ＩＦＦＴ処理などが行われて送受信部２０３に転送される。
送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換して送信する。送受信部２０３で周波数変換された無線周波数信号は、アンプ部２０２により増幅され、送受信アンテナ２０１から送信される。
送受信部２０３は、無線基地局１０から、狭帯域で同期信号、参照信号、制御信号、データ信号などの下り信号を受信する。また、送受信部２０３は、無線基地局１０に対して、狭帯域で参照信号、制御信号、データ信号などの上り信号を送信する。具体的には、送受信部２０３は、下り制御信号（ＤＣＩ）、上位レイヤシグナリングによる上位レイヤ制御情報を受信する。また、送受信部２０３は、ＤＣＩによりユーザ端末２０に割り当てられるＰＤＳＣＨを受信し、ＤＣＩによりユーザ端末２０に割り当てられるＰＵＳＣＨを送信する。
図１４は、本発明の一実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。なお、図１４においては、本実施の形態における特徴部分の機能ブロックを主に示しており、ユーザ端末２０は、無線通信に必要な他の機能ブロックも有しているものとする。図１４に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、制御部４０１と、送信信号生成部（生成部）４０２と、マッピング部４０３と、受信信号処理部４０４と、測定部４０５と、を少なくとも備えている。
制御部４０１は、ユーザ端末２０全体の制御を実施する。制御部４０１は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるコントローラ、制御回路又は制御装置から構成することができる。
制御部４０１は、例えば、送信信号生成部４０２による信号の生成や、マッピング部４０３による信号の割り当てを制御する。また、制御部４０１は、受信信号処理部４０４による信号の受信処理や、測定部４０５による信号の測定を制御する。
制御部４０１は、無線基地局１０から送信された下り信号（ＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、下り参照信号）を、受信信号処理部４０４から取得する。制御部４０１は、当該下り信号に基づいて、再送制御情報（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ＡＣＫ）やチャネル状態情報（ＣＳＩ）などの上り制御情報（ＵＣＩ）や上りデータの生成を制御する。
また、制御部４０１は、下り信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）の再送制御情報の送信を制御する。具体的には、制御部４０１は、単一のサブキャリアで構成される送信リソース（第１の態様の新規ＰＵＣＣＨフォーマットのＰＵＣＣＨリソース、第２の態様の送信リソース）を決定する。また、制御部４０１は、送信リソースを用いて再送制御情報を送信するよう、送信信号生成部４０２及び送受信部２０３を制御する。
ここで、上記送信リソースは、単一のサブキャリアで構成されてもよいし、単一のサブキャリアと再送制御情報の直交拡散に用いる直交系列との組み合わせで構成されてもよい（図５及び６）。また、上記送信リソースを識別するリソース識別子は、同一のサブキャリアと異なる直交系列との組み合わせから順番に付されてもよい。
また、制御部４０１は、下り制御信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を構成する制御チャネル要素（ＣＣＥ）インデックスと、当該下り制御信号の繰り返し情報と、の少なくとも一つに基づいて、上記送信リソースを決定してもよい（黙示的割り当ての場合）。或いは、制御部４０１は、上記送信リソースの割り当て情報を含む下り制御信号が受信部２０３で受信される場合、当該割り当て情報に基づいて、上記送信リソースを決定してもよい（明示的割り当ての場合）。
また、制御部４０１は、受信信号処理部４０４における下り信号の復号結果に基づいて、再送制御情報を生成するよう、送信信号生成部４０２を制御する。具体的には、制御部４０１は、下り信号のＡＣＫ／ＮＡＣＫを示す再送制御情報を生成してもよい（第１の態様）。或いは、制御部４０１は、下り信号の復号に成功した場合のみ、ＡＣＫを示す再送制御情報を生成するよう、送信信号生成部４０２を制御してもよい（第２の態様）。
また、制御部４０１は、新ＰＵＣＣＨフォーマットに基づいて再送制御情報の符号化・変調及びマッピングなどを行うように、送信信号生成部４０２及びマッピング部４０３を制御してもよい（第１の態様）。具体的には、制御部４０１は、新ＰＵＣＣＨフォーマットを構成する少なくとも一つのシンボルに再送制御情報の復調用参照信号をマッピングするよう、マッピング部４０３を制御してもよい。また、制御部４０１は、新ＰＵＣＣＨフォーマットを構成する全シンボルに再送制御情報をマッピングするよう、マッピング部４０３を制御してもよい。
また、制御部４０１は、下り信号の復号に成功した場合のみ、ＡＣＫを示す再送制御情報を送信するよう、送信信号生成部４０２及び送受信部２０３を制御してもよい（第２の態様）。
また、制御部４０１は、送信信号生成部４０２、マッピング部４０３、送受信部２０３と協働して、上記ＰＵＳＣＨリソースでＰＵＳＣＨを送信する。また、制御部４０１は、送受信部２０３、受信信号処理部４０４、測定部４０５と協働して、上記ＰＤＳＣＨリソースでＰＤＳＣＨを受信する。
送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて、上り信号（ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、上り参照信号など）を生成して、マッピング部４０３に出力する。送信信号生成部４０２は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号生成器、信号生成回路又は信号生成装置から構成することができる。
送信信号生成部４０２は、例えば、制御部４０１からの指示に基づいて、上り制御情報（ＵＣＩ）及び／又は上りデータを生成する。また、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいてＵＣＩ及び／又は上りデータを伝送するＰＵＳＣＨを生成する。例えば、送信信号生成部４０２は、ユーザ端末２０にＰＵＳＣＨを割り当てるＤＣＩが受信される場合に、制御部４０１からＰＵＳＣＨの生成を指示される。また、送信信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいてＵＣＩを伝送するＰＵＣＣＨを生成する。
マッピング部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて、送信信号生成部４０２で生成された上り信号をリソース（例えば、ＰＵＳＣＨリソースやＰＵＣＣＨリソース）にマッピングして、送受信部２０３へ出力する。マッピング部４０３は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明されるマッパー、マッピング回路又はマッピング装置から構成することができる。
受信信号処理部４０４は、送受信部２０３から入力された受信信号に対して、受信処理（例えば、デマッピング、復調、復号など）を行う。ここで、受信信号は、例えば、無線基地局１０から送信される下り信号（下り制御信号、下りデータ信号、下り参照信号など）である。受信信号処理部４０４は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される信号処理器、信号処理回路又は信号処理装置から構成することができる。
受信信号処理部４０４は、受信処理により復号された情報を制御部４０１に出力する。受信信号処理部４０４は、例えば、報知情報、システム情報、ＲＲＣシグナリング、ＤＣＩなどを、制御部４０１に出力する。また、受信信号処理部４０４は、受信信号や、受信処理後の信号を、測定部４０５に出力する。
測定部４０５は、受信した信号に関する測定を実施する。測定部４０５は、本発明に係る技術分野での共通認識に基づいて説明される測定器、測定回路又は測定装置から構成することができる。
測定部４０５は、例えば、受信した信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ）、受信品質（例えば、ＲＳＲＱ）やチャネル状態などについて測定してもよい。測定結果は、制御部４０１に出力されてもよい。
＜ハードウェア構成＞
なお、上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的に分離した２つ以上の装置を有線又は無線で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
例えば、本発明の一実施の形態における無線基地局、ユーザ端末などは、本発明の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１５は、本発明の一実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の無線基地局１０及びユーザ端末２０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。無線基地局１０及びユーザ端末２０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
無線基地局１０及びユーザ端末２０における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述のベースバンド信号処理部１０４（２０４）、呼処理部１０５などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。
また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末２０の制御部４０１は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。
メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の送受信アンテナ１０１（２０１）、アンプ部１０２（２０２）、送受信部１０３（２０３）、伝送路インターフェース１０６などは、通信装置１００４で実現されてもよい。
入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウスなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカーなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
また、プロセッサ１００１やメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
また、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナリング）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）は、セル、周波数キャリア、キャリア周波数などと呼ばれてもよい。
また、無線フレームは、時間領域において１つ又は複数の期間（フレーム）で構成されてもよい。無線フレームを構成する当該１つ又は複数の各期間（フレーム）は、サブフレームと呼ばれてもよい。さらに、サブフレームは、時間領域において１つ又は複数のスロットで構成されてもよい。さらに、スロットは、時間領域において１つ又は複数のシンボル（ＯＦＤＭシンボル、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルなど）で構成されてもよい。
無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。例えば、１サブフレームが送信時間間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがＴＴＩと呼ばれてよいし、１スロットがＴＴＩと呼ばれてもよい。つまり、サブフレームやＴＴＩは、既存のＬＴＥにおけるサブフレーム（１ｍｓ）であってもよいし、１ｍｓより短い期間（例えば、１−１３シンボル）であってもよいし、１ｍｓより長い期間であってもよい。
ここで、ＴＴＩは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、ＬＴＥシステムでは、無線基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース（各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅や送信電力など）を、ＴＴＩ単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、ＴＴＩの定義はこれに限られない。
１ｍｓの時間長を有するＴＴＩを、通常ＴＴＩ（ＬＴＥ Ｒｅｌ．８−１２におけるＴＴＩ）、ノーマルＴＴＩ、ロングＴＴＩ、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、又はロングサブフレームなどと呼んでもよい。通常ＴＴＩより短いＴＴＩは、短縮ＴＴＩ、ショートＴＴＩ、短縮サブフレーム、又はショートサブフレームなどと呼ばれてもよい。
リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、１つ又は複数個の連続した副搬送波（サブキャリア（subcarrier））を含んでもよい。また、ＲＢは、時間領域において、１つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、１スロット、１サブフレーム又は１ＴＴＩの長さであってもよい。１ＴＴＩ、１サブフレームは、それぞれ１つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。なお、ＲＢは、物理リソースブロック（ＰＲＢ：Physical RB）、ＰＲＢペア、ＲＢペアなどと呼ばれてもよい。
また、リソースブロックは、１つ又は複数のリソースエレメント（ＲＥ：Resource Element）で構成されてもよい。例えば、１ＲＥは、１サブキャリア及び１シンボルの無線リソース領域であってもよい。
なお、上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット及びシンボルなどの構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボル及びＲＢの数、ＲＢに含まれるサブキャリアの数、並びにＴＴＩ内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプリフィクス（ＣＰ：Cyclic Prefix）長などの構成は、様々に変更することができる。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースは、所定のインデックスで指示されるものであってもよい。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術（同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）など）及び／又は無線技術（赤外線、マイクロ波など）を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
また、本明細書における無線基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、無線基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間（Ｄ２Ｄ：Device-to-Device）の通信に置き換えた構成について、本発明の各態様／実施の形態を適用してもよい。この場合、上述の無線基地局１０が有する機能をユーザ端末２０が有する構成としてもよい。また、「上り」や「下り」などの文言は、「サイド」と読み替えられてもよい。例えば、上りチャネルは、サイドチャネルと読み替えられてもよい。
同様に、本明細書におけるユーザ端末は、無線基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末２０が有する機能を無線基地局１０が有する構成としてもよい。
本明細書で説明した各態様／実施の形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に（例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって）行われてもよい。
情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施の形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）など）、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング）、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRCConnectionSetup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRCConnectionReconfiguration）メッセージなどであってもよい。また、ＭＡＣシグナリングは、例えば、ＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ ＣＥ（Control Element））で通知されてもよい。
本明細書で説明した各態様／実施の形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ−Ｂ（LTE-Beyond）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4th generation mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｎｅｗ−ＲＡＴ（Radio Access Technology）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切な無線通信方法を利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
本明細書で説明した各態様／実施の形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施の形態に限定されるものではないということは明らかである。例えば、上述の各実施の形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
１ 無線通信システム
１０ 無線基地局
２０ ユーザ端末
１０１、２０１ 送受信アンテナ
１０２、２０２ アンプ部
１０３、２０３ 送受信部
１０４、２０４ ベースバンド信号処理部
１０５ 呼処理部
１０６ 伝送路インターフェース
２０５ アプリケーション部
３０１、４０１ 制御部
３０２、４０２ 送信信号生成部
３０３、４０３ マッピング部
３０４、４０４ 受信信号処理部
３０５、４０５ 測定部

Claims (7)

  1. 下り共有チャネルの再送制御情報を送信するユーザ端末であって、
    下り制御情報を受信する受信部と、
    前記下り制御情報に基づいて、前記ユーザ端末が使用可能な最大サブキャリア数よりも少ない数に制限された複数のサブキャリアの中から、前記再送制御情報の送信に用いられる単一のサブキャリアを決定する制御部と、を具備することを特徴とするユーザ端末。
  2. 前記下り制御情報は、前記下り共有チャネルの割り当てに用いられることを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
  3. 前記再送制御情報の送信には、上り共有チャネルが用いられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のユーザ端末。
  4. 前記単一のサブキャリアのサブキャリア間隔は、１５ｋＨｚ又は３．７５ｋＨｚであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のユーザ端末。
  5. 前記ユーザ端末は、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band Internet of Things）をサポートすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のユーザ端末。
  6. 下り共有チャネルの再送制御情報をユーザ端末から受信する無線基地局であって、
    下り制御情報を送信する送信部と、
    前記再送制御情報に基づいて、前記下り共有チャネルの再送を制御する制御部と、を具備し、
    前記再送制御情報は、前記下り制御情報に基づいて前記ユーザ端末が使用可能な最大サブキャリア数よりも少ない数に制限された複数のサブキャリアの中から決定される単一のサブキャリアを用いて受信されることを特徴とする無線基地局。
  7. 下り共有チャネルの再送制御情報を送信するユーザ端末において、
    下り制御情報を受信する工程と、
    前記下り制御情報に基づいて、前記ユーザ端末が使用可能な最大サブキャリア数よりも少ない数に制限された複数のサブキャリアの中から、前記再送制御情報の送信に用いられる単一のサブキャリアを決定する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。
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