JP7475419B2 - 通信システム、通信端末装置および基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動端末装置などの通信端末装置と基地局装置との間で無線通信を行う通信システムに関する。

移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、無線区間についてはロングタームエボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）と称し、コアネットワークおよび無線アクセスネットワーク（以下、まとめて、ネットワークとも称する）を含めたシステム全体構成については、システムアーキテクチャエボリューション（System Architecture Evolution：ＳＡＥ）と称される通信方式が検討されている（例えば、非特許文献１～４）。この通信方式は３．９Ｇ（3.9 Generation）システムとも呼ばれる。

ＬＴＥのアクセス方式としては、下り方向はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、上り方向はＳＣ－ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が用いられる。また、ＬＴＥは、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）とは異なり、回線交換を含まず、パケット通信方式のみになる。

非特許文献１（５章）に記載される、３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるフレーム構成に関する決定事項について、図１を用いて説明する。図１は、ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。図１において、１つの無線フレーム（Radio frame）は１０ｍｓである。無線フレームは１０個の等しい大きさのサブフレーム（Subframe）に分割される。サブフレームは、２個の等しい大きさのスロット（slot）に分割される。無線フレーム毎に１番目および６番目のサブフレームに下り同期信号（Downlink Synchronization Signal）が含まれる。同期信号には、第一同期信号（Primary Synchronization Signal：Ｐ－ＳＳ）と、第二同期信号（Secondary Synchronization Signal：Ｓ－ＳＳ）とがある。

３ＧＰＰでの、ＬＴＥシステムにおけるチャネル構成に関する決定事項が、非特許文献１（５章）に記載されている。ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルにおいてもｎｏｎ－ＣＳＧセルと同じチャネル構成が用いられると想定されている。

物理報知チャネル（Physical Broadcast Channel：ＰＢＣＨ）は、基地局装置（以下、単に「基地局」という場合がある）から移動端末装置（以下、単に「移動端末」という場合がある）などの通信端末装置（以下、単に「通信端末」という場合がある）への下り送信用のチャネルである。ＢＣＨトランスポートブロック（transport block）は、４０ｍｓ間隔中の４個のサブフレームにマッピングされる。４０ｍｓタイミングの明白なシグナリングはない。

物理制御フォーマットインジケータチャネル（Physical Control Format Indicator Channel：ＰＣＦＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨｓのために用いるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルの数を、基地局から通信端末へ通知する。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレーム毎に送信される。

物理下り制御チャネル（Physical Downlink Control Channel：ＰＤＣＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＣＣＨは、後述のトランスポートチャネルの１つである下り共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＬ－ＳＣＨ）のリソース割り当て（allocation）情報、後述のトランスポートチャネルの１つであるページングチャネル（Paging Channel：ＰＣＨ）のリソース割り当て（allocation）情報、ＤＬ－ＳＣＨに関するＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）情報を通知する。ＰＤＣＣＨは、上りスケジューリンググラント（Uplink Scheduling Grant）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ（Acknowledgement）／Ｎａｃｋ（Negative Acknowledgement）を運ぶ。ＰＤＣＣＨは、Ｌ１／Ｌ２制御信号とも呼ばれる。

物理下り共有チャネル（Physical Downlink Shared Channel：ＰＤＳＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＤＳＣＨには、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）、およびトランスポートチャネルであるＰＣＨがマッピングされている。

物理マルチキャストチャネル（Physical Multicast Channel：ＰＭＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＭＣＨには、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（Multicast Channel：ＭＣＨ）がマッピングされている。

物理上り制御チャネル（Physical Uplink Control Channel：ＰＵＣＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＣＣＨは、下り送信に対する応答信号（response signal）であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。ＰＵＣＣＨは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）レポートを運ぶ。ＣＱＩとは、受信したデータの品質、もしくは通信路品質を示す品質情報である。またＰＵＣＣＨは、スケジューリングリクエスト（Scheduling Request：ＳＲ）を運ぶ。

物理上り共有チャネル（Physical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＵＳＣＨには、トランスポートチャネルの１つである上り共有チャネル（Uplink Shared Channel：ＵＬ－ＳＣＨ）がマッピングされている。

物理ＨＡＲＱインジケータチャネル（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel：ＰＨＩＣＨ）は、基地局から通信端末への下り送信用のチャネルである。ＰＨＩＣＨは、上り送信に対する応答信号であるＡｃｋ／Ｎａｃｋを運ぶ。物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access Channel：ＰＲＡＣＨ）は、通信端末から基地局への上り送信用のチャネルである。ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブル（random access preamble）を運ぶ。

下り参照信号（リファレンスシグナル（Reference Signal）：ＲＳ）は、ＬＴＥ方式の通信システムとして既知のシンボルである。以下の５種類の下りリファレンスシグナルが定義されている。セル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）、ＭＢＳＦＮ参照信号（MBSFN Reference Signal）、移動端末固有参照信号（UE-specific Reference Signal）であるデータ復調用参照信号（Demodulation Reference Signal：ＤＭ－ＲＳ）、位置決定参照信号（Positioning Reference Signal：ＰＲＳ）、チャネル状態情報参照信号（Channel State Information Reference Signal：ＣＳＩ－ＲＳ）。通信端末の物理レイヤの測定として、リファレンスシグナルの受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）測定がある。

非特許文献１（５章）に記載されるトランスポートチャネル（Transport channel）について、説明する。下りトランスポートチャネルのうち、報知チャネル（Broadcast Channel：ＢＣＨ）は、その基地局（セル）のカバレッジ全体に報知される。ＢＣＨは、物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）にマッピングされる。

下り共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＬ－ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）による再送制御が適用される。ＤＬ－ＳＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が可能である。ＤＬ－ＳＣＨは、ダイナミックあるいは準静的（Semi-static）なリソース割り当てをサポートする。準静的なリソース割り当ては、パーシステントスケジューリング（Persistent Scheduling）ともいわれる。ＤＬ－ＳＣＨは、通信端末の低消費電力化のために通信端末の間欠受信（Discontinuous reception：ＤＲＸ）をサポートする。ＤＬ－ＳＣＨは、物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）へマッピングされる。

ページングチャネル（Paging Channel：ＰＣＨ）は、通信端末の低消費電力を可能とするために通信端末のＤＲＸをサポートする。ＰＣＨは、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知が要求される。ＰＣＨは、動的にトラフィックに利用できる物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）のような物理リソースへマッピングされる。

マルチキャストチャネル（Multicast Channel：ＭＣＨ）は、基地局（セル）のカバレッジ全体への報知に使用される。ＭＣＨは、マルチセル送信におけるＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Service）サービス（ＭＴＣＨとＭＣＣＨ）のＳＦＮ合成をサポートする。ＭＣＨは、準静的なリソース割り当てをサポートする。ＭＣＨは、ＰＭＣＨへマッピングされる。

上りトランスポートチャネルのうち、上り共有チャネル（Uplink Shared Channel：ＵＬ－ＳＣＨ）には、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）による再送制御が適用される。ＵＬ－ＳＣＨは、ダイナミックあるいは準静的（Semi-static）なリソース割り当てをサポートする。ＵＬ－ＳＣＨは、物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）へマッピングされる。

ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）は、制御情報に限られている。ＲＡＣＨは、衝突のリスクがある。ＲＡＣＨは、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）へマッピングされる。

ＨＡＲＱについて説明する。ＨＡＲＱとは、自動再送要求（Automatic Repeat reQuest：ＡＲＱ）と誤り訂正（Forward Error Correction）との組合せによって、伝送路の通信品質を向上させる技術である。ＨＡＲＱには、通信品質が変化する伝送路に対しても、再送によって誤り訂正が有効に機能するという利点がある。特に、再送にあたって初送の受信結果と再送の受信結果との合成をすることで、更なる品質向上を得ることも可能である。

再送の方法の一例を説明する。受信側にて、受信データが正しくデコードできなかった場合、換言すればＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）エラーが発生した場合（ＣＲＣ＝ＮＧ）、受信側から送信側へ「Ｎａｃｋ」を送信する。「Ｎａｃｋ」を受信した送信側は、データを再送する。受信側にて、受信データが正しくデコードできた場合、換言すればＣＲＣエラーが発生しない場合（ＣＲＣ＝ＯＫ）、受信側から送信側へ「Ａｃｋ」を送信する。「Ａｃｋ」を受信した送信側は次のデータを送信する。

非特許文献１（６章）に記載される論理チャネル（ロジカルチャネル：Logical channel）について、説明する。報知制御チャネル（Broadcast Control Channel：ＢＣＣＨ）は、報知システム制御情報のための下りチャネルである。論理チャネルであるＢＣＣＨは、トランスポートチャネルである報知チャネル（ＢＣＨ）、あるいは下り共有チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）へマッピングされる。

ページング制御チャネル（Paging Control Channel：ＰＣＣＨ）は、ページング情報（Paging Information）およびシステム情報（System Information）の変更を送信するための下りチャネルである。ＰＣＣＨは、通信端末のセルロケーションをネットワークが知らない場合に用いられる。論理チャネルであるＰＣＣＨは、トランスポートチャネルであるページングチャネル（ＰＣＨ）へマッピングされる。

共有制御チャネル（Common Control Channel：ＣＣＣＨ）は、通信端末と基地局との間の送信制御情報のためのチャネルである。ＣＣＣＨは、通信端末がネットワークとの間でＲＲＣ接続（connection）を有していない場合に用いられる。下り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである下り共有チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）へマッピングされる。上り方向では、ＣＣＣＨは、トランスポートチャネルである上り共有チャネル（ＵＬ－ＳＣＨ）へマッピングされる。

マルチキャスト制御チャネル（Multicast Control Channel：ＭＣＣＨ）は、１対多の送信のための下りチャネルである。ＭＣＣＨは、ネットワークから通信端末への１つあるいはいくつかのＭＴＣＨ用のＭＢＭＳ制御情報の送信のために用いられる。ＭＣＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられる。ＭＣＣＨは、トランスポートチャネルであるマルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。

個別制御チャネル（Dedicated Control Channel：ＤＣＣＨ）は、１対１にて、通信端末とネットワークとの間の個別制御情報を送信するチャネルである。ＤＣＣＨは、通信端末がＲＲＣ接続（connection）である場合に用いられる。ＤＣＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ－ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）にマッピングされる。

個別トラフィックチャネル（Dedicated Traffic Channel：ＤＴＣＨ）は、ユーザ情報の送信のための個別通信端末への１対１通信のチャネルである。ＤＴＣＨは、上りおよび下りともに存在する。ＤＴＣＨは、上りでは上り共有チャネル（ＵＬ－ＳＣＨ）へマッピングされ、下りでは下り共有チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）へマッピングされる。

マルチキャストトラフィックチャネル（Multicast Traffic channel：ＭＴＣＨ）は、ネットワークから通信端末へのトラフィックデータ送信のための下りチャネルである。ＭＴＣＨは、ＭＢＭＳ受信中の通信端末のみに用いられるチャネルである。ＭＴＣＨは、マルチキャストチャネル（ＭＣＨ）へマッピングされる。

ＣＧＩとは、セルグローバル識別子（Cell Global Identifier）のことである。ＥＣＧＩとは、Ｅ－ＵＴＲＡＮセルグローバル識別子（E-UTRAN Cell Global Identifier）のことである。ＬＴＥ、後述のＬＴＥ－Ａ（Long Term Evolution Advanced）およびＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）において、ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルが導入される。

ＣＳＧ（Closed Subscriber Group）セルとは、利用可能な加入者をオペレータが特定しているセル（以下「特定加入者用セル」という場合がある）である。特定された加入者は、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）の１つ以上のセルにアクセスすることが許可される。特定された加入者がアクセスを許可されている１つ以上のセルを「ＣＳＧセル（ＣＳＧ ｃｅｌｌ（ｓ））」と呼ぶ。ただし、ＰＬＭＮにはアクセス制限がある。

ＣＳＧセルは、固有のＣＳＧアイデンティティ（CSG identity：ＣＳＧ ＩＤ）を報知し、ＣＳＧインジケーション（CSG Indication）にて「ＴＲＵＥ」を報知するＰＬＭＮの一部である。予め利用登録し、許可された加入者グループのメンバーは、アクセス許可情報であるところのＣＳＧ ＩＤを用いてＣＳＧセルにアクセスする。

ＣＳＧ ＩＤは、ＣＳＧセルまたはセルによって報知される。ＬＴＥ方式の通信システムにＣＳＧ ＩＤは複数存在する。そして、ＣＳＧ ＩＤは、ＣＳＧ関連のメンバーのアクセスを容易にするために、移動端末（ＵＥ）によって使用される。

通信端末の位置追跡は、１つ以上のセルからなる区域を単位に行われる。位置追跡は、待受け状態であっても通信端末の位置を追跡し、通信端末を呼び出す、換言すれば通信端末が着呼することを可能にするために行われる。この通信端末の位置追跡のための区域をトラッキングエリアと呼ぶ。

３ＧＰＰにおいて、Ｈｏｍｅ－ＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ－ＮＢ；ＨＮＢ）、Ｈｏｍｅ－ｅＮｏｄｅＢ（Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ；ＨｅＮＢ）と称される基地局が検討されている。ＵＴＲＡＮにおけるＨＮＢ、およびＥ－ＵＴＲＡＮにおけるＨｅＮＢは、例えば家庭、法人、商業用のアクセスサービス向けの基地局である。非特許文献２には、ＨｅＮＢおよびＨＮＢへのアクセスの３つの異なるモードが開示されている。具体的には、オープンアクセスモード（Open access mode）と、クローズドアクセスモード（Closed access mode）と、ハイブリッドアクセスモード（Hybrid access mode）とが開示されている。

また３ＧＰＰでは、リリース１０として、ロングタームエボリューションアドヴァンスド（Long Term Evolution Advanced：ＬＴＥ－Ａ）の規格策定が進められている（非特許文献３、非特許文献４参照）。ＬＴＥ－Ａは、ＬＴＥの無線区間通信方式を基本とし、それにいくつかの新技術を加えて構成される。

ＬＴＥ－Ａシステムでは、１００ＭＨｚまでのより広い周波数帯域幅（transmission bandwidths）をサポートするために、二つ以上のコンポーネントキャリア（Component Carrier：ＣＣ）を集約する（「アグリゲーション（aggregation）する」とも称する）、キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation：ＣＡ）が検討されている。ＣＡについては、非特許文献１に記載されている。

ＣＡが構成される場合、移動端末はネットワーク（Network：ＮＷ）と唯一つのＲＲＣ接続（RRC connection）を有する。ＲＲＣ接続において、一つのサービングセルがＮＡＳモビリティ情報とセキュリティ入力を与える。このセルをプライマリセル（Primary Cell：ＰＣｅｌｌ）と呼ぶ。下りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りプライマリコンポーネントキャリア（Downlink Primary Component Carrier：ＤＬ ＰＣＣ）である。上りリンクで、ＰＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りプライマリコンポーネントキャリア（Uplink Primary Component Carrier：ＵＬ ＰＣＣ）である。

移動端末の能力（ケーパビリティ（capability））に応じて、セカンダリセル（Secondary Cell：ＳＣｅｌｌ）が、ＰＣｅｌｌとともに、サービングセルとの組を形成するために構成される。下りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、下りセカンダリコンポーネントキャリア（Downlink Secondary Component Carrier：ＤＬ ＳＣＣ）である。上りリンクで、ＳＣｅｌｌに対応するキャリアは、上りセカンダリコンポーネントキャリア（Uplink Secondary Component Carrier：ＵＬ ＳＣＣ）である。

一つのＰＣｅｌｌと一つ以上のＳＣｅｌｌとからなるサービングセルの組が、一つのＵＥに対して構成される。

また、ＬＴＥ－Ａでの新技術としては、より広い帯域をサポートする技術（Wider bandwidth extension）、および多地点協調送受信（Coordinated Multiple Point transmission and reception：ＣｏＭＰ）技術などがある。３ＧＰＰでＬＴＥ－Ａのために検討されているＣｏＭＰについては、非特許文献１に記載されている。

モバイルネットワークのトラフィック量は、増加傾向にあり、通信速度も高速化が進んでいる。ＬＴＥおよびＬＴＥ－Ａが本格的に運用を開始されると、更に通信速度が高速化されることが見込まれる。

また、３ＧＰＰにおいて、将来の膨大なトラフィックに対応するために、スモールセルを構成するスモールｅＮＢ（以下「小規模基地局装置」という場合がある）を用いることが検討されている。例えば、多数のスモールｅＮＢを設置して、多数のスモールセルを構成することによって、周波数利用効率を高めて、通信容量の増大を図る技術などが検討されている。具体的には、移動端末が２つのｅＮＢと接続して通信を行うデュアルコネクティビティ（Dual Connectivity；略称：ＤＣ）などがある。ＤＣについては、非特許文献１に記載されている。

デュアルコネクティビティ（ＤＣ）を行うｅＮＢのうち、一方を「マスターｅＮＢ（略称：ＭｅＮＢ）」といい、他方を「セカンダリｅＮＢ（略称：ＳｅＮＢ）」という場合がある。

さらに、高度化する移動体通信に対して、２０２０年以降にサービスを開始することを目標とした第５世代（以下「５Ｇ」という場合がある）無線アクセスシステムが検討されている。例えば、欧州では、ＭＥＴＩＳという団体で５Ｇの要求事項がまとめられている（非特許文献５参照）。

５Ｇ無線アクセスシステムでは、ＬＴＥシステムに対して、システム容量は１０００倍、データの伝送速度は１００倍、データの処理遅延は１０分の１（１／１０）、通信端末の同時接続数は１００倍として、更なる低消費電力化、および装置の低コスト化を実現することが要件として挙げられている。

このような要求を満たすために、周波数を広帯域で使用してデータの伝送容量を増やすこと、ならびに周波数利用効率を上げてデータの伝送速度を上げることが検討されている。これらを実現するために、空間多重を可能とする、多素子アンテナを用いたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）およびビームフォーミングなどの技術が検討されている。

また、ＬＴＥ－ＡにおいてもＭＩＭＯの検討は引き続き行われており、ＭＩＭＯの拡張としてRelease１３より、２次元のアンテナアレイを用いるＦＤ（Full Dimension）－ＭＩＭＯが検討されている。ＦＤ－ＭＩＭＯについては非特許文献６に記載されている。

５Ｇ無線アクセスシステムは、２０２０年から予定されているサービス開始当初は、ＬＴＥシステムと混在して配置されることが検討されている。ＬＴＥ基地局と５Ｇ基地局をＤＣ構成で接続し、ＬＴＥ基地局をＭｅＮＢとし、５Ｇ基地局をＳｅＮＢとすることで、セル範囲の大きいＬＴＥ基地局でＣ－ｐｌａｎｅデータを処理し、ＬＴＥ基地局と５Ｇ基地局でＵ－ｐｌａｎｅ処理をする構成が考えられている。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｖ１３．０．０ ３ＧＰＰ Ｓ１－０８３４６１ ３ＧＰＰ ＴＲ ３６．８１４ Ｖ９．０．０ ３ＧＰＰ ＴＲ ３６．９１２ Ｖ１０．０．０ "Scenarios, requirements and KPIs for 5G mobile and wireless system"、［online］、平成２５（２０１３）年４月３０日、ＩＣＴ－３１７６６９－ＭＥＴＩＳ／Ｄ１．１、［平成２８年１月２５日検索］、インターネットhttps://www.metis2020.com/documents/deliverables/ ３ＧＰＰ ＴＲ３６．８９７ Ｖ１３．０．０

５Ｇシステムの導入が検討されているが、大容量通信が必要条件とされるため、ＯＦＤＭ通信をベースとしながらも、今までより帯域幅（ＣＣのサイズ）を大きくしたり、変調多値数を大きくすることが検討されている。また、低遅延の通信も必要とされており、ＯＦＤＭサブキャリア間隔の拡大（ＯＦＤＭシンボル１５ｋＨｚ→６０ｋＨｚ×ｎ、あるいは、７５ｋＨｚ×ｎ）が検討されている。そのため、位相誤差の要求精度が上がっている。

一方、従来のＯＦＤＭ通信では、ＩＦＦＴ出力の最終部をCyclic Prefix（以下、ＣＰと呼ぶ場合もある）としてＩＦＦＴ後のＯＦＤＭシンボルの先頭に複製する技術が知られている。これによれば、ＣＰ＋ＯＦＤＭシンボルのどの部分から１シンボル時間分の信号を抜き取っても、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）、換言すれば復調を行うことが可能である。一般に受信機では、制御誤差を考慮して、ＣＰ長の真ん中あたりを復調開始タイミング（換言すれば、受信窓先頭）に設定する。

従来は上記方式で問題がなかったが、位相誤差の要求精度が高くなると次のような問題が発生する。すなわち、受信窓先頭がＩＦＦＴ後のＯＦＤＭシンボルの先頭からずれていると、位相回転が生じ、その位相回転量は周波数に依存する。このため、周波数毎の位相回転量の差が、通信品質を低下させる。

本発明は、位相補正などの追加機能を設けないでも通信品質を確保できる技術を提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、基地局装置と、前記基地局装置と無線通信を行う通信端末装置とを含む。送信側装置として動作する時の前記基地局装置および前記通信端末装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）として前記ローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製し、受信側装置として動作する前記通信端末装置は、前記送信側装置として動作する前記基地局装置から得たローテーション量の分、復調受信窓の位置を調整して、復調を行うことによって、前記受信側装置において設定される前記復調受信窓の先頭では位相回転が無い状態になるように、送信信号を生成し、受信動作を行い、前記ローテーション量は、前記ＣＰの長さであるＣＰ長の１／２である。

本発明の通信システムによれば、位相補正などの追加機能を設けないでも通信品質を確保できる。

本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

ＬＴＥ方式の通信システムで使用される無線フレームの構成を示す説明図である。 ３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。 本発明に係る通信端末である図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。 本発明に係る基地局である図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。 本発明に係るＭＭＥの構成を示すブロック図である。 ＬＴＥ方式の通信システムにおいて移動端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。 ＯＦＤＭについて復調受信窓の先頭で位相回転が生じることを説明する図である。 実施の形態１について、ＩＦＦＴ出力をローテーションさせることによって、復調受信窓の先頭で周波数毎の位相が一致することを説明する図である。 実施の形態１について、ＩＦＦＴ出力のローテーション量をＲＲＣメッセージを利用して制御する例を説明するシーケンス図である。 実施の形態１について、ＩＦＦＴ出力のローテーション量をＰＤＣＣＨなどのメッセージに付随する制御信号を利用して制御する例を説明するシーケンス図である。 実施の形態１について、マルチパスの状況下において、マルチパス広がりを考慮して復調受信窓を制御することを説明する図である。 実施の形態１について、マルチパスの状況下において、重み付け遅延広がりを考慮して復調受信窓を制御することを説明する図である。 実施の形態１について、マルチパスの状況下において、最大パスの遅延時間を考慮して復調受信窓を制御することを説明する図である。 実施の形態２について、最も短いＣＰ長の１／２あたりを復調受信窓の先頭に設定することを説明する図である。 実施の形態２について、｛最も短いＣＰ長ＣＰｍｉｎ｝＞｛対応セル半径｝／｛電波速度｝／２の場合における復調受信窓の先頭の設定を説明する図である。 実施の形態２について、｛最も短いＣＰ長ＣＰｍｉｎ｝＜｛対応セル半径｝／｛電波速度｝／２の場合における復調受信窓の先頭の設定を説明する図である。 実施の形態２について、復調受信窓の先頭を設定するための手順を説明するシーケンス図である。 実施の形態２について、全ての移動端末の復調受信窓の先頭位置が一致することを説明する図である。 実施の形態２について、ＤＭＲＳなどのリファレンス信号やＰＵＣＣＨなどの制御情報のために復調受信窓の先頭位置を一致させたことを説明する図である。 実施の形態２について、ＳＲ／ＳＧなしで移動端末が通信を行う例を説明するシーケンス図である。 実施の形態３について、下り送信を停止する位置を、ＣＣのセンターに配置されるチャネルを考慮して設定することを説明する図である。 実施の形態３について、図２１中の無送信期間にＳＲＳを送信する例を説明する図である。 実施の形態３について、ＳＲＳを、ＣＣのセンター周波数に配置されるＯＦＤＭシンボル長の１／２に設定した例を説明する図である。

実施の形態１．
図２は、３ＧＰＰにおいて議論されているＬＴＥ方式の通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。図２について説明する。無線アクセスネットワークは、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）２０１と称される。通信端末装置である移動端末装置（以下「移動端末（User Equipment：ＵＥ）」という）２０２は、基地局装置（以下「基地局（E-UTRAN NodeB：ｅＮＢ）」という）２０３と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。

ここで、「通信端末装置」とは、移動可能な携帯電話端末装置などの移動端末装置だけでなく、センサなどの移動しないデバイスも含んでいる。以下の説明では、「通信端末装置」を、単に「通信端末」という場合がある。

移動端末２０２に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン、例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とが基地局２０３で終端するならば、Ｅ－ＵＴＲＡＮは１つあるいは複数の基地局２０３によって構成される。

移動端末２０２と基地局２０３との間の制御プロトコルＲＲＣ（Radio Resource Control）は、報知（Broadcast）、ページング（paging）、ＲＲＣ接続マネージメント（RRC connection management）などを行う。ＲＲＣにおける基地局２０３と移動端末２０２との状態として、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥと、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤとがある。

ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティなどが行われる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（connection）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができる。またＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、ハンドオーバ（Handover：ＨＯ）、隣接セル（Neighbour cell）の測定（メジャメント（measurement））などが行われる。

基地局２０３は、ｅＮＢ２０７と、Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６とに分類される。通信システム２００は、複数のｅＮＢ２０７を含むｅＮＢ群２０３－１と、複数のＨｏｍｅ－ｅＮＢ２０６を含むＨｏｍｅ－ｅＮＢ群２０３－２とを備える。またコアネットワークであるＥＰＣ（Evolved Packet Core）と、無線アクセスネットワークであるＥ－ＵＴＲＡＮ２０１とで構成されるシステムは、ＥＰＳ（Evolved Packet System）と称される。コアネットワークであるＥＰＣと、無線アクセスネットワークであるＥ－ＵＴＲＡＮ２０１とを合わせて、「ネットワーク」という場合がある。

ｅＮＢ２０７は、移動管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）、あるいはＳ－ＧＷ（Serving Gateway）、あるいはＭＭＥおよびＳ－ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２０４とＳ１インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。一つのｅＮＢ２０７に対して、複数のＭＭＥ部２０４が接続されてもよい。ｅＮＢ２０７間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７間で制御情報が通信される。

Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６は、ＭＭＥ部２０４とＳ１インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。一つのＭＭＥ部２０４に対して、複数のＨｏｍｅ－ｅＮＢ２０６が接続される。あるいは、Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６は、ＨｅＮＢＧＷ（Home-eNB GateWay）２０５を介してＭＭＥ部２０４と接続される。Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６とＨｅＮＢＧＷ２０５とは、Ｓ１インタフェースにより接続され、ＨｅＮＢＧＷ２０５とＭＭＥ部２０４とはＳ１インタフェースを介して接続される。

一つまたは複数のＨｏｍｅ－ｅＮＢ２０６が一つのＨｅＮＢＧＷ２０５と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。ＨｅＮＢＧＷ２０５は、一つまたは複数のＭＭＥ部２０４と接続され、Ｓ１インタフェースを通して情報が通信される。

ＭＭＥ部２０４およびＨｅＮＢＧＷ２０５は、上位装置、具体的には上位ノードであり、基地局であるｅＮＢ２０７およびＨｏｍｅ－ｅＮＢ２０６と、移動端末（ＵＥ）２０２との接続を制御する。ＭＭＥ部２０４は、コアネットワークであるＥＰＣを構成する。基地局２０３およびＨｅＮＢＧＷ２０５は、Ｅ－ＵＴＲＡＮ２０１を構成する。

さらに３ＧＰＰでは、以下のような構成が検討されている。Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６間のＸ２インタフェースはサポートされる。すなわち、Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６間で制御情報が通信される。ＭＭＥ部２０４からは、ＨｅＮＢＧＷ２０５はＨｏｍｅ－ｅＮＢ２０６として見える。Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６からは、ＨｅＮＢＧＷ２０５はＭＭＥ部２０４として見える。

Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６が、ＨｅＮＢＧＷ２０５を介してＭＭＥ部２０４に接続される場合および直接ＭＭＥ部２０４に接続される場合のいずれの場合も、Ｈｏｍｅ－ｅＮＢ２０６とＭＭＥ部２０４との間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースで同じである。

基地局２０３は、１つのセルを構成してもよいし、複数のセルを構成してもよい。各セルは、移動端末２０２と通信可能な範囲であるカバレッジとして予め定める範囲を有し、カバレッジ内で移動端末２０２と無線通信を行う。１つの基地局２０３が複数のセルを構成する場合、１つ１つのセルが、移動端末２０２と通信可能に構成される。

図３は、本発明に係る通信端末である図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。図３に示す移動端末２０２の送信処理を説明する。まず、プロトコル処理部３０１からの制御データ、およびアプリケーション部３０２からのユーザデータが、送信データバッファ部３０３へ保存される。送信データバッファ部３０３に保存されたデータは、エンコーダー部３０４へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部３０３から変調部３０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコーダー部３０４でエンコード処理されたデータは、変調部３０５にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部３０６へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ３０７から基地局２０３に送信信号が送信される。

また、移動端末２０２の受信処理は、以下のように実行される。基地局２０３からの無線信号がアンテナ３０７により受信される。受信信号は、周波数変換部３０６にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部３０８において復調処理が行われる。復調後のデータは、デコーダー部３０９へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部３０１へ渡され、ユーザデータはアプリケーション部３０２へ渡される。

移動端末２０２の一連の処理は、制御部３１０によって制御される。よって制御部３１０は、図３では省略しているが、各部３０１～３０９と接続している。

図４は、本発明に係る基地局である図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。図４に示す基地局２０３の送信処理を説明する。ＥＰＣ通信部４０１は、基地局２０３とＥＰＣ（ＭＭＥ部２０４など）、ＨｅＮＢＧＷ２０５などとの間のデータの送受信を行う。他基地局通信部４０２は、他の基地局との間のデータの送受信を行う。ＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２は、それぞれプロトコル処理部４０３と情報の受け渡しを行う。プロトコル処理部４０３からの制御データ、ならびにＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２からのユーザデータおよび制御データは、送信データバッファ部４０４へ保存される。

送信データバッファ部４０４に保存されたデータは、エンコーダー部４０５へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部４０４から変調部４０６へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコードされたデータは、変調部４０６にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部４０７へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ４０８より一つもしくは複数の移動端末２０２に対して送信信号が送信される。

また、基地局２０３の受信処理は以下のように実行される。一つもしくは複数の移動端末２０２からの無線信号が、アンテナ４０８により受信される。受信信号は、周波数変換部４０７にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部４０９で復調処理が行われる。復調されたデータは、デコーダー部４１０へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部４０３あるいはＥＰＣ通信部４０１、他基地局通信部４０２へ渡され、ユーザデータはＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２へ渡される。

基地局２０３の一連の処理は、制御部４１１によって制御される。よって制御部４１１は、図４では省略しているが、各部４０１～４１０と接続している。

図５は、本発明に係るＭＭＥの構成を示すブロック図である。図５では、前述の図２に示すＭＭＥ部２０４に含まれるＭＭＥ２０４ａの構成を示す。ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１は、ＭＭＥ２０４ａとＰＤＮ ＧＷとの間のデータの送受信を行う。基地局通信部５０２は、ＭＭＥ２０４ａと基地局２０３との間のＳ１インタフェースによるデータの送受信を行う。ＰＤＮ ＧＷから受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１から、ユーザプレイン通信部５０３経由で基地局通信部５０２に渡され、１つあるいは複数の基地局２０３へ送信される。基地局２０３から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、基地局通信部５０２から、ユーザプレイン通信部５０３経由でＰＤＮ ＧＷ通信部５０１に渡され、ＰＤＮ ＧＷへ送信される。

ＰＤＮ ＧＷから受信したデータが制御データであった場合、制御データは、ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１から制御プレイン制御部５０５へ渡される。基地局２０３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部５０２から制御プレイン制御部５０５へ渡される。

ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４は、ＨｅＮＢＧＷ２０５が存在する場合に設けられ、情報種別によって、ＭＭＥ２０４ａとＨｅＮＢＧＷ２０５との間のインタフェース（ＩＦ）によるデータの送受信を行う。ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４から受信した制御データは、ＨｅＮＢＧＷ通信部５０４から制御プレイン制御部５０５へ渡される。制御プレイン制御部５０５での処理の結果は、ＰＤＮ ＧＷ通信部５０１経由でＰＤＮ ＧＷへ送信される。また、制御プレイン制御部５０５で処理された結果は、基地局通信部５０２経由でＳ１インタフェースにより１つあるいは複数の基地局２０３へ送信され、またＨｅＮＢＧＷ通信部５０４経由で１つあるいは複数のＨｅＮＢＧＷ２０５へ送信される。

制御プレイン制御部５０５には、ＮＡＳセキュリティ部５０５－１、ＳＡＥベアラコントロール部５０５－２、アイドルステート（Idle State）モビリティ管理部５０５－３などが含まれ、制御プレインに対する処理全般を行う。ＮＡＳセキュリティ部５０５－１は、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）メッセージのセキュリティなどを行う。ＳＡＥベアラコントロール部５０５－２は、ＳＡＥ（System Architecture Evolution）のベアラの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部５０５－３は、待受け状態（アイドルステート（Idle State）；ＬＴＥ－ＩＤＬＥ状態、または、単にアイドルとも称される）のモビリティ管理、待受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の１つあるいは複数の移動端末２０２のトラッキングエリアの追加、削除、更新、検索、トラッキングエリアリスト管理などを行う。

ＭＭＥ２０４ａは、１つまたは複数の基地局２０３に対して、ページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ２０４ａは、待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility control）を行う。ＭＭＥ２０４ａは、移動端末が待ち受け状態のとき、および、アクティブ状態（Active State）のときに、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。ＭＭＥ２０４ａは、ＵＥが登録されている（registered）追跡領域（トラッキングエリア：Tracking Area）に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。ＭＭＥ２０４ａに接続されるＨｏｍｅ－ｅＮＢ２０６のＣＳＧの管理およびＣＳＧ ＩＤの管理、そしてホワイトリスト管理は、アイドルステートモビリティ管理部５０５－３で行われてもよい。

次に通信システムにおけるセルサーチ方法の一例を示す。図６は、ＬＴＥ方式の通信システムにおいて通信端末（ＵＥ）が行うセルサーチから待ち受け動作までの概略を示すフローチャートである。通信端末は、セルサーチを開始すると、ステップＳＴ６０１で、周辺の基地局から送信される第一同期信号（Ｐ－ＳＳ）、および第二同期信号（Ｓ－ＳＳ）を用いて、スロットタイミング、フレームタイミングの同期をとる。

Ｐ－ＳＳとＳ－ＳＳとを合わせて、同期信号（Synchronization Signal：ＳＳ）という。同期信号（ＳＳ）には、セル毎に割り当てられたＰＣＩに１対１に対応するシンクロナイゼーションコードが割り当てられている。ＰＣＩの数は５０４通りが検討されている。この５０４通りのＰＣＩを用いて同期をとるとともに、同期がとれたセルのＰＣＩを検出（特定）する。

次に同期がとれたセルに対して、ステップＳＴ６０２で、基地局からセル毎に送信される参照信号（リファレンスシグナル：ＲＳ）であるセル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal：ＣＲＳ）を検出し、ＲＳの受信電力（Reference Signal Received Power：ＲＳＲＰ）の測定を行う。参照信号（ＲＳ）には、ＰＣＩと１対１に対応したコードが用いられている。そのコードで相関をとることによって他セルと分離できる。ステップＳＴ６０１で特定したＰＣＩから、該セルのＲＳ用のコードを導出することによって、ＲＳを検出し、ＲＳの受信電力を測定することが可能となる。

次にステップＳＴ６０３で、ステップＳＴ６０２までで検出された一つ以上のセルの中から、ＲＳの受信品質が最もよいセル、例えば、ＲＳの受信電力が最も高いセル、つまりベストセルを選択する。

次にステップＳＴ６０４で、ベストセルのＰＢＣＨを受信して、報知情報であるＢＣＣＨを得る。ＰＢＣＨ上のＢＣＣＨには、セル構成情報が含まれるＭＩＢ（Master Information Block）がマッピングされる。したがって、ＰＢＣＨを受信してＢＣＣＨを得ることで、ＭＩＢが得られる。ＭＩＢの情報としては、例えば、ＤＬ（ダウンリンク）システム帯域幅（送信帯域幅設定（transmission bandwidth configuration：dl-bandwidth）とも呼ばれる）、送信アンテナ数、ＳＦＮ（System Frame Number）などがある。

次にステップＳＴ６０５で、ＭＩＢのセル構成情報をもとに該セルのＤＬ－ＳＣＨを受信して、報知情報ＢＣＣＨの中のＳＩＢ（System Information Block）１を得る。ＳＩＢ１には、該セルへのアクセスに関する情報、セルセレクションに関する情報、他のＳＩＢ（ＳＩＢｋ；ｋ≧２の整数）のスケジューリング情報が含まれる。また、ＳＩＢ１には、トラッキングエリアコード（Tracking Area Code：ＴＡＣ）が含まれる。

次にステップＳＴ６０６で、通信端末は、ステップＳＴ６０５で受信したＳＩＢ１のＴＡＣと、通信端末が既に保有しているトラッキングエリアリスト内のトラッキングエリア識別子（Tracking Area Identity：ＴＡＩ）のＴＡＣ部分とを比較する。トラッキングエリアリストは、ＴＡＩリスト（TAI list）とも称される。ＴＡＩはトラッキングエリアを識別するための識別情報であり、ＭＣＣ（Mobile Country Code）と、ＭＮＣ（Mobile Network Code）と、ＴＡＣ（Tracking Area Code）とによって構成される。ＭＣＣは国コードである。ＭＮＣはネットワークコードである。ＴＡＣはトラッキングエリアのコード番号である。

通信端末は、ステップＳＴ６０６で比較した結果、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣが、トラッキングエリアリスト内に含まれるＴＡＣと同じならば、該セルで待ち受け動作に入る。比較して、ステップＳＴ６０５で受信したＴＡＣがトラッキングエリアリスト内に含まれなければ、通信端末は、該セルを通して、ＭＭＥなどが含まれるコアネットワーク（Core Network，ＥＰＣ）へ、ＴＡＵ（Tracking Area Update）を行うためにトラッキングエリアの変更を要求する。

コアネットワークを構成する装置（以下「コアネットワーク側装置」という場合がある）は、ＴＡＵ要求信号とともに通信端末から送られてくる該通信端末の識別番号（ＵＥ－ＩＤなど）をもとに、トラッキングエリアリストの更新を行う。コアネットワーク側装置は、通信端末に更新後のトラッキングエリアリストを送信する。通信端末は、受信したトラッキングエリアリストに基づいて、通信端末が保有するＴＡＣリストを書き換える（更新する）。その後、通信端末は、該セルで待ち受け動作に入る。

以下では、通信状況に応じたＯＦＤＭ伝送方式、例えば受信窓の先頭位置の制御について説明する。

エンコーダー部において誤り訂正処理と、無線フレームにデータ数を合わせ込むためのレートマッチング処理とが行われた信号は、変調部において６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの変調処理と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）とが行われることによって、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルになる。図７に示すように、ＩＦＦＴ出力の最終部をCyclic Prefix（以下、ＣＰと呼ぶ場合もある）としてＩＦＦＴ後のＯＦＤＭシンボルの先頭に複製する技術が知られている。これによれば、ＣＰ＋ＯＦＤＭシンボルのどの部分から１シンボル時間分の信号を抜き取っても、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）、換言すれば復調を行うことが可能である。このため、受信側の復調器のタイミング制御の誤差、移動端末と基地局との間の距離による受信到達時間の誤差、および、マルチパスが発生したときにマルチパスの遅延広がりによるシンボル間干渉を発生させないで、通信を行うことができる。一般に受信機では、上記のタイミング誤差およびシンボル間干渉を避けるために、ＣＰ長の真ん中あたりを復調開始タイミング（換言すれば、受信窓先頭）に設定して、ＴＡ（Timing advance）制御を行う。

ここで、同一のＩＦＦＴ機能部から出力されたＩＦＦＴ後の信号は、データの先頭で周波数毎の位相が一致しているが、受信窓先頭がデータの先頭からずれると位相回転が生じる。特に、周波数が高いほど、同一時間での位相回転量が大きくなる。この点に鑑み、５Ｇでは、低遅延通信（データ処理遅延１／１０以下）を実現するために、ＯＦＤＭシンボルレートを大きくすることが検討されている。

しかし、周波数および時間によって規定されるブロック（ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａでのリソースブロック（ＲＢ））のデータサイズを同じにした場合、リソースブロックの周波数帯域幅が大きくなり、リソースブロック内での周波数ズレも大きくなってしまう。例えば、ＯＦＤＭシンボルレートが１５ｋＨｚから２４０ｋＨｚになると、２４０／１５＝１６倍の位相差が生じる。また、大容量通信のために、ＱＰＳＫに比べて変調度が高い６４ＱＡＭおよび２５６ＱＡＭを使用する場合、許容できる位相誤差が小さくなることが知られている。

以上のことから、受信側に、周波数ズレを精度よく補正するための追加機能を設けないと、通信品質が低下するという問題が発生する。

また、低遅延通信（データ処理遅延１／１０以下）を実現するためにＯＦＤＭシンボルレートを大きくすると、ＣＰのオーバヘッドがスループットに対して相対的に大きく影響するという問題が発生する。

＜１－１＞
そこで、実施の形態１では、上記の課題を解決するための技術を提供する。具体的には、ＯＦＤＭシンボル（換言すれば、ＩＦＦＴ出力）を予めローテーションさせ、受信機側の受信窓先頭で位相回転が無い状態にし、それにより位相補正などの追加機能を設けないでも通信品質を確保できる技術を提供する。

図８を参照して説明する。変調部は、エンコーダー部において誤り訂正処理と、無線フレームにデータ数を合わせ込むためのレートマッチング処理とが行われた信号に対して、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの変調処理と、ＩＦＦＴとを行う。

そして、変調部は、ＩＦＦＴ出力を次の第一または第二の方法によって、ローテーションさせる。第一の方法では、ある時間に送信するＩＦＦＴ出力において先頭側の所定量を末尾側にローテーションさせる。より具体的には、ある時間に送信するＩＦＦＴ出力がＩＦＦＴ(0)～ＩＦＦＴ(2047)の２０４８ポイントである場合、ＩＦＦＴ(0)→ＩＦＦＴ(2047)→ＩＦＦＴ(2046)→…→ＩＦＦＴ(1)→ＩＦＦＴ(0)というローテンションを所要回数繰り返す。第二の方法では、ＩＦＦＴの入力信号にexp(2πｔ/2048)を乗ずる。ここで、ｔは第一の方法における上記の繰り返し回数と同一である。換言すると、受信側で受信窓先頭からＦＦＴを行うときの周波数成分の位相を回転させる。

第一または第二の方法によってローテーションを行った後は、従来と同様にＯＦＤＭシンボルの最終部を複写してＣＰを設ける。上記のローテーションによれば、受信側でＦＦＴ復調を行ったときに、復調受信窓の先頭における周波数毎の位相が一致する。

以下、ＩＦＦＴ出力のローテーションについて、より具体的な例を説明する。

（１）ＩＦＦＴ出力をローテーションする量（換言すれば、繰り返し回数）は以下のように決定する。

（１ａ）ＩＦＦＴ出力のローテーション量をシステムパラメータとして基地局の不揮発性メモリに格納しておき、システム起動時に当該不揮発性メモリからローテーション量を読み出し、読み出したローテーション量に基づいてＩＦＦＴ出力をローテーションさせる。

この場合、ＩＦＦＴ出力のローテーション量をシステムパラメータとして基地局が報知情報によって移動端末に通知すると、基地局の対応セル半径を変更するときなどの必要時に、パラメータを変更することができ、より有効である。移動端末は、基地局から得たローテーション量の分、受信窓の位置を調整して、復調を行う。

また、移動端末が基地局に向けて送信を行う場合、移動端末は、基地局から得た上記ローテーション量で以てＩＦＦＴ出力をローテーションさせて、送信を行う。なお、基地局からの送信時のローテーション量と、移動端末からの送信時のローテーション量とは、同じであってもよい。

（１ｂ）上記（１ａ）ではＩＦＦＴ出力のローテーション量をシステムパラメータとして基地局の不揮発性メモリに格納する例を示したが、保守管理（ＯＡＭ）サーバなどの基地局の上位装置からのメッセージによって、ローテンション量が指定されてもよい。これによれば、パラメータを変更する場合、保守管理サーバで集中管理しているパラメータを変更すればよい。すなわち、全ての基地局について個別にパラメータ変更を行わなくても済む。

（１ｃ）上記（１ｂ）では保守管理サーバからＩＦＦＴ出力のローテーション量を設定する例を示したが、ＩＦＦＴ出力のローテーション量をＲＲＣ（Radio Resource Control）メッセージを利用して設定することも有効である。ここで、ＲＲＣメッセージは例えば、ＭＭＥからのBearer Setup requestに対応して基地局から移動端末に送信するRRC Connection Reconfigに相当し、あるいは、ハンドオーバ時にハンドオーバコマンドを送信するRRC Connection Reconfigに相当する。ＲＣＣメッセージを利用することによって、ＩＦＦＴ出力のローテーション量を、移動端末毎に、きめ細やかに設定することができる。

図９を参照して、より詳細に説明する。ステップＳＴ９０１において移動端末がランダムアクセスを行うと、当該ランダムアクセスを受信した基地局はステップＳＴ９０２において移動端末毎にＩＦＦＴ出力のローテーション量を決定する。具体的には、ＴＡ制御において復調受信先頭を基準タイミングからＡ［ns］ずれた位置に設定する場合、ローテーション量は、｛ＩＦＦＴ出力ローテーションを適用する無線フォーマットのＣＰ長｝－｛Ａ［ns］｝に相当する量に決定される。

基地局は、ステップＳＴ９０３において、ローテーション量の決定の結果を移動端末に通知する。その結果通知を受信した移動端末は、ステップＳＴ９０４において、RRC Connection Reconfig Completeに相当する信号を基地局に送信する。基地局は、移動端末からRRC Connection Reconfig Completeに相当する信号を受信したことを確認すると、それ以降の通信によってＩＦＦＴ出力のローテーション量を移動端末に通知する。

ここで、移動端末と基地局とでＩＦＦＴ出力のローテーション量についての認識がずれると、通信品質が低下する。しかし、その低下した通信品質であっても通信を確保できる場合には、ステップＳＴ９０３から、ＩＦＦＴ出力のローテーションを利用してもよい。

上記から分かるように、「ＩＦＦＴ出力のローテーション量」を指定する代わりに、「ＴＡ制御における復調受信先頭と基準タイミングとの差」を指定しても、同等の効果を得ることができる。したがって、「ＩＦＦＴ出力のローテーション量」または「ＴＡ制御における復調受信先頭と基準タイミングとの差の目標量」をＴＡ制御に付随して通知すれば、ＴＡ制御とＩＦＦＴ出力をローテーションする制御とを同時に処理することができ、それぞれの制御量を変更するときに処理が容易となる。

（１ｄ）上記（１ｃ）ではＩＦＦＴ出力のローテーション量をＲＲＣメッセージによって設定する例を示したが、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）およびＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）のようなメッセージに付随するＬ１の制御信号を利用して設定することも有効である。これによれば、サブフレームおよびスロットといった塊毎に、換言すればＰＤＣＣＨおよびＰＵＣＣＨを送信するデータの塊毎に、ＩＦＦＴ出力のローテーション量を変更できるので、よりきめ細やかな制御が可能になる。

図１０に、ＴＡ制御が低速で行われ、ＴＡ制御によって設定した復調受信窓が実際に移動端末から送信される例を示す。復調受信窓が送信データのＣＰの先頭からずれている場合、ステップＳＴ９１１において移動端末が既知系列、例えばＰＵＳＣＨと一緒に送信されるＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）を送信すると、基地局はステップＳＴ９１２において当該既知系列から到達時間のずれを検出する。そして、基地局はステップＳＴ９１３において、ＰＤＣＣＨによってＩＦＦＴ出力のローテーション量の補正情報を移動端末に通知する。ステップＳＴ９１３では、毎回のＩＦＦＴ出力に対するローテーション量を移動端末に通知してもよい。あるいは、ＴＡ制御時に設定したローテーション量（すなわち｛ＩＦＦＴ出力ローテーションを適用する無線フォーマットのＣＰ長｝－｛Ａ［ns］｝）からのずれ量（ローテーション量＋Δ、または、－Δ）を通知してもよい。それによれば、情報ビットを低減することができる。移動端末は、ステップＳＴ９１３のＰＤＣＣＨに従ってＰＤＳＣＨの復調を行う。

＜１－２＞
以下では、上記の課題を解決するための別の技術を提供する。具体的には、ＯＦＤＭシンボル（換言すれば、ＩＦＦＴ出力）を予めローテーションさせ、受信機側の受信窓先頭で位相回転が無い状態にし、それにより位相補正などの追加機能を設けないでも通信品質を確保できる技術を提供する。また、ＣＰ長を、基地局と移動端末との間の無線伝送路の状態に応じて、または、基地局が瞬時瞬時取り扱う移動端末の組み合わせに応じて、動的に変化させ、それにより、受信窓先頭で位相回転が無いようにするだけでなく、オーバヘッドを低減してスループットを向上させる技術を提供する。

（２）ＩＦＦＴ出力のローテーション量を管理および制御するのではなく、ＣＰ長を管理および制御する方式を説明する。ＩＦＦＴ出力のローテーション量をＣＰ長の１／２とすると、移動端末と基地局とが近づいても遠のいても受信窓のマージンを同等に確保することができる。そこで、基準タイミングと復調受信窓との差がＣＰ長の１／２であることを前提にした管理および制御の例を示す。特に、下り信号のようにＴＡを行わない場合に、有効である。

（２ａ）ＣＰ長は、システムパラメータとして基地局の不揮発性メモリに格納されている値を使用するものとする。但し、ＣＰ長は、保守管理サーバから指示されてもよいし、あるいは、ＲＲＣメッセージ（例えば、RRC Connection Reconfigに相当する信号）によって指示されてもよい。基地局は、送信処理時にＩＦＦＴ出力をＣＰ長の１／２の時間分ローテーションする。

この場合、ＣＰ長をシステムパラメータとして基地局が報知情報によって移動端末に通知すると、より有効である。移動端末は、基地局から得たＣＰ長の１／２の時間分、受信窓の位置を調整して、復調を行う。

また、移動端末が基地局に向けて送信を行う場合、移動端末は、基地局から得た上記ＣＰ長の１／２の時間で以てＩＦＦＴ出力をローテーションさせて、送信を行う。なお、基地局からの送信時のローテーション量と、移動端末からの送信時のローテーション量とは、同じであってもよい。

（２ｂ）上記（２ａ）ではＣＰ長が直接、指示される例を示したが、ＯＦＤＭシンボルレートなどの違いによる各種無線フォーマットと対応付けできる指標値（インジケータ）によって、ＣＰ長を指示してもよい。各種無線フォーマットでＣＰ長は個別に規定されているので、基地局および移動端末のいずれにおいても同じＣＰ長が導けるように上記指標値を設定する。指標値から得られたＣＰ長の１／２の時間で以て、ＩＦＦＴ出力をローテーションさせる。

上記ではＩＦＦＴ出力のローテーション量をＣＰ長の１／２に設定したが、この設定は主に、移動端末が近づく方向と遠のく方向とのいずれに移動するのかが不明であることよるデータ送信タイミングの変化マージンに鑑みたものである。このため、ＩＦＦＴ出力のローテーション量がＣＰ長の厳密な１／２である必要はなく、ＣＰ長の厳密な１／２の前後の値によっても同等の効果が得られる。すなわち、ＩＦＦＴ出力のローテーション量は、ＣＰ長の厳密な１／２を含んだ許容範囲内の値、換言すればＣＰ長の１／２と実質的に同等の値であればよい。

（２ｃ）上記（２ａ）ではＣＰ長をＲＲＣメッセージを利用して設定する例を示したが、ＰＤＣＣＨおよびＰＵＣＣＨのようなメッセージに付随するＬ１の制御信号を利用して設定することも有効である。これによれば、送信するデータの塊毎に、ＣＰ長を変更できるので、よりきめ細やかな制御が可能になる。

例えば、同一移動端末に連続送信するときにはＣＰ長そのものを短くし、連続送信しないときにはＣＰ長そのものを長くすると、オーバヘッドを低減することができる。この例であっても、ＩＦＦＴ出力を、ＣＰ長の変化に合わせて、ローテーションさせることは可能である。

（３）上記（２）ではＩＦＦＴ出力のローテーション量をＣＰ長の１／２とする例を示したが、移動端末と基地局との距離を考慮してＣＰ長を調整し、ＩＦＦＴ出力のローテーション量を調整後のＣＰ長の１／２に設定すると更に有効である。その場合のシーケンスは既述の図９および図１０と基本的に同様であるため、図９および図１０を参照して説明する。

基地局は、移動端末から信号を受信すると、その受信信号中の既知系列を利用して受信信号の遅延時間を算出し、得られた遅延時間から移動端末と基地局との距離を算出する（ステップＳＴ９０２，ＳＴ９１２）。ここで既知系列は例えば、ステップＳＴ９０１において移動端末から送信されるランダムアクセスのプリアンブル、または、ステップＳＴ９１１において移動端末からＰＵＳＣＨと一緒に送信されるＤＭＲＳである。その後、基地局は、ステップＳＴ９０４，ＳＴ９１４において移動端末からの応答を確認すると、ＩＦＦＴ出力のローテーション量を適用する。なお、後述の（４）～（６）においても同様のシーケンスが適用される。

（３ａ）移動端末と基地局との距離は、例えば次の事項を目安にして、考慮される。すなわち、
｛静止時受信窓先頭｝＋｛移動端末と基地局との距離｝／｛電波速度｝＝｛設定ＣＰ長｝。

ここで、静止時受信窓先頭は、上記（２）と同様であり、例えばＣＰ長の１／２程度である。移動端末が基地局から離れると移動端末と基地局との距離は長くなるので、受信窓先頭はＣＰ長の１／２より大きくなる。これにより、移動端末からの到来信号が遅れても、復調受信窓の先頭における周波数毎の位相が一致する。

（３ｂ）移動端末と基地局との距離を、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して測定してもよい。この場合も、ＩＦＦＴ出力のローテーション量は上記（３ａ）と同様に設定される。

（４）上記（２）ではＩＦＦＴ出力のローテーション量をＣＰ長の１／２とする例を示したが、移動端末の移動速度および移動方向を考慮してＣＰ長を調整し、ＩＦＦＴ出力のローテーション量を調整後のＣＰ長の１／２に設定すると更に有効である。

（４ａ）移動端末との移動速度および移動方向は、例えば次の事項を目安にして、考慮される。すなわち、
｛静止時受信窓先頭｝＋｛RRC／L1などの制御可能周期｝×｛移動端末が基地局から離れていく速度｝／｛電波速度｝＝｛設定ＣＰ長｝。

ここで、静止時受信窓先頭は、上記（２）と同様であり、例えばＣＰ長の１／２程度である。また、制御可能周期は、ＲＲＣによってＩＦＦＴ出力のローテーション量を制御する場合にはＲＲＣメッセージの伝送に要する平均時間程度であり、概ね１００ｍｓ程度のオーダである。Ｌ１制御によってＩＦＦＴ出力のローテーション量を制御する場合、無線フォーマットに依るが、制御可能周期は、Ｌ１を最速制御するＨＡＲＱの再送に要する平均時間であり、概ね１～１０ｍｓ程度のオーダである。

移動端末が基地局から離れていく速度は例えば、受信搬送波の周波数、および、既知の信号の位相回転速度から算出できることが知られている（ドップラー周波数）。具体的には次式によって、移動端末が基地局から離れていく速度を算出できる。
２π×｛単位時間の位相回転量｝×｛電波速度｝／｛受信搬送波の周波数｝。

当該（４ａ）によれば、受信窓先頭はＣＰ長の１／２より大きくなる。このため、移動端末が基地局から離れて移動端末からの到来信号が遅れても、復調受信窓の先頭における周波数毎の位相が一致する。

当該（４ａ）は上記（３）と同時に適用すると、より有効である。

（４ｂ）移動端末の移動速度および移動方向を、ＧＰＳを利用して測定してもよい。この場合も、ＩＦＦＴ出力のローテーション量は上記（４ａ）と同様に設定される。

（５）上記（２）～（４）では復調受信窓の先頭位置をＣＰ長の１／２程度とする例を示したが、マルチパスによる遅延分散を考慮して復調受信窓を決めてもよい。ここでは、移動端末での受信について説明する。

（５ａ）基地局と移動端末との間に障害物または反射体が在る場合、自由空間のおける１パスのみの通信とは異なり、基地局と移動端末との通信は複数のパス（すなわちマルチパス）による通信になる。マルチパスの状況を図１１に示す。

マルチパスは有効な信号なので、早く到達する信号から遅く到達する信号までの全ての信号の到達時刻がＣＰ長の範囲に納まるとＳＮ比（Signal-to-Noise-ratio）が改善する。そのため、復調受信窓の先頭をＣＰ長の１／２から前方に、マルチパス広がりの１／２分ずらすと有効である。この場合、ＩＦＦＴ出力のローテーション量は、マルチパス広がりの１／２分多くする。これにより、復調受信窓の先頭における周波数毎の位相が一致する。

（５ｂ）上記では復調受信窓をマルチパス広がりの１／２分、前側に制御する例を示した。これに対し、復調受信窓の先頭をＣＰ長の１／２から前方に、遅延分散または受信レベルによって重み付けした遅延広がりの分ずらし、当該ずれ量に合わせてＩＦＦＴ出力を多くローテーションする方法も有効である（図１２参照）。この方法によれば、パス広がりが大きい環境において、復調受信窓の先頭における周波数毎の位相が平均的に一致する。重み付けした遅延広がりを説明するための例を表１に示す。

表１の例によれば、重み付け遅延広がりは次のように算出される。
0×0＋200×0.813＋800×0.324＋1200×0.158＋2300×0.166＋3700×0.004
＝409ns

（５ｃ）上記では復調受信窓をマルチパス広がりの１／２分、前側に制御する例を示した。これに対し、見通し環境が主要となるエリアで通信が行われ且つ最大パスの電力が他のパスの電力に比べて大きい場合、最大パスの遅延時間がＣＰ長の１／２の位置になるように復調受信窓を制御する方法も有効である（図１３参照）。換言すれば、復調受信窓の先頭をＣＰ長の１／２から前方に、最大パスの遅延時間の分ずらすのである。この場合も、復調受信窓の先頭とＣＰ長の１／２の位置との差分に合わせて、ＩＦＦＴ出力を多くローテーションする。ここで、上記の見通し環境とは、基地局と移動端末との間に障害物が無く直接見通せる環境のことであり、一般にＬＯＳ（Line of sight）と呼ばれる。また、見通し環境が主要となるエリアとして、例えば、田舎のようにビル等が少ない環境が挙げられる。

（６）以下では、対向装置（すなわち受信側装置）における受信窓先頭位置の可変幅を考慮してＩＦＦＴ出力のローテーション量を決める技術を説明する。この場合、対向装置の対応可能な受信窓先頭位置の可変幅を考慮してＩＦＦＴ出力のローテーション量を決めてもよい。

具体的には、｛上記（２ａ）から（２ｃ）の方法によって導出できるＣＰ長｝＜｛対向装置の受信窓先頭位置の可変幅｝の場合、ＣＰ長の１／２に相当する量のＩＦＦＴ出力をローテーションする。これに対し、｛上記（２ａ）から（２ｃ）の方法によって導出できるＣＰ長｝＞｛対向装置の受信窓先頭位置の可変幅｝の場合、｛対向装置の受信窓先頭位置の可変幅｝／２に相当する量のＩＦＦＴ出力をローテーションする。

受信窓先頭位置の可変幅の値として、移動端末ケーパビリティ（capability）または基地局ケーパビリティとしてＲＲＣメッセージによって通知した情報を使用してもよい。ここで、ＲＲＣメッセージは例えば、ＭＭＥからのBearer Setup requestに対応して基地局から移動端末に送信するRRC Connection Reconfigに相当し、あるいは、ハンドオーバ時にハンドオーバコマンドを送信するRRC Connection Reconfigに相当する。

＜１－３＞
以上のことから、実施の形態１によれば、例えば、基地局装置と、基地局装置と無線通信を行う通信端末装置とを含み、送信側装置として動作する時の基地局装置および通信端末装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）としてローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製することによって、受信側装置において設定される復調受信窓の先頭では位相回転が無い状態になるように、送信信号を生成する、通信システムが提供される。

また、例えば、ＩＦＦＴ出力のローテーション量は、ＣＰの長さであるＣＰ長と、ＣＰに対する復調受信窓の先頭位置と、復調受信窓の先頭位置の可変幅とのうちの少なくとも一つに連動してもよいことが提供される。

実施の形態２．
実施の形態２では、複数の移動端末によるＯＦＤＭ伝送方式、例えば受信窓の先頭位置の制御について説明する。

基地局は多くの移動端末と同時に通信するので、機能部を統合することができれば装置規模を低減できる。例えば、ＯＦＤＭ復調（換言すればＦＦＴ）を行う機能部を全ての移動端末に対して共通化できれば、低コストな構成を実現できる。

しかし、移動端末毎にＦＦＴを行う先頭がバラバラの場合、個別のタイミング制御が必要になり、装置構成が複雑になる。特に、ＯＦＤＭ復調部がチャネルコーディング／デコーディングを行う機能部とは別の基板に設けられる場合、複数の基板に跨った制御が必要になり、制御が複雑になる。例えば、経由するＩＣ（Integrated Circuit）、配線が長くなることによる制御遅延、基板の挿抜による立上げ手順および例外処置、複数基板の同期処理、などを考慮した制御が必要になる。

＜２－１＞
そこで、実施の形態２では上記の課題を解決するための技術を提供する。具体的には、移動端末毎に異なるＣＰ長でＯＦＤＭサブキャリアを分割して使用する構成において全てのＯＦＤＭシンボルで復調受信窓を一致させられない場合、ＩＦＦＴ出力のローテーション量とＣＰ長とのうちの少なくとも一方を制御し、それによりサブフレームまたはスロットといったデータの塊単位で、復調受信窓の先頭における周波数毎の位相を一致させる。制御例を以下に示す。

基地局は、（ａ）対応する無線フォーマットのセット、または、（ｂ）対応セル半径、または、（ｃ）基地局自身の対応する最大送信電力、からＣＣ（Component Carrier）毎にどのタイミングを復調受信窓の先頭にするかを決定する。上記（ａ）～（ｃ）のシステムパラメータは、基地局の不揮発性メモリに格納されているものとするが、保守管理サーバから指示されてもよい。あるいは、システムパラメータによって直接、（ｄ）復調受信窓の先頭値そのものが指示されてもよい。

次に、先頭位置の決め方について説明する。対応する無線フォーマットが様々なＣＰ長を含んでいる場合、最も短いＣＰ長の１／２あたりを復調受信窓の先頭に設定するのがよい（図１４参照）。実施の形態１と同様に、基地局と移動端末との距離、移動端末の移動速度および移動方向、遅延分散などの伝送路状況、装置のケーパビリティ、などを考慮して、復調受信窓の先頭を制御してもよい。

更に対応セル半径も考慮するときには、次のように決定すると有効である（図１５および図１６参照）。｛対応セル半径｝／｛電波速度｝／２による計算値によれば、電波がセル半径の２倍の距離を伝送するとどのくらいの遅延が生じるかが求められる。換言すると、基地局が信号を送信し、基地局の当該送信信号に応答して移動端末が応答信号を送信し、移動端末の当該応答信号が基地局に到達するのに要する遅延が、上式で求められる。

最も短いＣＰ長をＣＰｍｉｎとすると、
ＣＰｍｉｎ＞｛対応セル半径｝／｛電波速度｝／２
の場合、復調受信窓は｛対応セル半径｝／｛電波速度｝／２の量の１／２あたりに設定するのがよい（図１５参照）。これに対し、
ＣＰｍｉｎ＜｛対応セル半径｝／｛電波速度｝／２
の場合、復調受信窓はＣＰｍｉｎの１／２あたりに設定するのがよい（図１６参照）。

移動端末は、次のＰＵＳＣＨから、受信窓の指示された先頭位置で周波数毎の位相が一致するようにＩＦＦＴ出力をローテーションさせる。上記の先頭位置を設定するための手順を、図１７を参照して説明する。

図１７に示すようにＬ１の制御信号であるＰＵＣＣＨ（またはＰＵＳＣＨ）を利用して受信窓の先頭位置を設定する場合、マルチパスの伝搬環境の変化を測定する機能、移動端末と基地局との距離の変化を測定する機能などを基地局に設けることによって、これらの変化に対して素早い対応が可能になる。

移動端末は、基地局に送信するデータが発生すると、ステップＳＴ９２１において、ＳＲ（Scheduling Request）を含んだＰＵＣＣＨを送信する。ステップＳＴ９２２において、基地局は、今回ＰＵＳＣＨを送信させる全ての移動端末の無線フォーマットなどを考慮して、今回のＰＵＳＣＨの受信窓の先頭位置が一致するように、受信窓の先頭位置を指定する情報（以下、先頭位置指定情報と呼ぶ場合もある）を生成する。ここで、上記の全ての移動端末の無線フォーマットに代えて、基地局と各移動端末と間の距離、または、基地局と各移動端末との間の伝送路状況、または、各移動端末の移動速度および移動方向、または、各移動端末のケーパビリティを考慮して、先頭位置指定情報を生成してもよい。

なお、送信する移動端末のセット毎に、受信窓の先頭位置を異ならせてもよい。また、基地局から近い移動端末だけと通信する場合、ＣＰ長を短くするとよい。

次に、ステップＳＴ９２３において、基地局はデータ送信許可を通知するＳＧ（Scheduling Grant）信号を、移動端末に送信する。この際、ＳＧ信号に受信窓の先頭位置指定情報を添えるとよい。

これにより、全ての移動端末の受信窓の先頭位置が一致する。特にサブフレームまたはスロットといったデータの塊単位で全ての移動端末の受信窓の先頭位置が一致する。このため、データの塊の先頭にＤＭＲＳなどのリファレンス信号やＰＵＣＣＨなどの制御情報が配置される場合に、複数のシンボルを蓄積することなしに先頭から処理を行うことができるので、有効である。図１８を参照。

また、ＳＧでＣＰ長も送信すれば、基地局から近い移動端末だけと通信する場合には、ＣＰ長を短くすることもできる。このため、オーバヘッドを低減でき、有効である。すなわち、ＩＦＦＴ出力をローテーションせず、且つ、受信窓の先頭位置指定情報を送らない場合であっても、ＣＰ長のみを送信して受信窓の先頭位置を一致させることが可能であり、有効である。

他方、サブフレームまたはスロットといったデータの塊の先頭以外に、ＤＭＲＳなどのリファレンス信号やＰＵＣＣＨなどの制御情報が配置される場合、図１９に示すように、それらの信号のための受信窓の先頭位置を一致させるとよい。

許容できる位相誤差が大きくＩＦＦＴ出力ローテーションが必要がないシステムであっても、ＣＰ直後のＯＦＤＭシンボルの先頭を一致させれば、受信窓の先頭位置が一致し、処理が簡易になる。

ここで、移動端末が送信するＳＲそのもの（ステップＳＴ９２１を参照）は、例えば他の移動端末のＳＲなどとタイムスロットを共用することによって、受信窓の位置を同一にすることができる塊にしておくとよい。ＳＲは基地局と調整を行う前に送信するので（ステップＳＴ９２１を参照）、例えば同一のＣＰ長またはＣＰ長の１／２などの固定値分だけＩＦＦＴ出力をローテーションさせる。

＜２－２＞
以下では、ＳＲ／ＳＧなしで移動端末が通信を行う例を、図２０を参照して説明する。

基地局は、ステップＳＴ９３２において、傘下の移動端末の通信状況、または、基地局からの距離もしくは位置などに応じて、セル毎またはビーム毎またはＣＣ毎に必要なタイミングでグループ化を行い、ＣＰ長およびＩＦＦＴ出力ローテーション量を決定する。そしてステップＳＴ９３３において、基地局は、ステップＳＴ９３２で決定した情報を、報知情報（ＲＲＣメッセージ）によって、または、グループ毎のＰＤＣＣＨによって、移動端末に通知する。移動端末は、ステップＳＴ９３３において、基地局から通知された情報に従って、基地局の受信窓の先頭位置で周波数毎の位相が一致するようにＩＦＦＴ出力をローテーションさせて送信を行う。基地局は、ステップＳＴ９３５において、各移動端末との通信状況をモニタし、グループの変更、または、グループ毎のＣＰ長およびＩＦＦＴ出力ローテーション量の変更について、要否を判断する。変更が必要と判断した場合、基地局は上記ステップＳＴ９３２を実行する。

以下、グループ分けの例を説明する。

第一の例では、下りグループを、基地局からの伝搬遅延時間に応じて分ける。グループ内でＩＦＦＴ出力のローテーションを共通にする場合であっても、ＣＰ長に伝搬遅延時間の２倍以上長い時間を割り当てる。これによれば、基地局から近い移動端末において通常よりもＣＰ長を短くすることができるので、スループットが向上する。

第二の例では、連続送信か否かに応じてグループを分ける。連続してデータを送信する場合、（ｉ）１回目に送信するＣＰ長、または、受信窓の先頭位置指定情報と、（ｉｉ）２回目以降に送信するＣＰ長、または、受信窓の先頭位置指定情報と、を合わせて報知し、グループを異ならせることも有効である。２回目以降に送信するＣＰ長は、１回目の受信結果から伝送路の変動の可能性がある分だけのＣＰ長に制御し、それに合わせてＩＦＦＴ出力のローテーション量を制御することができる。これにより、オーバヘッドを低減できる。

第三の例では、ＨＡＲＱにおける初送と再送とでグループを分ける。再送時のＣＰ長は、初送の受信結果から伝送路の変動の可能性がある分だけのＣＰ長に制御し、それに合わせてＩＦＦＴ出力のローテーション量を制御することができる。これにより、オーバヘッドを低減できる。

第四の例では、移動端末と基地局との距離の変化速度に応じてグループを分ける。｛RRC／L1などの制御可能周期｝×｛移動端末が基地局から離れていく速度｝／｛電波速度｝で得られる値の分だけ、ＣＰ長およびＩＦＦＴ出力ローテーション量が増減することに鑑みて、いくつかのグループに分けることで低速移動の端末のＣＰ長を短くする。これにより、オーバヘッドを低減でき、スループットを向上できる。

第五の例では、前回送信からの経過時間、または、その経過時間に対応したステートに応じて、グループを分ける。経過時間が短い場合（active-state）のＣＰ長は、経過時間が長い場合（inactive-state）のＣＰ長に比べて、伝送路の変動の可能性がある分だけのＣＰ長に制御できるので、それに合わせてＩＦＦＴ出力のローテーション量を制御することができる。これにより、オーバヘッドを低減できる。

上記の第二～第五の例のグループ分けは上りにも適用できる。上りの場合、ＴＡ制御を考慮すると、より有効である。すなわち、ＴＡ制御周期およびＴＡの精度を考慮すれば、必要以上に大きなＣＰ長およびＩＦＦＴ出力ローテーション量を有するグループは生成されるのを防止することができる。

＜２－３＞
以上のことから、実施の形態２によれば、例えば、基地局装置と、基地局装置と無線通信を行う通信端末装置とを含み、送信側装置として動作する時の基地局装置および通信端末装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）としてローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製することによって、受信側装置において設定される復調受信窓の先頭では位相回転が無い状態になるように、送信信号を生成する、通信システムが提供される。特に、基地局装置が複数の通信端末装置と無線通信を行う場合、基地局装置は、各通信端末装置用の復調受信窓の先頭が、送信データに関する規定のデータ塊の単位で揃うように、ＩＦＦＴ出力のローテーション量とＣＰの長さであるＣＰ長とのうちの少なくとも一方を決定する。

また、例えば、基地局装置は、複数の通信端末装置を、予め定められた基準に従ってグループに分け、グループ毎に、ＩＦＦＴ出力のローテーション量とＣＰ長とのうちの少なくとも一方を決定してもよいことが提供される。

実施の形態３．
実施の形態３では、複数の移動端末によるＯＦＤＭ伝送方式、例えばＳＲＳ（Sounding Reference Signal）の利用について説明する。

５Ｇシステムでは、filtered－ＯＦＤＭを用いることによって、１つのＣＣ（Component Carrier）を複数の移動端末または複数の通信チャネルに分割して使用することが検討されている。この場合、様々なシンボルレートで送受信を行うので、上り／下りのシンボル数を動的に変更したときに区切り目が一致しない。そのため、例えば、上りＳＲＳ（Sounding Reference Signal）を送信するときに送信側と受信側とが極近距離に位置していると、ＳＲＳ送信時間とデータ受信時間とが同時になる状況が発生しうる。その場合、受信側でＬＮＡ（Low Noise Amplifier）などが過入力で破壊される場合がある。

実施の形態３では、上記の課題がある場合でも、filtered－ＯＦＤＭの適用時の上り／下りの切り替え位置を設定できる方法、および、ＳＲＳ送信方法について説明する。

＜３－１＞
以下、第一の例を説明する。第一の例では、下り送信を停止する位置を、下りＣＣでシンボル長が最も長いチャネル（換言すれば、ＯＦＤＭサブキャリア間隔が最も小さいチャネル）におけるシンボル位置に指定する。そのような停止位置の情報は、ＲＲＣメッセージで通知される。ここで、ＲＲＣメッセージは例えば、報知情報であり、あるいは、ＭＭＥからのBearer Setup requestに対応して基地局から移動端末に送信するRRC Connection Reconfigに相当し、あるいは、ハンドオーバ時にハンドオーバコマンドを送信するRRC Connection Reconfigに相当する。ＳＲＳの信号では、現状の３ＧＰＰと同様、どのセルに対して送信したものかを識別できるようにセルＩＤなどをキーにしたランダム化が行われる。また、どの移動端末が送信するかの情報と、送信タイミングの情報と、送信周波数（サブキャリアの位置）の情報は、上記ＲＲＣとの相乗りによって、または、サウンディング開始用のRRC Connection Reconfigによって指定する。

シンボル長が最も長いチャネル（換言すれば、ＯＦＤＭサブキャリア間隔が最も小さいチャネル）以外のチャネルについては、シンボル長が最も長いチャネルと重なる部分を有するシンボルの全てに、ＳＲＳを利用するとよい。また、シンボル長が最も長いチャネルと重なる部分を有するシンボルのうちで、シンボル長が最も長いチャネルと重ならない部分については、送信を行わない状態、換言すればnullの状態を適用するのがよい。これにより、他の移動端末への過入力を防ぐことができる。

また、この際、１シンボルの途中で送信を止めることになる場合があってもよい。

また、上り下り送信がないＧＩ区間がＯＦＤＭシンボルよりも長くなってもよい。ＳＲＳのエネルギーが増え、精度の良い推定が可能になる。

＜３－２＞
上記では下り送信を停止する位置を、下りＣＣでシンボル長が最も長いチャネル（換言すれば、ＯＦＤＭサブキャリア間隔が最も小さいチャネル）におけるシンボル位置に指定する例を説明したが、下り送信を停止する位置を、ＣＣのセンターに配置されるチャネル、または、同期用チャネル、または、報知チャネルのシンボル位置に指定することも有効である。

そのような指定方法を第二の例として、図２１を参照して説明する。Filtered－ＯＦＤＭでは、シンボルレートが異なるＯＦＤＭ信号を同一のＣＣで送受信する。この場合、ＣＣのセンターに配置されるチャネルの信号はＬＰＦ（Low Pass Filter）によって分離できるのに対し、他のチャネルの信号はＢＰＦ（Band Pass Filter）によって分離する必要がある。すなわち、ＣＣセンターのチャネルは容易に分離できる。そのため、ＣＣセンターのチャネルは、データ通信中でない状態（idleまたはin-active）でも、定期的にモニタするのに適している。したがって、ＣＣセンターのシンボル長を基準にして、下り送信を停止する位置を決定すれば、精度の良い制御が可能になる。

図２１では、チャネル１がＣＣのセンター周波数に配置されている。基地局は、傘下の移動端末の数、通信状態（例えば上り平均データスループット）などから、送信をしない周期およびタイミングを決定する。図２１は、チャネル１において６番目および７番目のＯＦＤＭシンボル（太線で囲んだシンボルを参照）を送信停止時間に決めた例を示している。また、他のチャネル２，３については、チャネル１の当該６番目および７番目のＯＦＤＭシンボルと時間的に重なる全てのＯＦＤＭシンボル（太線で囲んだシンボルを参照）の送信を停止する。

一方、傘下の移動端末には、どのタイミングおよび周期で送信が可能になるのかの情報が、ＲＲＣメッセージ、例えば報知情報で通知される。報知チャネルの代わりに、ＭＭＥからのBearer Setup requestに対応して基地局から移動端末に送信するRRC Connection Reconfigに相当する信号、または、ハンドオーバ時にハンドオーバコマンドを送信するRRC Connection Reconfigに相当する信号を利用してもよい。

あるいは、どのタイミングおよび周期で送信が可能になるのかについて幾つかの候補を予め通知しておき、どの候補を使うのかを後に通知してもよい。具体的には、基地局は上記候補をリストアップし、その候補の情報を上記のＲＲＣメッセージで予め通知する。その後、基地局は、ＯＦＤＭシンボルの先頭（先頭にＤＭＲＳが在れば２番目でもよい）に配置されるＰＤＣＣＨなどのＬ１制御情報信号によって、どの候補のフォーマットを使うかを毎回、通知するのである。

図２２は、図２１における無送信期間に移動端末がＳＲＳ（Sounding Reference Signal）を送信する例を示している。ＳＲＳの期間をＯＦＤＭシンボル長の整数倍に設定し、残った期間をＧＩ（Gap Interval）として送受信をしない期間に設定してもよい。

＜３－３＞
上記の例で示したように、ＳＲＳは必ずしも１シンボル長を必要としない。そこで、下りＣＣでシンボル長が最も長いチャネル（換言すれば、ＯＦＤＭサブキャリア間隔が最も小さいチャネル）におけるシンボル位置、または、ＣＣのセンターに配置されるチャネルのシンボル位置で、下り信号を停止するのではなく、ＳＲＳを送信する最小単位の時間の倍数を使って、下り送信を停止する位置を指定することも有効である。特に、｛上り下り切り換え時間｝＋｛上り送信の最小単位時間｝×ｎ（ｎは整数）を、下り送信の停止位置を指定するとよい。

この例は、上りのデータ量が少なく、下りのスループットを増大したい場合に、有効である。

上りの最小単位時間は、制御の柔軟性によるスループット改善と、制御情報量の増加による制御の煩雑さと、のトレードオフで決まる。例えば図２３は、ＣＣのセンター周波数に配置されるＯＦＤＭシンボル長の１／２に対応できるようにした例を示しており、これによればスループットを改善できる。

下り送信の停止位置は、上記と同様にＲＲＣを利用して指定するとよい。

＜３－４＞
以上のことから、実施の形態３によれば、例えば、基地局装置と、基地局装置と無線通信を行う複数の通信端末装置とを含み、基地局装置は、１つのＣＣ（Component Carrier）を複数の移動端末または複数の通信チャネルに分割して使用し、下り送信を、下りＣＣでシンボル長が最も長いチャネルと、ＣＣのセンターに配置されるチャネルと、同期用チャネルと、報知チャネルと、のうちの少なくとも一つのシンボル位置で停止させる、通信システムが提供される。

また、例えば、通信端末装置は下り通信の停止中にＳＲＳ（Sounding Reference Signal）を送信してもよいことが提供される。

変形例．
前述の各実施の形態およびその変形例は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において、各実施の形態およびその変形例を自由に組合せることができる。また各実施の形態およびその変形例の任意の構成要素を適宜変更または省略することができる。

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

２００ 通信システム、２０２ 通信端末装置、２０３ 基地局装置。

Claims (9)

1. 基地局装置と、
   前記基地局装置と無線通信を行う通信端末装置と
   を備え、
   送信側装置として動作する時の前記基地局装置および前記通信端末装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）として前記ローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製し、受信側装置として動作する前記通信端末装置は、前記送信側装置として動作する前記基地局装置から得たローテーション量の分、復調受信窓の位置を調整して、復調を行うことによって、前記受信側装置において設定される前記復調受信窓の先頭では位相回転が無い状態になるように、送信信号を生成し、受信動作を行い、
   前記ローテーション量は、前記ＣＰの長さであるＣＰ長の１／２である、
   通信システム。
2. 基地局装置と、
   前記基地局装置と無線通信を行う通信端末装置と
   を備え、
   送信側装置として動作する時の前記基地局装置および前記通信端末装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）として前記ローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製し、受信側装置として動作する前記通信端末装置は、前記送信側装置として動作する前記基地局装置から得たローテーション量の分、復調受信窓の位置を調整して、復調を行うことによって、前記受信側装置において設定される前記復調受信窓の先頭では位相回転が無い状態になるように、送信信号を生成し、受信動作を行い、
   前記ローテーション量は、ＴＡ（Timing advance）制御における復調受信先頭と基準タイミングとの差に相当する量に設定される、
   通信システム。
3. 前記ローテーション量は、
   前記基地局装置から報知情報として前記通信端末装置に通知される、請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 前記通信端末装置は複数の通信端末装置であって、
   前記ローテーション量は、
   前記基地局装置から前記複数の通信端末装置に個別に通知される、請求項１または請求項２に記載の通信システム。
5. 前記ローテーション量は、
   前記基地局装置からＲＲＣ（Radio Resource Control）情報として前記複数の通信端末装置に通知される、請求項４に記載の通信システム。
6. 前記ローテーション量は、
   前記基地局装置からＬ１（Layer1）の制御信号として前記複数の通信端末装置に通知される、請求項４に記載の通信システム。
7. 前記基地局装置は、
   前記ローテーション量の補正情報を前記通信端末装置に通知する、請求項１または請求項２に記載の通信システム。
8. 基地局装置と無線通信を行う通信端末装置であって、
   送信側装置として動作する時の前記基地局装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）として前記ローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製し、
   受信側装置である前記通信端末装置は、前記送信側装置でされたローテーション量の分、復調受信窓の位置を調整して、復調を行う、通信端末装置。
9. 通信端末装置と無線通信を行う基地局装置であって、
   送信側装置として動作する時の前記通信端末装置は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）出力をローテーションさせ、ローテーション後のＩＦＦＴ出力の最終部をＣＰ（Cyclic Prefix）として前記ローテーション後のＩＦＦＴ出力の先頭に複製し、
   受信側装置である前記基地局装置は、前記送信側装置でされたローテーション量の分、復調受信窓の位置を調整して、復調を行う、基地局装置。

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