JPWO2010073617A1 - 無線通信端末装置および信号拡散方法 - Google Patents

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Abstract

複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる無線通信端末装置。この装置において、拡散部（２１４）は、制御部（２０９）からの指示に従って、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数のＺＡＣ系列のいずれかを用いて、応答信号を拡散し、制御部（２０９）は、第１時刻における応答信号の送信タイミングと、第１時刻より後の第２時刻における応答信号の送信タイミングとの差分に応じて、第２時刻において拡散部（２１４）で用いられるＺＡＣ系列の循環シフト量を制御する。

Description

本発明は、無線通信端末装置および信号拡散方法に関する。
３ＧＰＰ ＬＴＥでは、上り回線の通信方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている（非特許文献１参照）。３ＧＰＰ ＬＴＥでは、無線通信基地局装置（以下、単に「基地局」という）が無線通信端末装置（以下、単に「端末」という）に対して、物理チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel））を通して上り回線データ用リソースを割り当てる。
また、３ＧＰＰ ＬＴＥでは、基地局から端末への下り回線データに対してＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）が適用される。つまり、端末は下り回線データの誤り検出結果を示す応答信号を基地局へフィードバックする。端末は下り回線データに対しＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を行って、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）であればＡＣＫ（Acknowledgment）を、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）であればＮＡＣＫ（Negative Acknowledgment）を応答信号として基地局へフィードバックする。端末は、この応答信号（つまり、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号）を、例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）等の上り回線制御チャネルを用いて基地局へ送信する。
図１は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるＰＵＣＣＨのリソース配置を示す図である。図１に示されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）は、端末の上り回線データ送信に用いられるチャネルであり、端末が上り回線データを送信する際に用いられる。図１に示すように、ＰＵＣＣＨは、システム帯域の両端部、具体的には、システム帯域の両端のリソースブロック（ＲＢ：Resource Block、またはＰＲＢ：（Physical RB））に配置される。システム帯域の両端部に配置されたＰＵＣＣＨは、スロット間で入れ替わる、つまり、スロットごとに周波数ホッピングされる。
また、図２に示すように、複数の端末からの複数の応答信号はＺＡＣ（Zero Auto Correlation）系列およびウォルシュ（Walsh）系列を用いて拡散される。図２において［Ｗ０,Ｗ１,Ｗ２,Ｗ３］は系列長４のウォルシュ系列を表わす。図２に示すように、端末では、ＡＣＫまたはＮＡＣＫの応答信号が、まず周波数軸上で、時間軸上での特性がＺＡＣ系列（系列長１２）となる系列によって１次拡散される。次いで１次拡散後の応答信号がＷ０〜Ｗ３にそれぞれ対応させてＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）される。周波数軸上で拡散された応答信号は、このＩＦＦＴにより時間軸上の系列長１２のＺＡＣ系列に変換される。そして、ＩＦＦＴ後の信号がさらにウォルシュ系列（系列長４）を用いて２次拡散される。つまり、１つの応答信号は４つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＳ０〜Ｓ３にそれぞれ配置される。他の端末でも同様に、ＺＡＣ系列およびウォルシュ系列を用いて応答信号が拡散される。ただし、異なる端末間では、時間軸上での循環シフト（Cyclic Shift）量が互いに異なるＺＡＣ系列、または、互いに異なるウォルシュ系列が用いられる。ここではＺＡＣ系列の時間軸上での系列長が１２であるため、同一ＺＡＣ系列から生成される循環シフト量０〜１１の１２個のＺＡＣ系列を用いることができる。また、ウォルシュ系列の系列長が４であるため、互いに異なる４つのウォルシュ系列を用いることができる。よって、理想的な通信環境では、最大４８（１２×４）の端末からの応答信号を符号多重することができる。
また、図２に示すように、複数の端末からの複数の参照信号（パイロット信号）も符号多重される。図２に示すように、ＺＡＣ系列（系列長１２）から３シンボルの参照信号Ｒ
０,Ｒ１,Ｒ２を生成する場合、まずＺＡＣ系列がフーリエ系列等の系列長３の直交系列［Ｆ０,Ｆ１,Ｆ２］にそれぞれ対応させてＩＦＦＴされる。このＩＦＦＴにより時間軸上の系列長１２のＺＡＣ系列が得られる。そして、ＩＦＦＴ後の信号が直交系列［Ｆ０,Ｆ１,Ｆ２］を用いて拡散される。つまり、１つの参照信号（ＺＡＣ系列）は３つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＲ０,Ｒ１,Ｒ２にそれぞれ配置される。他の端末でも同様にして１つの参照信号（ＺＡＣ系列）が３つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＲ０,Ｒ１,Ｒ２にそれぞれ配置される。ただし、異なる端末間では、時間軸上での循環シフト量が互いに異なるＺＡＣ系列、または、互いに異なる直交系列が用いられる。ここではＺＡＣ系列の時間軸上での系列長が１２であるため、同一ＺＡＣ系列から生成される循環シフト量０〜１１の１２個のＺＡＣ系列を用いることができる。また、直交系列の系列長が３であるため、互いに異なる３つの直交系列を用いることができる。よって、理想的な通信環境では、最大３６（１２×３）の端末からの参照信号を符号多重することができる。
そして、図２に示すように、Ｓ０,Ｓ１,Ｒ０,Ｒ１,Ｒ２,Ｓ２,Ｓ３の７シンボルにより１スロットが構成される。
ここで、同一ＺＡＣ系列から生成される循環シフト量が互いに異なるＺＡＣ系列間での相互相関は、理論上は０となる。よって、理想的な通信環境では、循環シフト量が互いに異なるＺＡＣ系列（循環シフト量０〜１１）でそれぞれ拡散され符号多重された複数の応答信号は基地局での相関処理により時間軸上でほぼ符号間干渉なく分離することができる。
しかしながら、端末での送信タイミングずれ、マルチパスによる遅延波等の影響により、複数の端末からの複数の応答信号は基地局に同時に到達するとは限らない。例えば、循環シフト量０のＺＡＣ系列で拡散された応答信号の送信タイミングが正しい送信タイミングより遅れた場合は、循環シフト量０のＺＡＣ系列の相関ピークが循環シフト量１のＺＡＣ系列の検出窓に現れてしまうことがある。また、循環シフト量０のＺＡＣ系列で拡散された応答信号に遅延波がある場合には、その遅延波による干渉漏れが循環シフト量１のＺＡＣ系列の検出窓に現れてしまうことがある。つまり、これらの場合には、循環シフト量１のＺＡＣ系列が循環シフト量０のＺＡＣ系列からの干渉を受ける。一方、循環シフト量１のＺＡＣ系列で拡散された応答信号の送信タイミングが正しい送信タイミングより早くなった場合は、循環シフト量１のＺＡＣ系列の相関ピークが循環シフト量０のＺＡＣ系列の検出窓に現れてしまうことがある。つまり、この場合には、循環シフト量０のＺＡＣ系列が循環シフト量１のＺＡＣ系列からの干渉を受ける。よって、これらの場合には、循環シフト量０のＺＡＣ系列で拡散された応答信号と循環シフト量１のＺＡＣ系列で拡散された応答信号との分離特性が劣化する。つまり、互いに隣接する循環シフト量のＺＡＣ系列を用いると、応答信号の分離特性が劣化する可能性がある。
そこで、従来は、ＺＡＣ系列の拡散によって複数の応答信号を符号多重する場合には、ＺＡＣ系列間での符号間干渉が発生しない程度の循環シフト間隔（循環シフト量の差）をＺＡＣ系列間に設けている。例えば、ＺＡＣ系列間の循環シフト間隔を２として、系列長が１２で循環シフト量０〜１１の１２個のＺＡＣ系列のうち循環シフト量０,２,４,６,８,１０または循環シフト量１，３，５，７，９，１１の６つのＺＡＣ系列のみを応答信号の１次拡散に用いる。よって、系列長が４のウォルシュ系列を応答信号の２次拡散に用いる場合には、最大２４（６×４）の端末からの応答信号を符号多重することができる。
しかし、図２に示すように、参照信号の拡散に用いる直交系列の系列長が３であるため、参照信号の拡散には互いに異なる３つの直交系列しか用いることができない。よって、図２に示す参照信号を用いて複数の応答信号を分離する場合、最大１８（６×３）の端末からの応答信号しか符号多重することができない。よって、系列長が４の４つのウォルシュ系列のうち３つのウォルシュ系列があれば足りるため、いずれか１つのウォルシュ系列は使用されない。
また、上記１８個の応答信号の送信に用いるＰＵＣＣＨとして、図３に示すような１８個のＰＵＣＣＨ（図３に示すＡＣＫ＃１〜ＡＣＫ＃１８）を定義することが検討されている。図３において、横軸は循環シフト量を示し、縦軸は直交符号系列の系列番号（ウォルシュ系列またはフーリエ系列の系列番号）を示す。
ところで、３ＧＰＰ ＬＴＥのＰＵＣＣＨでは、上述した応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号）だけではなく、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）信号も多重する。応答信号は上述したように１シンボルの情報であるが、ＣＱＩ信号は５シンボルの情報である。図４に示すように、端末はＣＱＩ信号を系列長１２のＺＡＣ系列によって拡散し、拡散したＣＱＩ信号をＩＦＦＴして送信する。このように、ＣＱＩ信号には、ウォルシュ系列が適用されないため、基地局では応答信号とＣＱＩ信号との分離にウォルシュ系列を用いることができない。そこで、基地局では、異なる循環シフトに対応するＺＡＣ系列によって拡散された応答信号とＣＱＩ信号とをＺＡＣ系列で逆拡散することにより、応答信号とＣＱＩ信号とをほぼ符号間干渉なく分離する。
また、３ＧＰＰ ＬＴＥよりも更なる通信の高速化を実現するＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、ＬＴＥ＋という）の標準化が開始された。ＬＴＥ＋では、平均スループット向上およびセルエッジ付近に位置する端末のスループット向上のために、複数の基地局が協力して信号を送受信してセル間干渉を協調（coordinate）する協調送受信（Coordinated Multipoint Transmission/Reception：ＣｏＭＰ送受信）が検討されている。
3GPP TS 36.211 V8.4.0, "Physical Channels and Modulation (Release 8)," Sep. 2008
ＣｏＭＰ送受信は、複数の基地局のうち適応的に選択された１つの基地局が信号を送受信するＦＣＳ（Fast Cell Selection）、および、複数の基地局が１つの端末に対して信号を送受信する協調送受信に分類される。例えば、図５は、複数の基地局が１つの端末に対してＣｏＭＰ送受信する場合の一例の概念図を示す。図５では、ある端末（ＵＥ１）がある時間に属する基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢ）が、ＵＥ１に対して下り回線データを送信する。ただし、図５に示す３つの基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢ，Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ ｅＮＢ１，Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ ｅＮＢ２）は、同一の下り回線データを予め共通して保持しており、それぞれの基地局とＵＥ１との間の下り回線品質に応じて、下り回線データを送信する基地局が適応的に高速に制御される（すなわち、ＣｏＭＰ送信としてＦＣＳが実行される）。なお、下り制御信号（図示せず）についても、下り回線データと同様、ＦＣＳが実行される。
また、ＵＥ１は、下り回線データに対する応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）および下り回線品質の測定結果（ＣＱＩ）（図５に示す上り制御信号）を送信する。そして、図５に示すように、３つの基地局は、ＵＥ１からの上り制御信号をＣｏＭＰ受信（協調受信）する。このとき、図５に示す３つの基地局は、それぞれが受信したＵＥ１からの上り制御信号のアナログ情報（ソフトビット情報：soft bit information）をバックホール（backhaul）を介して交換する。そして、Ｓｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢは、３つの基地局でそれぞれ受信した上り制御信号のアナログ情報を、例えば、最大比合成（ＭＲＣ：Maximum Ratio Combining）により合成して、上り制御信号を復号する。
また、図５に示す３つの基地局は、上り制御信号だけでなく、上り回線データもＣｏＭＰ受信する。ただし、上り回線データの情報量は、上り制御信号の情報量に比べて非常に大きく、ソフトビット情報をバックウォールを介して交換するための負担は大きくなる。このため、上り回線データのＣｏＭＰ受信にも、下り回線データ（または下り制御信号）と同様、ＦＣＳが用いられる。つまり、ＦＣＳによって選択された基地局からの下り制御信号に従って、端末（図５に示すＵＥ１）は、上り回線データを送信する。そして、この端末から送信された上り回線データは、３つのいずれかの基地局（図５ではＳｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢ）によって受信され、ネットワーク側に情報が伝送される。このように、複数の基地局が協調して１つの端末に対して送受信を行うことによって、上り回線品質および下り回線品質を向上することができる。例えば、図６では、３つの基地局（セル１〜３）のＣｏＭＰ送受信の対象となる端末（以下、ＣｏＭＰ端末という）は、ＦＣＳによって選択されたセル１をＳｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌとして上り回線データを送信する。また、図７では、ＦＣＳによって選択されたセル２をＳｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌとして上り回線データを送信する。
ところで、上述したように、３ＧＰＰ ＬＴＥの上り回線の通信方式（上り回線データの送信方法）としてＳＣ−ＦＤＭＡが採用されており、基地局は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によって周波数多重された各端末からのシングルキャリア（Single Carrier）信号を分離しなければならない。すなわち、基地局では、全端末からの上り回線データが、同時にＦＦＴウィンドウ（FFT Window）内に入らなければならない。しかし、各端末から基地局までの伝播距離は様々であり、全ての端末からの上り回線データが必ずしも同時に基地局に到達するとは限らない。例えば、４つの端末（端末Ａ〜Ｄ）がそれそれ独自の送信タイミングで上り回線データを送信すると、端末の送信タイミング誤差または伝播遅延等の影響により、図８Ａに示すように、基地局のＦＦＴウィンドウに全端末からの有効シンボル（例えば、図８Ａに示す‘Ｄａｔａ’）が含まれない可能性がある。そこで、３ＧＰＰ ＬＴＥの上り回線では、上り回線データの送信タイミング制御が実行される。例えば、図８Ｂに示すように、基地局が端末（端末Ａ〜Ｄ）に対してそれぞれに適した送信タイミングを指示することにより、基地局では、全端末からの上り回線データの受信タイミングを揃えることができる。
ここで、図６では、セル１がＣｏＭＰ端末からの上り回線データを受信する。そのため、セル１が上り回線データの送信タイミング（図６では送信タイミング１）を指示することによって、セル１に対して最適な送信タイミングで上り回線データがセル１に到達するようにＣｏＭＰ端末の送信タイミングが制御される。つまり、図６に示すセル１では、ＣｏＭＰ端末からの上り回線データの受信タイミングと、通常端末Ａからの上り回線データの受信タイミングとが一致する。同様に、図７では、セル２が上り回線データの送信タイミング（図７に示す送信タイミング２）を指示することによって、セル２に対して最適な送信タイミングで上り回線データがセル２に到達するようにＣｏＭＰ端末の送信タイミングが制御される。すなわち、図６および図７に示すように、ＣｏＭＰ端末が上り回線データを送信するタイミングは、上り回線データをどの基地局が受信するかによって異なる。例えば、上り回線データのＣｏＭＰ受信としてＦＣＳを用いる場合、上り回線データを受信する基地局が変更される度にＣｏＭＰ端末からの上り回線データの送信タイミングが異なる可能性がある。なお、セル１に対して最適な送信タイミングとセル２に対して最適な送信タイミングとの差は、ＣｏＭＰ端末からセル１までの距離と、ＣｏＭＰ端末からセル２までの距離との差、または、上り回線におけるセル間の同期のずれなどが原因で発生する。
また、上述したように、ＣｏＭＰ端末は、各セルから指示される送信タイミングに従って自端末が送信する上り回線データの送信タイミングを決定し、上り回線データを送信する。ここで、ＣｏＭＰ端末は、上り回線データと同様にして、上り制御信号（応答信号およびＣＱＩ信号）に対しても送信タイミング制御を実行する。しかし、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号は、複数の基地局によってＣｏＭＰ受信（協調受信）される。このため、全セルにおいて上り制御信号の受信タイミングが最適になるように、上り制御信号の送信タイミング制御を行うことは不可能である。そこで、上り制御信号の送信タイミング制御を、上述した上り回線データの送信タイミング制御と同期させて実行することが考えられる。つまり、ＣｏＭＰ端末との距離が最も近い（ＣｏＭＰ端末との間の上り回線品質が最も良い）セルでの受信タイミングが最適になるように、上り制御信号の送信タイミング制御が実行される。このとき、上り制御信号（すなわち、上り回線データ）の送信タイミング制御の対象となるセル以外のセルでは、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号の受信タイミングが、最適値と比較して若干ずれてしまう可能性がある。この受信タイミングのずれは、ある程度まではＧＩ（Guard Interval）（またはＣＰ（Cyclic Prefix））で吸収することができる。また、ＣＰで吸収できないほどの受信タイミングのずれが発生する場合には、各セルが受信した上り制御信号の情報をＭＲＣに用いないなどの対応によって、上り回線におけるＣｏＭＰ性能が大幅に劣化しないように工夫することが考えられる。
また、上述したように、複数の端末からの上り制御信号（応答信号およびＣＱＩ信号）は符号多重されており、上り制御信号の拡散符号として、循環シフト系列（例えば、ＺＡＣ系列）が用いられている。循環シフト系列は、時間軸上での拡散符号の波形を巡回的にずらした（循環シフトした）系列であるため、循環シフト系列の符号リソースは、元のＺＡＣ系列に対してどれだけの時間量だけ循環シフトしたかによって表すことができる。
ここで、図６に示すように、ＣｏＭＰ端末が、セル１に合わせた送信タイミング（図６に示す送信タイミング１）に従って送信タイミング制御を行い、上り制御信号を送信する場合について説明する。図６では、ＣｏＭＰ端末には、セル１との通信中に、ＣｏＭＰ通信用の上り制御信号が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）が通知される。具体的には、ＣｏＭＰ端末は、セル１との通信中、および、セル１に対する最適な送信タイミング制御の実行中にＣｏＭＰ通信が構成され、図９Ａに示すように、循環シフト量３の循環シフト系列を上り制御信号の送信に用いるように指示される。この場合、送信タイミング制御の最適化対象であるセル１で受信されるリソース、すなわちＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が占有する符号リソースは、図９Ａに示すように、循環シフト量３の符号リソースとなる。一方、図６に示すセル２およびセル３では、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が到達するタイミングが各セルの最適な受信タイミングと異なるため、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号は、セル１とは異なる循環シフト量の符号リソースを占有する可能性がある。例えば、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号は、図９Ａに示すセル２では循環シフト量４と循環シフト量５との間の符号リソース、セル３では循環シフト量３と循環シフト量４との間の符号リソースを占有してそれぞれ受信される。この際、各基地局（セル１〜３）は、例えば図９Ａに示すように、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が各符号リソースに対して干渉を与えない程度に、ＣｏＭＰ端末が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）と、当該ＣｏＭＰ端末以外の他の端末が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）との間の循環シフト間隔を設ける制御を行う。
次いで、図６に示す送信タイミングより後に、ＣｏＭＰ端末が、セル２に合わせた送信タイミング（図７に示す送信タイミング２）に従って送信タイミング制御を行い、図９Ａに示す符号リソースと同一の符号リソース（すなわち循環シフト量３の符号リソース）を用いて上り制御信号を送信する場合について説明する。図６および図７では、ＣｏＭＰ端末とセル２との間の伝播距離は、ＣｏＭＰ端末とセル１との間の伝播距離に比べて長い。つまり、伝播遅延を考慮すると、図７におけるＣｏＭＰ端末の送信タイミング２（セル２に対して最適な送信タイミング）は、図６におけるＣｏＭＰ端末の送信タイミング１（セル１に対して最適な送信タイミング）よりも早めに設定される。ただし、ＣｏＭＰ端末が上り制御信号の送信に用いる符号リソースは、図６および図７の双方で同一（循環シフト量３の符号リソース）である。そのため、図９Ｂに示すように、セル２では、循環シフト量３の符号リソースを占有して上り制御信号が受信されるのに対し、セル１およびセル３では、循環シフト量１と循環シフト量２との間の符号リソースを占有するようにして上り制御信号が受信される。
このように、特定のセルに合わせた送信タイミングに従って上り制御信号の送信タイミング制御を行うと、ＣｏＭＰ端末では同一の符号リソース（図９Ａおよび図９Ｂでは循環シフト量３の符号リソース）が用いられるにもかかわらず、各セル（図９Ａではセル２およびセル３、図９Ｂではセル１およびセル３）では、見かけ上の占有される符号リソースが変化してしまう。ここで、各セル（セル１〜３）で制御された、各端末（ＣｏＭＰ端末および他の端末）からの上り制御信号が占有するリソース（図９Ａに示すＰＵＣＣＨ）は、図６および図７の双方で同一である。よって、セル１〜３では、図６のタイミング（時刻）において、各端末が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）が互いに干渉し合わないように符号リソース（図９Ａ）が設定されたとする。しかし、この場合でも、図６のタイミングより後のタイミング（時刻）の図７では、上り制御信号の送信タイミングが再調整されたことにより、ＣｏＭＰ端末が占有する符号リソースが想定外の符号リソース（図９Ｂ）を占有することがあり得る。例えば、図９Ｂに示すように、送信タイミング制御の最適化対象であるセル２以外のセル（セル１およびセル３）では、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が占有する符号リソースとＣｏＭＰ端末以外の他の端末からの上り制御信号が占有する符号リソースとの間で符号間干渉が発生してしまう。このように、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号の送信タイミングが変化すると、ＣｏＭＰ端末が占有する符号リソースが、想定外の符号リソースを占有することによる符号間干渉が発生する可能性がある。
本発明の目的は、複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる端末および信号拡散方法を提供することである。
本発明の端末は、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数の系列のいずれかを用いて、信号を拡散する拡散手段と、第１時刻における前記信号の送信タイミングと、前記第１時刻より後の第２時刻における前記信号の送信タイミングとの差分に応じて、前記第２時刻において前記拡散手段で用いられる系列の循環シフト量を制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
本発明の信号拡散方法は、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数の系列のいずれかを用いて、信号を拡散する拡散ステップと、第１時刻における前記信号の送信タイミングと、前記第１時刻より後の第２時刻における前記信号の送信タイミングとの差分に応じて、前記第２時刻において前記拡散手段で用いられる系列の循環シフト量を制御する制御ステップと、を有するようにした。
本発明によれば、複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる。
ＰＵＣＣＨのリソース配置を示す図（従来） 応答信号および参照信号の拡散方法を示す図（従来） 応答信号の定義を示す図（従来） ＣＱＩ信号および参照信号の拡散方法を示す図（従来） ＣｏＭＰ送受信の概念を示す図（従来） 上り回線データのＣｏＭＰ受信を示す図（従来） 上り回線データのＣｏＭＰ受信を示す図（従来） 上り回線データの送信タイミング制御を示す図 上り回線データの送信タイミング制御を示す図 各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図 各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図 本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る基地局１００の構成を図１０に示し、本実施の形態に係る端末２００の構成を図１１に示す。
なお、説明が煩雑になることを避けるために、図１０では、本発明と密接に関連する下り回線データの送信、および、その下り回線データに対する応答信号の上り回線での受信に係わる構成部を示し、上り回線データの受信に係わる構成部の図示および説明を省略する。同様に、図１１では、本発明と密接に関連する下り回線データの受信、および、その下り回線データに対する応答信号の上り回線での送信に係わる構成部を示し、上り回線データの送信に係わる構成部の図示および説明を省略する。
また、以下の説明では、１次拡散にＺＡＣ系列を用い、２次拡散にブロックワイズ拡散コード系列を用いる場合について説明する。しかし、１次拡散には、ＺＡＣ系列以外の、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な系列を用いてもよい。例えば、ＧＣＬ（Generalized Chirp like）系列、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto Correlation）系列、ＺＣ（Zadoff-Chu）系列、Ｍ系列や直交ゴールド符号系列等のＰＮ系列、または、コンピュータによってランダムに生成された時間軸上での自己相関特性が急峻な系列等を１次拡散に用いてもよい。また、２次拡散には、互いに直交する系列、または、互いにほぼ直交すると見なせる系列であればいかなる系列をブロックワイズ拡散コード系列として用いてもよい。例えば、ウォルシュ系列またはフーリエ系列等をブロックワイズ拡散コード系列として２次拡散に用いることができる。
また、以下の説明では、ＺＡＣ系列の循環シフト量とブロックワイズ拡散コード系列の系列番号とによって応答信号のリソース（例えば、ＰＵＣＣＨまたはＰＲＢ）が定義される。
また、以下の説明では、ＣｏＭＰに参加する複数の基地局間で、ＣｏＭＰ端末が上り制御信号の送信に用いる時間・周波数リソース（例えば、ＰＲＢ）および符号リソース（循環シフト量）が予め調節されている。また、各基地局は、端末に対して、上り回線データ（または応答信号）の送信タイミングを示す送信タイミング制御値を別途指示している。
図１０に示す基地局１００において、下り回線データのリソース割当結果が制御情報生成部１０１およびマッピング部１０４に入力される。また、下り回線データのリソース割当結果を通知するための制御情報の端末毎の符号化率が符号化率情報として制御情報生成部１０１および符号化部１０２に入力される。
制御情報生成部１０１は、下り回線データのリソース割当結果を通知するための制御情報を端末毎に生成し符号化部１０２に出力する。端末毎の制御情報には、どの端末宛ての制御情報であるかを示す端末ＩＤ情報が含まれる。例えば、制御情報の通知先の端末のＩＤ番号でマスキングされたＣＲＣビットが端末ＩＤ情報として制御情報に含まれる。
符号化部１０２は、入力される符号化率情報に従って、端末毎の制御情報を符号化して変調部１０３に出力する。
変調部１０３は、符号化後の制御情報を変調してマッピング部１０４に出力する。
一方、符号化部１０５は、各端末への送信データ（下り回線データ）を符号化して再送制御部１０６に出力する。
再送制御部１０６は、初回送信時には、符号化後の送信データを端末毎に保持するとともに変調部１０７に出力する。再送制御部１０６は、各端末からのＡＣＫが判定部１１９から入力されるまで送信データを保持する。また、再送制御部１０６は、各端末からのＮＡＣＫが判定部１１９から入力された場合、すなわち、再送時には、そのＮＡＣＫに対応する送信データを変調部１０７に出力する。
変調部１０７は、再送制御部１０６から入力される符号化後の送信データを変調してマッピング部１０４に出力する。
マッピング部１０４は、制御情報の送信時には、変調部１０３から入力される制御情報を制御情報生成部１０１から入力されるリソース割当結果に従って物理リソース（時間・周波数リソース）にマッピングしてＩＦＦＴ部１０８に出力する。
一方、下り回線データの送信時には、マッピング部１０４は、リソース割当結果に従って各端末への送信データを物理リソースにマッピングしてＩＦＦＴ部１０８に出力する。つまり、マッピング部１０４は、端末毎の送信データを、リソース割当結果に従ってＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかにマッピングする。
ＩＦＦＴ部１０８は、制御情報または送信データがマッピングされた複数のサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成し、ＣＰ付加部１０９に出力する。
ＣＰ付加部１０９は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加する。
無線送信部１１０は、ＣＰ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行ってアンテナ１１１から端末２００（図１１）へ送信する。
一方、無線受信部１１２は、端末２００から送信された応答信号または参照信号をアンテナ１１１を介して受信し、応答信号または参照信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。
ＣＰ除去部１１３は、受信処理後の応答信号または参照信号に付加されているＣＰを除去する。
逆拡散部１１４は、端末２００において２次拡散に用いられたブロックワイズ拡散コード系列で応答信号を逆拡散し、逆拡散後の応答信号を相関処理部１１７に出力する。同様に、逆拡散部１１４は、端末２００において参照信号の拡散に用いられた直交系列で参照信号を逆拡散し、逆拡散後の参照信号を相関処理部１１７に出力する。
送信タイミング制御部１１５は、各端末に別途指示された上り回線データ（または応答信号）の送信タイミング制御値を保持しており、端末２００から送信される応答信号の送信時に用いられる送信タイミング制御値を系列制御部１１６に出力する。
系列制御部１１６は、端末２００から送信される応答信号の拡散に用いられているＺＡＣ系列を生成する。また、系列制御部１１６は、送信タイミング制御部１１５から入力される送信タイミング制御値を用いて算出される、端末２００の送信タイミング制御に対応して用いられるリソース（例えば、循環シフト量）に基づいて、端末２００からの信号成分が含まれる相関窓を特定する。そして、系列制御部１１６は、特定した相関窓を示す情報および生成したＺＡＣ系列を相関処理部１１７に出力する。
相関処理部１１７は、系列制御部１１６から入力される相関窓を示す情報およびＺＡＣ系列を用いて、逆拡散後の応答信号および逆拡散後の参照信号と、端末２００において１次拡散に用いられたＺＡＣ系列との相関値を求めて判定部１１９およびＣｏＭＰ制御部１１８に出力する。
ＣｏＭＰ制御部１１８は、応答信号を送信した端末に対して自局がＳｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢとして動作している場合（つまり、応答信号を送信した端末が自局に属している場合）、バックホールを介して伝送された、自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局からの情報（つまり、他の基地局で求められた応答信号の相関値）を判定部１１９に出力する。一方、応答信号を送信した端末に対して自局がＳｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢではない場合（つまり、応答信号を送信した端末が他セルに属している場合）、ＣｏＭＰ制御部１１８は、相関処理部１１７から入力される相関値（自局で求めた応答信号の相関値）をバックホールを介して、自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局に伝送する。
判定部１１９は、相関処理部１１７から入力される相関値と、ＣｏＭＰ制御部１１８から入力される相関値（自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局で受信された応答信号の相関値）とを、例えば、ＭＲＣ等により合成する。そして、判定部１１９は、その合成結果に基づいて端末毎の応答信号がＡＣＫまたはＮＡＣＫのいずれであるかを参照信号の相関値を用いた同期検波によって判定する。そして、判定部１１９は、端末毎のＡＣＫまたはＮＡＣＫを再送制御部１０６に出力する。
一方、図１１に示す端末２００において、無線受信部２０２は、基地局１００から送信されたＯＦＤＭシンボルをアンテナ２０１を介して受信し、ＯＦＤＭシンボルに対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。
ＣＰ除去部２０３は、受信処理後のＯＦＤＭシンボルに付加されているＣＰを除去する。
ＦＦＴ部２０４は、ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行って複数のサブキャリアにマッピングされている制御情報または下り回線データを得て、それらを抽出部２０５に出力する。
制御情報の符号化率を示す符号化率情報が、抽出部２０５および復号部２０７に入力される。
抽出部２０５は、制御情報の受信時には、入力される符号化率情報に従って、複数のサブキャリアから制御情報を抽出して復調部２０６に出力する。
復調部２０６は、制御情報を復調して復号部２０７に出力する。
復号部２０７は、入力される符号化率情報に従って制御情報を復号して判定部２０８に出力する。
一方、下り回線データの受信時には、抽出部２０５は、判定部２０８から入力されるリソース割当結果に従って、複数のサブキャリアから自端末宛の下り回線データを抽出して復調部２１０に出力する。この下り回線データは、復調部２１０で復調され、復号部２１１で復号されてＣＲＣ部２１２に入力される。
ＣＲＣ部２１２は、復号後の下り回線データに対してＣＲＣを用いた誤り検出を行って、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合はＡＣＫを、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）の場合はＮＡＣＫを応答信号として生成し、生成した応答信号を変調部２１３に出力する。また、ＣＲＣ部２１２は、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合、復号後の下り回線データを受信データとして出力する。
判定部２０８は、復号部２０７から入力された制御情報が自端末宛の制御情報であるか否かをブラインド判定する。例えば、判定部２０８は、自端末のＩＤ番号でＣＲＣビットをデマスキングすることによりＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自端末宛の制御情報であると判定する。そして、判定部２０８は、自端末宛の制御情報、すなわち、自端末に対する下り回線データのリソース割当結果を抽出部２０５に出力する。
また、判定部２０８は、自端末向けの下り回線データの割当が存在するか否か、すなわち、応答信号を送信すべきか否かを判定し、判定結果を制御部２０９に出力する。
制御部２０９は、自端末が属する基地局１００から予め通知された、自端末から送信される応答信号が割り当てられる時間・周波数リソース（例えば、ＰＲＢ（Physical Resource Block））を示す情報、自端末がＣｏＭＰ通信を開始する際に基地局から通知された符号リソース（ＺＡＣ系列および循環シフト量）を示す情報、および、過去に応答信号の送信に用いていた送信タイミング制御値および現在の応答信号の送信に用いる送信タイミング制御値を保持している。
制御部２０９は、ＣｏＭＰ受信される応答信号を送信する際、保持しているＺＡＣ系列（つまり、基地局から予め通知されたＺＡＣ系列）を設定する。このとき、制御部２０９は、過去の応答信号の送信タイミング制御値と現在の応答信号の送信タイミング制御値との差分、および、ＣｏＭＰ通信を開始する際に通知された応答信号の循環シフト量（つまり、過去の応答信号の送信に用いた循環シフト量）を用いて、拡散部２１４で１次拡散に用いられるＺＡＣ系列の循環シフト量を制御する。これにより、制御部２０９は、拡散部２１４で１次拡散に用いられるＺＡＣ系列を設定する。また、制御部２０９は、基地局からの通知に従って、拡散部２１７で２次拡散に用いられるブロックワイズ拡散コード系列を制御する。また、制御部２０９は、現在の応答信号の送信タイミング制御値を無線送信部２１９に出力する。制御部２０９での系列制御の詳細については後述する。また、制御部２０９は、参照信号としてのＺＡＣ系列をＩＦＦＴ部２２０に出力する。
変調部２１３は、ＣＲＣ部２１２から入力される応答信号を変調して拡散部２１４に出力する。
拡散部２１４は、制御部２０９によって設定されたＺＡＣ系列を用いて応答信号を１次拡散し、１次拡散後の応答信号をＩＦＦＴ部２１５に出力する。つまり、拡散部２１４は、制御部２０９からの指示に従って、応答信号を１次拡散する。
ＩＦＦＴ部２１５は、１次拡散後の応答信号に対してＩＦＦＴを行い、ＩＦＦＴ後の応答信号をＣＰ付加部２１６に出力する。
ＣＰ付加部２１６は、ＩＦＦＴ後の応答信号の後尾部分と同じ信号をＣＰとしてその応答信号の先頭に付加する。
拡散部２１７は、制御部２０９によって設定されたブロックワイズ拡散コード系列を用いてＣＰ付加後の応答信号を２次拡散し、２次拡散後の応答信号を多重部２１８に出力する。つまり、拡散部２１７は、１次拡散後の応答信号を制御部２０９で選択されたリソースに対応するブロックワイズ拡散コード系列を用いて２次拡散する。
ＩＦＦＴ部２２０は、参照信号に対してＩＦＦＴを行い、ＩＦＦＴ後の参照信号をＣＰ付加部２２１に出力する。
ＣＰ付加部２２１は、ＩＦＦＴ後の参照信号の後尾部分と同じ信号をＣＰとしてその参照信号の先頭に付加する。
拡散部２２２は、予め設定された直交系列でＣＰ付加後の参照信号を拡散し、拡散後の参照信号を多重部２１８に出力する。
多重部２１８は、２次拡散後の応答信号と拡散後の参照信号とを１スロットに時間多重して無線送信部２１９に出力する。
無線送信部２１９は、２次拡散後の応答信号または拡散後の参照信号に対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行う。そして、無線送信部２１９は、制御部２０９から入力される送信タイミング制御値に基づいて、信号の送信タイミングを調節して、アンテナ２０１から基地局１００（図１０）へ送信する。
次に、制御部２０９での系列制御の詳細について説明する。
以下の説明では、時間軸上の系列長１２の循環シフト系列（例えば、ＺＡＣ系列）を用いる。ここで、循環シフト量ｍの循環シフト系列ｆ〜 ｍ（ｎｔ）は次式（１）で表される。
Figure 2010073617
ただし、ｎｔ＝０，１，…，１１であり、ｆ（ｎｔ）は循環シフト量が０である循環シフト系列（ベースのＺＡＣ系列）である。また、演算子ｍｏｄはモジュロ演算を表す。また、式（１）に示す循環シフト系列は周波数軸上では次式（２）で表される。
Figure 2010073617
ただし、Ｆ（ｎｆ）はｆ（ｎｔ）の周波数軸上での表記であり、ｎｆ＝０，１，…，１１である。つまり、時間軸上の循環シフト系列のすべての循環シフト量（実数値）は、周波数軸上で表すことができる。
ここで、あるタイミングｎ（例えば、サブフレームｎまたは時刻ｎ）で端末２００が応答信号の送信に用いている循環シフト量をｍｎとし、同一のタイミングｎで端末２００が用いる送信タイミング制御値をｔｎとする。このとき、タイミングｎよりも後のタイミング（ｎ＋１）において送信タイミング制御値ｔｎ＋１が通知された場合、制御部２０９は、次式（３）に示す循環シフト量ｍｎ＋１を算出する。なお、異なるタイミング（タイミングｎおよびタイミング（ｎ＋１））における送信タイミング制御値（ｔｎおよびｔｎ＋１）は必ずしも互いに異なるとは限らない。
Figure 2010073617
ただし、τは時間軸上における１循環シフト量に対応する時間を示し、ｔｔｈｒｅは閾値を示す。
すなわち、制御部２０９は、ある時刻（タイミングｎ）における応答信号の送信タイミング制御値と、タイミングｎより後の時刻（ここではタイミング（ｎ＋１））における応答信号の送信タイミング制御値との差分に応じて、タイミング（ｎ＋１）において拡散部２１４で用いられる循環シフト系列（ＺＡＣ系列）の循環シフト量を制御する。
具体的には、タイミングｎにおける応答信号の送信タイミング制御値ｔｎと、タイミング（ｎ＋１）における応答信号の送信タイミング制御値ｔｎ＋１との差分が閾値ｔｔｈｒｅ未満の場合（（ｔｎ＋１−ｔｎ）＜ｔｔｈｒｅ）には、制御部２０９は、式（３）に示すように、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１として設定する。
一方、タイミングｎにおける応答信号の送信タイミング制御値ｔｎと、タイミング（ｎ＋１）における応答信号の送信タイミング制御値ｔｎ＋１との差分が閾値ｔｔｈｒｅ以上の場合には、制御部２０９は、送信タイミング制御値の差分に対応する循環シフト量だけ、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを調節する。具体的には、制御部２０９は、式（３）に示すように、タイミング（ｎ＋１）における送信タイミング制御値ｔｎ＋１とタイミングｎにおける送信タイミング制御値ｔｎとの差分（ｔｎ＋１−ｔｎ）に対応する循環シフト量（（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ）だけ、循環シフト量ｍｎを調節することにより、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１を算出する。
これにより、応答信号の送信タイミング制御値が変化した際、送信タイミング制御値の変化量（つまり、差分（ｔｎ＋１−ｔｎ））が閾値以上の場合、制御部２０９は、その送信タイミング制御値の変化量（時間軸上でのずれ）に対応する循環シフト量の変化量（循環シフト軸上でのずれ）だけ循環シフト量を調節する。換言すると、制御部２０９は、送信タイミング制御値の変化が循環シフト量に与える影響（ここでは、（ｔｎ＋１−ｔｎ）を１循環シフト量に対応する時間τで正規化した量）を周波数軸上で保証する。
そして、拡散部２１４は、送信タイミングのずれを考慮した循環シフト量（実数値）の循環シフト系列（ＺＡＣ系列）で応答信号を拡散する。
これにより、各基地局では、ＣｏＭＰ端末（端末２００）からの応答信号が占有する符号化リソース（循環シフト量）を、ＣｏＭＰ端末（端末２００）の送信タイミング制御値によらず、常に一定に保つことができる。
例えば、あるタイミングｎ（例えば、サブフレームｎまたは時刻ｎ）において、図９Ａに示すように、ＣｏＭＰ端末（端末２００）が循環シフト量ｍｎ＝３の循環シフト系列（ＺＡＣ系列）で応答信号を拡散する場合について説明する。また、タイミングｎでは、図６に示すように、セル１に合わせた送信タイミング制御値ｔｎ（図６では送信タイミング１）がＣｏＭＰ端末に通知される。よって、図９Ａに示すように、セル１〜３は、ＣｏＭＰ端末が占有するＰＵＣＣＨを考慮して、ＣｏＭＰ端末以外の他の端末が占有するＰＵＣＣＨを制御する。
ここで、タイミングｎより後のタイミング（ｎ＋１）において、ＦＣＳ制御に伴い、セル２に合わせた送信タイミング制御値ｔｎ＋１（図７に示す送信タイミング２）がＣｏＭＰ端末に通知されたとする。この場合、ＣｏＭＰ端末の制御部２０９は、式（３）に基づいてタイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを調節することにより、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１を算出する。そして、ＣｏＭＰ端末は、図１２に示すようにして、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎ（循環シフト量３）を、送信タイミング制御値の差分（ｔｎ＋１−ｔｎ：ここでは、ｔｎ＋１−ｔｎはｔｔｈｒｅ以上）に対応する循環シフト量（（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ）だけ回転させた循環シフト量ｍｎ＋１を用いて、応答信号を拡散する。これにより、図１２に示すように、タイミング（ｎ＋１）でも、各セルにおけるＣｏＭＰ端末からの応答信号は、タイミングｎ（図９Ａ）と同一の符号リソースを占有して受信される。このため、各セルでは、ＣｏＭＰ端末を含む複数の端末からの応答信号が占有する符号リソースにおける符号間干渉は発生しない。また、各セルでは、各端末に設定した符号リソース（循環シフト量）を、送信タイミング制御値によらず一定に保つことができるため、ＣｏＭＰ端末における送信タイミング制御値の変化を考慮することなく、リソースマネージメントを効率良く行うことができる。
このように、本実施の形態では、ＣｏＭＰ端末は、送信タイミング制御値が変化する際、その送信タイミング制御値の変化量（時間差分）に対応する循環シフト量だけ、送信タイミング制御値が変化する前（過去）の循環シフト量を調節する。そして、ＣｏＭＰ端末は、調節後の循環シフト量の循環シフト系列で拡散された上り制御信号を送信する。これにより、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号をＣｏＭＰ受信する各基地局は、上り制御信号の送信タイミング制御値が変化する場合でも、上り制御信号を常に一定の符号リソースで受信することができる。よって、本実施の形態によれば、複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる。
また、本実施の形態では、ＣｏＭＰ端末が送信タイミング制御値の差分（変化量）と閾値とを比較することにより、循環シフト量を調節するか否かを判定する。つまり、ＣｏＭＰ端末は、送信タイミング制御値の差分（変化量）が閾値以上の場合、例えば、自端末からの応答信号を主として受信する基地局が変更されたと推測できる場合のみ、循環シフト量を調節することができる。すなわち、ＣｏＭＰ端末は、送信タイミング制御値の差分（変化量）が閾値未満の場合、例えば、自端末からの応答信号を主として受信する基地局は変更せずに自端末の移動に起因する送信タイミングの微調整がなされる場合には、循環シフト量を不必要に調節することがなくなる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、複数の基地局が応答信号をＣｏＭＰ受信する場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、同一のＣｏＭＰグループに参加する複数の基地局は、端末に対して下り回線データ（参照信号）をＣｏＭＰ送信し、その下り回線データ（参照信号）を用いて測定された下り回線品質を示すＣＱＩ信号をＣｏＭＰ受信する場合について説明する。
以下、具体的に説明する。以下の説明では、同一のＣｏＭＰグループに参加する複数の基地局は、参照信号および下り回線データをＣｏＭＰ送信する。つまり、端末では、符号多重された、複数の基地局からの参照信号が受信される。また、基地局は、端末に対して、ＣＱＩ信号の送信に用いるリソース（例えば、ＰＲＢ）を示す情報を予め通知する。また、基地局は、端末が送信する信号の送信タイミングを制御するための送信タイミング制御値を別途通知する。
本実施の形態に係る基地局３００の構成を図１３に示し、本実施の形態に係る端末４００の構成を図１４に示す。なお、図１３において図１０（実施の形態１）と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。同様に、図１４において図１１（実施の形態１）と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。また、上述したように、ＣＱＩ信号には、直交符号系列（ウォルシュ系列またはフーリエ系列等）による２次拡散が行われないため、図１３に示す基地局３００では図１０に示す逆拡散部１１４が不要となり、図１４に示す端末４００では図１１に示す拡散部２１７が不要となる。
図１３に示す基地局３００において、判定部１１９には、自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局で受信されたＣＱＩ信号のアナログ情報がバックホールを介してＣｏＭＰ制御部１１８から入力される。また、判定部１１９には、自局で受信したＣＱＩ信号が相関処理部１１７から入力される。判定部１１９は、相関処理部１１７から入力されるＣＱＩ信号と、ＣｏＭＰ制御部１１８から入力されるＣＱＩ信号とを合成し、その合成結果であるＣＱＩ信号を復調する。また、ＣｏＭＰ制御部１１８は、自局で受信したＣＱＩ信号のアナログ情報を、バックホールを介して自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局に伝送する。
ＭＣＳ制御部３０１は、判定部１１９から入力されるＣＱＩ信号に含まれる複数の基地局のＣＱＩ情報から自局宛てのＣＱＩ情報を抜き出し、この自局宛てのＣＱＩ情報に基づいて、ＭＣＳ（符号化率および変調方式）を制御する。そして、ＭＣＳ制御部３０１は、制御した符号化率を符号化部１０５に出力し、制御した変調方式を変調部１０７に出力する。
符号化部１０５は、ＭＣＳ制御部３０１から入力される符号化率に従って、送信データを変調し、変調部１０７は、ＭＣＳ制御部３０１から入力される変調方式に従って、符号化後の送信データを変調する。
一方、図１４に示す端末４００において、抽出部２０５は、同一のＣｏＭＰグループに参加する複数の基地局からＣｏＭＰ送信された参照信号（各基地局からの参照信号が符号多重された信号）を抽出して測定部４０１に出力する。
測定部４０１は、抽出部２０５から入力される参照信号を用いて、自端末と各基地局との間の下り回線品質をそれぞれ測定する。ここで、複数の基地局毎の下り回線品質を示すＣＱＩ情報をＣｏＭＰグループに参加するすべての基地局に個別に到達させることは困難である。そこで、測定部４０１は、測定した複数の基地局毎の下り回線品質を示すＣＱＩ情報を、例えば、圧縮して１つのＣＱＩ信号にまとめる。そして、測定部４０１は、複数の基地局のＣＱＩ情報を含むＣＱＩ信号を変調部２１３に出力する。
次に、本実施の形態に係る端末４００の制御部２０９の詳細について説明する。
制御部２０９は、自端末が属する基地局３００から予め通知された、自端末から送信されるＣＱＩ信号が割り当てられる時間・周波数リソースを示す情報、自端末がＣｏＭＰ通信を開始する際に基地局から通知された符号リソース（ＺＡＣ系列および循環シフト量）を示す情報、および、過去にＣＱＩ信号の送信に用いていた送信タイミング制御値および現在のＣＱＩ信号の送信に用いる送信タイミング制御値を保持している。
過去のＣＱＩ信号の送信に用いた送信タイミング制御値に対して現在のＣＱＩ信号の送信に用いる送信タイミング制御値が変化した際、送信タイミング制御値の変化量が閾値未満の場合、制御部２０９は、実施の形態１と同様にして、過去のＣＱＩ信号の送信に用いた循環シフト量を、現在のＣＱＩ信号の送信に用いる循環シフト量として設定する。また、送信タイミング制御値の変化量が閾値以上の場合、制御部２０９は、実施の形態１と同様にして、送信タイミング制御値の変化量（時間軸上でのずれ）に対応する循環シフト量の変化量（循環シフト軸上でのずれ）だけ、過去のＣＱＩ信号の送信に用いた循環シフト量を調節することにより、現在のＣＱＩ信号の送信に用いる循環シフト量を算出する。
これにより、各基地局では、ＣｏＭＰ端末（端末４００）からのＣＱＩ信号が占有する符号化リソース（循環シフト量）を、ＣｏＭＰ端末（端末４００）の送信タイミング制御値によらず、常に一定に保つことができる。よって、各基地局では、実施の形態１と同様、ＣｏＭＰ端末を含む複数の端末からのＣＱＩ信号が占有する符号リソースにおける符号間干渉は発生しない。
このように、本実施の形態によれば、ＣＱＩ信号がＣｏＭＰ受信される場合でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。つまり、各基地局では、ＣＱＩ信号間の干渉を防止することができるため、ＣｏＭＰ受信によりＣＱＩ信号の受信品質が向上するため、精度がより高いＣＱＩ情報を用いることで、下り回線におけるＣｏＭＰ送信におけるスループットを向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では、式（３）に基づいて算出される循環シフト量（すなわち、送信タイミング制御値の変化量（差分）に対応する循環シフト量の変化量）が実数の場合、つまり、循環シフト量の変化量が整数値とは限らない場合について説明した。しかし、本発明では、循環シフト量の変更量は実数値に限らず、図１５に示すようにして、常に整数値（図１５では、循環シフト量の変更量１（１循環シフト量分））としてもよい。例えば、ＣｏＭＰ端末は、式（４）に示すようにして循環シフト量を算出してもよい。具体的には、ＣｏＭＰ端末（端末２００または端末４００）の制御部２０９は、タイミングｎにおける上り制御信号（応答信号およびＣＱＩ信号）の送信タイミングｔｎと、タイミングｎより後のタイミング（ｎ＋１）における上り制御信号の送信タイミング制御値ｔｎ＋１との差分が閾値以上の場合、その差分に対応する循環シフト量（（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ）に近似する整数値（［（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ］）だけ、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを調節することにより、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１を算出してもよい。ここで、演算［ｘ］はｘに最も近い整数値を算出する。なお、式（４）では、演算［ｘ］を用いてｘに最も近い整数値を算出する場合について説明した。しかし、式（４）では、演算［ｘ］に限らず、例えば、ｃｅｉｌ（ｘ）、ｆｌｏｏｒ（ｘ）またはｒｏｕｎｄ（ｘ）を用いてもよい。ここで、ｃｅｉｌ（ｘ）は、ｘの小数点以下を切り上げることを意味し、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘの小数点以下を切り捨てることを意味し、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は、ｘの小数点以下を四捨五入することを意味する。
Figure 2010073617
また、上記実施の形態では、ＣｏＭＰ端末が、基地局から指示される、上り回線データの送信タイミング（送信タイミング制御値）と同一の値を用いて上り制御信号を送信する場合について説明した。しかし、ＣｏＭＰ端末が上り回線データの送信タイミングと同一の送信タイミングで上り制御信号を送信する場合に限らず、基地局からの指示に応じて上り制御信号の送信タイミングが変化する場合であれば本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）またはＣＱＩ信号が上り回線でＣｏＭＰ受信される場合について説明した。しかし、本発明では、ＣｏＭＰ受信される信号はＣＱＩ信号および応答信号に限定されない。例えば、下りチャネル行列のＲａｎｋ数を示すＲＩ（Rank Indicator）、または、端末側で送信データが発生したことを基地局に通知するためのＳＲ（Scheduling Request）に対して本発明を適用してもよい。
また、上記実施の形態の説明で用いたＰＵＣＣＨは、応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）をフィードバックするためのチャネルであるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルと称されることもある。
また、端末は端末局、UE、MT、MS、STA（Station）と称されることもある。また、基地局はNode B、BS、APと称されることもある。また、サブキャリアはトーンと称されることもある。また、ＣＰはガードインターバル（Guard Interval；ＧＩ）と称されることもある。
また、誤り検出の方法はＣＲＣに限られない。
また、周波数領域と時間領域との間の変換を行う方法は、ＩＦＦＴ、ＦＦＴに限られない。
また、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２４日出願の特願２００８−３２８７３１の日本出願に含まれる明細書、図面およ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、移動体通信システム等に適用することができる。
本発明は、無線通信端末装置および信号拡散方法に関する。
３ＧＰＰ ＬＴＥでは、上り回線の通信方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が採用されている（非特許文献１参照）。３ＧＰＰ
ＬＴＥでは、無線通信基地局装置（以下、単に「基地局」という）が無線通信端末装置（以下、単に「端末」という）に対して、物理チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ（Physical
Downlink Control Channel））を通して上り回線データ用リソースを割り当てる。
また、３ＧＰＰ ＬＴＥでは、基地局から端末への下り回線データに対してＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）が適用される。つまり、端末は下り回線データの誤り検出結果を示す応答信号を基地局へフィードバックする。端末は下り回線データに対しＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を行って、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）であればＡＣＫ（Acknowledgment）を、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）であればＮＡＣＫ（Negative Acknowledgment）を応答信号として基地局へフィードバックする。端末は、この応答信号（つまり、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号）を、例えば、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）等の上り回線制御チャネルを用いて基地局へ送信する。
図１は、３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるＰＵＣＣＨのリソース配置を示す図である。図１に示されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）は、端末の上り回線データ送信に用いられるチャネルであり、端末が上り回線データを送信する際に用いられる。図１に示すように、ＰＵＣＣＨは、システム帯域の両端部、具体的には、システム帯域の両端のリソースブロック（ＲＢ：Resource Block、またはＰＲＢ：（Physical RB））に配置される。システム帯域の両端部に配置されたＰＵＣＣＨは、スロット間で入れ替わる、つまり、スロットごとに周波数ホッピングされる。
また、図２に示すように、複数の端末からの複数の応答信号はＺＡＣ（Zero Auto Correlation）系列およびウォルシュ（Walsh）系列を用いて拡散される。図２において［Ｗ０,Ｗ１,Ｗ２,Ｗ３］は系列長４のウォルシュ系列を表わす。図２に示すように、端末では、ＡＣＫまたはＮＡＣＫの応答信号が、まず周波数軸上で、時間軸上での特性がＺＡＣ系列（系列長１２）となる系列によって１次拡散される。次いで１次拡散後の応答信号がＷ０〜Ｗ３にそれぞれ対応させてＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）される。周波数軸上で拡散された応答信号は、このＩＦＦＴにより時間軸上の系列長１２のＺＡＣ系列に変換される。そして、ＩＦＦＴ後の信号がさらにウォルシュ系列（系列長４）を用いて２次拡散される。つまり、１つの応答信号は４つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＳ０〜Ｓ３にそれぞれ配置される。他の端末でも同様に、ＺＡＣ系列およびウォルシュ系列を用いて応答信号が拡散される。ただし、異なる端末間では、時間軸上での循環シフト（Cyclic Shift）量が互いに異なるＺＡＣ系列、または、互いに異なるウォルシュ系列が用いられる。ここではＺＡＣ系列の時間軸上での系列長が１２であるため、同一ＺＡＣ系列から生成される循環シフト量０〜１１の１２個のＺＡＣ系列を用いることができる。また、ウォルシュ系列の系列長が４であるため、互いに異なる４つのウォルシュ系列を用いることができる。よって、理想的な通信環境では、最大４８（１２×４）の端末からの応答信号を符号多重することができる。
また、図２に示すように、複数の端末からの複数の参照信号（パイロット信号）も符号多重される。図２に示すように、ＺＡＣ系列（系列長１２）から３シンボルの参照信号Ｒ
０,Ｒ１,Ｒ２を生成する場合、まずＺＡＣ系列がフーリエ系列等の系列長３の直交系列［Ｆ０,Ｆ１,Ｆ２］にそれぞれ対応させてＩＦＦＴされる。このＩＦＦＴにより時間軸上の系列長１２のＺＡＣ系列が得られる。そして、ＩＦＦＴ後の信号が直交系列［Ｆ０,Ｆ１,Ｆ２］を用いて拡散される。つまり、１つの参照信号（ＺＡＣ系列）は３つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＲ０,Ｒ１,Ｒ２にそれぞれ配置される。他の端末でも同様にして１つの参照信号（ＺＡＣ系列）が３つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルＲ０,Ｒ１,Ｒ２にそれぞれ配置される。ただし、異なる端末間では、時間軸上での循環シフト量が互いに異なるＺＡＣ系列、または、互いに異なる直交系列が用いられる。ここではＺＡＣ系列の時間軸上での系列長が１２であるため、同一ＺＡＣ系列から生成される循環シフト量０〜１１の１２個のＺＡＣ系列を用いることができる。また、直交系列の系列長が３であるため、互いに異なる３つの直交系列を用いることができる。よって、理想的な通信環境では、最大３６（１２×３）の端末からの参照信号を符号多重することができる。
そして、図２に示すように、Ｓ０,Ｓ１,Ｒ０,Ｒ１,Ｒ２,Ｓ２,Ｓ３の７シンボルにより１スロットが構成される。
ここで、同一ＺＡＣ系列から生成される循環シフト量が互いに異なるＺＡＣ系列間での相互相関は、理論上は０となる。よって、理想的な通信環境では、循環シフト量が互いに異なるＺＡＣ系列（循環シフト量０〜１１）でそれぞれ拡散され符号多重された複数の応答信号は基地局での相関処理により時間軸上でほぼ符号間干渉なく分離することができる。
しかしながら、端末での送信タイミングずれ、マルチパスによる遅延波等の影響により、複数の端末からの複数の応答信号は基地局に同時に到達するとは限らない。例えば、循環シフト量０のＺＡＣ系列で拡散された応答信号の送信タイミングが正しい送信タイミングより遅れた場合は、循環シフト量０のＺＡＣ系列の相関ピークが循環シフト量１のＺＡＣ系列の検出窓に現れてしまうことがある。また、循環シフト量０のＺＡＣ系列で拡散された応答信号に遅延波がある場合には、その遅延波による干渉漏れが循環シフト量１のＺＡＣ系列の検出窓に現れてしまうことがある。つまり、これらの場合には、循環シフト量１のＺＡＣ系列が循環シフト量０のＺＡＣ系列からの干渉を受ける。一方、循環シフト量１のＺＡＣ系列で拡散された応答信号の送信タイミングが正しい送信タイミングより早くなった場合は、循環シフト量１のＺＡＣ系列の相関ピークが循環シフト量０のＺＡＣ系列の検出窓に現れてしまうことがある。つまり、この場合には、循環シフト量０のＺＡＣ系列が循環シフト量１のＺＡＣ系列からの干渉を受ける。よって、これらの場合には、循環シフト量０のＺＡＣ系列で拡散された応答信号と循環シフト量１のＺＡＣ系列で拡散された応答信号との分離特性が劣化する。つまり、互いに隣接する循環シフト量のＺＡＣ系列を用いると、応答信号の分離特性が劣化する可能性がある。
そこで、従来は、ＺＡＣ系列の拡散によって複数の応答信号を符号多重する場合には、ＺＡＣ系列間での符号間干渉が発生しない程度の循環シフト間隔（循環シフト量の差）をＺＡＣ系列間に設けている。例えば、ＺＡＣ系列間の循環シフト間隔を２として、系列長が１２で循環シフト量０〜１１の１２個のＺＡＣ系列のうち循環シフト量０,２,４,６,８,１０または循環シフト量１，３，５，７，９，１１の６つのＺＡＣ系列のみを応答信号の１次拡散に用いる。よって、系列長が４のウォルシュ系列を応答信号の２次拡散に用いる場合には、最大２４（６×４）の端末からの応答信号を符号多重することができる。
しかし、図２に示すように、参照信号の拡散に用いる直交系列の系列長が３であるため、参照信号の拡散には互いに異なる３つの直交系列しか用いることができない。よって、図２に示す参照信号を用いて複数の応答信号を分離する場合、最大１８（６×３）の端末からの応答信号しか符号多重することができない。よって、系列長が４の４つのウォルシ
ュ系列のうち３つのウォルシュ系列があれば足りるため、いずれか１つのウォルシュ系列は使用されない。
また、上記１８個の応答信号の送信に用いるＰＵＣＣＨとして、図３に示すような１８個のＰＵＣＣＨ（図３に示すＡＣＫ＃１〜ＡＣＫ＃１８）を定義することが検討されている。図３において、横軸は循環シフト量を示し、縦軸は直交符号系列の系列番号（ウォルシュ系列またはフーリエ系列の系列番号）を示す。
ところで、３ＧＰＰ ＬＴＥのＰＵＣＣＨでは、上述した応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号）だけではなく、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）信号も多重する。応答信号は上述したように１シンボルの情報であるが、ＣＱＩ信号は５シンボルの情報である。図４に示すように、端末はＣＱＩ信号を系列長１２のＺＡＣ系列によって拡散し、拡散したＣＱＩ信号をＩＦＦＴして送信する。このように、ＣＱＩ信号には、ウォルシュ系列が適用されないため、基地局では応答信号とＣＱＩ信号との分離にウォルシュ系列を用いることができない。そこで、基地局では、異なる循環シフトに対応するＺＡＣ系列によって拡散された応答信号とＣＱＩ信号とをＺＡＣ系列で逆拡散することにより、応答信号とＣＱＩ信号とをほぼ符号間干渉なく分離する。
また、３ＧＰＰ ＬＴＥよりも更なる通信の高速化を実現するＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（以下、ＬＴＥ＋という）の標準化が開始された。ＬＴＥ＋では、平均スループット向上およびセルエッジ付近に位置する端末のスループット向上のために、複数の基地局が協力して信号を送受信してセル間干渉を協調（coordinate）する協調送受信（Coordinated Multipoint Transmission/Reception：ＣｏＭＰ送受信）が検討されている。
3GPP TS 36.211 V8.4.0, "Physical Channels and Modulation (Release 8)," Sep. 2008
ＣｏＭＰ送受信は、複数の基地局のうち適応的に選択された１つの基地局が信号を送受信するＦＣＳ（Fast Cell Selection）、および、複数の基地局が１つの端末に対して信号を送受信する協調送受信に分類される。例えば、図５は、複数の基地局が１つの端末に対してＣｏＭＰ送受信する場合の一例の概念図を示す。図５では、ある端末（ＵＥ１）がある時間に属する基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢ）が、ＵＥ１に対して下り回線データを送信する。ただし、図５に示す３つの基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢ，Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ ｅＮＢ１，Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ ｅＮＢ２）は、同一の下り回線データを予め共通して保持しており、それぞれの基地局とＵＥ１との間の下り回線品質に応じて、下り回線データを送信する基地局が適応的に高速に制御される（すなわち、ＣｏＭＰ送信としてＦＣＳが実行される）。なお、下り制御信号（図示せず）についても、下り回線データと同様、ＦＣＳが実行される。
また、ＵＥ１は、下り回線データに対する応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）および下り回線品質の測定結果（ＣＱＩ）（図５に示す上り制御信号）を送信する。そして、図５に示すように、３つの基地局は、ＵＥ１からの上り制御信号をＣｏＭＰ受信（協調受信）する。このとき、図５に示す３つの基地局は、それぞれが受信したＵＥ１からの上り制御信号のアナログ情報（ソフトビット情報：soft bit information）をバックホール（backhaul）を介して交換する。そして、Ｓｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢは、３つの基地局でそれぞれ受信した上り制御信号のアナログ情報を、例えば、最大比合成（ＭＲＣ：Maximum Ratio Comb
ining）により合成して、上り制御信号を復号する。
また、図５に示す３つの基地局は、上り制御信号だけでなく、上り回線データもＣｏＭＰ受信する。ただし、上り回線データの情報量は、上り制御信号の情報量に比べて非常に大きく、ソフトビット情報をバックウォールを介して交換するための負担は大きくなる。このため、上り回線データのＣｏＭＰ受信にも、下り回線データ（または下り制御信号）と同様、ＦＣＳが用いられる。つまり、ＦＣＳによって選択された基地局からの下り制御信号に従って、端末（図５に示すＵＥ１）は、上り回線データを送信する。そして、この端末から送信された上り回線データは、３つのいずれかの基地局（図５ではＳｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢ）によって受信され、ネットワーク側に情報が伝送される。このように、複数の基地局が協調して１つの端末に対して送受信を行うことによって、上り回線品質および下り回線品質を向上することができる。例えば、図６では、３つの基地局（セル１〜３）のＣｏＭＰ送受信の対象となる端末（以下、ＣｏＭＰ端末という）は、ＦＣＳによって選択されたセル１をＳｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌとして上り回線データを送信する。また、図７では、ＦＣＳによって選択されたセル２をＳｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌとして上り回線データを送信する。
ところで、上述したように、３ＧＰＰ ＬＴＥの上り回線の通信方式（上り回線データの送信方法）としてＳＣ−ＦＤＭＡが採用されており、基地局は、ＦＦＴ（Fast Fourier
Transform）によって周波数多重された各端末からのシングルキャリア（Single Carrier）信号を分離しなければならない。すなわち、基地局では、全端末からの上り回線データが、同時にＦＦＴウィンドウ（FFT Window）内に入らなければならない。しかし、各端末から基地局までの伝播距離は様々であり、全ての端末からの上り回線データが必ずしも同時に基地局に到達するとは限らない。例えば、４つの端末（端末Ａ〜Ｄ）がそれそれ独自の送信タイミングで上り回線データを送信すると、端末の送信タイミング誤差または伝播遅延等の影響により、図８Ａに示すように、基地局のＦＦＴウィンドウに全端末からの有効シンボル（例えば、図８Ａに示す‘Ｄａｔａ’）が含まれない可能性がある。そこで、３ＧＰＰ ＬＴＥの上り回線では、上り回線データの送信タイミング制御が実行される。例えば、図８Ｂに示すように、基地局が端末（端末Ａ〜Ｄ）に対してそれぞれに適した送信タイミングを指示することにより、基地局では、全端末からの上り回線データの受信タイミングを揃えることができる。
ここで、図６では、セル１がＣｏＭＰ端末からの上り回線データを受信する。そのため、セル１が上り回線データの送信タイミング（図６では送信タイミング１）を指示することによって、セル１に対して最適な送信タイミングで上り回線データがセル１に到達するようにＣｏＭＰ端末の送信タイミングが制御される。つまり、図６に示すセル１では、ＣｏＭＰ端末からの上り回線データの受信タイミングと、通常端末Ａからの上り回線データの受信タイミングとが一致する。同様に、図７では、セル２が上り回線データの送信タイミング（図７に示す送信タイミング２）を指示することによって、セル２に対して最適な送信タイミングで上り回線データがセル２に到達するようにＣｏＭＰ端末の送信タイミングが制御される。すなわち、図６および図７に示すように、ＣｏＭＰ端末が上り回線データを送信するタイミングは、上り回線データをどの基地局が受信するかによって異なる。例えば、上り回線データのＣｏＭＰ受信としてＦＣＳを用いる場合、上り回線データを受信する基地局が変更される度にＣｏＭＰ端末からの上り回線データの送信タイミングが異なる可能性がある。なお、セル１に対して最適な送信タイミングとセル２に対して最適な送信タイミングとの差は、ＣｏＭＰ端末からセル１までの距離と、ＣｏＭＰ端末からセル２までの距離との差、または、上り回線におけるセル間の同期のずれなどが原因で発生する。
また、上述したように、ＣｏＭＰ端末は、各セルから指示される送信タイミングに従っ
て自端末が送信する上り回線データの送信タイミングを決定し、上り回線データを送信する。ここで、ＣｏＭＰ端末は、上り回線データと同様にして、上り制御信号（応答信号およびＣＱＩ信号）に対しても送信タイミング制御を実行する。しかし、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号は、複数の基地局によってＣｏＭＰ受信（協調受信）される。このため、全セルにおいて上り制御信号の受信タイミングが最適になるように、上り制御信号の送信タイミング制御を行うことは不可能である。そこで、上り制御信号の送信タイミング制御を、上述した上り回線データの送信タイミング制御と同期させて実行することが考えられる。つまり、ＣｏＭＰ端末との距離が最も近い（ＣｏＭＰ端末との間の上り回線品質が最も良い）セルでの受信タイミングが最適になるように、上り制御信号の送信タイミング制御が実行される。このとき、上り制御信号（すなわち、上り回線データ）の送信タイミング制御の対象となるセル以外のセルでは、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号の受信タイミングが、最適値と比較して若干ずれてしまう可能性がある。この受信タイミングのずれは、ある程度まではＧＩ（Guard Interval）（またはＣＰ（Cyclic Prefix））で吸収することができる。また、ＣＰで吸収できないほどの受信タイミングのずれが発生する場合には、各セルが受信した上り制御信号の情報をＭＲＣに用いないなどの対応によって、上り回線におけるＣｏＭＰ性能が大幅に劣化しないように工夫することが考えられる。
また、上述したように、複数の端末からの上り制御信号（応答信号およびＣＱＩ信号）は符号多重されており、上り制御信号の拡散符号として、循環シフト系列（例えば、ＺＡＣ系列）が用いられている。循環シフト系列は、時間軸上での拡散符号の波形を巡回的にずらした（循環シフトした）系列であるため、循環シフト系列の符号リソースは、元のＺＡＣ系列に対してどれだけの時間量だけ循環シフトしたかによって表すことができる。
ここで、図６に示すように、ＣｏＭＰ端末が、セル１に合わせた送信タイミング（図６に示す送信タイミング１）に従って送信タイミング制御を行い、上り制御信号を送信する場合について説明する。図６では、ＣｏＭＰ端末には、セル１との通信中に、ＣｏＭＰ通信用の上り制御信号が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）が通知される。具体的には、ＣｏＭＰ端末は、セル１との通信中、および、セル１に対する最適な送信タイミング制御の実行中にＣｏＭＰ通信が構成され、図９Ａに示すように、循環シフト量３の循環シフト系列を上り制御信号の送信に用いるように指示される。この場合、送信タイミング制御の最適化対象であるセル１で受信されるリソース、すなわちＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が占有する符号リソースは、図９Ａに示すように、循環シフト量３の符号リソースとなる。一方、図６に示すセル２およびセル３では、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が到達するタイミングが各セルの最適な受信タイミングと異なるため、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号は、セル１とは異なる循環シフト量の符号リソースを占有する可能性がある。例えば、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号は、図９Ａに示すセル２では循環シフト量４と循環シフト量５との間の符号リソース、セル３では循環シフト量３と循環シフト量４との間の符号リソースを占有してそれぞれ受信される。この際、各基地局（セル１〜３）は、例えば図９Ａに示すように、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が各符号リソースに対して干渉を与えない程度に、ＣｏＭＰ端末が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）と、当該ＣｏＭＰ端末以外の他の端末が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）との間の循環シフト間隔を設ける制御を行う。
次いで、図６に示す送信タイミングより後に、ＣｏＭＰ端末が、セル２に合わせた送信タイミング（図７に示す送信タイミング２）に従って送信タイミング制御を行い、図９Ａに示す符号リソースと同一の符号リソース（すなわち循環シフト量３の符号リソース）を用いて上り制御信号を送信する場合について説明する。図６および図７では、ＣｏＭＰ端末とセル２との間の伝播距離は、ＣｏＭＰ端末とセル１との間の伝播距離に比べて長い。つまり、伝播遅延を考慮すると、図７におけるＣｏＭＰ端末の送信タイミング２（セル２に対して最適な送信タイミング）は、図６におけるＣｏＭＰ端末の送信タイミング１（セ
ル１に対して最適な送信タイミング）よりも早めに設定される。ただし、ＣｏＭＰ端末が上り制御信号の送信に用いる符号リソースは、図６および図７の双方で同一（循環シフト量３の符号リソース）である。そのため、図９Ｂに示すように、セル２では、循環シフト量３の符号リソースを占有して上り制御信号が受信されるのに対し、セル１およびセル３では、循環シフト量１と循環シフト量２との間の符号リソースを占有するようにして上り制御信号が受信される。
このように、特定のセルに合わせた送信タイミングに従って上り制御信号の送信タイミング制御を行うと、ＣｏＭＰ端末では同一の符号リソース（図９Ａおよび図９Ｂでは循環シフト量３の符号リソース）が用いられるにもかかわらず、各セル（図９Ａではセル２およびセル３、図９Ｂではセル１およびセル３）では、見かけ上の占有される符号リソースが変化してしまう。ここで、各セル（セル１〜３）で制御された、各端末（ＣｏＭＰ端末および他の端末）からの上り制御信号が占有するリソース（図９Ａに示すＰＵＣＣＨ）は、図６および図７の双方で同一である。よって、セル１〜３では、図６のタイミング（時刻）において、各端末が占有するリソース（ＰＵＣＣＨ）が互いに干渉し合わないように符号リソース（図９Ａ）が設定されたとする。しかし、この場合でも、図６のタイミングより後のタイミング（時刻）の図７では、上り制御信号の送信タイミングが再調整されたことにより、ＣｏＭＰ端末が占有する符号リソースが想定外の符号リソース（図９Ｂ）を占有することがあり得る。例えば、図９Ｂに示すように、送信タイミング制御の最適化対象であるセル２以外のセル（セル１およびセル３）では、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号が占有する符号リソースとＣｏＭＰ端末以外の他の端末からの上り制御信号が占有する符号リソースとの間で符号間干渉が発生してしまう。このように、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号の送信タイミングが変化すると、ＣｏＭＰ端末が占有する符号リソースが、想定外の符号リソースを占有することによる符号間干渉が発生する可能性がある。
本発明の目的は、複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる端末および信号拡散方法を提供することである。
本発明の端末は、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数の系列のいずれかを用いて、信号を拡散する拡散手段と、第１時刻における前記信号の送信タイミングと、前記第１時刻より後の第２時刻における前記信号の送信タイミングとの差分に応じて、前記第２時刻において前記拡散手段で用いられる系列の循環シフト量を制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
本発明の信号拡散方法は、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数の系列のいずれかを用いて、信号を拡散する拡散ステップと、第１時刻における前記信号の送信タイミングと、前記第１時刻より後の第２時刻における前記信号の送信タイミングとの差分に応じて、前記第２時刻において前記拡散手段で用いられる系列の循環シフト量を制御する制御ステップと、を有するようにした。
本発明によれば、複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる。
ＰＵＣＣＨのリソース配置を示す図（従来） 応答信号および参照信号の拡散方法を示す図（従来） 応答信号の定義を示す図（従来） ＣＱＩ信号および参照信号の拡散方法を示す図（従来） ＣｏＭＰ送受信の概念を示す図（従来） 上り回線データのＣｏＭＰ受信を示す図（従来） 上り回線データのＣｏＭＰ受信を示す図（従来） 上り回線データの送信タイミング制御を示す図 上り回線データの送信タイミング制御を示す図 各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図 各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図 本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る各端末が占有するＰＵＣＣＨを示す図
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る基地局１００の構成を図１０に示し、本実施の形態に係る端末２００の構成を図１１に示す。
なお、説明が煩雑になることを避けるために、図１０では、本発明と密接に関連する下り回線データの送信、および、その下り回線データに対する応答信号の上り回線での受信に係わる構成部を示し、上り回線データの受信に係わる構成部の図示および説明を省略する。同様に、図１１では、本発明と密接に関連する下り回線データの受信、および、その下り回線データに対する応答信号の上り回線での送信に係わる構成部を示し、上り回線データの送信に係わる構成部の図示および説明を省略する。
また、以下の説明では、１次拡散にＺＡＣ系列を用い、２次拡散にブロックワイズ拡散コード系列を用いる場合について説明する。しかし、１次拡散には、ＺＡＣ系列以外の、互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な系列を用いてもよい。例えば、ＧＣＬ（Generalized Chirp like）系列、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto Correlation）系列、ＺＣ（Zadoff-Chu）系列、Ｍ系列や直交ゴールド符号系列等のＰＮ系列、または、コンピュータによってランダムに生成された時間軸上での自己相関特性が急峻な系列等を１次拡散に用いてもよい。また、２次拡散には、互いに直交する系列、または、互いにほぼ直交すると見なせる系列であればいかなる系列をブロックワイズ拡散コード系列として用いてもよい。例えば、ウォルシュ系列またはフーリエ系列等をブロックワイズ拡散コード系列として２次拡散に用いることができる。
また、以下の説明では、ＺＡＣ系列の循環シフト量とブロックワイズ拡散コード系列の系列番号とによって応答信号のリソース（例えば、ＰＵＣＣＨまたはＰＲＢ）が定義される。
また、以下の説明では、ＣｏＭＰに参加する複数の基地局間で、ＣｏＭＰ端末が上り制御信号の送信に用いる時間・周波数リソース（例えば、ＰＲＢ）および符号リソース（循環シフト量）が予め調節されている。また、各基地局は、端末に対して、上り回線データ（または応答信号）の送信タイミングを示す送信タイミング制御値を別途指示している。
図１０に示す基地局１００において、下り回線データのリソース割当結果が制御情報生
成部１０１およびマッピング部１０４に入力される。また、下り回線データのリソース割当結果を通知するための制御情報の端末毎の符号化率が符号化率情報として制御情報生成部１０１および符号化部１０２に入力される。
制御情報生成部１０１は、下り回線データのリソース割当結果を通知するための制御情報を端末毎に生成し符号化部１０２に出力する。端末毎の制御情報には、どの端末宛ての制御情報であるかを示す端末ＩＤ情報が含まれる。例えば、制御情報の通知先の端末のＩＤ番号でマスキングされたＣＲＣビットが端末ＩＤ情報として制御情報に含まれる。
符号化部１０２は、入力される符号化率情報に従って、端末毎の制御情報を符号化して変調部１０３に出力する。
変調部１０３は、符号化後の制御情報を変調してマッピング部１０４に出力する。
一方、符号化部１０５は、各端末への送信データ（下り回線データ）を符号化して再送制御部１０６に出力する。
再送制御部１０６は、初回送信時には、符号化後の送信データを端末毎に保持するとともに変調部１０７に出力する。再送制御部１０６は、各端末からのＡＣＫが判定部１１９から入力されるまで送信データを保持する。また、再送制御部１０６は、各端末からのＮＡＣＫが判定部１１９から入力された場合、すなわち、再送時には、そのＮＡＣＫに対応する送信データを変調部１０７に出力する。
変調部１０７は、再送制御部１０６から入力される符号化後の送信データを変調してマッピング部１０４に出力する。
マッピング部１０４は、制御情報の送信時には、変調部１０３から入力される制御情報を制御情報生成部１０１から入力されるリソース割当結果に従って物理リソース（時間・周波数リソース）にマッピングしてＩＦＦＴ部１０８に出力する。
一方、下り回線データの送信時には、マッピング部１０４は、リソース割当結果に従って各端末への送信データを物理リソースにマッピングしてＩＦＦＴ部１０８に出力する。つまり、マッピング部１０４は、端末毎の送信データを、リソース割当結果に従ってＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかにマッピングする。
ＩＦＦＴ部１０８は、制御情報または送信データがマッピングされた複数のサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成し、ＣＰ付加部１０９に出力する。
ＣＰ付加部１０９は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰとしてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加する。
無線送信部１１０は、ＣＰ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行ってアンテナ１１１から端末２００（図１１）へ送信する。
一方、無線受信部１１２は、端末２００から送信された応答信号または参照信号をアンテナ１１１を介して受信し、応答信号または参照信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。
ＣＰ除去部１１３は、受信処理後の応答信号または参照信号に付加されているＣＰを除
去する。
逆拡散部１１４は、端末２００において２次拡散に用いられたブロックワイズ拡散コード系列で応答信号を逆拡散し、逆拡散後の応答信号を相関処理部１１７に出力する。同様に、逆拡散部１１４は、端末２００において参照信号の拡散に用いられた直交系列で参照信号を逆拡散し、逆拡散後の参照信号を相関処理部１１７に出力する。
送信タイミング制御部１１５は、各端末に別途指示された上り回線データ（または応答信号）の送信タイミング制御値を保持しており、端末２００から送信される応答信号の送信時に用いられる送信タイミング制御値を系列制御部１１６に出力する。
系列制御部１１６は、端末２００から送信される応答信号の拡散に用いられているＺＡＣ系列を生成する。また、系列制御部１１６は、送信タイミング制御部１１５から入力される送信タイミング制御値を用いて算出される、端末２００の送信タイミング制御に対応して用いられるリソース（例えば、循環シフト量）に基づいて、端末２００からの信号成分が含まれる相関窓を特定する。そして、系列制御部１１６は、特定した相関窓を示す情報および生成したＺＡＣ系列を相関処理部１１７に出力する。
相関処理部１１７は、系列制御部１１６から入力される相関窓を示す情報およびＺＡＣ系列を用いて、逆拡散後の応答信号および逆拡散後の参照信号と、端末２００において１次拡散に用いられたＺＡＣ系列との相関値を求めて判定部１１９およびＣｏＭＰ制御部１１８に出力する。
ＣｏＭＰ制御部１１８は、応答信号を送信した端末に対して自局がＳｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢとして動作している場合（つまり、応答信号を送信した端末が自局に属している場合）、バックホールを介して伝送された、自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局からの情報（つまり、他の基地局で求められた応答信号の相関値）を判定部１１９に出力する。一方、応答信号を送信した端末に対して自局がＳｅｒｖｉｎｇ ｅＮＢではない場合（つまり、応答信号を送信した端末が他セルに属している場合）、ＣｏＭＰ制御部１１８は、相関処理部１１７から入力される相関値（自局で求めた応答信号の相関値）をバックホールを介して、自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局に伝送する。
判定部１１９は、相関処理部１１７から入力される相関値と、ＣｏＭＰ制御部１１８から入力される相関値（自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局で受信された応答信号の相関値）とを、例えば、ＭＲＣ等により合成する。そして、判定部１１９は、その合成結果に基づいて端末毎の応答信号がＡＣＫまたはＮＡＣＫのいずれであるかを参照信号の相関値を用いた同期検波によって判定する。そして、判定部１１９は、端末毎のＡＣＫまたはＮＡＣＫを再送制御部１０６に出力する。
一方、図１１に示す端末２００において、無線受信部２０２は、基地局１００から送信されたＯＦＤＭシンボルをアンテナ２０１を介して受信し、ＯＦＤＭシンボルに対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行う。
ＣＰ除去部２０３は、受信処理後のＯＦＤＭシンボルに付加されているＣＰを除去する。
ＦＦＴ部２０４は、ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行って複数のサブキャリアにマッピングされている制御情報または下り回線データを得て、それらを抽出部２０５に出力する。
制御情報の符号化率を示す符号化率情報が、抽出部２０５および復号部２０７に入力される。
抽出部２０５は、制御情報の受信時には、入力される符号化率情報に従って、複数のサブキャリアから制御情報を抽出して復調部２０６に出力する。
復調部２０６は、制御情報を復調して復号部２０７に出力する。
復号部２０７は、入力される符号化率情報に従って制御情報を復号して判定部２０８に出力する。
一方、下り回線データの受信時には、抽出部２０５は、判定部２０８から入力されるリソース割当結果に従って、複数のサブキャリアから自端末宛の下り回線データを抽出して復調部２１０に出力する。この下り回線データは、復調部２１０で復調され、復号部２１１で復号されてＣＲＣ部２１２に入力される。
ＣＲＣ部２１２は、復号後の下り回線データに対してＣＲＣを用いた誤り検出を行って、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合はＡＣＫを、ＣＲＣ＝ＮＧ（誤り有り）の場合はＮＡＣＫを応答信号として生成し、生成した応答信号を変調部２１３に出力する。また、ＣＲＣ部２１２は、ＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）の場合、復号後の下り回線データを受信データとして出力する。
判定部２０８は、復号部２０７から入力された制御情報が自端末宛の制御情報であるか否かをブラインド判定する。例えば、判定部２０８は、自端末のＩＤ番号でＣＲＣビットをデマスキングすることによりＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自端末宛の制御情報であると判定する。そして、判定部２０８は、自端末宛の制御情報、すなわち、自端末に対する下り回線データのリソース割当結果を抽出部２０５に出力する。
また、判定部２０８は、自端末向けの下り回線データの割当が存在するか否か、すなわち、応答信号を送信すべきか否かを判定し、判定結果を制御部２０９に出力する。
制御部２０９は、自端末が属する基地局１００から予め通知された、自端末から送信される応答信号が割り当てられる時間・周波数リソース（例えば、ＰＲＢ（Physical Resource Block））を示す情報、自端末がＣｏＭＰ通信を開始する際に基地局から通知された符号リソース（ＺＡＣ系列および循環シフト量）を示す情報、および、過去に応答信号の送信に用いていた送信タイミング制御値および現在の応答信号の送信に用いる送信タイミング制御値を保持している。
制御部２０９は、ＣｏＭＰ受信される応答信号を送信する際、保持しているＺＡＣ系列（つまり、基地局から予め通知されたＺＡＣ系列）を設定する。このとき、制御部２０９は、過去の応答信号の送信タイミング制御値と現在の応答信号の送信タイミング制御値との差分、および、ＣｏＭＰ通信を開始する際に通知された応答信号の循環シフト量（つまり、過去の応答信号の送信に用いた循環シフト量）を用いて、拡散部２１４で１次拡散に用いられるＺＡＣ系列の循環シフト量を制御する。これにより、制御部２０９は、拡散部２１４で１次拡散に用いられるＺＡＣ系列を設定する。また、制御部２０９は、基地局からの通知に従って、拡散部２１７で２次拡散に用いられるブロックワイズ拡散コード系列を制御する。また、制御部２０９は、現在の応答信号の送信タイミング制御値を無線送信部２１９に出力する。制御部２０９での系列制御の詳細については後述する。また、制御部２０９は、参照信号としてのＺＡＣ系列をＩＦＦＴ部２２０に出力する。
変調部２１３は、ＣＲＣ部２１２から入力される応答信号を変調して拡散部２１４に出力する。
拡散部２１４は、制御部２０９によって設定されたＺＡＣ系列を用いて応答信号を１次拡散し、１次拡散後の応答信号をＩＦＦＴ部２１５に出力する。つまり、拡散部２１４は、制御部２０９からの指示に従って、応答信号を１次拡散する。
ＩＦＦＴ部２１５は、１次拡散後の応答信号に対してＩＦＦＴを行い、ＩＦＦＴ後の応答信号をＣＰ付加部２１６に出力する。
ＣＰ付加部２１６は、ＩＦＦＴ後の応答信号の後尾部分と同じ信号をＣＰとしてその応答信号の先頭に付加する。
拡散部２１７は、制御部２０９によって設定されたブロックワイズ拡散コード系列を用いてＣＰ付加後の応答信号を２次拡散し、２次拡散後の応答信号を多重部２１８に出力する。つまり、拡散部２１７は、１次拡散後の応答信号を制御部２０９で選択されたリソースに対応するブロックワイズ拡散コード系列を用いて２次拡散する。
ＩＦＦＴ部２２０は、参照信号に対してＩＦＦＴを行い、ＩＦＦＴ後の参照信号をＣＰ付加部２２１に出力する。
ＣＰ付加部２２１は、ＩＦＦＴ後の参照信号の後尾部分と同じ信号をＣＰとしてその参照信号の先頭に付加する。
拡散部２２２は、予め設定された直交系列でＣＰ付加後の参照信号を拡散し、拡散後の参照信号を多重部２１８に出力する。
多重部２１８は、２次拡散後の応答信号と拡散後の参照信号とを１スロットに時間多重して無線送信部２１９に出力する。
無線送信部２１９は、２次拡散後の応答信号または拡散後の参照信号に対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行う。そして、無線送信部２１９は、制御部２０９から入力される送信タイミング制御値に基づいて、信号の送信タイミングを調節して、アンテナ２０１から基地局１００（図１０）へ送信する。
次に、制御部２０９での系列制御の詳細について説明する。
以下の説明では、時間軸上の系列長１２の循環シフト系列（例えば、ＺＡＣ系列）を用いる。ここで、循環シフト量ｍの循環シフト系列ｆ〜 ｍ（ｎｔ）は次式（１）で表される。
Figure 2010073617
ただし、ｎｔ＝０，１，…，１１であり、ｆ（ｎｔ）は循環シフト量が０である循環シフト系列（ベースのＺＡＣ系列）である。また、演算子ｍｏｄはモジュロ演算を表す。また、式（１）に示す循環シフト系列は周波数軸上では次式（２）で表される。
Figure 2010073617
ただし、Ｆ（ｎｆ）はｆ（ｎｔ）の周波数軸上での表記であり、ｎｆ＝０，１，…，１１である。つまり、時間軸上の循環シフト系列のすべての循環シフト量（実数値）は、周波数軸上で表すことができる。
ここで、あるタイミングｎ（例えば、サブフレームｎまたは時刻ｎ）で端末２００が応答信号の送信に用いている循環シフト量をｍｎとし、同一のタイミングｎで端末２００が用いる送信タイミング制御値をｔｎとする。このとき、タイミングｎよりも後のタイミング（ｎ＋１）において送信タイミング制御値ｔｎ＋１が通知された場合、制御部２０９は、次式（３）に示す循環シフト量ｍｎ＋１を算出する。なお、異なるタイミング（タイミングｎおよびタイミング（ｎ＋１））における送信タイミング制御値（ｔｎおよびｔｎ＋１）は必ずしも互いに異なるとは限らない。
Figure 2010073617
ただし、τは時間軸上における１循環シフト量に対応する時間を示し、ｔｔｈｒｅは閾値を示す。
すなわち、制御部２０９は、ある時刻（タイミングｎ）における応答信号の送信タイミング制御値と、タイミングｎより後の時刻（ここではタイミング（ｎ＋１））における応答信号の送信タイミング制御値との差分に応じて、タイミング（ｎ＋１）において拡散部２１４で用いられる循環シフト系列（ＺＡＣ系列）の循環シフト量を制御する。
具体的には、タイミングｎにおける応答信号の送信タイミング制御値ｔｎと、タイミング（ｎ＋１）における応答信号の送信タイミング制御値ｔｎ＋１との差分が閾値ｔｔｈｒｅ未満の場合（（ｔｎ＋１−ｔｎ）＜ｔｔｈｒｅ）には、制御部２０９は、式（３）に示すように、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１として設定する。
一方、タイミングｎにおける応答信号の送信タイミング制御値ｔｎと、タイミング（ｎ＋１）における応答信号の送信タイミング制御値ｔｎ＋１との差分が閾値ｔｔｈｒｅ以上の場合には、制御部２０９は、送信タイミング制御値の差分に対応する循環シフト量だけ、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを調節する。具体的には、制御部２０９は、式（３）に示すように、タイミング（ｎ＋１）における送信タイミング制御値ｔｎ＋１とタイミングｎにおける送信タイミング制御値ｔｎとの差分（ｔｎ＋１−ｔｎ）に対応する循環シフト量（（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ）だけ、循環シフト量ｍｎを調節することにより、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１を算出する。
これにより、応答信号の送信タイミング制御値が変化した際、送信タイミング制御値の変化量（つまり、差分（ｔｎ＋１−ｔｎ））が閾値以上の場合、制御部２０９は、その送信タイミング制御値の変化量（時間軸上でのずれ）に対応する循環シフト量の変化量（循環シフト軸上でのずれ）だけ循環シフト量を調節する。換言すると、制御部２０９は、送
信タイミング制御値の変化が循環シフト量に与える影響（ここでは、（ｔｎ＋１−ｔｎ）を１循環シフト量に対応する時間τで正規化した量）を周波数軸上で保証する。
そして、拡散部２１４は、送信タイミングのずれを考慮した循環シフト量（実数値）の循環シフト系列（ＺＡＣ系列）で応答信号を拡散する。
これにより、各基地局では、ＣｏＭＰ端末（端末２００）からの応答信号が占有する符号化リソース（循環シフト量）を、ＣｏＭＰ端末（端末２００）の送信タイミング制御値によらず、常に一定に保つことができる。
例えば、あるタイミングｎ（例えば、サブフレームｎまたは時刻ｎ）において、図９Ａに示すように、ＣｏＭＰ端末（端末２００）が循環シフト量ｍｎ＝３の循環シフト系列（ＺＡＣ系列）で応答信号を拡散する場合について説明する。また、タイミングｎでは、図６に示すように、セル１に合わせた送信タイミング制御値ｔｎ（図６では送信タイミング１）がＣｏＭＰ端末に通知される。よって、図９Ａに示すように、セル１〜３は、ＣｏＭＰ端末が占有するＰＵＣＣＨを考慮して、ＣｏＭＰ端末以外の他の端末が占有するＰＵＣＣＨを制御する。
ここで、タイミングｎより後のタイミング（ｎ＋１）において、ＦＣＳ制御に伴い、セル２に合わせた送信タイミング制御値ｔｎ＋１（図７に示す送信タイミング２）がＣｏＭＰ端末に通知されたとする。この場合、ＣｏＭＰ端末の制御部２０９は、式（３）に基づいてタイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを調節することにより、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１を算出する。そして、ＣｏＭＰ端末は、図１２に示すようにして、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎ（循環シフト量３）を、送信タイミング制御値の差分（ｔｎ＋１−ｔｎ：ここでは、ｔｎ＋１−ｔｎはｔｔｈｒｅ以上）に対応する循環シフト量（（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ）だけ回転させた循環シフト量ｍｎ＋１を用いて、応答信号を拡散する。これにより、図１２に示すように、タイミング（ｎ＋１）でも、各セルにおけるＣｏＭＰ端末からの応答信号は、タイミングｎ（図９Ａ）と同一の符号リソースを占有して受信される。このため、各セルでは、ＣｏＭＰ端末を含む複数の端末からの応答信号が占有する符号リソースにおける符号間干渉は発生しない。また、各セルでは、各端末に設定した符号リソース（循環シフト量）を、送信タイミング制御値によらず一定に保つことができるため、ＣｏＭＰ端末における送信タイミング制御値の変化を考慮することなく、リソースマネージメントを効率良く行うことができる。
このように、本実施の形態では、ＣｏＭＰ端末は、送信タイミング制御値が変化する際、その送信タイミング制御値の変化量（時間差分）に対応する循環シフト量だけ、送信タイミング制御値が変化する前（過去）の循環シフト量を調節する。そして、ＣｏＭＰ端末は、調節後の循環シフト量の循環シフト系列で拡散された上り制御信号を送信する。これにより、ＣｏＭＰ端末からの上り制御信号をＣｏＭＰ受信する各基地局は、上り制御信号の送信タイミング制御値が変化する場合でも、上り制御信号を常に一定の符号リソースで受信することができる。よって、本実施の形態によれば、複数の基地局でＣｏＭＰ受信される制御信号の送信タイミングが変化する場合でも、各基地局での符号間干渉を防止することができる。
また、本実施の形態では、ＣｏＭＰ端末が送信タイミング制御値の差分（変化量）と閾値とを比較することにより、循環シフト量を調節するか否かを判定する。つまり、ＣｏＭＰ端末は、送信タイミング制御値の差分（変化量）が閾値以上の場合、例えば、自端末からの応答信号を主として受信する基地局が変更されたと推測できる場合のみ、循環シフト量を調節することができる。すなわち、ＣｏＭＰ端末は、送信タイミング制御値の差分（変化量）が閾値未満の場合、例えば、自端末からの応答信号を主として受信する基地局は
変更せずに自端末の移動に起因する送信タイミングの微調整がなされる場合には、循環シフト量を不必要に調節することがなくなる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、複数の基地局が応答信号をＣｏＭＰ受信する場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、同一のＣｏＭＰグループに参加する複数の基地局は、端末に対して下り回線データ（参照信号）をＣｏＭＰ送信し、その下り回線データ（参照信号）を用いて測定された下り回線品質を示すＣＱＩ信号をＣｏＭＰ受信する場合について説明する。
以下、具体的に説明する。以下の説明では、同一のＣｏＭＰグループに参加する複数の基地局は、参照信号および下り回線データをＣｏＭＰ送信する。つまり、端末では、符号多重された、複数の基地局からの参照信号が受信される。また、基地局は、端末に対して、ＣＱＩ信号の送信に用いるリソース（例えば、ＰＲＢ）を示す情報を予め通知する。また、基地局は、端末が送信する信号の送信タイミングを制御するための送信タイミング制御値を別途通知する。
本実施の形態に係る基地局３００の構成を図１３に示し、本実施の形態に係る端末４００の構成を図１４に示す。なお、図１３において図１０（実施の形態１）と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。同様に、図１４において図１１（実施の形態１）と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。また、上述したように、ＣＱＩ信号には、直交符号系列（ウォルシュ系列またはフーリエ系列等）による２次拡散が行われないため、図１３に示す基地局３００では図１０に示す逆拡散部１１４が不要となり、図１４に示す端末４００では図１１に示す拡散部２１７が不要となる。
図１３に示す基地局３００において、判定部１１９には、自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局で受信されたＣＱＩ信号のアナログ情報がバックホールを介してＣｏＭＰ制御部１１８から入力される。また、判定部１１９には、自局で受信したＣＱＩ信号が相関処理部１１７から入力される。判定部１１９は、相関処理部１１７から入力されるＣＱＩ信号と、ＣｏＭＰ制御部１１８から入力されるＣＱＩ信号とを合成し、その合成結果であるＣＱＩ信号を復調する。また、ＣｏＭＰ制御部１１８は、自局で受信したＣＱＩ信号のアナログ情報を、バックホールを介して自局と同一のＣｏＭＰグループに参加する他の基地局に伝送する。
ＭＣＳ制御部３０１は、判定部１１９から入力されるＣＱＩ信号に含まれる複数の基地局のＣＱＩ情報から自局宛てのＣＱＩ情報を抜き出し、この自局宛てのＣＱＩ情報に基づいて、ＭＣＳ（符号化率および変調方式）を制御する。そして、ＭＣＳ制御部３０１は、制御した符号化率を符号化部１０５に出力し、制御した変調方式を変調部１０７に出力する。
符号化部１０５は、ＭＣＳ制御部３０１から入力される符号化率に従って、送信データを変調し、変調部１０７は、ＭＣＳ制御部３０１から入力される変調方式に従って、符号化後の送信データを変調する。
一方、図１４に示す端末４００において、抽出部２０５は、同一のＣｏＭＰグループに参加する複数の基地局からＣｏＭＰ送信された参照信号（各基地局からの参照信号が符号多重された信号）を抽出して測定部４０１に出力する。
測定部４０１は、抽出部２０５から入力される参照信号を用いて、自端末と各基地局との間の下り回線品質をそれぞれ測定する。ここで、複数の基地局毎の下り回線品質を示す
ＣＱＩ情報をＣｏＭＰグループに参加するすべての基地局に個別に到達させることは困難である。そこで、測定部４０１は、測定した複数の基地局毎の下り回線品質を示すＣＱＩ情報を、例えば、圧縮して１つのＣＱＩ信号にまとめる。そして、測定部４０１は、複数の基地局のＣＱＩ情報を含むＣＱＩ信号を変調部２１３に出力する。
次に、本実施の形態に係る端末４００の制御部２０９の詳細について説明する。
制御部２０９は、自端末が属する基地局３００から予め通知された、自端末から送信されるＣＱＩ信号が割り当てられる時間・周波数リソースを示す情報、自端末がＣｏＭＰ通信を開始する際に基地局から通知された符号リソース（ＺＡＣ系列および循環シフト量）を示す情報、および、過去にＣＱＩ信号の送信に用いていた送信タイミング制御値および現在のＣＱＩ信号の送信に用いる送信タイミング制御値を保持している。
過去のＣＱＩ信号の送信に用いた送信タイミング制御値に対して現在のＣＱＩ信号の送信に用いる送信タイミング制御値が変化した際、送信タイミング制御値の変化量が閾値未満の場合、制御部２０９は、実施の形態１と同様にして、過去のＣＱＩ信号の送信に用いた循環シフト量を、現在のＣＱＩ信号の送信に用いる循環シフト量として設定する。また、送信タイミング制御値の変化量が閾値以上の場合、制御部２０９は、実施の形態１と同様にして、送信タイミング制御値の変化量（時間軸上でのずれ）に対応する循環シフト量の変化量（循環シフト軸上でのずれ）だけ、過去のＣＱＩ信号の送信に用いた循環シフト量を調節することにより、現在のＣＱＩ信号の送信に用いる循環シフト量を算出する。
これにより、各基地局では、ＣｏＭＰ端末（端末４００）からのＣＱＩ信号が占有する符号化リソース（循環シフト量）を、ＣｏＭＰ端末（端末４００）の送信タイミング制御値によらず、常に一定に保つことができる。よって、各基地局では、実施の形態１と同様、ＣｏＭＰ端末を含む複数の端末からのＣＱＩ信号が占有する符号リソースにおける符号間干渉は発生しない。
このように、本実施の形態によれば、ＣＱＩ信号がＣｏＭＰ受信される場合でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。つまり、各基地局では、ＣＱＩ信号間の干渉を防止することができるため、ＣｏＭＰ受信によりＣＱＩ信号の受信品質が向上するため、精度がより高いＣＱＩ情報を用いることで、下り回線におけるＣｏＭＰ送信におけるスループットを向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では、式（３）に基づいて算出される循環シフト量（すなわち、送信タイミング制御値の変化量（差分）に対応する循環シフト量の変化量）が実数の場合、つまり、循環シフト量の変化量が整数値とは限らない場合について説明した。しかし、本発明では、循環シフト量の変更量は実数値に限らず、図１５に示すようにして、常に整数値（図１５では、循環シフト量の変更量１（１循環シフト量分））としてもよい。例えば、ＣｏＭＰ端末は、式（４）に示すようにして循環シフト量を算出してもよい。具体的には、ＣｏＭＰ端末（端末２００または端末４００）の制御部２０９は、タイミングｎにおける上り制御信号（応答信号およびＣＱＩ信号）の送信タイミングｔｎと、タイミングｎより後のタイミング（ｎ＋１）における上り制御信号の送信タイミング制御値ｔｎ＋１との差分が閾値以上の場合、その差分に対応する循環シフト量（（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ）に近似する整数値（［（ｔｎ＋１−ｔｎ）／τ］）だけ、タイミングｎにおける循環シフト量ｍｎを調節することにより、タイミング（ｎ＋１）における循環シフト量ｍｎ＋１を算出してもよい。ここで、演算［ｘ］はｘに最も近い整数値を算出する。なお、式（４）では、演算［ｘ］を用いてｘに最も近い整数値を算出する場合について説明した。しか
し、式（４）では、演算［ｘ］に限らず、例えば、ｃｅｉｌ（ｘ）、ｆｌｏｏｒ（ｘ）またはｒｏｕｎｄ（ｘ）を用いてもよい。ここで、ｃｅｉｌ（ｘ）は、ｘの小数点以下を切り上げることを意味し、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘの小数点以下を切り捨てることを意味し、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は、ｘの小数点以下を四捨五入することを意味する。
Figure 2010073617
また、上記実施の形態では、ＣｏＭＰ端末が、基地局から指示される、上り回線データの送信タイミング（送信タイミング制御値）と同一の値を用いて上り制御信号を送信する場合について説明した。しかし、ＣｏＭＰ端末が上り回線データの送信タイミングと同一の送信タイミングで上り制御信号を送信する場合に限らず、基地局からの指示に応じて上り制御信号の送信タイミングが変化する場合であれば本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）またはＣＱＩ信号が上り回線でＣｏＭＰ受信される場合について説明した。しかし、本発明では、ＣｏＭＰ受信される信号はＣＱＩ信号および応答信号に限定されない。例えば、下りチャネル行列のＲａｎｋ数を示すＲＩ（Rank Indicator）、または、端末側で送信データが発生したことを基地局に通知するためのＳＲ（Scheduling Request）に対して本発明を適用してもよい。
また、上記実施の形態の説明で用いたＰＵＣＣＨは、応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）をフィードバックするためのチャネルであるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネルと称されることもある。
また、端末は端末局、UE、MT、MS、STA（Station）と称されることもある。また、基地局はNode B、BS、APと称されることもある。また、サブキャリアはトーンと称されることもある。また、ＣＰはガードインターバル（Guard Interval；ＧＩ）と称されることもある。
また、誤り検出の方法はＣＲＣに限られない。
また、周波数領域と時間領域との間の変換を行う方法は、ＩＦＦＴ、ＦＦＴに限られない。
また、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２４日出願の特願２００８−３２８７３１の日本出願に含まれる明細書、図面およ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、移動体通信システム等に適用することができる。

Claims (4)

  1. 互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数の系列のいずれかを用いて、信号を拡散する拡散手段と、
    第１時刻における前記信号の送信タイミングと、前記第１時刻より後の第２時刻における前記信号の送信タイミングとの差分に応じて、前記第２時刻において前記拡散手段で用いられる系列の循環シフト量を制御する制御手段と、
    を具備する無線通信端末装置。
  2. 前記制御手段は、前記差分が閾値未満の場合、前記第１時刻における循環シフト量を、前記第２時刻における循環シフト量として設定し、前記差分が閾値以上の場合、前記差分に対応する循環シフト量だけ、前記第１時刻における循環シフト量を調節することにより、前記第２時刻における循環シフト量を算出する、
    請求項１記載の無線通信端末装置。
  3. 前記制御手段は、前記差分に対応する循環シフト量に近似する整数値だけ、前記第１時刻における循環シフト量を調節することにより、前記第２時刻における循環シフト量を算出する、
    請求項１記載の無線通信端末装置。
  4. 互いに異なる循環シフト量により互いに分離可能な複数の系列のいずれかを用いて、信号を拡散する拡散ステップと、
    第１時刻における前記信号の送信タイミングと、前記第１時刻より後の第２時刻における前記信号の送信タイミングとの差分に応じて、前記第２時刻において前記拡散手段で用いられる系列の循環シフト量を制御する制御ステップと、
    を有する信号拡散方法。
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