WO2009119671A1 - ユーザ装置及び基地局装置並びに通信制御方法 - Google Patents

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WO2009119671A1
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base station
waveform shaping
station apparatus
access scheme
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輝雄 川村
祥久 岸山
健一 樋口
衛 佐和橋
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株式会社 エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly to a user apparatus, a base station apparatus, and a communication control method.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single-Carrier Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multicarrier transmission method in which a frequency band is divided into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and data is transmitted on each frequency band.
  • OFDMA can achieve high-speed transmission and increase frequency utilization efficiency by arranging subcarriers closely on the frequency without overlapping each other even though they partially overlap.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that can reduce interference between terminals by dividing a frequency band and transmitting using different frequency bands among a plurality of terminals. Since SC-FDMA has the feature that the fluctuation of transmission power becomes small, it can realize low power consumption and wide coverage of terminals (for example, R. Dinis et al., “A Multiple Access Scheme for the Uplink of Broadband”). Wireless Access, “IEEE Globecom, Dec. 2004”.
  • the frequency band usable in the system is divided into a plurality of resource blocks, and each resource block includes one or more subcarriers.
  • One or more resource blocks are allocated to a user equipment (UE: User Equipment).
  • UE User Equipment
  • priority is given to the user equipment with good channel state according to the received signal quality or channel state information (CQI: Channel Quality Indicator) for each uplink resource block of each user equipment measured by the base station equipment.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • frequency hopping in which usable frequency blocks are changed according to a predetermined frequency hopping pattern may be applied.
  • different hatching indicates time / frequency resources allocated to different user apparatuses.
  • UE2 was assigned a wider band, but a narrower band is assigned in the next subframe.
  • Different frequency bands are allocated to each user apparatus so as not to overlap.
  • each user equipment in a cell transmits using different time / frequency resources. In this way, orthogonality between user apparatuses in the cell is realized.
  • SC-FDMA single-carrier transmission with a low peak power to average power ratio (PAPR) is realized by assigning continuous frequencies. For this reason, a coverage area can be increased in an uplink in which restrictions on transmission power are severe.
  • the time / frequency resources to be allocated are determined by the scheduler of the base station apparatus based on the propagation status of each user and the QoS (Quality of Service) of data to be transmitted.
  • QoS includes a data rate, a required error rate, and a delay.
  • throughput can be increased by allocating time / frequency resources with good propagation conditions to each user.
  • next generation wireless communication system Evolved UTRA and UTRAN's next-generation wireless communication system is under investigation.
  • This next generation communication method may be called IMT-Advanced (International Mobile Telecommunication-Advanced) or 4G (4th generation).
  • the next generation wireless communication system should support communication in various environments.
  • main deployment environments include micro cells, indoor cells, and hot spot cells.
  • next-generation wireless communication systems are required to provide services according to various environments and required QoS.
  • the service includes an increase in data rate, response to various traffic required by QoS requirement conditions, and the like.
  • it is required to increase the coverage area.
  • various environments include a macro cell, a micro cell, an indoor cell, and a hot spot cell as shown in FIG. FIG. 2 shows an indoor / hot spot layer including an indoor cell / hot spot cell, a micro layer including a micro cell, and a macro layer including a macro cell.
  • Next generation wireless communication systems should support communication in these various environments.
  • QoS includes a data rate, a required error rate, a delay, and the like. Further, the data rate may be referred to as user throughput.
  • next generation wireless communication systems are required to reduce network costs. For example, this can be achieved by increasing the transmission capacity and realizing a wide coverage area.
  • next-generation wireless communication systems have compatibility with 3G (3rd Generation) systems.
  • 3G 3rd Generation
  • the multi-carrier scheme is more than the single carrier scheme applied in E-UTRA. Is preferred. For example, when single-user MIMO (Multiple Input Multiple Output) is applied in order to realize high-speed transmission, the OFDM-based multi-carrier scheme having excellent resistance to multipath interference is superior.
  • single-user MIMO Multiple Input Multiple Output
  • a single carrier method capable of reducing PAPR is preferable.
  • the single carrier method is preferable.
  • an object of the present invention is to provide a user apparatus, a base station apparatus, and a communication control method that can control a coverage area and a data rate according to an environment.
  • this user apparatus A user apparatus to which a radio access scheme of a single carrier scheme and a multicarrier scheme is applied, A wireless access method setting unit for setting a wireless access method; A discrete Fourier transform unit that performs a discrete Fourier transform on the modulated symbol sequence when the wireless access method set by the wireless access method setting unit is a single carrier method;
  • the radio access scheme set by the radio access scheme setting unit is a multi-carrier scheme, a serial-parallel converter that performs serial-parallel conversion on the modulated symbol sequence;
  • a frequency at which a radio resource is allocated to a modulated symbol sequence that has been discrete Fourier transformed by the discrete Fourier transform unit or a modulated symbol sequence that has been series-parallel transformed by the serial-parallel transform unit, and generates a signal in the frequency domain
  • An area signal generator A waveform shaping filter that performs waveform shaping on the frequency domain signal generated by the frequency domain signal generator;
  • a transmission signal generation unit that performs inverse fast Fourier transform on the signal
  • This base station device A base station apparatus that communicates with a user apparatus to which a radio access scheme of a single carrier scheme and a multicarrier scheme is applied, A wireless access method setting unit for setting a wireless access method used by the user device; A waveform shaping condition setting unit for setting a waveform shaping condition for the user apparatus to perform waveform shaping according to the wireless access method set by the wireless access method setting unit; A notification unit configured to wirelessly notify information indicating the wireless access method set by the wireless access method setting unit and the waveform shaping condition set by the waveform shaping condition setting unit.
  • This communication control method A communication control method in a radio communication system having a user apparatus to which a single carrier scheme and a multicarrier scheme radio access scheme are applied, and a base station apparatus that performs radio communication with the user apparatus,
  • the base station device setting a wireless access method used by the user device; and
  • the base station apparatus sets waveform shaping conditions for the user apparatus to perform waveform shaping according to the radio access scheme set by the step of setting the radio access scheme;
  • the base station apparatus wirelessly notifies information indicating the waveform shaping condition set by the step of setting the radio access method and the waveform shaping condition set by the step of setting the wireless access method;
  • the user apparatus sets a radio access scheme according to the radio access scheme notified by the base station apparatus;
  • the user apparatus allocates radio resources to the modulated symbol sequence that has been discrete Four
  • the coverage area and data rate can be controlled according to the environment.
  • the wireless communication system 1000 is a system that includes, for example, Evolved UTRA and UTRAN (also known as Long Term Evolution or Super 3G. This wireless communication system may be called IMT-Advanced or 4G. May be.
  • the wireless communication system 1000 includes a base station device (eNB: eNodeB) 200 and a plurality of user devices (UE: User Equipment) 100 n (100 1 , 100 2 , 100 3 ,... 100 communicating with the base station device 200.
  • n and n are integers of n> 0).
  • Base station apparatus 200 is connected to an upper station, and the upper station is connected to core network 400.
  • the access gateway device 300 may be included in the upper station.
  • the access gateway apparatus 300 may be called a mobility management entity / serving gateway (MME / SGW).
  • MME mobility management entity / serving gateway
  • the upper station may be changed as appropriate according to the discussion of the communication method of the next generation wireless communication system. In this case, the upper station is connected.
  • each user device (100 1 , 100 2 , 100 3 ,... 100 n ) has the same configuration, function, and state, the following description will be given as the user device 100 n unless otherwise specified.
  • the radio communication system 1000 for example, Evolved UTRAN, includes OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) for the downlink and SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) for the uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission scheme that reduces interference between user apparatuses by dividing a frequency band for each user apparatus and using a plurality of different user apparatus frequency bands.
  • communication channels in Evolved UTRA and UTRAN will be described. These communication channels may be applied to the radio communication system according to the present embodiment.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH) shared by each user apparatus 100 n and a physical downlink control channel (PDCCH) are used.
  • the physical downlink control channel is also called a downlink L1 / L2 control channel.
  • User data that is, a normal data signal is transmitted through the physical downlink shared channel.
  • a physical uplink shared channel shared by each user apparatus 100 n and a physical uplink control channel are used.
  • User data that is, a normal data signal is transmitted through the physical uplink shared channel.
  • the physical uplink control channel allows downlink quality information (CQI: Channel Quality Indicator) to be used for shared physical channel scheduling processing and adaptive modulation and coding (AMC) in the downlink, and Acknowledgment information of the physical downlink shared channel is transmitted.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • AMC adaptive modulation and coding
  • Acknowledgment information of the physical downlink shared channel is transmitted.
  • the contents of the acknowledgment information are expressed by either an acknowledgment (ACK: Acknowledgement) indicating that the transmission signal has been properly received or a negative acknowledgment (NACK: Negative Acknowledgement) indicating that the transmission signal has not been properly received. Is done.
  • the uplink shared channel resource allocation means that communication may be performed using an uplink shared channel in a subsequent subframe using a physical downlink control channel of a certain subframe. 200 means that notifies the user apparatus 100 n.
  • the radio access scheme includes a single carrier scheme and a multicarrier scheme.
  • the user apparatus 100 n can perform data transmission by a single carrier system or a multicarrier system.
  • the single carrier system has a low PAPR characteristic. Since the single carrier method has the characteristics of low PAPR, the single carrier method is suitable for application to a wide coverage area environment.
  • the multi-carrier scheme has advantages in the application of MIMO, and is suitable for application to an environment where a high data rate is required. In addition, the multicarrier scheme is excellent in resistance to multipath interference.
  • the user apparatus 100 n controls the roll-off rate.
  • the roll-off rate is a value indicating the characteristics of the waveform shaping filter and means the degree of waveform shaping.
  • the larger the roll-off rate the larger the PAPR can be reduced.
  • the number of subcarriers that can be used for data transmission is reduced by waveform shaping. For this reason, frequency use efficiency falls and a peak data rate (maximum transmission speed) becomes low. Therefore, there is a trade-off between reducing PAPR and increasing frequency utilization efficiency.
  • a roll-off rate is used to control PAPR and frequency utilization efficiency. By using the roll-off rate, the coverage area and the data rate can be controlled.
  • the radio access scheme and the roll-off rate are adaptively controlled according to the environment supported by the base station apparatus 200 that covers the area in which the user apparatus 100 n is located.
  • the coverage area and the peak data rate can be optimally controlled by adaptively controlling the radio access scheme and the roll-off rate according to the environment supported by the base station apparatus 200.
  • the roll-off rate may be controlled based on the allocated bandwidth, in other words, the number of resource blocks, the channel coding rate, and the modulation scheme.
  • the user apparatus 100 n includes a transmission data generation unit 102, a channel encoding unit 104, a data modulation unit 106, a radio access scheme switching unit 108, a serial / parallel conversion unit (S / P) 110, , A DFT-Spread OFDM processing unit 112, a CP (cyclic prefix) adding unit 122, a multiplexing unit 124, a demodulation unit 126, and a decoding unit 128.
  • the DFT-Spread OFDM processing unit 112 includes a discrete Fourier transform unit (DFT) 114, a subcarrier mapping unit 116, a waveform shaping filter 118, and an inverse fast Fourier transform unit (IFFT) 120. .
  • DFT discrete Fourier transform unit
  • IFFT inverse fast Fourier transform unit
  • the downlink signal transmitted by the base station apparatus 200 is input to the demodulation unit 126.
  • the demodulator 126 demodulates the input OFDMA signal.
  • Demodulation section 126 then inputs the demodulated OFDMA signal to decoding section 128.
  • the decoding unit 128 is connected to the demodulation unit 126, and decodes the OFDMA signal input by the demodulation unit 126.
  • the OFDMA signal may be a signal transmitted through a broadcast channel or a signal transmitted through a downlink control channel.
  • the OFDMA signal may include a radio access scheme switching signal, a roll-off rate, a resource block number, and a transmission format.
  • the transmission format may include a coding rate and a modulation scheme.
  • the decoding unit 128 inputs the transmission format to the transmission data generation unit 102, the channel encoding unit 104, and the data modulation unit 106.
  • the decoding unit 128 inputs a radio access scheme switching signal to the radio access scheme switching unit 108.
  • decoding section 128 inputs the resource block number to subcarrier mapping section 116.
  • the decoding unit 128 inputs the roll-off rate to the waveform shaping filter 118.
  • the transmission data generation unit 102 generates data to be transmitted on the uplink.
  • the transmission data generation unit 102 inputs the generated data to be transmitted on the uplink to the channel coding unit 104.
  • the channel encoding unit 104 is connected to the transmission data generation unit 102 and performs channel encoding processing on the transmission data input by the transmission data generation unit 102 based on the transmission format input by the decoding unit 128.
  • the channel encoding unit 104 inputs the transmission data subjected to the channel encoding process to the data modulation unit 106.
  • the channel coding unit 104 performs channel coding processing at a coding rate included in the transmission format.
  • the data modulation unit 106 is connected to the channel coding unit 104 and modulates the transmission data subjected to the channel coding process input by the channel coding unit 104 based on the transmission format input by the decoding unit 128. To do.
  • the data modulation unit 106 inputs the transmission data subjected to the modulated channel coding process to the radio access scheme switching unit 108. For example, the data modulation unit 106 performs data modulation using a modulation method included in the transmission format.
  • the radio access scheme switching unit 108 is connected to the data modulation unit 106, and the radio access scheme that is input by the decoding unit 128 to the transmission data that has been subjected to the modulated channel encoding process that is input by the data modulation unit 106. Based on the switching signal, the mode is switched to the single carrier mode for transmitting by the single carrier scheme or the multicarrier mode for transmitting by the multicarrier scheme.
  • the radio access scheme switching unit 108 sets the single carrier scheme when the information indicating the single carrier scheme is included in the radio access scheme switching signal, and the information indicating the multicarrier scheme is included in the radio access scheme switching signal. Is set to the multi-carrier system.
  • the radio access scheme switching unit 108 inputs the input modulated transmission data to the discrete Fourier transform unit 114 when the information indicating the single carrier scheme is included in the radio access scheme switching signal. Further, when the wireless access scheme switching signal includes information indicating the multicarrier scheme, the radio access scheme switching unit 108 converts the input transmission data that has been subjected to the modulated channel coding processing into a serial-parallel conversion unit. Input to (S / P) 110.
  • the discrete Fourier transform unit 114 is connected to the radio access scheme switching unit 108, blocks the transmission data sequence input by the radio access scheme switching unit 108 for each Q symbol, and performs fast Fourier transform, thereby performing frequency domain conversion. Convert to Discrete Fourier transform section 114 then inputs Q single carrier signals obtained in the frequency domain to subcarrier mapping section 116.
  • the serial / parallel conversion unit (S / P) 110 is connected to the radio access scheme switching unit 108 and converts the transmission data sequence input by the radio access scheme switching unit 108 into a plurality of parallel signal sequences. Then, the serial-parallel conversion unit 110 inputs a plurality of parallel signal sequences to the subcarrier mapping unit 116.
  • the subcarrier mapping unit 116 is connected to the discrete Fourier transform unit 114 and the serial / parallel conversion unit 110, and receives a single carrier signal input by the discrete Fourier transform unit 114 or a plurality of parallel inputs input by the serial / parallel conversion unit 110.
  • Each signal converted into a signal sequence is assigned to each subcarrier based on the resource block number input by the decoding unit 128 to generate a frequency domain signal.
  • the subcarrier mapping unit 116 assigns a single carrier signal to a subcarrier corresponding to the resource block number.
  • the subcarrier mapping unit 116 assigns each signal converted into a plurality of parallel signal sequences to a subcarrier corresponding to the resource block number.
  • the allocated subcarriers may be skipped subcarriers or continuous subcarriers.
  • the subcarrier mapping unit 116 inputs the signal mapped to the subcarrier to the waveform shaping filter 118.
  • the waveform shaping filter 118 is connected to the subcarrier mapping unit 116 and performs waveform shaping of the signal input by the discrete Fourier transform unit 114 or the serial / parallel conversion unit 110 based on the roll-off rate input by the decoding unit 128. . Then, the waveform shaping filter 118 inputs the waveform-shaped signal to the IFFT 120.
  • the IFFT 120 is connected to the waveform shaping filter 118, performs inverse fast Fourier transform on the signal input by the waveform shaping filter 118, and performs OFDM modulation.
  • the signal subjected to OFDM modulation is input to CP adding section 122.
  • CP adding section 122 is connected to IFFT 120, adds a cyclic prefix to the OFDM-modulated signal input by IFFT 120, and creates a symbol (OFDM symbol) in the OFDM system.
  • CP adding section 122 inputs the created symbol in the OFDM scheme to multiplexing section 124.
  • the multiplexing unit 124 is connected to the CP adding unit 122, and multiplexes the OFDM symbol and the pilot signal input by the CP adding unit 122.
  • the multiplexed signal is input to the transmission radio.
  • the transmission radio transmits a signal in which the OFDM symbol and the pilot signal are multiplexed.
  • the base station apparatus 200 includes a scheduler 202, an uplink radio access scheme, resource block allocation information signal generation unit 204, an OFDM signal generation unit 206, a synchronization detection / channel estimation unit 208, and a CP removal unit 210.
  • P / S parallel / serial conversion unit
  • the user apparatus 100 n transmits a radio resource allocation request signal for transmitting the data to the base station apparatus 200.
  • This request signal may be a scheduling request.
  • this request signal may include QoS required for data to be transmitted.
  • the data rate may be included in QoS.
  • the QoS may include a required error rate.
  • the QoS may include information required for delay.
  • the QoS included in the radio resource allocation request signal transmitted by the user apparatus 100 n is input to the scheduler 202.
  • the base station apparatus 200 measures uplink channel quality (reception quality) based on the pilot signal transmitted by the user apparatus 100 n .
  • the uplink channel quality information is input to the scheduler 202.
  • the base station apparatus 200 measures a path loss. This path loss is input to the scheduler 202.
  • the scheduler 202 determines a user apparatus to allocate radio resources and a resource block to be allocated to the user apparatus based on the input QoS, uplink channel quality, and path loss.
  • Resource units also called resource units
  • a resource unit is represented by a resource grid with N RB UL N sc RB subcarriers and N symb UL SC-FDMA symbols.
  • N RB UL is the uplink bandwidth represented by a plurality of N sc RBs . 6 ⁇ N RB UL ⁇ 110 is satisfied.
  • N sc RB is a resource block size in the frequency domain expressed as a plurality of subcarriers.
  • N symb UL is the number of SC-FDMA symbols included in the uplink slot.
  • the time domain resolution is 1 ms and the frequency domain resolution is 180 kHz.
  • the scheduler 202 determines the radio access method used by the user apparatus to which radio resources are allocated. For example, the scheduler 202 determines whether to transmit an uplink signal using a single carrier scheme or a multicarrier scheme to a user apparatus to which radio resources are allocated.
  • the scheduler 202 determines a roll-off rate to be applied to the user device for the user to which the radio resource is allocated.
  • This roll-off rate may be a single value or a plurality of values.
  • the scheduler 202 may determine different roll-off rates based on the position of the user device that is in the area.
  • the scheduler 202 determines whether to transmit uplink data using a single carrier system or a multicarrier system to the user apparatus 100 n located in the area. decide. In other words, the scheduler 202 determines a radio access scheme to be used by the user apparatus 100 n that is in the area, based on the distance from another base station apparatus located in the vicinity of the base station apparatus. Specifically, when the inter-site distance is less than a predetermined distance, it is determined that transmission is performed by the multicarrier method. The peak data rate can be improved by deciding to transmit by the multicarrier method when the inter-site distance is less than the predetermined distance.
  • the predetermined distance may be determined based on the PAPR and the data rate.
  • the scheduler 202 may set the roll-off rate to zero when it is determined that the multi-carrier transmission is used. High-speed transmission can be realized by setting the roll-off rate to zero when it is determined that transmission is performed by the multicarrier method.
  • the scheduler 202 may determine the roll-off rate according to the radius of the cell covered by the base station apparatus 200. For example, the roll-off rate may be increased as the cell radius increases. By increasing the roll-off rate as the cell radius increases, PAPR can be reduced and the coverage area can be increased. Since PAPR can be reduced and the coverage area can be widened, it is possible to improve reception quality of uplink signals transmitted from user apparatuses located at cell edges.
  • the scheduler 202 causes the user apparatus 100 n located in the area to transmit uplink data by a single carrier scheme or a multicarrier scheme based on the cell configuration of the base station apparatus 200. It may be determined. Specifically, when the cell configuration is an indoor cell or a hot spot cell, it is determined that transmission is performed by the multicarrier method. This is because the cell radius is small, so that the peak data rate is given priority over the coverage area. Further, when the cell configuration is a macro cell or a micro cell, it is determined to transmit by a single carrier method. This is because it is necessary to secure a coverage area as compared with an indoor cell or a hot spot cell.
  • the scheduler 202 may set the roll-off rate to zero when it is determined that the multi-carrier transmission is used. High-speed transmission can be realized by setting the roll-off rate to zero when it is determined that transmission is performed by the multicarrier method.
  • the scheduler 202 may determine the roll-off rate according to the radius of the cell covered by the base station apparatus 200. For example, the roll-off rate may be increased as the cell radius increases. By increasing the roll-off rate as the cell radius increases, PAPR can be reduced and the coverage area can be increased. Since PAPR can be reduced and the coverage area can be widened, it is possible to improve reception quality of uplink signals transmitted from user apparatuses located at cell edges.
  • the scheduler 202 may determine whether to perform transmission using a single carrier scheme or multicarrier scheme according to the type of physical channel. Specifically, the data channel is determined to be transmitted by the multicarrier method. High-speed transmission can be realized by transmitting the data channel by the multicarrier method. The control channel is determined to be transmitted by a single carrier method. By transmitting the control channel by the single carrier method, the base station apparatus 200 can reduce reception errors of the control channel transmitted by the user apparatus 100 n .
  • the scheduler 202 may set the roll-off rate to zero when it is determined that the multi-carrier transmission is used. In this way, high-speed transmission can be realized in the multicarrier system.
  • the scheduler 202 may determine the roll-off rate according to the radius of the cell covered by the base station apparatus 200. For example, the roll-off rate may be increased as the cell radius increases. By increasing the roll-off rate as the cell radius increases, PAPR can be reduced and the coverage area can be increased. For this reason, the reception quality of the uplink signal transmitted from the user apparatus located at the cell edge can be improved.
  • the scheduler 202 sets the determined radio access scheme, and inputs the radio access scheme, the roll-off rate, the resource block to be allocated to the user, and the MCS set to the uplink radio access scheme and the resource block allocation information signal generation unit 204. Further, the scheduler 202 inputs information indicating a resource block to be allocated to the user to the subcarrier demapping unit 214. For example, the resource block number may be included in the information indicating the resource block. In addition, a radio access scheme switching signal including the set radio access scheme is input to the radio access scheme switching sections 216 and 226. Further, scheduler 202 inputs the roll-off rate to subcarrier demapping section 214. Further, the scheduler 202 inputs the MCS set to the data demodulating unit 228 and the data decoding unit 230.
  • the uplink radio access scheme / resource block allocation information signal generator 204 is connected to the scheduler 202, and based on the information input by the scheduler 202, the radio access scheme switching signal, the roll-off rate, the resource block number, and the transmission format are An included information signal is generated. Then, the uplink radio access scheme / resource block allocation information signal generation section 204 inputs the generated information signal to the OFDM signal generation section 206.
  • the OFDM signal generation unit 206 is connected to the uplink radio access scheme and resource block allocation information signal generation unit 204, and generates an OFDM signal from the information signal input by the uplink radio access scheme and resource block allocation information signal generation unit 204. , Input to the transmitting radio.
  • the transmitting radio transmits an OFDM signal. For example, the control information may be notified to all users in the cell through a broadcast channel.
  • the uplink signal transmitted by the user apparatus 100 n is received by the base station apparatus 200.
  • Base station apparatus 200 inputs a pilot signal included in an uplink signal to synchronization detection / channel estimation section 208.
  • the synchronization detection / channel estimation unit 208 detects the synchronization of the input pilot signal, estimates the reception timing, and inputs the estimated reception timing to the CP removal unit 210. Further, synchronization detection / channel estimation section 208 performs channel estimation based on the input pilot signal, and inputs the result of channel estimation to frequency domain equalization section 218 and channel equalization section 222.
  • the CP removal unit 210 is connected to the synchronization detection / channel estimation unit 208 and removes the CP from the received signal based on the reception timing input by the synchronization detection / channel estimation unit 208. Then, CP removing section 210 inputs the received signal from which CP has been removed to FFT 212.
  • the FFT 212 is connected to the CP removing unit 210 and performs Fourier transform on the received signal from which the CP is removed by the CP removing unit 210 to convert time-series information into frequency domain information.
  • the FFT 212 inputs the frequency domain information to the subcarrier demapping 214.
  • the subcarrier demapping 214 performs demapping in the frequency domain based on the resource block number input by the scheduler 202.
  • the demapping process is performed corresponding to the mapping in the frequency domain performed by each user apparatus. Further, the subcarrier demapping 214 performs demapping based on the roll-off rate input by the scheduler 202.
  • the subcarrier demapping 214 inputs the frequency domain signal on which the demapping processing has been performed to the radio access scheme switching unit 216.
  • the radio access method switching unit 216 Based on the radio access method switching signal input from the scheduler 202, the radio access method switching unit 216 receives the input from the subcarrier demapping 214 when the radio access method switching signal is a signal indicating a single carrier method. The frequency domain signal subjected to the demapping process is input to the frequency domain equalization unit 218. Further, based on the radio access scheme switching signal input by the scheduler 202, the radio access scheme switching unit 216 performs subcarrier demapping 214 when the radio access scheme switching signal is a signal indicating a multicarrier scheme. The input frequency domain signal subjected to the demapping process is input to the channel equalization unit 222.
  • the frequency domain equalization unit 218 performs equalization processing in the frequency domain on the frequency domain signal on which demapping processing has been performed, based on the channel estimation value input by the synchronization detection / channel estimation unit 208. Then, the frequency domain equalization unit 218 inputs the equalized signal to the IDFT 220.
  • the IDFT 220 is connected to the frequency domain equalization unit 218 and performs an inverse discrete Fourier transform on the signal that has been equalized by the frequency domain equalization unit 218. Then, the signal subjected to the inverse discrete Fourier transform is input to the radio access method switching unit 226.
  • the channel equalization unit 222 performs channel equalization processing on the frequency domain signal on which demapping processing has been performed based on the channel estimation value input by the synchronization detection / channel estimation unit 208. Then, the channel equalization unit 222 inputs the signal on which the channel equalization processing has been performed to the P / S 224.
  • the P / S 224 is connected to the channel equalization unit 222, and performs parallel-serial conversion processing on the signal that has been subjected to channel equalization processing by the channel equalization unit 222. Then, the P / S 224 inputs the signal subjected to the parallel / serial conversion to the wireless access method switching unit 226.
  • the radio access scheme switching unit 226 is connected to the IDFT 220 and the P / S 224, and performs data demodulation on the signal subjected to the inverse discrete Fourier transform input by the IDFT 220 or the signal subjected to the parallel-serial conversion input by the P / S 224. To the unit 228.
  • the data demodulating unit 228 is connected to the radio access scheme switching unit 226, and based on the transmission format input by the scheduler 202, the data demodulated by the inverse discrete Fourier transform input by the radio access scheme switching unit 226 or parallel serial. Demodulate the converted signal. Then, the data demodulating unit 228 inputs the demodulated signal to the data decoding unit 230.
  • the data decoder 230 is connected to the data demodulator 228 and decodes the demodulated signal input by the data demodulator 228 based on the transmission format input by the scheduler 202. As a result, transmission data is obtained.
  • the user apparatus 100 n makes a radio resource allocation request to the base station apparatus 200 (step S702). For example, when an uplink signal is generated, the user apparatus 100 n makes a radio resource allocation request to the base station apparatus 200 in order to transmit the uplink signal.
  • the base station apparatus 200 performs scheduling based on the radio resource allocation request transmitted by the user apparatus 100 n .
  • the base station apparatus 200 determines to allocate radio resources to the user apparatus 100 n
  • the base station apparatus 200 determines resource blocks and transmission formats to be allocated to the user apparatus 100 n .
  • the base station apparatus 200 determines a radio access scheme to be applied to the user apparatus 100 n (step S704).
  • the scheduler 202 performs scheduling based on QoS required for uplink data transmitted by the user apparatus 100 n , uplink channel quality information, path loss, and the like. Then, the scheduler 202 may use either radio access scheme determination methods described above, to determine a radio access scheme to be applied to the user apparatus 100 n. Further, the scheduler 202 determines the roll-off rate by a method shown in any of the above-described radio access method determination methods.
  • the base station apparatus 200 transmits a radio access method switching signal (step S706).
  • the base station apparatus 200 may transmit a radio access scheme switching signal using a broadcast channel.
  • This radio access scheme switch signal includes information of radio access scheme to be applied to the user apparatus 100 n.
  • the user apparatus 100 n switches to the radio access scheme included in the radio access scheme switching signal (step S708).
  • the wireless access switching unit 108 switches to the wireless access method included in the input wireless access method switching signal.
  • the user apparatus 100 n transmits an uplink signal according to the radio access scheme included in the radio access scheme switching signal (step S710).
  • the base station apparatus 200 performs reception processing on the uplink signal transmitted by the user apparatus 100 n according to the radio access scheme determined in step S704 (step S712).
  • the roll-off rate when it is determined that the user apparatus 100n is to transmit an uplink signal by the multicarrier method, the roll-off rate may be defined to be zero on the system. By stipulating that the roll-off rate is zero on the system when it is determined to transmit an uplink signal by the multicarrier scheme, the base station apparatus transmits the uplink signal to the user apparatus by the multicarrier scheme. When it is determined to transmit, it is not necessary to notify the roll-off rate. Since it is not necessary to notify the roll-off rate, the amount of information to be transmitted can be reduced.
  • the radio access method can be switched in the uplink according to the environment to be supported.
  • the environment to be supported includes cell configuration. Even when the multi-carrier scheme is applied, it can be realized by adding S / P to a single-carrier transmitter.
  • the roll-off rate of the radio access method and the waveform shaping filter can be adaptively controlled according to the environment to be supported. For this reason, the PAPR and the peak data rate can be optimized.
  • the radio communication system having the user apparatus and the base station apparatus according to the present embodiment is the same as the user apparatus and the base station apparatus described with reference to FIGS.
  • the base station apparatus 200 determines a wireless access method for each user apparatus in the area.
  • the scheduler 202 performs control specific to each user apparatus according to information such as QoS and channel quality.
  • the QoS may include information required for the data rate of the data to be transmitted, the required error rate, and the delay.
  • the channel quality may include CQI (Channel Quality Indicator) and path loss.
  • the scheduler 202 may determine whether to perform transmission using a single carrier scheme or multicarrier scheme according to the number of resource blocks (RBs) to be allocated. Specifically, when the number of resource blocks allocated to the user apparatus 100 n is equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the transmission is performed by the multicarrier scheme. This is because priority is given to the peak data rate. Further, when the number of resource blocks allocated to the user is less than a predetermined number, it is determined that transmission is performed by the single carrier method.
  • RBs resource blocks
  • the scheduler 202 may set the roll-off rate to zero when it is determined that the multi-carrier transmission is used. If the roll-off rate is set to zero when it is determined that transmission is performed by the multi-carrier method, high-speed transmission can be realized in the multi-carrier method. On the other hand, when it is determined that transmission is performed by the single carrier method, the scheduler 202 may determine the roll-off rate according to the number of resource blocks to be allocated to the user apparatus 100 n . For example, the roll-off rate may be increased as the number of resource blocks allocated to the user apparatus 100 n increases. By increasing the roll-off rate as the number of resource blocks to be allocated increases, PAPR can be reduced and the coverage area can be widened. Since PAPR can be reduced and the coverage area can be widened, it is possible to improve reception quality of uplink signals transmitted from user apparatuses located at cell edges.
  • the scheduler 202 determines a modulation scheme / channel coding scheme (MCS) set to be applied to a user apparatus to which radio resources are allocated.
  • MCS modulation scheme / channel coding scheme
  • the MCS set may be associated with a roll-off rate. For example, when the determined MCS is a high-efficiency MSC that is a modulation scheme / channel coding rate with high transmission efficiency, the roll-off rate is set to a small value. If the determined MCS is a low efficiency MCS that is a modulation scheme / channel coding rate with low transmission efficiency, the roll-off rate is set to a large value.
  • the user apparatus 100 n is located closer to the base station apparatus 200 as the number of RBs is larger and the selected MCS has a higher transmission efficiency and modulation scheme / channel coding rate. It is assumed. Since the user apparatus 100 n is assumed to be located in a position near the base station apparatus 200, the peak data rate is prioritized over the coverage area. On the other hand, regarding the number of RBs and MCS, it is assumed that the user equipment 100 n is positioned closer to the cell edge side as the number of RBs is smaller and as the selected MCS has a lower modulation efficiency / channel coding rate. The Since the user apparatus 100 n is assumed to be located on the cell edge side, the coverage area is given priority over the peak data rate.
  • the scheduler 202 may determine whether to perform transmission using a single carrier scheme or multicarrier scheme according to the data rate of transmission data. Specifically, the scheduler 202 determines to apply a multicarrier scheme capable of realizing a high data rate to users located near the base station apparatus based on the path loss. Further, based on information such as transmittable power, it may be determined that a multi-carrier scheme capable of realizing a high-speed data rate is applied to a user located near the base station apparatus. In addition, it is determined that the single carrier method is applied to the user at the cell edge. Furthermore, an increase in the coverage area may be realized by performing control to increase the roll-off rate for a user applying the single carrier method.
  • the radio access scheme switching signal may be notified for each user through the physical downlink control channel.
  • the physical downlink control channel may include an L1 / L2 control channel.
  • the radio access scheme / roll-off rate is determined by cell-specific control information.
  • the base station apparatus 200 notifies cell-specific information to the user apparatus 100 n located in the area using the broadcast channel. After notifying the cell-specific information to the user apparatus 100 n located in the area, the radio access method / roll-off rate may be controlled according to the individual control information for each user apparatus. For example, the base station apparatus 200 notifies the corresponding user apparatus 100 n of the unique information for each user apparatus through the physical downlink control channel.
  • the application of the single carrier method can be considered from the viewpoint of the coverage area.
  • Control may be performed so that high-speed data transmission can be realized.
  • a control to apply a large roll-off rate by a single carrier method may be performed according to the channel quality.
  • the communication control method according to the present embodiment is the communication control method described with reference to FIG. 7 in that a radio access method switching signal is notified to each user through an individual L1 / L2 control channel in step S706. Different.
  • the roll-off rate when it is determined that the user apparatus transmits an uplink signal by the multicarrier method, the roll-off rate may be defined to be zero on the system.
  • the base station apparatus allows the user apparatus to uplink by the multicarrier scheme.
  • the radio access method in the uplink, can be switched for each user apparatus according to the environment to be supported.
  • the environment to be supported includes cell configuration. Even when the multi-carrier scheme is applied, it can be realized by adding S / P to a single-carrier transmitter.
  • the roll-off rate of the radio access method and the waveform shaping filter can be adaptively controlled according to the environment to be supported. For this reason, the PAPR and the peak data rate can be optimized.

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Abstract

　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置は、無線アクセス方式を設定する無線アクセス方式設定部と、設定された無線アクセス方式がシングルキャリア方式である場合に、変調後のシンボル系列を離散フーリエ変換する離散フーリエ変換部と、設定された無線アクセス方式がマルチキャリア方式である場合に、変調後のシンボル系列を直並列変換する直並列変換部と、離散フーリエ変換された変調後のシンボル系列又は、直並列変換された変調後のシンボル系列に対して無線リソースを割り当て、周波数領域の信号を生成する周波数領域信号生成部と、該周波数領域の信号に対して波形整形を行う波形整形フィルタと、波形整形された周波数領域の信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、送信信号を生成する送信信号生成部と、送信信号を無線送信する送信部とを有する。

Description

ユーザ装置及び基地局装置並びに通信制御方法
　本発明は、無線通信システムに関し、特にユーザ装置及び基地局装置並びに通信制御方法に関する。
　W-CDMA（Wideband　Code　Division　Multiple　Access）やHSPA(High　Speed　Packet　Access)の後継となる通信方式、すなわちEvolved　UTRA　and　UTRAN（別名:　LTE(Long　Term　Evolution)，或いは，Super　3G）が、W-CDMAの標準化団体3GPP(3rd　Generation　Partnership　Project)により議論されている。例えば、E-UTRAでは、下りリンクについてはOFDMA(Orthogonal　Frequency　Division　Multiple Access)、上りリンクについてはSC-FDMA(Single-Carrier　Frequency　Division　Multiple　Access)が採用されている。
　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、各周波数帯域上にデータを載せて伝送を行うマルチキャリア伝送方式である。OFDMAは、サブキャリアを周波数上に、一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることで、高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。
　SC-FDMAは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができるシングルキャリア伝送方式である。SC-FDMAでは、送信電力の変動が小さくなる特徴を持つことから、端末の低消費電力化及び広いカバレッジを実現できる（例えば、R.Dinis　et　al.,　"A　Multiple　Access　Scheme　for　the　Uplink　of　Broadband　Wireless　Access,"　IEEE　Globecom,　Dec.　2004参照）。
　E-UTRAにおける上りリンクの無線アクセスに使用されるSC-FDMAについて、図１を参照して説明する。システムで使用可能な周波数帯域は、複数のリソースブロックに分割され、リソースブロックの各々は１以上のサブキャリアを含む。ユーザ装置(UE:　User　Equipment)には１以上のリソースブロックが割り当てられる。周波数スケジューリングでは、基地局装置で測定した各ユーザ装置の上りリンクのリソースブロック毎の受信信号品質又はチャネル状態情報(CQI:　Channel　Quality　Indicator）に応じて、チャネル状態の良好なユーザ装置に優先的にリソースブロックを割り当てることにより、システム全体の伝送効率又はスループットを向上させる。また、使用可能な周波数ブロックを所定の周波数ホッピングパターンに従って変更する周波数ホッピングも適用されるようにしてもよい。
　図１において、異なるハッチングは異なるユーザ装置に割り当てられる時間・周波数リソースを示す。UE2は、広めの帯域が割り当てられていたが、次のサブフレームでは狭い帯域が割り当てられる。各ユーザ装置には、重複しないように異なる周波数帯域が割り当てられる。
　SC-FDMAでは、セル内の各ユーザ装置は、異なる時間・周波数リソースを用いて送信する。このようにして、セル内のユーザ装置間の直交が実現される。SC-FDMAでは、連続する周波数を割り当てることにより、低ピーク電力対平均電力比(PAPR:　Peak-to-Average　Power　ratio)のシングルキャリア伝送が実現される。このため、送信電力に対する制限が厳しい上りリンクにおいて、カバレッジエリアを増大できる。SC-FDMAでは、割り当てる時間・周波数リソースは、基地局装置のスケジューラが、各ユーザの伝搬状況、送るべきデータのQoS(Quality　of　Service)に基づいて決定する。ここで、QoSにはデータレート、所要の誤り率、遅延が含まれる。このように、伝搬状況のよい時間・周波数リソースを各ユーザに割り当てることによりスループットを増大できる。
　Evolved　UTRA　and　UTRANの次世代の無線通信システムにおける通信方式の検討が開始されようとしている。この次世代の通信方式は、IMT-Advanced(International　Mobile　Telecommunication- Advanced)、あるいは4G(4th　generation)と呼ばれてもよい。
　次世代の無線通信システムには、様々な環境下における通信がサポートされるべきである。例えば、様々な環境のうち、主要な展開環境には、マイクロセル、屋内セル、ホットスポットセルが含まれる。
　また、次世代の無線通信システムには、様々な環境及び要求されるQoS等に応じて、サービスを提供することが要求される。ここで、サービスには、データレートの高速化、QoS要求条件により要求される様々なトラヒックへの対応等が含まれる。また、カバレッジエリアを増大させることが要求される。例えば、様々な環境には、図２に示すように、マクロセル、マイクロセル、屋内セル、ホットスポットセルが含まれる。図２には、屋内セル／ホットスポットセルが含まれる屋内／ホットスポットレイヤ、マイクロセルが含まれるマイクロレイヤ、マクロセルが含まれるマクロレイヤが示される。次世代の無線通信システムでは、これらの様々な環境下における通信がサポートされるべきである。また、QoSには、データレート、所要の誤り率、遅延等が含まれる。また、データレートは、ユーザスループットと呼ばれてもよい。
　また、次世代の無線通信システムには、ネットワークコストの低減が要求される。例えば、伝送容量の大容量化、広いカバレッジエリアを実現することにより達成される。
　また、次世代の無線通信システムには、3G(3rd　Generation)システムとの互換性をもつことが望ましい。例えば、E-UTRAのフルサポート、W-CDMAやE-UTRAなどの既存の3Gシステムとのハンドオーバを実現できることが望ましい。
　上述した要求条件のうち、E-UTRAが適用されるシステムよりも、ユーザスループットをさらに高速にする観点からは、上りリンクにおいては、E-UTRAで適用されるシングルキャリア方式よりも、マルチキャリア方式の方が好ましい。例えば、高速伝送を実現するためにシングルユーザMIMO(Multiple　Input　Multiple　Output)を適用する場合には、マルチパス干渉への耐性に優れたOFDMベースのマルチキャリア方式の方が優れるためである。
　一方、広いカバレッジエリアを実現する観点からは、PAPRを低減することができるシングルキャリア方式の方が好ましい。また、E-UTRAをフルサポートする要求条件を満足させる観点からは、シングルキャリア方式の方が好ましい。
　そこで、本発明は、上述した課題に鑑み、その目的は、環境に応じて、カバレッジエリア及びデータレートを制御することができるユーザ装置及び基地局装置並びに通信制御方法を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本ユーザ装置は、
　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置であって、
　無線アクセス方式を設定する無線アクセス方式設定部と、
　該無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がシングルキャリア方式である場合に、変調後のシンボル系列を離散フーリエ変換する離散フーリエ変換部と、
　前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がマルチキャリア方式である場合に、変調後のシンボル系列を直並列変換する直並列変換部と、
　前記離散フーリエ変換部により離散フーリエ変換された変調後のシンボル系列又は、前記直並列変換部により直並列変換された変調後のシンボル系列に対して無線リソースを割り当て、周波数領域の信号を生成する周波数領域信号生成部と、
　該周波数領域信号生成部により生成した周波数領域の信号に対して波形整形を行う波形整形フィルタと、
　該波形整形フィルタにより波形整形された周波数領域の信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、送信信号を生成する送信信号生成部と、
　該送信信号生成部により生成された送信信号を無線送信する送信部と
　を有する。
　本基地局装置は、
　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置と通信を行う基地局装置であって、
　ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定する無線アクセス方式設定部と、
　該無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式に従って、前記ユーザ装置が波形整形を行うための波形整形条件を設定する波形整形条件設定部と、
　前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式及び前記波形整形条件設定部により設定された波形整形条件を示す情報を無線により通知する通知部と
　を有する。
　本通信制御方法は、
　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置と、該ユーザ装置と無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、
　基地局装置が、ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定するステップと、
　前記基地局装置が、前記無線アクセス方式を設定するステップにより設定された無線アクセス方式に従って、前記ユーザ装置が波形整形を行うための波形整形条件を設定するステップと、
　前記基地局装置が、前記無線アクセス方式を設定するステップにより設定された無線アクセス方式及び前記波形整形条件を設定するステップにより設定された波形整形条件を示す情報を無線により通知するステップと、
　前記ユーザ装置が、前記基地局装置により通知された無線アクセス方式に従って、無線アクセス方式を設定するステップと、
　前記ユーザ装置が、前記無線アクセス方式を設定するステップにより設定した無線アクセス方式に応じて、変調後のシンボル系列の離散フーリエ変換又は変調後のシンボル系列の直並列変換を行う変換ステップと、
　前記ユーザ装置が、前記変換ステップにより離散フーリエ変換された変調後のシンボル系列又は、前記直並列変換された変調後のシンボル系列に対して無線リソースを割り当て、周波数領域の信号を生成するステップと、
　前記ユーザ装置が、前記基地局装置により通知された波形整形条件を示す情報に従って、前記周波数領域の信号を生成するステップにより生成した周波数領域の信号に対して波形整形を行うステップと、
　前記ユーザ装置が、前記波形整形を行うステップにより波形整形が行われた周波数領域の信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、送信信号を生成するステップと、
　前記ユーザ装置が、前記送信信号を生成するステップにより生成した送信信号を無線送信するステップと
　を有する。
　開示のユーザ装置及び基地局装置並びに通信制御方法によれば、環境に応じて、カバレッジエリア及びデータレートを制御することができる。
シングルキャリア－ＦＤＭＡを示す説明図である。 上りリンクに対する要求条件を示す説明図である。 一実施例に係る無線通信システムを示す説明図である。 アクセス方式の適応制御の一例を示す説明図である。 一実施例に係るユーザ装置を示す部分ブロック図である。 一実施例に係る基地局装置を示す部分ブロック図である。 一実施例に係る通信制御方法を示すフロー図である。
符号の説明
５０　セル
１００１、１００２、１００３、・・・、１００ｎ　ユーザ装置
１０２　送信データ生成部
１０４　チャネル符号化部
１０６　データ変調部
１０８　無線アクセス方式切替部
１１０　直並列変換部
１１２　DFT-Spread　OFDM処理部
１１４　離散フーリエ変換部(DFT)
１１６　サブキャリアマッピング部
１１８　波形整形フィルタ
１２０　逆高速フーリエ変換部
１２２　CP付与部
１２４　多重部
１２６　復調部
１２８　復号部
２００　基地局装置
２０２　スケジューラ
２０４　上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４
２０６　OFDM信号生成部
２０８　同期検出・チャネル推定部
２１０　CP除去部
２１２　高速フーリエ変換部
２１４　サブキャリアデマッピング部
２１６　無線アクセス方式切替部
２１８　周波数領域等化部
２２０　逆離散フーリエ変換部
２２２　チャネル等化部
２２４　並直列変換部
２２６　無線アクセス方式切替部
２２８　データ復調部
２３０　データ復号部
３００　上位局
４００　コアネットワーク
　以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
（第１の実施例）
　本実施例に係るユーザ装置及び基地局装置を有する無線通信システムについて、図３を参照して説明する。
　無線通信システム１０００は、例えばEvolved　UTRA　and　UTRAN（別名:　Long　Term　Evolution，或いは，Super　３Gが包含されるシステムである。この無線通信システムは、IMT-Advancedと呼ばれてもよいし、4Gと呼ばれてもよい。
　無線通信システム１０００は、基地局装置(eNB:　eNodeB)２００と、基地局装置２００と通信する複数のユーザ装置(UE:　User　Equipment)１００ｎ（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを備える。eNB及びUEは、次世代の無線通信システムの通信方式の議論に応じて異なる名称となる場合がある。その場合には、その名称で呼ばれてもよい。基地局装置２００は上位局と接続され、上位局はコアネットワーク４００と接続される。例えば、上位局には、アクセスゲートウェイ装置３００が含まれるようにしてもよい。アクセスゲートウェイ装置３００は、モビリティマネジメントエンティティ／サービングゲートウェイ(MME/SGW:　Mobility　Management　Entity/Serving　Gateway)と呼ばれることもある。また、上位局は、次世代の無線通信システムの通信方式の議論に応じて、適宜変更される場合がある。この場合には、その上位局と接続される。
　各ユーザ装置（１００１、１００２、１００３、・・・１００ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限りユーザ装置１００ｎとして説明を進める。
　無線通信システム１０００、例えば、Evolved　UTRANでは、下りリンクについてはOFDMA（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはSC-FDMA（シングルキャリア－周波数分割多元接続）が含まれる。上述したように、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、周波数帯域をユーザ装置毎に分割し、複数のユーザ装置が互いに異なる周波数帯域を用いることで、ユーザ装置間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。このようにすることにより、本無線通信システムでは、E-UTRAのフルサポートを実現できる。
　ここで、Evolved　UTRA　and　UTRANにおける通信チャネルについて説明する。これらの通信チャネルは、本実施例に係る無線通信システムに適用するようにしてもよい。
　下りリンクについては、各ユーザ装置１００ｎで共有される物理下りリンク共有チャネル(PDSCH:　Physical　Downlink　Shared　Channel)と、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:　Physical　Downlink　Control　Channel)とが用いられる。物理下りリンク制御チャネルは下りリンクL1/L2制御チャネルとも呼ばれる。上記物理下りリンク共有チャネルにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。
　上りリンクについては、各ユーザ装置１００ｎで共有して使用される物理上りリンク共有チャネル（PUSCH:　Physical　Uplink　Shared　Channel）と、物理上りリンク制御チャネルとが用いられる。上記物理上りリンク共有チャネルにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。また、物理上りリンク制御チャネルにより、下りリンクにおける共有物理チャネルのスケジューリング処理や適応変復調及び符号化（AMC:　Adaptive　Modulation　and　Coding）に用いるための下りリンクの品質情報(CQI:　Channel　Quality　Indicator)、及び、物理下りリンク共有チャネルの送達確認情報（Acknowledgement　Information）が伝送される。送達確認情報の内容は、送信信号が適切に受信されたことを示す肯定応答(ACK:　Acknowledgement)又はそれが適切に受信されなかったことを示す否定応答(NACK:　Negative　Acknowledgement)の何れかで表現される。
　物理上りリンク制御チャネルでは、CQIや送達確認情報に加えて、上りリンクの共有チャネルのリソース割り当てを要求するスケジューリング要求(Scheduling　Request)や、パーシステントスケジューリング（Persistent　Scheduling）におけるリリース要求(Release　Request)等が送信されてもよい。ここで、上りリンクの共有チャネルのリソース割り当てとは、あるサブフレームの物理下りリンク制御チャネルを用いて、後続のサブフレームにおいて上りリンクの共有チャネルを用いて通信を行ってよいことを基地局装置２００がユーザ装置１００ｎに通知することを意味する。
　本実施例に係る無線通信システムでは、ユーザ装置１００ｎは、複数の無線アクセス方式が適用される。例えば、無線アクセス方式には、シングルキャリア方式とマルチキャリア方式とが含まれる。この場合、ユーザ装置１００ｎは、シングルキャリア方式又はマルチキャリア方式で、データ伝送を行うことができる。
　図４に示すように、マルチキャリア方式と比較して、シングルキャリア方式は低PAPRの特性を有する。シングルキャリア方式が低PAPRの特性を有するため、シングルキャリア方式は広いカバレッジエリア環境への適用に適する。一方、マルチキャリア方式は、MIMOの適用において利点があるため、高速データレートが要求される環境への適用に適する。また、マルチキャリア方式は、マルチパス干渉への耐性に優れる。
　また、ユーザ装置１００ｎは、ロールオフ率を制御する。ロールオフ率とは、波形整形フィルタの特性を示す値であり、波形整形の度合いを意味する。ロールオフ率が大きいほどPAPRの大きな低減が可能である。しかし、波形整形によりデータ伝送に用いることができるサブキャリア数が減少する。このため、周波数利用効率は低下し、ピークデータレート（最大伝送速度）は低くなる。従って、PAPRの低減と周波数利用効率の増大との間にはトレードオフの関係がある。本実施例では、PAPRと周波数利用効率とを制御するために、ロールオフ率を用いる。ロールオフ率を用いることにより、カバレッジエリアとデータレートとを制御できる。
　本実施例に係るユーザ装置１００ｎは、在圏するエリアをカバーする基地局装置２００がサポートする環境に応じて、無線アクセス方式及びロールオフ率が適応制御される。基地局装置２００がサポートする環境に応じて、無線アクセス方式及びロールオフ率を適応制御することにより、カバレッジエリア及びピークデータレートを最適に制御できる。例えば、ロールオフ率は、後述するが、割り当てられた帯域幅言い換えればリソースブロックの数、チャネル符号化率、変調方式に基づいて、制御されてもよい。
　次に、本実施例に係るユーザ装置１００ｎについて、図５を参照して説明する。
　本実施例に係るユーザ装置１００ｎは、送信データ生成部１０２と、チャネル符号化部１０４と、データ変調部１０６と、無線アクセス方式切替部１０８と、直並列変換部(S/P)１１０と、DFT-Spread　OFDM処理部１１２と、CP(cyclic　Prefix)付与部１２２と、多重部１２４と、復調部１２６と、復号部１２８とを有する。また、DFT-Spread　OFDM処理部１１２は、離散フーリエ変換部（DFT:　Discrete　Fourier　Transform）１１４と、サブキャリアマッピング部１１６と、波形整形フィルタ１１８と、逆高速フーリエ変換部（IFFT）１２０とを有する。
　基地局装置２００により送信された下りリンクの信号は、復調部１２６に入力される。復調部１２６は、入力されたOFDMA信号を復調する。そして、復調部１２６は、復調されたOFDMA信号を復号部１２８に入力する。
　復号部１２８は、復調部１２６と接続され、該復調部１２６により入力されたOFDMA信号を復号する。該OFDMA信号は、報知チャネルで伝送される信号であってもよいし、下りリンク制御チャネルにより送信される信号であってもよい。該OFDMA信号には、無線アクセス方式切替え信号と、ロールオフ率と、リソースブロック番号と、伝送フォーマットとが含まれるようにしてもよい。ここで、伝送フォーマットには、符号化率と、変調方式とが含まれるようにしてもよい。復号部１２８は、送信データ生成部１０２、チャネル符号化部１０４及びデータ変調部１０６に、伝送フォーマットを入力する。また、復号部１２８は、無線アクセス方式切替え信号を無線アクセス方式切替部１０８に入力する。また、復号部１２８は、リソースブロック番号をサブキャリアマッピング部１１６に入力する。また、復号部１２８は、ロールオフ率を波形整形フィルタ１１８に入力する。
　送信データ生成部１０２は、上りリンクで送信するデータを生成する。送信データ生成部１０２は、生成した上りリンクで送信するデータをチャネル符号化部１０４に入力する。
　チャネル符号化部１０４は、送信データ生成部１０２と接続され、該送信データ生成部１０２により入力された送信データを、復号部１２８により入力された伝送フォーマットに基づいてチャネル符号化処理を行う。チャネル符号化部１０４は、チャネル符号化処理が行われた送信データを、データ変調部１０６に入力する。例えば、チャネル符号化部１０４は、伝送フォーマットに含まれる符号化率により、チャネル符号化処理を行う。
　データ変調部１０６は、チャネル符号化部１０４と接続され、該チャネル符号化部１０４により入力されたチャネル符号化処理が行われた送信データを、復号部１２８により入力された伝送フォーマットに基づいて変調する。データ変調部１０６は、変調したチャネル符号化処理が行われた送信データを、無線アクセス方式切替部１０８に入力する。例えば、データ変調部１０６は、伝送フォーマットに含まれる変調方式により、データ変調を行う。
　無線アクセス方式切替部１０８は、データ変調部１０６と接続され、該データ変調部１０６により入力された変調されたチャネル符号化処理が行われた送信データを、復号部１２８により入力された無線アクセス方式切替え信号に基づいて、シングルキャリア方式により送信するシングルキャリアモード又はマルチキャリア方式により送信するマルチキャリアモードに切り替える。無線アクセス方式切替部１０８は、無線アクセス方式切替え信号にシングルキャリア方式を示す情報が含まれる場合にはシングルキャリア方式に設定し、無線アクセス方式切替え信号にマルチキャリア方式を示す情報が含まれる場合にはマルチキャリア方式に設定する。無線アクセス方式切替部１０８は、無線アクセス方式切替え信号にシングルキャリア方式を示す情報が含まれる場合には、入力された変調された送信データを離散フーリエ変換部１１４に入力する。また、無線アクセス方式切替部１０８は、無線アクセス方式切替信号にマルチキャリア方式を示す情報が含まれる場合には、入力された変調されたチャネル符号化処理が行われた送信データを直並列変換部(S/P)１１０に入力する。
　離散フーリエ変換部１１４は、無線アクセス方式切替部１０８と接続され、該無線アクセス方式切替部１０８により入力された送信データの系列をＱシンボル毎にブロック化して高速フーリエ変換を行うことにより、周波数領域に変換する。そして、離散フーリエ変換部１１４は、周波数領域において得られたＱ個のシングルキャリアの信号をサブキャリアマッピング部１１６に入力する。
　直並列変換部(S/P)１１０は、無線アクセス方式切替部１０８と接続され、該無線アクセス方式切替部１０８により入力された送信データの系列を並列的な複数の信号系列に変換する。そして、直並列変換部１１０は、並列的な複数の信号系列を、サブキャリアマッピング部１１６に入力する。
　サブキャリアマッピング部１１６は、離散フーリエ変換部１１４及び直並列変換部１１０と接続され、離散フーリエ変換部１１４により入力されたシングルキャリアの信号又は直並列変換部１１０により入力された並列的な複数の信号系列に変換された各信号を、復号部１２８により入力されたリソースブロック番号に基づいて各サブキャリアに割り当て、周波数領域の信号を生成する。例えば、サブキャリアマッピング部１１６は、シングルキャリアの信号をリソースブロック番号に該当するサブキャリアに割り当てる。また、例えば、サブキャリアマッピング部１１６は、並列的な複数の信号系列に変換された各信号を、リソースブロック番号に該当するサブキャリアに割り当てる。例えば、割り当てられるサブキャリアは、飛び飛びのサブキャリアであってもよいし、連続したサブキャリアであってもよい。サブキャリアマッピング部１１６は、サブキャリアにマッピングされた信号を、波形整形フィルタ１１８に入力する。
　波形整形フィルタ１１８は、サブキャリアマッピング部１１６と接続され、復号部１２８により入力されたロールオフ率に基づいて、離散フーリエ変換部１１４又は直並列変換部１１０により入力された信号の波形整形を行う。そして、波形整形フィルタ１１８は、波形整形された信号をIFFT１２０に入力する。
　IFFT１２０は、波形整形フィルタ１１８と接続され、該波形整形フィルタ１１８により入力された信号を逆高速フーリエ変換し、ＯＦＤＭ方式の変調を行う。OFDM方式の変調が行われた信号は、CP付与部１２２に入力される。
　CP付与部１２２は、IFFT１２０と接続され、該IFFT１２０により入力されたOFDM方式の変調が行われた信号にサイクリックプリフィックスを付加し、ＯＦＤＭ方式におけるシンボル（OFDMシンボル）を作成する。CP付与部１２２は、作成したOFDM方式におけるシンボルを多重部１２４に入力する。
　多重部１２４は、CP付与部１２２と接続され、該CP付与部１２２により入力されたOFDMシンボルとパイロット信号とを多重する。多重された信号は、送信無線機に入力される、送信無線機は、OFDMシンボルとパイロット信号とが多重された信号を送信する。
　次に、本実施例に係る基地局装置２００について、図６を参照して説明する。
　本実施例に係る基地局装置２００は、スケジューラ２０２と、上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４と、OFDM信号生成部２０６と、同期検出・チャネル推定部２０８と、CP除去部２１０と、高速フーリエ変換部２１２と、サブキャリアデマッピング部２１４と、無線アクセス方式切替部２１６と、周波数領域等化部２１８と、逆離散フーリエ変換部(IDFT:　inverse　discrete　Fourier　transform)２２０と、チャネル等化部２２２と、並直列変換部（P/S）２２４と、無線アクセス方式切替部２２６と、データ復調部２２８と、データ復号部２３０とを有する。
　ユーザ装置１００ｎは、上りリンクで送信するデータが生じた場合に、該データを送信するための無線リソースの割り当ての要求信号を基地局装置２００に送信する。この要求信号は、スケジューリングリクエストであってもよい。例えば、この要求信号には、送信するデータに要求されるQoSが含まれるようにしてもよい。例えばQoSには、データレートが含まれるようにしてもよい。また、このQoSには、所要誤り率が含まれるようにしてもよい。また、このQoSには、遅延に関して要求される情報が含まれるようにしてもよい。ユーザ装置１００ｎにより送信された無線リソースの割り当ての要求信号に含まれるQoSは、スケジューラ２０２に入力される。
　基地局装置２００は、ユーザ装置１００ｎにより送信されたパイロット信号に基づいて、上りリンクのチャネル品質（受信品質）を測定する。該上りリンクのチャネル品質情報は、スケジューラ２０２に入力される。また、基地局装置２００は、パスロスを測定する。このパスロスは、スケジューラ２０２に入力される。
　スケジューラ２０２は、入力されたQoSと、上りリンクのチャネル品質と、パスロスとに基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置と、該ユーザ装置に割り当てるリソースブロックとを決定する。リソースユニット（リソースユニットとも呼ばれる）は、時間軸と周波数軸により表される。リソースユニットは、NRB ULNsc RBサブキャリアとNsymb ULSC-FDMAシンボルによるリソースグリッドにより表される。NRB ULは、複数のNsc RBにより表される上りリンクの帯域幅である。6≦NRB UL≦110を満たす。Nsc RBは、複数のサブキャリアとして表される周波数領域のリソースブロックサイズである。Nsymb ULは、上りリンクスロットに含まれるSC-FDMAシンボルの数である。例えば、時間領域の分解能は1msであり、周波数領域の分解能は180kHzである。
　また、スケジューラ２０２は、無線リソースを割り当てるユーザ装置が使用する無線アクセス方式を決定する。例えば、スケジューラ２０２は、無線リソースを割り当てるユーザ装置に対して、上りリンクの信号を、シングルキャリア方式により送信させるかマルチキャリア方式により送信させるかを決定する。
　また、スケジューラ２０２は、無線リソースを割り当てるユーザに対して、ユーザ装置に適用させるロールオフ率を決定する。このロールオフ率は、１つの値であってもよいし、複数の値をとるようにしてもよい。例えば、スケジューラ２０２は、在圏するユーザ装置の位置に基づいて、異なるロールオフ率を決定するようにしてもよい。
　（無線アクセス方式決定方法（その１））
　例えば、スケジューラ２０２は、当該基地局装置２００におけるサイト間距離に基づいて、在圏するユーザ装置１００ｎに対して、上りリンクのデータをシングルキャリア方式により送信させるかマルチキャリア方式により送信させるかを決定する。言い換えれば、スケジューラ２０２は、当該基地局装置の近傍に位置する他の基地局装置との間の距離に基づいて、在圏するユーザ装置１００ｎに使用させる無線アクセス方式を決定する。具体的には、サイト間距離が所定の距離未満である場合には、マルチキャリア方式により送信させると決定する。サイト間距離が所定の距離未満である場合にマルチキャリア方式により送信させると決定することにより、ピークデータレートを向上させることができる。また、サイト間距離が所定の距離以上である場合には、シングルキャリア方式により送信させると決定する。サイト間距離が所定の距離以上である場合にシングルキャリア方式により送信させると決定することにより、カバレッジを確保することができる。ここで、所定の距離は、PAPRと、データレートとに基づいて決定されてもよい。
　スケジューラ２０２は、マルチキャリア方式により送信させると決定した場合には、ロールオフ率をゼロとするようにしてもよい。マルチキャリア方式により送信させると決定した場合にロールオフ率をゼロとすることにより、高速伝送を実現できる。一方、シングルキャリア方式により送信させると決定した場合には、スケジューラ２０２は、当該基地局装置２００のカバーするセルの半径に応じて、ロールオフ率を決定するようにしてもよい。例えば、セル半径が大きくなるに従って、ロールオフ率を大きくするようにしてもよい。セル半径が大きくなるに従ってロールオフ率を大きくすることにより、PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできる。PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできるため、セル端に位置するユーザ装置から送信される上りリンクの信号の受信品質を向上させることができる。
　（無線アクセス方式決定方法（その２））
　また、例えば、スケジューラ２０２は、当該基地局装置２００のセルの構成に基づいて、在圏するユーザ装置１００ｎに対して、上りリンクのデータをシングルキャリア方式により送信させるかマルチキャリア方式により送信させるかを決定するようにしてもよい。具体的には、セル構成が屋内セル又はホットスポットセルである場合には、マルチキャリア方式により送信させると決定する。セル半径が小さいので、カバレッジエリアよりも、ピークデータレートの方を優先させるためである。また、セル構成がマクロセル又はマイクロセルである場合には、シングルキャリア方式により送信させると決定する。屋内セル又はホットスポットセルと比べて、カバレッジエリアを確保する必要があるためである。
　スケジューラ２０２は、マルチキャリア方式により送信させると決定した場合には、ロールオフ率をゼロとするようにしてもよい。マルチキャリア方式により送信させると決定した場合にロールオフ率をゼロとすることにより、高速伝送を実現できる。一方、シングルキャリア方式により送信させると決定した場合には、スケジューラ２０２は、当該基地局装置２００のカバーするセルの半径に応じて、ロールオフ率を決定するようにしてもよい。例えば、セル半径が大きくなるに従って、ロールオフ率を大きくするようにしてもよい。セル半径が大きくなるに従ってロールオフ率を大きくすることにより、PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできる。PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできるため、セル端に位置するユーザ装置から送信される上りリンクの信号の受信品質を向上させることができる。
　（無線アクセス方式決定方法（その３））
　また、例えば、スケジューラ２０２は、物理チャネルの種類に応じて、シングルキャリア方式により送信させるかマルチキャリア方式により送信させるかを決定するようにしてもよい。具体的には、データチャネルは、マルチキャリア方式により送信させると決定する。データチャネルをマルチキャリア方式により送信させることにより、高速伝送を実現できる。また、制御チャネルは、シングルキャリア方式により送信させると決定する。制御チャネルをシングルキャリア方式により送信させることにより、基地局装置２００は、ユーザ装置１００ｎにより送信される制御チャネルの受信誤りを低減できる。
　スケジューラ２０２は、マルチキャリア方式により送信させると決定した場合には、ロールオフ率をゼロとするようにしてもよい。このようにすることにより、マルチキャリア方式において高速伝送を実現できる。一方、シングルキャリア方式により送信させると決定した場合には、スケジューラ２０２は、当該基地局装置２００のカバーするセルの半径に応じて、ロールオフ率を決定するようにしてもよい。例えば、セル半径が大きくなるに従って、ロールオフ率を大きくするようにしてもよい。セル半径が大きくなるに従ってロールオフ率を大きくすることにより、PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできる。このため、セル端に位置するユーザ装置から送信される上りリンクの信号の受信品質を向上させることができる。
　スケジューラ２０２は、決定した無線アクセス方式に設定し、該無線アクセス方式、ロールオフ率、該ユーザに割り当てるリソースブロック、MCSセットを、上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４に入力する。また、スケジューラ２０２は、該ユーザに割り当てるリソースブロックを示す情報をサブキャリアデマッピング部２１４に入力する。例えば、リソースブロックを示す情報には、リソースブロック番号が含まれるようにしてもよい。また、設定した無線アクセス方式が含まれる無線アクセス方式切替え信号を、無線アクセス方式切替部２１６及び２２６に入力する。また、スケジューラ２０２は、ロールオフ率をサブキャリアデマッピング部２１４に入力する。また、スケジューラ２０２は、MCSセットをデータ復調部２２８及びデータ復号部２３０に入力する。
　上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４は、スケジューラ２０２と接続され、該スケジューラ２０２により入力された情報に基づいて、無線アクセス方式切替え信号、ロールオフ率、リソースブロック番号、伝送フォーマットが含まれる情報信号を生成する。そして、上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４は、生成した情報信号を、OFDM信号生成部２０６に入力する。
　OFDM信号生成部２０６は、上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４と接続され、該上り無線アクセス方式、リソースブロック割り当て情報信号生成部２０４により入力された情報信号からOFDM信号を生成し、送信無線機に入力する。送信無線機は、OFDM信号を送信する。例えば、制御情報は報知チャネルによりセル内の全ユーザに通知されるようにしてもよい。
　ユーザ装置１００ｎにより送信された上りリンクの信号は、基地局装置２００に受信される。基地局装置２００は、上りリンクの信号に含まれるパイロット信号を同期検出・チャネル推定部２０８に入力する。
　同期検出・チャネル推定部２０８は、入力されたパイロット信号の同期検出を行い、受信タイミングを推定し、該推定した受信タイミングをCP除去部２１０に入力する。また、同期検出・チャネル推定部２０８は、入力されたパイロット信号に基づいて、チャネル推定を行い、チャネル推定の結果を周波数領域等化部２１８及びチャネル等化部２２２に入力する。
　CP除去部２１０は、同期検出・チャネル推定部２０８と接続され、該同期検出・チャネル推定部２０８により入力された受信タイミングに基づいて、受信信号からCPを除去する。そして、CP除去部２１０は、CPが除去された受信信号をFFT２１２に入力する。
　FFT２１２は、CP除去部２１０と接続され、該CP除去部２１０により入力されたCPが除去された受信信号に対して、フーリエ変換を行い、時系列の情報を周波数領域の情報に変換する。FFT２１２は、該周波数領域の情報をサブキャリアデマッピング２１４に入力する。
　サブキャリアデマッピング２１４は、スケジューラ２０２により入力されたリソースブロック番号に基づいて、周波数領域でのデマッピングを行う。デマッピング処理は個々のユーザ装置で行われた周波数領域でのマッピングに対応して行われる。また、サブキャリアデマッピング２１４は、スケジューラ２０２により入力されたロールオフ率に基づいて、デマッピングを行う。サブキャリアデマッピング２１４は、デマッピング処理が行われた周波数領域の信号を無線アクセス方式切替部２１６に入力する。
　無線アクセス方式切替部２１６は、スケジューラ２０２により入力された無線アクセス方式切替え信号に基づいて、該無線アクセス方式切替え信号がシングルキャリア方式を示す信号である場合には、サブキャリアデマッピング２１４により入力されたデマッピング処理が行われた周波数領域の信号を周波数領域等化部２１８に入力する。また、無線アクセス方式切替部２１６は、スケジューラ２０２により入力された無線アクセス方式切替え信号に基づいて、該無線アクセス方式切替え信号がマルチキャリア方式を示す信号である場合には、サブキャリアデマッピング２１４により入力されたデマッピング処理が行われた周波数領域の信号をチャネル等化部２２２に入力する。
　周波数領域等化部２１８は、同期検出・チャネル推定部２０８により入力されたチャネル推定値に基づいて、デマッピング処理が行われた周波数領域の信号に対して、周波数領域における等化処理を行う。そして、周波数領域等化部２１８は、等化処理が行われた信号をIDFT２２０に入力する。
　IDFT２２０は、周波数領域等化部２１８と接続され、該周波数領域等化部２１８により等化処理が行われた信号に対して逆離散フーリエ変換を行う。そして、逆離散フーリエ変換が行われた信号を無線アクセス方式切替部２２６に入力する。
　チャネル等化部２２２は、同期検出・チャネル推定部２０８により入力されたチャネル推定値に基づいて、デマッピング処理が行われた周波数領域の信号に対して、チャネル等化処理を行う。そして、チャネル等化部２２２は、チャネル等化処理が行われた信号をP/S２２４に入力する。
　P/S２２４は、チャネル等化部２２２と接続され、該チャネル等化部２２２によりチャネル等化処理が行われた信号に対して、並直列変換処理を行う。そして、P/S２２４は、並直列変換が行われた信号を無線アクセス方式切替部２２６に入力する。
　無線アクセス方式切替部２２６は、IDFT２２０及びP/S２２４と接続され、IDFT２２０により入力された逆離散フーリエ変換が行われた信号又はP/S２２４により入力された並直列変換が行われた信号をデータ復調部２２８に入力する。
　データ復調部２２８は、無線アクセス方式切替部２２６と接続され、スケジューラ２０２により入力された伝送フォーマットに基づいて、無線アクセス方式切替部２２６により入力された逆離散フーリエ変換が行われた信号又は並直列変換が行われた信号の復調を行う。そして、データ復調部２２８は、復調が行われた信号をデータ復号部２３０に入力する。
　データ復号部２３０は、データ復調部２２８と接続され、スケジューラ２０２により入力された伝送フォーマットに基づいて、データ復調部２２８により入力された復調が行われた信号を復号する。その結果、送信データが得られる。
　本実施例に係る通信制御方法について、図７を参照して説明する。
　ユーザ装置１００ｎは、基地局装置２００に対して、無線リソースの割り当て要求を行う（ステップＳ７０２）。例えば、ユーザ装置１００ｎは、上りリンクの信号が生じた場合に、該上りリンクの信号を送信するために、基地局装置２００に対して、無線リソースの割り当て要求を行う。
　基地局装置２００は、ユーザ装置１００ｎにより送信された無線リソースの割り当て要求に基づいてスケジューリングを行う。そして、基地局装置２００は、該ユーザ装置１００ｎに無線リソースを割り当てると決定した場合、該ユーザ装置１００ｎに割り当てるリソースブロック、伝送フォーマットを決定する。
　また、基地局装置２００は、該ユーザ装置１００ｎに適用する無線アクセス方式を決定する（ステップＳ７０４）。例えば、スケジューラ２０２は、該ユーザ装置１００ｎが送信する上りリンクのデータに要求されるQoS、上りリンクのチャネルの品質情報、パスロスなどに基づいてスケジューリングを行う。そして、スケジューラ２０２は、上述した無線アクセス方式決定方法のいずれかにより、該ユーザ装置１００ｎに適用する無線アクセス方式を決定する。また、スケジューラ２０２は、上述した無線アクセス方式決定方法のいずれかに示される方法により、ロールオフ率を決定する。
　基地局装置２００は、無線アクセス方式切替え信号を送信する（ステップＳ７０６）。例えば、基地局装置２００は、報知チャネルにより、無線アクセス方式切換え信号を送信するようにしてもよい。この無線アクセス方式切換え信号に、ユーザ装置１００ｎに適用する無線アクセス方式の情報が含まれる。
　ユーザ装置１００ｎは、基地局装置２００により送信された無線アクセス方式切換え信号に基づいて、該無線アクセス方式切換え信号に含まれる無線アクセス方式に切り替える（ステップＳ７０８）。例えば、無線アクセス切換部１０８は、入力された無線アクセス方式切換え信号に含まれる無線アクセス方式に切り替える。
　ユーザ装置１００ｎは、無線アクセス方式切換え信号に含まれる無線アクセス方式に従って、上りリンクの信号を送信する（ステップＳ７１０）。
　基地局装置２００は、ステップＳ７０４により決定された無線アクセス方式に従って、ユーザ装置１００ｎにより送信された上りリンクの信号の受信処理を行う（ステップＳ７１２）。
　上述した実施例において、ユーザ装置１００ｎにマルチキャリア方式により上りリンクの信号を送信させるように決定した場合には、システム上でロールオフ率がゼロであると規定するようにしてもよい。マルチキャリア方式により上りリンクの信号を送信させるように決定した場合にシステム上でロールオフ率がゼロであると規定することにより、基地局装置は、ユーザ装置にマルチキャリア方式により上りリンクの信号を送信させるように決定した場合には、ロールオフ率を通知する必要がない。ロールオフ率を通知する必要がないため、伝送する情報量を低減できる。
　本実施例によれば、上りリンクにおいて、サポートすべき環境に応じて、無線アクセス方式を切り替えることができる。例えば、サポートすべき環境には、セル構成が含まれる。また、マルチキャリア方式を適用するようにした場合でも、シングルキャリア方式の送信機にS/Pを追加することで実現できる。
　また。無線アクセス方式及び波形整形フィルタのロールオフ率を、サポートすべき環境に応じて適応的に制御することができる。このため、PAPR及びピークデータレートを最適化できる。
（第２の実施例）
　本実施例に係るユーザ装置及び基地局装置を有する無線通信システムは、図３－図６を参照して説明したユーザ装置及び基地局装置と同様である。
　本実施例に係る無線通信システムでは、基地局装置２００は、在圏するユーザ装置に対して、個別に無線アクセス方式を決定する。
　スケジューラ２０２は、QoS、チャネル品質などの情報に応じて，ユーザ装置毎に固有の制御を行う。ここで、QoSには、伝送すべきデータのデータレート、所要の誤り率、遅延に関して要求される情報が含まれるようにしてもよい。また、チャネル品質には、CQI( Channel　Quality　Indicator)、パスロスが含まれるようにしてもよい。
　また、例えば、スケジューラ２０２は、割り当てるリソースブロック(RB:　Resource　Block)の数に応じて、シングルキャリア方式により送信させるかマルチキャリア方式により送信させるかを決定するようにしてもよい。具体的には、当該ユーザ装置１００ｎに割り当てるリソースブロックの数が所定の数以上である場合には、マルチキャリア方式により送信させると決定する。ピークデータレートの方を優先するためである。また、当該ユーザに割り当てられるリソースブロックの数が所定の数未満である場合には、シングルキャリア方式により送信させると決定する。
　スケジューラ２０２は、マルチキャリア方式により送信させると決定した場合には、ロールオフ率をゼロとするようにしてもよい。マルチキャリア方式により送信させると決定した場合にロールオフ率をゼロとすることにより、マルチキャリア方式において高速伝送を実現できる。一方、シングルキャリア方式により送信させると決定した場合には、スケジューラ２０２は、当該ユーザ装置１００ｎに割り当てるリソースブロックの数に応じて、ロールオフ率を決定するようにしてもよい。例えば、当該ユーザ装置１００ｎに割り当てるリソースブロックの数が多くなるに従って、ロールオフ率を大きくするようにしてもよい。割り当てるリソースブロックの数が多くなるに従ってロールオフ率を大きくすることにより、PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできる。PAPRを低減でき、カバレッジエリアを広くできるため、セル端に位置するユーザ装置から送信される上りリンクの信号の受信品質を向上させることができる。
　また、スケジューラ２０２は、無線リソースを割り当てるユーザ装置に適用する変調方式・チャネル符号化率(MCS:　Modulation　and　channel　Coding　scheme)セットを決定する。無線リソースを割り当てるユーザ装置に適用するMCSセットを決定する場合、該MCSセットとロールオフ率とを関連付けるようにしてもよい。例えば、決定されたMCSが伝送効率の高い変調方式・チャネル符号化率である高効率MSCである場合には、ロールオフ率を小さい値にする。また、決定されたMCSが伝送効率の低い変調方式・チャネル符号化率である低効率MCSである場合には、ロールオフ率を大きい値にする。リソースブロック数及びMCSは、RB数が大きい程、また選択されたMCSが伝送効率の高い変調方式・チャネル符号化率である程、該ユーザ装置１００ｎは基地局装置２００に近い位置に在圏すると想定される。ユーザ装置１００ｎが基地局装置２００に近い位置に在圏すると想定されるため、カバレッジエリアよりも、ピークデータレートを優先する。一方、RB数及びMCSは、RB数が小さい程、また、選択されたMCSが伝送効率の低い変調方式・チャネル符号化率である程、該ユーザ装置１００ｎはセル端側に位置すると想定される。ユーザ装置１００ｎがセル端側に位置すると想定されるため、ピークデータレートよりも、カバレッジエリアを優先する。
　また、例えば、スケジューラ２０２は、伝送データのデータレートに応じて、シングルキャリア方式により送信させるかマルチキャリア方式により送信させるかを決定するようにしてもよい。具体的には、スケジューラ２０２は、パスロスに基づいて、基地局装置近傍に位置するユーザに対しては、高速データレートを実現できるマルチキャリア方式を適用すると決定する。また、送信可能な電力などの情報に基づいて、基地局装置近傍に位置するユーザに対しては、高速データレートを実現できるマルチキャリア方式を適用すると決定するようにしてもよい。また、セル端のユーザに対しては，シングルキャリア方式を適用すると決定する。さらに、シングルキャリア方式を適用するユーザに対して、ロールオフ率を大きくする制御を行うことにより、カバレッジエリアの増大を実現するようにしてもよい。
　本実施例では、無線アクセス方式切替え信号は、物理下りリンク制御チャネルによりユーザ毎に通知されるようにしてもよい。例えば、物理下りリンク制御チャネルには、L1/L2制御チャネルが含まれるようにしてもよい。
　また、上述した第１の実施例と組み合わせるようにしてもよい。例えば、セル固有の制御情報により無線アクセス方式・ロールオフ率が決定される。例えば、基地局装置２００は、セル固有の情報を報知チャネルにより、在圏するユーザ装置１００ｎに通知する。該セル固有の情報を在圏するユーザ装置１００ｎに通知した後に、ユーザ装置毎の個別の制御情報に従って、無線アクセス方式・ロールオフ率が制御されてよい。例えば、基地局装置２００は、該ユーザ装置毎の固有の情報を物理下りリンク制御チャネルにより、該当するユーザ装置１００ｎに通知する。
　例えば、サイト間距離が大きい環境やマクロセルにおいては、カバレッジエリアの観点からシングルキャリア方式の適用が考えられるが、基地局装置２００の近傍のユーザ装置に対しては、マルチキャリア方式を適用して、高速データ伝送を実現可能とするように制御を行うようにしてもよい。特に、基地局装置２００の近傍のユーザ装置から高速データ伝送の要求があった場合に好ましい。
　また、例えば、逆に、セル端に位置するユーザに対しては、チャネルの品質に応じて、シングルキャリア方式で大きなロールオフ率を適用する制御を行うようにしてもよい。
　本実施例に係る通信制御方法は、図７を参照して説明した通信制御方法において、ステップＳ７０６において、個別のL1/L2制御チャネルにより、無線アクセス方式切替え信号がユーザ毎に通知される点で異なる。
　上述した実施例において、ユーザ装置にマルチキャリア方式により上りリンクの信号を送信させるように決定した場合には、システム上でロールオフ率がゼロであると規定するようにしてもよい。ユーザ装置にマルチキャリア方式により上りリンクの信号を送信させるように決定した場合にシステム上でロールオフ率がゼロであると規定することにより、基地局装置は、ユーザ装置にマルチキャリア方式により上りリンクの信号を送信させるように決定した場合には、ロールオフ率を通知する必要がない。ロールオフ率を通知する必要がないため、伝送する情報量を低減できる。
　本実施例によれば、上りリンクにおいて、サポートすべき環境に応じて、ユーザ装置毎に、無線アクセス方式を切り替えることができる。例えば、サポートすべき環境には、セル構成が含まれる。また、マルチキャリア方式を適用するようにした場合でも、シングルキャリア方式の送信機にS/Pを追加することで実現できる。
　また。無線アクセス方式及び波形整形フィルタのロールオフ率を、サポートすべき環境に応じて適応的に制御することができる。このため、PAPR及びピークデータレートを最適化できる。
　説明の便宜上、本発明を幾つかの実施例に分けて説明したが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明したが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。
　以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
　本国際出願は、２００８年３月２８日に出願した日本国特許出願２００８－０８８１０５号に基づく優先権を主張するものであり、２００８－０８８１０５号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (19)

  1. 　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置であって、
    　無線アクセス方式を設定する無線アクセス方式設定部と、
    　該無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がシングルキャリア方式である場合に、変調後のシンボル系列を離散フーリエ変換する離散フーリエ変換部と、
    　前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がマルチキャリア方式である場合に、変調後のシンボル系列を直並列変換する直並列変換部と、
    　前記離散フーリエ変換部により離散フーリエ変換された変調後のシンボル系列又は、前記直並列変換部により直並列変換された変調後のシンボル系列に対して無線リソースを割り当て、周波数領域の信号を生成する周波数領域信号生成部と、
    　該周波数領域信号生成部により生成した周波数領域の信号に対して波形整形を行う波形整形フィルタと、
    　該波形整形フィルタにより波形整形された周波数領域の信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、送信信号を生成する送信信号生成部と、
    　該送信信号生成部により生成された送信信号を無線送信する送信部と
    　を有することを特徴とするユーザ装置。
  2. 　請求項１に記載のユーザ装置において、
    　前記波形整形フィルタは、基地局装置により通知されるロールオフ率に従って、波形整形を行うことを特徴とするユーザ装置。
  3. 　請求項１に記載のユーザ装置において、
    　前記無線アクセス方式設定部は、基地局装置から通知された切替信号に従って、無線アクセス方式を設定することを特徴とするユーザ装置。
  4. 　請求項３に記載のユーザ装置において、
    　前記切替信号は、報知チャネルに含まれることを特徴とするユーザ装置。
  5. 　請求項３に記載のユーザ装置において、
    　前記切替信号は、物理下りリンク制御チャネルに含まれることを特徴とするユーザ装置。
  6. 　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置と通信を行う基地局装置であって、
    　ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定する無線アクセス方式設定部と、
    　該無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式に従って、前記ユーザ装置が波形整形を行うための波形整形条件を設定する波形整形条件設定部と、
    　前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式及び前記波形整形条件設定部により設定された波形整形条件を示す情報を無線により通知する通知部と
    　を有することを特徴とする基地局装置。
  7. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記無線アクセス方式設定部は、当該基地局装置の近傍に位置する他の基地局装置との間の距離に基づいて、ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を決定することを特徴とする基地局装置。
  8. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記無線アクセス方式設定部は、当該基地局装置のカバーするセルの構成に基づいて、ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を決定することを特徴とする基地局装置。
  9. 　請求項８に記載の基地局装置において、
    　前記セルの構成には、マクロセルと、マイクロセルと、屋内セルと、ホットスポットセルとが含まれることを特徴とする基地局装置。
  10. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記無線アクセス方式設定部は、物理チャネルの種類に応じて、ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定することを特徴とする基地局装置。
  11. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記通知部は、前記無線アクセス方式設定部において設定された無線アクセス方式及び前記波形整形条件設定部において設定された波形整形条件を示す情報を、報知チャネルにより通知することを特徴とする基地局装置。
  12. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記無線アクセス方式設定部は、ユーザ装置に割り当てる無線リソースに基づいて、該ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定することを特徴とする基地局装置。
  13. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記無線アクセス方式設定部は、前記ユーザ装置が上りリンクのデータの送信を要求した場合に、該上りリンクの要求されるQoSと、前記ユーザ装置の上りリンクのチャネル品質に基づいて、前記ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定することを特徴とする基地局装置。
  14. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記波形整形条件設定部は、前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式に従って、ロールオフ率を設定することを特徴とする基地局装置。
  15. 　請求項１４に記載の基地局装置において、
    　前記波形整形条件設定部は、前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がマルチキャリア方式である場合に、ロールオフ率をゼロとすることを特徴とする基地局装置。
  16. 　請求項１４に記載の基地局装置において、
    　前記波形整形条件設定部は、前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がシングルキャリア方式である場合に、当該基地局装置がカバーするセルの半径に基づいてロールオフ率を設定することを特徴とする基地局装置。
  17. 　請求項１４に記載の基地局装置において、
    　前記波形整形条件設定部は、前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式がシングルキャリア方式である場合に、該ユーザ装置に使用させる伝送フォーマットに基づいてロールオフ率を設定することを特徴とする基地局装置。
  18. 　請求項６に記載の基地局装置において、
    　前記通知部は、前記無線アクセス方式設定部により設定された無線アクセス方式及び前記波形整形条件設定部手段により設定された波形整形条件を示す情報を、物理下りリンク制御チャネルにより通知することを特徴とする基地局装置。
  19. 　シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式の無線アクセス方式が適用されるユーザ装置と、該ユーザ装置と無線通信を行う基地局装置とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、
    　基地局装置が、ユーザ装置が使用する無線アクセス方式を設定するステップと、
    　前記基地局装置が、前記無線アクセス方式を設定するステップにより設定された無線アクセス方式に従って、前記ユーザ装置が波形整形を行うための波形整形条件を設定するステップと、
    　前記基地局装置が、前記無線アクセス方式を設定するステップにより設定された無線アクセス方式及び前記波形整形条件を設定するステップにより決定された波形整形条件を示す情報を無線により通知するステップと、
    　前記ユーザ装置が、前記基地局装置により通知された無線アクセス方式に従って、無線アクセス方式を設定するステップと、
    　前記ユーザ装置が、前記無線アクセス方式を設定するステップにより設定した無線アクセス方式に応じて、変調後のシンボル系列の離散フーリエ変換又は変調後のシンボル系列の直並列変換を行う変換ステップと、
    　前記ユーザ装置が、前記変換ステップにより離散フーリエ変換された変調後のシンボル系列又は、前記直並列変換された変調後のシンボル系列に対して無線リソースを割り当て、周波数領域の信号を生成するステップと、
    　前記ユーザ装置が、前記基地局装置により通知された波形整形条件を示す情報に従って、前記周波数領域の信号を生成するステップにより生成した周波数領域の信号に対して波形整形を行うステップと、
    　前記ユーザ装置が、前記波形整形を行うステップにより波形整形が行われた周波数領域の信号に対して逆高速フーリエ変換を行い、送信信号を生成するステップと
    　前記ユーザ装置が、前記送信信号を生成するステップにより生成した送信信号を無線送信するステップと
    　を有することを特徴とする通信制御方法。
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