WO2013146343A1 - 移動局装置、基地局装置、無線通信システムおよび送信方法 - Google Patents

移動局装置、基地局装置、無線通信システムおよび送信方法 Download PDF

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WO2013146343A1
WO2013146343A1 PCT/JP2013/057382 JP2013057382W WO2013146343A1 WO 2013146343 A1 WO2013146343 A1 WO 2013146343A1 JP 2013057382 W JP2013057382 W JP 2013057382W WO 2013146343 A1 WO2013146343 A1 WO 2013146343A1
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WO
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transmission
mobile station
station apparatus
spectrum
signal
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PCT/JP2013/057382
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French (fr)
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高橋 宏樹
淳悟 後藤
中村 理
一成 横枕
泰弘 浜口
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シャープ株式会社
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Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]
    • H04W74/0833Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure
    • H04W74/0841Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure with collision treatment
    • H04W74/085Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure with collision treatment collision avoidance
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/20Control channels or signalling for resource management

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication technology using contention based (CB) transmission.
  • CB contention based
  • LTE-A Long Term Evolution
  • IMT-A fourth generation radio communication system
  • Standardization is being carried out as one of them.
  • LTE-A as shown in Non-Patent Document 1, in addition to Content Free (CF) transmission in which radio resources are allocated and transmitted so as to avoid collision with other mobile station devices in the cell, other in the cell
  • CF Content Free
  • CB Contention Based
  • the CF transmission used in the LTE system or the like notifies a request called a scheduling request (SR: Scheduling Request) to the base station apparatus before the mobile station apparatus performs data transmission.
  • SR Scheduling Request
  • the base station apparatus that has received the SR allocates a transmission band to a mobile station apparatus having a cell radio network temporary identifier (C-RNTI: Cell-Radio: Network Temporary Identity) as a destination, Information, MCS (Modulation and Coding Schemes) used for transmission, and the like are notified as a scheduling grant (SG).
  • C-RNTI Cell-Radio: Network Temporary Identity
  • MCS Modulation and Coding Schemes
  • the mobile station apparatus that has received the SG generates a data signal from the designated band and control information necessary for generating a transmission signal such as MCS, and starts transmission to the base station apparatus.
  • the mobile station apparatus can perform stable communication regardless of the presence or absence of transmission of other mobile station apparatuses in the cell, using the band allocated to the own station.
  • the CF transmission using the procedure as described above has a problem that it takes a lot of time because transmission / reception of control information between the mobile station apparatus and the base station apparatus is required before the start of data transmission.
  • CB transmission can shorten the time required to start transmission.
  • the base station apparatus is limited to one mobile station apparatus when at least a part of the frequency resources in the own cell is free due to some condition or when reserved as a band for CB transmission.
  • the mobile station apparatus group that can perform CB transmission in a cell that is not to be transmitted is notified that CB transmission is possible with the destination (sometimes referred to as CB-RNTI: Contention Based-Radio Network Temporary Identity).
  • the base station apparatus transmits to the above-mentioned destination as an CB grant, control information indicating the MCS and the allocated band for any mobile station apparatus to perform CB transmission using a free band.
  • the mobile station apparatus that transmits data by CB transmission monitors the notification to the destination described above, and demodulates the CB grant when the notification is received. And a data signal is produced
  • CB transmission there is no need for the mobile station apparatus to transmit SR as in CF transmission, and there is no waiting time until a band is allocated, so that there is an advantage that transmission start can be accelerated.
  • a CB grant is transmitted to one or more mobile station apparatuses that can perform CB transmission, so that a plurality of mobile station apparatuses simultaneously use the same radio resource.
  • the signals of the mobile station apparatus transmitted at the same time interfere with each other, the transmission characteristics deteriorate. If such a state is defined as a “collision” between a plurality of mobile station apparatuses, a transmission failure due to a collision may occur in the CB transmission, resulting in a problem of a decrease in transmission throughput.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a mobile station device, a base station device, and wireless communication capable of reducing the probability of collision when a plurality of mobile station devices use CB transmission. It is an object to provide a system and a transmission method.
  • the mobile station apparatus of the present invention is a mobile station apparatus that performs CB (Contention Based) transmission based on a control signal received from a base station apparatus, and extracts a control signal for CB transmission from the control information. Based on the control information extraction unit, the extracted control information for CB transmission, a clipping unit that deletes a part of the spectrum of the transmission signal and generates a partial spectrum, and the partial spectrum And a transmitter that transmits the signal to the base station apparatus.
  • CB Contention Based
  • the extracted control information for CB transmission Based on the control information extraction unit, the extracted control information for CB transmission, a clipping unit that deletes a part of the spectrum of the transmission signal and generates a partial spectrum, and the partial spectrum
  • a transmitter that transmits the signal to the base station apparatus.
  • the clipping unit deletes a predetermined part of the spectrum of the transmission signal.
  • the allocation band candidate for CB transmission is reduced as the allocation band per CB transmission is narrowed. It increases, and it becomes possible to reduce the collision probability. As a result, transmission efficiency in CB transmission can be improved.
  • the clipping is characterized in that any one of candidate spectra is selected from a plurality of candidate spectra predetermined as a part of the spectrum to be deleted.
  • any candidate spectrum is selected from a plurality of predetermined candidate spectra as a part of the spectrum to be deleted, even when a plurality of mobile station apparatuses use the same control information for CB transmission, It is possible to reduce the probability of collision, and as a result, improve transmission efficiency in CB transmission.
  • the clipping unit selects a candidate spectrum having a high frequency or a candidate spectrum having a low frequency.
  • the candidate spectrum with a high frequency or the candidate spectrum with a low frequency is selected, even when a plurality of mobile station apparatuses use the same control information for CB transmission, the probability of collision is reduced. It becomes possible to improve the transmission efficiency in CB transmission.
  • the clipping unit determines a part of spectrum to be deleted based on identification information for the base station apparatus to identify the own station. .
  • the base station apparatus determines a part of the spectrum to be deleted based on the identification information for identifying the own station, when a plurality of mobile station apparatuses use the same control information for CB transmission.
  • the probability of collision can be reduced, and as a result, the transmission efficiency in CB transmission can be improved.
  • the mobile station apparatus of this invention is further provided with the transmission power control part which correct
  • the transmission signal whose transmission power is corrected is transmitted to the base station apparatus, even when a plurality of mobile station apparatuses perform transmission using the same allocated band for CB transmission, the difference in received power Therefore, for example, by using turbo equalization or SIC (Successive Interference Cancellation), it becomes easy to remove inter-user interference, and the possibility of avoiding transmission failure can be increased.
  • turbo equalization or SIC Successessive Interference Cancellation
  • the mobile station apparatus of the present invention is characterized in that, based on the control signal, a bandwidth allocated for CB transmission with a bandwidth corresponding to the transmission power reserve of the local station is determined.
  • the CB transmission allocation band having a bandwidth corresponding to the transmission power reserve of the own station is determined based on the control signal, it is possible to perform CB transmission in consideration of path loss.
  • the mobile station apparatus of this invention determines the allocation band for CB transmission in which MCS (Modulation
  • CB transmission allocation band in which the MCS is set according to the transmission power capacity of the own station is determined based on the control signal, CB transmission can be performed in consideration of path loss.
  • the base station apparatus of the present invention is a base station apparatus that transmits a control signal for performing CB (Contention Based) transmission to the mobile station apparatus, wherein the mobile station apparatus performs CB transmission.
  • a scheduling unit for determining a spectrum allocation band to be performed, a control signal generation unit for generating a control signal for notifying the mobile station apparatus of the spectrum allocation band, and transmitting the generated control signal to the mobile station apparatus A base station transmission unit, wherein the scheduling unit allocates a part of each spectrum so as to overlap when simultaneously determining a plurality of spectrum allocation bands.
  • the spectrums are allocated so that a part of each spectrum overlaps. Therefore, the number of CB transmission allocation band candidates can be increased as compared with the conventional method. The probability that the mobile station apparatuses use the same band completely can be reduced. Thereby, it becomes possible to improve the transmission efficiency in CB transmission.
  • the base station apparatus of the present invention is a base station apparatus that transmits a control signal for performing CB (Contention Based) transmission to the mobile station apparatus, wherein the mobile station apparatus performs CB transmission.
  • a scheduling unit for determining a spectrum allocation band for performing a demapping unit for extracting a partial spectrum from the spectrum allocated to the spectrum allocation band from the received signal, and the extracted partial spectrum
  • a signal detector for performing signal detection a signal detector for performing signal detection.
  • the radio communication system of the present invention is a radio communication system including a base station apparatus and a mobile station apparatus, and the base station apparatus performs CB (Contention Based) transmission by the mobile station apparatus.
  • a scheduling unit for determining a spectrum allocation band for the signal, a demapping unit for extracting a partial spectrum from a spectrum allocated to the spectrum allocation band from a signal received from the mobile station apparatus, and the extracted portion A signal detection unit that performs signal detection using a spectrum, wherein the mobile station device extracts a control signal for CB transmission from control information received from the base station device; Based on the extracted control information for CB transmission, a part of the spectrum of the transmission signal is deleted and a partial spectrum is deleted.
  • a clipping unit for generating a torque characterized in that it comprises a transmitter which transmits a signal composed of the partial spectrum in the base station apparatus.
  • a transmission method of the present invention is a transmission method of a mobile station apparatus that performs CB (ContentionContentBased) transmission based on a control signal received from a base station apparatus.
  • a control signal is extracted, a part of the spectrum of the transmission signal is deleted based on the extracted control information for CB transmission, a partial spectrum is generated, and a signal composed of the partial spectrum is obtained. It transmits to the said base station apparatus, It is characterized by the above-mentioned.
  • the probability that a plurality of mobile station apparatuses collide when CB transmission is used can be reduced, and the transmission throughput can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a mobile station apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. However, it is a minimum block diagram necessary for explaining the present invention. Further, in this figure, the number of antennas of the mobile station apparatus 1 is 1. However, a known technique such as transmission diversity transmission or MIMO transmission may be applied using a plurality of antennas for transmission and reception.
  • the mobile station apparatus 1 is notified of various parameters (number of allocated resources, allocated band information, modulation scheme, coding rate, etc.) used for transmission from the base station apparatus as control information before data transmission. Therefore, the mobile station apparatus 1 down-converts the signal from the base station apparatus received by the reception antenna 101 at the mobile station radio reception unit 103, converts the signal to A / D (Analog to Digital), and then inputs the signal to the control information extraction unit 105. .
  • various parameters number of allocated resources, allocated band information, modulation scheme, coding rate, etc.
  • the control information extraction unit 105 extracts control information used for transmission from the signal input from the mobile station radio reception unit 103.
  • the control information that can be extracted by the control information extraction unit 105 includes control information for performing CF transmission (individual control information transmitted from the base station device to a specific mobile station device 1) and CB transmission.
  • control information for CF transmission individually control information transmitted from the base station device to a specific mobile station device 1
  • CB transmission There are two types of control information (shared control information transmitted by the base station apparatus to which the mobile station apparatus 1 capable of CB transmission is transmitted). Therefore, the control information extraction unit 105 extracts control information for CF transmission when performing CF transmission, and extracts control information for CB transmission when performing CB transmission.
  • the mobile station apparatus 1 may arbitrarily decide whether to use the CF transmission or the CB transmission, and decides to use the CB transmission only when there is no CF transmission control information addressed to itself. May be.
  • the control information extraction unit 105 notifies the clipping unit 107 whether the extracted control information is for CF transmission or CB transmission, and the extracted control information is transmitted to the mobile station apparatus according to the intended use described later. 1 is input to each block.
  • the encoding unit 109 performs error correction encoding on the transmission data based on the coding rate information input from the control information extraction unit 105, and modulates the signal encoded by the modulation unit 111.
  • the coding rate of the error correction code applied by the coding unit 109 and the modulation multilevel number applied by the modulation unit 111 are coding rate information included in the control information notified from the control information extraction unit 105.
  • modulation scheme information MCS (Modulation and Coding Scheme) may be used as information in which two pieces of information are unified), respectively.
  • the modulated signal is input to the DFT unit 113.
  • the DFT unit 113 converts the signal into a frequency domain signal by DFT (Discrete Fourier Transform).
  • DFT points the number of DFT points (hereinafter referred to as “DFT points”) N DFT is determined by allocation resource number information included in control information output from the control information extraction unit 105 (or may be calculated by allocation band information).
  • a block including the configuration from the encoding unit 109 to the DFT unit 113 is represented as a spectrum generation unit 114.
  • the reference signal generation unit 115 generates a known reference signal in the base station apparatus in order to measure the propagation path characteristics between the mobile station apparatus 1 and the base station apparatus necessary when the base station apparatus performs reception processing.
  • the generated reference signal is input to the clipping unit 107 instead of the data signal in a predetermined unit time (subframe) for measurement in the reference signal multiplexing unit 117. In other unit times, the data signal input from the DFT unit 113 is input to the clipping unit 107.
  • the clipping unit 107 receives information indicating whether the transmission method is the CF transmission method or the CB transmission from the control information extraction unit 105, and processes the frequency domain signal input from the DFT unit 113 based on the information. Apply. Specifically, when the CF transmission method is used, the input signal is output without being processed, and when the CB transmission method is used, a part of the input signal is deleted, and the remaining N point signals are mapped. It outputs to 119.
  • the number of points (N DFT -N) or the ratio of the number of points ((N DFT -N) / N DFT ) of signals to be deleted in the case of CF transmission may be determined in advance or using control information May be notified from the base station apparatus.
  • the processing in the CF transmission is not limited to the above. That is, processing similar to CB transmission may be performed in CF transmission, and the spectrum may be deleted so that the number of points is different from that in CB transmission.
  • the mapping unit 119 allocates the signal input from the clipping unit 107 to a subcarrier used for transmission. At this time, the allocation is performed based on the N-band allocated bandwidth information given from the control information extraction unit 105, and zeros are inserted into subcarriers that are not used for transmission.
  • the IDFT unit 121 converts the frequency domain signal input from the mapping unit 119 into a time domain signal by IDFT (Inverse DFT).
  • IDFT Inverse DFT
  • high-speed algorithms such as FFT (Fast Fourier Transform) and IFFT (Inverse FFT) may be applied if possible.
  • a CP signal obtained by copying a part of the symbol after the IDFT
  • CP Cyclic Prefix
  • the mobile station radio transmission unit (transmission unit) 125 converts the digital signal into an analog signal by D / A (Digital-to-Analog) conversion, and then up-converts and transmits from the transmission antenna 127.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the base station apparatus 3 according to the first embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 3 including a reception apparatus using frequency domain SC / MMSE turbo equalization is shown.
  • the number of antennas of the base station apparatus 3 is 1.
  • a known technique such as reception diversity or MIMO separation may be applied using a plurality of antennas for reception.
  • Signals from one or a plurality of mobile station apparatuses 1 received by the reception antenna 201 are down-converted by the base station radio reception unit 203 and then converted into digital signals by A / D conversion. Is removed.
  • the first DFT unit 207 converts the signal input from the CP removal unit 205 from a time domain signal to a frequency domain signal by DFT, and inputs the signal to the demapping unit 209.
  • the scheduling unit 211 has a function of determining a band assigned to the mobile station apparatus 1 that performs CF transmission and a band for CB transmission. Any method may be used as the allocation method. For example, a band that can be allocated for CB transmission and a band that can be allocated for CF transmission are divided in advance as different bands, and the CB transmission band and the CF transmission band may be independently scheduled. As another method, after assigning to each mobile station apparatus 1 that performs CF transmission using an existing method such as Proportional Fairness or Round Robin, a band that is not assigned to any mobile station apparatus 1 May be a band that can be allocated to CB transmission.
  • an existing method such as Proportional Fairness or Round Robin
  • the scheduling unit 211 transmits the bandwidth allocated to one CB transmission. Set to be. If therefore the transmission rate in the CB transmission is defined, when the bandwidth of the spectrum for implementing said transmission rate and N DFT, allocated bandwidth of N for the CB transmission is set to be narrower than the N DFT (N ⁇ N DFT ).
  • the generated allocation information is input to the control information generation unit (control signal generation unit) 213 and the demapping unit 209.
  • the control information generation unit 213 generates a control signal for notifying each mobile station device 1 of the allocated band and the MCS used in the allocated band.
  • the MCS to be used may be determined in advance by the system, or may be determined based on the allocation information input from the scheduling unit 211.
  • the generated control signals are arranged in radio resources so as to be orthogonal to each notified mobile station apparatus 1, and a plurality of mobile station apparatuses 1 capable of CB transmission refer to the allocated band for CB transmission and MCS information. Arranged to possible radio resources.
  • the generated control signal is D / A converted and up-converted in base station radio transmission section (base station transmission section) 215 and then transmitted to each mobile station apparatus 1 from transmission antenna 217.
  • the demapping unit 209 Based on the allocation information input from the scheduling unit 211, the demapping unit 209 separates the received signal for each band used for transmission by each mobile station device 1, and the signal corresponding to each mobile station device 1 is referred to as a reference signal separation unit. Input to 218. Subsequent processing is performed in parallel with reception processing for each demapped mobile station apparatus 1, but here, description will be made using processing for one mobile station apparatus 1 so as not to be complicated.
  • the reference signal separation unit 218 extracts a received subframe of the reference signal for demodulation and inputs it to the propagation path estimation unit 219. Other signals are input to the first zero insertion unit 221.
  • the propagation path estimation unit 219 the sequence of the extracted reference signal before transmission is known. Therefore, the propagation path estimation unit 219 estimates the frequency response of the propagation path used for transmission from the variation amount of the reference signal from the sequence, and inputs it to the second zero insertion unit 223.
  • the first zero insertion unit 221 and the second zero insertion unit 223 perform different processing depending on whether the signal to be processed is a signal received by CF transmission or a signal received by CB transmission. If the input signal is based on CF transmission, it is output as it is without any processing. On the other hand, when the input signal is based on CB transmission, since a part of the spectrum is deleted in the mobile station apparatus 1, a process of inserting zeros at a position corresponding to the deleted band is performed. This processing will be described by taking as an example the case of using the first allocated band for CB transmission in FIG. 3C. Since the signal extracted by the demapping process is based on the allocated band, only 2 RBs of RB1 and RB2 are provided.
  • the frequency response output from the propagation path estimation unit 219 is also output to the propagation path multiplication unit 225 and the equalization unit 231 with the response corresponding to the band from which the spectrum is deleted as zero.
  • the propagation path multiplication unit 225 generates a reception replica signal by multiplying the frequency domain replica signal input from the second DFT unit 227 by the propagation path estimation value input from the second zero insertion unit 223. Then, the obtained signal is input to the cancel unit 229.
  • the cancel unit 229 cancels the replica of the desired signal by subtracting the frequency domain signal given from the propagation path multiplication unit 225 from the frequency domain signal input from the first zero insertion unit 221 and calculates the residual signal component To do. However, since the signal replica is not generated in the first process of the cancel unit 229, the cancel process is not performed and the frequency domain signal provided from the first zero insertion unit 221 is output to the equalization unit 231 as it is.
  • the equalization unit 231 performs an equalization process using the propagation path estimated value that is the output of the cancellation unit 229 and the output of the second zero insertion unit 223, and then converted into the time domain by IDFT, The desired signal is restored by adding the signal replicas that are the output of the replica generation unit 233.
  • the base station device 3 treats the partial spectrum deleted by the mobile station device 1 as if the channel Treat and equalize as if it were missing due to a drop. Through such processing, the entire spectrum generated by the mobile station apparatus 1 can be correctly reproduced.
  • the demodulation unit 235 performs demodulation processing on the signal restored by the equalization unit 231 and performs error correction in the decoding unit 237, thereby calculating an LLR (Log likelihood Ratio) of the code bits.
  • LLR Log likelihood Ratio
  • the reliability of the LLR obtained by the decoding process can be improved by an arbitrary number of iterations.
  • the LLR is input to the replica generation unit 233 to generate a soft replica of the signal, and when the repetition process is finished, the LLR is input to the determination unit 239.
  • the determination unit 239 can obtain decoded bits as received data by making a hard decision on the input LLR.
  • the replica generation unit 233 generates a soft replica according to the LLR of the sign bit.
  • the generated replica is converted into a frequency domain signal by the second DFT unit 227 and then input to the above-described propagation path multiplication unit 225. Further, the replica generation unit 233 inputs the generated replica to the equalization unit 231 in order to reconstruct a desired signal at the time of equalization.
  • any value may be used as long as a common value is recognized by both the mobile station apparatus 1 and the base station apparatus 3.
  • the ratio of the partial spectrum may be notified from the base station apparatus 3 if notification using control information or the like is possible.
  • FIG. 3A is a diagram showing a CB transmission band.
  • FIG. 3A shows a state where there are 6 RB bands that can be used in CB transmission with the minimum allocation unit of the spectrum in the frequency domain as a resource block (RB).
  • RB resource block
  • Such a band may be a vacant band after the band is allocated to the mobile station apparatus 1 that performs CF transmission, or may be a dedicated band provided for CB transmission. Therefore, it is not limited to the continuous band as shown in FIG.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating conventional CB transmission. Assuming that at least 3 RBs are required to realize a desired transmission rate in CB transmission, in the conventional CB transmission, for example, as shown in FIG. 3B, RB1 to RB3 are set as the first CB transmission allocation band, Two CB transmission allocation bands are prepared using RBs 4 to 6 as the second CB transmission allocation band, and it is possible for any mobile station apparatus group in the cell to perform CB transmission using each transmission band. Be notified.
  • the probability that two mobile station apparatuses 1 collide using the same band is 50%.
  • FIG. 3C is a diagram showing CB transmission when the first embodiment of the present invention is used.
  • a frequency spectrum of 3 RBs is required. Of these, 1 RB is not transmitted, and a partial spectrum of 2 RBs is transmitted.
  • the band to be allocated in each CB transmission is 2RB, for example, RB1 and RB2 are the first CB transmission allocation band, RB3 and 4 are the second CB transmission allocation band, and RB5 and 6 are the third RB transmission band.
  • Three CB transmission allocation bands are prepared as CB transmission allocation bands, each of which is notified to an arbitrary mobile station apparatus group in the cell.
  • the collision probability when the number of mobile station apparatuses 1 that perform CB transmission is two stations is 33%, and a collision occurs in the mobile station apparatus 1 that may have three stations of mobile station apparatuses 1 that perform CB transmission.
  • the rate of deletion is set to 1/3, but any rate can be applied as long as the spectrum deleted by the interference cancellation processing of the receiving station can be restored.
  • the processing for deleting a part of the transmission spectrum is performed, so that the allocation band for one CB transmission is narrowed. Since the number of band candidates is increased, the collision probability can be suppressed. As a result, transmission efficiency in CB transmission can be improved.
  • the number of CB grants to be generated is increased by partially overlapping the allocated bandwidth among the plurality of CB grants prepared by the base station device 3, and the plurality of mobile station devices. 1 reduces the probability of collision due to transmission using the same CB grant.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the base station apparatus 3 according to the second embodiment of the present invention. Blocks assigned with the same reference numerals as those of the base station apparatus 3 in FIG. 2 have the same functions, and therefore description thereof is omitted here, and functions in other blocks are described below.
  • the scheduling unit 211 has a function of determining an allocated band used for CB transmission. Specifically, the scheduling unit 211 determines a plurality of allocated bands for CB transmission based on information on CB transmission available bands that can be used for CB transmission.
  • the free band for CB transmission may be, for example, a band that is not allocated after the band is allocated to each mobile station apparatus 1 that performs CF transmission, or a band that is reserved for CB transmission in advance. There may be.
  • a ratio that may be overlapped between different allocated bands for CB transmission (herein referred to as an allowable overlap rate) is determined in advance.
  • the scheduling unit 211 has a plurality of allocated bands for CB transmission having an allowable duplication rate from the CB transmission free band, the set allowable duplication rate, and the bandwidth used for one CB transmission. Set so that they do not overlap each other.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a band for CB transmission.
  • FIG. 5A shows a state where 6 RBs of free bandwidth that can be used for CB transmission are secured, as in the case of FIG. 3A described above.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating conventional CB transmission.
  • the allocated band in CB transmission is 2 RBs
  • RB1 to RB2 are set as the first CB transmission allocated band
  • RB3 to 4 are set as the second CB.
  • Three CB transmission allocation bands are prepared with transmission allocation bands and RBs 5 to 6 as third CB transmission allocation bands. Then, one or more mobile station apparatuses 1 capable of CB transmission within the cell are notified that CB transmission using each transmission band is possible.
  • each mobile station apparatus 1 randomly selects an allocated band for CB transmission and performs transmission without using time division multiplexing or the like.
  • the probability that two mobile station apparatuses 1 collide using the same band is 33%.
  • FIG. 5C is a diagram showing CB transmission when the second embodiment of the present invention is used.
  • a frequency spectrum of 2 RBs is required.
  • the first of FIG. In addition to the CB transmission allocation band, the second CB transmission allocation band, and the third CB transmission allocation band, RB2 to RB3 serve as the fourth CB transmission allocation band, and RB4 to RB5 serve as the fifth CB transmission.
  • the allocated bandwidth By using the allocated bandwidth, five allocated bandwidths for CB transmission can be prepared.
  • the generated inter-user interference can be reduced as compared with the case where the two mobile station apparatuses 1 use the same allocated band (when they collide), and a signal obtained by applying an interference cancellation technique such as nonlinear iterative equalization.
  • the present embodiment if only a part of a plurality of CB transmission spectrums overlaps, the spectrums are partially overlapped within the separable range on the assumption that separation by interference cancellation technology is possible.
  • the CB transmission allocation band is prepared and the number of usable CB transmission allocation bands is increased, so that the probability of transmission failure due to the use of the same CB transmission allocation band by the plurality of mobile station apparatuses 1 can be reduced. It can be reduced.
  • the mobile station apparatus 1 can be realized in a known mobile station apparatus 1 that performs CB transmission using the allocated band for CB transmission notified by the control information from the base station apparatus 3, and has a special function. Is not required.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which a plurality of allocated bands for CB transmission are set to overlap each other within a range that does not exceed the allowable duplication rate in the second embodiment of the present invention.
  • M (RB) bands for CB transmission the bandwidth of one CB transmission allocation band is m (RB), and the allowable duplication rate between two CB transmission allocation bands is It is assumed that P ( ⁇ 1).
  • the allocated bandwidth for transmission can be allocated.
  • floor (A) is a floor function indicating a maximum integer within A
  • ceil (A) is a ceiling function indicating a minimum integer equal to or greater than A.
  • the arrangement example is shown based on the premise that separation is possible even if two or more CB transmission allocation bands overlap at the same time if the overlapping rate between the two CB transmission allocation bands is within a certain value. For example, a certain allocation band for CB transmission may be scheduled so as to overlap with only one allocation band for CB transmission.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing of the scheduling unit 211 according to the second embodiment of the present invention.
  • a free bandwidth M that can be used for CB transmission is detected (step S1).
  • step S1 is not necessary when a band that can be used in CB transmission is predetermined.
  • the bandwidth m to be used per CB transmission is determined from the transmission rate required for the CB transmission (step S2).
  • a predetermined m is used.
  • X is a threshold value for making the overlapping bandwidth equal to or less than an allowable value when the allocated bandwidth of bandwidth m is arranged for each m ′.
  • the signal detection unit 301 has a function of performing signal detection such as equalization, demodulation of modulation symbols, and error correction decoding, and outputting decoded bits.
  • signal detection such as equalization, demodulation of modulation symbols, and error correction decoding, and outputting decoded bits.
  • FIG. 5C there is a possibility that a part of the spectrum may be received redundantly among the plurality of mobile station apparatuses 1, and therefore, based on the turbo principle to separate each spectrum.
  • an interference cancellation technique such as nonlinear iterative equalization (turbo equalization) or SIC (Successive Interference Cancellation) to rank and detect the signal of each mobile station device 1 serially.
  • the transmission power in the mobile station apparatus 1 may be set so that the reception power differs between the spectra from the plurality of mobile station apparatuses 1 received by CB transmission.
  • a technique capable of removing inter-user interference such as turbo equalization or SIC
  • an improvement effect is obtained by using the likelihood information as the likelihood of decoded bits for each user is different.
  • Formula (1) can be used for determination of transmission power in the mobile station apparatus 1.
  • p R0 is a target received power level per frequency notified from the base station device 3
  • is a cell-specific parameter including 0 and 1 set between 0 and 1 used in a technique called Fractional TPC
  • W is a bandwidth used for transmission by the mobile station apparatus 1
  • ⁇ TF is a value for correcting required reception power that differs for each MCS.
  • F is a correction value that can be set by the mobile station apparatus 1.
  • F may be a value determined from C-RNTI, which is a different identifier, for mobile station apparatus 1, or a random value may be set within a predetermined range.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the mobile station apparatus 1 according to the first modification example of the second embodiment of the present invention.
  • the mobile station apparatus 1 of FIG. 8 differs from the mobile station apparatus 1 of FIG. 1 according to the first embodiment in that the clipping unit 107 is deleted and a transmission power control unit 401 is added.
  • the control information extraction unit 403 notifies the transmission power control unit 401 that CB transmission is performed (for example, 1-bit information).
  • the transmission power control unit 401 has a function of setting the transmission power of the transmission signal input from the mobile station radio transmission unit 125 to an arbitrary value.
  • formula (1) is used as the determination formula.
  • each parameter of Expression (1) is input from the control information extraction unit 403 when set by the control information, and extracted from the data signal restored in the downlink when notified by the higher layer, Input to the transmission power control unit 401.
  • the transmission signal whose transmission power is adjusted is transmitted from the transmission antenna 127 to the base station apparatus 3.
  • the transmission power control unit 401 may be arranged before the mobile station radio transmission unit 125, for example, and the transmission power adjustment may be performed before the processing of the mobile station radio transmission unit 125.
  • the base station apparatus 3 when CB transmission is used, the base station apparatus 3 sets a part of a plurality of CB transmission allocation bands to overlap, and increases the number of CB transmission allocation band candidates compared to the conventional method. By this, it is possible to suppress the probability that a plurality of mobile station apparatuses 1 use the completely same band. As a result, transmission efficiency in CB transmission can be improved.
  • the mobile station apparatus 1 according to the present embodiment can be realized with the same block configuration as that of FIG. 1, which is a configuration example of the mobile station apparatus 1 according to the first embodiment. However, since the function of the clipping unit 107 is different, it will be described below.
  • the clipping unit 107 deletes an arbitrary part of the spectrum input from the reference signal multiplexing unit 117 when notified by the control information extraction unit 105 that CB transmission is to be performed.
  • the spectrum to be deleted may be determined randomly or may be set based on a certain rule. For example, depending on whether the identification information for identifying the mobile station device 1 by the base station device 3 (which may be referred to as C-RNTI: Cell-Radio Network Temporary Identity) is indicated by an even number or an odd number, A rule may be used in which different parts are deleted.
  • the base station apparatus 3 can be realized with the same block configuration as that of FIG. 2 which is a configuration example of the base station apparatus 3 in the first embodiment.
  • the functions of the demapping unit 209, the first zero insertion unit 221 and the second zero insertion unit 223 are different, and will be described below.
  • the demapping unit 209 has a function of extracting the reception spectrum of the allocated band corresponding to each mobile station apparatus 1, but for the spectrum received in the allocated band for CB transmission, the above mobile station Extracted for each transmission band of the partial spectrum transmitted from the device 1. Details will be described later. The concept of this embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 9A is a diagram showing a CB transmission band.
  • FIG. 9A shows a case where the allocated band for CB transmission is secured as 6 RBs (RB1 to RB6). In this case, if two mobile station apparatuses 1 simultaneously perform CB transmission using the band, there is a high possibility that transmission will fail due to a collision. Therefore, as shown in FIG. 9B or 9C, each mobile station apparatus 1 performs a process of deleting an arbitrary half of the spectrum.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating a case where half of the high frequency side of the band is deleted in the CB transmission according to the third embodiment of the present invention.
  • mobile station apparatus 1 deletes the partial spectrum corresponding to RB4 to RB6, and transmits only the partial spectrum corresponding to RB1 to RB3.
  • FIG. 9C is a diagram showing a case where half of the low frequency side of the band is deleted in the CB transmission according to the third embodiment of the present invention.
  • the mobile station apparatus 1 deletes the partial spectrum corresponding to RB1 to RB3 and transmits only the partial spectrum corresponding to RB4 to RB6.
  • FIG. 9B and FIG. 9C may be arbitrarily determined for each mobile station apparatus 1.
  • the probability that two mobile station apparatuses 1 collide by the same control information was 100%, but the same partial spectrum is deleted by performing this processing. Since the probability is 50%, the probability that the spectra from the two mobile station apparatuses 1 collide is 50%.
  • the base station apparatus 3 extracts the partial spectrum from the mobile station apparatus 1, and the inter-symbol interference caused by the loss of part of the spectrum The signal is restored by removing using an interference removal technique such as equalization or SIC.
  • the demapping unit 209 makes the RB1 to 3 and RB4 to 6 different from each other. 1 are output to the reference signal separation unit 218 in parallel. Accordingly, when the first zero insertion unit 221 and the second zero insertion unit 223 according to the present embodiment process the spectrum received by CB transmission, the partial spectrum extracted by the demapping unit 209 is The position where zero is inserted is changed according to which spectrum corresponding to the CB transmission band is deleted.
  • FIG. 10A, FIG. 10B, and FIG. 10C are diagrams illustrating an example in which the deletion ratio is 1/3 in the CB transmission according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10D, FIG. 10E, and FIG. 10F are diagrams illustrating an example in which the deletion ratio is 2/3 in the CB transmission according to the third embodiment of the present invention.
  • three candidates may be prepared so as to remove 1/3 of the spectrum, or 2/3 of the spectrum as shown in FIGS. 10D, 10E, and 10F. Three candidates may be prepared so as to remove.
  • the deletion ratio is set to half or less as shown in FIG. 10A, FIG. 10B, and FIG.
  • the CB transmission is characterized in that the base station apparatus 3 serving as a receiving station starts transmission before the mobile station apparatus 1 serving as a transmitting station is specified. Therefore, unlike the CF transmission, the base station apparatus 3 is connected to the mobile station apparatus 1. Therefore, it is impossible to select an MCS and assign a band in consideration of the state of the propagation path from the network. Therefore, when the control that is appropriate in the case of CF transmission is similarly applied to CB transmission, the control is not appropriate, and there is a problem that transmission characteristics are deteriorated more than necessary. In the present embodiment, an embodiment for solving such a problem is shown.
  • each variable is a decibel (dB) value.
  • m is a bandwidth (RB) used for transmission
  • P 0 is a desired received power notified from the base station apparatus 3
  • ⁇ TF is a correction value determined according to MCS.
  • f is a correction value of a closed loop notified from the base station apparatus 3 in order to correct excess or deficiency of received power in the base station apparatus 3.
  • PL is a path loss between the mobile station apparatus 1 and the base station apparatus 3, and is determined from received power of a downlink reference signal transmitted from the base station apparatus 3 in LTE, for example. That is, the transmission power that guarantees the path loss of the uplink signal is determined using the downlink path loss value on the assumption that the path loss in the downlink signal and the path loss in the uplink signal are substantially the same.
  • the base station apparatus 3 assigns an appropriate uplink band to the mobile station apparatus 1 by scheduling, whereas in the CB transmission, the mobile station apparatus 1 that uses the band assigns it. Since the uplink band is virtually selected at random, the CB transmission uses a band having a lower channel gain than the CF transmission. On the other hand, the path loss measured in the downlink is measured in the same way for both CF transmission and CB transmission. From the above, in this embodiment, the mobile station apparatus 1 determines the transmission power according to the equation (3).
  • delta CB is an offset value to compensate for the reduction of the channel gain at the time of the CB transmission.
  • delta CB is set as in equation (4).
  • X is a value of 1 or more and the characteristic difference due to the scheduling gain depends on fading, it may be a predetermined value determined by the system based on statistical values in order to omit unnecessary control.
  • PCF is transmission power used during CF transmission
  • PCB is transmission power used during CB transmission.
  • m CF and m CB are allocated bandwidths specified by control information for CF transmission and CB transmission, respectively, and P 0_CF and P 0_CB are notified from the base station apparatus 3 when performing CF transmission and CB transmission.
  • f CF is a closed-loop correction value that the base station apparatus 3 notifies the mobile station apparatus 1 for CF transmission
  • f CB is a closed-loop correction value that the base station apparatus 3 notifies the mobile station apparatus 1 for CB transmission. Value.
  • the mobile station apparatus 1 can control transmission power independently by CF transmission and CB transmission.
  • the base station apparatus 3 determines a predetermined MCS and an allocated bandwidth without depending on the mobile station apparatus 1 that actually performs transmission. Therefore, the mobile station apparatus 1 does not consider the path loss, Allocated bandwidth must be used. However, for example, in the mobile station apparatus 1 that is far from the base station apparatus 3 and has a large path loss, it is desirable to use a low modulation scheme, coding rate, and narrow band in order to reduce transmission power. In a small mobile station apparatus 1, it is desirable to use a high modulation scheme, coding rate, and wide bandwidth for improving the transmission rate. Therefore, in this example, when preparing a plurality of allocated bands for CB transmission, a different MCS or allocated bandwidth is set for each allocated band for CB transmission.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a case where the base station apparatus 3 according to the fourth embodiment of the present invention sets different bandwidths for each allocated band for CB transmission.
  • the base station apparatus 3 uses the first CB transmission allocated band with a bandwidth of 4 RB (RB1 to 4) and a bandwidth of 2 RB (RB5 to 6). 2) CB transmission allocation bands of the second CB transmission allocation band.
  • the two allocated bands for CB transmission are notified to the mobile station apparatus 1 as different CB grants.
  • the mobile station apparatus 1 extracts two CB grants and uses the first CB transmission allocation band with a wide bandwidth or the second allocation band for CB transmission with a narrow bandwidth according to the transmission power surplus of the mobile station device 1.
  • the band reference m target (a) is calculated as a function of MCS according to Equation (6).
  • P target is a reference transmission power in CB transmission
  • ⁇ TF (a) is a power correction value to be compensated when using the MCS indicated by the index a.
  • the mobile station apparatus 1 selects one of the selectable CB transmission allocated bands whose bandwidth is smaller than m target (a) and uses it for CB transmission. However, in order to improve the transmission rate as much as possible, it may be set so as to select an allocation band for CB transmission that maximizes the bandwidth when it is equal to or less than m target (a).
  • 11A shows a case where a plurality of allocation bands for CB transmission are allocated in the same frequency band, but the same processing can be performed when a allocation band for CB transmission is allocated for each frequency band separated by a certain distance or more.
  • CA carrier aggregation
  • CC component carriers
  • the base station apparatus 3 is allocated a CB transmission allocation band having a different bandwidth for each CC.
  • FIG. 11B and FIG. 11C are diagrams illustrating a case where the base station apparatus 3 according to the fourth embodiment of the present invention sets different bandwidths for each CB transmission allocated band of each CC.
  • a 5 RB CB transmission allocation band is allocated in CC1
  • a 3RB CB transmission allocation band is allocated in CC2.
  • the base station apparatus 3 notifies the mobile station apparatus 1 of the allocated band for CB transmission in each CC as a CB grant.
  • the mobile station apparatus 1 selects a CC having a selectable bandwidth based on the criterion of the equation (6), and performs CB transmission.
  • a case where a different MCS is set for each allocated band for CB transmission is shown.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating a case where the base station apparatus 3 according to the fourth embodiment of the present invention sets a different MCS for each CB transmission allocation band.
  • the base station apparatus 3 determines the modulation scheme when using the first CB transmission allocation band as QPSK, the coding rate as 3/4, and uses the second CB transmission allocation band as the modulation scheme.
  • the coding rate is set to 1/2, and two CB grants are generated and notified to the mobile station apparatus 1 so as to have different transmission rates.
  • the mobile station apparatus 1 extracts two CB grants and uses the first CB transmission allocation band with a low MCS or the second CB transmission allocation band with a high MCS according to the transmission power reserve of the mobile station. To decide.
  • the MCS selection criterion a target (m) is calculated as a function of the allocated bandwidth m by Equation (7).
  • P target is a reference transmission power in CB transmission.
  • the mobile station apparatus 1 selects one of the selectable allocation bands for CB transmission from the transmission power to be compensated by the MCS to be used is smaller than a target (m), and uses it for CB transmission. However, in order to improve the transmission rate as much as possible, it may be set so as to select an allocated band for CB transmission that has a maximum bandwidth with a bandwidth equal to or less than a target (m). Similar processing can also be applied when CA is applied.
  • FIGS. 12B and 12C are diagrams illustrating a case where the base station apparatus 3 according to the fourth embodiment of the present invention sets different MCS for each CB transmission allocation band of each CC.
  • FIGS. 12B and 12C show a case where 4 RB allocated bandwidth for CB transmission is allocated to CC1 and CC2, respectively.
  • base station apparatus 3 assigns modulation scheme QPSK and coding rate 3/4 to the CB transmission allocation band in CC1, and allocates modulation scheme 16QAM and coding rate 1/2 to the CB transmission allocation band in CC2.
  • the base station apparatus 3 notifies the mobile station apparatus 1 of the CB transmission allocation band and MCS in each CC as CB grants.
  • the mobile station apparatus 1 selects a selectable MCS CC based on the criterion of Expression (7), and performs CB transmission.
  • equation (8) can be considered as the reference X when the mobile station apparatus 1 selects the allocated band for CB transmission.
  • the mobile station apparatus 1 calculates a necessary compensation value b (m c , a c ) based on m c that is a bandwidth used for each CB grant and a c that is an MCS to be used, using Expression (9). To do.
  • the thing used for CB transmission is selected from the CB grant from which required compensation value b ( mc , ac ) becomes X or less.
  • the maximum b (m c , a c ) of X or less may be selected.
  • a different bandwidth or MCS is set for each selectable CB grant, and the mobile station apparatus 1 selects the CB grant based on the transmission power set in the own station. Transmission power and transmission throughput can be obtained.
  • transmission diversity generates a plurality of transmission signals composed of the same data by encoding a data signal, and acquires diversity gain in the base station apparatus 3 by transmitting from each different antenna.
  • a transmission diversity method called precoding can be used. In precoding, the mobile station apparatus 1 is notified of a combination of transmission signals in which the power of the signal received by the base station apparatus 3 is increased, and the mobile station apparatus 1 acquires a high diversity gain by using the notified combination. be able to.
  • the base station apparatus 3 since the base station apparatus 3 cannot grasp the state of the propagation path from the mobile station apparatus 1 at the time when the mobile station apparatus 1 starts transmission, the diversity gain by the precoding described above is acquired. I can't. Therefore, when CB transmission is used, a transmission diversity system that can acquire a diversity gain without grasping the state of the propagation path is used.
  • SFBC SpaceBFrequency Block Coding
  • STBC Space Time Block Coding
  • the mobile station apparatus 1 in the present embodiment uses a transmission diversity method that uses propagation path information when performing CF transmission by transmission diversity, and does not require propagation path information when performing CB transmission by transmission diversity. A transmission diversity method is used. As a result, the mobile station apparatus 1 can obtain a high diversity gain in each of the CF transmission and the CB transmission.
  • the program that operates in the mobile station device 1 and the base station device 3 related to the present invention is a program (a program that causes a computer to function) that controls the CPU and the like so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention.
  • Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary.
  • a recording medium for storing the program a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient.
  • the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs.
  • the functions of the invention may be realized.
  • the program can be stored and distributed in a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in the present invention.
  • part or all of the mobile station device 1 and the base station device 3 in the above-described embodiment may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit.
  • Each functional block of the mobile station device 1 and the base station device 3 may be individually chipped, or a part or all of them may be integrated into a chip.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • an integrated circuit based on the technology can also be used.
  • the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are also claimed. Included in the range.
  • the present invention is suitable for use in a mobile communication system in which a mobile phone device is a mobile station device 1, but is not limited to this.

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Abstract

 複数の移動局装置がCB(Contention Based)伝送を用いた際に、衝突する確率を低減する。基地局装置から受信した制御信号に基づいて、CB伝送を行なう移動局装置であって、前記制御情報からCB伝送用の制御信号を抽出する制御情報抽出部105と、前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するクリッピング部107と、前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信する送信部125と、を備える。

Description

移動局装置、基地局装置、無線通信システムおよび送信方法
 本発明は、Contention Based(CB)伝送を用いた無線通信技術に関する。
 近年、第3.9世代の携帯電話の無線通信システムであるLTE(Long Term Evolution)システムをより発展させたLTE-A(LTE-Advanced)が、第4世代の無線通信システム(IMT-Aなどとも称する)の一つとして標準化が行なわれている。LTE-Aでは非特許文献1に示されているように、セル内の他の移動局装置との衝突を避けるよう無線リソースを割り当てて伝送するContention Free(CF)伝送に加え、セル内の他の移動局装置との衝突を避けるような制御をしないことで通信開始までの制御情報の交換にかかる時間を短縮することができるContention Based(CB)伝送が提案されている。以下、CF伝送とCB伝送について説明する。
 LTEシステム等で用いられているCF伝送は、移動局装置がデータ送信を行なう前にスケジューリングリクエスト(SR:SchedulingRequest)と称される要求を基地局装置に通知する。該SRを受信した基地局装置は、宛先となるセル無線ネットワーク一時識別子(C-RNTI:Cell-Radio Network Temporary Identityと称されることがある)を持つ移動局装置に伝送帯域を割り当て、該割当情報、および伝送に使用するMCS(Modulation and Coding Schemes)等をスケジューリンググラント(SG:SchedulingGrant)として通知する。その後SGを受信した移動局装置が、指定された帯域と、MCSなどの送信信号を生成するために必要な制御情報からデータ信号を生成し、基地局装置への送信を開始する。このような手順をとることで、移動局装置は自局に割り当てられた帯域を用いて、セル内の他の移動局装置の伝送の有無に関わらない安定した通信を行なうことができる。
 しかしながら、前述したような手順をとるCF伝送はデータの伝送開始までに移動局装置と基地局装置間での制御情報の送受信が必要となるため、時間を多く要する問題があった。このような問題に対しCB伝送は、伝送開始までの所要時間を短縮することができる。具体的には、基地局装置は、自セル内の周波数リソースの少なくとも一部が何かしらの条件により空いている場合、またはCB伝送用の帯域として確保されている場合、1つの移動局装置に限定しないセル内のCB伝送可能な移動局装置群を宛先(CB-RNTI:Contention Based-Radio Network Temporary Identityと称されることがある)として、CB伝送が可能であるという通知を行なう。更に、通知後に基地局装置は任意の移動局装置が空き帯域を用いてCB伝送を行なうためのMCSや割当帯域を示す制御情報をCBグラントとして前述の宛先に対し送信を行なう。CB伝送によりデータを送信する移動局装置は、前述の宛先に対する通知を監視し、通知があった際にはCBグラントを復調する。そして、受信したCBグラントを用いてデータ信号を生成し、基地局装置への送信を開始する。このように、CB伝送では、CF伝送の様に移動局装置がSRを送信する必要が無く、帯域を割り当てられるまでの待機時間が存在しないため、伝送開始を早めることができる利点がある。
3GPP、R2-093812
 しかしながら、CB伝送を行なう移動局装置が多数存在した場合には、CBグラントがCB伝送可能な1以上の移動局装置に対し送信されるため、同時に複数の移動局装置が同一の無線リソースを用いて送信を開始する可能性が存在する。この場合、同時に送信された移動局装置の信号は互いに干渉するため、伝送特性が劣化する。このような状態を複数の移動局装置が「衝突」していると定義すると、CB伝送では衝突による伝送の失敗が発生することがあり、その結果、伝送スループットが低下する問題があった。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数の移動局装置がCB伝送を用いた際に、衝突する確率を低減することができる移動局装置、基地局装置、無線通信システムおよび送信方法を提供することを目的とする。
 (1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の移動局装置は、基地局装置から受信した制御信号に基づいて、CB(Contention Based)伝送を行なう移動局装置であって、前記制御情報からCB伝送用の制御信号を抽出する制御情報抽出部と、前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するクリッピング部と、前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
 このように、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するので、1つのCB伝送当たりの割り当て帯域が狭帯域化されるに伴って、CB伝送用の割り当て帯域候補が増加し、衝突確率を低減させることが可能となる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (2)また、本発明の移動局装置において、前記クリッピング部は、前記送信信号のスペクトルのうち、予め定められた一部のスペクトルを削除することを特徴とする。
 このように、送信信号のスペクトルのうち、予め定められた一部のスペクトルを削除するので、1つのCB伝送当たりの割り当て帯域が狭帯域化されるに伴って、CB伝送用の割り当て帯域候補が増加し、衝突確率を低減させることが可能となる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (3)また、本発明の移動局装置において、前記クリッピングは、削除する一部のスペクトルとして予め定められた複数の候補スペクトルからいずれかの候補スペクトルを選択することを特徴とする。
 このように、削除する一部のスペクトルとして予め定められた複数の候補スペクトルからいずれかの候補スペクトルを選択するので、複数の移動局装置が同一のCB伝送用制御情報を用いた場合においても、衝突する確率を低減し、その結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (4)また、本発明の移動局装置において、前記クリッピング部は、周波数の高い候補スペクトルまたは周波数の低い候補スペクトルを選択することを特徴とする。
 このように、周波数の高い候補スペクトルまたは周波数の低い候補スペクトルを選択するので、複数の移動局装置が同一のCB伝送用制御情報を用いた場合においても、衝突する確率を低減し、その結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (5)また、本発明の移動局装置において、前記クリッピング部は、前記基地局装置が自局を識別するための識別情報に基づいて、削除する一部のスペクトルを決定することを特徴とする。
 このように、基地局装置が自局を識別するための識別情報に基づいて、削除する一部のスペクトルを決定するので、複数の移動局装置が同一のCB伝送用制御情報を用いた場合においても、衝突する確率を低減し、その結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (6)また、本発明の移動局装置は、前記基地局装置によって移動局装置毎に設定される任意の補正値を用いて、送信信号の送信電力を補正する送信電力制御部を更に備え、前記送信電力が補正された送信信号を前記基地局装置に送信することを特徴とする。
 このように、送信電力が補正された送信信号を前記基地局装置に送信するので、複数の移動局装置が同一のCB伝送用割り当て帯域を用いて伝送を行った場合においても、受信電力の差から、例えばターボ等化やSIC(Successive Interference Cancellation)のを用いることで、ユーザ間干渉を除去し易くなり、伝送失敗を回避する可能性を高めることができる。
 (7)また、本発明の移動局装置は、前記制御信号に基づいて、自局の送信電力余力に応じた帯域幅のCB伝送用割り当て帯域を決定することを特徴とする。
 このように、制御信号に基づいて、自局の送信電力余力に応じた帯域幅のCB伝送用割り当て帯域を決定するので、パスロスを考慮したCB伝送を行なうことが可能となる。
 (8)また、本発明の移動局装置は、前記制御信号に基づいて、自局の送信電力余力に応じたMCS(Modulation and Coding Schemes)が設定されたCB伝送用割り当て帯域を決定することを特徴とする。
 このように、制御信号に基づいて、自局の送信電力余力に応じたMCSが設定されたCB伝送用割り当て帯域を決定するので、パスロスを考慮したCB伝送を行なうことが可能となる。
 (9)また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、CB(Contention Based)伝送を行なうための制御信号を送信する基地局装置であって、前記移動局装置がCB伝送を行なうためのスペクトル割り当て帯域を決定するスケジューリング部と、前記スペクトル割り当て帯域を前記移動局装置に通知するための制御信号を生成する制御信号生成部と、前記生成した制御信号を前記移動局装置に送信する基地局送信部と、を備え、前記スケジューリング部は、同時に複数のスペクトル割り当て帯域を決定する際に、各スペクトルの一部が重複するように割り当てることを特徴とする。
 このように、同時に複数のスペクトル割り当て帯域を決定する際に、各スペクトルの一部が重複するように割り当てるので、従来の手法よりもCB伝送用割り当て帯域の候補数を増加させることができ、複数の移動局装置が完全に同一の帯域を使用する確率を低減させることができる。これにより、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (10)また、本発明の基地局装置は、移動局装置に対して、CB(Contention Based)伝送を行なうための制御信号を送信する基地局装置であって、前記移動局装置がCB伝送を行なうためのスペクトル割り当て帯域を決定するスケジューリング部と、受信した信号から、前記スペクトル割り当て帯域に割り当てられたスペクトルのうち一部の部分スペクトルを抽出するデマッピング部と、前記抽出した部分スペクトルを用いて、信号検出を行なう信号検出部と、を備えることを特徴とする。
 このように、移動局装置において、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルが削除された部分スペクトルを抽出し、信号検出を行なうので、1つのCB伝送当たりの割り当て帯域が狭帯域化されるに伴って、CB伝送用の割り当て帯域候補が増加し、衝突確率を低減させることが可能となる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (11)また、本発明の無線通信システムは、基地局装置および移動局装置から構成される無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記移動局装置がCB(Contention Based)伝送を行なうためのスペクトル割り当て帯域を決定するスケジューリング部と、前記移動局装置から受信した信号から、前記スペクトル割り当て帯域に割り当てられたスペクトルのうち一部の部分スペクトルを抽出するデマッピング部と、前記抽出した部分スペクトルを用いて、信号検出を行なう信号検出部と、を備え、前記移動局装置は、前記基地局装置から受信した制御情報から、CB伝送用の制御信号を抽出する制御情報抽出部と、前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するクリッピング部と、前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
 このように、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するので、1つのCB伝送当たりの割り当て帯域が狭帯域化されるに伴って、CB伝送用の割り当て帯域候補が増加し、衝突確率を低減させることが可能となる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 (12)また、本発明の送信方法は、基地局装置から受信した制御信号に基づいて、CB(Contention Based)伝送を行なう移動局装置の送信方法であって、前記制御情報からCB伝送用の制御信号を抽出し、前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成し、前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信することを特徴とする。
 このように、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するので、1つのCB伝送当たりの割り当て帯域が狭帯域化されるに伴って、CB伝送用の割り当て帯域候補が増加し、衝突確率を低減させることが可能となる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することが可能となる。
 本発明を用いることにより、CB伝送を用いた際に複数の移動局装置が衝突する確率が低減され、伝送スループットを改善することができる。
本発明の第1の実施形態に係る移動局装置1の構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る基地局装置3の構成例を示すブロック図である。 CB伝送用帯域を示す図である。 従来のCB伝送を示す図である。 本発明の第1の実施形態を用いた場合のCB伝送を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る基地局装置3の構成例を示すブロック図である。 CB伝送用帯域を示す図である。 従来のCB伝送を示す図である。 本発明の第2の実施形態を用いた場合のCB伝送を示す図である。 本発明の第2の実施形態において、複数のCB伝送用割当帯域を許容重複率が超えない範囲で互いに重複するように設定する例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るスケジューリング部211の処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態における第1の変形例に係る移動局装置1の構成の一例を示すブロック図である。 CB伝送用帯域を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、帯域の高周波側を半分削除する場合を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、帯域の低周波側を半分削除する場合を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を1/3とした場合を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を1/3とした場合を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を1/3とした場合を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を2/3とした場合の例を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を2/3とした場合の例を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を2/3とした場合の例を示す図である。 本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3がCB伝送用割当帯域毎に異なる帯域幅を設定した場合を例示した図である。 本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3が各CCのCB伝送用割当帯域毎に異なる帯域幅を設定した場合を例示した図である。 本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3が各CCのCB伝送用割当帯域毎に異なる帯域幅を設定した場合を例示した図である。 本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3がCB伝送用割当帯域毎に異なるMCSを設定した場合を例示した図である。 本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3が各CCのCB伝送用割当帯域毎に異なるMCSを設定した場合を例示した図である。 本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3が各CCのCB伝送用割当帯域毎に異なるMCSを設定した場合を例示した図である。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
 [第1の実施形態]
 本実施形態では、CB伝送を用いる際に、データ信号の周波数スペクトルの一部を伝送に用いないことで、伝送に必要な帯域幅を狭くする。基地局装置は、伝送に用いられなかったスペクトルを無線伝搬路による落ち込みにより受信されなかったものとみなし、非線形繰り返し等化処理による干渉除去を行なうことで、伝送特性の劣化を抑えることができる。このように1つのCBグラントに対応する割当帯域を狭くすることは、同時に伝送可能な異なる割当帯域のCBグラント数が増加することを意味し、伝送レートを維持しながら衝突確率を低減することができる。以下、本実施形態を実現するための移動局装置および基地局装置の構成例について説明する。
 [送信機構成]
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る移動局装置1の構成例を示すブロック図である。ただし、本発明を説明するのに必要な最小限のブロック図としている。また、本図では移動局装置1のアンテナ数を1としているが、複数のアンテナを送受信に用いて、送信ダイバーシチ伝送やMIMO伝送等の公知の技術を適用しても良い。
 移動局装置1はデータの送信を行なう前に伝送に使用される各種パラメータ(割当リソース数や割当帯域情報、変調方式、符号化率等)を制御情報として基地局装置から通知される。そのため移動局装置1は受信アンテナ101で受信した基地局装置からの信号を移動局無線受信部103においてダウンコンバートし、A/D(Analog to Digital)変換した後、制御情報抽出部105へ入力する。
 制御情報抽出部105は、移動局無線受信部103より入力された信号から伝送に使用する制御情報を抽出する。ここで制御情報抽出部105が抽出可能な制御情報はCF伝送を行なうための制御情報(基地局装置が特定の移動局装置1を宛先として送信した個別の制御情報)と、CB伝送を行なうための制御情報(基地局装置がCB伝送可能である移動局装置1を宛先として送信した共有の制御情報)の2種類が存在する。そのため制御情報抽出部105はCF伝送を行なう場合にはCF伝送用の制御情報を抽出し、CB伝送を行なう場合にCB伝送用の制御情報を抽出する。CF伝送とCB伝送の何れの伝送を用いるかについては、移動局装置1が任意に決定して良いし、自局宛てのCF伝送用制御情報が存在しない場合にのみCB伝送を用いるように決定されても良い。制御情報抽出部105は、抽出した制御情報がCF伝送用のものかCB伝送用のものであるかをクリッピング部107に通知すると共に、抽出した制御情報を後述する使用用途に応じて移動局装置1の各ブロックへ入力する。
 符号部109は制御情報抽出部105より入力された符号化率情報に基づき、送信データに対し誤り訂正符号化を施し、変調部111において符号化された信号の変調を行なう。ここで、符号部109で適用される誤り訂正符号の符号化率、および変調部111で適用される変調多値数は、制御情報抽出部105から通知される制御情報に含まれる符号化率情報および変調方式情報(2つの情報を統一した情報としてMCS(Modulation and Coding Scheme)が用いられても良い)に基づいて各々選択される。変調後の信号はDFT部113へ入力される。
 DFT部113はDFT(Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換)により周波数領域信号に変換する。ここで、DFTのポイント数(以後DFTポイントと称する)NDFTは制御情報抽出部105から出力される制御情報に含まれる割当リソース数情報によって決定される(あるいは割当帯域情報によって算出されても良い)。また、符号部109からDFT部113までの構成を含むブロックをスペクトル生成部114と表す。
 参照信号生成部115は、基地局装置が受信処理を行なう際に必要な移動局装置1-基地局装置間の伝搬路特性を測定するため、基地局装置で既知の参照信号が生成される。生成された参照信号は参照信号多重部117において測定の為の所定の単位時間(サブフレーム)にデータ信号の代わりにクリッピング部107に入力される。その他の単位時間においてはDFT部113より入力されたデータ信号がクリッピング部107に入力される。
 クリッピング部107は、制御情報抽出部105から伝送に使用される方式がCF伝送方式かCB伝送かを示す情報が入力され、該情報に基づいてDFT部113から入力される周波数領域信号に処理を施す。具体的にはCF伝送方式を用いる場合には入力された信号に処理を加えず出力し、CB伝送方式の場合は入力された信号の一部を削除し、残りのNポイントの信号をマッピング部119へ出力する。ここでCF伝送の場合に削除する信号のポイント数(NDFT-N)あるいはポイント数の割合((NDFT-N)/NDFT)は、あらかじめ定められていても良く、または制御情報を用いて基地局装置から通知されても良い。ただし、本発明はCB伝送において一部のスペクトルを送信しないことが重要であるため、CF伝送における処理は前述に限定されない。すなわち、CF伝送においてもCB伝送と同様の処理が行なわれても良いし、CB伝送の場合とは異なる割合のポイント数となるようにスペクトルが削除されても良い。
 マッピング部119は、クリッピング部107より入力された信号を伝送に用いるサブキャリアに割り当てる。この際、割当は制御情報抽出部105より与えられるNポイントの割当帯域情報に基づいて行なわれ、伝送に用いられないサブキャリアにはゼロが挿入される。
 IDFT部121は、マッピング部119より入力される周波数領域信号をIDFT(Inverse DFT:逆離散フーリエ変換)により、時間領域の信号へ変換する。前述のDFT部113やIDFT部121は、可能であればFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)およびIFFT(Inverse FFT)等の高速アルゴリズムが適用されても良い。その後、得られた時間領域の信号は、CP(Cyclic Prefix:サイクリックプレフィックス)挿入部123においてCP(IDFT後のシンボル後方一部をコピーした信号)が挿入される。次に、移動局無線送信部(送信部)125で、D/A(Digital to Analog)変換によりデジタル信号からアナログ信号に変換された後、アップコンバートされ、送信アンテナ127から送信される。
 [受信機構成]
 図2は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置3の構成例を示すブロック図である。本実施形態では移動局装置1がCB伝送を行なう際に一部の周波数スペクトルを送信しない処理を行なうため、基地局装置3では一部のスペクトルの情報を受信することができずシンボル間干渉が発生する。したがって受信処理において干渉を除去する処理が必要であり、ここでは周波数領域SC/MMSEターボ等化を用いた受信装置を含む基地局装置3について示す。また、本図では基地局装置3のアンテナ数を1としているが、複数のアンテナを受信に用いて、受信ダイバーシチやMIMO分離等の公知の技術を適用しても良い。
 受信アンテナ201で受信された1あるいは複数の移動局装置1からの信号は基地局無線受信部203にてダウンコンバートされた後、A/D変換によりデジタル信号に変換され、CP除去部205においてCPが除去される。
 第1のDFT部207は、CP除去部205より入力された信号をDFTにより時間領域信号から周波数領域信号へ変換し、デマッピング部209に入力する。
 スケジューリング部211は、CF伝送を行なう移動局装置1に割り当てる帯域とCB伝送用の帯域を決定する機能を有する。割当方法としてはいかなる方法が用いられても良い。例えば、CB伝送用に割当可能な帯域とCF伝送用に割当可能な帯域は、異なる帯域として予め分けられ、CB伝送用帯域とCF伝送用帯域は各々独立にスケジューリングが行なわれて良い。また別の方法として、CF伝送を行なう各移動局装置1に対してProportional Fairnessや、Round Robinといった既存の手法で割り当てを行なった後に、何れの移動局装置1に対しても割り当てられなかった帯域をCB伝送に割当可能な帯域として良い。
 ただし、本実施形態では、CB伝送の際に移動局装置1が一部のスペクトルを送信しない特徴を有するため、スケジューリング部211は、1つのCB伝送に割り当てる帯域幅を送信する部分スペクトルの帯域幅となるように設定する。そのためCB伝送における伝送レートが定められた場合に、該伝送レートを実現するためのスペクトルの帯域幅をNDFTとすると、CB伝送用の割当帯域幅NはNDFTに比べ狭くなるように設定される(N<NDFT)。生成された割当情報は制御情報生成部(制御信号生成部)213およびデマッピング部209に入力される。
 制御情報生成部213は、各移動局装置1に割当帯域と該割当帯域で使用するMCSを通知するための制御信号を生成する。ここで、使用するMCSは予めシステムで定められたものが用いられても良いし、スケジューリング部211より入力される割当情報に基づいて決定されても良い。生成される制御信号は通知される移動局装置1毎に直交するように無線リソースへ配置され、CB伝送用の割当帯域およびMCSの情報については、CB伝送可能な複数の移動局装置1が参照可能な無線リソースへ配置される。生成された制御信号は、基地局無線送信部(基地局送信部)215においてD/A変換およびアップコンバートが行なわれた後、送信アンテナ217より各移動局装置1へ送信される。
 デマッピング部209ではスケジューリング部211から入力された割当情報に基づき、各移動局装置1が伝送に使用した帯域毎に受信信号を分離し、各移動局装置1に対応する信号を参照信号分離部218に入力する。以後の処理は、デマッピングされた各移動局装置1に対する受信処理が並行して行なわれるが、ここでは説明が煩雑とならぬよう1つの移動局装置1に対する処理を用いて説明する。
 参照信号分離部218は、復調用の参照信号の受信サブフレームを抽出し、伝搬路推定部219に入力する。その他の信号については第1のゼロ挿入部221に入力する。伝搬路推定部219では、抽出された参照信号の伝送前の系列が既知である。よって伝搬路推定部219は、該系列からの参照信号の変動量から伝送に使用された伝搬路の周波数応答を推定し、第2のゼロ挿入部223へ入力する。
 第1のゼロ挿入部221および第2のゼロ挿入部223は、処理を行なう信号がCF伝送により受信した信号かCB伝送により受信した信号かにより異なる処理を行なう。入力された信号がCF伝送によるものであった場合には何も処理を行なわずそのまま出力する。一方、入力された信号がCB伝送によるものであった場合、移動局装置1において一部のスペクトルが削除されているため、削除された帯域に相当する位置にゼロを挿入する処理を行なう。本処理について図3Cの第1のCB伝送用割当帯域を用いた場合を例に説明する。デマッピング処理により抽出された信号は割当帯域に基づくためRB1およびRB2の2RBのみとなる。しかし復元すべき周波数スペクトルの帯域は本来3RBであるため、ゼロを付加することで残り1RBは伝送過程で失われたものとみなし、3RB分の受信信号スペクトルに対して処理を行なう。これに応じて伝搬路推定部219より出力される周波数応答についてもスペクトルを削除した帯域に相当する応答をゼロとして伝搬路乗算部225および等化部231へ出力する。
 伝搬路乗算部225は、第2のDFT部227より入力された周波数領域のレプリカ信号に対し、第2のゼロ挿入部223より入力された伝搬路推定値を乗算することで受信レプリカ信号を生成し、得られた信号をキャンセル部229に入力する。キャンセル部229は、第1のゼロ挿入部221より入力される周波数領域信号に対し伝搬路乗算部225から与えられる周波数領域信号を減算することで希望信号のレプリカをキャンセルし、残留信号成分を計算する。但し、キャンセル部229の1回目の処理では信号レプリカが生成されていないため、キャンセル処理は行なわず第1のゼロ挿入部221より与えられる周波数領域信号がそのまま等化部231へ出力される。
 等化部231は、キャンセル部229の出力と第2のゼロ挿入部223の出力である伝搬路推定値を用いて等化処理を行ない、その後IDFTにより時間領域への変換が行なわれた後、レプリカ生成部233の出力である信号レプリカを加算することで所望信号を復元する。ここで、等化処理に用いられる伝搬路推定値は第2のゼロ挿入部223においてゼロが挿入されているため、基地局装置3は移動局装置1において削除された部分スペクトルをあたかも伝搬路の落ち込みによって欠けてしまったかのように扱い等化を行なう。このような処理により移動局装置1が生成したスペクトル全体を正しく再生することが可能となる。
 復調部235は等化部231で復元された信号に対し復調処理を行ない、復号部237において誤り訂正を行なうことで、符号ビットのLLR(Log likelihood Ratio:対数尤度比)を算出する。復号処理により得られたLLRは任意の回数の繰り返し処理によりその信頼度を向上させることができる。処理を繰り返す場合、信号のソフトレプリカを生成するためにLLRはレプリカ生成部233に入力され、繰り返し処理を終了する場合にはLLRは判定部239に入力される。判定部239では入力されたLLRを硬判定することにより復号ビットを受信データとして得ることができる。
 レプリカ生成部233は、符号ビットのLLRに応じてソフトレプリカを生成する。生成されたレプリカは、第2のDFT部227において周波数領域信号に変換された後、前述の伝搬路乗算部225に入力される。また、レプリカ生成部233は、等化の際の希望信号再構成のため、生成したレプリカを等化部231に入力する。
 以上、本実施形態を実現するための装置構成を示した。CB伝送を行なう際に削除する部分スペクトルの割合は、移動局装置1と基地局装置3の両方で共通の値が認識されれば、どのような値が用いられても良い。ただし、割合が高くなるほど、高いシンボル間干渉が発生することになるため、受信装置の干渉抑圧能力に応じて適切な値が設定されることが望ましい。また、制御情報等による通知が可能であるならば、部分スペクトルの割合が基地局装置3から通知されても良い。
 ただし、一部のスペクトルを除去した場合、信号の送信エネルギーが低下するため、残りのスペクトルに送信電力を再配分することでエネルギー低下による特性劣化を抑えても良い。本実施形態の概念について図を用いて説明する。
 図3Aは、CB伝送用帯域を示す図である。図3Aにおいて、周波数領域のスペクトルの最小割当単位をリソースブロック(RB)としてCB伝送において使用可能な帯域が6RB存在する状態を示している。このような帯域は、CF伝送を行なう移動局装置1に帯域を割り当てた後の空き帯域でも良いし、CB伝送用に設けられた専用帯域であっても良い。したがって図3Aのような連続した帯域に限らず離散した複数の帯域であっても良い。
 図3Bは、従来のCB伝送を示す図である。ここでCB伝送において所望伝送レートを実現するために帯域が最低3RB必要であるものとすると、従来のCB伝送では例えば図3Bに示すようにRB1~RB3を第1のCB伝送用割当帯域とし、RB4~6を第2のCB伝送用割当帯域として2つのCB伝送用割当帯域が用意され、各々の伝送用帯域を用いたCB伝送が可能であることがセル内の任意の移動局装置群に通知される。ここで、CB伝送を行なう移動局装置1が同時に2つ存在し、時間分割多重等を用いることなく各移動局装置1が無作為にCB伝送用割当帯域を選択し、伝送を行なうものとすると、2つの移動局装置1が同一帯域を使用して衝突する確率は50%である。また同様にCB伝送を行なう移動局装置1が3つ存在する場合には、ある移動局装置1の伝送で衝突が発生する確率は1-(1/2×1/2)=75%である。
 一方、図3Cは、本発明の第1の実施形態を用いた場合のCB伝送を示す図である。前述と同様に所望伝送レートを実現するためには3RBの周波数スペクトルが必要となるが、そのうち1RBを伝送せず、2RBの部分スペクトルを伝送するものとする。この場合、各CB伝送で割り当てられるべき帯域は2RBであるため、例えばRB1、2を第1のCB伝送用割当帯域、RB3、4を第2のCB伝送用割当帯域、RB5、6を第3のCB伝送用割当帯域として3つのCB伝送用割当帯域が用意され、各々セル内の任意の移動局装置群に通知される。
 この場合、CB伝送を行なう移動局装置1が2局である場合の衝突確率は33%となり、CB伝送を行なう移動局装置1が3局である場合のある移動局装置1で衝突が発生する確率は1-(2/3×2/3)=56%となる。このように、本発明の第1の実施形態では、同一伝送レートを実現するための割当帯域を抑えることができるため、CB伝送用の割当帯域の候補を従来に比べ増加させる事ができる。この結果、複数の移動局装置1が衝突する確率を抑えることができる。ただし、このような衝突確率の低減効果は移動局装置1が4以上存在する場合にも同様に得られる。またここでは、削除する割合を1/3に設定したが、受信局の干渉除去処理により削除したスペクトルを復元可能であるならば任意の割合を適用することができる。
 ただし、前述の例では簡単のために時間分割多重を用いない場合を前提に説明したが、周波数軸上でCB伝送用の割当帯域候補の増加による衝突確率の低下は、更に時間分割多重により時間軸上でCB伝送用の送信時間候補が複数用意された場合においても同様に効果を発揮する。
 本実施形態では、CB伝送を用いる際に、送信スペクトルの一部を削除する処理を行なうことで、1つのCB伝送当りの割当帯域が狭帯域化されるのに伴って、CB伝送用の割当帯域候補を増加させるため、衝突確率を抑えることができる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することができる。
 [第2の実施形態]
 本実施形態では、CB伝送を行なう際に基地局装置3が用意する複数のCBグラント間で割当帯域を一部重複させることで、生成されるCBグラントの数を増加させ、複数の移動局装置1が同一のCBグラントを用いて伝送を行なうことによる衝突の確率を低減する。
 図4は、本発明の第2の実施形態に係る基地局装置3の構成例を示すブロック図である。図2の基地局装置3と同じ符号が割り当てられているブロックについては同一の機能を有する為ここでは説明を省略し、その他のブロックにおける機能について以下で説明する。
 スケジューリング部211は、CB伝送で使用する割当帯域を決定する機能を有する。具体的には、スケジューリング部211はCB伝送に使用可能なCB伝送用空き帯域の情報を基に、複数のCB伝送用割当帯域を決定する。ここでCB伝送用空き帯域とは、例えばCF伝送を行なう各移動局装置1へ帯域を割り当てた後、割り当てられなかった帯域であっても良いし、予めCB伝送用に確保されている帯域であっても良い。スケジューリング部211では、異なるCB伝送用割当帯域間で重複しても良い割合(ここでは許容重複率と呼ぶ)が予め定められている。ただし、複数の移動局装置1からの受信スペクトルが重複している際の受信処理での分離のしやすさは、伝送に使用されたMCSにより異なるため、CB伝送で使用されるMCSに基づいて許容重複率が設定されても良い。スケジューリング部211は後述する図5Cで示すが、CB伝送用空き帯域と設定された許容重複率、さらに1つのCB伝送に使用する帯域幅とから、複数のCB伝送用割当帯域を許容重複率が超えない範囲で互いに重複するように設定する。
 本実施形態の概念について図を用いて説明する。図5Aは、CB伝送用帯域を示す図である。図5Aにおいて、前述の図3Aの場合と同様にCB伝送で使用可能な空き帯域が6RB確保されている状態を示している。
 図5Bは、従来のCB伝送を示す図である。ここで、CB伝送における割当帯域が2RBであるものとすると、従来のCB伝送では例えば図5Bに示すようにRB1~RB2を第1のCB伝送用割当帯域とし、RB3~4を第2のCB伝送用割当帯域とし、RB5~6を第3のCB伝送用割当帯域として3つのCB伝送用割当帯域が用意される。そして各々の伝送用帯域を用いたCB伝送が可能であることがセル内のCB伝送可能な1以上の移動局装置1に通知される。ここで、CB伝送を行なう移動局装置1が同時に2つ存在し、時間分割多重等を用いることなく各移動局装置1が無作為にCB伝送用割当帯域を選択し、伝送を行なうものとすると、2つの移動局装置1が同一帯域を使用して衝突する確率は33%である。また、CB伝送を行なう移動局装置1が3つ存在する場合には、ある移動局装置1が他の移動局装置1と衝突する確率は1-(2/3×2/3)=56%である。
 一方、図5Cは、本発明の第2の実施形態を用いた場合のCB伝送を示す図である。前述と同様に所望伝送レートを実現するためには2RBの周波数スペクトルを必要としているが、本例では、CB伝送用割当帯域間の一部(1RB)を重複させることで、図5Bの第1のCB伝送用割当帯域、第2のCB伝送用割当帯域、第3のCB伝送用割当帯域に加え、RB2~RB3を第4のCB伝送用割当帯域とし、RB4~RB5を第5のCB伝送用割当帯域とすることで5つのCB伝送用割当帯域を用意することができる。
 これにより、CB伝送を行なう移動局装置1が2つの場合の衝突確率を20%に低減することができ、CB伝送を行なう移動局装置1が3つの場合にはある移動局装置1が他の移動局装置1と衝突する確率を1-(4/5×4/5)=36%に低減することができる。ただし、例えば2つの移動局装置1がそれぞれ第1のCB伝送用割当帯域と第4のCB伝送用割当帯域を同時に使用する場合、2つの移動局装置1はそれぞれスペクトルの50%が互いに重複することになる。しかしながら、発生するユーザ間干渉は2つの移動局装置1が同一割当帯域を使用した場合(衝突した場合)に比べて低くすることができ、非線形繰り返し等化等の干渉除去技術を施すことによる信号検出を実現しやすくなる。すなわち、本実施形態では、複数のCB伝送を行なうスペクトルのうち一部のみが重複した場合には干渉除去技術による分離が可能であることを前提として、分離可能な範囲でスペクトルを一部重複させたCB伝送用割当帯域を用意し、使用可能なCB伝送用割当帯域の候補数を増加させることで、複数の移動局装置1が同一のCB伝送用割当帯域を用いることによる伝送失敗の確率を低減させる事ができる。
 以下、第2の実施形態を実現するための移動局装置1、基地局装置3の構成例について説明する。本実施形態に係る移動局装置1は、基地局装置3により制御情報で通知されるCB伝送用の割当帯域を用いてCB伝送を行なう公知の移動局装置1において実現可能であり、特別な機能は必要としない。
 図6は、本発明の第2の実施形態において、複数のCB伝送用割当帯域を許容重複率が超えない範囲で互いに重複するように設定する例を示す図である。図6に示すようにCB伝送用の帯域がM(RB)存在し、1つのCB伝送用割当帯域の帯域幅がm(RB)であり、2つのCB伝送用割当帯域間の許容重複率がP(<1)であったとする。このときCB伝送用割当帯域はm’=ceil(m×(1-P))(RB)毎に配置されるため、floor((M-(m-m’))/m’)個のCB伝送用割当帯域が割当可能である。ただし、floor(A)はA以内の最大の整数を示す床関数、ceil(A)はA以上の最小の整数を示す天井関数である。ただし、ここでは2つのCB伝送用割当帯域間の重複率が一定値以内であれば同時に2つ以上のCB伝送用割当帯域と重複した場合でも分離可能という前提の基に配置例を示したが、例えば、あるCB伝送用割当帯域は1つのCB伝送用割当帯域としか重複しないようにスケジューリングされても良い。
 図7は、本発明の第2の実施形態に係るスケジューリング部211の処理の一例を示すフローチャートである。まず、CB伝送で使用可能な空き帯域の帯域幅Mが検出される(ステップS1)。ただしCB伝送で使用可能な帯域が予め定められている場合には、ステップS1は不要である。次に、CB伝送で必要な伝送レートから1つのCB伝送当りで使用する帯域幅mを決定する(ステップS2)。ただし、前記伝送レートが予め定められている場合には、定められたmを用いる。続いて、システムで設定された閾値Xを用いて、m’=ceil(M/(m×X))によりCB伝送の割当帯域の配置間隔m’を決定する(ステップS3)。ただし、Xはm’毎に帯域幅mの割当帯域が配置された際に重複する帯域幅が許容される値以下となるようにするための閾値である。次に、m’毎に配置される各CB伝送用の割当帯域が決定され(ステップS4)、決定された割当帯域の情報が制御情報生成部213およびデマッピング部209に出力される(ステップS5)。
 図4に戻り、信号検出部301は、等化や変調シンボルの復調、誤り訂正復号などの信号検出を行ない、復号ビット出力する機能を有する。ただし、本実施形態では図5Cに示したように複数の移動局装置1の間で一部のスペクトルが重複して受信される可能性があるため、各スペクトルを分離するためにターボ原理に基づく非線形繰り返し等化(ターボ等化)やSIC(Successive Interference Cancellation)のようにランキングしてシリアルに各移動局装置1の信号を検出するような干渉除去技術が用いられることが望ましい。
 [第1の変形例]
 第2の実施形態の変形例として、CB伝送で受信された複数の移動局装置1からのスペクトル間で受信電力に差が出るように移動局装置1における送信電力が設定されてもよい。一般的にターボ等化やSICといったユーザ間干渉を除去可能な技術が用いられる際には、ユーザ毎の復号ビットの尤度に差があるほど該尤度情報を用いることによる改善効果が得られる。そのため、移動局装置1の間で受信電力が異なるように設定することで干渉除去によるユーザ間ごとの信号の分離をより実現しやすくなる効果が得られる。例えば、移動局装置1における送信電力の決定に式(1)を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ただし、pR0は基地局装置3から通知される周波数当りの目標受信電力レベル、αはFractional TPCと呼ばれる技術で用いられる0から1の間で設定される0と1を含むセル固有のパラメータ、Wは移動局装置1が送信に使用する帯域幅、ΔTFはMCS毎に異なる所要受信電力を補正する値である。さらにFは移動局装置1で設定可能な補正値である。例えばFは移動局装置1に異なる識別子であるC-RNTIから決定される値であっても良いし、所定の範囲の中でランダムな値が設定されても良い。
 図8は、本発明の第2の実施形態における第1の変形例に係る移動局装置1の構成の一例を示すブロック図である。図8の移動局装置1は、第1の実施形態に係る図1の移動局装置1とは、クリッピング部107が削除されている点、送信電力制御部401が追加されている点で異なる。また制御情報抽出部403は、伝送に使用される制御情報がCB伝送用であった場合に、CB伝送を行なうこと(例えば1ビットの情報)を送信電力制御部401に通知する。
 送信電力制御部401は、移動局無線送信部125から入力された送信信号の送信電力を任意の値に設定する機能を有する。決定式には例えば式(1)が用いられる。制御情報抽出部403からCB伝送を行なうことが通知された場合には、Fを前述のように移動局装置1毎に異なる値となるよう設定し、それ以外の場合にはF=0として送信電力を決定する。ただし、式(1)の各パラメータは制御情報により設定される場合には制御情報抽出部403より入力され、上位レイヤにより通知される場合には、下りリンクで復元されたデータ信号より抽出され、送信電力制御部401に入力される。送信電力が調整された送信信号は送信アンテナ127より基地局装置3へ送信される。ただし、送信電力制御部401は例えば移動局無線送信部125の前に配置され、送信電力の調整は移動局無線送信部125の処理より前に行なわれる構成としても良い。
 このような変形例を用いた場合、複数の移動局装置1が同一のCB伝送用割当帯域を用いて伝送を行なった場合(衝突が発生した場合)においても受信電力の差からターボ等化やSICを用いてのユーザ間干渉除去が実現しやすくなり、伝送失敗を回避できる可能性が高くなる。
 本実施形態では、CB伝送を用いる際に、基地局装置3が複数のCB伝送用割当帯域の一部を重複するように設定し、従来の方式よりCB伝送用割当帯域の候補数を増加させる事により、複数の移動局装置1が完全に同一の帯域を使用する確率を抑えることができる。この結果、CB伝送における伝送効率を改善することができる。
 [第3の実施形態]
 本実施形態では、複数の移動局装置1が同一の伝送帯域を用いてCB伝送を行なう際に、移動局装置1毎にスペクトルの任意の一部を送信しない送信方式を用いることで、衝突による伝送失敗の確率を低減する無線通信システムを示す。
 本実施形態を実現するための送受信機構成について説明する。本実施形態に係る移動局装置1は、第1の実施形態における移動局装置1の構成例である図1と同一のブロック構成で実現することができる。ただしクリッピング部107が有する機能が異なるため、以下に説明する。
 本実施形態に係るクリッピング部107は、制御情報抽出部105よりCB伝送を行なうことが通知された場合に、参照信号多重部117より入力されたスペクトルの任意の一部を削除する。削除されるスペクトルはランダムに決定されても良いし、一定の規則に基づいて設定されても良い。例えば、基地局装置3が移動局装置1を識別するための識別情報(C-RNTI:Cell-Radio Network Temporary Identityと称されることがある)が偶数により示されるか奇数により示されるかにより、異なる一部が削除される規則が用いられても良い。
 本実施形態に係る基地局装置3は、第1の実施形態における基地局装置3の構成例である図2と同一のブロック構成で実現することができる。ただし、デマッピング部209、第1のゼロ挿入部221および第2のゼロ挿入部223が有する機能が異なるため、以下に説明する。
 本実施形態に係るデマッピング部209は、各移動局装置1に対応する割当帯域の受信スペクトルを抽出する機能を有するが、さらにCB伝送用の割当帯域で受信したスペクトルについては、前述の移動局装置1より送信される部分スペクトルの伝送帯域毎に抽出される。詳細は後述する。本実施形態の概念について図を用いて説明する。
 図9Aは、CB伝送用帯域を示す図である。図9Aでは、CB伝送用割当帯域が6RB(RB1~RB6)として確保されている場合を示している。この場合に2つの移動局装置1が該帯域を用いて同時にCB伝送を行なうと衝突により伝送が失敗する可能性が高い。そこで図9Bもしくは図9Cのように各移動局装置1はスペクトルの任意の半分を削除する処理を行なう。
 図9Bは、本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、帯域の高周波側を半分削除する場合を示す図である。図9Bの場合、移動局装置1はRB4~RB6に相当する部分スペクトルを削除し、RB1~3に相当する部分スペクトルのみの送信を行なう。
 これに対して、図9Cは、本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、帯域の低周波側を半分削除する場合を示す図である。図9Cの場合、移動局装置1はRB1~3に相当する部分スペクトルを削除し、RB4~6に相当する部分スペクトルのみを送信する。図9Bと図9Cのどちらが用いられるかは移動局装置1毎に任意に決定されて良い。従来の6RBを使用して伝送する場合には、2つの移動局装置1が同一の制御情報により衝突する確率は100%であったが、本処理を行なうことで、同一の部分スペクトルを削除する確率は50%となるため、2つの移動局装置1からのスペクトルが衝突する確率は50%となる。また3つの移動局装置1が同一の制御情報によりCB伝送を行なう場合にはある移動局装置1に対し他の2つの移動局装置1の何れかが衝突する確率は、1-(1/2×1/2)=75%となる。そして伝送した部分スペクトルが他の移動局装置1と衝突しなかった場合、基地局装置3は移動局装置1からの部分スペクトルを抽出し、一部のスペクトル消失により発生するシンボル間干渉を、ターボ等化やSIC等の干渉除去技術を用いて除去することで、信号を復元する。
 ただし、ここではスペクトルの半分を削除する場合で例示したが、干渉除去技術による分離が可能であればスペクトルが削除される割合は半分以上であっても、半分以下であっても本発明に含まれる。
 前述のデマッピング部209の動作について図9A~図9Cの例を用いて説明する。RB1~6のうち、移動局装置1が図9Bあるいは図9Cの何れかの部分スペクトルの削除処理を行なうシステムであるとすると、デマッピング部209はRB1~3とRB4~6を異なる移動局装置1からの受信スペクトルであるとして、それぞれの部分スペクトルを並列に参照信号分離部218へ出力する。これに伴って本実施形態に係る第1のゼロ挿入部221、および第2のゼロ挿入部223は、CB伝送により受信したスペクトルを処理する際にはデマッピング部209で抽出された部分スペクトルが、CB伝送帯域のうちどの帯域に相当するスペクトルを削除したかによりゼロを挿入する位置を変更する。
 図9B、図9Cの例を用いた場合、第1のゼロ挿入部221および第2のゼロ挿入部223はデマッピング部209で抽出されたスペクトルがRB1~3である場合にはRB4~6(部分スペクトルより高い周波数に相当する3RB)にゼロを挿入し、抽出されたスペクトルがRB4~6である場合には、RB1~3(部分スペクトルより低い周波数に相当する3RB)にゼロを挿入する。このような処理を行なうことで、同一のCB伝送用割当帯域を用いた複数の移動局装置1からの信号を互いに干渉させることなく独立に受信処理を行なうことができる。
 図10A、図10B、図10Cは、本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を1/3とした場合の例を示す図である。図10D、図10E、図10Fは、本発明の第3の実施形態に係るCB伝送において、削除する割合を2/3とした場合の例を示す図である。図10A、図10B、図10Cに示すように、スペクトルの1/3を除去するように3つの候補が用意されても良いし、図10D、図10E、図10Fのようにスペクトルの2/3を除去するように3つの候補が用意されても良い。ただし、図10A、図10B、図10Cのように削除する割合を半分以下とした場合、複数の移動局装置1がスペクトルの異なる一部を削除した場合でも、スペクトルの一部が互いに重複するため、ユーザ間干渉が発生する。よって第2の実施形態と同様に、ユーザ間干渉が除去されるような干渉除去技術が適用されることが望ましい。また、スペクトルの一部を削除する処理を行なった場合、送信エネルギーが低下することによる特性劣化が考えられるため、削除したスペクトルに相当するエネルギーを、送信に使用する部分スペクトルに再配分することで送信エネルギーの維持が図られて良い。
 本実施形態では、CB伝送を行なう場合においてCB伝送帯域の一部のスペクトルを削除する処理を行なう。このとき、削除するスペクトルの位置が異なる複数の候補を用意することで、複数の移動局装置1が同一のCB伝送用制御情報を用いた場合においても衝突する確率を低減し、結果、CB伝送における伝送効率を改善することができる。
 [第4の実施形態]
 CB伝送は、受信局となる基地局装置3が送信局となる移動局装置1を特定する以前に伝送を開始することが特徴であるため、CF伝送と異なり基地局装置3が移動局装置1からの伝搬路の状況を考慮したMCSの選択や帯域の割り当てができない。よってCF伝送の場合においては適切であった制御がCB伝送に同様に適用された場合には適切な制御とならず、必要以上に伝送特性を劣化させる問題がある。本実施形態ではこのような問題を解決するための形態を示す。
 [CB伝送において適切に送信電力を設定するための形態]
 本実施形態では、CB伝送を行なう際の送信電力制御について説明する。従来、移動局装置1でデータ信号の送信電力を決定する際に式(2)による制御が考えられている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ただし、各変数はデシベル(dB)値である。ここでmは伝送に使用する帯域幅(RB)であり、Pは基地局装置3より通知される所望受信電力であり、ΔTFはMCSに応じて決まる補正値である。fは基地局装置3における受信電力の過不足を補正するために基地局装置3から通知されるクローズドループの補正値である。ただし、基地局装置3からのフィードバックが不要である場合にfが省略されても良いし、f=0となるように移動局装置1で設定されても良い。αはfractional TPC(Transmission Power Control)と称される公知技術が用いられる際に設定される1以下のパラメータでありfractional TPCが用いられない場合にはα=1となる。PLは移動局装置1と基地局装置3との間のパスロスであり、例えばLTEでは基地局装置3から送信される下り参照信号の受信電力から決定される。つまり下り信号でのパスロスと上り信号でのパスロスがほぼ同一であるとの前提の基に下りのパスロス値を用いて上り信号のパスロスを保証する送信電力が決定される。
 ただし、LTEで用いられているCF伝送は基地局装置3がスケジューリングにより適切な上り回線用帯域を移動局装置1に割り当てるのに対し、CB伝送では帯域を使用する移動局装置1が割り当ての段階で不明であり、事実上ランダムに上り回線用帯域が選択されることからCB伝送ではCF伝送の場合に比べ伝搬路利得の低い帯域を使用することになる。一方で下り回線で測定されるパスロスはCF伝送もCB伝送も同様に値が測定される。以上から、本実施形態では、移動局装置1は式(3)により送信電力を決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここでΔCBはCB伝送の際の伝搬路利得の低下を補償するオフセット値である。例えば、ΔCBは式(4)のように設定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 ただし、Xは1以上の値であり、スケジューリングゲインによる特性差はフェージングに依存するため、不要な制御を省略するために統計値に基づきシステムで定められる所定の値であってよい。
 また、CF伝送とCB伝送において独立に送信電力を決定する式が用いられても良い。式(5)に一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ただし、PCFはCF伝送時に使用される送信電力であり、PCBはCB伝送時に使用される送信電力である。また、mCFおよびmCBはそれぞれCF伝送用およびCB伝送用の制御情報で指定される割当帯域幅、P0_CFおよびP0_CBはCF伝送およびCB伝送を行なう際に基地局装置3から通知される目標受信電力である。fCFは基地局装置3がCF伝送用に移動局装置1へ通知するクローズドループの補正値であり、fCBは基地局装置3がCB伝送用に移動局装置1へ通知するクローズドループの補正値である。式(5)のような送信電力決定式を用いることで移動局装置1はCF伝送とCB伝送で独立に送信電力の制御を行なうことができる。
 ただし、制御情報の宛先が複数であるCB伝送においては、受信電力の過不足を通知するクローズドループの補正を行なうためには宛先を特定する処理が必要であるため、式(5)においてfCBを用いない、またはfCB=0とすることでCF伝送時にのみ基地局装置3がクローズドループの補正値を通知する形態をとることにより前記宛先の特定処理を省略することができる。また式(5)の送信電力制御を用いることで移動局装置1はCB伝送を行なう際にCF伝送と異なる送信電力を設定できる。よって上りデータ信号とは異なる信号、例えば上り制御信号をCB伝送により送信するような形態をとることにより、上り制御信号の伝送開始をCB伝送により高速化しつつ適切な送信電力を決定することができる。
 [移動局装置1がCB伝送において帯域幅やMCSを選択するための形態]
 また、CB伝送では基地局装置3は実際に伝送を行なう移動局装置1に依らず所定のMCSや割当帯域幅を決定するため、移動局装置1はパスロスを考慮することなく与えられたMCSや割当帯域幅を用いなければならない。しかしながら、例えば基地局装置3から離れておりパスロスの大きい移動局装置1では送信電力を抑えるため低い変調方式や符号化率、および狭帯域が用いられることが望ましく、基地局装置3から近くパスロスの小さい移動局装置1では伝送レート向上のため高い変調方式や符号化率、および広帯域幅が用いられることが望ましい。よって本例では、複数のCB伝送用割当帯域を用意する際に、CB伝送用割当帯域毎に異なるMCSあるいは割当帯域幅を設定する。
 図11Aは、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3がCB伝送用割当帯域毎に異なる帯域幅を設定した場合を例示した図である。図11Aでは、CB伝送用割当帯域が6RB存在する場合に、基地局装置3は、帯域幅が4RB(RB1~4)である第1のCB伝送用割当帯域と帯域幅が2RB(RB5~6)である第2のCB伝送用割当帯域の2つのCB伝送用割当帯域を割り当てる。2つのCB伝送用割当帯域はそれぞれ異なるCBグラントとして移動局装置1に通知される。移動局装置1は2つのCBグラントを抽出し、自局の送信電力余力に応じて帯域幅の広い第1のCB伝送用割当帯域を用いるか帯域幅の狭い第2のCB伝送用割当帯域を用いるかを決定する。例えば帯域基準mtarget(a)をMCSの関数として式(6)により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 PtargetはCB伝送における基準送信電力であり、ΔTF(a)はインデックスaで示されるMCSを用いた時に補償されるべき電力補正値である。移動局装置1は選択可能なCB伝送用割当帯域のうち帯域幅がmtarget(a)より小さいものから1つ選択し、CB伝送に用いる。ただし伝送レートをできる限り向上させるために、帯域幅がmtarget(a)以下で最大となるCB伝送用割当帯域を選ぶように設定されても良い。
 また、図11Aでは同一周波数帯で複数のCB伝送用割当帯域を割り当てる場合を示したが、一定以上離れた周波数帯毎にCB伝送用割当帯域を割り当てる場合にも同様の処理が可能である。例えばLTEではキャリアアグリゲーション(CA:CarrirAggregation)と呼ばれる方式が採用されておりコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)と呼ばれる複数の周波数帯から1以上のCCを選択して伝送する。このときCC毎にCB伝送用割当帯域を割り当てる場合、基地局装置3はCC毎に異なる帯域幅のCB伝送用割当帯域を割り当てられる。
 図11B、図11Cは、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3が各CCのCB伝送用割当帯域毎に異なる帯域幅を設定した場合を例示した図である。図11B、図11CではCC1において5RBのCB伝送用割当帯域を割り当て、CC2において3RBのCB伝送用割当帯域を割り当てる。基地局装置3は各CCにおけるCB伝送用割当帯域をそれぞれCBグラントとして移動局装置1へ通知する。そして移動局装置1は図11Aの場合と同様に、式(6)の基準に基づいて選択可能な帯域幅のCCを選択し、CB伝送を行なう。また、前述したように移動局装置1で必要となる送信電力は使用するMCSによっても異なるため、CB伝送用割当帯域毎に異なるMCSを設定する場合を示す。
 図12Aは、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3がCB伝送用割当帯域毎に異なるMCSを設定した場合を例示した図である。図12Aにおいて、CB伝送用に使用可能な帯域が6RB存在する場合にRB1~3を使用する第1のCB伝送用割当帯域とRB4~6を使用する第2のCB伝送用割当帯域を基地局装置3が割り当てた場合を示している。ここで基地局装置3は第1のCB伝送用割当帯域を使用する場合の変調方式をQPSK、符号化率を3/4と定め、第2のCB伝送用割当帯域を使用する場合の変調方式を16QAM、符号化率を1/2と定め、異なる伝送レートとなるよう2つのCBグラントを生成し移動局装置1へ通知する。移動局装置1は2つのCBグラントを抽出し、自局の送信電力余力に応じてMCSの低い第1のCB伝送用割当帯域を用いるかMCSの高い第2のCB伝送用割当帯域を用いるかを決定する。例えばMCS選択基準atarget(m)を割当帯域幅mの関数として式(7)により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 PtargetはCB伝送における基準送信電力である。移動局装置1は選択可能なCB伝送用割当帯域のうち使用するMCSで補償されるべき送信電力がatarget(m)より小さいものから1つ選択し、CB伝送に用いる。ただし伝送レートをできる限り向上させるために、帯域幅がatarget(m)以下で最大となるCB伝送用割当帯域を選ぶように設定されても良い。またCAを適用する場合においても同様の処理を適用することができる。
 図12B、図12Cは、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置3が各CCのCB伝送用割当帯域毎に異なるMCSを設定した場合を例示した図である。図12B、図12CではCC1とCC2にそれぞれ4RBのCB伝送用割当帯域を割り当てる場合を示している。ここで基地局装置3はCC1におけるCB伝送用割当帯域に対し変調方式QPSK、符号化率3/4を割り当て、CC2におけるCB伝送用割当帯域に対し変調方式16QAM、符号化率1/2を割り当てる。基地局装置3は各CCにおけるCB伝送用割当帯域およびMCSをそれぞれCBグラントとして移動局装置1へ通知する。そして移動局装置1は図12Aの場合と同様に、式(7)の基準に基づいて選択可能なMCSのCCを選択し、CB伝送を行なう。
 また、ここまで複数のCB伝送用割当帯域において異なる帯域幅を用いる場合と異なるMCSを用いる場合について独立に説明したが、2つの場合が同時に発生しても良い。すなわち2つのCB伝送用割当帯域が割り当てられる場合に、第1のCB伝送用割当帯域と第2のCB伝送用割当帯域で異なる帯域幅かつ異なるMCSが用いられても良い。この場合、移動局装置1がCB伝送用割当帯域を選択する際の基準Xとして式(8)が考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 ここで移動局装置1はCBグラント毎に使用される帯域幅であるmと使用されるMCSであるaに基づく必要な補償値b(m,a)を式(9)により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 そして、必要な補償値b(m,a)がX以下となるCBグラントの中からCB伝送に使用するものを選択する。ただし、伝送レートを高くするためX以下のもので最大のb(m,a)を選択しても良い。
 以上、CB伝送を行なう際に、選択可能なCBグラント毎に異なる帯域幅あるいはMCSを設定し、移動局装置1が自局に設定される送信電力に基づいてCBグラントを選択することにより、適切な送信電力と伝送スループットを獲得することができる。
 [送信ダイバーシチ方式を用いる場合の形態]
 次に、CB伝送を行なう移動局装置1が複数の送信アンテナ127を有する場合に、送信ダイバーシチ方式を用いる場合について示す。ここで送信ダイバーシチとはデータ信号を符号化することにより同一データから成る複数の送信信号を生成し、それぞれ異なるアンテナから送信することにより基地局装置3におけるダイバーシチゲインを獲得する。一般にCF伝送では受信機である基地局装置3が送信機である移動局装置1から送信される伝搬路の状況を把握できるため、プリコーディングと呼ばれる送信ダイバーシチ方式を用いることができる。プリコーディングでは基地局装置3で受信される信号の電力が大きくなる送信信号の組み合わせを移動局装置1に対し通知し、移動局装置1が通知された組み合わせを用いることで高いダイバーシチゲインを獲得することができる。
 しかしCB伝送においては、移動局装置1が伝送を開始する時点において基地局装置3は移動局装置1からの伝搬路の状況を把握することができないため、前述したプリコーディングによるダイバーシチゲインを獲得することができない。そこでCB伝送を用いる場合に伝搬路の状況を把握することなくダイバーシチゲインを獲得可能な送信ダイバーシチ方式を用いる。このような送信ダイバーシチ方式として例えばSFBC(Space Frequency Block Coding)やSTBC(Space Time Block Coding)などが知られている。よって本実施形態における移動局装置1は、送信ダイバーシチによるCF伝送を行なう際には伝搬路情報を使用する送信ダイバーシチ方式を用い、送信ダイバーシチによるCB伝送を行なう際には伝搬路情報を必要としない送信ダイバーシチ方式を用いることを特徴とする。この結果、移動局装置1はCF伝送およびCB伝送それぞれにおいて高いダイバーシチゲインを獲得することができる。
 本発明に関わる移動局装置1および基地局装置3で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。
 また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。
 また、上述した実施形態における移動局装置1および基地局装置3の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。移動局装置1および基地局装置3の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
 以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。本発明は、携帯電話装置を移動局装置1とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
1 移動局装置
3 基地局装置
101 受信アンテナ
103 移動局無線受信部
105 制御情報抽出部
107 クリッピング部
109 符号部
111 変調部
113 DFT部
114 スペクトル生成部
115 参照信号生成部117 参照信号多重部
119 マッピング部
121 IDFT部
123 CP挿入部
125 移動局無線送信部
127 送信アンテナ
201 受信アンテナ
203 基地局無線受信部
205 CP除去部
207 第1のDFT部
209 デマッピング部
211 スケジューリング部
213 制御情報生成部
215 基地局無線送信部
217 送信アンテナ
218 参照信号分離部
219 伝搬路推定部
221 第1のゼロ挿入部
223 第2のゼロ挿入部
225 伝搬路乗算部
227 第2のDFT部
229 キャンセル部
231 等化部
233 レプリカ生成部
235 復調部
237 復号部
239 判定部
301 信号検出部
401 送信電力制御部
403 制御情報抽出部

Claims (12)

  1.  基地局装置から受信した制御信号に基づいて、CB(Contention Based)伝送を行なう移動局装置であって、
     前記制御情報からCB伝送用の制御信号を抽出する制御情報抽出部と、
     前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するクリッピング部と、
     前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする移動局装置。
  2.  前記クリッピング部は、前記送信信号のスペクトルのうち、予め定められた一部のスペクトルを削除することを特徴とする請求項1記載の移動局装置。
  3.  前記クリッピングは、削除する一部のスペクトルとして予め定められた複数の候補スペクトルからいずれかの候補スペクトルを選択することを特徴とする請求項1記載の移動局装置。
  4.  前記クリッピング部は、周波数の高い候補スペクトルまたは周波数の低い候補スペクトルを選択することを特徴とする請求項3記載の移動局装置。
  5.  前記クリッピング部は、前記基地局装置が自局を識別するための識別情報に基づいて、削除する一部のスペクトルを決定することを特徴とする請求項3または請求項4記載の移動局装置。
  6.  前記基地局装置によって移動局装置毎に設定される任意の補正値を用いて、送信信号の送信電力を補正する送信電力制御部を更に備え、
     前記送信電力が補正された送信信号を前記基地局装置に送信することを特徴とする請求項1記載の移動局装置。
  7.  前記制御信号に基づいて、自局の送信電力余力に応じた帯域幅のCB伝送用割り当て帯域を決定することを特徴とする請求項1記載の移動局装置。
  8.  前記制御信号に基づいて、自局の送信電力余力に応じたMCS(Modulation and Coding Schemes)が設定されたCB伝送用割り当て帯域を決定することを特徴とする請求項1記載の移動局装置。
  9.  移動局装置に対して、CB(Contention Based)伝送を行なうための制御信号を送信する基地局装置であって、
     前記移動局装置がCB伝送を行なうためのスペクトル割り当て帯域を決定するスケジューリング部と、
     前記スペクトル割り当て帯域を前記移動局装置に通知するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
     前記生成した制御信号を前記移動局装置に送信する基地局送信部と、を備え、
     前記スケジューリング部は、同時に複数のスペクトル割り当て帯域を決定する際に、各スペクトルの一部が重複するように割り当てることを特徴とする基地局装置。
  10.  移動局装置に対して、CB(Contention Based)伝送を行なうための制御信号を送信する基地局装置であって、
     前記移動局装置がCB伝送を行なうためのスペクトル割り当て帯域を決定するスケジューリング部と、
     受信した信号から、前記スペクトル割り当て帯域に割り当てられたスペクトルのうち一部の部分スペクトルを抽出するデマッピング部と、
     前記抽出した部分スペクトルを用いて、信号検出を行なう信号検出部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
  11.  基地局装置および移動局装置から構成される無線通信システムであって、
     前記基地局装置は、
     前記移動局装置がCB(Contention Based)伝送を行なうためのスペクトル割り当て帯域を決定するスケジューリング部と、
     前記移動局装置から受信した信号から、前記スペクトル割り当て帯域に割り当てられたスペクトルのうち一部の部分スペクトルを抽出するデマッピング部と、
     前記抽出した部分スペクトルを用いて、信号検出を行なう信号検出部と、を備え、
     前記移動局装置は、
     前記基地局装置から受信した制御情報から、CB伝送用の制御信号を抽出する制御情報抽出部と、
     前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成するクリッピング部と、
     前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする無線通信システム。
  12.  基地局装置から受信した制御信号に基づいて、CB(Contention Based)伝送を行なう移動局装置の送信方法であって、
     前記制御情報からCB伝送用の制御信号を抽出し、
     前記抽出したCB伝送用の制御情報に基づいて、送信信号のスペクトルのうち、一部のスペクトルを削除して、部分スペクトルを生成し、
     前記部分スペクトルから構成される信号を前記基地局装置に送信することを特徴とする送信方法。
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