(57)【要約】【課題】盗聴者が複数のアンテナを備えている場合であっても、安全に通信することが可能な通信装置及び通信方法を提供すること。【解決手段】３本以上の送信アンテナから定振幅信号を送信する送信部と、前記定振幅信号の位相を、チャネル情報及び目標シンボルに基づいて制御する制御部と、ビットから変調シンボルを生成する変調部と，を備え、前記目標シンボルは、前記変調シンボルに振幅係数を乗算して生成される。【選択図】図２
2020107949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本以上の送信アンテナから定振幅信号を送信する送信部と、
前記定振幅信号の位相を、チャネル情報及び目標シンボルに基づいて制御する制御部と、
ビットから変調シンボルを生成する変調部と，を備え、
前記目標シンボルは、前記変調シンボルに振幅係数を乗算して生成される、
通信装置。
【請求項２】
目標振幅は、少なくとも目標振幅の基準、目標振幅の適用単位、又は目標振幅の変更タイミング、に従って選択され、
前記目標振幅は目標シンボルの振幅である、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記目標振幅の基準は、復調参照信号の振幅である
請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記目標振幅の基準は、前記変調シンボルの振幅である
請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記目標振幅の基準は、参照リソースエレメントの振幅である、
請求項２に記載の通信装置。
【請求項６】
前記目標振幅の適用単位は
１又は複数のリソースエレメントである
請求項２に記載の通信装置。
【請求項７】
前記目標振幅の適用単位は、
１又は複数のOFDMシンボルである、
請求項２に記載の通信装置。
【請求項８】
前記目標振幅の適用単位は、
１又は複数のリソースブロックである、
請求項２に記載の通信装置。
【請求項９】
前記目標振幅の変更タイミングは、
周期的である、
請求項２に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記目標振幅の変更タイミングは、
非周期的である、
請求項２に記載の通信装置。
【請求項１１】
第１の制御情報を送信し、
前記第１の制御情報は少なくとも前記目標振幅の基準、前記目標振幅の適用単位、
前記目標振幅の変更タイミング、の何れか一つを含む
請求項２に記載の通信装置。
【請求項１２】
第２の制御情報を送信し、
前記第２の制御情報は１つの前記目標振幅、もしくは複数の前記目標振幅から構成され
変更パターン、の何れか一つを含む
請求項２に記載の通信装置。
【請求項１３】
第１の制御情報、及び目標シンボルを受信する受信部と、
前記目標シンボルを復調する復調部と、を備え、
目標振幅は前記目標シンボルの振幅であり、
前記第１の制御情報は、少なくとも前記目標振幅の基準、前記目標振幅の適用単位、
前記目標振幅の変更タイミング、の何れか一つを含み、
前記目標シンボルは、ビットから生成された変調シンボルに前記目標振幅が乗算されたものであり、
前記第１の制御情報に基づいて受信した前記目標シンボルを復調する、
通信装置。
【請求項１４】
前記受信部は、第２の制御情報を受信し、
前記第２の制御情報は、１又は複数の前記目標振幅から構成される変更パターンを含み、
前記第１の制御情報及び前記第２の制御情報に基づいて前記目標シンボルを復調する、請求項１３に記載の通信装置。
【請求項１５】
３本以上の送信アンテナから定振幅信号を送信するステップと、
前記定振幅信号の位相を、チャネル情報及び目標シンボルに基づいて制御するステップと、
ビットから変調シンボルを生成するステップと，を備え、
前記目標シンボルは、前記変調シンボルに振幅係数を乗算して生成される、
通信方法。
【請求項１６】
第１の制御情報、及び目標シンボルを受信するステップと、
前記目標シンボルを復調するステップと、を備え、
目標振幅は前記目標シンボルの振幅であり、
前記第１の制御情報は、少なくとも前記目標振幅の基準、前記目標振幅の適用単位、
前記目標振幅の変更タイミング、の何れか一つを含み、
前記目標シンボルは、ビットから生成された変調シンボルに前記目標振幅が乗算されたものであり、
前記第１の制御情報に基づいて受信した前記目標シンボルを復調する、
通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０２０年頃の商業サービス開始を目指し、第５世代移動無線通信システム（5Gシステム）に関する研究・開発活動が盛んに行なわれている。最近、国際標準化機関である国際電気通信連合  無線通信部門（International Telecommunication Union Radio communications Sector：ＩＴＵ−Ｒ）より、５Ｇシステムの標準方式（International mobile telecommunication - 2020 and beyond：IMT-2020）に関するビジョン勧告が報告された（非特許文献１参照）。
【０００３】
無線通信は、今後ますます重要になり、通信装置の数もさらに増加すると考えられる。このときにセキュリティが問題となる可能性がある。セキュリティは通信システムにおいて、最重要技術の１つである。一般に、セキュリティは、物理層よりも上位レイヤでの暗号化による安全な通信が良く用いられる。しかしながら、無線通信は、広範囲に送信されるため、盗聴者は暗号化されていない制御情報などを受信できる可能性がある。このような、物理層において、安全な通信をするための技術として、物理層セキュリティがある。物理層セキュリティ技術としては、例えば、正規ユーザに対してヌル、盗聴者に対して非ヌルとした、人工雑音を送信信号に付加して送信する技術がある。人工雑音は、送信側と正規ユーザとの間のチャネル情報を鍵として安全な通信を可能とし、盗聴者の盗聴を困難とする技術である。人工雑音を用いた物理層セキュリティ技術については非特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“IMT Vision - Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond,” Recommendation ITU-R M.2083-0, Sept. 2015.
【非特許文献２】S. Goel and R. Negi, “Guaranteeing secrecy using artificial noise,” IEEE trans. Wireless Commun. Vol. 7, No. 6, pp. 2180-2189, Jun. 2008.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献２に記載の方法では、盗聴者が複数のアンテナを備えていれば、チャネル情報を含むダイバーシチ合成ウェイトを統計的にブラインド推定し、ダイバーシチ合成により希望信号を抽出できる可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、盗聴者が複数のアンテナを備えている場合であっても、安全に通信することが可能な通信装置及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために本発明に係る通信装置、及び通信方法の構成は、次の通りである。
【０００８】
本発明の一態様に係る通信装置は、３本以上の送信アンテナから定振幅信号を送信する送信部と、前記定振幅信号の位相を、チャネル情報及び目標シンボルに基づいて制御する
制御部と、ビットから変調シンボルを生成する変調部と，を備え、前記目標シンボルは、前記変調シンボルに振幅係数を乗算して生成される。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、目標振幅は、少なくとも目標振幅の基準、目標振幅の適用単位、又は目標振幅の変更タイミング、に従って選択され、前記目標振幅は目標シンボルの振幅である。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記目標振幅の基準は、復調参照信号の振幅である。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記目標振幅の基準は、前記変調シンボルの振幅である。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記目標振幅の基準は、参照リソースエレメントの振幅である。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記目標振幅の適用単位は、１又は複数のリソースエレメントである。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、１又は複数のOFDMシンボルである。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、１又は複数のリソースブロックである。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記目標振幅の変更タイミングは、周期的である。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記目標振幅の変更タイミングは、非周期的である。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、第１の制御情報を送信し、前記第１の制御情報は少なくとも前記目標振幅の基準、前記目標振幅の適用単位、前記目標振幅の変更タイミング、の何れか一つを含む
【００１９】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、第２の制御情報を送信し、前記第２の制御情報は１つの前記目標振幅、もしくは複数の前記目標振幅から構成され変更パターン、の何れか一つを含む
【００２０】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、第１の制御情報、及び目標シンボルを受信する受信部と、前記目標シンボルを復調する復調部と、を備え、目標振幅は前記目標シンボルの振幅であり、前記第１の制御情報は、少なくとも前記目標振幅の基準、前記目標振幅の適用単位、前記目標振幅の変更タイミング、の何れか一つを含み、前記目標シンボルは、ビットから生成された変調シンボルに前記目標振幅が乗算されたものであり、前記第１の制御情報に基づいて受信した前記目標シンボルを復調する。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る通信装置において、前記受信部は、第２の制御情報を受信し、前記第２の制御情報は、１又は複数の前記目標振幅から構成される変更パターンを含み、前記第１の制御情報及び前記第２の制御情報に基づいて前記目標シンボルを復調する。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る通信方法において、３本以上の送信アンテナから定振幅信号を送信するステップと、前記定振幅信号の位相を、チャネル情報及び目標シンボルに基づいて制御するステップと、ビットから変調シンボルを生成するステップと，を備え、前記目標シンボルは、前記変調シンボルに振幅係数を乗算して生成される。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る通信方法において、第１の制御情報、及び目標シンボルを受信するステップと、前記目標シンボルを復調するステップと、を備え、目標振幅は前記目標シンボルの振幅であり、前記第１の制御情報は、少なくとも前記目標振幅の基準、前記目標振幅の適用単位、前記目標振幅の変更タイミング、の何れか一つを含み、前記目標シンボルは、ビットから生成された変調シンボルに前記目標振幅が乗算されたものであり、前記第１の制御情報に基づいて受信した前記目標シンボルを復調する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、送信アンテナのそれぞれから、チャネル情報を鍵とした位相制御を施した信号を送信し、送信側と正規ユーザの間の安全な通信を可能とし、盗聴者の盗聴を困難とする。また各送信アンテナから定振幅信号を送信することで、増幅器に求められる線形性条件、ダイナミックレンジ条件を緩和し、省電力の効果がある。また、短い期間で希望信号の統計的性質を変えることで、盗聴者が盗聴するためのダイバーシチ合成ウェイトのブラインド推定を困難にし、さらに安全な通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る通信システムの例を示す図である
【図２】本実施形態に係る基地局装置の構成例を示すブロック図である
【図３】本実施形態に係る端末装置の構成例を示すブロック図である
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ、送信ポイント、送受信ポイント、送信パネル、アクセスポイント、サブアレー、通信装置）および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、ＵＥ、受信ポイント、受信パネル、ステーション、サブアレー、通信装置）を備える。また端末装置と接続している（無線リンクを確立している）基地局装置をサービングセルと呼ぶ。なお、以下の実施形態において、通信装置といった場合、基地局装置又は端末装置を表す。
【００２７】
本実施形態における基地局装置及び端末装置は、免許が必要な周波数帯域（ライセンスバンド）及び／又は免許不要の周波数帯域（アンライセンスバンド）で通信することができる。
【００２８】
本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸまたはＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“ＸおよびＹ”の意味を含む。本実施形態において、“Ｘ／Ｙ”は、“Ｘおよび／またはＹ”の意味を含む。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る通信システムの例を示す図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置１Ａ、端末装置２Ａを備える。また、カバレッジ１−１は、基地局装置１Ａが端末装置と接続可能な範囲（通信エリア）である。また基地局装置１Ａを単に基地局装置とも呼ぶ。また端末装置２Ａを単に端末装置とも呼ぶ。
【００３０】
図１において、端末装置２Ａから基地局装置１Ａへの上りリンクの無線通信では、以下の上りリンク物理チャネルが用いられる。上りリンク物理チャネルは、上位層から出力さ
れた情報を送信するために使用される。
・ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）
・ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）
・ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）
【００３１】
ＰＵＣＣＨは、上りリンク制御情報（Uplink Control Information: UCI）を送信する
ために用いられる。ここで、上りリンク制御情報は、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、Downlink-Shared Channel: DL-SCH）に対するＡＣＫ（a positive acknowledgement）またはＮＡＣＫ（a negative acknowledgement）（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ
）を含む。下りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ、ＨＡＲＱフィードバックとも称する。
【００３２】
また、上りリンク制御情報は、下りリンクに対するチャネル状態情報（Channel State Information: CSI）を含む。また、上りリンク制御情報は、上りリンク共用チャネル（Uplink-Shared Channel: UL-SCH）のリソースを要求するために用いられるスケジューリング要求（Scheduling Request: SR）を含む。前記チャネル状態情報は、好適な空間多重数を指定するランク指標ＲＩ（Rank Indicator）、好適なプレコーダを指定するプレコーディング行列指標ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、好適な伝送レートを指定するチャネル品質指標ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、好適なＣＳＩ−ＲＳリソースを示すＣＳＩ−ＲＳ（Reference Signal、参照信号）リソース指標ＣＲＩ（CSI-RS Resource Indicator）、ＣＳＩ−ＲＳ又はＳＳ（Synchronization Signal; 同期信号）により測定されたＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）などが該当する。
【００３３】
前記チャネル品質指標ＣＱＩは（以下、ＣＱＩ値）、所定の帯域（詳細は後述）における好適な変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなど）、符号化率（coding rate）とすることができる。ＣＱＩ値は、前記変更方式や符号化率に
より定められたインデックス（CQI Index）とすることができる。前記ＣＱＩ値は、予め
当該システムで定めたものをすることができる。
【００３４】
前記ＣＲＩは、複数のＣＳＩ−ＲＳリソースから受信電力／受信品質が好適なＣＳＩ−ＲＳリソースを示す。
【００３５】
なお、前記ランク指標、前記プレコーディング品質指標は、予めシステムで定めたものとすることができる。前記ランク指標や前記プレコーディング行列指標は、空間多重数やプレコーディング行列情報により定められたインデックスとすることができる。なお、前記ＣＱＩ値、ＰＭＩ値、ＲＩ値及びＣＲＩ値の一部又は全部をＣＳＩ値とも総称する。
【００３６】
ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータ（上りリンクトランスポートブロック、UL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンクデータと共に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび／またはチャネル状態情報を送信するために用いられても良い。また、ＰＵＳＣＨは、上りリンク制御情報のみを送信するために用いられても良い。
【００３７】
また、ＰＵＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ＲＲＣメッセージは、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層において処理される情報／
信号である。また、ＰＵＳＣＨは、ＭＡＣ  ＣＥ（Control Element）を送信するために
用いられる。ここで、ＭＡＣ  ＣＥは、媒体アクセス制御（MAC: Medium Access Control）層において処理（送信）される情報／信号である。
【００３８】
例えば、パワーヘッドルームは、ＭＡＣ  ＣＥに含まれ、ＰＵＳＣＨを経由して報告されても良い。すなわち、ＭＡＣ  ＣＥのフィールドが、パワーヘッドルームのレベルを示
すために用いられても良い。
【００３９】
ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセスプリアンブルを送信するために用いられる。
【００４０】
また、上りリンクの無線通信では、上りリンク物理信号として上りリンク参照信号（Uplink Reference Signal: UL RS）が用いられる。上りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。ここで、上りリンク参照信号には、ＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal）、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）、ＰＴ−ＲＳ（Phase-Tracking reference signal）が含まれる。
【００４１】
ＤＭＲＳは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの送信に関連する。例えば、基地局装置１Ａは、ＰＵＳＣＨまたはＰＵＣＣＨの伝搬路補正を行なうためにＤＭＲＳを使用する。例えば、基地局装置１Ａは、上りリンクのチャネル状態を測定するためにＳＲＳを使用する。またＳＲＳは上りリンクの観測（サウンディング）に用いられる。またＰＴ−ＲＳは位相雑音を補償するために用いられる。なお、上りリンクのＤＭＲＳを上りリンクＤＭＲＳとも呼ぶ。
【００４２】
図１において、基地局装置１Ａから端末装置２Ａへの下りリンクの無線通信では、以下の下りリンク物理チャネルが用いられる。下りリンク物理チャネルは、上位層から出力された情報を送信するために使用される。
・ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel；報知チャネル）
・ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel；制御フォーマット指示
チャネル）
・ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator Channel；HARQ指示チャネル）
・ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel；下りリンク制御チャネル）
・ＥＰＤＣＣＨ（Enhanced Physical Downlink Control Channel；拡張下りリンク制御チャネル）
・ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel；下りリンク共有チャネル）
【００４３】
ＰＢＣＨは、端末装置で共通に用いられるマスターインフォメーションブロック（Master Information Block: MIB, Broadcast Channel: BCH）を報知するために用いられる。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨの送信に用いられる領域（例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重）シンボルの数）を指示する情報
を送信するために用いられる。なお、ＭＩＢは最小システムインフォメーションとも呼ぶ。
【００４４】
ＰＨＩＣＨは、基地局装置１Ａが受信した上りリンクデータ（トランスポートブロック、コードワード）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信するために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、上りリンクデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを示すＨＡＲＱインディケータ（ＨＡＲＱフィードバック）を送信するために用いられる。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫとも呼称する。端末装置２Ａは、受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫを上位レイヤに通知する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、正しく受信されたことを示すＡＣＫ、正しく受信しなかったことを示すＮＡＣＫ、対応するデータがなかったことを示すＤＴＸである。また、上りリンクデータに対するＰＨＩＣＨが存在しない場合、端末装置２ＡはＡＣＫを上位レイヤに通知する。
【００４５】
ＰＤＣＣＨおよびＥＰＤＣＣＨは、下りリンク制御情報（Downlink Control Information: DCI）を送信するために用いられる。ここで、下りリンク制御情報の送信に対して、複数のＤＣＩフォーマットが定義される。すなわち、下りリンク制御情報に対するフィールドがＤＣＩフォーマットに定義され、情報ビットへマップされる。
【００４６】
例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＤＳＣＨ（１つの下りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット１Ａが定義される。
【００４７】
例えば、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＤＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＤＳＣＨに対するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）に関する情報、ＰＵＣＣＨに対するＴＰＣコマンドなどの下りリンク制御情報が含まれる。ここで、下りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、下りリンクグラント（または、下りリンクアサインメント）とも称する。
【００４８】
また、例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットとして、１つのセルにおける１つのＰＵＳＣＨ（１つの上りリンクトランスポートブロックの送信）のスケジューリングに使用されるＤＣＩフォーマット０が定義される。
【００４９】
例えば、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットには、ＰＵＳＣＨのリソース割り当てに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＭＣＳに関する情報、ＰＵＳＣＨに対するＴＰＣコマンドなど上りリンク制御情報が含まれる。上りリンクに対するＤＣＩフォーマットを、上りリンクグラント（または、上りリンクアサインメント）とも称する。
【００５０】
また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、下りリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ；Channel State Information。受信品質情報とも称する。）を要求（CSI request）するために用いることができる。
【００５１】
また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために用いることができる。
【００５２】
例えば、チャネル状態情報報告は、不定期なチャネル状態情報（Aperiodic CSI）を報
告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、不定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために
用いることができる。
【００５３】
例えば、チャネル状態情報報告は、半永続的なチャネル状態情報（semi-persistent CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、半永続的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）のために用いることができる。なお、半永続的なＣＳＩ報告は、上位層の信号又は下りリンク制御情報でアクティベーションされてからデアクティベーションされる期間に、周期的にＣＳＩ報告ことである。
【００５４】
また、上りリンクに対するＤＣＩフォーマットは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告の種類を示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告の種類は、広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CQI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CQI）などがある。
【００５５】
端末装置は、下りリンクアサインメントを用いてＰＤＳＣＨのリソースがスケジュール
された場合、スケジュールされたＰＤＳＣＨで下りリンクデータを受信する。また、端末装置は、上りリンクグラントを用いてＰＵＳＣＨのリソースがスケジュールされた場合、スケジュールされたＰＵＳＣＨで上りリンクデータおよび／または上りリンク制御情報を送信する。
【００５６】
ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータ（下りリンクトランスポートブロック、DL-SCH）を送信するために用いられる。また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションブロックタイプ１メッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。
【００５７】
また、ＰＤＳＣＨは、システムインフォメーションメッセージを送信するために用いられる。システムインフォメーションメッセージは、システムインフォメーションブロックタイプ１以外のシステムインフォメーションブロックＸを含む。システムインフォメーションメッセージは、セルスペシフィック（セル固有）な情報である。
【００５８】
また、ＰＤＳＣＨは、ＲＲＣメッセージを送信するために用いられる。ここで、基地局装置から送信されるＲＲＣメッセージは、セル内における複数の端末装置に対して共通であっても良い。また、基地局装置１Ａから送信されるＲＲＣメッセージは、ある端末装置２Ａに対して専用のメッセージ（dedicated signalingとも称する）であっても良い。す
なわち、ユーザ装置スペシフィック（ユーザ装置固有）な情報は、ある端末装置に対して専用のメッセージを使用して送信される。また、ＰＤＳＣＨは、ＭＡＣ  ＣＥを送信するために用いられる。
【００５９】
ここで、ＲＲＣメッセージおよび／またはＭＡＣ  ＣＥを、上位層の信号（higher layer signaling）とも称する。
【００６０】
また、ＰＤＳＣＨは、下りリンクのチャネル状態情報を要求するために用いることができる。また、ＰＤＳＣＨは、端末装置が基地局装置にフィードバックするチャネル状態情報報告(CSI feedback report)をマップする上りリンクリソースを送信するために用いる
ことができる。例えば、チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報（Periodic
CSI）を報告する上りリンクリソースを示す設定のために用いることができる。チャネル状態情報報告は、定期的にチャネル状態情報を報告するモード設定（CSI report mode）
のために用いることができる。
【００６１】
下りリンクのチャネル状態情報報告の種類は広帯域ＣＳＩ（例えばWideband CSI）と狭帯域ＣＳＩ（例えば、Subband CSI）がある。広帯域ＣＳＩは、セルのシステム帯域に対
して１つのチャネル状態情報を算出する。狭帯域ＣＳＩは、システム帯域を所定の単位に区分し、その区分に対して１つのチャネル状態情報を算出する。
【００６２】
また、下りリンクの無線通信では、下りリンク物理信号として同期信号（Synchronization signal: SS）、下りリンク参照信号（Downlink Reference Signal: DL RS）が用いられる。下りリンク物理信号は、上位層から出力された情報を送信するためには使用されないが、物理層によって使用される。なお、同期信号には、プライマリ同期信号（Primary Synchronization Signal: PSS）とセカンダリ同期信号（Secondary Synchronization Signal: SSS）がある。
【００６３】
同期信号は、端末装置が、下りリンクの周波数領域および時間領域の同期を取るために用いられる。また、同期信号は受信電力、受信品質又は信号対干渉雑音電力比（Signal-to-Interference and Noise power Ratio: SINR）を測定するために用いられる。なお、同期信号で測定した受信電力をＳＳ−ＲＳＲＰ（Synchronization Signal - Reference Signal Received Power）、同期信号で測定した受信品質をＳＳ−ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、同期信号で測定したＳＩＮＲをＳＳ−ＳＩＮＲとも呼ぶ。なお、ＳＳ−ＲＳＲＱはＳＳ−ＲＳＲＰとＲＳＳＩの比である。ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）はある観測期間におけるトータルの平均受信電力である。また、同期信号／下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンク物理チャネルの伝搬路補正を行なうために用いられる。例えば、同期信号／下りリンク参照信号は、端末装置が、下りリンクのチャネル状態情報を算出するために用いられる。
【００６４】
ここで、下りリンク参照信号には、ＤＭＲＳ（Demodulation Reference Signal；復調
参照信号）、ＮＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳ（Non-Zero Power Channel State Information - Reference Signal）、ＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳ（Zero Power Channel State Information - Reference Signal）、ＰＴ−ＲＳ、ＴＲＳ（Tracking Reference Signal）が含まれる。なお、下りリンクのＤＭＲＳを下りリンクＤＭＲＳとも呼ぶ。なお、以降の実施形態で、単にＣＳＩ−ＲＳといった場合、ＮＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳ及び／又はＺＰ  ＣＳＩ−ＲＳを含む。
【００６５】
ＤＭＲＳは、ＤＭＲＳが関連するＰＤＳＣＨ／ＰＢＣＨ／ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨの送信に用いられるサブフレームおよび帯域で送信され、ＤＭＲＳが関連するＰＤＳＣＨ／ＰＢＣＨ／ＰＤＣＣＨ／ＥＰＤＣＣＨの復調を行なうために用いられる。
【００６６】
ここで、下りリンク物理チャネルおよび下りリンク物理信号を総称して、下りリンク信号とも称する。また、上りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理信号を総称して、上りリンク信号とも称する。また、下りリンク物理チャネルおよび上りリンク物理チャネルを総称して、物理チャネルとも称する。また、下りリンク物理信号および上りリンク物理信号を総称して、物理信号とも称する。
【００６７】
また、ＢＣＨ、ＵＬ−ＳＣＨおよびＤＬ−ＳＣＨは、トランスポートチャネルである。ＭＡＣ層で用いられるチャネルを、トランスポートチャネルと称する。また、ＭＡＣ層で用いられるトランスポートチャネルの単位を、トランスポートブロック（Transport Block: TB）、または、ＭＡＣ  ＰＤＵ（Protocol Data Unit）とも称する。トランスポートブロックは、ＭＡＣ層が物理層に渡す（deliverする）データの単位である。物理層において、トランスポートブロックはコードワードにマップされ、コードワード毎に符号化処理などが行なわれる。
【００６８】
また、キャリアアグリゲーション（CA; Carrier Aggregation）をサポートしている端
末装置に対して、基地局装置は、より広帯域伝送のため複数のコンポーネントキャリア（CC; Component Carrier）を統合して通信することができる。キャリアアグリゲーションでは、１つのプライマリセル（ＰＣｅｌｌ；Primary Cell）及び１または複数のセカンダリセル（ＳＣｅｌｌ；Secondary Cell）がサービングセルの集合として設定される。
【００６９】
また、デュアルコネクティビティ（DC; Dual Connectivity）では、サービングセルの
グループとして、マスターセルグループ（MCG; Master Cell Group）とセカンダリセルグループ（SCG; Secondary Cell Group）が設定される。ＭＣＧはＰＣｅｌｌとオプション
で１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。またＳＣＧはプライマリＳＣｅｌｌ（ＰＳＣｅｌｌ）とオプションで１又は複数のＳＣｅｌｌから構成される。
【００７０】
基地局装置は無線フレームを用いて通信することができる。無線フレームは複数のサブフレーム（サブ区間）から構成される。フレーム長を時間で表現する場合、例えば、無線フレーム長は１０ミリ秒（ms）、サブフレーム長は１msとすることができる。この例では無線フレームは１０個のサブフレームで構成される。
【００７１】
またスロットは、１４個のＯＦＤＭシンボルで構成される。ＯＦＤＭシンボル長はサブキャリア間隔によって変わり得るため、サブキャリア間隔でスロット長も代わり得る。またミニスロットは、スロットよりも少ないＯＦＤＭシンボルで構成される。スロット／ミニスロットは、スケジューリング単位になることができる。なお端末装置は、スロットベーススケジューリング／ミニスロットベーススケジューリングは、最初の下りリンクＤＭＲＳの位置（配置）によって知ることができる。スロットベーススケジューリングでは、スロットの３番目又は４番目のシンボルに最初の下りリンクＤＭＲＳが配置される。またミニスロットベーススケジューリングでは、スケジューリングされたデータ（リソース、ＰＤＳＣＨ）の最初のシンボルに最初の下りリンクＤＭＲＳが配置される。
【００７２】
またリソースブロックは、１２個の連続するサブキャリアで定義される。またリソースエレメントは、周波数領域のインデックス（例えばサブキャリアインデックス）と時間領域のインデックス（例えばＯＦＤＭシンボルインデックス）で定義される。リソースエレメントは、上りリンクリソースエレメント、下りリンクエレメント、フレキシブルリソースエレメント、予約されたリソースエレメントとして分類される。予約されたリソースエレメントでは、端末装置は、上りリンク信号を送信しないし、下りリンク信号を受信しない。
【００７３】
また複数のサブキャリア間隔（Subcarrier spacing: SCS）がサポートされる。例えば
ＳＣＳは、１５／３０／６０／１２０／２４０／４８０  ｋＨｚである。
【００７４】
図２は、本実施形態における基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。図２に示すように、基地局装置は、上位層処理部（上位層処理ステップ）１０１、制御部（制御ステップ）１０２、送信部（送信ステップ）１０３、受信部（受信ステップ）１０４と送受信アンテナ１０５、測定部（測定ステップ）１０６を含んで構成される。また、上位層処理部１０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）１０１１、スケジューリング部（スケジューリングステップ）１０１２を含んで構成される。また、送信部１０３は、符号化部（符号化ステップ）１０３１、変調部（変調ステップ）１０３２、下りリンク参照信号生成部（下りリンク参照信号生成ステップ）１０３３、多重部（多重ステップ）１０３４、無線送信部（無線送信ステップ）１０３５を含んで構成される。また、受信部１０４は、無線受信部（無線受信ステップ）１０４１、多重分離部（多重分離ステップ）１０４２、復調部（復調ステップ）１０４３、復号部（復号ステップ）１０４４を含んで構成される。
【００７５】
上位層処理部１０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。また、上位層処理部１０１は、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なうために必要な情報を生成し、制御部１０２に出力する。
【００７６】
上位層処理部１０１は、端末装置の機能（UE capability）等、端末装置に関する情報
を端末装置から受信する。言い換えると、端末装置は、自身の機能を基地局装置に上位層の信号で送信する。
【００７７】
なお、以下の説明において、端末装置に関する情報は、その端末装置が所定の機能をサポートするかどうかを示す情報、または、その端末装置が所定の機能に対する導入およびテストの完了を示す情報を含む。なお、以下の説明において、所定の機能をサポートするかどうかは、所定の機能に対する導入およびテストを完了しているかどうかを含む。
【００７８】
例えば、端末装置が所定の機能をサポートする場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信する。端末装置が所定の機能をサポートしない場合、その端末装置はその所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信しない。すなわち、その所定の機能をサポートするかどうかは、その所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）を送信するかどうかによって通知される。なお、所定の機能をサポートするかどうかを示す情報（パラメータ）は、１または０の１ビットを用いて通知してもよい。
【００７９】
無線リソース制御部１０１１は、下りリンクのＰＤＳＣＨに配置される下りリンクデータ（トランスポートブロック）、システムインフォメーション、ＲＲＣメッセージ、ＭＡＣ  ＣＥなどを生成、又は上位ノードから取得する。無線リソース制御部１０１１は、下りリンクデータを送信部１０３に出力し、他の情報を制御部１０２に出力する。また、無線リソース制御部１０１１は、端末装置の各種設定情報の管理をする。
【００８０】
スケジューリング部１０１２は、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）を割り当てる周波数およびスロット、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）の符号化率および変調方式（あるいはＭＣＳ）および送信電力などを決定する。スケジューリング部１０１２は、決定した情報を制御部１０２に出力する。
【００８１】
スケジューリング部１０１２は、スケジューリング結果に基づき、物理チャネル（ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨ）のスケジューリングに用いられる情報を生成する。スケジューリング部１０１２は、生成した情報を制御部１０２に出力する。
【００８２】
制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、送信部１０３および受信部１０４の制御を行なう制御信号を生成する。制御部１０２は、上位層処理部１０１から入力された情報に基づいて、下りリンク制御情報を生成し、送信部１０３に出力する。
【００８３】
送信部１０３は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、下りリンク参照信号を生成し、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および、下りリンクデータを、符号化および変調し、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号を多重して、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２Ａに信号を送信する。
【００８４】
符号化部１０３１は、上位層処理部１０１から入力されたＨＡＲＱインディケータ、下りリンク制御情報、および下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化、ＬＤＰＣ（低密度パリティチェック：Low density parity check）符号化、Polar符号化等の予め定められた符号化方式を用いて符号化を行なう、または無線リソース制御部１０１１が決定した符号化方式を用いて符号化を行なう。変調部１０３２は、符号化部１０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または無線リソース制御部１０１１が決定した変調方式で変調する。
【００８５】
下りリンク参照信号生成部１０３３は、基地局装置１Ａを識別するための物理セル識別子（ＰＣＩ、セルＩＤ）などを基に予め定められた規則で求まる、端末装置２Ａが既知の系列を下りリンク参照信号として生成する。
【００８６】
多重部１０３４は、変調された各チャネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とを多重する。つまり、多重部１０３４は、変調された各チャ
ネルの変調シンボルと生成された下りリンク参照信号と下りリンク制御情報とをリソースエレメントに配置する。
【００８７】
無線送信部１０３５は、多重された変調シンボルなどを逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform: IFFT）してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＯＦＤＭシンボルにサイクリックプレフィックス（cyclic prefix: CP）を付加してベースバンドのディジタル
信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、フィルタリングにより余分な周波数成分を除去し、搬送周波数にアップコンバートし、電力増幅し、送受信アンテナ１０５に出力して送信する。
【００８８】
受信部１０４は、制御部１０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ１０５を介して端末装置２Ａから受信した受信信号を分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部１０１に出力する。
【００８９】
無線受信部１０４１は、送受信アンテナ１０５を介して受信された上りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信された信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００９０】
無線受信部１０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去する。無線受信部１０４１は、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform: FFT）を行い、周波数領域の信号を抽出し多重分離部１０４２に出力する。
【００９１】
多重分離部１０４２は、無線受信部１０４１から入力された信号をＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、上りリンク参照信号などの信号に分離する。なお、この分離は、予め基地局装置１Ａが無線リソース制御部１０１１で決定し、各端末装置２Ａに通知した上りリンクグラントに含まれる無線リソースの割り当て情報に基づいて行なわれる。
【００９２】
また、多重分離部１０４２は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの伝搬路の補償を行なう。また、多重分離部１０４２は、上りリンク参照信号を分離する。
【００９３】
復調部１０４３は、ＰＵＳＣＨを逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT）し、変調シンボルを取得し、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの変調シンボルそれぞれに対して、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の予め定められた、または自装置が端末装置２Ａに上りリンクグラントで予め通知した変調方式を用いて受信信号の復調を行なう。
【００９４】
復号部１０４４は、復調されたＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの符号化ビットを、予め定められた符号化方式の、予め定められた、又は自装置が端末装置２Ａに上りリンクグラントで予め通知した符号化率で復号を行ない、復号した上りリンクデータと、上りリンク制御情報を上位層処理部１０１へ出力する。ＰＵＳＣＨが再送信の場合は、復号部１０４４は、上位層処理部１０１から入力されるＨＡＲＱバッファに保持している符号化ビットと、復調された符号化ビットを用いて復号を行なう。
【００９５】
測定部１０６は、受信信号を観測し、ＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／ＲＳＳＩなどの様々な測定値を求める。また測定部１０６は、端末装置から送信されたＳＲＳから受信電力、受信品質、好適なＳＲＳリソースインデックスを求める。
【００９６】
図３は、本実施形態における端末装置の構成を示す概略ブロック図である。図３に示す
ように、端末装置は、上位層処理部（上位層処理ステップ）２０１、制御部（制御ステップ）２０２、送信部（送信ステップ）２０３、受信部（受信ステップ）２０４、測定部（測定ステップ）２０５と送受信アンテナ２０６を含んで構成される。また、上位層処理部２０１は、無線リソース制御部（無線リソース制御ステップ）２０１１、スケジューリング情報解釈部（スケジューリング情報解釈ステップ）２０１２を含んで構成される。また、送信部２０３は、符号化部（符号化ステップ）２０３１、変調部（変調ステップ）２０３２、上りリンク参照信号生成部（上りリンク参照信号生成ステップ）２０３３、多重部（多重ステップ）２０３４、無線送信部（無線送信ステップ）２０３５を含んで構成される。また、受信部２０４は、無線受信部（無線受信ステップ）２０４１、多重分離部（多重分離ステップ）２０４２、信号検出部（信号検出ステップ）２０４３を含んで構成される。
【００９７】
上位層処理部２０１は、ユーザの操作等によって生成された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を、送信部２０３に出力する。また、上位層処理部２０１は、媒体アクセス制御（Medium Access Control: MAC）層、パケットデータ統合プロトコル（Packet
Data Convergence Protocol: PDCP）層、無線リンク制御（Radio Link Control: RLC）
層、無線リソース制御（Radio Resource Control: RRC）層の処理を行なう。
【００９８】
上位層処理部２０１は、自端末装置がサポートしている端末装置の機能を示す情報を、送信部２０３に出力する。
【００９９】
無線リソース制御部２０１１は、自端末装置の各種設定情報の管理をする。また、無線リソース制御部２０１１は、上りリンクの各チャネルに配置される情報を生成し、送信部２０３に出力する。
【０１００】
無線リソース制御部２０１１は、基地局装置から送信された設定情報を取得し、制御部２０２に出力する。
【０１０１】
スケジューリング情報解釈部２０１２は、受信部２０４を介して受信した下りリンク制御情報を解釈し、スケジューリング情報を判定する。また、スケジューリング情報解釈部２０１２は、スケジューリング情報に基づき、受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なうために制御情報を生成し、制御部２０２に出力する。
【０１０２】
制御部２０２は、上位層処理部２０１から入力された情報に基づいて、受信部２０４、測定部２０５および送信部２０３の制御を行なう制御信号を生成する。制御部２０２は、生成した制御信号を受信部２０４、測定部２０５および送信部２０３に出力して受信部２０４、および送信部２０３の制御を行なう。
【０１０３】
制御部２０２は、測定部２０５が生成したＣＳＩ／ＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／ＲＳＳＩを基地局装置に送信するように送信部２０３を制御する。
【０１０４】
受信部２０４は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置から受信した受信信号を、分離、復調、復号し、復号した情報を上位層処理部２０１に出力する。
【０１０５】
無線受信部２０４１は、送受信アンテナ２０６を介して受信した下りリンクの信号を、ダウンコンバートによりベースバンド信号に変換し、不要な周波数成分を除去し、信号レベルが適切に維持されるように増幅レベルを制御し、受信した信号の同相成分および直交成分に基づいて、直交復調し、直交復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【０１０６】
また、無線受信部２０４１は、変換したディジタル信号からＣＰに相当する部分を除去し、ＣＰを除去した信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域の信号を抽出する。
【０１０７】
多重分離部２０４２は、抽出した信号をＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨ、ＰＤＳＣＨ、および下りリンク参照信号に、それぞれ分離する。また、多重分離部２０４２は、チャネル測定から得られた所望信号のチャネルの推定値に基づいて、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ、およびＥＰＤＣＣＨのチャネルの補償を行ない、下りリンク制御情報を検出し、制御部２０２に出力する。また、制御部２０２は、ＰＤＳＣＨおよび所望信号のチャネル推定値を信号検出部２０４３に出力する。
【０１０８】
信号検出部２０４３は、ＰＤＳＣＨ、チャネル推定値を用いて、復調、復号し、上位層処理部２０１に出力する。
【０１０９】
測定部２０５は、ＣＳＩ測定、ＲＲＭ（Radio Resource Management）測定、ＲＬＭ（Radio Link Monitoring）測定などの各種測定を行い、ＣＳＩ／ＲＳＲＰ／ＲＳＲＱ／ＲＳＳＩなどを求める。
【０１１０】
送信部２０３は、制御部２０２から入力された制御信号に従って、上りリンク参照信号を生成し、上位層処理部２０１から入力された上りリンクデータ（トランスポートブロック）を符号化および変調し、ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ、および生成した上りリンク参照信号を多重し、送受信アンテナ２０６を介して基地局装置に送信する。
【０１１１】
符号化部２０３１は、上位層処理部２０１から入力された上りリンク制御情報又は上りリンクデータを畳み込み符号化、ブロック符号化、ターボ符号化、ＬＤＰＣ符号化、Polar符号化等の符号化を行う。
【０１１２】
変調部２０３２は、符号化部２０３１から入力された符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の下りリンク制御情報で通知された変調方式または、チャネル毎に予め定められた変調方式で変調する。
【０１１３】
上りリンク参照信号生成部２０３３は、基地局装置を識別するための物理セル識別子（physical cell identity: PCI、Cell IDなどと称される）、上りリンク参照信号を配置する帯域幅、上りリンクグラントで通知されたサイクリックシフト、ＤＭＲＳシーケンスの生成に対するパラメータの値などを基に、予め定められた規則（式）で求まる系列を生成する。
【０１１４】
多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎に多重する。つまり、多重部２０３４は、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨの信号と生成した上りリンク参照信号を送信アンテナポート毎にリソースエレメントに配置する。
【０１１５】
無線送信部２０３５は、多重された信号を逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier
Transform: IFFT）して、ＯＦＤＭ方式の変調を行い、ＯＦＤＭＡシンボルを生成し、生成されたＯＦＤＭＡシンボルにＣＰを付加し、ベースバンドのディジタル信号を生成し、ベースバンドのディジタル信号をアナログ信号に変換し、余分な周波数成分を除去し、アップコンバートにより搬送周波数に変換し、電力増幅し、送受信アンテナ２０６に出力して送信する。
【０１１６】
なお、端末装置はＯＦＤＭＡ方式に限らず、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ＤＦＴ−ｓｐｅｒａｄ−ＯＦＤＭ）方式の変調を行うことができる。
【０１１７】
特に無線通信システムにおいて、通信相手以外に情報を漏らすことなく、安全に通信相手と通信することは、最重要なことの１つである。安全な通信を保つため、上位レイヤによる暗号化が一般的である。安全性をさらに高めるために、物理層においてもセキュリティ対策をすることが望ましい。
【０１１８】
無線通信では、送信信号は広範囲に届いてしまうため、盗聴者（非正規ユーザ）が無線信号を受信することは可能である。仮に、暗号化されていない制御情報などが漏れてしまった場合、盗聴者は復調・復号できる確率が高まる。従って、物理層において、盗聴者による復調・復号を困難にすることによって安全な通信が可能となる。
【０１１９】
例えば、通信装置は、複数の送信アンテナから正規ユーザの希望信号及び人工雑音と呼ばれる信号を送信することができる（人工雑音法とも呼ぶ）。通信相手との間のチャネルが既知であれば、人工雑音は正規ユーザに対してヌルとなるように制御することができる。一方、非正規ユーザには、人工雑音はヌルとはならずに通信品質が劣化するため、復調・復号は困難になる。
【０１２０】
また、通信装置は、正規ユーザは正しく希望信号を受信でき、非正規ユーザは正しく希望信号を受信できないように、複数の送信アンテナの各々からランダムな位相・振幅で希望信号を送信することができる（ランダム位相法とも呼ぶ）。また、送信電力が小さくなるように振幅を求めれば、送信電力を抑えながら、安全な通信が可能となる。
【０１２１】
なお、人工雑音法やランダム位相法は、盗聴者が複数のアンテナを備えている場合、ブラインド推定でダイバーシチ合成ウェイトを推定すれば、希望信号を抽出できてしまう。従って、安全性を高めるためには盗聴者のブラインド推定を困難にすることが望ましい。
【０１２２】
ブラインド推定は、ある観測期間で希望信号の統計的性質が変わらないとして、パラメータを推定する。従って、ブラインド推定の観測期間よりも短い期間で希望信号の統計的性質を変えることで、盗聴者のブラインド推定を困難にすることができる。
【０１２３】
前述したように送信電力が小さくなるように振幅を求めた場合、送信アンテナの各々から送信する信号の振幅は基本的には異なり、一定ではない。つまり、一例として、ある送信アンテナから送信する信号の振幅は小さく、別の送信アンテナから送信する信号の振幅は大きく、また別の送信アンテナから送信する信号の振幅はさらに大きい、というように分散が大きくなる。この場合、送信機の増幅器には、広いダイナミックレンジにわたる線形性特性の保証など高い性能が求められ、消費電力も増大し、価格も高価となる。
【０１２４】
送信アンテナの各々から位相のみ制御して定振幅で希望信号を送信することができれば、増幅器に求められる線形性特性条件は緩和され、消費電力も抑えた上で、安全な通信が可能となるので、この要求に適合する位相の決定方法について説明する。
【０１２５】
例えば、送信アンテナを備えた送信局（例えば下りリンクの基地局装置、上りリンクの端末装置）と、送信局からの信号を受信するための受信アンテナを備えた受信局（例えば下りリンクの端末装置、上りリンクの基地局装置）との無線通信を考える。
【０１２６】
送信局の送信アンテナ数Ｋ（≧３）とし、第ｋ（１≦ｋ≦Ｋ）送信アンテナと受信局の受信アンテナ間のチャネル情報（インパルス応答、周波数応答）をｈｋとする。また、第ｋ送信アンテナの送信信号をＡｅｘｐ(ｊθｋ)と表す。ただし、ｊは虚数単位、Ａは送信
電力振幅係数を表す正の定数である。また、θｋは制御すべき位相である。またｅｘｐ（）は指数関数を表す。さらに受信局の受信アンテナにおける受信シンボルをＡｒｅｘｐ（ｊΦ）とする。Ａｒは受信振幅を表す正数、Φは受信シンボルの位相である。なお、ｒｅｘｐ（ｊΦ）を目標シンボルとも呼ぶ。
【０１２７】
【数１】
2020107949.tif 000003
【０１２８】
送信局は前記受信シンボルに相当する目標シンボルと、測定部から取得したチャネル情報とを制御部に設定し、受信局側における受信シンボルがｒｅｘｐ（ｊΦ）となるように振幅係数ｒと位相θｋを決定する。チャネル情報が既知、又は正確に推定できる場合には、送信局における目標シンボルと受信局における受信シンボルとは一致する。
【０１２９】
振幅係数ｒについて説明する。受信シンボルをｒｅｘｐ（ｊΦ）と表す。まず、ＱＰＳＫの場合、ｅｘｐ（ｊΦ）は平均電力１のＱＳＰＫの変調シンボルを示し、振幅係数ｒはＱＰＳＫの変調マッピングを拡大／縮小するスケーリング係数である。なお、変調マッピングは平均電力１でのビット系列から変調シンボルへのマッピングを示す。また、変調シンボルは、変調マッピングによって得られる複素シンボルを示す。次に、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、又は２５６ＱＡＭなど振幅変調の場合、ビット系列によって変調シンボルの振幅は変化する。つまり、この場合、振幅係数ｒは、変調シンボルの振幅と、変調マッピングを拡大／縮小するスケーリング係数の、双方を含む。
【０１３０】
一方、変調シンボルの振幅をａとして受信シンボルをｒａｅｘｐ（ｊΦ）と表すこともできる。なお、ａは、ＱＰＳＫでは１、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、又は２５６ＱＡＭの場合は、変調マッピングによって得られる複素シンボルの振幅である。この場合、振幅係数ｒは、変調マッピングを拡大／縮小するスケーリング係数を示す。
【０１３１】
式（１）を満足するように位相θｋ（１≦ｋ≦Ｋ）を決定することが可能であれば、各々の送信アンテナから送信される定振幅信号に、それぞれ位相回転θｋ（１≦ｋ≦Ｋ）を適用することで、正規ユーザは希望信号を受信可能となる。
【０１３２】
まず、位相θｋ（１≦ｋ≦Ｋ）の内、２つを残し他はランダムに定める。例えば、アンテナ番号ｋ＝１、ｋ＝２以外の位相をランダムに決定する場合を説明するが、アンテナ番号はこの組み合わせに限らず任意の２本であってよい。また所定のパターンに基づいて２本のアンテナが選択されてもよい。
【０１３３】
【数２】
2020107949.tif 000004
式（１）を式（２）のように変形する。ただしｒ´とΦ´はそれぞれ、振幅と位相を表す正数並びに実数である。
【０１３４】
【数３】
2020107949.tif 000005
式（２）を満足するようにθ１とθ２を求めると、例えば式（３）、（４）のように求められる。ただし、Ψｋはｈｋ（ｋ＝１、２）の位相を表す実数である。また、arccos()は余弦関数の逆関数である。
【０１３５】
このように、各送信アンテナから送信する定振幅信号のそれぞれに、θ１、θ２とランダムに決定した位相θｋ（ｋ＞２）の位相回転を適用することで、正規ユーザが希望信号を受信可能となる。一方、非正規ユーザは、基本的には、送信局の送信アンテナと正規ユーザの受信アンテナ間のチャネル情報が分からないため盗聴することが困難である。なお、この方法を定振幅ランダム位相法とも呼ぶ。
【０１３６】
前記目標シンボルの振幅を目標振幅と呼称する。目標振幅に関わる情報は、送信局から受信局に対して制御情報として伝達されることで、受信局における復調が効率的に実施される。例えば、目標振幅の基準、目標振幅の適用単位、目標振幅の変更タイミング、目標振幅の変更パターン（一つの目標振幅であってもよいし、複数の目標振幅から構成する変更パターンでもいい）が制御情報として有効である。
【０１３７】
制御情報の伝達手段としては、ＲＲＣなどの上位層経由でのシグナリング、ＤＣＩ／ＵＣＩなどの下位層経由でのシグナリングがあるが、例えば、即時性の必要がないと想定される目標振幅の基準、目標振幅の適用単位、目標振幅の変更タイミングは上位層経由でシグナリングされ、即時性が必要と想定される目標振幅の変更パターンについては下位層経由でシグナリングされる。もちろん、各制御情報のシグナリング手段は前述した例に限られるものではなく、目標振幅の基準、目標振幅の適用単位、目標振幅の変更タイミングは下位層経由でシグナリングされてもよいし、目標振幅の変更パターンを上位層経由でシグナリングされてもよい。なお、上位層経由でシグナリングする制御情報を第１の制御情報とも呼ぶ。なお、下位層経由でシグナリングする制御情報を第２の制御情報とも呼ぶ。
【０１３８】
非正規ユーザのブラインド推定による盗聴を考慮しないとすると、送信局は希望信号の統計的性質を変更しなくともよい。変調方式がＱＰＳＫなどの位相変調の場合には、基本的には目標振幅は一定であるため選択する振幅係数も一意に選択してよい。位相変調であるため、受信局側は受信シンボルの振幅の大小の判別をする必要はなく、位相の判別のみできればよい。
【０１３９】
一方で、変調方式がＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、又は２５６ＱＡＭのような振幅変調又は位相振幅変調の場合には、目標シンボルに応じた目標振幅となるように送信局側は振幅係数を選択する必要がある。この場合、目標振幅の基準を設けておくことで、受信局側における振幅の大小の判別の確度（信頼性）が上がる。目標振幅の基準は、例えば、復調参照信号の振幅としてもよいし、その他の下りリンク参照信号や上りリンク参照信号の振幅、又はあるリソースエレメントで送信された信号の振幅としてもよい。同類の概念ではあるが、変調シンボルのオリジナルの振幅（前記振幅係数を乗じない時の振幅値、変調マッピングの振幅値）を基準としても良い。なお、前述した変調方式が位相変調である場合と同様に、受信局側における位相の判別は目標振幅の基準値がなくとも可能である。
【０１４０】
非正規ユーザのブラインド推定による盗聴を考慮する場合、希望信号の統計的性質をブ
ラインド推定が収束する観測期間よりも短い期間で変えることで、ブラインド推定を困難とし、ひいては盗聴を困難とすることができる。希望信号の統計的性質の変更は、例えば、送信局側が目標振幅を時間／周波数に依存して変更することで可能である。前述した制御情報に含まれる目標振幅の変更タイミング情報により、変更が所定値に従って周期的に実行されるのか、変更が非周期的に実行されるのかが通知されてもよい。
【０１４１】
前段落における所定値は変更タイミング情報の中で時間／周波数として指定されるものであってもいいが、制御情報に含まれる目標振幅の適用単位に従うものであってもいい。適用単位としては、１又は複数のリソースエレメント（サブキャリア、変調シンボル）、１又は複数のＯＦＤＭシンボル、１又は複数のリソースブロック、１又は複数のスロットなどがある。基本的には、リソースエレメント単位を採用する場合に最も変更タイミングを細かく設定することができ、リソースブロック単位、ＯＦＤＭシンボル単位の順番に変更タイミングの粒度が粗くなる。
【０１４２】
前記目標振幅の変更パターンには、１つの目標振幅のみ含まれる場合と、複数の目標振幅から構成する変更パターンが含まれている場合がある。前者の場合は目標振幅変更の度に制御情報シグナリングする必要があるが、後者の場合は複数の目標振幅をひとまとめにすることで制御信号シグナリングの頻度を少なくする役割がある。
【０１４３】
なお、目標振幅の変更パターンは、目標振幅を変更する候補値であってもよい。この場合、受信局は目標振幅の候補値から好適な１つをブラインド検出して復調することができる。なお、目標振幅の変更パターンに変調シンボルのオリジナルの振幅（前記振幅係数を乗じない時の振幅値、変調マッピングの振幅値）を示す候補値が含まれていない場合、受信局は、変調シンボルのオリジナルの振幅を目標振幅の候補値に加えてブラインド検出及び復調することができる。
【０１４４】
本実施形態によれば、送信アンテナの各々から定振幅で、位相のみ制御して希望信号を送信することで、増幅器に求められる線形性特性条件は緩和され、消費電力も抑えた上で、正規ユーザは安全に希望信号を受信することができる。
【０１４５】
本実施形態によれば、希望信号の統計的性質を短い期間で変えることによって、盗聴者のブラインド推定が困難となるため、安全な通信が可能となる。また、人工雑音法やランダム位相法、定振幅ランダム位相法に対して、希望信号の統計的性質を短い期間で変えることによって、さらなる安全な通信可能となる。
【０１４６】
なお、本実施形態に係る通信装置（基地局装置、端末装置）が使用する周波数バンドは、これまで説明してきたライセンスバンドやアンライセンスバンドには限らない。本実施形態が対象とする周波数バンドには、国や地域から特定サービスへの使用許可が与えられているにも関わらず、周波数間の混信を防ぐ等の目的により、実際には使われていないホワイトバンド（ホワイトスペース）と呼ばれる周波数バンド（例えば、テレビ放送用として割り当てられたものの、地域によっては使われていない周波数バンド）や、これまで特定の事業者に排他的に割り当てられていたものの、将来的に複数の事業者で共用することが見込まれる共用周波数バンド（ライセンス共有バンド）も含まれる。
【０１４７】
本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる実施形態の機能を実現するように、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）等を制御してコンピュータを機能させるプログラムであっても良い。プログラムあるいはプログラムによって取り扱われる情報は、一時的にＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリあるいはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＨａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）、あるいはその他の記憶装置システムに格納される。
【０１４８】
尚、本発明に関わる実施形態の機能を実現するためのプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。ここでいう「コンピュータシステム」とは、装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、半導体記録媒体、光記録媒体、磁気記録媒体、短時間動的にプログラムを保持する媒体、あるいはコンピュータが読み取り可能なその他の記録媒体であっても良い。
【０１４９】
また、上述した実施形態に用いた装置の各機能ブロック、または諸特徴は、電気回路、たとえば、集積回路あるいは複数の集積回路で実装または実行され得る。本明細書で述べられた機能を実行するように設計された電気回路は、汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものを含んでよい。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。前述した電気回路は、デジタル回路で構成されていてもよいし、アナログ回路で構成されていてもよい。また、半導体技術の進歩により現在の集積回路に代替する集積回路化の技術が出現した場合、本発明の一又は複数の態様は当該技術による新たな集積回路を用いることも可能である。
【０１５０】
なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。実施形態では、装置の一例を記載したが、本願発明は、これに限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などの端末装置もしくは通信装置に適用出来る。
【０１５１】
以上、この発明の実施形態に関して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変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、通信装置および通信方法に用いて好適である。
【符号の説明】
【０１５３】
１Ａ  基地局装置
２Ａ  端末装置
１０１  上位層処理部
１０２  制御部
１０３  送信部
１０４  受信部
１０５  送受信アンテナ
１０６  測定部
１０１１  無線リソース制御部
１０１２  スケジューリング部
１０３１  符号化部
１０３２  変調部
１０３３  下りリンク参照信号生成部
１０３４  多重部
１０３５  無線送信部
１０４１  無線受信部
１０４２  多重分離部
１０４３  復調部
１０４４  復号部
２０１  上位層処理部
２０２  制御部
２０３  送信部
２０４  受信部
２０５  測定部
２０６  送受信アンテナ
２０１１  無線リソース制御部
２０１２  スケジューリング情報解釈部
２０３１  符号化部
２０３２  変調部
２０３３  上りリンク参照信号生成部
２０３４  多重部
２０３５  無線送信部
２０４１  無線受信部
２０４２  多重分離部
２０４３  信号検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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