(57)【要約】【課題】近年、第五世代移動通信システムの標準化が行われており、多数の端末装置によるＭＴＣ（mMTC；massive machine type communications）、超高信頼・低遅延通信（URLLC；ultra-reliable and low latency communications）、大容量・高速通信（eMBB；enhanced mobile broadband）の実現を目標とされている。特に、今後はＩｏＴ（Internet of Things）が多様な機器で実現されることが予想されており、ｍＭＴＣの実現が５Ｇの重要な要素の一つになっている。ＳＣＭＡにおいてＰＡＰＲが劣化する場合が存在する。【解決手段】スパースコードを適切に用いることで不当にＰＡＰＲ特性が劣化することを避ける。【選択図】図６
2020123757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置に対してデータ信号を送信する端末装置であって、
ゼロを含む系列を生成する送信パラメータ設定部と、
前記データ信号の変調シンボルに対して、前記系列を乗算する拡散部と、
前記系列を乗算した信号を複数のリソースエレメントから構成される第１の無線リソース領域又は第２の無線リソース領域にマッピングするマッピング部と、を備え、
前記送信パラメータ設定部は、第１の無線リソース領域にマッピングされる変調シンボルに乗算する系列と第２の無線リソース領域にマッピングする変調シンボルに乗算する系列で異なる系列を設定する、端末装置。
【請求項２】
前記第１の無線リソース領域は第１のＯＦＤＭシンボルに含まれ、前記第２の無線リソース領域は第２のＯＦＤＭシンボルに含まれ、
第１の無線リソース領域におけるリソースエレメントと第２の無線リソース領域におけるリソースエレメントはサブキャリアにおいて重複する請求項１記載の端末装置。
【請求項３】
前記送信パラメータ設定部は、前記第１のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数と前記第２のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数を同一とするように系列を設定する請求項２記載の端末装置。
【請求項４】
前記第１の無線リソース領域は第１のサブキャリアに含まれ、前記第２の無線リソース領域は第２のサブキャリアに含まれ、
第１の無線リソース領域におけるリソースエレメントと第２の無線リソース領域におけるリソースエレメントはＯＦＤＭシンボルにおいて重複する請求項１記載の端末装置。
【請求項５】
前記第１の無線リソース領域におけるリソースエレメント及び第２の無線リソース領域におけるリソースエレメントは、第１のＯＦＤＭシンボル及び第２のＯＦＤＭシンボルを含み、
前記送信パラメータ設定部は、前記第１のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数と前記第２のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数を同一とするように系列を設定する請求項４記載の端末装置。
【請求項６】
前記送信パラメータ設定部は、第１の無線リソース領域にマッピングされる変調シンボルに乗算する系列及び第２の無線リソース領域にマッピングする変調シンボルに乗算する系列は、初送か、再送かによって、異なる系列を設定する、請求項１記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置および受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、第五世代移動通信システムの標準化が行われており、多数の端末装置によるＭＴＣ（mMTC；massive machine type communications）、超高信頼・低遅延通信（URLLC；ultra-reliable and low latency communications）、大容量・高速通信（eMBB；enhanced mobile broadband）の実現を目標とされている。特に、今後はＩｏＴ（Internet of Things）が多様な機器で実現されることが予想されており、ｍＭＴＣの実現が５Ｇの重要な要素の一つになっている。
【０００３】
例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、小さいサイズのデータ送受信を行う端末装置を収容するＭＴＣ（Machine Type Communication）として、Ｍ２Ｍ（Machine-to-Machine）通信技術の標準化がされている（非特許文献１）。さらに、低レートでのデータ送信を狭帯域でサポートするため、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band-IoT）
の仕様化も進められている（非特許文献２）。
【０００４】
３ＧＰＰで仕様化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃ
ｅｄ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｒｏなどでは、端末装置が送信データのトラフィック発生時にスケジューリング要求（SR；Scheduling Request）を送信し、基地局装置より上りリンク送信許可の制御情報（UL Grant）を受信した後に、所定のタイミングでＵＬ  Ｇｒａｎｔに含まれる制御情報の送信パラメータでデータ送信を行う。このように基地局装置が全ての上りリンクのデータ送信（端末装置から基地局装置へのデータ送信）の無線リソース制御を行う無線通信技術を実現している。よって、基地局装置は、無線リソース制御により直交多元接続（OMA；Orthogonal Multiple Access）を実現でき、簡易な受信
処理により上りリンクのデータ受信を可能としている。
【０００５】
一方、このような従来の無線通信技術では、基地局装置が全ての無線リソース制御を行うために、端末装置が送信するデータ量に関わらず、データ送信前に制御情報の送受信が必要であり、特に送信するデータサイズが小さいと相対的に制御情報の占める割合が高くなる。そこで、端末が小さいサイズのデータ送信を行う場合、端末装置がＳＲ送信や基地局装置が送信するＵＬ  Ｇｒａｎｔの受信なしにデータ送信を行うコンテンションベース（グラントフリー）の無線通信技術が制御情報によるオーバヘッドの観点で効果的である。さらに、コンテンションベースの無線通信技術では、データ発生からデータ送信までの時間も短くできる可能性もある。
【０００６】
コンテンションベースの無線通信では、ＵＬ  Ｇｒａｎｔが存在しないため、多数の端末装置が同一の無線リソースを使用する場合がある。つまり基地局装置の受信アンテナで、多数の信号が衝突して受信されることになる。基地局装置の受信装置は各端末装置の信号を検出する必要があるが、その方法の一つとしてＳＣＭＡ（Sparse Code Multiple Access）が提案されている。ＳＣＭＡでは、ＯＦＤＭ等の複数のサブキャリアを持つアクセ
ス方式を前提に、ゼロを含むコードブック（スパースコード）を用いてデータを複数サブキャリアに拡散して送信する。受信機では、ＭＰＡ（message passing algorithm）を用
いることで、低演算量で信号を検出することができる（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP， TR36.888 V12.0.0，“Study on provision of low-cost Machine-Type Communications (MTC) User Equipments (UEs) based on LTE,” Jun. 2013
【非特許文献２】3GPP， TR45.820 V13.0.0， “Cellular system support for ultra-low complexity and low throughput Internet of Things (CIoT),” Aug. 2015
【非特許文献３】Huawei, HiSilicon, “Sparse Code Multiple Access (SCMA) for 5G radio transmission”, R1-162155, Busan, Korea, April 11-15, 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＳＣＭＡではスパースコードによる拡散を行うが、その際、どのスパースコードを用いるかによって、ＰＡＰＲ（ピーク対平均電力比；Peak-to-Average Power Ratio）が大き
く異なる。また、スパースコードを周波数方向へスパースコードを用いることが提案されているが、フェージングの周波数変動を考慮して、時間方向へスパースコードを用いることも考えられる。この時、複数のＯＦＤＭシンボルで電力がゼロになる場合が存在する。あるＯＦＤＭシンボルの電力がゼロになると、フレーム（あるいはサブフレーム、スロット）全体の平均送信電力が下がることになるため、ＰＡＰＲが上がってしまう。ＰＡＰＲの劣化は電力増幅器への負担へとつながるため、端末装置、とりわけｍＭＴＣで想定されるようなセンサー等を考えると、好ましくない。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ＳＣＭＡ等のスパースコードを用いるアクセス方式において、ＰＡＰＲの劣化を回避するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、基地局装置に対してデータ信号を送信する端末装置であって、ゼロを含む系列を生成する送信パラメータ設定部と、前記データ信号の変調シンボルに対して、前記系列を乗算する拡散部と、前記系列を乗算した信号を複数のリソースエレメントから構成される第１の無線リソース領域又は第２の無線リソース領域にマッピングするマッピング部と、を備え、
前記送信パラメータ設定部は、第１の無線リソース領域にマッピングされる変調シンボルに乗算する系列と第２の無線リソース領域にマッピングする変調シンボルに乗算する系列で異なる系列を設定する。
【００１１】
（２）また、本発明の一態様は、前記第１の無線リソース領域は第１のＯＦＤＭシンボルに含まれ、前記第２の無線リソース領域は第２のＯＦＤＭシンボルに含まれ、第１の無線リソース領域におけるリソースエレメントと第２の無線リソース領域におけるリソースエレメントはサブキャリアにおいて重複する。
【００１２】
（３）また、本発明の一態様は、前記送信パラメータ設定部は、前記第１のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数と前記第２のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数を同一とするように系列を設定する。
【００１３】
（４）また、本発明の一態様は、前記第１の無線リソース領域は第１のサブキャリアに含まれ、前記第２の無線リソース領域は第２のサブキャリアに含まれ、第１の無線リソース領域におけるリソースエレメントと第２の無線リソース領域におけるリソースエレメントはＯＦＤＭシンボルにおいて重複する。
【００１４】
（５）また、本発明の一態様は、前記第１の無線リソース領域におけるリソースエレメント及び第２の無線リソース領域におけるリソースエレメントは、第１のＯＦＤＭシンボル及び第２のＯＦＤＭシンボルを含み、前記送信パラメータ設定部は、前記第１のＯＦＤＭシンボルに含まれるリソースエレメント数と前記第２のＯＦＤＭシンボルに含まれるリ
ソースエレメント数を同一とするように系列を設定する。
【００１５】
（６）また、本発明の一態様は、前記送信パラメータ設定部は、第１の無線リソース領域にマッピングされる変調シンボルに乗算する系列及び第２の無線リソース領域にマッピングする変調シンボルに乗算する系列は、初送か、再送かによって、異なる系列を設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の態様によれば、ＳＣＭＡ等のスパースコードを用いたアクセス方式において、ＰＡＰＲの低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るシステムの構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る端末装置の送信機構成例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る周波数領域に固定のスパースコードを適用した場合のリソース配置を示す図である。
【図４】本実施形態に係る周波数領域に可変のスパースコードを適用した場合のリソース配置を示す図である。
【図５】本実施形態に係る時間領域に固定のスパースコードを適用した場合のリソース配置を示す図である。
【図６】本実施形態に係るサブキャリア毎に異なるスパースコードを時間領域に適用した場合のリソース配置を示す図である。
【図７】本実施形態に係るＯＦＤＭシンボル毎のサブキャリア数が一定となるようにスパースコードを適用した場合のリソース配置を示す図である。
【図８】本実施形態に係る基地局装置の受信機構成例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る再送時のリソース配置を示す図である。
【図１０】本実施形態に係るサブキャリア毎に異なるスパースコードを時間領域に適用した場合のリソース配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書で述べられる技術は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システム、及びその他のシステム等の、種々の無線通信システムにおいて使用され得る。用語「システム」及び「ネットワーク」は、しばしば同義的に使用され得る。ＣＤＭＡシステムは、ユニバーサル地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）やｃｄｍａ２０００（登録商標）等のような無線技術（規格）を実装し得る。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））及びＣＤＭＡのその他の改良型を含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、及びＩＳ−８５６規格をカバーする。ＴＤＭＡシステムは、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））のような無線技術を実装し得る。ＯＦＤＭＡシステムは、Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、Ｕｌｔｒａ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ（ＵＭＢ）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ‐ＯＦＤＭ（登録商標）などのような無線技術を実装し得る。３ＧＰＰ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、ダウンリンク上でＯＦＤ
ＭＡを、アップリンク上でＳＣ−ＦＤＭＡを採用するＥ−ＵＴＲＡである。ＬＴＥ−Ａは、ＬＴＥを改良したシステム、無線技術、規格である。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ及びＧＳＭ（登録商標）は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）と名付けられた機関からのドキュメントで説明されている。ｃｄｍａ２０００及びＵＭＢは、第３世代パートナーシッププロジェクト２（３ＧＰＰ２）と名付けられた機関
からのドキュメントで説明されている。明確さのために、本技術のある側面は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａにおけるデータ通信について以下では述べられ、ＬＴＥ用語、ＬＴＥ−Ａ用語は、以下の記述の多くで用いられる。
【００１９】
以下、本発明に係る好適な実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下で開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのものであって、本発明が実施され得る唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者であれば、本発明がこのような具体的な細部事項がなくても実施され得ることが分かる。例えば、以下の詳細な説明は、移動通信システムが３ＧＰＰ  ＬＴＥ、ＬＴＥ―Ａシステムである場合を仮定して具体的に説明するが、３ＧＰＰ  ＬＴＥ、ＬＴＥ―Ａの特有の事項を除いては、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。また、後述される用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語で、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わり得る。したがって、その用語は、本明細書全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。
【００２０】
実施形態を説明するにおいて本発明が属する技術分野に十分知られており、本発明と直接的に関係のない技術内容については説明を省略する。これは、不要な説明を省略することにより、本発明の要旨を不明瞭にせず、より明確に伝達するためである。よって、いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために公知の構造及び装置は省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示したりすることができる。本発明の要旨を不明瞭にせず、より明確に伝達するため、図面において一部の構成要素は、誇張されたり省略されたり概略的に示される。また、各構成要素の大きさは、実際の大きさを反映するものではない。また、本明細書全体で同一の構成要素については同一の図面符号を使用して説明する。
【００２１】
明細書全体において、一つの部分が一つの構成要素を「含む」とするとき、これは、特別に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素を更に含むことができることを意味する。さらに、詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで使用される“または”という用語は、排他的な“または”というよりむしろ、包含的な“または”を意味することを意図している。すなわち、そうではないと指定されていない限り、または、文脈から明らかでない限り、“ＸがＡまたはＢを用いる”というフレーズは、自然な包含的順列のうちのいずれかを意味することを意図している。すなわち、“ＸがＡまたはＢを用いる”というフレーズは、以下の例のうちのいずれのものによっても満たされる：ＸがＡを用いる；ＸがＢを用いる；または、ＸがＡおよびＢの双方とも用いる。加えて、本出願および添付した特許請求の範囲で使用した冠詞“ａ”および“ａｎ”は、そうではないと指定されていない限り、または、単数形を意図する文脈から明らかでない限り、一般的に、“１つ以上”を意味すると解釈すべきである。また、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの組合せで具現することができる。
【００２２】
併せて、以下の説明において、端末装置は、ユーザ装置（User Equipment: UE）、移動局（Mobile Station: MS, Mobile Terminal: MT）、移動局装置、移動端末、加入者ユニ
ット、加入者局、ワイヤレス端末、移動体デバイス、ノード、デバイス、遠隔局、遠隔端末、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信装置、ユーザエージェント、アクセス端末などの移動型又は固定型のユーザ端機器を総称するものとする。また、端末装置は、セルラ電話機、コードレス電話機、セッション開始プロトコル（SIP）電話機、スマートフォ
ン、ワイヤレスローカルループ（WLL）局、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、タブレット、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルドコンピューティング
デバイス、衛星ラジオ、ワイヤレスモデムカード、ルーター、および／または、ワイヤレスシステムを通して通信するための別の処理デバイスとすることができる。また、基地局装置は、ノードＢ（NodeB）、強化ノードＢ（eNodeB）、基地局、アクセスポイント（Access Point: AP）などの端末と通信するネットワーク端の任意のノードを総称するものと
する。なお、基地局装置は、ＲＲＨ（Remote Radio Head、基地局装置より小型の屋外型
の無線部を有する装置、Remote Radio Unit: RRUとも称す）（リモートアンテナ、分散アンテナとも呼称する。）を含むものとする。ＲＲＨは、基地局装置の特殊な形態とも言える。例えば、ＲＲＨは信号処理部のみを有し、他の基地局装置によってＲＲＨで用いられるパラメータの設定、スケジューリングの決定などが行われる基地局装置と言うことができる。
【００２３】
本発明の端末装置は、下記で説明する各種処理に関連した命令を保持するメモリと、前記メモリに結合され、前記メモリ中に保持された前記命令を実行するように構成された、プロセッサを備えた構成でもよい。本発明の基地局装置は、下記で説明する各種処理に関連した命令を保持するメモリと、前記メモリに結合され、前記メモリ中に保持された前記命令を実行するように構成された、プロセッサを備えた構成でもよい。
［第１の実施形態］
【００２４】
図１は、本実施形態における無線通信システムの構成の一例である。該システムは、基地局装置１０１、端末装置１０２および端末装置１０３から構成される。各装置に構成されるアンテナポート数は１であっても複数であってもよい。ここで、アンテナポートとは、物理的なアンテナではなく、通信を行う装置が認識できる論理的なアンテナを指す。
【００２５】
図２は、本実施形態における端末装置の構成の一例である。以下では、情報データ（データ信号）を基地局に送信する場合を例に説明を行うが、情報データではなく、制御情報を基地局に送信する場合であっても本発明に含まれる。つまり、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）ではなく、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）に
本発明を適用してもよい。本実施形態において、基地局装置１０１から送信される制御情報は、端末装置１０２の受信アンテナ２１０を介して、制御情報受信部２１１で受信される。受信された制御情報（上位レイヤ（ＲＲＣ、Radio Resource Control）の設定情報あるいはＤＣＩ（下りリンク制御情報））は送信パラメータ設定部２１２に入力される。パラメータ設定では、符号化率、変調方式、拡散のためのスパースコードパターン、および無線リソース割り当て情報を設定し、符号化率に関する情報を符号化部２０１に、変調方式に関する情報を変調部２０２に、スパースコードパターンに関する情報を拡散部２０３に、無線リソース割り当て情報に関する情報を符号化部２０１及びマッピング部２０４に入力する。なお、制御情報受信部２１１から入力される信号だけでは、上記の情報は一意に決まらず、制御情報受信部２１１からの入力によっていくつかの候補に絞られ、端末装置が自律的に送信パラメータを決定してもよい。また例えば、スパースコードのゼロの配置が異なるパターンだけではなく、ゼロ（非ゼロ）の数が異なる複数のスパースコードの候補が存在し、端末の状況（例えば、バッテリー残量やＱｏＳ）等に応じて、端末装置が自律的にスパースコードを決定してもよい。また無線リソースに関しても、候補の中には異なる帯域幅や異なるＯＦＤＭシンボル数（スロット数あるいはサブフレーム、フレームも含む）から構成されるものが存在してもよい。
【００２６】
送信データは、符号化部２０１に入力され、誤り訂正符号が適用される。誤り訂正符号としては、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号、畳み込み符号、ポーラ符号等を用いることができる。符号化部２０１から出力される符号化ビット系列は、変調部２０２に入力される。変調部２０２では、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、１０２４ＱＡＭ等の変調処理が施される。なお、非特許文献３に記載されているように、拡散部２０３での処理と変調部２０２での処理をまとめて行ってもよい。変調部２０２が出力す
る変調シンボル系列は、拡散部２０３に入力される。拡散部２０３では、入力される変調シンボル系列の各変調シンボルを拡散する。
【００２７】
図３は、本実施形態における変調シンボルを拡散する一例である。図３では周波数領域に拡散している例を示している。前記変調シンボルは、１つの周波数領域（サブキャリア）と１つの時間領域（ＯＦＤＭシンボル）から構成されるリソースエレメントを無線リソース領域の単位として、マッピングされる。本実施形態において、拡散後の変調シンボルをマッピングする無線リソース領域は、１つ以上の周波数領域（サブキャリア）と１つ以上の時間領域（ＯＦＤＭシンボル）から構成される。なお、ＬＴＥのサブフレーム構成を流用し、４番目と１１番目のＯＦＤＭシンボルに参照信号を挿入しているが、参照信号の位置および数はこれに限定されず、サブフレーム（スロット、ミニスロット）の先頭に配置されていてもよいし、参照信号の数が可変であってもよい。例えば、図３において、第１の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１のＯＦＤＭシンボルにおける第１のサブキャリアから第４のサブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。第２の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１のＯＦＤＭシンボルにおける第５のサブキャリアから第８のサブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。第３の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１のＯＦＤＭシンボルにおける第９のサブキャリアから第１２のサブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。図３では、１２個のサブキャリアと１４個のＯＦＤＭシンボルからなる無線リソース領域において、同一のスパースコードが用いられる例である。図３では、第１の変調シンボルは、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第１のＯＦＤＭシンボルにおける１番目と４番目のサブキャリア（リソースエレメント）に拡散し、第２の変調シンボルも、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第１のＯＦＤＭシンボルにおける５番目と８番目のサブキャリアに拡散し、第３の変調シンボルも、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第１のＯＦＤＭシンボルにおける９番目と１２番目のサブキャリアに拡散する例を示している。ただし、非ゼロの要素は１に限らず、振幅を１とする複素数であっても良いし、振幅が１でなくスパースコードの全体で一定の電力となる値でも良い。図３は、全ＯＦＤＭシンボルで同一の拡散パターンが適用される場合である。図４は、本実施形態における変調シンボルを拡散する別例である。図４に示すように、ＯＦＤＭシンボル毎に異なるスパースコードを用いることも可能である。例えば、図４において、第１の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１のＯＦＤＭシンボルにおける第１のサブキャリアから第４のサブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。第２の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１のＯＦＤＭシンボルにおける第５のサブキャリアから第８のサブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。第３の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１のＯＦＤＭシンボルにおける第９のサブキャリアから第１２のサブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。図４において、第１の変調シンボルは、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第１のＯＦＤＭシンボルにおける１番目と４番目のサブキャリアに拡散し、第２の変調シンボルも、［０，０，１，１］というスパースコードを使用し、第１のＯＦＤＭシンボルにおける５番目と８番目のサブキャリアに拡散し、第３の変調シンボルも、［１，０，１，０］というスパースコードを使用し、第１のＯＦＤＭシンボルにおける９番目と１２番目のサブキャリアに拡散する例を示している。このとき、どのスパースコードを用いるかは、送信パラメータ設定部２１２から入力されるスパースコードの系列インデックスに関する情報とサブフレーム番号等の時間インデックス、およびサブキャリア番号等の周波数インデックスによって決定される。
【００２８】
上記のように、スパースコードの系列長が４で、その中のヌルキャリア数（スパースコード内のゼロの要素数）が２の場合、スパースコードの系列数としては、４Ｃ２＝６通りの系列が存在する。これは一例であり、系列長を長く設定すれば、系列数は増大する。ここで、ＯＦＤＭシンボルのＰＡＰＲは、系列に依存する。そこで、送信パラメータ設定部
２１２は、ＰＡＰＲが所定の値より小さくなる系列のみを保有し、限られた系列の中からコードを選択することで、ＰＡＰＲが増加することを防ぐことができる。
【００２９】
ＰＡＰＲの増加を防ぐ方法として、等間隔にサブキャリアを配置するようなスパースコードのみを用いる方法がある。変調部２０２の出力を拡散部２０３に入力せず、図示しないＤＦＴ部に入力し、ＤＦＴを適用する。ＤＦＴ後の信号は拡散部２０３に入力されるが、拡散部２０３では、スペクトルを等間隔に離散的に配置することで、ピーク電力の増加を防ぎつつ、周波数領域あるいは時間領域においてスパース（疎）な信号を形成することができる。各端末装置のスペクトルの間隔は一定でなくてもよく、先頭のサブキャリアの位置およびスペクトルの間隔は、基地局装置からＤＣＩもしくはＲＲＣで通知される。
【００３０】
周波数領域にスパースコードを適用した場合に、ＰＡＰＲの増加を防ぐ他の方法として、スクランブル処理を行うことが考えられる。マッピング部２０４とＩＦＦＴ部２０５の間にスクランブリング部を挿入し、マッピング部２０４の出力に対してスクランブル処理を適用する。スクランブル処理は、ＰＮ符号やＭ系列等の符号で行う。系列はこれに限らず、ＺＣ系列等の任意の系列を入力される系列に対して乗算してもよい。なおどの系列を用いるかはセル固有のＩＤあるいは端末固有のＩＤ等と、サブフレーム番号等によって設定されてもよい。
【００３１】
参照信号としてはどのようなものであってもよいが、複数の端末装置の参照信号を分離する必要があるため、サイクリックシフトやＯＣＣ，あるいはＩＦＤＭＡ（Interleaved Frequency Division Multiple Access）等を用いる必要がある。そこで、例えば、サイクリックシフトの回転量等とスパースコードの系列を関連付けることで、基地局装置が１つの値を端末装置に通知することで、参照信号とスパースコード両方の系列を生成することが可能となる。サイクリックシフトの値の数は、スパースコードの系列数と同じか多くなるように設計される。したがって、サイクリックシフトの値が設定されると、スパースコードの系列は一意に決定される。もしくは、同一のサイクリックシフトに関連付けられる複数のスパースコードの内、一つを指定するような制御信号を受信し、スパースコードを決定してもよい。参照信号は、図示しない参照信号生成部によって生成され、マッピング部２０４に入力される。
【００３２】
図５は、本実施形態における変調シンボルを拡散する別例である。図５は、ＳＣＭＡを時間領域に拡散した例を示す。図５では、１２個のサブキャリアと１４個のＯＦＤＭシンボルからなる無線リソース領域において、同一のスパースコードが用いられる例である。図５において、第１の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第１の周波数領域（サブキャリア）における第１の時間領域（ＯＦＤＭシンボル）から第５の時間領域でなる無線リソース（参照信号がマッピングされる領域は除く）にマッピングされる。第２の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第２の周波数領域における第１の時間領域から第５の時間領域でなる無線リソースにマッピングされる。第３の変調シンボルは、スパースコードに基づいて、第３の周波数領域におけるにおける第１のサブキャリアから第５サブキャリアでなる無線リソースにマッピングされる。同様に、その他の変調シンボルも、スパースコードに基づいて、時間領域にマッピングされる。図５では、第１の変調シンボルは、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第１のサブキャリアにおける１番目と５番目のＯＦＤＭシンボル（リソースエレメント）に拡散し、第２の変調シンボルも、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第２のサブキャリアにおける１番目と５番目のＯＦＤＭシンボルに拡散し、第３の変調シンボルも、［１，０，０，１］というスパースコードを使用し、第３のサブキャリアにおける１番目と５番目のＯＦＤＭシンボルに拡散する例を示している。このため、１番目、５番目、６番目、９番目、１０番目、１４番目のＯＦＤＭシンボルはすべてのサブキャリアにデータ入っているのに対し、２番目、３番目、７番目、８番目、１２番目、１３番目のＯＦＤＭシンボルはデー
タが入っていないため、ＯＦＤＭシンボルは送信されないことになる。この結果、サブフレーム全体を考えた場合にすべてデータが詰まっている場合と比較して、平均送信電力は下がるが、ピークはそれほど落ちないため、周波数領域に拡散した場合と比較して、ＰＡＰＲが上昇してしまう。
【００３３】
そこで、各サブキャリアで同一のスパースコードを用いて拡散を行うのではなく、サブキャリア毎に異なるスパースコードを用いることを考える。図６は、本実施形態における変調シンボルを拡散する別例である。図６にサブキャリア毎に異なるスパースコードを用いて、時間領域に拡散した例を示す。例えば、図６において、第１のサブキャリアの１番目から５番目のＯＦＤＭシンボルにマッピングする第１の変調シンボルは、［１，０，０，１］によって拡散される。したがって、第１のサブキャリアにおける１番目と４番目のＯＦＤＭシンボル（リソースエレメント）にデータをコピー（配置）される。同様に第２のサブキャリアにおける１番目と３番目のＯＦＤＭシンボルにマッピングする第２の変調シンボルは、［１，０，１，０］によって変調シンボルが拡散される。したがって第２のサブキャリアにおける１番目と３番目のＯＦＤＭシンボルにデータがコピーされる。他の変調シンボルにおいても、同様に、拡散される。この結果、全てのＯＦＤＭシンボルでデータ送信が行われるサブキャリアが存在することになるため、送信電力がゼロとなるＯＦＤＭシンボルが生成されにくくなる。したがって、ＰＡＰＲの大幅な劣化を避けることができる。ここで、変調シンボル毎にいずれのスパースコードを用いて拡散を行うかを基地局装置が端末装置に通知してもよいが、基準となるスパースコードのインデックスのみを基地局装置が端末装置に通知し、スパースコードのインデックスとサブキャリアインデックスおよびＯＦＤＭシンボルインデックスによって各変調シンボルに適用されるスパースコードを決定してもよい。ここで、スパースコードインデックスの基地局装置から端末装置に通知されるスパースコードインデックスは、ＤＣＩが用いられてもよいし、ＲＲＣによって通知されてもよい。
【００３４】
このように、各サブキャリアで異なるスパースコードによってデータを拡散することで、サブキャリア数がゼロ、つまり送信電力がゼロとなるＯＦＤＭシンボルが発生しにくくなるため、ＰＡＰＲを改善することができる。
【００３５】
なお、時間方向へスパースコードを適用する場合に、サブキャリア毎に異なるスパースコードを用いることで、ＰＡＰＲを改善することができることを、図６を用いて説明した。しかしながら図６において、例えば、１番目のＯＦＤＭシンボルは７つサブキャリアを含んでいるが、２番目のＯＦＤＭシンボルは５つサブキャリアを含んでいる。つまり、サブキャリアのスペクトル電力スペクトル密度が一定の場合、２番目のＯＦＤＭシンボルの電力は比較的低く、１番目のＯＦＤＭシンボルの電力は比較的高くなる。したがって、ＯＦＤＭシンボル毎に送信電力が異なることを意味している。これもＰＡＰＲの劣化の原因となる。次に、上記問題を解決するためのスパースコードの選択方法について説明する。
【００３６】
図７は、本実施形態における変調シンボルを拡散する別例である。図７は、ＯＦＤＭシンボル毎の送信電力を一定とした場合の、スパースコードの適用例を示す。図７は、サブキャリア毎に異なるスパースコードを用いて、時間領域に拡散した例を示す。図７において、各ＯＦＤＭシンボル内でサブキャリア数は６となるようにスパースコードを適用している。この結果、ＯＦＤＭシンボル毎に送信電力は変わらないため、ＰＡＰＲの劣化は生じにくくなる。各ＯＦＤＭシンボル内でのサブキャリア数を一定とするには、様々な方法が存在するが、一例としては各サブキャリアで用いるスパースコードを同一とし、割りあてられた周波数リソース内ですべてのスパースコードを同数回用いる。これにより各ＯＦＤＭシンボルのヌルサブキャリア数が一定となるため、ＰＡＰＲの劣化を抑えることができる。
【００３７】
図１０は、各ＯＦＤＭシンボル内でのサブキャリア数を一定する方法の別例である。図のように時間方向に同一のスパースコードを適用する場合においても時間で巡回的にスパースコードを用いることで各ＯＦＤＭシンボルでのサブキャリア数を一定とすることができる。
【００３８】
拡散部２０３の出力はマッピング部２０４に入力される。マッピング部２０４では、拡散部２０３からの入力および参照信号生成部から入力される参照信号を用いて、フレーム（サブフレーム、スロットあるいはミニスロット）を生成する。マッピング部２０４の出力はＩＦＦＴ部２０５に入力され、ＩＦＦＴ処理が適用される。ＩＦＦＴ適用後の信号はＣＰ付加部２０６に入力される。ＣＰ付加部２０６ではＣＰ（Cyclic Prefix）の付加が
行われる。ＣＰが付加された信号は無線送信部２０７に入力される。無線送信部２０７ではフィルタリング処理やアップコンバージョンが適用される。無線送信部２０７が出力した信号は、送信アンテナ２０８を介して基地局装置に送信される。
【００３９】
基地局装置の構成例を図８に示す。端末装置が送信した信号は、受信アンテナ８０１を介して無線受信部８０２で受信される。無線受信部８０２ではフィルタリング処理やアップコンバージョンが適用される。無線受信部８０２の出力はＣＰ除去部８０３に入力される。ＣＰ除去部８０３では、端末装置で付加されたＣＰの除去を行う。ＣＰ除去部の出力はＦＦＴ部８０４に入力される。ＦＦＴ部８０４では、時間領域信号から周波数領域信号への変換を行う。ＦＦＴ部８０４の出力は、デマッピング部８０５に入力される。デマッピング部８０５では、端末装置で多重された参照信号の分離を行うとともに、通信に使用されたリソースを抽出する。デマッピング部８０５の出力は信号分離部８０６に入力される。信号分離部８０６では、フィルタリング処理やキャンセラ処理、ＢＰ（Belief Propagation）、ＭＰＡ、最尤推定等を適用することで、各送信装置が送信した信号を分離する。信号分離部８０６が出力した信号は、逆拡散部８０７に入力される。逆拡散部８０７では、送信パラメータ格納部８１３から入力される拡散符号系列によって逆拡散処理を行う。スパースコード系列は、制御情報設定部８１２から入力される制御情報に含まれる情報とサブキャリアインデックス、サブフレームインデックスあるいはＯＦＤＭシンボルインデックス等から決定される。なお、本実施形態では信号分離部８０６と逆拡散部８０７を別のブロックとして構成したが、信号分離と逆拡散を同一ブロック内で行う構成としてもよい。逆拡散部８０７の出力は、復調部８０８に入力される。復調部８０８では、送信パラメータ格納部８１３から送信装置で適用された変調方式が通知され、該変調方式に基づいて復調処理が適用され、ビットＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）列が出力される。復調部８０８の出力は復号部８０８に入力される。送信パラメータ格納部８１３から入力される符号化率等の誤り訂正符号化に関する情報が復号部８１０に入力され、該情報と復調部８０８から入力されるビットＬＬＲ列とから、誤り訂正後の情報ビットを得る。なお、制御情報設定部８１２が送信パラメータ格納部８１３に入力する情報の少なくとも一部は、送信アンテナ８１１を介して端末装置に入力される。
【００４０】
このように、ＳＣＭＡを適用する場合において、ＳＣＭＡの拡散コードをＯＦＤＭシンボル毎、および／あるいは、サブキャリア毎に変更することで、伝搬路変動に対する耐性を向上させたり、ＰＡＰＲを改善したりすることができる。
［第２の実施形態］
【００４１】
第１実施形態では、１サブフレーム内の複数のＯＦＤＭシンボルに対してスパースコードを適用する例について説明したが、本実施形態では、異なるサブフレーム（スロット、ミニスロット）において、異なるスパースコードを用いる例について説明する。
【００４２】
例えば図３において、周波数インデックスが８、９において周波数選択性フェージングによる落ち込みがあった場合、誤りを生じてしまう。そこで、基地局装置は再送時におい
て、異なるスパースコードを用いるように、制御情報を端末装置に送信する。例えば図９では、図３で使用されたスパースコードで用いられなかったサブキャリアを用いるスパースコードを選択した場合の例を示している。例では周波数インデックス８および９は使用されないため、伝搬路（チャネル）の時変動が緩やかな場合、端末装置の制御情報受信部２１１は、再送のためのスパースコードに関する情報を受信し、送信パラメータ設定部２１２に入力する。なお図９は一例であり、初送あるいは前回の送信において用いたサブキャリアと同じサブキャリアを用いてもよい。パラメータ設定部２１２は、再送のためのスパースコードに関する情報に基づいて、拡散部２０３に対して初送とは異なるスパースコードの系列を入力する。なお、再送要求時に基地局装置からスパースコードに関する情報を必ずしも通知される必要はなく、初送時に通知されたスパースコードの系列に関する情報と、再送回数（リダンダンシーバージョン）によって決定されてもよい。さらに複数のスパースコードの中から、端末装置が自律的に選択してもよい。
【００４３】
また、再送時にはスパースコードの系列長、つまり拡散率を変更して伝送を行ってもよい。拡散率に関する情報は基地局から通知されるＤＣＩに含まれていてもよいし、ＲＲＣによって規定されてもよい。
【００４４】
このように、再送時に初送とは異なるスパースコードを使用することで、少なくとも一部の、異なるサブキャリアおよび／あるいはＯＦＤＭシンボルを用いて伝送を行うことになるため、周波数および／あるいは時間ダイバーシチにより良好な伝送特性を得ることができる。
【００４５】
本発明に関わる装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上述した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、処理時に一時的にＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）などの揮発性メモリに読み込まれ、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）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。
【００４６】
尚、上述した実施形態における装置の一部、をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、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、磁気記録媒体等のいずれであっても良い。
【００４７】
さらに「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４８】
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、すなわち典型的には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、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１０１…基地局装置
１０２、１０３…端末装置
２０１…符号化部
２０２…変調部
２０３…拡散部
２０４…マッピング部
２０５…ＩＦＦＴ部
２０６…ＣＰ付加部
２０７…無線送信部
２０８…送信アンテナ
２１０…受信アンテナ
２１１…制御情報受信部
２１２…送信パラメータ設定部
８０１…受信アンテナ
８０２…無線受信部
８０３…ＣＰ除去部
８０４…ＦＦＴ部
８０５…デマッピング部
８０６…信号分離部
８０７…逆拡散部
８０８…復調部
８１０…復号部
８１１…送信アンテナ
８１２…制御情報設定部
８１３…送信パラメータ格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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