(57)【要約】  基地局と通信を行うユーザ装置であって、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域とを含むサブフレームにより、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを受信する受信手段と、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域は上りリンクの信号がマッピングされる領域であることを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域に上りリンクの信号をマッピングして前記基地局に送信する送信手段と、を有するユーザ装置を提供する。
2016175015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と通信を行うユーザ装置であって、
下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域とを含むサブフレームにより、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを受信する受信手段と、
前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域は上りリンクの信号がマッピングされる領域であることを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域に上りリンクの信号をマッピングして前記基地局に送信する送信手段と、
を有するユーザ装置。
【請求項２】
前記受信手段は、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域は下りリンクの追加信号がマッピングされる領域であることを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域にマッピングされている下りリンクの追加信号を受信し、
前記送信手段は、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域には信号がマッピングされないことを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域で上りリンクの信号を前記基地局に送信しないようにする、請求項１に記載のユーザ装置。
【請求項３】
前記送信手段は、前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合に、前記上りリンクの信号にＨＡＲＱ制御における応答信号を含めて前記基地局に送信する、請求項１又は２に記載のユーザ装置。
【請求項４】
前記下りリンクの制御信号は、前記ＨＡＲＱ制御における応答信号の送信タイミング又は送信するサブキャリアの位置を指示する情報を含み、
前記送信手段は、指示された送信タイミング又は送信するサブキャリアの位置で、前記上りリンクの信号に、前記ＨＡＲＱ制御における応答信号を含めて前記基地局に送信する、請求項３に記載のユーザ装置。
【請求項５】
前記送信手段は、前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合に、前記上りリンクの信号に上りリンクの参照信号を含めて前記基地局に送信する、請求項１又は２に記載のユーザ装置。
【請求項６】
前記サブフレームは、前記パイロット信号領域及び前記制御信号領域の双方またはどちらかに設定されるサイクリックプレフィックスの長さが、前記ユーザデータ領域に設定されるサイクリックプレフィックスの長さよりも長い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のユーザ装置。
【請求項７】
前記パイロット信号領域のうち所定のサブキャリアにマッピングされるパイロット信号と前記制御信号領域のうち所定のサブキャリアにマッピングされる制御信号とが予め対応づけられており、
前記受信手段は、所定のサブキャリアにマッピングされている前記制御信号を復調する場合に、当該制御信号に対応するサブキャリアにマッピングされている前記パイロット信号を用いて前記制御信号を復調する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のユーザ装置。
【請求項８】
前記受信手段は、周波数領域においてＴＴＩの長さが異なる複数の前記サブフレームを受信する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のユーザ装置。
【請求項９】
ユーザ装置と通信を行う基地局であって、
上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域に下りリンクの信号をマッピングするのか、上りリンクの信号をマッピングするのかを制御する制御手段と、
前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、前記多用途領域とを含むサブフレームを用いて、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを前記ユーザ装置に送信する送信手段と、
を有する基地局。
【請求項１０】
前記送信手段は、前記多用途領域に下りリンクの信号がマッピングされる場合、前記多用途領域にユーザデータ又は下りリンクの参照信号をマッピングして前記ユーザ装置に送信する、請求項９に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザ装置及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ（Long Term Evolution）では、システム容量の更なる大容量化、データ伝送速度の更なる高速化、無線区間における更なる低遅延化などを実現するために、第５世代の無線技術の検討が進んでいる。【０００３】
たとえば、第５世代の無線技術における要素技術として、高周波数帯を有効利用するために、基地局に多数のアンテナ素子（例：１００素子）を設置し、ビーム幅の狭いビームフォーミングを行うｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯと呼ばれる技術が注目されている。【０００４】
ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯは、狭い領域に電界の強さを集中させることができるため、ユーザ間の干渉を小さくすることができる。また、ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯが導入されることで、ビーム形成による高周波数帯のカバレッジの確保、複数のユーザ装置に対して同時にビーム送信を行うことによる周波数利用効率の向上等を図ることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１９５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第５世代の無線技術においてさらなる低遅延化を実現するために、例えば、従来のＬＴＥよりもＴＴＩ（Transmission Time Interval）長を短くすると共に、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic repeat-request）によるＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信タイミングを高速化することができるような無線インターフェースが適用されるのが望ましいと考えられる。【０００７】
更に、第５世代の無線技術においては、例えばＭＴＣ（Machine Time Communication）のように通信速度がそれほど要求されないようなユーザ装置を大量に収容することも想定されている。従って、ＨＡＲＱによるＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信に係るオーバーヘッドを削減するために、ＨＡＲＱによるＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信タイミングや送信リソースを柔軟に変更可能な無線インターフェースが適用されるのが望ましいと考えられる。【０００８】
また、上述のｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯでは、多数のビームが複数のユーザ装置に対して同時に送信される。従って、基地局とユーザ装置との間の無線インターフェースには、多くの通信チャネルを多重可能な無線インターフェースが適用されるのが望ましいと考えられる。また、ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯでは、ユーザ装置の移動に伴い、通信に用いるビームやビームを送信する基地局（サイト）が適宜切り替わる。従って、これらの切り替えに応じて、ユーザ装置が、すぐに無線信号（切替え後のビーム）と同期が取れるような無線インターフェースが適用されるのが望ましいと考えられる。【０００９】
開示の技術は上記に鑑みてなされたものであって、スケジューリングの最小単位である１ＴＴＩにおいて、無線フレーム構成を柔軟に変更することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の技術のユーザ装置は、基地局と通信を行うユーザ装置であって、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域とを含むサブフレームにより、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを受信する受信手段と、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域は上りリンクの信号がマッピングされる領域であることを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域に上りリンクの信号をマッピングして前記基地局に送信する送信手段と、を有する。【００１１】
また、開示の技術の基地局は、ユーザ装置と通信を行う基地局であって、上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域に下りリンクの信号をマッピングするのか、上りリンクの信号をマッピングするのかを制御する制御手段と、前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、前記多用途領域とを含むサブフレームを用いて、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを前記ユーザ装置に送信する送信手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
開示の技術によれば、スケジューリングの最小単位である１ＴＴＩにおいて、無線フレーム構成を柔軟に変更することが可能な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の機能構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に係るユーザ装置の機能構成の一例を示す図である。
【図４】実施の形態に係る基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】実施の形態に係るユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図６】下りリンク信号の無線フレーム構成の一例を示す図である。
【図７】下りリンク信号の無線フレームの多重化構成を示す図である。
【図８】多用途領域の構成の一例を説明するための図である。
【図９】ＡＣＫ／ＮＡＣＫのマッピング方法（時間軸方向）の一例を説明するための図である。
【図１０】ＡＣＫ／ＮＡＣＫのマッピング方法（周波数方向）の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態に係る無線通信システムはＬＴＥに準拠した方式のシステムを想定しているが、本発明はＬＴＥに限定されるわけではなく、他の方式にも適用可能である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「ＬＴＥ」は、３ＧＰＰのリリース８、又は９に対応する通信方式のみならず、３ＧＰＰのリリース１０、１１、１２、１３、又はリリース１４以降に対応する第５世代の通信方式も含む広い意味で使用する。また、本明細書及び特許請求の範囲において、「パイロット信号」とは、ＬＴＥにおける参照信号（Reference Signal）と同様の信号を意図している。また、本明細書及び特許請求の範囲において、従来のＬＴＥと同様に、スケジューリングの最小単位である１ＴＴＩと１サブフレームとは同義である前提で説明するが、これに限られない。本実施の形態は、スケジューリングの最小単位である１ＴＴＩから構成されるあらゆる無線フレームに適用することができる。
【００１５】
＜概要＞
図１は、実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態における無線通信システムは、複数のユーザ装置ＵＥと基地局ｅＮＢとを含む無線通信システムである。また、図１の例では、５つのユーザ装置ＵＥ１〜ＵＥ５が示されているが、図示の便宜上のものであり、ユーザ装置の数に制約はない。なお、以下の説明において、複数のユーザ装置ＵＥ１〜ＵＥ５のうち任意のユーザ装置は「ユーザ装置ＵＥ」と表す。また、図１の例では、１つの基地局ｅＮＢが示されているが、複数の基地局ｅＮＢが含まれるようにしてもよい。
【００１６】
ユーザ装置ＵＥは、無線を通じて基地局ｅＮＢ及びコアネットワーク等と通信を行う機能を有する。ユーザ装置ＵＥは、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット、モバイルルータ、ウェアラブル端末などである。ユーザ装置ＵＥは、通信機能を有する機器であれば、どのようなユーザ装置ＵＥであってもよい。ユーザ装置ＵＥは、プロセッサなどのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどのメモリ装置、基地局ｅＮＢと通信するためのアンテナ、ＲＦ（Radio Frequency）装置などのハードウェアリソースにより構成される。ユーザ装置ＵＥの各機能及び処理は、メモリ装置に格納されているデータやプログラムをプロセッサが処理又は実行することによって実現されてもよい。しかしながら、ユーザ装置ＵＥは、上述したハードウェア構成に限定されず、他の何れか適切なハードウェア構成を有してもよい。
【００１７】
基地局ｅＮＢは、無線を通じてユーザ装置ＵＥとの間で通信を行う。基地局ｅＮＢは、プロセッサなどのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどのメモリ装置、ユーザ装置ＵＥ等と通信するためのアンテナ、隣接する基地局ｅＮＢ及びコアネットワーク等と通信するための通信インターフェース装置などのハードウェアリソースにより構成される。基地局ｅＮＢの各機能及び処理は、メモリ装置に格納されているデータやプログラムをプロセッサが処理又は実行することによって実現されてもよい。しかしながら、基地局ｅＮＢは、上述したハードウェア構成に限定されず、他の何れか適切なハードウェア構成を有してもよい。基地局ｅＮＢは、基地局ｅＮＢと光ファイバ等で接続されるＲＲＥ（remote radio equipment）を有する構成であってもよい。
【００１８】
基地局ｅＮＢは、ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯの機能を備えており、複数のビームを形成することができる。複数のビームを形成するとは、無線信号がある幅の複数のビームで送信されるように、例えば、複数のアンテナポート毎に送信信号にウェイトを乗算してビームフォーミングを行うことである。
【００１９】
基地局ｅＮＢは複数のビームを形成しており、ユーザ装置ＵＥ１〜ＵＥ５は、それぞれ対応するビームにより信号を送受信する。また、基地局ｅＮＢは、ユーザ装置ＵＥの移動に応じて、適切なビームを適宜切替えるように動作する。基地局ｅＮＢは、各ユーザ装置ＵＥに対応するビームを用いて、各ユーザ装置ＵＥとの間でパイロット信号、制御信号、ユーザデータ、ＨＡＲＱにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ等の各種信号を送受信する。なお、図１の例では、ビームごとに１つのユーザ装置ＵＥが対応づけられているように図示されているが、便宜上であり、ユーザ装置ＵＥの位置によっては、同一のビームに複数のユーザ装置ＵＥが対応づけられることもできる。
【００２０】
本実施の形態に係る無線通信システムでは、同一サブフレーム内に、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、任意の上りリンクの信号又は任意の下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域（以下、単に「多用途領域」という）とを含み、制御信号を用いて多用途領域にマッピングされる信号の内容を指示することができる無線フレーム構成が用いられる。なお、当該無線フレーム構成の多用途領域には上りリンクの信号がマッピング可能であることから、本実施の形態に係る無線通信システムは、任意のタイミングで下りリンクと上りリンクとを切替えることができる、ダイナミックＴＤＤ（Time Division Duplex）による通信をサポートしているともいえる。
【００２１】
＜機能構成＞
（基地局）
図２は、実施の形態に係る基地局の機能構成の一例を示す図である。図２に示すように、基地局ｅＮＢは、信号受信部１０１と、信号送信部１０２と、無線フレーム制御部１０３とを有する。図２は、基地局ｅＮＢにおいて本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、少なくともＬＴＥに準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。また、図２に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分や機能部の名称はどのようなものでもよい。
【００２２】
信号受信部１０１は、本実施の形態で用いられる無線フレーム構成を有する信号を受信する機能を有し、下位レイヤの信号から上位レイヤの情報を取得する。
【００２３】
信号送信部１０２は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、無線で送信する。また、信号送信部１０２は、同一サブフレーム内に、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、多用途領域とを含む構成を有する無線信号を生成してユーザ装置ＵＥに送信する機能を有する。また、信号送信部１０２は、必要に応じて、周波数軸上において、ＴＴＩ長が異なる無線信号を送信する機能を有する。
【００２４】
無線フレーム制御部１０３は、サブフレームごとに、多用途領域にマッピングされる無線信号の種別及び内容等を決定する。また、無線フレーム制御部１０３は、多用途領域にマッピングされる（マッピングすべき）無線信号の種別及び内容等を示す情報（以下、「用途情報」という）を、多用途領域と同一のサブフレームの制御信号に含めて、信号送信部１０２を介してユーザ装置ＵＥに通知する。なお、用途情報は、ユーザ装置ＵＥごとに通知される情報である。また、以下の説明において、便宜上、「用途情報」の用語を用いて説明するが、用途情報は、制御信号に含まれる制御情報（例えばＤＣＩ（Downlink Control Information）等）の一種であってもよい。
【００２５】
（ユーザ装置）
図３は、実施の形態に係るユーザ装置の機能構成の一例を示す図である。図３に示すように、ユーザ装置ＵＥは、信号受信部２０１と、信号送信部２０２と、制御信号処理部２０３と、ユーザデータ処理部２０４と、ＨＡＲＱ処理部２０５と、送信信号生成部２０６とを有する。図３は、ユーザ装置ＵＥにおいて本発明の実施の形態に特に関連する機能部のみを示すものであり、少なくともＬＴＥに準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。また、図３に示す機能構成は一例に過ぎない。本実施の形態に係る動作を実行できるのであれば、機能区分や機能部の名称はどのようなものでもよい。
【００２６】
信号受信部２０１は、同一サブフレーム内に、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、多用途領域とを含む構成を有する無線信号を受信する機能を有する。また、信号受信部２０１は、周波数軸上において、ＴＴＩ長が異なる無線信号を受信する機能を有する。また、信号受信部２０１は、パイロット信号を用いて制御信号領域、ユーザデータ領域及び多用途領域に含まれる各種下り信号を復調する機能を有する。
【００２７】
信号送信部２０２は、ＨＡＲＱ処理部２０５又は送信信号生成部２０６の指示により、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、多用途領域のリソースを用いて基地局ｅＮＢに送信する機能を有する。
【００２８】
制御信号処理部２０３は、信号受信部２０１で受信された制御信号に基づいて各種処理を行う機能を有する。また、制御信号処理部２０３は、制御信号に含まれる用途情報に基づいて、同一サブフレーム内の多用途領域にマッピングされている（又はマッピングすべき）無線信号の種別及び内容等を把握し、ユーザデータ処理部２０４又は送信信号生成部２０６に通知する。
【００２９】
ユーザデータ処理部２０４は、ユーザデータ領域にマッピングされているユーザ装置ＵＥ自身向けのユーザデータを取得し、各種処理を行う。また、多用途領域にユーザデータがマッピングされている場合、多用途領域にマッピングされているユーザ装置ＵＥ自身向けのユーザデータを取得し、各種処理を行う。
【００３０】
ＨＡＲＱ処理部２０５は、ユーザデータが正しく復号されたか否かを判断し、判断結果（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を基地局ｅＮＢに通知するＨＡＲＱ処理を行う。なお、ＨＡＲＱ処理部２０５は、ユーザデータ処理部２０４に含まれている。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、送信信号生成部２０６に送信され、信号送信部２０２を介して基地局ｅＮＢに送信される。
【００３１】
送信信号生成部２０６は、制御信号処理部２０３又はＨＡＲＱ処理部２０５の指示に従い、多用途領域にマッピングする上りリンクの信号を生成し、生成した上りリンクの信号を信号送信部２０２を介して基地局ｅＮＢに送信する。
【００３２】
以上説明した基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥの機能構成は、全体をハードウェア回路（例えば、１つ又は複数のＩＣチップ）で実現してもよいし、一部をハードウェア回路で構成し、その他の部分をＣＰＵとプログラムとで実現してもよい。
【００３３】
（基地局）
図４は、実施の形態に係る基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図４は、図２よりも実装例に近い構成を示している。図４に示すように、基地局ｅＮＢは、無線信号に関する処理を行うＲＦ（Radio Frequency）モジュール３０１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢ（Base Band）モジュール３０２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール３０３と、ネットワークと接続するためのインターフェースである通信ＩＦ３０４とを有する。
【００３４】
ＲＦモジュール３０１は、ＢＢモジュール３０２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ（Digital-to-Analog）変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢモジュール３０２に渡す。ＲＦモジュール３０１は、例えば、図２の信号受信部１０１の一部、及び信号送信部１０２の一部を含む。
【００３５】
ＢＢモジュール３０２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３１２は、ＢＢモジュール３０２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ３２２は、ＤＳＰ３１２のワークエリアとして使用される。ＢＢモジュール３０２は、例えば、図２の信号受信部１０１の一部、信号送信部１０２の一部、及び無線フレーム制御部１０３を含む。
【００３６】
装置制御モジュール３０３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、ＯＡＭ（Operation and Maintenance）処理等を行う。プロセッサ３１３は、装置制御モジュール３０３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ３２３は、プロセッサ３１３のワークエリアとして使用される。補助記憶装置３３３は、例えばＨＤＤ等であり、基地局ｅＮＢ自身が動作するための各種設定情報等が格納される。
【００３７】
（ユーザ装置）
図５は、実施の形態に係るユーザ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図５は、図３よりも実装例に近い構成を示している。図５に示すように、ユーザ装置ＵＥは、無線信号に関する処理を行うＲＦモジュール４０１と、ベースバンド信号処理を行うＢＢモジュール４０２と、上位レイヤ等の処理を行うＵＥ制御モジュール４０３とを有する。
【００３８】
ＲＦモジュール４０１は、ＢＢモジュール４０２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Ｄ／Ａ変換、変調、周波数変換、及び電力増幅等を行うことでアンテナから送信すべき無線信号を生成する。また、受信した無線信号に対して、周波数変換、Ａ／Ｄ変換、復調等を行うことでデジタルベースバンド信号を生成し、ＢＢモジュール４０２に渡す。ＲＦモジュール４０１は、例えば、図３に示す信号受信部２０１の一部、及び信号送信部２０２の一部を含む。
【００３９】
ＢＢモジュール４０２は、ＩＰパケットとデジタルベースバンド信号とを相互に変換する処理を行う。ＤＳＰ４１２は、ＢＢモジュール４０２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ４２２は、ＤＳＰ４１２のワークエリアとして使用される。ＢＢモジュール４０２は、例えば、図３に示す信号受信部２０１の一部、信号送信部２０２の一部、制御信号処理部２０３、ユーザデータ処理部２０４の一部、ＨＡＲＱ処理部２０５、及び送信信号生成部２０６を含む。
【００４０】
ＵＥ制御モジュール４０３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理、各種アプリケーションの処理等を行う。プロセッサ４１３は、ＵＥ制御モジュール４０３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ４２３は、プロセッサ４１３のワークエリアとして使用される。ＵＥ制御モジュール４０３は、例えば、図３に示すユーザデータ処理部２０４の一部を含む。
【００４１】
＜処理手順＞
（無線フレーム構成について）
図６は、下りリンク信号の無線フレーム構成の一例を示す図である。実施の形態に係る無線通信システムで用いられる無線フレームには、同一サブフレーム内に、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、多用途領域とが含まれている。
【００４２】
パイロット信号領域、制御信号領域、ユーザデータ領域、及び多用途領域は、１又は複数のＯＦＤＭシンボルで構成されている。制御信号領域、ユーザデータ領域、及び多用途領域を構成するＯＦＤＭシンボルの数は問わない。また、制御信号領域、ユーザデータ領域、及び多用途領域を構成するＯＦＤＭシンボルの数は、例えば、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）のような物理チャネルにより指定されるようにしてもよい。
【００４３】
パイロット信号領域にマッピングされるパイロット信号は、ＬＴＥにおける参照信号に該当する信号である。ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、パイロット信号を用いて、制御信号領域、ユーザデータ領域及び多用途領域を復調する。より具体的には、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、パイロット信号から得られたチャネル推定値を用いて制御信号領域、ユーザデータ領域及び多用途領域を復調する。
【００４４】
制御信号領域にマッピングされる制御信号は、例えば、ＤＣＩのように、ユーザデータ領域におけるスケジューリング情報やＵＬグラント等の各種制御情報を含む信号である。また、本実施の形態では、制御信号に、同一サブフレームの多用途領域にマッピングされている（又はマッピングすべき）無線信号の種別及び内容等を示す用途情報が含まれる。なお、用途情報は各種制御情報の一部であってもよい。
【００４５】
ユーザデータ領域にマッピングされるユーザデータは、例えば、Ｃ−ｐｌａｎｅ及びＵ−ｐｌａｎｅのデータである。また、ユーザデータ領域には、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）のように、複数のユーザ装置ＵＥ向けのユーザデータがマッピングされる。
【００４６】
多用途領域は、任意の上りリンクの信号又は任意の下りリンクの信号をマッピングすることが可能な領域である。
【００４７】
実施の形態に係る無線通信システムで用いられる無線フレームは、無線フレーム（サブフレーム）の先頭にパイロット信号領域を設ける構成としている。これにより、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、パイロット信号領域及び制御信号領域を復調する場合に、大まかな受信タイミング同期により復調処理を行い、ユーザデータ領域を復調する場合に、受信したパイロット信号を用いて高精度な受信タイミング同期を行ってから復調処理を行うことができる。また、通信に用いられるビームやビームを送信する基地局ｅＮＢ（サイト）が切り替わった場合であっても、ユーザ装置ＵＥは、切替え後のビームの無線フレーム（サブフレーム）の先頭にあるパイロット信号を用いてすぐに同期をとることができ、ユーザデータ領域を復調する際に、より高精度な同期タイミングでユーザデータ領域のリソースを復調することができる。
【００４８】
また、実施の形態に係る無線通信システムで用いられる無線フレームは、任意のＴＴＩ長としてもよい。また、周波数領域において、ＴＴＩ長が短い無線フレーム（例えば図６のＦ１）と、ＴＴＩ長が長い無線フレーム（例えば図６のＦ２）とを多重させるようにしてもよい。これにより、実施の形態に係る無線通信システムは、低遅延が求められるような通信に対してはＴＴＩ長が短い無線フレームを用いるようにして、カバレッジが求められるような通信に対してはＴＴＩ長が長い無線フレームを用いるようにすることができる。すなわち、実施の形態に係る無線通信システムは、通信の用途に応じて、ＴＴＩ長を様々に制御することができる。
【００４９】
また、周波数領域において、ＴＴＩ長が短い無線フレームと、ＴＴＩ長が長い無線フレームとを多重させる場合、これらの無線フレームの間に、無通信のサブキャリア（以下、「ガードサブキャリア」という）を含むようにしてもよい。これにより、ＴＴＩ長が異なる無線フレームを多重させる場合に、ドップラー効果による周波数シフト等による影響を排除し、各無線フレームの受信品質を確保することができる。
【００５０】
また、実施の形態に係る無線通信システムで用いられる無線フレームにおいて、パイロット信号領域又は／及び制御信号領域を構成する各ＯＦＤＭシンボルのサイクリックプレフィックス（以下、「ＣＰ：Cyclic Prefix」という）長は、ユーザデータ領域を構成する各ＯＦＤＭシンボルのＣＰ長よりも長くなるように構成するようにしてもよい。
【００５１】
ユーザデータ領域の信号は特定の狭いビームで送信されることから遅延波の影響をあまり受けない。従って、ユーザデータ領域のＣＰ長は、比較的短くすることができる。一方、詳細は後述するが、パイロット信号領域及び制御信号領域には、複数のビーム（複数のアンテナポート）に対応づけられたパイロット信号及び制御信号が、周波数方向（又は、周波数方向及び拡散符号）に多重されている。また、パイロット信号及び制御信号は、ユーザデータ領域を復調するために用いられることから重要な信号である。従って、パイロット信号領域又は／及び制御信号領域のＣＰ長を、ユーザデータ領域を構成する各ＯＦＤＭシンボルのＣＰ長よりも長くなるように構成するようにしてもよい。これにより、例えば、遅延波の影響等をより確実に排除することができ、ユーザ装置ＵＥは、パイロット信号及び制御信号を安定して受信することが可能になる。
【００５２】
なお、ＴＴＩ長が長い無線フレーム（例えば図６のＦ２）は、比較的低いレートでの通信に用いられることが想定されるため、ユーザデータ領域を構成する各ＯＦＤＭシンボルのＣＰ長は、比較的長めに設定されるようにしてもよい。
【００５３】
また、ユーザデータ領域を構成する各ＯＦＤＭシンボルのＣＰ長は、用途情報を用いてユーザ装置ＵＥに通知されるようにしてもよい。また、ユーザデータ領域に設定されるＣＰ長を示す情報は、ＣＰ長が長いのか短いのかを示す１ビットの情報であってもよい。これにより、基地局ｅＮＢは、ユーザデータ領域のＣＰ長を様々に制御することができる。
【００５４】
（多重化構成及び復調処理について）
図７は、下りリンク信号の無線フレームの多重化構成を示す図である。図７を用いて、各信号の多重化方法及び無線フレームを復調する処理手順について説明する。なお、図７に示す各ブロックの縦軸は、例えば１サブキャリアを示しているが、複数のサブキャリアから構成されていてもよい。各ブロックの横軸は例えば１ＯＦＤＭシンボルを表しているが、複数のＯＦＤＭシンボルから構成されていてもよい。
【００５５】
［多重化構成］
パイロット信号領域には、異なるパイロット信号（異なるビームの各々に対応づけられたパイロット信号）が周波数方向に複数回繰り返し多重されるように構成されている。例えば図７では、ブロック「１」〜「４」に示すパイロット信号、ブロック「５」〜「８」に示すパイロット信号が周波数方向に繰り返し多重されている。なお、ブロック「１」に示すパイロット信号は、同一のビーム（同一のアンテナポート）で送信されるパイロット信号を意味している。ブロック「２」〜「８」に示すパイロット信号についても同様である。
【００５６】
また、パイロット信号領域は、同一サブキャリアにおいて、空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplex）又は／及び符号分割多重（ＣＤＭ：Code Division Multiplex）されるようにしてもよい。パイロット信号領域が空間分割多重されているとは、基地局ｅＮＢの信号送信部１０２から、各パイロット信号が同一サブキャリアで異なるビーム（異なるアンテナポート）で送信されることを意味している。パイロット信号領域が符号分割多重されているとは、基地局ｅＮＢの信号送信部１０２から、各パイロット信号に異なる拡散符号が割当てられて同一サブキャリアで送信されることを意味している。図７の例では、同一周波数（サブキャリア）において２つの異なるパイロット信号（ブロック「１」・「５」、「２」・「６」、「３」・「７」、「４」・「８」）が多重されている。
【００５７】
制御信号領域には、異なる制御信号（異なるビームの各々に対応づけられたパイロット信号）が周波数方向に複数回繰り返し多重されるように構成されている。例えば図７では、ブロック「１」及び「２」に示す制御信号、ブロック「３」及び「４」に示す制御信号、ブロック「５」及び「６」に示す制御信号、ブロック「７」及び「８」に示す制御信号が周波数方向に繰り返し多重されている。なお、ブロック「１」に示す制御信号は、同一のビーム（同一のアンテナポート）で送信される制御信号を意味している。ブロック「２」〜「８」に示す制御信号についても同様である。
【００５８】
また、制御信号領域は、同一サブキャリアにおいて、空間分割多重されるようにしてもよい。制御信号領域が空間分割多重されているとは、基地局ｅＮＢの信号送信部１０２から、各制御信号が同一サブキャリアで異なるビーム（異なるアンテナポート）で送信されることを意味している。図７の例では、同一周波数（サブキャリア）において４つの制御信号（ブロック「１」・「３」・「５」・「７」、「２」・「４」・「６」・「８」）が多重されている。
【００５９】
ユーザデータ領域には、同一サブキャリアにおいて、ユーザデータが空間分割多重されるように構成されている。ユーザデータ領域が空間分割多重されているとは、基地局ｅＮＢの信号送信部１０２から、各ユーザデータが同一サブキャリアで異なるビーム（異なるアンテナポート）で送信されることを意味している。図７の例では、同一周波数（サブキャリア）において８つのユーザデータ（例えば、ブロック群「１」・「２」・「３」・「４」・「５」・「６」・「７」・「８」）が多重されている。
【００６０】
［復調処理の処理手順］
ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、パイロット信号から得られたチャネル推定値を用いて制御信号領域、ユーザデータ領域及びユーザデータがマッピングされた多用途領域を復調する。
【００６１】
より具体的には、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、所定のリソースにおける制御信号及び所定のリソースにおけるユーザデータを復調する際、予め定められたリソースに対応づけられているパイロット信号から得られたチャネル推定値を用いるようにする。
【００６２】
そこで、実施の形態では、所定のリソースにおける制御信号及びユーザデータを復調するために用いられるパイロット信号を予め対応づけるようにしておく。
【００６３】
図７を用いて具体例を説明する。例えば、制御信号領域のうち「１」のブロックに割り当てられている制御信号と、ユーザデータ領域のうち「１」のブロック群に割り当てられているユーザデータと、パイロット信号領域のうち「１」のブロックに割り当てられているパイロット信号とを予め対応づけるようにしておく。同様に、制御信号領域のうち「２」のブロックに割り当てられている制御信号と、ユーザデータ領域のうち「２」のブロック群に割り当てられているユーザデータと、パイロット信号領域のうち「２」のブロックに割り当てられているパイロット信号とを予め対応づけるようにしておく。「３」〜「８」のブロックについても同様である。以下、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１が行う具体的な復調処理の処理手順を説明する。
【００６４】
まず、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、パイロット信号が符号分割多重されている場合、予め把握している拡散符号を用いて、同一サブキャリアに含まれる複数のパイロット信号のうち特定のパイロット信号を取得する。なお、パイロット信号が空間分割多重されている場合（すなわち異なるビームで送信されている場合）、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、空間分割多重されているパイロット信号のうち、自身が受信しているビーム（自身に向けられているビーム）に含まれるパイロット信号を取得することになる。
【００６５】
次に、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、取得したパイロット信号を用いて制御信号領域のうち、予め対応づけられている所定のリソースの復調を試みる。ここで、制御信号領域は同一サブキャリアにおいて空間分割多重されている。つまり、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、所定のサブキャリアにおける制御信号のうち、どのビームから出力されている制御信号を受信しているのか把握することができない。言い換えると、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、どのパイロット信号を用いて復調処理を行えばよいのか判断することができない。
【００６６】
そこで、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、複数のパイロット信号の各々を用いて制御信号領域の所定のサブキャリアを繰り返しブラインド復調することで、制御信号を取得するようにする。
【００６７】
次に、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、制御信号が正しく復調できた際のパイロット信号を用いて、ユーザデータ領域を復調する。
【００６８】
以上の処理手順を、図７を用いて具体的に説明する。例えば、図７において、制御信号領域のうち「１」、「３」、「５」、「７」のブロックのリソースは同一のサブキャリアにマッピングされている。同様に、「２」、「４」、「６」、「８」のブロックのリソースは同一のサブキャリアにマッピングされている。
【００６９】
例えば、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、制御信号領域のうち「１」、「３」、「５」、「７」該当するサブキャリアのリソースに対して、「１」のリソースにマッピングされているパイロット信号から得られるチャネル推定値を用いてブラインド復調を試みる。正しく復調出来ない場合、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、「３」のリソースにマッピングされているパイロット信号から得られるチャネル推定値を用いてブラインド復調を試みる。それでも正しく復調出来ない場合、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、「５」のリソースにマッピングされているパイロット信号から得られるチャネル推定値を用いてブラインド復調を試みる。それでも正しく復調出来ない場合、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、「７」のリソースにマッピングされているパイロット信号から得られるチャネル推定値を用いてブラインド復調を試みる。このように、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１はブラインド復調を繰り返し行い、正しく復調できたリソースから制御信号を取得する。続いて、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、正しく復調できたパイロット信号のチャネル推定値を用いてユーザデータ領域の復調処理を行う。例えば、「３」のリソースにマッピングされているパイロット信号から得られるチャネル推定値により制御信号が復調できた場合、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、当該チャネル推定値を用いて、ユーザデータ領域の復調処理を行う。
【００７０】
なお、図７に示すように、パイロット信号領域には、周波数領域において、同一のパイロット信号が複数回繰り返し格納されている。従って、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、制御信号領域及びユーザデータ領域をブラインド復調する場合に、ブラインド復調するサブキャリアの周波数に近いサブキャリアのパイロット信号から得られるチャネル推定値を用いてブラインド復調を試みるようにしてもよい。
【００７１】
以上、実施の形態に係る無線フレームの構成、多重化構成及び復調処理について説明した。このような無線フレーム構成及び多重化構成にすることで、実施の形態に係る無線通信システムは、ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯにより複数のビームを用いて通信を行う場合に、多くのアンテナポート（多くのビーム）のパイロット信号や制御信号を無線信号に多重させることができる。
【００７２】
なお、図７に示す制御信号及びユーザデータを復調するためのパイロット信号の割り当て方法（対応づけ方法）はあくまで一例であり、他の方法により対応付けされるようにしてもよい。
【００７３】
（多用途領域について）
図８は、多用途領域の構成の一例を説明するための図である。図８に示すように、多用途領域には、上りリンク信号を含む様々な用途の信号を割当てることができる。なお、多用途領域にどの用途の信号を割当てるのかについては、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３により決定され、制御信号に含まれる用途情報を用いてユーザ装置ＵＥに通知される。ユーザ装置ＵＥの制御信号処理部２０３は、受信した制御信号に含まれる用途情報に基づいて、同一サブフレーム内の多用途領域にマッピングされている（又はマッピングすべき）無線信号の種別及び内容等を把握する。
【００７４】
図８（ａ）は、多用途領域に追加のユーザデータが割り当てられる場合の構成を示している。この場合、用途情報には、多用途領域に追加のユーザデータが割り当てられていることを示す情報が含まれる。なお、用途情報には、多用途領域のＯＦＤＭシンボルにおけるＣＰ長を示す情報が更に含まれるようにしてもよい。ＯＦＤＭシンボルにおけるＣＰ長を示す情報は、例えば、ＣＰ長が長いのか短いのかを示す１ビットの情報であってもよい。
【００７５】
図８（ａ）の場合、ユーザ装置ＵＥのユーザデータ処理部２０４は、制御情報に含まれるスケジューリング情報に基づいて、多用途領域の中から自身向けのユーザデータを取得することになる。
【００７６】
なお、図８（ａ）において、多用途領域に下りリンクの追加のパイロット信号（参照信号）が割り当てられるようにしてもよい。追加のパイロット信号は、例えば、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information-Reference Signal）であってもよいし、他のパイロット信号（参照信号）であってもよい。この場合、用途情報には、多用途領域に追加のパイロット信号が割り当てられていることを示す情報が含まれるようにしてもよい。また、用途情報には、追加のパイロット信号の数及び種類（ＣＳＩ−ＲＳ等）を示す情報が含まれるようにしてもよい。この場合、ユーザ装置ＵＥの信号受信部２０１は、下りリンクの追加のパイロット信号を受信して所定の処理を行う。
【００７７】
図８（ｂ）は、多用途領域に上りリンク信号におけるパイロット信号が割り当てられる場合の構成を示している。上りリンクのパイロット信号は、例えば、ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）であってもよいし、ＤＭ−ＲＳ（Demodulation Reference Signal）であってもよい。また、他のパイロット信号（参照信号）であってもよい。この場合、用途情報には、多用途領域に上りリンクのパイロット信号を割当てることを示す情報と、多用途領域の先頭にガードピリオド（ＧＰ）を設定すべきことを示す情報とが含まれる。なお、用途情報には、ガードピリオド（ＧＰ）の長さを指定する情報が更に含まれるようにしてもよい。また、用途情報には、送信すべき上りリンクのパイロット信号の数及び種類（ＳＲＳ、ＤＭ−ＲＳ等）を示す情報が含まれるようにしてもよい。図８（ｂ）の例は、２種類のパイロット信号が割り当てられる構成を示している。
【００７８】
図８（ｂ）の場合、ユーザ装置ＵＥの送信信号生成部２０６及び信号送信部２０２は、用途情報に基づいて、上りリンクのパイロット信号を多用途領域のリソースを用いて基地局ｅＮＢに送信することになる。
【００７９】
図８（ｃ）は、多用途領域にＨＡＲＱにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫが割り当てられる場合の構成を示している。この場合、用途情報には、多用途領域にＨＡＲＱにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫを割り当てることを示す情報と多用途領域の先頭にガードピリオド（ＧＰ）を設定すべきことを示す情報とが含まれる。なお、用途情報には、ガードピリオド（ＧＰ）の長さを指定する情報が更に含まれるようにしてもよい。また、用途情報には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを基地局ｅＮＢに送信するタイミングを示す情報が含まれるようにしてもよいし、更に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫがマッピングされるサブキャリア位置が含まれるようにしてもよい。また、用途情報には、ユーザ装置ＵＥに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを基地局ｅＮＢに送信することを一旦留保させるための情報が含まれるようにしてもよい。送信が留保されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、別のタイミングで基地局ｅＮＢから送信される下りリンクの制御信号を用いて、ユーザ装置ＵＥから基地局ｅＮＢへの送信タイミングを指示されるようにしてもよいし、他の手段により指示されるようにしてもよい。
【００８０】
また、多用途領域に複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫがマッピングされるようにしてもよい。例えば、２ｘ２  ＭＩＭＯによりユーザデータが送信される場合、ユーザ装置ＵＥは、２つのＡＣＫ／ＮＡＣＫを基地局ｅＮＢに通知する必要がある。また、異なるサブキャリアで別々に送信される複数のユーザデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫを、特定のサブキャリアでまとめて送信させたいような場合も想定される。そこで、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３は、用途情報に、特定のサブキャリアに複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫを符号分割多重（ＣＤＭ）により多重させることを示す情報を含めてユーザ装置ＵＥに指示してもよい。また、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３は、用途情報に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの数に応じた数のサブキャリアを割当てることを示す情報を含めてユーザ装置ＵＥに指示してもよい。
【００８１】
図８（ｃ）の場合、ユーザ装置ＵＥのＨＡＲＱ処理部２０５及び信号送信部２０２は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを、用途情報で指示された多用途領域のリソースを用いて基地局ｅＮＢに送信することになる。
【００８２】
図８（ｄ）は、多用途領域が未使用の領域に設定される場合の構成を示している。この場合、用途情報には、多用途領域は未使用の領域であることを示す情報が含まれる。ここで、未使用の領域とは、あるユーザ装置ＵＥにとって未使用の領域であることを意味している。すなわち、当該未使用の領域において、他のユーザ装置ＵＥ向けのユーザデータが基地局ｅＮＢから送信されている場合や、他のユーザ装置ＵＥが上りリンクの信号を送信している場合もあり得る。用途情報に、多用途領域は未使用の領域であることを示す情報が含まれている場合、ユーザ装置ＵＥの送信信号生成部２０６及び信号送信部２０２は、多用途領域では上りリンクの信号を送信しないようにする。
【００８３】
（ＨＡＲＱにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫについて）
続いて、実施の形態に係る無線通信システムが行うＨＡＲＱ制御について説明する。図８（ｃ）で説明したように、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３は、用途情報にＨＡＲＱにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫがマッピングされるリソースの情報を含めるようにしている。すなわち、基地局ｅＮＢは、従来のＬＴＥと異なり、ＡＣＫ／ＮＡＣＫがマッピングされるリソースをサブフレームごとに様々に制御することができる。
【００８４】
図９は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫのマッピング方法（時間軸方向）の一例を説明するための図である。なお、図９において、各区間は１つのサブフレーム（１ＴＴＩ）に相当する。また、各区間に振られている番号（１〜４）は、図９の説明において、各サブフレームを区別するために便宜上用いられる番号である。
【００８５】
図９（ａ）は、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥに対して、所定のサブフレーム（図９（ａ）ではサブフレーム１）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、１ＴＴＩ後のサブフレーム（図９（ａ）ではサブフレーム２）で送信するように用途情報で指示した場合における、信号のマッピング例を示している。また、図９（ａ）は、基地局ｅＮＢの信号送信部１０２が、ＮＡＣＫを受信した次のサブフレーム（図９（ａ）ではサブフレーム３）でユーザデータを再送すると共に、当該再送されたユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、１ＴＴＩ後のサブフレーム（図９（ａ）ではサブフレーム４）で送信するように用途情報で指示した場合における、信号のマッピング例を示している。
【００８６】
図９（ｂ）は、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥに対して、所定のサブフレーム（図９（ｂ）ではサブフレーム１）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、２ＴＴＩ後のサブフレーム（図９（ｂ）ではサブフレーム３）で送信するように用途情報で指示した場合における、信号のマッピング例を示している。
【００８７】
図９（ｃ）は、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥに対して、所定のサブフレーム（図９（ｃ）ではサブフレーム１又は２）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、同一サブフレーム内で送信するように用途情報で指示した場合における、信号のマッピング例を示している。また、図９（ｃ）では、基地局ｅＮＢの信号送信部１０２が、ＮＡＣＫを受信した次のサブフレーム（図９（ｃ）ではサブフレーム２）で、ユーザデータを再送している。
【００８８】
図９（ｃ）のマッピング方法を用いることで、ＨＡＲＱ制御が高速に行われることになり、無線信号の低遅延化を図ることができる。また、それほど遅延の影響をうけないようなデータに対しては、図９（ａ）又は図９（ｂ）のマッピング方法を用いるようにすることで、他のユーザ装置ＵＥに多くのリソースを割当てることができる。
【００８９】
図１０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫのマッピング方法（周波数方向）の一例を説明するための図である。なお、図１０において、各区間は１つのサブフレーム（１ＴＴＩ）に相当する。また、各区間に振られている番号（１−１、１−２、２−２、１、２）は、図１０の説明において、各サブフレームを区別するために便宜上用いられる番号である。また、ユーザ装置ＵＥ１とユーザ装置ＵＥ２とは、それぞれ異なるユーザ装置ＵＥを示している。
【００９０】
図１０（ａ）は、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥ１に対して、所定のサブフレーム（図１０（ａ）ではサブフレーム１−１）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、１ＴＴＩ後のサブフレーム（図１０（ａ）ではサブフレーム１−２）及び当該サブフレームの所定のサブキャリア（図１０（ａ）ではサブキャリアａ）で送信するように用途情報で指示した場合における、信号のマッピング例を示している。また、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥ２に対して、所定のサブフレーム（図１０（ａ）ではサブフレーム２−２）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、同一サブフレーム及び当該サブフレームの所定のサブキャリア（図１０（ａ）ではサブキャリアｂ）で送信するように用途情報で指示した場合における、信号のマッピング例を示している。
【００９１】
図１０（ａ）の例では、上りリンク信号において、ユーザ装置ＵＥ１及びユーザ装置ＵＥ２が送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫが周波数方向で多重（直交化）されることになる。なお、図１０（ａ）の例では、サブキャリアを分けることで、ユーザ装置ＵＥ１及びユーザ装置ＵＥ２が送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫを多重させるようにしたが、異なる拡散符号を用いて、同一サブキャリアで多重させるようにしてもよい。
【００９２】
図１０（ｂ）は、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥに対して、所定のサブフレーム（図１０（ｂ）ではサブフレーム１）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、１ＴＴＩ後のサブフレーム（図１０（ｂ）ではサブフレーム２）及び当該サブフレームの所定のサブキャリア（図１０（ｂ）ではサブキャリアａ）で送信するように用途情報で指示した場合における信号のマッピング例を示している。更に、基地局ｅＮＢの無線フレーム制御部１０３が、ユーザ装置ＵＥに対して、所定のサブフレーム（図１０（ｂ）ではサブフレーム２）で送信されるユーザデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、同一サブフレーム及び当該サブフレームの所定のサブキャリア（図１０（ｂ）ではサブキャリアｂ）で送信するように用途情報で指示した場合における信号のマッピング例を示している。
【００９３】
図１０（ｂ）のようにＡＣＫ／ＮＡＣＫがマッピングされることで、各サブフレームにＡＣＫ／ＮＡＣＫのためのリソースを割当てる必要がなくなり、ＨＡＲＱ制御によるオーバーヘッドを削減することが可能になる。
【００９４】
＜効果＞
以上、説明したように、本実施の形態によれば、基地局と通信を行うユーザ装置であって、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域とを含むサブフレームにより、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを受信する受信手段と、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域は上りリンクの信号がマッピングされる領域であることを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域に上りリンクの信号をマッピングして前記基地局に送信する送信手段と、を有するユーザ装置が提供される。このユーザ装置ＵＥにより、同一サブフレームにおいて、無線フレーム構成を柔軟に変更することが可能な技術が提供される。
【００９５】
また、前記受信手段は、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域は下りリンクの追加信号がマッピングされる領域であることを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域にマッピングされている下りリンクの追加信号を受信し、前記送信手段は、前記下りリンクの制御信号に、前記多用途領域には信号がマッピングされないことを示す情報が含まれる場合、前記多用途領域で上りリンクの信号を前記基地局に送信しないようにしてもよい。この構成により、ユーザ装置ＵＥは、多用途領域にマッピングされている下りリンクの追加信号を受信可能になる。また、この構成により、多用途領域で、他のユーザ装置ＵＥ向けの下りリンクの信号が基地局ｅＮＢから送信されている場合、他のユーザ装置ＵＥが上りリンクの信号を送信している場合に、ユーザ装置ＵＥは、これらの信号に不要な干渉を与えてしまうことを防止できる。
【００９６】
また、前記送信手段は、前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合に、前記上りリンクの信号にＨＡＲＱ制御における応答信号を含めて前記基地局に送信するようにしてもよい。この構成により、ユーザ装置ＵＥは、柔軟にＡＣＫ／ＮＡＣＫを基地局ｅＮＢに送信することが可能になる。
【００９７】
また、前記下りリンクの制御信号は、前記ＨＡＲＱ制御における応答信号の送信タイミング又は送信するサブキャリアの位置を指示する情報を含み、前記送信手段は、指示された送信タイミング又は送信するサブキャリアの位置で、前記上りリンクの信号に、前記ＨＡＲＱ制御における応答信号を含めて前記基地局に送信するようにしてもよい。この構成により、基地局ｅＮＢは、ユーザ装置ＵＥに対してＨＡＲＱによるＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信タイミングを柔軟に指示することができる。また、必要に応じてＨＡＲＱ制御を高速に行うことができ、無線信号のさらなる低遅延化を図ることが可能になる。
【００９８】
また、前記送信手段は、前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合に、前記上りリンクの信号に上りリンクの参照信号を含めて前記基地局に送信するようにしてもよい。この構成により、ユーザ装置ＵＥは、多用途領域を用いて、例えばＳＲＳ等の参照信号を迅速に送信することができ、例えば、基地局ｅＮＢで行われる品質測定処理、上りリンクのスケジューリング処理等を高速化させることが可能になる。
【００９９】
また、前記サブフレームは、前記パイロット信号領域及び前記制御信号領域の双方またはどちらかに設定されるサイクリックプレフィックスの長さが、前記ユーザデータ領域に設定されるサイクリックプレフィックスの長さよりも長くなるようにしてもよい。この構成により、ユーザ装置ＵＥは、パイロット信号及び制御信号を安定して受信することが可能になる。
【０１００】
また、前記パイロット信号領域のうち所定のサブキャリアにマッピングされるパイロット信号と前記制御信号領域のうち所定のサブキャリアにマッピングされる制御信号とが予め対応づけられており、前記受信手段は、所定のサブキャリアにマッピングされている前記制御信号を復調する場合に、当該制御信号に対応するサブキャリアにマッピングされている前記パイロット信号を用いて前記制御信号を復調するようにしてもよい。この構成により、基地局ｅＮＢは、ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯによる通信を行う場合に、多くのアンテナポート（多くのビーム）のパイロット信号や制御信号を無線信号に多重させてユーザ装置ＵＥに送信することができる。また、ユーザ装置ＵＥは、所定のアンテナポート（所定のビーム）にマッピングされている制御信号及びユーザデータを高精度に復調することが可能になる。
【０１０１】
また、この構成により、ユーザ装置ＵＥは、パイロット信号領域及び制御信号領域を復調する場合に、大まかな受信タイミング同期により復調処理を行い、ユーザデータ領域を復調する場合に、受信したパイロット信号を用いて高精度な受信タイミング同期を行ってから復調処理を行うことができる。また、通信に用いられるビームやビームを送信する基地局ｅＮＢ（サイト）が切り替わった場合であっても、ユーザ装置ＵＥは、切替え後のビームの無線フレーム（サブフレーム）の先頭にあるパイロット信号を用いてすぐに同期をとることができ、ユーザデータ領域を復調する際に、より高精度な同期タイミングでユーザデータ領域のリソースを復調することができる。
【０１０２】
前記受信手段は、周波数領域においてＴＴＩの長さが異なる複数の前記サブフレームを受信するようにしてもよい。この構成により、基地局ｅＮＢは、低遅延が求められるような通信に対してはＴＴＩ長が短い無線フレームを用いてユーザ装置ＵＥに信号を送信することができる。また、カバレッジが求められるような通信に対してはＴＴＩ長が長い無線フレームを用いてユーザ装置ＵＥに信号を送信することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態によれば、ユーザ装置と通信を行う基地局であって、上りリンクの信号又は下りリンクの信号がマッピングされる多用途領域に下りリンクの信号をマッピングするのか、上りリンクの信号をマッピングするのかを制御する制御手段と、前記多用途領域に上りリンクの信号がマッピングされる場合、下りリンクのパイロット信号がマッピングされるパイロット信号領域と、下りリンクの制御信号がマッピングされる制御信号領域と、下りリンクのユーザデータがマッピングされるユーザデータ領域と、前記多用途領域とを含むサブフレームを用いて、前記下りリンクのパイロット信号と前記下りリンクの制御信号と前記下りリンクのユーザデータとを前記ユーザ装置に送信する送信手段と、を有する基地局が提供される。この基地局ｅＮＢにより、同一サブフレームにおいて、無線フレーム構成を柔軟に変更することが可能な技術が提供される。
【０１０４】
また、前記送信手段は、前記多用途領域に下りリンクの信号がマッピングされる場合、前記多用途領域にユーザデータ又は下りリンクの参照信号をマッピングして前記ユーザ装置に送信するようにしてもよい。この構成により、基地局ｅＮＢは、必要に応じてユーザ装置ＵＥに多くのデータを送信することが可能になる。また、この構成により、基地局ｅＮＢは、パイロット信号領域にマッピングされるパイロット信号とは異なるパイロット信号（参照信号）をユーザ装置ＵＥに送信することが可能になる。
【０１０５】
なお、上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
【０１０６】
＜実施形態の補足＞
本実施の形態で説明する各装置（ユーザ装置／基地局）の構成は、ＣＰＵとメモリを備える当該装置において、プログラムがＣＰＵ（プロセッサ）により実行されることで実現される構成であってもよいし、本実施の形態で説明する処理のロジックを備えたハードウェア回路等のハードウェアで実現される構成であってもよいし、プログラムとハードウェアが混在していてもよい。
【０１０７】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、開示される発明はそのような実施形態に限定されず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。上記の説明における項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。機能ブロック図における機能部又は処理部の境界は必ずしも物理的な部品の境界に対応するとは限らない。複数の機能部の動作が物理的には１つの部品で行われてもよいし、あるいは１つの機能部の動作が物理的には複数の部品により行われてもよい。実施の形態で述べたシーケンス及びフローチャートは、矛盾の無い限り順序を入れ替えてもよい。処理説明の便宜上、基地局ｅＮＢ及びユーザ装置ＵＥは機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウェアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態に従ってユーザ装置ＵＥが有するプロセッサにより動作するソフトウェア及び本発明の実施の形態に従って基地局ｅＮＢが有するプロセッサにより動作するソフトウェアはそれぞれ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク（ＨＤＤ）、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、データベース、サーバその他の適切な如何なる記憶媒体に保存されてもよい。
【０１０８】
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
【０１０９】
なお、実施の形態において、信号受信部２０１又は／及び制御信号処理部２０３は受信手段の一例である。信号送信部２０２又は／及び送信信号生成部２０６は、送信手段の一例である。無線フレーム制御部１０３は制御手段の一例である。信号送信部１０２は送信手段の一例である。
【０１１０】
本特許出願は２０１５年４月２８日に出願した日本国特許出願第２０１５−０９２３７４号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１５−０９２３７４号の全内容を本願に援用する。
【符号の説明】
【０１１１】
ＵＥ    ユーザ装置
ｅＮＢ  基地局
１０１  信号受信部
１０２  信号送信部
１０３  無線フレーム制御部
２０１  信号受信部
２０２  信号送信部
２０３  制御信号処理部
２０４  ユーザデータ処理部
２０５  ＨＡＲＱ処理部
２０６  送信信号生成部
３０１  ＲＦモジュール
３０２  ＢＢモジュール
３０３  装置制御モジュール
３０４  通信ＩＦ
４０１  ＲＦモジュール
４０２  ＢＢモジュール
４０３  ＵＥ制御モジュール
【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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【国際調査報告】
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