(57)【要約】 【課題】スループットを向上できるプリコーディング技術を導入しつつ、それに応じた適切なチャネル品質の評価を可能とする通信技術を提供する。【解決手段】送信装置は、入力シンボルを周波数領域の周波数データに変換し、該変換により得られた周波数データを所望の周波数帯域を有する時間領域の出力信号に変換する手段と、出力信号の一方の端部の強度が他の部分の強度よりも小さくなるよう、データシンボルを前処理して前記入力シンボルを生成する手段と、出力信号の一方の端部の少なくとも一部がマルチパス遅延により隣の出力信号に重なることにより生じる干渉の推定結果に基づいて、チャネル品質の指標を決定する手段と、を備える。【選択図】図１
2018152773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シンボルを周波数領域の周波数データに変換し、該変換により得られた周波数データを所望の周波数帯域を有する時間領域の出力信号に変換する手段と、
出力信号の一方の端部の強度が他の部分の強度よりも小さくなるよう、データシンボルを前処理して前記入力シンボルを生成する手段と、
マルチパス遅延により生じるシンボル間干渉の推定結果に基づいて、チャネル品質の指標を決定する手段と、を備える送信装置。
【請求項２】
シンボル間干渉は、出力信号の一方の端部の少なくとも一部がマルチパス遅延により隣の出力信号に重なることにより生じる請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
出力信号により変調された無線信号を生成する手段と、
決定されたチャネル品質の指標に基づいて変調の方式を決定する手段と、をさらに備える請求項１または２に記載の送信装置。
【請求項４】
出力信号の一方の端部を特徴付けるパラメータに基づいて干渉を推定する手段をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項５】
前記推定する手段における干渉の推定はさらにマルチパス遅延の推定結果に基づく請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
パスロスに基づいてマルチパス遅延を推定する手段をさらに備える請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
出力信号にサイクリックプレフィックスが含まれない請求項１から６のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項８】
決定されたチャネル品質の指標に関する情報を受信装置に送信する手段をさらに備える請求項１から７のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項９】
決定されたチャネル品質の指標に関する情報は、決定されたチャネル品質の指標に基づいて変調の方式が決定されたことを示す情報を含む請求項３を引用する請求項８に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記決定する手段による決定を行うための指示を受け付ける手段をさらに備える請求項１から９のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１１】
入力シンボルを周波数領域の周波数データに変換し、該変換により得られた周波数データを所望の周波数帯域を有する時間領域の出力信号に変換することと、
出力信号の一方の端部の強度が他の部分の強度よりも小さくなるよう、データシンボルを前処理して前記入力シンボルを生成することと、
出力信号の一方の端部の少なくとも一部がマルチパス遅延により隣の出力信号に重なることにより生じる干渉の推定結果に基づいて、チャネル品質の指標を決定することと、を含む送信方法。
【請求項１２】
入力シンボルを周波数領域の周波数データに変換し、該変換により得られた周波数データを所望の周波数帯域を有する時間領域の出力信号に変換する機能と、
出力信号の一方の端部の強度が他の部分の強度よりも小さくなるよう、データシンボルを前処理して前記入力シンボルを生成する機能と、
出力信号の一方の端部の少なくとも一部がマルチパス遅延により隣の出力信号に重なることにより生じる干渉の推定結果に基づいて、チャネル品質の指標を決定する機能と、をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項３に記載の送信装置により決定された変調の方式を取得する手段と、
請求項３に記載の送信装置により生成された無線信号を、取得された変調の方式に対応する復調の方式で復調する手段と、を備える受信装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の送信装置により決定された変調の方式を取得することと、
請求項３に記載の送信装置により生成された無線信号を、取得された変調の方式に対応する復調の方式で復調することと、を含む受信方法。
【請求項１５】
請求項３に記載の送信装置により決定された変調の方式を取得する機能と、
請求項３に記載の送信装置により生成された無線信号を、取得された変調の方式に対応する復調の方式で復調する機能と、をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、送信方法、受信装置および受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在普及が進んでいるロングタームエボリューション（ＬＴＥ）では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されている。ＯＦＤＭでは、各ＯＦＤＭシンボルの先頭にサイクリックプレフィックス（Cyclic-Prefix）と呼ばれるガード区間を設けることにより、前ＯＦＤＭシンボルの遅延波が次のＯＦＤＭシンボルにおよぼすシンボル間干渉（Inter-Symbol Interference、以下、ＩＳＩという）やサブキャリア間の直交性の崩れに起因するサブキャリア間干渉を低減または除去できる。
【０００３】
しかしながら、サイクリックプレフィックスは、実質的にデータ伝送を行うことができない区間であり、スループット向上の足かせとなり得る。これに対して、非特許文献１には、ＤＦＴＳ（Discrete Fourier Transform Spread）−ＯＦＤＭの信号において、送信系のＤＦＴへの入力系列に含まれる（時間領域の）シンボルの始めと終わりのいくつかを「０」とすることで、出力時間信号のテール（tail）の強度の低減を目指す技術が開示されている。また、非特許文献２には、出力時間信号のテールの強度を低減するように、入力データベクトルをプリコーディングする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】G. Berardinelli, F. Tavares, T. Sorensen, P. Mogensen, and K. Pajukoski, "Zero-tail dft-spread-ofdm signals," in Globecom Workshops (GC Wk-shps), 2013 IEEE, Dec 2013, pp. 229-234.
【非特許文献２】橋本  典征  他、Suppressed-Tail DFT-Spread UF-OFDMの提案と評価、電子情報通信学会総合大会講演論文集  ２０１６年  通信（１）、2016.03.01, p.429
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１、２に記載される技術では、サイクリックプレフィックスを用いない分スループットが向上するが、同時に無視できないＩＳＩが生じる場合がある。従来のチャネル品質の指標（例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator））はＩＳＩを無視できる前提で評価されるので、非特許文献１、２に記載される技術にはなじまない。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スループットを向上できるプリコーディング技術を導入しつつ、それに応じた適切なチャネル品質の評価を可能とする通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、送信装置に関する。この送信装置は、入力シンボルを周波数領域の周波数データに変換し、該変換により得られた周波数データを所望の周波数帯域を有する時間領域の出力信号に変換する手段と、出力信号の一方の端部の強度が他の部分の強度よりも小さくなるよう、データシンボルを前処理して前記入力シンボルを生成する手段と、マルチパス遅延により生じる干渉の推定結果に基づいて、チャネル品質の指標を決定する手段と、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納した記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スループットを向上できるプリコーディング技術を導入しつつ、それに応じた適切なチャネル品質の評価を可能とする通信技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る通信システムの模式図である。
【図２】ｎ番目のＯＦＤＭシンボルとその次のｎ＋１番目のＯＦＤＭシンボルとを示す模式図である。
【図３】図１の第１ユーザ端末のハードウエア構成例を示す図である。
【図４】図１に示される通信システムの機能および構成を示すブロック図である。
【図５】図４の第１ユーザ端末の制御部における一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】マルチパス遅延の分布とパスロスとの関係を説明するための例示的な環境を示す模式図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、電力と伝搬遅延との関係を示すグラフである。
【図８】図４のＣＱＩ決定部が有するＣＱＩテーブルの一例を示すデータ構造図である。
【図９】図４の変調方式決定部が有する方式テーブルの一例を示すデータ構造図である。
【図１０】コードブックの一例を示すデータ構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１２】
実施の形態に係る通信装置は、サイクリックプレフィックス（Cyclic prefix、以下「ＣＰ」という）を用いる代わりに、ＯＦＤＭシンボルの後端部（テール）の強度が他の部分の強度よりも小さくなるように、データシンボル系列をプリコーディング(Precoding)する。通信装置は、マルチパス遅延に起因するＯＦＤＭシンボルのテールと次のＯＦＤＭシンボルとのＩＳＩのエネルギを推定する。通信装置は、推定の結果得られるＩＳＩのエネルギを用いて定義されるチャネル品質の指標すなわちＣＱＩを算出する。通信装置は、算出されたＣＱＩに基づいて種々の通信パラメータ、例えば変調の方式など、を決定する。これにより、ＣＰを排してスループットを高めつつ、それによるＩＳＩの影響を考慮した形のＣＱＩに基づく適切な通信設定を行うことができる。
【００１３】
図１は、実施の形態に係る通信システム１００の模式図である。通信システム１００は、基地局１０２と３つのユーザ端末１０６、１０８、１１０とを含む。基地局（Base Station、ＢＳ）とユーザ端末（User Equipment、ＵＥ）とはＯＦＤＭをベースとした送受信機を使用して無線通信を行う。基地局１０２の通信可能な範囲（セルと称す）１０２ａには３つのユーザ端末１０６、１０８、１１０が存在し、そのそれぞれは基地局１０２と無線リンクを確立している。図１の例では３つのユーザ端末を使用するが、ユーザ端末の数はこれに限られず、任意であってもよい。
【００１４】
基地局１０２は３つのユーザ端末１０６、１０８、１１０のそれぞれに基地局１０２との通信のための無線リソースを割り当てる。無線リソースは使用可能な期間または使用可能な周波数帯域（チャネル）もしくはその両方により特定される。ユーザ端末１０６、１０８、１１０と基地局１０２との通信においてＣＰは用いられず、代わりに、セル１０２ａの大きさに応じた長さに設定される低強度テール（Low Power Tail、以下、「ＬＰＴ」という）が用いられる。このＬＰＴの生成には、例えば非特許文献１に記載されるＺＴ−ＤＦＴ−Ｓ技術が用いられてもよく、あるいはまた、非特許文献２に記載されるＳＴ−ＤＦＴ−Ｓ技術が用いられてもよい。例えば、ＬＰＴの長さはセル１０２ａにおける最大伝搬遅延に応じて設定されてもよい。
【００１５】
以下では第１ユーザ端末１０６がＣＱＩを算出する場合を説明するが、基地局１０２が同様の算出方法でＣＱＩを算出し、利用してもよいことは、本明細書に触れた当業者には明らかである。
【００１６】
図２は、ｎ番目のＯＦＤＭシンボル２２０とその次のｎ＋１番目のＯＦＤＭシンボル２２２とを示す模式図である。それらの隣接する二つのＯＦＤＭシンボル２２０、２２２の間にはガードインターバルは存在せず、両者は時間的に接している。二つのＯＦＤＭシンボル２２０、２２２はいずれもサイクリックプレフィックスを含まない。ｎ番目のＯＦＤＭシンボル２２０のＬＰＴ２２４は、ｎ番目のＯＦＤＭシンボル２２０のその他の部分２２６よりも低い強度を有する。しかしながら、ＬＰＴ２２４は完全にゼロになるわけではなく、有限の強度σｔを有する。すると、マルチパス遅延により、ＬＰＴ２２４のエネルギの一部２２６が次のＯＦＤＭシンボル２２２に重なるように漏れ出す。これにより、ｎ番目のＯＦＤＭシンボル２２０とその次のｎ＋１番目のＯＦＤＭシンボル２２２との間にＩＳＩが発生する。変調の次数が高い場合（例えば、６４−ＱＡＭ）、このＩＳＩによりブロックエラーレート（Block Error Rate）が悪化しうる。
【００１７】
本実施の形態では、上記のようなマルチパス遅延によるＩＳＩを低減するのではなく、ＩＳＩの存在を前提としてＣＱＩを決定する。例えば、ＩＳＩが小さいほどチャネル品質が高いことを示すようＣＱＩが決定される。
【００１８】
図３は、第１ユーザ端末１０６のハードウエア構成例を示す図である。他のユーザ端末は第１ユーザ端末１０６と同様の構成を有する。第１ユーザ端末１０６は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、外部記憶装置２０４と、通信装置２０５と、を有する。第１ユーザ端末１０６では、例えばＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及び外部記憶装置２０４のいずれかに記録された、第１ユーザ端末１０６の各機能を実現するためのコンピュータプログラムがＣＰＵ２０１により実行される。そして、第１ユーザ端末１０６は、例えばＣＰＵ２０１により通信装置２０５を制御して、基地局１０２と第１ユーザ端末１０６との間の通信を行う。
【００１９】
図４は、図１に示される通信システム１００の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００２０】
第１ユーザ端末１０６は、プリコーディング部５０２と、変換部５１０と、変調部５０８と、制御部５４２と、を含む。
プリコーディング部５０２は、送信対象のユーザデータを表すデータシンボル系列を、該データシンボル系列に対応してＩＦＦＴ部５０６から出力されるＯＦＤＭシンボルが所望のＬＰＴを有するよう、前処理すなわちプリコーディングして入力シンボル系列を生成する。データシンボル系列および入力シンボル系列はいずれも時間領域の系列である。
【００２１】
プリコーディング部５０２で非特許文献２に記載されるＳＴ−ＤＦＴ−Ｓプリコーディングと同様のプリコーディングが行われる場合を説明する。プリコーディング部５０２は、制御部５４２が決定したまたは基地局１０２から通知されたＬＰＴの長さと、Ｍｄ個のシンボルからなるデータシンボル系列と、に基づいて、非特許文献２に記載されるプリコーディング行列を決定する。プリコーディング部５０２は、決定されたプリコーディング行列をデータシンボル系列に作用させることで、Ｍ個のシンボルからなる入力シンボル系列を生成する。ここで、Ｍはプリコーディング部５０２のブロックサイズであり、Ｍｄ＜Ｍである。プリコーディング部５０２において、Ｍ−Ｍｄ個のオーバヘッドが導入される。以下、（Ｍ−Ｍｄ）／Ｍをオーバヘッド比（Overhead ratio）という。
【００２２】
プリコーディング部５０２で非特許文献１に記載されるＺＴ−ＤＦＴ−Ｓプリコーディングと同様のプリコーディングが行われる場合を説明する。プリコーディング部５０２は、以下の式１で定義されるプリコーディング行列Ｐを、Ｍｄ個のシンボルからなるデータシンボル系列に作用させることで、Ｍ個のシンボルからなる入力シンボル系列を生成する。
【数１】
2018152773.tif 000003
…（式１）
上記と同様に、Ｍはプリコーディング部５０２のブロックサイズであり、Ｍｄ＜Ｍである。（Ｍ−Ｍｄ）／Ｍはオーバヘッド比である。
【００２３】
変換部５１０は、プリコーディング部５０２により生成された入力シンボル系列を周波数領域の周波数データに変換し、該変換により得られた周波数データを所望の周波数帯域を有するＯＦＤＭシンボルに変換する。変換部５１０は、マッピング部５０４と、ＩＦＦＴ部５０６と、を有する。
【００２４】
マッピング部５０４は、入力シンボル系列を直列／並列変換し、所望の周波数帯域または割り当てられている周波数帯域にマッピングし、それ以外の周波数帯域に無信号（０信号）をマッピングすることで周波数領域の周波数データを生成して、ＩＦＦＴ部５０６に出力する。ＩＦＦＴ部５０６は、マッピング部５０４が出力した周波数データに対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行い、ＯＦＤＭシンボルを生成する。
【００２５】
変調部５０８は、ＩＦＦＴ部５０６によって生成されたＯＦＤＭシンボルにより変調された無線信号を生成する。変調部５０８は、ＯＦＤＭシンボルにより搬送波を変調し、所望の無線周波数帯域を有する無線信号を生成する。変調部５０８は生成された無線信号を増幅し、アンテナから上りリンクチャネル５２６に送信する。
【００２６】
制御部５４２は、パスロス測定部５１２と、遅延推定部５１６と、ＬＰＴパラメータ取得部５１８と、ＩＳＩ算出部５２０と、ＣＱＩ決定部５２４と、変調方式決定部５３２と、を有する。
【００２７】
図５は、図４の第１ユーザ端末１０６の制御部５４２における一連の処理の流れを示すフローチャートである。パスロス測定部５１２は、基地局１０２から送信される既知の信号の、第１ユーザ端末１０６における受信強度からパスロス（Path Loss、ＰＬ）を測定する（Ｓ５０２）。パスロスＰＬは、基地局１０２と第１ユーザ端末１０６との間の見通し内伝搬（Line-of-Sight propagation）における電力損失（power dispersion）を表す量である。基地局１０２と第１ユーザ端末１０６との間の見通し内伝搬での距離（直線距離）をｄ、光速をｃ、伝搬遅延をτ、γを正の整数とすると、パスロスＰＬは
ＰＬ＝ｄ−γ＝（ｃτ）−γ
と表される。
【００２８】
例えばパスロス測定部５１２は、基地局１０２が生成、送信する下りリンク参照信号（Downlink reference signals）の受信強度と、該信号の基地局１０２における送信強度（既知）と、の比からパスロスＰＬを算出する。あるいはまた、パスロス測定部５１２は、基地局１０２が生成、送信する下りリンク同期信号（Downlink synchronization signals）や下りリンクセル特定参照信号（Downlink cell-specific reference signals）の受信強度からパスロスＰＬを算出してもよい。
【００２９】
遅延推定部５１６は、ステップＳ５０２で測定されたパスロスに基づいて、マルチパス遅延を推定する（Ｓ５０４）。本発明者は、当業者としての経験から、マルチパス遅延の大きさとパスロスとの間には所定の関係があり、その関係は統計的モデルまたは経験的モデルにより取得可能であることを見出した。図６は、マルチパス遅延の分布とパスロスとの関係を説明するための例示的な環境を示す模式図である。基地局６０２とユーザ端末６０６との間には、見通し内伝搬の経路６０８と、建物６０４で反射する経路６１０と、がある。図６は一例であって、他の例では３以上の経路があってもよいし、見通し内伝搬のみが存在することもある。見通し内伝搬の経路６０８は伝搬遅延τ１と経路のマグニチュード（magnitude of path）α１とを有する。建物６０４で反射する経路６１０は伝搬遅延τ２と経路のマグニチュードα２とを有する。
【００３０】
図７（ａ）、（ｂ）は、電力と伝搬遅延との関係を示すグラフである。図７（ａ）に示されるグラフは基地局６０２とユーザ端末６０６とが比較的近い場合、図７（ｂ）に示されるグラフはそれらが比較的遠い場合に、それぞれ対応する。遅延分布（Delay Spread）は、マルチパスエネルギ分布の広がりを表す量であり、以下の二乗平均平方根τｒｍｓで特徴付けられる。
【数２】
2018152773.tif 000004
ここで、Ｌはパスの数である。
【００３１】
本実施の形態では、τｒｍｓを直接計算する代わりに、以下のようにτｒｍｓはパスロスＰＬの関数で表せると仮定する。
【数３】
2018152773.tif 000005
関数ｆ（ＰＬ）は事前に統計的モデルまたは経験的モデルを用いて決定され、第１ユーザ端末１０６および基地局１０２に登録される。
【００３２】
図５に戻り、遅延推定部５１６は、関数ｆ（ＰＬ）にステップＳ５０２で測定されたパスロスを代入することで、τｒｍｓを算出する。あるいはまた、ＰＬとτｒｍｓとを対応付けて保持するテーブルを予め用意し、遅延推定部５１６はそのテーブルを参照してτｒｍｓを決定してもよい。ＬＰＴパラメータ取得部５１８は、ＯＦＤＭシンボルのＬＰＴを特徴付けるパラメータを取得する（Ｓ５０６）。ＬＰＴパラメータ取得部５１８は、例えばプリコーディング部５０２のブロックサイズと、オーバヘッド比と、ＬＰＴの長さと、をプリコーディング部５０２を参照して取得する。本実施の形態ではオーバヘッド比は固定値であり、予め設定されプリコーディング部５０２の不図示のメモリに保持される。
【００３３】
ＩＳＩ算出部５２０は、ステップＳ５０４でのマルチパス遅延の推定結果と、ステップＳ５０６で取得されたパラメータと、に基づいて、推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２を算出することでＩＳＩを推定する（Ｓ５０８）。推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２は以下の式２で与えられる。
【数４】
2018152773.tif 000006
…（式２）
推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２は、あるＯＦＤＭシンボルから次のＯＦＤＭシンボルへ漏れるエネルギのトータルの平均を表す。推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２は、（１）時間領域チャネルインパルス応答の共分散行列（covariance matrix）
【数５】
2018152773.tif 000007
と、時間領域波形の共分散行列
【数６】
2018152773.tif 000008
と、の関数である。ここで、ｈは離散時間チャネルインパルス応答でありサイズはＬ×１である。ｘは時間領域送信信号（ＩＦＦＴ部５０６から出力されるＯＦＤＭシンボル）であり、サイズはＮ×１である。
【００３４】
行列Ｒｘはプリコーディング部５０２の特性（プリコーディング部５０２のブロックサイズ、オーバヘッド比、ＬＰＴの長さ）および変換部５１０の特性により決定される。ｓをプリコーディング部５０２に入力されるデータシンボル系列とし、Ｔをプリコーディング部５０２および変換部５１０のモデル化行列とすると、
ｘ＝Ｔｓ  
である。このＴを用いてＲｘは
【数７】
2018152773.tif 000009
と表される。ここで
【数８】
2018152773.tif 000010
であり、Ｉは単位行列である。
【００３５】
行列Ｒｈはチャネル測定から推定される。行列Ｒｈの推定値を
【数９】
2018152773.tif 000011
と表記する。行列Ｒｈの推定値はマルチパス遅延に応じた値となる。本実施の形態では、ＲｈはステップＳ５０４で算出されたτｒｍｓを用いて推定される。
【００３６】
ＣＱＩ決定部５２４は、ステップＳ５０８で算出された推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２を用いて信号対ノイズおよびＩＳＩ比（Signal-to-Noise-and-ISI-Ratio、ＳＮＩｓｉＲ）を算出する（Ｓ５１０）。ＳＮＩｓｉＲは以下の式３で与えられる。
【数１０】
2018152773.tif 000012
…（式３）
ここで、ＰＳは受信信号電力スペクトル密度をＭ個の割り当てられたサブキャリアで平均した値である。ＰＮは受信ノイズ電力スペクトル密度をＭ個の割り当てられたサブキャリアで平均した値であって、ＩＳＩ以外の他のソース（例えば、他のセルや他のユーザ端末）からの干渉電力スペクトル密度を含む。ＳＮＩｓｉＲは推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２の関数である。
【００３７】
ＣＱＩ決定部５２４は、算出されたＳＮＩｓｉＲに対応するＣＱＩを決定する（Ｓ５１２）。図８は、ＣＱＩ決定部５２４が有するＣＱＩテーブル８０２の一例を示すデータ構造図である。ＣＱＩテーブル８０２は、ＳＮＩｓｉＲの範囲とＣＱＩの値（離散値）とを対応付けて保持する。ＣＱＩ決定部５２４はＣＱＩテーブル８０２を参照してＣＱＩを決定する。あるいはまた、ＣＱＩはＳＮＩｓｉＲの任意の関数により決定されてもよい。あるいはまた、ＣＱＩはＳＮＩｓｉＲを用いず推定ＩＳＩエネルギσＩＳＩ２から直接決定されてもよい。
【００３８】
図５に戻り、変調方式決定部５３２は、ステップＳ５１２で決定されたＣＱＩに基づいて変調部５０８における変調の方式を決定する（Ｓ５１４）。図９は、変調方式決定部５３２が有する方式テーブル９０２の一例を示すデータ構造図である。方式テーブル９０２は、ＣＱＩの値と、変調の方式と、を対応付けて保持する。変調方式決定部５３２は方式テーブル９０２を参照して変調の方式を決定する。変調方式決定部５３２は、ＣＱＩで示されるチャネル品質が良いほど、より高次のモードを決定する。
【００３９】
図５に戻り、変調方式決定部５３２は、ステップＳ５１４で決定された変調の方式を変調部５０８に設定する（Ｓ５１６）。変調方式決定部５３２は、ステップＳ５１４で決定された変調の方式を、上りリンクチャネル５２６を介して基地局１０２に送信する（Ｓ５１８）。変調方式決定部５３２は、基地局１０２に送信される所定の制御メッセージに変調の方式を含めてもよい。
【００４０】
図４に戻り、基地局１０２は、コンバイニング部５１４と、逆変換部５２２と、復調部５３４と、制御部５３６と、を含む。制御部５３６は、変調方式取得部５３８と、復調方式設定部５４０と、を有する。変調方式取得部５３８は、上りリンクチャネル５２６を介して第１ユーザ端末１０６から変調の方式を取得する。変調方式取得部５３８は、第１ユーザ端末１０６から送信された制御メッセージを解釈することで変調の方式を取得してもよい。復調方式設定部５４０は、変調方式取得部５３８によって取得された変調の方式に対応する復調の方式を決定する。復調方式設定部５４０は、決定された復調の方式を復調部５３４に設定する。
【００４１】
復調部５３４は、上りリンクチャネル５２６を介して、第１ユーザ端末１０６からの無線信号を受信する。復調部５３４は、受信した無線信号を、復調方式設定部５４０により設定された復調の方式で復調する。
【００４２】
逆変換部５２２は、復調部５３４で復調された信号に、変換部５１０における変換処理の逆変換処理を行う。逆変換部５２２は、デマッピング部５２８と、ＦＦＴ部５３０と、を有する。ＦＦＴ部５３０は、ＩＦＦＴ部５０６におけるＩＦＦＴ処理とは逆のＦＦＴ処理を行う。デマッピング部５２８は、マッピング部５０４におけるマッピング処理とは逆のデマッピング処理を行う。
【００４３】
コンバイニング部５１４は、逆変換部５２２における逆変換処理の結果得られる系列を、プリコーディング部５０２で用いられたプリコーディング行列に対応するコンバイニング行列を用いてコンバイニングする。コンバイニング部５１４は、コンバイニングの結果得られるシンボル系列を推定ユーザデータを表すものとして出力する。
【００４４】
プリコーディング部５０２で非特許文献１に記載されるＺＴ−ＤＦＴ−Ｓプリコーディングと同様のプリコーディングが行われる場合、コンバイニング部５１４は式１で定義されるコンバイニング行列Ｃを逆変換処理の結果得られる系列に作用させることで推定ユーザデータを生成する。
【００４５】
上述の実施の形態において、保持部の例は、ハードディスクや半導体メモリである。また、本明細書の記載に基づき、各部を、図示しないＣＰＵや、インストールされたアプリケーションプログラムのモジュールや、システムプログラムのモジュールや、ハードディスクから読み出したデータの内容を一時的に記憶する半導体メモリなどにより実現できることは本明細書に触れた当業者には理解される。
【００４６】
本実施の形態に係る通信システム１００によると、ＬＰＴの使用によるスループットの向上の恩恵を享受しつつ、時間的に連続するＯＦＤＭシンボル間のＩＳＩを考慮する新たなＣＱＩを導入することで、チャネル品質に応じて適切に通信パラメータを設定することができる。
【００４７】
ＣＰを用いる場合、基本的にＩＳＩを考慮する必要がないので、ＣＰベースの従来の通信システムではＣＱＩにＩＳＩを組み入れるという発想はなく、サブキャリアごとの減衰（attenuation）に基づいてＣＱＩを計算していた。本実施の形態では、ＬＰＴが低強度であるが厳密にゼロになるわけではないということに着目し、隣接するＯＦＤＭシンボル間のＩＳＩをＣＱＩの評価に組み入れることとした。このようにして得られるＣＱＩを、送信装置、受信装置の様々な設定に用いることができる。
【００４８】
以上、実施の形態に係る通信システム１００の構成と動作について説明した。この実施の形態は例示であり、各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解される。
【００４９】
実施の形態では、上りリンクの場合すなわち第１ユーザ端末１０６がＣＱＩを決定して変調の方式を決定し、基地局１０２が決定された変調の方式を受けて復調の方式を設定する場合について説明したが、これに限られない。例えば、下りリンクの場合すなわち基地局１０２がＣＱＩを決定して変調の方式を決定し、第１ユーザ端末１０６が決定された変調の方式を受けて復調の方式を設定する場合にも、本実施の形態に係る技術的思想を適用できる。
【００５０】
例えば、実施の形態に係る技術的思想を、初期アクセス（initial access）のために用いられるランダムアクセスチャネル（Random Access CHannel、ＲＡＣＨ）に適用してもよい。基地局１０２は、ＬＴＥで定義されるようなＲＡＣＨ送信を受信すると、そのＲＡＣＨ送信の遅延を推定する。該遅延は伝搬遅延に比例する。基地局１０２は、推定された遅延に基づいて、対応するユーザ端末との同期が完了した場合に該ユーザ端末が用いるべきＬＰＴの長さを選択する。基地局１０２は、推定された遅延からＬＰＴの長さを決定する際に、一対一のマッピングテーブルを用いてもよい。このテーブルは、所与のＲＡＣＨ遅延を所与のＬＰＴの長さに対応付ける。このテーブルの内容は基地局ごとに異なり、特に各基地局の無線環境に依存する。
【００５１】
実施の形態において、ＩＦＦＴ部５０６におけるＩＦＦＴ処理の後にウインドウ処理やフィルタリング処理を挿入してもよい、その場合、ＦＦＴ部５３０におけるＦＦＴ処理の前に対応するウインドウ処理やフィルタリング処理が挿入される。
【００５２】
実施の形態では、決定されたＣＱＩに基づいて変調の方式を決定したが、これに限られず、ＣＱＩを他の通信パラメータの設定や他の用途に用いてもよい。
【００５３】
実施の形態では、第１ユーザ端末１０６は変調の方式を基地局１０２に通知する場合を説明したが、これに限られず、例えば第１ユーザ端末１０６は決定されたＣＱＩを基地局１０２に通知してもよい。この場合、基地局１０２は受信したＣＱＩに基づいて変調／復調方式を決定し、決定された変調／復調方式を第１ユーザ端末１０６に通知してもよい。あるいはまた、基地局１０２が第１ユーザ端末１０６からの上りリンク信号の受信強度に基づいてＣＱＩを決定してもよい。
【００５４】
実施の形態において、ユーザ端末および基地局１０２はいずれも上述のＩＳＩを考慮したＣＱＩを決定する機能と、既存のＩＳＩを考慮しないＣＱＩを決定する機能と、を有してもよい。ユーザ端末は、自己の判断により、または基地局１０２からの指示に従い、上記二種類のＣＱＩのうちどちらを決定するか、または用いるか、を判定してもよい。基地局１０２についても同様である。
【００５５】
実施の形態において、ユーザ端末から基地局１０２へ、下りリンクで用いられるプリコーダ設定の集合を要求するメッセージが送信されてもよい。あるいはまた、基地局１０２からユーザ端末へ、上りリンクで用いられるプリコーダ設定の集合を指示するメッセージが送信されてもよい。あるいはまた、基地局１０２からユーザ端末へ、下りリンクで用いられるプリコーダ設定の集合を示すメッセージが送信されてもよい。これらのメッセージには、プリコーダ設定の集合そのものが含まれる代わりに、該集合に対応する参照用のコードブックインデックスが含まれる。コードブックはユーザ端末および基地局１０２の両方で共通かつ既知であり、それぞれに予め登録される。
【００５６】
プリコーダ設定の集合は、オーバヘッド比と、プリコーディング部５０２のブロックサイズと、ＬＰＴの長さと、を含む。図１０は、コードブック１８０の一例を示すデータ構造図である。コードブック１８０は、コードブックインデックスと、プリコーダ設定すなわち（オーバヘッド比、ブロックサイズ、ＬＰＴの長さ）の組と、を対応付けて保持する。ＺＴ−ＤＦＴ−Ｓの場合などのＬＰＴの長さが不要な場合、送信装置および受信装置においてコードブック１８０にあるＬＰＴの長さは無視される。
【符号の説明】
【００５７】
１００  通信システム、  １０２  基地局、  １０６  第１ユーザ端末、  １０８  第２ユーザ端末、  １１０  第３ユーザ端末。
【図１】
2018152773.tif 000013
【図２】
2018152773.tif 000014
【図３】
2018152773.tif 000015
【図４】
2018152773.tif 000016
【図５】
2018152773.tif 000017
【図６】
2018152773.tif 000018
【図７】
2018152773.tif 000019
【図８】
2018152773.tif 000020
【図９】
2018152773.tif 000021
【図１０】
2018152773.tif 000022