JP6947291B2 - 基地局、無線通信端末、無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、基地局、無線通信端末、無線通信システム、及び無線通信方法に関する。

近年、より高速かつ信頼性の高い次世代無線通信システムとして、第５世代移動通信システムの開発が進行しつつある。第５世代移動通信システムに対する要件として、例えば、無線サービスのブロードバンド化（ｅＭＢＢ：enhanced Mobile Broad Band）、超高信頼低遅延通信（ＵＲＬＬＣ：Ultra-Reliable and Low Latency Communications）、大量のマシン端末による通信（ｍＭＴＣ：massive Machine Type Communications）が挙げられる。これらの技術のうち、ＵＲＬＬＣは、低遅延のみならず高信頼の無線通信を実現することにより、自動運転、遠隔医療、産業機器、ＩｏＴ（Internet of Things）等への応用が期待されている。

ＵＲＬＬＣにおいて高信頼性を実現するには、例えば、送信電力を上げてＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を高くする手法、適応変調符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation Coding）によってＳＮＲ耐力を向上する手法、及び、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）による再送制御を行う手法が考えられる。これらの手法のうち、ＡＭＣについては、ＬＴＥ（Long Term Evolution）標準仕様（3Gpp TS36.213）においてＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）テーブルとして定義されている。

ＭＣＳテーブルには、ＭＣＳｉｎｄｅｘに対するModulation Order（変調多値数）及びＴＢＳ（Transport Block Size）ｉｎｄｅｘ（データサイズのｉｎｄｅｘ）が一意に定義されており、基地局は、無線伝搬状況に応じてＭＣＳｉｎｄｅｘを選択することにより適応変調符号化を行う。例えば、基地局は、無線電波状況が悪くＳＮＲが低い場合には小さなＭＣＳｉｎｄｅｘを選択し、ＳＮＲが高い場合には大きなＭＣＳｉｎｄｅｘを選択する。ＵＲＬＬＣでは、ＬＴＥよりも低いＳＮＲにおいても無線通信を高信頼化するために、従来よりもＳＮＲの低いＭＣＳｉｎｄｅｘを導入することが検討されている。

R1-1716501"Consideration on New MCS and CQI Table for NR"3GPP TSG-RAN WG1 NR Ad-Hoc#3, Nagoya, Japan, 18th−21st September 2017

ＨＡＲＱを適用するシステムにおいては、通信が成功したことを受信側（例えば、無線通信端末）から送信側（例えば、基地局）へ通知するＡＣＫ（Acknowledge）信号の通信品質が重要な意味を持つ。なぜなら、ダウンリンク通信（主信号の通信）が成功したにも拘らず、アップリンク通信のＡＣＫ信号の受信に失敗すれば、送信側は、ダウンリンク通信が失敗したと判断して再送を行うこととなり、スループットが低下してしまうからである。ここで、得られるスループットをＴ、あるＭＣＳにおける最大スループットをＴ_{ｍａｘ＿ｍｃｓ}、主信号のブロックエラーレートをＢＬＥＲ、主信号に対するＡＣＫ信号のエラーレートをＡＣＫ_ＢＥＲとすると、Ｔは次式により表すことができる。

Ｔ＝Ｔ_{ｍａｘ＿ｍｃｓ}×（１−（ＢＬＥＲ＋ＡＣＫ_ＢＥＲ））

上述した様な、ＵＲＬＬＣにおいて低いＳＮＲで通信を行う場合には、主信号の送信だけでなく、ＡＣＫ信号の返信についても失敗する可能性が高まる。ＡＣＫ信号の通信品質を向上するための手法として、例えば、送信電力をより高くすること、占有リソースをより増やすことが考えられる。しかしながら、固定的なリソース増加では、送信電力の限界あるいはリソース増加に伴うシステム効率の低下といった新たな問題が生じ得る。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、リソース利用効率を維持しつつ、ＡＣＫ信号の不達を抑制することのできる基地局、無線通信端末、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する基地局は、一つの態様において、第１決定部と、第２決定部と、受信部とを有する。前記第１決定部は、無線通信端末へ送信する信号の符号化及び変調方式を決定する。前記第２決定部は、前記信号に適用される符号化及び変調方式と、前記信号に対する応答信号の送信に用いるリソースとの関連付け情報を参照し、前記リソースを決定する。前記受信部は、前記リソースを用いて送信された前記応答信号を受信する。

本願の開示する基地局の一つの態様によれば、リソース利用効率を維持しつつ、ＡＣＫ信号の不達を抑制することができる。

図１は、実施例１に係る基地局の構成を示す図である。 図２は、実施例１に係るＬＵＴのデータ格納例を示す図である。 図３は、ＰＵＣＣＨにおいて、ＡＣＫ返信用の上り送信リソースが可変サイズであることを示す図である。 図４は、ＰＵＳＣＨにおいて、ＡＣＫ返信用の上り送信リソースが可変サイズであることを示す図である。 図５は、実施例１に係る無線通信端末の構成を示す図である。 図６は、無線通信システムの動作を説明するための図である。 図７は、ＡＣＫｉｎｄｅｘ定義を含むＬＵＴを各無線通信端末毎に個別に設定する場合のシグナリング例を示す図である。 図８は、実施例１に係る基地局の制御信号変調部によるリソース配置を説明するための図である。 図９は、実施例１に係る基地局の主信号変調部によるリソース配置を説明するための図である。 図１０は、式（５）及び式（６）に用いられる変数を説明するための図である。 図１１は、２５６ＱＡＭ適用の無い場合の実施例２に係るＬＵＴのデータ格納例を示す図である。 図１２は、２５６ＱＡＭ適用の有る場合の実施例２に係るＬＵＴのデータ格納例を示す図である。 図１３は、実施例２に係る基地局の制御信号変調部によるリソース配置を説明するための図である。 図１４は、実施例２に係る基地局の主信号変調部によるリソース配置を説明するための図である。 図１５は、式（８）及び式（９）に用いられる変数を説明するための図である。

以下に、本願の開示する基地局、無線通信端末、無線通信システム、及び無線通信方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例の記載により、本願の開示する基地局、無線通信端末、無線通信システム、及び無線通信方法が限定されるものではない。

まず、実施例１について説明する。図１は、実施例１に係る基地局１００の構成を示す図である。図１に示す様に、基地局１００は、受信アンテナ部１０１と無線受信部１０２とＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ復調復号部１０３とＡＮ判定部１０４とＨＡＲＱ制御バッファ部１０５と符号化部１０６と変調部１０７と無線送信部１０８と送信アンテナ部１０９とを有する。更に、基地局１００は、ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０とＬＵＴ（LookUp Table）１１１とＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２とＨＡＲＱプロセス（ｍ）ＭＣＳ記憶部１１３とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。

受信アンテナ部１０１は、アップリンク無線信号を受信する。無線受信部１０２は、周波数変換及びＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換を行う。ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ復調復号部１０３は、ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２により決定されたリソース情報を参照し、ＬＴＥ上り物理チャネル仕様に応じた復調及び復号を行う。ＡＮ判定部１０４は、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）またはＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）の復調復号結果がＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかを判定する。ＨＡＲＱ制御バッファ部１０５は、ＨＡＲＱによる再送制御を行う。符号化部１０６は、制御信号符号化部１０６ａと主信号符号化部１０６ｂとを有し、各々の信号に対し、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）及びＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）の符号化を行う。変調部１０７は、制御信号変調部１０７ａと主信号変調部１０７ｂとを有し、各々の信号に対し、ＰＤＣＣＨ及びＰＤＳＣＨの変調及びリソース配置を行う。無線送信部１０８は、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換及び周波数変換を行う。送信アンテナ部１０９は、ダウンリンク無線信号を送信する。

ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０は、無線通信端末２００から報告されるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）に応じて、ダウンリンクのデータサイズ、並びに、符号化及び変調の方式（ＤＬ−ＭＣＳ：Down Link−Modulation and Coding Scheme）を決定する。決定されたＤＬ−ＭＣＳは、ＤＣＩ（Downlink Control Information）の一部として、制御信号符号化部１０６ａにより符号化されたＰＤＣＣＨにより、無線通信端末２００へ送信される。

ＬＵＴ（LookUp Table）１１１は、基地局１００と無線通信端末２００との間で予め決められた共通のＭＣＳテーブルであり、ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２がリソース配置情報を決定する際に参照される。図２は、実施例１に係るＬＵＴ１１１のデータ格納例を示す図である。図２に示す様に、ＬＴＥシステムにおける主信号ＭＣＳテーブルを例に採ると、ＭＣＳｉｎｄｅｘ、Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｏｒｄｅｒ、及びＴＢＳｉｎｄｅｘに加えて、ＡＣＫｉｎｄｅｘが定義されている。これにより、下り主信号ＭＣＳに応じたＡＣＫｉｎｄｅｘの決定が可能となる。

図３は、ＰＵＣＣＨにおいて、ＡＣＫ返信用の上り送信リソースが可変サイズであることを示す図である。図４は、ＰＵＳＣＨにおいて、ＡＣＫ返信用の上り送信リソースが可変サイズであることを示す図である。図３及び図４では、ｘ軸に時間が規定され、ｙ軸に周波数が規定されている。ＬＴＥでの上りチャネルでは、無線通信端末２００は、ＵＬ−Ｇｒａｎｔ（ＰＵＳＣＨ）が無い場合は、ＰＵＣＣＨ上のリソース（例えば、ＰＵＣＣＨ＃１）を用いてＡＣＫ信号を返信するが、ＵＬ−Ｇｒａｎｔ（ＰＵＳＣＨ）が有る場合は、ＰＵＳＣＨ上のリソースを用いてＡＣＫ信号を返信する。図３に示す様に、ＰＵＣＣＨによりＡＣＫを返信する場合、ＰＵＣＣＨ上に、可変サイズのＡＣＫ用リソースＲ１〜Ｒ４が存在する。図４に示す様に、ＰＵＳＣＨによりＡＣＫを返信する場合、ＰＵＳＣＨ上に、可変サイズのＡＣＫ用リソースＲ５〜Ｒ８が存在する。

なお、ＡＣＫ信号のビット数に関し、例えば下りリンクでＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）−２ＣＷ（Code Word）通信をする場合は、無線通信端末２００は、ＣＷそれぞれのＡＣＫ信号として合計２ビットを返信する。別の例として、ＴＤＤ（Time Division Duplex）のコンフィグレーションによっては、無線通信端末２００は、複数のダウンリンクサブフレームの通信に対するＡＣＫ信号を、１つのアップリンクサブフレームにより返信する場合もある。この様に、ＭＩＭＯ、ＴＤＤによって、返信すべきＡＣＫ信号の数は変化するが、ＣＷ当たりのＡＣＫ信号は、何れの場合も１ビットとなる。

ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２は、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨの物理リソース情報を決定する。具体的には、ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を受信するＨＡＲＱプロセス番号のＤＬ−ＭＣＳを、ＨＡＲＱプロセス（ｍ）ＭＣＳ記憶部１１３から読み出した後、ＬＵＴ１１１を参照しながら、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨによりＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を受信するためのリソース配置情報（物理リソース配置及び符号化情報）を決定する。ＨＡＲＱプロセス（ｍ）ＭＣＳ記憶部１１３は、上記ＤＬ−ＭＣＳを、上記ＨＡＲＱプロセス番号別に記憶する。

図５は、実施例１に係る無線通信端末２００の構成を示す図である。図５に示す様に、無線通信端末２００は、受信アンテナ部２０１と無線受信部２０２とＰＤＳＣＨ復調復号部２０３とＣＱＩ測定部２０４とＡＮ判定部２０５と送信ＵＣＩ（Uplink Control Information）生成部２０６と符号化変調部２０７と送信電力制御部２０８と無線送信部２０９と送信アンテナ部２１０とを有する。更に、無線通信端末２００は、ＰＤＣＣＨ復調復号部２１１とＤＣＩ判定部２１２とＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３とＬＵＴ２１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。

受信アンテナ部２０１は、ダウンリンク無線信号を受信する。無線受信部２０２は、周波数変換及びＡ／Ｄ変換を行う。ＰＤＳＣＨ復調復号部２０３は、ＤＬ−ＭＣＳ、ＨＡＲＱ情報、及びリソース情報を用いて、ＰＤＳＣＨを復調及び復号する。ＣＱＩ測定部２０４は、受信信号から、ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio）及びチャネル容量を測定し、該測定の結果に基づいてＣＱＩを決定し、基地局１００からの指示に従って報告する。ＡＮ判定部２０５は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）検査により、ＰＤＳＣＨの復調復号結果がＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかを判定する。送信ＵＣＩ生成部２０６は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を符号化する。符号化変調部２０７は、制御信号符号化変調部２０７ａと主信号符号化変調部２０７ｂとを有し、各々の信号に対し、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨの変調、及び物理リソースへの配置を行う。送信電力制御部２０８は、例えば、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨによりＡＣＫ信号を送信するための電力を制御する。無線送信部２０９は、Ｄ／Ａ変換及び周波数変換を行う。送信アンテナ部２１０は、アップリンク無線信号を送信する。

ＰＤＣＣＨ復調復号部２１１は、端末識別子としてのＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier）により、ＰＤＣＣＨのブラインド検出を行う。ＤＣＩ判定部２１２は、上記ブラインド検出により自端末宛のＰＤＣＣＨが検出された場合、ＤＬ−ＭＣＳ、及びＨＡＲＱ情報を始めとする復調復号情報を解読する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３は、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨの物理リソース情報を決定する。具体的には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３は、自端末宛の受信したＤＣＩのＤＬ−ＭＣＳを用いて、ＬＵＴ２１４を参照し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信するＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨのリソース配置情報（物理リソース配置及び符号化情報）を決定する。ＬＵＴ２１４は、上述したＬＵＴ１１１と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

次に、基地局１００と無線通信端末２００とを含む無線通信システムの動作を説明する。

図６は、無線通信システムの動作（ＨＡＲＱシーケンス）を説明するための図である。Ｓ１では、無線通信端末２００の無線送信部２０９は、送信アンテナ部２１０を介して、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨにより、基地局１００へＣＱＩを報告する。

基地局１００のＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０は、アップリンクにて報告されるＣＱＩとＬＵＴ１１１とを用いて、ダウンリンクのＭＣＳを決定する（Ｓ２）。次に、ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０は、新規のＨＡＲＱプロセス（ｍ）を生成し（Ｓ３）、該ＨＡＲＱプロセス（ｍ）のダウンリンク送信があることを、ＰＤＣＣＨ（ＤＣＩ）により無線通信端末２００へ通知する（Ｓ４）。併せて、基地局１００は、ＰＤＳＣＨ（トラフィックデータ）も無線通信端末２００へ送信する（Ｓ５）。

上記ＰＤＣＣＨのＤＣＩには、ＰＤＳＣＨのトラフィックデータ（下り主信号）を復調及び復号するための情報としてのＭＣＳ、及びＨＡＲＱ送信回数を示す情報が含まれる。無線通信端末２００は、Ｓ４にて受信されたＤＣＩを解析し、上記ＭＣＳ及びＨＡＲＱ送信回数の各情報を参照して、Ｓ５にて受信されたトラフィックデータを復調及び復号する。なお、このときＨＡＲＱ送信回数が０（初送信）の場合は、復調データをそのまま復号し、０以外（再送信）の場合は、前回までの受信信号と今回の受信信号とをソフト合成してから復号を行う。

Ｓ６では、無線通信端末２００のＡＮ判定部２０５は、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いて、ＰＤＳＣＨの復号結果からＡＣＫ／ＮＡＣＫを判定する。次に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３は、ＬＵＴ２１４の参照により、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ返信用のリソースを決定する（Ｓ７）。その後、無線通信端末２００は、ビット繰返し等の符号化処理を実行し、ＣＷ当たり１ビットのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨにより、基地局１００に返信（ＵＣＩ送信）する（Ｓ８）。

例えば、ＬＵＴ２１４のＡＣＫｉｎｄｅｘが“１”の場合は、無線通信端末２００は、従来通り、ＰＵＣＣＨ＃１−１のみを利用してＵＣＩ送信を行うが、ＡＣＫｉｎｄｅｘが“２”の場合は、ＰＵＣＣＨ＃１−１及びＰＵＣＣＨ＃１−２を利用し、ＡＣＫビットを２回繰り返した符号化を行う。同様に、無線通信端末２００は、ＡＣＫｉｎｄｅｘが“３”の場合は、ＰＵＣＣＨ＃１−１、ＰＵＣＣＨ＃１−２、及びＰＵＣＣＨ＃１−３を利用し、ＡＣＫビットを３回繰り返した符号化を行う。

一方、基地局１００は、Ｓ３にて新規生成されたＨＡＲＱプロセス（ｍ）のＭＣＳを記憶しておき（Ｓ９）、該当する下り信号のＭＣＳに応じて、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が配置されるリソースを決定する（Ｓ１０）。基地局１００のＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ復調復号部１０３は、上記Ｓ８による返信を検知すると、ＡＣＫｉｎｄｅｘに応じた繰り返し数により軟判定値を合成し、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨの復調及び復号を行う（Ｓ１１）。

その後は、基地局１００は、ＨＡＲＱプロセス（ｍ）のＵＣＩ判定により、新規送信または再送信を選択する。すなわち、基地局１００は、上りチャネルのＵＣＩを解析し、該解析結果が、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸの何れであるかを判定する（Ｓ１２）。ＡＣＫの場合には、基地局１００は、Ｓ３と同様に、新規のＨＡＲＱプロセス（ｍ）を生成し（Ｓ１３）、ＮＡＣＫ／ＤＴＸの場合には、Ｓ３で生成されたＨＡＲＱプロセス（ｍ）の通信が失敗したと判断して、ＨＡＲＱプロセス（ｍ）を再送する（Ｓ１４）。以降、基地局１００のＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０は、上記Ｓ４と同様に、上記ＨＡＲＱプロセス（ｍ）のダウンリンク送信があることを、ＰＤＣＣＨ（ＤＣＩ）により無線通信端末２００へ通知する（Ｓ１５）。そして、基地局１００は、上記Ｓ５と同様に、ＰＤＳＣＨ（トラフィックデータ）も無線通信端末２００へ送信する（Ｓ１６）。

なお、無線通信端末２００は、ＰＵＳＣＨを用いたＡＣＫ返信時は、下り主信号のＤＬ−ＭＣＳではなく、上り信号のスケジューリングにより決定されたＵＬ−ＭＣＳ（Up Link−Modulation and Coding Scheme）を用いて、ＬＵＴ２１４から、ＡＣＫｉｎｄｅｘを決定してもよい。

また、基地局１００は、ＬＵＴ１１１が上述したＡＣＫｉｎｄｅｘ定義を含むことをシステム情報としてセル内に報知してもよいし、各無線通信端末２００毎に個別に設定してもよい。図７は、ＡＣＫｉｎｄｅｘ定義を含むＬＵＴ１１１を各無線通信端末２００毎に個別に設定する場合のシグナリング例を示す図である。

Ｓ２１では、基地局１００は、RRC Connection Reconfigurationとして、ＬＵＴ１１１を、無線通信端末２００宛に送信する。Ｓ２２では、無線通信端末２００は、Ｓ２１にて送信されたＬＵＴ１１１を、上記Ｓ７における使用リソースの決定に際しての参照テーブル（ＭＣＳテーブル）として選択する。そして、無線通信端末２００は、RRC Connection Reconfiguration Completeを基地局１００へ返信する（Ｓ２３）。

次に、実施例１におけるリソース配置処理について、より詳細に説明する。図８は、実施例１に係る基地局１００の制御信号変調部１０７ａによるリソース配置を説明するための図である。図８に示す様に、リソース配置ｍ_ｋは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫリソース番号をｋ（ｋ＝１、２、・・・、ＡＣＫ_{ｉｎｄｅｘ}）とすると、許容される最大リソース数Ｋ_ｍａｘ、及び、従来の手法（3Gpp TS36.211 v15.0.0）により計算したリソース番号ｍを用いて、次式（１）により計算可能である。

ｍ_ｋ＝（ｍ＋ｋ−１）ｍｏｄ Ｋ_ｍａｘ ・・・（１）

また、Ｋ_ｍａｘは、次式（２）に示す様に、ＭＣＳテーブルに定義するＡＣＫ_{ｉｎｄｅｘ}の最大値の２倍に等しい。

Ｋ_ｍａｘ＝２×ＡＣＫ_{ｉｎｄｅｘ}＿ＭＡＸ ・・・（２）

なお、図３及び図４に例示したＡＣＫリソースマップでは、ＡＣＫ_{ｉｎｄｅｘＭＡＸ}＝４となる。

基地局１００は、符号化後のＰＵＣＣＨシンボルをＺ（ｉ）として、図８に示す手順により、ＲＥ（Resource Element）の配置処理（マッピング）を実行する。図８に示す様に、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＝１の場合（Ｔ１；Ｙｅｓ）には、リソース増加が無いため（Ｔ２）、基地局１００は、図８にも示す次式（３）に従った従来の配置処理を実行する（Ｔ３）。

これに対し、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＞１の場合（Ｔ１；Ｎｏ）には、基地局１００は、リソース増加のためのリソース計算を実行した後（Ｔ４）、図８にも示す次式（４）に従った新たな配置処理を実行する（Ｔ５）。

なお、ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ復調復号部１０３によるＲＥ配置処理は、制御信号変調部１０７ａによるＲＥ配置処理と同様である。

図９は、実施例１に係る基地局１００の主信号変調部１０７ｂによるリソース配置を説明するための図である。基地局１００は、ＵＬ−ＳＣＨ（Up Link−Shared CHannel）符号化において、送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のビット数をＯ_ＡＣＫとし、送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫの変調シンボル数をＱ’とすると、図９に示す手順により、ＲＥの配置処理を実行する。図９に示す様に、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＝１の場合（Ｔ１１；Ｙｅｓ）には、リソース増加が無いため（Ｔ１２）、基地局１００は、図９にも示す次式（５）に従ったＵＬ−ＳＣＨ符号化処理により、変調シンボル数を決定する（Ｔ１３）。そして、基地局１００は、決定されたシンボル数により主信号を変調し（Ｔ１４）、ＲＥ配置処理を実行する（Ｔ１５）。

一方、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＞１の場合（Ｔ１１；Ｎｏ）には、基地局１００は、リソース増加のためのリソース計算を実行した後（Ｔ１６）、図９にも示す次式（６）に従ったＵＬ−ＳＣＨ符号化処理により、変調シンボル数を決定する（Ｔ１７）。そして、基地局１００は、決定されたシンボル数により主信号を変調し（Ｔ１８）、ＲＥ配置処理を実行する（Ｔ１９）。

図１０は、式（５）及び式（６）に用いられる変数を説明するための図である。図１０において、ＰＵＣＳＨ初回送信のｓｕｂｆｒａｍｅ先頭シンボルの有無に関し、“１”は有りを示し、“０”は無しを示す。同様に、ＰＵＣＳＨ初回送信のｓｕｂｆｒａｍｅ最終シンボルの有無に関し、“１”は有りを示し、“０”は無しを示す。

以上説明した様に、実施例１に係る無線通信システムは、基地局１００と無線通信端末２００との間で、ＨＡＲＱ及びＡＭＣを適用して無線通信を行う。基地局１００は、ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０とＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２と無線受信部１０２とを有する。ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０は、無線通信端末２００へ送信する下り方向の主信号の符号化及び変調方式（ＭＣＳ）を決定する。ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２は、ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０により決定された符号化及び変調方式に応じて、上記主信号に対する応答信号（ＡＣＫ）を受信するためのリソース（例えば、ＰＵＣＣＨのサイズ、配置、数）を可変的に決定する。無線受信部１０２は、ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２により決定されたリソースを用いて、上記応答信号を受信する。無線通信端末２００は、無線受信部２０２とＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３と無線送信部２０９とを有する。無線受信部２０２は、ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０により決定された符号化及び変調方式を受信する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３は、無線受信部２０２により受信された符号化及び変調方式に応じて、上記応答信号（ＡＣＫ）を送信するためのリソース（例えば、ＰＵＣＣＨのサイズ、配置、数）を可変的に決定する。無線送信部２０９は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部２１３により決定されたリソースを用いて、上記応答信号を送信する。

より具体的には、基地局１００は、無線通信端末２００へ送信する信号の符号化及び変調方式（ＭＣＳ）を決定し、上記信号に適用される符号化及び変調方式と、上記信号に対する応答信号（ＡＣＫ）の送信に用いるリソースとの関連付け情報（ＬＵＴ１１１）を参照し、上記リソースを決定し、上記リソースを用いて、無線通信端末２００から送信された上記応答信号を受信する。また、無線通信端末２００は、決定された符号化及び変調方式に関する情報を受信し、受信された符号化及び変調方式に対する応答信号の送信に用いるリソースの関連付け情報を参照し、上記リソースを決定し、該リソースを用いて、上記応答信号を基地局１００に送信する。

上述した様に、本実施例に係る無線通信システムにおいては、ＵＬチャネルにより返信するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のリソース数及びビット繰り返し符号化数が、該当するＰＤＳＣＨのＭＣＳに関連付けられている。これにより、基地局１００は、ＰＤＳＣＨのＭＣＳにより、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨのリソース割り当てを動的に制御する。換言すれば、基地局１００は、低ＳＮＲ時にＡＣＫ返信を行う際に、下り主信号のＭＣＳ状況から、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ返信用のリソースサイズを適応的に決定し、ＡＣＫビットの繰り返し符号化数（ＡＣＫｉｎｄｅｘ）を選択する。これにより、固定的なリソース増加に対して、リソース利用効率を高く維持しつつ、ＡＣＫ受信品質を向上させることができる。その結果、ＡＣＫ信号の不達は、抑制される。

基地局１００において、無線受信部１０２は、無線通信端末２００から報告される無線品質情報（ＣＱＩ）を受信する。ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部１１０は、上記無線品質情報（ＣＱＩ）に応じて、上記符号化及び変調方式を決定することも可能である。これにより、基地局１００は、無線通信端末２００の通信環境に合わせて、ＡＣＫ信号を受信するためのリソースを適確かつ高精度に決定することができる。

基地局１００において、ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２は、上記応答信号の送信リソース数、及び、上記応答信号のビット（ＡＣＫビット）の繰り返し符号化数（ＡＣＫｉｎｄｅｘ）を制御することにより、上記リソースを決定するものとしてもよい。これにより、基地局１００は、無線通信端末２００から基地局１００にＡＣＫ信号を確実に到達させるためのリソースを、過不足無く適確に決定することができる。

また、本実施例に係る無線通信方法では、無線装置である基地局１００が他の無線装置である無線通信端末２００に送信する信号に適用される符号化及び変調方式と、上記信号に対する応答信号の送信に使用されるリソースとが関連付けられる。

次に、実施例２について説明する。実施例２における無線通信システムの構成は、上述した実施例１における無線通信システムの構成と同様である。また、実施例２における基地局、無線通信端末の各構成は、図１に示した実施例１における基地局１００、無線通信端末２００の各構成と同様である。従って、実施例２では、実施例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。実施例２が実施例１と主に異なる点は、無線通信方式である。具体的には、実施例１では、本実施例に係る技術を適用する対象としてＬＴＥを想定して説明したが、実施例２では、ＮＲ（New Radio）を想定する。

実施例２において、基地局１００と無線通信端末２００とは、予め決められた共通のＬＵＴ１１１ａ、１１１ｂをそれぞれ有する。ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２は、これらのＬＵＴ１１１ａ、１１１ｂを参照して、下り主信号のＭＣＳに適したＡＣＫｉｎｄｅｘを特定する。図１１は、２５６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）適用の無い場合の実施例２に係るＬＵＴ１１１ａのデータ格納例を示す図である。図１１に示す様に、ＮＲシステムにおける主信号ＭＣＳテーブルを例に採ると、ＭＣＳｉｎｄｅｘ、Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｏｒｄｅｒ、Ｔａｒｇｅｔ ｃｏｄｅ Ｒａｔｅ、及びＳｐｅｃｔｒａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙに加えて、ＡＣＫｉｎｄｅｘが定義されている。これにより、ＮＲを適用した場合でも、下り主信号ＭＣＳに応じたＡＣＫｉｎｄｅｘの決定が可能となる。

図１２は、２５６ＱＡＭ適用の有る場合の実施例２に係るＬＵＴ１１１ｂのデータ格納例を示す図である。図１２に示す様に、２５６ＱＡＭ適用の有る場合のテーブル構成についても、２５６ＱＡＭ適用の無い場合と同様であるが、各フィールドに格納されるＴａｒｇｅｔ ｃｏｄｅ Ｒａｔｅ、及びＳｐｅｃｔｒａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ等の数値が高くなる。

次に、実施例２の動作を説明する。実施例２の動作は、図６及び図７を参照して説明した実施例１に係る無線通信システムの動作と同様であるため、詳細な説明は省略し、以下、実施例２におけるリソース配置処理について、より詳細に説明する。図１３は、実施例２に係る基地局１００の制御信号変調部１０７ａによるリソース配置を説明するための図である。図１３に示す処理は、図８に示した処理と基本的な流れが同様であるので、詳細な説明は省略するが、低ＳＮＲのＵＲＬＬＣでは、小ブロックＵＣＩの利用が想定され、ＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ０が利用される。

ＰＵＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ０のリソース配置は、図１３に示す様に、上位レイヤシグナリングにより、以下のパラメータを用いて指定される。
ＰＵＣＣＨ−ｒｅｓｏｕｒｃｅ−ｃｏｎｆｉｇ−ＰＦ０（3Gpp TS38.213 v15.0.0）
ＰＵＣＣＨ−ｓｔａｒｔｉｎｇ−ＰＲＢ（Physical Resource Brock）：ＰＲＢ位置（スタート時）
ＰＵＣＣＨ−２ｎｄ−ｈｏｐ−ＰＲＢ：ＰＲＢ位置（ホッピング時）
ＰＵＣＣＨ−Ｆ０−Ｆ２−ｓｔａｒｔｉｎｇ ｓｙｍｂｏｌ：シンボル開始位置
ＰＵＣＣＨ−Ｆ０−Ｆ２−ｎｕｍｂｅｒ−ｏｆ−ｓｙｍｂｏｌｓ：シンボル数

ここで、上記シンボル数にＡＣＫ_{ｉｎｄｅｘ}を適用すると、シンボル数Ｎ_ｓｙｍｂは、次式（７）により算出可能である。

基地局１００は、符号化後のＰＵＣＣＨシンボルをＺ（ｉ）として、図１３に示す手順により、ＲＥの配置処理（マッピング）を実行する。図１３に示す様に、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＝１の場合（Ｔ２１；Ｙｅｓ）には、リソース増加が無いため（Ｔ２２）、基地局１００は、従来の配置処理を実行する（Ｔ２３）。これに対し、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＞１の場合（Ｔ２１；Ｎｏ）には、基地局１００は、上記式（７）を用いて、リソース増加のためのリソース計算を実行した後（Ｔ２４）、上記各パラメータを用いた新たな配置処理を実行する（Ｔ２５）。

なお、ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ復調復号部１０３によるＲＥ配置処理は、制御信号変調部１０７ａによるＲＥ配置処理と同様である。

図１４は、実施例２に係る基地局１００の主信号変調部１０７ｂによるリソース配置を説明するための図である。基地局１００は、ＵＬ−ＳＣＨ符号化において、送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のビット数をＯ_ＡＣＫとし、送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫの変調シンボル数をＱ’とすると、図１４に示す手順により、ＲＥの配置処理を実行する。図１４に示す様に、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＝１の場合（Ｔ３１；Ｙｅｓ）には、リソース増加が無いため（Ｔ３２）、基地局１００は、図１４にも示す次式（８）に従ったＵＬ−ＳＣＨ符号化処理により、変調シンボル数を決定する（Ｔ３３）。そして、基地局１００は、決定されたシンボル数により主信号を変調し（Ｔ３４）、ＲＥ配置処理を実行する（Ｔ３５）。

一方、ＡＣＫｉｎｄｅｘ＞１の場合（Ｔ３１；Ｎｏ）には、基地局１００は、リソース増加のためのリソース計算を実行した後（Ｔ３６）、図１４にも示す次式（９）に従ったＵＬ−ＳＣＨ符号化処理により、変調シンボル数を決定する（Ｔ３７）。そして、基地局１００は、決定されたシンボル数により主信号を変調し（Ｔ３８）、ＲＥ配置処理を実行する（Ｔ３９）。

図１５は、式（８）及び式（９）に用いられる変数を説明するための図である。式（８）及び式（９）の内、式（８）は、従来の計算式（3Gpp TS38.212 v15.0.0）である。Ｌは、図１５に示す通りＣＲＣビット数を表すが、低ＳＮＲのＵＲＬＬＣでは、小ブロックＵＣＩの利用が想定されるため、上記式（８）及び式（９）において、Ｌ＝０となる。

上述した様に、実施例２に係る基地局１００は、無線通信端末２００との間で、ＮＲにより無線通信（例えば、主信号の送信、及びＡＣＫ信号の受信）を行う。従って、ＡＣＫ信号の送受信に際してのリソース（例えば、ＰＵＣＣＨ）可変制御技術を、ＬＴＥ等の既存の無線通信方式に限らず、５Ｇ（Generation）の無線通信方式に対しても適用することができる。

上記各実施例では、無線品質の判断指標として、ＣＱＩ、ＳＮＲを用いたが、これらの情報に限らず、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）、ＲＳＣＰ（Received Signal Code Power）、あるいは、ＦＥＲ（Frame Error Rate）等のリンク状態に関する情報であってもよい。また、上記各実施例では、無線通信端末２００として、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の無線通信端末を想定して説明したが、本発明は、無線通信端末に限らず、ＡＣＫへのリソース割り当ての可能な様々な通信機器に対して適用可能である。

基地局１００及び無線通信端末２００の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状態等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、制御信号符号化部１０６ａと主信号符号化部１０６ｂ、あるいは、制御信号符号化変調部２０７ａと主信号符号化変調部２０７ｂをそれぞれ１つの構成要素として統合してもよい。反対に、例えば、基地局１００のＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部１１２に関し、ＡＣＫ受信用のリソースを決定する部分と、ＡＣＫビットの繰り返し符号化数（ＡＣＫｉｎｄｅｘ）を選択する部分とに分散してもよい。更に、ＨＡＲＱプロセス（ｍ）ＭＣＳ記憶部１１３を基地局１００の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。

１００ 基地局
１０１ 受信アンテナ部
１０２ 無線受信部
１０３ ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨ復調復号部
１０４ ＡＮ判定部
１０５ ＨＡＲＱ制御バッファ部
１０６ 符号化部
１０６ａ 制御信号符号化部
１０６ｂ 主信号符号化部
１０７ 変調部
１０７ａ 制御信号変調部
１０７ｂ 主信号変調部
１０８ 無線送信部
１０９ 送信アンテナ部
１１０ ＰＤＳＣＨ／ＭＣＳ制御部
１１１ ＬＵＴ
１１１ａ ２５６ＱＡＭ適用の無いＬＵＴ
１１１ｂ ２５６ＱＡＭ適用の有るＬＵＴ
１１２ ＡＣＫ受信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部
１１３ ＨＡＲＱプロセス（ｍ）ＭＣＳ記憶部
２００ 無線通信端末
２０１ 受信アンテナ部
２０２ 無線受信部
２０３ ＰＤＳＣＨ復調復号部
２０４ ＣＱＩ測定部
２０５ ＡＮ判定部
２０６ 送信ＵＣＩ生成部
２０７ 符号化変調部
２０７ａ 制御信号符号化変調部
２０７ｂ 主信号符号化変調部
２０８ 送信電力制御部
２０９ 無線送信部
２１０ 送信アンテナ部
２１１ ＰＤＣＣＨ復調復号部
２１２ ＤＣＩ判定部
２１３ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信ＭＣＳ−ＡＣＫｉｎｄｅｘ判定部
２１４ ＬＵＴ
Ｒ１〜Ｒ４ ＰＵＣＣＨ上の可変ＡＣＫリソース
Ｒ５〜Ｒ８ ＰＵＳＣＨ上の可変ＡＣＫリソース

Claims (7)

1. 無線通信端末へ送信する信号の符号化及び変調方式を決定する第１決定部と、
   前記信号に適用される符号化及び変調方式と、前記信号に対する応答信号の送信に用いるリソースとの関連付け情報を参照し、前記リソースを決定する第２決定部と、
   前記リソースを用いて送信された前記応答信号を受信する受信部と
   を有し、
   前記応答信号のリソース数及びビット繰り返し符号化数が、該当する下りデータチャネルの符号化及び変調方式に関連付けられ、
   前記第２決定部は、前記下りデータチャネルの符号化及び変調方式により、上り物理リソース情報チャネルのリソース割り当てを動的に制御することを特徴とする基地局。
2. 前記受信部は、無線通信端末から無線品質情報を受信し、
   前記第１決定部は、前記無線品質情報に応じて、前記符号化及び変調方式を決定することが可能なことを特徴とする請求項１記載の基地局。
3. 前記第２決定部は、前記応答信号の送信リソース数を制御することにより、前記リソースを決定することを特徴とする請求項１記載の基地局。
4. 前記無線通信端末との間で、ＮＲ（New Radio）により、前記信号の送信、及び前記応答信号の受信を行うことを特徴とする請求項１記載の基地局。
5. 基地局の送信する信号に適用された符号化及び変調方式に関する情報を受信する受信部と、
   前記信号に適用される符号化及び変調方式と、前記信号に対する応答信号の送信に用いるリソースとの関連付け情報を参照し、前記リソースを決定する決定部と、
   前記リソースを用いて、前記応答信号を送信する送信部と
   を有し、
   前記応答信号のリソース数及びビット繰り返し符号化数が、該当する下りデータチャネルの符号化及び変調方式に関連付けられ、
   前記基地局の決定部は、前記下りデータチャネルの符号化及び変調方式により、上り物理リソース情報チャネルのリソース割り当てを動的に制御することを特徴とする無線通信端末。
6. 基地局と無線通信端末との間で無線通信を行う無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記無線通信端末へ送信する信号の符号化及び変調方式を決定する第１決定部と、
   前記信号に適用される符号化及び変調方式と、前記信号に対する応答信号の送信に用いるリソースとの関連付け情報を参照し、前記リソースを決定する第２決定部と、
   前記リソースを用いて、前記無線通信端末から送信された前記応答信号を受信する第１受信部とを有し、
   前記応答信号のリソース数及びビット繰り返し符号化数が、該当する下りデータチャネルの符号化及び変調方式に関連付けられ、
   前記第２決定部は、前記下りデータチャネルの符号化及び変調方式により、上り物理リソース情報チャネルのリソース割り当てを動的に制御し、
   前記無線通信端末は、
   前記第１決定部により決定された符号化及び変調方式に関する情報を受信する第２受信部と、
   前記第２受信部により受信された符号化及び変調方式に対する応答信号の送信に用いるリソースの関連付け情報を参照し、前記リソースを決定する第３決定部と、
   前記リソースを用いて、前記応答信号を前記基地局に送信する送信部と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
7. 基地局が、
   無線通信端末へ送信する信号の符号化及び変調方式を決定し、
   前記信号に適用される符号化及び変調方式と、前記信号に対する応答信号の送信に用いるリソースとの関連付け情報を参照し、前記リソースを決定し、
   前記リソースを用いて送信された前記応答信号を受信し、
   前記応答信号のリソース数及びビット繰り返し符号化数が、該当する下りデータチャネルの符号化及び変調方式に関連付けられ、
   前記下りデータチャネルの符号化及び変調方式により、上り物理リソース情報チャネルのリソース割り当てを動的に制御することを特徴とする無線通信方法。

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