JP7667055B2 - 送信制御方法、及び情報処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、送信制御方法、及び情報処理装置に関する。

移動通信の標準化団体３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）では、リリース１７における議題の一つとして、Coverage enhancement （通信範囲の拡張）が設定
されている。会議では、基地局からの距離によらず、基地局－端末間の伝搬損失が大きい場合でも、所望の通信要件を満たす通信を実現するための技術が検討されている。

本開示に係る背景技術としては、例えば、同一信号の連送を行い、受信局で同一信号の積分を行い、受信局での信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の改善を図る技術がある（例えば、非特許文献１）。また、基地局に非直交多元接続（Non-orthogonal Multiple Access：ＮＯＭＡ）された複数の端末が同一の周波数帯を用いて同一の時間帯にデータを送信可能な技術がある（例えば、非特許文献２）。

3GPP TR 38.830、Study on NR coverage enhancements (Release 17)、2020 年12月 M. Moriyama, T. Takizawa, M. Oodo, H. Tezuka, and F. Kojima, "Experimental Evaluation of a Novel Up-link NOMA System for IoT communication Equipping Repetition Transmission and Receive Diversity," IEICE Trans. Commun., Vol.E102 -B, No.8, pp1467-1476

本開示は、連送を行う送信局に対して好適な遅延制御を可能とする技術を提供することを目的とする。

本開示の態様の一つは、無線通信相手の受信局と非直交多元接続される複数の送信局であって、夫々が連送により所定の周期で所定回数連続して同一の信号を前記受信局に送信可能な複数の送信局の送信制御方法であって、情報処理装置が、前記複数の送信局の夫々が前記連送に用いる符号語長を示す情報を取得することと、送信局間に要求される、受信局における受信電力差を確保可能な送信電力を前記符号語長が短いほど受信局における受信電力が高くなるように前記複数の送信局の夫々に割り当てることとを実行する送信制御方法である。

本開示の他の態様の一つは、制御部を含み、前記制御部が、無線通信相手の受信局と非直交多元接続される複数の送信局であって、夫々が連送により所定の周期で所定回数連続して同一の信号を前記受信局に送信可能な複数の送信局に関して、前記複数の送信局の夫々が前記連送に用いる符号語長を示す情報を取得することと、送信局間に要求される、受信局における受信電力差を確保可能な送信電力を前記符号語長が短いほど高くなるように前記複数の送信局の夫々に割り当てることとを実行する情報処理装置である。

本開示の他の態様の一つは、無線通信相手の受信局と非直交多元接続される複数の送信局であって、夫々が連送により所定の周期で所定回数連続して同一の信号を前記受信局に
送信可能な複数の送信局に含まれる第１の送信局の送信制御方法であって、前記第１の送信局が、前記連送に用いる符号語長を前記受信局へ送信することと、前記符号語長に基づいて割り当てられた前記連送に用いる送信電力を示す情報を受信することと、前記送信電力を用いて前記連送を行うことと、を実行する送信制御方法である。

本開示の他の態様は、上記した複数の送信局と受信局とを含む無線通信システム、コンピュータを上記した、送信局、受信局、又は情報処理装置として動作させるプログラム、当該プログラムを記録した非一時的記憶媒体などを含み得る。

本開示によれば、連送を行う送信局に対して好適な遅延制御が可能となる。

図１Ａは、無線通信システムの第１の構成例を示す図であり、図１Ｂは、無線通信システムの第２の構成例を示す図である。 図２は、無線通信システムに適用される無線フレームの例を示す図である。 図３は、電力多重、及び干渉抑圧・除去技術(Interference suppression and cancellation techniques)の説明図である。 図４は、無線通信システムにおける連送の一例を示す図である。 図５は、基地局及び端末のハードウェア構成例を示す図である。 図６は、端末の構成例を示すブロック図である。 図７は、基地局の構成例を示すブロック図である。 図８は、基地局における処理例を示すフローチャートである。 図９は、図８におけるステップＳ００１の詳細を例示するフローチャートである。 図１０は、図８におけるステップＳ００２の詳細を示すフローチャートである。 図１１は、図１０におけるステップＳ０２１の詳細を示すフローチャートである。 図１２は、無線通信システムにおいて実行される、改良された連送の一例を示す図である。 図１３は、連送に係る実験例を示す図である。

＜無線通信システムの構成＞
図１は、実施形態に係る無線通信システムの第１の構成例を示す図である。図１Ｂは、無線通信システムの第２の構成例を示す図である。第１の構成例に係る無線通信システムは、基地局１と、基地局１との間で無線により通信する複数の端末２（＃０～＃Ｋ－１、Ｋは０を含む自然数）を含む。基地局１は、受信局の一例であり、複数の端末２は、複数の送信局の一例である。

複数の端末２の夫々は、ＵＥ（User Equipment）と呼ばれる。複数の端末２の夫々は、アンテナ２０と、アンテナ２０と接続された無線機２ａと、無線機２ａと接続された制御装置２ｂとを含む。制御装置２ｂは、センサ３などからデータを取得（受信）する。また、制御装置２ｂは、データ信号或いは制御信号の基地局１への送信、或いは、基地局１からの制御信号などの受信のために、無線機２ａを制御する。無線機２ａは、データ信号及び制御信号などを含む送信対象の信号を無線信号に変換してアンテナ２０から放射（送信）する。また、無線局２ａは、アンテナ２０から受信された無線信号を制御装置２ｂで扱い可能な信号形式に変換する。アンテナ２０の本数は、１でも２以上でもよい。端末２が２以上のアンテナを有し、基地局１との間でＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-ou
tput）通信が行われてもよい。

基地局１は、１又は２以上のアンテナ１０と、アンテナ１０と接続された無線機１ａと、無線機１ａと接続された制御装置１ｂとを含む。無線機１ａ及び制御装置１ｂは、無線機２ａ及び制御装置２ｂと同様の機能を有する。制御装置２ｂは、端末２から受信したデータをサーバ４等に送信することができる。制御装置１ｂは、情報処理装置（コンピュータ）の一例である。なお、情報処理装置は、基地局１に含まれていてもよく、基地局１と異なる（基地局１から独立した）端末装置（サーバなど）であってもよい。すなわち、サーバなどの端末装置が、複数の端末２に対する連送回数及び各回において使用する送信電力を算出し、各端末２に通知（送信）する構成を有していてもよい。

無線通信システムによれば、例えば、複数の端末２の夫々でセンサ３から取得されるデータ（ＩｏＴ（Internet of Things）データなど）を基地局１経由でサーバ４に蓄積することができる。また、サーバ４からのデータを基地局１経由で複数の端末２の夫々に送信することもできる。端末２は、固定端末でも移動端末であってもよい。移動端末は、携帯端末であっても車載端末であってもよい。車載端末は、車両に乗せられた端末であっても、車両に据え付けられた端末であってもよい。

なお、図１Ｂの第２の構成例に示すように、基地局１の代わりに、２以上の分散基地局と、制御装置１ｂとを有する基地局１Ａが適用されてもよい。分散基地局は、アンテナ１０及び無線機１ａを有し、ＲＲＨ(Remote Radio Head：無線部)と呼ばれる。２以上の分
散基地局が接続される制御装置１ｂは、ＢＢＵ（Base Band Unit：信号処理部）と呼ばれる。以下の説明では、第１の構成例を有する基地局１について説明する。

第１及び第２の構成例において、基地局１と複数の端末２の夫々とは、下り回線（ダウンリンク：ＤＬ）と、上り回線（アップリンク：ＵＬ）とを用いて通信（信号の送受信）を行う。ＤＬは、基地局１から端末２へ向かう回線であり、制御信号の送信（通知）に使用される制御チャネル（制御ＣＨ）を含む。一方、ＵＬは、端末２から基地局１へ向かう回線であり、制御ＣＨと、データ（ユーザデータ）の送信に使用される共用チャネル（共用ＣＨ）とを含む。共用ＣＨはデータチャネルとも呼ばれる。

＜無線フレーム＞
ＵＬの信号、及びＤＬの信号は、時分割多重によって割り当てられた時間領域を用いて送信される。図２は、無線通信システムに適用される無線フレームの例を示す図である。図２において、無線フレームは、所定の時間長を有する。無線フレーム長は、５Ｇでは１０ｍｓであるが、１０ｍｓより短くても長くてもよい。また、無線フレームは、複数個のサブフレームに分割される。５Ｇでは、サブフレーム長が１ｍｓに規定され、無線フレームが１０個のサブフレームに分割される。但し、サブフレーム長及び分割数は５Ｇの例に制限されない。サブフレームは、さらに２つ以上のスロット（スロット長：５００μｍ）に分割されてもよい。図２に示すように、無線フレームの各サブフレームは、ＤＬ又はＵＬに割り当てられる。図２の例では、１つのＤＬに４つのＵＬが続くように、ＤＬ及びＵＬの割り当てがなされている。但し、このような割り当ては変更可能である。また、ＵＬが割り当てられたサブフレームにおけるスロットは、等分され、前半部分にリファレンス信号（ＲＳ）がマッピングされ、後半部分にデータ信号（ＤＳ）がマッピングされている。但し、１スロットにおけるリファレンス信号及びデータ信号の配置は適宜変更可能である。

リファレンス信号は、受信局（基地局１）で既知の信号であり、無線信号のチャネル（伝搬路、或いは通信路と呼ばれる）推定に使用される。データ信号は、ユーザデータが所定のＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme：変調・符号化率)に従って変調及び符号化さ
れた信号である。

＜無線通信システムの特徴＞
無線通信システムでは、データ信号のアップリンク通信において、以下のような特徴を有する。第１に、本実施形態における無線通信システムでは、コンフィギュアドグラント（ＣＧ）が採用されている。図２に示したように、ＵＬ通信において、ＣＧとして利用可能な周波数チャネル及びスロットを事前に端末２に通知しておき、端末２毎に異なるリファレンス信号が用意され、リファレンス信号をペイロードであるデータ信号とともに送信することで、ＣＧを実現している。ＣＧにより、通信の許可であるグラントを基地局から端末が取得する手続きに伴う通信遅延をなくすことができる。

第２に、無線通信システムでは、非直交多元接続により、複数の端末２から同一の周波数領域及び同一の時間領域（スロット）を用いて無線信号（リファレンス信号及びデータ信号）が送信される。このとき、基地局１において、端末２間で所望の受信電力差が生じるように、各端末２は、基地局１から指定された送信電力で無線信号の送信を行う。ＮＯＭＡにより、信号送信の待ち時間を減少させることができる。但し、基地局１において、各端末２からの端末間干渉の抑圧及び除去が必要となる。

図３は、電力多重、及び干渉抑圧・除去技術の説明図である。図３における左側の図は、複数の端末２の例である端末Ａ、端末Ｂ及び端末Ｃから送信された無線信号の基地局１における受信電力を模式的に示す。この例では、端末Ａ、Ｂ及びＣから受信されたデータ信号は、基地局１の受信電力で重畳された状態（重畳信号）となっている。そして、端末Ａの受信電力と端末Ｂの受信電力の電力差Ｄ１、端末Ｂの受信電力と端末Ｃの受信電力との電力差Ｄ２の夫々は、好適な干渉抑圧・除去のために要求される、基地局１における端末２間の受信電力差（要求電力差ΔＰ）以上である。

基地局１は、リファレンス信号に基づく伝搬路特性を求め、この伝搬路特性を用いて重畳信号に対する復調及び復号を行うことで、端末Ａからのデータを得ることができる。なお、上述したＣＧ、ＮＯＭＡを用いたＵＬ通信、及び干渉抑圧・除去技術（ＳＩＣなど）を含む無線通信システムを本願発明者はＳＴＡＢＬＥ（Simultaneous Transmission Access Boosting Low-latEncy）と呼んでいる。但し、本願に係る送信（連送）制御方法は、
ＳＴＡＢＬＥ以外のＮＯＭＡを適用する無線通信システムに適用可能である。

重畳信号から端末Ａの信号の干渉抑圧・除去を行うアルゴリズムとして、逐次型干渉抑圧・除去（Successive Interference Cancellation:ＳＩＣ）アルゴリズムが使用される
。ＳＩＣは、受信信号強度(Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）の大きい
順に１端末ずつ逐次的に信号を判定し、その信号を除去していくアルゴリズムである。ＳＩＣアルゴリズムは、端末２固有のリファレンス信号を用いた端末２と基地局１との間の通信路（伝搬路）特性の推定値を用いる。すなわち、ＳＩＣアルゴリズムは、伝搬路特性の推定値を用いて、重畳信号のうち、受信信号強度の一番大きい端末２（端末Ａ）から送信された信号（レプリカ信号と呼ばれる）を再現（生成）し、重畳信号から差し引く。これによって、重畳信号から、端末Ａからのデータ信号による干渉が除去される（図３の真ん中の図を参照）。

端末Ａからのデータ信号が除去された重畳信号について、端末Ｂのリファレンス信号に基づく伝搬路特性を用いた復調及び復号によって、端末Ｂからのデータを得ることができる。さらに、ＳＩＣアルゴリズムを用いて、端末Ｂから送信されたデータ信号のレプリカ信号を生成し、重畳信号から差し引くことで、端末Ｂからのデータ信号による干渉が除去され、端末Ｃから送信されたデータ信号が残る（図３の右側の図を参照）。当該信号に対し、端末Ｃのリファレンス信号に基づく伝搬路特性を用いた復調及び復号によって、端末
Ｃからのデータを得ることができる。

＜連送（Repetition）＞
また、無線通信システムは、複数の端末２の夫々は連送を行うことができる。連送は、所定の周期（例えばスロット安易）で同一の信号を連続して繰り返し送信することである。連送により端末２から送信された信号は、基地局１にて受信され積分される。積分により受信信号の足し合わせが行われることで、ＳＮＲが上昇し、受信品質（ＳＩＮＲ或いは伝搬損失）の改善が図られる。

連送にあたり、データ信号の生成に使用する符号語長（すなわち、符号化率）を複数の端末２間で揃える場合がある。一方で、複数の端末２の夫々が使用する符号化長を独自に決定し、異なる符号化率が混在する状況で連送を行う場合もある。符号語長の混在は、例えば、使用するＭＣＳが端末２間で異なる場合に発生する。

連送は、連送により受信される信号の積分を通じてＳＮＲを高め、ＳＩＮＲの改善を図るためになされる。このため、複数の端末２をその伝搬損失が小さい順に並べ、伝搬損失が小さいほど基地局における受信電力が高くなるように、複数の端末２に対する送信電力の割り当てを行うことが考えられる。

図４は、連送の一例を示す図である。図４において、ＮＯＭＡでのＵＬ通信を行う５台（Ｋ－１＝５）の端末２が存在すると仮定する。５台の端末２の夫々の識別情報（ユーザＩＤ）は、“１”，“２”，“３”，“４”及び“５”である。端末“１”～“５”の番号順は、これらと基地局１との間の伝搬損失の大きい順序となっている。また、端末“１”～“５”の符号語長は同一ではない。図４の例では、端末“１”及び“５”が連送の際に使用する符号語長は、連送１回分のデータ信号の送信に４スロットを使用する長さとなっている。また、端末“２”が連送の際に使用する符号語長は連送１回分のデータ信号の送信に２スロットを使用する長さとなっている。そして、端末“３”及び“４”の夫々が連送の際に使用する符号語長は、連送１回分のデータ信号の送信に１スロットを使用する長さとなっている。

図４に示すように、基地局の受信電力が最大となる端末“１”の下位に位置する端末（図４の例では“２”、“３”及び“４”）の符号語長が端末“１”の符号語長よりも短い場合、以下のような問題が生じる。すなわち、端末“１”のデータ信号の受信には４スロットを要するため、ＳＩＣにより端末“１”のレプリカ信号を生成して端末“１”からの信号を除去するための最小遅延は４スロットとなる。ところが、４スロットの受信において、端末“２”、“３”、及び“４”の夫々については、正常な復調及び復号を行うための受信を既に終えている。にも関わらず、端末“１”についての最小遅延を待つ状態となり、これらの端末についての復号結果を得るまでの遅延時間が長くなる問題があった。以下の説明では、少なくとも上述した問題を解決可能な無線通信システム、及び送信局の送信制御方法の詳細について説明する。

＜ハードウェア構成＞
図５は、基地局１及び端末２のハードウェア構成例を示す図である。図５において、基地局１は、図１Ａに示したＭ本のアンテナ１０（１０－１～１０－Ｍ（Ｍは自然数））と、無線機（無線処理装置）１ａと、制御装置１ｂとを備える。制御装置１ｂは、プロセッサ１１と、記憶装置（メモリ）１２と、内部インタフェース１３と、他の基地局等と通信するためのネットワークインタフェース１４とを有する。

プロセッサ１１は、Central Processing Unit （ＣＰＵ）、或いはMicroprocessor Unit（ＭＰＵ）とも呼ばれる。プロセッサ１１は、単一のプロセッサに限定される訳ではな
く、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、プロセッサ１１は、単一のソケットで接続される単一の物理ＣＰＵがマルチコア構成を有していても良い。また、プロセッサ１１は、Digital Signal Processor(ＤＳＰ)、Graphics Processing Unit（ＧＰＵ）等の様々な回路構成の演算装置を含んでも良い。また、プロセッサ１１は、集積回路（ＩＣ）、その他のディジタル回路、またはアナログ回路と連携するものでもよい。集積回路は、例えば、ＬＳＩ、 Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、又はプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）などである。ＰＬＤは、例えば、Field-Programmable
Gate Array（ＦＰＧＡ）である。プロセッサ１１は、例えば、マイクロコントローラ（
ＭＣＵ）、ＳｏＣ(System-on-a-chip)、システムＬＳＩ、或いはチップセットなどと呼ばれるものであってもよい。プロセッサ１１は、制御部の一例である。

記憶装置１２は、プロセッサ１１が実行する命令列（コンピュータプログラム）、または、プロセッサ１１が処理するデータ等を記憶する。内部インタフェース（内部ＩＦ）１３は、種々の周辺装置をプロセッサ１１に接続する回路である。

ネットワークインタフェース（ＮＷ－ＩＦ）１４は、他の基地局が接続されるネットワークに基地局１がアクセスするための通信装置である。他の基地局が接続されるネットワークは、バックホールとも呼ばれる。バックホールは例えば、光通信による有線ネットワークである。

無線機１ａは、無線信号を送信するトランスミッタおよび無線信号を受信するレシーバ等を含み、アンテナ１０（１０－１、・・・、１０－Ｍ）に接続される。無線機１ａは、トランスミッタおよびレシーバをそれぞれアンテナと同数のＭ系統有してもよい。

図５において、端末２は、アンテナ２０と、無線機（無線処理装置）２ａと、制御装置２ｂとを備える。制御装置２ｂは、プロセッサ２１と、記憶装置（メモリ）２２と、内部インタフェース（内部ＩＦ）２３と、他の基地局等と通信するためのネットワークインタフェース（ＮＷ－ＩＦ）２４とを有する。

プロセッサ２１、記憶装置２２、内部ＩＦ２３、及びＮＷ－ＩＦ２４、及び無線機２ａは、プロセッサ１１、記憶装置１２、内部ＩＦ１３、及びＮＷ－ＩＦ１４、及び無線機１ａと同様の機能を有する。

＜端末の構成＞
図６は、端末の構成例を示すブロック図である。図５に示したプロセッサ２１が記憶装置２２に記憶されたプログラムを実行することによって、端末２は、ＲＳ部２１０と、ＤＳ部２２０とを備えた装置として動作する。ＲＳ部２１０は、ＲＳ生成部２１１を含む。ＲＳ生成部２１１はリファレンス信号を生成する。

ＤＳ部２２０は、符号化部２２１と、変調部２２２とを含む。符号化部２２１は、入力されるデータ（ユーザデータ）に対する所定の誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化は、例えばターボ符号化であるが、これ以外の符号化形式でもよい。また、ターボ符号化の前に、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号化が行われてもよい。

変調部２２２は、符号化されたデータをディジタル変調してデータ信号を生成する。ディジタル変調の方式は、例えば、Quadrature Amplitude Modulation （ＱＡＭ）、Phase Shift Keying （ＰＳＫ）等である。符号化及び変調方式は、端末２に設定されているＭ
ＣＳに従う。

端末２は、マルチプレククサ（多重部）２０２をさらに含む。マルチプレククサ２０２
の出力端はアンテナ２０に接続されている。マルチプレククサ２０２は、リファレンス信号を出力したら、データ信号を出力するように切り替わることで、１スロット分のリファレンス信号及びデータ信号をアンテナ２０に接続する。なお、リファレンス信号及びデータ信号の夫々の前段には、ＣＰ（Cyclic Prefix）と呼ばれる遅延波の影響を補償するた
めの信号区間を設けることができる。連送の際には、同一のデータ信号が基地局１から指定された連送回数（Ｎ回）送信されるように、データ信号の生成が行われる。或いは、生成されたデータ信号が複製され、連送回数（Ｎ回）送信されるようにしてもよい。

＜基地局の構成＞
図７は、基地局１の構成例を示す図である。基地局１のプロセッサ１１が記憶装置１２に記憶されたプログラムを実行することによって、基地局１は図７に示すブロックを有する装置として動作する。図７に示すように、基地局１は、アンテナ１０と、デマルチプレクサ１０１と、ＲＳ部１１０と、ＤＳ部１２０とを含む。デマルチプレクサ１０１は、切り替え動作によって、アンテナ１０から受信される信号中のリファレンス信号をＲＳ部１１０の積分部１１１へ送り、データ信号をＤＳ部１２０の積分部１２１へ送る。このとき、リファレンス信号及びデータ信号に付与されていたＣＰが除去される。

積分部１１１は、連送によって受信されるリファレンス信号を足し合わせることで、十分な受信信号電力のリファレンス信号を得る。通信路推定部１１２は、積分されたリファレンス信号を用いて通信路特性の推定値（チャネルベクトル）を算出する。この推定値は、復調部１２３における復調処理及びレプリカ信号の生成に利用される。

ＤＳ部１２０は、積分部１２１と、レプリカ除去部１２２と、復調部１２３と、復号部１２４と、レプリカ生成部１２６とを含む。積分部１２１は、ターゲットの端末２（端末ｋ）に対して割り当てた連送回数Ｎ_ｋ（Ｎ個のスロット）のデータ信号を足し合わせることで、受信信号のＳＮＲを高めてＳＩＮＲの改善を図る。

レプリカ除去部１２２は、積分された受信信号（重畳信号）からレプリカ生成部１２６によって生成されたレプリカ信号を差し引く。復調部１２３は、通信路推定部１１２からの通信路特性の推定値を用いて、ターゲットの端末２（重畳信号の送信元の端末のうち、送信電力値が最大の端末２）のデータ信号を分離し、分離したデータ信号に対する復調を行う。復号部１２３は、端末２の符号化部２２１で行われた符号化に対する復号を行い、元のデータを出力する。

レプリカ生成部１２６は、符号化部１２７と、変調部１２８と、乗算部１２９とを含む。符号化部１２７及び変調部１２８は、復号部１２４から出力されたデータに対し、端末２で行われた符号化及びディジタル変調を行う。乗算部１２９は、変調されたデータに対し、ターゲットの端末２（復号されたデータの送信元の端末２）と基地局１との間の通信路特性の推定値を乗じる。これにより、レプリカ信号が生成される。レプリカ信号はレプリカ除去部１２２に供給される。

＜符号語長に基づく送信電力の算出＞
図８は、基地局１における処理例を示すフローチャートである。図８に示す処理は、例えば、基地局１のプロセッサ１１（制御装置１ｂ）によって行われる。当該処理は、例えば、複数の端末２がデータを基地局１へ送信する場合に、端末２から送信されたデータ信号の送信要求を基地局１がＵＬ制御チャネルを通じて受けたことを契機に開始される。但し、開始トリガは上記に制限されない。プロセッサ１１に対する入力パラメータは以下の通りである。
・端末ＩＤ（ユーザＩＤ）ｋ：ｋは、最小値“０”から最大値“Ｋ－１”までの値をとる。
・最大送信電力Ｐ_max,UE：端末２での利用が許容される送信電力の最大値
・要求電力差ΔＰ：好適な干渉抑圧・除去の実施に要求される、基地局における端末間の受信電力差

入力パラメータは、例えば記憶装置１２に記憶されている。但し、入力パラメータの記憶場所は、記憶装置１２以外であってもよい。また、プロセッサ１１が入力パラメータの一部または全部をネットワークから取得するようにしてもよい。

ステップＳ００１において、プロセッサ１１は、ＮＯＭＡによるＵＬ通信を行うＫ台の端末２（端末ｋ：０～Ｋ－１）に関して、基地局１－端末２間の伝搬損失Ｌ_ｋの測定を行う。また、プロセッサ１１は、Ｋ台の端末２の夫々から送信された、データの送信に用いる符号語長Ｃ_ｋを取得する。

ステップＳ００２において、プロセッサ１１は、Ｋ台の端末２の夫々に対し、符号語長Ｃ_ｋに基づく送信電力値Ｐ_ｋの割り当てを行う。ステップＳ００３の終了時点における出力パラメータは、以下の通りである。
・Ｋ台の端末２（端末ＩＤ：ｋ＝０～Ｋ－１の端末）の夫々に対して指定した送信電力Ｐ_k

ステップＳ００３は、基地局１は、ＤＬ制御チャネルを介して複数の端末２の夫々に出力パラメータを含む情報を送信する。このとき、基地局１は、端末２へ送信する情報に、連送回数、連送開始スロット、及び連送に使用する周波数チャネルを示す情報を含めることができる。これらの情報は、ＤＬ制御チャネル以外を用いて端末２へ送信されてもよい。

図９は、図８におけるステップＳ００１の詳細を例示するフローチャートである。ステップＳ０１１では、プロセッサ１１は、各端末２に対して、送信電力を送信電力値ｐ_k,UEに設定して制御信号を送信することを指示する。この指示は、例えば、ＤＬ制御チャネルを通じて送信される。

ステップＳ０１２では、プロセッサ１１は、各端末２が上記指示に従って送信電力値ｐ_k,UEで送信した制御信号の受信信号強度ｒ_k,BSを計測する。なお、当該制御信号は、例えばＵＬ制御チャネルを介して送信される。

ステップＳ０１３では、プロセッサ１１は、送信電力値ｐ_k,UEから受信信号強度ｒ_k,BSを引くことで、端末２と基地局１との間の伝搬損失Ｌ_ｋを計算する。ステップＳ００３において、基地局１が複数のアンテナ１０を有する場合には、例えば、各アンテナ１０の受信信号に係る伝搬損失の平均値を伝搬損失Ｌ_ｋとして用いることができる。

ステップＳ０１４では、プロセッサ１１は、当該制御信号に含まれていた、各端末２が連送の際に使用する符号語長Ｃ_ｋを示す情報（例えばＭＣＳ）を取得し、当該情報を記憶装置２２などに記憶する。

図１０は、図８におけるステップＳ００２の詳細を例示するフローチャートである。ステップＳ０２１では、プロセッサ１１は、符号語長Ｃ_ｋを昇順（ここでは短い順）にしたときの端末局ＩＤとしてｋ(i)を決定する。

図１１は、ステップＳ０２１の詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ０３１において、プロセッサ１１は、Ｋ台の端末２を、符号語長Ｃ_ｋの短い順に並べる。

ステップＳ０３２では、プロセッサ１１は、符号語長Ｃ_ｋの短い順に並べた結果において、Ｋ台の端末２の中に、２以上の同じ順位の端末（同一の符号語長を有する端末）があるか否かを判定する。すなわち、プロセッサ１１は、Ｋ台の端末２の符号語長Ｃ_ｋの中に、同一の符号語長Ｃ_ｋがあるか否かを判定する。同一の符号語長があると判定される場合には、処理がステップＳ０３３に進み、そうでない場合には、処理がステップＳ０３４に進む。

ステップＳ０３３では、同順位の端末を伝搬損失Ｌ_ｋの小さい順に並べる。伝搬損失の小さい端末２の順位を上げることで、基地局１における受信電力が高くなるように送信電力が割り当てられるようにしてＳＮＲ向上を図るためである。

ステップＳ０３４では、同順位のない状態で順位が定められた端末ｋの夫々に対し、端末ＩＤであるｋ(i)が割り当てられる。ｋ(i)は、ｉの値が大きくなるほど小さくなる関数である。従って、符号語長に基づく順位が上位である程、ｋ(i)の値は小さい値となる。

以下に一例を示す。例えば、４台の端末ｋ（ｋ＝０～３）があり、端末ｋの符号語長Ｃ_ｋの値が以下である場合を仮定する。
Ｃ_０＝５, Ｃ_１＝１, Ｃ_２＝２, Ｃ_３＝１
さらに、端末ｋの伝搬損失Ｌｋが以下である場合を仮定する。
Ｌ_０＝９０, Ｌ_１＝８０, Ｌ_２＝８５, Ｌ_３＝７５

上記の例では、Ｃ_ｋに基づく順序は、Ｃ_１＝Ｃ_３，Ｃ_２，Ｃ_０となる。但し、Ｃ_１＝Ｃ_３であるため、伝搬損失Ｌ_１と伝搬損失Ｌ_３との大小が比較される。その結果、伝搬損失が低い（損失が大きい）Ｃ_３がＣ_１より上位に配置される。従って、最終的な順序はＣ_３，Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_０となる。そして、端末ｋ＝０～３に対するｋ(i)の値は、例えば以下
の値となる。
ｋ(i=0)＝３，ｋ(i=1)＝１，ｋ(i=2)＝２，ｋ(i=3)＝０，

図１０に戻って、ステップＳ２２では、プロセッサ１１は、引数であるｉの値を０に設定する。ステップＳ０２３では、プロセッサ１１は、現在のｉの値が０（ｉの最小値）か否かを判定する。ｉの値が０であると判定される場合、処理がステップＳ０２４に進み、そうでない場合には、処理がステップＳ０２５に進む。

ステップＳ０２４では、プロセッサ１１は、端末ｋ(ｉ)に割り当てる送信電力値Ｐ_ｋ(i)を最大送信電力Ｐ_max,UEに設定する。これにより、上記例における端末ｋ(0)、すなわち端末ｋ＝３の送信電力が最大送信電力に設定される。なお最大送信電力Ｐ_max,UEの代わりに、Ｐ_max,UEより低い所望の値を用いてもよい。その後、処理がステップＳ０２６に進む。

ステップＳ０２５に処理が進んだ場合には、プロセッサ１１は、端末ｋ(i)の送信電力
値Ｐ_ｋ(i)を、以下に示す第１及び第２の値のうちの小さい方に決定する。
・第１の値：最大送信電力Ｐ_max,UE
・第２の値：端末ｋ(i-1)の電力値Ｐ_k(i-1)から、伝搬損失Ｌ_ｋ(i)と伝搬損失Ｌ_ｋ(i-1)
との差分、及び要求電力差ΔＰを減じた値
第２の値は、第１の値よりも小さい値となる。第２の値は、要求電力差ΔＰ以上の値となり、端末間で十分な電力差が得られるようにしている。

ステップＳ０２６では、プロセッサ１１は、現在のｉの値がＫ－１（ｉの最大値）であるか否かを判定する。ｉの値がＫ－１であると判定される場合には、図１０のフローが終了し、そうでない場合には、処理がステップＳ０２７に進む。ステップＳ０２７では、ｉ
の値がインクリメント（現在のｉの値に１を加算）され、処理がステップＳ０２３に戻る。このようにして、上記の例で示した端末ｋ(i=1～3)に対して、送信電力値Ｐ_ｋ(i)が決
定される。これによって、端末ｋに対し、要求電力差ΔＰ以上の電力差が確保された送信電力が割り当てられる。

図１２は、無線通信システムにおいて実行される、改良された連送の一例を示す図である。図４に示した端末ＩＤ“１”～“５”の端末２に関して、図８～図１３に示したフローに係る処理を行うと、以下のようになる。すなわち、符号語長Ｃ_ｋの短い順（伝搬損失Ｌ_ｋに基づく調整含む)で端末“１”～“５”が並べられる（ステップＳ０３１～Ｓ０３
３）、夫々に電力初期値が割り当てられる（ステップＳ０２３～Ｓ０２７）。したがって、端末“１”～“５”の順番が、符号語長の短い順で“３”→“４”→“２”→“１”→“５”に変更され、当該順序で高い方から順に送信電力が割り当てられる。これによって、基地局の受信電力は、上記した順序で高くなり、図１３に示した状態となる。ここで、端末“１”～“５”のうち、符号語長が最短の端末“３”が最上位に位置する。端末“３”の符号語長は、スロット１つ分であるため、端末“３”からの信号の復調及び復号に要する遅延は１スロット長である。このように、本実施形態では、端末“１”～“５”がタイミング（連送開始スロット）を合わせて連送を開始してから、信号の復調及び復号を開始できる最小遅延を短縮することができる。すなわち、連送を行う端末“３”に対して好適な遅延制御を行うことができる。また、端末“３”は符号長が短く、高い送信電力の設定により好適な復調及び復号結果（要求ＢＬＥＲ（ブロックエラーレート））を早期に得ることが期待でき、端末“３”の連送を早期に停止させることも可能となる。

図１３は、実施形態に係る無線通信システムを用いた連送に係る実験例を示す図である。実験例における環境は以下の通りである。
・ＩＳＤ(Inter-Site Distance：基地局間距離)：１７３２ｍ
・ＮＬＯＳ（Non Line Of Sight：見通し外）の環境
・最大送信電力：２３ｄＢｍ
・基地局１のアンテナ数：２本
・ＭＣＳ＝１，３，５に対応する３種類をランダムに選択
・誤り訂正符号：ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）

図１３の左側のグラフにおいて、複数のユーザＩＤ（端末２）“１”～“６”は、伝搬損失の小さい順で並べられている。グラフの縦軸は、復調及び復号の開始に要求されるスロット数である。

これに対し、右側のブロックは、符号語長（伝搬損失を用いた調整含む）に基づく順番で並べられている。この場合、符号語長が最短の端末２に対し、連送を行う複数の端末２の中で最大の送信電力が割り当てられるため、当該端末２からの信号の復調及び復号に要する最小遅延が短縮されている。このようにして、連送を行う端末２に対して好適な遅延制御を行うことができる。

＜実施形態の作用効果＞
実施形態に係る無線通信システムは、無線通信相手の受信局（基地局１）と非直交多元接続される複数の送信局（端末２）を含む（図１Ａ、図１Ｂ）。複数の端末２の夫々は、連送により所定の周期（スロット数）で所定回数連続して同一の信号を基地局１に送信可能である（図４）。

基地局１に含まれる情報処理装置、すなわちプロセッサ１１を含む制御装置１ｂは、複数の端末２の夫々が連送に用いる符号語長を示す情報を取得する（図９のＳ０１４）。また、プロセッサ１１は、端末２間に要求される要求電力差ΔＰを確保可能な基地局におけ
る受信電力を符号語長が短いほど高くなるように複数の端末２の夫々に送信電力を割り当てる。これによって、最短の符号語長の端末２に対し、複数の端末２の中で最大の受信電力が割り当てられることとなる。従って、当該端末２の復調及び復号を開始するのに要求される最小遅延（要求スロット数）を、伝搬損失の大きいほど高い送信電力を割り当てる場合に比べて短縮可能となる。これにより、連送を行う端末２に対し、好適な遅延制御を行うことができる。

また、実施形態では、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、複数の端末２に含まれる符号語長が同一の２以上の端末２に対し、基地局１における受信品質（伝搬損失）が高いほど高い受信電力となるように送信電力を割り当てる（図１１のＳ０８３、図１０）。このように伝搬損失の小さい端末２の基地局１における受信電力が高くなるように送信電力を割り当てて、受信品質（ＳＩＮＲ或いはエラー率）の向上を図ることができる。

また、実施形態において、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、複数の端末２の夫々が基地局１へ送信した符号語長を示す情報を取得することができる。例えば、図９に示したように、すなわち、プロセッサ１１又は制御装置１ｂ（基地局１）は、複数の端末２に対して所定の送信電力（指定した送信電力）での信号の送信を指示する（Ｓ０１１）。そして、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、この指示に従って複数の端末２から基地局１へ送信された信号中の符号語長を示す情報を取得することができる（Ｓ０１４）。

また、実施形態において、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、指示に従って基地局１へ送信された信号の基地局１における受信品質（伝搬損失Ｌ_ｋ）を取得することができる。これによって、符号語長の取得と伝搬損失の測定とを同時期に（効率的に）行うことができる。なお、符号語長の取得と伝搬損失の測定は個別に行われるようにしてもよい。

また、実施形態において、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、以下のようにすることができる。すなわち、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、符号語長が短いほど上位となるように複数の端末２の順位を定める（図１１）。また、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、送信電力の割り当てにおいて、複数の端末２のうちで順位が最上位の端末ｋ(0)に
対し、基地局における受信電力が最大となるように割り当て可能な最大の送信電力（Ｐ_max,UE）を割り当てる。そして、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、最上位の端末ｋ(0)
が除外された残りの端末の夫々に割り当てる送信電力を、Ｐ_max,UEより低い電力の範囲において、基地局における受信電力において要求電力差ΔＰが確保されるように計算する（図１０のＳ０２５）。これによって、夫々の端末２に対し、ＳＩＣに適した電力差を有する一方で、ＳＩＮＲの向上を図ることが可能な高さの送信電力を、順位が２番目以降の各端末２に割り当てることができる。

また、実施形態において、プロセッサ１１又は制御装置１ｂは、複数の端末２に割り当てられた送信電力を含む情報を複数の端末２に送信することができる。当該情報は、ＵＬ制御チャネル又はそれ以外を介して送信することができる（図８のＳ００３）。端末２は、当該情報を受けて、連送に用いる送信電力を設定することができる。また、端末２は、送信電力を示す情報とともに、連送回数、連送開始タイミング、及び使用する周波数チャネルを示す情報を端末２が受信してもよい。

また、実施形態において、連送を行う複数の端末２の夫々は「第１の送信局」の例示であり、端末２は、基地局１が複数の端末２に関して符号語長が短いほど高くなるように割り当てられた送信電力を示す情報を受信することができる。

また、端末２は、基地局１から指示を受信することと、連送に用いる符号語長を示す情報を指示に応じた信号に含めることと、指示に応じた信号を基地局１へ送信することとを
実行することができる。このとき、端末２は、指示に応じた信号を基地局１から指定された送信電力で送信することができる。

本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。また、１つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、１つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成（サーバ構成）によって実現するかは柔軟に変更可能である。

本開示は、上記の実施形態で説明した機能を実装したコンピュータプログラムをコンピュータに供給し、当該コンピュータが有する１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体によってコンピュータに提供されてもよいし、ネットワークを介してコンピュータに提供されてもよい。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ブルーレイディスク等）など任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード、フラッシュメモリ、光学式カード、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体を含む。

１・・・基地局
１ａ，２ａ・・・無線機（無線処理装置）
１ｂ，２ｂ・・・制御装置
２・・・端末
１０，２０・・・アンテナ
１１，２１・・・プロセッサ
１２，２２・・・記憶装置
１３，２３・・・内部インタフェース
１４，２４・・・ネットワークインタフェース
１０１・・・スイッチ
１１０・・・ＲＳ部
１１１，１２１・・・積分部
１１２・・・通信路推定部
１２２・・・レプリカ除去部
１２３・・・復調部
１２４・・・復号部
１２６・・・レプリカ生成部
１２７・・・符号化部
１２８・・・変調部
１２９・・・乗算部

Claims (20)

1. 無線通信相手の受信局と非直交多元接続される複数の送信局であって、夫々が連送により所定の周期で所定回数連続して同一の信号を前記受信局に送信可能な複数の送信局の送信制御方法であって、
   情報処理装置が、
   前記複数の送信局の夫々が前記連送に用いる符号語長を示す情報を取得することと、
   送信局間に要求される、前記受信局における受信電力差を確保可能な送信電力を、前記符号語長が短いほど前記受信局における受信電力が高くなるように、前記複数の送信局の夫々に割り当てることと
   を実行する送信制御方法。
2. 前記情報処理装置は、前記複数の送信局に含まれる前記符号語長が同一の２以上の送信局に対し、前記受信局における受信品質が高いほど前記受信局における受信電力が高くなるように送信電力を割り当てる
   請求項１に記載の送信制御方法。
3. 前記情報処理装置は、前記複数の送信局の夫々が前記受信局へ送信した前記符号語長を示す情報を取得する
   請求項１又は２に記載の送信制御方法。
4. 前記情報処理装置は、前記複数の送信局に対して所定の送信電力での信号の送信を指示し、
   前記指示に従って前記複数の送信局から前記受信局へ送信された信号に含まれた前記符号語長を示す情報を取得する
   請求項１又は２に記載の送信制御方法。
5. 前記情報処理装置は、前記受信局へ送信された信号の前記受信局における受信品質を取得する
   請求項４に記載の送信制御方法。
6. 前記情報処理装置が、前記符号語長が短いほど上位となるように前記複数の送信局の順位を定め、前記送信電力の割り当てにおいて、前記複数の送信局のうちで前記順位が最上位の送信局に割り当て可能な最大の送信電力を割り当て、前記最上位の送信局が除外された残りの送信局の夫々に割り当てる送信電力を、前記最大の送信電力よりも低い電力の範囲において、前記受信局における受信電力差が確保されるように計算する
   請求項１から５のいずれか一項に記載の送信制御方法。
7. 前記情報処理装置が、前記複数の送信局に割り当てられた送信電力を含む情報を前記複数の送信局に送信する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の送信制御方法。
8. 制御部を含み、
   前記制御部が、無線通信相手の受信局と非直交多元接続される複数の送信局であって、夫々が連送により所定の周期で所定回数連続して同一の信号を前記受信局に送信可能な複数の送信局に関して、
   前記複数の送信局の夫々が前記連送に用いる符号語長を示す情報を取得することと、
   送信局間に要求される、前記受信局における受信電力差を確保可能な送信電力を前記符号語長が短いほど前記受信局における受信電力が高くなるように前記複数の送信局の夫々に割り当てることと
   を実行する情報処理装置。
9. 前記制御部が、前記複数の送信局に含まれる前記符号語長が同一の２以上の送信局に対し、前記受信局における受信品質が高いほど前記受信局における受信電力が高くなるように送信電力を割り当てる
   請求項８に記載の情報処理装置。
10. 前記制御部が、前記複数の送信局の夫々が前記受信局へ送信した前記符号語長を示す情報を取得する
    請求項８又は９に記載の情報処理装置。
11. 前記制御部が、前記複数の送信局に対して所定の送信電力での信号の送信を指示し、
    前記指示に従って前記複数の送信局から前記受信局へ送信された信号に含まれた前記符号語長を示す情報を取得する
    請求項８又は９に記載の情報処理装置。
12. 前記制御部が、前記受信局へ送信された信号の前記受信局における受信品質を取得する請求項１１に記載の情報処理装置。
13. 前記制御部が、前記符号語長が短いほど上位となるように前記複数の送信局の順位を定め、前記送信電力の割り当てにおいて、前記複数の送信局のうちで前記順位が最上位の送信局に割り当て可能な最大の送信電力を割り当て、前記最上位の送信局が除外された残りの送信局の夫々に割り当てる送信電力を、前記最大の送信電力よりも低い電力の範囲において、前記受信局における受信電力差が確保されるように計算する
    請求項８から１２のいずれか一項に記載の情報処理装置。
14. 前記制御部は、前記複数の送信局に割り当てられた送信電力を含む情報を前記複数の送信局に送信する
    請求項８から１３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
15. 前記受信局に含まれている
    請求項８から１４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
16. 無線通信相手の受信局と非直交多元接続される複数の送信局であって、夫々が連送により所定の周期で所定回数連続して同一の信号を前記受信局に送信可能な複数の送信局に含まれる第１の送信局の送信制御方法であって、
    前記第１の送信局が、
    前記連送に用いる符号語長を前記受信局へ送信することと、
    前記符号語長に基づいて割り当てられた前記連送に用いる送信電力を示す情報を受信することと、
    前記送信電力を用いて前記連送を行うことと、
    を実行する送信制御方法。
17. 前記第１の送信局は、前記受信局が前記複数の送信局に関して前記符号語長が短いほど高くなるように割り当てられた送信電力を示す情報を受信する
    請求項１６に記載の送信制御方法。
18. 前記第１の送信局は、前記受信局から指示を受信することと、
    前記連送に用いる符号語長を示す情報を前記指示に応じた信号に含めることと、
    前記指示に応じた信号を前記受信局へ送信することと
    をさらに実行する請求項１６又は１７に記載の送信制御方法。
19. 前記第１の送信局は、前記指示に応じた信号を前記受信局から指定された送信電力で送信する
    請求項１８に記載の送信制御方法。
20. 前記第１の送信局は、前記連送の開始タイミング、前記連送に用いる周波数チャネル、及び前記連送の回数を示す情報を受信する
    請求項１６から１９のいずれか一項に記載の送信制御方法。

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