(57)【要約】【課題】複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える移動局装置で、ピーク電力の異なる送信信号を各々のＰＡを用いて送信する場合に、伝搬特性の向上を図る。【解決手段】送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する基地局装置であって、前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、前記第１のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、前記第２のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信する送信部を備える。【選択図】図１
2014195309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する基地局装置であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、
前記第２のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信する送信部を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記送信部によって送信される制御情報は、前記送信装置が前記送信信号を送信するコンポーネントキャリア毎に設定されることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記第２のフォーマットに関する情報を送信する場合、前記送信装置が前記送信信号を送信するコンポーネントキャリア毎に、前記クラスタを構成するリソースブロック（Resource Block）の最小数が設定されることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記リソースブロックの最小数は、前記コンポーネントキャリア内の前記送信装置に割当可能な前記リソースブロックの数に基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。
【請求項５】
サブキャリアに関する情報を用いてデータ伝送を行う送信装置であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
少なくとも前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求されるＰＡ（Power Amplifier）を含む２以上のＰＡ部と、
前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される前記ＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つをブラインドデコーディングし、
前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求されるＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングする復号部とを備えることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
ブラインドデコーディングされる前記制御情報は、前記コンポーネントキャリア毎に設定されることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第１の制御情報をブラインドデコーディングする場合、前記コンポーネントキャリア毎に、前記クラスタを構成するリソースブロック（Resource Block）の最小数が設定されることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項８】
前記リソースブロックの最小数は、前記コンポーネントキャリア内の前記送信装置に割当可能な前記リソースブロックの数に基づいて設定されることを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
【請求項９】
２以上のコンポーネントキャリアを用いてデータ伝送する場合、該２以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも２つのコンポーネントキャリアでは、前記送信信号のＰＡＰＲ特性が異なることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記ＰＡの能力は、１ｄＢコンプレッションポイントまたは１ｄＢ利得圧縮時の出力電力であることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項１１】
送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する送信方法であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、
前記第２のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信するステップを少なくとも含むことを特徴とする送信方法。
【請求項１２】
サブキャリアに関する情報を用いてデータ伝送を行う送信方法であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される前記ＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つをブラインドデコーディングし、
前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求されるＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングするステップとを少なくとも含むことを特徴とする送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器の容量を考慮して送信信号の割り当て方法を切り替える基地局装置、送信装置および送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信におけるアップリンク（移動局装置から基地局装置への通信）では、ダウンリンク（基地局装置から移動局装置への通信）に比べ電力消費に対する制限が厳しく、第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）のアップリンクでは、送信に用いるアンテナ数は１本となっている。
【０００３】
最近ではＬＴＥシステムをより発展させた第４世代の無線通信システムであるＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）の標準化が行なわれている。ＬＴＥ−Ａシステムのアップリンクでは、ピークデータレートや周波数利用効率を向上させる観点から、移動局装置の最大送信電力をＬＴＥと同じ２３ｄＢｍに保ちつつ多アンテナによる伝送である送信ダイバーシチや多入力多出力（MIMO）技術の導入が検討されている。一方で、移動局装置が常に多アンテナによるアクセス方式を用いると、アンテナ毎に伝搬路推定用信号を送信する必要があるなど、電力消費を増加させる場合があることから、１本アンテナしか使用しないシングルアンテナモードの検討も行なわれている。
【０００４】
ところで、ＬＴＥ−Ａシステムのアップリンクでは、ＬＴＥとの後方互換性を重視し、シングルキャリア信号であるＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing、SC-FDMAとも称される）をサポートし（非特許文献１）、さらにスループットを改善することができるＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（ダイナミックスペクトル制御(DSC:Dynamic Spectrum Control)、DFT-S-OFDM with SDC(Spectrum Division Control)とも呼称される。）が採用されている。Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、シングルキャリアスペクトルを分割（分割された各スペクトルはクラスタと呼ばれる）し、各クラスタを離散的に配置する方式である。Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭは、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭに比べピーク電力が高くなるものの、使用可能な帯域から伝搬路利得の高い周波数を選択するため、高い周波数選択ダイバーシチ効果を得ることができる。
【０００５】
本明細書中のピーク電力とは、平均電力に対するピーク電力の比であるＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）などのことを表す。各クラスタは、１２サブキャリアをグループ化したリソースブロック（Resource Block）の整数倍とし、クラスタを構成するリソースブロック数が少ないほど周波数選択ダイバーシチ効果が高くなる。ただし、クラスタはサブキャリアの整数倍としても本発明は適用可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TS 36.211 (V8.7.0)“Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA) Physical Channels and Modulation”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
２本の送信アンテナの送信電力を合計して２３ｄＢｍとする場合には、１本当たりの送信電力が２０ｄＢｍとなることから、移動局装置の持つＰＡ（Power Amplifier）の容量は２０ｄＢｍにすることが考えられる。ここで、本明細書中のＰＡの容量とは、ＰＡの１ｄＢコンプレッションポイントまたは、１ｄＢ利得圧縮時の出力電力などのことであり、ＰＡの能力を示すものである。一方で、シングルアンテナモードにおける移動局装置の最大送信電力について、２３ｄＢｍもサポートを可能とする観点から、容量が異なるＰＡを移動局装置が持つなど様々なＰＡの構成が考えられている。例えば、移動局装置が２３ｄＢｍのＰＡを複数持つ場合や２３ｄＢｍと２０ｄＢｍを持つなどの場合がある。
【０００８】
しかしながら、移動局装置が複数のＰＡを持つ場合において、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合に、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの切替えや多アンテナ送信、マルチキャリア送信などの異なるピーク電力の送信信号をＰＡの許容送信電力値を考慮せずに割り当てると、ＰＡの非線形性によって歪みが生じ、伝搬特性が劣化する問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、複数のＰＡを有する移動局装置において、ピーク電力の異なる送信信号を各々のＰＡを用いて送信する場合に、ピーク電力が高い送信信号を容量の大きいＰＡから送信するように割り当てることによって、伝搬特性の向上を図ることができる基地局装置、送信装置および送信方法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】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する基地局装置であって、前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、前記第１のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、前記第２のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信する送信部を備えることを特徴としている。
また、前記送信部によって送信される制御情報は、前記送信装置が前記送信信号を送信するコンポーネントキャリア毎に設定されることを特徴としている。
また、前記第２のフォーマットに関する情報を送信する場合、前記送信装置が前記送信信号を送信するコンポーネントキャリア毎に、前記クラスタを構成するリソースブロック（Resource Block）の最小数が設定されることを特徴としている。
また、前記リソースブロックの最小数は、前記コンポーネントキャリア内の前記送信装置に割当可能な前記リソースブロックの数に基づいて設定されることを特徴としている。
また、サブキャリアに関する情報を用いてデータ伝送を行う送信装置であって、前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、少なくとも前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求されるＰＡ（Power Amplifier）を含む２以上のＰＡ部と、前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される前記ＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つをブラインドデコーディングし、前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求されるＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングする復号部とを備えることを特徴としている。
また、ブラインドデコーディングされる前記制御情報は、前記コンポーネントキャリア毎に設定されることを特徴としている。
また、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングする場合、前記コンポーネントキャリア毎に、前記クラスタを構成するリソースブロック（Resource Block）の最小数が設定されることを特徴としている。
また、前記リソースブロックの最小数は、前記コンポーネントキャリア内の前記送信装置に割当可能な前記リソースブロックの数に基づいて設定されることを特徴としている。
また、２以上のコンポーネントキャリアを用いてデータ伝送する場合、該２以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも２つのコンポーネントキャリアでは、前記送信信号のＰＡＰＲ特性が異なることを特徴としている。
また、前記ＰＡの能力は、１ｄＢコンプレッションポイントまたは１ｄＢ利得圧縮時の出力電力であることを特徴としている。
また、送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する送信方法であって、前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、前記第１のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、前記第２のフォーマットを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信するステップを少なくとも含むことを特徴としている。
また、サブキャリアに関する情報を用いてデータ伝送を行う送信方法であって、前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される前記ＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つをブラインドデコーディングし、前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求されるＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングするステップとを少なくとも含むことを特徴としている。
また、上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の送信装置は、複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える送信装置であって、前記各ＰＡを用いて送信する送信信号を、前記各ＰＡの能力に基づいて決定し、前記各アンテナからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）特性が異なる信号を送信することを特徴としている。
【００１１】
このように、送信装置は、各ＰＡを用いて送信する送信信号を、各ＰＡの能力に基づいて決定し、各アンテナからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）特性が異なる信号を送信するので、ＰＡＰＲ特性に応じたＰＡの使用が可能となり、例えば、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができ、伝送特性を向上させることができる。
【００１２】
（２）また、本発明の送信装置において、送信信号を時間周波数変換により周波数信号に変換し、前記周波数信号を複数のクラスタに分割し、離散的に帯域への割り当てを行なう信号を、送信するＰＡＰＲ特性が異なる信号の少なくとも一つとすることを特徴としている。
【００１３】
このように、周波数信号を複数のクラスタに分割し、離散的に帯域への割り当てを行なう信号を、送信するＰＡＰＲ特性が異なる信号の少なくとも一つとするので、移動局装置が複数のＰＡを用いた送信をする際に、ピーク電力の高い該信号に容量の大きいＰＡを用いることで、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができ、常に離散的な帯域の割り当てとすることができる。そのため、容量の大きいＰＡでは、連続的な帯域の割り当て情報を通知する必要がなくなるため、ブラインドデコーディングする制御情報のフォーマット数も減らすことができる。
【００１４】
（３）また、本発明の送信装置において、送信信号を時間周波数変換により周波数信号に変換し、前記周波数信号を連続的な帯域への割り当てを行なう信号を、送信するＰＡＰＲ特性が異なる信号の少なくとも一つとすることを特徴としている。
【００１５】
このように、周波数信号を連続的な帯域への割り当てを行なう信号を、送信するＰＡＰＲ特性が異なる信号の少なくとも一つとするので、移動局装置が複数のＰＡを用いた送信をする際に、ピーク電力の低い該信号を容量の小さいＰＡを用いることで、連続的な帯域の割り当てを示す制御情報のフォーマットを基地局装置より通知されれば良くなる。これにより、容量の小さいＰＡでは、ブラインドデコーディングする制御情報のフォーマット数も減らすことができる。
【００１６】
（４）また、本発明の送信装置において、異なるＰＡＰＲ特性を有する信号として、前記周波数信号をクラスタに分割し、異なるクラスタサイズの信号を送信することを特徴としている。
【００１７】
このように、送信装置は、異なるＰＡＰＲ特性を有する信号として、周波数信号をクラスタに分割し、異なるクラスタサイズの信号を送信するので、ピーク電力の高くなるクラスタの帯域幅が狭い信号を容量の大きいＰＡを用いることが可能となり、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができ、ＰＡの非線形性による歪みを大きくなることがなく、高い周波数選択ダイバーシチ利得が得られ、伝送特性を向上させることができる。
【００１８】
（５）また、本発明の送信装置において、送信に使用するキャリア数が異なる信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信することを特徴としている。
【００１９】
このように、送信装置は、ＰＡＰＲ特性が異なる信号として、送信に使用するキャリア数が異なる信号を送信する時に、容量の大きいＰＡを使用するアンテナに対して、制御情報の加算をしたり、複数のＣＣへ送信する信号が加算されたピーク電力の高い信号を割り当てることで、容量の大きいＰＡを使用するアンテナについて、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性を向上させることができる。
【００２０】
（６）また、本発明の送信装置において、前記キャリア数が異なる信号のうち、キャリア数が多い信号には、データ送信用のキャリアと制御信号送信用のキャリアとが含まれることを特徴としている。
【００２１】
このように、キャリア数が多い信号には、データ送信用のキャリアと制御信号送信用のキャリアとが含まれるので、移動局装置が複数のアンテナを用いたデータ送信時にデータと制御情報の同時送信が必要な場合、容量の大きいＰＡを使用するアンテナに対して、制御情報の加算を行なうことで、容量の大きいＰＡを使用するアンテナについて、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性を向上させることができる。
【００２２】
（７）また、本発明の送信装置において、プリコーディングベクトルを適用する帯域幅が異なる信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信することを特徴としている。
【００２３】
このように、プリコーディングベクトルを適用する帯域幅が異なる信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信するので、移動局装置がＭＩＭＯでデータ送信を行なう際に、使用するＰＡの容量が大きいアンテナに対して、クラスタ単位でプリコーディングを適用した信号を割り当てるため、ＰＡのバックオフを考慮せずに送信電力を決定でき、空間多重された信号を受信側で分離しやすくなることから、伝送特性を向上させることができる。
【００２４】
（８）また、本発明の送信装置において、送信信号を時間周波数変換により周波数信号に変換し、ＳＦＢＣ（Space Frequency Block Code）符号化した信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信することを特徴としている。
【００２５】
このように、送信信号を時間周波数変換により周波数信号に変換し、ＳＦＢＣ（Space Frequency Block Code）符号化した信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信するので、移動局装置がＳＦＢＣを用いたデータ送信する場合において、容量の大きいＰＡを使用するアンテナに対して、ＳＦＢＣの符号化によりピーク電力の高い信号を割り当てることで、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性を向上させることができる。
【００２６】
（９）また、本発明の送信装置において、複数のＣＣの信号を加算した信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信することを特徴としている。
【００２７】
このように、各ＰＡの容量に基づいて、複数のＣＣの信号を加算した信号を送信することにより、ＰＡＰＲ特性が異なる信号を送信するので、容量の大きいＰＡを使用するアンテナに対して、複数のＣＣの信号が加算されたピーク電力の高い信号を割り当てることで、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性を向上させることができる。
【００２８】
（１０）また、本発明の無線通信システムは、複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える移動局装置、および送信方法または使用する周波数帯域の少なくとも一方を決定し、前記決定した結果を前記移動局装置に通知する基地局装置から構成される無線通信システムであって、前記移動局装置は、前記ＰＡの能力を示す情報を前記基地局装置に対して通知し、前記基地局装置は、前記移動局装置から通知されたＰＡの能力に応じて、プリコーディングベクトルを適用する帯域幅およびプリコーディングベクトルによって位相回転を与える送信信号を決定することを特徴としている。
【００２９】
このように、基地局装置が、移動局装置から通知されたＰＡの能力に応じて、プリコーディングベクトルを適用する帯域幅およびプリコーディングベクトルによって位相回転を与える送信信号を決定するので、移動局装置は、移動局装置がＭＩＭＯでデータ送信を行なう際に、使用するＰＡの容量が大きいアンテナに対して、クラスタ単位でプリコーディングを適用した信号を割り当てることができる。これにより、ＰＡのバックオフを考慮せずに送信電力を決定し、空間多重された信号を受信側で分離しやすくなるので、伝送特性を向上させることができる。
【００３０】
（１１）また、本発明の無線通信システムは、複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える移動局装置、および送信方法または使用する周波数帯域の少なくとも一方を決定し、前記決定した結果を前記移動局装置に通知する基地局装置から構成される無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記移動局装置から通知された前記ＰＡの能力に応じて、前記移動局装置がデータを送信するための送信方法または周波数帯域の少なくとも一方を決定することを特徴としている。
【００３１】
このように、基地局装置が、移動局装置から通知されたＰＡの能力に応じて、移動局装置がデータを送信するための送信方法または周波数帯域の少なくとも一方を決定するので、移動局装置は、移動局装置が複数のアンテナを用いた送信時に容量の大きいＰＡに対して、常に離散的な帯域の割り当てとし、容量の小さいＰＡに対して、常に連続的な帯域の割り当てとすることで、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができる。また、容量の大きいＰＡでは、連続的な帯域の割り当てを示す制御情報が通知する必要がなくなり、ブラインドデコーディングする制御情報のフォーマット数も減らすことができる。
【００３２】
（１２）また、本発明の移動局装置の制御プログラムは、複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える移動局装置の制御プログラムであって、前記各ＰＡを用いて送信する送信信号を、前記各ＰＡの能力に基づいて決定する処理と、前記各アンテナからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）特性が異なる信号を送信する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴としている。
【００３３】
このように、各ＰＡを用いて送信する送信信号を、各ＰＡの能力に基づいて決定し、各アンテナからＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）特性が異なる信号を送信するので、ＰＡＰＲ特性に応じたＰＡの使用が可能となり、例えば、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができ、伝送特性を向上させることができる。
【００３４】
（１３）また、本発明の基地局装置の制御プログラムは、複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える移動局装置、および送信方法または使用する周波数帯域の少なくとも一方を決定し、前記決定した結果を前記移動局装置に通知する基地局装置から構成される無線通信システムに適用される基地局装置の制御プログラムであって、前記移動局装置から前記ＰＡの能力を示す情報を受信する処理と、前記受信したＰＡの能力を示す情報に応じて、プリコーディングベクトルを適用する帯域幅およびプリコーディングベクトルによって位相回転を与える送信信号を決定する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴としている。
【００３５】
このように、移動局装置から通知されたＰＡの能力に応じて、プリコーディングベクトルを適用する帯域幅およびプリコーディングベクトルによって位相回転を与える送信信号を決定するので、移動局装置は、移動局装置がＭＩＭＯでデータ送信を行なう際に、使用するＰＡの容量が大きいアンテナに対して、クラスタ単位でプリコーディングを適用した信号を割り当てることができる。これにより、ＰＡのバックオフを考慮せずに送信電力を決定し、空間多重された信号を受信側で分離しやすくなるので、伝送特性を向上させることができる。
【００３６】
（１４）また、本発明の基地局装置の制御プログラムは、複数のＰＡ（Power Amplifier）および複数のアンテナを備える移動局装置、および送信方法または使用する周波数帯域の少なくとも一方を決定し、前記決定した結果を前記移動局装置に通知する基地局装置から構成される無線通信システムに適用される基地局装置の制御プログラムであって、前記移動局装置から前記ＰＡの能力を示す情報を受信する処理と、前記受信したＰＡの能力を示す情報に応じて、前記移動局装置がデータを送信するための送信方法または周波数帯域の少なくとも一方を決定する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴としている。
【００３７】
このように、移動局装置から通知されたＰＡの能力に応じて、移動局装置がデータを送信するための送信方法または周波数帯域の少なくとも一方を決定するので、移動局装置は、移動局装置が複数のアンテナを用いた送信時に容量の大きいＰＡに対して、常に離散的な帯域の割り当てとし、容量の小さいＰＡに対して、常に連続的な帯域の割り当てとすることで、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができる。また、容量の大きいＰＡでは、連続的な帯域の割り当てを示す制御情報が通知する必要がなくなり、ブラインドデコーディングする制御情報のフォーマット数も減らすことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、移動局装置が複数のアンテナを用いてデータ送信する時にピーク電力の高い送信信号に対してＰＡの非線形性によるバックオフを考慮する必要がなくなり、より高い送信電力でピーク電力の高い信号の送信が可能となるので、伝送特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置である移動局装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る受信処理部１０４の構成例を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る受信装置である基地局装置の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る移動局装置が複数の送信アンテナ１０９を用いたデータ送信において、送信アンテナ１０９毎に異なるＣＣを用いた場合を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態において、ＭＩＭＯでデータ送信する場合について、送信アンテナ１０９を２本有する場合の移動局装置の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態において、空間多重した信号を受信する基地局装置の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態において、プリコーディングを適用する一例を表す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態において、ＳＣ−ＦＤＭＡによる伝送について、プリコーディングを適用する一例を表す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態において、送信アンテナ１０９を４本持つ移動局装置の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態において、送信アンテナ１０９を４本持つ移動局装置の場合に、プリコーディングを適用する一例を表す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る移動局装置の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る移動局装置の一例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るＳＦＢＣの符号化方法を示す図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る移動局装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、送信装置は移動局装置であるとして説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置である移動局装置の一例を示すブロック図である。ただし、本発明を説明するのに必要な最小限のブロック図としている。移動局装置では、複数のＰＡとアンテナを持ち、各々送信信号に同様の処理を行なうため、複数の送信アンテナを代表して、１つの送信アンテナから出力される信号について、図１を用いて説明する（送信アンテナ数をＭとする）。符号ビットが変調部１０１−１に入力され、ＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying；四相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16-ary Quadrature Amplitude Modulation；１６直交振幅変調）などの変調シンボルへ変調され、ＤＦＴ部１０２−１で周波数領域の信号に変換される。一方、受信アンテナ１０３では基地局装置より通知される制御情報を受信し、無線部４０１でベースバンド周波数にダウンコンバートされ、受信処理部１０４において予め通知されている復号情報を用いて制御信号を得る。帯域割当情報取得部１０５では、制御信号に含まれる帯域の割り当て情報をマッピング部１０６−１へ入力する。
【００４１】
マッピング部１０６−１は、帯域割当情報取得部１０５より入力された帯域の割り当て情報を基に周波数領域の信号の割り当てを行なう。帯域割り当て情報が連続的な帯域の場合は、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭであり、離散的な帯域の場合はＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのアクセス方式が用いられることになる。ＩＤＦＴ部１０７−１より周波数領域から時間領域へ変換された信号は、伝搬路推定に用いられる参照信号が多重される。本図では省略しているが、ベースバンド周波数からアップコンバートされた後にＰＡ部１０８−１で増幅され、送信アンテナ１０９−１（送信アンテナ１０９−１〜１０９−Ｍを送信アンテナ１０９と表す）から出力される。以下、本実施形態ではＰＡ部に入力される信号はアンプコンバート処理が施された信号が入力されるものとする。本実施形態は記載していないが、ＣＰ（Cyclic Prefix；サイクリックプレフィックス）を時間領域の信号に付加しても良い。
【００４２】
複数のアンテナを用いる場合には、同一時刻に同一の周波数を使用するＭＩＭＯや送信ダイバーシチがある。また、ＬＴＥで用いる帯域をコンポーネントキャリア（CC:Component Carrier）と呼び、ＬＴＥ−Ａでは後方互換性を保ちつつ帯域を拡張する方法として、ＬＴＥ−Ａの帯域を複数のＬＴＥシステム（CC）を周波数軸で並べて統合し、複数のＣＣを同時に使用するキャリアアグリゲーション（CA）がサポートされる。また、複数のアンテナで異なるＣＣを同一時刻で用いるＣＡについても適用することが考えられる。
【００４３】
ＬＴＥでは、制御情報をＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）と呼ばれるダウンリンクの無線リソースを用いた制御信号により通知し、ＤＣＩ（Downlink Control Information）フォーマットと呼ばれるフィールドを用いて帯域の割り当てに関する情報が基地局装置から移動局装置へ通知される。ＤＣＩフォーマットにはアップリンクの連続的な帯域割り当てを示すフォーマット０やダウンリンクの連続的な帯域の割り当てを示すフォーマット１Ａ、ダウンリンクの離散的な帯域の割り当てを示すフォーマット１などが存在する。ＬＴＥ−Ａにおいては、さらにアップリンクの離散的な帯域割り当てを示すフォーマットが追加される。ＤＣＩフォーマットは、各フォーマットによりサイズが決まっており、移動局装置はサイズを基にどのＤＣＩフォーマットであるかを決め打ちして復号するブラインドデコーディングにより制御情報を得る。
【００４４】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る受信処理部１０４の構成例を示したブロック図である。図２を用いて、ブラインドデコーディングについて説明する。受信処理部１０４は、予め復号情報がフォーマット情報取得部１０４１に入力される。フォーマット情報取得部１０４１は、復号するフォーマットのサイズを復号部１０４２へ入力し、フォーマット情報をフォーマットチェック部１０４３へ入力する。復号部１０４２は、制御情報が割り当てられるサーチスペースと呼ばれる予め規定されている周波数位置の候補からフォーマット情報取得部１０４１より入力されたフォーマットサイズを基に受信信号に対して復号処理を行なう。ユーザ判別処理部１０４４において制御情報に付加されている巡回冗長検査（CRC:Cyclic Redundancy Check）ビットに対してユーザＩＤと排他的論理和をとり、マスクを行なう。
【００４５】
巡回冗長検査部１０４５において、復号結果を巡回冗長検査により正しく復号できているかのチェックを行なう。復号結果が正しい場合、フォーマットチェック部において同一サイズのフォーマットを判別するビットの値から受信した制御情報を確認する。ただし、巡回冗長検査部１０４５において、復号結果が正しくない場合は他ユーザへの制御情報と判断し、サーチスペース内の別の信号に対して同様の受信処理を行なう。以上の処理を制御情報が正しく復号されるまで繰り返し行なう。正しく復号できた制御情報内に帯域割り当て情報取得部が含まれている。
【００４６】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る受信装置である基地局装置の一例を示すブロック図である。基地局装置では、複数のアンテナを持っているが、受信ダイバーシチやＭＩＭＯ分離やＣＡで送信された信号の受信などを行なうことが考えられるが、各々のアンテナの受信処理は基本的に同じであることから、複数の受信アンテナを代表して、１つの受信アンテナの受信処理を説明する（受信アンテナ数をＭとする）。移動局装置から送信された信号を受信アンテナ２０１−１で受信する。本例では省略しているが、受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ＣＰが付加されている場合は、ＣＰの除去を行なう。ＤＦＴ部２０２−１では送信信号に含まれる伝搬路推定用信号を抽出し、伝搬路推定部２０３へ入力し、データ信号は周波数領域の信号に変換される。該信号が割り当てられている帯域の情報がバッファ２０４に保存されており、帯域割り当て情報がデマッピング部２０５−１に入力される。デマッピング部２０５−１では、帯域割り当て情報が入力され、周波数領域の信号から送信された信号を抽出する。
【００４７】
伝搬路補償部２０６−１では、伝搬路推定部２０３より入力された送信に用いられた帯域の伝搬路情報を用いて、最小平均二乗誤差（MMSE：Minimum Mean Square Error）重みを乗算する等の無線伝搬路のひずみを補償する処理を施す。ＭＩＭＯの場合は、それぞれの伝搬路補償部２０６−１より得られた信号から分離処理を行なう。受信ダイバーシチやＭＩＭＯでは、信号の合成が行なわれる。ＩＤＦＴ部２０７−１においては、時間領域の信号に変換され、復調部２０８−１に入力される。復調部２０８−１では、ＩＤＦＴ部２０７−１より入力された変調信号の復調処理を行なう。一方、伝搬路推定部２０３では、各々アンテナで受信された既知信号である伝搬路推定用信号より周波数応答を推定し、伝搬路補償部２０６−１と帯域割当決定部２０９に入力する。
【００４８】
帯域割当決定部２０９では、送信ダイバーシチやＭＩＭＯではすべての送信アンテナ１０９−１〜１０９−Ｍに対して同一の帯域割り当て、ＣＡの適用時においてアンテナ毎に異なる帯域を割り当てることもある。帯域割り当て情報は、制御情報生成部２１０で送信する制御情報データにされ、送信処理部２１１で信号処理により送信信号に変換し、ベースバンド周波数からアップコンバートされ、送信アンテナ２１２より送信される。
【００４９】
［第１の実施形態］
本実施形態では、移動局装置が複数のアンテナとＰＡでデータ送信を行なう際に、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合、各々のアンテナで用いるＰＡの容量により、帯域の割り当て方法を変える一例について説明する。ただし、各ＰＡの容量は予め移動局装置から基地局装置へ通知されているものとする。図１の構成の移動局装置がＣＡを行なう場合において、各ＣＣで用いる符号化率や変調方式、帯域の割り当て情報などが基地局装置から制御情報として、移動局装置に通知される。
【００５０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る移動局装置が複数の送信アンテナ１０９を用いたデータ送信において、送信アンテナ１０９毎に異なるＣＣを用いた場合を示す図である。図４のように、送信アンテナ１０９毎に異なるＣＣを用いることも可能である。送信アンテナ１０９毎に異なるＣＣを使用する場合は、移動局装置は送信アンテナ１０９毎に帯域の割り当てが行なわれるため、離散的な帯域を使用するＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭと連続的な帯域を使用するＳＣ−ＦＤＭＡを必要に応じて切り替えて使用することが可能である。Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭとＳＣ−ＦＤＭＡは、信号のピーク電力が異なり、切り替えて使用する場合、必要な送信電力やバックオフとアンテナが使用するＰＡの容量から決定される。
【００５１】
しかしながら、移動局装置の受信処理部１０４では、送信アンテナ１０９毎に使用するＣＣでアップリンクの連続的な帯域の割り当てと離散的な帯域の割り当てを示す制御情報のブラインドデコーディングを行なう必要があり、ブラインドデコーディングの最大の回数が増える。ところで、移動局装置の最大送信電力をＴＸＭＡＸとした時に複数の送信アンテナ１０９がそれぞれ等電力で送信する場合、送信アンテナ１０９の１本当たりの最大送信電力は表１のようになる。そのため、ＰＡの容量がＴＸＭＡＸｄＢｍであり、送信アンテナ１０９が２本の場合は３ｄＢの余裕ができ、３ｄＢｍ以下のバックオフを考慮する必要が無くなる。さらに送信アンテナ１０９が２本でＰＡの容量がＴＸＭＡＸ−３ｄＢｍの場合は従来と変わらずにバックオフを考慮する必要がある。よって、離散的な帯域の割り当てでも容量が大きいＰＡであれば、送信電力とバックオフの合計がＰＡの容量を上回りにくくなり、送信信号の歪みが発生しにくくなる。
【００５２】
【表１】
2014195309.tif 000003
よって、容量の大きいＰＡ、例えば２３ｄＢｍまで許容するＰＡを用いて信号を送信するＣＣでは、基地局装置は常に離散的な帯域の割り当てを示す制御情報のみを移動局装置に通知し、移動局装置は離散的な帯域の割り当てのフォーマットの制御情報のみブラインドデコーディングする。また、容量が小さいＰＡ、例えば２０ｄＢｍまで許容するＰＡが使用するＣＣでは、送信電力とバックオフの合計がＰＡの容量を超える場合があるため、基地局装置は連続的な帯域の割り当てと離散的な帯域の割り当てを示す制御情報の両方のフォーマットを通知し、あるいは、連続的な割り当てのフォーマットのみを通知し、移動局装置はその通知方法に従って、必要なフォーマットの制御情報のみをブラインドデコーディングする。
【００５３】
本実施形態では、ＣＡを適用する場合について説明したが、アンテナが同一のＣＣを用いる場合においてもアンテナ毎に同様の制御情報による通知を行なえば、本発明の範囲内とする。本実施形態を適用することにより、移動局装置が複数のアンテナを用いた送信をする際に、容量の大きいＰＡに対して、常に離散的な帯域の割り当てとすることで、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができる。そのため、容量の大きいＰＡでは、ブラインドデコーディングする制御情報のフォーマット数も減らせる。
【００５４】
［第２の実施形態］
本実施形態では、移動局装置が複数の送信アンテナ１０９でデータ送信を行なう際に、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合、各々の送信アンテナ１０９で用いるＰＡの容量により、離散的に割り当てる周波数領域の信号の分割数を変える一例について、説明する。ただし、各ＰＡの容量は予め移動局装置から基地局装置へ通知されているものとする。ＬＴＥのダウンリンクでは、１つのＣＣ内で割り当て可能なリソースブロック数に応じて、リソースブロックの整数倍からなるリソースブロックグループが定義されており、表２によって定義されている。
【００５５】
【表２】
2014195309.tif 000004
また、ＬＴＥのダウンリンクの離散配置は最小の割り当て単位をリソースブロックグループの単位で割り当てることが決まっている。同様に、Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭでも、離散配置によりスケジューリングの柔軟性が増し、周波数選択ダイバーシチ効果も高まり、スループットが高くなるが、ピーク電力も分割数に応じて高くなる。      
【００５６】
移動局装置が複数の送信アンテナ１０９を用いて、各送信アンテナ１０９で異なるＣＣを使用するＣＡのデータ送信をする場合には、基地局装置の帯域割当決定部２０９において、各送信アンテナ１０９に対して帯域の割り当てを決定し、制御情報により通知する。ここで、本実施形態では送信アンテナ１０９とＰＡが一対一で関連付けられているものとする。帯域の割り当てを決定する際には、容量の小さいＰＡを用いる送信アンテナ１０９に対しては、ＰＡの非線形性を考慮する必要があるため、バックオフを考慮してクラスタサイズを決定し、容量の大きいＰＡを用いる送信アンテナ１０９ではバックオフを考慮せずにより小さいクラスタサイズで割り当てを決定する。例えば、容量の小さいＰＡを２０ｄＢｍまで許容するＰＡとし、容量の大きいＰＡを２３ｄＢｍまで許容するＰＡとすると、以下の表３の様に送信アンテナ１０９が用いるＰＡの容量とクラスタサイズを決めても良い。
【００５７】
【表３】
2014195309.tif 000005
ただし、ＮＣｌｕｓｔｅｒは、容量の小さいＰＡのクラスタを構成するリソースブロック数であり、ＮＲＢＧはリソースブロックグループを構成するリソースブロック数とする。
【００５８】
上記の方法により、決定された帯域の割り当て情報は、制御情報として送信アンテナ２１２から各送信アンテナ１０９が使用するＣＣより通知される。移動局装置は通知された制御情報を基に周波数領域でデータをマッピングし、各々のＣＣから送信を行なう。ただし、本実施形態では、最小の割り当て可能な帯域幅をリソースブロック単位としたが、容量の大きいＰＡを用いる送信アンテナ１０９に対して、サブキャリア単位にしても良いし、容量の小さいＰＡを用いる送信アンテナ１０９のクラスタを構成するリソースブロック数より小さい帯域幅であれば本発明の範囲内とする。また、本実施形態では送信アンテナ１０９毎に異なるＣＣを使用するＣＡによるデータ送信時において説明したが、送信アンテナ１０９毎に制御情報で帯域の割り当てを通知し、送信アンテナ１０９が用いるＰＡの容量によりクラスタサイズを変える場合には、複数の送信アンテナ１０９が同一のＣＣからのデータ送信時も本実施形態と同一とする。
【００５９】
本実施形態を適用することにより、移動局装置が複数の送信アンテナ１０９を用いた送信をする際に、容量の大きいＰＡに対して、クラスタサイズを小さくすることで、バックオフを考慮せずに送信電力を決定することができ、高い周波数選択ダイバーシチ利得が得られ、伝送特性を向上させることができる。また、実施形態１、２では、あらかじめＰＡの容量を基地局装置に通知し、ブラインドデコーディングが効率的に行なえることを効果として示したが、あらかじめ通知しない場合でも、ＣＣ毎のリソースブロックの割り当て方（連続/非連続、クラスタサイズの多/少、割りあてられるリソースブロック数の多・少等）により適応的に送信アンテナ１０９を切り替えることで、ＰＡの出力端の信号が飽和することにより歪む確率を減らすことも可能になる。
【００６０】
［第３の実施形態］
本実施形態では、移動局装置がＭＩＭＯでデータ送信を行なう際に、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合、各々の送信アンテナ１０９で用いるＰＡの容量を考慮して、プリコーディングの適用方法を変える一例について、説明する。ただし、各ＰＡの容量は予め移動局装置から基地局装置へ通知されているものとする。
【００６１】
図５は、本発明の第３の実施形態において、ＭＩＭＯでデータ送信する場合について、送信アンテナ１０９を２本有する場合の移動局装置の一例を示すブロック図である。移動局装置は、ＭＩＭＯ送信を行なう場合に、基地局装置より制御情報として、送信信号に乗算するプリコーディングのマトリックスを表すＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を帯域割り当て情報と一緒に受信アンテナ１０３で受信する。受信した制御情報は、無線部４０１に入力され、ベースバンド周波数にダウンコンバートされる。続いて、図１と同様に制御情報受信処理が施される。帯域割当情報取得部１０５では、制御情報に含まれる帯域割り当て情報をマッピング部１０６−１と１０６−２へ入力し、ＰＭＩ情報取得部４０２では制御情報に含まれるＰＭＩの情報をプリコーディング部４０３−１と４０３−２に入力する。
【００６２】
一方、符号ビットは、図１と同様にＤＦＴ部１０２−１、１０２−２まで処理が行なわれ、周波数領域の信号が生成される。プリコーディング部４０３−１と４０３−２ではＰＭＩ情報に基づき、各送信アンテナ１０９の伝搬路に応じた位相回転を与えるプリコーディングベクトル（Precoding Vector、送信重みとも呼称される）を乗算することで、空間多重する信号が逆相加算により品質劣化するのを抑える。送信アンテナ１０９が２本の場合は、どちらか一方にのみ位相回転を与えるだけでよく、受信側で空間多重された信号が適切に合成される。また、プリコーディングは周波数領域の信号により狭い帯域幅での適用が好ましく、特にＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭのような離散的に帯域を使用する場合においてはクラスタの配置によって、クラスタ毎に伝搬路が大きく違うことがあるため、クラスタ単位でのプリコーディングが好ましい。ただし、プリコーディングをクラスタより狭い帯域で適用すると、ピーク電力が上がるためにＰＡの非線形性を考慮し、バックオフ分の送信出力を下げる必要がある。
【００６３】
図６は、本発明の第３の実施形態において、空間多重した信号を受信する基地局装置の一例を示すブロック図である。本実施形態では、受信アンテナを２本として説明するが、受信アンテナが３本以上でも同様である。基地局装置では、図３と同様にデマッピング部２０５−１と２０５−２より帯域割り当て情報を基に抽出された周波数領域の信号が信号分離部５０１に入力される。信号分離部５０１では、空間多重されている信号の分離を行ない、分離した信号をＩＤＦＴ部２０７−１と２０７−２でそれぞれ時間領域の信号に変換する。
【００６４】
一方、伝搬路推定部２０３では、各受信アンテナ２０１の伝搬路推定値を帯域割当決定部２０９とプリコーディング決定部５０２に入力する。プリコーディング決定部５０２では、送信アンテナ１０９が２本のＭＩＭＯの場合、１本の送信アンテナ１０９に対して位相回転を与えるプリコーディングを決定し、ＰＭＩの情報を制御情報生成部２１０に入力し、制御情報として、帯域割り当て情報と一緒に送信アンテナ２１２より送信する。ここで、プリコーディングを決定する際に、送信アンテナ１０９が用いるＰＡの容量によりプリコーディングを適用する帯域幅を決定する。
【００６５】
図７は、本発明の第３の実施形態において、プリコーディングを適用する一例を表す図である。送信アンテナ１０９−２が容量の大きいＰＡを用いるものとした場合は、ピーク電力が高くなるプリコーディングをクラスタ単位で変えたとしても送信電力を下げる必要がないため、プリコーディングベクトルのＰＶ＃１、ＰＶ＃２、…、ＰＶ＃５はそれぞれのクラスタを配置する周波数帯域での伝搬路に基づき決定する。送信アンテナ１０９−２が容量の小さいＰＡを用いる場合は、バックオフの考慮が必要なため、ＰＶ＃１＝ＰＶ＃２＝…＝ＰＶ＃５とする。全部のクラスタに単一の位相回転を与える処理となり、プリコーディングを適用してもプリコーディングを施さない場合と同じピーク電力となる。本実施形態では、送信アンテナ１０９−２にプリコーディングを適用したが、送信アンテナ１０９−１で使用するＰＡの容量が大きい場合は送信アンテナ１０９−１に対して、クラスタ毎にプリコーディングを適用しても良い。また、本実施形態ではＣｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの場合について説明したが、ＳＣ−ＦＤＭＡにおいても適用可能である。
【００６６】
図８は、本発明の第３の実施形態において、ＳＣ−ＦＤＭＡによる伝送について、プリコーディングを適用する一例を表す図である。ＳＣ−ＦＤＭＡによる伝送について、送信アンテナ１０９−２が用いるＰＡの容量が大きい場合には、図８のようにリソースブロック単位でＰＶ＃１〜ＰＶ＃５を伝搬路に応じて異なるプリコーディングベクトルを適用し、送信アンテナ１０９が用いるＰＡの容量が小さい場合はＰＶ＃１＝ＰＶ＃２＝…＝ＰＶ＃５としても良い。また、ＳＣ−ＦＤＭＡのプリコーディングベクトルを適用する単位をリソースブロックの整数倍やサブキャリア単位としてもよい。Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭも同様にクラスタより狭い帯域幅に対してプリコーディングベクトルを適用しても良い。
【００６７】
図９は、本発明の第３の実施形態において、送信アンテナ１０９を４本持つ移動局装置の一例を示すブロック図である。送信アンテナ１０９が４本の場合においては、空間多重される信号が増える。そのため、ＰＭＩ情報取得部４０２では、受信したＰＭＩ情報よりプリコーディングベクトルを送信アンテナ１０９−１〜１０９−４毎に入力する。
【００６８】
図１０は、本発明の第３の実施形態において、送信アンテナ１０９を４本持つ移動局装置の場合に、プリコーディングを適用する一例を表す図である。プリコーディングは、図１０のように３本の送信アンテナ１０９から送信する信号に対して、位相回転を与える。送信アンテナ１０９−１〜送信アンテナ１０９−４の中で使用するＰＡの容量が大きい送信アンテナ１０９のみをクラスタ単位でプリコーディングベクトルを変更する。
【００６９】
例えば、送信アンテナ１０９−４のみが使用するＰＡの容量が大きい場合は、ＰＶ＃２１＝ＰＶ＃２２＝…＝ＰＶ＃２５、ＰＶ＃３１＝ＰＶ＃３２＝…＝ＰＶ＃３５とし、ＰＶ＃４１〜ＰＶ＃４５はクラスタを配置する周波数帯域の伝搬路により決定する。ただし、ＰＶ＃２１とＰＶ＃３１はそれぞれの送信アンテナ１０９−２、１０９−３の伝搬路により決定するものとする。また、本実施形態ではプリコーディングによる位相回転を適用しない送信アンテナ１０９を送信アンテナ１０９−１としたが、別の送信アンテナ１０９にしても良く、使用するＰＡの容量が小さい送信アンテナ１０９としても良い。本実施形態において、使用するＰＡの容量が大きい送信アンテナ１０９に対してクラスタ単位でのプリコーディングとして説明したが、リソースブロック単位やサブキャリア単位でのプリコーディングとしても良い。
【００７０】
本実施形態を適用することにより、移動局装置がＭＩＭＯでデータ送信を行なう際に、使用するＰＡの容量が大きい送信アンテナ１０９に対して、クラスタ単位でプリコーディングを適用することにより、ＰＡのバックオフを考慮せずに送信電力を決定し、空間多重された信号を受信側で分離しやすくなることから、伝送特性を向上させることができる。
【００７１】
［第４の実施形態］
本実施形態では、移動局装置が複数の送信アンテナ１０９を用いてデータ送信する際に、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合において、データと制御情報を同時に送信する必要があるときに、各々の送信アンテナ１０９で用いるＰＡの容量を考慮して、データと制御情報を多重して送信する送信アンテナ１０９を決定する一例について、説明する。ＬＴＥ−Ａでは、移動局装置が持つ送信アンテナ１０９が増えることや複数のＣＣを使用するＣＡが仕様化されることから、ＰＵＣＣＨで移動局装置から基地局装置に通知するＡＣＫ、ＮＡＣＫやＣＱＩ（Channel Quality Indication）などの制御情報が増加する。そのため、データ送信と制御情報を同一時刻に送信するマルチキャリア送信も可能とすることが検討されている。
【００７２】
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る移動局装置の一例を示すブロック図である。ここで、移動局装置のＰＡの構成について、ＰＡ部１０８−１が容量の小さいＰＡとし、ＰＡ部１０８−２は容量の大きいＰＡとする。また、送信に用いる送信アンテナ１０９を２本として説明しているが、３本以上においても適用可能である。移動局装置では、基地局装置からダウンリンクで受信したデータに対するＡＣＫ、ＮＡＣＫやダウンリンクのための制御情報として定期的に基地局装置へ送信するＣＱＩ、ＲＩ（Rank Indication）、ＰＭＩなどを制御情報生成部６０１で生成する。制御情報は、送信処理部６０２において時間領域の信号に変換される。一方、ＩＤＦＴ部１０７−２は時間領域の送信データの信号を出力する。ここで、データ送信と制御情報の送信を同一タイミングで行なう必要がある場合は、マルチキャリア化によるピーク電力の高い送信信号となることから、容量の大きいＰＡ部１０８−２を用いることが好ましい。そのため、送信処理部６０２からの出力である制御情報の信号をＩＤＦＴ部１０７−２からの出力と加算し、ＰＡ部１０８−２を介し、送信アンテナ１０９−２から送信される。
【００７３】
また、容量の小さいＰＡ部１０８−１ではピーク電力の高い信号を送信すると、ＰＡの非線形性により送信信号に歪みが生じるため、制御情報を多重せずにデータ信号のみを送信アンテナ１０９−１で送信する。制御情報とデータの時間領域の信号を加算した信号は、マルチキャリアとなることからピーク電力が高くなるため、ＰＡの非線形性からバックオフを考慮した送信電力制御が必要になる。本実施形態では、データ送信と同一タイミングで制御情報を送信する必要がある場合に、使用するＰＡの容量が大きい送信アンテナ１０９へ制御情報の時間領域の信号を加算するため、データと制御情報の同時送信によるピーク電力の増加に伴うバックオフ分については送信電力を下げる必要がない。
【００７４】
本実施形態を適用することにより、移動局装置が複数の送信アンテナ１０９を用いたデータ送信をする際に、データと制御情報の同時送信が必要な場合、容量の大きいＰＡを使用する送信アンテナ１０９に対して制御情報の信号を加算することで、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性を向上させることができる。
【００７５】
［第５の実施形態］
本実施形態では、複数の送信アンテナ１０９を有する移動局装置がＳＦＢＣ（Space Frequency Block Code）でデータ送信する際に、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合において、各々の送信アンテナ１０９で用いるＰＡの容量を考慮して、ＳＦＢＣの符号化によるピーク電力の高い信号の割り当てを決定する一例について、説明する。
【００７６】
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る移動局装置の一例を示すブロック図である。ここで、移動局装置のＰＡの構成について、ＰＡ部１０８−１が容量の大きいＰＡとし、ＰＡ部１０８−２は容量の小さいＰＡとする。セルエッジの移動局装置では送信電力が不足し、所望の通信品質を確保できない場合がある。そのような移動局装置では、セルエッジでも所望の通信品質を満たすために、送信ダイバーシチ法であるＳＦＢＣを適用することが考えられる。
【００７７】
図１２の移動局装置は、ＳＦＢＣを用いる移動局装置であり、ＤＦＴ部１０２−１、１０２−２から周波数領域の信号がそれぞれ送信信号処理部７０１−１、７０１−２に入力される。ここで、送信ダイバーシチでは同一のデータを送信するため、ＤＦＴ部１０２−１と１０２−２は同じ信号が出力されることから、変調部１０１、ＤＦＴ部１０２は１つでも良い。送信信号処理部７０１−１、７０１−２ではＳＦＢＣの符号化が行なわれる。ＳＦＢＣの符号化では、送信信号の片方のみがピーク電力が高くなり、もう片方はピーク電力が変わらない。本実施形態では容量の大きいＰＡ部１０８−１を用いて送信される信号に対して、ピーク電力の高くなるＳＦＢＣの符号化をする。そのため、本実施形態では送信信号処理部７０１−１の処理がピーク電力の高くなる処理となる。
【００７８】
図１３は、本発明の第５の実施形態に係るＳＦＢＣの符号化方法を示す図である。本実施形態では送信信号処理部７０１−１ではＳ（１）、Ｓ（２）、…、Ｓ（Ｎ）の周波数領域の信号に対して行なう。２サブキャリア単位で符号化が行なわれ、ｋ−１番目とｋ番目のサブキャリであれば、Ｓ（ｋ−１）、Ｓ（ｋ）の信号をＳ（ｋ）＊、―Ｓ（ｋ−１）＊と符号化する。ただし、Ｘ＊はＸの複素共役とする。また、送信信号処理部７０１−２は入力信号と同じＳ（１）、Ｓ（２）、…、Ｓ（Ｎ）を出力する。送信信号処理部７０１−１より出力される信号はマッピング部１０６−１、ＩＤＦＴ部１０７−１、ＰＡ部１０８−１を介し、送信アンテナ１０９−１から送信される。送信アンテナ１０９−２からの送信処理も同様のため、説明を省略する。容量の小さいＰＡを用いてピーク電力の高い信号を送信する場合は、ＰＡの非線形性により送信信号に歪みが生じるため、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がある。
【００７９】
本実施形態では、容量の大きいＰＡを用いる送信アンテナ１０９の信号を選択してピーク電力の高くなる符号化を施すことで、符号化によるピーク電力に増加分を考慮し、送信電力を下げる必要はなくなる。本実施形態を適用することにより、移動局装置がＳＦＢＣを用いたデータ送信する場合において、容量の大きいＰＡを使用する送信アンテナ１０９に対して、ＳＦＢＣの符号化によりピーク電力の高い信号を割り当てることで、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性を向上させることができる。
【００８０】
［第６の実施形態］
本実施形態では、移動局装置が複数の送信アンテナ１０９でデータ送信し、ＣＡを適用する際に、移動局装置の持つＰＡの許容送信電力値の合計値が移動局装置の許容最大送信電力値より大きい場合において、各々の送信アンテナ１０９で用いるＰＡの容量を考慮して、複数のＣＣを使用する送信アンテナ１０９を決定する一例について説明する。ただし、各ＰＡの容量は予め移動局装置から基地局装置へ通知されているものとする。複数のＣＣに同一タイミングでデータ送信を行なうＣＡについて、ＣＣ毎に使用するＰＡが異なる場合や使用するＣＣを一つのＰＡを用いてデータ送信する等が考えられる。ただし、ＣＡにおいては一つのＣＣに対して、一つのＤＦＴを用いたシングルキャリアの信号を周波数領域で割り当てる。一つのＰＡを用いて複数のＣＣの送信するＣＡにおいては、マルチキャリア化し、ピーク電力の高い信号を送信することとなる。
【００８１】
図１４は、本発明の第６の実施形態に係る移動局装置の一例を示すブロック図である。ＰＡ部１０８−１は容量の小さいＰＡとし、ＰＡ部８０１−２は容量の大きいＰＡとする。本実施形態の移動局装置は、容量の小さいＰＡと容量の大きいＰＡの両方を持つ場合について説明するが、本実施形態と本質的に同じであれば、移動局装置が異なるＰＡの構成であっても本発明と同様とする。送信アンテナ１０９−１は、容量の小さいＰＡを用いるため、ピーク電力の高い複数のＣＣの信号を送信すると、ＰＡの非線形性により送信信号に歪みが生じる。また、バックオフを考慮して送信電力を下げるなどが必要になることから、１つのＣＣに対する信号のみを送信する。それに対し、送信アンテナ８０２−２は容量の大きいＰＡ部８０１−２を用いるため、複数のＣＣの信号を送信することによるピーク電力の増加分のバックオフを考慮する必要がなく、送信電力を下げる必要がない。そのため、送信アンテナ８０２−２から送信する信号は、ＩＤＦＴ部８０３−２とＩＤＦＴ部８０３−３でそれぞれ異なるＣＣへ送信する時間領域の信号を生成し、加算したものを送信する。
【００８２】
本実施形態を適用することにより、移動局装置がＣＡを用いたデータ送信する場合において、容量の大きいＰＡを使用する送信アンテナ８０２−２に対して、複数のＣＣへ送信する信号が加算されたピーク電力の高い信号を割り当てることで、バックオフを考慮して送信電力を下げる必要がなく、伝送特性の向上させることができる。
【００８３】
本発明に関わる移動局装置および基地局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭや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。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【００８４】
また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。
【００８５】
また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。移動局装置および基地局装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩ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。
【００８６】
以上、この発明の実施形態を、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等も特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１０３  受信アンテナ
１０４  受信処理部
１０５  帯域割当情報取得部
１０８（１０８−１、１０８−Ｍ）  ＰＡ部
１０９（１０９−１、１０９−Ｍ）  送信アンテナ
１０４１  フォーマット情報取得部
２０１（２０１−１、２０１−Ｍ）  受信アンテナ
２０９  帯域割当決定部
２１２  送信アンテナ
２１０  制御情報生成部
４０２  ＰＭＩ情報取得部
４０３（４０３−１、４０３−２）  プリコーディング部
５０１  信号分離部
５０２  プリコーディング決定部
６０１  制御情報生成部
６０２  送信処理部
７０１（７０１−１、７０１−２）  送信信号処理部
８０１（８０１−２）  ＰＡ部
８０２（８０２−２）  送信アンテナ
８０３（８０３−２、８０３−３）  ＩＤＦＴ部
【図１】
2014195309.tif 000006
【図２】
2014195309.tif 000007
【図３】
2014195309.tif 000008
【図４】
2014195309.tif 000009
【図５】
2014195309.tif 000010
【図６】
2014195309.tif 000011
【図７】
2014195309.tif 000012
【図８】
2014195309.tif 000013
【図９】
2014195309.tif 000014
【図１０】
2014195309.tif 000015
【図１１】
2014195309.tif 000016
【図１２】
2014195309.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
2014195309.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月25日(2014.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する基地局装置であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、
前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信する送信部を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記送信部によって送信される制御情報は、前記送信装置が前記送信信号を送信するコンポーネントキャリア毎に設定されることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
前記第２のフォーマットに関する情報を送信する場合、前記送信装置が前記送信信号を送信するコンポーネントキャリア毎に、前記クラスタを構成するリソースブロック（Resource Block）の最小数が設定されることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記リソースブロックの最小数は、前記コンポーネントキャリア内の前記送信装置に割当可能なリソースブロックの数に基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。
【請求項５】
サブキャリアに関する情報を用いてデータ伝送を行う送信装置であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマット又は前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される第１のＰＡ（Power Amplifier）と第２のＰＡとを少なくとも含む２以上のＰＡ部と、
前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される前記第１のＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つをブラインドデコーディングし、
前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される前記第２のＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングする復号部とを備えることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
ブラインドデコーディングされる前記制御情報は、前記コンポーネントキャリア毎に設定されることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記第１の制御情報をブラインドデコーディングする場合、前記コンポーネントキャリア毎に、前記クラスタを構成するリソースブロック（Resource Block）の最小数が設定されることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項８】
前記リソースブロックの最小数は、前記コンポーネントキャリア内の前記送信装置に割当可能なリソースブロックの数に基づいて設定されることを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
【請求項９】
２以上のコンポーネントキャリアを用いてデータ伝送する場合、該２以上のコンポーネントキャリアのうち少なくとも２つのコンポーネントキャリアでは、前記送信信号のＰＡＰＲ特性が異なることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記第１のＰＡの能力は、前記第２のＰＡの能力と異なることを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項１１】
送信信号が割り当てられるサブキャリアに関する情報を送信装置に送信する送信方法であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記第１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つの制御情報を送信し、
前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いて前記送信信号を送信する前記送信装置に、前記第１の制御情報を送信するステップを少なくとも含むことを特徴とする送信方法。
【請求項１２】
サブキャリアに関する情報を用いてデータ伝送を行う送信方法であって、
前記サブキャリアを示すフォーマットは、２以上の連続するサブキャリアへの割り当である第１のフォーマットと、各々が２以上の連続するサブキャリアからなる少なくとも２つのクラスタを離散的に割り当てる第２のフォーマットとがあり、
前記第１のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される第１のＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１のフォーマットと前記第２のフォーマットを含む第１の制御情報または前記１のフォーマットを示す第２の制御情報のいずれか１つをブラインドデコーディングし、
前記第２のフォーマットに示されるサブキャリアを用いてデータ伝送が要求される第２のＰＡが使用されるコンポーネントキャリアでは、前記第１の制御情報をブラインドデコーディングするステップとを少なくとも含むことを特徴とする送信方法。